BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG, THỦY LỢI NGHỀ: TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP Quảng Ninh, năm 2021 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. XÂY DỰNG LƯỚI KHỐNG CHẾ 1. Lưới khống chế mặt bằng Tuyến đường là công trình có dạng tuyến vì vậy ta thường xây dựng lưới dạng đường chuyền kinh vĩ.
Thiết kế lưới khống chế mặt bằng Đường chuyền kín: Xuất phát từ một điểm rồi khép về điểm đó làm thành đa giác kín. Điểm xuất phát có thể là điểm khống chế đã biết, Ví dụ điểm A, điểm B trong hình (7. Số liệu biết trước là góc phương vị AB (AB) và toạ độ điểm B (XB, YB). Cần đo chiều dài các cạnh và các góc trong của đường chuyền.
Ngoài ra còn phải đo góc nối phương vị O của đường chuyền với cạnh gốc AB. Trong trắc địa công trình, đường chuyền kín thường dùng để thiết lập điểm khống chế cho những vùng đất tập trung như vùng lòng hồ, vị trí công trình v. Ở những khu vực chưa có điểm khống chế bậc cao thì phải thiết lập đường chuyền kín độc lập. Tức là chọn lấy toạ độ giả định cho một điểm của đường chuyền, đo góc phương vị từ của cạnh qua điểm có toạ độ giả định.
Từ toạ độ giả định, góc phương vị từ và Hình 1. Đường chuyền kín các góc, các cạnh của đường chuyền tính ra toạ độ giả định của các điểm khác. Đường chuyền hở (còn gọi là đường chuyền phù hợp) hình (7.b), xuất phát từ một điểm khống chế bậc cao, phát triển trong khu đo rồi nối vào một điểm bậc cao khác. đường chuyền hở dùng để thiết lập điểm khống chế cho vùng đất hẹp và kéo dài như lòng thung lũng, tuyến đường, kênh mương, đê v.
Lưới đo toàn bộ các góc kẹp trái hoặc toàn bộ các góc kẹp phải của đường tính chuyền, đo tất cả các cạnh. Đường chuyền phù hợp Đường chuyền nhánh(còn gọi là đường chuyền treo): được thiết lập làm điểm khống chế bổ xung cho đường chuyền chính và không được đo quá ba điểm. 1 Trong thực tế công tác trắc địa ngoài bố trí 3 dạng chính đường chuyền trên, còn bố trí lưới đường chuyền gồm nhiều tuyến đường chuyền tạo thành vòng khép hoặc điểm nút. Đường chuyền nhánh Hình 1.
Đường chuyền phù hợp Quy trình lập lưới khống chế theo phương pháp đường chuyền kinh vĩ thực hiện theo hai giai đoạn: giai đoạn ngoại nghiệp và giai đoạn nội nghiệp. Công tác ngoại nghiệp gồm: thiết kế đường chuyền, khảo sát chọn điểm, chôn mốc ngoài thực địa, đo cạnh và đo các góc ngang trong đường chuyền. Trước khi thiết kế đường chuyền cần nghiên cứu bản đồ cũ, nghiên cứu địa hình, địa vật khu đo, tìm kiếm các điểm khống chế cấp cao đã xây dựng từ trước và đánh giá xem chúng còn sử dụng được hay không. Các điểm đường chuyền phải phân bố đều trên khu đo, đặt ở nơi quang đãng khống chế được nhiều nhất địa hình và địa vật xung quanh, thuận lợi cho đo vẽ chi tiết bản đồ.
