HIIIđen: Độ cao của đỉnh thuộc ba ụ vuụng HIVđen: Độ cao của đỉnh thuộc bốn ụ vuụng n: số ụ vuụng.
Độ cao san lấp (độ cao thi cụng) tại từng đỉnh sẽ bằng độ cao thiết kế trừ đi độ cao đen.
Vớ dụ hỡnh 8.10:
Từ độ cao đen đẫ đo được ở cỏc đỉnh ụ vuụng. Xỏc định độ cao thiết kế để tổng khối lượng đào bằng tổng khối lượng đắp và tớnh độ cao thi cụng tại cỏc đỉnh.
Độ cao của đỉnh thuộc 1 ụ vuụng: HIđen = 8.42 + 12.68 + 7.98 + 12.72 = 41.72 m Độ cao của đỉnh thuộc 2 ụ vuụng: HIIđen = 8.13 + 10.05 + 11.68 + 9.36 + 10.63 + 11.08 + 10.87 + 8.93 = 80.73 m
Độ cao của đỉnh thuộc 4 ụ vuụng: HIVđen = 10.38 + 10.84 + 8.92 + 9.34 = 39.48 m Độ cao thiết kế để tổng đào bằng tổng đắp:
Hđỏ = (1x41.72 + 2x80.73 + 4x39.84)/(4x9) = 10.03 m Độ cao thi cụng = Hđỏ - Hđen
Độ cao thiết kế (đỏ), độ cao thi cụng (xanh) được ghi trờn mắt lưới hỡnh 8.10 trong đú: đào mang dấu -, đắp mang dấu +.
8.4.2 San nền theo độ dốc cho trước
Trong xõy dựng hay gặp trường hợp san lấp theo độ dốc cho trước để đảm bảo mục đớch cho trước nào đú, vớ dụ như đảm bảo thoỏt nước mưa tự nhiờn. Trường hợp này độ cao đỏ (độ cao thiết kế) sẽ được cho trước ở cọc đầu tiờn, học cuối cựng. Độ cao thiết kế của từng cọc khỏc sẽ tớnh dựa vào độ dốc i, kớch thước ụ vuụng a và số thứ tự của cọc j:
89
8.5 CễNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG CễNG TRèNH 8.5.1 Xõy dựng lưới ụ vuụng xõy dựng
Trong xõy dựng cụng trỡnh, cỏc trục của cụng trỡnh là vuụng gúc, song song với nhau và để thuận tiện trong việc bố trớ, thi cụng người ta thường xõy dựng trờn khu vực xõy dựng một mạng lưới khống chế trắc địa cú cỏc điểm tạo thành cỏc ụ vuụng và cỏc cạnh lưới song song với trục chớnh của cụng trỡnh, gọi là lưới ụ vuụng xõy dựng (hỡnh 8.11).
Lưới ụ vuụng xõy dựng được thiết kế trờn bản vẽ thiết kế cụng trỡnh, kớch thước thường là 50m, 100m, 200m, … tuỳ theo quy mụ và yờu cầu của cụng trỡnh. Sau đú được chuyển ra thực địa và đo đạc bỡnh sai, hoàn nguyờn lưới.
Hỡnh 8.11 Lưới ụ vuụng xõy dựng Việc xõy dựng lưới ụ vuụng gồm cỏc bước:
1. Xỏc định hướng ban đầu của lưới
Hướng ban đầu của lưới được cố định bởi hai điểm, toạ độ hai điểm này được xỏc định trờn bản vẽ thiết kế. Cỏc điểm cố định hướng ban đầu của lưới được bố trớ dựa vào cỏc điểm khống chế trắc địa cấp cao hơn đó cú trong giai đoạn trước.
Hướng ban đầu cũn cú thể được bố trớ dựa vào cỏc địa vật cố định cú trờn thực địa và trờn bỡnh đồ thiết kế.
2. Bố trớ lưới ụ vuụng
Từ hướng ban đầu, sử dụng mỏy kinh vĩ và thước thộp lần lượt bố trớ cỏc điểm của mạng lưới, cố định bằng cỏc cọc gỗ.
