Luận văn Thiết kế kỹ thuật thành lập mạng lưới ô vuông xây dựng theo phương pháp hoàn nguyên phục vụ xây dựng công trình Khu Công Nghiệp sản xuất và lắp ráp xe máy Honda

độ chính xác xây dựng và lắp ráp cao, độ an toàn khi vận hành và sử dụng các máy móc tong dây chuyền công nghệ là tối đa. Nhiệm vụ đặt ra với người Trắc Địa là: +Tiến hành chọn khu đất xây dựng theo yêu cầu đặt ra ở trên và tiến hành thiết kế lưới ô vuông xây dựng cho khu vực xây dựng. + Xây dựng lưới ô vuông xây dựng đáp ứng được các đặc điểm của công trình như: - Khu công nghiệp được xây dựng theo các lô riêng biệt có các trục chính song song hoặc vuông góc với nhau, bao gồm: các nhà xưởng , các kho chứa, khu nhà ở của nhân viên… -Tại các tòa nhà khu công nghiệp máy móc được liên kết và vận hành tuần hoàn, sản phẩn của khâu này làm vật liệu khâu sau đó. Sản phẩn sản xuất ở các tòa nhà khu công nghiệp được vận chuyển đến nhà máy chính để ráp thành sản phẩn chung. - Do sự liên kết dây chuyền công nghệ là rất lớn cho nên nó đòi hỏi độ chính xác bố trí công trình rất cao: sai số giới hạn bố trí các trục công trình hoặc các kích thước tổng thể công trình không được vượt quá giá trị từ 2¸ 5(cm)/ 100 m. - Khu xây dựng có hình chữ nhật kéo dài, có diện tích 6 km2. - Nhiệm vụ thiết kế thi công công trình: . Lưới có kích thước tổng thể là 2 (km) ´ 3(km), chiều dài các cạnh ô lưới là 200(m). . Lưới ô vuông xây dựng được lập theo phương pháp hoàn nguyên. Yêu cầu về độ chính xác lập lưới: sai số tương hỗ giữa các điểm trắc địa dùng cho bố trí công trình có giá trị từ 1¸2,5cm/100m (¸); sai số tương hỗ về độ cao giữa 2 điểm lưới lân cận nhau có giá trị Stg hỗ = (2¸3) mm. I.2. Sơ lược về điều kiện địa lý tự nhiên và hành chính của khu vực xây dựng công trình I.2.1.Vị trí địa lý và hành chính của khu vực Đây là một trong những công trình có quy mô lớn, diện tích từ 6 đến 8 km2. + Vị trí địa lý: Khu vực xây dựng công trình thuộc địa phận xã Song Hồ và xã An Bình. + Vị trí hành chính: - Phía Bắc giáp xã Hoàn Thượng, Mão Điền. - Phía Nam xã Chạm Lộ. - Phía Đông xã Mão Điền. - Phía Tây giáp xã Hoài Bắc. I.2.2Đặc điểm về địa chất - thực phủ Khu vực xây dựng có địa chất ổn định rất thuận lợi cho việc thi công công trình. Là vùng đồng bằng châu thổ có địa hình tương đối bằng phẳng, không bị chia cắt, độ dốc của khu vực tương đối nhỏ. Ngoài ra đây là khu vực chủ yếu gồm có dân cư và hệ thống giao thông thuận lợi rất tiện lợi cho việc vận chuyển nguyên vật liệu để phục vụ cho công tác thi công I.2.3. Đặc điểm khí hậu Khu vực xây dựng thuộc huyên Thuận Thành, tỉnh Bắc Ninh nên chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa: + Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9, trong năm tập trung mưa nhiều vào tháng 6 và tháng 7. + Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau. Như vậy, thời giant hi công thuận lợi nhất là từ tháng 9 năm trước đến tháng 4 năm sau. I.2.4. Tình hình giao thông - thuỷ lợi Khu vực xây dưng có hệ thống giao thông tương đối tốt, hệ thống giao thông liên huyên, liên tỉnh dày đặc và kiên cố, tạo điều kiện thuận lợi cho công tác vận chuyển trang thiết bị, nguyên vật liệu phục vụ thi công công trình, cũng như rất thuận lợi cho việc vận chuyển sản phẩm của nhà máy sau này. I.2.5. Tình hình dân cư, kinh tế - chính trị Dân cư sống tập trung thành làng, trong khu vực xây dựng cũng có một số cụm dân nhỏ nằm ngay gần kề. Tình hình an ninh trật tự ổn định, nhân dân chấp hành tốt các chủ chương chính sách của Đảng và nhà nước. I.3. Tài liệu, cơ sở trắc địa sẵn có và đánh giá khả năng sử dụng I.3.1. Tư liệu trắc địa và bản đồ hiện có Khu xây dựng có bản đồ , bình đồ , có tổng bình đồ khu xây dựng do bên A cung cấp tỉ lệ 1:2000 và một bản đồ địa hình tỉ lệ 1:25000 có danh pháp F – 48 -105-C- c vẽ năm 1969 có tên Thuận Thành và thiết kế kỹ thuật cho khu công nghiệp. I.3.2. Giới thiệu về tình hình cơ sở trắc địa trên khu vực đo vẽ Trong đồ án này, chúng ta giả định có 4 điểm trắc địa nhà nước D13, D15, D17, Những điểm trắc địa này nằm thuộc địa phận các xã: + N1 Nằm trên địa phận xã Song Hồ. + N2 Nằm trên địa phận xã Song Hồ. + N3 Nằm trên địa phận xã An Bình. Bản thống kê hệ tọa độ, độ cao các điểm trắc địa sẵn có ( bảng 1.1) Bảng 1.1 TT Tên điểm Tọa độ Cấp hạng mặt bằng Độ cao Cấp hạng độ cao Ghi chú X Y 1 N1 2330075.000 18613150.000 Hạng IV Cục đo đạc và bản đồ_phủ thủ tướng 2 N1 2327925.000 18613625.000 Hạng IV 3 N3 2328390.000 18616692.000 Hạng IV 4 TC-15 3.524 Hạng III Chương II Thiết kế lưới ô vuông xây dựng theo phương pháp hoàn nguyên – bố trí mạng lưới trên thực địa II.1. Thiết kế lưới ô vuông xây dựng theo phương pháp hoàn nguyên II.1.1. Giới thiệu chung 1.Giới thiệu chung về lưới ô vuông xây dựng Lưới ô vuông xây dựng là một dạng đặc biệt của lưới khống chế thi công được lập trên khu xây dựng các công trình thành phố - công nghiệp. Lưới bao gồm một hệ thống các điểm mặt bằng, độ cao được bố tri theo một thiết kế cho trước trên toàn bộ khu xây dựng và tạo thành một mạng lưới gồm các ô vuông, ô chữ nhật xen kẽ nhau và có chiều dài từ 100÷ 400 m. Lưới có dạng đặc biệt như vậy là do điểm thiết kế công trình công nghiệp và dân dụng dạng khu dân cư thành phố, thì các hạng mục công trình đó thường phân bố thành các lô, mảng, thường có trục chính song song với nhau và song song với các trục chính của tổng thể công trình. Đường phân chia ranh giới các mảng nói trên chính là hệ thống của đường giao lưu về sau. Và chính vị trí các đường ranh giới này là nơi đặt dày điểm lưới khống chế thi công. Các điểm của lưới khống chế thi công được chon đặt như trên thì có một số ưu điểm: + Nằm kề ngay vị trí thi công nên thuận tiện bố trí công trình. + Nằm ngoài khu vực đào móng các công trình nên dễ dàng bảo toàn lâu dài. + Do các điểm nằm dọc theo đường giao lưu nên khả năng thông hướng cao. Đặc điểm của lưới khống chế xây dựng dạng ô vuông: + Tọa độ các điểm được xây dựng trong một hệ tọa độ giả định. Trong đó, vị trí điểm gốc ( O ), giá trị tọa độ gốc (Xo, Yo), hướng các trục tọa độ chọn tùy ý. Tuy nhiên, phải lưu ý sao cho toàn bộ khu xây dựng lọt vào góc phần tư thứ I của hệ tọa độ quy ước(kể cả trong giai đoạn trước mắt hoặc về sau). .Tọa độ thiết kế của các điểm luôn có dấu(+) để tránh trương hợp nhầm lẫn trong sử dụng tọa độ về sau. .Hướng trục tọa độ chọn tùy ý nhưng nên chọn gần với hướng của các trục tương ứng trong hệ tọa độ nhà nước. .Các cạnh của mạng lưới sẽ được thiết kế và bố trí trên thực địa sao cho nó thật song song với trục bố trí công trình( song song với trục của hệ trục tọa độ giả định) nếu lưới đạt điều kiện đó thì rất thuận tiện cho việc bố trí các điểm công trình về sau theo phương pháp tọa độ vuông góc. Yêu cầu độ chính xác lập lưới: + Mặt bằng: phải thỏa mãn yêu cầu đối với khống chế thi công. Sai số trung phương tương hỗ vị trí điểm không vượt quá (1/4000÷1/10000). Sai số tương hỗ 1/10000 dùng cho xây dựng các lưới có yêu cầu độ chính xác cao. .