Giáo trình Thực tập trắc địa công trình 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

Chia sẻ: Dương Hàn Thiên Băng | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

17
lượt xem 10
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình "Thực tập trắc địa công trình 2" cung cấp cho học viên những kiến thức về: thành lập lưới ô vuông xây dựng; tính toán bình sai lưới ô vuông; bố trí công trình; xác định độ nghiêng 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 Thực tập trắc địa công trình 2 - Trường ĐH Công nghiệp Quảng Ninh

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH ------------------- Chủ biên: ThS. Nguyễn Thị Mai Anh GIÁO TRÌNH THỰC TẬP TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH 2 (LƯU HÀNH NỘI BỘ) Quảng Ninh – 2017 1
Bài 1: GIỚI THIỆU NỘI DUNG THỰC TẬP 1.1. Giới thiệu nội dung thực tập + Lập lưới thi công dạng ô vuông xây dựng * Nội dung: Lập lưới ô vuông bằng phương pháp hoàn nguyên * Yêu cầu:- Mạng lưới thành lập trên khu vực tương đối bằng phẳng, trên khu vực đã xây dựng lưới hạng IV - Kích thước lưới: 3x3 ô vuông, kích thước mỗi mắt lưới 50x50m * Thực hiện + Lập hệ tọa độ gần đúng: Từ các điểm lưới hạng IV đã lập, lựa chọn gốc tọa độ, trục tọa độ (X hoặc Y) giả định bằng cách chọn gốc O và 1 điểm trên trục X hoặc Y rồi tiến hành đo nối từ lưới hạng IV, trục tọa độ còn lại lấy vuông góc với trục đã lập. Sử dụng máy TĐĐT + Lập lưới ô vuông gần đúng: Từ hệ tọa độ đã lập, theo chiều dài mắt lưới thiết kế bố trí lưới gần đúng trên thực địa. Sử dụng máy kinh vỹ và thước dây hoặc máy TĐĐT, các điểm lưới gần đúng đóng bằng cọc gỗ kích thước (3x3x30)cm, trên đầu cọc đóng đinh 3. + Lập lưới khống chế xác định tọa độ thực tế của các điểm: Lập lưới khống chế 3 bậc: + Bậc 1: lưới khống chế hạng IV: là mạng lưới hạng IV đã có + Bậc 2: Lưới đường chuyền cấp 1: theo chu vi lưới ô vuông và các điểm gốc là các điểm hạng IV, thành lập 2 lưới đường chuyền dạng phù hợp. Đo góc bằng máy kinh vỹ, đo bằng phương pháp đo đơn giản, đo 3 lần, đo cạnh bằng máy TĐĐT, ghi và tính toán theo mẫu sổ đo. Bình sai bằng phương pháp gián tiếp trên phần mềm Topo + Bậc 3: Lưới đường chuyền cấp 2: dựa vào các điểm cấp 1 đã thành lập, lập lưới cấp 2 dạng đường chuyền duỗi thẳng. Đo góc bằng máy kinh vỹ, đo bằng phương pháp đo đơn giản, đo 3 lần, đo cạnh bằng máy TĐĐT, ghi và tính toán theo mẫu sổ đo.Bình sai bằng phương pháp gián tiếp trên phần mềm Topo + Hoàn nguyên điểm + Tính các yếu tố hoàn nguyên và sơ đồ hoàn nguyên cho các điểm + Hoàn nguyên các điểm lưới ngoài thực địa bằng máy TĐĐT + Đóng các cọc hoàn nguyên bằng các cọc gỗ kích thước (3x3x30)cm, trên đầu cọc đóng đinh 3 sau đó xịt bằng sơn đỏ trên mốc. + Đo kiểm tra mạng lưới: đo các cạnh và góc của mạng lưới + Đo độ cao mạng lưới ô vuông: xác định độ cao cho tất cả các điểm mắt lưới ô vuông bằng máy thủy chuẩn. * Bố trí công trình + Thiết kế công trình 1. Thiết kế một công trình trong mạng lưới ô vuông đã xây dựng kích thước tùy chọn, Lập sơ đồ bản thiết kế. 2. Bố trí công trình ngoài thực địa Bố trí công trình bằng máy TĐĐT cho các điểm trục chính và đánh dấu bằng cọc gỗ, xịt sơn đỏ. 1.2. Chuẩn bị trang thiết bị: Máy toàn đạc điện tử, gương, sổ đo, thước,... 1.3 Khảo sát khu vực thực tập: Ra thực địa chọn khu vực thực tập 2
BÀI 2: THÀNH LẬP LƯỚI Ô VUÔNG XÂY DỰNG 2.1. Khảo sát khu vực thành lập lưới ô vuông xây dựng Công tác thành lập bản thiết kế quy hoạch xây dựng khu công nghiệp rất đa dạng, tuỳ thuộc vào diện tích và điều kiện địa hình của khu vực xây dựng. Công tác này bao gồm: - Quy hoạch tổng thể; - Quy hoạch theo giai đoạn. Việc xây dựng quy hoạch khu công nghiệp được thực hiện trên cơ sở kế hoạch phát triển của nền kinh tế và các ngành công nghiệp. Quá trình thành lập quy hoạch xây dựng khu công nghiệp được thực hiện theo các giai đoạn sau: - Lập quy hoạch tổng thể khu công nghiệp; - Lập quy hoạch chi tiết các vùng, các khu vực; - Lập quy hoạch thiết kế xây dựng của từng vùng, từng khu vực. a- Quy hoạch tổng thể khu công nghiệp: là tài liệu quy hoạch xây dựng cơ bản của khu công nghiệp dựa trên cơ sở quy hoạch kinh tế và xã hội. Quy hoạch tổng thể bao gồm: - Bản vẽ quy hoạch tổng thể cơ bản; - Bình đồ hiện trạng khu công nghiệp; - Các tài liệu thể hiện điều kiện tự nhiên, công nghệ xây dựng và công tác chuẩn bị mặt bằng; - Sơ đồ các tuyến đường giao thông trong và ngoài khu công nghiệp; - Bản thuyết minh về thiết kế quy hoạch xây dựng khu công nghiệp. b- Quy hoạch chi tiết các vùng, các khu vực trong khu công nghiệp Bản quy hoạch chi tiết được lập cho từng khu vực của khu công nghiệp, nó được thành lập cho giai đoạn 3 - 5 năm đầu xây dựng khu công nghiệp. Bản thiết kế quy hoạch chi tiết khu công nghiệp bao gồm: - Sơ đồ phân bố các vùng xây dựng trong khu công nghiệp; - Bình đồ thiết kế các đường đỏ và đường chỉ giới xây dựng từng khu vực; - Sơ đồ phân bố các công trình của toàn khu công nghiệp; - Sơ đồ tổ chức giao thông trong khu công nghiệp; - Bản vẽ mặt cắt ngang, mặt cắt dọc các trục đường trong khu công nghiệp; - Bản quy hoạch độ cao. c- Quy hoạch thiết kế xây dựng Bản quy hoạch thiết kế xây dựng được lập dựa trên cơ sở quy hoạch chi tiết các khu vực và bản vẽ phác thảo xây dựng các công trình trong khu công nghiệp. Quy hoạch thiết kế xây dựng bao gồm bình đồ xây dựng, các bản vẽ quy hoạch độ cao, mạng lưới công trình cần xây dựng, vùng cây xanh, các chỉ dẫn và bản vẽ thiết kế nhà, phân xưởng, bản thiết kế tổ chức công tác xây dựng, bản dự toán kinh phí. * Khảo sát và đo vẽ khu xây dựng công trình công nghiệp + Đặc điểm Lựa chọn khu vực xây dựng công trình công nghiệp cần căn cứ các tiêu chí đặc điểm địa hình, địa chất và môi trường phù hợp với công nghệ, kỹ thuật sản xuất của các xí nghiệp công nghiệp. Mục tiêu lựa chọn là chi phí môi trường thấp, hiệu quả kinh tế và giao thông cao. 3
