TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH PHỤC VỤ KHẢO SÁT, THIẾT KẾ

1. Phân loại máy trắc địa thường dùng trong xây dựng

- Máy kinh vĩ có 3 loại: Kim loại, quang học, điện tử

Theo độ chính xác chúng được chia ra:

Chính xác cao: sai số trung phương đo góc nhỏ hơn hoặc bằng (1")

Chính xác : sai số trung phương đo góc từ (5" đến 10")

Kỹ thuật : sai số trung phương đo góc từ (15" đến 30")

- Máy thuỷ bình có 2 loại: quang học và điện tử

Theo độ chính xác chúng được chia ra:

Chính xác cao: Sai số giới hạn đo chênh cao 3mm/ km

Chính xác : Sai số giới hạn đo chênh cao 13mm/ km

Kỹ thuật: Sai số giới hạn đo chênh cao 24mm/ km

- Dụng cụ đo độ dài: Các loại thước: Vải 1:1000; Thép 1:2000; Invar 1:1.000.000; Các loại máy đo độ dài bằng sóng radio và sóng ánh sáng có độ chính xác từ 3ppm đến 8ppm.

- Toàn đạc điện tử: Đo kết hợp cả góc bằng góc nghiêng, độ dài và tính ra tọa độ x, y và độ cao H. Máy có thể phân loại như sau:

Bảng 1: Phân loại toàn đạc điện tử

2. Trắc địa phục vụ khảo sát, thiết kế:

Tài liệu khảo sát địa hình là bản đồ địa hình và mặt cắt địa hình đối với các công trình dạng tuyến. Để sử dụng tốt bản đồ sao cho vừa đáp ứng được yêu cầu công tác, vừa tránh được lãng phí trong việc đo vẽ hay biên vẽ bản đồ chúng ta cần phải phân tích và đánh giá chất lượng bản đồ. Cơ sở để đánh giá là các qui phạm đo vẽ bản đồ nói chung của Nhà nước hay của từng ngành, các văn bản qui định cụ thể biên tập bản đồ, sửa chữa bổ sung các địa vật và dáng đất.

2.1. Đặc điểm và yêu cầu chung về bản đồ tỷ lệ lớn

Trên khu vực xây dựng hoặc qui hoạch xây dựng thường đo vẽ bản đồ tỷ lệ từ 1:200; 1:500 đến 1:5000.

Dựa vào ý nghĩa và mục đích sử dụng bản đồ tỷ lệ lớn có thể phân thành 2 loại:

- Bản đồ địa hình tỷ lệ lớn cơ bản: thành lập theo các qui định chung của cơ quan quản lý Nhà nước để giải quyết những nhiệm vụ địa hình cơ bản. Nội dung thể hiện theo qui đinh của qui phạm hiện hành.

- Bản đồ địa hình chuyên ngành: chủ yếu là loại bản đồ địa hình công trình. Loại bản đồ này được thành lập dưới dạng bản đồ và mặt cắt có độ chi tiết cao, dùng làm tài liệu cơ sở về địa hình, địa vật phục vụ cho khảo sát, thiết kế, xây dựng và sử dụng công trình.

Các phương pháp chủ yếu được sử dụng để thành lập bản đồ địa hình:

- Đo vẽ lập thể và đo vẽ tổng hợp bằng ảnh

- Đo vẽ trực tiếp ngoài thực địa bằng phương pháp toàn đạc, toàn đạc điện tử hoặc kinh vĩ kết hợp đo cao bề mặt.

- Bản đồ địa hình có thể vẽ trên giấy hoặc thể hiện dưới dạng bản đồ số. Nội dung của bản đồ này được lưu giữ dưới dạng tệp dữ liệu về dáng đất, địa vật, toạ độ và độ cao.

- Giai đoạn lập luận chứng kinh tế kỹ thuật và thiết kế sơ bộ cần có bản đồ tỷ lệ 1:10000 hoặc 1:5000.