Để thỏa mãn yêu cầu độ chính xác đo vẽ hoàn công thì sai số điểm cấp khống chế cuối cùng không vượt quá mp = 0.2*M. với M là mẫu số tỷ lệ bản đồ + Độ cao: Về các điểm của lưới xây dựng là các điểm của lưới thủy chuẩn để phục vụ cho đo vẽ độ cao. Theo quy phạm “ mỗi giá trị độ cao thiết kế cần được chuyển ra ngoài thực địa một cách độc lập nhau từ hai mốc độ cao thi công gần nhất với sai lệch kết quả nhận được không quá 3÷4mm”. Để đảm bảo yêu cầu này thì sai số tương hỗ độ cao trong lưới ô vuông xây dựng < 1.5÷2 lần. Mt/h = 2÷3 mm Trong thực tế, các giá trị này chỉ đảm bảo được khi xây dựng độ cao các điểm lưới ô vuông bằng thủy chuẩn hạng IV. 2.Chọn phương pháp lập lưới *Khi xây dựng các công trình công nghiệp lớn thì lưới xây dựng phải đáp ứng 2 yêu cầu: + Có độ chính xác thỏa mãn yêu cầu đối với - Công tác bố trí công trình. - Công tác đo vẽ hoàn công tỉ lệ lớn. + phải có tọa độ thực tế các điểm của lưới là đúng bằng tọa độ thiết kế. Khi yêu cầu 2 được đáp ứng thì ngay sau khi hoàn thành thiết kế trong phòng(trước khi hoàn thành xây dựng lươi ngoài thực địa) là có thể hoàn toàn sử dụng sơ đồ lưới và giá trị tọa độ thiết kế của các điểm để lập bản vẽ bố trí công trình sẽ rút ngắn thời gian thi công công trình. Để làm được thì người ta phải chuyển mạng lưới đã thiết kế ra thực địa và cố định các điểm của mạng lưới theo cách nào đó để sai lệch tọa độ thực tế so với tọa độ thiết kế là rất nhỏ( có thể bỏ qua được). Để đáp ứng yêu cầu trên thì mạng lưới ô vuông xây dựng cần có độ chính xác cao. Khu công nghiệp có diện tích lớn và được xây dựng tuần tự các hạng mục và rút ngắn thời gian thi công trắc địa. Chính vì vậy dung phương pháp hoàn nguyên để thành lập lưới ô vuông là tối ưu nhất. *Thực chất của phương pháp: [1] Dựa vào các hướng gốc đã chuyển ra thực địa bố trí trên toàn bộ mặt bằng xây dựng mạng lưới ô vuông theo sơ đồ đã thiết kế với độ chính xác không cao( độ chính xác đo đạc lưới tương đương đường chuyền kinh vĩ). = = mβ = ± 60” = Các điểm của lưới được cố định trên thực địa bằng các cọc gỗ. [2] Sau khi bố trí được lưới phủ trùm khu vực đã cho. Thiết kế và xây dựng các bậc lưới khống chế trắc địa trùm lên lưới gần đúng. Có thể xác định tọa độ thực tế của tâm các cọc tạm thời. [3] Xác định sai số tọa độ thực tế nhận được của các điểm lưới gần đúng với giá trị tọa độ thiết kế tương ứng của chúng và giải bài toán trắc địa nghịch sẽ tính được các yếu tố hoàn nguyên về góc và chiều dài đối với từng yếu tố của lưới. [4] Ra thực địa tiến hành công tác hoàn nguyên điểm. Để tìm được trên thực địa vị trí mới của tâm mốc có tọa độ bằng thiết kế và cố định lại bằng cọc hoàn nguyên. [5] Thay thế các cọc hoàn nguyên bằng các cọc bê tông chắc chắn, sau đó tiến hành đo kiểm tra mạng lưới để xác minh độ chính xác lập lưới cũng như công nhận tọa độ chính xác của lưới. * Ưu, nhược điểm của phương pháp: + Ưu điểm Rút ngắn thời gian xây dựng lưới, đẩy nhanh tiến độ thi công công trình. Việc hoàn nguyên điểm không nhất thiết phải tiến hành đồng loạt. Tiết kiệm vật liệu(chỉ vị trí ổn định lâu dài mới đóng cọc hoàn nguyên bằng bê tông). + Nhược điểm Trong quá trình đo đạc, tính toán bình sai, các mốc trên thực địa dễ bị hủy hoại. * Các yêu cầu của lưới thiêt kế: + Các cạnh của lưới ô vuông phải thật song song với nhau và song song với trục chính của công trình. +Lưới phải có mật độ điểm(chiều dài cạnh ô lưới) phù hợp với từng khu vực xây dựng của công trình. + Các điểm phải có khả năng bảo tồn lâu dài. +Cách đánh số và kí hiệu điểm phải thuận tiện cho sử dụng. +Cách chọn điểm gốc và giá trị tọa độ gốc cũng phải thuận tiện cho việc sử dụng tọa độ thiết kế các điểm về sau. * Các giải pháp: + Để giải quyến yêu cầu 1-3: Để thiết kế lưới ta phải có tổng bình đồ khu vực xây dựng công trình. Thiết kế một mạng lưới ô vuông với chiều dài đã định trước lên bản giấy can theo cùng tỉ lệ tổng bình đồ(M=2000). Úp bản can lên tổng bình đồ, xê dịch(theo hướng song song trục công trình) sao cho các điểm mắt lưới rơi vào vị trí an toàn tối đa. Đối với các điểm còn lại thì sẽ xê dịch một vài hàng điểm cũng theo hướng song song trục chính một đại lượng bằng bội số 10m(tính theo tỉ lệ bản đồ) để đưa tất cả các điểm được nằm vào vị trí an toàn(các đại lượng dịch chuyển đối với các hàng điểm cần ghi chú lại để thiết kế các hàng điểm về sau). Sau khi hoàn tất hiệu chỉnh các điểm thì dùng các mũi kim để châm các điểm đánh dấu mới trên bản can xuống tổng bình đồ. Nối các lỗ kim lại được lưới xây dụng thiết kế chính thức trên tổng bình đồ. + Để đáp ứng yêu cầu 2: Thì kết hợp các bước trên thu phóng lưới ban đầu để phù hợp nhất: Khu xây dựng quan trọng thì mật độ điểm dày, cạnh ngắn. Kết quả của các bước hiệu chỉnh trên được một lưới xây dựng bao gồm các ô hình vuông, hình chữ nhật xen kẽ nhau. Kết quả của bước thực hiện trên được một lưới xây dựng bao gồm ô hình vuông và các ô hình chữ nhật xen kẽ nhau. + Để đáp ứng yêu cầu 4: -Khu vực nhỏ, số điểm không nhiều: đánh số theo trật tự Trái-> Phải-> Trái-> Phải. -Khu vực lớn, nhiều điểm: đánh số theo tọa độ của các đường thẳng song song các trục ox, oy. Trong đó, tọa độ của các đường thẳng song song trục ox, oy lần lượt nhận thêm chữ cái in hoa là A, B kèm theo chỉ số vào A-B. Chỉ số đó sẽ chỉ rõ số lần 100m tính từ điểm đó đến điểm gốc. +Để đáp ứng yêu cầu 5: Tùy thuộc kích thước khu xây dựng mà chọn điểm gốc hệ tọa độ. II.1.2. Thiết kế lưới ô vuông xây dựng cho công trình Khu Công