- Về đặc điểm địa hình: Chọn địa điểm xây dựng Xí nghiệp ở nơi có địa hình ít phân cách bởi sông ngòi hoặc chia cắt bởi núi cao; chọn vùng đất không thích hợp trồng các cây nông nghiệp như đất bạc màu, đất sỏi đá, đất nhiễm mặn, ... Bề mặt khu vực tương đối bằng phẳng, có độ dốc thoát nước tự nhiên về một lưu vực sông, ít tốn kém cho công tác san nền hoặc tạo độ dốc thoát nước. Chọn khu xây dựng công trình công nghiệp gần đường giao thông chính như Quốc lộ, Tỉnh lộ, đường sắt, đường thủy; thuận tiện cho việc cấp điện lưới quốc gia, hạ tầng thông tin hiện đại, gần các trạm thu phát sóng BTS, đảm bảo thông tin liên lạc ổn định lâu dài. Đảm bảo môi trường phát triển bền vững cho toàn bộ khu vực, không gây ảnh hưởng đến các khu dân cư xung quanh. Có giải pháp hoặc công nghệ phù hợp yêu cầu Pháp luật quy định, định hướng phát triển cho toàn bộ khu vực. - Về đặc điểm địa chất: Khu vực xây dựng công trình công nghiệp có kết cấu địa chất ổn định, phù hợp với giải pháp móng của công trình công nghiệp, tránh gây lãng phí trong vấn đề xử lý móng. Mực nước ngầm trong khu vực không nên quá cao, tốt nhất là thấp hơn 5m so với mặt đất tự nhiên, tạo thuận lợi trong thi công xây lắp các hạng mục móng công trình, tầng hầm, bể chứa, ... Tránh những nơi thường xuyên bị ngập lụt. Có giải pháp thiết kế kỹ thuật đối với thoát nước và cấp nước rẻ nhất. - Về kích thước và hình dạng: Khu công nghiệp bao gồm nhiều nhà xưởng, nhiều công đoạn sản xuất được liên kết với nhau bởi công nghệ và kỹ thuật sản xuất. Do vậy, cần sự liền khối của kiến trúc công trình, không chấp nhận sự gián đoạn trong thiết kế kiến trúc cũng như công nghệ sản xuất. Hình dạng vuông hoặc chữ nhật là tốt nhất. Xét đến khả năng mở rộng và phát triển sau này, cần đến những vùng đệm xung quanh khu công nghiệp.Vùng đệm cũng cần thiết trong việc đảm bảo môi trường trong lành cho khu dân cư xung quanh. + Khảo sát và đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn Khi thiết kế quy hoạch khu công nghiệp, phải thông qua 3 bước: Thiết kế sơ bộ hay là công tác thu thập tài liệu nội nghiệp; Khảo sát ngoại nghiệp đánh giá thực tế chất lượng công tác nội nghiệp trước đó; Thiết kế quy hoạch. Bước thứ 3 muốn thực hiện được đương nhiên phải tiến hành đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn khu vực dự án. - Thiết kế sơ bộ, công tác nội nghiệp: Trên cơ sở nghiên cứu bản đồ địa hình, địa chất khu vực dự án, ưu tiên các phương pháp phân tích ảnh vệ tinh, ảnh Lidar, cố gắng tận dụng công nghệ tiên tiến trên Google Map, Google Earth nhằm giảm thiểu chi phí trong Tư vấn đầu tư. Phương pháp phân tích ảnh vệ tinh, ảnh Lidar trong thời gian gần nhất cho chúng ta các đặc trưng địa hình, địa vật và công trình hiện có, những khe, vực, những khu vực trượt lở, đầm lầy, thậm trí có thể phân tích được mức độ lún sụt của nền địa hình khu vực. Bằng phương pháp phân tích phổ ảnh, chúng ta có thể đánh giá được chất lượng đất, nước mặt, điều kiện khí hậu và thời tiết qua nhiều năm. Từ đó, thành lập báo cáo nghiên cứu tiền khả thi đối với khu vực xây dựng khu công nghiệp. - Khảo sát ngoại nghiệp: Phương án nghiên cứu tiền khả thi bao giờ cũng rất đa dạng, có thể đưa ra nhiều tình huống quy hoạch khác nhau. Trên cơ sở những phương án tiền khả thi đó, chúng ta cần đối soát với thực địa để cân nhắc các phương án có lợi nhất. Cần làm rõ điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn của khu vực. Điều tra khả năng tiếp cận của khu vực với các tuyến đường bộ, đường sắt, đường thủy, đường 4
hàng không hiện có. Từ đó xác định khoản kinh phí cần đầu tư cho dự án để hoàn thiện khả năng giao thông, thông tin liên lạc và đảm bảo môi trường. - Sau khi kết thúc khảo sát ngoại nghiệp, cần tiến hành thiết kế quy hoạch cho dự án. Muốn vậy, việc đầu tiên là tiến hành đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1/2000. Trên các bản đồ này, cần thể hiện các yếu tố sau: - Đường bao các tổ hợp công nghiệp, các khu dân cư; - Công trình xử lý nước cho đầu vào và đầu ra; - Tuyến đường bộ, đường sắt, đường thủy hiện có; - Trạm phát sóng BTS, đường dây cáp quang thông tin và các điểm đầu mối; - Điểm dân cư, sông ngòi, rừng tự nhiên và nhân tạo, mỏ khai thác lộ thiên; - Hệ thống công trình ngầm; Ngoài ra, cần tiến hành đo vẽ bản đồ địa chất đối với khu vực dự án, nhằm đánh giá kỹ hơn tình hình địa chất, địa mạo khu vực dự án. Khi tiến hành thiết kế bản vẽ thi công các công trình công nghiệp, cần tiến hành đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1/500. Bản đồ tỷ lệ 1/500 được thực hiện chủ yếu bằng máy toàn đạc điện tử. Công nghệ định vị vệ tinh GNSS cũng được ứng dụng để tăng năng xuất, giảm thời gian thành lập bản đồ hiện nay. Bản đồ tỷ lệ 1/500 phải thể hiện rõ các yếu tố địa hình, vị trí các góc nhà, cột điện, hệ thống công trình ngầm và cống ngầm thông qua các điểm hố ga, cửa xả, ... Thể hiện đầy đủ độ cao của sàn nhà, nắp hố ga, cửa xả, đáy cống, đường mép nước, ... 2.2. Thiết kế và Bố trí mốc lưới ô vuông xây dựng Lập lưới ô vuông bằng phương pháp hoàn nguyên + Yêu cầu: - Mạng lưới thành lập trên khu vực tương đối bằng phẳng, trên khu vực đã xây dựng lưới hạng IV - Kích thước lưới: 3x3 ô vuông, kích thước mỗi mắt lưới 50x50m + Thực hiện Từ các điểm lưới hạng IV đã lập, lựa chọn gốc tọa độ, trục tọa độ (X hoặc Y) giả định bằng cách chọn gốc O và 1 điểm trên trục X hoặc Y rồi tiến hành đo nối từ lưới hạng IV, trục tọa độ còn lại lấy vuông góc với trục đã lập. Sử dụng máy TĐĐT 2.2.1. Lưới khống chế trắc địa cơ sở trên khu vực xây dựng công nghiệp 1. Sơ đồ, cấp hạng và mật độ điểm của lưới khống chế Theo quy định chung, chúng ta phát triển lưới khống chế trắc địa từ các điểm khống chế địa chính cơ sở (độ chính xác tương đương hạng III và mật độ điểm tương đương hạng IV nhà nước). Thông thường, có thể phát triển thành 3 cấp lưới: - Lưới mặt bằng và độ cao nhà nước; - Lưới tăng dày khu vực (giải tích 1 và giải tích 2, thủy chuẩn kỹ thuật); - Lưới khống chế đo vẽ (đường chuyền, giao hội, ..., thủy chuẩn kỹ thuật). Mật độ điểm khống chế trên khu vực dự án: Từ 5 đến 15 km2 có một điểm khống chế tọa độ cấp nhà nước. Từ 5 đến 7 km2 có một điểm khống chế độ cao cấp nhà nước. Nếu dự án chưa có đủ mật độ điểm yêu cầu thì phải bổ sung bằng tăng dày mạng lưới. 2. Lưới khống chế mặt bằng Tiêu chuẩn độ chính xác của lưới khống chế mặt bằng được xét trên 2 trường hợp: + Trường hợp 1: Lưới khống chế mặt bằng được thành lập với mục đích đo vẽ địa hình. Tiêu chuẩn đánh giá độ chính xác của lưới là ‘Sai số trung phương vị trí điểm của 5
