Tài liệu KHÁI QUÁT VỀ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH VÀ BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH pdf

Trờng Đại Học Mỏ _ Địa Chất Bộ môn: Trắc Địa Công Trình PH LC Trang LI NểI U Chương I: KHÁI QUÁT VỀ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH VÀ BIẾN DẠNG CƠNG TRÌNH 1.1.Khái niệm Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình 1.2 Lưới khống chế khống chế đo lún cơng trình 1.3 Mốc khống chế 1.4 Công tác đo đạc 1.5 Bình sai lưới khống chế độ cao Chương II: PHÂN TÍCH ĐỘ ỔN ĐỊNH CỦA ĐIỂM KHỐNG CHẾ TRONG LƯỚI QUAN TRẮC CƠNG TRÌNH 2.1 Nghiên cứu tính ổn định độ cao điểm 2.2 Các phương pháp xác định độ ổn định điểm độ cao 2.3 Phương pháp Kiểm định giả thiết thống kê 2.4 Tham số lún phương pháp xác định tham số lún Chương III: TÍNH TỐN THỰC NGHIỆM 3.1 Mô tả thực nghiệm 3.2 Tính tốn thực nghiệm 3.3 Khảo sát tính ổn định mốc độ cao 3.4 Tính tốn thực nghiệm 3.5 Khảo sát tính ổn định mốc độ cao KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO LỜI NÓI ĐẦU Hiện nay,cùng với phát triển mạnh mẽ kinh tể Việt Nam đòi hỏi sở hạ tầng dần hồn thiện.Các trung tâm trụ sở,khu thị xây dựng để đáp ứng nhu cầu đó.Đây điều kiện cho phát triển nghành xây dựng SV: Phạm Văn Vịnh Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Mỏ _ Địa Chất Bộ môn: Trắc Địa Công Trình Trong cỏc nh cao tng,cao c cũn hạn chế số lượng chất lượng công tác Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình mẻ chưa quan tâm.Đặc biệt áp dụng Trắc địa vào trình khảo sát,thi cơng sử dụng cơng trình.Do Trắc địa có vai trị to lớn phục vụ cho xây dựng cơng trình đảm bảo độ xác cao Thực tế Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình bao gồm số phương pháp phân tích độ ổn định mốc sở.Trong Kiểm định giả thiết thống kê phương pháp nội dung đề tài : “Phương pháp phân tích độ ổn định mốc sở Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình” Nội dung đồ án bao gồm chương: LỜI NÓI ĐẦU Chương I : Khái qt chuyển dịch biến dạng cơng trình Chương II :Lưới quan trắc cơng trình phân tích độ ổn định điểm khống chế lưới Chương IV: Tính tốn thực nghiệm phương pháp Kiểm định giả thiết thống kê KẾT LUẬN Với kiến thức cố gắng thân, bên cạnh hướng dẫn tận tình GS.TSKH Phan Văn Hiến giúp đỡ em hồn thành đồ án này, nhiên khơng thể tránh khỏi thiếu sót.Em mong góp ý thầy bạn để đồ án hoàn thiện Em xin chân thành cảm ơn! Hà nội, tháng năm 2010 Sinh viên thc hin: Phm Vn Vnh SV: Phạm Văn Vịnh Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Mỏ _ Địa Chất Bộ môn: Trắc Địa Công Trình Chng I KHI QUÁT VỀ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH VÀ BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH I KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN DỊCH VÀ BIẾN DẠNG CƠNG TRÌNH I.1 Khái