3. Đo đạc và tớnh toỏn bỡnh sai lưới ụ vuụng xõy dựng
Cỏc điểm mộp khung lưới được đo đạc, xỏc định trước theo cỏc phương phỏp xõy dựng lưới mặt bằng đó học.
90
Cỏc điểm bờn trong lưới ụ vuụng tạo thành cỏc đường chuyền kinh vĩ duỗi thẳng với cỏc điểm gốc là cỏc điểm mộp khung. Việc đo đạc, tớnh toỏn bỡnh sai thực hiện như đối với đường chuyền.
4. Hoàn nguyờn, cố định lưới
Từ tọa độ bỡnh sai và tọa độ thiết kế của lưới ụ vuụng, tớnh cỏc giỏ trị (gúc, cạnh) để chuyển cỏc điểm lưới về đỳng vị trớ thiết kế.
Cỏc điểm lưới được hoàn nguyờn về vị trớ thiết kế và cố định chắc chắn.
8.5.2 Chuyển trục cụng trỡnh ra ngoài thực địa (định vị cụng trỡnh)
Từ cỏc mốc khống chế trắc địa, bố trớ cỏc điểm cố định cỏc trục của cụng trỡnh. Cỏc điểm này được cố định bằng cỏc cọc gỗ hoặc bờ-tụng, hoặc được đỏnh dấu bằng đinh hoặc vạch sơn trờn hệ thống khung định vị (hay cũn gọi cọc ngựa - hỡnh 8.12, 8.13).
AB B E A B E 1 6 12 1 6 12 Hỡnh 8.12 Định vị trục cụng trỡnh A B E A B E 1 6 12 1 6 12 Hỡnh 8.13 Định vị trục cụng trỡnh Cỏc điểm này được xỏc định độ cao bằng đo cao hỡnh học để phục vụ cụng tỏc thi cụng.
Dựa vào cỏc điểm cố định cỏc trục, bố trớ cỏc điểm chi tiết của cụng trỡnh. 8.5.3 Chuyển trục cụng trỡnh xuống đỏy hố múng
Trong trường hợp đỏy hố múng khụng sõu và cụng trỡnh nhỏ, từ cỏc điểm cố định cỏc trục, căng dõy thộp để dúng cỏc trục và dựng quả dọi để chiếu cỏc giao điểm của chỳng xuống đỏy múng.
Trường hợp ngược lại phải sử dụng mỏy kinh vĩ để chuyển trục xuống. Đặt mỏy kinh vĩ tại cọc định vị trục, định hướng sang điểm định vị đối diện, xỏc định hướng trục dưới đỏy múng. Làm tương tự ta sẽ chuyển được cỏc trục khỏc xuống đỏy múng.
91
8.5.4 Chuyển độ cao xuống đỏy hố múng
Khi cần chuyền độ cao xuống hố múng, trong trường hợp múng nụng (nhỏ hơn 3m), sử dụng mỏy thuỷ bỡnh và mia tiến hành như đo cao hỡnh học thụng thường.
Trong trường hợp múng sõu, việc chuyền độ cao phải kết hợp thờm thước thộp và tiến hành như hỡnh 8.14 A Thước thép s t a b
Hỡnh 8.14 Chuyển độ cao xuống đỏy hố múng
Độ cao đỏy múng được tớnh theo cụng thức: Hm = HA + s – (b - a) – t (8.26) 8.5.5 Chuyển trục cụng trỡnh lờn tầng cao
Sau khi xõy xong sàn tầng 1, cỏc trục phải được đỏnh dấu lại trục lờn sàn tầng 1 (nếu chuyển trục bằng mỏy chiếu đứng), hoặc gửi trục ra xa (nếu chuyển trục bằng mỏy kinh vĩ) để tiếp tục chuyển cỏc trục lờn trờn cỏc sàn tầng cao.
