Giáo trình Công tác trắc địa trong xây dựng nhà cao tầng - Chương 5: Truyền tọa độ và độ cao từ mặt bằng cơ sở lên các tầng

 17
Ch−ơng 5 
 truyền toạ độ vμ độ cao từ mặt bằng cơ sở lên các tầng 
Truyền toạ độ và độ cao là công việc phải đ−ợc thực hiện th−ờng xuyên trong quá 
trình xây dựng phần thân nhà cao tầng. Tuy nhiên đây là một dạng công việc rất đặc thù vì 
vậy chúng tôi chuyển toàn bộ nội dung này thành một ch−ơng để tiện theo dõi. Để đảm 
bảo độ thẳng đứng của toà nhà trên suốt chiều cao, các trục công trình tại tất cả các tầng 
xây dựng đều phải đ−ợc định vị sao cho cùng nằm trong một mặt phẳng thẳng đứng đi qua 
các trục t−ơng ứng trên mặt bằng gốc. Tức là các điểm toạ độ của l−ới bố trí cơ sở đã lập 
trên mặt bằng gốc sẽ đ−ợc chuyển lên mặt sàn thi công xây dựng của các tầng theo một 
đ−ờng thẳng đứng. Để đảm bảo điều kiện này cần thiết phải truyền toạ độ từ mặt bằng cơ 
sở lên tất cả các tầng còn lại của toà nhà. Quá trình truyền toạ độ từ mặt bằng cơ sở lên 
các mặt bằng xây dựng là một dạng công việc rất quan trọng khi xây dựng công trình có 
chiều cao lớn. Công việc này sẽ đ−ợc thực hiện bằng nhiều ph−ơng án và có thể lựa chọn 
bằng một trong các ph−ơng án sau: 
1. Truyền toạ độ bằng máy kinh vĩ 
Thực chất của việc truyền toạ độ từ mặt bằng cơ sở lên các tầng bằng máy kinh vĩ là 
ph−ơng pháp sử dụng mặt phẳng đứng của máy kinh vĩ. Đây là ph−ơng pháp chiếu điểm 
bằng tia ngắm nghiêng, có thể 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. Quy trình thực hiện đ−ợc 
tiến hành theo các b−ớc : 
1. Gửi các điểm đầu trục trên mặt bằng cơ sở ra ngoài 
Do quá trình xây dựng toà nhà cao dần lên thì các h−ớng ngắm dần bị che lấp và 
mất tác dụng. Vì vậy để truyền toạ độ bằng máy kinh vỹ lên các tầng việc đầu tiên là phải 
gửi các điểm đầu trục ra ngoài. Khoảng cách từ điểm gửi đến chân công trình tốt nhất nên 
chọn xấp xỉ bằng chiều cao của nó, để góc đứng < 45O. Quá trình gửi điểm đ−ợc tiến hành 
bằng máy kinh vỹ và th−ớc thép dựa vào các điểm l−ới khống chế bên trong. Các điểm gửi 
đ−ợc đánh dấu cẩn thận đổ bê tông và gắn dấu mốc để bảo quản cho quá trình sử dụng sau 
này. Thông th−ờng các điểm đầu trục th−ờng đ−ợc gửi lệch so với trục một khoảng cáchtừ 
50 cm đến 80 cm để tiện cho quá trình thực hiện và thi công . 
2. Gửi các điểm định h−ớng ra ngoài 
Sau khi đã gửi các điểm đầu trục cần tiếp tục gửi các điểm định h−ớng ra ngoài. Các 
điểm này th−ờng nằm trên đ−ờng kéo dài hoặc vuông góc của các trục chính. Theo h−ớng 
mỗi trục chính cần đặt một cặp mốc thẳng hàng nh− hình vẽ : 
Các điểm định h−ớng không cần chôn mốc mà chỉ cần đánh dấu bằng sơn lên các địa 
vật xung quanh khu vực xây dựng nh− t−ờng của các toà nhà lân cận, hàng rào hoặc vỉa 
hè. Khi đánh dấu cần đặc biệt l−u ý chọn các đối t−ợng địa vật ổn định không bị thay đổi 
vị trí. Các điểm định h−ớng phải bố trí các xa máy một khoảng tối thiểu bằng khoảng cách 
từ điểm đặt máy đến chân công trình. 
 18
3. Quá trình truyền toạ độ bằng máy kinh vĩ. 
3.1 Nội dung của ph−ơng pháp 
Giả sử cần chuyển điểm G1 là giao điểm của các trục I-I và A-A (hoặc giao điểm 
của những đ−ờng thẳng song song với các trục này). Trong giai đoạn chuẩn bị chúng ta đã 
đánh dấu đ−ợc 2 điểm đặt máy I' nằm trên trục I-I kéo dài và A' nằm trên trục A-A kéo dài 
và các điểm định h−ớng DHI' và DHA' (Hình3-4). Quá trình chuyển điểm G1 từ mặt bằng 
cơ sở lên các tầng trên đ−ợc thực hiện nh− sau: 
- Đặt máy tại điểm I', cân bằng máy và dọi tâm chính xác sau đó định h−ớng máy về 
điểm DHI' và mở một góc bằng 90
o , trên h−ớng vuông góc này đánh dấu 2 điểm tạm 
thời 1 và 2 cách nhau 60-100 cm sao cho điểm G1 cần chuyển nằm giữa 2 điểm này. 
Để loại trừ ảnh h−ởng của sai số 2C cần thực hiện việc ngắm chuẩn và dựng góc 
vuông ở hai vị trí bàn độ: bàn độ trái và bàn độ phải rồi sau đó lấy vị trí trung bình. 
