Thiết kế kỹ thuật lưới ô vuông xây dựng theo phương pháp hoàn nguyên phục vụ thi công công trình khu công nghiệp Hoàn Long, Yên Mỹ Hưng Yên

LỜI MỞ ĐẦU
Trong bối cảnh nền kinh tế nước ta đang phát triển mạnh mẽ, sự nghiệp công
nghiệp hóa – hiện đại hóa chính là chính là mục tiêu chủ đạo để đưa nước ta thoát
nghèo, vươn lên thành cường quốc – có vị thế trên trường quốc tế.
Để thực hiện mục tiêu quan trọng này không những phải chuẩn bị về trình
độ lao động, khoa học kỹ thuật, máy móc và các trang thiết bị, các yếu tố về pháp
luật, chính trị, tư tưởng mà trên hết cần xây dựng cơ sở hạ tầng cho thật tốt. Bao
gồm: sửa chữa lại các công trình xây dựng còn dùng được; xây mới lại các công
trình xuống cấp; xây bổ xung thêm các công trình mới; quy hoạch và phát triển các
công trình công nghiệp và khu đô thị sao cho phù hợp với tốc độ công nghiệp hóa
như hiện nay.
Để đáp ứng nhu cầu phát triển của nền kinh tế, đặc biệt là nền kinh tế vùng
đồng bằng Bắc Bộ, UBND tỉnh Hưng Yên đã chỉ đạo các bộ, ngành có liên quan
xây dựng khu công nghiệp chế biến nông sản cho các tỉnh phía Bắc. Mặt bằng khu
công nghiệp có diện tích 3.2km 2 thuộc địa phận 2 xã Cấp Tiến (huyện Khoái Châu)
và xã Hoàn Long (huyện Yên Mỹ) tỉnh Hưng Yên.
Để việc bố trí đạt độ chính xác cả về độ cao và mặt bằng, chúng ta cần thiết
kế trắc địa cho toàn bộ khu vực xây dựng khu công nghiệp. Bên cạnh đó còn cần
phải ước tính, tính toán hạn sai để công trình đạt độ chính xác và đồng thời chọn
máy móc, thiết bị và phương pháp đo cho phù hợp.
Trên cơ sở đó, em đã được giao đồ án: “Thiết kế kỹ thuật lưới ô vuông xây
dựng theo phương pháp hoàn nguyên phục vụ thi công công trình khu công nghiệp
Hoàn Long, Yên Mỹ - Hưng Yên” để thực hành thiết kế, tính toán hạn sai và ước
tính độ chính xác các yếu tố trong lưới, là tiền đề để em thực hiện tốt đồ án tốt
nghiệp sau này


Nội dung đồ án gồm:
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG THI CÔNG
CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐỘ CAO
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Dưới sự giúp đỡ hướng dẫn tận tình của Thầy giáo Nguyễn Quang Thắng cũng như
các bạn sinh viên đã giúp đỡ em trong quá trình thực hiện đồ án. Do còn thiếu kinh
nghiệm thực tế, trình độ và thời gian có hạn nên đồ án của em không thể tránh khỏi
những sai lầm và thiếu sót. Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến bổ xung
của các thầy cô giáo cùng các bạn sinh viên để đồ án này được hoàn chỉnh hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !
Sinh viên:
Nguyễn Văn Vượng


CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG
1.1.Lựa chọn khu vực xây dựng khu công nghiệp.
Theo cơ cấu sản xuất nông nghiệp vùng cho thấy, vùng này chủ yếu là đất
dùng cho nông nghiệp, loại cây trồng chủ yếu là lúa, ngô, khoai, đậu, lạc … Yêu
cầu cần xây dựng khu công nghiệp chế biến lương thực, thực phẩm; chế xuất các
sản phẩm nông nghiệp; chế biến thức ăn chăn nuôi gia súc, gia cầm mang lại hiệu
quả kinh tế, tránh gây thất thoát, lãng phí nông sản.
Khu công nghiệp được xây dựng thuộc địa phận 2 xã Cấp Tiến (huyện
Khoái Châu) và Hoàn Long (huyện Yên Mỹ) tỉnh Hưng Yên. Gồm 20 nhà máy lớn
nhỏ với 42 tổ máy. Khu công nghiệp xây dựng xong mang lại thu nhập cho khoảng
4000 lao động với mức lương từ 3.000.000đ đến 6.000.000đ.
Căn cứ tờ bản đồ có danh pháp: F48-116-B-d chọn khu vực xây dựng giáp
đường giao thôi liên tỉnh đi qua 2 xã Cấp Tiến và Hoàn Long . Khu vực này gần
đường giao thông nên thuận tiện cho việc vận chuyển nguyên liệu đến và vận
chuyển sản phẩm đi tiêu thụ.
Sau khi chọn đi thực tế tại khu vực được chọn xây dựng khu công nghiệp

cho thấy: địa hình thực tế có thay đổi so với thực tế nhưng không nhiều, có thể tiếp
tục dự án này mà không cần chuyển sang phương án 2.
Yêu cầu đặt ra cho công tác thiết kế: xây dựng lưới ô vuông xây dựng đáp
ứng được các công tác trắc địa tiếp theo.
•

Khu công nghiệp được xây dựng trên các lô riêng biệt nhau nhưng các
trục chính của các lô phải song song hay vuông góc với nhau, bao gồm

•

nhà xưởng, các khu chế biến, nhà ăn, nhà ở của nhân viên …
Tuy nằm trên các lô riêng biết nhưng các nhà máy lại có liên quan mật
thiết với nhau bởi các dây chuyền công nghệ, hệ thống cấp thoát nước, hệ


thống xử lý chất thải, các hệ thống cáp thông tin, cáp điện …Do liên quan
mật thiết với nhau nên yêu cầu về độ chính xác cao, sự tương hỗ tốt giữa
•
•

các hệ thống.
Khu vực xây dựng khu công nghiệp có kích thước 1.6km x 2km.
Kích thước ô lưới là 200m x 200m

1.2. Đặc điểm tự nhiên và điều kiện kinh tế xã hội khu vực xây dựng.
1.2.1.Đặc điểm tự nhiên.
1. Vị trí địa lý.
Khu vực xây dựng nằm trên địa phận 2 xã Cấp Tiến (huyện Khoái Châu) và
Hoàn Long (huyện Yên Mỹ), thuộc tờ bản đồ có danh pháp: F- 48 -116 - B - d, có

tọa độ góc khung như sau:
+ Góc khung Tây Bắc: 20o55’ vĩ Bắc 105o52’30” kinh Đông.
+ Góc khung Tây Nam: 20o50’vĩ Bắc 105o52’30” kinh Đông.
+ Góc khung Đông Bắc: 20o55’ vĩ Bắc 106o00’00” kinh Đông.
+ Góc khung Đông Nam: 20 vĩ Bắc 105o52’30” kinh Đông.
Vị trí hành chính:
+ Phía Bắc giáp Bát Tràng.
+ Phía Nam giáp Đông Kết.
+ Phía Tây giáp Thường Tín.
+ Phía Đông giáp Yên Mỹ.

2. Đặc điểm địa hình.
- Địa hình: là vùng đồng bằng nên địa hình khá bằng phẳng, thuận tiện cho
việc di chuyển máy móc và trang thiết bị, đặc biệt là không mất nhiều chi phí cho


công việc san lấp mặt bằng. Khu công nghiệp được xây dựng trên cánh đồng, chỉ
có thôn Đa Ngưu trong vùng nên việc giải tỏa mặt bằng không mấy khó khăn.
- Khí hậu: Khu công nghiệp nằm trong vùng nhiệt đới gió mùa cho nên chịu
ảnh hưởng của hai mùa rõ rệt:
Mùa mưa từ tháng 4 đến tháng 9 tập trung mưa vào tháng 6 tháng 7.
Mùa khô từ tháng 10 đến tháng 3 năm sau.
Như vậy thời gian thi công thuận lợi nhất là từ tháng 8 năm trước đến tháng
4 năm sau.
-

Thủy hệ: trong vùng không có sông hồ lớn, chủ yếu là sông và kênh rạch
nhỏ, rất thuận tiện cho các công tác trắc địa trong vùng.

