Giáo trình Cơ sở trắc địa công trình - Trần Quang Thành
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Giáo trình Cơ sở trắc địa công trình - Trần Quang Thành", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
Tài liệu đính kèm:
- giao_trinh_co_so_trac_dia_cong_trinh_tran_quang_thanh.pdf
Nội dung text: Giáo trình Cơ sở trắc địa công trình - Trần Quang Thành
- C s tr c a công trình CH NG I LI KH NG CH M T PH NG Mc tiêu - Ki n th c + Nêu c m c ích, các d ng l i và yêu c u chính xác trong thành l p l i kh ng ch m t ph ng tr c a công trình; + Trình bày c ph ng pháp c tính chính xác và s b c phát tri n l i kh ng ch m t ph ng tr c a công trình; + Nêu c các s hi u ch nh v cao và m t b ng khi chi u b m t khu v c công trình lên m t Elipsoid, t ó a ra c cách ch n c h t a và m t ph ng chi u trong tr c a công trình; + Trình bày c ph ng pháp c tính chính xác l i kh ng ch mt ph ng thi t k d ng tam giác, l i và tuy n ng chuy n; + Nêu c c im o góc, o dài trong tr c a công trình; + Trình bày c khái ni m v l i o góc - c nh k t h p, nêu c công th c tính các c nh trong l i t giác không ng chéo và xác nh c chính xác c a chúng; + Trình bày c khái ni m v l i tam giác nh o c nh chính xác cao, nêu c công th c tính các góc trong l i và xác nh c chính xác ca chúng. - K n ng + Nh n bi t c các d ng l i kh ng ch m t ph ng tr c a công trình; + c tính c chính xác và s b c phát tri n l i kh ng ch m t ph ng tr c a công trình; + Ch n c h t a và m t ph ng chi u trong tr c a công trình; + c tính c chính xác l i kh ng ch m t ph ng thi t k d ng tam giác, l i và tuy n ng chuy n; + Bi t cách x lý khi o c phù h p v i c im o góc, o dài trong tr c a công trình nh m h n ch sai s o; + Tính c các c nh trong l i t giác không ng chéo và xác nh c chính xác c a chúng; + Tính c các góc trong l i và xác nh c chính xác c a chúng. - Thái : Trung th c, c n th n, t m , chính xác. 1 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 1.1. M C ÍCH, CÁC D NG L I VÀ YÊU C U CHÍNH XÁC 1.1.1. nh ng a Li kh ng ch m t ph ng tr c a công trình là m t h th ng im m c c ánh d !u trên m t !t có t a xác nh trong m t h th ng nh !t. 1.1.2. M c ích Li kh ng ch m t ph ng c thành l p " khu v c thành ph , khu công nghi p, khu n #ng l ng, sân bay b n c $ng, c u c ng, ng h m là c s " v ta ph c v cho kh $o sát, thi công và v n hành các công trình. 1.1.3. Các d ng l i 1. Ph ng pháp tam giác, g %m các d ng: - Li tam giác o góc - Li tam giác o c nh - Li tam giác o góc - c nh k t h p 2. Ph ng pháp a giác: Là d ng l i o các góc ngo t và các c nh. 3. Ph ng pháp giao h i, bao g %m: - Giao h i góc - Giao h i c nh - Giao h i góc - c nh k t h p 4. Ph ng pháp nh v v tinh: S d ng h th ng nh v toàn c u GPS. 1.1.4. Yêu c u v chính xác Yêu c u v chính xác và m t im c a l i tr c a công trình tu & thu c vào yêu c u nhi m v ph $i gi $i quy t trong t ng giai on kh $o sát, thi t k , thi công và s d ng công trình. Trong tr ng h p chung nh !t, l i tr c a công trình c thành l p và phát tri n nh m $ m b $o công tác b trí c b $n và o v ' b $n % t l 1: 500. Khi thành l p l i tr c a công trình, m t v !n th c t t ra là có s dng các im c a l i kh ng ch nhà n c hay không, s d ng nh th nào? Nh ã bi t, cho n nay, l i kh ng ch nhà n c c thành l p theo nguyên t c thông th ng t t (ng th n c c b , t chính xác cao n chính xác th !p và c phân thành b n h ng I , II ,III, IV. ) xem xét ng d ng vào tr c a công trình, có th tóm t t các ch tiêu k * thu t c a l i tam giác nhà n c h ng II, III, IV và ng chuy n ( a giác) h ng IV nh trong b $ng 1-1: 2 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình B$ng 1-1 Cp h ng l i tam giác Ch tiêu k thu t II III IV Chi u dài c nh (km) 7-10 5-8 2-5 Sai s t ng i c nh áy không l n h n 1:300.000 1:200.000 100.000 Sai s t ng i c nh y u nh !t không l n h n 1:200.000 1:120.000 1:70.000 Góc nh nh !t trong tam giác không l n h n 30˚ 20˚ 20˚ Gi i h n sai s khép tam giác không l n h n 4” 6” 8” Sai s trung ph ng o góc không l n h n 1”,0 1”,5 2”,0 ng chuy n h ng Ch tiêu k thu t IV - Chi u dài gi i h n c a ng chuy n + )ng n 10 km + Gi +a im g c và im nút 7 km + Gi +a hai im nút 5 km - Chu vi gi i h n ca a giác 30 km - Chi u dài c nh ng chuy n + L n nh !t 2,00 km + Nh nh !t 0,25 km + T t nh !t 0,50 km - S c nh trong ng chuy n không quá 15 - Gi i h n sai s khép t ng i không quá 1:25000 - Sai s trung ph ng o góc không quá ± 2”,0 - Gi i h n sai s khép góc không quá ± 5” n Li kh ng ch m t ph ng nhà n c c t #ng dày b ng l i tam giác ho c ng chuy n c !p 1, 2. Trong tr ng h p o v ' b $n % , c s " c tính chính xác c n thi t c a li kh ng ch m t ph ng là yêu c u v chính xác c a l i o v '. Yêu c u ó là sai s gi i h n v trí im c a l i o v ' so v i im c a l i nhà n c và l i t#ng dày. C th nh trong b $ng 1-2. - , khu v c ch a xây d ng: không c v t quá 0,2 mm trên b $n % . - Trên khu v c xây d ng, sai s này không v t quá quy nh trong b $ng sau B$ng 1-2 T l b $n % 1:500 1:1000 1:2000 Sai s gi i h n 0,10m 0,16m 0,30m Li kh ng ch nhà n c có chính xác $ m b $o cho o v ' b $n % t l 1:500. Hi n nay, do yêu c u c a công tác a chính, h th ng l i a chính c -ng ã c thành l p bao g %m l i a chính c s " (t ng ng l i kh ng ch nhà nc h ng III) và l i a chính. H th ng l i a chính có chính xác $ m 3 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình b$o cho o v ' b $n % t l l n 1:500, 1:200. Do ó " khu v c xây d ng công trình, nu ã có các im c a l i kh ng ch m t ph ng nhà n c ho c các im c a li a chính thì ch c n t #ng dày, phát tri n có m t im $ m b $o o v ' b $n % ph c v các giai on kh $o sát, thi t k công trình . Li kh ng ch tr c a công trình còn nh m m c ích $ m b $o chính xác b trí công trình và quan tr c chuy n d ch, bi n d ng công trình. Vì v y cn ph $i xét n hai tr ng h p: a) Yêu c u v chính xác c a l i b trí công trình t ng ng chính xác c a l i o v : Trong tr ng h p này, l i tr c a công trình c phát tri n theo nguyên tc t t (ng th n c c b nh l i nhà n c và có th d a vào các im c a l i nhà n c ã có trên khu v c xây d ng công trình. b) Yêu c u chính xác c a l i b trí công trình cao h n h n so v i chính xác o v b n : Trong tr ng h p này ph $i thành l p l i chuyên dùng cho công trình. Các im c a l i nhà n c ã có trong khu v c ch c dùng làm s li u g c c n thi t t i thi u n i l i tr c a công trình vào h th ng to nhà n c . V trí, m t im và chính xác c a l i tr c a công trình chuyên dùng s' tu & thu c yêu c u và c im c a t ng công trình và giai on xây d ng công trình. Thí d khi xây d ng công trình u m i thu l i - thu in: - Giai on kh $o sát, thi t k : l i kh ng ch tr c a ph c v o v ' b $n % . - Giai on thi công: l i kh ng ch tr c a ph c v cho b trí công trình. - Giai on s d ng công trình: l i kh ng ch c dùng quan tr c chuy n d ch, bi n d ng công trình. Nh v y, yêu c u v chính xác t #ng d n. Vi c phát tri n xây d ng l i ph $i linh ho t, h p lý sao cho có th s d ng t i a k t qu $ c a giai on tr c vào các giai on sau c a quá trình xây d ng công trình. 1.1.5. c im thành l p l ói tr c a trong xây d ng m t s lo i công trình a) Khu v c thành ph : , thành ph , không thành l p l i chuyên dùng mà s d ng l i kh ng ch nhà n c làm c s ", nh ng chi u dài c nh rút ng n 1,5 – 2 l n có m t 1 im /5 – 15 Km 2 . L i c t #ng dày $ m b $o o v ' b$n % t l 1:500. Loi và hình d ng c a l i ph thu c vào di n tích và hình d ng c a thành ph . Thành ph có d ng kéo dài thì thành l p chu .i tam giác n ho c kép. Thành ph có d ng tr $i r ng thì thành l p l i có d ng a giác trung tâm và có th o thêm các ng chéo. Thành ph l n có di n tích r ng thì thành l p l i g %m nhi u a giác trung tâm. Li c !p u tiên c a thành ph có th là l i tam giác h ng II ho c h ng III, c t #ng dày b ng l i ho c im h ng IV và l i c !p 1, 2. Trên khu v c thành ph , có th s d ng r ng rãi l i ng chuy n ( a giác) h ng IV và c !p 1, 2. )ng chuy n c thành l p theo ng ph , có các im g n t ng ho c các nóc nhà, c b $o v lâu dài. 4 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Trên khu v c thành ph , l i o góc - c nh k t h p c xem là t t nh !t. A B C Lo i l i này có chính xác cao, % hình c a l i có th v t ra ngoài nh +ng quy nh thông th ng mà v /n H D $m b $o chính xác . Có th thành l p l i tam giác o góc - cnh nh hình 1.1. A,B,C H G F E là các im c a l i h ng II bao quanh thành ph . Các c nh c o v i H‰ nh 1.1 chính xác 1:300.000, các góc c o vi chính xác m 0 = 1”,0. L i c bình sai nh m t ng chuy n a giác khép kín. Bên trong xây d ng l i tam giác ho c ng chuy n . b) Khu công nghi p Li kh ng ch trên toàn khu v c c thành l p trong giai on kh $o sát là c s " o v ' b $n % , %ng th i c -ng d a vào ó thành l p l i b trí công trình . ) i v i khu v c công nghi p có di n tích trên 30 Km 2 , c s " kh ng ch là các im c a l i nhà n c . ) i v i khu v c nh h n thì thành l p l i c c b có chính xác nh l i hng IV nhà n c . ) b trí công trình, " khu công nghi p th ng thành l p l i ô vuông xây dng. c) Công trình c u v t C s " c tính chính xác c n thi t c a l i là yêu c u v chính xác o chi u dài c u và chính xác v trí tr c u, th ng t 1-3 cm. )% hình c b $n ca l i th ng là t giác tr c a n ho c kép. M t ho c hai c nh áy c o vi chính xác 1:200.000 ÷ 1:300.000, góc o v i chính xác m 0 = 1 ÷ 2”. Ngày nay, máy o dài in t c s d ng r ng rãi, l i tr c a trong xây d ng cu th ng o góc - cnh k t h p. Trong tr ng h p này % hình l i có th n gi $n h n mà chính xác v /n $ m b $o yêu c u. d) Khu u m i thu l i - thu in Trong giai on kh $o sát, thi t k , l i kh ng ch tr c a ph c v cho o v ' b$n % t l l n, o n i các im kh $o sát a ch !t, thu v #n và b trí các tr c c b$n c a công trình. Vì v y có th s d ng l i kh ng ch nhà n c và phát tri n theo ph ng pháp thông th ng v i chính xác và m t c n thi t . Trong giai on thi công, thành l p l i chuyên dùng nh m $ m b $o chính xác b trí công trình. )c im c a l i tam giác khu v c u m i thu l i - thu in là c nh ng n (0,5 – 1,5 Km), o góc và c nh áy v i chính xác cao: m0 = 1” ÷ 1,5” ; m s/ S = 1:200.000 ÷ 1:250.000; sai s v trí im c 1 5 mm. Hình d ng c a l i ph thu c vào chi u dài, hình d ng c a p, chi u rông 5 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình ca sông và a hình hai bên b sông . Xu h ng chính thành l p l i kh ng ch khu v c u m i thu l i - thu in là : - Các im c b trí g n các tr c c b $n c a công trình, m t c nh trùng vi tr c p. - )o góc - c nh k t h p n gi $n hoá k t c !u c a l i mà chính xác v/n $ m b $o. - Khi xây p bê tông cao, các im c a l i không ch c n c phân b " hai b , có cao khác nhau ti n vi c b trí p. e) Công trình ng h m C s " c tính chính xác c n thi t c a l i là sai s h ng ngang cho phép c a tr c ng h m ào i h ng. Hình d ng c a l i kh ng ch tr c a ng h m ph thu c vào hình d ng ca tuy n ho c h th ng ng h m. ) i v i m t tuy n ng h m, th ng thành l p chu .i tam giác, o c nh áy " hai u chu .i ho c chu .i tam giác o góc - c nh k t h p. ) chuy n to và ph ng v xu ng h m, c n ph $i có im c a l i kh ng ch " g n mi ng gi ng ng và c a h m. f) Công trình òi h i chính xác cao ) i v i công trình òi h i chính xác cao nh nhà máy gia t c h t, công trình cao, tháp vô tuy n nh ng ph m vi nh thì thành l p l i tam giác nh o cnh (25 ÷ 50 m ) chính xác r !t cao (0,1 ÷ 0,5 mm). 