Để tăng độ chính xác dựng góc vuông sau khi đánh dấu sơ bộ vị trí điểm 1 và điểm 
2 thì tiến hành đo góc vừa d−ng đ−ợc 3-4 vòng đo sau đó tính giá trị chính xác của 
góc và hiệu chỉnh nó về góc vuông. L−ợng hiệu chình đ−ợc tính theo công thức 
 ρ
ε= De (5.1.1) 
trong đó: ε - chênh lệch giá trị góc chính xác so với 90o 
 ρ - Khoảng cách từ điểm đặt máy tới điểm đánh dấu 
Chuyển máy sang điểm A' và cũng thực hiện các thao tác t−ơng tự nh− tại điểm I' 
đánh dấu đ−ợc hai điểm 3 và 4. Giao điểm của hai đoạn thẳng 1-2 và 3-4 cho chúng 
ta vị trí điểm G1 trên mặt sàn mới. 
Cũng làm t−ơng tự nh− đối với điểm G1 chúng ta có thể chiếu đ−ợc tấ cả các điểm 
G2, G3 và G4 từ mặt bằng cơ sở lên các tầng trên. 
3.2 Độ chính xác của ph−ơng pháp 
Hình: 5.1.1 Gửi điểm định h−ớng ra ngoài công trình 
 19
 Độ chính xác của ph−ơng pháp này phụ thuộc vào độ chính xác dựng góc 
vuông. Sai số này phụ thuộc vào các yếu tố sau: 
- Sai số ngắm chuẩn. 
- Sai số 2C. 
- Sai số đo độ nghiêng của trục chính của máy. 
-Khả năng dọi tâm, độ phóng đại, sai số do đánh dấu điểm . 
ảnh h−ởng của sai số 2C có thể loại trừ bằng cách đo ở 2 vị trí bàn độ: bàn độ trái và 
bàn độ phải. ảnh h−ởng của sai số dọi tâm máy tới sai số dựng góc vuông cũng chỉ nằm 
trong phạm vi từ 2''-3''. Nh− vậy nếu không kể đến sai số do độ nghiêng của trục máy thì 
với một ch−ơng trình đo cẩn thận chúng ta có thể dựng đ−ợc góc vuông với sai số nằm 
trong khoảng từ 2''ữ3'' bằng một ch−ơng trình đo đơn giản cũng có thể dựng đ−ợc một góc 
vuông với sai số khoảng 5'', Sai số đánh dấu điểm sẽ nằm trong khoảng 1ữ1,5mm. 
Bảng: 5.1.1 Độ nhạy của bọt n−ớc một số máy kinh vĩ và toàn đạc điện tử 
Tên máy N−ớc sản xuất τ″/2mm Ghi chú 
0T-02 Liên xô (cũ) 6″ 
Theo 010A Đức 20″ 
Theo 20 Đức 30″ 
T2 Liên xô (cũ) 15″ 
SET-2B SOKKIA nhật 20″ 
SET-3B SOKKIA nhật 30″ 
TC-600 LEICA Thuỵ sĩ 30″ 
TC-1800 LEICA Thuỵ sĩ 12″ 
TCR-303 LEICA Thuỵ sĩ 20″ 
DTM-350 NIKON Nhật 30″ 
DTM-730 NIKON Nhật 30″ 
GTS-225 TOPCON Nhật 30″ 
D104 TOPCON Nhật 60″ 
Nguồn sai số nguy hiểm nhất trong ph−ơng pháp này, theo ý kiến của chúng tôi đó là 
ảnh h−ởng độ nghiêng của trục đứng của máy kinh vĩ. Chúng ta biết rằng, khi làm việc với 
máy kinh vĩ chúng ta phải đặt máy tại điểm đo sao cho tâm của nó trùng với tâm của dấu 
mốc và trục đứng của máy trùng với đ−ờng dây dọi đi qua dấu mốc này. Việc làm cho trục 
đứng của máy trùng với đ−ờng dây dọi đ−ợc gọi là quá trình cân máy, quá trình này đ−ợc 
thực hiện nhờ các loại bọt n−ớc. Trên thực tế trục đứng của máy và ph−ơng của đ−ờng dây 
dọi th−ờng không trùng nhau do chất l−ợng (độ nhạy) của bọt n−ớc sử dụng trong máy và 
các điều kiện ngoại cảnh tác động đến. Độ nhạy của bọt n−ớc đ−ợc ký hiệu là τ, đơn vị là 
″ (giây góc) biểu thị góc ở tâm ứng với 1 cung có chiều dài là 2mm của mặt cong của bọt 
 20
n−ớc. Bảng 5.1 ở trên thể hiện các giá trị độ nhạy của bọt thuỷ trong một số máy kinh vĩ 
và máy toàn đạc điện tử. 
Có thể dễ dàng xác định đ−ợc góc nghiêng của trục đứng của máy kinh vĩ hoặc máy 
toàn đạc điện tử bằng cách đọc số trên biên độ đứng của máy ở các vị trí khác nhau của 
bàn độ ngang. Thực nghiệm sau đây đ−ợc thực hiện với một số máy toàn đạc điện tử của 
phòng TĐCT viện KHCN Xây dựng. 
