Đánh giá phương pháp Inclinometer trong quan trắc tường vây tầng hầm ở Việt Nam

Trong bài báo này, tác giả muốn giới thiệu tổng quát về một quy trình quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer được áp dụng trong quan trắc tường vây tầng hầm và có những đánh giá, trao đổi đối với công nghệ này.

Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, NUCE 2020 14 (2V): 152–161 ĐÁNH GIÁ PHƯƠNG PHÁP INCLINOMETER TRONG QUAN TRẮC TƯỜNG VÂY TẦNG HẦM Ở VIỆT NAM Lương Ngọc Dũnga,∗, Bùi Duy Quỳnha , Nguyễn Đức Nghiêma a Khoa Cầu đường, Trường Đại học Xây dựng, số 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Việt Nam Nhận ngày 04/03/2020, Sửa xong 23/03/2020, Chấp nhận đăng 20/05/2020 Tóm tắt Q trình thi cơng móng tầng hầm cơng trình nhà cao tầng, tường vây tầng hầm (tường bê tông) đối tượng chịu nhiều áp lực ngang Công tác quan trắc dịch chuyển ngang tường vây phương pháp truyền thống ln gặp khó khăn đặc thù không gian công trường chật hẹp, hạn chế tầm ngắm yêu cầu bố trí hệ thống mốc sở vị trí ổn định lâu dài Công nghệ quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer xuất Việt Nam giai đoạn gần 10 năm mang đến phương án quan trắc chuyển dịch ngang phù hợp điều kiện công trường chật hẹp đô thị Tuy nhiên phương pháp ứng dụng theo kinh nghiệm sản xuất chưa có quy định đầy đủ quy trình quan trắc tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam Trong báo này, tác giả muốn giới thiệu tổng quát quy trình quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer áp dụng quan trắc tường vây tầng hầm có đánh giá, trao đổi cơng nghệ Từ khoá: quan trắc chuyển dịch ngang; thiết bị Inclinometer; tường vây tầng hầm; GeoKon GK-604D; DigiPro2 ASSESEMENT OF MORNITORING WORK OF DIAPHGRAM WALL BY INCLINOMETER IN VIETNAM Abstract The process of foundation and basement construction of high-rise buildings, basement diaphragm walls is subjected to a lot of horizontal pressures The monitoring of displacement of the diaphragm wall by the traditional method has met several difficulties because of the limited space for the operation, limited visibility and especially the need to arrange the basic benchmark system in the long-term stable locations The inclinometer has been applied in Vietnam for almost 10 years and has been proved its effectiveness, even in the narrow working area in the urban areas However, this method is being applied based on experience in production and there are not enough regulations on the monitoring process in Vietnamese construction standards In this paper, the author would like to presents an overview of an Inclinometer horizontal displacement monitoring procedure applied in monitoring the basement diaphragm wall based on which several discussions for the application are introduced and discussed Keywords: monitoring horizontal displacement; inclinometer instruments; diaphragm wall; GeoKon GK-604D; DigiPro2 https://doi.org/10.31814/stce.nuce2020-14(2V)-14 c 2020 Trường Đại học Xây dựng (NUCE) Đặt vấn đề Lĩnh vực trắc địa xây dựng có bước thay đổi lớn năm gần Bên cạnh công nghệ, thiết bị biện pháp thi công xây dựng mới, trắc địa xây dựng xuất yêu ∗ Tác giả đại diện Địa e-mail: dungln@nuce.edu.vn (Dũng, L N.) 152 Dũng, L N., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng cầu khác với truyền thống cơng tác quan trắc cơng trình Hiện nay, cơng trình xây dựng dân dụng (đặc biệt với cơng trình nhà cao tầng) địi hỏi nhiều cơng tác quan trắc từ q trình thi cơng đến giai đoạn hồn thiện vận hành sử dụng cơng trình quan trắc lún, quan trắc chuyển dịch ngang, quan trắc nghiêng, quan trắc mực nước ngầm, quan trắc biến dạng kết cấu văng, chống, Trong công tác quan trắc chuyển dịch ngang tường vây tầng hầm nhà cao tầng Việt Nam xuất thiết bị phương pháp phù hợp với thực tế thi công, thuận lợi mặt công trường thiếu không gian Tuy nhiên phương pháp, thiết bị chưa có nhiều nghiên cứu phân tích, đánh giá tính hiệu quả, phạm vi áp dụng độ xác Trên giới, cơng nghệ quan trắc Inclinometer xuất từ năm 50 kỷ trước Đến thời điểm nay, công nghệ ứng dụng rộng rãi việc quan trắc trượt lở đất [1], dịch chuyển ngang lớp địa chất chịu áp lực [2], mái dốc, mái taluy, đập thủy lợi, thủy điện, cơng trình bảo vệ bờ, Đây đối tượng có đặc điểm kích thước lớn, nằm khơng gian lớn q trình quan trắc thực giai đoạn dài (có thể lên đến hàng chục năm) Ngược lại, quan trắc chuyển dịch ngang tường vây (thành