1.2. PH NG PHÁP C TÍNH CHÍNH XÁC VÀ S B C PHÁT TRI N C A L I 1.2.1. Khái ni m chung c tính chính xác c a l i là xác nh chính xác c a các y u t c tr ng trong l i thông qua các thông s thi t k nh m m c ích ánh giá chính xác c a l i sau khi thi t k . c tính chính xác c a các y u t c a l i tr c a công trình th ng c th c hi n theo các công th c g n úng. ) chính xác c a c tính sai s c a các y u t l i thi t k th ng t kho $ng 10 ÷ 20 %. Hi n nay ã s d ng r ng rãi máy vi tính và công c toán h c t ng thi t k l i nh m t k t qu $ t i u. Li tr c a công trình c xây d ng theo t ng giai on v i m t s b c ca l i. Trong quá trình phát tri n, n u yêu c u chính xác t #ng lên thì l i " các b c ti p theo c xem nh l i c c b . Trong tr ng h p ó l i không th c thành l p ch có m t b c. S b c phát tri n b ng s l n chuy n t l i có chính xác th !p n l i có chính xác cao. Nu l i c phát tri n theo nguyên t c t chính xác cao n chính xác th !p thì s b c phát tri n và chính xác c a m .i b c c tính da trên c s " là sai s t ng i c nh c a l i " b c cu i cùng (1/T c) và sai s t ng i c nh 6 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình ca l i " b c u tiên (1/T ), %ng th i ph $i tính n $nh h "ng sai s c a s li u g c. 1.2.2. Tính s b c phát tri n c a l i 1. L i b c th p d a trên m t c nh c a l i b c cao Gi $ s c nh AB c a l i c s " c !p cao th i - 1 nào ó có sai s trung ph ng t ng i là 1/T i-1. B c th i phát trin thêm hai im là I và II. Các c nh trong b c th i này có sai s trung ph ng t ng i là 2 2 2 ≈ 1 ’ ≈ 1 ’ ≈ 1 ’ ∆ ÷ = ∆ ÷ + ∆ (1.1) « T ◊ « T ◊ « T i i−1 i−1 do Hình 1.1 Trong ó: 1/T i là sai s s li u g c (1/T i ) o là sai s s o trong b c l i th i 1/T i là sai sai s c nh trong l i b c th i Gi $ s t l i c s " c !p cao phát tri n thêm n b c l i n +a thì: - B c th nh !t có sai s trung ph ng t ng i chi u dài c nh là 1/T 1 - B c th hai có sai s trung ph ng t ng i chi u dài c nh là 1/T 2 - B c th n có sai s trung ph ng t ng i chi u dài c nh là 1/T n Gi K là h s suy gi $m chính xác gi +a các b c l i liên ti p.Ta s ' có: - Gi +a b c c s " c !p cao và b c th nh !t là K1 = T o/T 1 - Gi +a b c th nh !t và b c th hai là K2 = T 1/T 2 (1.2) - Gi +a b c th n -1 và b c th n là Kn = T n - 1 /T n Nhân v theo v c a (I.2) ta c: K1 x K 2 x .x K n = T o/T n . Th ng ch n K 1 = K 2 = = K n = K Nên T K = n o (1.3) Tn 2. L i b c th p d a trên nhi u im c a l i b c cao Tr ng h p này l i b c th !p không nh +ng b bi n d ng v chi u dài mà còn b bi n d ng v góc. H s gi $m chính xác gi +a các b c l i liên ti p nhau là 1 T K = n o (1.4) 5,1 Tn 7 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 1.3. CH N H T A VÀ M T QUY CHI U C A L I TR !C " A CÔNG TRÌNH 1.3.1. S # hi $u ch %nh trong phép chi u Tr c khi bình sai, l i tr c a nhà n c c chi u xu ng m t Elipxoit th c d ng, vì v y các tr o trong l i h ng I, II u c hi u ch nh. )iu này có ngh 2a là các tr o ti p theo v sau u c chi u xu ng mt quy c ó. Ta c a im c tính trong h t a ph ng vuông góc (Gauss ho c UTM) Vì các công trình c xây d ng trên b m t t nhiên c a trái ! t nên c n ph $i thu c các k t qu $ o không qua hi u ch nh do phép chi u. 1. S # hi $u ch %nh do cao S hi u ch nh do chi u c nh AB xu ng m t chi u A oBo là 3Sh = A oBo – AB Và 3Sh c tính theo công th c S(H − H ) ∆S = − m o (1.5) h R m Trong ó: S: chi u dài c nh o c Hm : cao trung bình c a c nh Ho: cao c a m t chi u Rm: bán kính trung bình c a Elipxoid Hình 1.2 Nu | H m - H o | 4 32m thì s hi u ch nh trên không ánh k và có th b qua. Do v y, m t chi u c ch n trong tr c a công trình là m t có cao trung bình ca khu v c xây d ng công trình. ) i v i ng xe in ng m thì m t chi u là m t có cao trung bình c a tr c h m. 2. S # hi $u ch %nh do chi u v m &t ph 'ng Gauss (hi $n nay là v m &t ph 'ng UTM) S hi u ch nh vào chi u dài c nh do chi u v m t ph ng Gauss c tính gn úng theo công th c y2 ∆S = S m (1.6) g 2 2R m V y: So = S + 3Sg (1.7) Trong ó: So: Kho $ng cách gi +a hai im trên m t ph ng S: chi u dài c nh trên Elipxoid ym: là hoành trung bình c a im u và im cu i c a c nh S 8 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Rm: bán kính trung bình c a Elipxoid Nu kho $ng cách t kinh tuy n tr c c a múi chi u n khu v c xây d ng công trình không quá 20km thì s hi u ch nh trên có th b qua. Do v y c n ch n kinh tuy n tr c sao cho kho $ng cách t kinh tuy n tr c n hai biên d c c a khu vc xây d ng công trình càng nh càng t t. 1.3.2. H $ t (a cân b )ng Ta th !y 3Sh và 3Sg có d !u ng c nhau, do v y khi ta c tình ch n sao cho 3Sh + 3Sg = 0 thì s ' không cn tính hai s c $i chính trên. H t a có 3Sh + 3Sg = 0 g i là h t a cân b ng. Trong th c t ít c ng d ng vì h t a cân b ng ch áp d ng c " nh +ng khu v c có y m tho $ mãn y 2R H H (1.8) m = m( m − o) 1.4. C TÍNH CHÍNH XÁC C A L I TAM GIÁC THI T K Nh +ng % hình in hình c a l i tr c a công trình c xây d ng b ng ph ng pháp tam giác là chu .i tam giác, h trung tâm, t giác tr c a, chêm im ho c l i k t h p các d ng % hình ó. Theo nguyên t c chung, sai s trung ph ng c a hàm các i l ng bình sai c tính theo công th c 1 m = µ (1.9) F P F Nu tính n sai s s li u g c thì sai s t (ng h p s ' là 2 2 2 MF = m g c + m F (1.10) Di ây là ph ng pháp c tính g n úng c a m t s d ng % hình c b $n 1.4.1. c tính chính xác c a chu *i tam giác ( o góc) * Gi $ thi t: Thi t k m t chu .i tam giác nh hình v ', có n tam giác, v i ’’ - Các góc o có sai s là m 0 (khi thi t k thì ch a có giá tr này nên c l !y trong quy ph m theo tiêu chu n sai s trung ph ng gi i h n c a c !p l i ang thi t k ) - Chi u dài c nh b 1 và b 2 ã bi t và có sai s là m b1 và m b2 - Ph ng v 5AB và 5N-1 N ã bi t và có sai s là m 5b1 và m 5b2 * Yêu c u - c tính chính xác chi u dài c a c nh (y u) a k? - c tính chính xác ph ng v c a c nh (y u) a k? - c tính sai s v trí im t ng h .? 9 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 1. Sai s # trung ph + ng chi u dài c nh y u Hình 1.3 * Công th c áp d ng 2 2 2 m ak' .m ak' ' m ak = 2 2 (1.11) m ak' + m ak' ' Vi mak’ là sai s trung ph ng chi u dài c nh a k tính theo ng (I), rút ra c t công th c 2 2 2 ≈ m ’ ≈ m ’ 2 (m ) k ∆ ak ' ÷ ∆ b1 0 2 2 ∆ ÷ = + 2 (cotg Ai + cotg Bi + cotgA icotgB i ) « a k ◊ « b 3 6" i=1 mak’’ là sai s trung ph ng chi u dài c nh a k tính theo ng (II), rút ra c t công th c 2 2 2 ≈ m ’ ≈ m ’ 2 (m ) n−k ∆ ak '' ÷ ∆ b2 ÷ 0 2 2 ∆ ÷ = ∆ ÷ + 2 ƒ(cotg A j + cotg B j + cotgA jcotgB j ) « a k ◊ « b 2 ◊ 3 6" j=1 Lu ý: Khi không tính n sai s s li u g c thì m b1 /b 1 và m b2 /b 2 không xu t hi n trong công th c. 2. Sai s # trung ph + ng góc ph + ng v , c a c nh y u a k * Công th c áp d ng 2 2 2 mαk' .m α 'k' mαk = 2 2 (1.12) mεk' + mα 'k' Vi m5k’ là sai s trung ph ng ph ng v c nh a k tính theo ng (I), tính c theo công th c: 10 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 2 2 2 2 m 5k' = m 5b1 + m0 .k 3 m5k’’ là sai s trung ph ng ph ng v c nh a k tính theo ng (II), tính c theo công th c: 2 2 2 2 m5k' ' = m5b2 + m0 .(n − k) 3 Lu ý: Khi không tính n sai s s li u g c thì m b1 và m b2 không xu t hi n trong công th c. 3. Sai s # v , trí im t + ng h * Sai s d ch v ngang im cu i so v i im u c a c nh S c tính theo công th c: m“ m = α .S ng ρ” Sai s t ng h . v trí im i so v i im j c tính theo công th c 2 2 S 2 mij = mS + ( mα ) (1.13) ρ Vi m S và m 5 là các giá tr c tính " (I.11) và (I.12) 1.4.2. c tính chính xác c a a giác trung tâm ( o góc) * Gi $ thi t: Thi t k m t l i a giác trung tâm, o t!t c $ các góc nh hình v ' ’’ - Các góc o có sai s là m 0 (khi thi t k thì ch a có giá tr này nên c l !y trong quy ph m theo tiêu chu n sai s trung ph ng gi i h n c a c !p l i ang thi t k ) - Chi u dài c nh g c AB là b ã bi t và có sai s là m b - Ph ng v g c 5AB ã bi t và có sai s là m 5b Hình 1.4 * Yêu c u - c tính chính xác chi u dài c a c nh y u EF? * Công th c áp d ng 2 2 S mlgS1 .m lgS2 2 mS = 6 2 2 + mlgb (1.14) M.10 mlgS1 + mlgS2 Trong ó 11 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình n1 2 2 2 2 mlgS1 = mlgb + mβ Ri 3 i=1 n2 2 2 2 2 mlgS2 = mlgb + mβ R j 3 j=1 R là c ng hình h c c a l i và c tính 2 2 Ri = 7Ai + 7Bi + 7Ai 7Bi ( i = 1 ÷ n 1) 2 2 Rj = 7AJ + 7BJ + 7AJ 7BJ ( j = 1 ÷ n 2) n1, n 2 là s tam giác tính chuy n c nh qua ng tinh (I) và (II) M.10 6 7 = cotgA Ai 6" i M.10 6 7 = cotgB Bi 6" i M.10 6 7 = cotgA Aj 6" j M.10 6 7 = cotgB Bj 6" j 7A là chênh l ch logaritsinA khi góc A bi n ( i 1’’ 7B là chênh l ch logaritsinB khi góc B bi n ( i 1’’ Chuy n t m lgs sang sai s trung ph ng t ng i theo công th c m m S = lgS S M.10 6 M là môdun c a logarit, M = 0,43429 1.4.3. c tính chính xác l i chêm dày * Gi $ thi t: Thi t k m t l i chêm dày ( chêm 1 im), o t !t c $ các góc nh hình v ' ’’ Các góc o có sai s là m 0 (khi thi t k thì ch a có giá tr này nên c l !y trong quy ph m theo tiêu chu n sai s trung ph ng gi i h n c a c !p l i ang thi t k ) - Ph ng v c a các c nh g c ã bi t và có sai s là m PV - Gi $ thi t các im g c không có sai s * Yêu c u - c tính chính xác v trí im y u? - c tính chính xác ph ng v c a c nh y u? - c tính chính xác chi u dài c a c nh y u? 12 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình C 5 8 I 0 B A HÏnh 1. 5 1. c tính chính xác v , trí im y u Chêm im theo hình a c n o t !t c $ 9 góc trong 3 tam giác. Theo giáo s A.C.Provorov thì sai s trung ph ng v trí im I so v i im A khi b qua sai s v trí im g c c tính theo công th c 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 m a b + a c + b c + a S + b S + c S c M 2 = β a b (1.15) I ρ 2 Q Vi: Q = 8.(a 2sin 25 + b 2sin 20 +c 2sin 28+absin 5sin 0 +acsin 5ssin 8 +bcsin 0sin 8) 2. c tính chính xác ph + ng v , c a c nh y u Gi $ thi t ph ng v y u trong l i là ph ng v c a c nh a thì sai s trung ph ng ph ng v c a c nh a là m 5a s ' c tính theo công th c 3b2 sin 2 β + 3c2 sin 2 γ + 2bc sin β sin γ m 2 = m2 (1.16) αa β Q Vi: Q = 8.(a 2sin 25 + b 2sin 20 + c 2sin 28 + absin 5sin 0 + acsin 5sin 8 + bcsin 0sin 8) 3. c tính chính xác chi u dài c a c nh y u Gi $ thi t c nh có chi u dài y u nh !t là c nh a thì sai s trung ph ng t ng i c a chi u dài c nh a s ' c tính theo công th c m M 2 m2 a = I + αa (1.17) a a2 ρ 13 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 1.5. C TÍNH CHÍNH XÁC C A TUY N VÀ L I -NG CHUY .N 1.5.1. Tuy n /ng chuy n +n )ng chuy n n gi +a hai im và hai ph c v g c, sau khi bình sai, v trí im và ph c v c nh " gi +a tuy n là y u nh !t. Sai s trung ph ng v trí im y u nh !t ( im gi +a tuy n) c tính theo công th c myu nh !t = 0,5M (1.18) Vi 2 2 2 m β 2 M = [mS ]+ []Do.i (1.19) ρ 2 Trong ó M là sai s trung ph ng v trí im cu i ng chuy n so v i im u tuy n. mS là sai s trung ph ng o c nh trong tuy n ng chuy n m0 là sai s trung ph ng o góc trong tuy n ng chuy n Do.i là kho $ng cách t im i n im trong tâm O c a tuy n Ta im trong tâm O c tính [X ] [Y ] Xo = ; Yo = (1.20) n +1 n +1 (n là s c nh trong tuy n) Hình 1.6 1.5.2. L i /ng chuy n có m t im nút Gi $ thi t có l i m t im nút nh hình 1.7. ) c tính ta th c hi n nh sau - Tính sai s trung ph ng v trí im N so v i im u c a m .i tuy n theo công th c (1.19), ta c M i (i là tuy n th i, i = 1÷4). 