Tóm tắt Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả công tác trắc địa trong thi công công trình nhà siêu cao tầng ở Việt Nam

Mục tiêu của đề tài là: Xác lập được cơ sở khoa học và phương pháp luận xây dựng giải pháp kỹ thuật trắc địa nhằm nâng cao hiệu quả và độ chính xác thi công NSCT ở Việt Nam. Mời các bạn tham khảo!

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT DIÊM CÔNG TRANG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CƠNG CƠNG TRÌNH NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ MÃ SỐ: 9.52.05.03 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2021 Cơng trình hồn thành tại: Bộ mơn Trắc địa cơng trình, Khoa Trắc địa - Bản đồ Quản lý đất đai Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Trần Viết Tuấn, Trường Đại học Mỏ - Địa chất PGS.TS Nguyễn Quang Thắng, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Phản biện 1: PGS.TS Vũ Văn Thặng, Trường Đại học Xây dựng Phản biện 2: GS.TS Võ Chí Mỹ, Hội Trắc địa - Bản Đồ - Viễn thám Việt Nam Phản biện 3: TS Phạm Minh Hải, Viện Khoa học Đo đạc Bản đồ Luận án bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp Trường Họp Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Vào hồi … … ngày … tháng … năm ……… Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Quốc Gia Việt Nam - Thư viện Trường Đại học Mỏ - Địa chất MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong thời gian có số cơng trình NSCT xây dựng nước ta Đó cơng trình có chiều cao (H > 100 m) hay số tầng lớn 40 tầng Đặc điểm thi công tồ NSCT là: cơng trình có chiều cao lớn xây dựng diện tích nhỏ tồn hay phần cơng trình bị dao động với biên độ tương đối lớn khơng có quy luật ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh gây trình xây dựng Trong trường hợp sử dụng phương pháp thiết bị trắc địa truyền thống để đảm bảo độ thẳng đứng cơng trình thi cơng xây dựng Chính mà cần phải nghiên cứu giải pháp kỹ thuật thiết bị trắc địa đại nhằm đảm bảo thi cơng xây dựng cơng trình theo thiết kế điều kiện cơng trình ln bị dao động ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh gây Mục tiêu, đối tượng phạm vi nghiên cứu Mục tiêu đề tài là: “Xác lập sở khoa học phương pháp luận xây dựng giải pháp kỹ thuật trắc địa nhằm nâng cao hiệu độ xác thi cơng NSCT Việt Nam” Đối tượng nghiên cứu công tác trắc địa thi công NSCT Việt Nam Phạm vi nghiên cứu luận án bao gồm: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật đảm bảo độ xác thi cơng cơng trình NSCT q trình thi công, nghiên cứu nâng cao hiệu công tác trắc địa thi cơng cơng trình NSCT Việt Nam, nghiên cứu giải pháp công nghệ thiết bị đo đạc đại có Việt Nam nhằm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cần thiết để đảm bảo độ xác thi cơng NSCT nước ta Nội dung nghiên cứu - Khảo sát ảnh hưởng yếu tố tác động môi trường bên ngồi (nhiệt độ, gió ), tải trọng vật liệu xây dựng, gây tượng dao động cơng trình NSCT khơng gian theo thời gian q trình thi cơng - Nghiên cứu sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT để xác định toạ độ tức thời điểm trục sàn thi cơng dùng để bố trí thi cơng NSCT - Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật trắc địa nhằm xác định bố trí hệ trục cơng trình sàn thi công NSCT đảm bảo yêu cầu thiết kế Phương pháp nghiên cứu Phương pháp thống kê, phương pháp phân tích, phương pháp tốn học, phương pháp so sánh, phương pháp thực nghiệm, phương pháp ứng dụng tin học, phương pháp chuyên gia Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài luận án - Kết nghiên cứu luận án đóng góp vào phát triển hồn thiện cơng tác trắc địa thi cơng cơng trình NSCT nâng cao trình độ khả ngành xây dựng Việt Nam xây dựng cơng trình lớn tiêu biểu mang tầm cỡ quốc tế - Các kết nghiên cứu ứng dụng để tiến hành triển khai công tác trắc địa thi công xây dựng NSCT Việt Nam ứng dụng công tác tư vấn giám sát, kiểm tra nghiệm thu công trình q trình thi cơng trước đưa vào sử dụng cơng trình