Giáo trình Cắm biên công trình đào đắp (Nghề: Trắc địa công trình - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng

Chia sẻ: Lạc Vũ Chi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:17

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Cắm biên công trình đào đắp (Nghề: Trắc địa công trình - CĐ/TC) được biên soạn dùng cho chương trình dạy nghề Trắc địa công trình đáp ứng cho hệ đào tạo Cao đẳng và Trung cấp. Giáo trình cung cấp cho học viên những kiến thức về: tính khối lượng đào đắp theo lưới ô vuông; tính khối lượng đào đắp theo mặt cắt;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Cắm biên công trình đào đắp (Nghề: Trắc địa công trình - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: CẮM BIÊN CÔNG TRÌNH ĐÀO ĐẮP NGHỀ: TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP Quảng Ninh, năm 20….
BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
BÀI 1: TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP THEO LƯỚI Ô VUÔNG 1. Cắm chi tiết lưới ô vuông Thành lập lưới ô vuông xây dựng: Phương pháp trục. Trong phương pháp này người ta chuyển ra ngay thực địa với độ chính xác xác định trước toàn bộ các điểm của mạng lưới bằng cách đặt chính các các yếu tố thiết kế (góc và cạnh). Đầu tiên bố trí trên thực địa 2 hướng khởi đầu vuông góc với nhau nằm ở giữa khu vực xây dựng (AB⊥ AC) (hình 2.10). Do có sai số bố trí nên hai hướng này không thật sự vuông góc, để khắc phục ta dùng máy kinh vĩ chính xác đo lại góc  (góc vuông) từ 2- 3 vòng đo. Tính trị số chênh lệch của nó so với góc vuông và điều chỉnh các điểm B, C bằng các số hiệu chỉnh S B , SC để AB thật sự vuông góc với AC. Các số hiệu chỉnh này được tính theo Hình 1.5. Sơ đồ bố trí lưới ô vuông bằng công thức: phương pháp trục   S B = AB1 ; SC = AC1 (2.8) 2 2 Ở đây:  = 90 −  0 Các khoảng cách AB1, AC1 được lấy trên tổng bình đồ. Cố định các điểm B, C trên thực địa và dọc theo hướng AB và AC đặt các đoạn thẳng bằng chiều dài cạnh của lưới. Việc định tuyến được tiến hành bằng máy kinh vĩ, còn khoảng cách được đo bằng thước thép căng bằng lực kế. Kết quả đo có tính đến các số hiệu chỉnh do độ dốc địa hình, do nhiệt độ và do kiểm kiểm nghiệm thước. Hiện nay việc đặt khoảng cách có thể tiến hành bằng máy toàn đạc điện tử cho phép tính toán một cách nhanh chóng khoảng cách ngang có tính đến tất cả các số hiệu chỉnh. Người ta kết thúc việc bố trí trên 2 hướng AB, AC tại các điểm cuối cùng là F, R, D, E. Tại những điểm này dựng các góc vuông và tiếp tục bố trí trên các hướng này các điểm theo chu vi lưới. Như vậy, ta đã nhận được trên thực địa 4 tứ giác của lưới ô vuông xây dựng với các cạnh đã được bố trí. Sau đó người ta thay thế các mốc gỗ tạm thời bằng các mốc bê tông