Xem tại đây

Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (10.77 MB, 75 trang )

(1)MỤC LỤC Phần 1. GIỚI THIỆU VỀ DỤNG CỤ TRẮC ĐỊA ................................................. 3 Chương 1. Dụng cụ đo góc ........................................................................... 3 1.1. Máy toàn đạc điện tử - cấu tạo, phân loại .............................................. 3 1.1.1. Giới thiệu chung máy toàn đạc điện tử (Total station) ....................... 3 1.1.2. Cấu tạo và các thao tác cơ bản trên máy toàn đạc điện tử .................. 4 1.2. Máy kinh vĩ điện tử - cấu tạo, phân loại ................................................ 8 1.2.1. Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử ................................................................ 9 1.2.2. Các bộ phận chính máy kinh vĩ......................................................... 10 1.3. Sử dụng máy kinh vĩ tại trạm đo .......................................................... 12 1.3.1. Phương pháp định tâm và cân bằng máy kinh vĩ điện tử .................. 12 1.3.2. Ngắm chuẩn mục tiêu ....................................................................... 13 1.3.3. Đặt giá trị cho hướng khởi đầu ......... Error! Bookmark not defined. 1.4. Kiểm nghiệm các điều kiện trong máy kinh vĩ điện tử ........................ 15 1.4.1. Kiểm nghiệm sai số ngắm chuẩn 2C................................................. 15 1.4.2. Kiểm nghiệm sai số chỉ tiêu MO (hoặc MZ) của bàn độ đứng ......... 16 Chương 2. Dụng cụ đo dài ............................................................................................... 18 2.1. Dụng cụ đo dài trực tiếp....................................................................... 18 2.2. Dụng cụ đo dài gián tiếp ...................................................................... 19 2.3. Kiểm nghiệm hệ số đo dài K trong máy đo dài gián tiếp .................... 21 Chương 3. Dụng cụ đo độ cao ........................................................................................ 24 3.1. Máy thuỷ bình và mia thuỷ chuẩn........................................................ 24 3.1.1. Giới thiệu về máy thủy bình và cách sử dụng ................................... 24 3.2. Sử dụng máy thuỷ bình và đọc số đọc trên mia ................................... 26 3.2.1. Hướng dẫn cách dựng máy và lắp máy thủy bình lên chân .............. 26 3.2.2. Cách cân bằng máy thủy bình ........................................................... 27 3.3. Kiểm nghiệm sai số góc i' – điều kiện hình học của máy trong máy ... 31 Phần 2. CÔNG TÁC ĐO ĐẠC CƠ BẢN TRONG TRẮC ĐỊA .................... 33 Chương 4. Đo góc ngang và góc đứng ......................................................... 33 4.1. Hướng dẫn đo góc ngang và góc đứng ................................................ 33 4.1.1. Đo góc bằng ...................................................................................... 33 4.1.2. Đo góc đứng hoặc góc thiên đỉnh ..................................................... 38 Chương 5. Đo chiều dài ..................................................................................................... 40 5.1. Đo chiều dài trực tiếp bằng thước thép ................................................ 40 5.1.1. Dụng cụ đo ........................................................................................ 40 5.1.2. Đánh dấu điểm .................................................................................. 40 5.1.3. Tiêu ngắm ......................................................................................... 40 5.1.4. Nội dung phương pháp đo chiều dài bằng thước thép ...................... 41 5.2. Đo gián tiếp chiều dài bằng máy đo dài quang học (đo dài quang học) ..................................................................................................................... 44 5.3. Đo chiều dài bằng máy điện tử ............................................................ 46 5.3.1. Nguyên lý chung ............................................................................... 46 3.

(2) 5.3.2. Nội dung đo gián tiếp chiều dài bằng máy đo dài điện tử ................ 48 Chương 6. Đo độ cao .......................................................................................................... 51 6.1. Đo cao hình học theo tuyến khép kín................................................... 51 6.1.1. Hướng dẫn trình tự đo tại một trạm đo thuỷ chuẩn........................... 51 6.1.2. Xử lý kết quả đo ................................................................................ 52 6.2. Đo cao lượng giác ................................................................................ 56 Phần 3. CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH....................................................................................................................... 57 Chương 7. Công tác trắc địa trong bố trí công trình ................................... 57 7.1. Bố trí các yếu tố cơ bản ra thực địa ..................................................... 57 7.1.1. Bố trí góc bằng .................................................................................. 57 7.1.2. Bố trí đoạn thẳng (chuyển d0 ra ngoài thực địa) ............................... 58 7.1.3. Bố trí độ cao (chuyển Htk ra thực địa)............................................... 58 7.2. Bố trí điểm mặt bằng ra ngoài thực địa ................................................ 60 7.2.1. Phương pháp toạ độ cực .................................................................... 60 7.2.2. Phương pháp giao hội góc thuận....................................................... 61 7.2.3. Phương pháp giao hội cạnh ............................................................... 62 7.2.4. Phương pháp giao hội hướng chuẩn, dóng hướng và đặt khoảng cách: ..................................................................................................................... 62 7.2.5. Phương pháp toạ độ vuông góc......................................................... 63 7.3. Chuyển độ cao thi công lên sàn công tác ............................................. 64 7.4. Chuyển trục lên cao ............................................................................. 66 7.5. Dựng cột thẳng đứng............................................................................ 71 7.6. Công tác trắc địa khi bố trí tuyến đường ............................................. 72 7.6.1. Bố trí các điểm cơ bản của đường cong tròn .................................... 72 7.6.2. Bố trí chi tiết đường cong tròn .......................................................... 73. 4.

(3) Phần 1. GIỚI THIỆU VỀ DỤNG CỤ TRẮC ĐỊA Chương 1. Dụng cụ đo góc 1.1. Máy toàn đạc điện tử - cấu tạo, phân loại 1.1.1. Giới thiệu chung máy toàn đạc điện tử (Total station) Máy toàn đạc điện tử tiếng Anh là Total Station là một thiết bị chuyên dụng trong ngành trắc địa. Máy toàn đạc được dùng để thiết lập những trị đo vật lý bao gồm khoảng cách và góc. Cấu tạo của máy toàn đạc tương đối giống với máy kinh vĩ có tích hợp với máy đo dài điện quang và được thiết kế dựa trên nguyên lý số học điện tử được biểu thị kết quả trên màn hình LCD. Bàn phím đơn giản hoạt động dễ dàng với một MENU hiển thị, phần hiển thị và bàn phím có trên cả hai mặt của máy. Tính linh hoạt cao, dễ dàng vận chuyển. Bộ nhớ ngoài có thể lưu trữ khoảng 10.000 điểm dữ liệu. Máy có thể hoạt động được nhiều giờ liên tục. Công dụng: Máy toàn đạc hiện nay có thể đo đạc được rất nhiều yếu tố với các phương pháp đo linh hoạt, độ chính xác cao như: Xác định độ cao gián tiếp (REM); đo lưu tọa độ; đo gián tiếp bằng khoảng cách; đo gián tiếp bằng góc; tính diện tích vùng đo; đo khoảng cách giữa hai gương (MLM); đặt góc phương vị; đo gián tiếp từ 2 khoảng cách; bố trí đường thẳng; đo giao hội nghịch; bố trí điểm, khoảng cách trên thực địa; chiếu điểm, đo hiệu chỉnh đường chuyền; đo vẽ bản đồ địa hình; thành lập lưới khống chế mặt bằng; triển khai các bản vẽ thiết kế ra hiện trường; truyền toạ độ từ mặt bằng cơ sở lên các tầng; kiểm tra các kích thước hình học của toà nhà; kiểm tra độ nghiêng của toà nhà, độ phẳng của các bức tường. Sơ đồ khối tổng quát của máy toàn đạc điện tử:. 3.

(4) Tên gọi và chức năng của các khối như sau: Khối EDM (Electronic Distance Meter) - Máy đo xa điện tử: Thực hiện việc tự động đo khoảng cách từ điểm đặt máy đến gương (hoặc các bề mặt phản xạ). Khối DT (Digital Theodolite) - Máy kinh vĩ số: Thực hiện tự động quá trình đo goac ngang và góc đứng. Kết quả đo góc thực hiện dưới dạng số trên màn hình của máy hoặc chuyển vào bọ vi xử lí của máy toàn đạc điện tử. Khối CPU (khối xử lí trung tâm): Xử lí các số liệu đo cạnh và đo góc để tính toàn đại lượng cần thiết; Thực hiện chức năng giao tiếp giữa máy toàn đạc điện tử với máy tính và ngược lại; Thực hiện chức năng quản lí dữ liệu. 1.1.2. Đặc điểm và các chương trình cơ bản trên máy toàn đạc điện tử Chống nước và chống bụi: Máy được áp dụng IP66 của tiêu chuẩn quốc tế IEC60529. Máy rất nhẹ: Toàn bộ máy cả pin sạc và đế chỉ nặng có 5 kg. Màn hình rộng sáng, có thể nhìn rất rõ trong mọi điều kiện ở thực địa. Pin loại Lithium Ion mới có thể hoạt động làm việc liên tục trong 8 giờ. Hệ thống đo cạnh cải tiến mạnh mẽ với một gương đơn có thể đo được tới 4000m - 5000m với độ chính xác đạt 2mm+2ppm x D. Bộ nhớ lớn: máy có thể lưu trữ tới 10000 điểm với 10 job công việc khác nhau. Bàn phím được cải tiến gồm 27 phím để người sử dụng dễ dàng thao tác. Bộ con lắc tự động: Tự động hiệu chỉnh độ nghiêng hai trục trong vòng 6’’ và cải chính cho giá trị góc đọc. Bộ phận điều khiển từ xa sử dụng cho các máy toàn đạc điện tử giúp cho các thao tác đo đạc cũng như nhập dữ liệu nhanh chóng thuận tiện hơn. Bộ nhớ ngoài: Các máy toàn đạc điện tử được trang bị cổng USB, SDCard giúp tăng cường bộ nhớ không giới hạn theo các dung lượng mà người sử dụng muốn. Máy được cài sẵn các chương trình đo sau đây: 4.

(5) (REM): Đo cao gián tiếp. (MLM): Xác định khoảng cách giữa 2 điểm. (TRAVERSE): Đo hiệu chỉnh đường truyền (RESECTION): Đo giao hội nghịch. (COOR): Đo lưu tọa độ. (S-O): Xác định điểm thiết kế ngoài thực địa. (AREA): Đo và xác định diện tích bền mặt. (OFFSET): Đo bù khoảng cách hay đo bù góc. (S-O ARC): Xác định đường cong ngoài thực địa. (S-O Line): Xác định đường thẳng ngoài thực địa. (Point _ Projection): Đo hình chiếu điểm.. 5.

(6) Cấu tạo bên ngoài máy 1. Quai xách 2. Ốc hãm quai xách 3. Cổng đưa số liệu ra vào máy. 4. Dấu chiều cao máy 5. Nắp ác qui 6. Mặt điều khiển 7. Khoá đế máy 8. Mặt đế 9. Ốc cân máy 10. Ốc chỉnh bọt nước tròn 11. Bọt nước tròn 12. Bộ chỉ thị 13. Kính vật 14. Khe cắm địa bàn ống 15. Vòng chỉnh tiêu cự doị tâm 16. Nắp lưới chỉ dọi tâm 17. Thị kính dọi tâm 18. Khoá bàn độ ngang 19. Khoá vi độ bàn độ ngang 20. Ổ cắm số liệu ra vào 21. Ổ cắm điện ngoài 22. Bọt nước dài 23. Ốc chỉnh bọt nước dài 24. Khoá bàn độ đứng 25. Vi động bàn độ đứng 26. Thị kính ống ngắm 27. Vòng điều quang 28. Ống ngắm khái lược 29. Tâm máy. Hình 1.1. cấu tạo máy toàn đạc điện tử. 6.

(7) Cấu tạo bộ điều khiển:. Hình 1.2. Bộ điều khiển. Trên bộ điều khiển có các phím sau đây: - ON: Phím mở máy -. Phím tắt mở đèn; kết hợp với ON để tắt máy. - F1- F4: Bốn phím mềm để chọn các chức năng làm việc - FUNC: Chuyển các trang màn hình ở chế độ MEAS - BS: Xoá kí tự bên trái - ESC: Xoá số liệu đưa vào, trở về màn hình trước đó - SF:. Chọn chữ in hoặc thường.. -. Ghi nhận giá trị đưa vào (ENT). Hiện nay, trên thị trường có nhiều hãng sản xuất máy toàn đạc điện tử với các kiểu dáng, mẫu mã khác nhau. Các máy toàn đạc điện tử được sử dụng nhiều trong các công tác trắc địa và có hiệu quả cao. Tuy nhiên, bộ môn Trắc địa mới được trang bị một bộ máy toàn đạc điện tử và các máy kinh vĩ điện tử. Vì vậy, trong cuốn tài liệu này sẽ tập chung vào giới thiệu cấu tạo, chức năng và. 7.

(8) các thao tác cơ bản trên máy kinh vĩ điện tử nhằm phục vụ trực tiếp môn học thực tập trắc địa của các ngành trong Trường. 1.2. Máy kinh vĩ điện tử - cấu tạo, phân loại Máy kinh vĩ điện tử là dụng cụ trắc địa, dùng để đo góc ngang và góc đứng ngoài thực địa. Trong một số trường hợp, máy kinh vĩ điện tử có thể dùng để đo khoảng cách nhờ dây thị cự. Máy kinh vĩ điện tử là loại máy được phát triển từ máy kinh vĩ quang cơ. Cơ bản về nguyên lý thì máy kinh vĩ điện tử vẫn thực hiện các chức năng của một máy kinh vĩ quang cơ, sự khác nhau ở đây là máy kinh vĩ điện tử có thêm một bộ phận điện tử cho phép số đọc kết quả đo được hiển thị lên màn hình LCD thay vì phải đọc trực tiếp. Máy kinh vĩ điện tử ứng dụng hệ thống quang học tăng dần vào các phương pháp đo góc kỹ thuật số. Máy có thể thực hiện việc đo đạc, tính toán, hiển thị và lưu nhớ, v.v… bằng các phương tiện của ngành công nghệ máy tính. Máy thể hiện đồng thời giá trị góc ngang và góc đứng. Ngoài ra, góc đứng có thể chuyển thành góc thiên đỉnh hoặc độ dốc (%), v.v… Máy kinh vĩ điện tử được sử dụng trong ngành xây dựng dân dụng, giao thông thủy lợi, đường sắt, đường cao tốc, cầu đường, trong kỹ nghệ thăm dò khai thác nước và khoáng sản, cũng như trong lắp đặt các thiết bị lớn.. 8.

(9) 1.2.1. Cấu tạo máy kinh vĩ điện tử a. Cấu tạo của máy kinh vĩ điện tử. Hình 1.3. Cấu tạo của máy kinh vĩ điện tử. Các phím chức năng trên máy kinh vĩ điện tử STT. Phím. 1. Chức năng Phím mở hoặc tắt máy. 2. SHIFT. Chọn chức năng thứ hai của phím. 3. HOLD. Giữ nguyên giá trị góc ngang đã đo. 4. 0SET. Cài đặt góc ngang về 0: 0 00’ 00”. 5. V%. Chọn góc thiên đỉnh hoặc góc %. 6. R/L. Chọn góc ngang bên trái hoặc bên phải. b. Các trục chính của máy kinh vĩ điện tử - Trục đứng VV (Vertical) là trục quay của máy. - Trục ngắm CC (Collimation) của ống kính. - Trục HH (Horizontal) là trục quay của ống kính. - Trục cân bằng LL (Level) của ống thủy dài. Điều kiện hình học của hệ trục này là: - VV vuông góc với HH. - VV vuông góc với LL. - CC vuông góc với HH. 9.

(10) 1.2.2. Các bộ phận chính máy kinh vĩ a. Ống ngắm. Hình 1.4. Ống ngắm máy kinh vĩ. 1- Ống trụ ngoài. 5- Lăng kính điều quang. 2- Kính vật. 6- Màng chỉ chữ thập. 3- Vòng điều quang. 7- Kính mắt. 4- Ống trụ trong b. Lưới chỉ chữ thập. Hình 1.5. Một số kiểu lưới chỉ chữ thập. c. Ống thuỷ dài 1- Ống thủy tinh hình trụ cong bịt kín 2- Bọt nước 3- Hộp kim loại hình trụ 4- Ống điều chỉnh 5- Ốc để điều chỉnh bọt nước. Hình 1.6. Ống thủy dài. 10.

(11) d. Bộ phận dọi tâm quang học Hình 1.7. Thị trường bộ phận dọi tâm quang học. e, Pin • Lắp pin vào máy: - Lắp pin vào máy bằng cách xếp các pin lại thành hàng với vết khía hình chữ V trên thiết bị, nhấn phần trên của hộp pin vào thân máy cho đến khi nghe một tiếng “Click”.. • Tháo Pin ra khỏi máy: - Ấn nút ở tay cầm và kéo bộ sạc. ra.. f, Hiển thị đèn báo tình trạng pin: Tình trạng pin được hiển thị ở góc dưới bên phải của màn hình tinh thể lỏng LCD. Phần màu đen nhiều hơn có nghĩa là pin đầy. Nếu phần màu đen ít hơn hoặc hạ thấp gần dưới đáy có nghĩa là cần phải thay pin khác hoặc phải sạc pin lại. g, Bộ sạc: Cắm đầu dây cáp vào nguồn điện 100- 240 V (50/60 Hz). Đèn đỏ bật sáng. Lắp zắc cắm của bộ sạc pin vào pin, đèn đỏ bật sáng báo hiệu pin đang sạc. Hiệu điện thế đầu ra là DC 6V và model của bộ cáp nguồn là FDJ5. Khi việc nạp pin xong, đèn đỏ lại bật sáng. Đây là dấu hiệu cho biết pin đã nạp xong. Thông thường nạp pin trong vòng 3.5 giờ.. 11.

