Thiết kế xây dựng lưới và xử lý số liệu đo lún công trình nhà cao tầng

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất MỤC LỤC Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất DANH MỤC BẢNG BIỂU Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất DANH MỤC HÌNH Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất LỜI MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần với lên trình cơng nghiệp hóa đại hóa đất nước mặt kinh tế đẩy lên mạnh trung tâm thành phố lớn đặc biệt nơi đông dân thiếu đất Thủ đô Hà Nội, TP Hồ Chí Minh…Vì nhu cầu cần đặt đáp ứng đầy đủ nhà cho người dân Để đáp ứng nhu cầu Sở xây dựng quy hoạch đề xuất việc xây chung chư cao tầng để đáp ứng nhu cầu người dân Theo khảo sát nhà địa chất, khu vực Hà Nội cho thấy vùng đất có lịch sử lâu đời hình thành đồng tích tụ nên khả chịu tải, chịu nén số tầng địa chất Mặt khác nhu cầu sống, việc khai thác nước ngầm phục vụ nhu cầu sinh hoạt ngày tăng làm điều kiện địa chất thay đổi Từ nguyên nhân với số nguyên nhân khác thiết kế kết cấu móng cơng trình, chất liệu vật liệu xây dựng, điều kiện khí hậu… làm cho cơng trình xây dựng bị biến dạng, dẫn đến kết cấu bị phá vỡ làm cho số cơng trình khơng sử dụng Biến dạng cơng trình nhiều ngun nhân gây nên chủ yếu cơng trình bị lún khơng dẫn đến cơng trình bị xoắn Để đảm bảo an tồn tuổi thọ thiết kế cho cơng trình thời gian thi cơng q trình sử dụng, cần tiến hành quan trắc biến dạng cơng trình (kể biến dạng ngang biến dạng đứng) Theo thực tế nay, công tác quan trắc lún cơng trình khơng quan tâm mà cịn thiếu xây dựng sử dụng cơng trình Trong cơng tác quan trắc lún cơng việc quan trọng việc xử lý số liệu sua quan trắc Nhưng với phát triển công nghệ thơng tin việc xử lý kết quan trắc thực nhanh xác Với mục đích mong muốn tìm hiểu vấn đề em nhận đề tài: ‘’Thiết kế xây dựng lưới xử lý số liệu đo lún công trình nhà cao tầng “ Mục tiêu đề tài Đánh giá mức độ biến dạng thẳng đứng cơng trình, cung cấp thơng tin phục vụ cho việc xây dựng, bảo vệ cơng trình “Chung cư Handi Resco Lê Văn Lương” Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất Đỗ Thanh Tuấn Trắc địa Mỏ - Cơng trình K58 Nhiệm vụ - Tìm hiểu lý thuyết công tác trắc địa ứng dụng quan trắc lún cơng trình - Thiết kế xây dựng lưới xử lý số liệu đo lún cơng trình nhà cao tẩng Phương pháp nghiên cứu Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với xử lý số liệu thực nghiệm Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Cơ sở lý thuyết tính tốn bình sai xử lý số liệu đo lún, phần mềm xử lý số liệu đo lún Phạm vi nghiên cứu: Cơng trình “Chung cư Handi Resco Lê Văn Lương” Ý nghĩa khoa học thực tiễn Ý nghĩa khoa học: Góp phần phát triển hồn thiện lý thuyết xử lý số liệu đo lún cơng trình, phân tích đánh giá mơ hình hóa q trình đo lún cơng trình Ý nghĩa thực tiễn: Các kết đo lún phục vụ cơng tác phân tích đánh giá dự đốn độ lún cơng trình Thơng qua việc khảo sát thực tế tìm hiểu phương pháp xử lý số liệu quan trắc lún cơng trình để từ lựa chọn phương pháp phù hợp với điều kiện cơng trình Bố cục đề tài Với nội dung nghiên cứu nêu trên, em chia nội dung Đồ án tốt nghiệp thành chương, với nội dung sau: Chương 1: Những vấn đề chung thiết kế lưới xây dựng độ lún cơng trình Chương 2: Thiết kế xây dựng lưới xử lý số liệu đo lún Chương 3: Thực nghiệm Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất CHƯƠNG NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THIẾT KẾ LƯỚI XÂY DỰNG VÀ ĐỘ LÚN CƠNG TRÌNH 1.1 Khái qt xây dựng lưới trắc địa 1.1.1 Khái niệm, phân loại nguyên tắc xây dựng lưới khống chế trắc địa 1.1.1.1 