1
nhóm xây dựng
quy chuẩn công nghệ nh cao tầng

những kiến thức cơ bản
về công tác đo đạc trong xây
dựng
đoạn sau:
- Công tác khảo sát địa hình.
- Thnh lập lới khống chế cơ sở phục vụ bố trí công trình
- Thực hiện công tác bố trí chi tiết công trình .
- Kiểm tra vị trí v các kích thớc hình học v độ thẳng đứng (hoặc độ dốc
của các hạng mục công trình).
- Quan trắc chuyển dịch công trình
Do yêu cầu về độ chính xác của các công tác trắc địa địa hình ngy cng
tăng cao cộng với các điều kiện đo đạc trên mặt bằng xây dựng thờng khó khăn
hơn so với các điều kiện đo đạc trong trắc địa thông thờng vì phải thực hiện
việc đo đạc trong một không gian chật hẹp, có nhiều thiết bị v phơng tiện vận
tải hoạt động gây ra các chấn động v các vùng khí hậu có gradient nhiệt độ đôi
khi rất lớn. Trong điều kiện nh vậy, nhiều máy móc trắc địa thông thờng
không đáp ứng đ
ợc các yêu cầu độ chính xác đặt ra. Vì lý do trên nên trong xây
dựng thờng phải sử dụng các thiết bị hiện đại có độ chính xác v ổn định cao v
đôi khi phải chế tạo các thiết bị chuyên dùng.
Đi đôi với việc nâng cao chất lợng công tác trắc địa công trình trên các
mặt bằng xây dựng cần có các cán bộ t vấn giám sát chuyên sâu về trắc địa.
Cũng nh các cán bộ t vấn giám sát thuộc các bộ môn khác, các cán bộ t vấn
giám sát về trắc địa có nhiệm vụ thay mặt bên A giám sát chất lợng thi công
công tác trắc địa của các nh thầu trên công trình v t vấn cho các cán bộ kỹ
thuật trắc địa của các nh thầu về giải pháp kỹ thuật để hon thnh tốt các nhiệm
vụ đặt ra góp phần đảm bảo cho việc thi công xây dựng công trình đúng tiến độ
với chất lợng cao nhất.

II. Các hệ toạ độ dùng trong xây dựng
Trong xây dựng vị trí của các hạng mục công trình, các kết cấu đều đợc
cho trên các bản vẽ thiết kế bằng các giá trị toạ độ X, Y, H trong đó toạ độ X v
Y xác định vị trí của một điểm trên mặt phẳng, H l độ cao của điểm đó so với

trục toạ độ chúng ta có thể tịnh tiến chúng đi một lợng tuỳ ý. Thông thờng
ngời ta thờng tịnh tiến gốc toạ độ xuống điểm thấp nhất ở góc bên trái v phía
dới của công trình v gán cho nó một giá trị toạ độ chẵn. Với gốc toạ độ nh
vậy thì giá trị toạ độ của tất cả các điểm trên mặt bằng xây dựng đều mang dấu
(+) điều ny hạn chế đợc các sai lầm trong việc tính toán v ghi chép toạ độ của
các điểm.
H.II.1.1 Hệ toạ độ độc lập
Với hệ trục toạ độ nh trên,
bất kỳ một điểm P no trên mặt
phẳng cũng đợc xác định bởi một
cặp số thực (x,y) - chính l khoảng
cách từ điểm đang xét tới các trục
tơng ứng, v gọi l toạ độ phẳng
vuông góc của của nó. Trong cặp
số thực ny giá trị honh độ x
đợc viết trớc còn tung độ y đợc
viết sau. 4
1.3 Phạm vi ứng dụng của hệ toạ độ độc lập
Hệ toạ độ độ độc lập rất tiện lợi nhng nó chỉ có thể đợc sử dụng trong
một phạm vi hẹp khoảng vi km
2
trở lại tức l trong khuôn khổ một khu vực đủ
nhỏ m ở đó mặt cầu của trái đất có thể coi l mặt phẳng. Trong các khu vực có
quy mô lớn hơn sẽ không sử dụng hệ toạ độ qui ớc đợc m phải sử dụng hệ toạ
độ quốc gia.
2 Hệ toạ độ quốc gia
2.1 Thiết lập hệ toạ độ quốc gia