Cú thể dựng dõy dọi để chuyển trục lờn tầng với cụng trỡnh thấp dưới 4 tầng. Dựng mỏy kinh vĩ để chuyển trục lờn tầng với cụng trỡnh thấp dưới 10 tầng. Vớ dụ: cần chuyển trục AA, đặt
mỏy kinh vĩ tại điểm A, định hướng tới điểm thứ hai đỏnh dấu trục AA (hỡnh 8.15), cố định bàn độ ngang, đưa ống kớnh lờn sàn, đỏnh dấu được điểm A1. Đảo kớnh làm tương tự được điểm A2. Điểm giữa của A1, A2 là điểm A. 1 1 1 A 1 A Hỡnh 8.15 Chuyển trục cụng trỡnh lờn cao
92
bằng mỏy kinh vĩ Đối với nhà cao trờn 10 tầng dựng
mỏy chiếu đứng, khi đú phải để cỏc lỗ trống 20x20cm trờn cỏc sàn (hỡnh 8.16), trục sẽ được mỏy truyền qua cỏc lỗ này lờn sàn cần thiết.
Hỡnh 8.16 Chuyển trục cụng trỡnh lờn cao bằng mỏy chiếu đứng
8.5.6 Chuyển độ cao lờn tầng
Chuyển độ cao lờn tầng, cũng tương tự như chuyển độ cao xuống đỏy múng. Khi đú: H = HA + s + (a - b) - t (8.27) Thước thép t s a b Hỡnh 8.17 Chuyển độ cao lờn tầng 8.5.7 Chỉnh cột thẳng đứng
Khi thi cụng nhà khung, nhà cụng nghiệp,... phải đảm bảo cỏc cột thẳng đứng. Nếu cột khụng cao, thi cụng đổ tại chỗ thỡ cú thể dựng dõy dọi để chỉnh.
93
Nếu yờu cầu độ chớnh xỏc cao hơn, dựng hai mỏy kinh vĩ đặt ở hai hướng vuụng gúc nhau để chỉnh, tim cột được đỏnh dấu ở chõn và đỉnh cột, điều chỉnh cho hai điểm này cựng nằm trong mặt phẳng ngắm (hỡnh 8.18).
Hỡnh 8.18 Chỉnh cột thẳng đứng bằng mỏy kinh vĩ
Trường hợp lắp cỏc cột thẳng hàng, để điều chỉnh thẳng hàng, đặt mỏy kinh vĩ cỏch dóy cột một đoạn a = 1 1.5m, mia
đặt ngang trờn cột (hỡnh 8.19) và điều chỉnh cột nhờ số đọc trờn mia. a a Hỡnh 8.19 Chỉnh cỏc cột thẳng hàng 8.5.8 Đo vẽ hoàn cụng
Đo vẽ hoàn cụng cụng trỡnh là đo đạc và biểu diễn vị trớ, kớch thước, hỡnh dỏng thực tế của cụng trỡnh sau khi thi cụng.
Bản vẽ hoàn cụng là tài liệu quan trọng để đỏnh giỏ chất lượng thi cụng, là cơ sở cho việc sửa chữa, mở rộng cụng trỡnh sau này.
Việc đo vẽ hoàn cụng cú thể thực hiện sau khi xõy dựng xong từng phần (múng, từng tầng nhà...) hoặc toàn bộ cụng trỡnh và cũng tiến hành tương tự như đo vẽ chi tiết
94
bỡnh đồ về vị trớ, ngoài ra cũn đo vẽ cỏc kớch thước của cỏc hạng mục như đường ống cống ngầm,…
Về nguyờn tắc, tất cả cỏc số liệu ghi trờn bản thiết kế đều phải đo đạc lại trờn thực tế và thể hiện bản vẽ bỡnh đồ hoàn cụng.
8.6 QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH BIẾN DẠNG CễNG TRèNH 8.6.1 Khỏi niệm
Trong quỏ trỡnh thi cụng cụng trỡnh, tải trọng của cụng trỡnh sẽ tăng dần theo thời gian. Trong quỏ trỡnh sử dụng, hoạt tải của cụng trỡnh cũng liờn tục thay đổi. Theo thời gian, cỏc điều kiện ngoại cảnh như biến động của vỏ Trỏi đất, động đất, ảnh hưởng của cỏc cụng trỡnh bờn cạnh,… cũng ảnh hưởng tới cụng trỡnh. Cỏc ảnh hưởng này làm cụng trỡnh bị chuyển dịch trong khụng gian, nếu chuyển dịch khụng đều sẽ dẫn tới biến dạng và phỏ huỷ cụng trỡnh.
Cụng trỡnh chuyển dịch theo hai phương: phương thẳng đứng (trồi lỳn) và phương ngang (chuyển vị).
