Bậc lới quan trắc biến dạng thẳng đứng có cấp hạng thấp hơn lới khống chế cơ sở một bậc nên mốc đo biến dạng phải có cấu tạo đơn giản nhng vững chắc thuận tiện cho việc chôn mốc và dễ đặt mia.
Mốc đo độ lún đợc phân làm 3 phần chính: - Thân mốc
- Đầu mốc - Phần bảo vệ
Tuỳ thuộc vào loại công trình mà thân mốc có cấu tạo khác nhau. Khi đặt mốc phải đảm boả sự liên kết vững chắc giữa thân mốc với thân công trình. Đầu mốc có dạng hình cầu hoặc bán cầu để đảm bảo khi dựng mia thì mia sẽ luôn luôn tiếp xúc tại một điểm cố định.
Đối với công trình Nhà N5D chúng tôi đã sử dụng các mốc quan trắc đ- ợc gia công bằng sắt có chiều dài khoảng 10 - 12cm, phía đầu có dạng chỏm cầu (hình 3.4.c). Các mốc này đợc gắn chặt vào tờng và đợc đặt nghiêm một góc 750 so với mặt phẳng tờng nên rất thuận tiện cho việc đặt mia
750
Hinh 3.4c
3.3.3. ớc tính độ chính xác bậc lới quan trắc
Lới quan trắc đợc ớc tính theo phơng pháp điểm nút của giáo s Popov. Phơng pháp nàycho phép ta có thể lập đợc hệ phơng trình chuẩn R ngay trên sơ đồ lới theo nguyên tắc sau:
“Đối với các điểm nút (các điẻm nằm trên đờng chéo chính) thì có giá trị bằng tổng giá trị trọng số của các hớng đi vào nút, đối với các điểm còn lại
MC-2 MC-1 MC4 MC-3 D-1 D-2 D-3 D-4 D-5 D-6 D-7 D-8 D-23 D-24 D-25 D-26 D-19 D-20 D-15 D-14 D-13 D-12 D-11 D-10 D-21 D-22 D-9 D-16 D-17 D-18 n1=1 n2=2 n4=1 n3=1 n5=1 n6=1 n7=1 n8=1 n9=2 n 10=1 n25=1 n24=1 n23=2 n11=1 n12=1 n13=1 n30=2 n14=1 n15=3 n22=3 n29=1 n28=4 n20=1 n26=2 n27=1 n21=2 n19=6 n16=1 n18=1 n33=2 n17=1 n32=2 n31=2
Theo sơ đồ trên, với D-1,D-2,……,D-26 là các điểm nút; (i) là số trạm máy tơng ứng trên mối trạm đo; giả sử N là điểm gốc. Ta có kết quả ớc tính l- ới nh sau:
STT Tuyến đo Số trạm STT Tuyến đo Số trạm STT Tuyến đo Số trạm
1 D1 - D2 1 12 D12 - D13 1 23 D20 - D21 2 2 D2 - D3 2 13 D13 - D14 1 24 D21 - D22 1 3 D3 - D4 1 14 D14 - D15 1 25 D22 - D10 1 4 D4 -D5 1 15 D15 - D16 3 26 D25 D23 2 5 D5 - D6 1 16 D16 - D 17 1 27 D23 - D24 1 6 D6 - D7 1 17 D17 - D18 1 28 D24 D19 4 7 D7 - D8 1 18 d18 - D1 1 29 D19 D20 1 8 D8 - D9 1 19 D2 - D25 6 30 MC1 -D11 2 9 D9 - D10 2 20 D25 - D26 1 31 MC2 - D9 2 10 D10-D11 1 21 D26 D20 2 32 MC3 - D3 2 11 D11 D12 1 22 D20 - D15 3 33 mC4 - D16 2
Sai số trung phơng đo chênh cao trên mỗi trạm máy là:
à2= ± mHR2
= 40.63.4456 = 0.3 mm±
Để đảm bảo độ chính xác quan trắc theo yêu cầu và để dự trữ độ chính xác ta nên đo với à2= 0.2 mm
3.4. Tổ chức công tác đo đạc ngoại nghiệp
3.4.1. Yêu cầu chung
Trong quan trắc chuyển dịch biến dạng thẳng đứng công trình công tác đo đạc ngoại nghiệp chiếm một vai trò rất quan trọng, bao gồm: Việc xác định khối lợng công việc, lập sơ đồ và chng trình đo, chọn máy móc và dụng cụ đo, kiểm nghiệm mày và mia, đo đạc theo các chu kỳ Nội dung của công tác…
này sẽ đợc trình bày cụ thể nh sau:
a.Chọn mày và dụng cụ đo.