hố đào) tầng hầm đối tượng có đặc điểm nhỏ, nằm không gian chật hẹp (không gian cục bộ) thời gian quan trắc thường ngắn (thường từ đến 12 tháng) tùy thuộc vào thời gian thi công tầng hầm Như thấy đối tượng, phạm vi, quy mô quan trắc chuyển dịch ngang phương pháp Inclinometer đa dạng đòi hỏi cần có yêu cầu đặc thù Nội dung tiêu chuẩn [3] quy định quan trắc trình thi công hố đào cần quan trắc chuyển dịch theo phương ngang kết cấu chống giữ; biến dạng đường ống ngầm cơng trình xung quanh; mực nước ngầm; nội lực cọc, tường; lực kéo đất; lực dọc chống; biến dạng trụ đứng; độ lún theo chiều sâu lớp đất độ trồi đất đáy hố móng; áp lực ngang bề mặt kết cấu chống giữ Bên cạnh đa dạng đối tượng, phương pháp quan trắc Inclinometer đa dạng thiết bị phần mềm xử lý, biểu diễn số liệu Thống kê Việt Nam tồn số dòng thiết bị quan trắc Inclinometer hãng Geokon, GeoSlope (Mỹ), RST Instrument (Canada), ACE (Hàn Quốc), ZC Inclinometer (Trung Quốc), Tương ứng với dòng thiết bị nêu trên, việc xử lý, tính tốn biểu diễn số liệu quan trắc chuyển dịch ngang thực chương trình Microsoft Excel phần mềm hãng; phổ biến phần mềm DigiPro2 Inclinometer Software hãng Durham Geo Slope Indicator, Mỹ Tuy nhiên phần mềm hãng thiết bị phù hợp với thiết bị hãng địi hỏi chi phí cao; việc dùng phần mềm việc tính tốn, xử lý Microsoft Excel khơng tránh khỏi nguồn sai số sai lầm chưa có quy trình tính toán phù hợp số liệu quan trắc Trong nghiên cứu Mikkelsen [4] cần nghiên cứu phân tích liệu để nâng cao độ xác đo chuyển dịch ngang thiết bị Inclinometer Một số nghiên cứu khác [5, 6] đưa khuyến cáo trình thu thập xử lý số liệu quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer Trong quan trắc chuyển dịch ngang tường vây tầng hầm yêu cầu tập trung vào nâng cao độ xác quan trắc, nâng cao mức độ tin cậy giá trị quan trắc phân tích số liệu quan trắc nhằm kiểm sốt cố xảy cơng trình cơng trình lân cận Nghiên cứu [7] dựa kết quan trắc 530 cơng trình hố đào sâu đất mềm yếu, đề xuất trị cảnh báo giá trị giới hạn chuyển dịch ngang tường chuyển dịch đứng đất lân cận hố đào, dùng chúng để kiểm sốt phịng ngừa hư hại xảy cơng trình gần hố đào Ở vấn đề khác hệ thống quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer, tác giả [8] biến động điểm đáy ống Inclinometer tránh khỏi, chí kể đáy ống đặt tầng địa chất ổn định đo chuyển dịch ngang cách áp dụng 153 Dũng, L N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng điểm đáy ống điểm tham chiếu gây sai số sai lầm Nghiên cứu [9, 10] Inclinometer phương pháp hiệu để quan trắc trượt lở đất chuyển dịch ngang tường chắn trình đào đất Tuy nhiên ống dẫn hướng phải lắp đặt đủ sâu để ổn định điểm đáy ống (điểm tham chiếu) nhằm có kết đáng tin cậy Vì lý ống dẫn hướng Inclinometer lắp đặt bên tường vây thường lắp đặt tới tận tầng địa chất ổn định (thường có chiều sâu với cọc móng sâu nhiều so với tường vây tầng hầm) Để khắc phục hạn chế này, nghiên cứu Đông [11] tiêu chuẩn [12] đề xuất biện pháp dùng tọa độ điểm đỉnh ống để hiệu chỉnh vị trí điểm đáy ống quan trắc Như thấy Việt Nam chưa có nhiều quan tâm quy trình quan trắc, việc xử lý số liệu độ xác phương pháp quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer Trong báo này, tác giả giới thiệu tổng quát nguyên lý phương pháp quan trắc Inclinometer Tiếp theo tác giả trình bày quy trình quan trắc tường vây tầng hầm với số trao đổi, đánh giá kết đạt Thiết bị nguyên lý quan trắc Inclinometer a Ống quan trắc 2.1 Thiết bị a quan Inclinometer Ốngtrắc quan trắc Ống quan trắc, Hình 1, hay cịn gọi ống dẫn hướng ống Casing đầu đo a Ống quan trắc Ống quan Hình 1, hay cịn gọi là85, ống70dẫn hướng ống Casing củarãnh đầu đo Inclinometer mẫutrắc, với đường vàhoặc 48 mm, bốn Ống quancótrắc (Hình 1) hay cịnkính gọi làngồi ống dẫn hướng ống Casingống củacóđầu đo Inclinometer Inclinometer có mẫu với đường kính ngồi 85, 70 48 mm, ống có bốn rãnh tạo haivới mặtđường phẳngkính vng góclàvới tâm Các ống kéo dàitạo ốnghai nốimặt phẳng có thành mẫu 85, 70 vàqua 48 mm, ốngđược có bốn rãnh thành tạo thành hai mặt phẳng vng góc với qua tâm Các ống kéo dài ống nối vng góc Các bịt ốngởđược kéo dài chiều lớntừhơn 3m chiều dàivới lớnnhau hơnqua 3m tâm đáy ống Ốngbằng quanống trắcnốithường đượcdàilàm nhựa chiều dài lớn 3m bịt đáy ống Ống quan trắc thường làm từ nhựa bịt đáy ống Ống quan trắc thường làm từ nhựa ABS kim loại ABS kim loại ABS kim loại 3 3m 3m 1 1 1 Thân ống Ống Nắp bịtNắp đáybịt đáy Thân ống nối Ống nối (a) phận ốngbộ quan trắcốngtrắc (a) Các phận quan trắc (a)Các Cácbộbộ phận ống quan (b) cắtcắt 1-11-1 (b) Mặt cắt 1-1 (b)Mặt Mặt Hìnhtạo Cấutạo tạoống ống quan trắc dịch chuyển ngang Hình Cấu ống quan trắc đotrắc dịch chuyển ngang Hình 1.1.Cấu quan đođo dịch chuyển ngang Nó thực chức dẫncho hướng cho xe dò đocác bởirãnh rãnh dẫn hướng Nó chức dẫn hướng bánh xebánh củađầu đầucủa dịđầu đobởi bởicác dẫnhướng hướng Nóthực thực chức dẫn hướng cho bánh xe dò đo rãnh dẫn tạo sẵn bên sẵn bên (Hình 1(b)) tạo sẵn(Hình bêntạo trong 1(b)).