Luận văn Thiết kế lưới khống chế trong thi công nhà cao tầng

g hợp đó lưới không chỉ có một bậc. Số bậc phát triển bằng số lần chuyển lưới có độ chính xác thấp đến lưới có độ chính xác cao. Khi xây dựng nhà cao tầng lưới khống chế thi công được chia thành các loại sau: Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4825 1- Lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng Lưới khống chế trong giai đoạn này đảm bảo việc thi công các cọc móng và chuyển các trục móng công trình ra thực địa. 2- Lưới khống chế trên mặt bằng móng Lưới khống chế trong giai đoạn này phục vụ cho việc bố trí chi tiết trên mặt bằng tầng một và là cơ sở để xây dựng lưới ở các tầng tiếp theo. 3- Lưới khống chế trên các tầng sàn thi công phục vụ cho việc bố trí chi tiết ở các tầng. 2.3. Thành lập lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng 2.3.1. Xác định độ chính xác cần thiết 1. Đảm bảo thi công các cọc móng Độ chính xác cần thiết của lưới khống chế có thể dựa vào các quy định hiện hành. Nếu quy định sai lệch vị trí điểm tim cọc so với vị trí thiết kế không được vượt quá D/10, trong đó D là chiều rộng tiết diện cọc, nghĩa là: 10 D (2.15) áp dụng nguyên tắc đồng ảnh hưởng giữa các nguồn sai số ta có: 3 td (2.16) Từ đó ta tính được sai số trung phương của công tác trắc địa: 330333 D m tdtd  (2.17) Trong trắc địa công trình, sai số của một đối tượng được bố trí bao gồm sai số lưới khống chế  kcm và sai số của công tác bố trí  btm . Do vậy ta có thể viết: 222 btkctd mmm  (2.18) áp dụng nguyên tắc đồng ảnh hưởng ta có: 2 td btkc m mm  (2.19)  5.73630 DD mkc  (2.20) Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4826 1. Đảm bảo chuyển các trục công trình ra thực địa Trong thi công móng công trình, mạng lưới khống chế nên lập một lần sử dụng cho cả hai mục đích: bố trí cọc móng và bố trí trục công trình. Các trục móng được đánh dấu trên khung định vị hoặc hệ thống dấu mốc đầu trục, dùng để bố trí chi tiết khi thi công móng. Để xác định độ chính xác mạng lưới khống chế đảm bảo công tác bố trí các trục, ta xuất phát từ quy định trong Tiêu Chuẩn Xây Dựng Việt Nam 309: 2004: “ Độ lệch của trục chân móng đối với trục thiết kế không vượt quá 10mm ”. Nếu coi đây là sai số trung phương lớn nhất thì theo nguyên tắc đồng ảnh hưởng ta có: mm mm mtd 8.53 10  Nếu giữa lưới khống chế và công tác bố trí ta cũng áp dụng nguyên tắc đồng ảnh hưởng thì: mm mm mm btkc 42 8.5  Như vậy độ chính xác chuyển các trục móng công trình ra thực địa thường cao hơn yêu cầu độ chính xác bố trí các cọc móng. 2.3.2. Các phương pháp thành lập lưới Lưới khống chế thi công phần móng công trình có thể sử dụng các phương pháp: - Phương pháp 1: các điểm lưới tạo thành cặp điểm song song với trục công trình. Khi xây dựng lưới theo phương pháp này chúng ta nên sử dụng lưới ô vuông. Chiều dài cạnh của lưới ô vuông thường chênh lệch không nhiều so với khoảng cách giữa các trục của công trình. Lưới ô vuông thuận lợi cho việc bố trí các trục bằng máy kinh vĩ và thước thép. - Phương pháp 2: các điểm của lưới nằm ngoài phạm vi công trình Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4827 Phương pháp này được sử dụng khi công trình được xây dựng trong điều kiện chật hẹp hoặc công trình xây chen. Theo phương pháp này chúng ta nên sử dụng lưới tam giác đo góc- cạnh hoặc lưới đa giác, các loại lưới này có ưu điểm là cho độ chính xác đồng đều. Hiện nay với sự phát triển và hoàn thiện của các máy toàn đạc điện tử phương pháp tam giác đo góc- cạnh được sử dụng phổ biến để thành lập lưới khống chế thi công công trình. 2.3.3. Đo nối và xác lập hệ toạ độ công trình Để đảm bảo độ chính xác khi bố trí hệ thống móng cọc cũng như tránh tình trạng khi bố trí, vị trí của công trình bị dịch chuyển sang phần đất xung quanh. Chúng ta nên đo nối lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng với các mốc cấp đất vì các mốc cấp đất do Sở Tài Nguyên Môi Trường xác định với độ chính xác rất thấp. Khi sử dụng các mốc của lưới khống chế nên chuyển từ hệ toạ độ quốc gia về hệ toạ độ công trình vì hệ toạ độ quốc gia không phù hợp cho việc sử dụng trong xây dựng công trình. Các trục của nó không song song với các trục của công trình gây khó khăn cho công tác bố trí chi tiết đặc biệt là đối với phần móng. Để tiện cho việc bố trí chi tiết công trình khi chọn hệ toạ độ công trình nên chọn sao cho các trục của nó song song hoặc vuông góc với các trục của công trình. 2.3.4. Bố trí và đánh dấu lưới thi công lên tường bao TƯờng bao TƯờng bao(3) m'3 Nhà (3) m3 M1 (1) M2 (2) (4) M'4m4 (1) (2) M'2m'1 i ii iiiiv Nhà Hình 2. 8 Bố trí và đánh dấu lưới thi công lên tường bao Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4828 Đối với công trình nhà cao tầng ở các đô thị lớn, nhất là trong điều kiện thi công ở Việt Nam thì mạng lưới thi công thường được thành lập ở khu vực chật hẹp, không thuận lợi cho đo ngắm và bảo quản các mốc lâu dài các điểm mốc khống chế. Trong điều kiện như vậy để tránh các mốc khống chế thi công bị mất trong quá trình thi công người ta chuyển các trục công trình lên tường bao đã có chắc chắn ở xung quanh công trình. Giả sử có các điểm I, II, III, IV là các điểm lưới trục công trình. Các dấu (1)-(1), (2)-(2), (3)-(3), (4)-(4) là các trục công trình cần gửi lên tường bao. M1, '1M … M4, '4M là các dấu mốc nằm trên hướng của các trục công trình. Việc đánh dấu các điểm của lưới trục lên tường bao được thực hiện như sau: Dùng máy kinh vĩ đặt tại điểm I định hướng về điểm II nâng ống kính lên ngắm vào bức tường đã có, dùng sơn đánh dấu điểm (3). Đảo ống kính 1800 về phía sau lại đánh dấu điểm (3). Làm tương tự ta sẽ đánh dấu được các trục còn lại. Các dấu trục này là căn dấu định vị để chuyển các trục công trình lên tầng và phục hồi lại vị trí các điểm lưới trục công trình đã mất trong quá trình thi công. Công tác chuyển các lưới trục công trình lên tường bao sẽ gặp phải một số nguồn sai số sau: - Sai số định tâm máy đối với điểm đánh dấu gần máy. - Sai số bắt mục tiêu đối với điểm trên tường bao. 2.4. thành lập lưới khống chế trên mặt bằng móng 2.4.1. thành lập lưới khung Do yêu cầu bố trí trục công trình đòi hỏi độ chính xác rất cao, vì vậy cần phải xây dựng một lưới trục gốc ABCD là lưới khung có các vị trí toạ độ đúng như thiết kế hoặc lệch trong hạn sai cho phép. Việc thành lập lưới trục công trình được tiến hành theo phương pháp hoàn nguyên, các bước làm cụ thể như sau: Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4829 Bước 1: Đo tính toạ độ thực tế của lưới áp dụng phương pháp lưới tứ giác đo cạnh có đường chéo để thành lập lưới, hiện nay có các máy đo dài điện tử độ chính xác cao đáp ứng được yêu cầu này. Sau khi đo đạc tính toán bình sai lưới với một phương vị gốc và một toạ độ điểm gốc giả định có thể tính được toạ độ chính xác của tất cả các điểm trong lưới. Bước 2: Hoàn nguyên lưới Hình 2. 