MÁY THỦY BÌNH LÀ GÌ?
Trong đo đạc địa chất, máy thủy
bình là một trong những dụng cụ đo đạc chuyên dụng không thể thiếu, là một loại
máy sử dụng phương pháp đo cao hình học là đo bằng nguyên lý tia ngắm nằm ngang
và song song với mặt nước biển để đo sự chênh lệch độ cao giữa các điểm trên mặt
đất, nghĩa là đo chênh cao, đo khoảng cách, như đo đạc trong thi công phân xưởng,
đường bộ, san lấp mặt bằng, cao độ sàn và dẫn cao độ phục vụ cho đo vẽ thành lập
bản đồ.
Ngày nay, máy thủy bình không
còn xa lạ đối với các chuyên gia đo đạc địa chất, xây dựng vì được sử dụng phổ
biến, rộng rãi, như là một công cụ hỗ trợ và cần thiết trong công tác đo đạc,
xây dựng, quan trắc tại các công trình xây dựng, giao thông vận tải hay để thiết
lập bản đồ bằng dẫn cao độ.
Máy thủy bình sử dụng với các
thao tác đo dễ dàng, đơn giản, dễ sử dụng và nhanh chóng đưa ra các số đo chính
xác nên máy thủy bình được xem là công cụ thuận tiện và ngày càng được sử dụng chuyên
dụng trong các công trình xây dựng, đo đạc địa chất và quan trắc và cũng trở
nên thân thiết với người sử dụng.
Khi sử dụng máy thủy bình để
đo chính xác chênh lệch độ cao giữa các điểm trên mặt đất điều này còn phụ thuộc
vào độ nhạy bén của ống thăng bằng dài và độ phóng đại của ống kính.
CẤU TẠO CỦA MÁY THỦY BÌNH
Thành phần cấu tạo của máy thủy
bình gồm 3 bộ phận chính: bộ phận ngắm, bộ phận cân bằng máy, bộ phận cố định
máy.
+ Bộ phận ngắm: ống kính, thị
kính, vật kính và ốc điều quang. Ống kính máy thủy bình tương tự như ống kính
máy kinh vĩ nhưng độ phóng đại ống kính máy thủy bình lớn hơn và không có bàn độ
đứng, trục ngắm ống kính máy thủy bình luôn đưa về phương nằm ngang.
+ Bộ phận cân bằng: được cho
là bộ phận đặc trưng cho các loại máy thủy bình quang học và tùy loại máy mà có
thể cân bằng thủ công nhờ vít nghiêng, ống thủy dài hoặc cân bằng tự động.
Ngoài 3 ốc cân bằng và ống thăng bằng tròn thì máy còn có ông thăng bằng dài,
có hoặc không có vít nghiêng; hoặc không có ống thăng bằng dài mà thay vào đó
là bộ phận tự chỉnh tiêu ngắm nằm ngang, có thể là gương reo, lăng kính treo.
Ngoài ra, các chuyên gia đo đạc còn
đặt thêm một hệ thống quang học bên cạnh ống kính để đưa bọt thủy của ống thăng
bằng dài vào giữa chính xác và thuận tiện, đồng thời nhìn được ảnh hai nửa đầu
bọt nước. Nếu hai nửa đầu bọt nước chập nhau thành hình parabol thì có nghĩa là
bọt thủy đã nằm giữa. Tránh lãng phí thời gian cân máy, và nâng cao hiệu suất
trong công tác đo cao, các chuyên gia còn chế tạo ra loại máy thủy bình tự động
có bộ phận với chức năng tự cân bằng đường ngắm, bộ phận này sẽ tự hiệu chỉnh
để tạo ra đường ngắm nằm ngang và khi đó ống thăng bằng tròn trong loại máy này
chỉ còn giữ vai trò đặt máy vào vị trí tương đối nằm ngang và độ chính xác của
máy chỉ phụ thuộc vào độ chính xác của bộ phận tự cân bằng, không còn phụ thuộc
vào độ nhạy của ống thăng bằng.
+ Bộ phận cố định: là bộ phận nằm cố định trong máy có
chức năng hỗ trợ tương quan để máy đo được chính xác và các số liệu đo luôn ổn
định.