14 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 2 2 2 m β 2 M = [mS ]+ []Do.i ρ 2 - Tính tr ng s t a c a im N theo các tuy n C 2 pi = 2 (1.21) M i (i là tuy n th i, i = 1÷4). - Tính trong s t a c a im N PN = P 1 + P 2 + P3 + P 4 (1.22) - Tính sai s v trí im c a N so v i im u tuy n là C M N = (1.23) PN Hình 1.7 1.5.3. L i /ng chuy n có nhi u im nút (Theo ph + ng pháp l &p ho &c nhích d 0n) Có l i nh hình 1.8, c tính theo ph ng pháp l p (ho c nhích d n) ta th c hi n nh sau: - Tính sai s trung ph ng v trí im cu i so v i im u c a m .i tuy n theo công th c (1.19), ta c M i (i là tuy n th i, i = 1÷5). - Tính tr ng s t a theo các tuy n theo công th c (1.21) C 2 pi = 2 M i 15 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Hình 1.8 * L n nhích 1: - Tính sai s c a im I: + Xem II là im g c, tính c PI = P 1 + P 2 + P3 C Và M I = PI - Tính sai s c a im II + Xem I là im g c, tính c PII = P 3 + P 4 + P5 C Và M II = PII * L n nhích 2: - Tính sai s c a im I: + Tính C 2 p3 '= 2 2 M 3 + M II PI = P 1 + P 2 + P3’ C Và M I = PI - Tính sai s c a im II : + Tính 16 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình C 2 p3"= 2 2 M 3 + M I PII = P 3’’ + P4 + P5 C Và M II = PII * C th c hi n l p liên t c nh v y cho n khi sai s v trí c a im nút " hai l n tính liên ti p gi ng nhau thì ng ng tính (thc t th ng l ch nhau m t lng trong gi i h n c a sai s tính toán thì ng ng tính). 1.6. C IM O GÓC, O DÀI TRONG TR !C " A CÔNG TRÌNH 1.6.1. c im o góc trong tr c a công trình , thành ph và khu công nghi p, nh +ng y u t sau ây $nh h "ng n chính xác o góc: a) Nhi t, khói, b i t các nhà máy, m t ng nh a, các k t c !u thép và bê tông d i tác ng c a m t tr i s ' t o nên các vùng “ti u khí h u” làm thay (i ch d /n nhi t, quá trình b c h i và tích t h i n c. b) Nhi u ch ng ng i v t i v i tia ng m. c) Các im kh ng ch phân b " nh +ng cao khác nhau, các c nh l i ng n. d) Các im kh ng ch t trên nhà máy ho c trên ng ph u có th b rung. Do các iu ki n k trên, tia ng m i qua nhi u tr ng chi t quang c c b và không (n nh. Các tr ng chi t quang ó thay ( i theo th i gian và không gian. Vì v y c n ph $i l a ch n th i gian o góc h p lý. Do c nh c a l i kh ng ch ng n nên c n c bi t chú ý n chính xác ca nh tâm máy và nh tâm tiêu (b $ng ng m). 1.6.2. c im o dài trong tr c a công trình , thành ph và khu công nghi p, nh +ng vùng “ti u khí h u” ã nói trên c-ng $nh h "ng n chính xác o chi u dài. ) gi $m $nh h "ng c a các y u t ó i v i o dài b ng máy in t c n ph $i áp d ng m t s bi n pháp: a) Ch n th i gian o thích h p, nên o dài vào ngày râm mát vào u mùa xuân và mùa thu, lúc ó nhi t trong thành ph t ng i (n nh. b) C nh áy c a l i tam giác n u ch n trên các nóc nhà thì nên ch n các im c a c nh áy " nóc nhà th !p (1,2 t ng). c) Ch n máy o thích h p $ m b $o chính xác. 17 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 1.7. L I O GÓC - C NH K T H 1P So v i l i o góc ho c l i o c nh thì l i o góc - c nh k t h p có chính xác cao h n. )% hình c a l i o góc - c nh k t h p có th c thi t k linh ho t h n, không tuân theo nh +ng quy nh thông th ng c a l i o góc ho c li o c nh, nh ng v /n $ m b $o chính xác theo yêu c u. Mt trong nh +ng d ng l i o góc - c nh k t h p là l i t giác không ng chéo. Trong t giác ABCD, o t !t c $ các góc A, B, C, D và hai c nh k nhau a, b (Hình 1.8). Các c nh còn l i có th tính c: C c = DE + EC a.sinA b.sin(C+D) b DE = ; EC = B E sinD sinD c a Do ó: a.sinA + b.sin(C+D) D c = (1.28) A sinD d F T ng t : b.sinC + a.sin(A+D) d = (1.29) Hình 1.8 sinD ) i v i t giác không ng chéo có th không c n thi t ph $i o hai c nh trong m .i t giác mà m t trong hai c nh d c xác nh b ng cách gi $i các t giác k bên. Nu sai s trung ph ng o các góc trong t giác là nh nhau và ký hi u là mβ và t giác có d ng hình ch + nh t, thì sai s trung ph ng c a c nh c và c tính theo công th c: 2 2 2 2 mβ mc = m a + b 2 (1.30 ρ 2 2 2 2 mβ md = m b + a 2 (1.31) ρ ) i v i chu .i các hình ch + nh t (Hình b1 b2 bn 1.9): c2 )o c nh a và các c nh bên b i. Sau bình a c1 cn sai iu ki n hình, sai s trung ph ng c a cnh cu i tính theo công th c: d1 d2 dn Hình 1.9 18 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình n ’2 2 2 2 mβ mcn = m a + ΣΣΣ b (1.32) 1 ρ ) i v i chu .i các hình vuông: ≈m ’2 ≈m ’2 ≈m ’2 ∆ cn ÷ = ∆ a÷ + n ∆ β÷ (1.33) « cn ◊ « a ◊ « ρ ◊ ≈am ’2 ho c m 2 = m 2 + n ∆ β÷ (1.34) cn a « ρ ◊ Trong ó: n - s l ng hình vuông trong chu .i. Trong tr ng h p chu .i t giác c b trí gi +a hai c nh g c, sai s trung ph ng c a c nh gi +a chu .i c tính theo công th c: 2 2 2 mn1 . mn2 mc = 2 2 mn1 + mn2 Trong ó n 1 và n 2 - s t giác t c nh g c 1 và 2 n c nh c gi +a chu .i. N u s t giác là ch 9n, c nh c s ' " chính gi +a chu .i và n 1 = n 2 = n/2 thì mn 2 mCn = 2 2 Liên h công th c (1.34), ta có: 2 À ¤2 2 ma n am β M cn = + Ã ‹ (1.35) 2 2 4 Õ ρ › 1.8. L I TAM GIÁC NH 2 O C NH CHÍNH XÁC CAO Li tam giác nh o c nh, chính xác cao c thành l p khi xây d ng công trình cao và công trình òi h i chính xác cao v k t c !u hình h c. C s " c tính chính xác ca l i o c nh lo i này là bi u th c liên h gi +a sai s m A c a góc A v i các sai s m a, m b, m c c a các c nh a, b, c c a tam giác. (Hình 1.10) Khi m = m = m = m , ta có: a b c s B 1 m A = m s = m S [ff] (1.36) Sa PA Sc ) i v i tam giác ABC, ta có: S 2 2 2 b a = b + c - 2bc.cosA A C Do ó góc A t c hàm F có d ng: HÏnh 1.10 19 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình b2 + c2 - a2 A = F = arccos 2bc Các h s f i c a hàm tr ng s F c tính nh sau: a a f = :F = ρ” = ρ” a bc.sinA 2D :a :F a.cosC fb = = - ρ” (1.37) :b 2D :F a.cosB fc = = - ρ” :c 2D Trong ó D là di n tích c a tam giác ABC Thay (1.37) vào (1.36), ta c: m sin(B+C) m“ = ρ” s 1 + cos 2B + cos 2C (1.38) A a.sinB.sinC Thông th ng, l i tam giác nh o c nh, chính xác cao c thành l p vi hình d ng u: tam giác u, hình vuông (ho c hình ch + nh t), a giác u. Hình d ng nh v y s ' cho phép l i có chính xác vi trí im t ng h . u nhau gi +a các im. M t l i nh th là r !t quan tr ng trong công tác b trí chính xác công trình. b1 a1 a1 d a r d2 1 2 1 a1 β2 a2 a6 r6 r1 r4 β1 a4 a2 β r5 r2 r2 b2 r3 a5 a) r4 r3 a3 a3 b) a4 c) HÏnh 1.11 20 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình CH NG II LI KH NG CH CAO Mc tiêu - Ki n th c: Nêu c m c ích, yêu c u chính xác và trình bày c ph ng pháp c tính chính xác l i. - K n ng : c tinh c l i kh ng ch cao b ng ph ng pháp ch t ch '. - Thái : Trung th c, c n th n, t m , chính xác. 2.1. MC ÍCH, YÊU C U CHÍNH XÁC 2.1.1. nh ng a Li kh ng ch cao tr c a công trình là m t h th ng im m c c ánh d !u trên m t !t có cao xác nh trong m t h th ng nh !t. 2.1.2. M c ích Li kh ng ch cao c thành l p " khu v c thành ph , khu công nghi p, khu n #ng l ng, sân bay b n c $ng, c u c ng, ng h m là c s " v cao ph c v cho kh $o sát, thi công và v n hành các công trình. 2.1.3. Yêu c u chính xác L i cao " khu v c thành ph và khu công nghi p có nh +ng ch tiêu k * thu t c tr ng nh sau: B$ng 2.1 Ch tiêu k * thu t Hng II Hng III Hng IV TCKT Chi u dài l n nh !t c a tuy n ( Km ) - Gi +a các im g c 40 15 4 8 - Gi +a các im nút 10 5 2 4 Kho $ng cách l n nh !t gi +a các m c - Khu v c xây d ng 2 0,2 0,2 ÷ 0,5 - Khu v c ch a xây d ng 5 0,8 0,5 ÷ 2 Sai s khép gi i h n c a tuy n 5 L 10 L 20 L 50 L (L tính b ng Km) (mm) (mm) (mm) (mm) Các công tác tr c a trên khu v c xây d ng ph $i d a trên h th ng cao th ng nh !t ã c l a ch n và thành l p trong giai on kh $o sát, thi t k công trình. )c im c a l i cao trong tr c a công trình là kho $ng cách gi +a các m c và chi u dài c a các tuy n c rút ng n, còn ph ng pháp o v /n nh l i cao nhà n c . 21 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 2.2. H TH NG CAO Do các m t thu chu n không song song v i nhau nên khi o chênh cao gi +a hai im theo các tuy n khác nhau ta v /n nh n c các k t qu $ không gi ng nhau, dù o không có sai s . Tu & thu c vào nguyên t c x lý s không song song c a các m t thu chu n, ng i ta phân bi t: h th ng cao th ng, cao chính và cao ng h c. - ) cao th ng c a m t im trên m t ! t là kho $ng cách t im !y n mt Kvazigeoid, tính theo ng dây d i . - ) cao chính là kho $ng cách t m t im n m t Geoid. - ) cao ng h c d a trên nguyên t c: các im trên cùng m t m t ng th có cao b ng nhau và l !y v 2 45% làm v 2 chu n khi tính cao ng hc. 2.3. C TÍNH CHÍNH XÁC L I CAO THI T K Tu & theo m c ích s d ng c a l i ho c tuy n cao mà xem xét, ánh giá chính xác c a y u t c tr ng trong l i nh m t m c ích, yêu c u t ra. Nu l i c dùng o v ' b $n % thì c n c tính sai s cao c a im yu nh !t c a l i và chênh cao yu nh !t phát tri n c !p l i ti p theo. 2.3.1. c tính ch t ch b ng ph ng pháp bình sai iu ki n Hình 2.1 Gi $ s có l i cao thi t k nh hình 2.1, s tr m o t ng ng trong t ng on o là n 1, n 2, n 3, n 4, n 5. Uc tính chính xác c a l i là xác nh sai s cao im y u II và chênh cao y u h 2. Thc hi n theo các b c sau: 1. Tính tr ng s - N u ch n tr ng s c a m t tr m o b ng 1thì SSTP tr ng s n v là SSTP trên 1 tr m o và 1 Pi = (2.1) ni - N u ch n tr ng s c a m t km ng o b ng 1thì SSTP tr ng s n v là SSTP trên 1 km ng o và 22 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 1 Pi = (2.2) Li 2. L p h ph ng trình iu ki n s hi u ch nh và hàm tr ng s (d ng b $ng) B$ng 2.2 ptk h ph ng trình k q =1/p F = h + h F = h tr o a b H2 1 2 h2 2 1 q1 0 1 1 0 2 q2 1 0 1 1 3 q3 1 0 0 0 4 q4 1 -1 0 0 5 q5 0 1 0 0 ; 3. Tính sai s * V i cao im y u II 1 m = µ (2.3) H2 P FH 2 * V i chênh cao y u h 2 1 m = µ (2.4) h2 PF h2 Trong ó < là SSTP tr ng s n v t ng ng v i tr ng s c ch n 2.3.1. c tính b ng ph ng pháp thay th tr ng s t ng ng Ph ng pháp này nh m ánh giá chính xác cao c a im y u trong li. Thay th tr ng s t ng ng t c là bi n (i l i " d ng b !t k & v d ng có mt im g c và m t im c n xác nh ( im c n xác nh này chính là im c n ánh giá chính xác) b ng cách thay th tr ng s P 1 và P 2 b ng m t tr ng s t ng ng P 3. Có hai quy t c thay th nh sau: - Quy t c 1: p1 p2 P3 = (2.5) p1 + p2 Hình 2.2 - Quy t c 2: 23 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình p3 = p 1 + p 2 (2.6) Hình 2.3 2.3.2. M c cao 1. Yêu c 0u # i v i m #c cao B$o $ m (n nh c a tâm m c. Có k t c !u phù h p b $o v m c lâu dài. Kt c !u m c n gi $n d = dàng s $n xu !t hàng lo t. 2. Phân b # m #c , khu v c thành ph , m c th ng c g n trên t ng nhà kiên c ho c các công trình xây d ng ã có tr c hai n #m k t khi t m c. M c g n " trên t ng có t m cao 0,3-0,6m so v i m t ! t. , m .i nhà, không t quá m t m c. Không t m c g n ng s t. Trong tr ng h p không có nhà kiên c thì ph $i t m c chôn nông và " n i có m c n c ng m sâu h n 4m. Lúc ó d ng m c c c là thích h p, vì có (n nh cao, n gi $n và kinh t . , các công trình u m i thu l i - thu in, yêu c u (n nh c a m c li càng quan tr ng. Vì v y có th dùng m c bê tông c t thép. Trong tr ng h p quan tr c lún có khi ph $i s d ng m c chôn sâu. ) i v i nh +ng công trình hi n i, m c c t theo thi t k riêng. 