(Hình 1(b)) đượctrong lắp đặt ống vách chờ thép gần thẳng Ốngquan quanỐng trắcquan đượctrắc lắp thép D113 gầnD113 như thẳng đứng Ống trắc lắp đặt đặt trongmột mộtống ốngvách váchchờ chờ thép D113 gần thẳng đứng khoan qua khu vực có áp lực dịch chuyển Ống quan trắc có khoan qua khu vực có áp lực dịch chuyển Ống quan trắc đặt bờ thể đắp, bên đứng khoan qua khu vực có áp lực dịch chuyển Ống quan trắc đượchoặc đặt tơng(Hình bê tơng đượcbờ gắnđắp, vàobên cáctrong cơngbêtrình 2) gắn vào cơng trình (Hình 2) đặt bờ đắp, bên bê tơng gắn vào cơng trình (Hình 2) b Đầu dò đo Inclinometer Đầu dò đo Inclinometer (Hình 3) có bánh xe chạy theo rãnh dọc ống vách Nó bao gồm ống quan hai gia tốc kếtrắc dùng để xác định gia tốc trọng trường theo hướng vng góc với Một tốc kế đo ống quan độtrắc nghiêng mặt phẳng bánh xe dò, mặt phẳng thường gọi trục A Tốc kế đo độ nghiêng mặt phẳng vng góc với mặt phẳng bánh xe, mặt phẳng gọi trụcống B vách Các số đọc thu khoảng cách đặn 0,5 m đầu dò kéo từ đáy lên đỉnhvách ống quan trắc Trong phương pháp quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer khuyến ống Hình Đầu dị quan trắc Inclinometer Hình Ống vách ống quan trắc tường vây cáo sử dụng loại đầu dò cho tất chu kỳ quan trắc đầu đo Inclinometer có hệ Hình Đầu dị quan trắc Inclinometer Hình biến Ống khác vách vàdòống quan trắcratường vây b Đầu đo số cảm có Inclinometer thể sinh giá trị khác b Đầu dị Đầu đo Inclinometer dị đo Inclinometer, Hình 3, có bánh 154 xe chạy theo rãnh dọc ống vách Nó bao gồm hai gia tốc kế dùng để xác định gia tốc trọng trường theo hướng vng góc Đầu dị đo Inclinometer, Hình 3, có bánh xe chạy theo rãnh dọc ống vách với Một tốc kế đo độ nghiêng mặt phẳng bánh xe dị, mặt phẳng Nó bao gồm hai gia tốc kế dùng để xác định gia tốc trọng trường theo hướng vng góc thường gọi trục A Tốc kế đo độ nghiêng mặt phẳng vng góc với mặt với Một tốc kế đo độ nghiêng mặt phẳng bánh xe dò, mặt phẳng g quan trắc đặttrắc gần thép D113 thẳng gần Ống lắp quan lắpống đặtvách trongchờ mộtbằng ống thép vách D113 chờ khoan khu vựcqua có áp Ống trắc có thểtrắc c đứngqua khoan cáclực khudịch vựcchuyển có áp lực dịchquan chuyển Ống quan ặt bờđược đắp,đặt bêntrong trongbờ bêđắp, tông gắn vào cơng 2) trình (H bê tơng gắntrình vào(Hình cơng Dũng, L N.,bên vàhoặc cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệcác Xây dựng an ống quan trắc ch ống vách Đầu quan trắc Inclinometer Hình Đầu dị quan trắc In 2.2 Ống Ống vách ống tường vây vách ốngvà quan trắc quan tường 3.Hình Đầu dịdị quan trắc Inclinometer Ống váchHình vàHình ống quan trắc tường vây vâytrắcHình b Đầu dò đo Inclinometer Đầu dò đo Inclinometer c Cáp Cáp truyền tíntín hiệu hiển thịsử kết Cáp truyền tínhiệu hiệu sửdụng dụngđểđểkếtkết nối đầu phận nhận liệu Trên truyền nối đầu dòdò vớivới bộbộ phận thuthu nhận dữdữ liệu Trên Cáp truyền tín hiệu sử dụng để kết nối đầu dò với phận thu nhận liệu Trên Cáp truyềntín tínhiệu hiệu sửđánh dụng để kếtthành nối đầucác dị có với phận xe thu nhận dữtheo liệu Trên cáp truyền Đầu đo Inclinometer, Hình 3, bánh chạy rãnh dọc cáp truyền dấu khoảng nhằm giúp việc thu nhận dữtrong truyền tíndị hiệu đánh dấu thành khoảng 0,5 giúp việc thu nhận dữdữ cáp truyền tín hiệu đánh dấu thành 0,5m mnhằm nhằm giúp việc thu nhận u dị đocáp Inclinometer, Hình bánh xenhằm chạy rãnh dọc ống vách tín hiệu đánh dấu thành3, cáccó khoảng 0,5 m giúptheo việc thu nhận liệu vị trí ống quan liệu ởmỗi trí ống quan trắc cách đặn Bộ nhận tín hiệu tích hợp liệu ởmột vịvị trí ống quan trắc cách phận thu nhận hiệu cócó thểthể tích hợp liệu ởmỗi vị trí ống quan trắc cách phận thu nhận tín hiệu tích Nó bao gồm hai gia tốc kế dùng đểđặn định gia tốc trọng trường theo 2hợp hướng trắc cách đặn Bộ phận thu nhận tín hiệu cóxác thểBộ tích hợp ln với bộtín hiển thị kết o gồm hai gia tốc kế dùng để xác định gia tốc