Nghiệp sản xuất và lắp ráp xe máy Honda. Công trình công nghiệp sản xuất và lắp ráp xe máy Honda được xây dựng trên diện tích là 6 km2. Hệ tọa độ của mạng lưới là hệ tọa độ giả định gồm có: Gốc tọa độ: gốc tọa độ của mạng lưới được chọn là điểm I hay điểm A0B0 có tọa độ giả định là: A0B0 (1000.000;1000.000)m tọa độ thực tế trong hệ tọa độ nhà nước là (2328037.500;18613655.000)m Các hướng trục: hướng trục Y trùng với hướng I-IV, hướng trục X trùng với hướng I-II Cách đánh số và ký hiệu điểm: ta chọn cách đánh số cho các điểm của mạng lưới như sau ; theo các khoảng cách 200m trên trục X ký hiệu là chữ B, và trên trụ Y ta ký hiệu là chữ A II.2. Chọn và chuyển hướng gốc của mạng lưới ra thực địa II.2.1. Đặt vấn đề 1-Mục đích của việc chọn hướng gốc: Mạng lưới ô vuông được thiết kế trên tổng bình đồ cần phải được chuyển ra và cố định trên thực địa bằng các mốc, sao cho vị trí và hướng của lưới đúng như vị trí và hướng đã thiết kế trên tổng bình đồ, có như vậy thì các điểm đã thiết kế của lưới đảm bảo khả năng lưu giữ lâu dài trên thực địa. Như vậy mới đảm bảo được không phá vỡ qua hệ tương hỗ về vị trí giữa các công trình xây dựng mới (được bố trí từ lưới ô vuông này) cùng với các công trình hoặc các địa vật cũ hiện có trên thực địa. Để tránh những điều như trên thì trước khi bố trí mạng lưới ra thực địa ta chọn trên sơ đồ mạng lưới hướng của một cạnh nào đó dùng nó làm “hướng gốc”, tính toán các yếu tố bố trí để chuyển ra thực địa rồi dựa vào đó ta tiến hành bố trí mạng lưới thiết kế. Mục đích của việc chọn hướng gốc để đảm bảo mạng lưới sau này được thành lập đúng hướng như đã thiết kế trên tổng bình đồ với độ chính xác đạt được cao so với yêu cầu cần thiết. 2 - Yêu cầu đối với việc chuyển hướng gốc ra thực địa + Hai điểm của hướng gốc phải trùng hai điểm lưới ô vuông nằm trên hướng của cùng một cạnh. + Hai điểm càng xa càng tốt. + Có khả năng thông hướng ngoài thực địa. + Để thuận tiện cho việc chuyển hướng gốc ra thực địa thì các điểm của hướng gốc phải gần các địa vật rõ nét, các điểm trắc địa hiện có. + Phải có điều kiện để kiểm tra: Chuyển ra 3 điểm tạo ra 2 hướng gốc vuông góc với nhau hoặc tạo với nhau một góc 180 độ. 3 – Các phương pháp thực hiện a, Dựa vào các địa vật dạng tuyến vừa có trên thực địa vừa có trên tổng bình đồ. Trong trường hợp này: + Cơ sở trắc địa để chuyển điểm hướng gốc ra thực địa là các điểm đặc trưng của công trình dạng tuyến: đường sắt, kênh thủy lợi,... + Phương pháp bố trí: chủ yếu bằng phương pháp tọa độ vuông góc + các số liệu dùng cho bố trí đồ giải trực tiếp từ bản đồ + Ưu điểm: Đơn giản, dễ thực hiện. + Nhược điểm: Độ chính xác không cao(sai số đồ giải, vị trí, bản đồ) làm cho điểm hướng gốc bị xê dịch, xoay đi dẫn đến toàn lưới bị xê dịch, xoay theo. Sự xê dịch này không làm ảnh hưởng vị trí tương hỗ các công trình mới nhưng ảnh hưởng đến vị trí tương hỗ giữa mới và cũ. Chỉ nên áp dụng ở khu vực xây dựng nhỏ và sự xoay dịch mạng lưới không gây ảnh hưởng nhiều. b, Phương pháp dựa vào các điểm trắc địa hiện có Lưới ô vuông xây dựng được lập sau giai đoạn đo vẽ khảo sát nên khả năng trên thực địa còn tồn tại nhiều điểm của giai đoạn đo vẽ trước đó. Có thể sử dụng chúng làm cơ sở chuyển hướng gốc ra thực địa. + Phương pháp bố trí: Tọa độ cực(β.S) Trong đó, yếu tố bố trí(β.S) được tính dựa trên cơ sở giải bài toán trắc địa nghịch khi kết hợp giữa tọa độ đã biết của các điểm trắc địa và tọa độ đồ giải trên bản đồ của các điểm hướng gốc. + Ưu,nhược điểm: - Chắc chắn, chính xác hơn phương pháp trước. - Chỉ nên áp dụng khi xây dựng lưới hoàn toàn mới. Trong trường hợp cần mở rộng thêm phạp vi nhà máy, cần xây dựng mạng lưới bổ xung sao cho mang tính kế thừa lưới xây dựng cũ, khi đó không thể áp dụng phương pháp này để chuyển hướng gốc mới cho lưới bổ xung. Trong trường hợp này, để làm hướng gốc cho lưới mới thì chọn các điểm lưới ở lưới ô vuông cũ gần điểm giáp ranh làm hướng gốc. Trong trường hợp không còn điểm giáp biên, phải sử dụng các mốc đinh vị trục công trình cũ làm hướng gốc. => Trong thiết kế chúng ta sẽ sử dụng phương pháp dựa và các điểm trắc địa sẵn có để bố trí hướng gốc mạng lưới. *) Tính toán các yếu tố để chuyển hướng gốc ra thực địa STT Tên Điểm Tọa Độ Ghi Chú X(m) Y(m) 1 N1 2330075.000 18613150.000 Toạ độ có sẵn 2 N2 2327925.000 18613625.000 3 N3 2328390.000 18616692.000 4 A 2328037.500 18613655.000 Toạ độ đồ giải 5 B 2330000.000 18613275.000 6 D 2328625.000 18616665.000 4. Lập bảng tính các yếu tố bố trí trong lưới Đồ giải toạ độ các điểm B, A, D thuộc hướng gốc theo bình đồ 1: 2000. Sau đó tính các yếu tố bố trí Si, bi để dựa vào các yếu tố này để chuyển hướng gốc ra thực địa. Kết quả tính toán được ghi trong bảng (2-2). Bảng(2-2). Tên điểm Toạ độ DX i (m) DY i (m) S i (m) Phương vị a 0 ’ '' Góc ngoặt b 0 ’ '' X (m) Y (m) N1 B 2330075.000 2330000.000 18613150.000 18613275.000 -75 125 145.774 120 57 49.5 30 55 46.36 N2 A 2327925.000 2328037.500 18613625.000 18613655.000 112 30 115.948 14 59 42.28 66 23 1.46 N3 D 2328390.000 2328625.000 18616692.000 18616665.000 235 -27 236.546 323 26 44.9 62 03 43.14 Hình 2.2: Sơ đồ chuyển hướng gốc ra thực địa. 5. Độ chính xác của phương pháp. Độ chính xác của phương pháp trên chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác đồ giải các điểm trên tổng bình đồ. Trên thực địa giá trị này bằng 0.3mm.M, khi M=2000 thì nó có giá trị 0.6 (m). Sai số này sẽ làm cho toàn bộ mạng lưới xê dịch đi nhưng không ảnh hưởng tới vị trí tương hỗ giữa chúng. Nghĩa là toàn bộ mạng lưới xây dựng và công trình được bố trí sau đó chỉ bị xoay đi trong phạm vi sai số bố trí hướng góc ở trên mà sễ không sảy ra sự biến dạng công trình. Tuy vậy cần tránh sai số thô vì nó có thể sẽ làm sai lệch về vị trí của các điểm và các công trình trên thực địa dãn đến độ cao thi công sẽ không phù hợp với thực tế và các phần riêng biệt của công trình có thể rơi vào nơi có điều kiện địa chất không thuận lợi nên. Do vậy để chuyển hướng gốc ra thực địa đảo bảo độ chính xác ta phải tiến chọn máy móc và dụng cụ đo cho phù hợp. Tiến hành chuyển điểm ra ngoài thực địa ta chọn chỉ tiêu sai số chuyển điểm mặt bằng không vượt quá sai số đồ giải. Sai số vị trí điểm khi bố trí theo