2.4. C IM O CAO TRONG TR !C " A CÔNG TRÌNH 2.4.1. c im chung - Trong tr c a công trình, vi c o cao c th c hi n theo quy ph m o cao h ng I, II, III, IV nhà n c nhng c n c bi t chú ý b $o $ m (n nh c a máy và mia, gi $m $nh h "ng x !u c a iu ki n ngo i c $nh n k t qu $ o. - Khi o cao h ng II, III " khu v c x y d ng, chân máy nên t trên n n bê tông, tránh n ng d i tr c ti p vào chân máy. - ) gi $m $nh h "ng chi t quang ng c n ch n th i gian o thích h p: o vào ngày râm mát, có th o ban êm. - Các ph ng pháp o cao ch y u trong tr c a công trình: + )o cao hình h c tia ng m ng n; + )o cao l ng giác tia ng m ng n; + )o cao thu t 2nh. 24 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 2.4.2. c im c a ph ng pháp o cao hình h c tia ng m ng n V chính xác: Chênh cao gi +a các im cách nhau 10 - 15m c xác nh v i chính xác 0,03 - 0,05 mm; Chênh cao gi +a các im cách nhau tr #m mét c xác nh v i chính xác 0,1 - 0,2mm. Các bi n pháp làm gi $m $nh h "ng c a các ngu %n sai s : - Ch n máy: s d ng các lo i máy có hình $nh hai u b t thu ti p xúc dng parapol v i chính xác cao nh !t ho c máy t ng cân b ng Ni002, Ni007 - Xác nh c n th n giá tr kho $ng chia c a b o c c nh . - L p máy chuyên dùng cho phép thay (i u n chi u cao c a máy. - S d ng v ch ng m chuyên dùng cho phép nâng cao chính xác c s . - Tránh $nh h "ng c a nhi t gi + (n nh c a giá tr góc i. 2.4.3. c im c a ph ng pháp o cao l ng giác tia ng m ng n )o cao l ng giác có th c ti n hành theo các ph ng pháp: - )o m t chi u. - )o hai chi u ( o i o v ) - )o t gi +a. Có th o góc ng V ho c góc thiên nh Z. Công th c tính chênh cao tu & thu c vào t ng lo i máy. Th i gian o t t nh !t là khi hình $nh rõ nét. V mùa ông $nh h "ng chit quang l n. Lý thuy t và th c t ch ng t r ng n u t ( ch c o h p lý thì có th t chính xác x !p x chính xác theo quy nh cho h ng III. 2.4.2. c im c a ph ng pháp o cao thu t nh (th y chu n th y t nh) Trong tr ng h p không gian ch t h >p, không th s d ng máy thu bình và mia thì dùng ph ng pháp o cao thu t 2nh. V i máy móc c ch t o tinh vi, chính xác c a ph ng pháp này t ng ng chính xác c a ph ng pháp o cao hình h c. 25 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình CH NG III O V 3 B 4N 5 " A HÌNH T 6 L L N 7 CÁC KHU V 8C XÂY D 8NG Mc tiêu - Ki n th c + Nêu c c im c a b $n % t l l n + Nêu c ph ng pháp xác nh chính xác o trên b $n % + Nêu c các c !p h ng, d ng l i kh ng ch trong o v ' b $n % a hình t l l n khu v c xây d ng + Trình bày c n i dung các ph ng pháp o v ' chi ti t - K n !ng + Xác nh c chính xác o trên b $n % + Thành l p c l i kh ng ch trong o v ' b $n % a hình t l l n + Th c hi n c các ph ng pháp o v ' chi ti t - Thái : Trung th c, c n th n, t m , chính xác. 3.1. C IM B 4N 5 T 6 L L N 3.1.1. Phân lo i và c im c a b "n # B$n % a hình t l 1:500 - 1:5000 c g i là b $n % t l l n. Da vào ý ngh 2a có th phân lo i: 1. B9n : t ; l $ l n c + b 9n Thành l p theo quy nh chung c a c quan qu $n lý nhà n c gi $i quy t nh +ng nhi m v a hình c b $n. ) a hình và a v t c bi u di =n theo ký hi u hi n hành. 2. B9n : chuyên ngành )c thành l p theo các yêu c u k * thu t c a chuyên ngành, có th s d ng các ký hi u b ( sung. Trong nhóm b $n % chuyên ngành có b $n % a hình công trình. Lo i ban % này c thành l p d i d ng b $n % và m t c t, là tài li u c s " v a hình ph c v cho kh $o sát, thi t k xây d ng và s d ng công trình. B$n % a hình công trình bao g %m B$n % kh $o sát, b $n % hoàn công và b$n % ki m kê. a. B 9n : kh 9o sát )c thành l p kh $o sát, l a ch n ph ng án t i u c a tuy n ho c khu vc xây d ng công trình. B $n % lo i này có th c s d ng thi t k công trình. b. B9n : hoàn công )c thành l p khi xây d ng xong công trình, nh m ki m tra s phù h p ca thi công so v i thi t k . c. B9n : ki m kê 26 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình )c thành l p trong quá trình s d ng công trình, nh m ki m tra, b $o d1ng và s a ch +a công trình. 3.1.2. Các ph ng pháp ch y u thành l p b "n # - )o v ' l p th và o v ' t (ng h p b ng hình $nh. - )o v ' tr c ti p " m t ! t: bàn c, toàn c, kinh v 2 k t h p o cao b m t. - B $n % s : m t ph ng pháp thành l p b $n % d a trên nh +ng thành t u ca in t - tin h c. 3.1.3. Các y u t c n thi t $c bi u di %n trên b"n # t l l n + )ng % ng m c và cao c a t !t c $ các im c tr ng. + Nhà c a, các công trình xây d ng, h th ng thu l i, giao thông, ng ng, dây d /n, sông ngòi, ao h % và các hi n t ng a ch !t trên m t nh s t l ", t g/y 3.1.4. chính xác, chi ti t và y c a b "n # 1. chính xác )c c tr ng b ng sai s trung ph ng t (ng h p c a v trí m t ph ng và cao c a im a v t, a hình. Sai s trung ph ng v trí m t ph ng c a im c xác nh theo công th c: 2 2 mp = mx + my (3.1) Trong ó m x và m y là sai s trung ph ng tung và hoành c a im, c o trên b $n % . Theo s li u kh $o sát thì: m p = ± 0,5 mm ) i v i công tác thi t k , yêu c u quan tr ng là sai s v trí im t ng h . gi +a các v t ki n trúc quan tr ng không v t quá 0,2mm. Nu theo yêu c u này và công tác thi t k c ti n hành trên b $n % thì chính xác c a b $n % ph $i r !t cao. 2. chi ti t )c c tr ng b ng m c % ng d ng c a các y u t bi u di =n trên b $n % so v i th c tr ng c a chúng " th c a. )iu ó có ngh 2a là m c khái quát a v t, a hình. B $n % t l càng l n, chi ti t càng cao. ) i v i b $n % t l l n, sai s do khái quát a v t rõ nét không c v t quá 0,5mm. 3. 0 y )c c tr ng b ng m c dày c c a các i t ng c n và có th bi u di =n trên b $n % . ) y c bi u th b ng kích th c nh nh !t c a i t ng và kho $ng cách nh nh !t gi +a các i t ng " th c a c n ph $i c bi u di =n trên b $n % . 3.1.5. T l b "n # T l b $n % a hình công trình c xác nh tu & thu c theo các y u t 27 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình sau: - Nhi m v thi t k ph $i gi $i quy t trên b $n % . - Giai on thi t k . - M c ph c t p c a a v t, a hình. - M t c a các ng ng, dây d /n Trong ó có tính n yêu c u v chính xác, chi t t, y c a b $n %, các ph ng pháp thi t k và b trí công trình. Thi t k càng chi ti t, công trình càng ph c t p thì yêu c u t l b $n % càng ln. T giai on thi t k chi ti t c n s dng b $n % các t l nh sau: 1- B $n % t l 1:10 000 v i kho $ng cao u h = 1 ÷ 2 m c dùng ch n tuy n, ch n a im xây d ng công trình, thi t k s b , xác nh di n tích, kh i l ng h % ch a 2- B $n % t l 1:5000, h = 0,5 ÷ 1 m c dùng thành l p b $n % c s ", t(ng bình % thành ph , khu công nghi p, thi t k % án khu v c xây d ng, thi t k công trình d ng th ng, thi t k h * thu t t i tiêu. 3- B $n % t l 1:2000, h = 0,5 ÷ 1m c dùng thi t k k * thu t công trình công nghi p, dân dng, thu l i, h th ng ng d /n, b $n v ' thi công t i tiêu. 4- B $n % t l 1:1000, h = 0,5m c dùng thi t k thi công công trình " khu v c ch a xây d ng, t (ng bình % khu xây d ng thành ph , thi t k chi ti t công trình ng m, thi t k quy ho ch m t th ng ng. 5- B $n % t l 1:500, h = 0,5m c dùng thi t k thi công trình " thành ph , khu công nghi p, o v ' hoàn công các công trình. 3.1.6. Kho "ng cao u Kho $ng cao u c xác nh tu & thu c vào các y u t sau: - Yêu c u thi t k và c im ca công trình. - ) chính xác c n thi t v cao và d c c a công trình. - M c ph c t p và d c c a a hình. Kho $ng cao u c ch n nh nh !t khi thi t k h th ng t i tiêu, kênh t ch $y, u m i thu l i. Theo s li u nghiên c u, có th coi sai s trung ph ng bi u di =n a hình " vùng %ng b ng là: 1 m = h (3.2) H 5 ) i v i b $n % a hình công trình, ch n kho $ng cao u nh sau o h = 0,5m cho t l 1 : 500, 1 : 1000 " % ng b ng và vùng %i có γ < 6 1 : 2000, 1 : 5000 " % ng b ng. h = 1,0m cho t l 1 : 500, 1 : 1000 " vùng núi. 1 : 2000, 1 : 5000 " vùng núi. h = 2,0m cho t l 1 : 2000, 1 : 5000 " vùng núi. 28 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 3.2. CHÍNH XÁC O TRÊN B 4N 5 3.2.1. chính xác xác nh kho "ng cách )o to c a hai im A và B trên b $n % và tính kho $ng cách S theo công th c: 2 2 2 S = (X B - X A) + (Y B - Y A) (3.3) Coi sai s o hoành và tung b ng nhau, t c: mXA = m YA = m KA mXB = m YB = m KB và sai s v trí im A và im B b ng nhau: mA = m B = m P Theo quy t c tính sai s trung ph ng c a hàm, ta tính c: ms = m P (3.4) Do ó, n u to c a hai im c o cùng chính xác và không t ng quan v i nhau thì sai s xác nh kho $ng cách gi +a hai im !y b ng sai s v trí ca m t im. 3.2.2. chính xác xác nh m t h ng )o to c a hai im A và B trên b $n % và tính góc nh h ng α theo công th c: yB −y A tg α = (3.5) xB −x A Coi sai s o hoành và tung b ng nhau: mXA = m YA = m KA mXB = m YB = m KB và sai s v trí im A và B b ng nhau: mA = m B = m P Theo quy t c tính sai s trung ph ng c a hàm, ta có: m“ = mp ρ” (3.6) α S . Trong ó S là kho $ng cách gi +a hai im A và B. 3.2.3. chính xác xác nh góc Theo hình 3.1: 29 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình B αAC αAB A β C Hình 3.1 Góc β = αAC - αAB y −y y −y ho c: β = arctg C A − arctg B A (3.7) xC −x A xB −x A Coi sai s hoành và tung b ng nhau và sai s v trí im A, B, C nh nhau, t c là: m A = m B = m C = m P Theo quy t c tính sai s trung ph ng c a hàm, ta có: ’ 2 2 2 1 1 cos β mβ = ρ mp 2 + 2 - (3.8) SAB SAC SAB .S AC 3.2.4. chính xác xác nh chênh cao và d c trên b "n # )o cao H A, HB ca hai im A và B trên b $n % nh hình 3.2. B h HB A S HA HÏnh 3.2 Chênh cao h tính theo công th c: h = H B - H A (3.9) ) d c tính theo công th c: h i = (3.10) S 30 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Coi m HA = m HB = m H và không t ng quan thì: mh = m H 2 (3.11) m 2 m = mh = H (3.12) i S S 3.2.5. chính xác xác nh di n tích Di n tích D c a m t tam giác b !t k & g %m n nh c ký hi u theo th t 1, 2, ,n và x i, y i; (i=1,2 n) là to nh I, c tính theo công th c: 1 D = {}x1(y2 - yn) + x2(y3 - y1) + + xn(y1 - yn-1) (3.13) 2 T công th c (3.13), theo quy t c tính sai s trung ph ng c a hàm, coi sai s trung ph ng v trí các nh c a a giác là nh nhau và m xi = m yi = m p/ 2, ta có: mp 2 2 2 2 mD = d1.3 + d2.4 + + d(n-1).1 + dn.2 (3.14) 2 2 Trong ó d i(i+2) là dài ng chéo t m t im nh, b qua im trung gian, n im ti p theo. 3.3. L I KH NG CH O V 3 B 4N 5 T 6 L L N 3.3.1. C &p h ng, chính xác và m t C s " tr c a o v ' b $n % t l l n là l i tr c a nhà n c các c !p hng, l i t #ng dày và l i o v '. Các c !p h ng c a l i tu & thu c di n tích khu v c o v ' và có th t (ng h p trong b $ng 3.1. B$ng 3.1. Kh ng ch c s " Kh ng ch o v ' Di n tích o Mt b ng v' (Km 2) ) cao Mt b ng ) cao Li nhà n c T#ng dày >200 II,III,IV 1,2 II,III,IV Tam giác Thu 50 ÷ 200 III, IV 1,2 II,III,IV nh , chu n 10 ÷ 50 IV 1,2 III,IV ng k* 5 ÷ 10 IV 1,2 IV chuy n thu t 2,5 ÷ 5 - 1,2 IV kinh v 2 1 ÷ 2,5 - 2 IV p, c !p h ng c a l i th ng c nâng cao h n so v i s li u ghi trong b $ng trên. - ) i v i khu v c nông thôn các yêu c u v c !p h ng l i có th th !p h n. 31 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình - Khi o v ' khu v c công nghi p thì các c !p h ng l i c thành l p theo yêu c u riêng. - ) o v ' a hình khu v c và b trí công trình không nh +ng ph $i quan tâm n sai s t ng i c a các i l ng mà còn c n ph $i tính n sai s tuy t i ca chúng. Do ó ph $i thi t k l i có c nh ng n và h n ch chi u dài tuy n ng chuy n, tuy n thu chu n. 3.3.2. L i kh ng ch mt b ng 1. Mt im ) i v i khu v c xây d ng, m t im c a l i nhà n c không nh h n 1 im/5Km 2. Sau khi t #ng dày ph $i t 4 im/Km 2, v i khu v c ch a xây d ng ph $i t 1 im/Km 2. 