Giáo trình Cơ sở trắc địa công trình (Nghề: Trắc địa công trình - CĐ/TC) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng

Chia sẻ: Lạc Vũ Chi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:75

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Cơ sở trắc địa công trình (Nghề: Trắc địa công trình - CĐ/TC) được biên soạn với mục tiêu nhằm giúp học viên khái niệm được thế nào là trắc địa công trình; mô tả được đặc điểm, vai trò của trắc địa công trình; khái quát hóa được quy trình thành lập lưới khống chế mặt bằng, lưới khống chế độ cao, thành lập bản đồ tỷ lệ lớn trong trắc địa công trình và các công tác bố trí công trình;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Cơ sở trắc địa công trình (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: CƠ SỞ TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH NGHỀ: TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP Quảng Ninh, năm 2017
1
TUYÊN BỐ 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. 1
LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình “Cơ sở trắc địa công trình” được biên soạn tổng hợp từ nhiều sách và giáo trình của nhiều tác giả nhằm phục vụ cho việc giảng dạy và là tài liệu cho học sinh/sinh viên nghề Trắc địa công trình và các nghề thuộc phần xây dựng hạ tâng liên quan như kỹ thuật xây dựng, cấp thoát nước..... Giáo trình trang bị cho các học sinh/sinh viên các nghề trên các kiến thức về lưới khống chế mặt bằng độ cao công trình; về bản đồ công trình; cơ sở về trắc địa công trình, bố trí công trình, bố trí đường cong tròn và đường cong đứng. Từ đó giúp cho người học đọc hiểu được nội dung, quy trình, và các phương pháp bố trí phục vụ công trình. Căn cứ vào Chương trình đào tạo nghề Trắc địa công trình của nhà trường, tôi đã xây dựng và biên soạn giáo trình “Cơ sở trắc địa công” dùng cho cả hai hệ Cao đẳng và Trung cấp gồm 5 chương, cụ thể như sau: Chương 1: Lưới khống chế mặt bằng Chương 2: Lưới khống chế độ cao Chương 3: Đo vẽ bản đồ địa hình - công trình tỷ lệ lớn Chương 4: Bố trí công trình Chương 5: Bố trí đường cong Trong quá trình biên soạn, tác giả đã cố gắng chọn lọc lượng thông tin cần thiết, phù hợp với thời lượng học tập và thiết bị, dụng cụ trường hiện có. Tôi xin chân thành cảm ơn sự tham gia đóng góp của các thành viên trong khoa Xây dựng và Hội đồng thẩm định Trường Cao đẳng nghề Xây dựng để tôi hoàn thành giáo trình này. Xin trân trọng cảm ơn! Chủ biên Trần Thị Thỏa 2
MỤC LỤC TT NỘI DUNG TRANG 1. TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1 2. LỜI NÓI ĐẦU 2 3. CHƯƠNG 1: LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG 5 4. CHƯƠNG 2: LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO 21 5. CHƯƠNG 3: ĐO VẼ BẢN ĐỒ ĐỊA HÌNH CÔNG TRÌNH TỶ LỆ LỚN 25 6. CHƯƠNG 4: BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH 35 7. CHƯƠNG 5: BỐ TRÍ ĐƯỜNG CONG 55 3
