Giáo trình Bố trí công trình (Nghề Trắc địa công trình - CĐTC)

BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG

GIÁO TRÌNH
MƠ ĐUN: BỐ TRÍ CƠNG TRÌNH
NGHỀ: TRẮC ĐỊA CƠNG TRÌNH
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG, TRUNG CẤP

Quảng Ninh, năm 20…..



TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thơng tin có thể được phép
dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo.
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh
thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.



BÀI 1. BỐ TRÍ CƠNG TRÌNH
1. Khái niệm về Trắc địa cơng trình
1.1. Khái niệm
Trắc địa cơng trình nghiên cứu phương pháp Trắc địa trong khảo sát địa
hình phục vụ thiết kế cơng trình, chuyển bản thiết kế ra thực địa, theo dõi thi
cơng, kiểm tra kết cấu cơng trình và đo đạc biến dạng các loại cơng trình xây
dựng.
Bố trí cơng trình là cơng tác trắc địa nhằm chuyển bản thiết kế cơng trình
ra thực địa. Nội dung của cơng tác bố trí là xác định vị trí mặt bằng, độ cao của
các điểm, độ thẳng đứng của kết cấu, các mặt phẳng đặc trưng của cơng trình
đang được xây dựng theo đúng thiết kế.

Thực địa

Đo vẽ bản đồ

Bản đồ thiết kế

Như vậy, về nội dung bố trí cơng trình là cơng việc ngược lại so với đo vẽ
bản đồ. Trong đo vẽ bản đồ, người ta đo trên thực địa, lấy số liệu để thành lập
bản đồ, độ chính xác đo thường phụ thuộc vào tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ. Trong bố
trí cơng trình, dựa vào bản thiết kế (bình đồ, mặt cắt) cơng trình để xác định các
trục, các điểm, các mặt đặc trưng của cơng trình trên thực địa với độ chính xác
theo u cầu thiết kế. Vì vậy phương pháp đo đạc trong bố trí cơng trình có một
số đặc điểm khác với trong đo vẽ bản đồ. Yêu cầu độ chính xác trong bố trí cơng
trình cao hơn so với đo vẽ bản đồ.
Như đã biết, trong đo vẽ, có nhiều biện pháp để nâng cao độ chính xác đo
góc, đo dài giữa các điểm đã có và đã được đánh dấu trên thực địa. Nhưng trong
bố trí cơng trình thường chỉ cho trước một hướng hoặc một điểm trên thực địa,
hướng về điểm khác cần phải xác định bằng cách đặt góc, khoảng cách thiết kế.
Vì vậy trong bố trí cơng trình thường khó áp dụng biện pháp đo nhiều lần cùng
một đại lượng để nâng cao độ chính xác của kết quả đo.
Cơ sở hình học để chuyển bản thiết kế ra thực địa là các trục dọc, trục
ngang và độ cao quy ước của cơng trình. Tất cả kích thước thiết kế đều được xác
định tương đối so với các trục và độ cao đó.
Như vậy, để bố trí cơng trình phải thành lập lưới khống chế mặt bằng và
độ cao trên thực địa. Các số liệu chuẩn bị cho cơng tác bố trí đều được tính trong
hệ tọa độ này.
Các trục của cơng trình có thể được chia làm 3 loại:
+ Trục chính: Nếu cơng trình có dạng tuyến thì trục chính là trục dọc của
cơng trình (đường sắt, đường bộ…).
Trục chính của tồ nhà là trục đối xứng hoặc tường bao.

Trục chính của cơng trình được đo nối với lưới trắc địa cơ sở.