trọng trường theo 2phận hướng vng góc quan trắc (Hình 4(a)) kết nối qua Bluetooth với 4(a), phận thu nhận tín hiệu (gọi sổ tay) với ln với phận hiển kết quan trắc, Hình 4(a), kết nối qua Bluetooth với bộmặt với phận hiển thịthị kết quan trắc, Hình kếtkết nối qua Bluetooth với phận hiển thị kết quan trắc, nối qua Bluetooth với với Một tốc kế đo độ nghiêng mặt phẳng bánh xe dò, au Mộtphận tốc kế đo độ nghiêng mặt phẳng bánh xe dò, mặt phẳng Hình 4(b) chí xuất ứng dụng điện thoại thông minh cho phép phận thu nhận hiệu (gọi tay) Hình4(b) 4(b) chí xuất thu nhận tíntín hiệu (gọi làlà sổsổ tay) Hình vàvàthậm đãđã xuất phận thu nhận tín hiệu (gọi sổ tay) thậmchíchí xuất hiển thị kết (Hình thường gọi 4(c)) trục A Tốc kế đo độ nghiêng mặt phẳng vuông g g gọi làcác trục A Tốc kếđiện cịn đo độ nghiêng mặt phẳng vng góc với mặt ứng dụng điện thoại thơng minh cho phép thị kết quả, Hình 4(c) ứng dụng thoại thông minh cho phép hiển thịthị kết quả, Hình 4(c) ứng dụng điện thoại thơng hiển kết quả, Hình 4(c) phẳng bánhnày xe, mặt phẳng gọi số trục số ởđọc bánh xe,của mặtcác phẳng gọi lànày trụcđược B Các đọc B thuCác cácthu đ cách dò kéo từ đỉnhtrắc Trong ống quan g cách đềukhoảng đặn 0.5m khiđều đầuđặn dò0.5m đượckhi kéođầu từ đáy lên đỉnh củađáy ốnglênquan phương pháp quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer khuyến cáo s g pháp quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer khuyến cáo sử dụng loại đầu dò cho tất chu kỳ quan trắc đầu đo Inclinometer có u dò cho tất chu kỳ quan trắc đầu đo Inclinometer có hệ số cảm biến khác sinh giá trị khác hác sinh giá trị khác c Cáp truyền tín hiệu hiển thị kết (a) hiệu Máy GeoSlope Indicator (c) Ứng dụng GK-604D Cáp truyền tín hiển thị kết (b) Máy Geokon (a) (b) Indicator (a) (b)(b) (c)(c) (a) (c) Hình Cáp truyền tín hiệu phận thu nhận liệuỨng Máy GeoSlope Indicator Máy Geokon Indicator Ứng dụng GK-604D Máy GeoSlope Indicator Máy Geokon Indicator dụng GK-604D Máy GeoSlope Indicator Máy Geokon Indicator Ứng dụng GK-604D Hình Cáp truyền tín hiệu phận nhận liệu Hình 4.4.4 Cáp truyền tíntín hiệu vàvà bộbộ phận thuthu nhận dữdữ liệu Hình Cáp truyền hiệu phận thu nhận liệu 2.2 Nguyên lý hoạt động 2.2 Nguyên hoạt động 2.2 Nguyên lý lý hoạt động 2.2 Nguyên hoạt động Đo chuyểnlý dịch ngang theo phương pháp Inclinometer phép đo gián tiếp chuyển dịch đối tượng cần quan trắc thông qua theo chuyển dịch củapháp ống dẫn hướng Khi đo chuyển dịch, đầu đotiếp chuyển Đo chuyển dịch ngang theo phương pháp Inclinometer phép đo gián chuyển Đo chuyển dịch ngang phương Inclinometer là phép đo gián tiếp chuyển Đo chuyển dịch ngang theo phương pháp Inclinometer phép đo gián tiếp chuyển dịch ngang có bánh xe chạy theo rãnh dọc theo ống dẫn hướng Ống dẫn hướng bao gồm hai dịch đối tượng cần quan trắc thông qua chuyển dịch ống dẫn hướng Khi đo chuyển dịch đối tượng cần quan trắc thông qua chuyển dịch ống dẫn hướng Khi đo chuyển dịchmặt củaphẳng, đối tượng cần quan trắc dịch hướng Khi chuyển rãnh mặt phẳng thứ quythông ước làqua trục chuyển A (thường đượccủa quyống ước dẫn hướng áp lực tácđo động dịch, đầu đo chuyển dịch ngang có bánh xe chạy theo rãnh dọc theo ống dẫn hướng dịch, đầu đo chuyển dịch ngang có bánh xe chạy theo rãnh dọc theo ống dẫn hướng lên đối đầu tượngđo quan trắc) mặt ngang phẳng vng góc hướng áp lực trục (Hìnhdọc 5) theo ống dẫn hướng dịch, chuyển dịch có bánh xe chạy theo Brãnh Trên Hình 6, độ lệch ngang cho vị trí đo dọc theo ống quan trắc vịquy tríước hướng quan Ống dẫn hướng bao gồm hai rãnh rãnhmặt mặtphẳng, phẳng,mặt mặtphẳng phẳng thứ ước trục Ống dẫn hướng bao gồm hai 2rãnh thứ quy làlà trục AAA Ống dẫn hướng bao gồm hai mặt phẳng, mặt phẳng thứ quy ước trục trắc A B, xác định theo công thức (1) (thường quy ước hướng áp lực tác động lênđốiđốitượng quantrắc) mặtphẳng (thường quy ước làlàlà hướng ápáp lực táctác động lênlên quan vàvà mặt (thường quy ước hướng lực động đối tượng tượng quan trắc) trắc) mặt phẳng phẳng vng góc hướng áp lực trục B (Hình 5) vng góc hướng áp lực trục B (Hình 5) d = L sin θ (1) i i vuông góc hướng áp lực trục B (Hình 5) 155 Tường Tường vâyvây Tường vây dịch, đầu đo chuyển dịch ngang có bánh xe chạy theo rãnh dọc theo ống dẫn hướng Ống dẫn hướng bao gồm hai rãnh mặt phẳng, mặt phẳng thứ quy ước trục A (thường quy ước hướng áp lực tác động lên đối tượng quan trắc) mặt phẳng vng góc hướng áp Dũng, lực làL.trục N., vàB cs.