thiết kế kỹ thuật thành lập mạng lưới ô tô vuông xây dựng theo phương pháp hoàn nguyên trên khu xây dựng công trình công nghiệp Quế Võ

Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
Lời nói đầu
Trong những năm gần đây ở nớc ta quá trình đô thị hoá , công nghiệp hoá
hiện đại hoá diễn ra hết sức nhanh chóng trên hầu hết mọi vùng miền, các công
trình dân dụng -công nghiệp đợc xây dựng ngày càng nhiều.Các công trình này có
quy mô phức tạp và đòi hỏi những yêu cầu nghiêm ngặt trong xây dựng và khai
thác sử dụng ,để đáp ứng đợc các yêu cầu của công trình trên thì công tác trắc địa
đóng vai trò quan trọng ngay từ giai đoạn khảo sát, thiết kế, thi công công trình
cho đến khi công trình bắt đầu đi vào sử dụng và hoạt động ổn định .
Vấn đề đợc đặt ra là: Độ bền và khả năng sử dụng thực tế của các công trình
đó nh thế nào? Để giải quyết và trả lời câu hỏi trên thì cần xây dựng các công
trình với độ chính xác theo đúng thiết kế kỹ thuật đã đợc đề ra. Để có độ chính xác
cao lại cần có phơng pháp bố trí các công trình chính xác, do đó sự có mặt của
công tác trắc địa là hết sức cần thiết. Ngời trắc địa có nhiệm vụ thực hiện các công
tác trắc địa để chuyển các hạng mục công trình từ bản vẽ thiết kế ra thực địa. Để
việc bố trí công trình đạt độ chính xác cả về mặt bằng và độ cao thì cần xây dựng
hệ thống lới khống chế khu vực. Cụ thể là chúng ta xây dựng lới ô vuông xây dựng
đối với công trình dân dụng và khu công nghiệp.
Lới ô vuông xây dựng có u điểm vợt trội so với các loại lới khác khi sử dụng
để bô trí các công trình công nghiệp và dân dụng vì các công trình này đợc phân
thành các lô ,các mảng có các trục chuỗi xây dựng song song hoặc vuông góc với
nhau.Nếu các điểm trắc địa đợc bố trí thành các tuyến song song hoặc vuông góc,
đợc đặt tại các vị trí ổn định lâu dài thì chúng tạo thành lới ô vuông xây dựng, tạo
điều kiện rất thuận lợi cho bố trí công trình về sau theo phơng pháp vuông góc.
Phục vụ quá trình công nghiệp hoá đã đợc phê chuẩn của Hà Bắc. Với khu
vực Quế Võ chúng tôi quyết định phơng án : Thiết kế kỹ thuật thành lập mạng
lới ô vuông xây dựng theo phơng pháp hoàn nguyên trên khu xây dựng công
trình công nghiệp Quế Võ .
Nội dung của công tác thiết kế gồm các phần chính sau:
Chơng I : Giới thiệu chung.

Chơng II : Thiết kế tổng thể lới xây dựng và bố trí mạng lới gần
đúng trên thực địa.
Chơng III : Thiết kế lới khống chế trắc địa cơ sở mặt bằng để xác định toạ
độ các điểm lới xây dựng.
Chơng IV : Thiết kế các bậc lới tăng dày
Công tác đo đạc , tính toán bình sai các bậc lới .
Chơng V : Công tác hoàn nguyên điểm,
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
1
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
Xác định độ cao và tính chuyển toạ độ các điểm của lới .
Chơng VI : Thiết kế các loại tâm mốc
Sau một thời gian làm việc nghiêm túc, với sự cố gắng của bản thân, sự hớng
dẫn tận tình của thầy giáo Phan Hồng Tiến cùng các bạn đồng nghiệp, đến nay
đồ án của em đã đợc hoàn thành. Song không tránh khỏi những nhợc điểm, thiếu
sót nhất định về nội dung. Chính vì vậy, mọi sự góp ý của thầy giáo hớng dẫn và
các bạn đồng nghiệp sẽ giúp em rút ra đợc những kinh nghiệm quý báu cho các
lần thiết kế tiếp theo.
Em xin chân thành cảm ơn !
Hà Nội tháng 5- 2008
Sinh viên thực hiện:
Lê Quốc Sáng
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
2
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
ChƯƠNG 1
Giới thiệu chung
I. Giới thiệu chung :

Khu xây dựng khu công nghiệp Quế Võ:
+ Nằm trên khu đất thuận lợi về giao thông, khó khăn trong sản xuất nông
nghiệp, có diện tích đủ lớn để xây dựng và phát triển khu công nghiệp trong tơng
lai.
+ Có kết cấu vững chắc, có độ chính xác xây dựng và lắp ráp cao, độ an toàn khi
vận hành và sử dụng các máy móc tong dây chuyền công nghệ là tối đa.
Nhiệm vụ đặt ra với ngời Trắc Địa là:
- Tiến hành chọn khu đất xây dựng theo yêu cầu đặt ra ở trên và tiến hành thiết kế
lới ô vuông xây dựng cho khu vực xây dựng.
- Xây dựng lới ô vuông xây dựng đáp ứng đợc các đặc điểm của công trình nh:
+ Khu công nghiệp đợc xây dựng theo các lô riêng biệt có các trục chính song
song hoặc vuông góc với nhau, bao gồm: các nhà xởng , các kho chứa, khu nhà ở
của nhân viên
+ Tuy các xí nghiệp nằm riêng biệt trong các lô khác nhau nhng đều có mối liên
hệ vế dây chuyền công nghệ. Tại các xí nghiệp máy móc đợc liên kết và vận hành
tuần hoàn, sản phẩn của khâu này làm vật liệu khâu sau đó. Sản phẩn sản xuất ở
các xí nghiệp đợc vận chuyển đến nhà máy chính để ráp thành sản phẩn chung.
+ Do sự liên kết dây chuyền công nghệ là rất lớn cho nên nó đòi hỏi độ chính xác
bố trí công trình rất cao: sai số giới hạn bố trí các trục công trình hoặc các kích th-
ớc tổng thể công trình không đợc vợt quá giá trị từ 2ữ 5(cm)/ 100 m.
+ Khu xây dựng có hình chữ nhật kéo dài, có diện tích 6,72 km
2
.
+ Nhiệm vụ thiết kế thi công công trình:
. Lới có kích thớc tổng thể là 2,4(km) ì 2,8(km), chiều dài các cạnh ô lới là
200(m).
. Lới ô vuông xây dựng đợc lập theo phơng pháp hoàn nguyên.
. Yêu cầu về độ chính xác lập lới: sai số tơng hỗ giữa các điểm trắc địa dùng cho
bố trí công trình có giá trị từ 1ữ2,5cm/100m (
4000