1


+ Trục cơ bản là trục của các bộ phận quan trọng của cơng trình và
thường có quan hệ chặt chẽ với nhau. Các trục cơ bản được xác định với độ
chính xác cao hơn.
+ Trục phụ trợ là trục để bố trí các phần chi tiết của cơng trình.
Độ cao trong bản thiết kế cơng trình là độ cao quy ước, được tính từ một
mặt quy ước nào đó và ký hiệu: Lên trên với dấu cộng (+); xuống dưới với dấu
trừ (-).
Đối với mỗi cơng trình, mặt quy ước ứng với một độ cao tuyệt đối nào đó
và được chỉ rõ trong bản thiết kế.
Cơng tác bố trí cơng trình được thực hiện qua 3 giai đoạn: Bố trí cơ bản,
bố trí chi tiết và bố trí cơng nghệ.
a. Bố trí cơ bản: Từ điểm khống chế trắc địa bố trí trục chính của cơng trình, từ
trục chính bố trí trục cơ bản.
Đối với các cơng trình lớn, để thực hiện bố trí cơ bản phải xây dựng lưới
cục bộ (lưới chuyên dụng). Trong giai đoạn này yêu cầu độ chính xác cỡ 3- 5cm.
b. Bố trí chi tiết: Từ trục chính và trục cơ bản bố trí các trục dọc, ngang của các
bộ phận cơng trình, đồng thời bố trí các điểm và mặt phẳng theo độ cao thiết kế.
Giai đoạn này nhằm xác định vị trí tương hỗ của các yếu tố cơng trình theo u
cầu độ chính xác cao hơn so với giai đoạn bố trí cơ bản, phải đạt độ chính xác 23mm.
c. Bố trí cơng nghệ: Cơng tác bố trí giai đoạn này nhằm đảm bảo lắp đặt và điều
chỉnh các kết cấu xây dựng và thiết bị kỹ thuật. Giai đoạn này địi hỏi độ chính
xác cao nhất 0,1- 1mm.
I

II

n

A

A

I

1

2

4

3
II

n

Hình 1.
1.2. Xác định hệ quy chiếu phục vụ xây dựng công trình
Để phục vụ công tác khảo sát, thiết kế, thi công cũng như quá trình khai
thác sử dụng sau này cần có hệ quy chiếu thống nhất, nhất quán từ đầu đến các
giai đoạn sau.
Hệ quy chiếu phục vụ xây dựng chia thành hai phần độc lập, hệ tọa độ
mặt bằng và hệ độ cao.

2

Thông thường hệ quy chiếu phục vụ xây dựng công trình được gắn liền hệ
tọa độ Nhà nước. Hệ tọa độ mặt bằng cơng trình cần ít một điểm khởi tính, góc
định hướng cạnh đầu và một điểm kiểm tra đo nối với hệ tọa độ Nhà nước. Với
hệ độ cao cần ít nhất một điểm khởi tính và một điểm kiểm tra được gắn với hệ
độ cao Nhà nước.
Đối với các cơng trình xây dựng độc lập hoặc cơng trình xây dựng trong
bờ rào khn viên đã được xác định có thể dùng hệ tọa độ cục bộ giả định.
Ngày nay thường sử dụng máy toàn đạc điện tử, là dụng cụ trắc địa có độ chính
xác cao vào cơng việc khảo sát và bố trí cơng trình. Sai số đo góc đạt 1”  5”, sai số đo
cạnh đạt: mS = (1  5) + (1  5)ppm.10-6S.
2. Ngun tắc bố trí cơng trình
- Bố trí cơng trình phải đi từ tổng quát đến chi tiết, từ độ chính xác thấp
đến độ chính xác cao: Bố trí lưới khống chế thi cơng, bố trí các trục chính của
cơng trình, trục cơ bản, trục phụ trợ, bố trí các điểm chi tiết của cơng trình.
- Đảm bảo độ chính xác cần thiết theo thiết kế.
- Thực hiện đo đạc luôn kèm theo kiểm tra để đảm bảo được độ chính xác,
tin cậy của kết quả đo đạc.
Độ chính xác của cơng trình phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Kích thước và chiều cao cơng trình;
- Vật liệu xây dựng cơng trình;
- Kết cấu cơng trình;
- Tính chất, cơng dụng cơng trình;
- Cơng nghệ và phương pháp thi cơng xây dựng cơng trình.
Dung sai trong xây dựng gồm các thành phần sau:
 2Dung sai xây dựng =  2Trắc địa +  2Thi công +  2Biến dạng
Dung sai xây dựng phụ thuộc : Vật liệu xây dựng, kết cấu và phương pháp
thi cơng của cơng trình, dung sai đó được xác định trong quy phạm tiêu chuẩn
xây dựng.
2.1. Nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau

Nguyên tắc ảnh hưởng bằng nhau là coi tất cả các thành phần sai số là
bằng nhau để dễ dàng ước tính.
Giả thiết sai số trung phương tổng hợp:
m02 = m12 + m22 + m32 + ... + mn2

(1)