cấp khống chế cuối cùng so với cấp cơ sở’. Điều này còn được gọi là ‘Sai số tuyệt đối vị trí điểm’. Đối với thành lập bản đồ tỷ lệ 1/500, sai số này là 100 mm. + Trường hợp 2: Lưới khống chế mặt bằng thành lập cho thi công và bố trí công trình. Tiêu chuẩn đánh giá độ chính xác của lưới là ‘Sai số tương hỗ vị trí điểm của 2 điểm kề nhau (hoặc 2 điểm của một cạnh cơ sở) ở cấp khống chế cuối cùng’. Khu vực xây dựng công trình công nghiệp, lưới khống chế trắc địa phục vụ cả 2 trường hợp trên, do vậy phải thỏa mãn cả hai yêu cầu về tiêu chuẩn độ chính xác. Khi xây dựng lưới khống chế trắc địa cho một dự án, ta thường phát triển qua 3 bậc liên tiếp (3 cấp lưới). Để tính được độ chính xác yêu cầu đối với từng cấp lưới, ta phải xuất phát từ Tiêu chuẩn độ chính xác của lưới trong cả hai trường hợp như trên. Đối với bản đồ tỷ lệ 1/500, sai số trung phương vị trí điểm là: 𝑚𝑝 ≤ 0,1. 𝑀 (𝑚𝑚) = 50 (𝑚𝑚). (2.1) trong đó: M là mẫu số tỷ lệ bản đồ; 𝑚𝑝 là sai số trung phương vị trí tuyệt đối của một điểm ở cấp khống chế cuối cùng. Sai số trung phương tương hỗ vị trí điểm cấp khống chế cuối cùng (ký hiệu 𝑀𝑠 ) do ảnh hưởng tổng hợp của các nguồn sai số mọi cấp lưới khống chế gây ra, ta có: 𝑀𝑠 = 𝑚𝑝 √2 = √𝑚12 + 𝑚22 + 𝑚32 . (2.2) trong đó: 𝑚1 , 𝑚2 , 𝑚3 là độ chính xác vị trí điểm của cấp khống chế thứ nhất, thứ hai và thứ ba trong hệ thống lưới khống chế mặt bằng. 3. Lưới khống chế độ cao Lưới khống chế độ cao trên khu vực xây dựng công trình công nghiệp được thành lập để đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn và bố trí công trình. Về cấp hạng: lưới được thành lập ở hạng III, hạng IV thủy chuẩn nhà nước. Về thuộc tính: thường là lưới độ cao tự do với điểm khởi tính là độ cao gốc giả định được đo nối với điểm độ cao nhà nước. Quá trình xử lý tính toán bình sai lưới tự do sẽ cung cấp cho chúng ta nhiều cơ hội nâng cao độ chính xác điểm độ cao cần thiết. Về vị trí: lưới thường đi theo tuyến xây dựng các công trình quan trọng, thuận tiện cho công tác bố trí thi công kỹ thuật công trình. Về độ chính xác: Độ chính xác và mật độ điểm độ cao được đảm bảo cho yêu cầu đo vẽ trong mọi giai đoạn quy hoạch, đồng thời đảm bảo cho công tác bố trí độ cao các thiết bị kỹ thuật và thi công công trình. Tính toán độ chính xác các cấp lưới khống chế độ cao. Người ta xuất phát từ yêu cầu cao nhất của công tác bố trí độ cao thiết bị kỹ thuật công nghiệp. Có thể là bố trí hệ thống ống dẫn ngầm. Lúc này, độ chính xác được quy định: Sai số độ cao mốc thủy chuẩn tại vị trí yếu nhất của lưới sau bình sai, so với điểm gốc độ cao của khu vực, không được lớn hơn 30mm. Nếu cho rằng sai số khép tuyến thủy chuẩn 𝑓ℎ = 2. ∆ℎ, ta có: 𝑓ℎ.𝐼𝐼𝐼 = 29,2 (𝑚𝑚) 𝑓ℎ.𝐼𝑉 = 52,6 (𝑚𝑚) Từ đó, tính được giới hạn chiều dài tuyến thủy chuẩn theo từng cấp như sau: 2 𝑓ℎ.𝐼𝐼𝐼 𝑓ℎ.𝐼𝐼𝐼 = ±10𝑚𝑚√𝐿 , → 𝐿= = 8,5 (𝑘𝑚). (2.9) 102 2 𝑓ℎ.𝐼𝑉 𝑓ℎ.𝐼𝑉 = ±20𝑚𝑚√𝐿 , → 𝐿= = 6,9 (𝑘𝑚). (2.10) 202 Tương tự như lưới mặt bằng, lưới khống chế đô cao cũng bao gồm lưới cơ sở và lưới phục vụ thi công, bố trí công trình (cấp kỹ thuật). Các điểm độ cao phục vụ thi công, 6
bố trí công trình thường đi dọc theo các kết cấu, thiết bị kỹ thuật. Chúng được gắn trực tiếp lên móng beton của các kết cấu công trình. Hệ thống lưới khống chế độ cao cơ sở được bố trí mốc ở những nơi có địa hình ổn định, địa chất bền vững, tránh kho tàng và đường giao thông, tránh bờ dốc và mép sông, ... Hệ thống thường được xây dựng thành 2 cụm mốc, mỗi cụm mốc thường có 3 mốc, được kiểm tra định kỳ và đánh giá độ ổn định. 2.2.2 Bố trí mặt bằng quy hoạch Trước khi thi công hạ tầng một khu công nghiệp nào đó phải xác định được vị trí mặt bằng quy hoạch ngoài thực địa. Nhiệm vụ của công tác trắc địa khi bố trí mặt bằng quy hoạch bao gồm: a- Xác định vị trí đường biên của khu công nghiệp ngoài thực địa Xác định đường biên khu công nghiệp phải dựa vào toạ độ thiết kế của các điểm đặc trưng trên đường biên khu công nghiệp và toạ độ của các điểm khống chế trắc địa có trong khu vực được xây dựng trong quá trình khảo sát đo đạc bản đồ khu công nghiệp ở giai đoạn trước. Đường biên thường được đóng cọc beton do Sở Tài nguyên Môi trường cấp Tỉnh bàn giao cho Chủ đầu tư. Sau khi Chủ đầu tư nhận bàn giao sẽ lập tức rào kín lại bằng tôn hoặc dây thép. Mọi hoạt động của Chủ đầu tư chỉ được diễn ra bên trong hàng rào đó. Nếu vượt ra ngoài hàng rào thì phải xin phép của các Sở, Ban, Ngành thuộc Tỉnh quản lý. Nếu thực hiện chuyển ranh giới đường biên trên bản đồ giấy tỷ lệ 1/500 ra thực địa. Độ chính xác của việc xác định vị trí đường biên ngoài thực địa cho phép bằng  10cm. Độ chính xác của công tác này phụ thuộc chủ yếu vào việc đồ giải toạ độ của các điểm đặc trưng trên đường biên từ bản vẽ quy hoạch. Để nâng cao độ chính xác đồ giải toạ độ các điểm đặc trưng trên đường biên, khi đồ giải toạ độ cần lưu ý đến số hiệu chỉnh do biến dạng của giấy. Với kết quả nghiên cứu thực nghiệm đã xác định được sự biến dạng của giấy theo đường thẳng khi in bản đồ có thể đạt đến giá trị 2%, theo những hướng khác nhau đại lượng biến dạng sẽ khác nhau. Khi hiệu chỉnh kết quả đo khoảng cách trên bản vẽ quy hoạch cần xác định hệ số biến dạng k của giấy theo trục X và trục Y : [2] b- Bố trí các trục đường giao thông trong khu công nghiệp Trước khi thi công hạ tầng khu công nghiệp cần phải bố trí các tuyến đường giao thông trong khu công nghiệp làm cơ sở để san lấp mặt bằng. Bố trí các tuyến đường trong khu công nghiệp ở giai đoạn này cần xác định vị trí và các điểm giao nhau của các tuyến đường. Tại các điểm giao nhau và trên tuyến đường cứ cách 50m bố trí một điểm cọc. Sau khi xác định vị trí các tuyến đường trong khu công nghiệp ngoài thực địa tiến hành đo mặt cắt dọc, mặt cắt ngang và bình đồ tỉ lệ lớn của các tuyến đường làm cơ sở cho việc thiết kế tuyến đường. 