(Hình / Tạp chí5) Khoa học Cơng nghệ Xây dựng Tường vây Hình Các hướng quy ước quan trắc Inclinometer Hình Các hướng quy ước quan trắc Inclinometer Trên Hình 6, độ lệch ngang cho vị trí đo dọc theo ống quan trắc vị trí hướng quan trắc A B, xác định theo công thức (1) di = L sinqi (2.1) trị chuyển dịch ngang ngang ốngống Inclinometer Hình Hình Giá 6.trịGiáchuyển dịch Inclinometer Trong đó: di -độĐộ lệch ngang hai điểm đo liền dọc theo ống quan trắc; d lệch ngang hai điểm đo liền dọc theo ống quan trắc; L khoảng cách đo i hai điểm liền (thường 50 cm); θi góc nghiêng so với phương thẳng đứng điểm đo L - Khoảng cách đo hai điểm liền (thường 50 cm); thứ i Trên thực số liệu đo so hiểnvới thị thiết bịthẳng quan trắc xuất giá tíni.hiệu điện Giá trị nghiêng phương θ -tếGóc đứng điểm đo trị thứ có mối iquan hệ với số thiết bị quan trắc giá trị góc nghiêng biểu diễn theo công thức (2) Trên thực tế số liệu đo hiển thị hiệu D = thiết IC sinbị θ quan trắc xuất giá trị tín (2) điện Giá trị có mối quan hệ với số thiết bị quan trắc giá góc nghiêng biểu D giá trị đo vị trí (theo hướng trục quan trắc A B); IC số quan trắc diễn theo công thức 2.2 thiết bị đo chuyển dịch ngang Trong phép đo trục, lần đo đầu quy ước hướng “0◦ ” lần đo thứ hai “180◦ ” đảo D = IC sinq (2.2) chiều đầu dò, lưu ý số liệu đo hướng A0 A180 có dấu ngược Quy trình đo hai theo phương chotrị phép bỏ saivị sốtrí sai(theo lầm tín hiệutrục xảy trắc q trình Trong đó:như Dnày - giá đo loại hướng quan A B);đo Khi giá trị số liệu đo vị trí tính trị trung bình giá trị hai phương “0◦ ” “180◦ ” theo công thức IC (3) - số quan trắc thiết bị đo chuyển dịch ngang A0 − A180 D= (3) hướng “00” lần đo thứ hai “1800” Trong phép đo trục, lần đo đầu quy ước Ađầu đo ýtheo phương “0◦ ”đo củahướng trục A;AA180 giá trị đo theo phương “180◦ ” giá đảo chiều dò,trịlưu số liệu A180 có dấu ngược Quy trục A trình đo hai phương chongang phépcủa loại bỏdẫn saihướng số sai củahướng tín hiệu có ởthể xảy Cơngtheo thức2(4) thể giá trịnày độ lệch ống (vílầm dụ theo trục A) vị tríq đo so với phương thẳng Cơng xác định dựađược mối quan hệ trình đo Khi đóđứng giá trị số thức liệu(4) đođược vị trí tính trị cơng trungthức bình giá trị hai phương “00” “1800” theo công thức (3) 156 𝐷= 𝐴! − 𝐴"#! (2.3) Dũng, L N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng (2) (3) di = L sin θi = L D A0 − A180 =L IC 2IC (4) Giá trị độ lệch ngang ống quan trắc tổng độ lệch ngang khoảng đo 50 cm tính từ đáy ống quan trắc, ký hiệu d tính theo cơng thức (5) d = d1 + d2 + d3 + di + + dn (5) d độ lệch ngang ống quan trắc; di độ lệch ngang đoạn đo 50 cm Ở thời điểm quan trắc đo độ lệch ngang đoạn 50 cm dọc theo ống quan trắc xác định độ lệch ngang tổng cộng ống quan trắc Sự thay đổi giá trị độ lệch ngang di khoảng đo 50 cm độ lệch ngang tổng cộng d thời điểm quan trắc hiểu chuyển dịch ngang ống quan trắc Chuyển dịch tính cách lấy độ lệch ngang trừ độ lệch ngang thời điểm ban đầu 2.3 Độ xác phương pháp Càng lên cao sai số việc đo dịch chuyển Inclinometer lớn có tích lũy sai số điểm có sai số lớn điểm miệng ống dẫn hướng mặt đất Theo tài liệu lý lịch máy thiết bị hãng Durham Geo Slope Indicater [13] cung cấp sai số hệ thống khoảng ±0,25 mm với số đọc (tương ứng với đoạn đo 50 cm) ±6 mm tích lũy 50 số đọc (tương ứng chiều dài ống quan trắc 25 m) Theo tài liệu [13] số đọc, sai số ngẫu nhiên tìm thấy 0,007 inches (0,1778 mm) sai số hệ thống xác định 0,005 inches (0,127 mm) Mặt khác, sai số ngẫu nhiên tỷ lệ thuận với bậc tổng số số đọc gia tăng sai số hệ thống tỷ lệ thuận với tổng số số đọc gia tăng Tổng sai số nghiên cứu 50 số đọc gia tăng tính sau: √ T = a + b = 0,007 × 50 + 0,005 × 50 = 0,300 inch (7,62 mm) T sai số tổng hợp 50 số đọc; a sai số ngẫu nhiên; b sai số hệ thống Sai số hệ thống nguồn sai số lớn hiệu chỉnh được, nhiên vấn đề sai số phương pháp quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer Việt Nam chưa có nhiều nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá Quy trình quan trắc Inclinometer tường vây tầng hầm 3.1 Công tác ngoại nghiệp Ngoại nghiệp công tác lắp đặt hệ thống ống quan trắc, kiểm tra thiết bị tiến hành đo đạc thu thập số liệu quan trắc Việc thu thập số liệu quan trắc ngoại nghiệp, đặc biệt với số liệu thời điểm đo đầu tiên, quan trọng trình quan trắc xuất nhiều yếu tố ngoại cảnh tác động Trong phần đề cập quy trình chung thu thập số liệu quan trắc chuyển dịch ngang phương