CHƯƠNG 1: LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH 1. Đặc điểm của lưới khống chế mặt bằng trong Trăc địa công trình Lưới khống chế mặt bằng được thành lập ở khu vực thành phố, khu công nghiệp, khu năng lượng, sán bay, bến cảng,….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 đươc thành lập dưới dạng lưới tam giác đo góc, đường chuyền, lưới đo góc cạnh kết hợp, lưới tam giác đo cạnh độ chính xác cao hoặc lưới ô vuông xây dựng Yêu cầu về độ chính xác và mật độ điểm của lưới TĐCT tùy thuộc vào yêu cầu nhiệm vụ phải giải quyết trong từng giai đoạn khảo sát, thiết kế thi công và sử dụng công trình. Trong trường hợp chung nhất lưới Trắc địa công trình được thành lập và phát triển nhằm đảm bảo công tác bố trí cơ bản và đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/500 1.Yêu cầu độ chính xác và các phương pháp thành lập lưới 1.
Yêu cầu độ chính xác Yêu cầu về độ chính xác và mật độ điểm của lưới trắc địa công trình tuỳ thuộc vào yêu cầu nhiệm vụ phải giải quyết trong từng giai đoạn khảo sát, thiết kế, thi công và sử dụng công trình. Trong trường hợp chung nhất, lưới trắc địa công trình được thành lập và phát triển nhằm đảm bảo công tác bố trí cơ bản và đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1: 500. Khi thành lập lưới trắc địa công trình, một vấn đề thực tế đặt ra là có sử dụng các điểm của lưới khống chế nhà nước hay không, sử dụng như thế nào? Như đã biết, cho đến nay, lưới khống chế nhà nước được thành lập theo nguyên tắc thông thường từ tổng thể đến cục bộ, từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp và được phân thành bốn hạng I , II ,III, IV. Lưới khống chế là hệ thống điểm được đánh dấu trên mặt đất và được xác định tọa độ.
Lưới tọa độ Quốc gia được thành lập theo nguyên tắc thông thường từ toàn diện đến cục bộ, từ độ chính xác cao đến độ chính xác thấp và được phân thành 4 hạng từ hạng I, II, III, IV. Để xét ứng dụng vào trắc địa công trình, có thể tóm tắt các chỉ tiêu kỹ thuật của lưới tam giác nhà nước hạng I, II, III, IV và đường chuyền (đa giác) hạng IV như sau: Cấp hạng lưới tam giác 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 Sai số tương đối cạnh yếu nhất 1: 200.000 Góc nhỏ nhất trong tam giác 30 0 20 0 200 -3- Giới hạn sai số khép tam giác 4” 6” 8” Sai số trung phương đo góc 1”.0 Đối với đường chuyền (đa giác) hạng IV. + Chiều dài giới hạn của đường chuyền. - Đường đơn 10km - Giữa đường gốc và điểm nút 7 km - Giữa 2 điểm nút 5km + Chu vi giới hạn của đa giác 30km + Chiều dài cạnh - Lớn nhất 2,00km - Nhỏ nhất 0,25km - Tốt nhất 0,50km + Số cạnh đường chuyền không quá 15 + Giới hạn sai số khép tương đối 1: 25.000 + Sai số trung phương đo góc 2”.00 + Giới hạn sai số khép góc 5” n Lưới khống chế mặt phẳng nhà nước được tăng dày bằng lưới tam giác đường chuyền cấp 1, 2.
Trong trường hợp đo vẽ bản đồ, cơ sở để ước tính độ chính xác cần thiết của lưới khống chế mặt phẳng là yêu cầu về độ chính xác của lưới đo vẽ. Yêu cầu đó là sai số giới hạn vị trí điểm của lưới đo vẽ. So với điểm của lưới nhà nước và lưới tăng dày không vượt quá 0,2mm trên bản đồ - ở khu vực xây dựng. Trên khu vực xây dựng sai số này không vượt quá qui định sau: Tỷ lệ bản đồ 1: 500 1: 1000 1: 2000 Sai số giới hạn 0,10m 0,16m 0,30m Theo những tài liệu đã công bố thì lưới khống chế mặt phẳng nhà nước có đủ độ chính xác đảm bảo cho đo vẽ bản đồ - tỷ lệ 1: 500.
Hiện nay, do yêu cầu của công tác địa chính một hệ thống lưới địa chính cũng đã được thành lập bao gồm lưới địa chính cơ sở (tương đương lưới khống chế nhà nước hạng III), lưới địa chính cấp 1 và cấp 2. Hệ thống lưới địa chính có đủ độ chính xác bảo đảm cho đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn 1: 500, 1: 200. Do đó ở khu vực xây dựng công trình, nếu đã có các điểm của lưới khống chế mặt phẳng nhà nước hoặc các điểm của lưới địa chính thì chỉ cần tăng dày, phát triển để có mật độ điểm bảo đảm đo vẽ bản đồ phục vụ các giai đoạn khảo sát, thiết kế công trình. Lưới khống chế trắc địa công trình còn nhằm mục đích đảm bảo độ chính xác bố trí công trình và quan trắc chuyển dịch, biến dạng công trình.