2.3. Đo mạng lưới ô vuông xây dựng Đo góc bằng máy kinh vỹ, đo bằng phương pháp đo đơn giản, đo 3 lần, đo cạnh bằng máy TĐĐT, ghi và tính toán theo mẫu sổ đo. Bình sai bằng phương pháp gián tiếp trên phần mềm Topo Lưới đường chuyền cấp 2: dựa vào các điểm cấp 1 đã thành lập, lập lưới cấp 2 dạng đường chuyền duỗi thẳng. Đo góc bằng máy kinh vỹ, đo bằng phương pháp đo đơn giản, đo 3 lần, đo cạnh bằng máy TĐĐT, ghi và tính toán theo mẫu sổ đo. 2.3.1. Yêu cầu chung khi thiết kế lưới ô vuông xây dựng 7
Yêu cầu cơ bản đối với lưới ô vuông xây dựng là các cạnh của lưới tương ứng song song hoặc vuông góc với trục chính của công trình hoặc các trục đường giao thông chính trong khu vực. Do đó phải sử dụng bản Quy hoạch tổng thể công trình làm cơ sở thiết kế lưới ô vuông xây dựng. 2.3.2. Mật độ điểm lưới ô vuông xây dựng Yêu cầu mật độ điểm của lưới ô vuông xây dựng phải đảm bảo cho việc bố trí công trình cũng như đo vẽ hoàn công. Trong thực tế để đảm bảo cho việc bố trí các công trình công nghiệp lớn có dây chuyền công nghệ sản xuất chặt chẽ thì lưới ô vuông có chiều dài cạnh 200m (25 điểm/km2) là đủ yêu cầu độ chính xác bố trí công trình. Với các khu vực quy hoạch kho chứa hàng, bãi để xe…cạnh của lưới ô vuông có thể lên tới 400m (6 điểm/km2). Trong một số trường hợp khi chuyển ra thực địa những công trình nhỏ nằm riêng biệt thì cạnh của lưới ô vuông có thể rút ngắn tới 100m thậm chí tới 50m (400 điểm/km2). 2.3.3. Bảo toàn điểm của mạng lưới Các điểm khống chế trong mạng lưới ô vuông xây dựng phải tồn tại và ổn định trong suốt quá trình thi công công trình. Do đó trong khi thiết kế lưới ô vuông xây dựng cần lưu ý tới vấn đề bảo toàn các điểm trong mạng lưới ô vuông xây dựng sao cho số điểm rơi vào vùng bị phá huỷ là ít nhất. Sau khi lựa chọn vị trí lưới ô vuông tối ưu nhất, cần xác định vị trí gốc của lưới, vị trí các mắt lưới, hướng của các trục tọa độ song song hay vuông góc với đường giao thông nào hay trục chính công trình nào. Nên thể hiện rõ những giá trị tọa độ ngay trên bản thiết kế lưới ô vuông xây dựng. Giúp cho công tác bố trí thực địa sau này thuận tiện. 2.3.4. Chọn điểm gốc, toạ độ gốc của hệ toạ độ giả định Khi chọn điểm gốc của hệ toạ độ giả định thường chọn sao cho toàn bộ khu vực xây dựng công trình nằm lọt vào góc phần tư thứ nhất của hệ toạ độ này. Nếu có thể được thì nên cố gắng đặt gốc của hệ toạ độ giả định trùng với một điểm khống chế toạ độ nằm trong hệ toạ độ Nhà nước để việc tính chuyển toạ độ sau này được dễ dàng. Do đó: - Với khu vực xây dựng có diện tích nhỏ nên chọn điểm gốc của hệ toạ độ giả định nằm ở góc Tây Nam của khu vực xây dựng và toạ độ điểm gốc có thể chọn X = 0, Y = 0; - Với khu vực xây dựng có diện tích lớn để tránh lan truyền sai số số liệu gốc, điểm gốc của hệ toạ độ giả định được chọn ở giữa khu vực và toạ độ của điểm gốc được chọn sao cho tất cả các điểm trong khu vực xây dựng đều có toạ độ dương. 2.3.5 các phương pháp thành lập lưới ô vuông xây dựng 1. Phương pháp hoàn nguyên 1.1 Trình tự thành lập lưới ô vuông a- Bố trí sơ bộ mạng lưới ô vuông xây dựng Giả sử ngoài thực địa đã có hướng gốc N1-N7 (hình 3.5). Để bố trí lưới ô vuông sơ bộ ngoài thực địa tiến hành như sau: Đặt máy kinh vĩ tại điểm N1, định hướng máy về tiêu dựng tại điểm N7. Trên hướng của mặt phẳng ngắm dùng thước thép đặt các khoảng cách liên tiếp bằng chiều dài cạnh của lưới ô vuông xây dựng sẽ được các điểm N2, N3, N4, N5, N6, đánh dấu các điểm này ngoài thực địa bằng các cọc gỗ. Giữ nguyên máy tại điểm N1, định hướng máy về điểm N7, đặt số đọc trên bàn độ nằm có giá trị bằng 0000’00’’, quay máy đến khi nào số đọc trên bàn độ nằm có giá trị bằng 2700 thì cố định máy lại, trên hướng của mặt phẳng ngắm dùng thước thép đặt các khoảng cách liên tiếp bằng chiều dài cạnh của lưới ô vuông xây dựng sẽ được các điểm N14, N15, N28, N29. Chuyển máy về điểm N2 định hướng máy về điểm N7, quay máy 1800 kiểm tra điểm định hướng N1, làm tương tự ta 8
được các điểm N13, N16, N27, N30. Để bố trí các điểm còn lại ta làm tương tự. Đây là lưới gần đúng. N29 N30 N31 N32 N33 N34 N35 N28 N27 N26 N25 N24 N23 N22 N15 N16 N17 N18 N19 N20 N21 N14 N13 N12 N11 N10 N9 N8 N1 N2 N3 N4 N5 N6 N7 Hình 3.7. Bố trí sơ bộ mạng lưới ô vuông xây dựng Khi bố trí lưới ô vuông sơ bộ cạnh thường được đo với độ chính xác 1/ 2.000, Góc bố trí với độ chính xác ± 1’. Do đó khi bố trí lưới ô vuông sơ bộ ngoài thực địa có thể sử dụng máy kinh vĩ có độ chính xác trung bình và thước thép thường. Khi bố trí sơ bộ bằng máy toàn đạc điện tử có thể bố trí theo trình tự như trên nhưng cạnh được đo bằng máy và gương, hoặc dựa vào toạ độ thiết kế của các điểm trong mạng lưới ô vuông và hướng gốc tính ra các yếu tố bố trí theo phương pháp toạ độ cực. b- Lưới khống chế xác định toạ độ các điểm của lưới ô vuông sơ bộ Khi thành lập lưới ô vuông xây dựng trên những khu vực có diện tích lớn lưới khống chế được phát triển theo ba bậc. Sau đây ta phân tích độ chính xác của các bậc. * Lưới bậc 1: Theo chu vi của lưới người ta xây dựng đường chuyền hạng IV với chiều dài cạnh từ 1 - 2km, sai số trung phương đo góc là 2’’, sai số trung phương đo cạnh là 10mm (hình 3.8a). Đường chuyền này sẽ liên kết các điểm góc của mạng lưới ô vuông xây dựng (I, II, III, IV). Ngoài ra để liên kết các điểm này còn có thể thành lập lưới tam giác hạng IV (hình 3.8b). Hình 3.8a. Lưới bậc 1 xây dựng theo dạng đường chuyền 9