Coi m1 = m2 = m3 = ... = mn , ta có:
mi =

m0

(2)

n

3


Với n là số lượng nguồn sai số.
2.2. Nguyên tắc ảnh hưởng không bằng nhau
Trong trường hợp ảnh hưởng của một nguồn sai số nào đó là khơng đáng
kể, có thể bỏ qua.
Giả thiết:
m02 = m12 + m22

(3)

Khi m2 rất nhỏ ta có thể bỏ qua khi đó:
m0  m1

(4)

Trương hợp đó có thể biểu diễn bằng quan hệ:
m2 =

m1
K

(5)

K là một số nào đó để chấp nhận m0  m1
3. Độ chính xác trong bố trí cơng trình
Dung sai trắc địa được xác định theo nguyên tắc đồng ảnh hưởng hoặc tối
ưu hóa kinh tế.
Trong quy phạm Việt Nam và một số nước xác định dung sai trắc địa dựa
vào ba yếu tố:
1. Dung sai bố trí mặt bằng  MB.
2. Dung sai chuyển trục lên tầng theo phương pháp thẳng đứng  TĐ.
3. Dung sai xác định độ cao  H.
Các dung sai được xác định như sau:


MB

= 0,8 0 00 SK



TĐ

= 0,5 0 00 SK



H

= 0,3 0 00 HK

(1.1)

Trong đó : S: là khoảng cách ngang giữa các trục;
K: Hệ số phụ thuộc độ chính xác cơng trình;
H: Chênh cao giữa các tầng.
Bảng 1. Hệ số phụ thuộc độ chính xác cơng trình
Cấp cơng trình 1

2

3

4

5

6

K

0,40

0,63

1,00

1,60

2,50

0,25

Ví dụ cơng trình lắp ghép K = 1, cơng trình bê tông cốt thép đổ tại chỗ K = 2.
Để đảm bảo dung sai trắc địa cần phải bố trí các điểm chính xác gấp 3 lần
dung sai trắc địa cho phép, để ảnh hưởng của chúng là không đáng kể( < 11%)
4


a. Độ chính xác giữa hai điểm cơng trình:
mĐiểm = 
K = 2;

K = 1;

K. S
(mm)
2,5

S = 10 m

thì m điểm =  2,5mm

S = 100 m

thì m điểm =  8,0mm

S = 10 m

thì m điểm =  1,4mm

S = 100 m

thì m điểm =  4,0mm

(1.2)

b. Độ chính xác bố trí góc bằng:

m = 
"

Ví dụ: K = 1, S = 100m thì

0,33.K
S



"

(1.3)

m =  10”

c. Độ chính xác chuyển trụ lên tầng:
mH(mm) =  0,8 S

(1.4)

Ví dụ: S = 10m thì mH=  0,8 10 =  2,5mm
S = 100m thì mH=  0,8 100 =  8,0mm
Các yếu tố cần bố trí ra ngồi thực địa tương đối nhiều nhưng thường có
các cơ bản là: Bố trí đoạn thẳng, góc bằng, độ cao, bố trí mặt phẳng.

5


BÀI 2. BỐ TRÍ GĨC
1. Tính tốn các yếu tố góc, cạnh liên quan đến vị trí điểm cần chuyển

Cho:
A (127, 345; 721, 432)
B (323, 478; 572, 769)
C (452, 327; 627, 123)
Tính  CBA

X AB = 196 ,133 m >0
YAB = −154 ,664 m <0

Vì vậy  AB thuộc góc phần tư thứ 4
RAB = actg

YAB
= 38015'29''   AB = 3600 − 38015' 29'' = 3210 44'31''
X AB

X BC = 128 ,849 m >0
YBC = 54,355 m >0

RBC = actg

YBC
= 22052' 21' '   AB = 22052' 21''
X BC

 CBA =  AB −  BC + 180 0 = 118 052 '10 ''

2. Chuẩn bị máy móc dụng cụ trắc địa
Máy kinh vĩ, thước thép hoặc máy tồn đạc điện tử.
3. Chuyển góc ra thực địa.

Giả sử cần bố trí góc bằng ABC = tk. Trong đó A, B là hai điểm đã có ngồi
thực địa, C là điểm cần bố trí (hình 1.1).