Quan trắc chuyển dịch là đo đạc, phõn tớch đỏnh giỏ và dự bỏo độ chuyển dịch của cụng trỡnh, từ đú cú biện phỏp xử lý, đề phũng cỏc tai biến cú thể xảy ra.
Thực tế, cụng trỡnh thường chuyển dịch nhỏ và diễn ra theo thời gian, vỡ vậy phải sử dụng cỏc phương phỏp và dụng cụ cú độ chớnh xỏc cao để quan trắc.
8.6.2 Quan trắc lỳn
Trồi lỳn là chuyển dịch của cụng trỡnh theo phương thẳng đứng, nguyờn nhõn chủ yếu do tải trọng và điều kiện nền múng của cụng trỡnh. Hầu hết cỏc cụng trỡnh là bị lỳn, do đú quan trắc chuyển dịch thẳng đứng được gọi là quan trắc lỳn.
Độ lỳn cụng trỡnh (S) là sự thay đổi độ cao của cụng trỡnh theo thời gian:
Sj = Hj – Hj – 1 (8.28)
Sj = Hj – H0 (8.29)
95
Như vậy, để quan trắc lỳn, cần lập lưới độ cao với cỏc mốc là cỏc điểm đặc trưng của cụng trỡnh và đo đạc xỏc định độ cao cỏc điểm đặc trưng ở nhiều thời điểm khỏc nhau.
1. Lưới độ cao quan trắc lỳn cụng trỡnh
Thành lập hai cấp lưới khống chế độ cao độc lập nhau:
- Lưới khống chế cơ sở: bao gồm cỏc mốc cú độ cao ổn định trong suốt quỏ trỡnh quan trắc (mốc chuẩn), được bố trớ nơi cú điều kiện địa chất tốt và ngoài khu vực chịu ảnh hưởng của cụng trỡnh.
Số mốc tối thiểu của lưới là 3, được bố trớ thành cụm hoặc riờng biệt. Mốc gốc cú thể chụn sõu tận tầng cuội sỏi, chụn nụng hay gắn lờn cỏc cụng trỡnh khỏc đó ổn định.
- Lưới quan trắc: gồm cỏc mốc được gắn trực tiếp vào cỏc kết cấu chịu lực của cụng trỡnh và chuyển dịch cựng cụng trỡnh. Cấu tạo mốc quan trắc lỳn như hỡnh 8.20.
Kết cấu chịu lực
Hỡnh 8.20 Mốc quan trắc lỳn
2. Chu kỳ quan trắc lỳn
Việc đo đạc xỏc định độ cao cỏc mốc chuẩn và mốc quan trắc lỳn phải diễn ra theo từng chu kỳ. Thời gian giữa hai chu kỳ quan trắc phải phự hợp với diễn biến lỳn của cụng trỡnh.
- Chu kỳ 0: được thực hiện khi xõy xong phần múng cụng trỡnh.
- Trong giai đoạn thi cụng: cỏc chu kỳ tiếp theo được thực hiện theo tải trọng cụng trỡnh, lần lượt khi cụng trỡnh đạt 25%, 50%, 75%, 100% tải trọng.
- Trong giai đoạn sử dụng: thời gian giữa cỏc chu kỳ cú thể thưa hơn, 2 thỏng hoặc 6 thỏng một chu kỳ.
Thời gian giữa cỏc chu kỳ cú thể thu nhỏ nếu cụng trỡnh lỳn nhiều hoặc diễn biến lỳn phức tạp.
Việc quan trắc lỳn kết thỳc nếu đó cú kết luận về thời điểm tắt lỳn hoặc cụng trỡnh lỳn rất nhỏ, khụng ảnh hưởng tới việc sử dụng cụng trỡnh.
96
3. Đo đạc, tớnh toỏn
Cỏc phương phỏp đo thường được ỏp dụng là: đo cao hỡnh học, đo cao thuỷ tĩnh, … Trong đú phổ biến là đo cao hỡnh học.
