5. Levelling (Đo thủy chuẩn)

-Levelling is the operation required in the determination or, more strickly, the comparision, of heights of points on the surface of the earth. If a whole series of heights is given relative to a plane, this plane is called a datum.

-Đo thủy chuẩn là việc quan trọng để x/định hay so sánh độ cao của các điểm trên bề mặt trái đất. Nếu toàn bộ các độ cao đc đưa ra tương ứng với mặt fẳng đó, đc gọi là mặt fẳng chuẩn.

-In topographical work the datum used in the mean level of the sea.

-Trong việc đo vẽ địa hình, mặt fẳng chuẩn đc s/dụng là mặt trung bình của mực nước biển.

-The basic equipment required in leveling is:

-Dụng cụ cơ bản để đo thủy chuẩn là:

+A device which give a truly horizontal line (the level)

+1 t/bị x/định c/xác đường nằm ngang (máy thủy bình)

+A suitable graduated staff for reading vertical heights (the leveling staff)

+1 mia đc chia độ thích hợp cho việc đọc chiều cao (mia thủy chuẩn)

-The leveling device must be set up so that its longitudinal axis is at right angles to the direction of gravity (i.e. the line taken by a plump bob) and the line of sight will then be horizontal, assuming the instrument to be in correct adjustment. These are two adjustments required:

-Thiết bị đo thủy chuẩn cần đc bố trí sao cho trục dọc của nó fải vuông góc với hướng của trọng lực (vd như đường đc x/định bởi quả dọi) và đường quan sát sẽ nằm ngang để t/bị ở vị trí có thể điều chỉnh c/xác. Có 2 yêu cầu cần thiết:

+The bubble tube axis must be set perpendicular to the vertical axis.

+Trục ống thủy cần đc đặt vuông góc với trục đứng.

+The line of collimation must be parallel to the bubble axis.

+Tia ngắm nằm ngang cần fải // với trục ống thủy.

5.1. Procedure in leveling (Quy trình đo thủy chuẩn)

-The basic operation is determination of the difference in level between two points. Consider two points A and B as shown in figure 5.1. Set up the level, assumed to be in perfect adjustment, so that readings may be made on a staff held vertically on A or B in return.

-1 thao tác cơ bản là x/định thủy chuẩn # giữa 2 điểm. Xét điểm A và B như ở sơ đồ 5.1. Đặt máy đo thủy chuẩn ở vị trí có thể hiệu chỉnh dễ dàng nhất và các chỉ số đc thể hiện trên mia thủy chuẩn đc dựng đứng tại điểm A và sau đó là tại điểm B.

If the readings on A and B are 3.222m and 1.414m respectively (fig5.1.a) then the difference in level between A and B is equal to AC, i.e. 3.222-1.414 = 1.808m, and this represents a rise in height the land at B relative to A.

Nếu số đọc trên mia tại A và B là 3.222m và 1.414m (như hình 5.1.a) thì sự chênh lệch về thủy chuẩn giữa A và B là chiều dài đoạn AC, tức là 3.222-1.141=1.808m, thể hiện sự tăng lên về độ cao ở B so với A.

If the reading at B is greater than at A (fig 5.1.b), say 3.484m, then the difference in level would be 3.222-3.484 = -0.262, and this would represent a fall in the height of the land at B relative A. Thus, we have that in any two successive staff readings:

Nếu chỉ số ở B lớn hơn ở A (5.1.b), giả sử như ở B là 3.484m thì chênh lệch về thủy chuẩn sẽ là: 3.222-3.484=-0.262. Điều này cho thấy sự giảm đi về độ cao ở B so với A. Do đó ta thấy qua 2 lần kế tiếp số đọc ở mia thủy chuẩn:

+2 nd reading less than 1 st represent a rise.

Chỉ số ở lần 2 thấp hơn lần 1 cho thấy sự tăng lên.

+2 nd reading greater than 1 st represent a fall.

Chỉ số ở lần 2 lớn hơn lần 1 cho thấy sự giảm đi.