NCT NSCT nước ta Các luận điểm bảo vệ Luận điểm 1: Do ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh trọng tải cơng trình, nên tồn hay phần cơng trình nhà siêu cao tầng bị dao động tương đối lớn khơng có quy luật chung, cần nghiên cứu giải pháp kỹ thuật phù hợp để nâng cao hiệu độ xác công tác trắc địa thi công nhà siêu cao tầng Luận điểm 2: Giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy toàn đạc điện tử đề xuất luận án cho phép xác định vị trí tức thời điểm sàn xây dựng với độ xác đáp ứng tiêu chuẩn thi công nhà siêu cao tầng Luận điểm 3: Chương trình máy tính Super HBD V1.0 sử dụng cho hệ thống GNSS- RTK máy toàn đạc điện tử cho phép tự động hóa q trình xử lý số liệu trắc địa nhằm nâng cao hiệu phục vụ thi công nhà siêu cao tầng Những điểm đề tài luận án - Đề xuất giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với thiết bị trắc địa khác nhằm đảm bảo bố trí cơng trình đáp ứng u cầu kỹ thuật thi công nhà siêu cao tầng Việt Nam - Đã nghiên cứu giải pháp nâng cao độ xác khả ứng dụng cơng nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy toàn đạc điện tử để xác định vị trí tức thời điểm trục sàn thi cơng nhà siêu cao tầng trình xây dựng - Xây dựng thuật tốn thành lập chương trình máy tính chun dụng Super HBDV 1.0 dùng cho thi công xây dựng, kiểm tra nghiệm thu cơng trình nhà cao tầng nhà siêu cao tầng Phần mềm Super HBDV1.0 cho phép ghép nối tín hiệu, tự động hố q trình xử lý số liệu sàn thi công đáp ứng yêu cầu kỹ thuật tiến độ thi cơng xây dựng cơng trình nhà siêu cao tầng nước ta Cấu trúc luận án Cấu trúc luận án gồm ba phần: mở đầu, chương nội dung phần kết luận CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG VÀ SIÊU CAO TẦNG 1.1 Khái niệm lịch sử phát triển nhà siêu cao tầng 1.1.1 Khái niệm nhà siêu cao tầng 1.1.2 Lịch sử phát triển nhà siêu cao tầng 1.1.2.1 Trên giới 1.1.2.2 Ở Việt Nam 1.2 Công tác trắc địa thi công nhà cao tầng siêu cao tầng 1.2.1 Đặc điểm công tác trắc địa thi công nhà cao tầng 1.2.2 Quy trình cơng tác trắc địa thi cơng xây dựng nhà cao tầng 1.2.3 Các phương pháp chuyền trục theo phương thẳng đứng thi công nhà cao tầng 1.2.3.1 Phương pháp dây dọi xác 1.2.3.2 Phương pháp dùng mặt phẳng ngắm máy kinh vĩ máy kinh vĩ điện tử 1.2.3.3 Phương pháp chuyển tọa độ lên cao máy toàn đạc điện tử 1.2.3.4 Phương pháp dùng máy chiếu đứng quang học lade 1.2.3.5 Chuyển trục cơng trình cơng nghệ GNSS 1.2.4 Đặc điểm thi công xây dựng nhà siêu cao tầng Việt Nam 1.2.4.1 Công nghệ vật liệu bê tông 1.2.4.2 Công tác ván khuôn (Cốp pha) 1.2.4.3 Công tác thi công cốt thép 1.2.5 Các hạn sai trắc địa thi công nhà cao tầng siêu cao tầng 1.3 Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh đến q trình thi cơng xây dựng nhà siêu cao tầng 1.3.1 Ảnh hưởng gió đến vị trí thẳng đứng cơng trình 1.3.1.1 Khái niệm, ngun nhân hình thành, phân loại gió 1.3.1.2 Tính chất, đặc điểm gió 1.3.1.3 Tác động gió vào cơng trình 1.3.1.4 Tải trọng gió Tải trọng gió tác động khí hậu thời tiết thay đổi theo thời gian, độ cao địa điểm dạng áp lực mặt hứng gió hút gió ngơi nhà q qh 2 qH H c qH 20m 10m aq Hình 1.23 Biểu đồ áp lực gió quy dạng hình thang tương đương 1.3.2 Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến vị trí thẳng đứng cơng trình Đặc điểm làm việc kết cấu nhà cao tầng siêu cao tầng bê tông cốt thép điều kiện thay đổi nhiệt độ nước ta là: Cơng trình biến dạng co giãn thường xuyên tác động nhiệt độ thay đổi Nhiệt độ cao (nóng) bê tơng giãn ra, nhiệt độ thấp (lạnh) co lại, gặp khơng khí ẩm nở ra, gặp khơng khí lạnh co lại Có thể coi biến dạng thường ngày kết cấu nhà cao tầng siêu cao tầng bê tông cốt thép theo nhiệt độ hay thay đổi thời tiết 1.3.3 Ảnh hưởng tải trọng cơng trình đến vị trí thẳng đứng cơng trình 1.3.3.1 Tải trọng đứng 1.3.3.2 Ảnh hưởng độ lệch tâm tải trọng thẳng đứng 1.3.3.3 Các loại tải trọng khác 1.3.4 Tổng hợp dạng dao động cơng trình 1.3.4.1 Chuyển động tịa nhà a Chuyển động dài