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: Cơ sở trắc địa công trình Mã môn học: MH 11 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học: - Vị trí: Môn học Cơ sở trắc địa công trình là môn học chuyên môn nghề; thuộc mô đun, mô đun đào tạo nghề bắt buộc. - Tính chất: Là môn học cung cấp các kiến thức cơ bản của trắc địa phục vụ xây dựng công trình. - Ý nghĩa và vai trò của môn học/mô đun: Môn học ‘‘Cơ sở trắc địa công trình‘‘có vai trò quan trọng, là những kiến thức nghề cơ bản, các tình huống cơ bản xử lý phục vụ thi công của nghề trắc địa công trình. Mục tiêu của môn học: - Kiến thức: Khái niệm được thế nào là trắc địa công trình. Mô tả được đặc điểm, vai trò của trắc địa công trình; Khái quát hóa được quy trình thành lập lưới khống chế mặt bằng, lưới khống chế độ cao, thành lập bản đồ tỷ lệ lớn trong trắc địa công trình và các công tác bố trí công trình; Áp dụng được các kiến thức đã học để thành lập lưới khống chế trắc địa, thành lập bản đồ tỷ lệ lớn và bố trí công trình, bố trí các loại đường cong. - Kỹ năng: Xây dựng được mạng lưới khống chế mặt bằng và độ cao trong công trình; Vận dụng để đo vẽ được bản đồ địa hình công trình tỷ lệ lớn; Bố trí thành thạo các yếu tố cơ bản, các trục công trình, bố trí chi tiết công trình ra thực địa; Bố trí được các loại đường cong. - Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Tham gia tích cực vào các giờ học; Thể hiện năng lực tự học và nâng cao trình độ; Cảm thụ được vai trò quan trọng của đạo đức trong thực tiễn nghề nghiệp Nội dung của giáo trình: 4
CHƯƠNG 1: LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG Mục tiêu: - Trình bày được khái niệm, đặc điểm, vai trò của trắc địa trong xây dựng công trình; Đặc điểm, độ chính xác và số bậc phát triển, các phương pháp xây dựng lưới mặt bằng khống chế, đặc điểm đo góc và đo khoảng cách trong lưới, ước tính độ chính xác; - Tính toán, bình sai lưới lưới khống chế mặt bằng xây dựng; - Tuân thủ tiêu chuẩn, quy phạm thành lập lưới khống chế mặt bằng xây dựng; Có tính cẩn thận, tỷ mỷ, chính xác trong công việc. Nội dung chính: 1. Đặc điểm, vai trò công tác trắc địa trong xây dựng công trình 1.1. Đặc điểm công tác trắc địa công trình. Trắc địa công trình nghiên cứu phương pháp Trắc địa trong khảo sát địa hình phục vụ thiết kế công trình, chuyển bản thiết kế ra thực địa, theo dõi thi công, kiểm tra kết cấu công trình và đo đạc biến dạng các loại công trình xây dựng. Trắc địa công trình phục vụ việc xây dựng các công trình sau: - Công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. - Công trình giao thông - Công trình thủy lợi – thủy điện - Các công trình yêu cầu độ chính xác cao: Nhà cao tầng, nhà máy nguyên tử, gia tốc hạt, ống khói nhà máy nhiệt điện, tháp truyền hình…. Để xây dựng công trình, công tác trắc địa phục vụ các nội dung cơ bản sau đây: a. Khảo sát trắc địa địa hình - Phát triển lưới khống chế đo vẽ địa hình ở bãi xây dựng công trình. - Vạch tuyến đường của các công trình hình tuyến. - Đo nối các công trình địa chất, thuỷ lợi, các điểm thăm dò địa vật lý. b. Công tác thiết kế công trình - Thành lập các cơ sở địa hình theo các tỷ lệ cần thiết như: Bình đồ, mặt cắt, các tài liệu khác phục vụ cho thiết kế công trình. - Chuẩn bị đồ án trắc địa để chuyển thiết kế ra thực địa. - Giải quyết nhiệm vụ quy hoạch mặt bằng và độ cao, tính toán diện tích bị ngập và dung tích các hồ chứa nước… c. Công tác bố trí công trình - Xây dựng cơ sở khống chế để bố trí công trình dưới hình thức mạng lưới xây dựng, lưới tam giác, lưới đường chuyền. - Chuyển các trục chính ra thực địa và bố trí chi tiết công trình. - Đo vẽ thi công. d. Quan trắc chuyển dịch và biến dạng công trình - Đo độ lún của nền móng. 5