Hình 1.1. Sơ đồ bố trí góc bằng

6


Đặt máy ở B định hướng về A, đặt giá trị lên bàn độ là l BA (thường đặt
bằng 0o0’00’’). Sau đó quay máy đi đến khi giá trị trên bàn độ đạt l BA+ tk ta

khoá bàn độ lại, trên hướng đó đặt khoảng cách bằng S, đánh dấu được điểm C 1.
Sau đó ta đảo ống kính, quay máy ngắm A chính xác, cũng bố trí
một góc bằng tk, trên hướng đó đặt khoảng cách S ta được điểm C2.
Nếu C1, C2 trùng nhau thì coi đó là điểm C cần bố trí.
Nếu C1, C2 lệch nhau đáng kể thì lấy trung bình C1C2 là điểm C cần tìm.
Để bố trí góc với độ chính xác cao hơn, ta đo lại góc ABC đã bố trí, đo
nhiều lần rồi lấy trung bình, giả sử được là 1.
Tính số hiệu chỉnh góc:
 = tk - 

(1.5)

 ' '
 ''

(1.6)

Giả sử BC = S, ta có:
S = S

 mS = S

m" 




"

(1.7)

Đây là chiều dài cần xê dịch so với điểm C một góc .
Ví dụ: Khi S = 300m, m = 1,5" , ta có:

m

S

=

300000.1,5
= 2.2mm
206265

Với sai số chuyển dịch mS = 2,2mm,vì vậy ngồi thực địa ta hồn tồn có
thể dùng thước có khoảng chia mm là thực hiện được.
Trên thực địa, từ điểm C trên đường thẳng vng góc với CB, ta dùng
thước đặt một đoạn CCo= S về phía nào tuỳ thuộc vào dấu của . Vậy ta đã
bố trí được góc ABCo = tk với độ chính xác cao hơn.
4. Các nguồn sai số
Độ chính xác bố trí góc phụ thuộc vào:
+ Sai số đo ngắm (ngắm và đọc số trên bàn độ).
+ Sai số do máy.
+ Sai số do ngoại cảnh.
+ Sai số do định tâm máy, định tâm tiêu, sai số số liệu gốc (A, B). Những
nguồn sai số này không ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác dựng góc thiết kế,
chúng chỉ gây ra sự xê dịch phương hướng BC dẫn đến BCo.
Từ cơng thức (1.7) ta có bảng (1.1).

7

Bảng 1.1.Ảnh hưởng của sai số góc bằng tỷ lệ với khoảng cách S:


S 50m

100m

300m

1”

0,2mm

0,5mm

1,5mm

10”

2,4mm

4,8mm

14,5mm

30”

7,2mm

14,5mm

43,6mm

8


BÀI 3. BỐ TRÍ CẠNH
1. Tính tốn các yếu tố cạnh liên quan đến vị trí điểm cần chuyển

2. Chuẩn bị máy móc dụng cụ trắc địa
Tuỳ theo độ chính xác thiết kế, bố trí đường thẳng trên thực địa có thể sử
dụng các dụng cụ như thước vải, thước thép, dây invar, máy thủy chuẩn, máy
toàn đạc điện tử.
3. Chuyển cạnh ra thực địa.
Giả sử, từ điểm A đã có trên thực địa, theo hướng cho trước cần bố trí một
chiều dài bằng với giá trị thiết kế: AB = ltk với sai số mS theo yêu cầu (hình 1.2).

Hình 1.2. Sơ đồ bố trí chiều dài cạnh
Trên thực địa, từ A theo hướng đã cho, đặt khoảng cách như thiết kế (l tk)
và đánh dấu điểm B’. Đo lại AB’ nhiều lần bằng thước thép hoặc máy toàn đặc
điện
tử và tiến hành hiệu chỉnh các nguồn sai số sau vào kết quả:
+ Số hiệu chỉnh độ dài thước do kiểm nghiệm: lk
+ Số hiệu chỉnh do nhiệt độ: t
+ Số hiệu chỉnh do độ nghiêng của mặt đất: v
Vậy AB’= lđo, l = ltk- lđo  mS theo yêu cầu
Từ B’, trên hướng AB’ đặt một đoạn l theo dấu của l: Nếu l dương thì
từ B’ kéo dài ra một đoạn l, nếu l âm thì rút AB’ một đoạn về phía A.