hạn b Chuyển động hàng ngày c Chuyển động động 1.3.4.2 Các dạng dao động nhà siêu cao tầng Hình 1.27 Dạng dao động loại 1,2 tịa NSCT Hình 1.28 Dạng dao động loại tòa NSCT Như vậy: tác động nhiều yếu tố ngoại cảnh gió, thay đổi nhiệt độ, tải trọng thân cơng trình, co ngót từ biến bê tông, độ lún không NSCT bị dao động theo hướng tác động ngoại lực Dao động phần ngơi nhà mang tính đàn hồi trở vị trí cũ, mang tính đàn hồi khơng hồn tồn chuyển sang vị trí mới, quỹ đạo chuyển động, vận tốc dao động cơng trình khơng theo quy luật định, phụ thuộc vào vị trí xây dựng, thời gian thi công kết cấu vật liệu xây dựng cơng trình 1.4 Các cơng trình nghiên cứu công tác trắc địa thi công nhà cao tầng siêu cao tầng 1.4.1 Các cơng trình nghiên cứu nước Ngoài số tài liệu sách giáo khoa có nội dung trình bầy công tác trắc địa thi công NCT công trình có chiều cao lớn như: [49], [51], [52]… 1.4.1.1 Nghiên cứu vấn đề ảnh hưởng yếu tố khí tượng đến độ thẳng đứng cơng trình q trình thi cơng: [53], [60], [61], [63], [64]… 1.4.1.2 Nghiên cứu vấn đề giải pháp kỹ thuật cơng tác trắc địa thi cơng cơng trình nhà siêu cao tầng: [54]; [55], [60], [61], [63], [64] 1.4.1.3 Nghiên cứu ứng dụng phép lọc Kalman xử lý số liệu trắc địa: [56], [57], [62] 1.4.2 Các cơng trình nghiên cứu nước Ngoài số tài liệu sách giáo khoa có nội dung trình bày cơng tác trắc địa thi cơng NCT cơng trình có chiều cao lớn như: [5], [15]… 1.4.2.1 Nghiên cứu vấn đề giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa thi cơng cơng trình nhà cao tầng: [2], [9], [12], [13] [11], [14], [16], [17], [30] [31] 1.4.2.2 Nghiên cứu vấn đề ảnh hưởng yếu tố khí tượng đến độ thẳng đứng cơng trình q trình thi cơng: [24], [8] 1.4.2.3 Nghiên cứu vấn đề giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa thi công nhà siêu cao tầng: [8] 1.4.2.4 Nghiên cứu ứng dụng phép lọc Kalman xử lý số liệu trắc địa: [47], [10], [19], [33], [34] 1.4.3 Các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) Bao gồm tài liệu sau: [37], [38], [39], [40], [41], [42], [43], [44]… 1.5 Đánh giá chung tình hình nghiên cứu định hướng nghiên cứu luận án 1.5.1 Đánh giá chung tình hình nghiên cứu Trên giới: Các quy trình cơng nghệ nước đề cập đến dao động cơng trình có chiều cao lớn, khơng trình bày giải pháp khắc phục, chưa nêu lên cách hiệu chỉnh giá trị văn xoắn cơng trình ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh tác động lên cơng trình q trình thi cơng Đối với số tài liệu công bố gần nêu lên giải pháp công nghệ sử dụng để hiệu chỉnh điểm bố trí cơng trình thi cơng theo thiết kế, nội dung công nghệ chất thuật toán chưa nắm bắt khơng trình bày độ xác nên chưa phù hợp với điều kiện thực tế Việt Nam (thiết bị trắc địa có, điều kiện địa chất, yếu tố xây dựng, trình độ thi cơng, điều kiện kinh tế ); không đưa quy luật chuyển động tòa NSCT ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh tải trọng thân công trình đến độ thẳng đứng cơng trình Ở Việt Nam: Do hạn chế lực sản xuất thiết bị đo đạc xác cao, nên chủ yếu sử dụng cơng nghệ đại nhập khẩu, chưa có điều kiện chế tạo thiết bị đo chuyên dụng dùng cho công tác trắc địa thi công NSCT Tại cơng trình xây dựng NSCT Việt Nam, công việc trắc địa thi công NSCT, chủ yếu chun gia cơng ty nước ngồi thực 1.5.2 Định hướng nghiên cứu luận án Nghiên cứu giải pháp ứng dụng công nghệ đo đạc tiên tiến thay thiết bị phương pháp đo đạc truyền thống với mục đích tự động hóa q trình đo đạc, nâng cao độ xác đảm bảo tiến độ thi công NSCT phù hợp với đặc điểm công nghệ thi công ứng dụng Việt Nam Khảo sát đánh giá độ xác khả ứng dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy toàn đạc điện tử để xác định vị trí tức thời điểm cần bố trí sàn thi cơng NSCT q trình xây dựng Nghiên cứu xây dựng thuật toán thành lập chương trình máy tính xử lý số liệu cho phép xác định toạ độ tức thời điểm trục sàn thi cơng NSCT Nghiên cứu phương pháp bố trí chi tiết cơng trình theo vị trí