(12) Hình 1.8. Bộ sạc Pin. h, Thay thế các Pin tiểu AA: Mở nắp hộp pin chứa pin tiểu, tháo bỏ các pin cũ đi, cho 4 cục pin mới vào như hình minh họa, chú ý các dấu + và - sau đó đóng nắp hộp pin lại. Lưu ý: + Thay hết 4 pin cũ bằng 4 pin mới cùng lúc. (Không sử dụng pin cũ và mới cùng lúc). + Nếu không sử dụng máy trong một thời gian dài, lấy pin ra khỏi máy. 1.3. Sử dụng máy kinh vĩ tại trạm đo 1.3.1. Phương pháp định tâm và cân bằng máy kinh vĩ điện tử a. Định tâm và cân bằng bọt thuỷ tròn trên máy kinh vĩ điện tử Định tâm và cân bằng máy là việc đặt máy sao cho trục đứng của máy trùng với đường dây dọi đi qua điểm đặt máy. Công việc này cần phải kết hợp các thao tác sau: Bước 1: Điều chỉnh 3 ốc cân máy ở vị trí trung bình. Sau đó đặt chân máy tại mốc sao cho mặt phẳng đế máy tương đối bằng phẳng và gần trùng với điểm mốc. Bước 2: Lắp máy vào chân máy sao cho tâm mốc phải nhìn thấy được trong kính dọi tâm quang học. Nếu không nhìn thấy tâm mốc trong trường nhìn của ống dọi tâm quang học thì phải xê dịch vị trí tương đối các chân máy sao cho nhìn thấy được tâm mốc. 12.

(13) Bước 3: Dùng 3 ốc cân của máy điều chỉnh cho hình ảnh của tâm mốc trùng với tâm kính dọi tâm quang học của máy kinh vĩ một cách chính xác. Bước 4: Dùng chân máy nới lỏng các ốc hãm chân máy nâng lên hoặc hạ xuống để cân bằng bọt thuỷ tròn trên máy. Bước 5: Kiểm tra lại xem tâm mốc còn trùng với tâm kính dọi tâm hay không, nếu tâm mốc lệch thì lặp lại các thao tác trên cho đến khi hình ảnh của tâm mốc trùng nằm trong vòng tròn nhỏ của tâm máy và bọt thuỷ dài lệch nhỏ hơn 1 vạch chia thì máy coi như được dọi tâm và cân bằng. Quay máy ở các vị trí khác nhau để kiểm tra. b, Cân bằng ống thủy dài máy kinh vĩ. a.. b. Hình 1.9. Cân bằng máy kinh vĩ. Bước 1: Điều chỉnh 3 ốc cân máy ở vị trí trung bình. Sau đó đặt máy sao cho mặt phẳng đế máy tương đối bằng phẳng. Bước 2: Đặt ống thủy dài song song với hai ốc cân máy (1) và (2) (hình 1.9.a), dùng hai ốc này để đưa bọt nước vào vị trí điểm chuẩn (khi vặn 2 ốc ngược chiều nhau). Bước 3: Quay bộ phận ngắm đi 90o (hình 1.9.b), dùng ốc cân thứ (3) đưa bọt nước vào vị trí điểm chuẩn. Như vậy ta đã cân bằng máy ở 2 vị trí vuông góc. Bước 4: Quay bộ phận ngắm đi 1800, vị trí bọt nước vẫn ở vị trí điểm chuẩn thì ống thuỷ dài của máy kinh vĩ đã cân bằng Bài thực hành: Các sinh viên tự định tâm cân bằng với máy kinh vĩ theo điểm đã đánh dấu trên thực địa trong thời gian 5-10ph. 1.3.2. Ngắm chuẩn mục tiêu Ngắm chuẩn mục tiêu là đưa hình ảnh của mục tiêu trùng với tâm lưới chỉ chữ thập của ống kính ngắm. a. Ngắm chuẩn mục tiêu khi đo góc bằng 13.

(14) Khi đo góc bằng phải đưa mặt phẳng ngắm về trùng với mục tiêu tức là đưa trục của mục tiêu trùng với chỉ đứng của lưới chỉ chữ thập. Bước 1: Người đứng máy đứng tại điểm đặt máy sao cho mắt người cách máy từ 20cm – 30cm, hướng ống ngắm sơ bộ về phía mục tiêu sao cho ống ngắm sơ bộ trùng vào mục tiêu. Bước 2: Đưa mắt nhìn vào kính mắt, sau đó điều quang sao cho hình ảnh mục tiêu rõ nét, vi động để chỉ đứng của lưới chỉ chữ thập trùng với trục của mục tiêu. Chú ý quan sát vị trí bàn độ đứng của máy kinh vĩ, các ốc khoá, hãm của máy đã mở chưa trước khi thực hiện thao tác b. Ngắm chuẩn mục tiêu khi đo góc đứng Khi đo góc đứng phải đưa mục tiêu trùng với chỉ ngang giữa của lưới chỉ chữ thập. Bước 1: Người đứng máy đứng tại điểm đặt máy sao cho mắt người cách máy từ 20cm – 30cm, hướng ống ngắm sơ bộ về phía mục tiêu sao cho ông ngắm sơ bộ trùng vào mục tiêu. Bước 2: Đưa mắt nhìn vào kính mắt, sau đó điều quang sao cho hình ảnh mục tiêu rõ nét, vi động để chỉ ngang của lưới chỉ chữ thập trùng với mục tiêu. Để tránh sai số do lưới chỉ nghiêng, để mục tiêu càng gần tâm lưới càng tốt. Chú ý quan sát vị trí bàn độ đứng của máy kinh vĩ, các ốc khoá, hãm của máy đã mở chưa trước khi thực hiện thao tác. c. Thao tác chung khi ngắm chuẩn mục tiêu Máy đã được định tâm và cân bằng chính xác.. a. Đo góc bằng. b. Đo góc đứng. Hình 1.10. Ngắm chuẩn mục tiêu 14.

(15) - Mở ốc hãm máy (ốc khoá chuyển động ngang và chuyển động đứng). - Quay máy về phía mục tiêu ngắm sơ bộ bằng ống ngắm khái lược sao cho nhìn thấy hình ảnh của mục tiêu trong ống ngắm. - Khoá chuyển động ngang và chuyển động đứng của máy bằng các ốc hãm. - Dùng các ốc vi động ngang và vi động đứng đưa mục tiêu chính xác vào đúng vị trí ngắm chuẩn rồi đọc số trên bàn độ. 1.4. Kiểm nghiệm các điều kiện trong máy kinh vĩ điện tử 1.4.1. Kiểm nghiệm sai số ngắm chuẩn 2C Trong trạng thái cân bằng của máy kinh vĩ thì trục ngắm VV của ống kính phải vuông góc với trục quay HH của ống kính (VV ⊥ HH). Tuy nhiên, trong điều kiện thực tế thì điều kiện này không đảm bảo chính xác tuyệt đối, nên sinh ra sai lệch trong kết quả đo góc ngang gọi là sai số 2C. * Cách kiểm nghiệm - Bước 1: Chọn và đánh dấu điểm mục tiêu. Chọn điểm A (điểm mục tiêu) cách máy khoảng 20m đến 50m rõ nét và ở độ cao tương đương với độ cao của máy dựng ngoài thực địa. - Bước 2: Cân bằng máy và đọc số đọc trên bàn độ ngang. Người đứng máy dựng máy tại điểm đã đánh dấu trên thực địa chắc chắn, cân bằng máy chính xác, sau đó tiến hành ngắm chuẩn mục tiêu và đọc số đọc trên bàn độ ngang. + Máy ở vị trí bàn độ trái (BĐT), bắt mục tiêu (điểm A) và đọc số trên bàn độ ngang (ký hiệu là aT), ví dụ được giá trị: aT = 600 06’ 00’’. + Máy ở vị trí bàn độ phải: Mở ốc hãm ống kính, quay đảo ống kính qua thiên đỉnh rồi mở ốc hãm chuyển động ngang, quay máy đi 1800 sang vị trí bàn độ phải (BĐP) và vẫn bắt mục tiêu (điểm A) đó, lần này đọc số trên bàn độ ngang (ký hiệu là aP), ví dụ được giá trị: aP = 2400 06’ 12’’. - Bước 3: Ghi sổ và tính toán. Theo lý thuyết các số đọc aT và aP sẽ khác nhau đúng 1800. Nhưng do trục ngắm ống kính chưa vuông góc với trục quay nằm ngang của ống kính một cách tuyệt đối nên ta tính được sai số chuẩn trực kí hiệu là 2C: 15.

(16) 2C = aT – (aP ± 1800) 2C = 600 06’ 00’’ - (2400 06’ 12’’ – 1800) = 12’’ Nếu 2C vượt quá giá trị hạn sai quy định trong quy phạm (đối với máy kinh vĩ có độ chính xác trung bình, thường quy định sai số ngắm chuẩn không được vượt quá sai số đọc số 2C ≤ 20’’) thì phải hiệu chỉnh. Bảng ghi và tính số liệu sai số 2C được trình bày trong bảng 1.1. Bảng 1.1. Kiểm nghiệm sai số 2C. Trạm máy. E. Số đọc bàn Trung Điểm độ trái (aT) bình ngắm o ’ ’. Số đọc bàn Trung 2C độ phải (aP) bình. 1. 60 06 00. 240 06 12. -12. 2. 132 53 24. 312 53 30. -06. 3. 156 26 45. 336 26 54. -09. o. ’. ’. Ghi chú. ’. Bài thực hành: Mỗi sinh viên sau khi cân bằng máy thì kiểm nghiệm 3 giá trị sai số 2C và ghi vào bảng kết quả. Các mục tiêu do sinh viên tự chọn hoặc tự đánh dấu. 1.4.2. Kiểm nghiệm sai số chỉ tiêu MO (hoặc MZ) của bàn độ đứng Sai số này sinh ra khi trục nhắm của ống kính và trục của ống thuỷ dài trên bàn độ đứng ở vị trí nằm ngang nhưng vạch chuẩn “00-00” hoặc “00-1800” của du xích vẫn không trùng với vạch chuẩn đọc số hoặc vạch “0” trên thang đọc số. * Cách kiểm nghiệm -Bước 1: Chọn điểm và đánh dấu điểm mục tiêu Chọn điểm M rõ nét trên thực địa sao cho góc đứng lớn hơn 200, tầm nhìn thông hướng (giá trị góc không quá lớn để người đứng máy có thể ngắm được mục tiêu). - Bước 2: Dựng máy cân bằng máy và đọc số đọc. 16.

(17) Người đứng máy dựng máy ở điểm đánh dấu trên thực địa một cách chắc chắn, cân bằng máy và tiến hành bắt mục tiêu đọc số: Ở vị trí bàn độ trái (BĐT), bắt mục tiêu (điểm B) và đọc số trên bàn độ đứng được giá trị góc đứng (nghiêng) hoặc góc thiên đỉnh: VT = ; Hoặc ZT = Ghi giá trị đọc được vào bảng tính. Ở vị trí bàn độ phải (BĐP), mở ốc hãm ống kính, quay đảo ống kính qua thiên đỉnh rồi mở ốc hãm chuyển động ngang, quay máy đi 1800 sang vị trí bàn độ phải (BĐP) và vẫn bắt mục tiêu (điểm B) đó, lần này đọc số trên bàn độ đứng được giá trị: VP =. ; Hoặc ZP =. Ghi giá trị đọc được vào bảng tính.. (Theo nguyên lý cấu tạo các số đọc VT và VP sẽ bằng nhau nhưng trái dấu, còn các số đọc ZT và ZP có tổng bằng đúng 3600). Bước 3: Tính sai số MO: MO = (VT + VP)/2 hoặc: MO = (ZT + ZP - 3600)/2 Nếu trị số MO vượt quá hạn sai cho phép thì phải điều chỉnh. Cách ghi và tính toán sai số MO được trình bày tại bảng 1.2 Bảng 1.2. Kiểm nghiệm sai số MO Số đọc bàn Trạm. Điểm độ trái. máy. ngắm (VT) o. E. ’. Trung. Số đọc bàn. Trung. bình. độ phải (VP). bình. ’. o. ’. ’. MO. Ghi chú. ’. A. 86 30 18. 274 30 12. +15. B. 82 00 14. 278 00 12. +13. C. 85 16 12. 275 43 24. -17. Bài thực hành: Mỗi sinh viên sau khi cân bằng máy thì kiểm nghiệm 2 giá trị sai số MO và ghi vào bảng kết quả.. 17.

(18) Chương 2. Dụng cụ đo dài 2.1. Dụng cụ đo dài trực tiếp Những dụng cụ đo chiều dài trực tiếp hay đo dài cơ học bao gồm thước sợi vải, sợi thuỷ tinh, thước thép cuộn, thước dây cuộn (thước dây InVa). Thước vải: Thước vải là loại thước có bề rộng khoảng 1,5cm, dầy khoảng 0,4mm, được dệt bằng sợi bền kim loại hoặc thủy tinh cực nhỏ để tăng độ chịu kéo, chiều dài thước thường là 5m, 10m, 20m, 50m. Thước được chia vạch tới centimet và ghi số từng mét một. Thước vải bị co dãn nhiều nên độ chính xác thấp, thước được cuộn trong một hộp nhựa có tay quay để dễ dàng cuộn thước.. Hình 2.1. Thước dây Thước thép: Được làm bằng thép bản mỏng, dầy khoảng 0,4mm, rộng khoảng 15 20mm, chiều dài thước từ 5m - 50m. Trên thước chia vạch tới centimet và ghi số từng mét một, gần đầu và cuối thước được khắc tới milimet. Thước thép đo với độ chính xác là 1:1000 - 1:3000 gọi là thước có độ chính xác trung bình. Thước thép đo với độ chính xác đạt tới 1:20000 gọi là thước có độ chính xác cao. Hai đầu thước có vòng đồng để kéo căng thước khi đo; cần lưu ý với vạch 9m có khi được khắc ở ngay đầu vòng đồng; cách này dùng thuận tiện khi đo chiều dài ở các công trình nếu phải đặt đầu thước sát vào tường. Trong khi đo không để thước bị xoắn; khi chuyển thước không để mặt thước chạm vào mặt đất hoặc để thước rối hình số 8. Khi đo xong phải lau chùi sạch hai mặt thước, bôi mỡ lên hai mặt rồi cuộn vào trong khung thép.. 18.

(19) Thước dây: là loại thước có thể làm bằng thép hoặc bằng inva (inva là loại hợp kim đặc biệt có hệ số co dãn rất nhỏ, gồm 64% sắt và 36% niken). Đường kính của nó là 1,65mm, dài 24 hoặc 48m. Phần cuối dây đo, được gắn vào thang thước có chia đến milimet trong khoảng từ 0 đến 8cm, hoặc10cm. Chiều dài của thước dây là chiều dài giữa 2 vạch không. Thước dây có thể đo với độ chính xác đạt tới 1:250000.. Hình 2.3. Thước dây. 2.2. Dụng cụ đo dài gián tiếp Đo chiều dài bằng các máy đo dài quang học hoặc quang điện tử (máy đo dài ánh sáng và máy đo dài vô tuyến) là đo gián tiếp.. Nguyên lý của phương pháp Nguyên lý của phương pháp là giải tam giác thị sai trong mặt phẳng thẳng đứng hoặc mặt phẳng nằm ngang. Tam giác thị sai là tam giác cân, có cạnh đáy b, đối diện với cạnh đáy b là góc nhọn ε, gọi là góc thị sai (hình 2.4).. Hình 2.4. Nguyên lý phương pháp đo gián tiếp chiều dài bằng máy đo dài quang học 19.

(20) Từ hình (2.4) ta có:. !. '. ". (. D = 𝑐𝑜𝑡𝑔. Công thức trên cho thấy rằng: nếu ε = const thì ứng với một giá trị D sẽ có một giá trị b nhất định. Ngược lại, nếu b = const, thì ứng với một giá trị D sẽ có một giá trị ε nhất định. Theo nguyên tắc đó, các nhà trắc địa đã đưa ra nhiều phương pháp đo dài gián tiếp khác nhau như: - Đo dài bằng dây thị cự thẳng (góc thị sai cố định cạnh đáy thay đổi) - Đo dài bằng mia ba la (góc thị sai thay đổi cạnh đáy cố định). Đo chiều dài bằng dây thị cự thẳng Đo dài bằng dây thị cự thẳng lợi dụng nguyên tắc thứ nhất: góc thị sai cố định, cạnh đáy thay đổi. Để có góc thị sai cố định, trên mặt phẳng màng dây chữ thập kẻ hai đường thẳng song song n, m (hình 4.14) và đối xứng nhau qua chỉ ngang của màng dây chữ thập, gọi là dây thị cự thẳng. Tia sáng từ đỉnh của tam giác thị sai đi qua hai đường thẳng đó luôn luôn tạo một góc thị sai ε không đổi. Từ hình (2.4), ta có: D=. Trong công thức trên, nếu đặt:. b ε cot g 2 2. 1 ε cot g = K 2 2. thì sẽ có: D = K.b đây là công thức cơ bản để tính chiều dài bằng dây thị cự thẳng khi tia ngắm nằm ngang. Trong đó: b=t–d t - số đọc trên mia theo chỉ cự trên, d -số đọc trên mia theo chỉ thị cự dưới, K - là hằng số nhân. Để tiện lợi cho việc tính toán, K được chọn là một số chẵn. Các dây thị cự thẳng được cấu tạo sao cho, tia sáng từ đỉnh của tam giác thị sai đi qua hai dây chỉ đó luôn tạo một góc thị sai không đổi ε = 34' 23'', khi đó K = 100.. 20.

(21) Đo chiều dài bằng mia ba-la. Hình 2.5. Đo chiều dài bằng mia ba-la. Đo chiều dài bằng mia ba-la là phương pháp đo dài gián tiếp thứ hai khi cạnh đáy cố định, góc thị sai thay đổi. Cạnh đáy cố định là một ống kim loại có tiết diện tròn, dài 2m gọi là mia ba-la. Ở hai đầu mia ba-la có hai bảng ngắm. Khi đo, mia ba-la được đặt nằm ngang trên giá ba chân ở điểm cuối cạnh đo (hình 2.5). Dùng máy kinh vĩ đặt ở đầu cạnh đo, ngắm về hai bảng ngắm trên mia, đo góc thị sai ε. Chiều dài cạnh đo được tính bằng công thức:. b ε D = cot g 2 2. 2.3. Kiểm nghiệm hệ số đo dài K trong máy đo dài gián tiếp Bước 1: Định tâm và cân máy tại A, với máy kinh vĩ thì phải để ống kính nằm ngang bằng cách đặt giá trị bàn độ đứng có góc V=000 hay Z=900). Bước 2: Đánh dấu tâm máy A thật chính xác trên mặt đất, dùng thước thép đặt khoảng cách ngang chính xác SAB = 20,000m. Đánh dấu điểm B trên mặt đất rồi dựng mia thẳng đứng tại B. Bước 3: Hướng ống kính (đang nằm ngang) ngắm mia B và đọc số trên mia theo dây chỉ Trên, Giữa, Dưới được 3 số đọc. T= G= D= (Số đọc trên mia dựng thẳng đứng tại B) Bước 4: Tính ra hệ số K. K1 = SAB: (T - D) = K2 = SAB: 2 (T - G) = K3 = SAB: 2 (G- D) = Vì khoảng cách ngang từ máy tới mia được tính theo công thức: SAB= K.(T -D ) = 2K.(T-G) = 2K.(G-D) (Nếu người đo có kỹ năng tốt thì K= K1=K2=K3). 21.

(22) Cách ghi sổ và tính toán hệ số đo dài K của máy thủy bình hoặc của máy kinh vĩ khi ống kính nằm ngang được trình bày tại bảng 1.5. Bảng 2.1. Kiểm nghiệm hệ số đo dài K của máy thủy bình hoặc của máy kinh vĩ khi ống kính nằm ngang Sổ kiểm nghiệm hệ số đo dài K Ngày đo:. Địa điểm. Thời gian:. Thời tiết. STT. Người đo. Số đọc trên mia. Khoảng cách. Hệ số K. Ghi chú. 1 2 3. c, Đo khoảng cách bằng lưới chỉ thập của ống kính * Trường hợp tia ngắm nằm ngang Công thức tính khoảng cách: D = K.l + C. (1.7). Đối với máy kinh vĩ điều quang trong, hằng số cộng C bằng 0. Vì vậy, có thể bỏ qua hằng số cộng C trong công thức trên. Hiệu hai số đọc chỉ trên và chỉ dưới chính là khoảng cách l đọc được trên mia. Nếu l đọc trên mia chính xác đến mm thì D tương ứng ngoài thực địa nhận được chính xác đến dm (vì K = 100). Thao tác đo khoảng cách giữa hai điểm A và B.. 22.

(23) Hình 2.6. Số đọc trên mia Nửa lần đo thuận kính: - Đặt máy tại điểm A, cân bằng và định tâm chính xác. - Mia dựng thẳng đứng tại điểm B. - Người đứng máy phải điều chỉnh và ngắm sao cho nhìn rõ mặt mia. Đọc số đọc trên mia: chỉ dưới, chỉ trên và chỉ giữa. Nủa lần đo đảo kính: Đảo ống kính, lặp lại các thao tác như trên sẽ được các số đọc và tính được khoảng cách. Nếu chênh lệch giữa hai trị số trong phạm vi cho phép, thì lấy trị số trung bình làm kết quả của một lần đo. Đo khoảng cách theo phương pháp này thường cho phép độ chính xác sai số trung phương tương đối mS/S cỡ 1:300. Để thuận tiện cho việc đọc số và tính khoảng cách, đặt chỉ dưới của màng chỉ chữ thập vào ranh giới giữa hai phân vạch deximet của mia. * Trường hợp tia ngắm nghiêng Công thức tính khoảng cách đo bằng lưới chỉ ống kính:. D = Kl cos 2 V. (1.8). 23.

(24) Chương 3. Dụng cụ đo độ cao 3.1. Máy thuỷ bình và mia thuỷ chuẩn 3.1.1. Giới thiệu về máy thủy bình và cách sử dụng Máy thủy bình là dụng cụ trắc địa dùng để xác định chênh cao giữa hai điểm nhờ tạo tia ngắm nằm ngang kết hợp với mia thủy chuẩn dựng thẳng đứng tại các điểm đo theo phương pháp đo cao hình học, ngoài ra máy có thể đo được khoảng cách. Theo cấu tạo và nguyên tắc tạo ra tia ngắm ngang, máy thuỷ bình được phân thành 4 loại: - Máy có ống thuỷ dài. - Máy tự động cân bằng tia ngắm nằm ngang. - Máy thuỷ chuẩn điện tử. - Máy thuỷ chuẩn laser. Máy thuỷ bình có ống thuỷ dài là loại máy có ống thuỷ hình ống chính xác, lấy nguyên tắc trục ngắm song song với trục ống thuỷ khi bọt thuỷ thăng bằng làm nguyên tắc cấu tạo và đo thuỷ chuẩn. Máy thủy bình tự động cân bằng tia ngắm, loại máy này sau khi cân bằng ống thuỷ tròn, nếu tia ngắm còn nghiêng nhỏ hơn 12’ thì máy vẫn cho số đọc của chỉ giữa trên mia như khi tia ngắm nằm ngang. Máy thuỷ bình điện tử cũng có bộ phận bù trừ tia ngắm nghiêng như máy thuỷ chuẩn tự động cân bằng. Sự khác nhau ở đây là máy thuỷ bình điện tử có thêm bộ phận đo và bộ phận chia ánh sáng. Khi đo, sau khi bắt mục tiêu là mia mã vạch, ảnh của mia được truyền đến bộ phận chia ánh sáng, phần ánh sáng thường đi đến kính mắt, phần ánh sáng hồng ngoại đem ảnh của mia cùng với hệ chỉ chuyển đến bộ phận đo; tại đây ảnh của mia mã vạch được chuyển thành ảnh số để so sánh với ảnh số của mia lưu giữ trong máy, từ đó đổi ra số đọc của tia ngắm trên mia. Máy thuỷ bình laser có cấu tạo tương tự như máy thuỷ chuẩn điện tử, có tia laser trùng với trục ngắm. Loại máy này có khả năng tự điều quang, tự bắt mục tiêu và chụp ảnh số. 24.

(25) 3.1.1.1. Bộ phận cơ bản của máy thủy bình và mia thuỷ chuẩn a. Máy thủy bình. Hình 3.1. Máy thuỷ bình. Máy thuỷ bình có các bộ phận chính gồm: + Ống kính: Ngắm bắt mia + Ống thuỷ (tròn hoặc dài): Cân bằng máy + Các ốc cân máy, ốc khoá, ốc vi động + Bộ phận tự động Những đặc tính chủ yếu của máy: + Độ nhạy của ống thuỷ + Độ phóng đại của ống kính + Cách đọc số + Cách đưa tia ngắm về vị trí nằm ngang. Hình 3.2. Cấu tạo, các bộ phận máy thuỷ bình. 25.

(26) - Bộ phận ngắm máy thủy chuẩn được cấu tạo bởi nhiều bộ phận nhưng quan trọng nhất là ống kính. Nhìn chung ống kính máy thủy chuẩn có cấu tạo tương tự như ống kính máy kinh vĩ, tuy nhiên ống kính của máy thuỷ chuẩn có điểm khác với ống kính của máy kinh vĩ đó là: Ống kính máy thủy chuẩn không có bàn độ đứng và trục ngắm ống kính máy thủy chuẩn luôn được đưa về phương nằm ngang. b, Mia thuỷ chuẩn và chân máy Mia dùng trong đo thuỷ chuẩn thường làm bằng gỗ tốt, nhẹ hoặc bằng hợp kim nhôm ít giãn nở vì nhiệt, dài từ 3m đến 5m, liền hoặc gấp, rộng từ 8cm đến 10cm. Trên mặt mia có thang chia vạch 1cm đều nhau để đọc số. Cứ 10 vạch lại đánh số dm. Người ta thường nhóm 5 hoặc 10 khoảng chia thành cụm có dạng hình chữ E để dễ đọc số.. Hình 3.3. Mia và chân máy thuỷ bình. 3.2. Sử dụng máy thuỷ bình và đọc số đọc trên mia 3.2.1. Hướng dẫn cách dựng máy và lắp máy thủy bình lên chân Bước 1: Mang chân máy ra khu vực đo và đặt chân máy vào điểm đứng máy. Mở khoá 3 ốc, nâng hoặc hạ chân máy cao hay thấp theo ý muốn của người đứng máy, khóa 3 ốc khóa chân máy lại, dang chân máy ra, dựng chân máy sao cho vững chắc và mặt đế chân máy tương đối ở vị trí nằm ngang để dễ dàng cho việc cân bằng máy.. 26.

(27) Hình 3.4. Thao tác tháo lắp chân máy. Lưu ý: Khi dựng chân máy không nên để chân máy dang rộng quá sẽ dễ trượt chân máy và dẫn đến đổ máy. Không nên dựng chân máy đứng quá, sẽ dễ đổ máy. Nên để chân máy có độ dốc vừa phải để đảm bảo máy vững chắc. Bước 2: Đặt máy thủy bình lên đế chân máy sao cho tam giác của đế máy và tam giác của đế chân máy trùng nhau. Vặn chặt ốc nối giữa đế chân máy và đế máy lại. Kiểm tra lại một lần nữa để đảm bảo máy đã đặt chắc chắn và sẵn sàng cho các việc làm tiếp theo.. Hình 3.5. Thao tác lắp máy thuỷ bình lên chân máy. 3.2.2. Cách cân bằng máy thủy bình Bước 1: Dựng máy và lắp máy thuỷ bình lên chân máy. Bước 2: Nâng, hạ các chân máy sao cho bọt thủy tròn vào tâm, tương đối là được, không cần phải vào tâm 100%. Như hình dưới. Bước 3: Để cân bằng máy, ta dựa vào 3 ốc cân và bọt thủy tròn. 27.

(28) Trên hình 3.2, quay máy thủy bình để ống kính song song với 2 ốc cân (1) và (2) xoay đồng thời hai ốc cân máy (1) và (2) ngược chiều nhau và cùng tốc độ cho đến khi ta thất bọt thủy tròn nằm trên đường thẳng nối tâm của ốc số 3 với trung điểm của đường thẳng nối giữa tâm của hai ốc (1) và (2) (hình 3.2b).. Dùng ốc cân thứ 3 đưa bọt thủy tròn vào vị trí chính giữa của ống thủy (hình 3.2.c).. Hình 3.6. Cân bằng bọt tròn trên máy thuỷ bình. 3.2.3. Hướng dẫn đọc số trên mia Số đọc trên mia được căn cứ theo lưới chỉ chữ thập trên mia. Số đọc trên mia bao gồm 4 số đọc. Ví dụ cách đọc số đọc chỉ giữa của lưới chỉ chữ thập. Số đọc đầu tiên là số chẵn dm được ghi trên mia. Trong trường hợp này là (17) 28.

(29) Tiếp đến số đọc thứ 3 là số vạch chẵn cm (trường hợp này đếm được 2 vạch chẵn nên số đọc thứ 3 là 2). cuối Số đọc thứ 4 là phần lẻ cm được ước lượng bằng mắt (trường hợp này ta ước đọc được số đọc thứ 4 là 9), như vậy số đọc cuối cùng tính đến mm của chỉ giữa là 1729. -. Số đọc chỉ trên là: 1783. -. Số đọc chỉ dưới là: 1675 Hình 3.7. Hướng dẫn đọc số trên mia. 3.2.4. Các thao tác cơ bản tại trạm đo máy thuỷ bình. A, Tư thế cầm và dựng mia Người dựng mia đứng phía sau mia, hai chân rộng bằng vai, lưng thẳng mặt hướng về phía trước quan sát và điều chỉnh mia thẳng đứng, tay cầm mia không che khuất số đọc. Người dựng mia tập trung quan sát người thao tác máy để nhận dấu hiệu điều chỉnh mia qua trái, qua phải hoặc di chuyển đến điểm đo mới.. Hình 3.8. Tư thế cầm và dựng mia. B, Thao tác ngắm sơ bộ Người đứng máy theo chiều từ kính mắt sang kính vật. Trước khi nhìn vào ống kính, ngắm sơ bộ mia bằng ruồi, khe ngắm hoặc ống ngắm sơ bộ gắn trên ống kính. 29.

(30) Hình 3.9. Thao tác ngắm sơ bộ c, Thao tác ngắm bắt chính xác mục tiêu (mia). - Bước 1: Nhìn vào ống kính, điều chỉnh ốc tiêu cự cho thấy rõ màn dây chữ thập, điều chỉnh ốc điều quang cho thấy rõ mia - Bước 2: Sau khi thấy rõ dây chữ thập và mia, điều chỉnh ốc di động xoay ống kính từ từ đến khi dây đứng trùng mép phải hoặc giữa mia Luôn luôn kiểm tra bọt nước của ống thuỷ khi đo. Hình 3.10. Thao tác ngắm mia và đọc số. Bài thực hành: Mỗi sinh viên tự cân bằng được máy thuỷ bình và đọc được số trên mia bất kì. 30.

(31) 3.3. Kiểm nghiệm sai số góc i' – điều kiện hình học của máy trong máy Hình chiếu trục ống thủy dài và trục ngắm của ống kính lên mặt phẳng thẳng đứng phải song song với nhau Có một số phương pháp để kiểm nghiệm sai số góc i' trong máy thủy bình. Ở đây, chúng tôi xin giới thiệu phương pháp kiểm nghiệm bằng cách đo 2 lần 1 chênh cao bằng phép đo từ giữa và phép đo ở phía ngoài (theo đồ hình bên dưới). - Bước 1: Chọn và đánh dấu điểm trên thực địa Trên khu đất bằng phẳng, chọn và đánh dấu 3 điểm A, B và C cách nhau theo tỉ lệ 10:1 (giả sử trong trường hợp này, khoảng cách ta đặt là: AB = 30m, BC = 3m). - Bước 2: Dựng máy tại trạm M1 và đọc số đọc trên mia Người đứng máy cầm máy thuỷ bình, định tâm và cân máy tại trạm máy M1 ở giữa 2 mia A và B (AM1 = BM1) (hình 3.3). Điều chỉnh tiêu cự và hình ảnh, ngắm mia sau đó tiến hành đọc số trên mia được: a1 = (giá trị số đọc chỉ giữa trên mia tại A). b1 = Tính:. (giá trị số đọc chỉ giữa trên mia dựng tại điểm B) hAB = a1 - b1 =. (Chênh cao giữa 2 điểm A và B). (sai số góc i đã triệt tiêu nên kết quả hAB = hABđ). -. Hình 3.3: Kiểm nghiệm sai số góc I trong máy thuỷ bình 31.

(32) - Bước 3: Dựng máy tại trạm M2 và đọc số đọc trên mia Người đứng máy chuyển máy đến trạm máy M2 đặt tại điểm C, Định tâm và cân bằng máy (3.2.2). Điều chỉnh tiêu cự và hình ảnh, ngắm mia sau đó tiến hành đọc số trên mia được: a2 = (giá trị số đọc chỉ giữa trên mia dựng tại điểm A) b2x= (giá trị số đọc chỉ giữa trên mia dựng tại điểm B) Tính hABs = a2 - b2 = (Chênh cao giữa 2 điểm A và B) Vì hABs = (a2đ +11x) - (b2đ + x) nên hABs = hABđ +10x - Bước 4: Tính toán và ghi sổ Tính sai số của số đọc b2: x= (hs- hđ)/10 = a Tính sai số của số đọc a2:. y =11x =. a Tính sai số góc i của trục ngắm ống kính (tạo với phương ngang) :. i" =. y S AC. p". i" =. y 206265" 33000. i" ≈. y 200" 33. Đối với MTB có độ chính xác trung bình góc i không được vượt quá 30-40", còn đối với MTB chính xác cao, giá trị góc i không được vượt quá 10 - 20". Khi phát hiện máy có sai số góc i vượt quá hạn sai cho phép thì phải điều chỉnh để sai số góc i=0 trước khi đưa máy vào sử dụng. Kết quả đo đạc kiểm nghiệm sai số góc I và tính toán góc I được trình bày tại bảng 1.4. Bài thực hành: Mỗi nhóm sinh viên thực hiện được tối thiểu 3 lần kiểm nghiệm sai số góc I trong máy thuỷ bình, ghi và tính toán giá trị sai số góc I tương ứng với dụng cụ thực tập trắc địa được giao.. 32.

(33) Phần 2. CÔNG TÁC ĐO ĐẠC CƠ BẢN TRONG TRẮC ĐỊA Chương 4. Đo góc ngang và góc đứng 4.1. Đặt giá trị số đọc hướng khởi đầu trên máy kinh vĩ điện tử a, Đặt giá trị hướng khởi đầu bằng 000 00' 00'' Muốn đặt giá trị hướng khởi đầu bằng 000 00' 00'' thì sau khi đã ngắm bắt mục tiêu ở hướng ban đầu đã chọn, ta bấm nút khởi động trên máy kinh vĩ điện tử rồi bấm tiếp nút 0SET, khi dòng hiển thị góc ngang sẽ hiển thị giá trị H: 000 00' 00'' là đã hoàn thành. b, Đặt giá trị hướng khởi đầu bất kỳ Bước 1: Muốn đặt trước một giá trị bất kỳ trên bàn độ ngang, ví dụ 600 00' 00'' cho một hướng khởi đầu, trước tiên quay máy và hãm bàn độ ở gần giá trị 600 00' 00'' trên màn hình. Bước 2: Khoá chuyển động ngang rồi dùng ốc vi động ngang điều chỉnh để có số đọc chính xác là 600 00' 00'' trên màn hình hiển thị. Bước 3: Bấm nút HOLD để số đọc luôn giữ nguyên, không đổi (số đọc đó sẽ nhấp nháy). Bước 4: Mở ốc hãm chuyển động ngang và đứng, quay máy ngắm bắt mục tiêu ở hướng ban đầu đã chọn. Khi đã bắt mục tiêu thật chính xác xong thì ta bấm nút HOLD một lần nữa để số đọc không nhấp nháy nữa, như vậy hướng khởi đầu này đã có giá trị là 600 00' 00''. Bài thực hành: Các sinh viên tự đặt giá trị hướng khởi đầu theo mã số sinh viên hoặc số thứ tự theo yêu cầu của giáo viên hướng dẫn. Yêu cầu giá trị hướng khởi đầu không vượt qua 2’’ theo số đề bài được giao. 4.2. Hướng dẫn đo góc ngang và góc đứng 4.2.1. Đo góc bằng a, Phương pháp đo góc đơn giản Phương pháp đo góc đơn giản được áp dụng khi tại trạm máy có 2 hướng (OA, OB). Dụng cụ: Máy kinh vĩ điện tử và tiêu đo đã được kiểm nghiệm.. 33.