N 29  II III  N 35 N1  I IV  N 7 Hình 3.8b. Lưới bậc 1 xây dựng theo dạng lưới tam giác *Lưới bậc 2: Dọc theo chu vi của lưới đặt các đường chuyền duỗi thẳng cấp 1 giữa các điểm đa giác hoặc tam giác hạng IV nằm ở góc lưới. Chiều dài cạnh các đường chuyền cấp 1 thường là 200m, sai số trung phương đo góc là 5’’, đo cạnh là 5mm (hình 3.9). Khi tính toán độ chính xác của lưới ô vuông xây dựng xuất phát từ yêu cầu: sai số vị trí tương hỗ giữa các điểm kề nhau của lưới không được vượt quá 1/ 10.000 chiều dài cạnh. Khi cạnh lưới dài 200m thì sai số này là  20mm. Như vậy sai số tương hỗ giữa hai điểm tại vị trí yếu nhất của lưới (ở đây xét cặp điểm i-k) phải thoả mãn điều kiện [2]: Sai số tương hỗ giữa hai điểm kề nhau tại vị trí yếu nhất của lưới phải thoả mãn: 2 𝑚𝛼2 𝑙 2 𝑚2 = √𝑚𝑙2 +( ) ≤ ±20𝑚𝑚, (3.1) 𝜌 trong đó: 𝑚𝑙2 - sai số xác định chiều dài cạnh; 𝑚𝛼2 - sai số phương vị cạnh trong lưới bậc 2; l - chiều dài cạnh đường chuyền. Hình 3.9. Sơ đồ lưới khống chế bậc2 *Lưới bậc 3: Lưới chêm dày bậc ba dựa vào các điểm đường chuyền cấp 1 (hình 3.10). Có nhiều phương pháp thành lập lưới tăng dầy bậc ba tuỳ thuộc vào yêu cầu độ chính xác và điều kiện phương tiện máy móc và thiết bị hiện có. Trong thực tế sản xuất hiện nay thường sử dụng phương pháp đường chuyền và phương pháp lưới tứ giác không đường chéo. 10
N 29  II • • • • • III  N 35 • •k • • • • • • •i •j • • • • • • • • • • • N1  I • • • • • IV  N 7 Hình 3.10. Lưới bậc 3 theo dạng đường chuyền Mạng lưới ô vuông xây dựng đương nhiên phải thỏa mãn yêu cầu đo vẽ bản đồ tỷ lệ 1/500, như vậy, sai số trung phương vị trí điểm yếu của lưới ô vuông xây dựng phải thỏa mãn giá trị ±10 𝑐𝑚. Ta có: 𝑀𝑝2 = 𝑚12 + 𝑚22 , (3.4) trong đó: 𝑀𝑝 là SSTP vị trí điểm yếu của lưới so với điểm gốc; 𝑚1 là SSTP vị trí điểm yếu của lưới bậc 1 so với điểm gốc; 𝑚2 là SSTP vị trí điểm yếu của lưới bậc 2 so với điểm của lưới bậc 1. Nếu coi hệ số tăng giảm độ chính xác giữa các cấp lưới K = 2 thì ta có: 𝑀𝑝2 = 𝑚12 + 4𝑚12 , (3.5) tức là: 𝑚1 = 4,5𝑐𝑚 và 𝑚2 = 8,9𝑐𝑚. [2]. - Phương pháp đường chuyền: gồm các đường chuyền duỗi thẳng song song với nhau giữa các điểm đường chuyền bậc hai nằm trên các cạnh đối diện (hình 3.10). Sai số trung phương vị trí điểm yếu (điểm i, j, k trên hình 3.10) của đường chuyền bậc 3 phải thoả mãn [2]: 𝑚𝑙3 ≤ 2𝑚2 = 17,8𝑐𝑚 2 𝑚𝛽3 2 𝑛 + 3 2 } (3.6) 2 𝑀𝑐 = 𝑚𝑙3 . 𝑛 + ( ) . . 𝐿 = 𝑚12 + 𝑚22 , 𝜌 12 trong đó: 𝑀𝑐 là SSTP vị trí điểm yếu của đường chuyền bậc 3; 𝑚𝑙3 là SSTP đo cạnh của đường chuyền bậc 3; 𝑚𝛽3 là SSTP đo góc của đường chuyền bậc 3; n - số cạnh của đường chuyền; L - chiều dài đường chuyền duỗi thẳng. Nếu chỉ có một trong hai yêu cầu trên được thoả mãn thì cần thay đổi 𝑚𝑙3 và 𝑚𝛽3 để đảm bảo đồng thời cả hai yêu cầu trên. - Lưới tứ giác không đường chéo: Phương pháp này được sử dụng khi thành lập lưới ô vuông xây dựng trên phạm vi rộng lớn và với yêu cầu độ chính xác cao. Lưới được xây dựng trên cơ sở các cặp điểm của lưới bậc hai. Lưới này dựa vào đường đa giác cấp 1 nên không cần đo cạnh mà chỉ đo các góc trong lưới. [2]. 11
N 29  II • • • • • III  N 35 • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • N1  I • • • • • IV  N 7 Hình 3.11. Lưới bậc 3 xây dựng theo dạng lưới tứ giác không đường chéo c- Hoàn nguyên và chôn mốc các điểm trong mạng lưới ô vuông - Công tác hoàn nguyên điểm Thực tế bố trí có thể phạm phải sai số và toạ độ thực tế của các điểm trong lưới ô vuông sơ bộ sẽ khác nhiều so với toạ độ thiết kế. Sau khi bố trí xong lưới, cần tính toán kiểm tra vị trí thiết kế của các điểm trên thực địa có đúng hay không, dựa vào toạ độ thực tế tính được của các điểm sơ bộ sau khi triển khai qua ba cấp lưới, so sánh với toạ độ thiết kế của chúng trong bản thiết kế quy hoạch tổng mặt bằng, bằng cách giải bài toán nghịch xác định các yếu tố hoàn nguyên về góc và chiều dài. Sau đó từ các mốc sơ bộ, đặt các yếu tố hoàn nguyên để tìm vị trí đúng của các điểm. Ví dụ: Hoàn nguyên điểm N9 dựa trên cơ sở điểm ô vuông sơ bộ N 9' và N 10 ' Toạ độ thực tế của điểm sơ bộ N 9' Toạ độ thiết kế N9 ’ X = 200,372 m X = 200,000 m ’ Y = 100,673 m Y = 100,000 m Tính được các yếu tố hoàn nguyên: YN − YN tgα N − N = ' = 1,809139 9 9 XN − XN ' 9 9 ' 9 9  α N −N = 241004'30" ' 9 9 ΔX N − N ΔYN − N  S= ' = ' 9 9 9 9  S = 0,764m cosα N − N ' sinα N − N ' 9 9 9 9 β = α N −N − α N −N ( α N' −N' lấy từ bảng tính bình sai lưới ô vuông sơ bộ) ' ' ' 9 9 9 10 9 10 Sau khi tính được yếu tố hoàn nguyên phải lập sơ đồ hoàn nguyên cho từng điểm để tránh nhầm lẫn khi hoàn nguyên điểm ngoài thực địa. Dưới đây là ví dụ về sơ đồ hoàn nguyên điểm N’9 (hình 3.12). Hoàn nguyên điểm N9 ngoài thực địa: 12
N 9 − N10 ' ' = 89059' 20" N 9' '  = 151005'10" N 10 N = 2410 04'30" 9 − N9 ' N9 Hình 3.12. Sơ đồ hoàn nguyên điểm 𝑵𝟗 Đặt máy toàn đạc điện tử tại điểm mốc sơ bộ 𝑁′9 định hướng máy về tiêu ngắm ở điểm mốc 𝑁′10 ,. Quay ống kính máy một góc 𝛽 theo phương pháp bố trí góc thiết kế. Ta được hướng cần tìm điểm 𝑁9 ngoài thực địa. Theo hướng đó, điều chỉnh ngưới cầm gương sao cho số đọc khoảng cách từ máy đến gương có giá trị bằng yếu tố hoàn nguyên về chiều dài S = 0,764m, đánh dấu điểm này bằng cọc gỗ có đinh nhỏ bên trên và đánh dấu điểm. Sau khi hoàn nguyên ta cũng cần tiến hành kiểm tra công tác hoàn nguyên. Công tác kiểm tra được tiến hành như sau: Đặt máy toàn đạc điện tử tại điểm N 9' định hướng máy về tiêu dựng tại điểm N 10 ' đo góc bằng β. So sánh góc β đo được với góc β trên sơ đồ hoàn nguyên chênh lệch không được vượt quá  15’’. Đo lại khoảng cách hoàn nguyên sai số giữa kết quả đo kiểm tra và kết quả bố trí phải nhỏ hơn  3mm. Sai số trung phương vị trí điểm sau hoàn nguyên so với điểm sơ bộ có thể tính theo công thức: 2 2 2 𝑚𝛽2 𝑚𝑝 = 𝑚𝑠 + 𝑆 . 