Units 5 : Levelling

Bài dịch :

 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 .

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

The basic equiment required in levelling is :

a. A divice which give a truly horizontal line ( the level )

b. A suitable graduated staff for reading vertical heights ( the levelling staff )

  The levelling device must be set up so that its logitudinal axis is at right angles to the direction of  gravity ( i.e. the line taken by is plumb bob ) , and the line of sight will then be horizontal , assuming the instrucment to be in correct adjusment . There are two adjustments required :

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

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

  Do thủy chuẩn là yêu cầu quan sát trong việc xác định hay đúng hơn là sự so sánh chênh cao giữa các điểm trên bề mặt trái đất . . Nếu toàn bộ chênh cao tương đối giữa các điểm cùng nằm trên một mặt phẳng thì gọi là mặt phẳng chuẩn . Trong đo đạc địa hình thì mặt phẳng chuẩn được sử dụng là mặt trung bình của mực nước biển .

Thiết bị cơ bản được yêu cầu trong đo thủy chuẩn là :

a. một thiết bị mà nhận khoảng cách ngang thực ( máy thủy chuẩn )

b. một mia khắc vạch phù hợp để đọc độ cao đứng . ( mia thủy chuẩn )

 Thiết bị thủy chuẩn được đặt sao cho trục dọc phải thẳng góc với hướng trọng lực ( đường thẳng được tạo ra bằng quả dọi ). Và hướng tia ngắm sẽ được nằm ngang , sao cho thiết bị đã được đặt ở vị trí chính xác . Hai yêu cầu đặt ra :

1, vị trí bọt thủy phải vuông góc với trục đứng

2, tia ngắm nằm ngang phải song song với trục bọt thủy

Procedure in levelling :

 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 and B in return . If the readings on A and B are 3.222 m and 1.414m respectively ( fig 5.1.a ) , then the difference in level between A and B is equal to AC , i.e. 3.222 -1.414 = 1.808 m , and this represent a rise in hieght of the land at B relative to A . If the reading at B is greater than at A ( gif 5.1.b) , say 3.484 m , then the difference in level would be 3.222-3.484 = -0.262 , and this would repesent a fall in the height of the land at B relative A . Thus , we have that in any two successive staff readings .

 2nd  reading less than 1st  represents a rise

 2nd reading greater than 1st represents a fall

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 surbtracting the fall , e,g , If the level at A is 128.480 m above datum then :

a. Level at B = Level at A + rise = 128.480+ 1.808 = 130.288m above datum

b. Level at B = Level at A -fall = 128.480-0.262 = 128.218m above datum

 Việc đo ngắm  cơ bản là xác định chênh cao giữa hai điểm khác nhau . Xét 2 điểm A,B được biểu diễn như hình 5.1 . Giả sử Đặt máy thủy chuẩn chính xác , sau đó đọc số trên mia được dựng tại A, B và ngược lại .nếu số đọc A,B lần lượt là 3,222m và 1,414m , thì chênh cao giữa hai điểm A,B là đoạn AC= 3,222-1,414m=1,808m và điều này miêu tả độ cao tăng lên tương đối của nền đât A và B . Nếu số đọc trên B lớn hơn ở A giả sử là 3,484m và điều này thể hiện sự thấp hơn về độ cao của mặt đất B so với A , vì vậy ta có hai trường hợp đọc mia:

Số đọc thứ 2 nhỏ hơn số đọc 1 thì thể hiện độ cao tăng dần

Số đọc thứ 2 lớn hơn số đọc 1 thì thể hiện độ cao giảm dần

Nếu trong thực tế độ cao của 1 trong hai điểm đã biết thì có thể tìm bằng cách cộng thêm số tăng hoặc trừ đi số giảm . Ví dụ nếu lấy độ cao A = 128.480m thì :

a. chiều cao tại B= chiều cao A + số tăng = 128.480+1.808 m=130.288m

b. chiều cao B= chiều cao A + số giảm  = 128.480-0.262=128.218m

5.2 Users of levelling :

 Apart from the general problem of determining the difference in level between two points , wich has already beam dealt with , the main uses of levelling are :

1. The taking of ligitudinal sections

2. Cross-section

3. Contouring

4. Setting out levels

 Ứng dụng của việc đo thủy chuẩn : nhìn chung vấn đề xác định chênh cao giữa hai điểm , cái mà đã được đề cập ở trên , các ứng dụng chính của việc đo đạc là :

1.  đo các mặt cắt dọc

2. mặt cắt ngang

3. đường đồng mức

4. bố trí độ cao

5.2.1 Longitudinal :

 An example of such a section has been given ing fig 5.2 from wich is will be seen 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 proposed work , e.g . the centre line of railway road or canal . Staff reading to 0.01 m should be generally for this purpose

 The accuracy with which  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 . As a general basis , howere , levels should be taken at

- Every 20m

- Points at which the gradient changes , e.g .top and bottom of banks

- Edges of natural features suhc as ditches , ponds , etc .