pháp Inclinometer Như trình bày trên, ống dẫn hướng quan trắc Inclinometer gồm có hai hướng đo A B vng góc với coi hệ trục tọa độ giả định x, y trị đo Inclinometer ống dẫn hướng Trước tiến hành đo phải kết nối đầu đo với cáp truyền tín hiệu, điều chỉnh bánh xe vào hướng A0 -A180 ống dẫn hướng thả đầu đo tới đáy ống quan trắc ròng rọc (hoặc tời) Giữ đầu đo đáy ống dẫn hướng khoảng 2-3 phút để đầu đo tự điều chỉnh với nhiệt độ bên 157 Dũng, L N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng ống Sau kéo đầu đo lên cách từ từ bên ống quan trắc đến khoảng cách 50 cm (nhờ hệ thống dấu dây cáp nối), chờ cho giá trị hình thiết bị đọc số ổn định ghi lưu số liệu Lần lượt đo đầu đo lên đến miệng ống thu chuỗi số liệu A0 Lặp lại trình tự thao tác xoay đầu đo ngược 180◦ với hướng vừa đo thu chuỗi số liệu A180 Như lần đo cần tiến hành quy trình lấy số liệu lần hướng ngược chiều đầu dò Ở thời điểm đo sau lắp đặt cần tiến hành đo vài lần lấy giá trị trung bình lần đo để tăng độ xác số liệu ban đầu Giá trị chuyển dịch ngang xác định thông qua so sánh kết quan trắc lần với giá trị thu thời điểm quan trắc Giá trị chuyển dịch ngang ống quan trắc hiểu dịch chuyển ngang đối tượng quan trắc Ngoài số liệu đo cịn cung cấp thơng số khác tổng chuyển dịch tích lũy từ đáy ống đến điểm quan trắc độ sâu bất kỳ, sai số hệ thống hai ngược chiều điểm đo, sai số tích lũy, 3.2 Cơng tác nội nghiệp Đây cơng tác xử lý, biểu diễn, phân tích đánh giá số liệu quan trắc thu thập Dựa kết để đưa nhận định mức độ ổn định đối tượng quan trắc chuyển dịch ngang Trên sở lý thuyết quan trắc chuyển dịch ngang, xử lý số liệu quan trắc chuyển dịch ngang tường vây tầng hầm cơng trình “Xây dựng Trụ sở quan Thành ủy Hà Nội” địa điểm: số 04 phố Lê Lai, số 07 số 09 phố Ngô Quyền, số 08 phố Tơng Đản, phường Lý Thái Tổ, quận Hồn Kiếm, Hà Nội Đây cơng trình có qui mơ xây dựng tòa nhà 09 tầng nổi, 01 tầng lửng 04 tầng Hình Sơ đồ vị trí ống quan trắc Inclinometer Hình Sơ đồ vị trí ống quan trắc Inclinometer Đối với hệ thống quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer, lắp đặt ống 158 quan trắc đường kính D70 (ống Casing) bên ống vách (ống siêu âm) đường kính D113 tường vây tầng hầm Ống quan trắc Inclinometer lắp đặt 06 vị trí, Hình 7, xung quanh hệ thống tường vây (vị trí ống quan trắc đơn vị Tư vấn thiết kế định), Dũng, L N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng hầm Trong q trình thi cơng móng phần ngầm cơng trình theo biện pháp đào đất TopDown, u cầu quan trắc chuyển dịch ngang hệ thống tường vây tầng hầm bằng phương pháp Inclinometer Đối với hệ thống quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer, lắp đặt ống quan trắc đường kính D70 (ống Casing) bên ống vách (ống siêu âm) đường kính D113 tường vây tầng hầm Ống quan trắc Inclinometer lắp đặt 06 vị trí (Hình 7) xung quanh hệ thống tường vây (vị trí ống quan trắc đơn vị Tư vấn thiết kế định), chiều sâu lắp đặt ống vị trí 35 m Thiết bị quan trắc dịch chuyển ngang Inclinometer máy GK604-D hãng Geokon (Mỹ) sản xuất Kết giá trị chuyển dịch ngang 26 lần quan trắc xử lý phần mềm DigiPro biên tập kết Bảng trình bày biểu đồ dịch chuyển ống Inclinometer từ IC1 đến IC3 Hình Bảng Tổng hợp giá trị chuyển dịch lớn ống quan trắc Inclinometer (Hướng trục A - hướng áp lực tác động vào tường vây tầng hầm) Ống quan trắc I-01 Chu kỳ Thời gian đo Độ lệch lớn (mm) CK01 CK02 CK03 CK04 CK05 CK06 CK07 CK08 CK09 CK10 CK11 CK12 CK13 CK14 CK15 CK16 CK17 CK18 CK19 CK20 CK21 CK22 CK23 CK24 CK25 CK26 01/06/2018 08/06/2018 15/06/2018 22/06/2018 29/06/2018 06/07/2018 13/07/2018 20/07/2018 27/07/2018 30/07/2018 03/08/2018 05/08/2018 08/08/2018 11/08/2018 14/08/2018 17/08/2018 20/08/2018 23/08/2018 26/08/2018 03/09/2018 10/09/2018 17/09/2018 24/09/2018 01/10/2018 08/10/2018 16/10/2018 0,00 0,21 2,58 2,91 3,66 5,18 10,63 13,34 15,20 15,26 15,65 16,36 16,60 16,31 16,53 19,70 23,60 24,15 24,54 26,44 27,43 26,05 28,40 29,20 29,21 29,40 I-02 I-03 I-04 I-05 I-06 Độ sâu chuyển vị lớn (m) Độ lệch lớn (mm) Độ sâu chuyển vị lớn (m) Độ lệch lớn (mm) Độ sâu chuyển vị lớn (m) Độ lệch lớn (mm) Độ sâu chuyển vị lớn (m) Độ lệch lớn (mm) Độ sâu chuyển vị lớn (m) Độ lệch lớn (mm) Độ sâu chuyển vị lớn (m) 0,0 10,0 6,0 7,5 7,0 9,0 12,0 13,0 13,0 14,0 14,0 14,5 14,5 15,0 16,5 18,0 18,5 19,0 19,0 19,0 19,0 19,0 18,5 18,5 18,5 18,0 0,00 0,94 1,96 3,32 5,09 4,60 12,12 16,29 17,73 18,35 18,21 18,04 18,05 18,14 23,84 29,18 