chắc chắn. Tiếp theo trên các hướng giữa các điểm tương ứng của 4 vòng cơ bản, ta tiến hành bố trí các điểm bên trong của lưới. Để tính toán tọa độ cuối cùng các điểm của lưới xây dựng người ta tiến hành lập lưới khống chế để tính tọa độ các điểm của lưới ô vuông xây dựng: Lập lưới khống chế hạng IV trên khu vực xây dựng; sau đó đặt các đường chuyền cấp 1 theo chu vi lưới (đo lại lưới đã bố trí) dựa vào lưới 1
cấp 1, đặt đường chuyền cấp 2 bằng các điểm chêm dày; tính toán bình sai để tìm ra được tọa độ thực tế của các điểm đã bố trí. Nếu khu vực xây dựng có diện tích nhỏ và việc bố trí các đỉnh của lưới được tiến hành với độ chính xác cao thì tọa độ các điểm nhận được sau bình sai sẽ sai khác không nhiều so với tọa độ thiết kế. Tuy nhiên, khi thành lập những mạng lưới lớn thì khó tiến hành công tác bố trí với độ chính xác cao và việc tính tất cả các số hiệu chỉnh vào chiều dài cạnh là rất khó khăn, phức tạp. Do vậy mà tọa độ thực tế của các điểm có thể khác tương đối nhiều so với tọa độ thiết kế. Khi sai khác về tọa độ là nhỏ, để đưa vị trí tâm mốc về đúng vị trí thiết kế, người ta hàn lên đầu mốc một bản thép (10 x 10)cm hoặc (20 x 20)cm. Theo các tọa độ thiết kế và tọa độ thực tế ta tính ra các yếu tố quy hoàn để hiệu chỉnh tâm mốc. Ưu, nhược điểm của phương pháp: * Ưu điểm: Toàn bộ các điểm sau khi bố trí sơ bộ sẽ được thay thế bằng các mốc bê tông chắc chắn, nên trong quá trình đo đạc và tính toán bình sai, chúng được bảo vệ một cách tin cậy. * Nhược điểm: Do tích lũy sai số nên tọa độ thực tế của các điểm ở xa điểm gốc sẽ khác nhiều so với tọa độ thiết kế. Vì vậy, phương pháp này chỉ nên áp dụng ở những khu vực nhỏ, đòi hỏi độ chính xác không cao, tức là sai khác về tọa độ nằm trong phạm vi từ 3- 5cm có thể bỏ qua được. Trường hợp yêu cầu độ chính xác cao hơn thì phải sử dụng tọa độ thực tế của các điểm của lưới. Trong phương pháp này, trước khi nhận được tọa độ chính xác của các điểm lưới, không thể lập các bản vẽ bố trí công trình được. 2
Hướng dẫn thực hành BỐ TRÍ LƯỚI Ô VUÔNG NÔI DUNG THỰC YÊU CẦU KỸ TT DỤNG CỤ CHÚ Ý HIỆN THUẬT 1. Chuẩn bị - Thiết bị, dụng cụ, - Đảm bảo yêu cầu - Máy kinh vĩ, tiêu, Độ vật tư về kỹ thuật. thước chính - Bản đồ thiết kế lưới - Đảm bảo đủ về xác yêu số lượng và độ cầu chính xác 2. Trình tự thực hiện. - Bố trí góc m  = 10 0 - Thước cuộn 50m An toàn - Bố trí chiều dài - Máy kinh vĩ, tiêu, và vệ m S = 5cm thước sinh lao - Đánh dấu điểm m P = 5cm động - Vẽ sơ họa - Cọc , đinh, sơn 3. Kiểm tra sản phẩm. - Thước cuộn 50m - Số liệu bố trí - Sai số xác định - Máy kinh vĩ, tiêu, - Vị trí các điểm trục các yếu tố bố trí thước - Sai số vị trí điểm 4. Vệ sinh - Máy kinh vĩ, tiêu, An toàn - Thiết bị, dụng cụ, - Ngăn nắp, gọn