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

 The following points should be borned in mind during the actual levelling , particularly when levelling long section , to advoid build up of error :

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

- Try to keep backsights and foresight equal in length to minnimize errors which will occur if the line of collimation is not parallel to bubble tube axis

- Take the final foresight n a bench mark or better close back on the starting point

  Một ví dụ về mặt cắt trong hình 5.2 mà nó sẽ thực hiện bề mặt tự nhiên trên giấy mô tả các đối tượng trên bề mặt dọc theo 1 đường thẳng , mặc dù không phải lúc nào , trục đường tự nhiên hoặc đề xuất công việc ví dụ như trục đường xe lửa hay kênh mương . Số đọc trên mia tới 0.01m phù hợp với mục đích này.

 Độ chính xác của các đối tượng mặt đất được thể hiện trên mặt cắt là phụ thuộc vào khoảng cách giữa hai điểm đặt mia , và sự quay vòng này phụ thuộc vào tỷ lệ của mặt cắt . Tuy nhiên , về mặt cơ bản , mặt thủy chuẩn sẽ được thực hiện :

- 20 m một

- các thay đổi về độ dốc như đỉnh hay đáy của dải đất

- mép của các đặc trưng tự nhiên như rãnh nước , ao  ...

Mặt cắt thường được vẽ với tỷ lệ bóp méo , thường thực tế đo vẽ tỷ lệ 1/500 đối với chiều ngang và 1/100 với chiều dọc .

 Trong suốt quá trình đo thủy chuẩn cần chú ý , đặc biệt khi đo thủy chuẩn mặt cắt dọc , tránh thiết lập các sai số :

- bắt đầu từ mốc độ cao  cấp cao nếu có thể , và sử dụng mốc bất kỳ gần đó , trong phạm vi chiều dài được chấp nhận.

- cố gắng giữ chiều dài tia ngắm sau bằng chiều dài tia ngắm trước để sai số là tối thiểu , cái mà xảy ra khi tia ngắm nằm ngang không song song với trục ống thủy .

- thực hiện tia ngắm trước cuối cùng về điểm mốc hay tốt hơn cả là khép nó về điểm bắt đầu đo .

5.2.2: Cross-Sections :

 Works of narrow width such as xewers and pipelines require only one line of levelx along the centre line of the proposed trench , since there will generally be little change of the ground surface level over the proposed width . 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 oobtained by taking cross-sections at right angles to the centre line . 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 .

 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 ketp compact by judicious choice of datum or  base height . 

 Thực hiện trên phạm vi hẹp như cống rãnh và đường dẫn nước yêu cầu chỉ 1 đường độ cao dọc theo trục đường của rãnh đề xuất . từ đó thường sẽ có 1 chút thay đôi về độ cao của bề mặt đất trong phạm  vi đề xuất . Tuy nhiên rộng hơn là đường , đường sắt , đê đắp cao ... sẽ cần thiết sử dụng các cạnh trên mặt đất của trục đường và thông tin liên quan tới độ cao tương đối trên mặt đất được thu bằng mặt cắt ngang vuông góc với trục đường . khoảng cách giữa mặt cắt phụ thuộc vào các đối tượng tự nhiên mặt đất , nhưnng việc san gạt được tính đến là hằng số. 

5.2.3. Contouring :

 A contour is a line joining points of equal altitude . Contours lines are shown an plans as dotted lines , often in distinctive corlour , overlaying the details . The vertical distance between successive contuors is known as the vertical interval , and the value of this depends on the scale of the plan and the use to photogrametric methods for the planning of highway project many have contours at 5m intevals .

 As regards the interpretation of contours , when they are close together , steep gradients exist , and as they open , the gradients flatten . A contour line must make a closed circuit even though not within the area covered by the plan .

 Đường đồng mức là đường thẳng nối các điểm có cùng độ cao . Đường đồng mức biểu diễn trên bình đồ như những đường rải rác , thường các màu riêng biệt , đi qua các điểm chi tiết . Khoảng cách đúng giữa hai đường đồng mức liền kề được biết như là khoảng cao đều .  và giá trị của khoảng cao đều phụ thuộc vào tỷ lệ của bình đồ và sử dụng như bình đồ được vẽ . ví dụ , bình đồ khảo sát 1/5000 bằng phương pháp đo ảnh cho dự án đường cao  tốc có thể có đường đồng mức với khoảng cao đều 5m

 Như phép nội suy đường đồng mức có liên quan khi chúng gần nhau , các dốc tồn tại and chúng được mở , các dốc được hạ độ dốc . đường đồng mức phải tạo thành đường khép kín ngay cả khi trong khu vực không được bao phủ bởi bình đồ .

5.2.4. Gridding :

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

 Lưới ô vuông là phương pháp hoàn hảo cho vùng đất tương đối bằng phẳng , đặc biệt trên vùng đất nhỏ . Hình vuông cạnh 10* 20 m bố trí( yêu cầu độ chính xác phù hợp ) tạo ra 1 lưới ô vuông và độ cao được lấy ở các góc.