Phương pháp đo cao độ hình học bằng máy thủy bình

1. Nguyên lý đo cao bằng máy thủy bình

* Đo cao hình học là phương pháp dựa vào tia ngắm nằm ngang và mối quan hệ hình học để xác định chênh cao. Nghĩa là trong phạm vi hẹp coi tia ngắm song song với mặt thủy chuẩn và vuông góc với phương của đường dây dọi. Dụng cụ đo là máy và mia thủy chuẩn.
* Nguyên lý đo cao bằng máy thủy bình là dựa vào hình học để xác định độ chênh cao.

>> Xem thêm: Cao độ trong xây dựng và khảo sát là gì? 

Phương pháp đo cao độ hình học bằng máy thủy bình
Phương pháp đo cao độ hình học bằng máy thủy bình

Nguyên lý đo cao hình học được phân thành 2 trường hợp:

1.1 Nguyên lý đo cao phía trước

Giả sử có 2 điểm A, B ( hình 1) cần xác định độ chênh cao hAB giữa 2 điểm đó. Nếu tại 1 trong 2 điểm đặt dụng cụ có tia ngắm nằm ngang, tại điểm kia dựng mia (Theo hình vẽ)
– Nếu gọi khoảng cách từ tia ngắm nằm ngang theo phương đường dây dọi đến điểm A là i, i gọi là chiều cao tia ngắm ngang.
– Khoảng cách từ tia ngằm ngang cắt mia dựng tại B đến mặt mốc điểm B gọi là số đọc trên mia, có giá trị gọi là b.

Phương pháp đo cao độ hình học
Hình 1. (Nguyên lý đo cao độ hình học phía trước)

– Chênh cao giữa 2 điểm A và B gọi là hAB thì: hAB=i-b
Như vậy qua nguyên lý trên ta thấy, nếu ta có dụng cụ đo có tia ngắm nằm ngang, có mia khắc vạch thì ta sẽ xác định được chênh cao giữa 2 điểm, bằng cách đặt máy tại 1 điểm, còn mia dựng tại điểm kia. Quá trình tiến hành xác định như vậy được gọi là đo cao hình học phía trước.

1.2 Nguyên lý đo cao từ giữa

Giả sử cũng có 2 điểm A và B cần xác định độ chênh cao giữa 2 điểm đó, người ta dựng mia tại 2 điểm A và B, còn dụng cụ đo có tia ngắm nằm ngang đặt giữa 2 điểm đó ( hình 2 ).
Từ (hình 2) nếu gọi:
AM=a là khoảng cách tính từ A đến tia ngắm nằm ngang cắt mia dựng tại A và gọi là số đọc trên mia dựng tại A.
BN=b là khoảng cách từ B đến tia ngắm nằm ngang cắt mia dựng tại B và gọi là số đọc trên mia dựng tại B.
hAB là chênh cao giữa A và B, từ đó có:
hAB=a-b

Phương pháp đo cao độ hình học hình 2
Hình 2 (Phương pháp đo cao độ hình học)

Qua đó thấy rằng khi cần xác định chênh cao giữa 2 điểm, nếu tại 2 điểm đó dựng mia có khắc vạch, còn ở giữa 2 điểm đó đặt dụng cụ đo có tia ngắm nằm ngang. Dựa vào tia ngắm nằm ngang cắt mia tại đâu ta đọc số tại đó.

Nguyên lý  đo cao hình học sẽ tìm được độ chênh cao giữa 2 điểm và trong đo đạc gọi là đo cao hình học từ giữa.
Trong thực tế nhiều trường hợp 2 điểm cần xác định độ chênh cao ở cách xa nhau, thì người ta cần phải chia thành nhiều đoạn để đo chênh cao cho từng đoạn và được gọi là đo cao hình học liên tục ( Hình 3 ).

Phương pháp đo cao độ hình học hình 3
Hình 3 (Phương pháp đo cao độ hình học)

Xem thêm bài viết: Hướng dẫn cân chỉnh bọt cho máy thủy bình trong đo cao độ

2. Hướng dẫn cách đo cao độ bằng máy thủy bình

Dưới đây, Geotech Global  sẽ hướng dẫn quý khách cách truyền cao độ bằng máy thủy bình trong xây dựng chuẩn nhất.

Bước 1: Chọn vị trí đặt máy thủy chuẩn

Quý khách hãy đặt máy thủy bình tại vị trí bất kỳ trên mặt sàn hay nơi cần đo đạc. Vị trí để đặt máy thủy bình tốt nhất là cao hơn vị trí của mốc gốc (mốc độ cao chuẩn để truyền cao độ).