5 Hệ toạ độ vuông góc cơ bản của nớc ta đợc thiết lập trên cơ sở phép
chiếu hình trụ ngang với múi chiếu 6, hai trục toạ độ cơ bản đợc chọn l hình
chiếu của kinh tuyến trục (trục đứng, ký hiệu l X) v hình chiếu của đờng xích
đạo (trục ngang, ký hiệu l Y). Nh vậy ký hiệu các trục toạ độ trong hệ toạ độ
quốc gia ngợc với ký hiệu m chúng ta vẫn thờng dùng. Một số nớc trên thế
giới ký hiệu trục đứng l trục N (hớng bắc) v trục ngang l E (hớng Đông) để
tránh nhầm lẫn.
Nếu gán giá trị X
0
=0,Y
0
=0 cho giao điểm của kinh tuyến trục v đờng
xích đao thì ton bộ các điểm nằm phía tây của kinh tuyến trục sẽ có giá trị Y(E)
mang dấu (-). Để tránh điều ny ngời ta gán cho điểm O giá trị Y
0
= 500.000m.
Nh vậy tất cả các điểm sẽ có giá trị toạ độ (+) điều ny tránh đợc phiền phức
v nhầm lẫn trong ghi chép v tính toán.
Hệ toạ độ vuông góc chúng ta xét trên đây chính l hệ toạ độ HN-72. Ton
bộ lãnh thổ nớc ta (kể cả phần thềm lục địa) gồm 3 múi 6 với kinh tuyến trục
105, 111 v 117. Để giảm độ biến dạng ngời ta còn sử dụng các múi 3 với kinh
tuyến trục 105 , 108 , 111, 114 v 117. Các số liệu toạ độ của các điểm
khống chế nh nớc v các bản đồ địa hình đều do tổng cục địa chính quản lý







+
2
2
0
2R
y
m
m
, trong
đó m
0
l hệ số chiều di tại kinh tuyến trục (m
0
=1 trong phép chiếu Gauss
Kriugher dùng trong hệ toạ độ HN-72).
Từ đây chúng ta có thể rút ra một tính chất đặc biệt của hệ toạ độ Nh
nớc đó l hệ số chiều di tại các điểm khác nhau trên mặt đất l không giống
nhau. Tính chất ny của hệ toạ độ nh nớc gây ra rất nhiều phiền toái cho ngời
sử dụng đặc biệt l những ngời không hiểu thật sự sâu sắc về hệ toạ độ ny.
2.2 Những vấn đề trục trặc thờng gặp phải khi sử dụng hệ toạ độ nhà
nớc trên các công trình xây dựng
Thông thờng khi lập dự án xây dựng một công trình no đó chủ yếu đầu
t thờng yêu cầu một cơ quan đo đạc thực hiện công tác đo đạc khảo sát trắc
địa - địa hình để lấy số liệu lập báo cáo khả thi v phục vụ thiết kế công trình .

=

(1)

7
500.000) > 20.000 thì cần phải tính chuyển toạ độ sao cho kinh tuyến trục đi vo
giữa hoặc sát mặt bằng xây dựng .
Trong xây dựng các tuyến đờng giao thông đôi khi vấn đề lại xảy ra ở
một khía cạnh khác đó l cùng một điểm trên thực tế (thờng l chỗ tiếp giáp của
hai nh thầu khác nhau) nhng toạ độ do hai nh thầu xác định lại sai khác nhau
rất lớn. Điều ny xảy ra khi hai nh thầu sử dụng hai kinh tuyến trục khác nhau.
Để giải quyết vấn đề ny chỉ cần tính chuyển toạ độ của hai nh thầu về cùng
một kinh tuyến trục.
Nhìn chung nếu mặt bằng xây dựng không lớn lắm thì tốt nhất nên sử
dụng hệ toạ độ qui ớc (độc lập). Còn trong trờng hợp sử dụng toạ độ quốc gia cho
các công trình xây dựng thì cần lu ý đến độ biến dạng do lới chiếu của hệ toạ độ
ny.

III. Các bi toán liên quan đến toạ độ của các điểm
Trong thực tế xây dựng các công trình, trong quá trình lm công tác t vấn
giám sát các kỹ s xây dựng, kỹ s t vấn giám sát thờng xuyên phải sử dụng
đến toạ độ của các điểm. Dới đây chúng tôi xin giới thiệu một số bi toán cơ
bản liên quan đến toạ độ của các điểm.
1. Bài toán xác định toạ độ của các điểm theo chiều dài và góc phơng vị
(bài toán thuận)
Để xác định toạ độ của các điểm chúng ta cần đa thêm vo một khái
niệm mới đó l góc phơng vị.