9 Sơ đồ hoàn nguyên lưới. Từ toạ độ thực tế của các điểm lưới A1, B1, C1, D1 tiến hành hoàn nguyên vị trí của các điểm lưới về A, B, C, D là vị trí toạ độ thiết kế. Sau khi đã có toạ độ chính xác của các điểm gốc A, B, C, D ta tiến hành tăng dày các điểm lưới theo các phương pháp như đặt khoảng cách theo hướng chuẩn, phương pháp giao hội hướng chuẩn dựa trên các điểm đã biết. 2.4.2. Tăng dày các điểm lưới trục công trình Theo hình vẽ các điểm của lưới trục công trình tăng dày ở đây là các điểm E, F, ... P, Q. Có hai phương pháp cơ bản để tăng dày các lưới trục công trình như sau: Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4830 1. Phương pháp đặt khoảng cách theo hướng chuẩn Trong phương pháp này khoảng cách thiết kế được đặt theo hướng chuẩn và điểm bố trí cũng nằm trên hướng chuẩn đó. Hình 2.9 Sơ đồ tăng dày lưới trục công trình theo hướng chuẩn. Hướng chuẩn được thành lập bằng máy kinh vĩ qua hai điểm gốc B và C như hình vẽ, B và C là các điểm lưới gốc, khoảng cách l1, l2 … được đặt chính xác bằng thước thép, thước inva hoặc máy toàn đạc điện tử đã được kiểm nghiệm. Các điểm tăng dày E, F, G được bố trí, đánh dấu trên thực địa bằng các dấu mốc chắc chắn. Để kiểm tra cần đo khoảng cách từ điểm bố trí đến điểm cuối của hướng chuẩn C, tổng khoảng cách li so với khoảng cách BC phải nằm trong hạn sai cho phép , nếu độ lệch này lớn quá hạn sai thì phải tiến hành hiệu chỉnh vào vị trí các điểm đã bố trí. - Sai số vị trí điểm của lưới Nguồn sai số chủ yếu trong phương pháp này là sai số thành lập hướng chuẩn (mc) và sai số đặt khoảng cách (ml). ảnh hưởng tổng hợp của các nguồn sai số này được tính theo công thức:          i li c i ml mM 1 22 2 2  (2.21) Nếu kể đến ảnh hưởng của sai số số liệu gốc và sai số đánh dấu điểm thì sai số tổng hợp của việc đặt khoảng cách theo hướng tuyến là:          i li c ddgoci ml m mmM 1 22 2 222  (2.22) Trong công thức trên: Mi là sai số vị trí điểm trục thứ i. mc là sai số đặt hướng chuẩn. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4831 ml là sai số đặt khoảng cách theo hướng chuẩn. mgoc là sai số số liệu gốc. mdd là sai số đánh dấu điểm. Nếu điểm i được bố trí từ hai điểm gốc đến thì áp dụng công thức trung bình trọng số sẽ có sai số vị trí điểm bố trí là: 2 2 2 1 2 2 2 12 . ii ii i MM MMM  (2.23) Trong đó M1i và M2i là các sai số vị trí điểm được tính từ 2 điểm gốc B và C. - Sai số tương hỗ vị trí điểm lưới. Từ sai số đặt khoảng cách giữa 2 điểm lưới kế tiếp (m1) và sai số đặt hướng chuẩn (mc) có thể lập được công thức tính sai số tương hỗ vị trí giữa 2 điểm lưới là: 2 2 22 / ij c lhijt l m mm     (2.24) Trong đó: 2 / hijtm là sai số tương hỗ vị trí giữa 2 điểm i và j. m1 là sai số đặt khoảng cách giữa 2 điểm i và j. 2. Phương pháp giao hội theo hướng chuẩn từ các điểm lưới trục đã có Hình 2. 10 Sơ đồ tăng dày lưới trục công trình theo phương pháp giao hội hướng chuẩn Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4832 Giả sử cần giao hội hướng chuẩn NH và EP để xác định điểm trục công trình I. Trong phương pháp này vị trí điểm được bố trí là giao điểm của hai hướng chuẩn (hai trục). - Sai số vị trí điểm của lưới. Độ chính xác của phương pháp giao hội hướng chuẩn mC1 và mC2 , ảnh hưởng của sai số số liệu gốc mg và sai số đánh dấu điểm mdd . Nếu coi mC1=mC2=mC thì sai số vị trí của điểm giao hội hướng chuẩn là:   222212122 ddENcI mmmllmM   (2.25) Trong đó: MI là sai số trung phương vị trí điểm I. mN , mE là sai số trung phương vị trí các điểm gốc. mdd là sai số đánh dấu điểm. Nếu sai số vị trí điểm được tính từ các điểm gốc đối diện đến thì có thể áp dụng công thức trung bình trọng số để tính. - Sai số tương hỗ vị trí điểm lưới. Theo hình vẽ cần tính sai số tương hỗ vị trí điểm lưới I, K. Trong trường hợp này sai số định hướng cạnh l3 đã biết bằng sai số đặt hướng chuẩn, cần tìm sai số xác định chiều dài ml3 , nếu coi điểm I không có sai số, ảnh hưởng của sai số xác định chiều dài đoạn l3 và sai số dịch vị ngang của điểm K do sai số đặt hướng chuẩn gây ra là bằng nhau thì ta có: 2 ' 13 K S M m  (2.26) Mặt khác ta nhận thấy chiều dài đoạn l3 có sai số tổng hợp từ việc giao hội xác định 2 điểm I và K là như nhau, nếu coi MI=MK thì từ công thức trên ta sẽ có công tức xác định sai số chiều dài đoạn l3 là: KIS MMm 13 (2.27) Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4833 Từ sai số thành lập hướng chuẩn đã biết, với sai số chiều dài của đoạn thẳng đã được xác định theo phương pháp giao hội hướng chuẩn chúng ta có thể tính được sai số tương hỗ vị trí điểm yếu I, K trong lưới là: 2 3 2 2 13 2 / l m mm cht IK     (2.28) 2.5. thành lập lưới khống chế trên các tầng sàn thi công 2.5.1. Các phương pháp chuyển trục lên tầng sàn thi công 1. Chuyển trục công trình bằng máy kinh vĩ Phương pháp này thường được gọi là phương pháp chiếu đứng bằng tia ngắm nghiêng của máy kinh vĩ. Trường hợp này máy kinh vĩ được đặt cách điểm trục cần chiếu lên tầng trên ít nhất bằng độ cao của tầng nhà và được cân bằng cẩn thận. Sau đó dùng chỉ đứng giữa ngắm vào điểm dấu trục ở dưới rồi nâng ống kính lên đánh ghi trần nhà