NHỮNG KIẾN THỨC CƠ BẢN VỀ CÔNG TÁC ĐO ĐẠC TRONG XÂY DỰNG

Khi c qua ti liu ny, nu phỏt hin sai sút hoc ni dung kộm cht lng xin hóy thụng bỏo chỳng tụi sa cha hoc thay th bng mt ti liu cựng ch ca tỏc gi khỏc Ti li u ny bao g m nhi u ti li u nh cú cựng ch bờn nú Ph n n i dung b n c n cú th n m gi a ho c cu i ti li u ny, hóy s d ng ch c nng Search tỡm chỳng Bn cú th tham kho ngun ti liu c dch t ting Anh ti õy: http://mientayvn.com/Tai_lieu_da_dich.html Thụng tin liờn h: Yahoo mail: thanhlam1910_2006@yahoo.com Gmail: frbwrthes@gmail.com Khi c qua ti liu ny, nu phỏt hin sai sút hoc ni dung kộm cht lng xin hóy thụng bỏo chỳng tụi sa cha hoc thay th bng mt ti liu cựng ch ca tỏc gi khỏc Ti li u ny bao g m nhi u ti li u nh cú cựng ch bờn nú Ph n n i dung b n c n cú th n m gi a ho c cu i ti li u ny, hóy s d ng ch c nng Search tỡm chỳng Bn cú th tham kho ngun ti liu c dch t ting Anh ti õy: http://mientayvn.com/Tai_lieu_da_dich.html Thụng tin liờn h: Yahoo mail: thanhlam1910_2006@yahoo.com Gmail: frbwrthes@gmail.com NHểM XY DNG QUY CHUN CễNG NGH NH CAO TNG NHNG KIN THC C BN V CễNG TC O C TRONG XY DNG Trng nhúm : Thnh viờn: PGS Lờ Kiu , TS ỡnh c TS Trnh Quang Vinh TS Ngụ Vn Hi Ths Nguyn Vn Minh I NHIM V CA CễNG TC TRC A TRONG XY DNG Trc a l mt khõu cụng vic rt quan trng ton b quỏ trỡnh xõy dng cụng trỡnh Trong giai on hin nay, cỏc nh mỏy, xớ nghip cụng ngh cao u bao gm cỏc dõy chuyn sn xut rt hin i liờn h vi mt cỏch cht ch, chớnh xỏc vỡ vy ũi hi v mt chớnh xỏc i vi cụng tỏc trc a khụng ngng tng cao Trong xõy dng dõn dng, thu li v giao thụng ti cng tng t nh vy Vic xõy dng hng lot cỏc nh cao tng cỏc thnh ph ln, vic xõy dng cỏc cu ln bng cụng ngh ỳc hng, cỏc cụng trỡnh u mi thu li, thu in u t nhng yờu cu rt mi v chớnh xỏc i vi cụng tỏc trc a Nhim v ch yu ca cụng tỏc trc a xõy dng l: m bo cho cụng trỡnh c xõy dng ỳng kớch thc hỡnh hc v ỳng v trớ thit k Ch hai yờu cu c bn ny c ỏp ng thỡ cụng trỡnh mi cú th hnh an ton thc hin c cỏc nhim v trờn õy cn phi tin hnh cỏc cụng on sau: - Cụng tỏc kho sỏt a hỡnh - Thnh lp li khng ch c s phc v b trớ cụng trỡnh - Thc hin cụng tỏc b trớ chi tit cụng trỡnh - Kim tra v trớ v cỏc kớch thc hỡnh hc v thng ng (hoc dc ca cỏc hng mc cụng trỡnh) - Quan trc chuyn dch cụng trỡnh Do yờu cu v chớnh xỏc ca cỏc cụng tỏc trc a a hỡnh ngy cng tng cao cng vi cỏc iu kin o c trờn mt bng xõy dng thng khú khn hn so vi cỏc iu kin o c trc a thụng thng vỡ phi thc hin vic o c mt khụng gian cht hp, cú nhiu thit b v phng tin ti hot ng gõy cỏc chn ng v cỏc vựng khớ hu cú gradient nhit ụi rt ln Trong iu kin nh vy, nhiu mỏy múc trc a thụng thng khụng ỏp ng c cỏc yờu cu chớnh xỏc t Vỡ lý trờn nờn xõy dng thng phi s dng cỏc thit b hin i cú chớnh xỏc v n nh cao v ụi phi ch to cỏc thit b chuyờn dựng i ụi vi vic nõng cao cht lng cụng tỏc trc a cụng trỡnh trờn cỏc mt bng xõy dng cn cú cỏc cỏn b t giỏm sỏt chuyờn sõu v trc a Cng nh cỏc cỏn b t giỏm sỏt thuc cỏc b mụn khỏc, cỏc cỏn b t giỏm sỏt v trc a cú nhim v thay mt bờn A giỏm sỏt cht lng thi cụng cụng tỏc trc a ca cỏc nh thu trờn cụng trỡnh v t cho cỏc cỏn b k thut trc a ca cỏc nh thu v gii phỏp k thut hon thnh tt cỏc nhim v t gúp phn m bo cho vic thi cụng xõy dng cụng trỡnh ỳng tin vi cht lng cao nht II CC H TO DNG TRONG XY DNG Trong xõy dng v trớ ca cỏc hng mc cụng trỡnh, cỏc kt cu u c cho trờn cỏc bn v thit k bng cỏc giỏ tr to X, Y, H ú to X v Y xỏc nh v trớ ca mt im trờn mt phng, H l cao ca im ú so vi mt mt chun no ú Mt chun ny cú th l mt nc bin dựng h cao nh nc (sea level) nú cng cú th l mt t trung bỡnh ca mt bng thi cụng xõy dng (ground level) hoc cao theo mt phng c quy nh l ( ca nh mỏy hoc cụng trỡnh (plan level) Hin thc t xõy dng cú hai h thng to c s dng ú l: h to c lp v h to quc gia H to c lp 1.1 Cỏch dng h to c lp H to c lp hay cũn gi l h to qui c hay h to gi nh c xỏc lp bi hai ng thng vuụng gúc vi nhau, trc ng ký hiu l Y (trc tung), trc ngang ký hiu l X (trc honh) Giao im ca hai trc ny (thng ký hiu l O) gi l gc to (H.II.1.1) Với hệ trục toạ độ nh- trên, điểm P mặt phẳng đ-ợc xác định cặp số thực (x,y) - khoảng cách từ điểm xét tới trục t-ơng ứng, gọi toạ độ phẳng vuông góc của Trong cặp số thực giá trị hoành độ x đ-ợc viết tr-ớc tung độ y đ-ợc viết sau H.II.1.1 Hệ toạ độ độc lập 1.2 Tớnh cht ca h to c lp H to c lp cú mt s tớnh cht quan trng sau õy: a H to c lp cú th c nh hng tu ý mt phng Vỡ õy l h to c lp nờn ban u chỳng ta cú th nh hng mt hai trc (X hoc Y) mt cỏch tu ý Thụng thng ngi ta thng nh hng trc X hoc Y song song hoc vuụng gúc vi trc chớnh ca cụng trỡnh Vi cỏch nh hng cỏc trc to nh vy vic tớnh toỏn to ca cỏc im trờn mt bng s tr nờn n gin rt nhiu b Gc to ca h to c lp cú th c chn tu ý Thc cht ca ny l sau chỳng ta ó chn nh hng cho cỏc trc to chỳng ta cú th tnh tin chỳng i mt lng tu ý Thụng thng ngi ta thng tnh tin gc to xung im thp nht gúc bờn trỏi v phớa di ca cụng trỡnh v gỏn cho nú mt giỏ tr to chn Vi gc to nh vy thỡ giỏ tr to ca tt c cỏc im trờn mt bng xõy dng u mang du (+) iu ny hn ch c cỏc sai lm vic tớnh toỏn v ghi chộp to ca cỏc im 1.3 Phm vi ng dng ca h to c lp H to c lp rt tin li nhng nú ch cú th c s dng mt phm vi hp khong vi km2 tr li tc l khuụn kh mt khu vc nh m ú mt cu ca trỏi t cú th coi l mt phng Trong cỏc khu vc cú quy mụ ln hn s khụng s dng h to qui c c m phi s dng h to quc gia H to quc gia 2.1 Thit lp h to quc gia H to quc gia l h to thng nht s dng chung phm vi ton quc Trc nm 2000 nc ta s dng h to HN72, elipxoit WGS-84, li chiu Gauss Kriugher T nm 2000 tr li õy chỳng ta chuyn sang s dng h to VN-2000 li chiu UTM Vỡ trỏi t ca chỳng ta l hỡnh cu ú cỏc bn v thit k cụng trỡnh xõy dng, cỏc bn a hỡnh vv u c th hin trờn mt mt phng l mt t giy vỡ vy ngi ta phi chiu mt t lờn mt mt phng Trong h to HN-72 chỳng ta s dng phộp chiu Gauss Kriugher õy l phộp chiu hỡnh tr ngang ng gúc, ngha l biu din mt t trờn mt phng ngi ta lng trỏi t vo mt hỡnh tr ngang cú ng kớnh ỳng bng ng kớnh ca trỏi t (Hỡnh II.2.2a) H.II.2.1 Phộp chiu hỡnh tr ngang Nh vy trỏi t s tip xỳc vi hỡnh tr ny v giao ca mt hỡnh tr s l ng trũn, ng trũn ny i qua hai cc ca trỏi t v c gi l kinh tuyn trc biu din cỏc im ca mt t lờn mt phng trc tiờn ngi ta chiu t tõm trỏi t mt hỡnh tr sau ú m tri hỡnh tr chỳng ta s c mt phng D nhiờn vi cỏch chiu nh trờn thỡ ch cú cỏc im nm trờn kinh tuyn trc l khụng b bin dng cũn li tt c cỏc im khỏc u b bin dng Cỏc im cng cỏch xa kinh tuyn trc cng b bin dng nhiu hn ch bin dng biu din mt t lờn mt phng ngi ta ch chiu riờng tng phn mt t lờn mt phng Thụng thng ngi ta chia mt t bng cỏc ng kinh tuyn thnh cỏc mỳi cú b rng 60 (hoc 30) v ln lt chiu cỏc mỳi ny lờn mt phng ta s c hỡnh dng b mt trỏi t biu din trờn mt phng h.II.2b A B H to vuụng gúc c bn ca nc ta c thit lp trờn c s phộp chiu hỡnh tr ngang vi mỳi chiu 6(, hai trc to c bn c chn l hỡnh chiu ca kinh tuyn trc (trc ng, ký hiu l X) v hỡnh chiu ca ng xớch o (trc ngang, ký hiu l Y) Nh vy ký hiu cỏc trc to h to quc gia ngc vi ký hiu m chỳng ta thng dựng Mt s nc trờn th gii ký hiu trc ng l trc N (hng bc) v trc ngang l E (hng ụng) trỏnh nhm ln Nu gỏn giỏ tr X0=0,Y0=0 choH.II.2.3 giao im ca kinh tuyn trc v H.II.2.2 Hệ toạ độ vuông góc quốc gia Biến dạng l-ới chiếu UTM ng xớch ao thỡ ton b cỏc im nm phớa tõy ca kinh tuyn trc s cú giỏ tr Y(E) mang du (-) trỏnh iu ny ngi ta gỏn cho im O giỏ tr Y0 = 500.000m Nh vy tt c cỏc im s cú giỏ tr to (+) iu ny trỏnh c phin phc v nhm ln ghi chộp v tớnh toỏn H to vuụng gúc chỳng ta xột trờn õy chớnh l h to HN72 Ton b lónh th nc ta (k c phn thm lc a) gm mỳi 6( vi kinh tuyn trc 105, 111 v 117 gim bin dng ngi ta cũn s dng cỏc mỳi 3( vi kinh tuyn trc 105( , 108( , 111(, 114( v 117( Cỏc s liu to ca cỏc im khng ch nh nc v cỏc bn a hỡnh u tng cc a chớnh qun lý thng nht Khi cp to ngoi cỏc giỏ tr to x v y ca cỏc im bao gi ngi ta cng cp thờm cỏc thụng tin nh kinh tuyn trc v li chiu ca h to ang dựng H to VN-2000 m chỳng ta s dng hin thc cht cng l phộp chiu hỡnh trc ngang Phộp chiu ny ch khỏc phộp chiu Gauss ch l h s chiu di kinh tuyn trc m0 khụng phi bng 1,000 nh phộp chiu Gauss m bng 0,9996 ngha l kinh tuyn trc chiu di o trờn bn v s nh hn chiu di thc trờn mt t Trong phộp chiu ny cú hai v trớ A v B khụng b bin dng, cỏc im nm gia A v B cú bin dng õm (kớch thc ca cỏc i tng trờn bn v nh hn kớch thc ca chỳng trờn mt t ) ngc li cỏc im nm ngoi A v B cú bin dng dng ngha l kớch thc o trờn bn v s ln hn kớch thc trờn mt t ú i vi phộp chiu Gauss tr cỏc im nm trờn kinh tuyn trc tt c cỏc v trớ khỏc kớch thc ca cỏc yu t trờn bn v u ln hn kớch thc thc t trờn mt t bin dng phộp chiu c xỏc nh theo cụng thc: Trong ú ym l giỏ tr to y trung bỡnh ca on thng ang xột R- Bỏn kớnh ca trỏi t (R = 6371km) Cú th coi phộp chiu UTM dựng h to VN-2000 hin l phộp chiu hỡnh tr ngang tng quỏt vi h s chiu di m =, ú m0 l h s chiu di ti kinh tuyn trc (m0=1 phộp chiu Gauss Kriugher dựng h to HN-72) T õy chỳng ta cú th rỳt mt tớnh cht c bit ca h to Nh nc ú l h s chiu di ti cỏc im khỏc trờn mt t l khụng ging Tớnh cht ny ca h to nh nc gõy rt nhiu phin toỏi cho ngi s dng c bit l nhng ngi khụng hiu tht s sõu sc v h to ny 2.2 Nhng trc trc thng gp phi s dng h to nh nc trờn cỏc cụng trỡnh xõy dng Thụng thng lp d ỏn xõy dng mt cụng trỡnh no ú ch yu u t thng yờu cu mt c quan o c thc hin cụng tỏc o c kho sỏt trc a - a hỡnh ly s liu lp bỏo cỏo kh thi v phc v thit k cụng trỡnh i vi cụng trỡnh cú qui mụ nh ngi ta s dng h to c lp, i vi cỏc cụng trỡnh cú qui mụ ln bt buc phi s dng h to quc gia Khi s dng h to quc gia ch u t v c quan thit k khụng am hiu sõu sc v h to ny nờn khụng lu ý n bin dng ca nú dn n khụng cú s tng thớch gió khong cỏch thc trờn mt t v khong cỏch thit k trờn bn v Nu bin dng li chiu quỏ ln thỡ s gõy rt nhiu phin phc quỏ trỡnh thi cụng xõy lp cụng trỡnh Vn rc ri ny thc t chỳng tụi ó phi i mt rt nhiu ln trờn mt s mt bng xõy dng cỏc nh mỏy v cỏc cu ln nc ta Quy phm cụng tỏc trc a xõy dng cú nờu rừ: H to dựng xõy dng phi m bo cho bin dng chiu di li chiu khụng vt quỏ 1/200.000 m bo c iu ny cn phi chn kinh tuyn trc cho hp lý i vi h to VN-2000 hoc HN-72 nờn chn h s chiu di ti kinh tuyn trc m0 =1 v chn li chiu cho khu vc xõy dng nm cỏch kinh tuyn trc khụng quỏ 20km vic tớnh chuyn cú th c thc hin bng mt chng trỡnh chỳng tụi ó lp sn Nh vy m bo bin dng chiu di li chiu khụng vt quỏ 1/200.000 trc ht cn xem xột gớa tr to Y (E) ca cỏc im trờn mt bng xõy dng Nu (Y-500.000) < 20.000 ngha l khu vc xõy dng cỏch kinh tuyn trc khụng quỏ 20km v sai lch chiu di gia im o trờn mt t v chiu di ca nú trờn bn v khụng vt quỏ giỏ tr 1/200000 Ngc li nu (Y-500.000) > 20.000 thỡ cn phi tớnh chuyn to cho kinh tuyn trc i vo gia hoc sỏt mt bng xõy dng Trong xõy dng cỏc tuyn ng giao thụng ụi li xy mt khớa cnh khỏc ú l cựng mt im trờn thc t (thng l ch tip giỏp ca hai nh thu khỏc nhau) nhng to hai nh thu xỏc nh li sai khỏc rt ln iu ny xy hai nh thu s dng hai kinh tuyn trc khỏc gii quyt ny ch cn tớnh chuyn to ca hai nh thu v cựng mt kinh tuyn trc Nhỡn chung nu mt bng xõy dng khụng ln lm thỡ tt nht nờn s dng h to qui c (c lp) Cũn trng hp s dng to quc gia cho cỏc cụng trỡnh xõy dng thỡ cn lu ý n bin dng li chiu ca h to ny III CC BI TON LIấN QUAN N TO CA CC IM Trong thc t xõy dng cỏc cụng trỡnh, quỏ trỡnh lm cụng tỏc t giỏm sỏt cỏc k s xõy dng, k s t giỏm sỏt thng xuyờn phi s dng n to ca cỏc im Di õy chỳng tụi xin gii thiu mt s bi toỏn c bn liờn quan n to ca cỏc im Bi toỏn xỏc nh to ca cỏc im theo chiu di v gúc phng v (bi toỏn thun) xỏc nh to ca cỏc im chỳng ta cn a thờm vo mt khỏi nim mi ú l gúc phng v X Y AB A B D BA X Y Hỡnh III.1.1 Xỏc nh to ca mt im Gúc phng v ca mt on thng l gúc theo chiu kim ng h hp bi hng bc ca h trc to (hoc ng thng song song vi nú) v on thng ang xột Vi on thng AB nh hỡnh III.1, mun xỏc nh phng v ca on AB (ký hiu l (AB ) thỡ t im A ta k mt on thng song song vi trc N v ta cú c gúc phng v (AB nh hỡnh v Gi s ta ng ti im B nhỡn v phớa im A, Theo quy tc núi trờn ta s xỏc nh c (BA bng cỏch k t B mt on thng song song vi trc N nh cỏch lm xỏc nh phng v (AB ta s cú c gúc (BA Gúc (BA gi l phng v ngc ca (AB T hỡnh v ta thy (BA = (AB + 1800 ngha l gúc phng v ngc ca mt cnh no ú bng gúc phng v xuụi ca nú cng thờm 1800 Gi s im A ó bit trc to (NA EA), ngoi chỳng ta cng bit gúc (AB v chiu di SAB Theo hỡnh v ta s cú: XAB = SAB cos AB (2) YAB = SAB sinh AB (N v (E l s gia to ca im B so vi im A To ca im B s c xỏc nh theo cụng thc: XB = XA + XAB (3) YB = YA + YAB Nh vy chỳng ta ó xỏc nh c to ca im B iu kin cn thit xỏc nh c to l phi bit khong cỏch S v gúc phng v ( Khong cỏch S chỳng ta cú th dựng cỏc phng tin o chiu di o cũn vic tớnh gúc phng v chỳng tụi s cp phn sau Bi toỏn xỏc nh gúc phng v v chiu di theo to ca cỏc im (bi toỏn nghch) Bi toỏn ngc rt hay c s dng b trớ cỏc im t bn v thc t Ngoi nú cũn c s dng kim tra, nghim thu cụng trỡnh T cụng thc (2) ta cú X2 = D2cos2 Y2 = D2sin2 D= AB N2 = Arctg E2 E N (4) (5) Sai số phơng pháp : m TH = m 2hng + m 2bốtrí + m 2GPS (5.4.2) Với: mTH - sai số điểm sau đợc chuyển lên mặt sàn thi công mhng - Sai số hoàn nguyên điểm GPS vị trí trục m hng = m d hng + m hng " d 2hng (5.4.3) mbổtí Là sai số trình bố trí máy kinh vỹ thớc thép m Bổtrí = m 2d + m " d2 (5.4.4) mGPS - Sai số chuyển điểm lên sàn thi công máy GPS m d - Sai số đo khoảng cách hoàn nguyên m d - Sai số đo khoảng cách chuyển điểm khống chế bên lại lên mặt sàn thi công m Sai số đo góc hoàn nguyên hng hng m Sai số đo góc chuyển điểm khống chế bên lại lên mặt sàn thi công " - Hệ số quy đổi sang đơn vị radian = 206265 m C phép = n (mm) với n số tầng (5.4.5) Truyền độ cao từ mặt sở lên tầng Hệ độ cao xử dụng cho xây dựng nhà cao tầng Trong xây dựng nhà cao tầng ngời ta thống sử dụng hệ độ cao quốc gia nhng để tiện cho việc thi công ngời ta quy định mặt sàn tầng có độ cao 0,0m (cốt 0,0m) độ cao tất điểm khác nhà tính theo cốt 0,0 tức độ cao tơng đối so với mặt sàn tầng Việc chọn cốt 0,0 cho nhà cao tầng quan thiết kế làm tuỳ thuộc vào quy hoạch cấp thoát nớc khu vực xây dựng Giá trị tơng đơng với độ cao hệ thống độ cao quốc gia cốt 0,0 đợc ghi hồ sơ thiết kế công trình Trớc tiến hành khởi công xây dựng công trình phận trắc địa công trờng phải thực nhiệm vụ dẫn độ cao quốc gia mốc nhà nớc (thấp hạng III hạng IV) Việc dẫn độ cao phải đợc thực từ mốc riêng biệt để có điều kiện kiểm tra, trờng hợp có mốc độ cao khu vực phải tiến hành đo đo Độ cao đợc dẫn với độ xác tơng đơng với thuỷ chuẩn hạng IV vào tất điểm lới khống chế mặt đợc xây dựng Cốt 0,0 đợc đánh dấu sơn đỏ lên địa vật kiên cố mặt để đơn vị thi công tiện sử dụng Ngay sau đổ bê tông cột chịu lực tầng cần phải đánh dấu cốt 0,0 lên cột Truyền độ cao lên mặt xây dựng (bằng điểm riêng biệt) Để truyền độ cao lên tầng thi công ngời ta dùng cách: Dùng máy thuỷ bình mia theo đờng cầu thang truyền độ cao lên tầng thuỷ chuẩn hình học kết hợp với thớc thép treo thẳng đứng Trong xây dựng nhà cao tầng nay, 32 biện pháp thông dụng chắn thuỷ chuẩn hình học kết hợp với thớc thép treo thẳng đứng Sơ đồ chuyền độ cao lên tầng đợc thể hình vẽ dới đây: Hình: 5.5.1 Truyền độ cao lên mặt sàn xây Theo sơ đồ cần sử dụng máy thuỷ bình đặt mặt gốc ( mức sàn ) đặt sàn tầng thứ i cần phải chuyển độ cao lên Thớc thép đợc treo thẳng đứng kéo căng, Đồng thời để hạn chế rung động thớc thép tác động gió, chọn vị trí khuất gió phía công trình để thả thớc thép treo Các vị trí buồng thang máy, giếng gió, khe cầu thang Trong điều kiện ánh sáng nhà không đủ chiếu sáng mia thớc thép đèn pin Máy thuỷ bình mặt sàn gốc đọc số mia dựng điểm mốc độ cao R a1 thớc thép treo b1 Máy thuỷ bình lại đọc số thớc thép treo b2 mia dựng điểm cần chuyển độ cao (M) tầng thứ i a2 Vậy độ cao (HM) tầng thứ i đợc xác định theo công thức: (5.5.1) HM=HR + a1 + (b1 + b2) - a2 Tơng tự nh cần chuyển thêm điểm độ cao độ cao lên tầng thi công thứ i Để tạo điều kiện kiểm tra nâng cao độ xác nh thuận lợi cho việc chuyển độ cao lên tầng Trong trình đo cần đặt máy thuỷ bình mia thớc thép để loại trừ sai số trục ngắm không song với trục ống thuỷ dài Sai số cho phép việc truyền độ cao lên tầng phụ thuộc vào chiều cao tầng cần chuyền độ cao Theo kinh nghiệm Nhật sai số cho phép việc truyền độ cao quy định nh sau: Bảng: 5.5.1 Quy định N sai số truyền độ cao cho phép lên tầng Độ cao công trình H 15 m 5mm 10mm 15mm Sai số cho phép Đo kiểm tra độ cao điểm Việc đo kiểm tra độ cao điểm đợc truyền lên mặt sàn thi công thứ i, đợc tiến hành mốc độ cao thứ khác mặt sàn gốc ( mức sàn ), đồng thời thay đổi chiều cao máy vị trí thớc thép treo Cũng lần lợt lại chuyển độ cao theo phơng pháp thuỷ chuẩn hình học kết hợp với thớc thép treo thẳng đứng Để tạo 33 dạng đờng đo mốc khép mốc thuận lợi cho việc kiểm tra tính toán bình sai nâng cao độ xác 34 Chơng quan trắc chuyển dịch công trình 1 Công tác quan trắc dịch chuyển giai đoạn thi công Quan trắc tợng trồi lún hố móng : Khi xây dựng phần móng nhà cao tầng ngời ta phải lấy khối lợng lớn đất đá dới hố móng áp lực khối đất đá lên bề mặt có độ sâu độ sâu thiết kế hố móng gọi áp lực bề mặt Sau lấy hết đất đá hố móng, không áp lực bề mặt nên hố móng bị trồi lên Trong giai đoạn xây dựng phần móng tải trọng nhà tăng lên sử trồi hố móng giảm Để phân tích trình lún nhà cao tầng cần thiết phải theo dõi đánh giá tợng trồi móng từ mở móng bị dập tắt hoàn toàn Để theo dõi tợng này, trớc mở móng phải tiến hành khoan số lỗ khoan đờng kính từ 100-200mm đến độ sâu thấp hơin mặt móng khoảng 50cm sau để nguyên ống thép đổ bê tông vào ống, đầu có gắn đầu nớc để quan trắc Để xác định độ trồi lên hố móng phải tiến hành quan trắc xác định độ cao mốc trớc sau mở hố móng Đối với nhà cao tầng có diện tích > 2000m đặt mốc, nhà có diện tích nhỏ cần mốc Hiện tợng trồi hố móng xảy với tất loại đất đá, nhiên móng đất khô, rời giá trị trồi lên nhỏ (ở địa bàn Hà Nội quan sát đợc giá trị 3cm) Đối với đất ớt cát giá trị trồi lên lớn (ở địa bàn Hà Nội quan trắc đợc giá trị 5cm, hố móng sâu 4,5cm) Sau lấy hoàn toàn đất đá dới móng ngời ta bắt đầu thi công phần móng tầng ngầm Trong giai đoạn này, tải trọng công trình tăng dần nên mặt hố móng lại lún xuống, phải thờng xuyên kiểm tra độ cao mốc quan trắc Hiện tợng trồi mặt hố móng đợc coi tắt hoàn toàn độ cao mốc quan trắc trở lại giá trị ban đầu sau giai đoạn bắt đầu gắc mốc quan trắc độ lún công trình Quan trắc dịch chuyển ngang bờ cừ Khi xây dựng nhà cao tầng công trình khác thành phố lớn, để bảo vệ công trình xung quanh ngời ta thờng xây dựng bờ cừ bao quanh công trình Trong thực tế loại cừ LASEN loại đợc sử dụng rộng rãi Đây thép có tiết diện hình chữ U dài từ 12m Các cọc cử đợc cắm máy nén rung Sơ đồ cắm cọc cừ đợc thể hình 6-1.1 Hình 6.1.1 Sơ đồ cắm cắm LASEN Hình 6.1.2 Cừ LASEN công trình xây dựng nhà 124 Minh Khai ( Tổng công ty xây lắp máy Việt Nam LILAMA ) Khi cha lấy đất đá từ hố móng áp lực đất đá lên cọc cừ theo phơng cân Sau lấy đất đá cân bị phá với làm cho cọc cừ có xu hớng bị di chuyển nghiêng phía hố móng Giá độ dịch chuyển đạt tới 10cm lớn Vì trình đào hố móng, phận trắc địa phải tiến hành quan trắc dịch chuyển ngang bờ cừ để kịp thời có biện pháp xử lý đảm bảo an toàn cho công trình xây dựng nh công trình lân cận Để quan trắc dịch chuyển ngang bờ cừ sử dụng nhiều phơng pháp nh phơng pháp hớng chuẩn đo góc nhỏ, phơng pháp xác định toạ độ điểm bờ cừ v.v Tuy nhiên phơng pháp có nhợc điểm thao tác lâu, phải tính toán phức tạp rakết Trong trờng hợp kiến nghị sử dụng chơng trình đờng thẳng tham chiếu (Reference Line) đợc cài đặt máy toàn đạc điện tử Hình 6.1.3 Cừ LASEN trình đào hố móng Để thực đợc chơng trình trớc hết bờ cừ cần đánh dấu điểm (Ví dụ M1 M2) vị trí chắn không bị dịch chuyển đào hố móng đơng nhiên nằm phía hố móng, tốt nên song song với trung công trình song song với bờ cừ Đặt máy điểm bất kỳ, khởi động chơng trình Reference Line, ngắm máy lên điểm M1 M2 máy nhận đờng thẳng qua điểm đờng tham chiếu (Reference Line) Tiếp theo đặt gơng lên điểm bờ cừ thực chơng trình Reference Line máy cho trực tiếp đại lợng Std Khoảng cách từ điểm M1 tới chân đờng vuông góc hạ từ điểm đo đến đờng tham chiếu ofs khoảng cách từ điểm quan trắc đến đờng tham chiếu So sánh đại lợng Std ofs lần đo với lần đo nhận đợc giá trị dịch chuyển bờ cừ Ưu điểm chơng trình Reference Line thực nhanh, điểm đặt máy linh hoạt không gò bó cho kết trực tiếp hình ghi vào nhớ máy Nếu sử dụng gơng mini hãng LEICA đạt độ xác khoảng 3mm thích hợp cho trờng hợp Hình 6.1.4 Sơ đồ quan trắc chuyển dịch cừ LASEN chơng trình Reference Line Quan trắc độ nghiêng nhà cao tầng trình thi công Quan trắc độ nghiêng nhà cao tầng giai đoạn thi công gồm công đoạn + Quan trắc vị trí thực tế trục chi tiết kết cấu độ nghiêng công trình + Quan trắc độ nghiêng thực tế hệ khung Quan trắc vị trí thực tế trục chi tiết kết cấu độ nghiêng công trình Nh nêu phần không trùng khít trục tầng chiếu xuống tầng (mặt sở) Trong giai đoạn thi công, độ nghiêng công trình xuất sai số ngời thi công gây nên việc kiểm tra độ nghiêng trình thi công (hay quan trắc độ nghiêng) thực tế xác định vị trí trục kết cấu so với vị trí chúng mặt sở Việc quan trắc đợc thực thiết bị đo thông thờng nh thớc thép kiểm định, máy toàn đạc điện tử Quan trắc độ nghiêng thực tế hệ khung Sau kiểm tra vị trí trục cấu kiện cần tiến hành quan trắc độ nghiêng thực tế hệ khung nhà Việc tốt nên sử dụng máy toàn đạc điện tử có chế độ đo trực tiếp không cần gơng Vị trí đo thờng góc nhà điểm đặc trng nhà Kết quan trắc độ nghiêng thực tế toàn nhà CT3 CT4 khu đô thị Mễ Trì Hà Nội (tầng tầng 6) thực máy toàn đạc điện tử TRIMBLE 5602 DR 300+ Mỹ đợc thể bảng sau: Bảng 6.2.1 Kết đo độ nghiêng từ tầng 1(Cốt 0.00) đến tầng 03 nhà CT4-2 Vị trí đo Cốt 0.00 Tầng 03 +9.60 N(m) E(m) Độ nghiêng tổng hợp Điểm đo số Hớng nghiêng (Tầng 03 so với cốt 0.00) N 0.000 -0.020 0.000 0.000 0.020 E 0.020 Điểm đo số Cốt 0.00 Tầng 03 +9.60 Cốt 0.00 Tầng 03 +9.60 Cốt 0.00 Tầng 03 +9.60 Cốt 0.00 Tầng 03 +9.60 Cốt 0.00 Tầng 03 +9.60 N 0.000 -0.032 0.000 0.000 0.000 -0.013 Điểm đo số 0.000 -0.012 0.018 0.000 -0.031 Điểm đo số 0.000 -0.029 0.042 0.000 +0.006 Điểm đo số 0.000 +0.010 0.012 0.000 -0.009 Điểm đo số 0.000 +0.013 0.016 0.032 E 0.032 N E 018 N E 042 N E 012 N 016 E Bảng 6.2.2 Kết đo độ nghiêng từ tầng 1(Cốt 0.00) đến tầng 06 nhà CT4-2 Vị trí đo N(m) Cốt 0.00 Tầng 06 +18.60 0.000 +0.015 Độ nghiêng tổng hợp Điểm đo số 0.000 +0.033 0.036 0.000 -0.053 Điểm đo số 0.000 +0.020 0.057 0.000 -0.027 Điểm đo số 0.000 +0.008 0.028 0.000 -0.005 Điểm đo số 0.000 +0.035 0.035 0.000 +0.006 Điểm đo số 0.000 +0.023 0.024 0.000 -0.005 Điểm đo số 0.000 0.000 0.005 Cốt 0.00 Tầng 06 +18.60 Cốt 0.00 Tầng 06 +18.60 Cốt 0.00 Tầng 06 +18.60 Cốt 0.00 Tầng 06 +18.600 Cốt 0.00 Tầng 06 +18.60 E(m) Hớng nghiêng (Tầng 03 so với cốt 0.00) N E 036 N E 057 N E 028 N E 035 N E 024 N 005 E Quan trắc độ lún nhà cao tầng trình thi công Xây dựng hệ thống mốc chuẩn mốc đo lún Sau thi công xong phần móng cần phải xây dựng mốc chuẩn gắn mốc đo lún vào vị trí chịu lực công trình theo thiết kế - Mốc chuẩn hệ thống mốc chuẩn cố định, có độ cao không thay đổi theo thời gian Thông thờng đợc mốc chuẩn đợc đặt vào lớp đất ổn định cách khoan sâu vào lòng đất đến tầng đá gốc cách chân móng nhà khoảng > 1,5 lần chiều cao nhà Tuy nhiên tác động nhiều nguyên nhân mà mốc chuẩn nhiều trờng hợp bị lún Vì xây dựng hệ thống mốc chuẩn cần nghiên cứu kỹ tài liệu địa chất công trình, địa chất thuỷ văn Đồng thời phải xây dựng mốc chuẩn thành cụm cụm mốc, số lợng cụm mốc chẩn tuỳ theo diện tích số lợng nhà mà xây dựng cách hợp lý tiện cho việc kiểm tra ổn định cụm mốc chuẩn sau - Các mốc đo lún đợc xây dựng với số lợng mốc tuỳ theo kết cấu nhà, với nhà kết cấu khung chịu lực chịu lực tờng gạch móng băng Các mốc đợc chôn cách 10 đến 15 m vị trí tờng giao cần phải đặt thêm mốc Với nhà khung chịu lực mốc đo lún đợc đặt vị trí cột chịu lực công trình phân bố theo trục ngang dọc công trình vị trí tiếp giáp đơn nguyên Với nhà vách cứng đợc đặt theo chu vi công trình với khoảng cách từ 15 đến 20 m có mốc Các mốc đợc đặt cao mặt từ 15 cm đến 20 cm với mốc dựng đợc mia lên mặt mốc 0.8m đến 2m với mốc sử dụng mia treo khoảng cách từ mốc tới tờng từ đến 4cm Quá trình đo lún, chu kỳ đo -Tiến hành đo lún chu trình phơng pháp thuỷ chuẩn hình học sử dụng máy có độ xác đo cực nhỏ từ 0.05 mm đến 0.1mm Độ phóng đại từ 35X đến 40X, ống thuỷ dài có giá trị vạch khắc nhỏ 12"/2mm Các mia đợc xử dụng mia in va có chiều dài từ đến m vạch chia từ 5mm đến 10 mm Tất đợc kiểm nghiệm hiệu chỉnh Đo theo phơng pháp thuỷ chuẩn hình học với vòng đo khép kín sai số cho phép không đợc vợt f h = 0.5 n với n số trạm máy Sử lý bình sai in kết độ cao mốc lún chu kỳ Hoàn thiện hồ sơ cho chu kỳ đo - Các chu kỳ đợc tiến hành trọng tải công trình đợc 25%, 50%, 75%, 100% tải trọng công trình Các chu kỳ cần kiểm tra độ ổn định mốc chuẩn, lựa chọn mốc ổn định để làm sở cho việc tính lún Khôi phục mốc bị h hỏng trìng thi công đồng thời ghi riêng vào nhật ký đo lún Xử lý kết đo lún Việc tính toán bình sai kết đo lún chu kỳ toàn trình đo đợc tiến hành phơng pháp số bình phơng nhỏ Kết sau bình sai chu kỳ cần đợc sử lý so sánh với chu kỳ dầu tiên để tìm độ trồi lún mốc,tốc độ lún, độ lún tơng đối, độ lún tổng cộng, độ lún trung bình Lập bảng thống kê độ cao lún tổng cộng mốc chu kỳ độ lún tổng cộng mốc, tính độ lún trung bình công trình chu kỳ xét độ lún tổng cộng công trình Chỉ rõ mốc có diễn biến đặc biệt ( mốc có độ lún lớn nhất, mốc có độ lún nhỏ nhất).Vẽ biểu đồ lún theo thời gian, theo trục chính, vẽ đờng đồng mức lún chu chu kỳ Hoàn thiện hồ sơ bàn giao kết đo lún đo xong chu kỳ cho đơn vị thiết kế thi công để có biện pháp xử lý theo dõi Quan trắc độ lún độ nghiêng trình khai thác sử dụng Quan trắc độ lún nhà cao tầng trình khai thác sử dụng Việc quan trắc độ lún nhà cao tầng trình khai thác sử dụng kế tục trình giai đoạn thi công phơng pháp đo, yêu cầu độ xác phơng pháp xử lý số liệu khác biệt so với giai đoạn thi công xin trình bày số điểm cần lu ý vài khác biệt nhỏ: a Các mốc đo lún: Trong giai đoạn hoàn thiện số mốc bị số mốc bị hỏng sử dụng đợc sau hoàn thiện công trình xong phải kiểm tra lại mốc lún Mốc bị bị hỏng gắn thêm gắn lại để tiếp tục đo giai đoạn sau Nh mốc gắn lại có độ cao khác với độ cao mốc số liệu chu kỳ quan trắc Để xử lý cách liên tục số liệu mốc gắn lại cần liên kết số liệu đo với số liệu cũ đề xuất giải pháp sau đây: + Trờng hợp chu kỳ quan trắc cho mốc bị đủ để thực toán nội suy (đã đo đợc > chu kỳ) sử dụng độ lún chu kỳ trớc để nội suy độ lún chu kỳ bị + Trờng hợp số chu kỳ quan trắc không đủ để thực nội suy nh dựa vào bình độ lún chu kỳ vừa đo mốc đo lún lân cận để nội suy độ lún mốc bị chu kỳ + Trờng hợp số lợng mốc bị nhiều, hai cách khả đảm bảo độ xác cho việc nội suy độ lún mốc chu kỳ bị Thì cần ghi xử lý thêm trờng hợp coi tất mốc chu kỳ quan trắc chu kỳ b Chu kỳ đo: Quá trình đợc tiến hành nhiều năm dừng qua sát tốc độ lún ổn định hoàn toàn tắt lún Nh qua trình đo lún sau hoàn thiện công trình cần đợc phân định rõ hai giai đoạn giai đoạn lún giảm dần, giai đoạn ổn định tắt lún Giai đoạn lún giảm dần từ đến năm, chu kỳ giai đoạn từ đến tháng sau công trình hoàn thiện, chu kỳ tháng lần tuỳ theo tốc độ lún công trình mà định Giai đoạn ổn định tắt lún đợc đo theo chu kỳ từ đến năm giá trị lún hoàn toàn nằm giới hạn ổn định Quan trắc độ nghiêng nhà cao tầng trình khai thác sử dụng: Việc đo độ nghiêng nhà cao tầng giai đoạn khai thác sử dụngbắt đầu việc đánh dấu điểm đặt máy cố định nh hình 5-5, điểm đo vị trí đợc xem xét cẩn thận theo yêu cầu Ban quản lý công trình quan thiết kế Các điểm quan trắc làm kim loại gắn cố định vào công trình, đánh dấu điểm quan trắc sơn dán vào dó gơng giấy đặc biệt Các điểm đặt máy đợc cố định mốc bê tông kiên cố mặt đất cách công trình khoảng phù hợp để đo ngắm cách thuận lợi đảm bảo độ xác Nếu điều kiện cho phép nên chọn khoảng cách từ máy tới chân công trình xấp xỉ chiều cao Để xác định độ nghiêng nhà cao tầng cần bố trí điểm đo cố định A1, A2, , An B1, B2, , Bn Khi đặt máy cá điểm Ai ngắm tới công trình theo hớng song song với trục Y đặt máy Bi ngắm tới công trình theo hớng song song với trục X Hình 6.4.1 Đánh dấu điểm đặt mắy Các phơng pháp xác định độ nghiêng phẳng tờng xử dụng cách sau: a Phơng pháp chiếu đứng máy kinh vĩ Để thực phơng pháp sử dụng loại máy kinh vỹ Tuy nhiên để tăng độ xác phơng pháp, xử dụng máy quang thông thờng cần có bọt thuỷ dài gắn trục quay ống kính Nếu sử dụng máy kinh vỹ điện tử chế độ bù xiên hai trục phải đợc đặt chế độ làm việc Việc xác định độ nghiêng thành phần phơng pháp thực nh sau: Hình 6.4.2 Quan Trắc độ nghiêng máy kinh vĩ Máy kinh vĩ đặt điểm cố định (ví dụ điểm A1, Hình 5-6) cách công trình khoảng H - 1,5H, cân máy bọt nớc vắt ngang với máy kinh vĩ quang bọt thuỷ điện tử với máy kinh vĩ điện tử Đánh dấu điểm A1, A2, Ak công trình (dán vẽ tiêu ngắm) Tại điểm A1 chân công trình đặt thớc có khắc vạch đến mm nằm ngang Chiếu điểm Aj (j=1,2 k) đứng máy kinh vĩ xuống thớc phía dới ta đọc đợc khoảng cách di từ điểm Aj tới hình chiếu điểm A1 Chênh lệch khoảng cách dj chu kỳ đo so với khoảng cách (di)1 đo đợc chu kỳ đầu cho phép đánh giá đợc độ nghiêng công trình theo hớng vuông góc với tia ngắm Độ nghiêng công trình theo hớng thứ đợc xác định tơng tự Nếu điều kiện đặt thớc đo trực tiếp, độ lệch xác định cách gián tiếp thông qua việc đo hớng tới điểm A1, A2, An Trong tờng hợp để tính đợc độ chênh lệch thành phần cần phải biết khoảng cách từ điểm đặt máy tới công trình Độ xác phơng pháp: Nguồn sai số chủ yếu phơng pháp sai số ngắm chuẩn điểm A Sai số nằm khoảng từ 5'' - 10'' Với khoảng cách từ điểm đặt máy tới công trình khoảng 100m sai số xác định độ nghiêng thành phần sai số ngắm chuẩn gây nằm khoảng từ 3-5mm Ngoài phải kể đến sai số làm trùng vạch chuẩn thớc với vạch chuẩn điểm B sai số đọc số thớc Tổng hợp nguồn sai số 1mm Nh vsậy sai số độ nghiêng theo hớng 5mm; sai số xác định véc tơ tổng hợp 7mm Phơng pháp đợc sử dụng để xác định độ nghiêng nhà cao tầng b Phơng pháp sử dụng máy toàn đạc điện tử: Hiện hầu hết máy toàn đạc điện tử đợc sử dụng rộng rãi ngành trắc địa Việt Nam Đầu tiên phải chuẩn bị điểm đặt máy điểm đo giống nh trờng hợp đo độ nghiêng máy kinh vĩ thông thờng (hình 5-7) Nếu máy có chế độ đo trực tiếp không cần gơng điểm đo nên đánh dấu vòng tròn Nếu dùng máy toàn đạc điện tử thông thờng điểm đo cần phải đợc gia cố cho lắp đợc gơng chuyên dùng dán gơng giấy Việc xác định độ nghiêng thành phần trờng hợp đơn giản cách đo khoảng cách ngang từ điểm đặt máy tới điểm quan trắc Chênh lệch khoảng cách ngang từ điểm đựt máy tới điểm đo so với khoảng cách từ điểm đặt máy tới điểm đo mặt tầng độ nghiêng thành phần điểm đo theo hớng tia ngắm Độ xác phơng pháp: Độ xác đo độ nghiêng máy toàn đạc điện tử chủ yếu phụ thuộc vào độ xác đo khoảng cách máy đợc sử dụng Đối với mày toàn đạc điện tử độ xác đợc tính theo công thức mD = (a=b.D) Trong đó: - a thành phần sai số không phụ thuộc khoảng cách, gồm ảnh hởng sai số đo hiệu pha sai số xác định số K máy (Đối với đa số máy toàn đạc điện tử thành phần a = 2mm) 10 - b thành phần sai số phụ thợc khoảng cách, gồm ảnh hởng sai số xác định tốc độ truyền sóng điện từ sai số xác định tần số điều biến máy (Đối với đa số máy toàn đạc điện tử thành phần b = 3.10-6) Hình 6.4.3 Quan Trắc độ nghiêng máy toàn đạc điện tử đ i Khi đo độ nghiêng, khoảng cách từ máy tới điểm đo thờng ngắn (khoảng vài chục mét) sai số đo khoảng cách chủ yếu thành phần a, nửa ảnh hởng sai số xác định số K máy gơng bị loại trừ sai số xác định khoảng cách nằm khoảng từ 1mm-2mm Sai số xác định độ nghiêng lần đo là: mẽ = mey = 2mm = 3mm Sai số xác định véc tơ tổng hợp lần đo là: me = 3mm = 4,5mm Thông thờng điểm đo ngời ta xác định yếu tố cách đo lần sai số xác định giá trị xác xuất véc tơ tổng hợp là: me = 4,5mm = 3mm Phơng pháp thuận tiện cho việc quan trắc độ nghiêng nhà cao tầng Hiệu kinh tế đợc nâng cao xử dụng máy toàn đạc điện tử có chế độ đo không cần gơng Quan trắc biến dạng công trình lân cận : 11 Xây dựng nhà cao tầng khu vực thay đột loạt tính chất Cơ lý đất đá, chế độ nớc ngầm, tiêu địa chất công trình, địa chất thủy văn riêng khu vực móng toàn nhà cao tầng thay đổi lan toả khu vực xung quanh Hơn hoạt động thiết bị động lực, thiết bị khoan, việc lấy khối lợng đất lớn khỏi móng nhà gây biến dạng đáng kể cho công trình xung quanh việc quan trắc biến dạng cho công trình xung quanh việc làm cần thiết Nội dung quan trắc biến dạng công trình xung quanh bao gồm a Đo đạc xác định vết nứt b Quan trắc độ lún công trình c Quan trắc độ nghiêng công trình Phạm vi quan trắc: Theo khảo sát chuyên gia mức độ biến dạng cảu công trình khu vực xây dựng không đồng Nếu vẽ đờng đồng mức nõ tạo hình phễu có tâm phễu công trình xây dựng giảm dần biên Phạm vi ảnh hởng phụ độ cao công trình Kết khảo sát cho thấy phạm vi ảnh hởng công trình nằm vòng tròn có bán kính 1.5H H chiều cao công trình Nh công trình nằm vòng tròn thuộc đối tợng quan trắc biến dạng Độ xác quan trắc Độ xác quan trắc phụ thuộc vào yếu tố sau - Tính chất công trình Nếu đối tợng quan trắc công trình đặc biệt quan trọng trị, văn hóa nh di sản văn hoá quí Các nhà quan trọng của quốc gia độ xác yêu cầu cao Nếu công trình đặc biệt độ xác theo dõi nh công trình xét Thời điểm quan trắc Việc quan trắc phải đợc cha khởi công xây dựng công trình cụ thể nh sau: - Các trạng, vết nứt phải đợc xác định trớc khởi công xây dựng công trình thời gian thi công phải theo dõi diễn biến vết nứt - Độ lún độ nghiêng công trình phải đợc xác định hai ba chu kỳ trớc khởi công xây dựng công trình Trong thời gian thi công xây dựng diễn biến đột xuất chu kỳ quan trắc công trình lân cận trùng với chu kỳ quan trắc công trình Nếu có diễn biến đột xuất phải thực chu kỳ quan trắc đặc biệt theo yêu cầu ban quản lý công trình Đóng gói hồ sơ: Hồ sơ theo dõi biến dạng công trình phải đợc xử lý đóng gói riêng 12