Máy và dụng cụ đo độ lún phải có các tính năng kỹ thuật phù hợp, bảo đảm độ chính xác. Các mày thờng dùng trong đo lún và Ni_004 và Koni_007. Mia đợc sử dụng là mia invar thờng hoặc mia invar chuyên dùng có kích thớc ngắn hơn. Ngoài ra cần có các dụng cụ khác nh nhiệt kế, cóc mia, ô che nắng. ở công trình nhà N5D chúng tôi đã sử dụng máy Ni_004 và mia invar chuyên dùng có chiều dìa 2 mét, giá trị khoảng chia trên mia là 5 mm và trên mia có gắn ống nớc tròn.
b. Kiểm nghiệm máy và mia:
Trớc và sau mỗi chu kỳ đo, máy và mia cần phải đợc kiểm tra, kiểm nghiệm chặt chẽ theo đúng quy định của quy phạm.
Nội dung kiểm nghiệm mày và mia bao gồm: + Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh bọt nớc tròn. + Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh bọt nớc dài.
+ Xác định giá trị vạch khắc của ống nớc dài và sai số hình ảnh parabol + Xác định giá trị vạch chia của bộ đo cực nhỏ trên các khoảng cách khác nhau.
+ Kiểm tra hoạt động của vít nghiêng bằng mia…
+ Kiểm tra toàn bộ bề ngoài của mia và dỉa băng invar. + Kiểm nghiệm bọt thuỷ tròn trên mia.
+ Xác định sai số khoảng chia 1dm trên thang chính và thang phụ (nếu có) của mia invar, sai số này không đợc vợt quá 0,15mm .…
Qua quá trình đo đạc thực tế nhà N5D tôi nhận thấy việc kiểm tra màng chỉ chữ thập của mày và độ ổn định của góc i là quan trọng nhất bởi vì nó có ảnh hởng rất lớn tới kết quả đo chênh cao. Trong quy phạm quy định mỗi ngày phải kiểm tra góc i một lần.Sau khi kiểm tra thấy góc i dao động quá 12” thì phải hiệu chỉnh.
• Kiểm nghiệm góc i:
Trên lối rộng khoảng 50m ta bố trí hai trạm máy nh hình 3.3
B A b1 a1 b2 a2 I DAB D II B2 DA2
Hình 3.3. Sơ đồ kiểm nghiệm góc i
Khoảng cách giữa hai mia A và B dùng thớc thép đo chính xác 2 lần, sai số nhỏ hơn 3cm
Trên máy I đợc bố trí đúng giữa đoạn AB. Trạm máy II đợc bố trí sao cho DB2=1/10.DAB
Với cách bố trí nh trên, trong quá trình đo không điều quang. Ta tiến hành nh sau:
Đặt máy tại tram I, cân bằng máy chính xác, cho ảnh bọt thuỷ chập nhau, lần lợt ngắm mia A và B. Mối mia đọc số thang chính, thang phụ ghi vào cột 3 và 4 hàng a1 và b2
Tính kiểm tra số đọc thang chính, thang phụ trên một trạm máy: Thang chính + hằng số mia – thang phụ< 100
Và (a1- b1) của thang chính – (a1-b1) của thang phụ< 140 Nếu các số đo đạt yêu cầu ta tính:
i= D 2 h ∆ i”= . " 2 ρ D h ∆ ∆h= 12 .(h1-h2) (mm) Khi góc i > 12” thì phải hiểu chỉnh
* Cách ghi sổ và tính toán khi kiểm nghiệm góc i
Trạm máy
Số đọc trên mia I+K+II Ký hiệu tính toán
Kết quả tính Ký hiệu Thang chính I Thang chính II
1 2 3 4 5 6 7 I a1 273546 880058 -12 ∆h -000119 b1 267718 874214 +04 2D 900 a1- b1 +005828 +005844 -16 i” -2”.73 h1 +0005836 II a2 284724 891286 -62 b2 b2 278792 885308 -16 1.1∆h a2- b2 +005932 +005978 -46 b2” h2 +005955 ∆h=h1- h2, i”= . " 2D h ρ ∆ , b2”=b2 + 1.1∆h
* Kiểm nghiệm hệ thống lới chỉ:
Treo dây dọ lên 1 giá đỡ cách vị trí đứng máy khoảng 20 mét. (Hình3.7) Cân bằng máy chính xác và quay máy bắt mục tiêu là sợi dây. Điều quang và ngắm chuẩn để đa chỉ đứng của máy vào trùng với sợi dây. Nếu nhìn vào máy ta thấy chỉ đứng của mày mà trùng khí lên sợi dây tức là hệ thống lới chỉ ở vị trí chuẩn, ngợc lại nếu nhìn thấy chỉ đứng không trùng khít lên sợi dây (tức là sợi dây và chỉ đứng không song song với nhau) thì phải điều chỉnh lại hệ thống lới chỉ.