-If the actual level of one of the two points is known, the level of the other may be found by either adding the rise or subtracting the fall, e.g. If the level at A is 128.480m above datum then:

-Nếu thủy chuẩn thực của 1 trong 2 điểm đc x/định, thủy chuẩn của 1 điểm khác có thể đc x/định bằng cách tiếp tục tăng hoặc giảm thủy chuẩn có sẵn. Nếu thủy chuẩn ở điểm A là 128.580m trên mặt fẳng chuẩn thì:

+ Level at B= level at A +Rise= 128.480+ 1.808= 130.288m above datum.

+Thủy chuẩn ở B= thủy chuẩn A+ số tăng =128.480+1.808 =130.288m trên mặt fẳng chuẩn.

+Level at B= level A – fall= 128.480- 0.262= 128.218m above datum.

+ Thủy chuẩn ở B= thủy chuẩn A- số giảm =128.480- 0.262 =128.218m trên mặt fẳng chuẩn.

5.2.Users of leveling (Tác dụng của đo thủy chuẩn)

-A part from the general problem of determining the difference in level between two points, which has already bean dealt with, the main uses of leveling are:

-Ngoài tác dụng cơ bản của đo thủy chuẩn là x/định thủy chuẩn # giữa 2 điểm thì các tác dụng chính của đo thủy chuẩn là:

+The taking of ligitudinal sections

+X/định mặt cắt dọc

+Cross section

+X/định mặt cắt ngang

+Contouring

+Vẽ đường đồng mức

+Setting out levels

+Bố trí các máy đo thủy chuẩn

5.2.1. Longitudinal sections (Mặt cắt dọc)

-An example of such a section has been given in fig 5.2. from which it will be seem that the object is to reproduce on paper the existing ground profile along a particular line often, though not invariably, the centre line of existing or railway road or canal. Staff reading to 0.01m should be generally adequate for this purpose.

-1 vd về mặt cắt ngang đc thể hiện trên sơ đồ 5.2. Từ đo ta thấy mục đích là để mô fỏng trên giấy mặt cắt nghiêng của mặt đất trên 1 đường x/định vd như đường trung tâm của 1 công trình đã đc xây dựng hay đã đc lên dự án (đường trung tâm của đường sắt hay kênh đào). Số đọc trên mia từ điểm 0.01 cần fải thích hợp cho mục đích này.

The accuracy with wich the ground profile is represented on the section is dependent on the distance between staff stations, and this in turn depends on the scale of the section.

-Độ c/xác mặt cắt nghiêng của mặt đất thể hiện trên mặt cắt này fụ thuộc vào khoảng giữa các mia đo và fạm vi của mặt cắt này.

As a general basis, however, levels should be taken at:

Tuy nhiên, nhìn chung máy thủy chuẩn nên đc trong các đ/kiện sau:

+Every 20m

+Tại mỗi khoảng cách 20m

+Points at which the garadient changes, e.g. top and bottom of banks.

+Tại các điểm mà ở đo độ dốc thay đổi vd như đỉnh và đáy của miệng giếng.

+Edges of natural features such as ditches, ponds, etc.

+Bờ rãnh, mương, ao hồ

-The section are usually plotted to a distorted scale, a common one for roadwork being 1/500 scale horizontal and 1/100 vertical.

-Mặt cắt nghiêng thường đc vẽ theo tỷ lệ ko có thật, thường là tỷ lệ 1/500 theo chiềue ngang và 1/100 theo chiều đứng.

-The following points should be borne in mind during the actual leveling, particularly when leveling long section, to avoid build up of error:

-Để tránh ss, cần ghi nhớ các điểm sau khi đo thủy chuẩn trên thực tế đặc biệt là khi đo thủy chuẩn với mặt cắt dài:

+Star the work from a benchmark if possible, and make use of any nearby bench marks, which lie within the length being leveled.

+Bắt đầu công việc từ điểm độ cao cấp cao nếu có thể tận dụng bất kì điểm độ cao nào trong fạm vi đo thủy chuẩn.

+Try to keep backsights and foresghts equal in length to minimize errors which will occur if the line of collimation is not parallel to bubble tube axis.

+Cố gắng giữ tia ngắm sau và tia ngắm trước bằng nhau về độ dài để giảm đến mức thấp nhất các yếu tố có thể xảy ra nếu tia ngắm nằm ngang ko // với trục ống thủy.

+Take the final foresight on a bench mark or, better, close back on the starting point.

