Việc quan trắc công trình có độ cao lớn trong quá trình khai thác ở Việt Nam còn nhiều hạn chế mà rất dễ dàng nhận thấy trong các đề cương quan trắc, chúng vẫn là tương tự như của một công trình xây dựng mới. Điểm khác biệt duy nhất về chương trình quan trắc giữa loại công trình xây mới và công trình đã đưa vào sử dụng là chu kỳ quan trắc của công trình xây mới phụ thuộc vào giai đoạn chất tải công trình.
ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA BÀN VỀ CÔNG TÁC QUAN TRẮC CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG CĨ ĐỘ CAO LỚN TẠI VIỆT NAM TS NGUYỄN ANH DŨNG Hội Cơ học đất Địa kỹ thuật cơng trình Việt Nam ThS NGUYỄN HUY CƯỜNG Cục Giám định Nhà nước chất lượng cơng trình xây dựng Tóm tắt: Việc quan trắc cơng trình có độ cao lớn Phần lớn nhà cao tầng có chiều cao lớn q trình khai thác Việt Nam nhiều hạn 100 m, ngày xuất cơng trình có chế mà dễ dàng nhận thấy đề cương chiều cao lớn Đặc biệt Thành phố Hồ Chí quan trắc, chúng tương tự cơng Minh xây dựng cơng trình Tòa nhà Landmark 81 trình xây dựng Điểm khác biệt với chiều cao lớn 450 m Sự phát triển hình chương trình quan trắc loại cơng trình xây thành cơng trình cao tầng dựa cơng trình đưa vào sử dụng chu kỳ quan cơng cụ tính toán thiết kế loại vật liệu trắc cơng trình xây phụ thuộc vào giai đoạn với công nghệ thi công tiên tiến Tuy chất tải cơng trình nhiên để hiểu rõ việc ứng xử Thông qua báo tác giả mong muốn trao đổi với đồng nghiệp vấn đề tồn từ đề xuất việc cần làm công tác quan trắc loại cơng trình Từ khóa: Nhà cao tầng, cơng trình xây dựng, cơng trình sử dụng, quan trắc, TCVN 9360:2012, TCVN 9400:2012, chuyển dịch ngang, dao động cơng trình cao tầng q trình khai thác, sử dụng điều mong muốn kỹ sư kết cấu để rút kinh nghiệm việc thiết kế, tìm giải pháp kết cấu an toàn kinh tế cho cơng trình xây dựng tương lai Căn Nghị định số 46/2015/NĐ-CP ngày 12/5/2015 Chính phủ quản lý chất lượng bảo trì cơng trình xây dựng [1] cơng trình Nhà Abstract: The monitoring of high rise building in cao tầng từ cấp III trở lên phải lập quy trình bảo Vietnam is still limited, that it is easy to see in any trì trình khai thác, sử dụng để đảm bảo monitoring monitoring kịp thời phát hư hỏng hay cố methods are likely for any ordinary construction xảy Việc bảo trì thơng qua: kết kiểm project The difference of monitoring program tra cơng trình thường xun định kỳ; kết bảo between the structure in construction and structure dưỡng, sửa chữa công trinh; kết quan trắc, kết in use is the period of structure in construction is kiểm định cơng trình (nếu có); kết đánh giá fixed by the loading stage an toàn chịu lực vận hành cơng trình q program, in which the Through this article, the authors want to make trình khai thác, sử dụng (nếu có) Tuy chia some comments about this work and also some làm nhiều mục, thực chất tất công ideas are proposed to improve the monitoring work tác nêu dựa vào kết of mentioned structures kết quan trắc thông số ứng xử công Key words: High rise building, structure in construction, structure in use, monitoring, TCVN 9360:2012, TCVN 9400:2012, horizontal displacement, vibtation Mở đầu trình tác động tải trọng Việc đánh giá an tồn chịu lực hay kiểm định cơng trình vơ nghĩa khơng có số liệu quan trắc Như nhận thấy cơng tác quan trắc cho cơng trình xây