niệm chung I.1.1 Chuyển dịch cơng trình Chuyển dịch cơng trình khơng gian thay đổi vị trí cơng trình theo thời gian chia làm loại : chuyển dịch thẳng đứng chuyển dịch ngang Chuyển dịch theo phương thẳng đứng gọi độ trồi lún (theo chiều xuống gọi lún hướng lên gọi trồi ).Chuyển dịch mặt phẳng ngang gọi chuyển dịch ngang I.1.2 Biến dạng cơng trình Biến dạng cơng trình thay đổi hình dạng kích thước cơng trình khơng gian diễn theo thời gian.Đây kết tất yếu chuyển dịch khơng phận cơng trình thường gặp tượng cong vênh ,vặn xoắn,rạn nứt cơng trình Nừu tình trạng chuyển dịch biến dạng vượt giới hạn cho phép khơng ảnh hưởng tới q trình thi cơng xây dựng mà gây hậu to lớn tới trỡnh SV: Phạm Văn Vịnh Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Mỏ _ Địa Chất Bộ môn: Trắc Địa Công Trình s dng cụng trỡnh Do ú,Quan trc chuyển dịch biến dạng cơng trình có ý nghĩa sâu sắc mặt kinh tế I.2 Nguyên nhân gây chuyển dịch biến dạng cơng trình Các cơng trình bị chuyển dịch biến dạng nhiều nguyên nhân gây ra.Trong có nhóm nguyên nhân chủ yếu : a Nhóm nguyên nhân liên quan đến điều kiện tự nhiên • Sự lún trượt lớp đất đá • Sự thay đổi điều kiện thuỷ văn,thời tiết khí hậu • Sự thay đổi tính chất lớp đất đá hoạt động địa chất cơng trình,đại chất thuỷ văn b.Nhóm nguyên nhân liên quan đến trình xây dựng vận hành cơng trình • Do thay đổi tải trọng cơng trình • Do thay đổi áp lực lên cơng trình q trình xây chen • Do thi cơng xây dựng cơng trình ngầm móng cơng trình • Do sai sót q trình khảo sát địa chất I.3 Cơng tác Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình I.3.1 Mục đích Quan trắc Cơng tác Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình tiến hành theo phương án kĩ thuật nhằm : • Thứ nhất,xác định giá trị độ lún,độ chuyển dịch cơng trình sơ đánh giá mức độ ổn định cơng trình • Thứ hai,xác định thơng số cần thiết độ ổn định cơng trình,,làm xác thêm cho số liệu đặc trưng cho tính chất lý đất.Dùng làm số liệu kiểm tra việc tính tốn thiết kế cơng trình Từ tìm ngun nhân quy luật chuyển dịch biến dạng,đồng thời đưa phương án phịng chống lại tai biến xảy I.3.2 Nguyên tắc thực công tác Quan trắc Công tác Quan trắc chuyển dịch biến dạng tuân thủ nguyên tắc sau : • Chuyển dịch biến dạng cơng trình diễn theo thời gian nên để xác định thông số cần phải đo nhiều thời điểm,mỗi thời điểm gọi chu kỳ,chu kỳ gọi chu k SV: Phạm Văn Vịnh Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Mỏ _ Địa Chất Bộ môn: Trắc Địa Công Trình ã Chuyn dch biến dạng cần so sánh với đối tượng khác xem ổn định.