(34) Số lượng người đo: 03 người thực hiện 1 lần đo (Người đứng máy, người ghi sổ, người đánh dấu tiêu). Nội dung: Bước 1: Sau khi nhận máy, Sinh viên thứ nhất dựng máy kinh vĩ tại điểm O, tiến hành định tâm và cân bằng máy chính xác (1.3.1). Sinh viên thứ 2 dựng hoặc đánh dấu tiêu tại A và B trong khu vực thực tập. Bước 2: Tính trị số hướng mở đầu mỗi vòng đo : Trước khi đo phải tính giá trị vùng bàn độ của từng vòng đo được tính theo công thức:. a=. 1800 n. (4.1). trong đó n là số vòng đo. Ví dụ: Tại trạm máy A đo 3 vòng đo. Trị số hướng mở đầu của các vòng đo được đặt như sau: Vòng 1, đặt số đọc hướng mở đầu a1 = 00 m1’ n1”. Vòng 2, đặt số đọc hướng mở đầu a2 = 600 m2’ n2”. Vòng 3, đặt số đọc hướng mở đầu a3 = 1200 m3’ n3”. trong đó: m1, m2, m3 là giá trị phút; n1, n2, n3 là giá trị giây. Bước 3 : Tiến hành đo đạc và ghi sổ. Việc đo góc thưc hiện ở cả hai vị trí bàn độ trái (thuận kính) và bàn độ phải (đảo kính). + Chọn hướng mở đầu (giả sử là OA). A. O. T. P B. Hình 4.1. Phương pháp đo góc đơn giản. 34.

(35) Nửa lần đo thuận kính (vị trí thuận kính là vị trí bàn độ đứng nằm phía trái của ống kính): + Người đứng máy đặt trị số hướng mở đầu trên bàn độ ngang ai (1.3.3) (vòng thứ nhất tương ứng là a1). + Người đứng máy mở ốc hãm bộ phận ngắm, đưa ống kính ngắm chính xác mục tiêu A. Ấn HOLD sau đó ghi giá trị trên màn hình vào sổ đo. + Mở ốc hãm bộ phận ngắm, quay máy theo chiều thuận kim đồng hồ đến điểm B. + Ngắm chính xác tiêu B, đọc số trên màn hình và ghi vào sổ đo. Nửa lần đo đảo kính (vị trí đảo kính là vị trí bàn độ đứng nằm bên phải của ống kính): + Đảo ống kính tại hướng B. + Ngắm chính xác điểm B, đọc được số đọc trên màn hình và ghi vào sổ đo. + Quay máy ngược chiều kim đồng hồ đưa ống kính ngắm chính xác điểm A. Đọc số hiển thị trên màn hình và ghi vào sổ đo.. Như vậy kết thúc một lần đo. Trong khi đo người ghi sổ phải tính: + Trị số của sai số ngắm chuẩn 2C; + Trị số hướng trung bình của 2 nửa lần đo; + Trị số góc của từng lần đo. Nếu thấy trị số 2C và độ biến động của nó Δ2C= 2Cmax-2Cmin vượt hạn sai thì phải đo lại. Các lần đo tiếp theo cũng tiến hành thao tác tương tự nhưng chỉ khác là thay đổi trị số hướng mở đầu. Sau mỗi vòng đo phải tiến hành quy “0”. Sau khi đo xong n lần đo tính trị số góc trung bình của n lần đo.. Bài thực hành: Mỗi sinh viên trong nhóm thực hiện đo góc đơn 1 lần với giá trị số đọc hướng khởi đầu được tính dựa trên số vòng đo bằng số sinh viên trong nhóm (n=số sinh viên trong nhóm thực tập). Kết quả ghi sổ và tính toán đối với phương pháp đo góc đơn nộp lại cho giáo viên hướng dẫn vào cuối buổi thực tập. 35.

(36) b, Phương pháp đo góc toàn vòng A. O B C. Hình 4.2. Phương pháp đo góc toàn vòng Phương pháp đo góc toàn vòng được áp dụng khi tại trạm máy có 3 hướng ngắm trở lên. Tương tự như phương pháp đo góc đơn giản, trước khi đo phải biết số vòng đo của trạm máy và tính giá trị vùng bàn độ cho từng vòng đo. Dụng cụ đo: Máy kinh vĩ đã được kiểm nghiệm Số lượng người đo: 03 người trong 1 lần đo (Người đứng máy, người ghi sổ, người đánh dấu tiêu) Trình tự đo và ghi sổ cho Trạm máy O có 3 hướng OA, OB và OC. + Bước 1: Định tâm và cân bằng máy Người đứng máy đặt máy kinh vĩ tại điểm O tiến hành định tâm, cân bằng máy chính xác. Dựng tiêu ngắm đặt tại A, B và C, định tâm tiêu chính xác. + Bước 2: Tính trị số hướng mở đầu mỗi vòng đo và chọn hướng khởi đầu. Căn cứ vào số lượng người trong nhóm thực tập hoặc yêu cầu của giáo viên hướng dẫn thì các tổ tính toán trị số hướng mở đầu mỗi vòng đo theo công thức. 1800 a= n. (4.2). trong đó n là số vòng đo. Sau khi nhóm đã tính được giá trị a thì nhóm chọn hướng mở đầu, hướng mở đầu là hướng có chiều dài trung bình, có hình ảnh rõ nét nhất để tránh sai số do điều quang (giả sử là A). 36.

(37) + Bước 3: Quá trình đo Việc đo góc toàn vòng thực hiện ở cả 2 vị trí bàn độ trái (Thuận kính) và vị trí bàn độ phải (Đảo kính). Vị trí bàn độ trái (đo thuận kính) + Đưa ống kính ngắm chính xác hướng mở đầu. + Đặt trị số hướng mở đầu OA trên bàn độ ngang, mở ốc hãm bộ phận ngắm quay máy 1 đến 2 vòng, ngắm và bắt mục tiêu chính xác hướng mở đầu (dùng chỉ đứng để bắt mục tiêu khi đo góc bằng). + Đọc số và ghi vào sổ đo. + Quay máy theo chiều thuận kim đồng hồ lần lượt ngắm chính xác tiêu tại các điểm B, C rồi trở về A, đọc được các trị số hướng tương ứng và ghi vào sổ đo. Vị trí bàn độ phải (Nửa lần đo đảo kính) + Đảo ống kính, ngắm lại tiêu tại A, ngắm chính xác và đọc số và ghi vào sổ đo. + Quay máy ngược chiều kim đồng hồ lần lượt ngắm chính xác tiêu tại các điểm C, B rồi trở lại về A, đọc các số đọc tương ứng và ghi vào sổ đo. + Bước 4: Ghi sổ và tính toán Trong khi đo người ghi sổ phải tính: + Trị số của sai số ngắm chuẩn 2C; + Trị số hướng trung bình của 2 nửa lần đo; + Trị số góc của từng lần đo. Nếu thấy trị số 2C và độ biến động của nó Δ2C= 2Cmax-2Cmin vượt hạn sai thì phải đo lại. Các lần đo tiếp theo cũng tiến hành thao tác tương tự nhưng chỉ khác là thay đổi trị số hướng mở đầu. Sau mỗi vòng đo phải tiến hành quy “0”. Sau khi đo xong n lần đo tính trị số góc trung bình của n lần đo.. Bài thực hành: Mỗi sinh viên trong nhóm thực hiện đo góc toàn vòng tối thiểu nửa vòng đo thuận kính hoặc đảo kính. Giá trị số đọc hướng khởi đầu được tính dựa trên số vòng đo bằng ½ số sinh viên trong nhóm (n=1/2 số sinh viên trong nhóm thực tập).. 37.

(38) 4.1.2. Đo góc đứng hoặc góc thiên đỉnh. Hình 4.3. Đo góc đứng V hoặc góc thiên đỉnh Z Dụng cụ: Máy kinh vĩ và tiêu đo đã kiểm nghiệm Số lượng người đo: Một người đứng máy và một người ghi sổ * Thao tác tại trạm máy Tại tạm máy A cần đo góc nghiêng của tia ngắm đến mục tiêu B (góc V). Bước 1: Người đứng máy đặt máy tại A, định tâm và cân bằng chính xác. Bước 2: Thực hiện đo góc đứng hoặc góc thiên đỉnh Ở vị trí bàn độ trái: + Người đứng máy hướng ống ngắm đến mục tiêu B, khoá ốc hãm ngang và dọc rồi dùng các ốc vi động tương ứng đưa ảnh điểm ngắm vừa sát với mép chỉ ngang của màng chỉ chữ thập. + Dựa vào thang đọc số, đọc số trên bàn độ đứng VT và ghi vào sổ đo. Chú ý: Nếu máy kinh vĩ có bọt thuỷ trên bàn độ đứng thì phải dùng ốc cân bằng bọt thuỷ rồi mới đọc số. Ở vị trí bàn độ phải: + Hướng ống kính ngắm mục tiêu B. Các thao tác tương tự như trên, đọc số đọc trên bàn độ đứng VP và ghi vào sổ đo. Bước 3: Tính toán góc đứng. 38.

(39) Giá trị góc đứng đối với máy khắc vạch đối xứng (3T5K) được tính theo công thức:. V=. 1 (VT + VP ) 2. (4.3). Ví dụ: Bảng 1.3. Đo góc đứng Trạm máy. Điểm ngắm. Số đọc bàn độ trái 0. Trung bình. '. '. Số đọc bàn độ phải 0. 30.5 A E. 30. 35. 30.4. 30.45. 30. 45. '. '. 0. 30.25. +0.10. 30. 30.35. 00.30. +0.10. 35. 00.40. 16.30. -0.02. 45. 16.28. Góc đứng. Ghi chú. '. 30.3 30.4. 00.4. 00.50. 35. 16.3 C. MO. 30.2. 00.6 B. '. Trung bình. 30.2 16.2. 16.2. 16.25. 45. 16.4. * Mối quan hệ giữa góc đứng V và góc thiên đỉnh Z: V + Z = 90 0. (4.4). 39.

(40) Chương 5. Đo chiều dài 5.1. Đo chiều dài trực tiếp bằng thước thép Chiều dài cạnh được xác định bằng cách đặt liên tiếp thước đo theo hướng thẳng từ điểm đầu đến điểm cuối cạnh đo. Có thể đặt trực tiếp thước đo trên mặt đất hoặc treo thước trên giá nếu yêu cầu độ chính xác cao hơn. 5.1.1. Dụng cụ đo Thước đo: Thước vải, thước thép, thước dây, que sắt. Que sắt: que sắt thường dài 50cm đến 60cm với đường kính 0,4cm - 0,5cm. Que sắt dùng để đánh dấu số lần đặt thước. Mỗi bộ que sắt thường 6 hoặc 11 que. 5.1.2. Đánh dấu điểm Tùy theo yêu cầu đo vẽ, địa hình địa chất của khu vực mà chọn vị trí điểm thích hợp và đánh dấu chúng bằng các loại cọc, mốc khác nhau, để chúng có thể tồn tại được trong suốt quá trình đo vẽ và sử dụng sau này. Nếu cọc sử dụng trong thời gian ngắn đo vẽ thì dùng cọc gỗ có tiết diện tròn hoặc vuông có đường kính hoặc cạnh là 4 - 10cm, dài 40 - 60cm đầu vót nhọn một đầu kia cưa bằng phẳng trên có đóng đinh (hình 5.1).. b t. p. Hình 5.1. Cọc đánh dấu điểm. Để chống mục, mọt có thể quét hắc ín hoặc đốt cháy xém mặt ngoài phần chôn chìm dưới đất. Khi cần bảo lưu lâu dài có thể dùng cọc bê tông: có loại mốc bê tông tiết diện vuông 10 x 10cm giữa có lõi thép, có hai loại tiết diện tam giác mỗi cạnh 15cm, có loại cọc bê tông hình chóp cụt. Cọc được chôn chặt dưới đất, chỉ để nhô lên mặt đất 10cm, trên mặt cọc có ghi số hiệu cọc bằng sơn hoặc khắc chìm. Xung quanh chôn móc phát quang cây cỏ, đào rảnh thoát nước và vẽ sơ đồ vị trí chôn mốc dể để tìm khi sử dụng. 5.1.3. Tiêu ngắm Để từ xa ngắm tới cọc mốc được dể dàng, cần dựng một sào tiêu thẳng đứng ngay trên tâm mốc: đó là một sào dài bằng gỗ, có chiều dài 2m - 3m, một đầu vót nhọn được bọc bằng đót thép; thân sào sơn hai màu trắng, đỏ theo từng 40.

(41) khoảng 50cm. Để giữ cho sào tiêu đứng thẳng trên thân mốc cần chằng dây hoặc chống bằng chân giữ.. 50cm. 200cm. Hình 5.2: Tiêu ngắm. 5.1.4. Nội dung phương pháp đo chiều dài bằng thước thép Biên chế nhóm đo gồm 3 người: 2 người căng thước một người ghi sổ. Trên khu đất bằng: Trước hết cần dóng hướng cạnh đo tức là dựng 2 sào tiêu ở hai đầu đường thẳng cần đo A và B nếu chiều dài cạnh đo lớn hơn 150m, cần cắm thêm một số sào tiêu trung gian (cách nhau khoảng 50m) nằm trên đường thẳng nối hai điểm đầu và cuối cạnh đo. Nếu dóng bằng mắt thường ta dùng phương pháp dóng hướng đường thẳng để xác định ra vài điểm trung gian thẳng hàng với A và B và dựng sào tiêu trên các điểm đó. Trình tự thao tác đo như sau: một người cầm đầu thước có vạch 0m - gọi là người đi "sau", đặt vạch "0" tại tâm cọc A và giữ đầu thước bằng một que sắt cắm trên tâm cọc A; một người căng đầu kia của thước - gọi là người đi "trước" - cầm 10 que sắt (giả sử dùng bộ 11 que). Người "sau" ngắm các tiêu và điều khiển người "trước" xê dịch đầu thước sao cho toàn thân thước nằm trên đường thẳng AB và ra hiệu lệnh "căng thước". Khi nghe hiệu lệnh này, người "trước" căng thước bằng một lực vừa phải và cắm 1 que sắt tại vạch đầu thước (ví dụ vạch 20m) và trả lời "xong". Người "sau" nhổ que sắt tại A, người "trước” để lại 1 que cắm xuống đất, cả hai cùng nâng thước tiến về B. Khi người "sau" tới chỗ que sắt mà người trước cắm lại thì hô dừng và lại đặt vạch "0" của thước vào vị trí que sắt, điều khiển người "trước" xê dịch đầu thước cho thước thẳng hàng trên AB rồi thao tác lặp lại như lần đặt thước thứ nhất. Cứ làm như vậy cho tới khi người "trước" hết bộ que sắt, tức là người "sau" có trong tay 10 que thì đoạn đã đo tương ứng lần đặt thước (10 lần x 20m = 200m): lúc đó người "sau" 41.

(42) đưa 10 que cho người "trước" tiếp tục đo, và người ghi sổ căn cứ vào số lần trao que để đánh dấu vào sổ. Khi đoạn cuối cùng ngắn hơn chiều dài thì phải căn cứ vào tâm cọc B làm chuẩn để đọc số trên thước. Khi đó, chiều dài đoạn thẳng AB sẽ là: AB = L.n + l Trong đó: L: Chiều dài thước l: Chiều dài đoạn lẻ n: Số lần đặt thước Giả sử sau khi đo xong đoạn thẳng AB, trong sổ ghi được 1 lần trao que, số que sắt còn trong tay người "trước" là 5 que và đoạn lẻ cuối cùng đọc được là 12,23m thì chiều dài đoạn AB sẽlà: 20m x 10lần + 20m x 5 + 12,23m = 312,23m Để kiểm tra và nâng cao kết quả đo, phải tiến hành đo 2 lần "đo đi" và "đo về" theo hai chiều ngược nhau (từ A tới B và từ B vềA). Phương pháp đo chiều dài trên có thể đạt độ chính xác 1:2000. Trên khu đất dốc: Đối với địa hình đo có độ dốc thì các chiều dài đo phải quy về chiều dài nằm ngang, vì thế khi mặt đất dốc, cần có thêm dụng cụ điều chỉnh thước về vị trí nằm ngang: Đó là ống thủy gắn vào thước gỗ, có tên gọi là nivô thợ nề. Giả sử cần đo chiều dài giữa A và B; hướng đo dốc xuống chiều từ A về B dây dọi A ống thủy. d Hình 5.3. Đo đường có độ dốc. B. Đặt đầu "0" của thước tại A, đầu kia treo quả dọi, trên mặt thước đặt nivô. Nâng hoặc hạ đầu thước để đưa bọt ống thủy nhỏ vào giữa ống, lúc đó thước nằm ngang; căng thước và quả dọi rơi vào một điểm, đánh dấu điểm đó và chuyển thước đo tiếp về hướngB. Khi độ dốc mặt đất quá lớn, và độ dốc tương đối đều, người ta đo trực tiếp chiều dài nghiêng d' và đo góc dốc V của mặt đất, sẽ tính được chiều dài nằm ngang theo côngthức: d = d' .cosV Để đo góc V của mặt đất, dùng một loại dụng cụ đơn giản như ở hình 4.10. Muốn đo góc dốc V, cần dựng dụng cụ này trên điểm A, đo lấy chiều cao i , 42.