2. S# b c phát tri n - ) gi $m s tích lu * sai s thì h th ng li càng ít b c càng t t. ) i v i khu v c l n và v a, a hình ph c t p, h th ng kh ng ch th ng bao g %m: l i tam giác, l i ng chuy n và ng chuy n kinh v 2. - , thành ph l n và khu công nghi p liên h p, th ng thành l p l i h ng II ho c III v i chi u dài c nh 5-8 Km trên toàn b di n tích c a khu v c. T #ng dày bng l i h ng IV (ho c ng chuy n h ng IV) theo t ng khu v c xây d ng. - Khi thi t k l i c n chú ý n kh $ n #ng s d ng t i a các im c a l i o v ' và b trí công trình. - Nh ã trình bày trong ch ng 1, s b c l i và h s gi $m chính xác ph thu c vào yêu c u c a công tác o c công trình. Gi $ s l i có n b c, sai s o c a m .i b c là m 1, m 2, m 3, ,m n t hì sai s t(ng h p c a b c th n là 2 2 2 2 2 mon = m 1 + m 2 + m 3 + + m n Nu h s gi $m chính xác K là nh nhau thì: 1 1 1 mon = m n 1+ 2 + 4 + + 2(n-1) (3.15) K K K Ho c n-1 mon . K mn = 2 4 2(n-1) (3.16) 1 + K + K + + K ) i v i b $n % t l 1:500, yêu c u m on = 0,2mm. M = 10cm, k t qu $ tính theo công th c (3.16) i v i l i có 3 b c, 4 b c và các h s K khác nhau c ghi " b $ng 3.2. T b $ng 3.2 ta th !y khi t #ng s b c phát tri n c a h th ng l i và t #ng giá tr K thì yêu c u chính xác i v i l i b c trên t #ng. 32 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình B$ng 3.2 Sai s trung ph ng v trí im (cm) 3 b c 4 b c K Tam Tam Tam )a )o )a )o Giác Giác giác giác V' giác v' hng III hng IV 2 3,8 5,3 7,8 1,6 3,6 5,2 7,3 2 2,2 4,4 8,7 1,1 2,2 4,3 8,7 2,5 1,5 3,7 9,2 0,9 1,5 3,7 9,2 3 1,0 3,1 9,4 0,35 1,1 3,2 9,5 3.3.3. L i kh ng ch cao Cn b $o $ m sai s cao gi +a hai im k nhau không quá 2 ÷ 3mm tho $ mãn các yêu cu: - Bi u di =n a hình v i kho $ng cao u nh nh !t (0,25 ÷ 0,5m). - Chuy n quy ho ch m t th ng ng ra th c a. - Xây d ng các h th ng t ch $y v i sai s 5 - 10mm. - B trí và l p ráp công trình. Sai s cao im y u nh !t so v i im g c không v t quá 10 ÷ 15mm nh m b $o $ m l p t úng cao t ng ph n c a công trình và ki m tra nghiêng v i sai s không v t quá 1/5 ÷1/10 giá tr nghiêng. 3.3.4. L i kh ng ch o v 1. Kh #ng ch o v 33 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Tng l i nh cho phép thành l p 10 ÷ 20 tam giác tu & thu c vào t l b $n %. T (ng chi u dài c a l i tam giác nh không v t quá chi u dài t ng ng c a ng chuy n kinh v 2 ã nêu " trên. C nh áy c a l i tam giác nh c o " chính xác 1:5000. Trên khu v c xây d ng có th s d ng các a v t c nh nh góc nhà, tâm ca n p gi ng ga c a công trình ng m làm im kh ng ch o v '. 2. Kh #ng ch o v < cao ) cao c a các im kh ng ch o v ' th ng c xác nh b ng ph ng pháp o cao k * thu t. - Ph ng pháp o cao hình h c c s d ng khi o v ' b $n % a hình v i kho $ng cao u h = 0,5 ÷ 1m. - Ph ng pháp o cao l ng giác c s d ng khi o v ' v i kho $ng cao u h = 2,0m và l n h n. Sai s cao c a im kh ng ch o v ' so v i cao im c s " g n nh !t không c v t quá h/10 " vùng %ng b ng và h/6 " vùng núi. a. o cao hình h (c Dùng mia hai m t ho c mia m t m t nh ng ph $i o " hai chi u cao c a máy. Kho $ng cách t máy n mia không quá 150m. Sai s khép cho phép c a tuy n: fhcp = ±50 L (mm) (3.17) L - chi u dài c a tuy n tính theo n v Km. Khi s tr m máy trên 1 Km l n h n 25 thì fhcp = ±10 n (mm) (3.18) n - s l ng tr m máy trên toàn tuy n. Trong tr ng h p o v ' v i kho $ng cao u h = 0,5m, chi u dài cho phép ca tuy n o cao gi +a hai im c s " là 8Km; chi u dài cho phép c a tuy n gi +a hai im nút là 4Km. Khi h = 1 m, chi u dài tuy n c t #ng g !p ôi. b. o cao l ?ng giác Chi u dài tuy n o cao không quá 2Km, o 2 chi u thu n ngh ch. Sai s khép cho phép cu $ tuy n: fhcp = 0,04S tb n (3.19) Stb - chi u dài trung bình c a c nh o, tính theo 100m. n - s c nh c a tuy n. n ΣΣΣ .S 1 Vì S = tb n 34 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình n 0,04 ΣΣΣ .S 1 Nên f = (3.20) hcp n 3.4. PH NG PHÁP O V 3 TR 8C TI P TRÊN M T @ T 3.4.1. o v khu v c xây d ng 1- Ph + ng pháp to c c (th /ng là ph + ng pháp toàn c) Trong ph ng pháp này có th dùng máy kinh v 2 và th c thép ho c dùng máy toàn c in t . Nh hình 3.3, A, B là các im kh ng ch ã bi t t a và cao. )o i, 0, D, Z (ho c V) và l, tính c t a và cao c a im c n o 1. X1 = X A + D A1 cos( 5AB + 0) (3.21) Y1 = Y A + D A1 sin( 5AB + 0) (3.22) H1 = H A + D A1 cotgZ + i – l (3.23a) Ho c H1 = H A + D A1 tgV + i – l (3.23b) B 1 0 A DA1 HÏnh 3.3 2. Ph + ng pháp giao h i góc Ti hai im ã bi t ta A và B, o góc 01 và 02. Tính c t a im K. K z 01 02 A B Hình 3.4 35 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình XK = X A + D AKcos( 5AB - 01) (3.24) YK = Y A + D AKsin( 5AB - 01) (3.25) DAB sin β 2 Vi DAK = (3.26) sin( β1 + β 2 ) 3. Ph + ng pháp giao h i c nh Ti hai im ã bi t ta A và B, o c nh S1 và S 2. Tính S 2 + S 2 − S 2 β = arccos AB 1 2 (3.27) 2S1S2 Sau ó tính t a im K nh giao h i góc. K z S1 S2 0 A B Hình 3.5 4. Ph + ng pháp to vuông góc A, B là hai im ã bi t t a , T im c n xác nh 1 h ng vuông góc vi AB oc 1’. )o S 1 và S 2 s ' tính c t a c a im 1 (hình 3.6). 1 S2 A S1 1í B HÏnh 3.6 Ta im 1 là o X1 = X A + S 1 cos 5AB + S 2 cos( 5AB ä 90 ) (3.28) o Y1 = Y A + S1 sin 5AB + S 2 sin( 5AB ä 90 ) (3.29) 3.4.2. o v khu v c ch a xây d ng 36 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 1. Ph+ ng pháp toàn c Ph ng pháp này c ng d ng " khu v c nh , a hình ph c t p. M t im kh ng ch o v ' trên m t b $n v ' tu & thu c t l b $n % và c im khu v c o v '. ) i v i b $n % t l 1 :500 s l ng im kh ng ch o v ': 10 im ) i v i b $n % t l 1 : 1000 s l ng im kh ng ch o v ': 20 im ) i v i b $n % t l 1 : 2000s l ng im kh ng ch o v ': 50 im ) i v i khu v c ít có a v t rõ ràng thì m t im có th gi $m m t n a. Có th t #ng dày l i kh ng ch o v ' b ng ng chuy n th c khi o v ' b$n % t l 1:1000 và 1:2000. Hn sai c a ng chuy n th c : fβcp = 1’ n+1 (3.30) n - s c nh c a ng chuy n [S] f = (3.31) Scp T n [S] - chi u dài toàn tuy n. Chi u dài t i a, khi t l o v ' 1 : 1000 là 300m v i n = 3 Chi u dài t i a, khi t l o v ' 1 : 2000 là 600m v i n = 4 1/T - sai s t ng i o c nh. ) i v i tachéometre : 1/T = 1/400 Khi o v ' b $n % t l 1:500, c nh c a ng chuy n t #ng dày ph $i c o bng th c thép ho c máy o dài quang h c. Trong tr ng h p này 1/T = 1/1000. Mt s quy nh i v i ph ng pháp toàn c c nêu trong b$ng 3.3. Bng 3.3 T l o v ' Kho $ng cách t i a (m) 1 : 500 1 : 1000 1 : 2000 h = 0,5m h = 0,5m h = 0,5m h = 1,0m T máy n im a hình 100 150 200 250 T máy n im a v t rõ 60 80 100 100 T máy n im a v t không rõ 80 100 150 150 Gi +a các im mia 15 20 40 60 2. Ph + ng pháp o cao b m &t Ph ng pháp này c ng d ng " khu v c xây d ng công trình có a hình bng ph ng và yêu cu chính xác cao i v i bi u di =n a hình. )o cao b m t c ti n hành v i nh +ng im mia t o thành các ô vuông 20x20m i v i b $n % t l 1:500; 30 x 30m i v i b $n % t l 1:1000 và 40x40m i v i b $n % t l 1:2000. Theo nh c a các ô vuông b trí ng chuy n kinh v 2 và o cao k * thu t. 3.5. B 4N 5 S Theo ph ng pháp truy n th ng, b $n % th ng c v ' trên gi !y ho c các v t li u thay th gi !y mô ph ng hi n tr ng m t ! t. Lo i b $n % này khó có th 37 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình áp ng c yêu c u ngày càng cao v chính xác, v kh $ n #ng s +a ch +a, b ( sung, c p nh t thông tin mà còn khó có th qu $n lý b ng máy tính. Ngày nay, trên c s " phát tri n c a in t -tin h c, vi c t ng hoá thi t k công trình ã tr " thành hi n th c và c ng d ng r ng rãi. T ó n $y sinh yêu cu th hi n thông tin a hình, a v t d i d ng gi $i tích: b $n % s . Vì v y có th hi u n gi $n b $n % s là lo i b $n % trong ó các thông tin v m t ! t nh to , cao các im chi ti t a hình, a v t u c bi u di =n bng s và thu t toán x lý chúng gi $i quy t các yêu c u c th . ) thành l p b $n % s c n có hai ph n ch y u: - Ph n c ng g %m các máy o c in t , máy tính in t , máy v ' b $n % . - Ph n m m thành l p b $n % s . Nhi u n c trên th gi i nh Thu ? s 2, ) c, M*, Anh, Nh t, Trung Qu c ã s $n xu !t, s d ng và bán các ph n m m thành l p b $n % s . 3.5.1. S li u ban u thành l p b "n # s Có th s d ng các s li u thu c t o c tr c ti p trên m t ! t, o $nh ho c o trên b $n % ã có. 1. o tr c ti p trên m&t t Các máy o c thu th p s li u tr c ti p trên m t ! t có hi u qu $ cao g%m máy toàn c in t và máy ghi chép in t . Máy toàn c in t có th t ng ghi chép s li u o c và k t qu $ tính toán vào m t b ph n l u. B ph n này có th c c nh trong máy toàn c in t ho c có th là s ( tay in t c n i v i toàn c in t b ng cáp in. Trong tr ng h p ch a có máy toàn c in t thì có th dùng máy toàn c thông th ng k t h p v i máy tính nh xách tay. Thông qua vi c l p trình và có th m " r ng dung l ng, máy tính nh xách tay b $o $ m c công vi c ghi chép, tính toán trong o c a hình. Tuy nhiên k t qu $ o c b ng toàn thông th ng và các thông tin có liên quan c a vào máy tính qua bàn phím nên d = có sai sót, nh m l /n trong quá trình thao tác. 2. o 9nh Thu th p s li u ban u b ng o $nh là ph ng pháp có hi u qu $ nh !t. Sau khi ch nh lý c p $nh, ti n hành o các im c tr ng c a a v t, a hình, t ng xác nh to , cao và mã hoá c tr ng c a các im ó. Trong máy tính, nh +ng s li u ó c x lý và a v h to th ng nh !t theo yêu c u. S phân b im trên mô hình l p th tu & thu c vào c im a hình và ph n m m c s d ng thành l p b $n % s . ) chính xác c a b $n % s ph thu c g n nh hoàn toàn vào chính xác ca s li u ban u. Vì v y, trong tr ng h p này, chính xác c a b $n % s ph thu c vào chính xác o $nh và t l $nh. 3. o trên b 9n : Trong giai on thi t k s b công trình th ng yêu c u không cao i v i chính xác c a b $n % , vì v y có th thành l p b $n % s d a vào s li u o trên b$n % a hình t l l n nh !t ã có. Trong tr ng h p này ng i ta g i là s hoá 38 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình b$n % . 3.5.2. Máy tính i n t ' và h th ng ph n m m Máy tính in t là c t lõi c a ph n c ng trong công ngh thành l p b $n % s , th c hi n nhi m v tính toán, hi n th % hình, giao di n gi +a ng i và máy, biên t p % hình H th ng ph n m m bao g %m: 1. Ph 0n m m x A lý s # li $u l i kh #ng ch khu v c Ph n m m này x lý s li u o ngo i nghi p bao g %m gi $i mã, hi u ch nh tr o, bình sai tr m máy, t ng s p x p im và thành l p k t c !u s li u m ng li, tính s hi u ch nh chi u hình cho các tr o, tính to g n úng các im, tính toán bình sai 2. Ph 0n m m biên t p b9n : ,a hình Sau khi ã n p s li u vào máy tính thì c #n c vào các lo i mã c a s li u có th t ng hình thành b $n % . Nh ng do tính ch !t ph c t p c a b $n % a hình, b $n % m i c hình thành không th tránh kh i sai sót. Do ó c n ph $i dùng hình th c giao di n ng i - máy ti n hành gia công biên t p. Ph n m m này bao g %m: hình thành b $n % , biên t p, chuy n sang máy v ' b $n % , chuy n sang máy in. 3. Ph 0n m m ch v < các ký hi $u và ghi chú trên b 9n : , a hình Ph n m m này b $o $ m ch t o và v ' các ký hi u hình, ng nét và các ki u ch +, ch + s . 