Khái niệm Lưới khống chế trắc địa hệ thống điểm đánh dấu mốc bê tông, liên kết với theo quy luật toán học định, thơng qua trị đo góc, chiều dài góc, phương vị, chênh cao từ điểm có tọa độ tính tọa độ, chênh cao điểm khác lưới (qua q trình xử lí tốn học kết đo) 1.1.1.2 Phân loại - Phân loại lưới trắc địa theo quy mơ độ xác gồm loại: + Lưới khống chế trắc địa nhà nước + Lưới khống chế trắc địa khu vực + Lưới khống chế đo vẽ - Phân loại lưới khống chế trắc địa mặt theo phương pháp xây dựng lưới: + Lưới tam giác đo góc đo góc cạnh + Lưới đường chuyền + Lưới trắc địa vệ tinh -Phân loại lưới khống chế độ cao gồm: + Lưới độ cao nhà nước + Lưới độ cao đo đạc (Trong phạm vi đồ án ta thiết kế xây dựng lưới quan trắc lún nên ta nghiên cứu đến lưới khống chế độ cao) 1.1.1.3 Những nội dung xây dựng lưới - Một mạng lưới khống chế trắc địa tập hợp gồm: + Các điểm mốc khống chế; + Các phép đo trắc địa mốc khống chế; + Các phương tiện, thiết bị sở vật chất sử dụng; + Các kĩ thuật quan trắc áp dụng; 1.1.1.4 Nguyên tắc xây dựng lưới quốc gia Là từ tồn diện đến cục bộ, độ xác từ cao đến thấp Cụ thể là: + Lưới phải bao phủ khắp nước; + Lưới có đủ mật độ điểm cần thiết; + Lưới có đủ độ xác yêu cầu; + Phù hợp với điều kiện kinh tế đất nước; Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất 1.1.2 Khái niệm phân loại lưới khống chế độ cao 1.1.2.1 Khái niệm - Lưới khống chế độ cao hệ thống điểm đánh đấu dấu mốc đặc biệt vững mặt đất tiến hành đo đạc tính độ cao điểm so với mặt thủy chuẩn gốc - Hệ thống độ cao nước ta lấy mực nước biển trung bình Hịn dấu- Đồ Sơn- Hải Phòng làm mặt thủy chuẩn gốc - Nguyên tắc thành lập: Từ toàn diện đến cục từ độ xác cao đến độ xác thấp 1.1.2.2 Phân loại lưới khống chế độ cao - Lưới khống chế độ cao gồm: Lưới độ cao nhà nước lưới đo đạc + lưới độ cao nhà nước: Có hạng I, II, III, IV Độ xác giảm dần từ hạng I đến IV + Lưới khống chế độ cao đo đạc gồm: Lưới độ cao kĩ thuật, lưới độ cao đo vẽ, lưới độ cao trạm đo 1.2 Khái quát chung độ lún công trình 1.2.1 Khái niệm - Là lún cơng trình bị chuyển dịch thẳng đứng từ xuống đất kéo theo móng thân cơng trình, thường đo milimet - Lún xảy nén chặt đất tác dụng trọng lượng tồn cơng trình 1.2.2 Ngun nhân gây lún 1.2.2.1 Tác động điều kiện tự nhiên + Do thay đổi tính chất lý lớp đất đá móng cơng trình + Do ảnh hưởng yếu tố tự nhiên : nhiệt độ, độ ẩm, hướng gió, hướng chiếu nắng + Sự thay đổi chế độ nước mặt nước ngầm + Sự vận động nội sinh lòng đất 1.2.2.2 Tác động yếu tố liên quan tới q trình xây dựng vận hành cơng trình + Sự gia tăng tải trọng cơng trình + Xây chen thêm cơng trình + Sự khai thác nước ngầm + Do xây dựng cơng trình ngầm đất + Do sai sót khảo sát địa chất thủy văn Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất - Hiện tượng lún nứt cơng trình nhìn chung liên quan đến quy mơ, kết cấu cơng trình đất Cơng trình bị lún nhiều khơng bị phá hoại không xảy lún lệch đặc biệt khả chịu biến dạng kết cấu cơng trình - Phần lớn cơng trình sau xây dựng xong bị lún nứt thường liên quan đến yếu tố chủ quan nhận thức đất cơng trình khâu khảo sát địa chất thiết kế thi công xây dựng Các trường hợp cơng trình xong ổn định lâu dài, nhiên bị lún thường liên quan đến tác động khách quan làm thay đổi trạng thái ứng xử cơng trình đất Có ngun nhân gây lún xây chen cơng trình : a Yếu tố địa tầng + Không tiến hành nghiêm túc việc điều tra, khảo sát cơng trình lân cận dự báo tác động khu vực xung quanh thi cơng cơng trình + Khơng phát nhận định khơng xác quy luật phân bố không gian (theo chiều rộng chiều sâu) cấu tạo địa tầng, đặc biệt lớp đất yếu