4. Các nguồn sai số
Thấy rằng, độ chính xác bố trí chiều dài tuỳ thuộc vào độ chính xác đo
khoảng cách AB’: ml = mđo
Vậy các nguồn sai số ảnh hưởng đến bố trí gồm:
+ Sai số do kiểm nghiệm thước.
+ Sai số do ngắm hướng chuẩn (sai số định tuyến).
+ Sai số do nhiệt độ lúc đo và lúc kiểm nghiệm thước không giống nhau.
+ Sai số do do lực kéo thước lúc đo không bằng lúc kiểm nghiệm thước.
+ Sai số do xác định độ dốc địa hình.

9


+ Sai số do thước võng.
+ Sai số do đọc số trên thước.
Vì vậy, tuỳ thuộc vào yêu cầu độ chính xác bố trí để lựa chọn máy móc,
dụng cụ đo.
Ngày nay, chúng ta chủ yếu bố trí bằng máy tồn đạc điện tử vừa đơn
giản vừa nhanh chóng.

10


BÀI 4. CHUYỂN ĐỘ CAO THIẾT KẾ
1. Tính độ cao vị trí điểm cần chuyển ra thực địa
2. Chuẩn bị chuyển độ cao thiết kế

Máy thuỷ bình, máy kinh vĩ, máy toàn đạc điện tử.
3. Chuyển độ cao thiết kế và đánh dấu độ cao cắm ở thực địa
a. Bố trí bằng máy thuỷ bình:

Giả sử cần bố trí điểm P có độ cao Htk dựa vào điểm P’ là hình chiếu của
điểm P về mặt bằng, A là điểm có độ cao HA ngồi thực địa (hình 1.3).

Hình 1.3. Sơ đồ bố trí độ cao bằng máy thủy chuẩn
Đặt máy thuỷ bình ở giữa A và P’, quay máy ngắm chính xác mia A, đọc
số đọc chỉ giữa trên mia là a.
Ta tính số đọc trên mia tại P’ để có độ cao đúng theo thiết kế P, giả sử là b
Ta có:
hAP = HP - HA= a – b

(1.8)

 b = a - hAP

(1.9)

Như vậy, trên thực địa ta quay máy ngắm mia P’, nâng hoặc hạ mia tại P’
sao cho số đọc trên mia đúng bằng giá trị b. Khi đó mặt phẳng đế mia chính là
điểm P cần bố trí.
Để kiểm tra cơng tác bố trí: Ta đo thuỷ chuẩn độ cao điểm P để xác định
độ cao của nó, đem so sánh với độ cao thiết kế và tiến hành hiệu chỉnh. Nếu sai
lệch vượt q cho phép thì phải bố trí lại.
Độ chính xác bố trí độ cao bằng phương pháp trên phụ thuộc vào:
+ Sai số số liệu gốc (HA): mA
+ Sai số đọc số (đọc số a): ma
+ Sai số đặt mia và đọc số b: mb (ma= mb)
+ Sai số đánh dấu điểm P (từ P’ đến P): mdd: nếu dùng cọc gỗ thì mdd= ±3
-5mm, khi sử dụng ốc vít hay định ốc: mdd= ±1mm.

11

Vậy: m H2 = m A2 + 2ma2 + mdd2

(1.10)

b. Bố trí bằng máy kinh vĩ
Giả sử cần bố trí điểm P có độ cao thiết kế, A là điểm có độ cao HA ngồi
thực địa (hình 1.4).

Hình 1.4. Sơ đồ bố trí độ cao bằng máy kinh vĩ
Đặt máy kính vĩ ở A, cân bằng máy, đặt mia (hoặc tiêu) ở P’.
Đo chiều cao của máy im, đánh dấu vị trí trên mia đúng bằng im .
Đặt trên bàn độ đứng giá trị TK đóng bàn độ đứng. Tại P’ nâng hạ mia để
chỉ ngang của màng chỉ chữ thập trùng vào vị trí đánh dấu trên mia. Vậy mặt
phẳng đế mia chính là điểm P cần bố trí.
Cách tính TK : Giả sử A có độ cao HA , P độ cao HP , SAP là khoảng cách
AP đã thiết kế.
Vậy:

h 
vtk = arctg AP 
 S AP 

Trong đó: hAP = HP - HA

12

(1.11)

BÀI 5. CHUYỂN CẠNH DÓC THIẾT KẾ
1. Chuẩn bị chuyển độ cao thiết kế.