+Lấy tia ngắm cuối cùng trên 1 điểm cao cấp hoặc tốt hơn là kết thúc trên điểm mở đầu.

5.2.2. Cross section (Mặt cắt ngang)

-Works of narrow width such as sewers and pipelines require only one line proposed trench, since there will generally be little change of the ground surface level over the proposed width.

-Khi làm việc ở những nơi hẹp như cống, rãnh và ống dẫn dầu chỉ cần 1 đường ống thủy dọc đường trung tâm của dòng chảy vì độ cao bề mặt của mặt đất sẽ có rất ít thay đổi trên độ rộng đã đc x/định.

Wider work, however, such as roads, railways, embankments, etc, will necessitate the use of ground on either side of the centre line and information regarding relative ground levels is obtained by taking cross sections at right angles to the centre line.

Tuy nhiên với các công trình lớn hơn như đường bộ, đường sắt, ta cần fải sử dụnh fần đất trên cả 2 fía đường trung tâm và ta sẽ có đc các thông tin liên quan đến độ cao tương đối của mặt đất bằng cách nghiên cứu các mặt cắt ngang về fía góc fải của đường trung tâm.

The longitudinal spacing of the sections depends on the nature of the ground, but should be constant if earthworks are to be computed. A spacing of 20m is common.

Khoảng cách đo nên đc giữ nguyên nếu công trình đc tính toán bằng máy tính. Khoảng cách thông thường là 20m.

-It is common to plot cross section to natural, i.e. undistorted, scale and since only the ground profile and a limited depth are required, the plots can be kept compact by judicious choice of datum or base height.

-Ta cần fải vẽ mặt cắt ngang có tỷ lệ tương ứng với các kích cỡ thực trong tự nhiên vì ta cần thông tin mặt cắt nghiêng của khu đất và độ sâu giới hạn, còn chi tiết về các miếng đất nhỏ có thể đc giữ lại bằng cách lựa chọn mặt fẳng chuẩn và độ cao đáy hợp lý.

5.2.3. Contouring (Vẽ đường đồng mức)

-A contour is a line joining points of equal altitude. Contours lines are shown on plans as dotted lines, often in distinctive colour, overlaying the detail.

-Đường đồng mức là đường nối các điểm ở cùng độ cao. Trên bản đồ, các đường đồng mức là các đường chấm với các màu sắc khác nhau che đi các chi tiết.

The vertical distance between successive contours is known as the vertical interval, and the value of this depends on the scale of the plan and the use to which the plan is to be put.

K/cách đứng giữa các đường đồng mức liên tiếp đc gọi là khoảng cao đều và giá trị của nó fụ thuộc vào tỷ lệ của bản đò và cách sử dụng b/đồ.

For example, a 1/5000 plan prepared by photogrammetric methods for the planning of highway project may have contours at 5m intervals.

VD 1 b/đồ tỷ lệ 1/5000 đc vẽ với ph/pháp cho các dự án xây dựng đường cao tốc thì các đường đồng mức sẽ có khoảng cách 5m.

-As reagards the interpretation of contours, when they are close together, steep gradients exist, and as they open, the gradients flatten.

-Đối với phép nội suy đường đồng mức, khi chúng sát vào nhau, sẽ có các đường dốc đứng, avf khi các đường đồng mức mở rộng ra độ dốc giảm đi.

A contour line must make a closed circuit even though not within the area covered by the plan.

1 đường đồng mức cần tạo thành 1 đường vòng quanh khép kín mặc dù ko nằm trong khu vực đc b/đồ bao fủ.

5.2.4.Gridding (Lưới ô vuông)

-Gridding is the ideal method on relatively flat land, especially on comparatively small sites. Squares of 10 to 20m side are set out (according to the accuracy required) in the from of a gird, and levels are taken at the corners.

-Lưới ô vuông là 1 ph/pháp lý tưởng cho những nơi đất tương đối fẳng, đặc biệt ở những nơi đất xây dựng tương đối nhỏ. Hình vuông có cạnh từ 10-20m đc bố trí (theo độ c/xác cần thiết) theo hình dạng của 1 lưới ô vuông và các máy thủy chuẩn đc đặt ở các góc.