nằm vùng ảnh hưởng trọng tải cơng trình Ngun nhân chủ yếu hoạch định mật độ khảo sát chưa đủ bao quát, đặc biệt nơi có điều kiện địa chất dự đốn biến động mạnh + Đánh giá khơng xác đặc trưng tính chất lý lớp đất đá không cung cấp số liệu cần thiết cho thiết kế b Yếu tố tải trọng + Thiết kế biện pháp thi công đào đất, tầng ngầm chưa coi trọng áp lực ngang cơng trình hữu có khả gây phụ thêm + Thiết kế kiến trúc bất cân đối dẫn đến tải trọng không (lệch tâm tải trọng bên móng) + Do xu hướng muốn tận dụng không gian nên nhà đưa phía khơng gian cơng cộng dẫn đến lệch tâm tải trọng cơng trình + Dự báo khơng độ lún cơng trình hữu ảnh hưởng việc đào hố móng thi cơng cơng trình + Đánh giá khơng đầy đủ ảnh hưởng chất tải nặng (vật liệu xây dựng, đối trọng để ép cọc để nén tĩnh …) phạm vi giáp với cơng trình hữu + Đánh giá khơng tồn diện mức ảnh hưởng gây thay đổi lớn chiều dày tầng đất yếu theo chiều sâu diện khu vực điều kiện địa chất cơng trình phức tạp 1.3 Mục đích, nhiệm vụ nguyên tắc chung quan trắc lún cơng trình 1.3.1 Mục đích Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình nhằm xác định mức độ chuyển dịch biến dạng, nghiên cứu tìm nguyên nhân chuyển dịch biến dạng từ có biện pháp xử lý đề phịng tai biến cơng trình Cụ thể : + Xác định giá trị chuyển dịch biến dạng cơng trình, để đánh giá mức độ ổn địch cơng trình + Kiểm tra việc tính tốn, thiết kế cơng trình + Nghiên cứu quy luật biến dạng điều kiện khác dự đoán biến dạng cơng trình tương lai + Xác định loại biến dạng có ảnh hưởng đến q trình cơng nghệ vận hành cơng trình + Tìm ngun nhân gây lún, chuyển dịch mức độ nguy hiểm chúng trình làm việc bình thường nhà cơng trình sở đưa giải pháp phù hợp nhằm phòng ngừa cố xảy 1.3.2 Nhiệm vụ + Quán triệt nhiệm vụ quan trắc + Xác định yêu cầu độ xác đối tượng nghiên cứu + Thiết kế phương án thành lập lưới khống chế quan trắc lún, sơ đồ bố trí vị trí mốc khống chế sở mốc quan trắc, lập sơ đồ đo + Ước tính độ xác, sơ đồ lưới quan trắc + Lựa chọn phương pháp phương tiện đo đạc tiến hành đo đạc thực địa + Tính tốn sử lý số liệu đo đạc, xác định thông số chuyển dịch biến dạng đưa kết 1.3.3 Nguyên tắc chung - Để quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình đạt kết tốt tiến hành thực theo nguyên tắc sau : + Như biết chuyển dịch biến dạng cơng trình thường diễn theo thời gian Do để phát mức chuyển dịch cơng trình phải tiến hành đo nhiều lần nhiều thời điểm khác nhau, lần đo gọi chu kì + Trong chu kì quan trắc phải so sánh tương đối độ cao điểm quan trắc với đối tượng nằm bên ngồi cơng trình xem ổn định phát độ lún cơng trình + Mức độ chuyển dịch cơng trình nhỏ nên ta cần chọn máy dụng cụ đo lún có tính kĩ thuật phù hợp, đảm bảo độ xác Máy dụng cụ đo cần kiểm tra kiểm nghiệm chặt chẽ trước đo Để đảm bảo độ xác u cầu chu kì đo nên theo sơ đồ đo, dụng cụ đo, người đo cố gắng đo điều kiện tương tự 10 ... cho độ xác cao đo đạc thuận 17 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất CHƯƠNG THIẾT KẾ XÂY DỰNG LƯỚI VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU ĐO LÚN 2.1 Nguyên tắc xây dựng lưới đo lún 2.1.1 Xác định số lượng bậc... Nghiên cứu lý thuyết kết hợp với xử lý số liệu thực nghiệm Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Cơ sở lý thuyết tính tốn bình sai xử lý số liệu đo lún, phần mềm xử lý số liệu đo lún Phạm... thiết kế lưới xây dựng độ lún cơng trình Chương 2: Thiết kế xây dựng lưới xử lý số liệu đo lún Chương 3: Thực nghiệm Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ-Địa chất CHƯƠNG NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG VỀ THIẾT