thước hoặc máy toàn và vệ vật tư; gàng đạc và phụ kiện kèm sinh lao theo động - Bản vẽ - Thước đo độ, thước mm. Cọc , đinh, sơn. Câu hỏi ôn tập lý thuyết: Câu 1: Hãy trình bày lập lưới ô vuông bằng phương pháp trục? Câu 2: Hãy trình bày lập lưới ô vuông bằng phương pháp hoàn nguyên? Câu 3: So sánh ưu nhược điểm giữa hai phưng pháp tục và hoàn nguyên khi thành lập lưới ô vuông? Bài tập thực hành: Bài 1: Lập lưới ô vuông sơ bộ (bằng phương pháp hoàn nguyên) với a = 50m dùng máy kinh vĩ và thước cuộn 50m? Bài 2: Lập lưới ô vuông sơ bộ (bằng phương pháp hoàn nguyên) với a = 50m dùng máy toàn đạc điện tử và phụ kiện kèm theo? 3
Phiếu đánh giá kết quả thực tập: Kết quả thực Các tiêu chí đánh giá Thang Điểm đánh TT hiện/ sản phẩm điểm giá sai số 1 Thời gian 45 10 2 Công tác an toàn Tốt 10 3 Thao tác Nhẹ, rứt khoát 10 4 Yêu cầu kỹ thuật: 70 - Chuẩn bị Đầy đủ, chính xác 10 - Bố trí góc m   10 0 20 - Bố trí chiều dài m S  5cm 20 - Đánh dấu vị trí điểm m P  1cm 20 Tổng cộng Bằng số: 100 Đánh giá chung: Đạt: ( Đạt tổng điểm  50 điểm) Không đạt: - Chú ý: Nếu để xảy ra mất an toàn, tai nạn cho người và làm hư hỏng dụng cụ thì không tính điểm, không đánh giá quá trình luyện tập. 4
2. Đo thủy chuẩn bề mặt 2.1. Vẽ sơ đồ, phương án bố trí đo cao Mạng lưới ô vuông đồng thời cũng là cơ sở khống chế độ cao để bố trí và đo vẽ hoàn công công trình. Để thoả mãn những yêu cầu này, sai số trung phương tương hỗ về độ cao giữa 2 điểm lân cận của mạng lưới nhỏ hơn 2- 3mm. Độ chính xác này có thể đảm bảo bằng thuỷ chuẩn hạng IV. Đối với khu vực lớn, để đảm bảo độ chính xác khống chế độ cao, các đường thuỷ chuẩn hạng III thường được đặt dọc theo chu vi lưới, hoặc dùng các vòng thuỷ chuẩn hạng III để chia khu vực thành các mảng, sau đó chêm dày bằng các đường thuỷ chuẩn hạng IV (phát triển theo hướng cạnh ngắn của lưới). Chiều dài cho phép của các đường thuỷ chuẩn được tính toán xuất phát từ yêu cầu độ chính xác của công tác bố trí. Có thể tiến hành đo thủy chuẩn các đỉnh ô vuông của lưới theo cách sau đây: Đặt máy thủy chuẩn lần lượt ở tâm của các ô vuông và trong một trạm máy đo ngắm tới 4 điểm của ô vuông. 2.2. Đo chênh cao 1 j 2 1 Ví dụ trên hình (2.1), đặt máy ở trạm J1 đọc được 4 số đọc trên: 1, 2, 3, 4 và xác định 3 4 j2 được chênh cao giữa 1- 3 và 2- 4 của đường thuỷ chuẩn hạng IV song song và kề nhau. Tại trạm J2 xác định được chênh cao giữa 3- 5, 4- 5 6 j3 6… Khi tiến hành đo thuỷ chuẩn như vậy 7 8 thì số trạm máy giảm đi được 2 lần, tốc độ tăng nhanh gấp rưỡi và còn cho phép phát Hình 2.1. Đo độ cao lưới hiện nhanh chóng vị trí có sai sót theo sai số ô vuông khép độ chênh cao của các vòng khép kín. Điều cần lưu ý trình tự đo ngắm và ghi sổ thủy chuẩn trên mỗi trạm máy. Độ cao các điểm của lưới ô vuông xây dựng nhất thiết phải được đo nối với các mốc thuỷ chuẩn Nhà nước. Tuy lưới độ cao xây dựng được bình sai như một lưới tự do với một độ cao của mốc giả định nào đó, nhưng khi đo nối cần tiến hành với hai điểm có độ cao trong hệ thống Nhà nước nhằm kiểm tra việc đo nối. 2.3. Tính độ cao các điểm lưới ô vuông 5