Độ chớnh xỏc đo lỳn tương đương hạng II, hạng III Nhà nước. Mỏy sử dụng là mỏy thuỷ bỡnh độ chớnh xỏc cao cú bộ đo cực nhỏ như Ni004, Ni007, …
Tiến hành đo đạc độc lập hai cấp lưới. Việc đo đạc phải tuõn thủ nghiờm ngặt cỏc hạn sai của từng cấp hạng, phải tớnh toỏn sổ đo và kiểm tra sai số khộp phải thực hiện ngay tại thực địa.
1 2 3 4 5 10 9 8 7 6 II III Cơng trình I Kết cấu chịu lực Mốc chuẩn Hỡnh 8.21 Sơ đồ mốc quan trắc lỳn và mốc chuẩn
Sau đú tiến hành bỡnh sai lưới cơ sở và lưới quan trắc lỳn theo phương phỏp chặt chẽ (nguyờn lý số bỡnh phương nhỏ nhất).
Tớnh toỏn cỏc tham số lỳn: Độ lỳn tuyệt đối của cỏc mốc:
- Giữa hai chu kỡ j và j-1: , 1 1
ij ij j j i H H S (8.30) - So với chu kỳ 0: ,0 0 i j i j i H H S (8.31)
Độ lỳn trung bỡnh của cụng trỡnh ở chu kỳ j:
n S S n i i j tb 1 (8.32) Tốc độ lỳn: t S v j tb (8.33) Lỳn lệch: Slệch = Smax - Smin (8.34)
97
Ngoài ra, dựa vào cỏc tham số lỳn trờn người ta cũn lập biểu đồ lỳn của cỏc mốc đặc trưng theo thời gian, biểu đồ lỳn của cỏc trục, bỡnh độ lỳn, …
8.6.3 Quan trắc dịch chuyển ngang
Chuyển dịch ngang cụng trỡnh (chuyển vị) nguyờn nhõn chủ yếu do cỏc lực phương ngang tỏc động lờn như ỏp lực nước tỏc dụng lờn đập thuỷ lợi, thuỷ điện,…
Chuyển dịch ngang là sự thay đổi toạ độ mặt bằng của cụng trỡnh theo thời gian:
y x q 2 2 (8.35) Trong đú: 1 1 j i j i j i j i Y Y y X X x (8.36)
Tương tự như quan trắc lỳn, để quan trắc chuyển dịch ngang, cần lập lưới mặt bằng cú cỏc mốc là cỏc điểm đặc trưng của cụng trỡnh và đo đạc xỏc định toạ độ cỏc điểm đặc trưng ở nhiều thời điểm khỏc nhau.
Việc đo đạc cũng theo từng chu kỳ, thời gian giữa cỏc chu kỳ tuỳ thuộc vào ỏp lực tỏc động lờn cụng trỡnh.
Cú nhiều phương phỏp để quan trắc chuyển dịch ngang như phương phỏp hướng chuẩn, bằng lưới đo gúc cạnh, bằng GPS,…
98
Tài liệu tham khảo
[1] Phạm Văn Chuyờn. Trắc địa trong xõy dựng. Nhà xuất bản Giỏo dục. 1996. [2] Vũ Thặng. Trắc địa đại cương. Nhà xuất bản Xõy dựng. 2000.
[3] Vũ Thặng. Lý thuyết sai số và bỡnh sai. Bài giảng. Trường đại học Xõy dựng hà Nội. 2011.
[4] Trần Văn Quảng. Trắc địa đại cương. Nhà xuất bản Xõy dựng. 2001.
[5] Nguyen Thac Dung. La topographie en construction. Maison d’ộdition de l’Education. 1997.
[6] Tổng cục địa chớnh. Thụng tư hướng dẫn ỏp dụng hệ quy chiếu và hệ toạ độ quốc gia VN-2000. Số 973/2001/TT-TCĐC. 2001.
[7] Bộ Tài nguyờn và mụi trường. Quy định kỹ thuật thành lập bản đồ địa hỡnh tỷ lệ 1:10000, 1:25000 và 1:50000 bằng cụng nghệ ảnh số. Quyết định số 15/2005/QĐ-BTNMT. 2005.
[8] Cục Đo đạc bản đồ Nhà nước. Quy phạm đo vẽ bản đồ địa hỡnh tỷ lệ 1:500, 1:1000, 1:2000, 1:5000. Hà Nội. 1976.