1
ữ
10000
1
); sai số tơng hỗ về độ
cao giữa 2 điểm lới lân cận nhau có giá trị S
tg hỗ
= (2ữ3) mm.
II. Sơ lợc về điều kiện địa lý tự nhiên của khu vực xây dựng công trình.
II.1.Vị trí địa lý và hành chính của khu vực:
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
3
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
Đây là một trong những công trình có quy mô lớn, diện tích từ 6 đến 8 km
2
.
+ Vị trí địa lý: Khu vực xây dựng công trình thuộc địa phận xã Ngc Xá, xã
Đại Tân
+ Vị trí hành chính: - Phía Bắc giáp Đồng Sai
- Phía Nam giáp đờng quốc lộ 18
- Phía Đông giáp Thất Gián
- Phía Tây giáp Hiền Lơng, Thanh Dền

II..2. Đặc điểm về địa chất - thực phủ :
Khu vực xây dựng có địa chất ổn định rất thuận lợi cho việc thi công công
trình. Là vùng đồng bằng châu thổ có địa hình tơng đối bằng phẳng, không bị chia
cắt, độ dốc của khu vực tơng đối nhỏ. Ngoài ra đây là khu vực trồng lúa chuyên
canh, tuy nhiên vùng này có nhiều nghề phụ nên đó không phải là vấn đề quan
trọng khi nhân dân bị thu hồi đất phục vụ cho công nghiệp.

II.3. Đặc điểm khí hậu:
Khu vực xây dựng thuộc Quế Võ tỉnh Hà Bắc nên chịu ảnh hởng của khí hậu
nhiệt đới gió mùa, đợc chia làm hai mùa rõ rệt:
- Mùa ma từ tháng 4 đến tháng 9 trong năm tập trung ma vào tháng 6 và tháng 7
- Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau.
Nh vậy thời gian thi công thuận lợi nhất là từ tháng 9 năm trớc đến tháng 4 năm
sau.
II.4. Tình hình giao thông - thuỷ lợi, nguồn khai thác vật liệu:
Khu vực xây dng có hệ thống giao thông tơng đối tốt, công trình xây dựng
nằm gần đờng quốc lộ số 18, hệ thống giao thông liên huyên, liên tỉnh dày đặc và
kiên cố, tạo điều kiện thuận lợi cho công tác vận chuyển trang thiết bị, nguyên vật
liệu phục vụ thi công công trình, cũng nh rất thuận lợi cho việc vận chuyển sản
phẩm của nhà máy sau này. Hệ thống thuỷ lợi gồm nhiều kênh mơng ở quanh khu
vực xây dựng phục vụ nhu cầu sử dụng nớc xây dựng và cho hoạt động của khu
công nghiệp về sau
II.5. Tình hình dân c, kinh tế - chính trị:
Dân c sống tập trung thành các làng, trong khu vực xây dựng cũng có một số
cụm dân nhỏ và cần phải đợc di chuyển sang các vùng lân cận, mức độ đền bù
không đáng kể. Tình hình an ninh trật tự ổn định, nhân dân chấp hành tốt các chủ
chơng chính sách của Đảng và nhà nớc .
III. Các tài liệu, cơ sở trắc địa sẵn có và khả năng sử dụng .
III. 1.T liệu trắc địa và bản đồ hiện có:
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
4
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
Khu xây dựng có bản đồ , bình đồ , có tổng bình đồ khu xây dựng do bên A
cung cấp tỉ lệ 1:2000 và một bản đồ địa hình tỉ lệ 1:25000 có danh pháp F 48
-105-C- b vẽ năm 1971 có tên Quế Võ và thiết kế kỹ thuật cho khu công nghiệp.
III.2.Giới thiệu về tình hình cơ sở trắc địa trên khu vực đo vẽ.

Trong đồ án này, chúng ta giả định có 4 điểm trắc địa nhà nớc N1, N2, N3,
Những điểm trắc địa này nằm trong địa phận Quế Võ Hà Bắc, thuộc địa phận
các xã:
+N1 nằm trên địa phận xã Ngọc Xá.
+N2 nằm trên địa phận xã Đồng Du.
+N3 nằm trên địa phận xã Đồng Sai.
Số liệu các điểm trắc địa trên trong bảng thống kê sau:
Bảng Thống Kê Các Điểm Trắc Địa Nhà Nớc:
Thứ tự Kí hiệu
Toạ độ
X(m) Y(m)
1
2
3
N
1
N
2
N
3
2337015.0
2337375.0
2340525.0
18628500.0
18625850.0
18636250.0
TgiácIV
-
-
TCIV