SỔ ĐO THỦY CHUẨN Ô VUÔNG Chênh Điểm Số đọc chỉ giữa Độ cao Độ cao Trạm cao đặt tia điểm Ghi chú máy điểm mia Mia Mia ngắm mia liên hệ sau trước (1) (2) (4) (5) (6) (7) (8) (9) HA 1435 2517 -1081 21.464 20.234 1 1320 20.144 2 1450 20.014 3 1570 19.894 4 1450 20.014 5 2130 19.334 HB 1230 2310 19.153 -1082 -1080 3. Tính diện tích đào, đắp - Tính độ cao thi công: htc = htt − htk Nếu htc 0, vị trí đó cần đào. h1 + h2 + ... + hn - Tính độ cao trung bình của ô vông đào, đắp: hTB = n - Tính diện tích đào, đắp theo hình học cơ bản. 6
4. Xác định đường không đào, không đắp Đường không đào không đắp là đường lập hợp các điểm có độ cao thi công bằng không. Cách xác định điểm không đào, không đắp: Theo hình (3.1), đường 3- 4 là đường thiết kế hay còn gọi là đường đỏ, được thiết kế trên mặt cắt theo một độ dốc i = tgv đã cho. Nếu biết độ cao điểm 3 là H3 có thể tìm độ cao điểm 4 theo công thức: H4 = H3 + Stgv = H3 + S.i 1 4 Hiệu số độ cao giữa đường đỏ M và đường đen (đường thực tế) gọi là độ a b h cao thi công (a, b). Giao điểm giữa đường đen và 3 S-x K x 2 đường đỏ (điểm M) gọi là điểm không S đào không đắp. Muốn tính độ cao điểm M, ta phải tính được khoảng cách nằm Hình 3.1. Tính độ cao điểm ngang x hay S-x. Khoảng cách nằm không đào không đắp ngang từ điểm M đến điểm 2 là: x b b = x= S (2.1) S− x a a+b 5. Chuyển đường không đào - không đắp ra thực địa Dùng thước bố trí khoảng cách x trên thực địa . 6. Tính tổng khối lượng đào, đắp - Tính khối lượng đào : Vđào= Sđào.hđào - Tính khối lượng đắp : Vđắp= Sđắp.hđắp - Tính tổng khối lượng đào :  Vđào= Vđào1+ Vđào2+…+ Vđàon - Tính tổng khối lượng đắp :  Vđắp= Vđắp1+ Vđắp2+…+ Vđắpn 7
BÀI 3. TÍNH KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP THEO MẶT CẮT 1. Xác định vị trí bố trí mặt cắt ngang ở chỗ đắp 1.1. Với khu vực đồng bằng Khi bố trí các mặt cắt ngang ở chỗ đắp (hình 3.2), cần bố trí trên thực địa vị trí của điểm trục O’, hình chiếu A’, A1’ của mép và chân nền đắp B, C1. Khi góc dốc ngang của thực địa không quá 3- 4o thì có thể lấy: B O' A1' = O' A' = 2 A’B = A1’C = h.m Trong đó: B là chiều rộng thiết kế của nền đường H là độ cao đắp Hình 3.2. Bố trí mặt cắt ngang ở chỗ đắp khu vực đồng bằng 1: m là độ nghiêng của mái dốc: Tức tỉ số giữa độ cao đắp h với khoảng cách nằm ngang của mái dốc A1’C1’. Vậy khoảng cách từ trục (tim) đến chân nền đắp O’B= O’C1 là: B l = l1 = l2 = + hm (3.59) 2 Như vậy, khi bố trí mặt cắt ngang ở chỗ bằng phẳng, người ta đo từ trục về hai bên một khoảng cách B/2 để đánh dấu mép đường và khoảng cách l =B/2 + hm để ghi lại chân mái dốc. Từ chân đó, người ta đo ra độ rộng của thềm BC và chỗ dự trữ CDEF. Tất cả các điểm đều phải chôn cọc và ghi chú tên điểm. 1.2. Với vùng núi Khi ở vùng núi, địa hình có độ dốc ngang lớn, việc bố trí các chỗ đắp có phức tạp hơn. Từ hình (3.3), thấy rằng do độ nghiêng của thực địa mà các khoảng cách từ trục O’ đến chân nền đắp B và C1 sẽ khác nhau. Vị trí các điểm B và C1 có thể tìm được nhanh chóng và dễ dàng nếu như ta đo theo địa hình nghiêng các khoảng cách O’B và O’C1. a. Tính yếu tố bố trí Kí hiệu góc nghiêng ngang của thực địa là  , còn góc nghiêng của mái dốc đắp là  (tg  = 1/m). + Từ O' C1 ' C1 ta có : O ' C1 O' C1 ' sin  =  O' C1 = l1 = O' C1 ' sin  sin ( +  ) sin ( +  ) B Mà O' C1 ' = + hm 2 8
Vậy, ta có công thức xác định khoảng cách từ trục đến chân nền phía trên: B  sin  O' C1 = l1 =  + hm . (3.60) 2  sin ( +  ) + Từ O' C' C có : O' C O' C O' C' =  O' C = sin  (3.61) sin  sin ( −  ) sin ( −  ) B Mà O' C' = + hm 2 Vậy k hoảng cách từ trục đến chỗ chân nền phía dưới xác định: B  sin  O' C = l 2 =  + hm . (3.62) 2  sin ( −  ) Ta có: O' A' = O' A 1 ' Xét: O' J O' J O' A' J : cos  =  O' A' = OA' cos  B B Mà: O'J =  O ' A' = (3.63) 2 2 cos  Hình 3.3. Bố trí mặt cắt ngang ở chỗ đào khu vực vùng núi b. Cách bố trí - Trên địa hình nghiêng, khi đo từ điểm trục của mặt cắt ngang lên phía trên một khoảng cách l1, và phía dưới một đoạn bằng l2, ta sẽ tìm được các điểm chân nền đắp tại thực địa. - Để tìm được trên thực địa địa hình nghiêng, hình chiếu A’ và A 1’ của các mép ta cần đo từ O’ theo mặt đất từ 2 phía khoảng cách là B/2cos  ta sẽ bố trí được A1’ và A’. 2. Xác định vị trí bố trí mặt cắt ngang của chỗ đào 9
Trên các mặt cắt ngang của nền ở chỗ đào, các tính toán để xác định giới hạn đào cũng thực hiện tương tự như khi tính toán mặt cắt ngang ở chỗ đắp. Muốn bố trí các mặt cắt ngang tại những chỗ phải đào, thì trên mặt đất ta phải đánh dấu điểm trục O’ của tuyến đường, các điểm A’, A 1’ và các mép chỗ đào B, B1, tức là trong giai đoạn đầu, khi nền đất đã hình thành sơ bộ thì mặt cắt ngang ở chỗ đào có dạng của một hình thang BAA1B1. 2.1. Với địa hình bằng phẳng a.Tính yếu tố bố trí: (hình 3.4) Tương tự như khi tính các yếu tố mặt cắt ngang ở chỗ đắp ta có: B + O' A' = O' A1' = +D (3.64) 2 B Hình 3.4. Bố trí mặt cắt ngang + O' B = O' B1 = + D + hm (3.65) 2 ở chỗ đào khu vực đồng bằng D là độ rộng của rãnh ở phía trên b. Cách bố trí: Ngoài thực địa, từ điểm trục của mặt cắt ngang O’ đo ra mỗi bên một đoạn bằng B/2 + D tìm được A’, A1’. Từ A’ và A1’ đo ra 2 bên một đoạn bằng h.m được B và B1. 