phương pháp toạ độ cực là: [1] (II-1) Áp dụng nguyên tắc đồng ảnh hưởng ta có: ; S là chiều dài cạnh từ điểm trắc địa có sẵn đến điểm bố trí thuộc hướng gốc: ví dụ cạnh ngắn nhất S = 115.948m thì mb =12’35” II.3. Bố trí chi tiết mạng lưới gần đúng trên thực địa II.3.1. Cách thức tiến hành: Dựa vào hai hướng gốc đã chuyển ra thực địa ta bố trí một mạng lưới ô vuông có chiều dài cạnh đúng như thiết kế bằng 200m. Việc đo đạc được tiến hành bằng máy kinh vĩ và thước thép với độ chính xác lập lưới vào khoảng 1:1000 ¸ 1:2000.Tất cả các điểm đỉnh ô vuông được đóng cọc gỗ tạm thời. Dựa vào 3 bậc lưới khống chế trắc địa đã lập, xác định toạ độ thực tế của tất cả các điểm tạm thời nói trên. So sánh với toạ độ thiết kế ,tìm được các đại lượng hoàn nguyên về chiều dài và góc. Từ đó xê dịch, tiến hành hoàn nguyên điểm về vị trí đúng S= 00000’00” II.3.2. Các điểm lưu ý trong quá trình bố trí mạng lưới gần đúng : - Trường hợp mặt bằng thực địa có độ dốc thì ta phải cộng thêm vào đại lượng hoàn nguyên một giá trị chênh lệch về độ cao : - Trường hợp việc bố trí, các hướng đo bị cản trở bằng các địa vật tạm thời thì ta phải khắc phục bằng cách dựng tiêu hoặc bảng ngắm cao. - Trong trường hợp khoảng cách hoàn nguyên quá ngắn, người ta sẽ bố trí các khoảng cách đầu tiên về hai phía lệch đi một giá trị nào đó. Với cách làm này, các giá trị khoảng cách tiếp theo sẽ bị lệch đi làm cho khoảng cách hoàn nguyên được lớn ra. Chương III: Thiết kế lưới không chế trắc địa mặt bằng để xác định tọa độ các điểm của mạng lưới gần đúng III.1 Bố trí số bậc lưới khống chế - thiết kế dạng sơ đồ lưới các bậc không chế. III.1.1 Bố trí số bậc lưới khống chế III.1.1.1 . Cơ sở quyết định số bậc lưới khống chế trên khu vực : Cơ sở này đựơc dựa vào các yếu tố : + Diện tích khu đo + Mức độ đã xây dựng hoặc phức tạp của khu đo. - Khu đo xây dựng hoàn toàn mới ` - Khu đo xây dựng bổ xung - Khu đo quang đãng hoặc dân cư đông đúc + Tỉ lệ bản đồ đo vẽ , yêu cầu độ chính xác đo vẽ. + Điều kiện trang thiết bị của đơn vị. Trong thực tế khi đo vẽ các bản đồ tỉ lệ lớn thì số bậc khống chế được phát triển dựa vào diện tích khống chế cả khu đo. + ) Khu đo có diện tích F > 25km2 thì lưới khống chế được lập 3 bậc khống chế - Lưới khống chế cơ sở - Lưới tăng dày - Lưới khống chế đo vẽ + Khu đo có diện tích trung bình F = 2,5 : 25km2 lập 2 bậc khống chế - Lưới khống chế cơ sở - Lưới khống chế đo vẽ +Khu đo có diện tích nhỏ F < 2.5km2 thì lưới khống chế được lập theo 4 bậc - Lưới khống chế cơ sở -Tăng dày bậc 1 -Tăng dày bậc 2 -khống chế đo vẽ III.1.2 Thiết kế dạng sơ đồ lưới của các cấp khống chế. Do điều kiện địa hình tương đối phức tạp, bên cạnh đó là yêu cầu phải có độ chính xác cao cho lưới thiết kế để tạo điều kiện thuận tiện cho các công tác về sau. Chúng tôi quyết định lập lưới khống chế bao gồm 3 bậc: - Bậc 1( lưới khống chế cơ sở ) : có nhiệm vụ làm cơ sở cho việc phát triển các lưới tăng dầy. Có thể là lưới tam giác ( đồ hình tứ giác trắc địa ) hoặc thay thế bằng đa giác hạng IV ( cạnh đo bằng đo dài điện quang ). Có : + Sai số đo góc : + Sai số đo cạnh : + Chiều dài cạnh từ : + Sai số trung phương tương đối : Được phát triển như sau : + Liên kết các góc khung của mạng lưới. + Có các điểm chạy bao quanh biên lưới. - Bậc 2 (lưới khống chế tăng dày bậc 1) : được phát triển dựa vào lưới khống chế cơ sở, có thể là lưới đa giác cấp I với : + Sai số đo góc : + Sai số đo cạnh : + chiều dài cạnh từ : Có đặc điểm : + Chạy qua tất cả các điểm lưới ô vuông dọc trên 4 biên lưới. + Chiều dài cạnh ngắn. + Đa giác tạo thành dạng chuỗi thẳng. + Tựa trên các điểm của đa giác hạng IV. Có nhiệm vụ làm cơ sở để phát triển lưới tăng dày tiếp theo. - Bậc 3 (lưới tăng dày bậc 2) : được phát triển dựa vào lưới khống chế tăng dày bậc 1, và có thể được phát triển theo các phương án sau : + Các đường chuyền đa giác phù hợp. + Chuỗi các tứ giác trắc địa không đường chéo. Lưới khống chế cơ sở : + Đặc điểm của lưới : Để đảm bảo tính lâu dài của các điểm của lưới tam giác chúng ta kéo dài cạnh biên thêm một đoạn để đưa các điểm tam giác của lưới tứ giác trắc địa này ra ngoài khu vực thi công xây dựng. Đó là các điểm A, B, C,D trong đồ hình lưới . + Vì lưới được lập trong hệ toạ độ giả định , quy ước nên trong lưới này ta chọn như sau : AoBo được chọn làm gốc của hệ toạ độ giả định , chon hướng của lưới là trục Ox trùng cạnh biên AB của lưới + Điểm A là điểm khởi tính cho việc tính toán lưới tam giác Giả định I trùng AoBo XI=1000.000 m YI=1000.000m Ta có toạ độ điểm A theo hệ toạ độ quy ước XA=775.000(m) YA=1000.000(m) Lưới khống chế tăng dày bậc 1: Lưới tăng dày bậc 1 được thành lập theo phương án đa giác khung với các điểm được chạy dọc đường biên, và tạo thành các tuyến phù hợp gối đầu lên các điểm lưới tam giác cơ sở. Để bảo toàn lâu dài các điểm lưới tam giác chúng ta kéo dài cạnh biên thêm một đoạn để đưa các điểm này ra ngoài khu vực thi công xây dựng. Đó là các điểm A, B, C, D trong đồ hình lưới. Cụ thể các tuyến của lưới tăng dày bậc 1 là: Tuyến số 1 : A-I-II-B : tổng số cạnh là n = 13 cạnh Tuyến số 2 : B-II-III-C : tổng số cạnh là n= 17 cạnh Tuyến số 3 : C-III-IV-D : tổng số cạnh là n= 13 cạnh Tuyến số 4 : A-I-IV-D : tổng số cạnh là n= 17 cạnh Độ chính xác đo đạc trong lưới như sau: ms= ±5mm, m”= 5”, 1/T=1/10000 ¸1/15000. Lưới tăng dày bậc 2: Lưới được phát triển dựa theo lưới tăng dày bậc 1. Lưới tăng dày bậc 2 được thiết kế theo phương án chuỗi tứ giác trắc địa không đường chéo và gối đầu lên cạnh của lưới tăng dày bậc 1. Các cạnh có chiều dài S= 200m nối 2 điểm đối diện 2 cạnh của lưới đường chuyền cấp 1. Độ chính xác đo đạc lưới như sau: ms= ± 5mm, mβ=10”, 1/T=1/7000 đến 1/5000. Thực chất của phương pháp tứ giác không đường chéo là: Một trong những dạng lưới đo góc cạnh được áp dụng trong trắc địa công trình là lưới tứ giác không đường chéo. Trong lưới này cần đo 2 cạnh kề nhau (a và b) và tất cả các góc. Khi đó các cạnh c và d được tính theo công thức sau: Tiêu chuẩn độ chính xác đối với lưới được lập để phục vụ cho mục đích thi công xây lắp công trình hoặc bố trí công trình thì ta chỉ xét đến sai số tương hỗ vị trí điểm. 2 Giới thiệu một số chỉ tiêu kỹ thuật của một số cấp hạng