1.2.2. Điều kiện kinh tế xã hội.

Dân cư sống tập trung thành từng cụm, trong khu vực xây dựng chỉ có 1
thôn Đa Ngưu nên việc giải tỏa không khó, chi phí đền bù không lớn.Tình hình an
ninh trật tự ổn định, nhân dân chấp hành tốt các chủ trương chính sách pháp luật
của Đảng và Nhà nước.
Các tệ nạn xã hội như ma túy, mại dâm, trộm cắp không xảy ra trong huyện.
Trẻ em trong huyện đều được đến trường, huyện đã hoàn thành phổ cập giáo
dục tiểu học, trung học cơ sở và đang tiến tới phổ cập trung học phổ thông.
1.2.3.Các tài liệu đã có trên khu vực xây dựng.


Bản đồ: tờ bản đồ tỉ lệ 1:25000 có danh pháp F- 48 -116 - B - d do Cục Bản
đồ Tổng tham mưu Quân đội nhân dân Việt Nam in năm 1993, hệ tọa độ HN72, hệ
độ cao Hải Phòng 1962.

Các điểm khống chế mặt bằng và độ cao trên bản đồ:
+ Có 3 điểm khống chế mặt bằng hạng IV nhà nước
+ Có 3 điểm khống chế độ cao hạng II nhà nước.
Bảng 1.1: Tọa độ vào độ cao nhà nước có trong khu đo
T
T
1
2
3
4
5
6

Tên điểm
IV-1
IV-2

IV-3
191
193
196

Tọa độ
X(m)
2314000.000
2312600.000
2310500.000

Y(m)
598775.000
598150.000
600000.000

Độ cao
(m)

Cấp hạng
Tam giác
hạng IV

5.900
5.400
5.200

Thủy chuẩn
hạng II

Ghi
chú


CHƯƠNG 2: THIẾT KẾ LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG
THI CÔNG CÔNG TRÌNH CÔNG NGHIỆP
2.1. Thiết kế lưới khống chế mặt bằng.
2.1.1. Xác định số cấp khống chế và sơ đồ phát triển của lưới khống chế.
Việc tính số bậc khống chế dựa theo các điều kiện sau:
-

Diện tích khu đo.
Mức độ đã xây dựng trên khu đo.
Yêu cầu độ chính xác và tỉ lệ bản đồ cần đo vẽ.
Điều kiện trang thiết bị hiện có.
Để đáp ứng được yêu cầu về độ chính xác trong xây dựng công trình công

nghiệp và thành phố, do khu đo có diện tích trung bình (3.2km 2), địa hình khá bằng
phẳng (đa phần là cánh đồng) và điều kiện máy móc hiện có, em thành lập và phát
triển theo 3 cấp:
-

Lưới hạng IV
Lưới đa giác 1
Lưới đa giác 2
Bảng 2.1 Mật độ điểm khống chế
`Diện tích
đo vẽ
(km2)
>200

50 200
10 50
5 10
2.5 5
1 2.5
<1

Khống chế cơ sở
Mặt bằng
Độ cao
Lưới nhà
Tăng dày
nước
II, III, IV
1, 2
II, III, IV
III, IV
1, 2
II, III, IV
IV
1, 2
III, IV
IV
1, 2
IV
1, 2
IV
2
IV
-