Khi xây dựng nền đất của đường ô tô, đường sắt, đào kênh mương cần
phải bố trí các đường thẳng có độ dốc thiết kế trước.
Để bố trí đường thẳng có thể dùng máy thuỷ bình, máy kính vĩ, máy tồn
đạc điện tử để bố trí.
2. Bố trí bằng máy thuỷ bình
Giả sử cần bố trí đường thẳng
AB có độ dốc thiết kế (hình 1.5).
Trên đường thẳng thiết kế, bố trí
hai điểm A, B có độ cao thiết kế.
Đặt máy sao cho hai ốc cân song
song với đường thẳng AB (ốc 1, ốc 2)
dùng hai ốc cân này điều chỉnh sao cho Hình 1.5. Sơ đồ bố trí đường thẳng có độ
số dọc trên mia A bằng số dọc trên mia
dốc thiết kế bằng máy thủy bình
B (bằng a). Như vậy, tia ngắm đã ở độ
dốc thiết kế.
Tại các điểm trung gian trên đường thẳng AB, đặt và điều chỉnh mia sao
cho số đọc trên mia đúng bằng a. Vậy mặt phẳng đế mia tại các điểm đó sẽ nằm
trên đường thẳng có độ dốc thiết kế.
3. Bố trí bằng máy kính vĩ
Giả sử A, B là hai điểm ngồi thực địa đã có độ cao đúng thiết kế (hình 1.6).

Hình 1.6. Sơ đồ bố trí đường thẳng có độ dốc thiết kế bằng máy kinh vĩ
Đặt máy tại A, cân bằng máy, đặt mia (hoặc tiêu) tại B.
Đo chiều cao máy (im), đánh dấu trên tiêu tại B và các tiêu trung gian (1,2)
vị trí đúng bằng im.

Quay máy ngắm B, cố định ống kính ở vị trí đánh dấu trên mia B.
Các tiêu tại 1, 2 nâng hoặc hạ sao cho tia ngắm đúng bằng vị trí đã đánh dấu.
Như vậy, mặt phẳng đế mia (tiêu) nằm trên đường thẳng AB có độ dốc thiết kế.
4. Bố trí bằng cách ngắm bằng mắt thường
Giả sử A, B là hai điểm đã biết độ cao thiết kế trên thực địa (hình 1.7).

13


Hình 1.7. Sơ đồ bố trí đường thẳng có độ dốc thiết kế bằng mắt thường
Dùng cọc ngắm có độ cao bằng nhau (bằng k).
Đặt hai cọc ngắm ở A và B, người ngắm đứng ở A, lấy tia ngắm là hai
mép đầu cọc ở A và B.
Các cọc trung gian di chuyển, nâng hoặc hạ sao cho mép trên của chúng
nằm
trên đường ngắm bằng mắt PQ.

14


BÀI 6. CHUYỂN MẶT DỐC THIẾT KẾ
1. Chuẩn bị chuyển độ cao thiết kế.
Thực chất của cơng tác bố trí mặt phẳng là bố trí độ cao cho một số điểm
cố định có độ cao bằng nhau nằm trên mặt phẳng. Có thể coi, bố trí mặt phẳng là
trường hợp mở rộng của bố trí độ cao.
2. Bố trí mặt phẳng dốc theo độ cao lưới ô vuông ( chữ nhật).
Phương pháp này sử dụng trong trường hợp mặt phẳng xây dựng tương
đối lớn.
Trước hết phải bố trí lưới ơ vuông trên mặt đất (chú ý để trục lưới ô
vuông song song với độ dốc thiết kế).

Dùng máy thuỷ bình để xác định độ cao của các cọc đỉnh lưới ơ vng.
Nếu cọc đóng sát mặt đất tự nhiên thì độ cao đó gọi là độ cao đen. Tìm hiệu số
độ cao thiết kế và độ cao đầu cọc, độ cao thiết kế là độ cao đỏ:
h = H tk − H TT

(1.12)