Một
bộ máy thuỷ bình tiêu
chuẩn sẽ gồm có các thiết bị sau:
· Máy thuỷ bình
· Chân máy
· Hộp đựng máy
· Mia nhôm (3m, 5m hoặc mia mã vạch với
máy thuỷ bình điện tử)
· Quả dọi
· Bộ vệ sinh và hiệu chỉnh máy
· Sách hướng dẫn sử dụng
PHÂN LOẠI MÁY THỦY BÌNH
Để
phân loại máy thủy bình, các chuyên gia thường phân loại dựa vào nguyên lý hoạt
động và độ chính xác.
Theo Nguyên Lý Hoạt Động
Theo
nguyên lý hoạt động thì máy thủy bình được chia thành 2 loại:
+
Máy thủy bình tự động: máy thủy bình tự động đo độ cao theo tia ngắm nằm ngang
và được sử dụng trong xây dựng lưới cao độ, san lấp mặt bằng và truyền dẫn cao
độ.
Máy thủy bình tự động được sử dụng vào
các công việc sau:
* Đối với thi công xây dựng công trình,
máy thủy bình có chức năng lập lưới khống chế độ cao; kiểm tra độ phẳng và độ
dày của sàn thi công; kiểm tra, đo đạc quan trắc độ lún của công trình.
* Giúp cho người sử dụng triển khai các
mốc độ cao từ bản vẽ thiết kế ra hiện trường thực tế.
* Truyền độ cao từ mặt bằng cơ sở lên các
tầng.
+
Máy thủy bình điện tử hoặc máy thủy bình laser: máy thủy bình điện tử có tính
năng thiết lập các giá trị độ cao vật lý, làm đường bình độ cho địa hình cần
xác định hoặc tính toán chênh lệch độ cao giữa các địa hình, địa vật, cụ thể
như sau: dùng máy thủy bình để truyền cao độ giữa 2 điểm A, B, ví dụ: để xác
định độ chênh cao giữa A và B, máy thủy bình ngắm và đọc số mia tại vị trí A
(a) và vị trị B (b), sau đó lấy a – b = c, sẽ có được độ chênh cao giữa A, B,
rồi lấy độ chênh cao c cộng với cao độ 1 trong 2 điểm, sẽ có được cao độ của
điểm còn lại.
Theo Độ Chính Xác
+ Độ
chính xác thấp:
+
Độ chính xác trung bình:
+
Độ chính xác cao:
Theo Chức Năng
+ Thủy bình tự động đo thông thường
+ Thủy bình tự động đo chính xác cao: loại này
thường được sử dụng trong việc đo lún, đo lưới hạng cao nhà nước.
CÔNG DỤNG CỦA MÁY THỦY BÌNH
Máy thủy bình được dùng trong công tác đo đạc trắc địa,
được ứng dụng trong địa chất, xây dựng, đo đạc.
Máy thủy bình có chức năng chính là được dùng để đo độ
cao, độ góc, độ xa của một điểm nào đó bất kỳ, hay để so sánh vị trí độ cao
giữa 2 điểm với mức độ chính xác lên đến vài milimet,
Cụ thể như sau:
+ Dùng để truyền cao độ giữa 2 điểm A, B
Dùng máy thủy bình để truyền cao độ giữa 2 điểm A, B, ví
dụ: để xác định độ chênh cao giữa A và B, người dùng sử dụng máy thủy bình ngắm
và đọc số mia tại vị trí A (a) và vị trị B (b), sau đó lấy a – b = c, sẽ có
được độ chênh cao giữa A, B, rồi lấy độ chênh cao c cộng với cao độ 1 trong 2
điểm, sẽ có được cao độ của điểm còn lại.
+ Xác định cao độ của một vị trí
Máy thủy bình dùng để xác định cao độ của
một vị trí bằng cách áp dụng phương pháp truyền cao độ cho các bài toán
trắc địa yêu cầu độ chính xác cao như dẫn tuyến thuỷ chuẩn từ các điểm
gốc về chân công trình hoặc dùng trong các công tác quan trắc lún,…
có thể kể tới rất nhiều ứng dụng trong trắc địa nhờ phương pháp đo cao này,
được gọi là đo cao hình học.