Khống chế đo vẽ
Mặt bằng
Độ cao
Lưới tam
giác nhỏ,
đường
chuyền
kinh vĩ

Thủy
chuẩn kỹ
thuật


2.1.2. Tính toán các hạn sai cho phép khi thành lập lưới.
1. Đảm bảo độ chính xác bố trí công trình.
Sai số trung phương tương đối đo cạnh:

Với: k là hệ số suy giảm độ chính xác (chọn k = 2)
Vậy sai số trung phương đo cạnh lưới đa giác 1 phải đạt:
Vậy sai số trung phương đo góc lưới đa giác 1 phải đạt:
Vậy sai số trung phương đo cạnh lưới đa giác 2 phải đạt:
Vậy sai số đo trung phương góc lưới đa giác 2 phải đạt:
2.Đảm bảo độ chính xác đo vẽ bản đồ hoàn công tỉ lệ 1/500.
Sai số trung phương điểm yếu nhất của cấp khống chế cuối cùng so với điểm
khống chế gốc:
Đối với lưới có 3 cấp khống chế:

Hay

2.1.3. Thiết kế lưới ô vuông xây dựng.
1. Chọn hướng gốc và phương án chuyển hướng gốc ra thực địa.
Chọn hướng gốc là hướng cần chuyển lên thực địa là hướng B-A-D trên
lưới.
Do trên thực địa đã có 3 điểm khống chế mặt bằng hạng IV nhà nước nên ta
có thể dùng các điểm khống chế đó để chuyển hướng gốc lên thực địa.




Ta chọn phương án dùng điểm khống chế trắc địa để chuyển hướng gốc lên

thực địa.
Tính các yếu tố bố trí:
Dựa vào các điểm khống chế trắc địa đã có, ta tiến hành đo tọa độ các điểm
B-A-D (hướng gốc) trên bản đồ, bằng cách giải bài toán trắc địa nghịch để có được
các yếu tố bố trí và .


1

SB

B

ßB

A

ßA

D

SA

2

SD
ßD

3

Hình 2.1: Sơ đồ bố trí hướng gốc ra thực địa
Qua việc giải bài toán trắc địa nghịch ta tìm được các yếu tố bố trí và S
như sau:

Với:
(m)
Tương tự:

(m)

(m)


Bảng 2.2: Tọa độ các điểm bố trí
STT
1

2
3
4
5
6

Tên điểm
1
2
3

X(m)
2313900.000
2312600.000
2310500.000

Y(m)
598725.000
598150.000
600000.000

A
B
D

2312525.000
2314000.000
2311700.000

599100.000

599750.000
601075.000

2.Thiết kế các loại mốc trắc địa
Theo tiêu chuẩn xây dựng việt nam cấu tạo mốc dùng cho vùng trung du và
miền núi như hình sau :

Hình 2.2 Dấu mốc GPS bằng sứ

Hình 2.3 Dấu mốc bằng sắt


Hình 2.4 Cấu tạo mốc GPS ở vùng trung du và vùng núi.
2.2. Ước tính độ chính xác đo đạc cho từng cấp khống chế.


Hình 2.5: Sơ đồ các cấp khống chế
2.2.1. Ước tính lưới hạng IV.
Việc ước tính lưới GPS hạng IV cũng dựa trên cơ sở nguyên lý số bình
phương nhỏ nhất, ở đây em trình bày theo bài toán bình sai gián tiếp.
Trị đo GPS là các khoảng cách giả hay pha song tải nên không thể ước tính
chặt chẽ. Do đó ta chỉ có thể sử dụng các trị đo gián tiếp: chiều dài cạnh, phương vị
hay gia số tọa độ.
Quá trình ước tính được thực hiện như sau:
•

Bước 1: Lập phương trình số hiệu chỉnh của trị đo
Trong lưới GPS có n cạnh thì có 2n trị đo

Phương trình số hiệu chỉnh với trị đo là cạnh:
Với vàlần lượtlà các số hiệu chỉnh vào các thành phần tọa độ X, Y
là góc phương vị gần đúng cạnh ik (tính dựa vào tọa độ gần đúng).