Hình 3.7
c. Phơng pháp đo đạc:
Việc đo đạc lới quan trắc chuyển dịch biến dạng thẳng đứng có thể sử dụng phơng pháp nh sau: phơng pháp đo cao hình học tia ngắm ngắn, phơng pháp đo cao thuỷ tĩnh, phơng pháp đo cao lợng giác, phơng pháp chụp ảnh mặt đất. Nhng theo chúng tôi trong các công trình xây dựng nói chung và công trình nhà N5D nói riêng nên sử dụng phơng pháp đo cao hình học tia ngắm ngắn là hpựp lý nhất. Bởi vì phơng pháp này cho kết quả đạt độ chính xác cao mà việc to chức đo đạc lại đơn giản hơn so vói các phơng pháp khác
Trong thc tế, quá trình đo đạc các lới đo cao bằng phơng pháp đo cao hình học tia ngắm ngắn cần phảI tuân theo một số chỉ tiêu kỹ thuật và hạn sai đợc trích lợc ở bảng(3.3) dới đây:
STT Chỉ tiêu kỹ thuật Hạng I Hạng II 1 Chiều dài tia ngẵm lớn nhất (m) 25 25 2 Chiều dài tia ngẵm tối thiểu (m) 0.8 0.5 3 Chênh lệch khoảng ngẵm trớc và
sau trên một tram máy (m) 0.4 1
4 Tính luỹ chênh lệch tia ngắm
toàn tuyếnvtối đa (m) 2 4
5 Sai số giới hạn khép tuyến (mm)
n là số trạm đo trong tuyến ± 0.3 n ± 0.6 n
d. Chu kỳ quan trắc chuyển dịch thẳng đứng:
Chu kỳ: Là khoảng thời gian cần thiết giữa hai thời điểm quan trắc chuyển dịch biến dạng. HIệu số độ cao của các điểm quan trắc giữa các chu kỳ là giá trị trồi( lún) của các điểm.
Việc xác định chu kỳ đo chiếm một vai trò rất quan trọng. Thời gian để tiến hành các chu kỳ đo đợc xác định trong khi thiết kế kỹ thuật quan trắc lún. Chu kỳ quan trắc phải đợc tính toán sao cho kết quả quan trắc phản ánh đợc thực chất quá trình lún của công trình. Thông thờng khi quan trắc lún các công trình ngời ta thờng chia làm 3 giai đoạn:
+ Quan trắc lún trong giai đoạn thi công.
+ Quan trắc lún khi bắt đầu vận hành công trình. + Quan trắc lún khi công trình đi vào ổn định.
ở giải đoạn thi công, quan trắc lún thờng đợc xác định theo tiến độ thi công và mức độ phức tạp của công trình. Đễ dễ dàng cho việc theo dõi, ngời ta đo theo tải trọng hoàn thành của quá trình xây dựng, cụ thể là:
+ Công trình hoàn thành xong phần móng. + Công trình đạt tới 25% tải trọng.
+ Công trình đạt tới 50% tải trọng. + Công trình đạt tới 75% tải trọng. + Công trình đạt tới 100% tải trọng.
Đối với các công trình phức tạp, ngoài việc theo dõi độ lún của móng (khi hoàn thành xây xong phần móng) có thể cứ đạt khoảng 10% tải trọng thì cần phải quan trắc một lần. Tại mỗi lần quan trắc, kết quả so sánh với lần đo trớc kề đó và sau khi xem xét hiệu chênh cao của 2 lần đo kề nhau ∆h (độ lún) là cơ sở để quyết định việc tăng dày các lần đo hay cứ tiến hành đo theo tiến độ đã ấn định từ đầu.
Giai đoạn công trình bắt đầu vận hành, các chu kỳ quan trắc phụ thuộc vào tốc độ lún của công trình, đặc điểm vận hành công trình. Thời gian đo giữa hai chu kỳ trong giai đoạn này có thể chọn từ 2 đến 6 tháng.
Giai đoạn công trình đi vào ổn định, thời gian đo giữa hai chu kỳ kế tiếp có thể từ 6 tháng đến 1 năm hoặc 2 năm.
Việc phân định số lần đo phụ thuộc hoàn toàn vào yêu cầu độ chính xác đo lún của mỗi công trình. Nếu sai số đo cho phép và độ chính xác càng nhỏ thì các chu kỳ cách nhau càng lớn, nguợc lại nếu sai số cho phép và độ chính xác càng lớn thì chu kỳ cách nhau càng ít hơn. Trong những trờng hợp đặc biệt khi xuất hiện các yếu tố ảnh hởng đến độ ổn định của công trình, cần thực hiện những chu kỳ quan trắc đột xuất.