4. Ph 0n m m v < /ng : ng m c C#n c vào các im a hình t ng n i suy, v ' ng % ng m c và t ng ghi chú cao. 5. Ph 0n m m s # hoá b 9n : , a hình Ph n m m này b $o $ m vi c chuy n b $n % a hình t l l n bng gi !y hi n có qua máy s hoá thành b $n % s , bao g %m c to im các y u t b $n % , chuy n ( i to , l u to và hi n th % hình, t o s th ng nh !t gi +a s li u o " th c a và s li u s hoá b $n % c - thành l p b $n % s . 39 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình CH NG 4 B TRÍ CÔNG TRÌNH Mc tiêu - Ki n th c + Trình bày c các khái ni m c b $n v b trí công trình + Nêu c chính xác yêu c u trong b trí công trình + Trình bày c n i dung ph ng pháp b trí góc, dài, cao, d c thi t k, b trí tr c c b $n + Trình bày c các ph ng pháp b trí chi ti t - K n ng + V n d ng c quy nh v chính xác trong b trí công trình + Th c hi n c các công tác b trí góc, dài, cao, d c thi t k và b trí chi ti t - Thái : Trung th c, c n th n, t m , chính xác. 4.1. KHÁI NI M 4.1.1. Khái ni m v b trí công trình B trí công trình là công tác tr c a nh m chuy n b $n thi t k công trình ra th c a. N i dung c a công tác b trí là xác nh v trí m t b ng, cao c a các im, th ng ng c a các k t c !u, các m t ph ng t tr ng c a công trình ang c xây d ng theo úng thi t k . Nh v y, v n i dung, b trí công trình là công vi c ng c l i v i o v ' b $n %. Trong o v ' b $n % , ng i ta o trên th c a, l !y s li u thành l p b $n %. ) chính xác o th ng là tu & thu c vào t l b $n % c n thành l p. Ng c l i trong b trí công trình, ng i ta d a vào b $n thi t k (bình %, m t c t) công trình xác nh các tr c, các im, các m t c tr ng c a công trình trên th c a v i chính xác theo yêu c u c a thi t k . C s " hình h c chuy n b $n thi t k ra th c a là các tr c d c, tr c ngang và cao c a m t quy c c a công trình. T !t c $ các kích th c thi t k u c xác nh t ong i so v i các tr c và cao !y. Nh v y, b trí công trình ph $i thành l p l i kh ng ch m t b ng và cao trên th c a. Các s li u chu n b cho công tác b trí u ph $i c tính trong h to này. 4.1.2. Các tr c c a công trình 1. Tr Bc chính Nu công trình có d ng tuy n thì tr c chính là tr c d c c a công trình. Tr c chính c a toà nhà là tr c i x ng ho c tr c theo tng bao. Tr c chính c a công trình c o n i v i l i tr c a c s ". 2. Tr Bc c + b 9n 40 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Là tr c c a các b ph n quan tr ng c a công trình và th ng có quan h ch t ch ' v i nhau. Các tr c c b $n c xác nh v i chính xác cao h n. 3. Tr Bc ph B tr ? Là tr c b trí các ph n chi ti t c a công trình. 4.1.3. cao trong công trình ) cao trong b $n thi t k công trình là cao quy c, c tính t m t m t quy c nào ó và ký hi u: lên trên v i d !u c ng (+); xu ng d i v i d !u tr (-). ) i v i m .i công trình, m t quy c ng v i m t cao tu ? t i nào ó và c ch rõ trong b $n thi t k . 4.1.4. Các giai on b trí công trình 1. B # trí c + b 9n T im kh ng ch tr c a b trí tr c chính c a công trình. T tr c chính b trí tr c c b $n. ) i v i công trình l n, th c hi n b trí c b $n ph $i xây d ng li c c b . Trong giai on này, yêu c u chính xác c 1 3 – 5 cm. 2. B# trí chi ti t T tr c chính và tr c c b $n b trí các tr c d c, ngang c a các b ph n c a công trình %ng th i b trí các im và m t ph ng theo cao thi t k . Giai on này nh m xác nh v trí t ng h . c a các y u t c a công trình nên yêu c u chính xác ph $i cao h n so v i giai on b trí c b $n, ph $i t chính xác 2- 3mm. 3. B # trí công ngh $ Công tác b trí trong giai on này nh m $ m b $o l p t và iu ch nh các kt c !u xây d ng và thi t b k * thu t. Giai on này òi h i chính xác cao nh !t 0,1-1,0 mm. 41 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình 4.2. CHÍNH XÁC B TRÍ CÔNG TRÌNH ) chính xác c a công tác b trí công trình th ng c quy nh nh trong b$ng 4.1. Bng 4.1 Sai s trung ph ng b trí C!p Cnh Mt chính )c im công trình xây d ng Góc Và tr c tr m xác (“) th ng cao ng (mm) 1 Kt c !u kim lo i ghép n i, bêtông úc s 9n 5 1:15.000 1 lp ghép theo kh p n i 2 Nhà cao h n 16 t ng, kh u > 36 m, 10 1:10.000 2 công trình cao h n 60m . 3 Kt c !u kim lo i, bê tông c t thép, thi 20 1:5.000 2,5 công theo c p pha tr t, nhà 5 – 10 tng,kh u 6-36m, công trình cao 15- 60m 4 Nhà d i 5 t ng, kh u d i 6m, công 30 1:3.000 3 trình cao d i 15m , óng c p pha t i ch ., nhà khung 4.3. B TRÍ GÓC, DÀI, CAO, D C THI T K 4.3.1. B trí góc thi t k Trên th c a cho tr c im B và h ng BA. C n b trí góc 0 theo thi t k , t c là ph $i t h ng BC sao cho góc ABC = 0. C 1. B# trí A 3S Bc 1 : )t và nh tâm máy C 30 o kinh v 2 t i B, ng m A, c s c l BA 01 trên bàn ngang (sao cho c s g n 0˚). B Bc 2 : Quay máy kinh v 2 n s c úng b ng lBA + 0, khoá bàn ngang, " kho $ng cách c n thi t trên Hình 4.1 hng ng m ánh d !u im C 1. Bc 3 : )$o ng kính, có v trí khác c a bàn ng (bên ph $i), ti n hành các thao tác t ng t , ánh d !u im C 2. Bc 4 : L!y v trí trung bình ca C1 và C 2 c im C. Lúc này góc ABC 42 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình = 0thi t k * ) b trí góc v i chính xác cao h n thì góc t c " l n u (góc ABC) c coi là g n úng. Ti n hành các b c ti p theo nâng cao chính xác b trí góc: Bc 5 : Ti n hành o l i nhi u l n góc ã t và xác nh c giá tr chính xác h n c a góc ó là 01. Bc 6 : Tính hi u s 30 = 0tk – 01 30 gi là s hi u ch nh góc Bc 7 : Tính ∆β 3S = S . (4.1) ρ” Trong ó S = BC. Bc 8 : T im C t vuông góc v i BC m t on CC o = 3S (v phía nào là tu & thu c 30) ta s ' t c góc ABC o = 0tk vi chính xác cao h n. 2. chính xác b # trí ) chính xác b trí góc ph thu c vào sai s o (ng m và c s ), sai s c a máy và sai s do ngo i c $nh. T (4.1) suy ra: m = S . m" 30 (4.2) 3S 6” Sai s nh tâm máy và nh tâm tiêu " B và A không $nh h "ng n chính xác c a b$n thân góc 0 mà ch làm cho h ng BC b lêch so v i th c t . Ví d B: Khi S = 300m, m 30 = ±1,5” , ta tính c m 3S = ±2,2mm. Vi sai s chuy n d ch CC o nh v y thì trên th c a dùng th c có kho $ng chia n mm, d = dàng th c hi n c. 4.3.2. B trí chi u dài thi t k T im A, theo h ng AB cho tr c, c n b trí chi u dài có hình chi u ngang b ng giá tr thi t k ( ltk ). B A 3l Bí lo ltk HÏnh 4.2 1. B # trí Bc 1 : Trên th c a, t im A t kho $ng cách nh thi t k ã cho và ánh d !u im cu i B’ (Hình 4.2). Bc 2 : )o l i kho $ng cách này nhi u l n b ng th c thép ho c b ng máy o dài in t và ti n hành hi u ch nh t !t c $ các sai s vào k t qu $ o, ta nh n c k t 43 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình qu $ ngang c a on AB’ = l o. Bc 3 : Tính: 3l = l tk – l o. Bc 4: T B’, trên h ng AB’ cho tr c và theo d !u c a 3l t m t on b ng 3l s' thu c im B. Chi u dài AB b ng chi u dài thi t k v i chính xác cao h n. 2. chính xác b # trí ) chính xác b trí chi u dài ph thu c vào chính xác o kho $ng cách AB’, có ngh 2a là: m@l = m o (4.3) Trong tr ng h p dùng máy o dài in t thì vi c b trí chi u dài n gi $n hn vì máy o dài in t t ng cho kho $ng cách ngang. Trong tr ng h p dùng th c thép ã ki m nghi m b trí chi u dài thì cn chú ý r ng s hi u ch nh khi b trí chi u dài có d !u ng c l i so v i s hi u ch nh khi o chi u dài gi +a hai im cho tr c. Ví d B: Thc thép ã ki m nghi m có ph ng trình: 2 2 lt = l o + lk + lto (t – t o) + lto (t – t o) (4.4) Các s hi u ch nh cho chi u dài c nêu trong b $ng 4.2 B$ng 4.2 S hi u ch nh Khi o Khi b trí S hi u ch nh ki m +3lk -3lk nghi m 2 2 2 2 S hi u ch nh do nhi t {5lto (t-to) + 0lto (t - t o)} -{5lto (t-to) + 0lto (t - t o)} 2 4 2 4 S hiu ch nh do h h h h - − 3 + + 3 nghiêng m t ! t (chênh 2lt 8lt 2lt 8lt cao) lt - chi u dài c a th c " nhi t t, khi o. lo - chi u dài danh ngh 2a c a th c. lto - chi u dài c a th c " nhi t t o, khi ki m nghi m. lk - s hi u ch nh chi u dài ki m nghi m. 5, 0 – các h s giãn n " c a thép. 4.3.3. B trí cao )ô cao thi t k c b trí t m c cao g n nh !t b ng cách s d ng cao tia ng m. Gi $ s A là m c c s " có cao H A, P là im c n b trí có cao thi t k Htk . (Hình 4.3). 1. B # trí 44 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Bc 1 : )t máy thu bình " kho $ng gi +a AP, c s trên mia d ng " A là a. Bc 2 : Tính cao c a tia ng m Hj theo công th c ã bi t: Hj = H A + a b P Hj a A Htk HA HÏnh 4.3 Bc 3 : Tính s c c n thi t (b) trên mia t i P HA + a = H tk + b b = H A + a -Htk b = H j - H tk (4.5) Bc 4: Ti P, nâng ho c h mia có s c trên mia úng bng b. Khi ó v trí 0m c a mia s ' có cao H tk . )ánh d !u im P. ) ki m tra, có th o l i cao v ch ã ánh d !u và ti n hành hi u ch nh. Trong tr ng h p mu n chuy n cao theo ph ng pháp th ng ng, ng i ta c -ng ti n hành t ng t : Tr c h t ánh d !u cao tia ng m và sau ó dùng th c treo, t v ch cao tia ng m t tr c ti p (lên trên ho c xu ng d i) m t cao c n thi t có cao c n chuy n. 4.3.4. B trí ng th ng và m t ph ng có d c thi t k : ) b trí ng th ng và m t ph ng có d c thi t k , có th dùng máy kinh v 2 ho c máy th y bình. 1 2 A B máy 3 D C HÏnh 4.4 1. B# trí /ng th 'ng có d #c thi t k 45 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Tr c h t trên ng th ng thi t k , b trí hai im A và B có cao b $o $m d c thi t k . )t máy sao cho hai c cân song song v i hai ng th ng AB. Dùng hai c cân này ( c cân 1 và 2 trong hình 4.4) iu ch nh tia ng m sao cho s c trên mia A và B b #ng nhau (b ng a). Nh vây, tia ng m ã " d c thi t k . Ti các im trên ng th ng AB, t và iu ch nh mia sao cho có s c bng a, m t mia s ' n m trên ng th ng có d c thi t k . 