Bảng: 5.1.2 Kết quả khảo sát gốc nghiêng của trục đứng của máy TĐĐT 
( Máy LEICA TC-1800 N° 422424 Thuỵ Sỹ) 
Số đọc bàn độ ngang Góc Z Góc Z Góc Z 
00 900 00’ 19 750 24’ 22 500 43’49 
60 900 00 '15 750 24'19 500 43'47 
120 900 00 '12 750 24'16 500 43'44 
180 900 00 '12 75 0 24'15 500 43'43 
240 900 00 '14 750 24'18 500 43'44 
300 900 00 '18 750 24' 21 500 43'48 
360 900 00 '19 750 24'22 500 43'49 
Zmax - Zmin =7" 
Bảng: 5.1.3 Kết quả khảo sát gốc nghiêng của trục đứng của máy TĐĐT 
(SET2C SOKKIA số 37631 Nhật) 
Số đọc bàn độ ngang Góc Z Góc Z Góc Z 
00 910 00 ’ 23 550 35’ 45 700 32’55 
60 910 00 ' 20 550 35'39 700 32'53 
120 910 00 '31 550 35'46 700 32'54 
180 910 00 ' 32 55 0 35'39 700 32'53 
240 910 00 '27 550 35'47 700 32'42 
300 910 00 ' 24 550 35' 43 700 32'41 
360 910 00 ' 21 550 35'43 700 32'48 
 Zmax - Zmin =14" 
Khi trục đứng của máy bị nghiêng đi một góc δ thì trục quay của ống kính (trục 
ngang) bị nghiêng 1 góc là i 
 i = δ cosα (5.1.2) 
 α là góc ph−ơng vị của vectơ nghiêng của trục đứng 
Sai số trong số đạc của bàn độ ngang do độ nghiêng của trục ngang đ−ợc tính theo 
công thức: 
 Δδ = δ cosα tgV (5.1.3) 
 21
 Trong đó V là góc nghiêng của tia ngắm 
Sai số Δδ không thể loại trừ bằng cách đọc số ở hai vị trí bàn độ 
Sai số Δδ sẽ dẫn đến sai số dịch ngang của điểm chiếu lên mặt sàn 
 q = Δδ 
ρ"ρ"
D
tgVcos
D αδ= (5.1.4) 
 Bảng: 5.1.4 Sai số dịch ngang khi độ nghiêng trục đứng (δ =30″ và δ = 10″) 
δ = 30″ δ = 10″ Góc γ 
Δδ q (mm) Δδ q (mm) 
50 2.6 1.3 0.86 0.43 
100 5.3 2.6 1.77 0.86 
150 8.0 3.9 2.67 1.30 
200 10.9 5.3 3.63 1.77 
250 14.0 6.8 4.67 2.27 
300 17.3 8.4 5.77 2.80 
350 21.0 10.2 7.00 3.40 
400 25.2 12.2 8.40 4.07 
450 30.0 14.5 10.00 4.83 
500 35.8 17.3 11.93 5.77 
550 42.8 20.7 14.27 6.90 
600 52.0 25.2 17.33 8.40 
Các số liệu trong bảng 5.1.4 trên đây đ−ợc tính cho 2 tr−ờng hợp: tr−ờng hợp 1 máy 
kinh vĩ có góc nghiêng của trục đứng δ = 30″ và tr−ờng hợp hai δ = 10″, khoảng cách từ 
máy đến điểm chiếu cho cả 2 tr−ờng hợp là 100m. 
Nh− vậy, nếu gới hạn sai số chiếu điểm là 5mm thì sai số theo mỗi h−ớng đ−ợc pháp 
là mm4
2
5 ≈ . Nh− vậy nếu sử dụng loại máy có góc nghiêng của trục đứng là 30″ thì góc 
nghiêng của tia ngắm không lớn hơn 150. Nếu sử dụng máy có góc nghiêng < 10″ thì góc 
nghiêng của tia ngắm có thể cho phép tới 450 trong tr−ờng hợp khoảng cách từ máy đến 
điểm chiếu = 100m. 
Nh− vậy ph−ơng pháp ngắm nghiêng bắng máy kinh vỹ th−ờng gặp sai số lớn khi số 
tầng nhiều lên do giá trị của góc đứng tăng lên. Ngoài ra ph−ơng pháp ngắm nghiêng có 
thể chuyền lên trên đ−ờng viền ngoài của sàn ngang hay mặt cột đ−ờng viền chỉ một điểm 
của đ−ờng trục. Không thể chuyền điểm thứ 2 vào bên trong công trình bằng phép ngắm 
trực tiếp vì bị các yếu tố khung sàn ngân cản và t−ơng tự. Các điểm của đ−ờng trục thiết 
kế ở trên sàn th−ờng phải lấy theo các điểm chuyền lên đ−ờng viền sàn của các tầng. Điều 
 22
này giảm độ chính xác vốn đã thiếu, các điểm trục bố trí bên trong phải chịu sai số một 
lần nữa. Vì vậy ph−ơng pháp này chỉ áp dụng cho nhà nhà thấp tầng (nhỏ hơn 4 tầng). ít 
áp dụng cho nhà cao tầng. 
1.5 Đo đạc kiểm tra sau khi truyền toạ độ. 
Sau khi đã đánh dấu các điểm trục chính trên mặt sàn tầng cần bố trí. Chúng ta phải 
đo đạc kiểm tra tr−ớc khi xử dụng các điểm này để bố trí các điểm trục chi tiết bên trong 
của mặt sàn. Công việc này bao gồm các công đoạn nh− sau: 
- Kiểm tra các góc : Đặt máy tại các điểm trục đã đánh dấu dọi tâm cân bằng máy 
định h−ớng vào điểm trục đánh dấu thứ 2 kiểm tra các góc có đúng 90O00'00" hay 
không. Sai lệch cho phép không v−ợt quá "20± . 
- Kiểm tra các cạnh có đúng với thiết kế hay không, quá trình này đ−ợc thực hiện 
bằng th−ớc thép , theo h−ớng ngắm của máy kinh vỹ. Sai lệch cho phép không v−ợt 
quá mm7± . 
- Tr−ờng hợp bị sai lệch quá phạm vi cho phép cần phải đo đạc tính toán bình sai 
đồng thời hoàn nguyên các điểm này về đúng vị trí thiết kế. 