phía trên bằng chỉ đứng giữa của máy kinh vĩ. Công tác này được chính xác hoá bằng hai vị trí bàn độ. Sau khi thực hiện việc chiếu điểm theo hai phương vuông góc với nhau ở mặt bằng tầng một đi qua điểm đã có là sẽ chuyển được điểm trục lên tầng theo phương thẳng đứng. Xét hình vẽ: I N'1 1 N q 1I m 1N N'1 M1 1M' n M2 M'2 Hình 2.11 Chuyển trục công trình bằng máy kinh vĩ Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4834 Các điểm M1, M2 và N1, N2 là các điểm của lưới trục công trình trên mặt bằng tầng một. Giao của hai hướng M1M2 và N1N2 là điểm trục công trình I. Bài toán đặt ra là sử dụng tia chiếu nghiêng của ống kính máy kinh vĩ để chiếu điểm trục I lên các tầng theo phương thẳng đứng. Từ các điểm dấu trục công trình trên tường bao ở xung quanh khu vưc xây dựng theo hình vẽ thì M1’ , M2’ là dấu của điểm trục của M1, M2 gửi lên, N1’, N2’ là dấu của điểm trục của N1, N2 gửi lên. Giả sử khi công trình đã xây lên cao, ở mặt sàn tầng một sử dụng các điểm lưới trục M1, M2, N1, N2 và các dấu trục để chuyển điểm trục công trình lên cao như sau: Tại điểm M1 dùng máy kinh vĩ được định tâm cân bằng chính xác sau đó ngắm vào điểm M1’ sau đó điều chỉnh cho chỉ giữa của màng dây chữ thập trùng vào ảnh của điểm M1’, đảo ống kính 1800 rồi nâng ống kính lên cao đánh dấu điểm m lên mặt sàn tầng trên. Công tác được chính xác hoá bằng hai vị trí của bàn độ. Tương tự tại điểm M2 đánh dấu điểm n, tại N1 đánh dấu điểm p và tại N2 đánh dấu điểm q. Giao điểm của hai đường thẳng mn va pq trên mặt sàn tầng trên chính là điểm trục công trình I’ được chiếu thẳng đứng lên tầng trên của điểm I ở mặt sàn tầng một. Các nguồn sai số chủ yếu trong phương pháp chuyển trục công trình bằng máy kinh vĩ là: - Độ nghiêng của trục quay máy kinh vĩ (mngh). - Sai số điểm ngắm (mv). - Sai số do máy kinh vĩ không nằm đúng trên hướng trục ( lm ). - Sai số đánh dấu điểm trục (md). - Sai số do chiết quang không khí (mr). Như vậy sai số tổng hợp của việc chiếu các điểm trục theo phương thẳng đứng bằng tia ngắm nghiêng của máy kinh vĩ sẽ là: 22222 rdlngh mmmmm   (2.29) Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4835 Trong thực tế nếu các máy móc được kiểm nghiệm cẩn thận thì độ chính xác chiếu trục có thể đạt 1-2 mm. Phương pháp này đang được ứng dụng rộng rãi để thi công các công trình nhà cao tầng. Tuy nhiên nếu địa bàn xây dựng chật hẹp thì khả năng ứng dụng của phương pháp này là rất hạn chế. 2. Chuyển trục công trình bằng phương pháp chiếu đứng Khi xây dựng các công trình nhà cao tầng để chuyển toạ độ mặt bằng từ tầng thấp lên tầng cao ngườ ta sử dụng các dụng cụ quang học chiếu thẳng đứng gọi là các dụng cụ thiên đỉnh hay gọi là máy chiếu dứng quang học. Tuỳ theo cách cấu tạo đường thẳng đứng quang học mà các dụng cụ này được chia làm 2 loại, chúng ta sẽ lần lượt xem xét từng loại như sau: + Loại tạo đường thẳng đứng quang học dựa vào ống thuỷ chính xác Nguyên lý cấu tạo của dụng cụ này về cơ bản như hình vẽ: H ìn h 2 .1 2 N g u y ê n lý c ấ u t ạ o m á y c h iế u đ ứ n g q u a n g h ọ c d ự a v à o ố n g t h u ỷ d à i 1 2 '2 3 4 Gồm các bộ phận cụ thể như sau: - ống ngắm gãy khúc (1) có đường ngắm hướng ngược lên phía trên. - Hai ống thuỷ chính xác (2) và (2’) có giá trị chia khoảng '''' 53 được đặt vuông góc với nhau. - Bệ đỡ (3) và bộ phận định tâm quang học (4). Độ phóng đại ống kính V=3040x. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4836 + Loại tự động đặt đường ngắm thẳng đứng Các dụng cụ chiếu thiên đỉnh dần dần được cải tiến, trong đó thay cho việc dùng ống thuỷ để đưa trục ngắm về vị trí thẳng đứng thì ở các dụng cụ mới này được trang bị một hệ thống lăng kính để cân bằng tự động và bẻ gập đường ngắm 900 hướng lên phía trên. Một trong những dụng cụ điển hình thuộc loại này là dụng cụ chiếu thiên đỉnh PZL-100 do hãng “Zai-xơ” (CHDC Đức) chế tạo. Dụng cụ này được chế tạo dựa trên nguyên tắc cấu tạo của máy thuỷ bình tự động KONi007. Trong đó sự cân bằng tự động để đặt đường ngắm thẳng đứng được thực hiện nhờ một hệ thống lăng kính treo. Khoảng ngắm nhỏ nhất là 2,5m. Độ phóng đại của ống kính là 31,5x. Sơ đồ quang học của dụng cụ này như hình 2.12: 1 0 9 7 8 6 543 2 1 H ìn h 2 .1 3 S ơ đ ồ n g u y ê n lý c ấ u tạ o d ụ n g c ụ c h iế u th iê n đ ỉn h P Z L Trong đó: - 1 5 là ống ngắm. - 6 8 là bộ phận định tâm quang học. - 9 10 là bộ phận định tâm quang học. Dụng cụ này có bàn độ bằng thuỷ tinh với độ chính xác đọc số theo kính hiển vi thang vạch là 1’ (giá trị khoảng chia la 10’). ống thuỷ tròn có Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4837 '8 và để cân bằng chính xác hơn thì trên dụng cụ này cồn có một ống thuỷ hình trụ ( "30 ). Vị trí thẳng đứng của đường ngắm được tạo nên nhờ một cơ cấu điều hoà lăng kính được gắn trên một con lắc treo có bộ giảm lắc dùng đệm không khí. Phạm vi hoạt động của cơ cấu điều hoà là '10 . Việc định tâm được tiến hành bằng bộ phận định tâm quang học được lắp ráp ở đế máy với sai số 0.5mm. Sai số đặt đường thẳng đứng quang học của bộ phận tự cân bằng (cơ cấu điều hoà) là khoảng 0,5’’. Độ chính xác đặt đường thẳng đứng quang học bằng dụng cụ chiếu PZL khi chiều cao đến 100m theo lý lịch máy là mm2,1 . Phương pháp đánh dấu điểm chiếu trục lên các tầng trên cao bằng dụng cụ chiếu đứng PZL. Khi dùng dụng cụ chiếu đứng PZL để chuyển toạ độ tâm mốc theo đường thẳng đứng từ mặt bằng tầng một lên các tầng lắp ráp xây dựng thì trên hướng thẳng đứng đã chọn trước người ta để lại những lỗ hổng nhỏ ở các trần ngăn khi đổ bê tông mặt sàn. Định tâm dụng cụ chiếu trên điểm gốc, cân bằng dụng cụ để đưa đường ngắm về vị trí thẳng đứng. Trên mặt bằng cần chuyển toạ độ lên, người ta đặt vào đường thẳng đứng quang học một tấm lưới chiếu (tấm paletka). Tấm lưới này được làm bằng mê ca trong suốt có kích thước (150 3150 )mm, trên đó có kẻ một lưới ô vuông khắc vạch đến mm. Dựa theo mạng lưới ô vuông này có thể xác định vị trí chính xác của đường thẳng đứng được chiếu lên. Để kiểm tra và nâng cao độ chính xác việc đọc số trên lưới ô vuông cần phải chiếu điểm ở vị trí của thị kính (00, 900, 1800, 2700 ) và đánh dấu trung bình của các điểm. Trong đó: 1: Vị trí tấm Paletka 2: Mạng lưới ô vuông để định vị điểm chiếu trục 3: Lỗ hổng trần ngăn 4: Các vật cố định đặt trên lỗ hổng trần ngăn để dữ tấm Paletka. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4838 a a a a a 0 b b b b b b b 3 b a0 0 0 0Số đọc trên Paletka 4 1 Hình 2.14 Vị trí tấm Paletka trên tầng thi công Các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác của phương pháp chuyển trục lên tầng bằng máy chiếu đứng: 1. Sai số định tâm dụng cụ tại điểm gốc (mđt) 2. Sai số cân bằng dụng cụ (mcb) 3. Sai số tiêu ngắm (mv) 4. ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh (mngc) 5. Sai số đánh dấu điểm (md) Như vậy ảnh hưởng tổng hợp của tất cả các nguồn sai số đến độ chính xác đặt đường thẳng đứng là: 222222 dngcvdhdt mmmmmm  Thực nghiệm kiểm tra cho thấy với h<100m thì: mmmmmm ddngccbdt 5.0 mmm 1.155.0  h: là chiều cao công trình. Phương pháp sử dụng máy chiếu đứng quang học hiện nay được áp dụng rộng rãi, nhất là địa hình chật hẹp và nhà cao tầng có chiều cao lớn thì phương pháp này sẽ có hiệu quả cao hơn các phương pháp trước. 2.5.2. Đo kiểm tra và bố trí lưới trục 1. Đo kiểm tra lưới trục trên các tầng sàn thi công Sau khi chiếu các điểm của lưới cơ sở lên mặt sàn thi các tầng tiến hành đo kiểm tra khoảng cách giữa các điểm được chiếu lên ở từng tầng. Độ chính Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4839 xác tương đương với độ chính xác đo lưới cơ sở trên mặt bằng móng. So sánh kết quả với kết quả đo cạnh của lưới cơ sở, nếu độ lệch chiều dài cạnh vượt giá trị cho phép thì phải cho phép chiếu điểm lại. 2. Bố trí lưới trục trên các tầng sàn thi công Việc bố trí lưới trục trên các tầng sàn thi công về cơ bản được chia thành 2 bước: + Xây dựng lưới trục gốc Loại lưới được chuyển lên tầng bằng máy chiếu đứng quang học và dọi vạch để lưu giữ vị trí các điểm lưới, sau đó tiến hành đo đạc tính loại toạ độ thực tế của các điểm lưới, hoàn nguyên các điểm lưới về toạ độ lý thuyết của chúng. Loại lưới trục được chiếu bằng máy kinh vĩ Trong phương pháp này các điểm chiếu lên ban đầu mới là các điểm dấu trục: m, n, … g, h ở trên các tầng sàn như hình vẽ (2.15): Trong đó các điểm trục công trình cần chuyển lên sàn thi công là: I, II, III, IV. Để chuyển các dấu trục này thành các điểm trục có thể sử dụng các phương pháp: dây thép căng kết hợp với dọi, máy kinh vĩ và giao hội hướng chuẩn để xác định các điểm của lưới. Hình 2.15 Sơ đồ bố trí lưới trục trên tầng sàn thi công. + Tăng dày các điểm lưới trục Sau khi đã có vị trí chính xác của các điểm lưới khung trên các tầng sàn, tiếp theo là dùng các phương pháp đặt khoảng cách theo hướng chuẩn, giao hội hướng chuẩn để tăng dày các điểm lưới trục công trình như nội dung đã được trình bày ở mục 2.3 . Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4840 Chương 3 Xử lý số liệu lưới khống chế thi công nhà cao tầng 3.1. xác lập hệ toạ độ công trình 3.1.1. Đặt vấn đề Do các điểm ranh giới của khu đất được cho thuộc hệ toạ độ Quốc gia vậy nên khi thiết kế lưới và ước tính độ chính xác ta cần tính chuyển về hệ toạ độ công trình. ở đây ta cần thiết kế một hệ trục toạ độ vuông góc với nhau, nhiệm vụ của việc tính chuyển toạ độ là khi ta chuyển toạ độ các điểm ra thực địa chúng phải trùng với hệ toạ độ cônng trình. 3.1.2. Thuật toán chuyển đổi toạ độ phẳng Trong trắc địa để chuyển toạ độ của một điểm hay nhiều điểm từ hệ toạ độ này sang hệ toạ độ khác người ta thường sử dụng phép biến đổi toạ độ HELMERT Hình 3.1 Tính chuyển toạ độ phẳng Đặt vấn đề như sau: Cho n điểm có toạ độ ở trong cả hai hệ toạ độ Nhà nước và hệ toạ độ công trình cần tính chuyển toạ độ của tất cả các điểm cho trong hệ toạ độ Nhà nước về hệ toạ độ giả định công trình. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4841 Hệ toạ độ (X’O’Y’) liên hệ với hệ toạ độ (XOY) với các tham số: - Độ lệch gốc toạ độ theo các trục (OX, OY) tương ứng là x0, y0 - Góc xoay của hệ toạ độ (X’O’Y’) so với hệ toạ độ (XOY) là  - Hệ số thay đổi tỷ lệ của hệ (X’O’Y’) so với hệ toạ độ (XOY) là m Chúng ta có công thức tính chuyển toạ độ giữa hai hệ:              cos..sin.. sin..cos.. 0 ' 0 ' mymxyy mymxxx iii iii (3.1) Đưa về dạng tuyến tính theo các biến x0, y0,  và m sẽ nhận được                iiiiii iiiiii ymyxmymxyxy xmyxmymxyyx   .cos.sin..sin..cos...1.0 .sin.cos..cos..sin...0.1 00 ' 0 ' (3.2)  Tiii yxX ' ;  Tiii yxX ''''  ;  TmyxZ 00 , (3.3)        cossinsincos10 sincoscossin01 iiii iiii i yxmymx yxmymx B (3.4) Công thức trên có thể viết dưới dạng ma trận iii XZBX ' (3.5) Giả sử có n điểm có toạ độ được xác định trong hệ toạ độ (XOY) sang hệ toạ độ (X’O’Y’) Giá trị toạ độ '' , ii yx là các trị đo và véctơ  TmyxZ 00 là ẩn số, hệ gồm hai phương trình: iiii XZBVX ' (3.6) LBZV  (3.7) Với:  TnvvvV ,..., 21  TnbbbB ,..., 21  TnlllL ,..., 21 ' iii XXl  Véc tơ tham số Z được xác định theo nguyên lý số bình phương nhỏ nhất: VTV = min (3.8) Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4842 Véc tơ số hiệu chỉnh V là hiệu giữa véctơ toạ độ tính chuuyển và toạ độ cho trước tronh hệ (X’O’Y’) - Lập hệ phương trình chuẩn 0 LBBZB TT (3.9)   LBBBZ TT .1 (3.10) 3.2. tổng quan về Bình sai lưới trắc địa tự do 3.2.1. Thuật toán bình sai lưới trắc địa tự do 1. Lý do dẫn đến lựa chọn phương pháp bình sai lưới tự do Lưới thi công công trình là mạng lưoi nhiều bậc, được thành lập qua nhiều thời kỳ (phụ thuộc vào tiến trình thi công công trình) với các đặc điểm sau: - Quy mô, kích kỡ lưới được xây dựng theo nguyên tắc “từ tổng thể đến cục bộ”, đồng thời yêu cầu độ chính xác đối với từng bậc lưới lại tăng dần (lưới bậc sau có độ chính xác cao hơn lưới bậc trước). - Các bậc lưới thi công cần được định vị trong cùng một hệ toạ độ để đảm bảo tính thống nhất trong phân bố các hạng mục công trình. Phân tích khả năng ứng dụng các phương án bình sai đối với lưới thi công công trình ta thấy rằng: - Phương án bình sai lưới phụ thuộc sẽ dẫn đến ảnh hưởng sai số số liệu gốc trong kết quả xử lý và như vậy sẽ gây ra sự biến dạng của từng bậc lưới. - Phương án bình sai với sai số số liệu gốc hoặc bình sai gộp tổng thể các bậc lưới là chấp nhận được về mặt nguyên tắc nhưng khó thực hiện trong điều kiện thực tế trắc địa công trình. - Phương án bình sai với số liệu gốc tối thiểu (lưới tự do bậc 0) bảo toàn được cấu trúc nội tại của lưới nhưng thiếu mặt chặt chẽ về mặt định vị, quy luật lan truyền sai số sẽ dẫn đến tình trạng các điểm càng xa điểm gốc có sai số tích luỹ lớn. - Phương án bình sai lưới tự do đáp ứng được các yêu cầu đối với lưới thi công: tránh được ảnh hưởng của sai số số liệu gốc, quá trình định vị lưới được thực hiện linh hoạt, phù hợp với điều kiện kinh tế. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4843 Do tính chất đa dạng và những tiêu chuẩn, yêu cầu kỹ thuật rất khác biệt được đề ra đối với các mạng lưới thi công nên việc xác định biện pháp xử lý, tiêu chuẩn định vị của mỗi loại lưới cũng rất khác nhau. 2. Khái niệm về bình sai lưới tự do Phụ thuộc vào tính chất số liệu gốc, lưới trắc địa được chia thành 2 loại: lưới phụ thuộc và lưới tự do. Lưới trắc địa tự do được định nghĩa là loại lưới mà trong đó không có đủ số liệu gốc thối thiểu cần thiết cho việc định vị mạng lưới đó. Mỗi dạng lưới có một tập hợp số liệu gốc tối thiểu riêng biệt, cụ thể là: lưới độ cao có số liệu gốc tối thiểu là độ cao của một điểm gốc, lưới mặt bằng có số liệu gốc tối thiểu là một cặp toạ độ (X, Y), một phương vị và một cạnh đáy. Lưới mặt bằng tự do là lưới thiếu toàn bộ hoặc thiếu một số trong nhóm yếu tố gốc tối thiểu là: một cặp toạ độ (X, Y), một góc phương vị, một cạnh đáy (số lượng yếu tố gốc tối thiểu trong lưới mặt bằng là 4). Số lượng các yếu tố còn thiếu trong tất cả cá mạng lưới được gọi là số khuyết của lưới và được ký hiệu bằng d, còn bản thân lưới được gọi là lưới tự do bậc d. Từ các khái niệm trên suy ra: 1. Đối với lưới độ cao tự do, số khuyết d=1 và là lưới tự do bậc 1. 2. Đối với lưới mặt bằng tự do, số khuyết d có thể nhận các giá trị (1, 2, 3, 4), tương ứng bậc tự do của lưới là (1, 2, 3, 4). Để phân biệt mức độ và dạng tự do của lưới mặt bằng, thường dùng ký hiệu: -Lưới (x, y,  , m)- tự do: nếu trong lưới thiếu cả 4 yếu tố gốc tối thiểu, số bậc tự do của lưới là 4. - Lưới (x, y,  )- tự do: nếu trong lưới thiéu một cặp toạ độ (X, Y) và góc định hướng (lưới tự do bậc 3). - Lưới (x, y, m)- tự do: nếu trong lưới thiếu một cặp toạ độ (X, Y) và cạnh để xác định kích thước lưới (lưới tự do bậc 3). - Lưới (x, y)-tự do: nếu trong lưới thiếu một cặp toạ độ gốc (X, Y), (lưới tự do bậc 2). Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4844 Nếu lưới trắc địa có thừa yếu tố gốc tối thiểu thì được gọi là lưới trắc địa phụ thuộc. Như vậy sẽ có một trong những trường hợp dặc biệt khi trong lưới có vừa đủ số liệu yếu tố gốc tối thiểu, trong lý thuyết bình sai dạng lưới như vậy được coi là lưới thự do bậc không (số khuyết d= 0). Khi lưới trắc địa có số liệu gốc có sai số vượt quá sai số đo và nếu trong tính toán, số liệu gốc chỉ được sử dụng để định vị lưới thì mạng lưới đó cũng được coi là lưới tự do. Nếu trong bình sai lưới phụ thuộc, các điểm có số liệu gốc được gọi là điểm gốc (hoặc điểm khởi tính), thì trong bình sai tự do các điểm đó được gọi là điểm định vị. 3.2.2. Định vị lưới trắc địa tự do Phân tích mô hình phương pháp bình sai lưới tự do trong 3.2, dễ nhận thấy hai quá trình xử lý sau: 1. Xử lý tập hợp trị đo trong lưới thao nguyên lý số bình phương nhỏ nhất   minPVV 2. Định vị mạng lưới thông qua biểu thức 0xC T Như vậy, việc xác định ma trận định vị C sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến quá trình định vị lưới và do đó có ý nghĩa rất quan trọng đối với kết quả bình sai. Một phần vấn đề cũng đã được làm sáng tỏ qua nội dung của phép chuyển đổi qua hệ toạ độ của Helmert. Trước hết ta cần có một số định nghĩa về thuật ngữ : Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4845 Hình 3.2 Định vị lưới tự do Khi đó: - Khoảng cách 'iiVi  được gọi là độ lệch vị trí điểm và từ hình 3.2 xác định được: 222 yxi VVV  (3.11) - Hình chiếu của véc tơ Vi theo hướng thẳng góc với phương vị i được gọi là độ lệch theo hướng i và được tính theo công thức:  iiii VV   sin (3.12) Với:  iii VxVyArctg / Hệ phương trình “số hiệu chỉnh” trong phép chuyển đổi toạ độ Helmert có dạng: LBZV  (3.13) Với điểm thứ i trong lưới chúng ta có:    yi xi i V V V     ii ii i YX XY B 10 01  Tyx maaZ  Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4846 Véc tơ số hiệu chỉnh V trong các công thức trên là hiệu toạ độ giữa véc tơ toạ độ chuyển đổi và véc tơ toạ độ gần đúng, do đó V có ý nghĩa như véc tơ ẩn số x đối với hệ phương trình chuẩn 0 bxR . Như vậy điều kiện định vị sẽ được viết là : 0VC T . Ma trận C phải thoả mãn 2 điều kiện: về số lượng cột và tính độc lập đối với ma trận hệ số A của hệ phương trình số hiệu chỉnh. Do đó trên nguyên tắc có thể được lựa chọn tương đối tự do, nhưng nếu gắn việc lựa chọn ma trận C với ý nghĩa hình học và bản chất của mạng lưới trắc địa công trình thì cần phải dựa vào các chỉ tiệu định vị lưới. 3.2.3. Một số tính chất của bai toán bình sai lưới trắc địa tự do 1. Tính chất của vector nghiệm Các vector toạ độ bình sai trong lưới tự do ứng với những lựa chọn ma trận C và các vector toạ độ gần đúng khác nhau đều có sự đồng dạng hình học. Điều này có nghĩa là nếu X1, X2 là 2 vector toạ độ bình sai của cùng một mạng lưới tự do thì luôn tồn tại quan hệ: BZXX  12 (3.14) Với B là ma trận chuyển đổi toạ độ phẳng Helmert, Z là vector tham số chuyển đổi. 2. Tính chất của vector trị bình sai các đại lượng đo Vector trị bình sai của các đại lượng đo là duy nhất, không phụ thuộc vào sự lựa chọn ma trận định vị C cũng như lựa chọn vector toạ độ gần đúng. 3. Vai trò của ma trận định vị Vector toạ độ bình sai trong lưới tự do phụ thuộc vào vector toạ độ của các điểm định vị (có C  0) và không phụ thuộc vào toạ độ gần đúng của các điểm có C=0. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4847 3.3. Xử lý số liệu lưới thi công nhà cao tầng theo thuật toán bình sai lưới tự do 3.3.1. Quy trình xử lý Giả sử một mạng lưới tự do được bình sai theo phương pháp gián tiếp với ẩn số là toạ độ (độ cao) tất cả các điểm mốc trong lưới, khi đó: 1. Hệ phương trình số hiệu chỉnh có dạng: VLxA . (3.15) Với A: là ma trận hệ số x : là vecto ẩn số V, L: là vector số hiệu chỉnh và vecto số hạng tự do Vì trong lưới tự do không có đủ các yếu tố định vị tối thiểu nên ma trận hệ số hệ phương trình số hiệu chỉnh (3.15) có một số cột phụ thuộc (số lượng cột phụ thuộc bằng số khuyết của lưới). 2. Khi chuyển từ hệ phương trình số hiệu chỉnh sang hệ phương trình chuẩn theo nguyên lý số bình phương nhỏ nhất ta được: 0.  bxR (3.16) Với: PAAR T ; PLAb T ; Ma trận hệ số R trong hệ phương trình (3.16) có tính chất: Det(R) = 0 3. Hệ phương trình chuẩn (3.16) có vô số nghiệm, vì vậy không thể giải theo các phương pháp thông thường. Nhưng có thể xác định được vector nghiệm riêng bằng cách đưa bổ xung một hệ phương trình điều kiện ràng buộc đối với vector ẩn số dưới dạng: 0.  CT LxC  (3.17) Hệ phương trình (3.17) phải thoả mãn 2 điều kiện: 1- Số lượng phương trình điều kiện bằng số khuyết trong mạng lưới (d). 2- Các hàng của ma trận CT phải độc lập tuyến tính đối với các hàng của ma trận A. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4848 4. Kết hợp hai biểu thứ (3.16) và (3.17) sẽ thu được hệ phương trình chuẩn mở rộng: 0 0        C T L b K x C CR  (3.18) Ma trận hệ số của hệ phương trình (3.18) có nghịch đảo thường và có thể được biểu diễn dưới dạng ma trận khối:       00 ~ 1 TT T TR C CR (3.19) Khi đó nghiệm của hệ phương trình (3.18) được xác định theo công thức: CTLbRx  ~ (3.20) Trong các công thức (3.17), (3.18) ma trận ~R là một dạng giả nghịch đảo của R và co thể được tính như sau:   TT TTPCCPRR .1010~   (3.21) Với:   1 BCBT T (3.22) Trong công thức (3.22): B là ma trận kích thước (dxk), thoả mãn điều kiện: A.B=0 Thônh thường, trong các ứng dụng thực tiễn ma trận B thường được chọn như sau: B = (B1B2 … Bk) Với các phần tử Bi (ứng với điểm thứ i) được xác định theo công thức:     ii ii i YX XY B 10 01 (3.23) 5. Đánh giá độ chính xác các yếu tố trong lưới được thực hiện theo quy trình thông thường, tương tự như trong bình sai gián tiếp kèm điều kiện, cụ thể là: - Sai số trung phương đơn vị trọng số dkN PVV T  (3.24) Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4849 - Sai số trung phương của hàm số F F P m 1 . (3.25) Trong đó: fRf P T F ~ 1  (3.26) Trong các công thức trên: N-k+d là số lượng trị đo thừa trong lưới. F là véctơ hệ số khai triển của hàm số. Tính ma trận giả nghịch đảo   TT TTPCCPRR 1010~   (3.27) 3.3.2. Định vị các bâc lưới thi công 1. Định vị theo toạ độ điểm cơ sở Giả sử: 1, 2, 3, … n là vị trí toạ độ bình sai của một mạng lưới trắc địa 1’, 2’, 3’, … n’ là vị trí toạ độ gần đúng tương ứng với 1, 2, … k Vxi, Vyi, Vi là chênh lệch toạ độ theo trục X, Y và chênh lệch vị trí của điểm i so với i’ (hình vẽ 3.3)  - Điểm nút O - Điểm mới Hình vẽ 3.3 Định vị lưới tự do theo toạ độ điểm cơ sở Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4850 Khi đó điều kiện định vị tối ưu theo vị trí toạ độ được xác định theo nguyên tắc: tổng bình phương độ lệch vị trí các điểm cơ sở là nhỏ nhất. Tiêu chuẩn định vị nêu trên được gọi là “định vị theo vị trí điểm” và được thể hiện bằng các công thức:   min 1 22 1 2   K i ii K i i VyVxV (3.28) Hoặc tổng quát hơn: min 1 2   K i ipV (3.29) Với K là số lượng điểm cơ sở trong lưới. Trong công thức (3.29) có đưa vào đại lượng p với ý nghĩa là “trọng số” của toạ độ các điểm cơ sở . Từ hệ phương trình số hiệu chỉnh (3.27) và các tiêu chuẩn (3.28) hoặc (3.29) sẽ xác định được điều kiện định vị: 0VBT (3.30) Triển khai công thức (3.30) để xác định ma trận con Ci đối với các điểm trong lưới sẽ thu được công thức:     ii ii i YX XY C 10 01 - Với i là điểm nút. (3.31) 0iC - Với i khác điểm nút Trong ví dụ 3.2 chúng ta dễ dàng xác định được ma trận định vị C theo các công thức (3.30) và (3.31) như sau:           44.025.044.025.044.023.044.022.000.000.000.000.0 25.044.025.044.023.044.022.044.000.000.000.000.0 00.100.000.100.000.100.000.100.000.000.000.000.0 00.000.100.000.100.000.100.000.100.000.000.000.0 TC 2.Định vị theo hướng Từ công thức (3.26) suy ra: Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4851    iiiii SinVxCosVyV   (3.32) Từ hệ phương trình số hiệu chỉnh trong phép chuyển đổi toạ độ Helmert chúng ta viết được biểu thức khai triển đối với điểm i: iiyi iixi LyXaVy LxYaVx     .1 .1 (3.33) Lần lượt nhân 2 biểu thức (3.33) với  iSin  và  iCos  sau đó cộng từng về các kết quả và chú ý đến biểu thức (3.32) sẽ thu được:     iiiiiiiiiiiixi CosLySinLxmCosYSinXSinYCosXaSinV   . (3.34) Hoặc nếu ký hiệu: iiiii iiiimi iiiii CosLySinLxL CosYSinXA SinYCosXA             iiiii AmACosSinD  ' Biểu thức (3.34) được viết dưới dạng rút gọn: iii LZDV   ' (3.35) Với n điểm trong lưới chúng ta thu được “hệ phương trình số hiệu chỉnh” dạng:  LZDV  .' (3.36) Trong đó:      Tn T T n LLLL DDDD VVVV   21 3 ' 2 ' 1 '' 21    Tối ưu hoá định vị theo hướng được dựa trên nguyên tắc: “Tổng bình phương độ lệch hướng của các điểm nút là nhỏ nhất”, có nghĩa là: min 1 2   k i iV (3.37) Từ đây suy ra đẳng thức: 0' VD T (3.38) Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4852 Để thay thế véc tơ V trong công thức (3.38) bằng véc tơ số hiệu chỉnh toạ độ Vxy chúng ta thực hiện các phép biến đổi sau. Do:     iiiii AmACosSinD  '      Tiiiii VyVxCosSinV   Từ đây suy ra tích:                   i i imiimi iiii ii iii i T i Vy Vx AA AA VD       cossin cossin coscossin cossinsin 2 2 ' (3.39) Ký hiệu:      imiiiiii imiiiiii i AA AA D     coscoscoscossin sinsincossinsin 2 2 (3.40) Cuối cùng sẽ chuyển đổi được công thức (3.38) về dạng