30,34 31,04 31,84 33,10 33,51 32,62 34,99 35,49 35,64 35,73 0,0 0,5 5,0 6,0 6,0 7,0 10,5 12,0 12,0 12,0 12,0 13,0 13,5 13,5 17,5 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 18,0 17,5 17,5 17,5 0,00 0,80 2,20 4,54 5,62 8,00 13,71 17,04 19,56 19,61 19,76 19,66 19,82 22,12 30,25 31,03 31,83 32,25 33,35 34,51 35,33 33,85 36,09 37,17 37,40 37,54 0,0 1,5 5,5 7,5 7,5 7,5 10,0 11,0 11,0 11,5 11,5 11,5 12,0 15,0 17,0 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,0 17,0 17,0 17,0 0,00 1,07 2,65 4,31 5,45 7,45 15,36 18,84 19,59 19,51 19,65 20,00 20,48 23,75 29,83 30,25 30,81 31,19 31,65 32,56 35,55 34,35 36,48 37,23 37,38 37,44 0,0 0,5 0,5 7,0 6,0 8,0 10,5 10,5 10,5 11,0 11,5 12,0 13,0 16,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,5 17,0 17,0 17,0 17,0 0,00 0,45 1,54 3,40 4,57 5,68 11,48 14,44 14,86 14,50 15,60 16,96 19,75 25,01 27,08 27,65 28,72 29,14 29,29 30,31 30,99 29,89 31,35 31,51 31,81 31,32 0,0 22,0 1,0 5,0 3,5 8,0 10,5 12,0 13,0 13,0 14,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,5 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 21,0 0,00 0,76 2,96 3,35 4,14 10,52 11,87 13,61 14,04 14,59 17,72 21,30 22,21 23,29 23,74 24,06 24,60 25,08 25,41 25,86 26,40 24,51 27,30 27,95 28,14 28,32 0,0 11,5 6,0 7,0 6,0 10,5 11,0 12,0 12,5 13,0 16,5 17,0 17,5 17,5 18,0 18,0 18,0 17,5 17,5 17,5 17,5 18,0 17,5 17,5 17,5 17,5 Theo số liệu từ Bảng 1, thấy giá trị chuyển dịch lớn vị trí ống quan trắc Inclinometer theo hướng trục A (hướng áp lực tác động vào tường vây tầng hầm) thời điểm đo (các chu kỳ) Giá trị dịch chuyển lớn nhất, thời điểm đo, ống quan trắc xuất độ sâu khác Ví dụ vị trí quan trắc ống Inclinometer IC1, giá trị chuyển dịch lớn chu kỳ tăng dần từ vài milimet (chu kỳ 2-6) tới khoảng cm chu kỳ cuối Điều cho thấy áp lực tác dụng lên tường vây tăng dần theo q trình thi cơng đào đất Kết quan trắc chu kỳ 26, giai đoạn thi công xong phần móng tầng hầm cơng trình, thấy giá trị chuyển dịch sáu vị trí quan trắc hệ thống tường hầm nằm khoảng 28 đến 37 mm 159 Chuyển dịch ngang (mm) Chuyển dịch ngang (mm) Trục A Trục B IC1 Chuyển dịch ngang (mm) Chuyển dịch ngang (mm) Trục A Trục B IC2 Chiều sâu (m) Chiều sâu (m) Chiều sâu (m) Chiều sâu (m) Chiều sâu (m) Chiều sâu (m) Dũng, L N., cs / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng Chuyển dịch ngang (mm) Chuyển dịch ngang (mm) Trục A Trục B IC3 Hình Biểu đồ dịch chuyển ống quan trắc Inclinometer IC1-2-3 thể kết 21 Chu kỳ đo Hình ảnh biểu đồ chuyển dịch (Hình 8) hệ thống tường vây tầng hầm vị trí ống quan trắc từ IC1 đến IC3 (biểu đồ ống IC4 đến IC6 đây) biểu diễn giá trị chuyển dịch ngang theo phương trục hoành với đơn vị tính milimet, cịn trục tung biểu diễn độ sâu quan trắc với đơn vị tính mét Các biểu đồ cho thấy rõ ràng áp lực chủ yếu tác động theo trục A Hình Biểu đồ dịch chuyển ống quan trắc Inclinometer IC1-2-3 thể kết hướng vào phía cơng trình Áp lực theo hướng trục B khơng đáng kể, khoảng vài milimet, 21này Chu có hướng tác động không đồng Điều chokỳ thấyđo hướng áp lực thực tế tác dụng lên hệ thống tường vây khơng hồn tồn thẳng góc theo hướng trục A Từ hình ảnh biểu đồ dịch chuyển tường vây (PHẦN THÍCH CHO CÁC QUÁ NHỎ)vây nằm tầng địa vị trí quan trắc, chúng taCHÚ thấy áp lực lớn nhấtNÉT tác động lên tường chất có độ sâu từ 17 đến 21 m so với mặt đất, điều phù hợp với giá trị chuyển dịch lớn Hình ảnh biểu đồ chuyển dịch, Hình 8, hệ thống tường vây tầng hầm vị thống kê theo vị trí chiều sâu tương ứng Bảng trí ống quan trắc từ IC1 đến IC3 (biểu đồ ống IC4 đến IC6 đây) biểu diễnluận giá trị đánh chuyển Thảo giá dịch ngang theo phương trục hoành với đơn vị tính milimet, cịn trục tungtích biểu diễn sâu pháp quanInclinometer trắc với đơn tính mét Các biểu Qua phân đánh giá, độ phương đượcvịxem phù hợp với thực tế vàđồ có thể ápcho dụng rộng rãi việc áp quan chuyển dịchđộng ngangtheo tườngtrục vây nhà caođều tầnghướng Việt vào Nam.phía Phương thấy rõ ràng lựctrắc chủ yếu tác A pháp có ưu điểm cho phép quan trắc không gian chật hẹp biểu diễn chi tiết cơng trình Áp lực theo hướng trục B khơng đáng kể, khoảng vài milimet, có hướng dịch chuyển ngang toàn tường vây theo chiều sâu Hướng tới việc phát triển quản lý sở tác không đồngInformation Điều Modeling) cho thấy áp lực thực tác dụng đo lêntĩnh hệ thống dữđộng liệu BIM (Building áphướng dụng thêm nguyên lý tế Inclinometer mở vây khả pháthoàn triển việc thập số liệutheo