Đối tượng xem ổn định cơng trình liền kề ổn định mốc khống chế có độ ổn định cao • Chuyển dịch biến dạng cơng trình thường có trị số nhỏ diễn chậm theo thời gian nên để phát cần phải có phương pháp phương tiện độ xác cao • Trong chu kỳ quan trắc việc tính tốn xử lý số liệu phải thực hệ thống tọa độ ,độ cao chọn từ chu kỳ đầu ,chỉ bình sai lưới quan trắc sau phân tích độ ổn định mốc lưới khống chế sở II LƯỚI KHỐNG CHẾ ĐO LÚN CƠNG TRÌNH Để đảm bảo cho tính chặt chẽ độ xác cần thiết cho xác định độ cao cần thành lập mạng lưới liên kết mốc sở mốc quan trắc hệ thống thống nhất.Như vậy, lưới khống chế đo lún thành lập với cấp lưới : • Lưới khống chế cấp sở • Lưới khống chế cấp Quan trắc II.1 Lưới khống chế sở Lưới bao gồm tuyến đo chênh cao liên kết toàn điểm mốc độ cao sở ,các mốc đặt cách cơng trình khoảng khơng xa phải đảm bảo tính ổn định cao.Mạng lưới thành lập đo chu kỳ quan trắc nhằm : • Kiểm tra đánh giá độ ổn định mốc sở • Xác định hệ thống độ cao sở thống tất chu kỳ đo Thông thường sơ đồ lưới thiết kế vẽ mặt cơng trình sau khảo sát, chọn vị trí đặt mốc khống chế ngồi thực địa Vị trí đặt kết cấu mốc khống chế sở cần lựa chọn cẩn thận cho mốc bảo toàn lâu dài thuận lợi cho việc đo nối đến cơng trình ,đặc biệt cần ý bảo đảm ổn định mốc suốt trình quan trắc Trên sơ đồ thiết kế lưới có ghi rõ tên mốc vạch tuyến đo ,ghi rõ số lượng trạm đo chiều dài dự kiến tuyến.Trong điều kiện cho phép nên tao thành vịng khép kín để dễ dàng cho việc kiểm tra chất lượng đo đạc tính chặt ch ca li SV: Phạm Văn Vịnh Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Mỏ _ Địa Chất Bộ môn: Trắc Địa Công Trình xỏc nh cp hng đo hạn sai cho phép cần thực ước tính độ xác lưới ,có thể xác định sai số đo chênh cao trạm máy km chiều dài tuyến.So sánh số liệu ước tính với quy phạm để xác định cấp hạng đo phù hợp.Thực tế, quan trắc lún cơng trình Việt Nam số nước cho thấy lưới khống chế sở thường có độ xác tương đương thuỷ chuẩn hạng I ,II nhà nước Lưới khống chế sở xây dựng thường có điểm,từng cụm điểm lưới đo cao dày đặc có cấu trúc hình dạng gồm điểm -Hình (1-2)-Hình (1-1)- -Hình (1-3)- -Hình (1-4)- Dạng lưới h1.1 dùng để khống chế cho khu vực có diện tích cỡ khoảng 100 – 150 km2 Lưới dạng phổ biến Việt Nam Dạng lưới h1.2 xây dựng khu vực kéo dài mở rộng phía Dạng lưới h1.3 xây dựng cho khu vực dạng gần vuông đối xứng Dạng lưới h1.4 xây dựng để khống chế cho khu vực kéo dài phân bố rộng Nhìn chung, lưới khống chế sở có cấu trúc gồm thành phần lưới độ cao gồm điểm.Cấu trúc chặt chẽ cho phép khống chế trê tồn khu vực.Dạng cấu trúc mang tính ưu việt mật độ điểm cách phân bố điểm, dễ dàng cho việc thiết kế phát triển thêm lưới sau II.2 Lưới quan trắc Lưới quan trắc mạng lưới độ cao liên kết điểm lún gắn cơng trình đo nối với mốc lưới khống chế sở Các tuyến đo cần lựa chọn cẩn thận, đảm bảo thơng hướng tốt, tạo nhiều vịng khép, tuyến đo nối với lưới khống chế sở bố trí u quanh cụng trỡnh SV: Phạm Văn Vịnh Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Mỏ _ Địa Chất Bộ môn: Trắc Địa Công