dựng mà đặc biệt cơng trình có độ cao lớn trình sử dụng cần thiết Tuy Hiện cơng trình có độ cao lớn nhiên công tác quan trắc mang nhà cao tầng, ống khói nhà máy nhiệt điện tính hình thức mà chưa có quy định cụ thể xây dựng nhiều tỉnh thành Việt Nam mặt pháp quy mặt kỹ tht Thơng 60 Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2019 ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA qua báo tác giả muốn đưa trạng Kết cấu khung BTCT: f/H 1/500; chung cơng tác quan trắc cho cơng trình có Kết cấu khung - vách: f/H 1/750; độ cao lớn nêu (trong báo cáo Kết cấu tường BTCT: f/H 1/1000 gọi tắt cơng trình cao tầng) Việt Nam cho giai đoạn khai thác, sử dụng số bất cập việc sử dụng tiêu chuẩn áp dụng đó: f H chuyển vị theo phương ngang đỉnh kết cấu chiều cao cơng trình Trong tiêu chuẩn đề cập riêng cho động đất [3] có quy định thêm việc dịch chuyển ngang kết Một số yêu cầu quan trắc công trình giai đoạn khai thác, sử dụng cấu tầng Kiểm tra dao động: Theo yêu cầu sử dụng, gia tốc cực đại chuyển động đỉnh cơng trình 2.1 Đặc điểm cơng trình cao tầng tác động gió có giá trị nằm giới hạn trình sử dụng cho phép Giá trị cho phép gia tốc, lấy Để xem xét cơng tác quan trắc cho loại cơng 150mm/s2 trình này, trước hết cần phải hiểu rõ ứng xử Kiểm tra nội lực: kết cấu cơng trình giai đoạn khai thác sử dụng Trong tiêu chuẩn thiết kế khơng có quy định với đặc điểm: hồn thành chịu tồn tải thức thông số này, nhiên mặt lý trọng (tải thường xuyên tải sử dụng) tác dụng lên cơng trình Đây giá trị tải trọng chủ yếu gây độ lún cơng trình; cơng trình xây dựng hệ móng cọc có độ lún dễ kiểm sốt nhận thấy phần lớn độ lún cơng trình xảy đồng thời kết quan trắc độ lún q trình thi cơng đánh giá độ lún tiếp diễn tương lai; tải trọng gió động đất tác động khơng thường xun theo phương ngang cơng trình làm phát sinh nội lực kết cấu cơng trình Trong thơng số cần lưu ý dịch chuyển ngang cơng trình với tác động tải trọng (gió động đất) có thay đổi theo thời gian Qua thấy giá trị dịch chuyển ngang lớn công trình đạt giá trị lớn theo tính tốn lý thuyết thời điểm thời tiết bất lợi thuyết thiết kế kiểm tra điều kiện bắt buộc phải thỏa mãn Tác động lực ngang lên cơng trình thể thơng số Vì việc quan trắc cho cơng trình có độ cao lớn xác định thông số nêu Công tác quan trắc nhà cao tầng áp dụng Việt Nam 3.1 Vấn đề chung Cho đến cơng tác quan trắc đặt cho cơng trình nhà cao tầng Việt Nam giới hạn hai thơng số độ lún độ nghiêng cơng trình Những thơng số thực phương pháp trắc đạc Công tác quan trắc dựa theo dẫn hai tiêu chuẩn sau: thời điểm xuất bão lớn động đất - TCVN 9360:2012 “ Quy trình kỹ thuật xác định xảy với khoảng thời gian ngắn Từ đặc độ lún cơng trình dân dụng cơng nghiệp điểm cho thấy công tác quan trắc cơng trình phương pháp đo cao hình học”; cao tầng phải xác định giá trị dịch chuyển ngang cơng trình theo chiều cao điều kiện thời tiết, gia tốc dao động cơng trình để kiểm tra lại lực động đất sử dụng thiết kế giá trị ứng suất hay lực số vị trí quan - TCVN 9400:2012 “Nhà cơng trình xây dựng dạng tháp - xác định độ nghiêng phương pháp trắc địa” Đề cương quan trắc dựa vào hai tiêu trọng với tác động chuẩn nêu áp dụng cho hai giai 2.2 Các tiêu kiểm tra kết cấu đoạn thi cơng sử dụng cơng trình Khi thiết kế tổng thể cơng trình cao tầng, tiêu chuẩn [2] đưa dẫn