Căn cứ vào đặc điểm địa hình, địa vật và các điểm khống chế cấp cao để chọn ra hình dáng chung của đường chuyền, tìm điểm xuất phát, các điểm ngoặt và điểm kết thúc rồi đánh dấu các điểm đã thiết kế lên bản đồ. Có thể thiết kế nhiều phương án rồi so sánh chọn lấy phương án tốt nhất. Dựa vào tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ và yêu cầu độ chính xác điểm đường chuyền mà người ta xác định một số tiêu chuẩn cơ bản của đường chuyền kinh vĩ. Các đường chuyền được thiết kế cần đảm bảo các tiêu chuẩn kỹ thuật quy định trong quy phạm đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn: - Chiều dài cạnh trung bình 150 250m; - Cạnh dài nhất không vượt quá 350m; - Cạnh ngắn nhất không ngắn hơn 20m; - Sai số trung phương đo góc 30”; - Sai số khép tương đối giới hạn 1:2000 hoặc 1:1000.
Tổng chiều dài cạnh của đường chuyền kinh vĩ dạng phù hợp không vượt quá quy định trong bảng 1-1. Tổng chiều dài cạnh đường chuyền kinh vĩ theo tỷ lệ đường chuyền Tỷ lệ bản đồ Khu vực quang đãng Khu vực rừng núi 1:500 0,6km 1,0km 1:1000 1,2km 1,5km 1:2000 2,0km 3,0km 1:5000 4,0km 5,0km 2 Đối với tuyến đường chuyền nối hai điểm nút thì chiều dài đường chuyền phải giảm đi 30% so với quy định trong bảng 1. Chọn điểm, chôn mốc Sau khi thiết kế trong phòng, ta đem bản thiết kế ra thực địa khảo sát lại vị trí các điểm và chọn điểm chính thức. Điểm đường chuyền phải đặt trên nền đất vững chắc, đảm bảo thông hướng với các điểm bên cạnh để dễ dàng đặt máy đo góc và đo dài các cạnh.
Tại các điểm đường chuyền đã chọn phải chôn mốc để đánh dấu vị trí điểm. Tuỳ theo yêu cầu của công việc mà có thể sử dụng loại mốc tạm thời bằng cọc gỗ hoặc loại mốc sử dụng lâu dài bằng bê tông. Cọc gỗ có đường kính 5 8cm, dài 40 60cm, trên đầu cọc có đóng đinh sắt nhỏ làm tâm mốc. Mốc bê tông trên đỉnh có gắn lõi thép hoặc dấu sứ có dấu chữ thập làm tâm mốc.
Trên đầu cọc dùng sơn ghi tên điểm. Để dễ tìm, phải làm dấu nhận biết như đào rãnh xung quanh, đóng cọc hiệu bên cạnh và vẽ phác vị trí mốc vào sổ. Đo đạc lưới khống chế mặt bằng Trước khi đo đường chuyền cần phải kiểm nghiệm và điều chỉnh máy kinh vĩ, máy đo dài và thước thép. Tại các điểm đường chuyền, kể cả các điểm cấp cao nối với đường chuyền phải đặt máy kinh vĩ để đo góc ngang.
Khi đo góc phải quy định rõ hướng đo góc, đo tất cả các góc nằm ở phía trái hoặc phía phải của đường chuyền. Sử dụng máy kinh vĩ có độ chính xác 30” đo góc với 1 hoặc 2 vòng đo, giữ các vòng đo phải thay đổi vị trí bàn độ 90 o. Giá trị góc giữa các vòng đo không chênh lệch nhau quá 45”. Sai số khép góc đo cho phép trong đường chuyền kinh vĩ là: f gh = n (1.1) Trong đó n là số góc đo của đường chuyền.
Chiều dài cạnh đường chuyền được đo trực tiếp bằng thước thép thì phải đo đi và đo về. Độ chênh lệch giữa hai lần đo của một cạnh phải nhỏ hơn 1: 2000 đối với khu quang đãng và 1:1000 đối với vùng núi. Nơi dốc hơn1,5o phải đo góc nghiêng để tính chuyển cạnh về chiều dài nằm ngang. Ngày nay các máy đo dài điện quang và máy toàn đạc điện tử được sử dụng rất rộng rãi, ta có thể sử dụng các máy này để kết hợp đo đồng thời cả góc và cạnh của đường chuyền kinh vĩ.