(43) rồi dựng một sào có chiều cao là i trên điểm B. Quay hướng ngắm vào đầu mút của sào, lúc này dây dọi treo trên thước chắn vào một số đọc trên bàn độ, số đọc này chính là giá trị góc dốc V của mặt đất. Ph ươ. A C. B Đ. P. 1 0. Hình 5.4. Xác định góc dốc. Nếu giữa A và B mặt đất có độ dốc không đều, ta chia chiều dài AB thành nhiều đoạn nhỏ, trong mỗi đoạn nhỏ độ dốc mặt đất là đều và cũng tiến hành đo như trên, rồi cộng kết quả lại, ta có chiều dài nằm ngang của AB. Rả nh. i. 60 V. dọi. Hình 5.5. Xác định khoảng cách đoạn có độ dốc không đều. Những sai số thường gặp phải khi đo chiều dài bằng thước thép: Dùng thước thép thường có thể đo được chiều dài với độ chính xác khoảng 1:2000 đến 1:3000 khi cạnh đo được dóng bằng máy kinh vĩ, thước đo phải được kiểm định và tính số hiệu chỉnh vào kết quả đo để loại trừ bớt sai số do bản thân thước và do nhiệt độ môi trường. Sai số của bản thân thước: Trước khi dùng thước thép để đo chiều dài cần phải kiểm nghiệm để tìm ra chiều dài thật của nó. Gọi l0 là chiều dài danh nghĩa ghi trên thước, lklà chiều dài thực đo kiểm nghiệm tìm ra, thì sai số của thước là: Δlk = l0 – lk Sai số này có tính hệ thống, phải tìm ra trị số và dấu của nó để cải chính vào kết quả đo. Sai số nhiệt độ môi trường thay đổi: Thước thép giãn nở hoặc co lại theo sự thay đổi của nhiệt độ môi trường; vì vậy phải có nhiệt kế theo dõi nhiệt độ trong quá trình đo. Gọi Δt là số hiệu chỉnh do nhiệt độ, ta có: Δ t = L.α(t − t 0 ). 43.

(44) Trong đó: L - Chiều dài thước thép. [ m ] α - Hệ số dãn nở vì nhiệt của thép, (α = 12.10-6) t - Nhiệt độ khi đo, [ oc] to - Nhiệt độ khi kiểm nghiệm thước, [oc]. Ngoài ra phải kéo thước thật thẳng và căng để loại trừ sai số do thước bị võng, vặn, xoắn. Biết các nguyên nhân trên, có thể dùng các biện pháp đo, chọn điều kiện đo thích hợp, tính toán hiệu chỉnh để ra kết quả đo đáng tin cậy nhất. 5.2. Đo gián tiếp chiều dài bằng máy đo dài quang học (đo dài quang học) Nguyên lý: - Đo dài bằng dây thị cự thẳng (góc thị sai cố định cạnh đáy thay đổi). Hình 5.8. Đo dài bằng dây thị cự thẳng – tia ngắm nằm ngang. Theo sơ đồ hình 5.8, khoảng cách D từ máy đến điểm dựng mia được tính theo công thức: D = d0 + fkv + δ Trong đó d0 - là khoảng cách từ tiêu điểm trước của kính vật tới điểm dựng mia, fkv - là tiêu cự của kính vật; δ - là khoảng cách từ tâm kính vật đến trục quay của máy. Do hai tam giác g1Fp1 và QFPđồng dạng, ta có: )*+ d0 = 𝑛 ,. Đối với mỗi máy cụ thể, giá trị (fkv + δ) = c thường không đổi và được gọi là hằng số của máy. Tỉ số (fkv/e) cũng không đổi được kí hiệu là K và gọi là bệ số đo đài. Như vậy công thức đo độ dài sẽ có dạng: D = K.l + c Hệ số đo dài K có thể là một số tùy ý phụ thuộc vào giá trị góc thị sai β. Để thuận tiện cho quá trình đo đạc, máy được thiết kế với giá trị góc β sao cho hệ số đo dài có giá trị bằng đúng 100 hoặc 200 và sử dụng các loại mia có 44.

(45) vạch chia centimét. Trong một số máy hiện đại hằng số c của máy cũng được thiết kế để triệt tiêu. Công thức trên được áp dụng khi cạnh đo nằm ngang. Trong trường hợp cạnh đo có một độ dốc nào đó với góc dốc địa hình là v, hướng ngắm hướng theo mát dốc địa hình sẽ không vuông góc với trục mia, khi đó khoảng chắn trên mia giữa chỉ trên và chỉ dưới sẽ lớn hơn giá trị l' đưa vào tính toán, nghĩa là l' = l.cosv (hình 5.9).. Hình 5.9. Cạnh đo có một độ dốc. Như vậy, đối với khoảng cách nghiêng ta có công thức: D = K'l = K.l.cosv ; Chuyển về khoảng cách nằm ngang ta được: S = D.cosv = K.l.cos2v ; Công thức trên có thể viết: S = K.l (1-sin2v) = K.l - ΔD Trong đó ΔD = K.lsin2v - là số hiệu chỉnh vào khoảng cách nghiêng khi chuyển nó về khoảng cách nằm ngang. Để cho tiện lợi, cũng có thể lập bảng tra. b, Dụng cụ: Máy trắc địa có hệ thống lưới chỉ trong ống kính (máy kinh vĩ, máy thủy bình, máy toàn đạc điện tử,...), mia thủy chuẩn (mia gỗ, mia nhôm,...), cọc tiêu. c, Nội dung: Để đo khoảng cách bằng máy có vạch đo khoảng cách thông thường và mia đứng, phải cần 3 người và thêm các dụng cụ như dây dọi, sổ ghi. Giả sử đo khoảng cách giữa hai điểm A và B, các thao tác bao gồm: 45.

(46) Bước 1: Đặt máy đúng điểm A, cân bằng máy. Người dựng mia phải dựng sao cho mia thẳng đứng, vuông góc với hướng BA và mặt trước mia sát với điểm B. Bước 2: bắt mục tiêu đọc số Người ngắm máy phải điều chỉnh và ngắm sao cho nhìn rõ mặt mia. Đọc số đọc trên mia theo các chỉ số đọc trên mia (hình 5.10).. Hình 5.10. Số đọc trên mia. Theo hình 5.10a ta có các số đọc là: a = 1804mm; b = 1725mm; c = 1646mm khi đó khoảng cách d là: d = 100 (a - c) = 100 x (1804 - 1646) = 15800mm = 15,8m Kiểm tra trị số đó theo số đọc của chỉ giữa: d = 2 x 100 (a - b) = 2 x 100 (b - c) = 2 x 100 (180,4 - 172,5) = 2 x 100 (172,5 - 164,6) = 15,8m. Để tiện đọc số và tính khoảng cách, cần quay ống kính, đặt chỉ dưới của lưới đúng vào ranh giới giữa hai phân vạch deximet của mia và đọc ước lượng hai vạch giữa và trên (Hình 5.10 b). Nếu là số đọc theo tia nằm nghiêng thì phải tra bảng tìm số hiệu chỉnh ΔD = K.lsin2v . Như vậy đã xong nữa lần đo thứ nhất. Sau khi đảo ống kính, đo tiếp như trên sẽ được nữa lần đo thứ hai. Nếu chênh lệch giữa hai trị số trong phạm vi cho phép, thì lấy trị số trung bình làm kết quả của một lần đo. Máy đo dài thị cự có cấu tạo đơn giản, quá trình đo tiện lợi, nhanh chóng. Tuy nhiên, độ chính xác đạt được không cao, chỉ bằng khoảng 1/300 - 1/500 vì sai số đọc số trên mia khá lớn. 5.3. Đo chiều dài bằng máy điện tử 5.3.1. Nguyên lý chung Trong những năm gần đây, các máy điện tử đã được sử dụng rộng rãi để đo chiều dài. Phương pháp đo dài điện tử cho độ chính xác cao, giảm thời gian 46.

(47) và công sức. Nguyên lý chung xác định khoảng cách bằng máy điện tử là chu trình phát tín hiệu từ máy phát đặt tại điểm A đến gương phản xạ đặt tại điểm B (hình 5.11). Thời điểm phát tín hiệu (t1) và thu (t2) được ghi nhận. Khoảng thời gian tín hiệu đi và về được xác định theo công thức: t = t1 - t2 và khoảng cách: D=. Trong đó:. 1 v.t 2. v- vận tốc sóng điện từ, t - thời gian đi và về của tín hiệu.. Hình 5.11. Nguyên lý đo dài điện tử. Dựa vào nguyên lý chung trên đây, các máy đo dài điện tử sử dụng các nguồn phát tín hiệu khác nhau. Trong các máy thế hệ cũ, nguồn tín hiệu sử dụng là sóng ánh sáng và sóng radio. Trong các máy đo dài điện tử hiện đại, chủ yếu sử dụng tín hiệu dưới dạng diot quang điện LED (Light Emiting Diot). Quang học lượng tử - laser khí và laser bán dẫn - được sử dụng làm các nguồn bức xạ sóng tải. Chùm tia laser đơn sắc, có công suất lớn hiệu suất phát sáng cao, không bị tán xạ và khúc xạ, có đường truyền sóng ổn định. Cấu tạo các máy đo dài điện tử đều có màn hình hiện số và các phím chức năng cho phép thay đổi các chế độ hoặc chức năng đo và cài đặt các thông số hiệu chỉnh (nhiệt độ, áp suất, v.v...). Tuy vậy, hiện nay, trừ những trường hợp đặc biệt cần thiết, máy đo dài điện tử ít khi được sử dụng độc lập. Bộ đo dài điện tử được lắp cố định với kinh vĩ điện tử tạo thành máy toàn đạc điện tử có thể sử dụng để đồng thời có thể đo chiều dài, đo góc và đo độ cao. Hình 5.12 minh họa một số máy đo chiều dài điện tử.. 47.

(48) Hình 5.12. Một số loại máy đo dài điện tử. 5.3.2. Nội dung đo gián tiếp chiều dài bằng máy đo dài điện tử Hiện nay trong sản xuất trắc địa đã ứng dụng rất phổ biến các loại máy đo dài bằng sóng điện từ để đo chiều dài. Nguyên lý hoạt động của máy dựa trên cơ sở xác định thời gian truyền sóng điện từ trên khoảng cách cần đo. ở một đầu của cạnh đo người ta đặt máy đo dài có chức năng thu phát tín hiệu, ở đầu kia đặt bộ phản xạ tín hiệu gương phản xạ (hình 5.13). Như vậy, sóng điện từ được phát đi từ máy phát, sau khi phản xạ và quay trở lại đã đi trên một quãng đường bằng hai lần khoảng cách cần đo (lần đi và lần quay trở lại).. Hình 5.13. Nguyên lý hoạt động của máy đo dài điện tử. Khoảng cách D cần đo có thể được xác định theo công thức: D=. v.τ 2. Trong đó v - là tốc độ truyền sóng điện từ trong khí quyển; ι - là thời gian truyền sóng điện từ trên hai lần khoảng cách cần đo. Tốc độ truyền sóng điện từ trong khí quyển được xác định theo công thức: v=. c n. Trong đó tốc độ truyền sóng điện từ trong chân không c = 299 792 458 m/s; n - là hệ số khúc xạ của khí quyển, nó phụ thuộc vào chiều dài bước sóng λ và các điều kiện khí tượng như áp suất, độ ẩm, nhiệt độ, độ bẩn bụi... 48.

(49) Các dải tần của sóng điện từ phù hợp cho đo khoảng cách là dải tần của sóng ánh sáng trong các máy đo dài ánh sáng và dải tần của sóng vô tuyến cực ngắn (sóng centimét) trong các máy đo dài radiô. Thông thường, các sóng ánh sáng (hồng ngoại và tử ngoại) dễ tập trung thành một chùm tia hẹp, nhưng lại bị yếu đi rất nhanh khi gặp các lớp sương mù, màn khói... và lại đòi hỏi phải có tầm nhìn thông suốt giữa hai đầu cạnh đo. Các sóng vô tuyến không đòi hỏi phải có tầm nhìn thông suốt giữa hai điểm đầu cạnh đo, có thể đo trong mọi điều kiện thời tiết nhưng lại không tạo ra một giải hẹp, do đó cũng có một số nhược điểm đáng quan tâm như dễ bị phản xạ bởi bề mặt địa hình. Hiện nay, các máy đo dài điện tử được chia thành hai nhóm chính dựa vào đặc tính lan truyền sóng điện từ của tín hiệu sóng tải đo. Nhóm thứ nhất gọi là các máy đo dài sóng ngắn ( Microwave EDM ), sử dụng các sóng có bước sóng λ0 cỡ 3 cm. Trong nhóm này chỉ có loại máy Tellurometer Model MRA-4 là sử dụng tín hiệu có bước sóng λ0 = 8 mm. Nhóm thứ hai là các máy đo dài quang điện, sử dụng tín hiệu ở bước sóng gần với hồng ngoại làm tín hiệu đo. Trong nhóm này người ta sử dụng các thiết bị tạo laser helium-neon (He-Ne) với bước sóng λ0 = 0,63µm hoặc với diot Galium-Arsenide (Ga-As) để tạo ra tia nhìn thấy có bước sóng λ0 = 0,9µm. Chỉ có thiết bị đo Mekometer sử dụng nguồn tia khác đó là ánh sáng Xenon được tạo ra với bước sóng λ0 cỡ 0,43µm. Nói chung các máy sử dụng tín hiệu với bước sóng càng ngắn thì có độ chính xác đo càng cao. Vì thế các máy đo dài sóng ngắn có độ chính xác thấp hơn các máy đo dài quang điện. Nhưng ngược lại các tín hiệu có bước sóng dài hơn lại có độ xuyên tốt hơn trong môi trường sương mù, chính vì thế các máy đo dài sóng ngắn được sử dụng để đo khoảng cách dài trong điều kiện khí tượng xấu, còn các máy đo dài quang điện được sử dụng trong điều kiện nhìn thấy giữa các điểm đo tốt với yêu cầu độ chính xác cao hơn. Các máy sử dụng tia hồng ngoại có đặc điểm chung là do tia sáng rất yếu nên chiều dài tối đa đo được thường ngắn hơn các máy khác, thường chỉ trong khoảng 1 đến 3 km tuỳ thuộc vào chủng loại, ngoại trừ thiết bị hồng ngoại đã dùng cho máy toàn đạc điện tử HP-3820. Tất cả các thiết bị đo dài điện tử dùng trong trắc địa đều sử dụng tia bức xạ điều biến để đo khoảng cách. Bước sóng của tín hiệu điều biến được gọi là bước sóng chuẩn (pattern wavelength), được coi như là đơn vị để đo khoảng cách. Các máy khác nhau sử dụng các bước sóng chuẩn khác nhau, có chiều. 49.

(50) dài từ vài mét đến 40 mét tuỳ thuộc vào loại máy, loại trừ máy Mekometer đã sử dụng bước sóng λ = 60 cm. Tất cả các máy đo dài điện tử đều có nguyên tắc đo khoảng cách như nhau là: Tín hiệu điều biến được phát đi từ một đầu của khoảng cách đo và phản xạ trở lại ở đầu kia. Hiệu số pha giữa tín hiệu phát và tín hiệu phản hồi được đo bằng thiết bị đo hiệu pha của máy đo dài (transmitting instrument). Nếu biết được chính xác số nguyên lần m nửa bước sóng trong khoảng cách đo thì hiệu pha sẽ bằng không. Trong mọi trường hợp hiệu số trong pha được chuyển thành một phần nhỏ U của nửa bước sóng và được thể hiện bằng đơn vị chiều dài. Khoảng cách giữa máy phát và gương phản xạ được thể hiện bởi công thức: m.λ S=U+ 2. (4.20 ) Để nhận được giá trị m thì việc đo đạc phải được thực hiện lặp lại với hai hoặc nhiều bước sóng khác.. 50.

(51) Chương 6. Đo độ cao 6.1. Đo cao hình học theo tuyến khép kín 6.1.1. Hướng dẫn trình tự đo tại một trạm đo thuỷ chuẩn. Hình 6.1. Đo thuỷ chuẩn tại 1 trạm đo. Nội dung: Xác định chênh cao giữa hai điểm A và B Dụng cụ: Máy thuỷ bình và mia thuỷ chuẩn đã được kiểm nghiệm Số lượng người đo: 4 thành viên (Người đứng máy, người ghi sổ và 2 người cầm mia). Nội dung: Bước 1: Người cầm mia dựng mia thẳng đứng tại A và B. Bước 2: Người đứng máy dựng máy thuỷ bình ở giữa A và B (sao cho khoảng cách từ máy đến 2 mia tương đối bằng nhau), - Cân bằng máy chính xác. Bước 3: Đọc số trên mia + Quay máy về mia dựng thẳng đứng tại A, ngắm mặt khắc vạch của mia A (mia sau), đọc số theo chỉ trên, chỉ giữa và chỉ dưới và ghi vào sổ đo. + Quay máy ngắm về mia dựng thẳng đứng tại B, ngắm mặt khắc vạch của mia b (mia trước); đọc số theo chỉ trên, chỉ giữa và chỉ dưới và ghi vào sổ đo. Bước 4: Tính toán sổ đo trước khi chuyển máy sang trạm khác. Trong điều kiện thực tế, khi chênh cao giữa 2 điểm đo A, B lớn hoặc khoảng cách giữa 2 điểm A, B là quá xa nhau thì người ta tiến hành đo nhiều trạm đo liên tiếp.. 51.

(52) 6.1.2. Xử lý kết quả đo Sổ đo chênh cao Địa điểm Thời tiết. Ngày đo: Thời gian: Trạm đo. Người đo. Số đọc trên mia Mia sau Mia trước. ∆S. ∆h. Ghi chú. 1. 2. 3. Bài thực hành: Giáo viên hướng dẫn đánh dấu 2 điểm A và B trên thực địa sao cho giữa A và B chia được số trạm máy chẵn và lớn hơn hoặc bằng số sinh viên trong nhóm để mỗi sinh viên thực hiện thao tác tại 1 trạm đo. Các nhóm đo thực hiện đo chênh cao giữa 2 điểm A và B theo 2 lượt đo đi và đo về, kết quả ghi và tính toán vào sổ đo sau khi kết thúc buổi đo. 6.2. Đo cao hình học theo tuyến đơn nối giữa hai điểm mốc cấp cao.. Hình 6.2. Đo thủy chuẩn tại 1 trạm đo nối hai điểm mốc cấp cao - Cân bằng máy chính xác. - Ngắm mặt đen của mia sau, vặn vít nghiêng đưa bọt nước vào giữa, đọc số theo chỉ dưới, trên và giữa và ghi vào sổ đo (đối với trường hợp máy cho ảnh. 52.