Viết h và dấu của nó tại mỗi cọc lên trên cọc. Cần thiết có thể đóng cả
cọc biểu thị độ cao thiết kế cạnh cọc ở đỉnh các ơ vng.
3. Bố trí mặt phẳng dốc theo độ nghiêng tia ngắm máy thủy chuẩn
a. Phương pháp sử dụng máy thuỷ bình
Phương pháp sử dụng máy thủy bình được ứng dụng khi bố trí các mặt
phẳng có độ dốc không lớn.
Bản chất của phương pháp là đưa trục
quay của máy thuỷ bình vào vị trí vng góc
với mặt phẳng định bố trí, để khi quay ống
kính, trục ngắm có thể quét thành một mặt
phẳng song song với mặt phẳng cần bố trí
(hình 1.8).
Giả sử có các điểm A, B, C, D trên
thực địa có độ cao thiết kế, AB bố trí vng
góc với CD.
Hình 1.8. Phương pháp tia ngắm
Đặt máy tại C, sao cho hai ốc cân (ốc 1
nghiêng của máy thủy chuẩn
và ốc 2) nằm song song với AB, quay ống
kính về song song với hai ốc cân đó, điều
chỉnh ốc cân để đưa bọt thuỷ dài vào giữa.
Quay ống kính về hướng CD, điều chỉnh ốc cân thứ 3 để có số đọc trên
mia A và B bằng nhau (bằng a).

Quay máy đi các điểm khác để có số đọc bằng a. Vậy mặt phẳng đế mia của
các điểm nằm trong mặt phẳng có độ dốc thiết kế.
b. Phương pháp sử dụng máy kinh vĩ

15


Khi đã bố trí đường thẳng AB có độ dốc thiết kế trên bàn độ đứng, cố
định ống kính, lúc đó tia ngắm ở độ dốc thiết kế, ta quay máy đo các điểm khác
để có số

16


BÀI 7. CHUYỂN VỊ TRÍ ĐIỂM THIẾT KẾ BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ CỰC

Phương pháp dùng để chuyển bản thiết kế ra thực địa xuất phát từ các
điểm của đường chuyền.
1. Tính các yếu tố liên quan

Cho:
A (127, 345; 721, 432)
B (323, 478; 572, 769)
C (452, 327; 627, 123)
Tính  CBA

1.1. Tính góc thiết kế

X AB = 196 ,133 m >0
YAB = −154 ,664 m <0

Vì vậy  AB thuộc góc phần tư thứ 4
RAB = actg

YAB
= 38015'29''   AB = 3600 − 38015' 29'' = 3210 44'31''
X AB

X BC = 128 ,849 m >0

YBC = 54,355 m >0

RBC = actg

YBC
= 22052' 21' '   AB = 22052' 21''
X BC

 CBA =  AB −  BC + 180 0 = 118 052 '10 ''

1.2. Tính cạnh thiết kế
X BC
YBC
S BC =
= 139,845m ; S BC =
= 139,844m
cos Bc
Sin BC

Vậy chiều dài bằng cạnh SBC = 139,844 m

2. Chuẩn bị chuyển vị trí điểm

Thường dùng máy kinh vĩ kết hợp với thước thép hoặc dùng toàn đạc
điện tử.
Phương pháp tọa độ cực có thể kết hợp trong mọi điều kiện, khi thông tầm
ngắm từ điểm mốc đặt máy tới điểm mốc thứ hai và điểm bố trí. Khi khoảng
cách ngắn, dùng thước thép và máy kinh vĩ, khi khoảng cách lớn dùng máy kinh
vĩ và bộ đàm.
3. Thưc hiện chuyển vị trí điểm

Giả sử điểm 1 và 2 của lưới đường chuyền đã có ngồi thực địa, cần xác
định điểm C có tọa độ thiết kế (hình 1.9)
17


Hình 1.9. Sơ đồ bố trí trục cơ bản bằng phương pháp tọa độ cực
Từ tọa độ điểm 1, 2, C ta tính được góc bằng β và chiều dài đoạn 1C là l
dựa theo bài toán trắc địa nghịch.
Đặt máy tại 1, định hướng chuẩn 1- 2, bố trí một góc đúng bằng β, trên
hướng đó bố trí một đoạn bằng l, ta đánh dấu được điểm C ngoài thực địa.
4. Độ chính xác bố trí điểm
Phương pháp này chịu ảnh hưởng bởi các nguồn sai số sau:
+ Sai số bố trí: Gồm sai số bố trí góc bằng β (mβ) và sai số bố trí chiều
dài l (ml).
+ Sai số định tâm máy (me), định tâm tiêu (mr): Hai loại sai số này phụ
thuộc vào góc β, khi chuẩn bị chọn phương án nên chọn góc cực β ≤ 90o, chiều
dài cực l ≤ b (trong đó: b là chiều dài cạnh gốc 1- 2).
+ Sai số của số liệu gốc (mg).
+ Sai số đánh dấu điểm ngoài thực địa (mdd).
Như vậy, sai số trung phương tổng hợp của điểm được bố trí theo phương

pháp tọa độ cực là:
m =m +l
2
c

2
l

2

m2



2
+ me2 + mr2 + mg2 + mdd

(1.13)