thiết kế nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thi công NSCT Việt Nam CHƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM 2.1 Nghiên cứu lựa chọn giải pháp trắc địa khắc phục ảnh hưởng dao động thi công nhà siêu cao tầng 2.1.1 Đặc điểm công tác trắc địa thi công NSCT Việt Nam Tác động yếu tố ngoại cảnh Hình 2.1 NSCT bị dao động ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh 2.1.2 Lựa chọn giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa thi công nhà siêu cao tầng Việt Nam 2.1.2.1 Giải pháp 2.1.2.2 Giải pháp 2.1.2.3 Giải pháp Xây dựng hệ tọa độ thi cơng cơng trình (2D) với điểm gốc (BS) khơng thay đổi ổn định, dùng công nghệ GNSS - RTK xác định tổng độ dịch chuyển mặt sàn NSCT ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh tải trọng cơng trình gây so với điểm gốc BS, từ tiến hành: - Xác định giá trị dao động công trình - Chuyển trục cơng trình lên cao 2.2 Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa thi công nhà siêu cao tầng Việt Nam 2.2.1 Nguyên lý giải pháp kỹ thuật ứng dụng công nghệ GNSS - RTK máy TĐĐT để xác định vị trí điểm trục NSCT q trình thi cơng Giả sử thời điểm t1 vị trí nhà xác định điểm (A, B, C, D) có toạ độ (x, y)1 hình 2.3 Tại thời điểm tn ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh, điểm (A, B, C, D) di chuyển đến vị trí (A1, B1, C1, D1) có toạ độ tức thời (x,y)n Hình 2.3 Giải pháp ứng dựng công nghệ GNSS-RTK thi công NSCT Nếu sử dụng công nghệ GNSS - RTK với trạm Base đặt điểm BS trạm rover đặt điểm (A1, B1, C1, D1) xác định giá trị toạ độ tức thời điểm thời điểm tn tức giá trị (x,y)n Hình 2.4 Ngun lý bố trí trục cơng trình NSCT công nghệ GNSS-RTK máy TĐĐT 11 m  mtđ2  mtc2 (2.6) Trong đó: mtđ sai số công tác trắc địa gây mtc sai số thi công xây lắp Nếu coi hai nguồn sai số độc lập có ảnh hưởng thì: m mTĐ  = ± 10,6mm (2.7) Mặt khác, sai số công tác trắc địa bao gồm sai số lưới khống chế (mkc), sai số đo GNSS - RTK (mrtk) sai số xác định toạ độ trạm máy M (mTM), sai số bố trí (mbt) tức là: 2 mtđ2  mkc2  mrtk  mTM  mbt2 (2.8) Sử dụng nguyên tắc đồng ảnh hưởng ảnh hưởng không đáng kể sau số biến đổi ta có: m0  m td k  3k (2.11) Với k = mtđ = ± 10,6 mm thay vào (2.11) ta tính m0 = ± 5,9 mm Từ theo (2.10) tính mkc = ± 2,9 mm Như sai số trung phương vị trí điểm lưới khống chế (điểm đặt trạm base) không vượt đại lượng ±2,9mm mTM sai số xác định toạ độ trạm máy M, nguồn sai số bao gồm sai số giao hội góc - cạnh (mgh) để xác định toạ độ điểm đặt trạm máy M sai số dao động sàn thi công (mdđ) gây 2 m TM  m dđ  m gh (2.12) Sử dụng nguyên tắc ảnh hưởng không đáng kể biến đổi ta có m gh  m TM k 1 k2 (2.14) Thay giá trị mTM = ± 5,9mm vào công thức (2.13) (2.14) ta có mgh = ± 5,3 mm ; mdđ = ± 2,6 mm Các đại lượng chuyển dịch (di) dao động cơng trình gây ra, cần xác định cơng nghệ GNSS-RTK với độ xác mdđ ≤ ± 2,6mm Các điểm trục cơng trình sàn thi cơng bố trí với độ xác: mtđ = ± 10,6mm Đây kết tính tương ứng với giá trị f = 30 mm H ≥ 150 m 2.2.3 Đánh giá khả ứng dụng giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp máy TĐĐT thi công NSCT 12 - Không phải để lỗ thông sàn tầng sử dụng máy chiếu đứng để chuyền trục theo phương thẳng đứng - Độ xác đo GNSS - RTK không phụ thuộc vào chiều cao cơng trình, chuyền toạ độ từ chuyển trục từ mặt móng lên tầng thứ n độ cao Điều tránh tích luỹ sai số thường gặp phải sử dụng phương pháp chiếu phân đoạn truyền thống 2.3 Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ xác sử dụng kết hợp công nghệ GNSS-RTK máy TĐĐT thi công nhà siêu cao tầng Việt Nam 2.3.1 Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ xác định vị công nghệ GNSS - RTK thi công NSCT Việt Nam 2.3.1.1 Khái quát công nghệ GNSS - RTK 2.3.1.2 Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ xác kết đo GNSS - RTK thi cơng NSCT Việt Nam Hình 2.7 Thiết bị kiểm định độ xác cơng nghệ GNSS - RTK Các giải pháp nâng cao độ xác GNNS-RTK rover bao gồm: - Tăng thời gian thu tín hiệu: - Đảm bảo tính ổn định ăng ten máy thu rover Như vậy, số trị đo tăng lên n lần sai số xác định trị trung bình cộng giảm n lần Như vậy, ta kết luận để tăng độ xác đo GNSS - RTK cần tăng thời gian thu tín hiệu trạm rover với thời gian thu tín hiệu từ khoảng 60s vị trí đo GNSS - RTK 2.3.1.3 Khảo sát độ xác phát chuyển dịch dao động NSCT cơng nghệ GNSS - RTK 13 Hình 2.8 Sơ đồ lưới thực nghiệm phát chuyển dịch dao động NSCT Độ xác đo phát chuyển dịch di NSCT công nghệ GNSS -RTK đạt độ xác từ mdi = ± (1.7 ÷ 2.1)mm So sánh với tiêu kỹ thuật đo dao động NSCT nêu mục 2.2.2, ta thấy công nghệ GNSS-RTK đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cần thiết xác địch chuyển dịch dao động NSCT hai thời điểm t1 t2 q trình thi cơng xây dựng cơng trình 2.3.2 Ứng dụng phép lọc Kalman để xử lý số liệu thu GNSS - RTK 2.3.2.1 Nguyên lý công thức lọc Kalman Mơ hình trạng thái: X k  Fk 1X k 1  Bk U k  Wk L k  Dk X k  Vk Mơ hình trị đo: (2.19) (2.20) Lọc Kalman phép ước lượng lặp, chu trình tính tốn chia thành hai bước chính: Bước 1: Dự đốn hay cập nhật trạng thái: X k  Fk 1,k X k 1  Bk U k (2.21) Pk  Fk 1,k Pk 1FkT1,k  Q k (2.22) Bước 2: Cập nhật trị đo: 1  T  T K k  Pk Dk  Dk Pk Dk  Rk    (2.23) ˆ , P X ˆ ˆ X kk k k  K k (L k  DX k )  k  k Pk  P  Kk Dk P (2.24) (2.25) 14 2.3.2.2 Ứng dụng lọc Kalman xử lý số liệu đo GNSS - RTK 2.3.3 Khảo sát ảnh hưởng độ nghiêng sàn thi cơng nhà siêu cao tầng Hình 2.9 Góc nghiêng γ sàn thi công thời điểm ti Như vậy: bố trí chi tiết sàn thi cơng cơng trình NSCT, góc nghiêng γ sàn thi cơng khơng vượt q 14' khơng cần phải tính số hiệu chỉnh vào chiều dài cạnh bố trí cơng trình 2.3.4 Tính chuyển tọa độ đo GNSS - RTK hệ tọa độ thi cơng cơng trình Khi sử dụng cơng nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT để bố trí sàn thi cơng NSCT cần phải tiến hành tính chuyển kết đo GNSS - RTK thời điểm bố trí hệ toạ độ thiết kế thi cơng cơng trình Giải pháp đảm bảo đồng hệ toạ độ thiết kế thi cơng cơng trình, làm giảm biến dạng chiều dài cạnh đo công nghệ GNSS hệ toạ độ thi cơng cơng trình, điều giúp nâng cao độ xác điểm đo GNSS - RTK dùng làm sở để bố trí chi tiết sàn thi công NSCT 2.3.5 Kiểm tra đánh giá tính ổn định điểm đặt trạm base Giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ GNSS-RTK bố trí thi cơng NSCT dựa ngun lý: sử dụng hệ toạ độ thi công mặt đất với điểm cố định nằm khu vực xây dựng có toạ độ khơng thay đổi suốt q trình thi cơng (được sử dụng làm điểm đặt trạm base) Toạ độ trạm rover bố trí cơng trình xác định theo gia số toạ độ so với điểm trạm base Vì điểm chọn điểm trạm base cần phải ổn định cần thường xuyên đo đạc kiểm tra, xử lý số liệu để đánh giá tính ổn định điểm cố định 15 2.4 Nghiên cứu xây dựng quy trình sử dụng cơng nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT thi công nhà siêu cao tầng Việt Nam 2.4.1 Thành lập lưới khống chế bên ngồi cơng trình 2.4.2 Cơng tác trắc địa thi cơng phần móng cơng trình 2.4.3 Sử dụng cơng nghệ GNSS-RTK đo kiểm tra hệ thống trục cơng trình bố trí mặt móng cơng trình 2.4.4 Chuyển điểm khống chế (trục cơng trình) lên cao Trình tự chuyển trục cơng trình cơng nghệ GNSS - RTK kết hợp máy toàn đạc điện tử thi công nhà siêu cao tầng Việt Nam sau: Hình 2.11 Sơ đồ bố trí rover trạm base chuyển trục lên cao thi công nhà siêu cao tầng 16 Hình 2.12 Sơ đồ quy trình chuyển trục lên cao thi công NSCT 2.4.5 Bố trí chi tiết mặt xây dựng 2.4.6 Đo vẽ hồn cơng 2.4.7 Cơng tác trắc địa giai đoạn hồn thiện cơng trình 2.4.8 Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình 2.5 Nghiên cứu mở rộng khả ứng dụng công nghệ GNSS-RTK kết hợp với máy TĐĐT số dạng công tác trắc địa cơng trình 2.5.1 Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT thi công nhà cao tầng 2.5.2 Ứng dụng công nghệ GNSS-RTK kết hợp với máy TĐĐT công tác tư vấn giám sát, kiểm tra nghiệm thu nhà cao tầng 2.6 Nhận xét Từ kết nghiên cứu lý thuyết đo đạc tính