(53) ngược); đọc số theo chỉ trên, dưới và giữa và ghi vào sổ đo (đối với trường hợp máy cho ảnh thuận). - Quay máy ngắm về mặt đen của mia trước, vặn vít nghiêng đưa bọt nước vào giữa, đọc số theo chỉ dưới, trên và giữa và ghi vào sổ đo (đối với trường hợp máy cho ảnh ngược); đọc số theo chỉ trên, dưới và giữa và ghi vào sổ đo (đối với trường hợp máy cho ảnh thuận). - Quay máy ngắm mặt đỏ của mia trước, vặn vít nghiêng đưa bọt nước vào giữa, đọc số đọc chỉ giữa và ghi vào sổ đo. - Quay máy ngắm về mia sau, vặn vít nghiêng đưa bọt nước vào giữa, đọc số đọc chỉ giữa trên mặt đỏ và ghi vào sổ đo. - Tính toán sổ đo trước khi chuyển máy sang trạm khác. Trước khi chuyển sang trạm đo khác cần tính toán ngay sổ đo. Chỉ Chỉ dưới Mia dưới Mia sau trước Chỉ Chỉ Trạm trên trên đo K. cách sau K. cách trước Chênh lệch d ∑Δd (Δ ) (1)1 (4)1 1 (2)1 (5)1. i. Tổng hợp. Số đọc trên mia Ký hiệu mia. K + đen đỏ. Mặt đen. Mặt đỏ. S. (3)1. (8)1. (10)1. T. (6)1. (7)1. (9)1. S-T. (11)1. (12)1. (13)1. (15)1. (16)1. (17)1. (18)1. (1)i. (4)i. S. (3)i. (8)i. (10)i. (2)i. (5)i. T. (6)i. (7)i. (9)i. (15)i. (16)i. S-T. (11)i. (12)i. (13)i. (17)i. (18)i. [(1)]. [(4)]. S. [(3)]. [(8)]. [(10)]. [(2)]. [(5)]. T. [(6)]. [(7)]. [(9)]. [(15)]. [(16)]. [(17)]. [(18)]. Số trung Ghi bình chú chênh cao. (14)1. (14)i. S - T [(11)] [(12)] [(13)] [(14)]. 53.

(54) b. Trình tự tính toán - Tính chênh cao theo mặt đen: (11)i = (3)i – (6)i - Tính chênh cao theo mặt đỏ: (12)i = (8)i – (7)i - Kiểm tra theo các quan hệ: (9)i = K1 + (6)i - (7)i (10)i = K2 + (3)i - (8)i; (13)i = (11)i - (12)i ± K = (10)i – (9)i - Tính chênh cao trung bình: (h TB )i = (14) = ((11)i + (12)i ± K)/2 - Khoảng cách từ máy đến mia sau và từ máy đến mia trước: (15)i = (1)i - (2)i ;. (16)i = (4)i - (5)i. - Chênh lệch khoảng cách tại trạm máy: Δdi = (17)i = (15)i - (16)i - Số chênh tích lũy khoảng cách:. ∑ Δd i = (18)i = (18)i-1 + (17)i Sau khi đã tính và kiểm tra kỹ tổng hợp từng trang sổ, tiến hành tính toán cho cả tuyến đo. - Tính tổng chênh cao trên toàn tuyến. hđo = h1 + h2 + ... + hn. (1.13). - Tính sai số khép chênh cao trên toàn tuyến. fh = hđo - hlý thuyết. (1.14). - So sánh sai số khép chênh cao trên toàn tuyến với sai số khép giới hạn. fh ≤ fhgh. (1.15). - Kiểm tra tích luỹ khoảng cách trên cả tuyến đo phải nhỏ hơn giới hạn quy định.. ∑ Δd ≤ Δd giới hạn. (1.16). 54.

(55) Ví dụ: Mẫu sổ đo thuỷ chuẩn. Đo từ ..............………….... đến .…………………….................... Bắt đầu lúc……..……………….. Ngày …... tháng ........ năm … Kết thúc lúc:…………………Thời tiết.............. Hình ảnh ........................ Người đo:..................................................................................................... Người ghi:..................................................................................................... Trạm đo. DC01 1. 2. 3. 4 DC04. Tổng hợp. Mia sau. Chỉ dưới Chỉ trên. K. cách sau. Chỉ Mia dưới trước Chỉ trên K. cách trước. Số đọc trên mia Kí hiệu mia. Mặt đen. Mặt đỏ. K + đen đỏ. Chênh cao trung bình (m). Ghi chú. Chêng lệch d (Δ) 1705. 2140. S. 1370. 5945. 0. K1=4575. 0935. 1280. T. 1710. 6185. 0. K2=4475. 0870. 0860. S-T. -0340. -0240. 0. +1.0. +1.0. 1768. 1735. S. 1379. 5854. 0. 0990. 0985. T. 1360. 5934. +1. 0778. 0750. S - T +0019 -0080. -1. +2.8. +3.8. 2230. 3030. S. 1665. 6240. 0. 1100. 1890. T. 2460. 6935. 0. 1130. 1140. S-T. -0795. -0695. 0. -1.0. +2.8. 2773. 2140. S. 2290. 6766. -1. 1807. 1170. T. 1655. 6230. 0. 0966. 0970. S - T +0635 +0536. -1. -0.4. +2.4. 8576. 9045. S. 6704. 24805. -1. 4832. 5325. T. 7085. 25284. 1. 3744. 3720. S-T. -0481. -0479. -2. ∑Δd. -0.340. +0.020. -0.795. +0.636. -0.479. +2.4. 55.

(56) 6.3. Đo cao lượng giác Đo cao lượng giác dựa trên cơ sở tam giác vuông và cạnh huyền là tia ngắm nghiêng của máy kinh vĩ. Giả sử đo và tính hiệu độ cao giữa hai điểm A và B như hình vẽ sau:. Hình 6.3: Sơ đồ đo cao độ điểm chi tiết bằng phương pháp đo cao lượng giác. Dụng cụ: Máy kinh vĩ, tiêu đo/mia, thước thép Nội dung đo: Bước 1: Dựng máy và tiêu đo Người đứng máy dựng máy tại điểm mốc A, định tâm và cân bằng máy. Người thứ 2 dựng tiêu thẳng đứng tại điểm B. Bước 2: Đọc số Quay máy kinh vĩ về mục tiêu B, bắt mục tiêu, đọc giá trị chiều cao tiêu và giá trị góc đứng v trên máy kinh vĩ. Bước 3: Đo chiều cao máy và khoảng cách ngang Người đứng máy dùng thước thép hoặc mia đo chiều cao máy được im. Khoảng cách ngang được dAB. Bước 4: Tính toán Công thức tính hiệu độ cao hi theo phương pháp lượng giác như sau: hAB =im +dAB ×tgv−GB Trong đó: dAB: khoảng cách năm ngang như đã tính ở phần trên. v: là góc đứng được tính như sau: v=MO−Z=900 −Z, với MO là số đọc trên bàn độ đứng tương ứng với ống kính nằm ngang ở vị trí thuận kính và Z là số đọc trên bàn độ đứng gọi là góc thiên đỉnh. G:. Số đọc chỉ giữa của mia dựng tại Cọc B.. 56.

(57) Phần 3. CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH Chương 7. Công tác trắc địa trong bố trí công trình 7.1. Bố trí các yếu tố cơ bản ra thực địa 7.1.1. Bố trí góc bằng Giả sử cần bố trí góc Btk theo hồ sơ thiết kế ra thực địa (tìm hướng T1C ở ngoài thực địa) với hai mốc T1 và B đã có ngoài thực địa, ta thực hiện như sau: Dụng cụ: máy kinh vĩ, dụng cụ đánh dấu điểm. Khi bố trí: ở ngoài thực địa mới chỉ có 2 điểm T1, B (một đỉnh T1 và một hướng T1B). Cho biết giá trị thiết kế là β0 = Btk. Hãy tìm vị trí C ở ngoài thực địa sao cho BT1C = β0.. Nội dung: Bước 1: Người đứng máy đặt máy kinh vĩ tại điểm gốc T1, định tâm cân bằng máy. Bước 2: Ở vị trí Bàn độ trái (thuận kính) Định hướng về điểm B, mở 1 góc β0 về phía cần bố trí, theo hướng này cố định được hướng C1 ngoài thực địa. Ở vị trí bàn độ phải (Đảo kính), định hướng về điểm B, mở 1 góc β0 về phía cần bố trí, theo hướng này cố định được hướng C1 ngoài thực địa. Bước 3: Cố định C cách đều C1 và C2. Góc BT1C là góc cần bố trí. Bước 4: Sau khi đánh dấu được điểm C, người đứng máy tiến hành đo lại góc BT1C vừa thiết kế để đảm bảo độ chính xác. Bài thực hành: Giáo viên hướng dẫn đánh dấu 2 điểm T1 và B trên thực địa (điểm gốc T1, định hướng về B), yêu cầu các tổ/sinh viên bố trí các góc có giá trị bất kì trên. 57.

(58) khu vực thực tập và kiểm tra kết quả thực tế trên thực địa vào cuối buổi thực hành. 7.1.2. Bố trí đoạn thẳng (chuyển d0 ra ngoài thực địa) Dụng cụ: Thước thép hoặc dụng cụ đo dài.. Nội dung: Khi bố trí đoạn thẳng AB có chiều dài nằm ngang thiết kế d0 thì ở ngoài thực địa mới có một điểm A và hướng Ax có chứa B. Cần xác định điểm B. Cách bố trí: - Người thứ nhất cố định đầu thước từ A, người thứ 2 theo hướng Ax đặt sơ bộ 1 đoạn AB1≈ d0, đánh dấu cố định sơ bộ điểm B1. - Đo đoạn thẳng AB1 với độ chính xác cần thiết (đưa số hiệu chỉnh vào kết quả đo), được d1 = AB1 chính xác. hình (8-2). - Người ghi sổ tính đoạn cần dịch chuyển r = d0 – d1 - Từ B1 đặt một đoạn r về phía cần thiết ta được điểm B cần tìm. Cố định điểm B ta được đoạn AB cần bố trí (hình 8-2). Bài thực hành: Giáo viên hướng dẫn đánh dấu điểm A trên thực địa (điểm gốc A) yêu cầu các tổ/sinh viên bố trí đoạn thẳng có giá trị bất kì trên khu vực thực tập và kiểm tra kết quả thực tế trên thực địa vào cuối buổi thực hành. 7.1.3. Bố trí độ cao (chuyển Htk ra thực địa) Khi bố trí: độ cao ở ngoài thực địa mới chỉ có điểm A và độ cao của nó là HA. Biết độ cao của điểm B, thiết kế HB = HTK (HTK là độ cao thiết kế). Hãy tìm điểm B ấy ở ngoài thực địa. hình 8-3. Cách bố trí: 58.

(59) Bước 1: Người đứng máy đặt máy thủy chuẩn cách đều A và B (khoảng cách từ máy đến điểm gốc A tương đương khoảng cách từ máy đến vị trí cần bố trí độ cao), cân bằng máy. Người cầm mia dựng mia thẳng đứng tại điểm gốc A Bước 2: Quay máy về mia A đọc số theo chỉ giữa trên mia dựng ở A ta có S. Bước 3: ghi sổ và tính toán Người ghi sổ Tính độ cao tia ngắm: Hmáy = HA + S Tính số đọc cần thiết T của mia dựng ở B: T = Hmáy - HB Bước 4: Sau khi tính được giá trị T thì người đứng máy ra hiệu người dựng mia ở B nâng mia lên hay hạ mia xuống theo phương thẳng đứng đến khi nào thấy "chỉ giữa" cắt đúng giá trị T trên mia. Khi đó ra hiệu đánh dấu điểm chân mia bằng cách kẻ vạch ngang bằng chì mảnh đánh dấu vị trí đế mia, dùng sơn đỏ vẽ hình tam giác ngược có đáy là đường chì đã vạch và là mức cốt độ cao cần đặt rồi ghi chú HTK bằng sơn đỏ ở bên cạnh. Đó chính là HB = HTK cần bố trí. Trong một số trường hợp ta có thể đánh dấu độ cao tia ngắm Htn của máy lên tường, lên ván khuôn... và từ vạch dấu này dễ dàng tìm được các điểm có độ cao thiết kế cần thiết. Để kiểm tra độ chính xác đo lại chênh cao giữa hai điểm A và B. Bài thực hành: Giáo viên hướng dẫn đánh dấu điểm gốc A trên thực địa (điểm gốc A biết giá trị độ cao gốc), cho giá trị độ cao thiết kế HB=HTK, yêu cầu các tổ/sinh viên bố trí các điểm có độ cao thiết kế đã cho trên khu vực thực tập và kiểm tra kết quả thực tế trên thực địa vào cuối buổi thực hành.. 59.

(60) 7.2. Bố trí điểm mặt bằng ra ngoài thực địa 7.2.1. Phương pháp toạ độ cực Được áp dụng khi bố trí trên khu vực quang đãng và bằng phẳng, tiện lợi cho việc đặt khoảng cách khi sử dụng thước thép. Bản chất của nó là vị trí điểm P của công trình trên thực địa được xác định từ điểm gốc A và hướng gốc AB theo các yếu tố bố trí là góc cực βTK và khoảng cách STK. Các yếu tố này được xác định trên hay tính toán theo toạ độ của hai điểm gốc A, B và toạ độ thiết kế của điểm P (hình 7.1) theo các công thức của bài toán ngược trong trắc địa: β = αAB - αAP ; B Trong đó αAB và α AP được xác d1 định nhờ giải bài toán ngược theo công thức tổng quát: tgα1−2 =. y 2 − y1 x2 − x1. Vd. d' Hình 7.1. Phương pháp tọa độ cực. Cách bố trí ngoài thực địa: Bước 1: Trên thực địa, người đứng máy đặt máy kinh vĩ tại điểm gốc A, định tâm cân bằng máy, định hướng về tiêu đo hay bảng ngắm định tâm tại điểm gốc B. Bước 2: Bố trí góc thiết kế ở hai vị trị bàn độ Trái và Phải ta được hướng AP trung bình. Bước 3: theo hướng trung bình AP vừa dựng được, ta đặt một khoảng cách bằng STK rồi đánh dấu cố định điểm P lại. Độ chính xác bố trí điểm P chủ yếu phụ thuộc vào sai số đặt khoảng cách STK, sai số dựng góc βTK và sai số cạnh gốc. Để tăng độ chính xác xác định điểm P, cần tăng độ chính xác đặt khoảng cách STK. Nếu muốn bố trí toạ độ của các điểm với sai số không vượt quá ±10 mm thì không nên đặt máy cách xa điểm cần bố trí quá 100m điều này có nghĩa là lưới khống chế mặt bằng phải có mật độ hợp lý. Ví dụ: nếu cạnh S bằng 100m, sai số tương đối đặt khoảng cách là 1/5000 tức là tương đương với sai số tuyêt đối ΔS =20mm, sai số dựng góc m = 10” và sai số cạnh gốc mAB= 10mm, ta sẽ được sai số xác định vị trí điểm P là MP = 25mm. Hiện nay, nhờ sử dụng các loại máy toàn đạc điện tử (TĐĐT) và gương sào cùng với phần mềm tiện ích bố trí điểm để cắm điểm. Các máy TĐĐT có thể đặt được khoảng cách rất nhanh chóng với sai số tối đa không quá 10mm nên phương pháp toạ độ cực càng được áp dụng rộng rãi. Khi sử dụng chương trình có sẵn trên máy TĐĐT, ta chỉ cần nhập tọa độ tất cả các điểm gốc đã biết (do bên Chủ đầu tư cấp) và tọa độ các điểm cần bố trí vào máy và máy sẽ tự động tính ra các yếu tố bố trí. β. 60.

(61) 7.2.2. Phương pháp giao hội góc thuận Bản chất của phương pháp này là đồng thời dựng các góc β1, β2 bằng máy kinh vĩ đặt tại hai điểm A và B đã biết (hình 7.2). Điểm P được xác định thông qua điểm gốc A và B dựa vào các yếu tố bố trí là các góc β1, β2. Khi tính toán thiết kế, các góc giao d5 hội và các góc phương vị định hướng dạng tổng quát α1−2 của một cạnh được xác định theo công thức của bài toán trắc địa ngược dựa vào toạ độ của điểm A, điểm B và toạ độ thiết kế của điểm P theo công thức : B β d d A β1 = αAB - αAP ; β2 = αBP - αBA ; Hình 7.2. Phương pháp giao hội y 2 − y1 góc thuận tgα1−2 = ΤΚ. x2 − x1. Dụng cụ: Máy kinh vĩ hoặc máy toàn đạc điện tử Cách bố trí ngoài thực địa: Bước 1: Đặt đồng thời hai máy kinh vỹ tại hai điểm gốc A và B, định tâm cân bằng máy, Bước 2: Xác định hướng chuẩn. Người đứng máy tại A ngắm về tiêu nhỏ dựng tạ B, còn người đứng máy tại B ngắm về tiêu nhỏ dựng tại A. ta xác định hướng chuẩn tương ứng AB và BA. Bước 3: Hai người đứng máy bố trí các góc tương ứng tại hai đỉnh góc. Đánh dấu cố định điểm P tại giao điểm của hai hướng AP và BP. Bước 4: Hai người đứng máy điều khiển hai người cầm tiêu sau cho cả hai máy cùng nhìn thấy 2 tiêu một lúc thì đó là vị trí điểm P (giao điểm của hai hướng AP và BP). Độ chính xác xác định vị trí điểm P phụ thuộc vào sai số dựng góc, vào giá trị của góc giao hội γ và vào khoảng cách S. Điểm P sẽ được xác định với độ chính xác cao nhất khi γ gần bằng 900 và thấp nhất khi góc γ nhỏ, gần với 00 hoặc 1800. Phương pháp giao hội góc thuận được ứng dụng rộng rãi khi bố trí các điểm công trình nằm cách xa điểm gốc, đặc biệt khi không có các thiết bị đo dài điện tử mà lại phải đặt khoảng cách qua chướng ngại như đầm lầy, hồ nước hoặc khi bố trí các tâm mố trụ cầu... Để nâng cao độ chính xác của phương pháp có thể dùng máy kinh vĩ đo lại cả 3 góc trong tam giác, điều chỉnh sai số khép tam giác cho 3 góc đo, tính toạ độ điểm P, so sánh với toạ độ thiết kế của nó ta được độ lệch Δx, Δy, từ đó có thể điều chỉnh, xê dịch điểm P về vị trí chính xác. Khi đó, phương pháp này được gọi là phương pháp tam giác khép kín. 61.