Quý khách có thể chọn vị trí đặt máy thủy bình có nền chắc chắn, không bị sụt lún. Đặt máy sao cho mặt chân máy ở vị trí ngang bằng nhất.

Bước 2: Cân máy thủy bình

Trước khi tiến hành cân bằng máy nên đặt máy thủy bình lên chân máy. Đầu tiên, quý khách sẽ đặt bọt thủy tròn sao cho nó nằm trên đường thẳng tưởng tượng đi qua 2 ốc trên máy. Để đưa bọt nước tròn vào vị trí cân bằng nên vặn 2 ốc trên đế máy cùng chiều nhau. Sau đó dùng ốc thứ 3 để điều chỉnh sao cho bọt nước vào vị trí cân bằng chính xác.

Bước 3: Khởi đầu đo đạc

Hãy ngắm mia trước khi khởi động. Sau đó, tiến hành điều quang để hình ảnh mia trong ống ngắm của máy thủy bình rõ ràng nhất. Có 2 số đọc ghi trên mia khi đọc là hàng m và hàng dm. Hàng cm và mm là 2 số đọc ghi trên chữ E. Cứ mỗi khoảng đen, trắng, đỏ trên mia tương ứng là 10mm.

máy đo cao độ và hướng dẫn đo cao độ trong máy thủy bình

Cách đo cao độ máy thủy b

Bước 4: Tính cao độ máy thủy bình

Giả sử quý khách muốn dẫn truyền cao độ từ điểm A (có độ cao là hA) đến điểm B chưa biết độ cao.

Bắt ảnh mia dựng tại điểm A và đọc được số đọc chỉ giữa a. Quay máy sang điểm B, đọc số đọc chỉ giữa trên mia tại điểm B là b. Cách tính cao độ bằng máy thủy bình chênh cao giữa điểm A đến điểm B là: h = a – b. Vậy độ cao của điểm B là: hB = h + (a – b).

Ý nghĩa của các số đọc lần lượt như sau: Số đọc chỉ giữa = (số đọc chỉ trên + số đọc chỉ dưới)/2.

3. Hướng dẫn đo cao độ hình học từ giữa bằng máy thủy bình

3.1 Cách đo cao độ hình học từ giữa bằng máy thủy bình cơ học

Để đo các mạng lưới độ cao Nhà nước, kỹ sư thường sử dụng máy đo cao độ hình học.

Để xác định hiệu số độ cao giữa 2 điểm dựng mia qua số đọc a trên mia (dựng tại A) và số đọc b trên mia (dựng tại B), quý khách sử dụng tia ngắm nằm ngang, song song với mặt thủy chuẩn đi qua điểm đo.

Cách tính cao độ thiết kế bằng máy thủy bình sẽ có chênh cao hAB giữa 2 điểm A và B được xác định theo công thức: hAB = a – b.

Để xác định chênh cao giữa hai điểm thì có hai phương pháp chính đó là:

  • Đo thuỷ chuẩn từ giữa (đặt máy giữa hai điểm).
  • Đo thuỷ chuẩn phía trước (đặt máy ở một điểm và dựng mia).

Quý khách xét trong phạm vi hẹp, nghĩa là coi mặt thuỷ chuẩn là mặt phẳng ngang.

Tia ngắm truyền thẳng và song song với mặt thuỷ chuẩn. Các trục đứng của máy và mia theo phương dây dọi vuông góc với mặt thuỷ chuẩn, chênh cao giữa hai điểm A và B ký hiệu là hAB: hAB = hB – hA.

Tại A và B, quý khách đặt hai mia thẳng đứng, mia có khắc vạch đơn vị độ dài là cm và mm, đo khoảng cách bằng dây thị cự. Tại điểm giữa của đoạn AB nên đặt máy thuỷ bình, máy có bộ phận đảm nhận nhiệm vụ đưa trục ngắm về vị trí nằm ngang.

Mia đặt ở A là mia sau và mia đặt ở B là mia trước. Do đó, sau khi cân bằng để đưa trục ngắm về vị trí nằm ngang, hướng ống kính sẽ ngắm về mia sau. Quý khách dựa vào chỉ giữa của lưới (chỉ chữ thập) sẽ đọc được kết quả (a). Sau đó đưa ống kính ngắm sang mia trước sẽ đọc được kết quả (b).

