Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết sẽ phân tích một số tồn tại về mốc đối với kết quả quan trắc lún và trình bày giải pháp đo nghiêng trong quan trắc lún nhà cao tầng.
ất phân tố chịu nén nằm diện chịu tải xác định: Si = βi Ei mi σ i đó, Si - giá trị lún lớp phân tố vùng chịu nén mi – chiều dầy phân tố thứ i Ei – modul tổng biến dạng phân tố thứ i nhận từ tính tốn kết thí nghiệm phòng S¬ 29 - 2018 69 KHOA HC & CôNG NGHê tng tỏc ú luụn tồn vấn đề tải trọng cơng trình truyền cho đầu cọc biến đổi, chuyển vị lún đầu cọc, đài khác nhau, có đài nhận tải trọng tăng lên có đài giảm tiểm ẩn nguy lún không đều, biểu lún khơng độ nghiêng cơng trình Do vậy, với cơng trình sử dụng móng sâu, theo thời gian độ lún lệch hay độ nghiêng biến đổi quy luật hàm mũ kết nén đầu cọc với tải không đổi mà biến đổi bước, tương ứng với lần phân bố lại tài trọng lên đài Hình β - hệ số nở hông phân tố thứ i nhận từ bảng tra tính theo cơng thức β = 1− 2µ 1− µ với μ hệ số biên dạng ngang (poisson) n - số phân tố vùng chịu nén z Z - chiều sâu tính từ đáy diện chịu tải đến độ sâu có ứng suất gây lún σz nhỏ lần ứng suất thân σbt σbt =5 σz Các biểu thức tính tốn cho thấy cọc sâu, đế móng khối quy ước rộng với ứng suất gây lún nhỏ, nên biến dạng lún mũi cọc nhỏ tồn chiều sâu giới hạn, mũi cọc sâu vùng chịu nén tức cơng trình khơng lún Khi mũi cọc tựa vào lớp đá cuội có modul biến dạng lớn so với lớp nằm mũi, tính tốn sức chịu tải cọc cọc thường theo sơ đồ cọc chống, biến dạng xem không đáng kể, biến dạng cọc khơng xảy Tóm lại, móng sâu cho phép có nhiều lựa chọn để cơng trình thỏa mãn điều kiện biến dạng lún Kết tính tốn giá trị biến dạng lún móng sâu ln tồn sai số, kết tính có ý nghĩa dự báo Ngồi yếu tố xét tốn, lún thực tế cơng trình phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác Do đánh giá xác lún cơng trình phải thơng qua kết quan trắc lún 2.1.2 Quy luật lún theo thời gian Do tải trọng cơng trình mà xảy biến dạng thẳng đứng diễn nhiều trình khác cơng trình, lún cơng trình q trình diễn theo thời gian Theo định luật nén lún biến dạng đất theo thời gian tải trọng không đổi quy luật biến đổi theo hàm mũ (hình 1), tốc độ biến dạng V giảm dần thời gian vô V=0, giá trị biến dạng thời điểm độ lún cuối - Kết thí nghiệm nén tĩnh đầu cọc thường cho thấy cấp tải không đổi chuyển vị đầu cọc với thời gian có quan hệ tương quan hàm số mũ - Đối với nhà cao tầng thường sử dụng móng sâu cọc khoan nhồi, cọc bê tơng ép chuyển vị nhà phụ thuộc vào chuyển vị đầu cọc Trong đó, đầu cọc chuyển vị khơng giống Do đó, chuyển vị lún cơng trình, khơng phụ thuôc đặc điểm đất cấu tạo cọc đài cọc mà tương tác cọc đàì đài thơng qua kết cấu thân cơng trình Trong 70 Khi cấp gia tải, biến dạng có tốc độ biến dạng v=0, tăng tải trọng lún xảy theo thời gian có quy luật hàm số mũ Giả sử có n lần gia tải, có n đường cong lún theo thời gian, theo thời gian cấp gia tải biến đổi lún khác tùy thuộc vào thời điểm giá trị gia tải cấp Do đó, xét từ lúc bắt đầu thi cơng đến sử dụng cơng trình có khác biệt biến đổi lún giai đoạn xây dựng với giai đoạn sử dụng cơng trình - Trong giai đoạn xây dựng, lún biến đổi theo tiến độ thi công, với đặc điểm biến dạng tăng theo số tầng tham gia tải trọng thiết bị thi công gây - Trong giai đoạn sử dụng, lún phụ thuộc vào chuyển vị đài kết cấu cơng trình với tải trọng không đổi, thay đổi hoạt tải xem không đáng kể so với tải trọng thường xuyên thân cơng trình Nhưng tác dụng ngang gió với nhà cao tầng gây chuyển vị ngang tăng theo độ cao Do đó, với nhà cao tầng độ nghiêng nhà thời điểm