(62) 7.2.3. Phương pháp giao hội cạnh P Trong phương pháp này, vị trí điểm P cần tìm là giao điểm của hai khoảng cách S1 và S2 (giao điểm ST β của hai cung tròn tâm A, B với bán kính S1 và S2). K Điểm P được xác định dựa vào điểm gốc A và B, và yếu tố bố trí S1 và S2. Yếu tố bố trí được xác định thông qua bài toán ngược trong trắc địa. Hình 7.3. Phương pháp Dụng cụ: Thước thép hoặc dụng cụ đo dài. giao hội cạnh Bố trí ngoài thực địa: Hai người đồng thời đặt 2 thước thép đặt đầu “0” tại A và B, lấy A và B làm tâm quay thước thép theo các cung bán kính tương ứng S1 và S2 từ điểm gốc A và B. Giao của hai cung tròn là vị trí điểm P cần tìm. Độ chính xác của phương pháp này cũng phụ thuộc vào giao hội và sai số đặt các khoảng cách S1, S2. Phương pháp giao hội cạnh được áp dụng khi điểm cần bố trí ở gần điểm khống chế trắc địa, địa hình quang đãng, bằng phẳng và các bán kính giao hội ngắn hơn chiều dài một đoạn thước đang sử dụng. 7.2.4. Phương pháp giao hội hướng chuẩn, dóng hướng và đặt khoảng cách: Phương pháp giao hội hướng chuẩn Được áp dụng rất phổ biến trong thi công phần móng công trình dựa vào các dấu trục đã được đánh dấu nằm ngoài phạm vi thi công tạo thành các hướng chuẩn vuông góc với nhau. Điểm P1 cần bố trí nằm tại giao điểm của hai trục B-B’ và 1-1’(hình 9.11). Nếu quy mô công trình không lớn như nhà ở của gia đình thì hướng chuẩn là các sợi dây cước căng giữa hai điểm dấu trục. Đối với các công trình lớn thì hướng chuẩn được tạo nên bằng hai máy kinh vĩ đặt tại điểm gốc 1 hướng tới tiêu ngắm đặt tại 1’ và đặt tại B hướng tới B’. Điểm P1 được đánh dấu cố định bằng cọc gỗ có đinh mũ tại giao điểm của hai sợi dây hay hai tia ngắm, tức là trùng với dây chỉ đứng hay tâm lưới chỉ của cả hai máy kinh vĩ. Dóng hướng và đặt khoảng cách: Α. 62.

(63) Là đặt các khoảng cách thiết kế theo từng trục trên hướng trục được tạo nên bằng máy kinh vĩ và tiêu đo được định tâm tại hai đầu trục. Các điểm Pi cần bố trí nằm thẳng hàng trên hướng chuẩn là trục B-B’. Dóng hướng BB’ (Đặt máy kinh vĩ tại điểm gốc B ngắm tiêu đặt tại B’) . Đặt các khoảng cách bằng bước cột Si trên hướng chuẩn sẽ đánh dấu được các điểm tim cột Pi. β. 2. S1. P. B’. S2. B. 1’. β. 1. A. Hình 7.4. Phương pháp giao hội hướng chuẩn Độ chính xác của phương pháp giao hội hướng chuẩn chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xác dựng hướng chuẩn. 7.1.5. Phương pháp toạ độ vuông góc Được áp dụng chủ yếu trên những mặt bằng xây dựng có lưới ô vuông. Điểm C được bố trí theo các số gia toạ độ Δx và Δy so với một điểm gần nhất của lưới ô vuông (điểm A). Dóng hướng chuẩn AB của lưới ô vuông, đặt khoảng cách lớn hơn (Δy) , đánh dấu được điểm V. Tại điểm V, ta định tâm máy kinh vỹ, bố trí góc 900 rồi đặt khoảng cách nhỏ hơn (Δx) trên hướng vuông góc vừa dựng, ta đánh dấu cố định được điểm P.. S2 S3. ` S1. S4. B. P1. Hình 7.5. Phương pháp tọa độ vuông góc Để hạn chế sai số dựng góc vuông, cần tuân thủ đúng trình tự đặt số gia lớn trước theo cạnh của lưới ô vuông, sau đó mới đặt số gia nhỏ theo đường vuông 63.

(64) góc vừa dựng. Trong phạm vi 100m, độ chính xác xác định điểm C không vượt quá 2cm. Ngoài ra, phương pháp đường vuông góc còn được áp dụng rất hiệu quả khi các trục công trình vuông góc với nhau (Hình 7.6) . Sau khi các điểm Pi đã được bố trí theo phương pháp dóng hướng . Tại Pi bố trí các góc vuông rồi đặt các khoảng cách lTK ta sẽ đánh dấu được các điểm Qi hoặc Ki. Trước khi thi công ta cần kiểm tra lại các điều kiện thẳng hàng và kích thước bước cột... để nâng cao độ chính xác của công tác bố trí.. C. B’. S2. P1. B. P4 Δx. A. 1. 1’. S1. P. Δy lTK. V 4’. Q2. P2. Q1. S3. P3. K1. Hình 7.6. Phương pháp tọa độ vuông góc Khi bố trí công trình dạng tuyến như đường giao thông, sau khi bố trí các điểm trên trục tim đường, người ta cũng thường chọn phương pháp tọa độ vuông góc để bố trí các điểm nằm trên chỉ giới đường đỏ (mép đường, mép vỉ hè), nằm trên hướng vuông góc với trục tim đường và cách tim đường một khoảng cách nằm ngang đún bằng nửa độ rộng mặt cắt ngang của tuyến đường. 7.3. Chuyển độ cao thi công lên sàn công tác Để truyền độ cao lên các tầng thi công người ta có thể dùng 2 cách: Máy thuỷ bình và mia theo đường cầu thang hoặc có thể truyền độ cao lên tầng bằng thuỷ chuẩn hình học kết hợp với thước thép treo thẳng đứng. Trong xây dựng nhà cao tầng hiện nay, biện pháp thông dụng nhất và chắc chắn nhất là thuỷ chuẩn hình học kết hợp với thước thép treo thẳng đứng. Sơ đồ chuyền độ cao lên tầng được thể hiện trên hình 7.7 dưới đây:. 64.

(65) Hình 7.7. Truyền độ cao lên tầng Theo sơ đồ này cần sử dụng 2 máy thuỷ bình đặt tại mặt bằng gốc (hoặc mức sàn nào đó) và đặt tại sàn tầng thứ i cần phải chuyển độ cao lên. Thước thép được treo thẳng đứng và kéo căng, để hạn chế sự rung động của thước thép do tác động của gió, có thể chọn vị trí khuất gió phía trong của công trình để thả thước thép treo. Các vị trí đó có thể là buồng thang máy, giếng trời, khe cầu thang bộ... Trong điều kiện thiếu ánh sáng có thể chiếu sáng mia và thước thép bằng đèn pin. Đặt máy thuỷ bình thứ nhất tại mặt sàn gốc, đọc số trên mia dựng tại điểm mốc độ cao R là a1 và trên thước thép treo là b1. Máy thuỷ bình thứ hai đọc số trên thước thép treo là b2 và trên mia dựng tại điểm cần chuyển độ cao (M) trên tầng thứ i là a2.Vậy độ cao (HM) của tầng thứ i sẽ được xác định theo công thức: HM= HR + a1 + (b1 - b2) - a2. Tương tự như trên cần chuyển thêm một điểm độ cao nữa lên tầng thi công thứ i. Để tạo điều kiện kiểm tra và nâng cao độ chính xác cũng như thuận lợi cho việc chuyển độ cao lên tầng tiếp theo. Trong quá trình đo cần đặt máy thuỷ bình tại giữa mia và thước thép để loại trừ sai số do trục ngắm không song với trục của ống thuỷ dài. Sai số cho phép việc truyền độ cao lên các tầng phụ thuộc vào chiều cao của tầng cần chuyền độ cao. Theo kinh nghiệm của Nhật bản sai số cho phép việc truyền độ cao quy định như sau: Độ cao công trình. H<8m. Sai số cho phép. 65mm. 8m < H < 15m 610mm. H > 15 m 615mm. 65.

(66) Đo kiểm tra độ cao giữa 2 điểm: Việc truyềnđộ cao đến 2 điểm trên mặt sàn thi công thứ i từ hai điểm mốc độ cao riêng biệt tại mặt sàn gốc (hoặc mức sàn nào đó) sẽ thuận lợi cho việc kiểm tra phát hiện và loại bỏ sai số thô, tính toán bình sai nâng cao độ chính xác. 7.4. Chuyển trục lên cao Chuyển trục lên các tầng trên cao thực chất là chuyển các điểm đặc trưng của công trình lên cao hay là chuyển toạ độ các điểm đặc trưng của công trình. Để chuyển tọa độ từ mặt bằng cơ sở lên các mặt bằng lắp ráp ở trên cao có thể sử dụng các phương pháp: - Sử dụng máy kinh vĩ đối với các nhà nhỏ hơn 5 tầng; - Sử dụng máy chiếu đứng; phương pháp tọa độ bằng máy toàn đạc điện tử; - Sử dụng công nghệ GPS. Việc chuyển tọa độ từ mặt bằng cơ sở lên các mặt bằng lắp ráp ít nhất phải được thực hiện từ ba điểm tạo thành một góc vuông hoặc một đường thẳng để có thể kiểm tra kết quả chuyển tọa độ. Nếu Đơn vị thi công có máy kinh vĩ điện tử và kính ngắm vuông góc thì có thể sử dụng chúng như máy chiếu đứng để chuyển tọa độ từ mặt bằng cơ sơ lên các mặt bằng lắp ráp ở trên cao. Ta phải truyền toạ độ từ mặt bằng cơ sở lên các tầng bắt đầu từ tầng 2 khi đơn vị thi công lập xong mặt bằng ván khuôn để chuẩn bị đổ bê tông sàn. Công tác Trắc địa phải tiến hành xác định rõ vị trí đường biên theo thiết kế của mặt sàn, vị trí các lỗ phục vụ cho việc chiếu chuyển điểm lưới bố trí lên các tầng, vị trí tất cả các bộ phận ngầm khác cần lắp đặt trước khi đổ bê tông sàn. Quá trình xác định các vị trí này có thể tiến hành bằng máy kinh vĩ, máy toàn đạc điện tử hoặc chiếu sơ bộ bằng máy chiếu đứng với độ chính xác 1 cm . Sau khi đổ bê tông, công việc chuyển các điểm lưới bố trí bên trong sẽ được thực hiện lại bằng quy trình thao tác chặt chẽ hơn theo một trong các phương án sau: *.Truyền toạ độ lên cao bằng máy kinh vĩ với các nhà có số tầng <4. Đây là phương pháp chiếu điểm bằng tia ngắm nghiêng (hình 9.20), quá trình thực hiện ở những nơi điều kiện xây dựng rộng rãi, công trình xây dựng có số tầng ít hơn 4. Hoàn toàn không phù hợp cho những nhà có số tầng cao hơn và những nhà xây chen, mặt bằng xung quanh chật hẹp.. 66.

(67) Hình 7.8. Truyền độ cao xuống hầm và lên sàn. Phương pháp ngắm nghiêng bắng máy kinh vỹ thường gặp sai số lớn khi số tầng nhiều lên. Ngoài ra phương pháp ngắm nghiêng có thể chuyền lên trên đường viền ngoài của sàn ngang hay mặt cột phía ngoài chỉ một điểm của đường trục, mà không thể chuyền điểm thứ 2 vào bên trong công trình bằng phép ngắm trực tiếp vì bị các yếu tố kết cấu khung cản hướng ngắm. Các điểm của đường trục thiết kế ở trên sàn thường phải lấy theo các điểm chuyền lên đường viền sàn của các tầng. Điều này làm giảm độ chính xác vốn đã thiếu, các điểm trục bố trí bên trong phải chịu sai số một lần nữa. Vì vậy phương pháp này chỉ áp dụng cho nhà nhà thấp tầng (nhỏ hơn 4 tầng). * Truyền toạ độ lên cao bằng máy toàn đạc điện tử với các nhà có số tầng <10. Đối với các công trình nhà cao tầng xây dựng trên mặt bằng tương đối rộng rãi, chiều cao công trình không vượt quá 10 tầng, có thể sử dụng máy toàn đạc điện tử để chuyển vị trí các điểm lưới cơ sở lên mặt sàn. Thực chất là chuyển toạ độ từ điểm đã đánh dấu ở mặt bằng gốc lên sàn thi công. Các máy điện tử được sử dụng để chuyển điểm lên cao phải có sai số đo cạnh <± 5mm , sai số đo góc <± 5". Đầu tiên cần lập một số điểm cố định (2 đến 3 điểm) ở bên ngoài công trình, các điểm này cần ngắm thông tới các điểm khống chế trên mặt bằng móng và thuận tiện cho việc chuyển toạ độ lên các tầng xây dựng. Đo nối đẻ xác định chính xác toạ độ của các điểm này trong hệ toạ độ của lưới khống chế trên mặt bằng móng. Tiến hành chuyển sơ bộ vị trí các điểm khống chế trên mặt móng lên mặt sàn tầng. Đặt máy toàn đạc điện tử tại các điểm cố định bên ngoài công trình, đo đạc để xác định chính xác toạ độ các điểm trên sàn tầng. Sau khi có được toạ độ những điểm này, tính toán các yếu tố hoàn nguyên và hoàn nguyên các điểm về vị trí thiết kế. Bước cuối cùng là đo kiểm 67.

(68) tra chiều dài cạnh và góc của lưới gồm các điểm đã hoàn nguyên để xác nhận độ tin cậy của việc chuyển điểm. Độ chính xác của phương pháp phụ thuộc chủ yếu vào khả năng của máy toàn đạc điện tử và có thể coi gần đúng bằng 2 lần độ chính xác đo toạ độ. Tuy nhiên độ chính xác xác định toạ độ của máy lại giảm khi độ nghiêng của tia ngắm tăng, vì khi đó độ chính xác của hướng đo giảm đi. Đây cũng là một trong những nhược điểm của phương pháp. * Truyền toạ độ lên cao bằng máy chiếu đứng loại ZL. Khi xây dựng các nhà cao hơn 10 tầng thì giải pháp thông dụng và chắc chắn nhất là sử dụng các máy chiếu đứng để chuyển tâm toạ độ lên cao theo phương thẳng đứng. Nếu sử dụng các loại máy chiếu đứng thì phải để các lỗ chờ có kích thước lớn hơn hoặc bằng 150 mm x 150 mm. Tại mỗi vị trí phải thực hiện việc chiếu từ ba hoặc bốn vị trí bàn độ ngang của máy cách nhau 120° hoặc 90° và lấy vị trí trung bình của các lần chiếu (trọng tâm của tam giác đều hoặc của hình vuông) tạo thành được chọn làm vị trí cuối cùng để sử dụng.. Hình 7.10. Truyền độ cao lên các tầng bày máy chiếu đứng Máy chiếu đứng ZL là loại máy chuyên dùng để tạo ra tia ngắm thẳng đứng (giống như một dây dọi) để chiếu từ dưới lên trên. Hiện nay trên thị trường có một số loại máy như PZL (Đức) ZL và NZL của LEICA (Thuỵ Sỹ) trong đó NZL có thể chiếu được hai chiều: chiều từ dưới lên trên hoặc chiếu từ trên xuống dưới. Hiện nay có hai loại máy chiếu đứng đang được sử dụng trong các công tác Trắc địa công trình đó là: loại máy tạo ra đường thẳng đứng bằng tia lase và loại máy tạo ra đường thẳng đứng bằng tia ngắm quang học. Trong hai loại máy này thì loại máy chiếu đứng bằng quang học có độ chính xác cao hơn và thường được áp dụng vào công việc chiếu chuyển các tâm toạ độ lên các tầng có độ cao lớn với độ chính xác cao. Hình trên là máy chiếu đứng PZL của Đức cho phép chiếu các điểm lên cao 100 m với sai sai số 1mm.. 68.

(69) Quy trình chiếu cơ bản các loại máy đều được thực hiện như nhau. Sau đây sẽ giới thiệu trình tự chiếu của máy chiếu loại ZL: + Đặt lỗ chiếu tại các vị trí thích hợp. Công việc này được tiến hành ngay sau khi đơn vị thi công ghép ván khuôn và trước khi đổ bê tông sàn. Quá trình thực hiện tuần tự theo các bước sau: Đầu tiên kỹ thuật viên Trắc địa phải đánh dấu tương đối chính xác các vị trí lỗ hổng trên mặt sàn tầng thi công, để theo đó người ta sẽ cắt ván khuôn sàn và lắp đặt vào đó các hộp khuôn bằng gỗ có kích thước (20x20cm). Mục đích chừa các lỗ hổng dùng cho việc chiếu các điểm sau khi đổ bê tông. Tiến hành cố định các hộp gỗ một các chắc chắn và gắn lên mặt trên của nó (tức là sàn tầng cần chuyển toạ độ lên) tấm lưới chiếu (Paletka). tám lưới này thường làm bằng mi-ca trong suốt, trên đó có kẻ một mạng lưới ô vuông và ghi số toạ độ theo hai hướng. Dựa theo số đọc trên lưới có thể xác định được vị trí chính xác của đường thẳng đứng được chiếu lên. Đặt máy chiếu đứng tại các điểm cơ sở cần chiếu trên mặt bằng gốc chiếu kiểm tra vị trí đặt lỗ chiếu đồng thời đánh dấu vị trí các điểm chiếu được lên trên tấm lưới chiếu Điểm này sẽ được dùng để định tâm máy kinh vĩ phục vụ cho việc bố trí sơ bộ các trục, đo khoảng cách thiết kế để định dạng mép trong của ván khuôn, đường biên của mặt sàn tầng và đường biên của các vị trí khác. Do độ chính xác các kích thước phần bê tông có thể cho phép đến 1cm, nên có thể dùng máy kinh vĩ hoặc máy toàn đạc điện tử có bộ phận định tâm quang học tốt. Để thay việc chiếu kiểm tra và đánh dấu sơ bộ bằng việc đặt máy ngay lên lỗ hổng của sàn cốp pha, định tâm trực tiếp xuống vị trí tâm điểm của lưới bố trí cơ sở đã được đánh dấu tại mặt bằng tầng liền trước đó, sau đó bố trí vị trí cốp pha và biên tầng theo các phương pháp thông thường. Việc chiếu điểm để truyền toạ độ các điểm một cách chính xác sẽ được thực hiện lại với quy trình và thao tác chặt chẽ sau khi đã hoàn thiện quá trình đổ bê tông mặt sàn. + Thực hiện chiếu điểm bằng máy chiếu ZL. Các máy chiếu đứng nói trên đều làm việc theo nguyên tắc tự động với cơ cấu tự điều chỉnh để tạo ra đường thẳng đứng trong máy bằng cách dựa trên nguyên lý con lắc treo, phạm vi hoạt động theo cơ cấu tự điều chỉnh với máy chiếu ZL là ± 10' . Định tâm dụng cụ được thực hiện nhờ bộ dọi tâm quang học lắp ở đế máy. Sai số đặt đường thẳng đứng quang học của bộ tự cân bằng là khoảng 0,5”. Độ chính xác chiếu đứng bằng dụng cụ PZL khi chiều cao chiếu đến 100m là ±1,2mm. Đầu tiên người ta phải đặt máy tại các điểm cơ sở trên mặt bằng tầng gốc, để chiếu thông qua lưới chiếu toạ độ (Tấm Paletka) được gắn tại các lỗ 69.