- Xác định xê dịch về mặt bằng công trình. - Xác định độ nghiêng công trình. - Xác định độ nứt công trình. 1.2. Vai trò của trắc địa công trình trong xây dựng. Trắc địa đóng vai trò quan trọng 5 giai đoạn xây dựng một công trình: qui hoạch, khảo sát, thiết kế, thi công và nghiệm thu. - Ở giai đoạn quy hoạch: Cung cấp các loại bản đồ tỉ lệ nhỏ, trên đó sẽ vạch ra các phương án xây dựng công trình, vạch ra kế hoạch tổng quát nhất về khai thác và sử dụng công trình. - Ở giai đoạn khảo sát: Đề xuất các yêu cầu đo vẽ bản đồ tỉ lệ lớn tại những khu vực ở giai đoạn qui hoạch dự kiến xây dựng công trình. - Ở giai đoạn thiết kế: Cung cấp các loại bản đồ tỉ lệ lớn, các mặt cắt địa hình để tính toán thiết kế các công trình trên bản đồ, trên mặt cắt công trình. - Ở giai đoạn thi công: Thực hiện công tác trắc địa để đưa công trình đã thiết kế ra mặt đất, theo dõi tiến độ thi công hằng ngày. - Ở giai đoạn nghiệm thu và quản lý công trình: Là giai đoạn cuối cùng, thực hiện công tác đo đạc kiểm tra lại vị trí, kích thước của công trình đã xây dựng, áp dụng một số phương pháp quan trắc để theo dõi sự biến dạng của công trình trong quá trình khai thác và sử dụng. 2. Đặc điểm lưới khống chế mặt bằng trắc địa công trình 2.1. Đặc điểm lưới khống chế mặt bằng Lưới khống chế mặt bằng được thành lập ở khhu vực thành phố, khu công nghiệp, sân bay, bến cảng, cầu cống... là cơ sở trắc địa phục vụ cho khảo sát, thiết kế, thi công xây dựng các công trình. Lưới khống chế TĐCT có thể được thành lập dưới dạng lưới tam giác đo góc, đường chuyền, lưới đo góc – cạnh kết hợp hoặc lưới ô vuông xây dựng. Yêu cầu độ chính xác và mật độ điểm của lưới TĐCT tăng dần theo từng giai đoạn xây dựng công trình: giai đoạn khảo sát, thiết kế, thi công và sử dụng công trình. 2.2.Yêu cầu độ chính xác của lưới a. Yêu cầu về độ chính xác của lưới bố trí công trình tương đương độ chính xác của lưới đo vẽ Lưới TĐCT được phát triển theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ như lưới Nhà nước và có thể sử dụng các điểm của lưới Nhà nước đã có trên khu vực xây dựng. Như đã biết, lưới khống chế Nhà nước được thành lập theo nguyên tắc: từ tổng thể đến cục bộ, từ độ chính xác cao xuống độ chính xác thấp và được phân thành các hạng I,II,II, IV, và chêm dày bằng lưới giải tích, lưới đường chuyền cấp 1, cấp 2. Thông thường khu vực xây dựng chỉ có các điểm khống chế Nhà nước từ cấp II trở xuống. Để xem xét ứng dụng vào TĐCT, có thể tóm tắt các chỉ tiêu kỹ thuật của lưới tam giác Nhà nước hạng II, III, IV; lưới giải tích cấp 1,2; lưới đường chuyền cấp 1,2 như sau: 6
Bảng 1.1. Chỉ tiêu kỹ thuật của lưới tam giác Nhà nước hạng I, II, III, IV Cấp hạng lưới tam giác Nhà nước Chỉ tiêu kỹ thuật II III IV Chiều dài cạnh (Km) 7  10 58 25 Sai số tương đối cạnh đáy 1:300.000 1:200.000 1:100.000 Sai số tương đối cạnh yếu nhất 1:200.000 1:120.000 1:70.000 Góc nhỏ nhất trong tam giác (0) 30 20 20 Giới hạn sai số khép tam giác (“) 4 6 8 Sai số trung phương đo góc (“) 1 1,5 2 Bảng 1.2. Yêu cầu kỹ thuật đối với lưới giải tích cấp 1,2 Yêu cầu kỹ thuật đối với lưới giải tích Cấp 1 Cấp 2 Số lượng tam giác giữa các cạnh đáy 10 10 Chiều dài cạnh tam giác dài nhất (Km) 5 3 Chiều dài cạnh tam giác ngắn nhất (Km) 1 1 Góc giữa các hướng cùng cấp không nhỏ hơn (0) 20 20 Sai số khép lớn nhất trong tam giác (“) 20 40 Sai số trung phương