lưới Bảng III-1: Các mục Đường chuyền Hạng IV Cấp 1 Cấp 2 Chiều dài đường chuyền dài nhất(km) -Đường đơn -Giữa điểm khởi tính và điểm nút -Giữa các điểm nút Chu vi vòng khép lớn nhất(km) Chiều dài cạnh (km): -Dài nhất -Ngắn nhất Số cạnh nhiều nhất trong đường chuyền Sai số khép tương đối không được lớn hơn Sai số trung phương đo góc Sai số khép góc của đường chuyền không lớn hơn 10 7 5 30 2 0,25 15 1:25000 2” 5 3 2 15 0,8 0,12 15 1:10000 5” 3 2 1,5 9 0,35 0,08 15 1:5000 10” Sơ đồ lưới các cấp : III.2 ước tính độ chính xác đặc trưng của các bậc khống chế mặt bằng III.2.1 Yêu cầu chung Do lưới được thiết kế để xác định toạ độ các điểm của lưới xây dựng, cho nên phải thỏa mãn yêu cầu độ chính xác của các công tác : +Đo vẽ hoàn công tỷ lệ lớn. +Bố trí công trình. Tiêu chuẩn độ chính xác lập lưới là cơ sở ban đầu để xác định độ chính xác đặc trưng của các bậc lưới nhằm xác định được yêu cầu độ chính xác đo đạc trong mỗi bậc. Tiêu chuẩn này thuỳ thuộc vào mục đích lập lưới. Các trường hợp lập lưới : TH 1 : Lưới khống chế được lập với mục đích phục vụ cho đo vẽ bản đồ địa hình nói chung Tiêu chuẩn độ chính xác lập lưới :” Sai số tuyệt đối vị trí điểm tại vị trí yếu nhất của lưới so với các điểm của lưới 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 lưới tăng dầy ) không được vượt quá 0.2(mm) trên bản đồ , tưc là Mp < 0.2(mm).M . Đối với vùng cây cối rậm rạp thì yêu cầu này là Mp < 0.3(mm).M M: mẫu số tỉ lệ bản đồ cần thành lập TH 2: Lưới khống chế được lập với mục đích thi công Tiêu chuẩn độ chính xác lập lưới :” sai số tương hỗ vị trí của hai điểm lân cận nhau thuộc cấp khống chế cuối cùng” hoặc “ sai số vị trí tương hỗ giữa hai điểm trên cùng một khoảng cách nào đó ” Trong các nhà máy công nghiệp hiện đại các dây chuyền sản xuất có liên quan với nhau về mặt công nghệ không vượt quá 1km Sai số tương hỗ giữa hai điểm I, J : Th 3 : Lưới khống chế được lập với cả hai mục đích nói trên. Trong trường hợp này yêu cầu độ chính xác của lưới phảI bao hàm cả hai tiêu chuẩn trên . Và dựa vào yêu cầu độ chính xác đo đạc xác định cho tong trường hợp người ta sẽ chọn độ chính xác cao hơn để sử dụng cho viẹc đo đạc trong lưới. Mục đích: - chuyển thiết kế ra thực địa(bố trí) - đo vẽ để lập bản vẽ hoàn công tỷ lệ lớn trong quá trình thi công (M=500) III.2.2. Ước tính độ chính xác đặc trưng của các bậc lưới Mục đích:Ước tính độ chính xác là một trong những nhiệm vụ của thiết kế lưới. Mục đích của việc ước tính là xem lưới được thiết kế có đạt yêu cầu đề ra của thiết kế hay không. Nếu đạt thì thi công lưới, nếu không thì thiết kế lại. Ngoài ra, kết quả ước tính còn cho phép lựa chọn máy móc thiết bị đo và lựa chọn chương trình đo ngắm hợp lý. Ước tính độ chính xác đặc trưng của các bậc lưới khống chế mặt bằng phục vụ cho mục đích đo vẽ bản đồ địa hình. Giả sử lưới khống chế mặt bằng được phát triển qua n bậc ( với sai số đặc trưng của mỗi bậc là mi ) Sai số tổng hợp vị trí điểm của cấp khống chế cuối cùng : m02= m12 +m22+…+mn2 Với trường hợp 3 bậc lưới : m02= m12 +m2+m32 Nếu coi các bậc lưới được phát triển độc lập nhau và có thể bỏ qua sai số số liệu gốc thì sai số bậc trên nhỏ hơn sai số bậc dưới k lần Sai số của mỗi bậc + m1 + k.m1 + k (k.m1)=k2 .m1 K : hệ số tăng giảm độ chính xác m02= m12 + (2m1)2+ ( 4m1) 2= 21m12 mo2 =21 m12 => Ước tính độ chính xác đặc trưng của các bậc lưới khống chế mặt bằng phục vụ cho mục đích bố trí công trình. Để ước tính sai số tương hỗ vị trí điểm có thể được tính gần đúng Nếu gọi sai số tổng hợp vị trí điểm là Mo ta có Mo = ± 0.2 : 0.3. M Sai số tương hỗ : mth = ± Mo √2 Lưới khống chế thi công yêu cầu độ chính xác cao hơn lưới đo vẽ nên sai số trung phương : mo=0.1(mm). M Với giả thuyết lưới gồm 3 bậc : mth1; mth2; mth3 Sai số tổng hợp vị trí tương hỗ giữa 2 điểm của cấp khống chế cuối cùng do ảnh hưởng của sai số do chính cấp đó do sai số số liệu gốc của cấp trên nó gây ra Trong đó ms3 =0.1(mm) M. Với bản đồ tỷ lệ lớn nhất M=500 => ms3=0,1.500=70.7(mm) Ta thấy rằng giữa hai bậc khống chế liên tiếp thì sai số bậc trên chính là sai số số liệu gốc của bậc lưới. Nếu giả thuyết giữa các bậc lưới có hệ số tăng giảm độ chính xác k ta viết được. + Lưới bậc 3 có sai số : mth3 + Lưới bậc 2 có sai số : mth3 / k + Lưới bậc 3 có sai số : mth3 /k2 đặt K=1,5 => Q= 1,28 K= 2=> Q=1,14 ms3= mth3.Q mth3= mth3= mth2= mth1= Lưới phục vụ cho đo vẽ 1: 500. Ta có sai số tổng hợp vị trí điểm cấp khống chế cuối cùng: m2 = m21 + m22 +…+ m2n Để bỏ qua ảnh hưởng của sai số số liệu gốc ( sai số lưới bậc trên tới lưới bậc dưới) tức là lưới bậc trên phải nhỏ hơn sai số lưới K lần( hệ số quan hệ độ chính xác, tăng giảm độ chính xác. m1 = ; m2 = ( Chọn K= 2 ) Trong trường hợp này đo vẽ 1: 500, 3 bậc, K=2 Suy ra sai số tương hỗ vị trí điểm lưới bậc 3: m2P = m21 + m22 + m23 Trong đó: m2P= 0.2 (mm). M = 0.2 . 500 = 100 (mm) Ta có: m2= m1. K m3= m2. K Suy ra: m2P = m21 + 4m21 + 16m21= 21m21 m1= = ±22 (mm) m2= 2.m1 = ±44 (mm) m3= 2.m2 = ±88 (mm) c) Kí hiệu: mi: là sai số trung phương vị trí tương hỗ giữa hai điểm nằm cách nhau 1km của cấp không chế thứ i do ảnh hưởng của sai số đo của chính cấp đó gây ra. M: là mẫu số tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ. Với lưới khống chế được phát triển qua n bậc liên tiếp thì sai số trung phương vị trí tương hỗ giữa hai điểm cấp cuối cùng (ký hiệu MSn) do ảnh hưởng tổng hợp của sai số đo chính cấp ấy và sai số số liệu gốc của các cấp trên nó gây ra được tính theo công thức: (III-1) Với trường hợp 3 bậc lưới thiết kế ta có: (III-2) Khi tính toán ta lấy M = 500 là giá trị mẫu số bản đồ tỷ lệ lớn nhất mP = 0,2 Khi ảnh hưởng của sai số số liệu gốc tới sai số tổng hợp trong khoảng 10% ¸ 20% thì coi sai số số liệu gốc là không đáng kể, có thể bỏ qua. Khi đó ta tính được giá trị K = 1,5 ¸ 2,2 với hệ số tăng giảm độ chính xác giữa hai bậc liền nhau là K, sai số bậc trên là sai số số liệu gốc bậc dưới ta có: (III-3) Thay(III-3) vào (III-2) ta có: Đặt: = Q ta có: MS3 = m3.Q (III-4) Với k = 2 ta có Q = 1.15, khi đó sai số tương hỗ giữa hai điểm lân cận trong các bậc lưới là : + Bậc 3 là : + Bậc 2 là : + Bậc 1 là : III.3 Ước tính chặt chẽ độ chính xác của lưới cơ sở III.3.1 Đặt vấn đề Mục đích