khác, thông qua véc tơ Vxy: 0. xyT VD (3.41) Với:  Tykxkyxxy VVVVV ...........11 Biểu thức (3.41) chính là hệ điều kiện ràng buộc đối với véc tơ số hiệu chỉnh toạ độ trong trường hợp tối ưu phép định vị lưới theo hướng thoả mãn tiêu chuẩn (3.37). Do đó chúng ta có thể kết luận: để định vị lưới tối ưu theo hướng cần chọn ma trận định vị C theo quy tắc: Ci = Di - Với i là điểm nút Ci = 0 - Với i khác điểm nút (3.42) Cũng vẫn với ví dụ nêu trên trong hình (4.2) và với hướng chỉ định cho các điểm nút: '''0 54 '''0 63 0000150 000060     Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4853 Sẽ tính được ma trận định vị C như sau:              22.038.044.025.042.025.021.036.000.000.000.000.0 13.023.000.000.002.001.014.024.000.000.000.000.0 25.043.075.043.075.043.025.043.000.000.000.000.0 43.075.043.025.043.025.043.075.000.000.000.000.0 TC Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4854 Chương 4 Thực nghiệm thiết kế lưới thi công 4.1. thiết kế lưới cơ sở trên mặt bằng xây dựng 4.1.1. Lựa chọn vị trí mốc và hình thức xây dựng Trên cơ sở các tài liệu trắc địa và các yêu cầu kỹ thuật chúng tôi tiến hành thiết kế lưới thực nghiệm tại công trình toà nhà hỗn hợp HH4. Công trình được xây dựng tại Mỹ Đình-Mễ Trì-Từ Liêm-Hà Nội. Lưới cơ sở trên mặt bằng xây dựng gồm 5 điểm: A1, A2, A3, A4, A5 có sơ đồ bố trí mốc như hình 4.1 Trong đó CT4_5, CT4_6, HH4_1, HH4_2, HH4_3 là các điểm giới hạn khu đất. Vì các điểm CT4_5, CT4-6, HH4_1, HH4_2, HH4_3 là các mốc do sở tài nguyên Môi Trường cấp có độ chính xác rất thấp nên khi xây dựng lưới chúng tôi tiến hành đo nối lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng với các điểm trên. Mục đích của việc đo nối này là để tránh khi bố trí một phần công trình sẽ bị dịch chuyển quá giới hạn danh giới khu đất. Trên cơ sở yêu cầu độ chính xác của lưới chúng tôi lựa chọn phương án xây dựng lưới đo góc cạnh. Đo 11 góc đo gồm: 152; 254; 541; 143; 431; 132; 325; 521; 213; 314; 415 Đo 8 cạnh gồm: CT4_6CT4_5; CT4_6HH4_1; CT4_6HH4_3; CT4_5HH4_1; CT4_5HH4_2; CT4_5HH4_3; HH4_1HH4_2; HH4_2HH4_3 4.1.2. Ước tính độ chính xác lưới thiết kế Vì các điểm CT4_5, CT4_6, HH4_1, HH4_2, HH4_3 là các điểm thuộc hệ toạ độ Quốc gia nên trước khi ước tính độ chính xác lưới thiết kế ta cần tính chuyển về hệ toạ độ công trình. Việc tính chuyển được thực hiện như mục 3.1 Kết quả của quá trình tính chuyển đồng thời cũng là số liệu gốc của lưới cơ sở trên mặt bằng xây dựng. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4855 Bảng 4.1 Toạ độ các điểm song trùng STT Tên điểm Toạ độ trong hệ cũ Toạ độ trong hệ mới X(m) Y(m) X’ Y’ 1 D1 325037.0854 503171.1390 500.0000 2000.0000 2 D2 325056.4087 503156.4047 524.3000 2000.0000 3 D3 325080.0564 503187.4147 524.3000 2039.0000 4 D4 325060.7331 503202.1517 500.0000 2309.0000 5 D5 325107.8070 503191.1565 544.1000 2058.8000 6 D6 325122.5413 503210.4798 544.1000 2083.1000 7 D7 325138.8197 503167.5088 583.1000 2058.8000 8 D8 325153.5540 503186.8321 583.1000 2083.1000 Bảng 4.2 Kết quả các tham số tính chuyển STT Tham số Giá trị 1 X0 47129.8952 2 Y0 -595207.0854 3 Góc phi 37019’34’’07 4 m 1.0000004 Bảng 4.3 Kết quả toạ độ tính chuyển STT Tên điểm Toạ độ trong hệ cũ Toạ độ trong hệ mới X Y X’ Y’ 1 HH4-1 325171.6998 503207.6245 584.9325 2110.6467 2 HH4-2 325136.7808 503234.2425 541.0252 2110.6401 3 HH4-3 325053.4566 50322.2718 482.0244 2050.5973 4 CT4-5 325103.0449 503117.7524 584.8324 1997.5517 5 CT4-6 325021.2912 503180.0985 482.0184 1997.5577 Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4856 Kết quả ước tính độ chính xác Lưới cơ sở công trình nhà hh-4 Chỉ tiêu kỹ thuật lưới 1. Tổng số điểm : 5 2. Số điểm mới lập : 0 3. Số điểm cũ : 5 4. Số lượng góc đo : 11 5. Số lượng cạnh đo : 8 6. Phương vị giả định : 0 7. Sai số đo góc : 5.0" 8. Sai số đo cạnh : 2+2ppm Bảng 4.4 Toạ độ điểm gốc STT Tên điểm Toạ độ X(m) Y(m) 1 CT4-5 584.8324 1997.5517 2 HH4-1 584.9325 2110.6467 3 HH4-2 541.0252 2110.6401 4 HH4-3 482.0244 2050.5973 5 CT4-6 482.0184 1997.5577 Bảng 4.5 Kết quả ước tính sai số vị trí điểm STT Tên điểm Toạ độ Sai số vị trí điểm X(m) Y(m) Mx My Mp 1 CT4-5 584.8324 1997.5517 0.0009 0.0009 0.0013 2 HH4-1 584.9325 2110.6467 0.0008 0.0008 0.0013 3 HH4-2 541.0252 2110.6401 0.0009 0.0009 0.0013 4 HH4-3 482.0244 2050.5967 0.0010 0.0010 0.0013 5 CT4-6 482.0184 1997.5577 0.0010 0.0010 0.0013 Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4857 Bảng 4.6 Sai số tương hỗ vị trí điểm Điểm đầu Điểm cuối Chiều dài (m) Ms (m) Phương vị ( 0 ' '' ) M(a) Mth (mm) CT4-5 CT4-6 102.814 0.001 179 59 48.0 2.5 1.6 HH4-3 115.686 0.001 152 42 27.8 2.1 1.5 HH4-2 121.277 0.001 111 10 29.8 2.0 1.5 HH4-1 113.095 0.001 89 56 57.4 2.3 1.6 HH4-1 CT4-6 152.907 0.001 227 41 49.0 1.4 1.4 HH4-2 43.907 0.001 180 00 31.0 3.5 1.2 CT4-5 113.095 0.001 269 56 57.4 2.3 1.6 HH4-2 HH4-3 84.180 0.001 225 30 5.4 2.5 1.4 CT4-5 121.277 0.001 291 10 29.8 2.0 1.5 HH4-1 43.907 0.001 00 00 31.0 3.5 1.2 HH4-3 CT4-6 53.040 0.001 269 59 36.7 3.4 1.3 CT4-5 115.686 0.001 332 42 27.8 2.1 1.5 HH4-2 84.180 0.001 45 30 5.4 2.5 1.4 CT4-6 CT4-5 102.814 0.001 359 59 48.0 2.5 1.6 HH4-1 152.907 0.001 47 41 49.0 1.4 1.4 HH4-3 53.040 0.001 89 59 36.7 3.4 1.3 Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4858 Bảng 4.7 Ký hiệu và giá trị góc thiết kế STT Ký hiệu góc Góc thiết kế Trái Giữa Phải ( 0 ' '' ) 1 CT4-5 CT4-6 HH4-1 47 42 1.0 2 HH4-1 CT4-6 HH4-3 42 17 47.7 3 CT4-6 HH4-3 CT4-5 62 42 51.2 4 CT4-5 HH4-3 HH4-2 72 47 37.6 5 HH4-3 HH4-2 CT4-5 65 40 24.4 6 CT4-5 HH4-2 HH4-1 68 50 1.2 7 HH4-2 HH4-1 CT4-6 47 41 18.0 8 CT4-6 HH4-1 CT4-5 42 15 8.4 9 HH4-1 CT4-5 HH4-2 21 13 32.3 10 HH4-2 CT4-5 HH4-3 41 31 58.1 11 HH4-3 CT4-5 CT4-6 27 17 20.1 Min HH4-1 CT4-5 HH4-2 21 13 32.3 Max CT4-5 HH4-3 HH4-2 72 47 37.6 Bảng 4.8 Ký hiệu và giá trị cạnh thiết kế STT Ký hiệu cạnh Cạnh thiết kế (m)Đầu Cuối 1 CT4-6 CT4-5 102.814 2 CT4-6 HH4-1 152.907 3 CT4-6 HH4-3 53.907 4 CT4-5 HH4-1 113.095 5 CT4-5 HH4-2 121.277 6 CT4-5 HH4-3 115.686 7 HH4-1 HH4-2 43.907 8 HH4-2 HH4-3 84.180 Min HH4-1 HH4-2 43.907 Max CT4-6 HH4-1 152.907 Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4859 4.1.3. Biện pháp thi công lưới - Đo góc: Tất cả các góc đều được đo với độ chính xác là "5m , với sai số này ta có thể chọn các loại máy đo như: Theo020, T5, 3T5K … hoặc những máy có độ chính xác tương đương. Tại mỗi trạm máy cần đo theo đúng quy trình qui phạm hiện hành. - Đo cạnh: Đối với công tác đo chiều dài cạnh, để đạt độ chính xác pmmmS 22  có thể dùng các máy toàn đạc điện tử như TC-600, TC-1800, SET2B … hoặc các loại máy có độ chính xác tương đương. 