 2 Truyền bằng máy toàn đạc điện tử 
Đối với các công trình nhà cao tầng xây dựng trên mặt bằng t−ơng đối rộng rãi, 
chiều cao công trình không v−ợt quá 10 tầng, có thể xử dụng máy toàn đạc điện tử để 
chuyển vị trí các điểm l−ới 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 đ−ợc sử dụng để chuyển điểm lên 
cao phải có sai số đo cạnh < ± 5mm , sai số đo góc < ± 5". Quá trình thực hiện đ−ợc lần 
l−ợt mô tả ở d−ới đây: 
1. Gửi các điểm từ l−ới khống chế cơ sở ra mặt bằng. 
Để thực hiện ph−ơng pháp này cần đảm bảo điều kiện thông h−ớng giữa các điểm 
trên mặt đất và điểm trên các sàn của công trình, đồng thời phải đảm bảo góc ngóc ống 
kính không quá lớn ( < 45O ). Khoảng cách từ máy đến điểm trên sàn của công trình đ−ợc 
chọn phải nhỏ hơn 300 m và phải lớn hơn hoặc bằng chiều cao công trình. Có thể sử 
dụng nóc nhà mái bằng của các công trình thấp tầng lân cận để bố trí điểm gửi thay cho 
các điểm bố trí trên mặt đất. Tuy nhiên các điểm chọn cần l−u ý tới sự ổn định có thể bị 
thay đổi trong quá trình toà nhà đ−ợc xây cao và ảnh h−ởng do quá trình thi công. Các 
điểm này đ−ợc chôn sâu và gia cố cẩn thận chắc chắn tâm mốc đ−ợc cố định bằng dấu chữ 
thập hoặc lỗ khoan nhỏ trên tấm thép ở đầu bê tông, bên cạnh có ghi rõ tên mốc. 
2. Quá trình truyền toạ độ từ các điểm gửi lên mặt bằng xây dựng. 
Thực tế cho thấy rằng không thể sử dụng ch−ơng trình Set-out của một máy toàn đạc 
điện tử và g−ơng sào để chuyển các điểm từ mặt bằng cơ sở lên các tầng vì lý do sau đây: 
- Ch−ơng trình Set-out chỉ đ−ợc thực hiện đo ngắm ở một vị trí bàn độ mặc dù khi 
tính toạ độ của các điểm Set-out máy có sử dụng giá trị 2C l−u trữ trong bộ nhớ của nó 
nh−ng không loại trừ đ−ợc biến động của 2C vốn rất nhạy cảm với điều kiện ngoại cảnh 
nh− nhiệt độ, áp suất, kể cả điện áp của nguồn. 
- G−ơng sào lớn với bọt n−ớc tròn có độ nhạy rất kém và không có thiết bị giữ cố 
định vì vậy độ chính xác rất kém. 
 23
Vì 2 lý do nêu trên nên ch−ơng trình Set-out của các máy toàn đạc điện tử chỉ cho 
phép bố trí với độ chính xác 10-15mm đủ để phục vụ việc xây thô không đủ độ chính xác 
để chuyển toạ độ các điểm khống chế từ mặt sàn cơ sở lên các tầng. Để thực hiện việc này 
bằng máy toàn đạc điện tử chúng tôi kiến nghị ph−ơng án đo nh− sau: 
1. Đặt máy d−ới đất dùng ch−ơng trình Set-out để bố trí sơ bộ các điểm G1, G2, G3, 
G4 trên mặt sàn mới đổ bê tông. đánh dấu sơ bộ các điểm này bằng đầu bút chì. 
2. Đặt g−ơng chùm có độ dọi tâm chính xác tại các điểm này và thực hiện ch−ơng 
trình giao hội thuận đo góc cạnh kết hợp bằng máy toàn đạc điện tử đặt tại các điểm 
khống chế trên mặt đất hoặc các điểm gửi. 
3. Xác định toạ độ chính xác các điểm giao hội G1, G2, G3, G4 theo kết quả đo. 
4. Hoàn nguyên các điểm giao hội về đúng toạ độ của cac điểm G1, G2, G3, G4 ở 
mặt bằng cơ sở . Nh− vậy chúng ta đã đ−a đ−ợc các điểm G1, G2, G3, G4 từ mặt bằng cơ 
sở lên tầng trên. 
5.2.3. Độ chính xác của ph−ơng pháp 
Để khảo sát độ chính xác của ph−ơng pháp chuyển điểm này chúng tôi sử dụng 
ph−ơng pháp −ớc tính độ chính xác chặt chẽ cho tr−ờng hợp khoảng cách giữa 2 điểm 
khống chế trên mặt đất là 100m. Khoảng cách từ điểm G1 đến 2 điểm đặt máy là 70m đến 
200m và đ−ợc các kết quả ghi trong bảng sau: 
Hình: 5..2.1 Truyền toạ độ lên mặt bằng xây dựng
 24
Bảng: 5.2.1 Kết quả đánh giá độ chính xác điểm C ( Giao hội góc - cạnh ) 
Sai số vị trí điểm (mm) Thứ 
tự 
Sai số trung 
ph−ơng đo góc 
Sai số trung 
ph−ơng đo cạnh mX (mm) mY (mm) mP (mm) 
1 15" D10.33 6−+± 
(mm) 
0.0026 0.0031 0.0040 
2 20" D10.33 6−+± 
(mm) 
0.0027 0.0034 0.0043 
3 25" D10.33 6−+± 
(mm) 
0.0027 0.0036 0.0045 
4 30" D10.33 6−+± 
(mm) 
0.0027 0.0037 0.0046 
5 60" D10.33 6−+± 
(mm) 
0.0028 0.0040 0.0048 
Số liệu −ớc tính trên đây cho thấy sai số xác định điểm C có thể đạt đ−ợc giá trị <± 5 
mm ngay cả trong tr−ờng hợp sai số góc ngang khoảng 30" hoặc hơn một chút. Do có đo 
thêm 2 cạnh nên ảnh h−ởng của sai số đo góc ngang đến độ chính xác xác định toạ độ 
điểm giao hội là không lớn lắm. 