bao gồm nghiêng lâu dài lún không nghiêng tức thời dao động Nếu lún cơng trình thời điểm kết trình, giá trị lún xác định trình phải xác định từ thời điểm bắt đầu Do đó, khơng có cao độ thời điểm trước chất tải, kết đo lún thời điểm giá trị tương đối, có tác dụng mô tả biến đổi lún theo thời gian có tác dụng so sánh giá trị lún điểm đo thời điểm mà khơng phải giá trị thực Do đó, kết quan trắc có ý nghĩa hay tác dụng tiến hành đo lún sớm hơn, theo việc xây dựng mốc quan trắc phải sớm Tuy nhiên, giai đoạn thi công, xây dựng mốc đo lún phức tạp lựa chọn vị trí xây phải thỏa mãn nhiều tiêu chí hơn, có vấn đề điều kiện thi cơng cơng trình mạng lưới quan trắc tốt Như vậy, mốc quan trắc chế độ quan trắc đóng vai trò định đến ý nghĩa kết Trong đó, sai số kết mốc quan trắc tồn cho dù chúng mạng lưới tam giác bình sai, xây dựng mốc quan trắc với u cầu khơng chuyển vị đòi hỏi mốc quan trắc phải sâu đáy mũi cọc, đồng thời phải có số điểm đủ nhiều để để bình sai phải có vị trí nằm ngồi vùng ảnh hưởng Đó yêu cầu cần kinh phí nhiều trường hợp khơng đáp ứng Tóm lại, quan trắc lún cho cơng trình nhà cao tầng dựa nguyên tắc đo chênh cao điểm cố định thân cơng trình với mốc đo đo theo chu kỳ có hạn chế sau: Giải pháp 3.1 Cơ sở giải pháp: - Mục tiêu giải pháp Quan trăc lún quan trắc chuyển vị thẳng đứng vật khơng bị biến dạng, điểm nằm vật thể chuyển động theo quỹ đạo giống nhau, chuyển vị xác định thông qua phép đo chênh cao điểm thân cơng trình với điểm chuản ổn định cao độ tất thời điểm đo máy trắc địa Quan trắc lún cho nhà cao tầng có mục đính khẳng định kết tính toán dự báo lún tin cậy ổn định nhà, bao gồm lún tuyệt đối để không ảnh hưởng đến công lún lệch không ảnh hưởng đến độ bền lâu dài nhà, xác định độ lún lệch quan trọng Bởi vì, độ lún tuyệt đối thường thỏa mãn thỏa mãn điều kiện sức chịu tải nền, độ lún tuyết đối ln có quy luật tắt dần độ lún cuối với giải pháp móng sâu khơng lớn, độ lún lệch làm cơng trình bị nghiêng Hệ lụy cơng trình bị nghiêng thay đổi trạng thái biến dạng kết cấu, phân bố lại tải trọng xuống đài tiểm ẩn nguy lún phát triển liên tục, ngồi vấn đề cơng cơng trình Như vậy, trực tiếp quan trắc độ nghiêng cơng trình cho kết tin cậy đo chênh cao theo chu kỳ Vì vậy, mục tiêu đặt cho giải pháp xác định độ nghiêng từ kết thúc tầng thứ đến ổn định lún, đo vị trí khác bình đồ độ cao tầng để đánh giá định lượng mối quan hệ lún móng với biến dạng thân cơng trình - Độ nghiêng cơng trình Cơng trình nhà cao tầng, thân cơng trình ln xem cứng tuyệt đối tác dụng trọng lượng thân, hữu hạn với tác dụng ngang gió Khi cơng trình lún đều, điểm thân chuyển vị tịnh tiến, ngược lại lún không điểm chuyển vị quay Khi chuyển vị quay điểm cao tức xa trục quay, chuyển vị lún S lớn S xác định biểu thức S = R tgα Trong đó: R - khoảng cách từ điểm đến trục quay, α - góc quay chuyển vị, góc hợp giao tuyến mặt phẳng qua điểm thân cơng trình vng góc với trục quay với đường thẳng đứng qua điểm Trên mặt phẳng nằm ngang phương hợp với trục quay góc θ khác có góc α khác nhau, phương trùng với trục quay có góc α lớn Vì vậy, αmax giá trị đặc trưng cho độ nghiêng cơng trình, biểu thị thời điểm tồn trục quay đó, thời điểm độ nghiêng lớn cơng trình góc αmax ΔS = L tgαmax Trong ΔS - độ lún lệch điểm L - khoảng cách điểm Để xác định độ nghiêng cơng trình góc nghiêng, cần có thiết bị cho phép đo góc với độ xác sau Giả sử độ lún lệch giới hạn 0.002 góc nghiêng giới hạn 0.11465 độ, hay phút 36 giây hay 100 giây Với độ xác 0.1 giây phép đo góc, máy kinh vĩ thơng thường Nicon NT- 2A đáp ứng Như thay xác định độ chênh cao để tính tốn độ nghiêng cơng trình, quan trắc góc nghiêng trục cơng trình nhận biết ln độ nghiêng cơng trình mà khơng cần có mốc cố định Thiết bị đo góc nghiêng kinh vĩ thơng thường đáp ứng độ xác phép đo 3.2 Thiết bị nguyên lý đo: + Thiết bị đo độ nghiêng theo trục thẳng đứng - Nguyên lý Để xác định αmax, nguyên tắc chọn điểm đặt thiết bị phát tia, ống ngắm đỉnh cơng trình, thiết bị nhận tia tới đặt phía dưới, khoảng cách chúng xa độ phân giải lớn, tốt đăt đáy tầng Trên mặt chúng phải nhìn thấy tốt tâm thiết bị nhận với phát nằm đường thẳng đứng Khi cơng trình bị nghiêng, thiết bị phát đặt đỉnh nhà di dời theo độ nghiêng cơng trình, thiết bị nhận cho biết độ dời tia tới góc αmax hướng dời góc phương vị θ Nếu đặt nhiều thiết bị vào vị trí đỉnh tam giác hay tứ giác cao độ, kết thu cho biết tình trạng biến dạng thân cơng trình - Ngun tắc cấu tạo: Nguyên tắc cấu tạo thiết bị gồm đầu phát tia laze, đầu nhận tia đọc tọa độ điểm tia chiếu mặt phẳng nhận thiết bị, đầu phát gắn cố định đỉnh cao cơng trình Đầu nhận cảm biến quang kết nối với máy tính có phần mềm để lưu số liệu có thay đổi tia mặt phẳng nhận Trong trường hợp với độ cao của cơng trình 30m cho nhà 10 tầng biên độ chuyển dời tia, độ lún lệch đạt giới han 0.002 phóng đại đến giá trị T= 0.002*30m= 0.06 m Từ minh họa cho thấy, với độ phân giải 1/100 lấy sai số cho phép 0.1 khoảng nhận biết 6mm, mắt thường nhận thấy Trong trường hợp thế, không tự động lưu kết khơng cần kết nối với máy tính Hạn chế phương pháp phải xử lý kết quả, giá trị đo nghiêng bao gồm dao động tác dụng gió cơng trình nhà cao tầng Độ nghiêng cơng trình đánh giá theo phương ngang, tương tự có góc β βmax= 90o - αmax Để xác định xác định βmax, yêu cầu phải có điểm đặt thiết bị, điểm đặt phần thấp cơng trình phải liên kết cứng với vách chịu lực kết cấu cơng trình để đảm bảo độ lún lệch theo phương phản ánh trung thực vào kết đo Trong đó, đầu đo loadcell Hàn quốc tích hợp vào thiết bị kết nối với máy tính Khi đó, cần góc nghiêng nhỏ dầm vách tín hiệu điện Nếu lựa chọn thời điểm bắt đầu quan trắc thẳng đứng, với góc αmax = 0o, đến thời điểm góc αmax >0o thời điểm cơng trình bị nghiêng góc αmax - Đo theo chu kỳ, phát sinh sai số khác lần đo, chi phí tăng thêm cho cơng tác chuẩn bị Nếu lựa chọn thời điểm bắt đầu quan trắc nằm ngang với góc βmax=90o đến thời điểm góc βmax >90o thời điểm cơng trình bị nghiêng góc αmax, đó, độ lún lệch T„P CH KHOA HC KIƯN TRC - XY DẳNG Nh vậy, độ nghiêng cơng trình xác định khơng góc αmax mà phải gồm phương vị trục quay, theo với phương thẳng đứng ln xác định, phương vị trục quay xác định theo địa - Phải xây dựng mốc đo, hệ lụy chi phí khoan đến độ sâu đá gốc, kết cấu ống chống đổ bề tông suốt chiều dài lỗ khoan mặt xây dựng bảo vệ mốc - Bình sai kết quả; kết khơng giá trị thực mà giá trị kỳ vọng hai điểm nằm mặt phẳng nằm ngang móng xác định biểu thức + Thiết bị đo độ nghiêng theo trục nằm ngang: (xem tiếp trang 90) S¬ 29 - 2018 71 ... lại, quan trắc lún cho cơng trình nhà cao tầng dựa nguyên tắc đo chênh cao điểm cố định thân cơng trình với mốc đo đo theo chu kỳ có hạn chế sau: Giải pháp 3.1 Cơ sở giải pháp: - Mục tiêu giải pháp. .. định cao độ tất thời điểm đo máy trắc địa Quan trắc lún cho nhà cao tầng có mục đính khẳng định kết tính tốn dự báo lún tin cậy ổn định nhà, bao gồm lún tuyệt đối để không ảnh hưởng đến công lún. .. cơng trình Như vậy, trực tiếp quan trắc độ nghiêng công trình cho kết tin cậy đo chênh cao theo chu kỳ Vì vậy, mục tiêu đặt cho giải pháp xác định độ nghiêng từ kết thúc tầng thứ đến ổn định lún,