-
-
Xí
nghiệp
Trắc
địa bản
đồ 15
Chơng II .
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
5
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
Thiết kế lới TổNG THể LƯớI xây dựng và bố trí mạng lới
gần đúng TRÊN THựC ĐịA
II.1. Thiết kế tổng thể mạng lới :
Yêu cầu cơ bản đối với lới ô vuông xây dựng lập theo phơng pháp hoàn
nguyên :Khi lập lứới trắc địa thi công yêu cầu độ chính xác lới phải đáp ứng đợc
công tác bố trí công trình và đo vẽ hoàn công tỷ lệ lớn ( phải có tọa độ thực tế của
các điểm phải đúng bằng toạ độ thiết kế. Khi đáp ứng nhu cầu thứ 2 ngay sau khi
hoàn thành lới o vuông trong phòng ngời ta sử dụng ngay chúng lập bản vẽ . Để
thực hiện đợc điều này ngời ta dùng phơng pháp hoàn nguyên
Bản chất của phơng pháp : Chuyển ra thực địa 2 hớng gốc vuông góc . Dựa vào
2 hớng gốc ngời ta bố trí trên thực địa toàn bộ lới xây dựng theo sơ đồ thiết kế nh-
ng với độ chính xác không cao . ( độ chính xác đo đạc tơng đơng độ chính xác đo
trong đờng truyền kinh vĩ ). Các điểm của lới đóng bằng cọc gỗ nhỏ 1-5 cm , dài
30- 40cm tạo ra mạng lứơi gần đúng . Căn cứ trên thực địa toàn bộ lới o vuông đã
lập thì ngời ta thiết kế phủ trùm lên đó mạng lới trắc địa (sơ đồ lới , số bậc lới , cấp
hạng bậc lới,tính toán cụ thể từng trờng hợp )
Đo đạc tính toán , bình sai các bậc lới tính toán toạ độ các điểm . Bậc lới cuối cùng
qua các điểm lới ô vuông. Tiến hành so sánh giữa toạ độ thiết kế với toạ độ thực tế

tơng ứng của từng điểm , giải bài toán trắc địa nghịch tìm đợc các yếu tố bố trí về
góc , chiều dài để từ các điểm thực tế ngời ta tìm vị trí thiết kế trên thực địa tiến
hành hoàn nguyên điểm.
Cách đánh số và ký hiệu điểm: Ta chọn cách đánh số cho các điểm của mạng l-
ới nh sau : Theo các khoảng cách 200 m trên trục X kí hiệu chữ A và 200 m trên
trục Y kí hiệu chữ B. Cụ thể ta có sơ đồ tổng thể lới thiết kế (hình 2.1)

Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
6
§å ¸n m«n häc Bé m«n tr¾c ®Þa c«ng
tr×nh

A28
A26
A24
A20
A18
A16
A14
A12
A10
A8
A6
A4
A2
AoBo
B2 B4 B6 B8 B10 B12 B14 B16 B18 B20 B22 B24
H×nh 2.1: S¬ ®å tæng thÓ líi thiÕt kÕ.
Lª Quèc S¸ng Líp: Tr¾c ®Þa C– K50
7

Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
II.2. Chọn và chuyển hớng gốc của mạng lới thiết kế ra thực địa.
*) Chọn hớng gốc:
- Mục đích lý do của việcphải chọn và chuyển hớng gốc mạng lới thiết kế ra
thực địa: Là để đảm bảo mạng lới sau này đợc thành lập đúng hớng nh đã thiết kế
trên tổng bình đồ với độ chính xác cần thiết .
-Yêu cầu đối với việc chuyển hớng gốc ra thực địa
- Hai điểm chuyển phải cùng nằm trên một cạnh
- Các điểm chọn phải thông hớng
- Càng xa nhau càng tốt
- Gần các điểm trắc địa sẵn có
Để thoả mãn yêu cầu trên thì ta phải chọn ra 3 điểm cứng trắc địa (tự chọn )
trên tổng bình đồ và phải thông hớng với các điểm gốc.
*) Phơng án chuyển hớng gốc thiết kế ra thực địa: Chúng ta chọn phơng án toạ độ
cực
- Các đỉêm trắc địa sẵn có đợc sử dụng trên thực địa dùng để chuyển hớng gốc là:
N1,N2, N3 (là các diểm tam giác hạng IV).
- Trên sơ đồ mạng lới thiết kế ta chọn hớng cạnh I-II là hớng gốc (trong lới ô
vuông là hớng chứa các điểm (A
0
B
0
) và (A
0
B
24
)).
- Để kiểm tra điều kiện ban đầu hớng gốc chúng ta so sánh kết quả đồ giải đợc
với tạo độ tính đợc từ các điểm đã biết.

*) Tính toán các yếu tố để chuyển hớng gốc ra thực địa (, S)
. Bảng thống kê toạ độ các điểm phục vụ chuyển hớng gốc.
Bảng (2-1).
STT Tên Điểm
Tọa Độ
Ghi Chú
X(m) Y(m)
1 N
1
2337015.0 18628500.0
Tọa độ chính xác
2 N
2
2337375.0 18625850.0
3 N
3
2340525.0 18626250.0
4 A
0
B
0
2337475.0 18625962.5
Toạ độ đồ giải
5 A
0
B
24
2337148.6 18628340.2
6 A
28

B
0
2340250.0 18626343.3
II.2.2.2. Lập bảng tính các yếu tố bố trí trong lới.
Đồ giải toạ độ các điểm B, A, D thuộc hớng gốc theo bình đồ 1: 2000. Sau đó tính
các yếu tố bố trí S
i
,
i
để dựa vào các yếu tố này để chuyển hớng gốc ra thực địa.
Kết quả tính toán đợc ghi trong bảng (2-2).
Bảng(2-2).
Tên
Toạ độ
X
i
(m)
Y
i
(m)
S
i
(m)
Phơng vị
0
''
Góc ngoặt
0
''
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50

8
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
X (m) Y (m)
N
1
A
0
B
24
2337015.0
2337148.6
18628500.0
18628340.2
-460 159.8 486.9 340 50 35.5 32 09 39.3
N
2
A
0
B
0
2337375.0
2337475.0
18625850.0
18625962.5
-100 -112.5 150.5 311 38 0.74 49 22 11.1
N
3
A
28

B
0
2340525.0
2340250.0
18626250.0
18626343.3
275 -93.3 290 341 18 55.4 25 58 39.3

Hình 2.2: Sơ đồ chuyển hớng gốc ra thực địa.
II.2.3. Độ chính xác của phơng pháp.
Độ chính xác của phơng pháp trên chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác đồ giải
các điểm trên tổng bình đồ. Trên thực địa giá trị này bằng 0.3mm.M, khi M=2000
thì nó có giá trị 0.6 (m). Sai số này sẽ làm cho toàn bộ mạng lới xê dịch đi nhng
không ảnh hởng tới vị trí tơng hỗ giữa chúng. Nghĩa là toàn bộ mạng lới xây dựng
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
9
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
và công trình đợc bố trí sau đó chỉ bị xoay đi trong phạm vi sai số bố trí hớng góc
ở trên mà sễ không sảy ra sự biến dạng công trình. Tuy vậy cần tránh sai số thô vì
nó có thể sẽ làm sai lệch về vị trí của các điểm và các công trình trên thực địa dãn
đến độ cao thi công sẽ không phù hợp với thực tế và các phần riêng biệt của công
trình có thể rơi vào nơi có điều kiện địa chất không thuận lợi nên. Do vậy để
chuyển hớng gốc ra thực địa đảo bảo độ chính xác ta phải tiến chọn máy móc và
dụng cụ đo cho phù hợp.
Tiến hành chuyển điểm ra ngoài thực địa ta chọn chỉ tiêu sai số chuyển điểm
mặt bằng không vợt quá sai số đồ giải.
Sai số vị trí điểm khi bố trí theo phơng pháp toạ độ cực là:
2
2

222
.


m
smm
SP
+=
[1] (II-1)
áp dụng nguyên tắc đồng ảnh hởng ta có:
2
2
2
222
6.0.22
===


m
smm
SP


m
m
m
P
S
42.0
2

6.0
2
===
;
2
".
S
m
m
P


=
S là chiều dài cạnh từ điểm trắc địa có sẵn đến điểm bố trí thuộc hớng gốc: ví dụ
cạnh ngắn ngất S

= 150.5 m thì m

= 6.0
II.3. Bố trí chi tiết mạng lới gần đúng trên thực địa.
II.3.1. Cách thức tiến hành:
Dựa vào hai hớng gốc đã chuyển ra thực địa ta bố trí một mạng lới ô vuông có
chiều dài cạnh đúng nh thiết kế bằng 200m. Việc đo đạc đợc tiến hành bằng máy
kinh vĩ và thớc thép với độ chính xác lập lới vào khoảng 1:1000 ữ 1:2000.Tất cả
các điểm đỉnh ô vuông đợc đóng cọc gỗ tạm thời. Dựa vào 3 bậc lới khống chế
trắc địa đã lập, xác định toạ độ thực tế của tất cả các điểm tạm thời nói trên. So
sánh với toạ độ thiết kế ,tìm đợc các đại lợng hoàn nguyên về chiều dài và góc. Từ
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
10
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công

trình
đó xê dịch, tiến hành hoàn nguyên điểm về vị trí đúng
II.3.2. Các điểm lu ý trong quá trình bố trí mạng lới gần đúng :
- Trờng hợp mặt bằng thực địa có độ dốc thì ta phải cộng thêm vào đại
lợng hoàn nguyên một giá trị chênh lệch về độ cao :
S
h
S
h
2
2
=
- Trờng hợp việc bố trí, các hớng đo bị cản trở bằng các địa vật tạm thời
thì ta phải khắc phục bằng cách dựng tiêu hoặc bảng ngắm cao.
- Trong trờng hợp khoảng cách hoàn nguyên quá ngắn, ngời ta sẽ bố trí các
khoảng cách đầu tiên về hai phía lệch đi một giá trị nào đó. Với cách làm này, các
giá trị khoảng cách tiếp theo sẽ bị lệch đi làm cho khoảng cách hoàn nguyên đợc
lớn ra.
Chơng III
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
=
1

12

=
=
2

S=

00
0
0000

11
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
Thiết kế lới khống chế trắc địa cơ sở mặt bằng
Để XáC ĐịNH TOạ Độ CáC ĐIểM LƯớI XÂY DựNG
III.1. Yêu cầu độ chính xác của lới khống chế trắc địa mặt bằng.
A.Yêu cầu chung: Do lới đợc thiết kế để xác định toạ độ các điểm của lới xây
dựng, cho nên phải thỏa mãn yêu cầu độ chính xác của các công tác :
- Đo vẽ hoàn công tỷ lệ lớn.
- Bố trí công trình.
B. Tiêu chuẩn độ chính xác lập lới là cơ sở ban đầu để xác định độ chính xác đặc
trng của các bậc lới nhằm xác định đợc yêu cầu độ chính xác đo đạc trong mỗi
bậc. Tiêu chuẩn này thuỳ thuộc vào mục đích lập lới
Các trờng hợp lập lới :
TH 1 : Lới khống chế đợc lập với mục đích phục vụ cho đo vẽ bản đồ địa hình nói
chung
Tiêu chuẩn độ chính xác lập lới : Sai số tuyệt đối vị trí điểm tại vị trí yếu
nhất của lới so với các điểm của lới khống chế cơ sở hay còn gọi là sai số tuyệt
đối vị trí điểm
Quy phạm đã quy định : sai số giới hạn vị trí điểm của lới khống chế đo vẽ
so với điểm của lới khống chế cơ sở ( lới nhà nớc và lới tăng dầy ) không đợc vợt
quá 0.2(mm) trên bản đồ , tc là M
p
< 0.2(mm).M . Đối với vùng cây cối rậm rạp thì
yêu cầu này là M
p

< 0.3(mm).M
M: mẫu số tỉ lệ bản đồ cần thành lập
TH 2: Lới khống chế đợc lập với mục đích thi công
Tiêu chuẩn độ chính xác lập lới : sai số tơng hỗ vị trí của hai điểm lân cận
nhau thuộc cấp khống chế cuối cùng hoặc sai số vị trí tơng hỗ giữa hai điểm
trên cùng một khoảng cách nào đó
Trong các nhà máy công nghiệp hiện đại các dây chuyền sản xuất có liên
quan với nhau về mặt công nghệ không vợt quá 1km
Sai số tơng hỗ giữa hai điểm I, J :
m
ij
=
2
2
.
ij
ij ij
S s i j
m
m m s