Các số liệu trên đây cho thấy hoàn toàn có thể sử dụn ...  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. 
4. Độ chính xác của ph−ơng pháp. 
Sai số của ph−ơng pháp này : 
 2ngcanh
2
dấu.d
2
diểm.ng
2
số.doc
2
C
2
tA.dChiếu mmmmmmm +++++= (5.3.1) 
Với: mChiếu - sai số chiếu điểm. 
 md.tA - Sai số định tâm = (0.2 đến 0.5 mm). 
 mC - Sai số cân máy thẳng đứng; mC = 
"
H"..2,0 m
ρ
τ
 mng.diểm - Sai số ngắm điểm = 
"
H
V
t m
ρ 
 md.dấu - Sai số đánh dấu điểm trên tấm kính =(0.1 đến 0.2mm). 
 mđọc.Số- Sai số đọc số xác định bằng thực nghiệm 
 mng.cảnh sai số do ngoại cảnh nh− ảnh h−ởng chiết qua,dao động hình ảnh, độ 
sáng không tốt... 
Theo kết quả khảo sát của Tiến Sỹ Nguyễn Quang Tác tr−ờng Đại học Kiến Trúc thì 
sai số đọc số phụ thuộc vào chiều cao cần chiếu: 
 mđ.số = (0.05 + 0.0061Hm (5.3.2) 
 Sai số do ảnh h−ởng ngoại cảnh 
 28
 )mmm()H0141.0(m 2 số.d
2
diểm.ng
2
C
2
mnhảc.ng ++−= (5.3.3) 
 V - Độ phóng đại của máy 
 t, "τ - Độ chính xác của máy và độ nhạy của ống thuỷ dài 
 Hm- Độ cao từ máy đến điểm chiếu 
 Sai số cho phép : n.3m phép.C ±= (mm) với n là số tầng 
 4. Truyền bằng công nghệ GPS 
1. Giới thiệu chung. 
Khi xây dựng các nhà cao tầng số tầng càng cao lên thì công nghệ chuyển các điểm 
khống chế cơ sở bên trong lên các mặt sàn tầng xây dựng bằng cách sử dụng máy kinh vỹ 
và máy toàn đạc điện tử không còn phù hợp nữa. Công nghệ chiếu bằng máy chiếu đứng 
có độchính xác cao nh−ng nh−ợc điểm phải để lại các lỗ hổng thủng trên sàn theo ph−ơng 
thẳng đứng, ảnh h−ởng đến kết cấu xây dựng. Hơn nữa khi chiếu cần phải có nhiều ng−ời 
trông coi vị trí lỗ thủng, đề phòng các vật rơi xuống gây tai nạn cho ng−ời và máy chiếu. 
Số tầng càng cao thì phải phân thành nhiều đoạn chiếu nh− vậy mất khá nhiều thời gian và 
phức tạp về thao tác cho ng−ời vận hành. 
Năm 1990 công nghệ GPS chính thức gia nhập vào n−ớc ta bằng việc khởi đầu là ba 
máy GPS một tần số 4000 của liên hiệp khoa học trắc địa bản đồ thuộc Cục đo đạc bản đồ 
nhà n−ớc, nay là Viện Công Nghệ Địa Chính thuộc Bộ Tài Nguyên Môi Tr−ờng . Cho đến 
nay công nghệ GPS đ−ợc ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực Trắc địa với các máy móc 
và ph−ơng tiện xử lý vô cùng hiện đại và th−ờng xuyên đ−ợc cập nhật các công nghệ và 
thiết bị mới. Từ công nghệ máy 1 tần số , máy 2 tần số, các hệ thông DGPS có tính năng 
đo động và cải chính thời gian thực RTK phục vụ cho việc đo vẽ chi tiết bản đồ một cách 
nhanh chóng chỉ cần 1 vài giây đã xác định đ−ợc một điểm mà không cần điều kiện thông 
h−ớng.Thiết bị GPS mới nhất là thiết bị có thể thu nhận tín hiệu của cả hai hệ thống định 
vị toàn cầu GPS (Global Possition System) của Mỹ và GLONNASS(Global Navigation 
System) của Nga, số l−ợng vệ tinh thu đ−ợc trong cùng thời điểm nhiều hơn, Số kênh thu 
của máy cũng nhiều hơn độ chính xác cũng cao hơn. Ví dụ các loại máy HIPER của hãng 
Topcon có số kênh thu là 50 kênh và ngay ở chế độ đo động, đo chi tiết chỉ trong 1 vài 
giây có cải chính thời gian thực RTK đã đặt đ−ợc độ chính xác 10mm +1pmm . Còn chế 
độ đo đ−ờng đáy tần số kép độ chính xác lên đến 3mm + 0.5ppm . 
Tuy nhiên qua qua trình đo đạc và thử nghiệm chỉ bằng công nghệ GPS ra đời tr−ớc 
năm 1998 với các cạnh ngắn d−ới 1km thời gian đo không dài chỉ bằng GPS 1 tần số, kết 
quả sau xử lý là ổn định và có độ chính xác cao. Ngay trong tr−ờng hợp chỉ sử dụng lịch 
vệ tinh quảng bá ch−a cải chính thời gian thực (RTK) chiều dài cạnh cũng chỉ sai số 
mm5± . 