4.1.4. Bố trí và đánh dấu trục lên tường bao Sau khi xây dựng xong lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng việc làm tiếp theo là phải bố trí trục công trình. Việc bố trí trục công trình là cơ sở để bố trí chi tiết công trình và là cơ sở để xây dựng lưới khống chế trên mặt bằng tầng 1. Quá trình bố trí trục công trình có thể xử dụng phương pháp toạ độ cực kết hợp với đặt khoảng cách theo hướng chuẩn và giao hội hướng chuẩn. Khi bố trí xong các trục công trình để tránh các dấu trục bị mất trong quá trình thi công móng nên chuyển các dấu trục lên tường bao như đã trình bày ở mục 2.4. 4.2. thiết kế lưới cơ sở trên mặt bằng móng 4.2.1. Lựa chọn vị trí và hình thức xây dựng Gồm 8 điểm: trong đó có 4 điểm mới thành lập là 4321 ,,, DDDD và 4 điểm gốc CT4_5, CT4_6, HH4_1, HH4_3 Đo 12 góc: 415, 314, 213, 421, 324, 623, 132, 431, 734, 243, 142, 842 Đo 10 cạnh: 1D CT4_6, CT4_6HH4_3, CT4_6HH4_1, CT4_6CT4_5, 2D CT4_5, CT4_5HH4_1, CT4_5HH4_3, 1_43HHD , HH4_1HH4_3, 3_44HHD Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4860 Lưới khống chế trên mặt bằng tầng 1 cần được xác định vị theo các dấu trục đã được chuyển lên tường bao trong quá trình bố trí trục công trình. Sơ đồ bố trí mốc lưới khống chế trên mặt bằng tầng 1 như hình 4.2 4.2.2. Ước tính độ chính xác lưới thiết kế Bảng 4.9 Số liệu khởi tính STT Tên điểm Toạ độ X(m) Y(m) 1 CT4-6 482.0184 1997.5577 2 CT4-5 584.8324 1997.5517 3 HH4-1 584.9325 2110.6467 4 HH4-3 482.0244 2050.5973 ước tính độ chính xác Lưới khống chế trên mặt bằng móng chỉ tiêu kỹ thuật lưới 1. Tổng số điểm : 8 2. Số điểm cũ : 4 3. Số điểm mới lập : 4 4. Số lượng góc đo : 12 5. Số lượng cạnh đo : 10 6. Số phương vị thiết kế : 0 7. Sai số đo góc : 10.0" 8. Sai số đo cạnh : 2+2ppm Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4861 Bảng 4.10 Toạ độ các điểm thiết kế STT Tên điểm Toạ độ X(m) Y(m) 1 1D 500.000 2000.000 2 2D 524.300 2000.000 3 3D 524.300 2039.000 4 4D 500.000 2039.000 Bảng 4.11 Kết quả ước tính sai số vị trí điểm STT Tên điểm Toạ độ Sai số vị trí điểm X(m) Y(m) Mx My Mp 1 1D 500.000 2000.000 0.0017 0.0015 0.0023 2 2D 524.300 2000.000 0.0017 0.0017 0.0024 3 3D 524.300 2039.000 0.0018 0.0016 0.0024 4 4D 500.000 2039.000 0.0018 0.0015 0.0024 5 CT4-6 482.0184 1997.5577 0.0021 0.0017 0.0027 6 CT4-5 584.8324 1997.5517 0.0021 0.0033 0.0039 7 HH4-1 584.9325 2110.6467 0.0022 0.0028 0.0035 8 HH4-3 482.0244 2050.5973 0.0024 0.0017 0.0030 Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4862 Bảng 4.12 Sai số tương hỗ vị trí điểm Điểm đầu Điểm cuối Chiều dài (m) Ms (m) Phương vị ( 0 ' '' ) M(a) Mth (mm) 1D 4D 39.000 0.001 90 00 00 7.9 1.8 CT4-6 18.147 0.002 187 44 4.9 12.3 2.3 3D 45.951 0.001 58 04 26.1 6.4 1.7 2D 24.300 0.001 00 00 00 8.8 1.4 2D 1D 24.300 0.001 180 00 00 8.8 1.4 4D 45.951 0.001 121 55 33.9 6.6 1.8 3D 39.000 0.002 89 59 60.0 7.4 2.4 CT4-5 60.582 0.001 357 41 1.9 11.0 3.4 3D 1D 45.951 0.001 238 04 26.1 6.4 1.7 2D 39.000 0.001 270 00 00 7.4 1.7 4D 24.300 0.001 180 00 00 6.3 1.2 HH4-1 93.859 0.002 49 45 35.1 7.4 3.9 4D 1D 39.000 0.001 270 00 00 7.9 1.8 2D 45.951 0.001 301 55 33.9 6.6 1.8 3D 24.300 0.001 00 00 00 6.3 1.2 HH4-3 21.392 0.002 147 10 16.1 12.3 2.4 CT4-6 1D 18.147 0.002 07 44 4.9 12.3 2.3 CT4-5 2D 60.582 0.002 177 41 1.9 11.0 3.8 HH4-1 3D 93.859 0.002 229 45 35.1 7.4 3.9 HH4-3 4D 21.392 0.002 327 10 16.1 12.3 2.4 Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4863 Bảng 4.13 Ký hiệu và giá trị góc thiết kế STT Ký hiệu góc Góc thiết kế Trái Giữa Phải ( 0 ' '' ) 1 4D 1D CT4-6 97 44 4.9 2 3D 1D 4D 31 55 33.9 3 2D 1D 3D 58 04 26.1 4 4D 2D 1D 58 04 26.1 5 3D 2D 4D 31 55 33.9 6 CT4-5 2D 3D 92 18 58.1 7 1D 3D 2D 31 55 33.9 8 4D 3D 1D 58 04 26.1 9 HH4-1 3D 4D 130 14 24.9 10 2D 4D 3D 122 49 43.9 11 1D 4D 2D 31 55 33.9 12 HH4-3 4D 1D 122 49 43.9 Min 3D 1D 4D 31 55 33.9 Max HH4-3 4D 1D 130 14 24.9 Bảng 4.14 Ký hiệu và giá trị cạnh thiết kế STT Ký hiệu cạnh Cạnh thiết kế (m)Đầu Cuối 1 CT4-6 1D 18.147 2 1D 4D 39.000 3 1D 3D 45.951 4 1D 2D 24.300 5 CT4-5 2D 60.582 6 2D 3D 39.000 7 2D 4D 45.951 8 HH4-1 3D 93.859 9 3D 4D 24.300 10 HH4-3 4D 21.392 Min CT4-6 1D 18.147 Max HH4-1 3D 93.859 Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4864 4.2.3. Biện pháp thi công lưới Do công trình xây dựng trong thành phố nên điều kiện thi công chật hẹp. Mặt khác công trình có số tầng lớn nên em chọn phương án chuyền toạ độ lên tầng bằng phương pháp chiếu đứng. Thiết bị sử dụng là máy chiếu đứng quang học ZL. Quá trình chuyển toạ độ lên cao được thực hiện gồm các bước: - Đặt lỗ chiếu Công việc này được tiến hành ngay sau khi đơn vị thi công ghép ván khuôn trước khi đổ bê tông sàn. Đầu tiên kỹ thuật viên trắc địa phải đánh dấu tương đối chính xác các vị trí lỗ hổng trên mặt sàn tầng thi công sau đó người ta sẽ cắt ván khuôn sàn và lắp vào đó các hộp khuôn bằng gỗ có kích thước(2020cm). Mục đích chừa các lỗ hổng dùng cho việc chiếu điểm sau khi đổ bê tông mặt sàn. - Thực hiện chiếu điểm bằng máy chiếu ZL Việc chiếu điểm bằng máy chiếu đứng ZL được thực hiện như đã trình bày ở chương 3. Các điểm cần chuyển toạ độ gồm: 4321 ,,, DDDD - Đo chiều dài cạnh Sau khi chiếu điểm xong người ta tiến hành đo chiều dài tất cả các cạnh. Việc đo chiều dài các cạnh được thực hiện như khi lập lưới khống chế mặt bằng xây dựng. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K4865