= +
ữ
ữ

Th 3 : Lới khống chế đợc lập với cả hai mục đích nói trên
Trong trờng hợp này yêu cầu độ chính xác của lới phảI bao hàm cả hai tiêu
chuẩn trên . Và dựa vào yêu cầu độ chính xác đo đạc xác định cho tong trờng hợp

ngời ta sẽ chọn độ chính xác cao hơn để sử dụng cho viẹc đo đạc trong lới . Thờng
gặp trong việc xây dựng công trình thành phố, công nghiệp gồm : đo vẽ hoàn công
trong quá trình xây dựng và bố trí công trình.
III.2 Ước tính độ chính xác đặc trng của các bậc lới
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
12
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
Mục đích:Ước tính độ chính xác là một trong những nhiệm vụ của thiết
kế lới. Mục đích của việc ớc tính là xem lới đợc thiết kế có đạt yêu cầu đề ra
của thiết kế hay không. Nếu đạt thì thi công lới, nếu không thì thiết kế lại.
Ngoài ra, kết quả ớc tính còn cho phép lựa chọn máy móc thiết bị đo và lựa
chọn chơng trình đo ngắm hợp lý.
a. Ước tính độ chính xác đặc trng của các bậc lới khống chế mặt bằng
phục vụ cho mục đích đo vẽ bản đồ địa hình
Giả sử lới khống chế mặt bằng đợc phát triển qua n bậc ( với sai số đặc trng
của mỗi bậc là m
i
)
Sai số tổng hợp vị trí điểm của cấp khống chế cuối cùng :
m
0
2
= m
1
2
+m
2
2
+ +m

n
2
Với trờng hợp 3 bậc lới :
m
0
2
= m
1
2
+m
2
+m
3
2
Nếu coi các bậc lới đợc phát triển độc lập nhau và có thể bỏ qua sai số số
liệu gốc thì sai số bậc trên nhỏ hơn sai số bậc dới k lần
Sai số của mỗi bậc + m
1
+ k.m
1

+ k (k.m
1
)=k
2
.m
1
K : hệ số tăng giảm độ chính xác
m
0

2
= m
1
2
+ (2m
1
)
2
+ ( 4m
1
)
2
= 21m
1
2
m
o
2
=21 m
1
2
=>
1
21
o
m
m
=
b. Ước tính độ chính xác đặc trng của các bậc lới khống chế mặt bằng phục
vụ cho mục đích bố trí công trình

Để ớc tính sai số tơng hỗ vị trí điểm có thể đợc tính gần đúng
Nếu gọi sai số tổng hợp vị trí điểm là Mo ta có Mo = 0.2 : 0.3. M
Sai số tơng hỗ : mth = Mo 2
Lới khống chế thi công yêu cầu độ chính xác cao hơn lới đo vẽ nên sai số trung
phơng : m
o
=0.1(mm). M
Với giả thuyết lới gồm 3 bậc : m
th1
; m
th2
; m
th3
Sai số tổng hợp vị trí tơng hỗ giữa 2 điểm của cấp khống chế cuối cùng do ảnh
hởng của sai số do chính cấp đó do sai số số liệu gốc của cấp trên nó gây ra
3
2 2 2
1 2 3S th th th
m m m m
= + +
Trong đó m
s3
=0.1(mm) M.
2
Với bản đồ tỷ lệ lớn nhất M=500 => m
s3
=0,1.500
2
=70.7(mm)
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50

13
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
Ta thấy rằng giữa hai bậc khống chế liên tiếp thì sai số bậc trên chính là sai số
số liệu gốc của bậc lới . Nếu giả thuyết giữa các bậc lới có hệ số tăng giảm độ
chính xác k ta viết đợc
+ Lới bậc 3 có sai số : m
th3
+ Lới bậc 2 có sai số : m
th3
/ k
+

Lới bậc 3 có sai số : m
th3
/k
2
3
2 2
2
3 3
3 3
2 4 2 4
1 1
. 1
th th
S th th
m m
m m m
k k k k

= + + = + +
đặt
2 4
1 1
1 Q
k k
+ + =
K=1,5 => Q= 1,28
K= 2=> Q=1,14
m
s3
= m
th3
.Q
m
th3
=
3s
m
Q
m
th3
=
0.1 2.M
Q
m
th2
=
0.1 2.
.

M
k Q
m
th1
=
2
0.1 2.
.
M
k Q
Lới phục vụ cho đo vẽ 1: 500.
Ta có sai số tổng hợp vị trí điểm cấp khống chế cuối cùng:
m
2
= m
2
1
+ m
2
2
+ + m
2
n
Để bỏ qua ảnh hởng của sai số số liệu gốc ( sai số lới bậc trên tới lới bậc dới) tức
là lới bậc trên phải nhỏ hơn sai số lới K lần( hệ số quan hệ độ chính xác, tăng giảm
độ chính xác.
m
1
=
K

m
2
; m
2
=
K
m
3
( Chọn K= 2 )
Trong trờng hợp này đo vẽ 1: 500, 3 bậc, K=2
Suy ra sai số tơng hỗ vị trí điểm lới bậc 3:
m
2
P
= m
2
1
+ m
2
2
+ m
2
3
Trong đó: m
2
P
= 0.2 (mm). M = 0.2 . 500 = 100 (mm)
Ta có: m
2
= m