- Giai đoạn thiết kế qui hoạch chi tiết, thiết kế kỹ thuật cần sử dụng các loại bản đồ tỷ lệ:

+ 1:5000, h = 0,5 - 1m để thành lập bản đồ cơ sở, tổng bình đồ khu vực thành phố, công nghiệp, thiết kế đồ án khu vực xây dựng;

+ 1:2000, h = 0,5 - 1m để thiết kế kỹ thuật công trình công nghiệp, dân dụng, thuỷ lợi, hệ thống ống dẫn, bản vẽ thi công các công trình thuỷ lợi;

- Giai đoạn thiết kế kỹ thuật thi công cần các loại bản đồ sau: 

+ Bản đồ tỷ lệ 1: 1000, h = 0,5m được dùng để thiết kế thi công công trình ở khu vực chưa xây dựng, tổng bình đồ khu vực xây dựng thành phố, thiết kế chi tiết công trình ngầm, thiết kế qui hoạch đứng;

+ Bản đồ tỷ lệ 1: 500, h = 0,5m được dùng để thiết kế thi công công trình ở thành phố, khu công nghiệp, đo vẽ hoàn công các công trình.

+ Bản đồ tỷ lệ 1: 200, h = 0,2 - 0,5m được dùng để thiết kế thi công công trình có diện tích nhỏ nhưng đòi hỏi độ chính xác cao, đo vẽ hoàn công công trình.

2.2. Các bước đo vẽ bản đồ địa hình

a. Xây dựng lưới khống chế đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn

Cơ sở trắc địa để đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn là lưới trắc địa Nhà nước các cấp hạng và lưới khống chế đo vẽ về mặt bằng và độ cao.

Lưới khống chế trắc địa là tập hợp các điểm được cố định kiên cố trên mặt đất có toạ độ x, y (khống chế mặt bằng) và độ cao H (khống chế độ cao) được xác định trong một hệ thống nhất nhờ các phép đo (góc, độ dài, độ cao) được tiến hành trên mặt đất.

- Các phương pháp chính xây dựng lưới mặt bằng là: Đường chuyền, tam giác đo góc, tam giác đo cạnh, GPS, giao hội góc, giao hội cạnh, giao hội ngược.

- Lưới khống chế độ cao được xây dựng dưới dạng các đường chuyền độ cao.

- Lưới khống chế trắc địa được phân thành các cấp hạng theo nguyên tắc đi từ tổng quát đến chi tiết với độ chính xác giảm dần, lưới cấp dưới được phát triển dựa vào lưới cấp trên

Bảng 2: Phân cấp lưới khống chế toạ độ (mặt bằng)

Các chỉ tiêu kỹ thuật lại được quy định chi tiết cho từng cấp hạng đối với từng phương pháp xây dựng lưới khác nhau và được ghi trong các quy phạm. Ở đây chỉ trích để làm ví dụ cho các hạng lưới nhà nước và lưới khu vực.

Bảng 3: Các chỉ tiêu kỹ thuật của lưới TĐNN phương pháp tam giác đo góc

- Lưới độ cao được xây dựng dưới dạng các đường chuyền: nối, khép kín, treo và tạo thành điểm nút .

- Lưới độ cao Nhà nước hạng I, II, III, IV được xây dựng trên toàn lãnh thổ Quốc gia bằng phương pháp đo cao hình học, bình sai chặt chẽ trong một hệ thống nhất.

- Lưới đo cao kỹ thuật được phát triển dựa vào độ cao Nhà nước hạng I đến IV với mục đích làm lưới cơ sở đo vẽ.

Lưới hạng II được thành lập ở khu vực rộng có chu vi hơn 40 km, chiều dài tuyến giữa các điểm nút không lớn hơn 10 km. Lưới được tăng dày bằng các tuyến độ cao hạng III. Chiều dài tuyến hạng III được bố trí giữa các điểm hạng II không được vượt quá 15 km; chiều dài giữa các điểm nút không được vượt quá 5 km. Lưới hạng III được tăng dày bằng các tuyến độ cao hạng IV. Chiều dài tuyến bố trí giữa các điểm hạng II và III không được vượt quá 5 km. Chiều dài tuyến giữa các điểm nút không được vượt quá 2 - 3 km. Các điểm hạng IV cách nhau 400 - 500 m ở khu vực xây dựng và 1 km ở khu vực chưa xây dựng.

Độ cao của các điểm thuộc lưới khống chế đo vẽ thường được xác định bằng phương pháp đo cao kỹ thuật dưới dạng đo cao hình học hoặc đo cao lượng giác. Sai số độ cao của các điểm khống chế đo vẽ so với điểm độ cao cơ sở gần nhất không được vượt quá 1/10 khoảng cao đều ở vùng đồng bằng và 1/6 khoảng cao đều ở vùng núi.