2 , (3.10) 𝜌 trong đó: 𝑚𝑝 - sai số trung phương xác định vị trí điểm hoàn nguyên; 𝑚𝑠 - sai số đặt đoạn hoàn nguyên S; 𝑚𝛽 - sai số trung phương đặt góc β. Nếu lấy giá trị 𝑚𝑠 = ± 2mm, S = 5m, 𝑚𝛽 = ± 1’ thì 𝑚𝑝 = ± 2,4 mm. Khi hoàn nguyên điểm, lưu ý khoảng cách hoàn nguyên được tính theo hướng nằm ngang. Vì vậy, trong chế độ đo của máy toàn đạc điện tử, cần quy về khoảng cách nằm ngang để hoàn nguyên. - Chôn mốc các điểm trong mạng lưới ô vuông Các điểm của mạng lưới ô vuông xây dựng sau khi hoàn nguyên xong được cố định bằng các mốc bê tông. Để đặt cho tâm mốc bê tông trùng với tâm điểm hoàn nguyên thì trước khi đào hố chôn mốc, cần gửi tâm mốc ra bên ngoài theo hai hướng vuông góc với nhau tại vùng tâm mốc, đóng bốn cọc cách tâm mốc khoảng 2 - 2,5m, để khi căng sợi dây thép đường kính 1mm qua từng cặp điểm cọc, giao điểm của chúng trùng với tâm mốc. Trong quá trình đổ beton và chôn mốc, cần điều chỉnh sao cho tâm của mốc bê tông trùng với giao điểm của hai sợi chỉ căng trên hai cọc đối diện. Sau khi chôn mốc bê tông xong, tiến hành kiểm tra bằng cách đo lại khoảng cách và góc giữa tâm mốc bê tông với tâm mốc tạm thời phải đúng bằng nguyên tố hoàn nguyên về chiều dài S và góc. d- Đo kiểm tra mạng lưới ô vuông xây dựng 13
Sau khi chôn mốc bê tông cho các điểm của mạng lưới ô vuông tiến hành đo kiểm tra để xác định độ chính xác thành lập lưới, đồng thời đánh giá khả năng sử dụng của mạng lưới. Sử dụng máy toàn đạc điện tử, tiến hành kiểm tra tọa độ của lưới. Đối với một lưới lớn, việc kiểm tra sẽ làm tuần tự từ gốc của lưới ra đến điểm xa nhất. Yêu cầu kiểm tra là tất cả các cạnh của mạng lưới. Khi đó gương sẽ được đặt tại các điểm của lưới theo trật tự xen kẽ (hình 3.13). Hình 3.13. Sơ đồ kiểm tra góc trong mạng lưới ô vuông Hạn sai đo kiểm tra về góc và cạnh được ước tính như sau: Sai số vị trí tương hỗ giữa hai điểm của lưới khi chiều dài cạnh l = 200m là  20mm, được tính theo công thức:[2] 𝑚𝛽 2 𝑚 = √𝑚𝑙2 + (𝑙. ) = ±20𝑚𝑚 , (3.11) 𝜌 Nếu coi ảnh hưởng của sai số đo góc và đo cạnh là như nhau thì: 𝑚 𝑚𝑙 = = 14,2𝑚𝑚 √2 𝑚. 𝜌 𝑚𝛽 = = ±14,6" 𝑙. √2 Sau khi đo kiểm tra nếu các sai lệch không vượt quá hạn sai thì có thể xem việc hoàn nguyên mạng lưới đạt yêu cầu độ chính xác và khi bố trí công trình có thể coi toạ độ các điểm đúng bằng toạ độ thiết kế, còn các góc trong mạng lưới là góc vuông. e- Lưới khống chế độ cao xác định độ cao các điểm trong mạng lưới ô vuông xây dựng. Các điểm mốc của mạng lưới ô vuông xây dựng đồng thời cũng là các điểm khống chế độ cao, để bố trí và đo vẽ hoàn công công trình. Để thoả mãn yêu cầu này sai số trung phương tương hỗ về độ cao giữa hai điểm liền kề của mạng lưới phải nhỏ hơn ± 2mm đến ± 3mm. Để đảm bảo độ chính xác như trên đối với các khu vực lớn, cần bố trí lưới khống chế độ cao theo hai bậc: - Bậc 1: bao gồm các điểm thủy chuẩn hạng III dọc theo chu vi của lưới ô vuông xây dựng. Nếu lưới lớn, cần phân chia thành các vùng nhỏ hơn để chiều dài thủy chuẩn hạng III không quá lớn. - Bậc 2: các đường thuỷ chuẩn hạng IV được xây dựng trên cơ sở các điểm của lưới đường chuyền bậc 3, bằng cách tăng dày khống chế độ cao hạng III vào bên trong 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. Khi đo thủy chuẩn lưới ô vuông, ta đặt máy thủy chuẩn hình học tại tâm của một ô vuông, một trạm máy có thể ngắm tới 4 hướng tại 4 đỉnh của lưới. Như vậy, số trạm 14
máy giảm đi 2 lần. Cần ghi sổ đo thủy chuẩn cẩn thận và vẽ đầy đủ sơ đồ đo để kiểm tra nội nghiệp được dễ dàng. Độ cao các điểm của lưới ô vuông xây dựng nhất thiết phải được kết nối với hệ thống độ cao Nhà nước. Tuy lưới khống chế độ cao được bình sai như một lưới tự do với một độ cao gốc giả định nào đó, nhưng khi đo nối cần tiến hành đo tới hai điểm có độ cao Nhà nước nhằm mục đích kiểm tra việc đo nối. Bình sai và tính toán mạng lưới khống chế độ cao tiến hành như sau: [2] Nếu lưới thuỷ chuẩn hạng III và hạng IV gồm các tuyến đơn thì đầu tiên bình sai vòng thuỷ chuẩn khép kín hạng III bằng cách phân phối sai số khép tỷ lệ với số trạm máy. Sau đó các đường thuỷ chuẩn hạng IV cũng được tính toán tương tự. Nếu lưới thuỷ chuẩn hạng III gồm một số vòng khép kín thì nó được bình sai theo phương pháp thay thế trọng số tương đương hoặc phương pháp bình sai gián tiếp thông thường. 1.2. Ưu, nhược điểm của phương pháp hoàn nguyên Ưu điểm: phương pháp này cho phép rút ngắn được thời gian và giá thành thi công mạng lưới. Việc hoàn nguyên các điểm có thể không phải làm ngay hết toàn bộ mạng lưới, do vậy đối với khu vực nào cần ưu tiên xây dựng trước thì tiến hành hoàn nguyên trước, còn các phần khác của mạng lưới sẽ tiếp tục hoàn thiện sau. Nhược điểm: trong suốt quá trình đo đạc, tính toán bình sai các điểm của lưới được 2. Phương pháp trục Phương pháp này sử dụng cho các nhà máy hoặc khu công nghiệp nhỏ, có diện tích khoảng 5km2. Phù hợp với máy toàn đạc điện tử thông dụng. 2.1. Bố trí hướng khởi đầu Phương pháp trục trọn điểm gốc là điểm trung tâm của lưới đối với khu công nghiệp hoặc chọn điểm gốc lưới là điểm góc gần tường rào đối với nhà máy. Hình 3.14. Phương pháp trục bố trí lưới ô vuông xây dựng Đối với khu vực công nghiệp, đầu tiên bố trí trên thực địa điểm A có hai hướng khởi đầu vuông góc với nhau nằm ở giữa khu vực xây dựng (hình 3.14). Do có sai số bố trí nên hai hướng này có thể khác 900. Dùng máy kinh vĩ chính xác đo lại góc vuông β từ hai đến ba lần đo. Xem sai số của nó so với 900 và điều chỉnh vị trí các điểm B, C bằng các số hiệu chỉnh ΔSB , ΔSC để cho AB và AC thật vuông góc với nhau. Các số hiệu chỉnh này được tính theo công thức: ∆𝛽 ∆𝛽 ∆𝑆𝐵 = 𝐴𝐵1 . , ∆𝑆𝐶 = 𝐴𝐶1 . , (3.12) 2𝜌 2𝜌 ở đây: Δβ = 900 – β; Các điểm A, B1 và C1 được lựa chọn trên bản thiết kế quy hoạch tổng thể. Việc lựa chọn điểm gốc cần theo quy định về xây dựng mốc khống chế quốc gia. Cố định các điểm B, C trên thực địa bằng các cọc gỗ và đánh dấu điểm bằng các đinh nhỏ. 2.2. Bố trí chi tiết mạng lưới 15