Phương trình số hiệu chỉnh với trị đo là phương vị:

vàlà hệ số hướng được tính:

Với việc coi điểm A là gốc tọa độ, bằng cách đo góc phương vị và chiều dài
cạnh ta tính được tọa độ các điểm còn lại như bảng sau.

Bảng 2.3: Tọa độ các điểm ước tính
Tên điểm

X(m)

Y(m)

A

2312525

599100

B

2314000

599750

C

2313200

601775

D

2311700

601075


Cạnh

∆X

∆Y

S

cos α

sin α

a

b

AB

1475

650

1611.870

0.915

0.403

51.603

-117.100

AC
AD
BC
CD

675
-825
-800
-1500

2675
1975
2025
-700

2758.849
2140.385
2177.298
1655.295

0.245
-0.385
-0.367
-0.906

0.970
0.923
0.930
-0.423

72.493
88.922
88.108
-52.695

-18.293
37.145
34.808
112.919

Bảng 2.4: Trị số hướng

Ta lập được ma trận hệ số của hệ phương trình số hiệu chỉnh A như bảng sau:
0.915086
0

0
0.367428
0
-51.6035
0
0
88.10792
0

0.403258
0
0
-0.93005
0
117.1002
0
0
34.80807
0

•

0
0.244667
0
-0.36743
0.906183
0
-72.4925
0

-88.1079
-52.6954

0
0.969607
0
0.930052
0.422885
0
18.29251
0
-34.8081
112.9188

Bước 2: Lập ma trận trọng số
Với:

0
0
-0.38544
0
-0.90618
0
0
-88.9219
0
52.69544

0
0

0.922731
0
-0.42289
0
0
-37.1446
0
-112.919


a, b: lấy theo lý lịch máy;
n: số lần đo lặp trên 1 cạnh.
Theo Catalogue máy thu GPS của nhiều hãng sản xuất trên thế giới cho biết,
trong trường hợp định vị tương đối-tĩnh:
a = 5;

b=1
Ta chọn: µ =1

Theo đó sai số trung phương đo cạnh và sai số trung phương đo góc tính
được như sau:

Bảng 2.5: Sai số trung phương đo cạnh và phương vị

Cạnh
AB
AC
AD
BC
CD

ms
5.2533917
6

mα
0.672257

5.7106260
6

0.426954

5.4388647
7

0.524133

5.4534965
8

0.516634

5.2668776
3

0.656302


Ma trận trọng số P:

0.036234

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0.061329

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0.033805

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0.033624

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0.036049

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2.212735

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

10.97154

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3.640126

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

3.746575

0

0

0

0

0

0

0

0

0

0

2.32163


•

Bước 3: Lập ma trận hệ số của hệ phương trình chuẩn.

34977.05

-1880.81

-29084.7

-11490.2

0

0

-1880.81

34881.41

-11490.2

-4539.39

0

0

-29084.7

-11490.2

93188.72

-16873.2

-6446.75

13814.39

-11490.2

-4539.39

-16873.2

37813

13814.39

-29602.3

0

0

-6446.75

13814.39

35229.6

-1791.19

0

0

13814.39

-29602.3

-1791.19

34624.69

-1.64313
-0.72409
-0.75194
-2.97993
0.919072
-2.20014

3.933562
1.73344
1.800095
7.133791
-2.20014
5.267038

•

2.937778
1.294607
1.344411
5.327752
-1.64313
3.933562

1.29460719
0.57053481
0.59245419
2.34783086
-0.7240936
1.73344002
•

Bước 4: Tính .

1.344411
0.592454
0.61526
2.438122
-0.75194
1.800095

5.327752
2.347831
2.438122
9.662223
-2.97993
7.133791

Bước 5: Đánh giá độ chính xác.
Sai số vị trí điểm

Độ chính xác hàm chiều dài cạnh

Giữa hai điểm i, k bất kỳ trong lưới tọa độ bình sai Xi, Yi, Xk, Yk ta sẽ lập
được phương trình chiều dài cạnh.từ phương trình chiều dài cạnh ta xác định được
hệ số các hàm trọng số fi bằng đạo hàm riêng có các giá trị sau:

Như vậy hàm trọng số chiều dài cạnh ứng với các ẩn số Xi, Yi, Xk, Yk.