đo góc (“) 5 10 Sai số tương đối cạnh đáy 1:50.000 1:20.000 Sai số tương đối cạnh yếu nhất 1:20.000 1:10.000 Bảng 1.3. Yêu cầu kỹ thuật đối với lưới đường chuyền cấp 1,2 Yêu cầu kỹ thuật đối với lưới đường chuyền Cấp 1 Cấp 2 1. Chiều dài đường chuyền dài nhất (Km) - Đường đơm 5 3 - Giữa điểm khởi tính và điểm nút 3 2 - Giữa các điểm nút 2 1,5 2. Chu vi vòng khép kín lớn nhất (Km) 15 9 3. Chiều dài cạnh (Km) 5 3 - Dài nhất 0,8 0,35 - Ngắn nhất 0,12 0,08 4. Số cạnh nhiều nhất trong đường chuyền 15 15 5. Sai số khép tương đối không được lớn hơn 1:10.000 1:5.000 6. Sai số trung phương đo góc (“) 5 10 7. Sai số khép góc của đường chuyên không lớn hơn 10 n 20 n (“ ) 7
b. Yêu cầu độ chính xác của lưới bố trí công trình cao hơn hẳn so với độ chính xác đo vẽ bản đồ. Do vậy phải thành lập lưới chuyên dùng cho công trình. Các điểm lưới Nhà nước đã có trong khu vực chỉ dùng làm số liệu gốc cần thiết tối thiểu để nối lưới TĐCT vào hệ thống tọa độ Nhà nước. Vị trí, mật độ điểm và độ chính xác của lưới TĐCT chuyên dùng sẽ phụ thuộc vào yêu cầu và đặc điểm của từng công trình và giai đoạn xây dựng công trình. Ví dụ: - Giai đoạn khảo sát, thiết kế: thành lập lưới khống chế trắc địa phục vụ đo vẽ bản đồ. - Giai đoạn thi công: thành lập lưới khống chế trắc địa phục vụ bố trí công trình. - Giai đoạn sử dụng công trình: thành lập lưới quan trắc chuyển dịch, biến dạng công trình. Như vậy yêu cầu về độ chính xác lưới phục vụ công trình tăng dần theo từng giai đoạn. Việc phát triển xây dựng lưới phải linh hoạt hợp lý sao cho có thể sử dụng tối đa kết quả của giai đoạn trước vào các giai đoạn sau của quá trình xây dựng công trình. Trong trường hợp chung nhất, lưới khống chế TĐCT thường được thành lập và phát triển nhằm bảo đảm công tác bố trí cơ bản và đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn 1:500. 3. Đặc điểm một số loại lưới trắc địa công trình 3.1. Khu vực thành phố Ở thành phố, không thành lập lưới khống chế chuyên dùng mà sử dụng điểm lưới khống chế Nhà nước làm cơ sở, nhưng chiều dài được rút ngắn 1,5  2 lần để có mật độ 1 điểm/ 5  15 Km2. Lưới được tăng dày để đảm bảo đo vẽ bản đồ 1 : 500. Loại và hình dạng lưới phụ thuộc vào diện tích và hình dạng thành phố. Thành phố có dạng kéo dài thì thành lập lưới chuỗi tam giác. Thành phố có dạng trải rộng thì lập lưới đa giác trung tâm có thể đo thêm các đường chéo. Thành phố có diện tích rộng thì thành lập lưới gồm nhiều đa giác trung tâm. Lưới cấp đầu tiên của thành phố có thể là lưới tam giác hạng II hoặc hạng III, được tăng dày bằng lưới hoặc điểm hạng IV và lưới cấp 1, cấp 2. Trên khu vực thành phố, thường sử dụng lưới đường chuyền hạng IV và cấp 1,2. Đường chuyên lập theo đường phố, các điểm có thể gắn tường hoặc trên nóc nhà, được bảo vệ lâu dài. Loại lưới tam giác thường không được sử dụng rộng rãi ở khu vực thành phố vì: - Trong mỗi tam giác không có đại lượng đo thừa, nên không có điều kiện kiểm tra kết quả ngay ngoài thực địa. - Đo cạnh có độ chính xác kém nên gây ra dịch vị ngang lớn đối với các điểm, ảnh hưởng không tốt đến độ chính xác của lưới. - Điều kiện đo dài điện tử ở khu vực thành phố ít thuận lợi do thay đổi lớn về nhiệt độ, áp suất, độ ẩm và chướng ngại vật.... Đối với lưới hạng IV và các cấp lưới tăng dày ở thành phố thì phương pháp đường chuyền hơn hẳn phương pháp đo góc cạnh vì đường chuyền linh hoạt hơn, độ 8