+ Đo khoảng cách từ máy đến mia
Với hệ thống chỉ chữ thập khắc chính xác, chúng ta có thể
xác định khoảng cách từ máy tới vị trí đặt mia với độ chính xác hàng cm. Máy
thủy bình đo khoảng cách bằng lưới chỉ chữ thập.
Theo công thức d = (a - b)100 (a là
số đọc chỉ trên, b là số đọc chỉ dưới, 100 là hằng số nhân)
+ Đo góc
Kết quả đo góc này thường được lấy làm phương
hướng sơ bộ nhằm xác định hướng dễ dàng hơn cho người đo. Độ chính xác
kết quả đo góc bằng thiết bị trắc địa này là 30”.
+ Đo quan trắc
lún
Trong
thực tế sản xuất, đo cao hình học là phương pháp sử dụng phổ biến nhất trong
quan trắc độ lún. Loại máy thuỷ bình sử dụng trong công tác đo quan trắc
lún là loại có độ chính xác cao như: Leica NA2, Leica NAK2.
LĨNH VỰC SỬ DỤNG
Máy thủy bình được áp dụng nhiều
trong xây dựng lưới độ cao của ngành trắc địa,
địa chính hoặc dùng trong dẫn truyền độ cao. Ngoài ra nó
còn được sử dụng trong công tác truyền dẫn cao độ điểm, san lấp mặt bằng trong
xây dựng, quan trắc lún công trình, đo đạc trong thi công nhà xưởng, đường
xá, dẫn cao độ phục vụ cho đo vẽ thành lập bản đồ.
· Lĩnh vực xây dựng: máy thuỷ bình dùng để
xác định cao độ dầm sàn, bulong, chuyển cao độ thiết kế ra thực địa….
· Lĩnh vực thi công hạ tầng: đường
giao thông...
· Lĩnh vực xây dựng lưới: máy thuỷ bình là
thiết bị không thể thiếu trong việc xây dựng lưới khống chế độ cao.
· Đo quan trắc lún các công trình.
· San lấp mặt bằng.
So với phương pháp thủ công tốn nhiều thời
gian và công sức thì ngày nay, máy thủy bình luôn là lựa chọn hàng đầu bởi tính
chính xác cũng như thuận lợi trong công việc, tăng năng suất công việc rất
nhiều.
CÁC LOẠI MÁY THỦY BÌNH SỬ DỤNG HIỆN NAY
2 loại máy thủy bình được sử dụng phổ biến
và thông dụng nhất hiện nay, gồm:
+ Máy thủy bình tự động NA2-NAK2-Leica,
Nikon AX-2S, AC-2S, AS-2C, Pentax Ap-281, …
+ Máy thủy binìh điện tử:
Dini-Trimble, Sprinter-Leica, …
CÁC
LOẠI MÁY THỦY BÌNH ĐƯỢC SỬ DỤNG NHIỀU NHẤT TẠI VIỆT NAM
Các dòng máy thủy bình
được sử dụng rộng rãi và phổ biến tại Việt Nam, cụ thể của các hãng như: Leica,
Topcon, Sokkia, Pentax, Nikon, Geomax…
Các dòng máy thủy bình sẽ có cho mình
những đặc tính riêng biệt, nổi trội, thông số đo, độ chính xác khác nhau.
Và Mia đo cao luôn được sử dụng song song và
đi kèm với máy thủy bình, vì mia là một loại thước được sử dụng trong đo cao
hình học, loại thước này có khắc vạch, và độ dài thường từ 2m đến 5m. Mỗi loại
máy thủy bình sẽ sử dụng các loại mia khác nhau. Ví dụ như: máy thủy bình tự
động thường dùng các loại mia thông dụng nhất trong đo cao thông thường, như
mia thường rút dài 3m - 4m - 5m; dùng trong đo lưới khống chế thì sử dụng mia
thường 1 đoạn dài 2m – 3m và đây; dùng trong đo quan trắc lún, đo chính xác sao
thì sử dụng mia Invar 1 đoạn 2m, 3m. Còn mia dùng trong máy thủy bình điện tử
thường là 2 loại mia sau: Mia mã vạch thường rút dài 3m – 5m và Mia mã vạch
invar 1 đoạn dài 2m.
Nhận xét
Đăng nhận xét