Công nghệ GPS giữa các điểm đo không cần thông h−ớng với nhau, thuận tiện cho 
việc đo đạc, phục vụ thi công nhà cao tầng. Do điều kiện đo đạc chật hẹp và bị che khuất 
tầm nhìn bởi chiều cao của chính toà nhà đang xây và các công trình lân cận. 
Công nghệ GPS với việc đo cạnh ngắn với việc liên kết trong một mạng l−ới chặt 
chẽ, cùng với các công nghệ GPS mới nhất tiên tiến hiện nay chắc chắn sẽ đảm bảo đ−ợc 
độ chính xác t−ơng hỗ cao hơn mm5± thoả mãn đ−ợc một số yêu cầu độchính xác trong 
Trắc địa công trình, nh− xâu dựng l−ới Trắc địa công trình, chuyển trục lên cao ... 
 29
2. Xác định các điểm trên mặt sàn xây dựng bằng công nghệ GPS. 
2.1 Chọn và đánh dấu điểm trên mặt sàn thi công 
Khi chuyển trục lên cao cần lập l−ới GPS cạnh ngắn với chiều dài <500m . Mạng 
l−ới gồm 2 đến 3 điểm cố định và từ 2 đến 3 điểm thuộc trục công trình. Các điểm cố 
định nằm trên mặt đất th−ờng là các điểm l−ới khống chế bên ngoài và đ−ợc định tâm bắt 
buộc. Các điểm trục đ−ợc đánh dấu bằng cách xử dụng máy kinh vĩ hoặc máy chiếu lên 
biên của tầng cần đo GPS. Sau đó dùng ph−ơng pháp căng dây hoặc bật mực để xác định 
h−ớng của trục cần đặt máy GPS . Tiếp theo là dùng th−ớc thép để xác định vị trí đặt máy 
thu GPS vị trí này sẽ đ−ợc xác định gần với vị trí điểm l−ới bố trí bên trong cần chuyển lên 
mặt bằng thi công theo h−ớng thẳng đứng. Đánh dấu vị trí này lại bằng cách khoan và 
đóng đinh (có khắc chữ thập ở giữa) trực tiếp xuống sàn bê tông. Dùng sơn đỏ khoanh tròn 
quanh vị trí đánh dấu để dễ tìm kiếm khi tiến hành đo GPS. 
Các điểm đ−ợc chọn tuỳ theo vị trí điểm cố định mà có thể chọn một trong các dạng 
đồ hình sau: 
Hình: 5.4.2a Các dạng đồ hình đo bằng công nghệ GPS
Hinh: 5.4.1 Xác định điểm trên mặt sàn bằng công nghệ GPS 
 30
Các điểm này cũng có thể đ−ợc chọn bằng cách chuyển các điểm l−ới bên trong 
công trình về hệ toạ độ GPS sau đó nạp vào máy sử dụng chế độ Navigation ( dẫn đ−ờng) 
để xác định vị trí đặt máy trên mặt sàn thi công. 
2.2 Xác định vị trí các điểm trên mặt sàn thi công bằng công nghệ GPS. 
a. Chọn thời điểm đo 
Máy đo GPS sau khi đã đ−ợc kiểm nghiệm đ−ợc đo khoảng 60 phút sau đo đ−ợc trút 
số liệu về lịch vệ tinh mới nhất xuống máy tính xử dụng chúng để lập kế hoạch và thời 
điểm đo bằng ch−ơng trình PLan/Quick Plan. 
Thời gian đo có thể chọn 30 phút 25 phút hoặc nhỏ hơn tuỳ thuộc vào độ chính xác 
của máy và đồ hình của vệ tinh tại thời điểm đo. Thời điểm đo phụ thuộc vào tiến độ và 
kế hoạch thi công của công trình, theo tiến độ và kế hoạch thi công ta có đ−ợc thời gian 
cần chuyển các điểm khống chế lên mặt sàn thi công. Bằng ch−ơng trình PLan/Quick Plan 
lập lịch đo cho 24 giờ trong ngày dự định đo với mỗi ca đo 30 phút. Sau đó chọn thời điểm 
đo theo các tiêu chí: 
Đồ hình vệ tinh phân bố đều cân xứng d−ới dạng các đa giác đều. 
Số vệ tinh tại thời điểm đo là nhiều nhất tốt nhất là lớn hơn 6 vệ tinh. 
Các vệ tinh phải có góc mọc lớn hơn 15O để loại trừ sai số do khúc xạ, 
Các chuẩn hạng PDOP (sai số vị trí điểm) phải nhỏ hơn 4 , RATIO >3. 
Nên chọn nhiều hơn 4 thời điểm đo trong ngày để có cơ sở lựa chọn. 
Đối chiếu hiện tr−ờng công trình tuỳ thuộc khả năng che chắn của các địa vật ở góc 
cao bao nhiêu, Các tác nhân có thể gây nhiễu nh− các trạm phát sóng,các đ−ờng dây cao 
thế để chọn ra thời điểm đo tốt nhất, phù hợp với hoàn cảnh do tác động của môi tr−ờng 
xung quanh. Tr−ờng hợp công trình không bị che chắn và không bị ảnh h−ởng của các tác 
nhân gây nhiễu có thể chọn thời điểm đo phù hợp với thời gian tiến độ yêu cầu của đơn vị 
thi công. 