kiểm tra theo điều kiện sau: 3.2 Thiết bị sử dụng a) Thiết bị đo lún Kiểm tra độ cứng: Chuyển vị theo phương Theo TCVN 9360:2012 [4] thiết bị đo lún ngang đỉnh kết cấu nhà cao tầng tính theo máy thuỷ chuẩn xác cao như: NAK2, DNA03 phương pháp đàn hồi phải thoả mãn điều kiện: máy có độ xác tương đương Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2019 61 ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA b) Thiết bị dùng cho đo nghiêng Theo TCVN 9400:2012 [5], thiết bị đo nghiêng yêu cầu máy kinh vĩ máy toàn đạc điện tử Các thiết bị toàn đạc điện tử cho phép điểm quan trắc Giá trị việc quan trắc cho cơng trình cao giá trị dịch chuyển ngang Nó so sánh với giá trị dịch chuyển ngang cho phép cơng trình đo với độ xác cao cho khoảng cách c) Thời điểm lấy số liệu lớn từ > 1.0 km đến khoảng > 4.0 km Ngoài thiết bị toàn đạc điện tử cho phép đặt thời gian ghi đo số liệu tự động theo ý muốn loại thiết bị lại đo theo chu kỳ định sẵn phát sinh yêu cầu Như nhận thấy khơng có thực cơng tác đo đạc thời tiết xấu bão lớn hay động đất Độ lún cơng trình bình thường đề cập bên trình khai thác yếu tố quan trọng theo sơ đồ tính tốn gây tải trọng thẳng đứng Tuy nhiên với dịch chuyển ngang cơng trình cao tầng (độ nghiêng) giá trị cần kiểm soát thời tiết bất lợi Kết đo thời điểm có thời tiết bất lợi (có thể gây tải trọng tính tốn lớn nhất) có ý nghĩa việc so sánh với giá trị giới hạn 3.3 Nguyên lý quan trắc Các thiết bị sử dụng cho quan trắc độ lún nghiêng thiết bị quang học kết đo dựa theo nguyên lý đo hình học (tọa độ cao độ) Dựa theo khái niệm quan trắc, độ lún hay độ nghiêng điểm dựa kết thay đổi vị trí theo thời gian so với giá trị ban đầu điểm a) Đo lún Quan trắc độ lún đơn giản dựa số liệu đo cao độ lần đo để so sánh với giá trị ban đầu điểm quan trắc Quá trình thao tác đo chủ yếu thủ công, số loại thiết bị cho phép tự động phần ghi chép lưu trữ số liệu đo Trimble Dini 03, Sprinter – Leica Giá trị quan trắc so sánh với giá trị độ lún cho phép cơng trình b) Đo nghiêng (dịch chuyển ngang) Độ nghiêng cơng trình xác định dựa thông số: - Sự thay đổi tọa độ điểm quan trắc theo phương ngang (cho giá trị dịch chuyển ngang); - Chiều cao từ điểm gốc tính độ nghiêng đến điểm quan trắc (là giá trị cao độ để xác định độ nghiêng) Thiết bị đo loại máy toàn đạc điện tử (Total Station), cho phép thực tự động hóa khâu ghi đo lưu trữ số liệu, khoảng cách đo phụ thuộc vào thời tiết điểm đo có hay khơng gương chun dụng Cho đến Việt Nam bắt đầu sử dụng loại thiết bị có mức độ tự động cao đo loại máy toàn đạc điện tử tự động (Robostic Total Station) cơng trình thi công tàu điện ngầm Hà Nội TP Hồ Chí Minh Thiết bị cho phép đặt vị trí cố định để theo dõi điểm định sẵn tất nhiên điểm nhìn thấy với thiết bị Khi quan trắc người ta thường coi giá trị cao độ cố định giá trị thu quan trắc dịch chuyển ngang 62 3.4 Về TCVN 9400:2012 “Nhà cơng trình xây dựng dạng tháp – xác định độ nghiêng phương pháp trắc địa” Đây tiêu chuẩn áp dụng cho việc đo thay đổi tọa độ điểm độ cao lớn thể qua giá trị độ nghiêng Theo tiêu chuẩn quy định áp dụng cho hai giai đoạn thi công sau thi công Đây kim nam cho công tác quan trắc nghiêng Kết quan trắc thông số thể biểu thức sau: e h ey ex ar tan đó: ε - độ nghiêng cơng trình điểm đo; h - cao độ điểm đo tính từ chân cơng trình (mặt