Trình Cỏc mc quan trc bố trí phần chịu lực cơng trình cao mặt móng khoảng 0.5 m.Bố trí dày đặc nơi dự kiến lún xảy nhiều thuận lợi cho việc quan trắc đo đạc Cả lưới sở quan trắc tạo thành hệ thống độ cao thống nhất, có liên hệ chặt chẽ với đo đạc đồng thời chu kỳ,giúp cho việc phân tích kiểm tra độ ổn định mốc sở Một ví dụ lưới quan trắc khu nhà A ,5 tầng trường ĐH Mỏ- Địa Chất với mốc sở 10 mốc quan trắc ( hình vẽ ) Rp3 Rp2 Rp4 Rp1 -Hình (1-5)- Các mốc bố trí dày đặc xung quanh cơng trình II.3 u cầu độ xác cấp lưới khống chế đo lún Bằng việc ước tính độ xác lưới thiết kế ta biết phương án thiết kế chọn cần phải tiến hành đo đạc lưới sở quan trắc theo tiêu chuẩn tương ứng Độ lún điểm tính hiệu độ cao cảu điểm chu kỳ quan trắc S = H j - Hi (1.1) Gọi ms sai số trung phương xác định độ lún cơng trình lấy thiết kế kỹ thuật ms2 = mHj2 + mHi2 (1.2) Các chu kỳ quan trắc thường thiết kế với đồ hình độ xác tương đương nên coi mHo = mHi = mHj Như công thức tính sai số tổng hợp độ cao : SV: Ph¹m Văn Vịnh Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Mỏ _ Địa Chất Bộ môn: Trắc Địa Công Trình m Ho  mS (1.3) Nếu nhiệm vụ quan trắc có u cầu đảm bảo độ xác xác định độ lún lệch xuất phát từ cơng thức :  S  S m  S n ( H j m  H i m )  (H j n  H in ) (1.4) Coi sai số xác định độ cao điểm m,n chu kỳ i,j ,ta có cơng thức gần : m Ho  mS (1.5) Giá trị sai số tổng hợp mHo tính từ cơng thức (1.3) (1.5) sở để xác định sai số đo cấp lưới bao gồm sai số bậc lưới 2 m Ho m KC  mQT (1.6) Trong mHo, mKC, mQT sai số tổng hợp, sai số độ cao điểm khống chế sở sai số độ cao điểm quan trắc Tổng quát ,khi lưới xây dựng từ bậcthì sai số bậc thứ i tính theo cơng thức mi  k i  m H (1.7) 1 k Trên sở đó, sai số cấp lưới quan trắc lún tính sau: * Đối với lưới khống chế sở: m KC  * Đối với lưới quan trắc: mQT  mH 1 k k m H 1 k (1.8) (1.9) Dựa vào công thức (1.8) (1.9) số liệu yêu cầu độ xác quan trắc để xác định sai số trung phương độ cao điểm mốc yếu bậc lưới dựa vào công thức: m Hi m0 QHiHi (1.10) Sai số chênh cao đo cần phải có theo yêu cầu là: m0  m Hi (1.11) Q HiHi SV: Phạm Văn Vịnh Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Mỏ _ Địa Chất Bộ môn: Trắc Địa Công Tr×nh Đó u cầu độ xác cấp lưới tiến hành thiết kế đo đạc lưới III MỐC KHỐNG CHẾ III.1 Kết cấu mốc Trong quan trắc độ lún cơng trình, có hai loại mốc chủ yếu mốc khống chế (mốc sở) mốc quan trắc (mốc lún, mốc quan trắc) Đối với cơng trình lớn, phức tạp đặt mốc chuyển tiếp gần đối tượng quan trắc Mốc khống chế sở sử dụng để xác định hệ độ cao sở suốt trình quan trắc, yêu cầu mốc sở phải có ổn định, khơng bị trồi lún chuyển dịch Vì vậy, mốc khống chế sở phải có kết cấu thích hợp, đặt phạm vi ảnh hưởng độ lún cơng trình đặt tầng đất cứng Mốc quan trắc gắn cố định vào cơng trình vị trí