b. Tiến hành đo 
Nên sử dụng ít nhất là 3 máy Tốt nhất là sử dụng từ 4 máy trở lên để mỗi ca đo ta thể 
xác định đ−ợc 1 trục. Đặt 2 máy tại 2 điểm cố định trên mặt đất, tốt nhất là chúng ta định 
tâm bắt buộc với 2 máy này. Hai máy còn lại đặt tại 2 điểm trục đã đ−ợc đánh dấu trên sàn 
mặt thi công . Sau khi định tâm chính xác cân bằng máy đo chiều cao ăng ten, nhiệt độ và 
áp suất tại thời điểm đo . Các số liệu này đ−ợc nạp ngay vào máy đồng thời phải ghi chép 
Hình: 5.4.2b Các dạng đồ hình đo bằng công nghệ GPS 
 31
lại để phục vụ quá trình sử lý sau khi đo. Đến thời điểm đã chọn trong quá trình lập lịch 
tất cả các máy đều bật chế độ ghi số liệu. Đến giữa ca đo cần đo lại nhiệt độáp suất đồng 
thời ghi chép vào sổ để phục vụ cho quá trình xử lý sau khi đo. 
c. Xử lý sau khi đo. Sau khi đo xong cần phải làm các công việc sau: 
- Trút số liệu xuống máy tính. 
- Tính cạnh (Baseline) bao gồm các việc vào lại độcao ang ten và nhiệt độ áp suất. 
Có thể sử lý tự động hoặc bán tự động để can thiệp cắt bỏ vệ tinh có tín hiệu kém, cắt 
bỏ bớt thời gian hoặc tăng góc ng−ỡng. 
- Kiểm tra chất l−ợng cạnh và l−ới thông qua chỉ tiêu RDOP và RMS, Ratio >3. 
Trong tr−ờng hợp các chỉ tiêu không đạt thì phải tính lại hoặc đo lại. Các lời giải sau 
sử lý cạnh (Baseline) chỉ lấy nghiệm có lời giải FIX. Còn các máy có kết hợp giữa GPS và 
GLONNASS thì có thể chọn lời giải tối −u nhất. 
- Bình sai l−ới GPS đồng thời tính chuyển toạ độ GPS về hệ toạ độ của công trình 
hiện tại. 
- In ấn kế quả sau tính toán xử lý. 
2.3 Chuyển các điểm của l−ới bố trí bên trong lên mặt sàn xây dựng. 
Sau khi đã đ−a đ−ợc 2 điểm lên mặt sàn xây dựng bằng công nghệ GPS. Từ 2 điểm 
này chúng ta phải tiến hành chuyển các điểm của l−ới bố trí bên trong công trình lên mặt 
sàn xây dựng. Quá trình thực hiện trải qua các b−ớc nh− sau: 
a. Hoàn nguyên vị trí điểm trục thực chất là dựa vào điểm GPS đo đ−ợc trên sàn 
Để xác định chính xác vị trí điểm trục và đánh dấu nó trên mặt bằng sàn thi công. 
Công việc này gần giống nh− trong hoàn nguyên các điểm trong l−ới ô vuông xây dựng. 
Gọi XGPS,YGPS là toạ độ đo bằng GPS , XT,YT là toạ độ các điểm trục của công trình đã 
đ−ợc thiết kế và đã đ−ợc xây dựng tại mặt bằng tầng cơ sở gần với điểm XGPS,YGPS theo 
ph−ơng thẳng đứng. Từ giá trị này ta có độ lệch về toạ độ, về ph−ơng vị và về khoảng cách 
nh− sau: 
GPST
GPST
YYY
XXX
−=Δ
−=Δ
 ; 
X
Y
arctghng Δ
Δ=α ; 22hng YXd Δ+Δ= (5.4.1) 
hngα là góc ph−ơng vị hoàn nguyên, dhng là khoảng cách hoàn nguyên. 
Thực hiện hoàn nguyên với khoảng cách dhng lớn hơn 0.3m có thể dùng máy kinh vỹ 
và th−ớc thép. Bằng cách đặt máy kinh vỹ tại 1 điểm GPS cần hoàn nguyên, dọi tâm cân 
bằng máy ngắm về điểm GPS thứ 2 lấy h−ớng ban đầu là 0O00'00" tính góc hoàn 
nguyên(β ) 
Ohng α−α=β ( với Oα là ph−ơng vị từ điểm GPS cần hoàn nguyên tới điểm định 
h−ớng) 
 Mở một góc bằng β theo chiều thuận kim đồng hồ nếu β>0 và ng−ợc lại nếu β <0. 
Trên h−ớng này dùng th−ớc thép đo một đoạn bằng dhng ta xác định đ−ợc điểm trục 
cần chuyển. kiểm tra bàng cách hoàn nguyên lại lần thứ hai. Đánh dấu cẩn thận và 
cố định điểm vừa hoàn nguyên xuống sàn bê tông. 
Tr−ờng hợp khoảng cách dhng <0.3m có thể hoàn nguyên bằng đo độ và th−ớc thẳng. 
2.4 Độ chính xác của ph−ơng pháp. 