1
. K
m
3
= m
2
. K
Suy ra: m
2
P
= m
2
1
+ 4m
2
1
+ 16m
2
1
= 21m
2
1
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
14
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình

m
1
=

21
100
= 22 (mm)
m
2
= 2.m
1
= 44 (mm)
m
3
= 2.m
2
= 88 (mm)
b) Kí hiệu: m
i
: là sai số trung phơng vị trí tơng hỗ giữa hai điểm nằm cách nhau
1km của cấp không chế thứ i do ảnh hởng của sai số đo của chính cấp đó gây ra.
M: là mẫu số tỷ lệ bản đồ cần đo vẽ.
Với lới khống chế đợc phát triển qua n bậc liên tiếp thì sai số trung phơng vị trí t-
ơng hỗ giữa hai điểm cấp cuối cùng (ký hiệu M
Sn
) do ảnh hởng tổng hợp của sai số
đo chính cấp ấy và sai số số liệu gốc của các cấp trên nó gây ra đợc tính theo công
thức:
22
2
2
1
...
nSn

mmmM
+++=
(III-1)
Với trờng hợp 3 bậc lới thiết kế ta có:
MmmmmM
PS
2
2
3
2
2
2
13
=++=
(III-2)
Khi tính toán ta lấy M = 500 là giá trị mẫu số bản đồ tỷ lệ lớn nhất m
P
= 0,2
Khi ảnh hởng của sai số số liệu gốc tới sai số tổng hợp trong khoảng 10% ữ 20%
thì coi sai số số liệu gốc là không đáng kể, có thể bỏ qua. Khi đó ta tính đợc giá trị
K = 1,5 ữ 2,2 với hệ số tăng giảm độ chính xác giữa hai bậc liền nhau là K, sai số
bậc trên là sai số số liệu gốc bậc dới ta có:
2
32
1
3
2
;
K
m

K
m
m
K
m
m
===
(III-3)
Thay(III-3) vào (III-2) ta có:

42
3
2
3
2
2
3
4
2
3
3
11
1
KK
mm
K
m
K
m
M

S
++=++=
Đặt:
42
11
1
kk
++
= Q ta có: M
S3
= m
3
.Q (III-4)

Với k = 2 ta có Q = 1.15, khi đó sai số tơng hỗ giữa hai điểm lân cận
trong các bậc lới là :
+ Bậc 3 là :
3
62
th
m mm
=
+ Bậc 2 là :
2
31
th
m mm
=
+ Bậc 1 là :
1

15
th
m mm
=
III.3.Bố trí số bậc khống chế mặt bằng :
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
15
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
III.3.1 . Cơ sở quyết định số bậc lới khống chế trên khu vực :
Cơ sở này đựơc dựa vào cấc yếu tố :
+ diện tích khu đo
+ mức độ đã xây dựng hoặc phức tạp của khu đo
- khu đo xây dựng hoàn toàn mới
` - khu đo xây dựng bổ xung
- khu đo quang đãng hoặc dân c đông đúc
+ tỉ lệ bản đồ đo vẽ , yêu cầu độ chính xác đo vẽ
+ điều kiện trang thiết bị của đơn vị
Trong thực tế khi đo vẽ các bản đồ tỉ lệ lớn thì số bậc khống chế đợc phát triển dựa
vào diện tích khống chế cả khu đo
+ ) khu đo có diện tích F > 25km
2
thì lới khống chế đợc lập 3 bậc khống chế
+ lới khống chế cơ sở
+ lới tăng dầy
+ lới khống chế đo vẽ
+ khu đo có diện tích trung bình F = 2,5 : 25km
2
lập 2 bậc khống chế
+ lới khống chế cơ sở

+ lới khống chế đo vẽ
+khu đo có diện tích nhỏ F < 2.5km
2
thì lới khống chế đợc lập theo 4 bậc
+ lới khống chế cơ sở
+tăng dầy bậc 1
+tăng dầy bậc 2
+khống chế đo vẽ
III.3.2 Thiết kế số bậc lới và dạng lới của mỗi bậc
Do điều kiện địa hình tơng đối phức tạp, bên cạnh đó là yêu cầu phải có độ chính
xác cao cho lới thiết kế để tạo điều kiện thuận tiện cho các công tác về sau. Chúng
tôi quyết định lập lới khống chế bao gồm 3 bậc :
- Bậc 1( lới khống chế cơ sở ) : có nhiệm vụ làm cơ sở cho việc phát triển
các lới tăng dầy. Có thể là lới tam giác ( đồ hình tứ giác trắc địa ) hoặc thay thế
bằng đa giác hạng IV ( cạnh đo bằng đo dài điện quang ). Có :
+ Sai số đo góc :
0".2
=

m
+ Sai số đo cạnh :
mmm
S
10
=
+ Chiều dài cạnh từ :
km)21(
ữ
+ Sai số trung phơng tơng đối :
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50

16
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình

[ ]
000.40
1
000.25
11
ữ==
S
f
T
S
Đợc phát triển nh sau :
+ Liên kết các góc khung của mạng lới.
+ Có các điểm chạy bao quanh biên lới.
- Bậc 2 (lới khống chế tăng dày) : đợc phát triển dựa vào lới khống chế cơ
sở, có thể là lới đa giác cấp I với :
+ Sai số đo góc :
0".5
=

m
+ Sai số đo cạnh :
mmm
S
5
=
+ chiều dài cạnh từ :

m)800120(
ữ
Có đặc điểm :
+ Chạy qua tất cả các điểm lới ô vuông dọc trên 4 biên lới.
+ Chiều dài cạnh ngắn.
+ Đa giác tạo thành dạng chuỗi thẳng.
+ Tựa trên các điểm của đa giác hạng IV.
Có nhiệm vụ làm cơ sở để phát triển lới tăng dày tiếp theo.
- Bậc 3 (lới khống chế đo vẽ) : đợc phát triển dựa vào lới khống chế tăng
dày, và có thể đợc phát triển theo các phơng án sau :
+ Các đờng chuyền đa giác phù hợp.
+ Chuỗi các tứ giác trắc địa không đờng chéo.
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
17
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
Giới thiệu một số chỉ tiêu kỹ thuật của một số cấp hạng lới.
Bảng III-1:
Các mục
Đờng chuyền
Hạng IV Cấp 1 Cấp 2
Chiều dài đờng chuyền dài
nhất(km)
-Đờng đơn
-Giữa điểm khởi tính và điểm nút
-Giữa các điểm nút
Chu vi vòng khép lớn nhất(km)
Chiều dài cạnh (km):
-Dài nhất
-Ngắn nhất

Số cạnh nhiều nhất trong đờng
chuyền
Sai số khép tơng đối không đợc lớn
hơn
Sai số trung phơng đo góc
Sai số khép góc của đờng chuyền
không lớn hơn
10
7
5
30
2
0,25
15
1:25000
2
5
3
2
15
0,8
0,12
15
1:10000
5
2
1,5
9
0,35
0,08