tốn thực nghiệm chương 2, rút số nhận xét sau đây: - Giải pháp sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT cho phép xác định tồn điểm bố trí thời điểm “t” với độ xác đảm bảo yêu cầu cần thiết thi công NCT NSCT - Giải pháp khắc phục nhược điểm giải pháp truyền thổng thi cơng NCT khơng cần để lỗ thơng sàn; thi cơng NSCT hồn tồn bố trí cơng trình điều kiện bị dao động ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh gây khơng phụ thuộc vào chiều cao cơng trình - Để ứng dụng giải pháp kỹ thuật hiệu cần lưu ý đến vấn đề: xử lý số liệu đo GNSS-RTK, tính chuyển tọa độ điểm đo GNSS - RTK hệ tọa độ thi công công trình tính ổn định điểm đặt trạm base công nghệ GNSS - RTK 17 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THUẬT TỐN VÀ CHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH PHỤC VỤ CƠNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CƠNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM 3.1 Sự cần thiết phải xây dựng chương trình máy tính chun dụng 3.2 Xây dựng sơ đồ khối thuật toán 3.2.1 Xây dựng sơ đồ khối Hình 3.1 Sơ đồ khối chương trình máy tính phục vụ cơng tác trắc địa thi công nhà siêu cao tầng 18 3.2.2 Xây dựng thuật tốn 3.2.2.1 Thuật tốn lọc Kalman Hình 3.2 Sơ đồ khối bước tính tốn phép lọc Kalman 3.2.2.2 Thuật tốn tính chuyển toạ độ điểm đo GNSS - RTK hệ toạ độ thi công công trình 3.2.2.3 Thuật tốn tính yếu tố bố trí 3.3 Xây dựng Modul chương trình 3.3.1 Giới thiệu Super HBDV 1.0 3.3.1.1 Giao diện Hình 3.5 Giao diện 3.3.1.2 Thiết đặt tham số mục Tool/Setting 3.3.1.3 Thao tác modul cài đặt điểm GNSS - RTK 3.3.1.4 Thao tác modul nhập điểm trạm máy TĐĐT 3.3.1.5 Thao tác modul nhập cạnh đo 3.3.1.6 Thao tác modul nhập góc đo 3.3.1.7 Thao tác modul nhập điểm bố trí 3.3.1.8 Phần mềm chạy nhận liệu GNSS - RTK 3.3.1.9 Kết tính tốn bố trí điểm 19 3.3.2 Nhận xét Phần mềm thành lập chạy Windows, có giao diện đơn giản thuận tiện cho người sử dụng với khả tính tốn nhanh, tức thời CHƯƠNG MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐO ĐẠC VÀ TÍNH TỐN THỰC NGHIỆM 4.1 Thực nghiệm khảo sát độ xác định vị điểm công nghệ GNSS - RTK với khoảng thời gian thu tín hiệu tăng lên phút phút (Thực nghiệm 1) 4.1.1 Mục đích thực nghiệm 4.1.2 Nội dung thực nghiệm 4.1.3 Kết thực nghiệm Đánh giá độ xác định vị công nghệ GNSS - RTK theo công thức (4.7) ta có độ xác định vị cơng nghệ GNSS - RTK đạt độ xác ms = ± 0.41 mm Từ kết đo đạc tính tốn thực nghiệm cho thấy: độ xác định vị cơng nghệ GNSS - RTK so với yêu cầu trình bày mục 2.2.2, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cần thiết đề 4.2 Khảo sát độ xác phát chuyển dịch dao động NSCT công nghệ GNSS - RTK (Thực nghiệm 2) 4.2.1 Mục đích thực nghiệm 4.2.2 Nội dung thực nghiệm 4.2.3 Kết thực nghiệm Với n số lần đo GNSS - RTK Sử dụng công thức (4.8) số liệu tính tốn bảng 4.2 để tính ta có: md1 = ± 2.0 mm; md2 = ± 1.7 mm; md3 = ± 2.1 mm So sánh với tiêu kỹ thuật đo dao động NSCT nêu mục 2.2.2 ta thấy công nghệ GNSS - RTK đáp ứng yêu cầu kỹ thuật cần thiết xác địch chuyển dịch dao động NSCT hai thời điểm t1 t2 trình thi cơng xây dựng cơng trình 4.3 Thực nghiệm đánh giá độ tin cậy độ xác hệ thống GNSS RTK kết hợp máy TĐĐT xử lý phần mềm Super HBDV 1.0 mơ hình (Thực nghiệm 3) 4.3.1 Mục đích thực nghiệm 4.3.2 Nội dung kết thực nghiệm 4.3.2.1 Thiết bị sử dụng 20 Hình 4.9 Máy GNSS-RTK - Gắn gương 360o hệ thu phát sóng 3G 4.3.2.2 Nội dung tiến hành thực nghiệm a Xác định tham số tính chuyển toạ độ b Tổ chức đo đạc  Phương án 1: RTK1 RTK2 D C M S2 S1 P P2 B A BS Hình 4.9 Sơ đồ lưới thực nghiệm - phương án  Phương án 2: Hình 4.10 Sơ đồ lưới thực nghiệm - phương án 21 * Đánh giá độ xác bố trí điểm theo yếu tố thiết kế: mp = 2.72mm * Đánh giá độ xác điểm bố trí theo tọa độ điểm bố trí: mp = 2.24mm  Phương án 3: Hình 4.12 Sơ đồ lưới thực nghiệm - phương án * Đánh giá độ xác tương hỗ điểm bố trí theo sai số đo khoảng cách Sai số trung phương xác định chiều dài