 32
Sai số của ph−ơng pháp này : 2GPS
2
bốtrí
2
hngTH mmmm ++= (5.4.2) 
Với: mTH - sai số của điểm sau khi đ−ợc chuyển lên mặt sàn thi công 
 mhng - Sai số do hoàn nguyên các điểm GPS về vị trí trục 
 2hng2
2
2
dhng d"
m
mm hng
hng ρ+=
α
 (5.4.3) 
 mbổtí Là sai số do quá trình bố trí bằng máy kinh vỹ và th−ớc thép 
 2
2
2
2
dBổtrí d"
m
mm ρ+=
β (5.4.4) 
 mGPS - Sai số chuyển các điểm lên sàn thi công bằng máy GPS 
hngd
m - Sai số đo khoảng cách khi hoàn nguyên 
 dm - Sai số đo khoảng cách khi chuyển các điểm khống chế bên trong còn 
lại lên mặt sàn thi công 
hng
mα Sai số đo góc khi hoàn nguyên 
 βm Sai số đo góc khi chuyển các điểm khống chế bên trong còn lại lên mặt 
sàn thi công 
 "ρ - Hệ số quy đổi sang đơn vị radian = 206265 
 n.3m phép.C ±= (mm) với n là số tầng (5.4.5) 
 5 Truyền độ cao từ mặt bằng cơ sở lên các tầng 
1. Hệ độ cao xử dụng cho xây dựng nhà cao tầng. 
Trong xây dựng nhà cao tầng ng−ời ta thống nhất sử dụng hệ độ cao quốc gia nh−ng 
để tiện cho việc thi công ng−ời ta quy định mặt sàn tầng 1 có độ cao là 0,0m (cốt ±0,0m) 
độ cao của tất cả các điểm khác trong toà nhà đều tính theo cốt ±0,0 tức là độ cao t−ơng 
đối so với mặt sàn tầng một. 
Việc chọn cốt ±0,0 cho một toà nhà cao tầng do cơ quan thiết kế làm tuỳ thuộc vào 
quy hoạch cấp thoát n−ớc ở khu vực xây dựng. Giá trị t−ơng đ−ơng với độ cao trong hệ 
thống độ cao quốc gia của cốt ±0,0 đ−ợc ghi trong hồ sơ thiết kế của công trình. 
Tr−ớc khi tiến hành khởi công xây dựng công trình bộ phận trắc địa của công tr−ờng 
phải thực hiện nhiệm vụ dẫn độ cao quốc gia của các mốc nhà n−ớc (thấp nhất là hạng III 
hoặc hạng IV). Việc dẫn độ cao phải đ−ợc thực hiện ít nhất từ 2 mốc riêng biệt để có điều 
kiện kiểm tra, tr−ờng hợp chỉ có 1 mốc độ cao ở khu vực thì phải tiến hành đo đi đo về. Độ 
cao đ−ợc dẫn với độ chính xác t−ơng đ−ơng với thuỷ chuẩn hạng IV vào tất cả các điểm 
của l−ới khống chế mặt bằng đã đ−ợc xây dựng. Cốt ±0,0 đ−ợc đánh dấu bằng sơn đỏ lên 
các địa vật kiên cố trên mặt bằng để các đơn vị thi công tiện sử dụng. Ngay sau khi đổ bê 
tông các cột chịu lực chính của tầng 1 cần phải đánh dấu cốt ±0,0 lên các cột này. 
2. Truyền độ cao lên mặt bằng đang xây dựng (bằng 2 điểm riêng biệt). 
Để truyền độ cao lên các tầng thi công ng−ời ta có thể dùng 2 cách: Dùng máy thuỷ 
bình và mia theo đ−ờng cầu thang hoặc có thể truyền độ cao lên tầng bằng thuỷ chuẩn 
hình học kết hợp với th−ớc thép treo thẳng đứng . Trong xây dựng nhà cao tầng hiện nay, 
 33
biện pháp thông dụng nhất và chắc chắn nhất là thuỷ chuẩn hình học kết hợp với th−ớc 
thép treo thẳng đứng. Sơ đồ chuyền độ cao lên tầng đ−ợc thể hiện trên hình vẽ d−ới đây: 
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. Th−ớc thép đ−ợc treo thẳng 
đứng và kéo căng, Đồng thời để hạn chế sự rung động của th−ớc thép do tác động của gió, 
có thể chọn vị trí khuất gió phía trong của công trình để thả th−ớc thép treo. Các vị trí đó 
có thể buồng thang máy, giếng gió, khe cầu thang bộ... Trong điều kiện nếu ánh sáng toà 
nhà không đủ có thể chiếu sáng mia bằng th−ớc thép và bằng đèn pin. Máy thuỷ bình tại 
mặt sàn gốc đọc số trên mia dựng tại điểm mốc độ cao R là a1 và trên th−ớc thép treo là b1. 
Máy thuỷ bình còn lại đọc số trên th−ớc 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 đ−ợc xác định 
theo công thức: 
 HM=HR + a1 + (b1 + b2) - a2 (5.5.1) 
T−ơng tự nh− trên cần chuyển thêm một điểm độ cao độ cao nữa lên tầng thi công 
thứ i. Để tạo điều kiện kiểm tra và nâng cao độ chính xác cũng nh− thuận lợi cho việc 
chuyển độ cao lên tầng tiếp theo. 
Trong quá trình đo cần đặt máy thuỷ bình tại giữa mia và th−ớc 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 nh− sau: 
Bảng: 5.5.1 Quy định của N về sai số truyền độ cao cho phép lên các tầng. 
Độ cao công trình H 15 m 
Sai số cho phép mm5± mm10± mm15± 
3. Đo kiểm tra độ cao giữa 2 điểm. 
Việc đo kiểm tra độ cao giữa 2 điểm đã đ−ợc truyền lên mặt sàn thi công thứ i, đ−ợc 
tiến hành bằng một mốc độ cao thứ 2 khác tại mặt sàn gốc ( hoặc mức sàn nào đó ), đồng 
thời thay đổi chiều cao máy hoặc vị trí của th−ớc thép treo. Cũng lần l−ợt lại chuyển độ 
cao theo ph−ơng pháp thuỷ chuẩn hình học kết hợp với th−ớc thép treo thẳng đứng. Để tạo 
Hình: 5.5.1 Truyền độ cao lên mặt sàn xây 
 34
các dạng đ−ờng đo mốc khép mốc thuận lợi cho việc kiểm tra tính toán bình sai nâng cao 
độ chính xác.