Trong các loại sai số trên sai số bố trí là lớn nhất khi ta nâng cao tay nghề
và cẩn thận khi bố trí.
mc2 = ml2 + l 2

m2

(1.14)



Ví dụ: Cần bố trí điểm C với sai số mC =  5mm, biết l1C=100,00m,  =30000’00”

m

5
=  mC = 
= 3,5mm
2
2

m

m
=

S

C

l 2

"

=

18

"
5.206265
=  7,3
100000 . 2

BÀI 8. CHUYỂN VỊ TRÍ ĐIỂM BẰNG PHƯƠNG PHÁP TỌA ĐỘ VNG GĨC

Phương pháp tọa độ vng góc được ứng dụng khi trên thực địa đã thành
lập lưới ô vuông xây dựng.
1. Tính các yếu tố liên quan

Giả sử 1, 2 là các điểm của lưới ô vuông xây dựng biết tọa độ, điểm C là
điểm cần bố trí biết tọa độ thiết kế.
Từ tọa độ điểm 1, 2, C ta tính được các gia số tọa độ:
X1C = XC – X1

(1.15)

Y1C = YC – Y1
2. Chuẩn bị chuyển vị trí điểm thiết kế ra thực địa
Dùng thước thép và thước vng lăng kính chun dụng, hoặc dùng máy kinh vĩ
khi khoảng cách bố trí lớn.
3. Chuyển vị trí điểm

Đặt máy tại 1, trên hướng các cạnh của lưới ô vuông xây dựng, theo
hướng trục Y (hoặc X) đặt một đoạn bằng Y (hoặc X) đựơc điểm P, đánh dấu
điểm P, mang máy đến P, theo hướng trục Y đặt một góc vng, trên hướng đó
đặt một đoạn bằng X, sẽ được điểm C cần bố trí, đánh dấu điểm C (hình 1.10).

Hình 1.10. Sơ đồ bố trí trục cơ bản bằng phương pháp tọa vng góc

4. Độ chính xác bố trí điểm
Phương pháp này chịu ảnh hưởng bởi các nguồn sai số sau:

+ Sai số bố trí: Gồm sai số bố trí X, Y, góc vng. Sai số này bị ảnh
hưởng bởi tuần tự bố trí:
- Nếu bố trí theo tuần tự: Y, β, X thì:
m =m
2
C

2
Y

+m

2
X

+

m2

2

19

X

2

(1.16)

- Nếu bố trí theo tuần tự: X, β, Y thì:
m =m
2
C

2
Y

+m

2
X

+

m2

2

Y 2

(1.17)

Hình 1.10. Sơ đồ bố trí trục sơ bản bằng phương pháp tọa độ cực
Từ công thức (1.15) nhận thấy rằng, nếu giá trị Y lớn hơn X thì ở cơng
thức (1.16) sai số bố trí điểm C sẽ lớn hơn ở cơng thức (1.17). Vì vậy ta nên bố
trí theo tuần tự như sau: Chiều dài lớn, góc vng, chiều dài nhỏ.
+ Sai số định tâm máy (me), định tâm tiêu (mr).
+ Sai số số liệu gốc (mg).
+ Sai số đánh dấu điểm ngoài thực địa (mdd).

Vậy, sai số trung phương tổng hợp của điểm bố trí bằng phương pháp tọa
độ vng góc là:
- Nếu bố trí tuần tự Y, β, X thì:
m =m +m
2
vg

2
Y

2
X

+

m2

2

2
Y 2 + me2 + mr2 + mg2 + mdd

(1.18)

- Nếu bố trí tuần tự X, β, Y thì:
m =m +m
2
vg

2

Y

2
X

+

m2

2

2
X 2 + me2 + mr2 + mg2 + mdd

5. Bố trí góc vuông bằng thước thép

20

(1.19)


Hình 1.11. Sơ đồ bố trí góc vng bằng phương pháp dây thép

21