3.4.2. Thực hành đo đạc ngoại nghiệp.
Để cho công tác quan trắc đạt kết quả nh mong muốn chúng ta cần lu ý số yêu cầu sau:
-Công việc đo ngắm chỉ đợc pháp thực hiện trong điều kiện hoàn toàn nhuận lợi và hình ảnh của các vạch khắc trên mia rõ ràng ổn định
-Trớc khi bắt đầu thực hiện công việc đo ngắm 15 phút cần đa máy ra khỏi hòm đựng để tiếp nhận nhiệt độ môi trờng. Trong đo nếu cần thiết phảI chuyển độ cao đến các mốc đặt trong công trình bằng cách ngắm qua cửa sổ, qua các lỗ hổng ở công trờng và ở tờng thì các lỗ hổng này phảI có đờng kính tối thiểu là 0.5m. Không nên đặt máy ở nơi ranh giới giữa không khí nóng và lạnh
bởi vì lúc này việc bắt mục tiêu và kẹp vạch đọc số không chính xác. Tốt nhất nên bắt đầu tiến hành đo ngắm sau khi mặt trời mọc nửa giờ và kết thúc trớc khi mặt trời lặn một giờ
-Trong khi đo phải sử dụng ô che máy, tránh tác động trực tiếp của tia nắng của mặt trời dọi vào máy. Khi di chuyển máy từ trạm này sang trạm khác phải che máy bằng túi, bao rộng làm bằng vật liệu mịn chuyên dùng
-Trong khi đo lúc đế mia phải tuyệt đối sạch, mia phải đợc đặt thẳng đứng dựa vào bọt thuỷ tròn, phải ổn định và đợc đặt trên điểm cao nhất của mốc.Khi di chuyển nên cẩn thận nhẹ nhàng để mia không bị va đập. Khi làm việc trong điều kiện thiếu ánh sáng, mia phải đợc chiếu đèn. Khi dựng mia trên mốc ngời dựng mia phải đọc tên mốc đó. Không có hiệu lệnh của ngời đo mia không đ- ợc rời khỏi mốc
-Trong thời gian giải lao cần bảo quản mia không bị va đập, chấn động, dựng mép mia vào tờng, khi đo xong để mia trong phòng khô ráo có hòm riêng. Trên một mốc đo trong các chu kỳ đo khác nhau chỉ nên sử dụng một mia
Căn vào tiến độ thi công cũng nhu tải trọng của công trình. Căn cứ vào hiện trạng của công trình và các kết qủa ớc tính độ chính xác quan trắc chúng tôi đã và đang tiến hành quan trắc lún công trình nhà N5D theo chu kỳ 30 ngày/ 1 lần. Sau đây tôi xin dẫn một số chu kỳ đo
3.5.Thiết kế phơng án xử lý nội nghiệp
Trong quan trắc biến dạng và chuyển dịch công trình nói chung cũng nh quan trắc chuyển dịch thẳng đứng công trình nói riêng, sự thay đổi độ cao theo thời gian của các mốc chuẩn sẽ làm sai lệch độ cao thực tế của các mốc quan trắc lún. Do đó làm cho bức tranh phản ánh về độ lún của công trình sẽ khong có giá trị. Vì vậy việc kiểm tra độ ổn định cảu các mốc chuẩn trong từng chu kỳ đóng một vai trò đặc biệt quan trọng và là một nội dung bắt buộc trong xử lý số liệu đo độ lún công trình. Việc làm này chỉ có kết quả sau khi phân tích cẩn thận các kết quả đo ở mỗi chu kỳ thông qua việc lựa chọn phơng pháp phân tích độ ổn định các mốc. Qua đó ta sẽ lựa chọn đợc những mốc ổn định để làm cơ sở cho việc bình sai lới quan trắc và hiệu chỉnh vào những mốc không ổn định. Từ đó tính toán ra các thông số chuyển dịch và đồ hoạ.
Nội dung cụ thể của công tác này sẽ đợc trình bày một cách rõ ràng và dầy đủ trong các mục dới đây:
3.5.1.Phân tích độ ổn định các mốc trong bậc lới cơ sở cơ sở
a. Tiêu chuẩn ổn định của các mốc độ cao cơ sở
Nh trên đã nói, lới độ cao đo lún công trình là hệ thống lới độc lập 2 cấp. Trong đó các điểm độ cao gốc lới cơ sở khó có thể đợc ổn định trong suốt quá trình quan trắc. Sự thay đổi độ cao của các mốc gốc sẽ làm cho giá trị độ