chính xác bảo đảm ổn định hơn. Tuy nhiên phương pháp tam giác đo cạnh có độ chính xác cao và cạnh ngắn lại được dùng nhiều trong xây dựng nhà cao tầng và một số công trình khác. Lưới đo góc cạnh kết hợp được xem là tốt nhất. Vì loại này có độ chính xác cao, đồ hình lưới có thể vượt ra ngoài những quy định thông thường mà vẫn đảm bảo độ chính xác. Có thể thành lập lưới đo góc cạnh như hình 1.1. Các điểm lưới hạng II (A,B,C...,H) bao quanh thành phố. Các cạnh đo với độ chính xác 1 : 300.000, các góc được đo với độ chính xác m = 1" . Lưới được bình sai như một đường chuyền đa giác khép kín. Bên trong xây dựng lưới tam giác hoặc đường chuyền. Hình 1.1. Lưới đo khống chế khu vực thành phố 3.2. Khu vực công nghiệp Lưới khống chế trên toàn khu vực được thành lập trong giai đoạn khảo sát là cơ sở để đo vẽ bản đồ, đồng thời cũng dựa vào đó thành lập lưới bố trí công trình. Đối với khu công nghiệp có diện tích trên 30 Km2, cơ sở khống chế là các điểm lưới Nhà nước. Đối với khu vực nhỏ hơn thì thành lập lưới cục bộ có độ chính xác cao tương đương lưới hạng IV Nhà nước. Để bố trí công trình, ở khu công nghiệp thường lập lưới ô vuông xây dựng. 3.3. Công trình cầu vượt Cơ sở để ước tính độ chính xác của lưới là yêu cầu độ chính xác đo chiều dài cầu và độ chính xác vị trí trụ cầu, thường 1  3cm. Đồ hình lưới thường là tứ giác trắc địa đơn hoặc kép. Cạnh đáy được đo với dộ chính xác 1 : 200.000  1: 300.000; đo góc với độ chính xác m = 1  2" . Ngày nay máy đo dài điện tử được sử dụng rộng rãi, lưới trắc địa trong xây dựng cầu thường là lưới đo góc cạnh kết hợp. Trong trường hợp này đồ hình lưới có thể đơn giản hơn mà độ chính xác vẫn đảm bảo yêu cầu. 3.4. Khu đầu mối thủy lợi – thủy điện Trong giai khảo sát, thi công lưới khống chế trắc địa phục vụ đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn, đo nối khảo sát địa chất, thủy văn và bố trí các trục cơ bản của công trình. Vì vậy có thể sử dụng lưới khống chế Nhà nước và phát triển theo phương pháp thông thường với độ chính xác và mật độ cần thiết. 9
Trong giai đoạn thi công, thành lập lưới chuyên dùng nhằm đảm bảo độ chính xác bố trí công trình. Đặc điểm của lưới tam giác đầu mối thủy lợi – thủy lợi là cạnh ngắn (0,5  1,5 Km), đo góc với độ chính xác m = 1  1,5" và đo cạnh đáy với độ chính xác 1 : 200.000  1: 250.000, sai số vị trí điểm 5mm. Hình dạng của lưới phụ thuộc vào chiều dài, hình dạng của đập, chiều rộng của sông và địa hình hai bờ sông. Xu hướng chính thành lập lưới khống chế khu vực đầu mối thủy lợi – thủy điện là: - Các điểm được bố trí gần các trục cơ bản của công trình hoặc trùng với trục đập. - Đo góc – cạnh kết hợp để đơn giản hóa kết câu của lưới mà độ chính xác vẫn bảo đảm. - Khi xây dựng đập bê tông cao, các điểm khống chế cần bố trí ở hai bên bờ, có độ cao khác nhau để tiện việc bố trí đập. 3.5. Công trình đường hầm Cơ sở để ước tính độ chính xác của lưới là sai số hướng ngang cho phép của trục đường hầm đào đối hướng. Hình dáng lưới khống chế trắc địa đường hầm phụ thuộc vào hình dạng của tuyến hoặc hệ thống đường hầm. Thường lập lưới chuỗi tam giác, đo cạnh đáy ở hai đầu chuỗi hoặc chuỗi tam giác đo góc – cạnh kết hợp. Để chuyền tọa độ và phương vị xuống hầm, cần phải có điểm của lưới khống chế ở gần miệng giếng đứng và cửa hầm. 3.6. Công trình đòi hỏi độ chính xác cao Đối với công trình đòi hỏi độ chính xác cao như nhà máy gia tốc hạt, công trình cao, tháp vô tuyến ... nhưng phạm vi nhỏ thì thành lập lưới tam giác đo cạnh ( 20  50m) độ chính xác rất cao ( 0,1  0,5mm). 