2.2. Với địa hình dốc a. Tính yếu tố bố trí: (hình 3.5) B  sin  O' B' = l1  + D + hm  2  sin ( +  ) (3.66) B  sin  O' B1 = l 2 =  + D + hm  2  sin ( −  ) (3.67) B D+ O ' A ' = O ' A1' = l3 = 2 cos  (3.68) Hình 3.5. Bố trí mặt cắt ngang b. Cách bố trí: Từ trục O’ ngoài ở chỗ đào khu vực vùng núi thực địa đo ra phía dưới một đoạn bằng l1 xác định được B, đo lên phía trên một đoạn l2 được điểm 1, đo sang 2 phía một đoạn bằng l3 được điểm A’ và A1’. c. Cách đào đắp Để dễ dàng cho việc đào đắp Hình 3.6. Cách đào đắp đất tại điểm B và B1 cắm tại các mép 10
đào, người ta đặt những cọc khuôn cho tọa độ nghiêng của mái dốc (hình 3.6). Khi đào đất bằng cơ giới người ta lại cắm các điểm trục và chỉ rõ độ sâu còn lại của chỗ đào. Tương tự như vậy, người ta tiến hành cắm tại các công trình rãnh thoát nước trên tuyến đường. Khi chỗ đào đã cơ bản hoàn thành và chỉ còn 10- 20cm thì xuống đến độ cao thiết kế, để tu sửa cho sạch sẽ người ta đánh dấu các điểm xác định vị trí của các rãnh, lòng đường và lề đường (hoặc hình lăng trụ của nền đường sắt) và dùng máy thuỷ chuẩn để đặt các điểm đó vào đúng độ cao đó. 3. Tính khối lượng đào đắp của tuyến đường Dựa vào số liệu đo đạc và bản vẽ của các mặt cắt dọc và ngang của tuyến đường và độ cao thiết kế của tuyến ta tính được khối lượng đào đắp của tuyến đường. Hình 3.7. Tính khối lượng giữa 2 mặt cắt ngang Tính khối lượng giữa 2 mặt cắt C6- C7 (hình 3.25): S6 + S7 w C 6 −C 7 = SC 6 − C 7 (3.12) 2 Trong đó S6, S7 là diện tích của mặt cắt tại C6, C7 (của đường thiết kế và đường thực tế) được xác định như sau: S6 = s6.1 + s6.2 + s6.3 + s6.4 + s6.5 S7 = s7.1 + s7.2 + s7.3 + s7.4 + s7.5 Trong đó s6.1, s6.2,........, s7.1, s7.2...... là diện tích của từng cặp điểm liền kề nhau giữa đường thiết kế và đường thực tế, được xác định như sau (theo hình bình hành): h6.1 + h6.2 s6.1 = ST 6.1−T 6.2 2 11
Trong đó: h6.1, h6.2.... là chiều cao công tác của các điểm trên mặt cắt, được xác định bằng độ cao thiết kế trừ đi độ cao thực tế của điểm tương ứng. ST6.1-T6.2 là khoảng cách ngang giữa các điểm trên mặt cắt. Tương tự cho tất cả các diện tích khác trong mặt cắt. Vậy tổng khối lượng của cả tuyến đường sẽ được tính như sau: W =  wi (3.13) 12
TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Công Hòa, Trắc địa cơ sở tập 1, NXB giao thông vận tải, 2004. [2]. Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh Công Hòa, Trắc địa cơ sở tập 2, NXB xây dựng, 2002. [3]. Phan Văn Hiến, Ngô Văn Hợi, Trần Khánh, Nguyễn Quang Phúc, Nguyễn Quang Thắng, Phan Hồng Tiến, Trần Việt Tuấn, Trắc địa công trình, NXB giao thông vận tải, 2001. [4]. Vũ Thặng, Trắc địa xây dựng, NXB Khoa học và kỹ thuật, 2005. 13