quan hướng trắc tự động, tích,hình cảnh ảnh báo liên theo tường khơng tồnthuthẳng góc trục phân A Từ biểutụcđồ dịch thời gian thực hệ thống tường chắn trình vận hành sử dụng với đối tượng chuyển tường vây vị trí quan trắc, thấy áp lực lớn tác động khác (như hệ thống đập thủy lợi, thủy điện, tường chắn mái dốc taluy hệ thống đường giao thông, ) lên tường nằm tầng độ sâu 17 đến 21m sohiện với mặtđược đất,thực điều Phươngvây pháp xử lýở số liệuđịa quanchất trắc có chuyển dịchtừ ngang Inclinometer dựaphù trênvới công cụ xử hãng thiếtđược bị phần kê mềm Microsoft lý thuyếtứng hợp giá trịlýchuyển dịchsản lớnxuất thống theo vị trí Excel chiềuCơ sâusởtương xử lý số liệu hãng khác địi hỏi cơng tác xử lý nội nghiệp Microsoft Excel cần có Bảng hiểu biết cụ thể cẩn thận để tránh sai số sai lầm Điều đặt thiết yếu cần có mềm Việtvà hốđánh hỗ trợ giá xử lý số liệu cho loại thiết bị quan trắc Inclinometer khác 4.phần Thảo luận Ở khía cạnh khác, phương pháp Inclinometer cịn thiếu quy định kỹ thuật phù hợp với công tác phân quan trắc cơngpháp trình ởInclinometer Việt Nam Mặcđược dù mục tiêuvới chuẩn Qua tíchchuyển đánhdịch giá,ngang phương xem4.4.1.4 phùcủa hợp thực tế áp dụng rộng rãi việc quan160 trắc chuyển dịch ngang tường vây nhà cao tầng Việt Nam Phương pháp có ưu điểm cho phép quan trắc không gian chật hẹp biểu diễn chi tiết dịch chuyển ngang toàn tường vây theo Dũng, L N., cs / Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng TCVN 9364:2012 [14] có đề cấp đến phương pháp quan trắc Inclinometer với độ xác mm chưa có minh chứng chưa có tài liệu đề cập đến giới hạn chuyển dịch cho phép trình quan trắc chuyển dịch ngang với đối tượng tường vây tầng hầm Việt Nam Tài liệu tham khảo [1] Simeoni, L., Mongiovì, L (2007) Inclinometer monitoring of the Castelrotto landslide in Italy Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, 133(6):653–666 [2] Green, G E., Mikkelsen, P E (1988) Deformation measurements with inclinometers Transportation Research Record, (1169) [3] The People’s Republic of China industry standard (1999) Technical Specification for Retaining and Protection of Building Foundation Excavations (JGJ120-99) China Academy of Building Researche, Beijing [4] Mikkelsen, P E (2003) Advances in inclinometer data analysis Symposium on field Measurements in Geomechanics, FMGM, Oslo, Norway [5] Dũng, L N (2018) Nghiên cứu, phân tích đánh gia phương pháp quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường, Đại học Xây dựng [6] Dũng, L N (2019) Nghiên cứu xây dựng chương trình tính toán biểu diễn số liệu quan trắc chuyển dịch ngang cơng trình Đề tài nghiên cứu khoa học cấp trường, Đại học Xây dựng [7] Moormann, C (2004) Analysis of wall and ground movements due to deep excavations in soft soil based on a new worldwide database Soils and Foundations, 44(1):87–98 [8] Hwang, R N., Moh, Z.-C., Wang, C H (2007) Toe movements of diaphragm walls and correction of inclinometer readings Journal of GeoEngineering, 2(2):61–71 [9] Stark, T D., Choi, H (2008) Slope inclinometers for landslides Landslides, 5(3):339 [10] Rahman, A., Taha, M (2005) Geotechnical performance of embedded cast-in-situ diaphragm walls for deep excavations Slovak Journal of Civil Engineering, 3:30–38 [11] Đông, T N (2014) Nghiên cứu phương pháp trắc địa quan trắc, phân tích biến dạng móng tầng hầm cơng trình nhà cao tầng giai đoạn thi công xây dựng Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Trường Đại học Mỏ - Địa chất [12] ASTM D6230 - 13 Standard Test Method for Monitoring Ground Movement Using Probe-Type Inclinometers ASTM International [13] DurhamGeo.com Inclinometer accuracy Durham Geo Slope Indicator Truy cập ngày 03/03/2020 [14] TCVN 9364:2012 Nhà cao tầng – kỹ thuật đo đạc phục vụ công tác thi công Bộ Khoa học Công nghệ, Việt Nam 161 ... quan trắc lún, quan trắc chuyển dịch ngang, quan trắc nghiêng, quan trắc mực nước ngầm, quan trắc biến dạng kết cấu văng, chống, Trong công tác quan trắc chuyển dịch ngang tường vây tầng hầm. .. Xây dựng an ống quan trắc ch ống vách Đầu quan trắc Inclinometer Hình Đầu dị quan trắc In 2.2 Ống Ống vách ống tường vây vách ốngvà quan trắc quan tường 3.Hình Đầu dịdị quan trắc Inclinometer Ống... vấn đề sai số phương pháp quan trắc chuyển dịch ngang Inclinometer Việt Nam cịn chưa có nhiều nghiên cứu thực nghiệm để đánh giá Quy trình quan trắc Inclinometer tường vây tầng hầm 3.1 Cơng tác