của việc ước tính chặt chẽ nhằm : Đánh giá khả năng của độ chính xác của lưới có đáp ứng được các yêu cầu độ chính xác đặc trưng đối với lưới đã tính toán ở trên hay không trên cơ sở đó có thể xác định độ chính xác trong từng trường hợp đo đạc. Cơ sở bài toán : Xuất phát từ công thức đánh giá độ chính xác một hàm =µ = µ (*) Với: là hàm cần đánh giá độ chính xác () µ sai số trung phương trọng số đơn vị đặc trưng cho độ chính xác đo đạc lưới. , trọng số đảo hàm cần đánh giá độ chính xác. Giá trị này đặc trưng cho độ vững của đồ hình lưới và được xác định thông qua giải bài toán ước tính theo phương pháp chặt chẽ. Từ (*) có 2 cách ước tính: Cách 1: Chọn trước µ (dự kiến trước hoặc lấy theo quy phạm) Kết hợp ( ) để tính ra . So sánh giá trị tính được với giá trị theo yêu cầu để kết luận xem lưới có khả năng đáp ứng yêu cầu hay không. Cách 2: Trong nhiều trường hợp(đặc biệt trắc địa công trình) thì sai số của hàm thường được quy định cụ thể trước. Như vậy, sau khi có ( ) có thể tính được µ µ= = III.3.2. Ước tính chặt chẽ độ chính xác lưới khống chế Lưới khống chế cơ sở : * Bước 1: Chọn ẩn số và xác định toạ độ gần đúng. - Chọn ẩn số Cách chọn toạ độ các điểm: lưới có 4 điểm trong đó có một điểm là điểm gốc, đã biết toạ độ và còn 3 điểm cần xác định là B, C,D. Toạ độ của các ẩn số cần tìm là các điểm cần xác định: B, B, C, C, D, D. Để xác định toạ độ gần đúng ta có 2 cách: + Cách 1: Thiết kế lưới trên bản đồ, đo sơ bộ các góc, cạnh(đo bằng thước đo độ). Lấy tạo độ 1 điểm và phương vị 1 cạnh khởi tính để tính ra toạ độ các điểm còn lại(gần đúng ). + Cách 2: Đồ giải tạo độ trực tiếp từ bản đồ thiết kế . Bảng thống kê tạo độ giả định : Tên điểm X(m) Y(m) A 775.0 1000.0 B 3087.5 1000.0 C 3175.0 4000.0 D 912.5 4000.0 * Bước 2: Lập các phương trình số hiệu chỉnh cho các trị đo( phương trinh sai số). Số lượng phương trình hiệu chỉnh = số trị đo Ta có: 8 trị đo góc 6 trị đo cạnh 1 phương vị Vậy số phương trình hiệu chỉnh là 15. - Hệ phương trình số hiệu chỉnh có dạng: V= A.X + L -Dạng của các phương trình số hiệu chỉnh: + Phương trình số hiệu chỉnh cho góc đo: b Vkâ = akidxi – bkidyi + (akj – aki)dxk + (bkj – bki)dyk - akjdx3 - bkjdy3+ lkâ Trong đó: lkâ = (ákj – áki ) – âđo + Phương trình số hiệu chỉnh cho các cạnh đo: S i k VSik= -cikxi- dikyi + cikxk + dikyk + lSik Trong đó: lski = - Skiđo ; + Phương trình số hiệu chỉnh cho phương vị: VáAB= - aAB . xB – bAB . yB + láki a) Đánh giá được chính xác vị trí điểm theo công thức. mP = Trong đó: mX = ́ mY = ́ Bằng việc xử dụng phần mền ước tính độ chính xác lưới mặt bằng do thầy giáo :Th.s Phan Hồng Tiến cung cấp nên tôi có kết quả ước tính( bảng ước tính chi tiết nằm ở phần phụ lục). Sai số tương hỗ vị trí điểm mth = 0.0179m. Sai số vị trí điểm mp = 0.0178m. Ta thấy kết quả ước tính vượt quá sai số giới hạn cho phép do đó độ chính xác đo đạc dự kiến là chưa hợp lý nên độ chính sác đô đạc hợp lý là: mβ= ms= mm Vậy ta phải dùng máy TC 1610 có độ chính xác là 1.5”. III.4. Ước tính độ chính xác của thiết kế các bậc lưới tăng dày III.4.1. Lưới khống chế tăng dày bậc 1 Lưới khống chế tăng dày bậc 1 được thiết kế dưới dạng đa giác khung với đặc điểm là các đường chuyền phù hợp gối đầu lên các điểm lưới khống chế cơ sở, chạy bao quanh biên. Trong bản đồ án này em thiết kế 4 đường chuyền là + đường chuyền A-I-II-B đường chuyền này có 12 cạnh, 11 góc đo, 12 cạnh đo. Dự kiến đo đạc với độ chính xác mβ= 5’’ , ms= 10+5.10-6.S mm + đường chuyền B-II-III-C đường chuyền này có 17 cạnh, 16 góc đo, 17 cạnh đo. Dự kiến đo đạc với độ chính xác mβ= 5’’, ms= 10+5.10-6.S mm + đường chuyền B-III-IV-D đường chuyền này có 12 cạnh, 11 góc đo, 12 cạnh đo. Dự kiến đo đạc với độ chính xác mβ= 5’’ , ms= 10+5.10-6.S mm + đường chuyền D-IV-I-A đường chuyền này có 17 cạnh, 16 góc đo, 17 cạnh đo. Dự kiến đo đạc với độ chính xác mβ= 5’’, ms= 10+5.10-6.S mm Trong bản đồ án này em chọn đường chuyền dài nhất là B-II-III-C để ước tính. các đường chuyền khác tương tự Kết quả ước tính: bằng việc sử dụng phần mềm ước tính độ chính xác lưới mặt bằng được xây dựng trên cơ sở bài toán bình sai gián tiếp do thầy giáo PHAN HỒNG TIẾN cung cấp, em có kết quả ước tính sau ( các bảng kết quả chi tiết được trình bày trong phần phụ lục) Sai số tương hỗ vị trí điểm mth = 0.0107m. Sai số vị trí điểm mp = 0.0381m Ta thấy kết quả ước tính vượt quá sai số giới hạn cho phép do đó độ chính xác đo đạc dự kiến là chưa hợp lý nên độ chính sác đô đạc hợp lý là: mβ= ms= Theo kết quả tinh toán mβ =5.5’’ để đảm bảo độ chính xác dự chữ ta có thể chọn máy Set2B, 2C, Set3B, 3C, 4B, 4C, TC 600 để đo góc trong lưới. III.4.2. Lưới khống chế tăng dày bậc 2 Lưới tăng dày bậc 2 được thiết kế dưới dạng chuỗi tứ giác không đường chéo đơn tạo thành các chuỗi song song nhau và chạy theo hướng cạnh ngắn. Vì các chuỗi giống nhau mỗi chuỗi đều có gồm 22 điểm tạo thành 10 tứ giác. đo tất cả các góc trong các tứ giác không đường chéo của chuỗi (40 góc), đo 10 cạnh nên chỉ ước tính cho 1 chuỗi là chuỗi A0B0- A10B0- A10B1-A0B1 với Độ chính xác dự kiến đo đạc là mβ= 10’’, ms= 10+5.10-6.s mm. Kết quả ước tính: bằng việc sử dụng phần mềm ước tính độ chính xác lưới mặt bằng được xây dựng trên cơ sở bài toán bình sai gián tiếp do thầy giáo PHAN HỒNG TIẾN cung cấp, em có kết quả ước tính sau ( các bảng kết quả chi tiết được trình bày trong phần phụ lục) Sai số tương hỗ vị trí điểm mth = 0.0115 m. Sai số vị trí điểm mp = 0.0231m Từ kết quả ước tính nhận thấy sai số tương hỗ vị trí điểm nhỏ hơn nhiều so với sai số cho phép (mth= 62mm) và sai số vị trí điểm cũng nhỏ hơn nhiều so với sai số cho phép (mp= 88mm). Do đó cần giảm độ chính xác đo đạc đi k lần. K= K= Nhận thấy nếu lấy giá trị k=5.4 thì khi đo sai số vị trí điểm lại vượt quá giới hạn cho phép không đảm bảo chức năng đo vẽ hoàn công của mạng lưới. Nên, chọn k= 3.8. khi đó sai số đo đạc cho cấp lưới tăng dày bậc 2 là Chương IV Công Tác đo đạc – tính toán bình sai và hoàn nguyên điểm của mạng lưới gần đúng IV.1 Công tác đo đạc IV.1.1 Công tác đo đạc lưới không chế cơ sở Công tác đo góc. Xuất phát từ độ chính xác đã ước tính ở trên, để đảm bảo độ chính xác dự chữ ta có thể chọn máy TC 1610 có độ chính xác đo góc là 1.5’’để