đặc trưng cho q trình trồi lún cơng trình Tuỳ thuộc vào u cầu độ xác đo lún điều kiện địa chất móng xung quang khu vực đối tượng quan trắc, mốc sở dùng đo lún thiết kế theo ba loại mốc chôn sâu, mốc chôn nông mốc gắn tường gắn Xây dựng hệ thống mốc sở có đủ độ ổn định cần thiết quan trắc độ lún chuyển dịch ngang cơng trình cơng việc phức tạp, có ý nghĩa định đến chất lượng độ tin cậy kết cuối Mốc chơn sâu đặt gần đối tượng quan trắc, đáy mốc phải đạt độ sâu giới hạn lún lớp đất cơng trình, tốt đến tầng đá gốc, nhiều trường hợp thực tế đặt mốc đến tầng đất cứng đạt yêu cầu Điều kiện bắt buộc mốc chơn sâu phải có độ cao ổn định suốt trình quan trắc Để đảm bảo yêu cầu cần có biện pháp tính số hiệu chỉnh dãn nở lõi mốc thay đổi nhiệt độ, lõi mốc căng lực kéo phải tính đến số hiệu chỉnh việc đàn hồi mốc Trong thực tế sản xuất thường sử dụng hai kiểu mốc chơn sâu điển hình mốc chơn sau lõi đơn mốc chôn sâu lõi kép * Mốc chôn sõu lừi n SV: Phạm Văn Vịnh Đồ án tốt nghiệp Trờng Đại Học Mỏ _ Địa Chất Bộ môn: Trắc Địa Công Trình d = 0.01-0.03m 1-ống bảo vệ 2-Tầng đất cứng A d = 0.1-0.3m A Mặt Cắt A-A 3-Lõi mốc kim loại 4-Đệm xốp L 5-Dấu mốc hình chỏm cầu 6-Nắp bảo vệ đầu mốc 7-Hố bảo vệ Mặt Cắt đứng Nhc im ch yu ca mc chụn sõu lõi đơn việc đo nhiệt độ thân mốc, vấn đề xác định xác nhiệt độ trung bình thân mốc phức tạp địi hỏi phải có loại nhiệt kế chuyên dụng Nhược điểm nêu khắc phục cách sử dụng mốc chơn sâu có hai lõi (mốc chơn sâu lõi kép) * Mốc chôn sâu lõi kép Về cách thức cấu tạo, mốc chơn sâu lõi kép có cấu tạo gần giống với mốc chôn sâu lõi đơn, điểm khác biệt mốc chơn sâu có hai lõi Một lõi lõi phụ với hệ số giãn nở nhiệt khác  C  P Kết cấu mốc hai lõi cho phép xác định số hiệu chỉnh vào chiều dài mốc mà không cần phải đo nhiệt độ ống thân mốc d=0.01-0.03m 2- Tầng đất cứng A A 1- ống bảo vệ d=0.1-0.3m 3- Lõi Mặt Cắt A-A 4- Đệm xốp L 5- Dấu mốc hình chỏm cầu 6- Nắp bảo vệ đầu mốc 7- Hộp bảo vệ 8- Lõi phụ Mặt đứng Trong trường hợp đo lún với yêu cầu độ xác tương đương với đo cao hạng II, III sử dụng loại mốc chôn nông mốc gắn tng, gng nn lm mc c s SV: Phạm Văn Vịnh 10 Đồ án tốt nghiệp ... môn: Trắc Địa Công Trình Chng I KHÁI QUÁT VỀ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH VÀ BIẾN DẠNG CƠNG TRÌNH I KHÁI NIỆM VỀ CHUYỂN DỊCH VÀ BIẾN DẠNG CƠNG TRÌNH I.1 Khái niệm chung I.1.1 Chuyển dịch cơng trình Chuyển. .. cơng trình ngầm móng cơng trình • Do sai sót q trình khảo sát địa chất I.3 Cơng tác Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình I.3.1 Mục đích Quan trắc Cơng tác Quan trắc chuyển dịch biến dạng. .. môn: Trắc Địa Công Trình s dng cụng trỡnh Do ú ,Quan trắc chuyển dịch biến dạng cơng trình có ý nghĩa sâu sắc mặt kinh tế I.2 Nguyên nhân gây chuyển dịch biến dạng cơng trình Các cơng trình bị chuyển