Dọc theo các hướng AB và AC đặt các đoạn thẳng bằng chiều dài cạnh của lưới ô vuông xây dựng. Việc định tuyến được tiến hành bằng máy toàn đạc điện tử. Kết thúc việc bố trí trên hai hướng này tại các điểm cuối cùng F, R, D, E. Tại những điểm này, dựng các góc vuông và tiếp tục bố trí các điểm của lưới theo phương pháp tuần tự. Như vậy đã xác định được trên thực địa bốn tứ giác của lưới ô vuông xây dựng với các cạnh đã được bố trí. Sau đó thay thế các mốc gỗ tạm thời bằng các mốc bê tông chắc chắn. Cách thay thế cũng tương tự như của phương pháp hoàn nguyên đã trình bày ở trên. Tiếp theo trên các hướng giữa các điểm tương ứng, ta tăng dày các điểm bên trong lưới. Để tính toán, ta coi các điểm lưới ô vuông xây dựng được bố trí lần đầu là đường chuyền cấp 1, còn các điểm chêm dày là đường chuyền cấp 2. Nếu khu vực xây dựng có diện tích không lớn và việc bố trí các đỉnh của lưới được tiến hành với độ chính xác cao thì toạ độ các điểm nhận được sau bình sai sẽ không khác mấy so với toạ độ thiết kế. Sai số vị trí điểm trong khoảng 5cm là đảm bảo yêu cầu. Tuy nhiên khi thành lập những mạng lưới lớn, độ chính xác bố trí thường không đảm bảo. Hình 3.15. Đường chuyền cấp 1 và đường chuyền cấp 2 tăng dày Đối với một nhà máy thông thường, có chiều dài 1km x 2km thì có thể dùng phương pháp trục để bố trí lưới ô vuông xây dựng. Cách đơn giản là sử dụng phương pháp định vị vệ tinh GNSS tăng dày 2 điểm (thông hướng nhau) khống chế trắc địa trong khu vực nhà máy. Vị trí của 2 điểm này nên nằm gần vùng biên, hàng rào và tốt nhất nên nằm dọc theo chiều dài của cạnh lớn bên trong nhà máy. Độ chính xác vị trí điểm phải tương đương điểm Địa chính cơ sở. Từ 2 điểm gốc đó phát triển ra toàn bộ lưới ô vuông xây dựng nhà máy. 2.3. Ưu, nhược điểm của phương pháp Ưu điểm: toàn bộ các điểm sau khi bố trí sơ bộ sẽ được thay ngay bằng các mốc bê tông chắc chắn nên trong quá trình đo đạc, tính toán bình sai chúng được bảo vệ một cách tin cậy. Nhược điểm: do sự tích luỹ sai số nên toạ độ thực tế của các điểm ở xa điểm gốc sẽ khác nhiều so với toạ độ thiết kế. Do vậy phương pháp này chỉ áp dụng ở những khu vực nhỏ đòi hỏi độ chính xác không cao. 16
BÀI 3: BỐ TRÍ CÔNG TRÌNH 3.1. Thiết kế công trình 3.1.1.Khái niệm về bản vẽ thiết kế công trình Công tác bố trí công trình nhằm mục đích đảm bảo cho các hạng mục công trình hoặc các kết cấu riêng biệt được xây dựng đúng theo vị trí thiết kế. Tuỳ theo điều kiện cụ thể về lưới khống chế phục vụ bố trí và trang thiết bị của nhà thầu, có thể sử dụng phương pháp toạ độ vuông góc, phương pháp toạ độ cực, phương pháp đường chuyền toàn đạc, phương pháp giao hội hoặc phương pháp tam giác khép kín để thực hiện việc bố trí công trình. Trước khi tiến hành bố trí công trình cần phải kiểm tra lại các mốc của lưới khống chế mặt bằng và độ cao. Trình tự bố trí công trình được tiến hành theo các nội dung sau: - Lập lưới bố trí trục công trình; - Định vị công trình; - Chuyển trục công trình ra thực địa và giác móng công trình; - Bố trí các trục phụ của công trình dựa trên sở các trục chính đã được bố trí ; - Bố trí chi tiết các trục dọc và trục ngang của các hạng mục công trình; - Chuyển trục và độ cao lên các tầng xây lắp; - Bố trí các điểm chi tiết của công trình dựa vào bản vẽ thiết kế; - Đo vẽ hoàn công. Tổ chức thiết kế cần giao cho nhà thầu các bản vẽ cần thiết, gồm: - Bản vẽ tổng mặt bằng công trình; - Bản vẽ bố trí các trục chính của công trình (có ghi đủ kích thước, toạ độ giao điểm giữa các trục); - Bản vẽ móng của công trình (các trục móng kích thước móng và độ sâu); - Bản vẽ mặt cắt công trình (có các kích thước và độ cao cần thiết). Trước khi tiến hành bố trí công trình phải kiểm tra cẩn thận các số liệu thiết kế giữa các bản vẽ chi tiết so với mặt bằng tổng thể, kích thước từng phần và kích thước toàn thể. Mọi sai lệch cần phải được báo cáo cho cơ quan thiết kế để xem xét và chỉnh sửa. Trước khi bố trí một công trình xây dựng nói chung và khi bố trí một công trình công nghiệp nói riêng, người cán bộ trắc địa phải nghiên cứu tìm hiểu và đọc được các bản vẽ thiết kế công trình. Với một công trình xây dựng thường được thiết kế theo nhiều giai đoạn khác nhau. Để bố trí công trình ngoài thực địa phải sử dụng bản vẽ thiết kế cuối cùng, đã qua kiểm định và thử nghiệm các thông số kỹ thuật. Bản vẽ này trong xây dựng gọi là bản vẽ kỹ thuật thi công. Trong bộ hồ sơ thiết kế kỹ thuật thi công các bản vẽ thiết kế thường được chia thành các nhóm bản vẽ sau: 1- Nhóm bản vẽ kiến trúc Đây là nhóm có nhiều bản vẽ nhất với một công trình nó bao gồm các loại bản vẽ: - Bản vẽ mặt bằng định vị; - Bản vẽ mặt bằng các tầng; - Bản vẽ mặt bằng mái; - Bản vẽ mặt bằng các chi tiết của công trình; - Bản vẽ mặt cắt đứng theo các trục công trình; - Bản vẽ mặt cắt đứng của các chi tiết công trình. 17
2- Nhóm bản vẽ móng Nhóm này thường có các bản vẽ: - Bản vẽ mặt bằng móng; - Bản vẽ mặt bằng cọc móng; - Bản vẽ chi tiết cọc móng; - Bản vẽ chi tiết các các phần của móng như đế móng, thân móng, dầm móng…; - Bản vẽ các công trình ngầm bên trong móng. 3- Nhóm bản vẽ kết cấu Nhóm này bao gồm các bản vẽ kết cấu chi tiết từng bộ phận của công trình như bản vẽ mặt bằng kết cấu móng, bản vẽ mặt bằng kết cấu sàn, bản vẽ kết cấu dầm… 4- Nhóm bản vẽ về nước Nhóm này thường có các loại bản vẽ: - Bản vẽ mặt bằng cấp và thoát nước tổng thể; - Bản vẽ mặt bằng cấp và thoát nước cho các tầng; - Bản vẽ sơ đồ không gian cấp và thoát nước; - Bản vẽ sơ đồ cấp nước phòng cháy, chữa cháy; - Bản vẽ các công trình trữ nước. 5- Nhóm bản vẽ về cấp điện Nhóm bản vẽ này bao gồm: - Bản vẽ sơ đồ tổng thể cấp điện cho công trình; - Bản vẽ cung cấp điện cho các tầng, các phân xưởng; - Bản vẽ chi tiết cung cấp điện cho từng thiết bị; - Bản vẽ sơ đồ các tủ điều khiển. 6- Nhóm bản vẽ lắp đặt máy, thiết bị công nghiệp Nhóm bản vẽ này tuỳ thuộc vào từng công trình cụ thể nhưng nhìn chung nhóm bản vẽ này có ba loại: - Bản vẽ thiết kế tổng thể; - Bản vẽ trục chính, trục lắp ráp các thiết bị công nghiệp; - Bản vẽ thiết kế chi tiết thiết bị công nghiệp. 