3 TCXDVN203 1997 Nha cao tang Ky thuat do dac phuc vu thi cong

TCXD Tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 203 : 1997 NH CAO TẦNG KỸ THUẬT ðO ðẠC PHỤC VỤ CÔNG TÁC THI CễNG hà nội - 2005 Nhà cao tầng - Kỹ thuật đo đạc phục vụ công tác thi công Phạm vi áp dụng - Tiêu chuẩn dùng cho việc kiểm tra nghiệm thu giai đoạn công nghệ xây dựng từ giai đoạn thiết kế, thi công, hoàn công công trình trình sử dụng công trình sau - Tiêu chuẩn dùng cho việc đo đạc biến dạng công nghệ xây dựng công trình cao tầng nh công trình xây dựng dân dụng công nghiệp - Tất công trình xây dựng phơng án đo đạc nói chung phơng án đo biến dạng nói riêng để trình duyệt đồng thời với phơng án thi công xây dựng cha đủ thủ tục hợp pháp cho tiến hành xây dựng - Các quan quản lý công trình tiếp nhận hay bàn giao cho quan sử dụng phải có đầy đủ tài liệu công tác đo đạc thi công, tài liệu đo đạc hoàn công phần toàn công trình, đo biến dạng trình thi công, đặc biệt phơng án đo biến dạng trình sử dụng công trình - Phần kinh phí cho công tác đo đạc phải đợc dự toán chung giá thành công trình, kinh phí đợc diền giải làm hai phần cụ thể: a) Kinh phí phục vụ cho công nghệ đo đạc thi công đo đạc biến dạng trình thi công công trình b) Kinh phí phục vụ đo biến dạng trình khai thác sử dụng công trình Công tác đo đạc trình thi công Bảng 1- Chỉ tiêu kỹ thuật mạng lới sở bố trí công trình Tiêu chuẩn giúp cho tổ, nhóm trắc địa phục vụ thi công xây dựng nhà cao tầng tài liệu cần thiết để thiết kế, chuyển vẽ thiết kế thực địa, xây dựng đợc hệ trục, hệ khung cho nhà cao tầng, dạng sơ đồ đo, hạn sai cho phép loại máy móc dụng cụ đợc lựa chọn đảm bảo đạt đợc hạn sai Việc đo vẽ đồ tỉ lệ lớn 1/100, 1/200, 1/500 khu vực xây dựng không đề cập đây, cần xem giao trình trắc địa công trình 2.1 Để phục vụ cho công tác bố trí trục công trình nhà cao tầng đạo thi công ngời ta thờng lập mạng lới bố trí sở theo nguyên tắc lới độc lập Phơng vị 0 cạnh xuất phát từ điểm gốc lấy từ điểm gốc lấy 00'00" 90 00'00" Chỉ tiêu kỹ thuật lới nêu bảng Máy móc, dụng cụ đo số vòng đo nêu bảng Bảng Số vòng đo góc số loại máy Các dạng lới đợc sử dụng thành lập lới khống chế sở lới tam giác đo góc, đo cạnh góc cạnh kết hợp hay lới đa giác (hình 1,2,3 4) Lới khống chế độ cao phải đảm bảo yêu cầu công tác đo vẽ, đặc biệt bố trí công trình độ cao đợc nêu bảng Bảng Chỉ tiêu kỹ thuật để lập lới khống chế độ cao 2.2 Yêu cầu độ xác bố trí trục điểm đặc trng công trình cao tầng: Độ xác công tác bố trí công trình phụ thuộc vào yếu tố sau: - Kích thớc, chiều cao đối tợng xây dựng; - Vật liệu xây dựng công trình; - Hình thức kết cấu toàn thể công trình; - Quy trình công nghệ phơng pháp thi công công trình Độ xác nêu bảng Bảng - Độ xác mạng lới bố trí công trình Những tiêu chuẩn kỹ thuật độ xác quy trình thao tác để chuẩn bị đặt yếu tố xây dựng nh việc thực công tác bố trí chi tiết công trình đợc trình bày bảng 5, Bảng Các dung sai bố trí điểm trục nhà mặt Bảng 6- Các dung sai chuyển điểm trục nhà Bảng 7- Dung sai chuyển môc độ cao 2.3 Một số tiêu kỹ thuật cho công tác trắc địa lắp ráp kết cấu bê tông cốt thép để xây dựng nhà cao tầng đặc biệt, dựa vào số liệu trình bày bảng Bảng Các tiêu thĨ 2.4 Bè trÝ chi tiÕt trơc cđa mãng cäc, ®o vÏ nghiƯm thu mãng cäcViƯc bè trÝ chi tiết trục móng theo phơng pháp đo hớng đợc trình bày hình Độ xác việc bố trí chi tiết trục móng nêu bảng Quá trình thi công móng cọc phải đợc theo dõi kiểm tra nghiệm thu theo sơ đồ hình 2.5 Sai lệch vị trí mặt cấu kết phận nhà so với trục bố trí đờng phụ trợ bên cạnh Trong trình tiến hành công tác trắc địa phục vụ thi công nhà cao tầng, khó khăn lớn thờng xảy là: Các điểm trục trục bố trí chi tiết thờng hay bị che khuất (vì công trình có nhiều hạng mục công trình, kho vật liệu nhiều đơn vị thi công) Để khắc phục khó khăn này, cần phải khôi phục điểm làm thêm đờng phụ trợ sau chuyển chúng lên tầng cao dụng cụ: - Dọi điểm quang học; - Dùng phơng pháp trạm đo tự - Dùng máy chiếu đứng quang học lasser - Dùng máy kinh vĩ định tâm bắt buộc Các phơng pháp đợc minh họa hình 7a, b, c, d Độ sai lệch cho phép vị trí mặt nêu bảng Bảng Dung sai vị trí mặt cấu kiện 2.6 Sai lƯch vỊ ®é cao ( ®o thủ chn) : Cao độ sàn nhà nhà cao tầng thờng đợc đo điểm mạng lới Hình 11 mô tả phơng pháp đo độ cao sàn nhà B trần C điểm mạng lới có cạnh tơng đối Tại sàn trần nên có hai điểm độ cao gốc A ( điểm đợc truyền từ độ cao gốc dới mặt đất lên cao cho tầng) Cần lu ý: - Khoảng cách mia không đợc vợt 40m Kết đo dùng để vẽ bình đồ nhằm xác định độ võng sàn nhà trần Máy thuỷ bình cần phải đợc kiểm tra góc I cho đạt yêu cầu khoảng cách tia ngắm thờng không Máy đo thuỷ chuẩn Lasser dùng ®Ĩ ®o ®é cao (h×nh 12) 2.7 Sai lƯch cho phép độ thẳng đứng Độ thẳng đứng xác định đợc nhờ: - Máy kinh vĩ quang học, máy chiếu đứng (máy chiếu thiên đỉnh); - Dụng cụ dọi tâm quang học - Thớc đo độ nghiêng; - Quả dọi Độ sai lệch khỏi đờng thẳng đứng nói chung phải đợc xác định từ hai mặt phẳng chuẩn vuông góc với Độ thẳng đứng cột nhà cao tầng nhà nên đợc Kiểm tra hai máy kinh vĩ theo hai trục dụng cụ dọi tâm ngợc, máy chiếu thiên đỉnh quang học Lasser ( Hình 13 Hình 14) Độ sai lệch cho phép khỏi phơng thẳng đứng nêu bảng 10 2.8 Độ lệch tâm hai kết cấu chịu lực: - Độ lệch tâm hai kết cấu chịu lực trờng hợp mà trục cấu kiện hay phận nhà phía không trùng với trục cuả cấu kiện hay phận nhà phía dới theo phơng thẳng đứng, làm giảm độ ổn định ( Hình 15) Giai đoạn thi công, quan trắc lún thờng đợc xác định theo tiến độ thi công mức độ phức tạp công trình Để dễ dàng cho việc theo dõi, ngời ta đo theo tải trọng hoàn thành trình xây dựngcụ thể là: - Công trình hoàn thành xong phần móng Công trình đạt tới 20% tải trọng Công trình đạt tới 50% tải trọng Công trình đạt tới 75% tải trọng Công trình đạt tới 100% tải trọng Đối với công trình phức tạp, việc theo dõi độ lún móng (khi hoàn thành xây xong phần móng) đạt 10% tải trọng cần phải quan trắc lần Tại lần quan trắc, kết so sánh với lần đo trớc gần sau xem xét hiệu chênh lệch cao hai lần đo kề h (độ lún) sở để định việc tăng dầy lần ®o hay cø tiÕn hµnh ®o theo tiÕn ®é ®· ấn định từ đầu giai đoạn thứ hai công trình đa vào sử dụng Việc phân định số lần đo phụ thuộc hoàn toàn vào yêu cầu độ xác đo lún công trình nh trình bày Nếu sai số cho phép đo cấp xác nhỏ chu kỳ(thời gian) cách lớn ngợc lại sai số cho phép đo độ xác càngl ớn chu kỳ đo cách Khi công trình có dấu hiệu biến dạng lớn chu kỳ đo với số yêu cầu đặc biệt ngời t vấn thiết kế quy định 3.3.6 Yêu cầu tính toán ổn định mốc chuẩn.Công tác tính toán ổn định hệ thống mèc chuÈn cã mét ý nghÜa quan träng viÖc đo độ lún công trình Sự thay đổi theo thời gian mốc chuẩn làm sai lệch độ cao thực tế mốc quan trắc lún tranh phản ánh độ lún công trình giá trị Vì vậy, chu kỳ quan trắc độ lún cần thiết phải kiểm tra lại ổn định mốc chuẩn Việc làm có kết sau phân tích cẩn thận kết đo chu kỳ, qua lựa chọn mốc ổn định để làm sở cho việc tính độ lún Muốn làm đợc việc phải tiến hành phân tích cách so sánh chênh cao đo đợc nhóm (cụm) mốc chuẩn nằm gần so sánh sai số kép đờng nhóm lân cận để xác định tính ổn định đờng Sự thay đổi theo hệ thống chênh cao mốc chuẩn từ chu kỳ sang chu kú kh¸c, sù xt hiƯn c¸c sai sè kh¸c tuyến đờng, chủ yếu theo dấu dấu hiệu chứng tổ thay đổi độ cao mốc chuẩn Ví dụ (hình 23) Nếu nhóm gồm mốc chuẩn Chênh cao h1-2 phạm vi độ xác đo thuỷ chuẩn không thay đổi tất chu kỳ, chênh cao h2-3 h3-1 tăng lên cách có hệ thống ta có sở để nghĩ mốc bị lún xuống, có sở mốc bị trồi lên nh Tuy nhiên việc phân tích cách có sở vấn đề việc phát độ lón chung cđa c¸c mèc chn c¸c nhãm chØ đợc dựa kết phân tích sai số khép toàn đờng thuỷ chuẩn có độ xác cao Các số liệu đáng tin cậy độ ổn định hệ thống độ cao mốc chuẩn thu đợc cách nghiên cứu mối tơng quan chênh cao chu kì quan trắc khác nhau, tức phân tích hệ số tơng quan Các mối liên hệ số chênh cao có liên quan đến độ lún mốc chuẩn, tìm đợc qua phơng trình hồi quy Từ phơng trình ta nhận định tính ổn định mốc chuẩn từ phân tích phơng sai Các thuật toán đợc tiến hành máy tính điện tử giúp ta nhanh chóng tìm đợc sai số trung phơng chu kì sai số xác định chênh cao chu kì Cũng theo nguyên lí đó, ta xác định Theo nguyên tắc phân tích phơng sai: 3.3.7 Yêu cầu tính toán bình sai kết quan trắc biểu đồ lún:Việc tính toán bình sai kết quan trắc lún chu kì toàn trình đo đợc tiến hành phơng pháp số bình phơng nhỏ Để nhanh chóng đảm bảo độ tin cậy cần thực công việc máy vi tính với chơng trình mẫu đợc lập sẵn Kết trình tính toán phải đạt đợc nội dung sau: - Độ lún, ®é lón lín nhÊt, ®é lón nhá nhÊt, ®é lón trung bình tất điểm công trình ( nhà -Tốc độ lún, tốc độ lún lớn nhất, tốc độ lún nhỏ nhất, tốc độ lún trung bình tất điểm toàn công trình - Chênh lệch lún trung bình điểm theo chu kì toàn công trình; - Sai số trung phơng xác định độ cao điểm; Toàn kết cần biểu thị biểu đồ: - Biểu đồ lún đặc trng ®iĨm lón lín nhÊt vµ lón nhá nhÊt toµn thời gian đo lún nh hình 24 Mặt cắt ®é lón theo trơc ( trơc ngang vµ trơc däc công trình) nh hình 25; Bình đồ đờng đẳng lún ( đờng độ cao) nh hình 26; Mặt cắt lún theo không gian chiều nh hình vẽ 27 Cách biểu diễn kết đợc thực máy vi tính với chơng trình chuyên dùng 3.4 Quan trắc biến dạng khác 3.4.1 Quan trắc chuyển dịnh ngang Để quan trắc xê dịch mặt công trình ngời ta chủ yếu thờng dùng phơng pháp sau: - Phơng pháp đờng thẳng đứng - Phơng pháp lợng giác ( đo tam giác, đo giao hội); - Phơng pháp lợng giác đờng thẳng đứng kết hợp Các điểm quan trắc xê dịch mặt cần cố gắng bố trí sát móng công trình để tránh thay đổi độ nghiêng, bị ảnh hởng nhiệt độ Các mốc quan trắc cần đặt cho thuận tiện việc đặt bảng ngắm quy tâm máy Các điểm gốc để quan trắc xê dịch mặt đợc bố trí công trình, vị trí ổn định Để kiểm tra mốc gốc ngời ta đo nối chúng với mốc trắc địa cao Mỗi chu kỳ đo phải kiểm tra xem mốc gốc có xê dịch hay không, xê dịch phạm vi cho phép phải dùng xê dịch để điều chỉnh vào kết quan trắc 3.4.1.1 Phơng pháp đờng hớng thẳng hàng: phơng pháp thông dụng Trên hình 28 sơ đồ bố trí điểm quan trắc theo phơng pháp cho công trình Trong đó: 1,2,3 điểm cần đợc quan trắc xê dịch công trình I, II điểm đứng quan trắc công trình A, B điểm khống chế trắc địa Phơng pháp tiến hành cách: - Đo góc nhỏ dùng tiêu di động phơng pháp gốc, sau đặt máy kinh vĩ quang học có độ xác cao loại máy riêng (alimiomet) có phận trắc vị điểm quan trắc I điểm II đặt bảng ngắm cố định, đo góc lệch khỏi đờng thẳng hàng I -II điểm 1,2,3 Theo góc lệch i đo đợc khoảng cách đến điểm cần quan trắc Si ta tính đợc trị số xê dịch ngang: - phơng pháp bảng ngắm di động, đo trực tiếp trị số qi nhờ bảng ngắm có trang bị thêm ốc đo cực nhỏ Số đo thang vạch ốc trục đối xứng tâm ngắm qua tâm mốc gọi vị trí không bảng ngắm đợc xác định máy kinh vĩ o ta xoay bảng ngắm quanh trục 180 Khi quan trắc sau ngắm đờng thẳng I, II đọc số thang vạch ốc trắc vị trừ số đọc vị trí số không đợc trị số xê dịch qi Tại điểm đọc lặp lại 3-5 lần,lấy trị số trung bình Độ xác phơng pháp đợc xác định theo công thức: Ngoài để loại trừ ảnh hởng sai số ngắm ngời ta đo độ xê dịch phơng pháp đo phần đờng thẳng đờng thẳng nh hình 29 3.4.1.2 Phơng pháp lợng giác dới hình thức đo tam giác hớng giao hội để xác định độ xê dịch Phơng pháp phức tạp, nên áp dụng đo xê dịch công trình có hình dáng đặc biệt (hình 30) Trong trình thi công phải tiến hành đo dịch chuyển ngang, đặc biệt đo dịch chuyển ngang thành hố đào Việc đo dịch chuyển ngang tuỳ thuộc vào chiều rộng (diện tích) hố đào mà đặt số lợng đủ để xác định đợc việc dịch chuyển Các điểm đợc đặt với độ sâu khoảng 9m so với cốt mặt nằm cách mép tờng ván thép từ 0.5 -1.0m Việc đo chuyển dịch ngang theo độ sâu lớp đất khác đợc xác định thiết bị đo nghiêng Inclinometer độ xác dịch chuyển đến 1mm Nguyên lý làm việc thiết bị gồm phận thăm dò có bánh xe có chứa phần tử chạy với hớng trọng lực Phần tử chạy đợc nối với nguồn điện phận đọc số cho phép xác định góc nghiêng trục phận thăm dò phơng thẳng đứng ( hình 31) Từ số đo nghiêng độ sâu phận thăm dò cho phép tính độ chuyển dịch ống dẫn so vơí phơng thẳng đứng Phần ống dẫn có rãnh trợt cho phận thăm dò nhằm mục đích xác định theo phơng vuông góc 3.4.2 Quan trắc nứt công trình Khi công trình có biến dạng khe nứt xuất móng hay kết cấu móng phải đợc đo vẽ định kỳ theo tỷ lệ lớn Để xác định xem vết nứt có tiếp tục mở rộng hay không, chỗ có độ rộng trung bình vết nứt ( nhiều chỗ tuỳ theo mức độ yêu cầu) ta đặt vào đo miếng thạch cao gắn xi măng giải kính mỏng Theo định kỳ thạch cao hay kính bị nứt tức vÕt nøt cßn tiÕp tơc më réng Dïng th−íc soi chuyên dùng có độ dốc dọc đến 1% mm dùng thớc có khắc vạch đến 1mm để đọc độ më réng cđa vÕt nøt Cã nhiỊu c¸ch theo dâi c¸c vÕt nøt nh−ng hiƯn th−êng sư dơng dơng cụ gồm thang có vạch khắc, đầu đợc kẹp chặt bên vết nứt, bên vết nứt có bàn đọc số đợc khắc độ xác (mỗi thang vạch dụng cụ khắc đến 1/10mm) -hình 32 Các kết đợc ghi vào sổ theo định kỳ vết nứt, tính toán số liệu theo định kỳ phải kết hợp với việc đo đạc chiều dài, hớng ph¸t triĨn cđa c¸c vÕt nøt Ta biĨu diƠn c¸c kết theo tỷ lệ lớn cho vết nứt quan trắc theo chu kỳ Ngoài dùng đo nứt Avongard để xác định thay đổi bề rộng vị trí tơng đối vết nứt công trình xây dựng nh công trình có liên quan với độ xác 0.2mm ( hình 33 ) 3.4.3 Quan trắc độ nghiêng công trình Khi công trình bị lún lệch sinh nghiêng, dùng nhiều phơng pháp để xác định độ nghiêng Các phơng pháp thờng đợc dùng nhiều phơng pháp toạ độ, phơng pháp chiếu thẳng đứng , phơng pháp góc 3.4.3.1 Phơng pháp toạ độ: Cách công trình khoảng 2-3 lần chiều cao nó, thành lập đờng chuyền đa giác khép kín tính toạ độ 3-4 điểm chôn mốc cố định lâu dài Từ điểm theo định kỳ phơng pháp giao hội xác định toạ độ điểm nhìn thấy rõ đỉnh công trình Theo hiệu toạ độ chu kỳ tìm đợc trị số nghiêng khoảng thời gian định hớng nghiêng Độ xác phơng pháp tính nh phơng pháp giao hội thuận 3.4.3.2 Phơng pháp chiếu đứng: Trên hai trục công trình nằm vuông góc với ta chôn mốc cố định điểm A B nh hình 34 Dãy điểm đợc đánh dấu theo thời gian chân đế công trình hình chiếu trung tâm quỹ đạo điểm đợc quan trắc đỉnh công trình xuống mặt phẳng vuông góc với vật phẳng ngắm chuẩn ống kính Từ hình vẽ ta có: Độ xác phơng pháp phụ thuộc chủ yếu vào độ xác đa trục máy vị trí thẳng đứng Muốn đảm bảo đợc độ xác yêu cầu cân máy xác không đợc vợt sai số ngắm tức phải tuân thủ theo công thức 3.4.3.3 Phơng pháp góc công trình cao có dạng tròn hay hình tháp: Cách tốt để tiến hành quan trắc độ nghiêng cách đo định kỳ điểm A B hình 34 Các góc đờng thẳng đứng cố định AN, BN hớng đến điểm cần quan trắc nằm công trình đo máy kinh vĩ xác cao Dựa vào thay đổi góc theo thời gian khoảng cách nằm ngang đến điểm cần quan trắc ( mà dễ dàng xác định giao hội thuận A B) ta tìm đợc thành phần S1, S2 trị số nghiêng đợc tính theo đơn vị chiều dài là: Hiện có nhiều loại máy kinh vĩ điện tử có ®é chÝnh x¸c cao nh− T100 ®Õn T3000 set 5A, loại máy có độ xác nh Theo 010A, Tb -1 Trong trình thi công để kiểm tra thay đổi độ nghiêng công trình xây công trình lân cận Thờng ngời ta dùng thiết bị đo nghiêng điện tử Tilmeter với độ xác 0.1'' Dụng cụ dùngđể kiểm tra độ ổn định công trình, cấu tạo gåm phÇn chÝnh sau: - Bé phËn phÇn tư chạy đo nghiêng Bộ phận đọc số Bộ phận đầu đo Phần tử chạy cho tín hiệu tơng ứng với độ nghiêng đầu đo gắn tờng Khi đo, phần tử chạy áp tiếp xúc với điểm chân đầu đo Bản đầu đo đợc chế tạo gốm có đờng kính 150mm, có chân máy tròn đờng kính 13mm tạo thành hình vuông có cạnh 75mm (xem hình 35) 3.4.3.4 Ngoài dùng phơng pháp kinh vĩ chụp ảnh để đo biến dạng kết cấu công trình Phơng pháp có u điểm xác định đồng thời độ xê dịch điểm cần kảo sát đọc theo trục toạ độ có khả kiểm tra kết quan trắc vào lúc cách đo lặp lại ảnh chụp Để xác định độ xê dịch điểm mặt phẳng thẳng đứng( lún sụt, uốn cong, xê dịch cạnh sờn) viêch chụp ảnh kinh vĩ đợc tiến hành định kỳ từ trạm chụp, tức áp dụng phơng pháp đo vẽ chụp ảnh mặt đất Các ảnh nhận đợc đợc đo máy toạ độ tập thể (Stereo comparator) đo khay trái ta đặt ảnh ban đầu tay phải ảnh chụp chu kỳ quan trắc xét, nh xác định đợc xê dịch tổng cộng điểm chu kỳ ban đầu Sai số trung phơng xác định biến dạng công trình phơng pháp đo vẽ ảnh lập thể thao tác ngoại nghiệp máy kinh vĩ chụp ảnh có độ xác cao đạt 1/10.000 -1/15.000 trị số khoảng cách y( ylà khoảng cách từ máy kinh vĩ chụp ảnh đến điểm quan trắc) Phụ lục A (quy định) Một số quy định mẫu số đo quy cách bảng biểu tính toán biến dạng Mẫu 1- Số đo lún công trình ( mẫu dùng cho công tác ) Mẫu 2- Bính sai lới thuỷ chuẩn đo lún Mẫu 3- Bình sai hiệu số độ cao Mẫu 4- Bảng tổng hợp độ cao Mẫu 5- Bảng tổng hợp kết đo lún Mẫu 6- Bảng tổng hợp kết quan trắc Bảng 7- Kết đo chuyển dịch ngang thành hố đào Mẫu 8- Bảng tổng hợp kết đo mực nuớc ngầm Mẫu Bảng tổng hợp kết đo áp lực nớc rỗng ... cho tổ, nhóm trắc địa phục vụ thi công xây dựng nhà cao tầng tài liệu cần thi t để thi t kế, chuyển vẽ thi t kế thực địa, xây dựng đợc hệ trục, hệ khung cho nhà cao tầng, dạng sơ đồ đo, hạn sai... máy móc dùng thi công 3. 2 Đo biến dạng trình thi công - Quá trình thi công công trình cao tầng phải đợc tiến hành đo biến dạng đào hố móng Các công việc đợc xác định cụ thể nh sau: 3. 2.1 Công tác... hiệu chứng tổ thay đổi độ cao mốc chn VÝ dơ (h×nh 23) NÕu mét nhãm gåm mốc chuẩn Chênh cao h1-2 phạm vi độ xác đo thuỷ chuẩn không thay đổi tất chu kỳ, chênh cao h2 -3 h3-1 tăng lên cách có hệ thống