(70) hổng chừa ra tại các sàn tầng phía trên. Sau khi điều chỉnh cho máy vào đúng tâm mốc, cân bằng bọt nước. Ở vị trí số đọc 0O trên thị kính qua tia chiếu thẳng đứng ta đánh dấu được 1 điểm trên tấm Paletka, tương tự tại các vị trí 90O, 180O, 270O trên thị kính ta lần lượt đánh dấu tiếp được các điểm 2,3,4 thông qua đường ngắm thẳng đứng trên tấm Paletka. Nối các điểm đối xứng lại giao của chúng cho ta điểm cần chiếu. Đó chính là vị trí tương ứng của điểm lưới cơ sở tại mặt sàn của tầng thi công. Tuy nhiên trong quá trình chiếu điểm bằng máy chiếu đứng cần có các điểm lưu ý sau: Các máy chiếu đứng loại ZL cần thoả mãn yêu cầu cơ bản là: phần thẳng đứng của tia ngắm ống kính và bộ phận định tâm quang học phải trùng với trục quay của máy. Để giảm thiểu sai số do lắp ráp chế tạo dẫn đến sự không hoàn toàn trùng hợp giữa 2 tia chiếu thiên đỉnh và thiên đế, trong trường hợp cần chiếu điểm với độ chính xác cao, ta cần thực hiện chiếu điểm ở 3 vị trí đế máy sau khi lần lượt quay đế máy đi 120O. Điểm cần đánh dấu là vị trí điểm trung bình. Các máy chiếu đứng tự động tạo ra tia ngắm đứng bằng cơ cấu điều hoà làm việc theo nguyên lý con lắc treo, trong đó bộ phận cơ bản là lăng kính tam giác được treo trên sợi kim loại mảnh. Với máy chiếu đã qua sử dụng, vận chuyển, sự vặn xoắn và biến dạng của các sợi dây kim loại có thể làm cho độ chính xác chiếu điểm không còn đúng với lý lịch máy. Thêm vào đó chiều cao tăng lên thì hình ảnh của lưới chiếu cũng kém rõ ràng hơn . Vì vậy, đối với công trình có chiều cao lớn không nên chiếu xuyên suốt từ mặt bằng gốc lên mà nên phân đoạn từ 8 đến 10 tầng để chiếu, tầng cuối của đoạn này sẽ là tầng đầu của đoạn tiếp theo. Sau khi chiếuđiểm của lưới cơ sở mặt bằng móng lên tầng xây dựng, tiến hành đo kiểm tra các yếu tố của lưới tạo bởi các điểm chiếu (lưới khống chế khung). Các yếu tố đo kiểm tra được so sánh với các giá trị tương ứng của lưới cơ sở, nếu sai lệch vượt quá giá trị cho phép thì phải tiến hành chiếu điểm lại. Để nâng cao độ chính xác, tiến hành bính sai lưới khống chế khung trên từng tầng có tính đến ảnh hưởng của sai số chiếu điểm. Căn cứ vào toạ độ bình sai tiến hành hoàn nguyên các điểm của lưới khung về vị trí thiết kế. + Đánh dấu các điểm sau khi chiếu. Trong quá trình chiếu ở mỗi lần quay đế máy đi 120O sau 4 vị trí chiếu người ta xác định được 1 điểm trên tấm Paletka được xác định bằng giao của 2 đường nối qua 2 vị trí đối xứng của 4 điểm chiếu trên. Như vậy qua 3 lần quay đế máy ta xác định được 3 điểm và cuối cùng điểm chiếu cần xác định sẽ là trọng tâm của tam giác đi qua 3 điểm này. Điểm cuối cùng được xác định này sau khi kiểm tra lại cần phải đánh dấu bảo quản cho suốt quá trình bố trí chi tiết tại sàn thi công và phục vụ việc chiếu tiếp theo. Cần kiểm tra 70.

(71) các điểm trước khi bố trí chi tiết các trục của công trình. Do đặc điểm trong thi công xây dựng dễ bị vật liệu che lấp đo đó mọi công việc chiếu và bố trí trục chi tiết phải làm khẩn trương, kịp thời phục vụ thi công và đỡ bị che lấp. Do tấm lưới chiếu sẽ được tháo ra sau khi quá trình chiếu kết thúc vì vậy các điểm chiếu được xác định cuối cùng này phải được gửi lên mặt sàn bê tông bằng 4 điểm cách tâm chiếu 20 đến 30 cm bằng cách căng 2 sợi chỉ sao cho giao của 2 sợi chỉ này trùng với điểm chiếu. Khoan đánh dấu 4 điểm này lên sàn bằng các đinh có dấu chữ thập ở tâm, dùng sơn đỏ khoanh tròn và ghi chú bên cạnh để tiện tìm kiếm sử dụng. Khi cần khôi phục lại điểm chiếu để sử dụng ta chỉ việc căng lại 2 sợi chỉ theo từng cặp qua 4 vị trí đánh dấu này. + Đo đạc kiểm tra sau khi truyền toạ độ. Sau khi chiếu cần đo đạc kiểm tra lại các điểm chiếu một cách cẩn thận bằng cách đo lại các giá trị góc, đo lại các giá trị cạnh với độ chính xác như với các điểm lưới của mặt bằng cơ sở. Sự sai lệch giữa các trị đo kiểm tra với các đại lượng tương ứng của lưới gốc cho phép đánh giá được chất lượng của công tác chiếu điểm. Trong trường hợp sai lệch nhỏ có thể hiệu chỉnh thích hợp để đưa lưới về vị trí tương ứng với lưới thiết kế. Trường hợp có sai lệch vượt quá giới hạn cho phép thì cần phải thực hiện lại công việc chiếu, trước hết tại các điểm có ghi ngờ về sự không chắc chắn trong quá trình chiếu. 7.5. Dựng cột thẳng đứng Dựng cốp pha cột đúng tim, thẳng đứng và Lắp dựng cột đúc sẵn đúng độ cao thiết kế. Trong quá trình đóng móng cọc, lắp dựng cột nhà cần thiết phải chỉnh các cột vào vị trí thẳng đứng. - Khi cột không cao, đổ bê tông tại chỗ thì có thể dùng dây dọi hoặc ni vô đứng. - Khi yêu cầu độ chính xác cao hơn người ta thường sử dụng 2 máy kinh vĩ vuông góc nhau để chỉnh cột theo 2 hướng. Tim cột được đánh dấu ở 2 đầu chân và đỉnh. Khi lắp ta cần chỉnh cho 2 điểm đánh dấu tim cùng nằm trên một mặt phẳng thẳng đứng. Trường hợp cột được lắp thành hàng. Ngoài việc chỉnh cột thẳng đứng, cần kiểm tra sự thẳng hàng của cột. Lúc đó dùng mia ngang để “kéo dài” trục một đoạn a Hình 7.10 ta dùng tia ngắm nghiêng của hai máy kinh vĩ đặt trên hai hướng trục gần vuông góc để diều chỉnh lắp dựng copha cột thẳng đứng. Dùng máy thủy bình và phương pháp thủy chuẩn từ giữa để điều chỉnh vạch dấu trên cột đúc sẵn vào đúng độ cao thiết kế.. 71.

(72) Hình 7.10. Dựng cột thẳng đứng 7.6. Công tác trắc địa khi bố trí tuyến đường Bố trí tuyến công trình ra thực địa thực chất là chuyển các điểm của tuyến đường từ bản thiết kế ra thực địa. Khoảng cách trên thực địa được đo bằng thước thétp hoặc các dụng cụ đo dài có độ chính xác không thấp hơn 1/1000. Góc chuyển hướng θ là góc tạo bởi hướng cũ kéo dài và hướng mới của tuyến, nó được đo bằng máy kinh vĩ với độ chính xác như khi đo đường chuyền kinh vĩ. Khi bố trí các cọc chính 100m cần lưu ý đến độ dốc địa hình. Nếu góc đốc địa hình v > 20 thì khoảng cách thực tế giữa các cọc 100m cần đặt trên thực địa phải lấy là D = d/cosv, (d=100m). Trong thực tế, tuỳ thuộc địa hình và cấu trúc đường mà có thể có một số dạng đường cong, nhưng áp dụng phổ biến nhất vẫn là đường cong tròn. 7.6.1. Bố trí các điểm cơ bản của đường cong tròn Các yếu tố của đường cong tròn (hình 7.12) bao gồm: điểm đầu đường cong Tđ; điểm giữa đường cong G. Điểm cuối đường cong Tc, chúngđược gọi là các điểm cơ bản của đường cong tròn. Để xác định được các điểm cơ bản này cần phải biết thêm các yếu tố khác của đường cong tròn như: Góc chuyển hướng θ; Bán kính đường tròn R; Chiều dài tiếp tuyến T (tiếp cự); Hình 7.12. Yếu tố đường cong tròn Chiều dài đoạn cong K; Chiều dài đoạn phân cự B; Hiệu giữa chiều dài đoạn gãy khúc và chiều dài đoạn cong : D = 2T - K. Nếu đo được góc θ và biết được bán kính R của đường cong (thường cho trong thiết kế) ta có thể tính được các yếu tố của đường cong tròn theo các công thức sau: - Chiều dài tiếp cự:. T = R tg θ. 2. ;. (9.8) 72.

(73) K = 2πR0 .θ = πR0 θ ;. - Chiều dài đoạn cong:. 360 180 θ - Đoạn phân cự : B = OĐ - R = R sec - R = R ( sec θ - 1); 2 2. (9.9) (9.10). Điểm đầu Tđ và điểm cuối Tc của đường cong được xác định trên thực địa bằng cách đặt khoảng tiếp cự T từ đỉnh góc quay về hướng cũ và đi tiếp theo hướng mới. Để tìm điểm giữa G của đường cong, có thể dùng máy kinh vĩ đặt tại đỉnh Đ, xác định hướng phân giác ĐO và đặt theo hướng đó một đoạn bằng B ta sẽ được điểm G. Số hiệu cọc của các điểm chính trên đường cong tròn được xác định xuất phát từ số hiệu cọc KĐ của đỉnh góc chuyển hướng như sau: - Số hiệu cọc điểm đầu đường cong là: KTđ = KĐ - T (9.11) - Số hiệu cọc điểm giữa đường cong là: KG = KTd + K/2 (9.12) - Số hiệu cọc điểm cuối đường cong là: KTc = KTsđ + K = KĐ + T – D (9.13) Để bố trí các điểm cọc trên đoạn thẳng tiếp theo cần thêm vào số hiệu cọc của điểm cuối đường cong một giá trị sao cho số hiệu mới có giá trị chẵn 100m. Trong quá trình xây dựng trên đoạn đường cong, các điểm chính của đường cong chưa đủ để thi công công trình, khi đó cần bố trí thêm các điểm chi tiết, nghĩa là cắm thêm các điểm phụ nằm trên đường cong cách đều nhau một khoảng nhất định, thường là 10m hoặc 20m. 7.6.2. Bố trí chi tiết đường cong tròn Các phương pháp phổ biến để bố trí chi tiết đường cong tròn gồm phương pháp toạ độ cực, phương pháp toạ độ vuông góc, phương pháp dây cung kéo dài và phương pháp đặt các góc và các cạnh: a. Phương pháp toạ độ cực: trực tiếp bố trí điểm theo toạ độ của chúng áp dụng khi có máy toàn đạc điện tử với phần mềm bố trí điểm chuyên dụng sẽ tự động tính ra các yếu tố bố trí. Khi đó, góc cực lần lượt là các góc θ ; 2 θ ; 3 θ ..., còn 2. 2. 2. khoảng cách AB, AC, AD... sẽ được tính ra từ tọa độ các điểm theo bài toán trắc địa ngược. Dụng cụ bố trí: Máy toàn đạc điện tử Nội dung: Hình 7.13. Phương pháp tọa độ cực Bước 1: Người đứng máy dựng máy tại điểm đầu đường cong (A), định tâm cân bằng máy. Bước 2: Định hướng về hướng tiếp tuyến (AM), sau đó đặt góc dựng một góc θ và trên hướng đó đặt một đoạn AB (= b) ta được điểm B. 2. Bước 3: Tiếp tục dựng góc ( 2 θ ), đặt đoạn AC, ta được điểm C. Cứ như vậy 2. ta bố trí tới điểm giữa đường cong. 73.

(74) Bước 4: Bố trí nửa còn lại của đường cong Nửa còn lại được bố trí xuất phát từ điểm cuối đường cong và làm tương tự như từ bước 1 đến bước 3 b. Phương pháp toạ độ vuông góc: Cần xác định vị trí điểm 1, 2, ..., n nằm cách đều nhau một khoảng l trên đường cong tròn thông qua các giá trị toạ độ vuông góc xi, yi của chúng (hình 9.16). Việc bố trí thường được tiến hành từ hai đầu vào giữa. Lấy trục hoành là đường tiếp tuyến, gốc toạ độ là điểm đầu hoặc điểm cuối của đường cong. Để tính toạ độ xi, yi cần tính góc ở tâm ϕ chắn cung có giá trị bằng l theo công thức: 0 0 ϕ = 360 l = 180 ; (9.14). 2πR. πR. Giải tam giác vuông OC1 ta được: x1 = R sin ϕ ; (9.15) y1 = R - OC = R = Rcos ϕ ; y1 = R ( 1 - cos ϕ) = 2 R sin 2 ϕ (9.16) 2. Toạ độ các điểm chi tiết nằm cách nhau một khoảng l ở nửa đầu đường cong tròn được tính theo các công thức tổng quát: xi = R sin iϕ ; yi = 2R sin2 ( i ϕ ) ; 2. (9.17) Hình 7.14. Phương pháp toạ độ vuông góc Để cắm điểm 1 trên đường cong (hình 7.14), ta đặt đoạn x1 xuất phát từ điểm đầu đường cong theo hướng tiếp tuyến, tại đây ta dựng đường vuông góc và đặt trên đường vuông góc này một đoạn bằng y1 ta sẽ được điểm 1. Nửa còn lại của đường cong được bố trí từ điểm cuối, do các điểm chi tiết nằm đối xứng qua điểm giữa đường cong, nên có thể sử dụng các số liệu xi, yi của nửa đầu đường cong mà không cần phải tính toán lại. Phương pháp toạ độ vuông góc còn có ưu điểm cơ bản là các điểm được bố trí độc lập nên không có sai số tích luỹ. Phương pháp này được áp dụng ở những nơi bằng phẳng, quang đãng, thuận tiện cho việc đo cạnh.. 74.

(75) c. Phương pháp dây cung kéo dài (hình 7.15). Thường áp dụng trong trường hợp chủ yếu chỉ dùng thước dây. Theo giá trị bán kính R và giá trị cho trước b của dây cung (10m hoặc 20m) ta xác định được các đoạn y và d bằng cách tra bảng lập sẵn dựa trên có sở các công thức sau: 2 y= b ;. 2 d = 2y = b. (9.18). Hình 7.15. Phương pháp dây cung kéo dài Vị trí điểm B được xác định bằng cách đặt theo tiếp tuyến một đoạn AN = b, giao hội hai cạnh AB = b và NB = y ta được điểm B. Trên hướng AB kéo dài ta lại đặt một doạn BC’ = b, tiếp tục giao hội hai cạnh BC = b và C’C = d = 2y ta được điểm C. Cứ tiếp tục như vậy ta sẽ cắm được các điểm chi tiết trên đường cong tròn. Nhược điểm cơ bản của phương pháp này là các điểm tiếp sau được xác định dựa vào các điểm trước đó nên sai số bị tích luỹ và độ chính xác bố trí điểm sẽ giảm đi rất nhanh. d. Phương pháp đặt góc và cạnh: dựa trên tính chất góc nội tiếp giữa tiếp tuyến và dây cung bằng một nửa góc ở tâm cùng chắn cung đó (hình 9.18), góc này được tính từ công thức: R. 2R. Sin θ = b ; 2. 2R. (9.19) Giá trị góc θ có thể tra từ bảng lập 2. sẵn theo giá trị b và R.. Hình 7.16. Phương pháp đặt góc và cạnh. Để bố trí các điểm chi tiết trên đường cong tròn cần đặt máy kinh vĩ tại điểm đầu đường cong, lấy hướng tiếp tuyến làm hướng gốc, dựng một góc θ và 2. trên hướng đó đặt một đoạn AB = b ta được điểm B. Tiếp tục dựng góc ( 2 θ ), 2. đặt đoạn BC = b từ điểm B gặp hướng AC tại C, ta được điểm C. Cứ như vậy ta bố trí tới điểm giữa đường cong. Nửa còn lại được bố trí xuất phát từ điểm cuối đường cong. Nhược điểm của phương pháp này cũng giống như ở phương pháp dây cung kéo dài là các điểm tiếp sau được xác định dựa vào các điểm trước đó nên sai số bị tích luỹ và độ chính xác bố trí điểm sẽ giảm đi rất nhanh.. 75.

(76)

Xem tại đây

Trích đoạn

Tài liệu liên quan

Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về