7- Một số lưu ý về sử dụng bản vẽ khi bố trí công trình Với một công trình xây dựng thường có rất nhiều bản vẽ thiết kế, khi bố trí ngoài thực địa cần phải lấy được bản vẽ thiết kế cho thích hợp với từng thời điểm thi công. Trong thực tế khi bố trí công trình thường phân loại bản vẽ theo các giai đoạn bố trí thi công. Giai đoạn bố trí cơ bản sử dụng bản vẽ thiết kế mặt bằng tổng thể. Giai đoạn bố trí chi tiết cần theo dõi lý trình thi công để có kế hoạch sử dụng bản vẽ thiết kế cho thích hợp. Hiện nay khi bố trí một công trình xây dựng nào cũng yêu cầu cán bộ trắc địa viết phương án thi công. Một nội dung cơ bản của phương án là xác định bản vẽ thiết kế cho từng thời điểm thi công và phương án bố trí cho từng thời điểm. Giai đoạn bố trí lắp ráp thiết bị công nghiệp cần sử dụng các bản vẽ thuộc nhóm bản vẽ thiết kế lắp đặt máy, thiết bị kỹ thuật. Khi bố trí hạng mục nào của công trình cũng cần sử dụng bản vẽ thiết kế chi tiết về mặt bằng và bản vẽ mặt cắt đứng tại vị trí thi công. 3.3.2. Lập bản vẽ sơ hoạ và bố trí trục chính công trình 1- Lập bản vẽ sơ hoạ các trục chính của công trình 18
X 1 4 N20 N21 N22 56.00 258.00 C II C 344.00 III 472.00 90.00 254.00 I 730.00 IV A 54.00 A 4 Y I' N12 1 N13 N14 72.00 70.00 Hình 4.1. Bản vẽ sơ họa trục chính công trình Để bố trí trục chính công trình ra thực địa đảm bảo độ chính xác, tránh nhầm lẫn trong khi bố trí, cần dựa vào bản vẽ thiết kế thi công để lập bản vẽ sơ hoạ trục công trình. Trên bản vẽ sơ hoạ có tỷ lệ tự chọn cần biểu thị các yếu tố sau: - Tất cả các điểm của lưới ô vuông xây dựng lân cận công trình có kèm theo toạ độ; - Các trục chính của công trình kèm theo toạ độ của các điểm trục và ký hiệu các trục; - Các kích thước cạnh công trình. 2- Bố trí trục chính công trình ngoài thực địa Trước khi bố trí trục chính công trình phải lựa chọn các điểm của lưới khống chế dùng cho công tác bố trí, các điểm này cần nằm gần yếu tố bố trí và có thể tiến hành công tác đo đạc một cách thuận lợi. Cũng có thể sử dụng các điểm hoặc đường thẳng cố định của một số công trình quan trọng có trên thực địa làm cơ sở để bố trí trục chính công trình. Chẳng hạn ta có thể sử dụng cạnh của các toà nhà, phân xưởng, trục của các tuyến đường giao thông…làm cơ sở bố trí. Trục chính của công trình được xác định dựa trên trục chính của toàn bộ nhà máy hoặc khu công nghiệp. Hệ thống tọa độ trong khu công nghiệp có thể là riêng biệt mà không phụ thuộc vào hệ thống tọa độ quốc gia. Hệ tọa độ độc lập này thường có trục x hoặc y song song với một cạnh của khu nhà máy hoặc khu công nghiệp. Trong trường hợp này, để bố trí trục chính nên chọn phương pháp toạ độ vuông góc. Việc bố trí trục chính thực chất bố trí các điểm trục chính ngoài thực địa. Giả sử khi bố trí trục chính (A-A) cụ thể là bố trí hai điểm trục chính (I; IV). Để bố trí các điểm trục theo phương pháp toạ độ vuông góc, cần căn cứ vào toạ độ thiết kế của các điểm trục chính và toạ độ của các điểm toạ độ lưới ô vuông xây dựng gần nhất, tính các yếu tố bố trí là các gia số toạ độ. + Bố trí điểm trục I: Đặt máy kinh vĩ tại điểm N12, định hướng máy về tiêu dựng tại điểm N13 và đặt theo hướng này một khoảng cách nằm ngang có giá trị bằng ΔYN12 −I (72.00m), ta được điểm I’ ngoài thực địa. Chuyển máy đến đặt tại điểm I’, định hướng máy về điểm N12 dựng góc vuông với cạnh của lưới ô vuông bằng hai vị trí bàn độ, ta xác định được hướng từ điểm I’ tới điểm I, trên hướng đó đặt một đoạn thẳng nằm ngang từ điểm I’ có giá trị bằng giá trị của ΔX N12 −I (54.00m), được vị trí điểm I ngoài thực địa. 19
Điểm I cũng có thể được bố trí theo trình tự: đặt đoạn ΔX N 12 −I trước, sau đó theo hướng vuông góc đặt đoạn ΔYN12 −I . Tuy nhiên căn cứ vào giá trị tuyệt đối của các giá trị ΔX ; ΔY để chọn trình tự bố trí để đạt độ chính xác cao nhất. Khi ΔX có giá trị tuyệt đối lớn bố trí ΔX trước, ΔY sau. Ngược lại nếu giá trị tuyệt đối của ΔY lớn bố trí ΔY trước, ΔX sau. + Điểm trục chính IV dược bố trí tương tự như bố trí điểm trục I, nhưng được bố trí từ điểm N14. Sau khi bố trí điểm trục chính I và điểm trục chính IV ngoài thực địa, như vậy ta đã bố trí được trục chính A - A ngoài thực địa. Các trục chính còn lại của công trình được bố trí tương tự. + Kiểm tra độ chính xác bố trí trục chính công trình: việc kiểm tra được tiến hành bằng công tác đo lại khoảng cách giữa các điểm trục chính công trình, đo chiều dài đường chéo công trình và đo góc vuông của các trục công trình tại vị trí điểm trục. Khi bố trí trục chính, ta mới chỉ xác định được vị trí của cả công trình trên khu vực và định hướng nó với các công trình lân cận cho nên sai số cho phép về chiều dài từ '' 1/4000 đến 1/5000; sai số về góc so với góc vuông của các trục không quá  20 . Các điểm trục chính sau khi kiểm tra đảm bảo độ chính xác sẽ được cố định bằng các mốc chôn chắc chắn. 3- Bố trí trục cơ bản của công trình Các trục chính là cơ sở để bố trí các trục cơ bản của công trình. Các trục cơ bản là thành phần tăng dày của trục chính nhằm bố trí chi tiết các hạng mục thi công. Phương pháp bố trí các trục cơ bản của công trình, phụ thuộc vào sự phân bố các hạng mục công trình, điều kiện địa hình tại khu vực bố trí và thiết bị đo đạc hiện có. Thông thường các trục cơ bản được xác định từ các trục chính, bằng phương pháp đặt khoảng cách thiết kế trên hướng trục chính công trình. Sai số cho phép khoảng cách giữa các trục cơ bản kề nhau, giữa trục cơ bản với trục chính tuỳ thuộc vào kết cấu công trình, nếu công trình kết cấu bằng sắt thì sai số cho phép từ 2mm đến 3mm, nếu công trình có kết cấu bằng beton cốt sắt thì sai số cho phép từ 3mm đến 5mm. Khi hoàn thành việc bố trí trục cần lập bản vẽ hoàn công, đồng thời cố định trục bằng các mốc cố định phía ngoài công trình. 4- Đánh dấu trục chính, trục cơ bản công trình Để đảm bảo sự tồn tại của các trục trong suốt quá trình thi công, sau khi bố trí các trục chính và trục cơ bản ngoài thực địa phải đánh dấu các trục công trình bằng các mốc cố định phía ngoài công trình đảm bảo sao cho khi thi công các điểm này không bị phá huỷ. Hình 4.2. Đánh dấu trục công trình 20