Y

8
Với đoạn thẳng AB nh hình III.1, muốn xác định phơng vị của đoạn AB
(ký hiệu l
AB
) thì từ điểm A ta kẻ một đoạn thẳng song song với trục N v ta
có đợc góc phơng vị
AB
nh hình vẽ.
Giả sử ta đứng tại điểm B nhìn về phía điểm A, Theo quy tắc nói trên ta sẽ
xác định đợc
BA
bằng cách kẻ từ B một đoạn thẳng song song với trục N nh
cách lm khi xác định phơng vị
AB
ta sẽ có đợc góc
BA
. Góc
BA
gọi l
phơng vị ngợc của
AB
.
Từ hình vẽ ta thấy
BA
=
AB
+ 180
0

B
= X
A
+ X
AB

Y
B
= Y
A
+ Y
AB
Nh vậy chúng ta đã xác định đợc toạ độ của điểm B. Điều kiện cần thiết
để xác định đợc toạ độ l phải biết khoảng cách S v góc phơng vị . Khoảng
cách S chúng ta có thể dùng các phơng tiện đo chiều di để đo còn việc tính góc
phơng vị chúng tôi sẽ đề cập ở phần sau.
2. Bài toán xác định góc phơng vị và chiều dài theo toạ độ của các điểm
(bài toán nghịch).
Bi toán ngợc rất hay đợc sử dụng để bố trí các điểm từ bản vẽ ra thực
tế. Ngoi ra nó còn đợc sử dụng trong kiểm tra, nghiệm thu công trình .
Từ công thức (2) ta có


X
2
= D
2
cos
2


N E
0 < < 90
0

+ +
90
0
< < 180
0

- +
180
0
< < 270
0

- -
270
0
< < 360
0

+ -

(2)
(3)
(4)
(5)

9

Hình IV.1 Sơ đồ lới khống chế mặt bằng đ
S

1


2


310

Muốn xác định đợc toạ độ của các điểm trên mặt bằng thì ít nhất chúng
ta phải biết đợc toạ độ của một điểm (ví dụ điểm I) chiều di của một cạnh (ví
dụ I-II = D) v phơng vị của một cạnh (ví dụ
đ
) khi đó giải các tam giác ta sẽ
xác định đợc chiều di của tất cả các cạnh còn lại v dựa vo các góc đo v góc

đ
ta có thể xác định đợc phơng vị của chúng lúc đó chúng ta dễ dng xác
định đợc toạ độ của tất cả các điểm còn lại trên mặt bằng bằng cách giải bi
toán xuôi nh đã trình by ở trên.
Thông thờng lới khống chế dựa vo một cạnh khởi đầu gồm 2 điểm đã
biết toạ độ (ví dụ điểm I v II) dựa vo toạ độ của cặp điểm ny chúng ta có thể

cng trở nên phổ biến rộng rãi.
Theo định nghĩa đờng chuyền l một đờng gẫy khúc bao gồm các cạnh
v các góc đo nối tiếp với nhau nh H. IV.1b
Cũng nh lới tam giác, muốn xác định đợc toạ độ của các điểm trong
lới thì đờng chuyề phải xuất phát từ một cạnh gốc có toạ độ đã biết (cạnh I-II)
gọi l cạnh gốc. Để kiểm tra, đờng chuyền phải kết thúc tại một cạnh gốc gồm
2 điểm đã biết trớc toạ độ giống hệt nh lới tam giác.

11
Đối với một mặt bằng xây dựng có thể thnh lập lới khống chế mặt bằng
dới dạng một đờng chuyền khép kín
Đối với đờng chuyền nh H.IV.1b ta có:

II-III
=
I-II
+
1
- 180
0


III-IV
=
II-III
+
2
- 180
0


không cần tầm nhìn thông đến các điểm lân cận nh phơng pháp tam giác hoặc
phơng pháp đờng chuyền. Trong những phơng pháp ny cũng có nhợc điểm
l phải có tầm thông thoáng tới các vệ tinh ở trên trời, điều kiện ny đôi khi khó
đảm bảo đối với các mặt bằng đang xây dựng. Mặt khác, giá thnh của công
nghệ ny hiện đang còn cao nên việc sử dụng nó còn hạn chế.
4. Đặc điểm của lới khống chế toạ độ trên mặt bằng xây dựng công
trình
Lới khống chế toạ độ trên mặt bằng xây dựng có một số đặc điểm riêng
so với lới khống chế toạ độ quốc gia. Các đặc điểm đó l:
- So với l
ới khống chế toạ độ quốc gia cùng cấp hạng, lới khống chế toạ
độ trên mặt bằng xây dựng công trình (gọi tắt l lới trắc địa công trình ) thờng
có cạnh ngắn hơn. Việc đo đạc các yếu tố trong lới đợc thực hiện trong điều
kiện khó khăn hơn v yêu cầu về sai số vị trí điểm trong lới lại chặt chẽ hơn.
- Về hình dạng của lới tuỳ thuộc vo phơng pháp bố trí công trình v
trang thiết bị của đơn vị thi công. Nếu đơn vị thi công không có các thiết bị hiện
đại nh máy móc TĐĐT thì lới TĐCT đợc lập dới dạng các hình vuông hoặc
hình chữ nhật có các cạnh song song với trục chính của công trình để các đơn vị
thi công có thể bố trí công trình theo phơng pháp toạ độ vuông góc. Nếu các
đơn vị thi công có thiết bị hiện đại thì có thể thnh lập lới khống chế có hình
dạng tuỳ ý miễn l đảm bảo độ chính xác v đủ mật độ để bố trí công trình.
5. Quy trình thành lập lới khống chế trắc địa công trình
Việc thnh lập lới khống chế TĐCT đợc thực hiện sau khi đã sơ bộ san
lấp v vệ sinh mặt bằng. Trình tự thnh lập lới nh sau:

12
*. Lập phơng án kỹ thuật gồm các nội dung chính sau:
- Mục đích, yêu cầu của việc thnh lập lới TĐCT .
- Thiết kế kỹ thuật lới TĐCT .
- Đánh giá phơng án thiết kế

thờng nếu có dấu hiệu hoặc xuất hiện nguy cơ có thể lm mốc bị dịch chuyển
nh: mốc bị các phơng tiện vận tải đè lên, mốc nằm ở khu vực thi công móng,
gần khu vực đóng cọc vv Việc đo kiểm tra có thể thực hiện cho ton bộ mạng
lới hoặc chỉ cần kiểm tra sác xuất một số khu vực cần thiết.
Để thực hiện việc đo kiểm tra độ ổn định của các mốc khống chế mặt
bằng v độ cao đợc thực hiện bằng các thiết bị v các phơng pháp đo có độ
chính xác tơng đơng với khi thnh lập lới khống chế. Tất cả các máy sử dụng
để đo đạc kiểm tra đều phải đợc kiểm nghiệm v hiệu chỉnh theo đúng yêu cầu
của qui phạm chuyên ng
nh.

13
Các điểm đợc coi l ổn định nếu sai lệch về toạ độ hoặc độ cao của nó
không vợt quá 2 lần sai số trung phơng vị trí điểm (hoặc cao độ) đợc đánh
giá dựa vo kết quả bình sai chặt chẽ mạng lới.

2. Đo đạc kiểm tra vị trí mặt bằng của các hạng mục.
Trong một nh máy hiện đại, các hạng mục liên quan với nhau trong một
dây chuyền công nghệ chặt chẽ, chính xác. Bất kỳ một sự sai lệch no vợt quá
dung sai cho phép cũng dẫn đến những trục trặc khó khăn trong khâu lắp máy,
thậm chí lm cho ton bộ dây chuyền không chế hoạt động bình thờng đợc. Vì
vậy, việc đo đạc kiểm tra vị trí mặt bằng của các hạng mục đóng một vai trò hết
sức quan trọng.
Vị trí mặt bằng của các hạng mục công trình đợc đo bằng toạ độ của các
điểm đặc trng cụ thể nh sau:
- Vị trí của các hạng mục l hình vuông hoặc hình chữ nhật đợc cho bằng
toạ độ của 4 góc.
- Vị trí của các hạng mục hình tuyến (đờng giao thông, hệ thống ống dẫn
nổi hoặc ngầm) đợc cho bằng toạ độ của các điểm đặc trng nh các đỉnh góc
ngoặt, các chỗ giao cắt nhau, các điểm cơ bản của đờng cong tròn v đờng