4. Phương pháp ước tính độ chính xác Lưới TĐCT được thành lập theo hai hướng tối ưu hóa: - Tối ưu về độ chính xác, tức lưới có độ chính xác cao nhất với chi phí lao động, thời gian, kinh phí cho trước. - Tối ưu về giá thành, tức lưới có độ chính xác cho trước với giá thành nhỏ nhất. Hai bài toán tối ưu đó lại được chia thành các bài toán nhỏ. Đối với TĐCT, điều quan trọng là xác định được phương án phát triển lưới. Lưới được dựa hoàn toàn trên các điểm lưới khống chế Nhà nước hay thành lập lưới cục bộ. Có thể thiết kế các phương lưới trên bản đồ tỷ lệ nhỏ, ước tính độ chính xác của lưới và so sánh với độ chính xác yêu cầu. Để lựa chọn phương án của lưới, cần phải đo kiểm tra các yếu tố của lưới, ước tính độ chính xác của lưới bằng các công thức gần đúng. Độ chính xác của ước tính sai số của lưới thiết kế thường đạt khoảng 10  20%. 10
Trong giai đoạn thiết kế thi công, độ chính xác của lưới được tính một cách chặt chẽ hơn, khi mà các thông tin về kết cấu lưới và độ chính xác đo đã được cụ thể và chắc chắn. Lưới TĐCT được xây dựng theo từng giai đoạn với một số bậc lưới. Trong quá trình phát triển, nếu yêu cầu độ chính xác tăng lên thì lưới ở các bậc tiếp theo được xem như lưới cục bộ. Số bậc phát triển bằng số lần chuyển từ lưới có độ chính xác thấp đến lưới có độ chính xác cao. 4.1. Xác định độ chính xác lưới khống chế theo tiêu chuẩn sai số chiều dài cạnh Nếu lưới khống chế mặt bằng được thành lập để phục vụ cho thi công công trình (bố trí công trình, lắp đặt thiết bị...) thì tiêu chuẩn để đánh giá độ chính xác của nó là “ sai số vị trí tương hỗ của hai điểm lân cận nhau thuộc cấp khống chế cuối cùng” hoặc “sai số vị trí tương hỗ giữa hai điểm trên một khoảng cách nào đó”. Trên khu vực công trình công nghiệp, lưới khống chế trắc địa được thành lập để đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn nhất (1/500) và còn để bố trí công trình. Vì vậy, độ chính xác của lưới phải bảo đảm cả hai yêu cầu nói trên. Thông thường người ta lấy sai số vị trí tương hỗ của hai điểm thuộc cấp khống chế cuối cùng trên khoảng cách 1km làm tiêu chuẩn độ chính xác của lưới khống chế mặt bằng (1km là chiều dài tối đa của dây chuyền công nghệ có mối liên hệ chặt chẽ với nhau trong các xí nghiệp công nghiệp hiện đại). 4.2. Xác định độ chính xác lưới khống chế theo tiêu chuẩn sai số vị trí điểm Nếu lưới khống chế mặt bằng chỉ thành lập với mục đích đo vẽ địa hình nói chung thì tiêu chuẩn để đánh giá độ chính xác của nó là “sai số trung phương vị trí điểm của cấp khống chế cuối cùng so với điểm khống chế cơ sở” hay còn gọi là “sai số tuyệt đối vị trí điểm”. Quy phạm đã quy định: Sai số giới hạn vị trí điểm của lưới khống chế đo vẽ so với điểm của lưới khống chế cơ sở (lưới Nhà nước và tăng dày) không vượt quá 0,2mm trên bản đồ, tức là Mp ≤ 0,2mm. M, ở đây M là mẫu số tỷ lệ bản đồ cần thành lập. 5. Các phương pháp xây dựng lưới khống chế 5.1. Phương pháp tam giác Lưới TĐCT thường được xây dựng dạng chuỗi tam giác. Chuỗi tam giác đơn được áp dụng khi khu vực đo vẽ là một dải có hình dạng kéo dài với chiều rộng 3- 4km. Chuỗi tam giác thường được thành lập theo dạng chuỗi tam giác đều, dựa trên 2 đường đáy đã cho, có lưới đo góc, lưới đo cạnh, lưới đo góc cạnh kết hợp (hình 1.2). Hình 1.2. Chuỗi tam giác đơn 11