cạnh hay sai số trung phương tương hỗ hai điểm bố trí: ms = 2,19mm 4.3.3 Nhận xét Từ kết đo đạc thực nghiệm mơ hình cho thấy: - Tính hiệu giải pháp cơng nghệ GNSS - RTK: với điểm trạm base đặt điểm gốc hệ tọa độ thi công trạm rover đặt vị trí xác định tọa độ điểm cần bố trí với độ xác nằm giới hạn cho phép độ xác đảm bảo cơng tác bố trí thi cơng NSCT - Độ xác đạt giải pháp đề đáp ứng yêu cầu công tác trắc địa thi công NSCT cho phép xác định điểm lưới khống chế chuyên dụng hay điểm cần bố trí cơng trình theo thời gian thực - Đã chứng minh độ tin cậy đạt chương trình máy tính thành lập hợp lý thuật tốn xây dựng chương trình 4.4 Thực nghiệm ứng dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp máy TĐĐT phần mềm Super HBDV 1.0 tháp V3 dự án xây dựng chung cư 50 tầng Terra - An Hưng (Hà Đông - TP Hà Nội) (Thực nghiệm 4) 4.4.1 Giới thiệu dự án 4.4.2 Mục đích thực nghiệm 4.4.3 Sơ đồ hệ thống lưới khống chế phục vụ thi cơng xây dựng dự án 22 Hình 4.14 Sơ đồ lưới khống chế mặt dự án Terra - An Hưng 4.4.4 Nội dung thực nghiệm Sai số bố trí điểm tính theo yếu tố bố trí: mp = 3.5mm 4.4.5 Nhận xét Từ kết đo đạc thực nghiệm tòa tháp V3 - dự án Terra - An Hưng cho thấy: - Sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với phần mềm Super HBDV1.0 cho phép bố trí điểm trục sàn thi cơng với độ xác đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cần thiết thi công xây dựng NCT NSCT nước ta - Khi sử dụng công nghệ để bố trí thi cơng cơng trình NCT NSCT khắc phục số tồn phương pháp chiếu điểm truyền thống (không cần phải để lỗ chiếu thơng sàn, tránh tích lũy sai số, giảm ảnh hưởng yếu tố chiết quang đến kết đo ) - Giải pháp công nghệ thuận lợi cho cơng tác bố trí thi cơng điều kiện cơng trình bị dao động ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh gây 4.5 Thực nghiệm ứng dụng phần mềm SUPER.HBD V1.0 dự án Golden Park Tower 4.5.1 Giới thiệu dự án 4.5.2 Mục đích thực nghiệm 4.5.3 Nội dung kết thực nghiệm 4.5.3.1 Hệ thống mốc khống chế sở 4.5.3.2 Sơ đồ bố trí lưới thực nghiệm Golden Part Tower 23 Hình 4.19 Sơ đồ lưới thực nghiệm Golden Part Tower - SuperHBD.V1 4.5.4 Kết thực nghiệm Sai số bố trí điểm tính theo yếu tố bố trí: mp = 3,02 (mm) 4.5.5 Nhận xét Từ kết đo đạc thực nghiệm tòa nhà Golden Park Tower cho thấy: Sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với phần mềm Super HBDV 1.0 cho phép xác định vị trí điểm cần bố trí chi tiết sàn thi cơng với độ xác đảm bảo yêu cầu kỹ thuật cần thiết thi công xây dựng NCT NSCT nước ta KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu lý thuyết đo đạc tính tốn thực nghiệm rút kết luận sau: 1.1 Nhà siêu cao tầng cơng trình xây dựng có chiều cao lớn, xây dựng diện tích hẹp nên qúa trình thi cơng, phần hay tồn cơng trình ln bị dao động ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh với biên độ tương đối lớn khơng có quy luật chung Vì cần áp dụng giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm nâng cao hiệu độ xác cơng tác trắc địa thi công nhà siêu cao tầng 1.2 Giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp máy toàn đạc điện tử nghiên cứu lý thuyết với kết đo đạc thử nghiệm cho phép bố trí tất điểm cơng trình theo thời gian thực Điều cho phép tiến hành cơng tác bố trí chi tiết cơng trình sàn thi cơng điều kiện cơng trình ln bị dao động ảnh hưởng yếu tố ngoại cảnh Đây 24 tính hiệu giải pháp kỹ thuật đề xuất thi công nhà siêu cao tầng Việt Nam 1.3 Khi sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy tồn đạc điện tử thi cơng nhà siêu cao tầng cần áp dụng số giải pháp đề xuất luận án nhằm nâng cao độ xác công tác trắc địa Kết nghiên cứu lý thuyết đo đạc thực nghiệm cho thấy tính hiệu giải pháp công nghệ nêu 1.4 Chương trình máy tính chun dụng Super HBDV 1.0 dùng cho thi công nhà cao tầng nhà siêu cao tầng giải vấn đề ghép nối tín hiệu, tự động hố q trình xử lý số liệu trắc địa sàn thi công Các kết đo đạc thử nghiệm cho thấy phần mềm Super HBDV 