15
1:5000
10
III.4. Ước tính chặt chẽ độ chính xác lới khống chế cơ sở tam giác :
III.4. 1.Giới thiệu về sơ đồ lới thiết kế :
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
18
n"5
n"10
n"20
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
-Lới khống chế cơ sở :
+ Đặc điểm của lới : Để đảm bảo tính lâu dài của các điểm của lới tam giác chúng
ta kéo dài cạnh biên thêm một đoạn để đa các điểm tam giác của lới tứ giác trắc
địa này ra ngoài khu vực thi công xây dựng. Đó là các điểm A, B, C,D trong đồ
hình lới .
+ Vì lới đợc lập trong hệ toạ độ giả định , quy ớc nên trong lới này ta chọn nh sau :
AoBo đợc chọn làm gốc của hệ toạ độ giả định , chon hớng của lới là trục Ox
trùng cạnh biên AB của lới
+ Điểm A là điểm khởi tính cho việc tính toán lới tam giác
Giả định I trùng AoBo
X
I
=5000.000 m
Y
I
=5000.000m
Ta có toạ độ điểm A theo hệ toạ độ quy ớc
X

A
=4925.000(m)
Y
A
=5000.000(m)
Sơ đồ lới các cấp :
III.4.2. Ước tính độ chính xác các yếu tố đặc trng cho từng cấp lới:
- Với lới tam giác(lới cơ sở) độ chính xác đặc trng là (
S
m
S
)
y/n
, sai số trung phơng
tơng đối chiều dài cạnh yếu nhất.
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
19
[ ] [ ]
i
km
i
tbi
G
tb
S
S
m
TS
M
T

==
1

2/
1
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
Từ các kết quả trên ta có:
(
S
m
S
)
y/n

67000
1
10
15
10
66
1
==
m
(III-5)
Mà sai số trung phơng tơng đối cạnh yếu nhất tơng đơng hạng IV là:
(
S
m
S

)
y/n

80000
1
70000
1
ữ=
(III-6)
Vậy ta phải đo góc, cạnh lới cơ sở với độ chính xác tơng đơng hạng IV
- Với lới đa giác độ chính xác đặc trng là sai số tơng đối giới hạn khép đờng
chuyền.
gh
T
1

[ ]
S
ff
S
f
T
yx
S
gh
22
][
1
+
==

=
][
S
M
cuói
2
(III-7)
+ Trờng hợp 1 : Kết quả đánh giá độ chính xác chỉ xét đến sai số đo của cấp đờng
chuyền .
Sai số điểm giữa của đờng chuyền (sau bình sai) do sai số đo gây nên và đợc tính
theo công thức :

Suy ra, sai số tơng đối khép đờng chuyền :


Do sai số vị trí điểm cuối đờng chuyền (trớc bình sai) sẽ lớn hơn sai số vị trí điểm
giữa từ 2 ữ 2.5 lần, ta suy ra :

Suy ra, sai số khép đờng chuyền do sai số đo gây nên là :

Sai số trung phơng tơng đối giới hạn (do sai số đo) là :
Với đờng chuyền duỗi thẳng ta có :
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
20
2
=
km
iG
S
mM

kmi
km
iGC
Sm
S
mMM ..25,1=5,2
2
=5,2.=
[ ] [ ]
S
m
S
S
M
T
i
km
C
do
tb
..25,1
1
==

[ ] [ ]
S
M
S
f
T
C
do
s
do
gh
2
1
=








=

[ ]
S
mS
T
ikm
do
gh
.
.5,2
1
=









[ ]
S
mS
T
ikm
do
gh
.

.5,2
1
=








Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
+ Trờng hợp2 : Nếu tính đến ảnh hởng của sai số số liệu gốc, chọn hệ số giảm độ
chính xác giữa hai bậc lới kề nhau là K =2 thì ta có:

gh
T
1
=
22
1
1
][
5.2
1
1
][][
K
S

m
S
K
S
f
S
f
i
km
do
S
gocdo
S
+=+








=

+
(III-8)
Lấy [S] cùng đơn vị với m
i
cùng (mm) ta có:

26
1
1
].[10
5.2
1
Ks
m
T
i
gh
+=
với:
12.1
1
1
2
=+
K
Ta đợc:

6
10

8,2
][
1
i
gocdo
S
gh
m
S
f
T
=








=
+
+ Đối với lới bậc hai: m
2
= 31 mm, ta có [S
1
] tuyến ngắn nhất bằng
11500
1
10

31
8,2
1
6
==
gh
T
(III-9)
Tơng đơng sai số tơng đối giới hạn khép đờng chuyền đa giác I là :
15000
1
10000
11
ữ=
T
(III-10)
Vậy ta phải đo góc, cạnh lới tăng dày bậc 1 với độ chính xác tơng đơng đờng
chuyền đa giác I.
+ Đối với lới bậc ba: m
3
= 62 mm
6000
1
10
62
8.2
1
6
==
gh

T
(III-11)
Tơng đơng sai số tơng đối giới hạn khép đờng chuyền đa giác II là:

7000
1
5000
11
ữ=
T
(III-12)
Vậy ta phải đo góc, cạnh lới tăng dày bậc 2 với độ chính xác tơng đơng đờng
chuyền đa giác II.
III.4.3 Ước tính độ chính xác của thiết kế lới khống chế cơ sở tam giác.
III..4.3.1.Giới thiệu cụ thể về sơ đồ lới đợc thiết kế.
Sau khi xem xét, đánh giá khu vực thiết kế lới , ta chon phơng án thiết kế lới
khống chế cơ sở là lới tứ giác trắc địa. Sau khi có kết quả giải phóng mặt bằng, tất
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
21
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
cả các điểm đều đợc thông hớng. Em chọn các điểm đồ giải làm điểm gốc, hai
cạnh đáy. Lới gồm 4 điểm A,B,C,D và hai cạnh đáy AB và CD. Các điểm lới đợc
đặt trên hớng trục A
0
B
0
-A
28
B