Chuỗi tam giác kép A được áp dụng khi khu vực đo vẽ có chiều rộng 5 - D 8km được xây dựng gồm b1 hệ thống các hình trung b2 tâm (hình 1.3) C B Hình 1.3. Chuỗi tam giác kép 5.2. Phương pháp đường chuyền Người ta có thể thay thế lưới tam giác bằng lưới đường chuyền có chiều dài cạnh từ 1,5- 2km, các cạnh được đặt song song với hướng các trục tọa độ và chiều dài các cạnh được đo bằng máy đo dài điện quang. Lưới như vậy thường gọi là lưới khung. Tuỳ thuộc vào diện tích và hình dạng khu đo mà lưới đường chuyền khung có thể bố trí theo các sơ đồ X i sau: Lưới tạo thành iY một vòng khép kín hình chữ nhật bao quanh khu vực xây dựng công trình: iX Dạng lưới này thường được dùng làm lưới khung để phát triển lưới Y xây dựng (hình 1.4) S Hình 1.4. Lưới đường chuyền tạo một vòng khép kín Lưới gồm 2 vòng khép kín kề nhau: Được áp dụng cho khu vực có dạng kéo dài (hình 1.5). X i iY iX Y Hình 1.5. Lưới đường chuyền tạo 2 vòng khép kín Lưới gồm 4 vòng khép kín: Được áp dụng cho khu vực có diện tích lớn (hình 1.6). Trường hợp này gốc tọa độ được đặt ở trung tâm khu vực với tọa độ của điểm 12
gốc được chọn sao cho toàn bộ khu vực đo vẽ nằm trong góc phần tư thứ nhất của hệ thống tọa độ giả định. X i iY iX 0 Y Hình 1.6. Lưới đường chuyền tạo 4 vòng khép kín 5.3. Phương pháp định vị vệ tinh Khi xây dựng lưới trắc địa, công nghệ GPS được ứng dụng như một phương pháp đo có ưu thế hơn hẳn các phương pháp truyền thống. Tuy nhiên đồ hình lưới trắc địa về cơ bản vẫn áp dụng các đồ hình truyền thống. Do những ưu việt của phương pháp công nghệ GPS một số tiêu chuẩn của đồ hình lưới có thể đơn giản hơn. Dưới đây là các dạng đồ hình thông dụng: a. Đồ hình lưới tam giác dày đặc - Đồ hình lưới tam giác dày đặc đo nối tất cả các cạnh có thể (hình 1.7), - Đồ hình lưới tam giác dày đặc chỉ đo nối các cạnh tam giác (hình 1.8), b. Đồ hình lưới tứ giác (hình 1.9) c. Đồ hình lưới đường chuyền - Đồ hình lưới đường chuyền dạng chuỗi tam giác đo nối tất cả các cạnh có thể (hình 1.10), - Đồ hình lưới đường chuyền dạng tam giác nối nhau tại 1 đỉnh (hình 1.11), - Đồ hình lưới đường chuyền dạng chuỗi tứ giác (hình 1.12), - Đồ hình lưới đường chuyền dạng cạnh đơn (hình 1.13), 13
Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Qua thực tế áp dụng các dạng đồ hình trên có thể nhận xét như sau: 1. Lưới trắc địa đo bằng công nghệ GPS có thể thiết kế dưới dạng lưới tam giác, tứ giác hoặc đường chuyền. 2. Đồ hình lưới tốt nhất là đồ hình tam giác và đường chuyền chuỗi tam giác đo tất cả các cạnh. 3. Thứ tự các loại đồ hình theo mức độ giảm dần độ chính xác như sau: - Đồ hình lưới tam giác dày đặc đo nối tất cả các cạnh có thể (hình 1.7); - Đồ hình lưới đường chuyền dạng chuỗi tam giác đo nối tất cả các cạnh có thể (hình 1.10); - Đồ hình lưới tam giác dày đặc chỉ đo nối các cạnh tam giác (hình 1.8); - Đồ hình lưới tứ giác (hình 1.9); - Đồ hình lưới đường chuyền dạng chuỗi tứ giác chỉ đo nối các cạnh tứ giác (hình 1.11); - Đồ hình lưới đường chuyền dạng tam giác nối nhau tại 1 đỉnh (hình 1.12); - Đồ hình lưới đường chuyền dạng cạnh đơn (hình 1.13); 4. Có thể áp dụng các dạng đồ hình trên đây để thiết kế lưới, nhưng thời gian đo phải lớn hơn thời gian đo tối thiểu theo thứ tự ngược lại và lưu ý các điểm khởi tính phải đo nối ít nhất với 3 điểm khác. 5. Thời gian đo càng lớn thì độ chính xác càng tăng. Trong điều kiện Việt Nam, thời gian đo tối thiểu đối với các cạnh dưới 5 km nên là 90 phút, các cạnh trên 5 km - 180 phút. 6. Chênh lệch độ dài các cạnh nối các điểm liền kề không được quá lớn (theo kinh nghiệm không nên lớn hơn 1,5 lần chiều dài cạnh trung bình). 7. Góc kẹp giữa các cạnh không ảnh hưởng lớn đến độ chính xác của lưới, nhưng không nên thiết kế góc kẹp quá nhỏ. 6. Ước tính độ chính xác lưới khống chế mặt bằng 6.1. Các tiêu chuẩn độ chính xác của lưới trắc địa công trình Để đánh giá độ chính xác của lưới trắc địa dựa theo các tiêu chuẩn sau: 14
- Sai số trung phương của cạnh yếu nhất - Sai số trung phương của góc phương vị cạnh yếu nhất - Sai số trung phương vị trí điểm yếu nhất - Sai số vị trí hướng dọc, hướng ngang của điểm 6.2. Ước tính độ chính xác lưới khống chế theo phương pháp chặt chẽ Ước tính độ chính xác lưới khống chế theo phương pháp chặt chẽ, ta dùng máy tính và phần mềm xử lý số liệu để tính. Ví dụ: Sử dụng phần mềm DPSurvey để ước tính độ chính xác thiết kế lưới hạng III phát triển từ lưới hạng II. Gồm các bước sau: Bước 1: Từ các file dữ liệu bản đồ lấy tọa độ (x,y) của 4 góc khung và tọa độ các điểm hạng II. Các điểm này có tọa độ trong hệ VN2000 múi 60 . Bước 2: Dùng chương trình thương mại DPSurvey chuyển tọa độ các điểm (lấy được từ Bước 1) sang múi 30 Bước 3: Đăng kí tọa độ lên chương trình ArcGis Desktop 9.3 của hãng ESRI (hình 1.14). Với các tham số điều chỉnh chuyển về hệ VN-2000 múi 30 như sau: - Elipsoid WGS84 định vị lại theo quyết định số 83/2000/QD-TTg ngày 12/07/2000 của Thủ tướng Chính phủ về việc áp dụng Hệ quy chiếu và Hệ tọa độ quốc gia VN-2000. - Phép chiếu UTM - Kinh tuyến trung ương 1050 30’ 00” - Múi chiếu 30 - Hệ số tỷ lệ chiếu k= 0.9999 - Sử dụng phép chiếu UTM múi 48 North có sẵn trong Arcgis 9.3 Hình 1.14. Các tham số điều chỉnh - Thay đổi Kinh tuyến trung ương thành 105.5 ( đơn vị độ thập phân ), hệ số tỷ lệ chiếu 0.9999. Kết quả sẽ cho ta hệ VN2000, múi chiếu 30. Bước 4: Thiết kế các điểm hạng III, ta thu được tọa độ bản đồ (x,y) của các điểm đang ở múi 3 , kinh tuyến trung ương 1050 30’00” 0 15
Hình 1.15. Đồ hình phương án thiết kế lưới Bước 5: Trút và xử lý số liệu tọa độ điểm hạng III thiết kế trong chương trình Arcgis. Bước 6: Đưa vào phần mền DPSurvey đánh giá độ chính xác lưới đã thiết kế. Bước 7: Đánh giá độ chính xác các điểm thiết kế. Bước 8: So sánh với chỉ tiêu kĩ thuật 6.3. Ước tính độ chính xác lưới khống chế theo phương pháp gần đúng - Đối với chuỗi tam giác kép giữa các cạnh đáy và phương vị gốc (hình 1.3) thì sai số trung phương logarit cạnh giữa chuỗi có thể tính theo công thức: 1 2 r +3 2 2 mlg2 s r = mlg b + m  (1.1) 2 2 2 Trong đó: r là số lượng hình trung tâm  là giá trị trung bình của biến thiên lg sin các góc tính chuyền tính theo công thức:  ( ) n 2 A +  B2 +  A B (1.2) = 1 3n Trong đó: n là số lượng tam giác tham gia tính chuyền cạnh từ cạnh khởi đầu b đến cạnh SK. Khi các góc trong lưới 60o thì  = 1,22 đơn vị thập phân thứ 6 của logarit. Ví dụ: Đối với hình (1.3) ta có: 16