Kết quả đo góc và đo dài phải ghi chép đầy đủ vào sổ theo mẫu quy định, không tẩy xoá và phải tính toán, kiểm tra chặt chẽ. Sau khi đã kiểm tra toàn bộ sổ đo góc, đo cạnh, tính giá trị trung bình của các trị đo thì công tác nội nghiệp mới được bắt đầu. Công tác nội nghiệp gồm tính toán bình sai, đánh giá độ chính xác và viết báo cáo kỹ thuật. 3 Mục đích cuối cùng của việc tính toán đường chuyền là tìm ra toạ độ chính xác của các điểm cần xác định trong đường chuyền.
Do các kết quả đo có tồn tại sai số đo nên trước khi tính toạ độ chính thức, cần tìm cách phát hiện sai số đo sau đó tính toán hiệu chỉnh kết quả đo để các đại lượng đo thoả mãn các điều kiện toán học. Công việc đó gọi là bình sai đường chuyền. Đối với các mạng lưới trắc địa có độ chính xác cao cần sử dụng các phương pháp bình sai chặt chẽ. Đường chuyền kinh vĩ là loại lưới khống chế đo vẽ có độ chính xác thấp nên chỉ dùng phương pháp bình sai gần đúng.
Do hạn chế của chương trình, dưới đây xin chỉ giới thiệu phương pháp bình sai gần đúng đường chuyền kinh vĩ phù hợp khép kín và không khép kín. Bình sai lưới khống chế mặt bằng a. Tính toán bình sai đường chuyền kinh vĩ khép kín Ta hãy xét trình tự tính toán một đường chuyền kinh vĩ khép kín như trên sơ đồ hình (1. Xuất phát từ một điểm khống chế đã biết, Ví dụ điểm B rồi khép về điểm đó làm thành đa giác kín.
Số liệu biết trước là góc phương vị AB (AB) và toạ độ điểm B (XB, YB). Các cạnh và các góc trong của đường chuyền, góc nối phương vị O của đường chuyền với cạnh gốc AB được lấy từ sổ đo ngoại nghiệp. Bước 1- Kiểm tra sai số khép góc và hiệu chỉnh các góc ngang của đường chuyền. Giả sử số đỉnh của đa giác là n, đây là đa giác phẳng nên tổng các góc trong của đa giác theo lý thuyết sẽ là: lt = (n-2).2) Dùng các kết quả đo ta tính được tổng các góc đo trong đa giác.
Do các góc đo có chứa sai số nên tổng các góc đo sẽ không bằng tổng góc lý thuyết, độ chênh của hai tổng góc gọi là sai số khép đo góc: f = đo - lt (1.3) Sai số khép góc đo phải nhỏ hơn giới hạn cho phép. Theo lý thuyết sai số ta lấy sai số giới hạn bằng hai lần sai số trung phương, tức là: gh = 2.4) Sai số giới hạn của tổng n góc trong đường chuyền khép kín sẽ tính theo công thức: f gh = 2.5) Sai số trung phương đo góc quy định là 30” nên sai số khép giới hạn đường chuyền đo góc sẽ là: f gh = 60 n (1.6) Kiểm tra chất lượng kết quả đo góc đường chuyền bằng cách so sánh sai số khép đo góc với sai số khép giới hạn, điều kiện là: f f gh (1.7) 4 Nếu thoả mãn điều kiện (1.7) thì phân phối đều sai số khép góc với dấu ngược lại cho n góc đo tức là tính số hiệu chỉnh góc và góc sau khi hiệu chỉnh theo công thức: − f (1.9) vhc = i + vi = i − n Kiểm tra tính toán bằng cách lấy tổng hc, nó phải bằng tổng góc lý thuyết. Bước2: Tính góc phương vị cho các cạnh của đường chuyền. Góc phương vị của các cạnh trong đường chuyền được tính dựa vào các góc đã hiệu chỉnh theo công thức sau đây: 12 = AB − 1800 + (1.