- Các bước xây dựng lưới khống chế trắc địa mặt bằng và độ cao:

+ Thiết kế và khảo sát chọn điểm. Tuỳ theo địa hình khu vực đo vẽ, diện tích đo vẽ, tỷ lệ bản đồ đo vẽ mà người ta quyết định cấp hạng lưới, phương pháp xây dựng lưới và tiến hành khảo sát để chọn vị trí đặt các điểm mốc sao cho đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và ở những vị trí ổn định lâu dài.

+ Trên khu vực thành phố và khu công nghiệp lưới trắc địa được thiết kế phải đảm bảo các chỉ tiêu sau:

Độ chính xác của mạng lưới khống chế ở cấp trên phải đảm bảo cho việc tăng dày cho cấp dưới nhằm thoả mãn yêu cầu đo vẽ bản đồ tỷ lệ lớn nhất và các yêu cầu của công tác bố trí công trình.

Mật độ điểm khống chế phải thoả mãn các yêu cầu của tỷ lệ đo vẽ

Số cấp hạng của lưới tuỳ thuộc vào diện tích khu vực đo vẽ và được qui định như trong bảng 6 hoặc đảm bảo độ chính xác tương đương

Bảng 4: Lưới khống chế cơ sở và đo vẽ

+ Chôn mốc: Các mốc trắc địa cũng được thiết kế tuỳ thuộc vào nền đất, cấp hạng lưới, thời gian sử dụng. Chúng cần được kiểm tra trước khi đo.

+ Đo đạc: Đo góc, đo độ dài, đo độ chênh cao tuỳ theo yêu cầu về độ chính xác của cấp lưới được nêu trong các qui trình qui phạm.

+ Bình sai và tính toán: Đối với các lưới thuộc cấp Nhà nước và cấp khu vực cần bình sai chặt chẽ theo phương pháp bình phương nhỏ nhất, với các lưới cấp đo vẽ thì chỉ cần bình sai theo các phương pháp gần đúng .

b. Đo vẽ chi tiết địa vật và dáng đất

Nội dung cần đo vẽ xem tài liệu tham khảo số 1

Đo vẽ chi tiết địa vật

Đo vẽ chi tiết dáng đất

c. Tính toán và thể hiện bản đồ

Từ các số liệu đo đạc tiến hành tính toán toạ độ của các điểm chi tiết địa vật, toạ độ và độ cao của các điểm chi tiết dáng đất. Các địa vật sau khi được chấm lên bản vẽ dựa vào toạ độ các điểm chi tiết, người ta dùng các dấu hiệu qui ước để thể hiện chúng, còn hình dáng của mặt đất thì được thể hiện bằng các đường đồng mức . Bản đồ địa hình còn được thể hiện dưới dạng mô hình kỹ thuật số (bản đồ số) được lưu giữ trong máy tính.

Hệ thống phần mềm dùng để thành lập bản đồ số bao gồm:

- Phần mềm xử lý số liệu lưới khống chế khu vực đo vẽ

- Phần mềm biên vẽ các ký hiệu và ghi chú trên bản đồ địa hình

- Phần mềm vẽ đường đồng mức

- Phần mềm số hóa bản đồ địa hình

d. Kiểm tra độ chính xác của bản đồ địa hình

- Đối chiếu sự trung thưc, sự đầy đủ của bản đồ

- Độ chính xác vị trí điểm và đoạn thẳng trên bản đồ địa hình

Nếu các sai số trên nhỏ hơn hoặc bằng sai số đồ hoạ (0,1mm) thì sai số vị trí điểm trên bản đồ sẽ là (đ = 0,1Ġ = 0,26 mm)

Sai số đoạn thẳng trên bản đồ sẽ là (L = 0,26Ġ = 0,36 mm)

Bảng 5: Sai số độ cao

Để kiểm tra người ta có thể đo độ dài giữa 2 điểm rõ nét trên bản đồ rồi đo lại chúng trên mặt đất để so sánh

Cũng có thể từ các sai số yêu cầu để đưa ra tỷ lệ bản đồ cần phải có

-------------------------------------
    * Trắc địa Hoàng Minh là công ty uy tín chuyên nhập khẩu và phân phối các loại máy thủy bình, máy toàn đạc điện tử, máy kinh vỹ điện tử, máy định vị GPS, máy cân bằng laser, máy đo khoảng cách laser... chính hãng.
    * Trắc địa Hoàng Minh tự hào là địa chỉ tin cậy của khách hàng!
    * Truy cập website tracdiahoangminh.com để tham khảo thêm nhiều dòng sản phẩm khác.