đo góc trong lưới. - Ước tính số vòng đo tại một trạm máy. Từ công thức: [2] Trong đó: m0 : Sai số đọc số. mV : Sai số bắt mục tiêu. Với máy đo được chiếu sáng bằng điện thì mo=1” Điều kiện thường Với độ phóng đại Vx = 30” ta có mv = 2 Thay m0 =1.5”, mv =2” và = 1.5” vào (III-15) Ta có : ( vòng đo ) Xác định số đặt bản độ ban đầu tại một trạm máy là => Vậy có thể đặt bản độ ban đầu là 18o11’00” Độ trênh cho phép giữa các vòng đo là Db1v £ 9.5” Độ trênh cho phép giữa hai vòng đo là Db1/2v£ 13” Biến thiên 2C D2C £ 19” Ước tính sai số định tâm máy, định tâm tiêu: [1] Trong đó Smin=SI II=2800 m B. Công tác đo cạnh. Yêu cầu đối với công tác đo cạnh là phải đảm bảo . Do đó chúng ta sử dụng máy toàn đạc TC 1610 do hãng WILD sản xuất có các chỉ tiêu kỹ thuật sau: mâ = 1.5” mS = (2+2.10-6.D) mm Trình tự đo: + Định tâm cân bằng máy chính xác. + Tiến hành đo đi đo về theo 2 chiều thuận nghịch. Mỗi lần đo cần phải đọc số 3 lần để lấy kết quả trung bình. + Xác định nhiệt độ môi trường và áp suất khí quyển ở 2 đầu cạnh để tính số cải chính ảnh hưởng của môi trường. Sau đó cần tiến hành chuyển chiều dài cạnh nghiêng thành chiều dài cạnh nằm ngang IV.2 Công tác bình sai lưới Lưới khống chế trắc địa mặt bằng phục vụ cho công tác bố trí công trình cần được bình sai một cách chặt chẽ. + Bước 1: Xác định số ẩn số:Trong lưới mặt bằng, ẩn số chính là toạ độ sau bình sai của các điểm cần xác định. Trong lưới có N điểm cần xác định thì số ẩn số sẽ là: t = 2. N ( ẩn số) + Bước 2: Chọn ẩn số X( toạ độ sau bình sai của các điểm cần xác định + Bước 3: Tính các trị gần đúng của ẩn số: X0. + Bước 4: Lập hàm liên hệ và hàm trọng số: Hàm liên hệ: Y’ = ( X1, X2, . . . , Xt ) Hàm trọng số: F’ = ( X1, X2, . . . , Xt ) + Bước 5: Lập hệ phương trình số hiệu chỉnh: V = A.äX + L Tính trọng số của các trị đo: Trị đo góc: ; Trị đo cạnh: ; Trị đo phương vị: C là hệ số tuỳ chọn, thường chọn sao cho việc tính toán thuận tiện nhất. + Bước 6: Lập hệ phương trình chuẩn: R. äX + b = 0. Trong đó: R = AT.P.A, b = AT.P.L + Bước 7: Giải hệ phương trình chuẩn và nghịch đảo phương trình chuẩn. + Bước 8: Tính các số hiệu chỉnh: V = A.äX + L vi = ai. ä1 + bi. ä2 + . . . + ti. ät + li. + Bước 9: Tính các trị bình sai: Các ẩn số sau bình sai: X = X0 + äX Các trị đo sau bình sai: Y’ = Y + V + Bước 10 : Đánh giá độ chính xác: Sai số trung phương trọng số đơn vị: Sai số trung phương của hàm: IV.3 Công tác hoàn nguyên điểm và đo kiểm tra mạng lưới IV.3.1 Công tác hoàn nguyên điểm Mục đích của việc hoàn nguyên điểm Do các bản vẽ bố trí công trình đã được lập theo tọa độ thiết kế của các điểm cho nên người ta sử dụng các mốc tọa độ đúng theo thiết kế. Trong khi đó việc lập mạng lưới gần đúng được lập với độ chính xác không cao(tương tự như đo đạc đường chuyền kinh vĩ) tọa độ thực tế nhận được sẽ sai khác với tọa độ thiết kế. do vậy cần căn cứ vị trí các mốc tạm thời trên thực địa để tìm ra vị trí của điểm gần đúng như thiết kế gọi là hoàn nguyên điểm. Cách thức thực hiện Dựa trên cơ sở so sánh giữa tọa độ thiết kế và thực tế ta giải bài toàn trắc địa nghịch để tìm ra các yếu tố hoàn nguyên về góc và chiều dài và từ đó hoàn nguyên điểm trên thực địa trình tự gồm các bước. Tính giá trị các yếu tố hoàn nguyên. Tính phương vị của hướng khởi đầu là hướng đến hướng lân cận đã biết tọa độ. Tùy theo vị trí cần hoàn nguyên mà hướng khởi đầu khác nhau. tính chiều dài. vẽ sơ đồ hoàn nguyên cho tất cả các điểm. Nội dung của tính toán hoàn nguyên điểm :  - Việc hoàn nguyên điểm được tiến hành bằng các dụng cụ trực tiếp : máy kinh vĩ + thước thép. Từ đó ta đặt các yếu tố bố trí theo phương pháp toạ độ cực ( góc cực và chiều dài cạnh cực S) - Để xác định được và S thì người ta so sánh tọa độ thực tế nhận được của các điểm với tọa độ thiết kế tương ứng của chúng và tiến hành giải bài toán trắc địa nghịch. + Để xác định góc cực , từ toạ độ thực tế và toạ độ thiết kế các điểm ta xác định các gia số toạ độ ∆X và ∆Y. Sau đó ta tìm ra phương vị hướng hoàn nguyên . Tương tự ta tìm phương vị hướng khởi đầu (khi định hướng đến một điểm bất kỳ gần đúng nào đó ở lân cận ). Kết hợp phương vị hướng khởi đầu và phương vị hướng hoàn nguyên ta xác định được góc cực : + Cạnh cực được xác định theo công thức : Sau đây chúng ta tiến hành hoàn nguyên cho 3 điểm A2B6,,, A4B6, A6B6.. Kết quả tính các đại lượng hoàn nguyên theo bảng tính dưới đây: Tên điểm A2B6 A4B6 A6B6 X( m ) Y( m ) X( m ) Y( m ) X( m ) Y( m ) Toạ độ thiết kế (X,Y) 1200.000 1600.000 1400.000 1600.000 1600.000 1600.000 Toạ độ thực tế (X’,Y’) 1201.101 1600.154 1400.904 1600.141 1599.896 1600.321 Số gia toạ độ -1.101 -0.154 -0.904 -0.141 0.104 -0.321 S(m) 0.111 0.915 0.337 α1 1870 57’ 44”.8 1880 51’ 54”.6 2870 57’ 06”.4 α2 00 1’ 26”.38 00 3’ 06”.58 Sau khi tính được tất cả các yếu tố hoàn nguyên cho các điểm, ta lập sơ đồ hoàn nguyên đối với từng điểm: Sơ đồ hoàn nguyên cho điểm các điểm: Trên sơ đồ này, tại các điểm lưới tạm thời người ta ghi rõ các yếu tố hoàn nguyên . Người ta còn nghi chú thêm góc định hướng của điểm định hướng của hướng tính từ điểm hoàn nguyên đến một trong các điểm lân cận, giá trị này lấy từ bảng tính đường chuyền. Từ đó tính góc kẹp là hiệu của 2 góc định hướng và + Thao tác hoàn nguyên được tiến hành như sau: Cụ thể hoàn nguyên điểm A2B6. Đặt máy kinh vĩ tại điểm mốc tạm thời A2'B6', định tâm cân bằng rồi ngắm về tiêu ngắm ở A’6B’6. Đưa số đọc trên bàn độ ngang về giá trị a1= 00 1’ 26”.38 quay máy theo chiều thuận kim đồng hồ tới hướng có giá trị a2=1870 57’ 44”.8. Nếu máy có sai số 2C lớn thì việc hoàn nguyên lấy ở 2 vị trí bàn độ. Đo kiểm tra lại góc , ta định hướng về A’2B24’ đặt số đọc bằng 00o00’00” quay máy bắt tiêu đã đánh dấu ta đo được góc ’. So sánh giá trị ’ với nếu giá trị ’-< ±60”thì công tác hoàn nguyên điểm đạt yêu cầu. Sau khi kiểm tra hướng đạt yêu cầu dọc theo hướng đó đặt khoảng cách hoàn nguyên S = 0.104 m và đánh dấu điểm tìm được bằng một cọc nhỏ tạm thời. Vì yếu tố hoàn nguyên về chiều dài thường không vượt quá một vài mét , cho nên để đặt đoạn hoàn nguyên một cách chính xác người ta dùng một sợi dây thép nhỏ dài từ 10 đến 15 m căng bằng 2 que sắt, một que cắm tại tâm mốc, còn que kia nằm trong mặt