0
và A
0
B
24
-A
28
B
24
của lới ô vuông nh sơ đồ.
- Sơ đồ lới tam giác:

III.4.3.2.Trình bày cơ sở lý thuyết của bài toán ớc tính độ chính xác lới thiết kế
theo phơng pháp gián tiếp.
* Bớc 1: Chọn ẩn số và xác định toạ độ gần đúng.
- Chọn ẩn số
Cách chọn toạ độ các điểm: lới có 4 điểm trong đó có một điểm là điểm gốc, đã
biết toạ độ và còn 3 điểm cần xác định là B, C,D.
Toạ độ của các ẩn số cần tìm là các điểm cần xác định:
x

B
,
y

B
,
x

C

,
y

C
,
x

D
,
y

D
.
- Để xác định toạ độ gần đúng ta có 2 cách:
+ Cách 1: Thiết kế lới trên bản đồ, đo sơ bộ các góc, cạnh( đo bằng thớc đo độ).
Lấy tạo độ 1 điểm và phơng vị 1 cạnh khởi tính để tính ra toạ độ các điểm còn lại(
gần đúng ).
+ Cách 2: Đồ giải tạo độ trực tiếp từ bản đồ thiết kế .
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
22
Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
Bảng thống kê tạo độ giả định :
Tên điểm X(m) Y(m)
A 4925.0 5000.0
B 7875.0 5000.0
C 7900.0 7400.0
D 4925.0 7400.0
* Bớc 2:
Lập các phơng trình số hiệu chỉnh cho các trị đo( phơng trinh sai số).

- Số lợng phơng trình hiệu chỉnh = số trị đo
Ta có: 8 trị đo góc
4 trị đo cạnh
1 phơng vị
Vậy số phơng trình hiệu chỉnh là 13.
- Hệ phơng trình số hiệu chỉnh có dạng:
V= A.X + L
-Dạng của các phơng trình số hiệu chỉnh:
+ Phơng trình số hiệu chỉnh cho góc đo:
V
k

= a
ki
x
i
b
ki
y
i
+ (a
kj
a
ki
)x
k
+ (b
kj
b
ki

)y
k
- a
kj
x
3
- b
kj
y
3
+ l
k

Trong đó: l
k

= (
kj

ki
)
đo
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50

23
22
"
kjkj
kj
yx

y
ikki
aa
+

==

Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
+ Phơng trình số hiệu chỉnh cho các cạnh đo:
V
S
ik
= -c
ik

x
i
- d
ik

y
i
+ c
ik

x
k
+ d
ik

y
k
+ l
S
ik

Trong đó: ls
ki
=
22
YX
+
- S
ki
đo

2/122
)(
kjkj
kj
yx
x
ik
c
+

=
;
2/122

)(
kjkj
kj
yx
y
ik
d
+

=

+ Phơng trình số hiệu chỉnh cho phơng vị:
V
AB
= - a
AB
.

x
B
b
AB
.

y
B
+ l
ki
Bảng 1: Tính chiều dài và phơng vị gần đúng của các cạnh trong lới:
Tên

điểm
Toạ độ giả định
Tên
cạnh
X(mm)
Y(mm)
X(mm) Y(mm)
S(mm)
A 4925000 5000000 A-B 2950000 0 2950000

A-C 2975000 2400000 3822385

A-D 0 2400000 2400000
B 7875000 5000000 B-A -2950000 0 2950000

B-C 25000 2400000 2400130

B-D -2950000 2400000 3802959
C 7900000 7400000 C-A -2975000 -2400000 3822385

C-B -25000 -2400000 2400130

C-D -2975000 0 2975000
D 4925000 7400000 D-A 0 -2400000 2400000

D-B 2950000 -2400000 3802959
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
24
k
i

S
ki
ki

22
"
kjkj
kj
yx
x
ikki
bb
+

==

Đồ án môn học Bộ môn trắc địa công
trình
D-C 2975000 0 2975000
Bảng 2: Tính hệ số hớng (a,b) của các phơng trình số hiệu chỉnh cho 8 góc đo:
Tên
góc
Tên hớng
Chiều dài
S (mm)
X(mm) Y(mm)
2
"
S
Y

a

=

2
"
S
X
b

=

1 A B
A C
2950000
3822385
2950000
2975000
0
2400000
0
0.03388
-0.06992
-0.04200
2 B D
B A
3802959
2950000
-2950000
-2950000

2400000
0
0.03423
0
0.04207
0.06992
3 B C
B D
2400130
3802959
25000
-2950000
2400000
2400000
0.08593
0.03423
-0.00090
0.04207
4 C A
C B
3822385
2400130
-2975000
-25000
-2400000
-2400000
-0.03388
-0.08593
0.04200
0.00090

5 C D
C A
2975000
3822385
-2975000
-2975000
0
-2400000
0
-0.03388
0.06933
0.04200
6 D B
D C
3802959
2975000
2950000
2975000
-2400000
0
-0.03423
0
-0.04207
-0.06933
7 D A
D B
2400000
3802959
0
2950000

-2400000
-2400000
-0.08594
-0.03423
0
-0.04207
8 A C
A - D
3822385
2400000
2975000
0
2400000
2400000
0.03388
0.08594
-0.04200
0
Bảng 3: Tính các cạnh hệ số hớng của các phơng trình số hiệu chỉnh cho cạnh đo
(4 cạnh) :
Tên
cạnh
S (mm)
X Y
c
đđầu
d
đđầu
c
đcuối

d
đcuối
A - B 2950000 2950000 0 0.8698 -0.4932
B - C 2400130
25000
2400000
0.010 1.000 -0.010 -1.000
C- D
2975000 -2975000
0
-1.000 0.000 1.000 0.000
A- D 2400000 0 2400000
0.000 1.000
0
-1.000
Bảng 4: Tổng hợp các hệ số của hệ phơng trình số hiệu chỉnh:
Trong đó các trị đo
Lê Quốc Sáng Lớp: Trắc địa C K50
25