Vì vậy cần phải xét đến hai trường hợp: a) Yêu cầu về độ chính xác của lưới bố trí công trình tương đương độ chính xác của lưới đo vẽ: Trong trường hợp này, lưới trắc địa công trình được phát triển theo nguyên tắc từ tổng thể đến cục bộ như lưới nhà nước và có thể dựa vào các điểm của lưới nhà nước đã có trên khu vực xây dựng công trình. -4- b) Yêu cầu độ chính xác của lưới bố trí công trình cao hơn hắn so với độ chính xác đo vẽ bản đồ : Trong trường hợp này phải thành lập lưới chuyên dùng cho công trình. Các điểm của lưới nhà nước đã có trong khu vực chỉ được dùng làm số liệu gốc cần thiết tối thiểu để nối lưới trắc địa công trình vào hệ thống toạ độ nhà nước. Vị trí, mật độ điểm và độ chính xác của lưới trắc địa công trình chuyên dùng sẽ tuỳ thuộc yêu cầu và đặc điểm của từng công trình và giai đoạn xây dựng công trình.
Thí dụ khi xây dựng công trình đầu mối thuỷ lợi - thuỷ điện: - Giai đoạn khảo sát, thiết kế: lưới khống chế trắc địa phục vụ đo vẽ bản đồ. - Giai đoạn thi công: lưới khống chế trắc địa phục vụ cho bố trí công trình. - Giai đoạn sử dụng công trình: lưới khống chế được dùng để quan trắc chuyển dịch, biến dạng công trình. Như vậy, yêu cầu về độ chính xác tăng dần.
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. Phương pháp thành lập: - Đối với lưới hạng I, II, III thành lập theo phương pháp tam giác - Đối với lưới hạng IV thành lập theo phương pháp tam giác, đa giác. Hiện nay, với sự tiến bộ của khoa học công nghệ lưới khống chế được thành lập chủ yếu bằng công nghệ GPS Lưới tăng dày: Xây dựng bằng phương pháp lưới tam giác giải tích hoặc lưới đa giác, bao gồm lưới cấp 1 và lưới cấp 2 Lưới đo vẽ Lưới đường chuyền kinh vĩ ( cấp 1, 2), lưới tam giác nhỏ 1. Đặc điểm một số loại lưới trắc địa công trình Mục đích của việc thành lập lưới trắc địa công trình là làm cơ sở trắc địa phục vụ cho khảo sát, thiết kế, thi công xây dựng các công trình, xây dựng lưới khống chế, trắc địa công trình còn nhằm mục đích bảo đảm độ chính xác bố trí công trình và quan trắc chuyển dịch, biến dạng công trình.
- Đặc điểm của lưới TĐCT: + Cạnh của lưới ngắn + Các điểm của lưới được phân bố ở nhiều độ cao khác nhau (Ảnh hưởng đến các tia ngắm) + Khu vực xây dựng lưới có nhiều vùng khí hậu khác nhau + Các điểm của lưới chịu ảnh hưởng do rung động của máy móc và phương tiện giao thông a) Khu vực thành phố: Ở thành phố, không thành lập lưới chuyên dùng mà sử dụng lưới khống chế nhà nước làm cơ sở, nhưng chiều dài cạnh 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 tỷ lệ 1:500. Loại và hình dạng của lưới phụ thuộc vào diện tích và hình dạng của thành phố. Thành phố có dạng kéo dài thì thành lập chuỗi tam giác đơn hoặc kép.
Thành phố có dạng trải rộng thì thành lập lưới có dạng đa giác trung tâm và -5- có thể đo thêm các đường chéo. Thành phố lớn 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, 2. Trên khu vực thành phố, có thể sử dụng rộng rãi lưới đường chuyền (đa giác) hạng IV và cấp 1, 2.
Đường chuyền được thành lập theo đường phố, có các điểm gắn tường hoặc các nóc nhà, được bảo vệ lâu dài. Trên khu vực thành phố, lưới đo góc - cạnh kết hợp được xem là tốt nhất. Loại lưới này có độ chính xác cao, đồ hình của lưới có thể vượt ra ngoài những quy định thông thường mà vẫn đảm bảo độ chính xác. Có thể thành lập lưới tam giác đo góc - cạnh: các điểm của lưới hạng II bao quanh thành phố.
Các cạnh được đo với độ chính xác 1:300.000, các góc được đo với độ chính xác mp = 1”,0. Lưới được bình sai như một đường chuyền đa giác khép kín. Bên trong xây dựng lưới tam giác hoặc đường chuyền. b) Khu 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 để thành lập lưới bố trí công trình.
Đối với khu vực công nghiệp có diện tích trên 30 Km2, cơ sở khống chế là các điểm của lưới nhà nước. Đối với khu vực nhỏ hơn thì thành lập lưới cục bộ có độ chính xác như lưới hạng IV nhà nước. Để bố trí công trình, ở khu công nghiệp thường thành lập lưới ô vuông xây dựng. c) Công trình cầu vượt Cơ sở để ước tính độ chính xác cần thiết của lưới là yêu cầu về độ chính xác đo chiều dài cầu và độ chính xác vị trí trụ cầu, thường từ 1-3 cm.
Đồ hình cơ bản của lưới thường là tứ giác trắc địa đơn hoặc kép. Một hoặc hai cạnh đáy được đo với độ chính xác 1:200.000, góc đo với độ chính xác mp = 1 - 2”. Ngày nay, máy đo dài điện tử được sử dụng rộng rãi, lưới trắc địa trong xây dựng cầu thường đo góc - cạnh kết hợp.