Từ hình vẽ, quý khách sẽ thấy trị số và dấu của chênh cao hAB được tính theo hiệu của hai kết quả vừa đọc là: hAB = a – b.

Dấu (–) xảy ra trong công thức trên có nghĩa là điểm B thấp hơn điểm A.

Nếu độ cao của điểm A đã biết trước là hA thì độ cao của điểm B sẽ được tính là: hB = hA + hAB.

Trường hợp A và B cách xa nhau hoặc trong trường hợp hAB độ dốc lớn thì cần phải bố trí nhiều trạm máy.

3.2 Cách kiểm tra sai số góc i khi đo cao độ máy thủy bình

Sai số góc i của máy trong đo cao độ máy thủy bình là độ lệch của tia ngắm so với mặt nước biển. Cách kiểm tra như sau:

Bước 1: Trên mặt đất bằng phẳng, quý khách đặt 2 mia cách nhau 40m – 45m. Sau đó, quý khách đặt máy ở giữa 2 mia sao cho khoảng cách từ máy đến mỗi mia xấp xỉ 20m.

máy đo cao độ và hướng dẫn đo cao độ bằng máy thủy bình

Kiểm tra sai số góc i

Bước 2: Ngắm máy về điểm thứ nhất, quý khách đọc chỉ số mia tại A là a1 = 1.413mm và tương tự ngắm máy về điểm 2, quý khách đọc chỉ số tại mia B là b1 = 1.068mm.

Bước 3: Quý khách trừ a1 cho b1 để có được chênh cao giữa 2 điểm A và B. Chênh cao giữa 2 điểm A và B khi đặt máy ở giữa h1 = a1 – b1 = 1.413 – 1.068 = 345mm.

Bước 4: Quý khách hãy dời máy lại gần 1 trong 2 mia (ở đây sẽ chọn mia B) và làm tương tự. Quý khách ngắm máy về điểm thứ nhất, đọc chỉ số mia tại A là a2 = 1.379mm và tương tự ngắm máy về điểm 2, đọc chỉ số tại mia B là b2 = 1.032mm.

Bước 5: Quý khách trừ a2 cho b2 để có được chênh cao giữa 2 điểm A và B. Chênh cao giữa 2 điểm A và B khi đặt máy ở gần B: h2 = a2 – b2 = 1.379 – 1.032 = 347mm.

Bước 6: Vậy chênh cao giữa 2 điểm A và B khi đặt máy ở giữa và đặt máy gần B thì sai số của hai lần đo sẽ là: ∆H = h1 – h2 = 345 – 347 = – 2mm.

Quý khách cần lưu ý, khi kiểm tra độ sai số góc i của máy thì ∆H không được lệch quá ±3mm (tức là ≤ ± 0,003m). Quý khách nên mang máy đến các trung tâm kiểm định để hiệu chuẩn lại nếu sai số quá lớn. Như vậy, sai số góc i của máy thủy bình như đã tính ở trên: – 2mm < 3mm là có thể chấp nhận được.]

4. Ứng dụng của phương pháp đo cao hình học bằng máy thủy bình

Đo cao hình học là phương pháp phổ biến và được ứng dụng rộng rãi trong nhiều ngành kỹ thuật.

  • Trong ngành trắc địa bản đồ: Đo lưới thủy chuẩn kỹ thuật, đo quan trắc lún công trình…
  • Trong giao thông thủy lợi: Đo mặt cắt ngang, tính toán san lấp…
  • Trong xây dựng: Xác định độ võng của kết cấu dầm thép, độ cân bằng của sàn bê tông…

Với những hướng dẫn về cách đo cao độ bằng máy thủy bình, mong rằng sẽ giúp quý khách có được những thông tin chính xác nhất. Nếu quý khách có nhu cầu mua máy thủy bình chính hãng, hãy liên hệ với Geotech Global – đơn vị hàng đầu về cung cấp các thiết bị máy thủy bình chất lượng với giá thành hợp lý. Chúng tôi đảm bảo các sản phẩm bán ra thị trường đã được kiểm định đúng theo tiêu chuẩn.

Ngoài ra, chúng tôi còn có các dòng máy GPS 2 tần số RTK Hi-Target, Máy toàn đạc điện tử, Máy định vị gps cầm tay,.. Hãy liên hệ với chúng tôi để nhận được báo giá tốt nhất !

[block id=”1888″

5/5 (1 Review)

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *