Trong quan trắc biến dạng, vị trí các điểm lưới quan trắc có thể biến đổi theo thời gian, vì vậy phải tìm cách xác định tình trạng biến đổi của các điểm lưới thông qua các chu kỳ quan trắc. Trong phân tích biến dạng, để đánh giá đúng sự chuyển dịch biến dạng công trình thông qua các điểm quan trắc ta cần dựa vào các điểm ổn định thuộc khống chế cơ sở. Do đó, xác định điểm nào trong lưới là điểm ổn định hoặc điểm tương đối ổn định, điểm nào là điểm không ổn định là việc làm cần thiết.
KHOA HC & CôNG NGHê Kho sỏt kh nng ng dụng phương pháp Pelzer để đánh giá độ ổn định điểm khống chế sở quan trắc biến dạng cơng trình Investigating the application of pelzer method to analyse the stability of control points in deformation monitoring of constructions Lê Thị Nhung, Vũ Ngọc Quang Tóm tắt Trong quan trắc biến dạng, vị trí điểm lưới quan trắc biến đổi theo thời gian, phải tìm cách xác định tình trạng biến đổi điểm lưới thông qua chu kỳ quan trắc Trong phân tích biến dạng, để đánh giá chuyển dịch biến dạng cơng trình thơng qua điểm quan trắc ta cần dựa vào điểm ổn định thuộc khống chế sở Do đó, xác định điểm lưới điểm ổn định điểm tương đối ổn định, điểm điểm không ổn định việc làm cần thiết Phương pháp chênh lệch trung bình Pelzer nhà trắc địa người Đức đề xuất phương pháp đánh giá ổn định mốc khống chế sở quan trắc biến dạng cơng trình thơng qua tốn kiểm định thống kê Từ khóa: Phương pháp Pelzer, Quan trắc biến dạng, Đánh giá độ ổn định Abstract In deformation monitoring, the position of the control points may change over time, so it is necessary to determine the movement of those points during monitoring periods In deformation analysis we have to rely on stable points of control networks for accurately evaluation of construction deformation Therefore, it is necessary to find out which points are stable points, relatively stable point and unstable points The mean difference method was proposed by the German geodetic surveyor, namely Pelzer It is one of the effective methods, which based on statistical test theory to analyze the stability of control points in the deformation monitoring Keywords: Pelzer, Deformation monitoring, Analyzing the stability of control points ThS Lê Thị Nhung Khoa Trắc địa – Bản đồ Trường ĐH Tài nguyên Môi trường Hà Nội Email: lenhung.hunre@gmail.com ThS Vũ Ngọc Quang Trường ĐH Công nghệ giao thông Vận tải Email: quangvugeo@gmail.com 122 Cơ sở lý thuyết [1] Trên giới, từ năm 70 kỷ 20, người ta liên tục đề xuất nhiều phương pháp phân tích độ ổn định điểm sở như: phương pháp phân tích tương quan (Karpenko), phương pháp phân tích dựa nguyên tắc độ cao không đổi mốc ổn định lưới (Kostekhel), phương pháp dựa nguyên tắc độ cao trung bình khơng đổi mốc lưới phương pháp chênh lệch trung bình nhà trắc địa người Đức Pelzer phương pháp tương đối điển hình Phương pháp chênh lệch trung bình tiến hành qua hai bước chính: kiểm định chỉnh thể tìm điểm khơng ổn định (phương pháp thử) Phép kiểm định chỉnh thể tiến hành kiểm định tính trí đồ hình hai chu kỳ Nếu kiểm định chỉnh thể thơng qua, kết luận tất điểm sở ổn định Ngược lại, việc kiểm định chỉnh thể thấy chưa đạt cần phải tìm điểm khơng ổn định Phép tìm điểm khơng ổn định phép thử để loại trừ điểm không ổn định khỏi hệ thống lưới khống chế sở Quá trình tìm loại bỏ điểm khơng ổn định tính lặp đến loại bỏ hết điểm bị cho không ổn định khỏi hệ thống lưới khống chế sở Quy trình tính tốn thể sơ đồ khối (hình 1): 1.1 Kiểm định chỉnh thể Dùng phép kiểm định F, lập lượng thống kê: F= θ2 µ (1) Với: θ trị ước lượng phương sai độ lệch, µ trị ước lượng chung phương sai trọng số đơn vị Tại giả thiết gốc Ho lượng thống kê F tuân theo phân phối F với bậc tự f ∆X , f dùng biểu thức sau đây: P( F > F1−α ( f ∆X , f ) H o ) = α (2) để kiểm định vị trí điểm có biến động hay không Mức α thường lấy 0,05 0,01; từ α f ∆ X , f tra bảng để phân vị F1−α ( f ∆X , f ) 1.2 Tìm điểm khơng ổn định Chia điểm lưới thành hai nhóm: F M Nhóm M nhóm điểm khơng ổn định, nhóm F có điểm khơng ổn định Tiến hành kiểm định tính trí đồ hình nhóm F để tìm điểm khơng ổn định nhóm F có Sắp xếp chia khối ∆X , P∆ X theo nhóm F, M sau: ∆X T = (∆X FT ∆ X MT ) (3) PFF PFM = PMF PMM (4) P∆ X Trong đó: ΔX véc tơ nghiệm, PΔX ma trận trọng số Tạo thành lượng thống kê kiểm định tính ổn định nhóm điểm F: F1 = θ 2F µ2 (5) Nếu F1 < F2 ( f F , f1 + f ) điểm nhóm F ổn định Ngược lại, T„P CH KHOA HC KIƯN TRC - XY DẳNG F1 > F2 ( f F , f1 + f ) , nhóm F có điểm khơng ổn định Thực việc tính lặp để nhặt tất điểm khơng ổn định từ nhóm F sang nhóm M đến kiểm định tính trí đồ hình nhóm F đạt u cầu dừng lại Q trình tính tốn thể sơ đồ khối hình 2 Tính tốn thực nghiệm Số liệu đo sau: Chu kỳ I Hình Sơ đồ khối thể thuật toán phương pháp Pelzer TT hi (m) Số trạm máy 0.4172 -0.3511 3 -0.0666 TT hi (m) Số trạm máy 0.4162 -0.3502 3 -0.0664 hi (m) Số trạm máy Chu kỳ II Chu kỳ III TT 0.4152 -0.3495 3 -0.0665 Số liệu quan trắc lún cơng trình Trung tâm thương mại dịch vụ trụ sở Tổng công ty thương mại Hà Nội văn phòng cho th, có địa 11B - Cát Linh - Đống Đa - Hà Nội Kết cấu nhà bê tông cốt thép, móng cọc khoan nhồi Lưới gồm điểm khống chế, tạo thành vòng khép kín (hình 3) 2.1 Kết đánh giá độ ổn định theo phương pháp Pelzer Chương trình xử lý số liệu đánh giá độ ổn định mốc khống chế sở viết ngơn ngữ lập trình Visual Basic Hình Sơ đồ khối thể thuật tốn bước tìm điểm khơng ổn định Người sử dụng nhập số liệu trực tiếp chương trình tính sau lưu file lại mở file có sẵn sau: File → Open → Tìm đường dẫn → Chọn file → Ấn “OK” Sau nhập liệu đầu vào ấn nút “Danh gia” tổ hợp phím (Alt+D) để chạy chương trình Chương trình tính xong lên thơng báo “Đánh giá xong” ấn nút “OK”, kết xử lý số liệu thể giao diện chương trình tính hình * Đánh giá độ ổn định chu kỳ II hình → Kết luận: Chu kỳ II tất điểm ổn định * Đánh giá độ ổn định chu kỳ III hình → Kết luận: Chu kỳ III, mốc khống chế sở khơng ổn định Hình Sơ đồ lưới khống chế sở 2.2 Khảo sát kết đánh giá độ ổn định so với phương pháp khác * Theo phương pháp Trernhicov: Sai số giới hạn ∆hgh = ±2.μ 2n = ±1.5 (mm) Tại chu kỳ III có ∆H > ∆hgh → Kết luận: Chu kỳ II tất điểm ổn định Chu kỳ III, mốc khống chế sở khơng ổn định S¬ 28 - 2017 123 KHOA H“C & CôNG NGHê Bng Kt qu ỏnh giỏ ổn định chu kỳ II III theo Trernhicov Hình Kết đánh giá độ ổn định mốc khống chế sở Bảng Kết đánh giá độ ổn định chu kỳ II III theo Kostekhel Bảng Kết đánh giá độ ổn định mốc khống chế sở chu kỳ II Hình Tệp kết đánh giá độ ổn định chu kỳ II Bảng Kết đánh giá độ ổn định mốc khống chế sở chu kỳ III * Theo phương pháp Kostekhel: Bảng 2: Kết đánh giá độ ổn định chu kỳ II III theo Kostekhel Mốc khống chế sở chu kỳ III có │∆H│ > ∆S → Kết luận: Chu kỳ II tất điểm ổn định Chu kỳ III, mốc khống chế sở không ổn định * Phương pháp dựa thuật tốn bình sai lưới tự (sử dụng phần mềm DPSurvey): 124 Hình Tệp kết đánh giá độ ổn định chu kỳ III T„P CHŠ KHOA HC KIƯN TRC - XY DẳNG Bng 3: Kt đánh giá độ ổn định mốc khống chế sở chu kỳ II Bảng 4: Kết đánh giá độ ổn định mốc khống chế sở chu kỳ III Qua khảo sát việc đánh giá độ ổn định mốc khống chế sở quan trắc biến dạng cơng trình theo phương pháp nêu đưa kết quả: chu kỳ II tất điểm ổn định, chu kỳ III có điểm khơng ổn định Kết luận Phương pháp chênh lệch trung bình (Pelzer) có sở lý luận chặt chẽ, ứng dụng lý thuyết kiểm nghiệm thống Tài liệu tham khảo Hoàng Thanh Hưởng, Doãn Huy, Tưởng Chinh (2001), Xử lý số liệu quan trắc biến dạng, (Bản dịch từ tiếng Trung Quốc PGS TS Phan Văn Hiến – Trường Đại Học Mỏ địa chất 2010) PSG TS Trương Quang Hiếu Tống Thị Hạnh, Bài báo Phân tích dựa ngun tắc độ cao trung bình khơng đổi mốc lưới (Trernhicov) Đào Xuân Lộc, Bài báo khảo sát phương pháp (Trernhicov), Tạp chí Khoa học công nghệ tập 6- tháng 12/2003 kê để phân tích độ ổn định điểm lưới sở quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình nên ứng dụng thực tế sản xuất Mặt khác phương pháp khắc phục số nhược điểm phương pháp vừa so sánh trên, ví dụ như: Tất mốc khống chế sở so sánh với tiêu chuẩn định, sử dụng mơ hình bình sai để đánh giá nên không tồn sai số mô hình bình sai khác Qua khảo sát với phương pháp khác Kostekhel, Trernhicov ứng dụng thuật tốn bình sai tự phần mềm DPSurvey cho kết tương đương nhau, khẳng định độ tin cậy cao phương pháp này./ Đào Xuân Lộc, Chu Mạnh Hùng, (2009), Phân tích dựa thuật tốn bình sai tự do, Tạp chí phát triển khoa học công nghệ tập 12 – số 18 PGS TS Trần Khánh, TS Nguyễn Quang Phúc (2010), Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình, NXB Giao thông vận tải TCVN 9364:2012, Nhà cao tầng – Kỹ thuật đo đạc phục vụ công tác thi công Charles D Ghilani, Paul R Wolf, Adjustment Computations: Spatial Data Analysis (2006), Fourth Edition, John Wiley & Sons, Inc ISBN: 978-0-471-69728-2 Mơ hình móng bè cọc kích thước lớn (tiếp theo trang 100) Kết luận Bài báo trình bày việc áp dụng phần mềm Plaxis 3D phân tích kết cấu móng bè cọc kích thước lớn chịu tải trọng rộng cho kho chứa than thuộc Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình Việc áp dụng phương pháp PTHH cần kết hợp với việc điều chỉnh thơng số tính tốn từ thí nghiệm trường để mô làm việc tương tác đất cọc Kết phân tích cho thấy, với móng bè cọc kích thước lớn, việc thay đổi chiều dài cọc khác theo phân bố tải trọng phát huy tối đa khả chịu lực Tài liệu tham khảo Y.C Tan and C.M Chow, Design of Pile Raft Foundation On Soft Ground, GSMIEM Forum: The Roles of Engineering Geology & Geotechnical Engineering In Construction Works, Kuala Lumpur, 2004 L De Sanctis, A Mandolini, G Russo and C Viggiani, Some Remarks on The Optimum Design of Piled Rafts, ASCE Geotechnical Spec Publication 116, Orlando, 2002 H.G Poulos and E.H Davis, Pile Foundation Analysis and Design, Wiley Series in Geotechnical Engineering, New York, 1980 M.F Randolph, Design Methods for Pile Groups and Piled Raft, Proc of the 13th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, New Delhi, 61-82, 1994 Phung Duc Long and Zulhkiple A Bakar, Settlement Analysis for Piled Raft Foundations - A Case Study, Geotechnics for Sustainable Development - Geotec Hanoi 2013, Ha Noi, Viet Nam, 2013 William Cheang, Noppadol Phien-weij and Kamol Almornfa, Optimisation of a Piled-Raft Foundation System via 3D FEM, hệ kết cấu móng cọc Giá trị hệ số phân bố tải trọng cho kho chứa than αr = 0.66 điều có nghĩa đất tiếp nhận 34% tổng tải trọng từ cơng trình Thực tế, độ lún hệ số phân bố tải trọng hệ móng bè cọc kiểm sốt cách thay đổi số lượng, chiều dài mặt bố trí cọc Phần mềm Plaxis 3D với điều kiện biên thông số nâng cao nên áp dụng việc phân tích kết cấu móng bè kích thước lớn chịu tác dụng tải trọng phân bố rộng./ Geotechnics for Sustainable Development - Geotec Hanoi 2013, Ha Noi, Viet Nam, 2013 Watcharasawe, P Jongpradist and P.Kittiyodom, Numerical Analysed of Piled Raft Foundation in Soft Soil using 3D-FEM, 20th International Conference on Advances in Civil Engineering for Sustainable Development, Suranaree University of Technology, Nakhon Ratchasima, Thailand, 2014 FECON Corp., Final Report On Assessing Soil Improvement Results Of Coal Storage Yard Area, Ha Noi, Viet Nam, 2012 O Reul and M.F Randolph, Design Strategies for Piled Rafts Subjected to Nonuniform Vertical Loading, Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, Vol 120, Issue 1, 1-13, 2004 10 R Katzenbach, U Arslan and C Moormann, Piled Raft Foundation in Germany, Design applications of raft foundations, London, 2000 11 R Katzenbach, G Bachmann, G Boled-mekasha,H Ramm, Combined Pile Raft Foundations (Cprf): An Appropriate Solution for The Foundations of High-Rise Buildings, Slovak Journal of Civil Engineering, Slovakia, 19-29, 2005 S¬ 28 - 2017 125 ... tất điểm ổn định * Đánh giá độ ổn định chu kỳ III hình → Kết luận: Chu kỳ III, mốc khống chế sở không ổn định Hình Sơ đồ lưới khống chế sở 2.2 Khảo sát kết đánh giá độ ổn định so với phương pháp. .. giá độ ổn định mốc khống chế sở chu kỳ III Qua khảo sát việc đánh giá độ ổn định mốc khống chế sở quan trắc biến dạng cơng trình theo phương pháp nêu đưa kết quả: chu kỳ II tất điểm ổn định, chu... giá độ ổn định mốc khống chế sở chu kỳ II Hình Tệp kết đánh giá độ ổn định chu kỳ II Bảng Kết đánh giá độ ổn định mốc khống chế sở chu kỳ III * Theo phương pháp Kostekhel: Bảng 2: Kết đánh giá độ