tính tốn quy ước); ey ex - giá trị dịch chuyển ngang theo hai trục X Y nằm mặt phẳng ngang điểm đo; e - giá trị dịch chuyển ngang tổng hợp từ ex ey; góc biểu diễn hướng dịch chuyển; α - góc hướng dịch chuyển cơng trình theo mặt phẳng X Y Nếu xét theo ý nghĩa cơng trình α hướng tác dụng tải trọng ε giá trị độ nghiêng điểm quan trắc Bảng kết quan trắc nghiêng ống khói nhà máy nhiệt điện qua chu kỳ đo, kết mô tả hướng nghiêng α góc nghiêng ε (theo báo cáo cơng trình) Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2019 ĐỊA KỸ THUẬT - TRẮC ĐỊA Bảng Kết quan trắc nghiêng Chu kỳ đo Vòng đo Chu kỳ CV1 CV2 CV1 CV2 Chu kỳ Cao độ so với chân silo (m) 26.78 94.40 26.78 94.40 Từ kết đưa nhận xét Độ nghiêng so với chu kỳ Hướng dịch chuyển α Góc nghiêng ε 0 26 31’40” 02’07” 0 13 35’52” 01’25” 0 189 23’12” 00’35” 0 356 56’10” 00’41” phương pháp đo nghiêng vật thể cố định Với phương pháp nêu tiêu chuẩn sau: - Độ nghiêng cơng trình nhỏ, góc nghiêng đỉnh lớn kết phù hợp Chu kỳ có tải trọng gió lớn Giá trị dịch chuyển ngang tương ứng 3.4 cm Theo TCXDVN xác định giá trị dịch chuyển lớn thời điểm có tải trọng tác dụng lớn để đánh giá độ an tồn cơng trình 4.2 Kiến nghị 356:2005, dịch chuyển ngang cho phép fu ≤ h/500 độ cao 94.4 m giá trị dịch chuyển lớn cho phép 18.9 cm Như dịch chuyển thực tế nhỏ nhiều so với giá trị cho phép; Xây dựng riêng tiêu chuẩn quan trắc cho cơng trình cao tầng q trình sử dụng Trong ngồi đo giá trị thân cơng trình, phải bổ sung thiết bị quan trắc độ lớn gió - Hướng dịch chuyển ống khói cao hướng gió (là tác nhân gây dịch chuyển cơng độ khác khác Và chu kỳ đo trinh) để có thêm thơng tin đánh giá tính an tồn hướng dịch chuyển ống khói độ lớn dịch cơng trình chuyển khác Điều cho thấy khả TÀI LIỆU THAM KHẢO hình thành lực xoắn ống khói Kết luận kiến nghị bảo trì cơng trình xây dựng” 4.1 Kết luận Một số kết luận đưa sau: Độ lún cơng trình cao tầng sau xây dựng TCVN 9386:2012, “Thiết kế cơng trình chịu động đất” TCVN 9360:2012, “Quy trình kỹ thuật xác định độ lún cơng trình dân dụng cơng nghiệp phương dụng phân tích bên pháp đo cao hình học” Dịch chuyển ngang tần số dao động thông số khuyến cáo cho công tác quan trắc giai đoạn sử dụng Việc dựa vào Tiêu chuẩn TCVN 9400:2012 để quan trắc q trình sử dụng cơng trình cao tầng không phù hợp Thực chất Tạp chí KHCN Xây dựng - số 2/2019 TCVN 198 : 1997, “Nhà cao tầng -Thiết kế kết cấu bê tơng cốt thép tồn khối” khơng lớn so với tổng độ lún cơng trình nhiên đóng vai trò quan trọng q trình sử Nghị định 46/2015/NĐ-CP “Quản lý chất lượng TCVN 9400:2012, “Nhà cơng trình xây dựng dạng tháp – xác định độ nghiêng phương pháp trắc địa” Ngày nhận bài: 30/5/2019 Ngày nhận sửa lần cuối: 20/6/2019 63 ... Tác động lực ngang lên cơng trình thể thơng số Vì việc quan trắc cho cơng trình có độ cao lớn xác định thông số nêu Công tác quan trắc nhà cao tầng áp dụng Việt Nam 3.1 Vấn đề chung Cho đến công. .. chung Cho đến công tác quan trắc đặt cho cơng trình nhà cao tầng Việt Nam giới hạn hai thơng số độ lún độ nghiêng cơng trình Những thông số thực phương pháp trắc đạc Công tác quan trắc dựa theo dẫn... thay đổi tọa độ điểm độ cao lớn thể qua giá trị độ nghiêng Theo tiêu chuẩn quy định áp dụng cho hai giai đoạn thi công sau thi công Đây kim nam cho công tác quan trắc nghiêng Kết quan trắc thông