1.0 có tốc độ xử lý số liệu nhanh với độ tin cậy cao, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật tiến độ thi công NSCT nước ta 1.5 Các kết nghiên cứu luận án ứng dụng để tiến hành cơng tác trắc địa phục vụ thi công, tư vấn giám sát, kiểm tra nghiệm thu chất lượng cơng trình NCT NSCT, cơng trình đại khác Kết nghiên cứu góp phần nâng cao trình độ chuyên môn khả ứng dụng thực tế chuyên ngành trắc địa ứng dụng nước ta xây dựng cơng trình lớn tiêu biểu mang tầm cỡ quốc tế KIẾN NGHỊ 2.1 Cần tiếp tục nghiên cứu hồn thiện quy trình đo đạc, tính tốn xử lý số liệu cho giải pháp ứng dụng công nghệ đại nhằm nâng cao hiệu công tác trắc địa thi công xây dựng NSCT Việt Nam 2.2 Trong hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) nay, tiêu chuẩn công tác trắc địa thi công xây dựng NSCT chưa cập nhật kịp thời bổ sung công nghệ mới, điều ảnh hưởng đến tiến độ chất lượng xây dựng NSCT nước ta thi công cơng nghệ đại Vì chúng tơi kiến nghị quan có thẩm quyền sớm ban hành TCVN văn pháp quy phù hợp với thực tế thi công xây dựng NSCT nước ta DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG LUẬN ÁN Diêm Công Trang nnk (2018), “Nghiên cứu số giải pháp nâng cao hiệu công tác trắc địa thi công xây dựng nhà siêu cao tầng Việt Nam” Tạp chí khoa học đo đạc đồ, (35), tr 21-28 Diêm Công Trang, Nguyễn Quang Thắng (2018), “Giải pháp kiểm tra độ thẳng đứng cơng trình thi cơng nhà siêu cao tầng” Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học quốc tế ACI, Viện KHCN Xây dựng, tr 347 - 362 Trần Ngọc Đông, Diêm Công Trang, (2017), “Phương pháp nâng cao hiệu chuyển tọa độ độ cao lên sàn thi công nhà cao tầng Việt Nam” Hội thảo Quốc tế Quản lý thông minh Cơ sở Hạ tầng, ICSMI, trường ĐH GTVT Hà Nội, tr 317 - 328 Nguyễn Quang Thắng, Vũ Thái Hà, Diêm Công Trang (2017), “Solution for reduction of effects of some factors on accuracy of staking out axis to working platforms in contrucstion of skyscraper” The International Conference on Geo-Spatial Technologies and Earth Resources in Hanoi, Vietnam, Octorber 2017, pg.67 - 73 Nguyễn Quang Thắng, Vũ Thái Hà, Diêm Công Trang (2019), “Giải pháp chuyển độ cao lên sàn xây dựng công nghệ GNSS thi công nhà siêu cao tầng” Tạp chí Khoa học Cơng nghệ Xây dựng, (3), tr.59 - 64 Trần Viết Tuấn, Diêm Cơng Trang (2018), “Khảo sát độ xác cơng nghệ GNSS - RTK số dạng công tác trắc địa cơng trình” Tạp chí khoa học đo đạc đồ, (37), tr 46 - 49 Trần Viết Tuấn, Diêm Công Trang (2019), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GNSS-RTK thi công xây dựng nhà siêu cao tầng Việt Nam” Tạp chí khoa học đo đạc đồ, (40), tr.22 - 26 Diêm Công Trang, Trần Viết Tuấn (2019), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GNSS - RTK công tác kiểm tra, nghiệm thu đánh giá độ thẳng đứng nhà siêu cao tầng trước đưa vào sử dụng” Hội nghị Khoa học Cán trẻ lần thứ XV - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng Trần Viết Tuấn, Diêm Công Trang (2019), “Nghiên cứu giải pháp công nghệ GNSS - RTK thi công xây dựng nhà siêu cao tầng Việt Nam” Tạp chí khoa học đo đạc đồ, (42), tr.39 - 43 10 Trần Viết Tuấn, Dương Thành Trung, Diêm Công Trang (2020), “Nghiên cứu nâng cao hiệu công tác đo đạc, xử lý số liệu trắc địa thi công xây dựng nhà siêu cao tầng Việt Nam” Tạp chí khoa học đo đạc đồ, (44), tr.11-15 ... trình theo vị trí thi? ??t kế nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật thi công NSCT Việt Nam CHƯƠNG NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM 2.1 Nghiên cứu. .. nghiên cứu luận án bao gồm: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật đảm bảo độ xác thi cơng cơng trình NSCT q trình thi cơng, nghiên cứu nâng cao hiệu công tác trắc địa thi công công trình NSCT Việt Nam, nghiên. .. triển nhà siêu cao tầng 1.1.1 Khái niệm nhà siêu cao tầng 1.1.2 Lịch sử phát triển nhà siêu cao tầng 1.1.2.1 Trên giới 1.1.2.2 Ở Việt Nam 1.2 Công tác trắc địa thi công nhà cao tầng siêu cao tầng