2. B # trí m &t ph 'ng có d #c thi t k Tr c h t b trí các im A, B, C, D " cao $ m b $o cho m t ph ng ABCD có d c thi t k . )t máy iu ch nh 3 c cân sao cho s c trên 4 mia d ng t i A, B, C, D bng nhau (bng a) Nh v y tia ng m ã quét thành m t m t ph ng có d c thi t k. Ti các im khác, khi s c trên mia b ng a thì mia n m trong m t ph ng có d c thi t k . Trong tr ng h p dùng máy kinh v 2 thì t bàn ng úng theo góc nghiêng thi t k và c nh ng kính, lúc ó tia ng m " d c thi t k . Nu dùng máy th y bình ho c máy kinh v 2 LAZE thì vi c b trí ng th ng và m t ph ng có d c thi t k s ' nhanh chóng và có hi u qu $ cao h n. 4.4. CÁC PH NG PHÁP B TRÍ TR C C B 4N 4.4.1. Các ngu #n sai s "nh h ng ên chính xác b trí Tùy thu c vào d ng công trình, iu ki n o và yêu c u chính xác mà các tr c công trình c b trí theo ph ng pháp khác nhau: ph ng pháp t a c c, ph ng pháp ng chuy n thi t k , ph ng pháp t a vuông góc, ph ng pháp giao h i, ph ng pháp tam giác khép kín Có ba ngu %n sai s ch y u $nh h "ng n chính xác b trí là: - Sai s c a o c b trí, ký hi u m 1 Sai s o c b trí ph thu c vào ph ng pháp và % hình b trí. Giá tr m 1 c tính theo công th c ng v i t ng ph ng pháp và % hình b trí. - Sai s ánh d u im, nh tâm ký hi u m 2 (ho !c m d) Sai s ánh d !u im, nh tâm (máy, tiêu) ph thu c vào ph ng pháp chi u tâm ánh d !u im trên u m c. + N u dùng tiêu có d i tâm quang h c thì có th t m 2 = 1mm + N u dùng ti u có d i b ng dây d i thì có th t m 2 = 2 ÷ 3mm, th m chí ch có th t m 2 = 3 ÷ 5mm. + N u ng m trc ti p cây bút chì ho c que s t nh d ng trên u m c thì có th t m 2 = 1,5 ÷ 2mm. Nh v y sai s ánh d !u im và sai s nh tâm có th c d tính tr c, ngay khi thi t k công tác b trí. - Sai s c a s li u g c, ký hi u m 3 (ho !c m g) Nh v y, sai s trung ph ng t (ng h p c a b trí tr c c tính theo công 46 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình th c: 2 2 2 2 mo = m 1 + m 2 + m 3 4.4.2. Ph ng pháp to c c 1. Ph + ng pháp b # trí C1 ml To im 1, 2 và ph ng v α1,2 ã c xác nh t l i kh ng ch c s ". C To im C ã cho trong thi t k . l )im C c b trí " th c a b ng mβ cách d ng góc β và chi u dài ngang l. β và l c tính t s li u cho tr c và β theo các công th c sau: 1 2 HÏnh 4.5 yc - yl tg αl.c = (4.6a) xc - xl yc - yl xc - xl l = = (4.6b) sin αl.c cos αl.c β = αl.2 – αl.c (4.6c) 2. chính xác b # trí im C Sai s trung ph ng t (ng h p c a im c b trí theo ph ng pháp to cc là: 2 2 2 mβ 2 2 2 2 mo = m l + 2 l + m t.p + m g + m .d (4.7) ρ a. Sai s b trí m2 m2 = m 2 + l2 β (4.8) c l ρ2 Trong ó m l và m 0 là sai s b trí chi u dài và sai s b trí góc. b. "nh h #ng sai s nh tâm máy và nh tâm tiêu 2 2 2 l l ’ mt.p = m e 1 + 2 - cos β (4.9) b b Trong ó m e là sai s nh tâm c. "nh h #ng sai s c a s li $ g c l 2 l m 2 = m 2 1( + − cos β ) (4.10) g 2,1 b 2 b Trong ó m 1,2 là sai s trung ph ng v trí im g c. d. "nh h #ng sai s ánh d u im(m .d ) + N u dùng tiêu có d i tâm quang h c thì có th t m 2 = 1mm + N u dùng ti u có d i b ng dây d i thì có th t m 2 = 2 ÷ 3mm, th m chí ch có th t m 2 = 3 ÷ 5mm. 47 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình + N u ng m tr c ti p cây bút chì ho c que s t nh d ng trên u m c thì có th t m 2 = 1,5 ÷ 2mm. 4.4.3. Ph ng pháp ng chuy n thi t k Trong tr ng h p các im c n b trí " I II l xa các im kh ng ch c s " thì ph $i 3 %' lí 2 t m t s góc và c nh liên ti p nhau, β3 to thành ng chuy n thi t k . Hình l2 βí2 β2 4.6 lí 1 Khi gi +a các im cu i I và II βí1 β1 thông h ng thì o góc γ và γ’ có 2 iu ki n ki m tra t (ng các góc trong 1 HÏnh 4.6 a giác. N u yêu c u b trí im v i chính xác cao thì bình sai góc và tính to c a im I và II. So sánh to c tính v i to thi t k chuy n các im ó v v trí thi t k . Sai s t ng h . v trí im I và II c tính theo công th c: 2 2 2 2 mI.II = m I.1 + m II.2 + m I.2 (4.11) Trong ó: mI.1 , m II.2 - sai s c a im cu i ng chuy n so v i im u, tính theo các công th c ã bi t. m1.2 - sai s t ng h . v trí im 1,2 Trong tr ng h p m t im c a l i kh ng ch c s " r !t th a thì có th áp d ng ph ng pháp ng chuy n thi t k b trí các tr c bao quanh công trình t 1 im g c. 4.4.4. Ph ng pháp to vuông góc Ph ng pháp này th ng c ng d ng khi trên khu v c ã thành l p l i ô vuông xây d ng. - )im 1, 2 và 3 là các im ã bi t t a , c nh 12 trùng v i tr c y, c nh 13 trùng v i tr c x c a h tr c t a công trình (gi $ nh). - C n b trí im công trình C(xC, yC) bng ph ng pháp t a vuông góc. 1. Ph + ng pháp b # trí a. B # trí theo tu 0n t ∆∆∆y, βββ, ∆∆∆x Bc 1 : Tính các gia s to ∆x và ∆y ∆x = xC – x1 ∆y = yC – y1 Bc 2 : )t máy t i im 1, nh h ng im 2, t on ∆y trên tr c y, c im P. Bc 3: )t máy kinh v 2 t i P, nh h ng v im 2 m " góc 270 o, theo h ng ng m t on ∆x s' c im C c n b trí (Hình 4.7a). 48 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình x 3 C @x P 1 @y 2 y Hình 4.7a b. B # trí theo tu 0n t ∆∆∆x, βββ, ∆∆∆y x 3 @y K C @ x 2 1 y Hình 4.7b Bc 1 : Tính các gia s to ∆x và ∆y. ∆x = x C – x 1 ∆y = y C – y 1 Bc 2 : )t máy t i im 1, nh h ng im 3, t on ∆x trên tr c x, c im K. 49 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Bc 3: )t máy kinh v 2 t i K, nh h ng v im 3 m " góc 90 o, theo h ng ng m t on ∆y s' c im C c n b trí (Hình 4.7b). 2. chính xác b # trí Sai s trung ph ng im b trí C c tính 2 2 2 mC = m l + m g Trong ó + mC là sai s trung ph ng v trí c a im b trí C + ml là sai s trung ph ng b trí chi u dài, xu !t hi n khi b trí @x (ho c @y) và b trí góc. + mg là sai s trung ph ng s li u g c, chính là sai s v trí im c a im ã bi t t a . a. Sai s # b # trí (m l) Nu b trí theo tu n t : ∆y, β, ∆x thì sai s b trí s ' là 2 2 2 2 mβ 2 m1 = m ∆y + m ∆x + 2 ∆x (4.12) ρ Nu b trí theo tu n t : ∆x, β, ∆y thì: 2 2 2 2 mβ 2 m1 = m ∆x + m ∆y + 2 ∆y (4.13) ρ b. 4nh h Cng sai s # c a s # li $B g #c (m g) Nu b trí theo tu n t : ∆y, β, ∆x thì sai s b trí s ' là 2 2 ’ 2 2 ∆x ∆y ∆y mg = m 1.2 1 + 2 + 2 - (4.14) b b b 4.4.5. Ph ng pháp giao h i góc thu n Ph ng pháp này tr c ây th ng c ng d ng khi b trí công trình c u và công trình thu in. Các im 1 và 2 là hai im kh ng ch ã bi t t a . )im C c b trí bng ph ng pháp giao h i góc t im 1 và im 2. 1. Ph + ng pháp b # trí Dùng hai máy kinh v *, t % ng th i t i 1 và 2. o - Máy t t i 1 nh h ng v im 2, m " m t góc b ng 360 - β1 - Máy t t i 2 nh h ng v im 1, m " m t góc b ng β2 - Giao im c a hai h ng ng m chính là v trí im C c n b trí. 2. chính xác b # trí Sai s trung ph ng v trí im giao h i C c tính theo công th c m 2 (l 2 + l 2 ) m 2 = β 1 2 (4.15) ρ 2 sin 2 γ 50 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình C γ l 2 α1 α2 l 1 β1 β2 1 b 2 Hình 4.8 Nu k n sai s s li u g c và b qua sai s nh tâm thì sai s trung ph ng t (ng h p v trí im C là ≈ m 2 m 2 ’ m 2 = ∆ β + 2,1 (l 2 + l 2 ) (4.16) o ∆ 2 2 2 1 2 « ρ sin γ b Trong ó m 0 là sai s b trí góc, m 1,2 là sai s v trí im g c. 4.4.6. Ph ng pháp tam giác khép kín 1. Ph + ng pháp b# trí Sau khi b trí c im C b ng ph ng pháp giao h i góc thu n, ti n hành o l i góc β1, β2 và t máy t i C, o góc γ, (hình 4.8). Phân ph i sai s khép tam giác 12C cho 3 góc và tính to im C. So sánh to tính c v i to thi t k chuy n d ch im C vào úng v trí thi t k . 2. chính xác b # trí ) chính xác im C tính theo công th c l 2 + l 2 + l 2 ≈ m 2 ’ m 2 m 2 m 2 = 1 2 3 ∆ β ÷ + b l 2 + α l 2 (4.17) C 2 ∆ 2 ÷ 2 1 2 2 3sin γ « ρ ◊ b ρ Vi m b và m α là sai s c a ng áy giao h i b và ph ng v c a nó. 4.5. CÁC PH NG PHÁP B TRÍ CHI TI T 4.5.1. Ph ng pháp giao h i h ng chu n Trong ph ng pháp này v trí im c b trí là giao im c a hai h ng chu n (hai tr c). M .i h ng chu n c thành l p b ng máy kinh v 2 t hai im trên hai phía i di n ca công trình. Hình 4.9. Ph ng pháp này c áp d ng r !t ph ( bi n trong xây d ng dân d ng và 51 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình công nghi p khi các tr c th ng giao nhau mt góc vuông. 2í ) chính xác c a ph ng pháp giao h i h ng chu n (m o) ph thu c b vào chính xác h ng chu n (m C1 và 2 1í 1 mC2 ), $nh h "ng sai s s li u g c (m g) l1 và chính xác ánh d !u im trên th c l2 a (m d). 2 2 2 2 2 mo = m C1,2 + m g + m d (4.18). HÏnh 4.9 Sai s ch y u khi thành l p h ng chu n là sai s nh tâm máy, nh tâm tiêu, sai s ng m, sai s iu quang và sai s do $nh h "ng c a ngo i c $nh. N u cho r ng các ngu %n sai s ó c l p v i nhau, ta có: 2 2 2 2 2 2 mC = m t + m p + m ng + m q + m nc (4.19). 4.5.2. Ph ng pháp giao h i c nh Trong ph ng pháp này im c b trí là giao im c a hai on th ng xu !t phát t các im c a l i ô vuông xây d ng ho c các im c a ng chuy n. Nói m t cách chính xác h n, im c b trí là giao im c a 2 vòng tròn có bán kính và tâm là các on th ng và các im cho tr c. ) b trí im C và D c a công trình theo ph ng pháp giao h i c nh, khi ã bi t AB = b và ABCD là hình ch + nh t (Hình 4.10) ta ti n hành nh sau: T A t on th ng AD = l1’ t 2 2 B t on th ng BD = l2 = l1+b Giao im c a hai im cu i c a D C on th ng l1, l2 là im D c n b trí. Ti n hành t ng t , ta có im l1 l C. ) ki m tra, o on CD, chi u dài 2 on th ng này ph $i b ng b. A B Nh v y ta th !y n u dùng th c b thép b trí im thì chi u dài các HÏnh 4. 10 on th ng không nên v t quá chi u dài c a th c thép c s d ng. ) ánh giá chính xác c a ph ng pháp giao h i c nh, ta có th dùng công th c tính sai s trung ph ng c a im b trí theo ph ng pháp giao h i góc thu n. 2 ’2 2 ≈ ’2 2 2 sin β mβ1 2 sin β ∆mβ2÷ m = b 2 + b 1 ∆ ÷ (4.20) 4 4 ∆ ÷ sin γ ρ sin γ « ρ ◊ và chuy n ( i: 52 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình C sin β1 l2 sin β2 l1 m = ; = ml1 8 l2 sin γ b sin γ b Và l1 l2 mβ1 m2 mβ2 m1 = ; = ρ l1 ρ l2 1 2 1 2 Ta có: Hình 4.11 2 1 2 2 m = 2 (m l1 + m l2 ) (4.21) sin γ Nu các on th ng c t cùng chính xác, t c ml1 = m l2 = m l thì m 2 m = l (4.22) sin γ 4.5.3. Ph ng pháp t kho "ng cách theo h ng chu n Trong ph ng pháp này, kho $ng cách thi t k c t theo h ng chu n và im b trí t !t nhiên c -ng n m trên h ng chu n ó. H ng chu n c thành l p l1 l2 l3 bng máy kinh v 2 qua hai im g c I và I 1 2 II I’. Các im g c này là các im trên tr c chính ho c tr c c b $n c a công trình (Hình 4.12). HÏnh 4.12 Kho $ng cách thi t k c t b ng th c thép ho c inva và im b trí c ánh d !u trên th c a. ) ki m tra, c n o kho $ng cách t im b trí n im g c cu i c a h ng chu n (I’), t (ng các kho $ng cách ph $i b ng kho $ng cách cho tr c gi +a I và I’. Ngu %n sai s ch y u trong ph ng pháp này là sai s thành l p h ng chu n (m c) và sai s t kho $ng cách (m l). Anh h "ng t (ng h p c a các ngu %n sai s c xem là c l p này s ' là: “ 2 2 mcl’ ≈m ’ m2 = + ∆ l÷ l 2 (4.23) ρ” « l ◊ Ngoài ra, trong ph ng pháp này c -ng t %n t i $nh h "ng c a sai s s li u g c (m g) và sai s ánh d !u im (m d). 53 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình CH NG V QUAN TR !C BI N D NG CÔNG TRÌNH Mc tiêu - Ki n th c + Trình bày c các khái ni m c b $n v quan tr c bi n d ng công trình + Nêu c các yêu c u v m c và b trí m c trong quan tr c bi n d ng công trình + Trình bày c các ph ng pháp o c và x lý s li u trong quan tr c bi n d ng công trình - K n ng + Phân bi t các lo i chuy n d ch, bi n d ng công trình + Nh n bi t các lo i l i, các lo i m c dùng trong quan tr c bi n d ng công trình - Thái : T rung th c, c n th n, t m , chính xác. 5.1. KHÁI NI M 5.1.1. Phân lo i chuy n d ch bi n d ng công trình ) thu n ti n cho vi c nghiên c u, có th chia chuy n d ch công trình thành hai lo i: S tr %i lún: công trình b chuy n d ch trong m t ph ng th ng ng. Chuy n d ch ngang: công trình b chuy n d ch trong m t ph ng n m ngang. S chuy n d ch không u có th gây nên bi n d ng công trình. Các bi n d ng th ng g p là cong, v n xo n, r n n t. N u công trình b bi t dng nghiêm tr ng thì có th d /n n s c . 5.1.2. Nguyên nhân và c tính ca chuy n d ch bi n d ng công trình 1. Nguyên nhân a. Nhóm nguyên nhân liên quan n các y u t # t nhiên - Kh $ n #ng lún, tr t c a l p ! t á d i n n móng công trình và các hi n tng a ch !t công trình, a ch !t thu v #n; - S co giãn c a ! t á; - S thay (i c a các iu ki n thu v #n nh n c m t, n c ng m. b. Nhóm nguyên nhân liên quan n quá trình xây d ng và vn hành công trình - Anh h "ng tr ng l ng b $n thân công trình. - S thay ( i các tính ch !t c lý !t á do vi c quy ho ch c !p thoát n c. - S sai l ch trong kh $o sát a ch !t công trình, a ch !t thu v #n. - S suy y u c a n n móng công trình do thi công các công trình ng m d i công trình. 