Trọng số đảo của chiều dài cạnh ik là:

q là ma trận con chứa các hệ số Qik của các ẩn số điểm i, k trong ma trận Q.
Sai số trung phương chiều dài cạnh

Độ chính xác hàm phương vị
Từ phương trình hàm phương vị giữa 2 điểm i, k

Vector hệ số hàm trọng số phương vị cạnh tương ứng với các ẩn số Xi, Yi,
Xk, Yk.

Từ Fα ta tính được trọng số đảo của phương vị cạnh như sau


Sai số vị trí điểm C:
mC = = 3.205 (mm)

Ở đây ta lập hàm trọng số chiều dài cạnh và phương vị cạnh CD
Ta có:

Trọng số đảo:
3.699858

0.430732

Với ma trận con q:
0.61526

2.438122

-0.75194

1.800095


2.438122

9.662223

-2.97993

7.133791

-0.75194

-2.97993

0.919072

-2.20014

1.800095

7.133791

-2.20014

5.267038

•

Sai số trung phương chiều dài cạnh CD:

•

Sai số trung phương phương vị cạnh ED:

2.2.2. Ước tính lưới đa giác bậc 1.


IV

Hình 2.6: Một chuỗi đường chuyền đa giác 1
1. Độ chính xác bố trí công trình.

Với:
n: tổng số cạnh trong chuỗi đường chuyền.
: hạn sai đo cạnh.
: hạn sai đo góc.
tổng bình phương chiều dài cạnh trong tuyến đường chuyền.


2. Độ chính xác đo vẽ hoàn công.

Đưa vào hệ số suy giảm độ chính xác: k = 2

2.2.3. Ước tính lưới đa giác bậc 2.

Đa giác 1

Hình 2.7:Một chuỗi tứ giác không đường chéo (đa giác 2)
1. Đảm bảo độ chính xác bố trí công trình.
Từ sai số trung phương đo cạnh đã tính
Ta có


Mà

Suy ra, ta chọn
2. Đảm bảo độ chính xác đo vẽ hoàn công.
Ta có:
Với

L là chiều dài chuỗi.
mα là sai số trung phương phương vị cạnh gốc (lấy bằng sai số đo góc đa
giác 1).
n là số ô vuông trong lưới.
là sai số trung phương tương đối cạnh gốc.
Thay số vào ta có:

Từ đó ta có:

2.3. Thiết kế phương án tổ chức thực hiện.
2.3.1. Lựa chọn máy móc và thiết bị đo.

Ở đây hạn sai bố trí công trình:

Vậy ta chọn máy SET-2B phục vụ cho công tác đo đạc để bảo độ chính xác.
Với các thông số của máy SET-2B

+Số vòng đo.

+Hạn sai đo đac.
Biến động 2C
Biến động giữa các nửa vòng đo
Biến động giữa các vòng đo
2.3.2. Tổ chức đo đạc ngoại nghiệp.
1. Lưới hạng IV.
Lưới hạng IV được đo đạc bằng phương pháp GPS tương đối-tĩnh nên việc
tổ chức đo đạc cần đảm bảo một số yêu cầu sau:
a. Thiết kế ca đo.
Ca đo là khoảng thời gian mà các máy thu đồng thời thu tín hiệu vệ tinh liên
tục trong khoảng thời gian ấn định. Ca đo có thể được tạo thành từ hai máy thu trở
lên. Độ dài ca đo có thể từ vài chục phút đến vài chục giờ, thậm chí là nhiều ngày,
tùy thuộc vào mục tiêu xây dựng lưới và yêu cầu độ chính xác của lưới.