phẳng ngắm của máy kinh vĩ. + Độ chính xác vị trí điểm hoàn nguyên. Sai số trung phương vị trí điểm sau hoàn nguyên so với điểm tạm thời theo công thức: [1] Trong đó: mP : là sai số trung phương xác định vị trí điểm hoàn nguyên. mS : là sai số đặt đoạn hoàn nguyên. mâ : là sai số trung phương đặt góc hoàn nguyên. + Một số điểm chú ý khi hoàn nguyên điểm. Chiều dài đoạn hoàn nguyên là chiều dài tính trên mặt phẳng nằm ngang do đó khi hoàn nguyên điểm, khoảng cách hoàn nguyên cần được đặt theo hướng nằm ngang. Vì vậy, ở những chỗ dốc cần tính số hiệu chỉnh do độ nghiêng vào chiều dài ngang theo công thức: h : là chênh cao giữa hai đầu đoạn hoàn nguyên. S : chiều dài đoạn hoàn nguyên. Các điểm của mạng lưới xây dựng sau khi hoàn nguyên xong cần phải được cố định bằng các mốc bê tông thay cho các mốc tạm thời. Vì các mốc này cũng là mốc độ cao nên phải được chôn sâu từ 1,2 – 1,5 m( có trường hợp chiều sâu mốc có thể tới 2 – 2,5 m). Khi các điểm rơi vào vùng đào đắp thì có thể chôn bằng các cọc gỗ tạm thời dài 1 – 1.5m. Để đặt cho tâm mốc trùng bê tông với tâm điểm hoàn nguyên thì trước khi đào hố chôn mốc, theo hai hướng vuông góc với nhau tại vùng tâm mốc người ta đóng 4 cọc cách tâm mốc khoảng 2 – 2,5 m để khi căng chỉ qua từng cặp thì giao của chúng là điểm tâm mốc. Sau khi thay cọc gỗ bằng mốc bê ta đo kiểm tra lại một lần nữa. IV.4.Công tác đo kiểm tra IV. 4.1. Mục đích * Mục đích: - Kiểm tra tính đúng đắn trong quá trình hoàn nguyên, phát hiện và chỉnh sửa các sai sót. - Đánh giá khả năng sử dụng lưới cho công tác bố trí công trình, lập biên bản bàn giao lưới. IV. 4.1.2. Nội dung đo kiểm tra và phương pháp đo kiểm tra. - Lưới sau hoàn nguyên phải đảm bảo điều kiện: + Các cạnh lưới bằng chiều dài cạnh thiết kế ( Sai lệch với thiết kế là nhỏ, ở mức có thể bỏ qua được). + Các góc trong lưới bằng 900. - Nội dung đo kiểm tra: + Đo kiểm tra về góc: Về mặt lý thuyết thì đo tất cả các góc nhưng thực tế chỉ cần đo các góc đối diện nhau trong một ô vuông. Lúc đó, các trạm đo sẽ được bố trí theo trật tự xen kẽ hoặc ô cờ. Để đo lưới này, người ta sử dụng đồng thời hai máy kinh vĩ và các tiêu đo chung. Do đó ta phải thiết kế trình tự di chuyển máy và tiêu đo chung sao cho phù hợp. Việc đo kiểm tra về góc được đo bằng máy kinh vĩ quang học với 1 --> 2 vòng đo. Chênh lệch giữa các góc trong mạng lưới với góc vuông không được vượt quá 10 – 15”. + Đo kiểm tra về cạnh: Đo theo nguyên tắc lựa chọn và thông thường số cạnh đo kiểm tra từ 10 ÷ 20 % tổng số cạnh. Thường chọn các cạnh yếu trong lưới để đo ( cạnh nối giữa hai điểm yếu của hai đường chuyền đa giác lân cận nhau). Sai lệch về chiều dài không vượt quá 10-15 mm đối với cạnh lưới dài 200m. Các hạn sai đo kiểm tra về góc và cạnh được ước tính như sau: Sai số trung phương tương hỗ của hai điểm lưới khi chiều dài cạnh S=200 m là 2 cm được tính theo công thức: Nếu coi ảnh hưởng của sai số đo góc và đo cạnh là như nhau thì: Sau khi đo kiểm tra nếu các sai lệch không vượt quá hạn sai, thì có thể xem việc hoàn nguyên mạng lưới đã được thực hiện đúng đắn, và khi bố trí công trình có thể coi toạ độ thực tế của các điểm đúng bằng toạ độ thiết kế của nó và các góc là các góc vuông. IV.5 Phương pháp cố định vị trí các điểm sau hoàn nguyên: Các điểm của lưới xây dựng sau khi hoàn nguyên xong được cố định bắng các mốc bê tông. Vì các mốc này cũng là mốc độ cao nên mốc phải được chôn sâu từ 1.2 ->1.5 m. Khi các điểm rơi vào vùng đào đắp thì có thể chôn các mốc gỗ dài từ 1 ->1.5 m. Để đặt cho tâm mốc bê tông trùng với tâm điểm hoàn nguyên thì trước khi thay thế các cọc gỗ, theo hai hướng vuông góc với nhau đi qua tâm mốc đóng bốn cọc gửi cách tâm mốc khoảng 2 -> 2.5 m (trên các cọc gửi phải đóng đinh), để khi căng chỉ qua từng cặp điểm thì giao của chúng sẽ là tâm mốc. Xung quanh mốc bê tông phải đào rãnh thoát nước và rào lại để bảo vệ. KẾT LUẬN Sau một thời gian làm việc nghiêm túc với sự cố gắng của bản thân, với sự hướng dẫn và giúp đỡ của thầy giáo Th.s Phan Hồng Tiến và các bạn đồng nghiệp về chuyên môn đến nay tôi đã hoàn thành đồ án môn học. Nội dung của đồ án là :“ Thiết kế kỹ thuật lập lưới ô vuông xây dựng phục vụ và thi công xây dựng công trình sản xuất và lắp ráp xe máy Honda ” tại xã Song Hồ và xã An Bình thuộc huyện Thuận Thành tỉnh Bắc Ninh. Trong đồ án này tôi đã xây dựng hệ thống mạng lưới từ cơ sở đến lưới thi công, cụ thể như sau: + Lưới khống chế cơ sở được thiết kế là lưới tam giác đo góc, với đồ hình tứ giác trắc địa đo cả 8 góc và bốn cạnh đáy qua ước tính độ chính xác của lưới tương đương hạng IV nhà nước. + Lưới ô vuông vuông xây dựng được thiết kế với kích thước ô lưới là (200 x 200) m trên diện tích là 6 km2, với đồ hình là các tuyến đường chuyền đa giác. Các công tác bố trí và đo hoàn công trong lưới được tiến hành theo phương pháp toạ độ cực với sơ đồ và số liệu tính toán đã được trình bày cụ thể trong nội dung đồ án. Để hoàn thành bản đồ án này, tôi đã cố gắng xây dựng về cơ bản là đầy đủ, chi tiết, đúng yêu cầu dặt ra. Do trình độ còn nhiều hạn chế, thêm vào đó là kinh nghiệm thực tế của bản thân tôi còn thiếu nên bản đồ án của tôi không tránh khỏi những thiếu sót , hạn chế về các mặt em rất mong nhận được sự đóng góp ý của thầy và các bạn để bản bản thiết kế được hoàn thiện và khả thi hơn.. Tôi xin chân thành cảm ơn! Danh mục tài liệu tham khảo [1] – Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/500; 1/1000; 1/2000; 1/5000 – Cục đo đạc bản đồ Nhà nước – Hà Nội 1976. [2] - Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hình tỷ lệ 1/10000; 1/25000 – Cục đo đạc bản đồ Nhà nước – Hà Nội 1977. [3] - Quy phạm thành lập bản đồ địa chính tỷ lệ 1/500; 1/1000; 1/2000; 1/5000 1/10000; 1/25000 – Tổng cục địa chính – Hà Nội 1999. [5] – Trắc địa công trình – Tác giả: Phan Văn Hiến, Ngô Văn Hợi, Trần Khánh, Nguyễn Quang Phúc, Nguyễn Văn Thắng, Phan Hồng Tiến, Trần Việt Tuấn – NXB Giao thông vận tải – 1999. [6] – Giáo trìnhTrắc địa cơ sở tập I, II – Tác giả: Nguyễn Trọng San, Đào Quang Hiếu, Đinh công Hoà - NXB Giao thông vận tải – 2004. [7] – Trắc địa công trình công nghiệp và thành phố – Tác giả: Nguyễn Quang Thắng, Trần Viết Tuấn - NXB Giao thông vận tải – 2007.