54 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình - S thay ( i áp l c lên n n móng công trình do xây d ng các công trình khác " g n. - S rung ng c a n n móng công trình do v n hành máy móc và ho t ng c a các ph ng ti n giao thông. 2. &c tính - ) lún tuy t i c a m t im là on th ng (tính theo chi u th ng ng) t m t ph ng ban u c a n n móng n m t ph ng lún " th i im quan tr c sau ó. - Các im " nh +ng v trí khác nhau c a công trình có lún b ng nhau thì quá trình lún c coi là lún u. Lún u ch x $y ra khi áp l c c a công trình và mc ch u nén c a ! t á " các v trí khác nhau c a n n là nh nhau. - ) lún không u (lún l ch) x$y ra do s chênh l ch áp l c lên n n và m c ch u nén c a ! t á không nh nhau. Lún không u là cho công trình b nghiêng, cong, v n, xo n và các bi n d ng khác. - Bi n d ng l n s ' có th d /n n hi n t ng gãy, n t " n n móng và t ng ca công trình. 5.1.3. M c ích và nhi m v quan tr c bi n d ng công trình 1. M Bc ích Quan tr c chuy n d ch bi n d ng công trình nh m xác nh m c chuy n dch bi n d ng, nghiên c u tìm ra nguyên nhân chuy n d ch bi n d ng và t ó có bi n pháp x lý, phòng tai bi n i v i công trình. C th là: - Xác nh giá tr chuy n d ch bi n d ng ánh giá m c (n nh c a công trình. - S d ng các k t qu $ quan tr c kim tra các tính toán trong giai on thi t k công trình. - Xác nh các lo i bi n d ng có $nh h "ng n quá trình v n hành công trình ra ch s d ng và khai thác công trình m t cách h p lý. 2. Nhi $m v B ) quan tr c chuy n d ch bi n d ng c a m t công trình, cn th c hi n các ni dung sau - Xác nh nhi m v k * thu t, khái quát v công trình, iu ki n t nhiên và ch v n hành công trình; - L p s % phân b các m c kh ng ch và m c quan tr c; - Thi t k s % quan tr c; - Xác nh yêu c u chính xác và chu k & quan tr c " nh +ng giai on khác nhau; - L a ch n ph ng pháp và ph ng ti n quan tr c; - )o c ngo i nghi p; - X lý s li u quan tr c, tính toán các thông s chuy n d ch bi n d ng công trình. 5.1.4. Yêu c u chính xác và chu k ( quan tr c 1. Yêu c 0u chính xác quan tr Dc a. D a vào giá tr , lún và d ,ch chuy n ngang d tính theo thi t k 55 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Trên c s " giá tr chuy n d ch d tính theo thi t k , yêu c u chính xác quan tr c c nêu trong b $ng 5.1 B$ng 5.1 Giá tr tính toán Giai on xây d ng Giai on s d ng công trình lún và chuy n Lo i ! t n n dch ngang theo thi t Cát )!t sét Cát )!t sét k (mm) 1 2 3 4 5 500 15 10 5 10 b. D a vào &c im c a n n t và t 0m quan tr (ng c a công trình Khi không có s li u d tính theo thi t k thì vi c xác nh chính xác quan tr c d a vào c im c a n n ! t và t m quan tr ng c a công trình nh trong b $ng 5.2 B$ng 5.2 ) chính xác quan tr c Lo i công trình, lo i n n móng Lún Chuy n d ch ngang Công trình xây d ng trên n n ! t c ng và n a c ng 1 2 Công trình xây d ng trên n n cát, sét 2 5 Công trình xây d ng trên n n ! t p, y u 5 10 2. Chu k E quan tr Dc a. #i v i quan tr Dc lún )o lún c ti n hành nhi u l n, m .i l n o g i là m t chu k &. Thi gian ti n hành các chu k & o c xác nh trong khi thi t k k * thu t quan tr c lún. Chu k & quan tr c ph $i c tính toán sao cho k t qu $ quan tr c ph $n ánh c th c ch !t quá trình lún c a công trình. Có th phân các chu k & quan tr c trong ba giai on: - Giai on thi công: Chu k & 0: Là chu k & quan tr c u tiên, c ti n hành khi ã thi công xong ph n móng công trình và m t sàn t ng 1. Các chu k & ti p theo c !n nh tu & thu c ti n xây d ng và m c t #ng t$i tr ng công trình. Th ng th c hi n vào lúc công trình xây d ng t 25%, 50%, 75%, 100% t $i tr ng c a b $n thân nó. - Giai on u v n hành công trình: Các chu k & quan tr c ph thu c vào t c lún c a công trình, c im v n hành công trình. Th i gian o gi +a hai chu k & trong giai on này th ng ch n t 2 n 6 tháng. - Giai on công trình i vào &n nh: 56 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Th i gian gi +a hai chu k & k ti p th ng ch n t 6 tháng n 1 n #m ho c 2 n#m. Trong m t s tr ng h p c bi t khi xu !t hi n y u t $nh h "ng n (n nh c a công trình, c n th c hi n nh +ng chu k & quan tr c t xu !t. b. Quan tr Dc chuy n d ,ch ngang Chu k & 0: Là chu k & quan tr c u tiên c th c hi n khi xây xong công trình và tr c khi có áp l c ngang tác ng n công trình. Chu k & 1: )c th c hi n ngay sau khi có áp l c ngang tác ng lên công trình. Các chu k & ti p theo: )c th c hi n tùy theo mc t #ng ho c gi $m áp l c ngang i v i công trình. Khi công trình (n nh: Khi t c chuy n d ch t 1÷2mm/n #m thì c xem là công trình ã i vào (n nh. Th i gian gi +a hai chu k & k ti p th ng ch n t 6 tháng n 1 n #m. Trong tr ng h p iu ki n v n hành công trình ho c m c chuy n d ch công trình có s thay ( i t ng t thì ph $i quan tr c b ( sung. 5.2. B TRÍ M C Trong quan tr c lún c -ng nh quan tr c chuy n d ch ngang công trình, có hai lo i m c ch y u: m c kh ng ch c s " và m c ki m tra. ) i v i các công trình l n, ph c t p có th t m c chuy n ti p g n công trình. Yêu c u c b $n i v i các m c c s " là ph $i $ m b $o (n nh, không b chuy n d ch. Vì v y các m c c s " ph $i có k t c !u thích h p, c t " ngoài ph m vi $nh h "ng c a chuy n d ch, bi n d ng công trình ho c t " t ng á g c. Các m c ki m tra c g n ch t vào công trình " nh +ng n i c tr ng cho quá trình chuy n d ch bi n d ng và cùng chuy n d ch v i công trình. 5.2.1. K t c &u và phân b m c o lún 1. M #c c + s C - M c kh ng ch c s " (m c c s ") dùng trong o lún th ng c thi t k theo 3 lo i: m c chôn sâu (Hình 5.1), m c chôn nông (Hình 5.2) và m c g n t ng ho c g n n n (Hình 5.3a và 5.3.b). - M c c s " th ng c b trí thành t ng c m 3 m c có iu ki n ki m tra s (n nh c a các m c. - M c chôn sâu c g n g n công trình nh ng ph $i t c sâu " d i gi i h n lún c a l p ! t d i n n công trình, th ng là n t ng á g c (n nh. - Yêu c u chính xác r !t cao nên m c chôn sâu th ng c t trong l . khoan. Thân m c cách ly v i ! t á xung quanh h n ch $nh h "ng c a nhi t n s thay ( i chi u dài ( cao) c a m c. ) hi u ch nh cao c a m c do $nh h "ng c a nhi t c n ph $i dùng nhi t k c bi t o nhi t không khí " nhi u v trí khác nhau trong l . khoan và tính nhi t trung bình c a thân m c (dây invar). 57 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình - Trong tr ng h p o lún v i yêu c u chính xác t ng ng v i o cao hng II, III thì có th s d ng lo i m c chôn nông ho c m c g n t ng, g n n n làm m c c s ". - Các m c chôn nông c t " ngoài ph m v lún c a công trình. - Các m c g n t ng c t " chân c t ho c chân t ng; m c g n n n c t " n n c a nh +ng công trình ã (n nh, không b lún g n v i i t ng quan tr c lún. - S % b trí m c c s " ph thu c vào t (ng bình % công trình và c im thi công trình. Hình 5.1a 58 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Hình 5.2 2. M #c ki m tra - M c ki m tra (m c quan tr c) có hai lo i là m c g n t ng và m c g n nn. - Các m c ki m tra c t " nh +ng v trí c trng cho quá trình lún c a công trình và phân b u kh p m t b ng công trình. M c c t " v trí ti p giáp c a các kh i k t c !u, bên c nh các khe lún, t i nh +ng n i có áp l c ng l n, nh +ng ch . có iu ki n a ch !t công trình kém (n nh. - Các m c kim tra nên b trí " g n cùng cao thu n l i cho o c. - S l ng và s phân b các m c ki m tra c thi t k cho t ng công trình c th và ph $i xác nh c các tham s c tr ng cho quá trình lún c a công trình. a. M #c g Dn t /ng Kt c !u n gi $n c a m c ki m tra là m t on thép dài kho $ng 15cm ho c 5-6 cm tu & thu c chi u dày t ng mà m c c g n trên ó (hình 5.3a). 59 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Hình5.3a b. M #c g Dn n n Các m c ki m tra t " n n móng công trình có k t c !u nh " hình 5.3.b. M c g %m hai ph n chính: m t thanh kim lo i dài kho $ng 60-100mm, phía trên có ch m c u b ng kim lo i không r , ng kính 20-30 mm. M c c t trong ng b$o v ( B = 100mm) trên có n p y. Hình 5.3b 5.2.2. K t c &u và phân b m c quan tr c chuy n d ch ngang 1. M #c c + s C - M c kh ng ch c s " trong quan tr c chuy n d ch ngang th ng có hai lo i: m c n (i và m c chìm (Hình 5.4a và 5.4b). - M c n (i th ng c ch t o ki u nh tâm b t bu c, có b ph n g n máy nh hình 5.4c. - M c c s " c t ngoài ph m vi chuy n d ch ngang c a công trình, " nh +ng n i có iu ki n a ch !t (n nh. - Trong m .i chu k & quan tr c ph $i ki m tra s (n nh c a các m c c s ". Nu phát hi n th !y m c c s " b chuy n d ch thì ph $i ti n hành hi u ch nh vào k t qu $ o c a các m c ki m tra. 60 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình Hình 5.4a Hình 5.4b Hình 5.4c 2. M #c ki m tra M c ki m tra trong quan tr c chuy n d ch ngang c-ng có hai lo i là m c gn n n và m c g n t ng. Yêu c u chung i v i c $ hai lo i m c là m t u ph $i c g n ch t vào công trình, cùng chuy n d ch v i công trình; u còn l i ph $i có c !u trúc thu n ti n cho vi c t máy ho c b $ng ng m (theo ki u nh tâm b t bu c). 61 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa
- C s tr c a công trình M c ki m tra c t " nh +ng v trí c tr ng c a công trình và th ng c t " cao c a n n công trình gi $m $nh h "ng do nhi t và nghiêng công trình. ) i v i công trình dân d ng, m c ki m tra c t theo chu vi c a công trình, các m c cách nhau không quá 20m. , nh +ng v trí ch u $nh h "ng l n c a áp l c ngang thì kho $ng cách gi +a các m c là 10-15m. ) i v i công trình công nghi p, phân b m c ki m tra tu & thu c vào lo i móng công trình. Móng b #ng li n kh i: các m c t cách nhau 10-15m. Móng c c ho c kh i: trên m .i kh i móng c t không ít h n 3 m c. ) i v i các p thu l i, thu in, m c ki m tra c b trí d c ng hm thân p và d c theo nh p. N u là p ! t á thì kho $ng cách gi +a các m c kho $ng 15-20m. N u là p bê tông thì t i m .i kh i b trí t hai m c tr " lên. 5.3. K F THU T O LÚN Các ph ng pháp o lún ch y u là: - Ph ng pháp o cao hình h c. - Ph ng pháp o cao thu t 2nh. - Ph ng pháp o cao l ng giác. - Ph ng pháp ch p $nh. Trong giáo trình này s ' trình bày 3 ph ng pháp u. 5.3.1. Quan tr c lún b ng ph ng pháp o cao hình h c 1. Máy và d Bng c B o Các máy th ng dùng trong o lún là các máy có chính xác cao nh HB- 2, HB-4, Ni-004, Koni-007 và các lo i máy có chính xác t ng ng. Mia c s d ng là mia invar th ng ho c mia invar chuyên dùng có kích th c ng n h n. Các d ng c c n dùng khác nh nhi t k , cóc mia, ô che n ng. Tr c và sau mõi chu k & o, máy và mia ph $i c ki m nghi m theo úng quy nh, c bi t ph $i xác nh (n nh c a góc i. 2. S + : li S % l i o cao c l a ch n và c tính chính xác trong khi l p thi t k o lún. Vic c tính chính xác c th c hi n theo các tiêu chu n: h n sai xác nh lún tuy t i và h n sai chênh l ch lún gi +a hai im k nhau. S % và quy trình o c quy nh th ng nh !t cho t !t c $ các chu k & quan tr c gi $m $nh h "ng c a các ngu %n sai s h th ng i v i k t qu $ o lún. ) i v i m .i công trình nên s d ng m t b máy móc d ng c c nh, cùng ng i o và c g ng o trong nh +ng iu ki n t ng t nh nhau. 3. Các ch % tiêu k thu t ch y u Khi o lún b ng ph ng pháp o cao hình h c tia ng m ng n c n tuân theo các ch tiêu k * thu t ch y u nêu trong b $ng 5.3. 62 Tr n Quang Thành – Tr ng Cao ng công nghi p Tuy Hòa