Đồ án Thiết kế phương án quan trắc lún công trình nhà chung cư 25 tầng khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng

Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K481 Lời nói đầu Những năm gần đây cùng với sự phát triển về kinh tế, thì nhu cầu về xây dựng cũng rất phát triển đặc biệt là các công trình nhà cao tầng được xây dựng ở khắp nơi trên đất nước để giải quyết nhu cầu về nhà ở và nhu cầu về văn phòng cho thuê và dịch vụ kinh doanh ở các thành phố lớn như ở Hà Nội, Hải Phòng và thành phố Hồ Chí Minh... Theo khảo sát địa chất vùng sông Hồng, nhất là khu vực Hà Nội cho thấy đây là vùng đất có lịch sử lâu đời hình thành là đồng bằng tích tụ nên khả năng chịu tải, chịu nén của một số tầng địa chất là rất kém. Mặt khác do nhu cầu của cuộc sống, việc khai thác nước ngầm để phục vụ sinh hoạt ngày càng tăng làm điều kiện địa chất ở đây bị thay đổi. Từ những nguyên nhân trên cùng với một số các nguyên nhân khác như thiết kế kết cấu móng công trình, chất lượng vật liệu xây dựng, điều kiện khí hậu...đã làm cho các công trình xây dựng bị biến dạng, dẫn đến kết cấu bị phá vỡ làm cho một số công trình không thể sử dụng được. Biến dạng công trình do nhiều nguyên nhân gây nên trong đó chủ yếu là công trình bị lún không đều dẫn đến công trình bị vặn xoắn. Để đảm bảo an toàn và tuổi thọ thiết kế cho công trình trong thời gian thi công cũng như trong quá trình sử dụng, chúng ta cần tiến hành quan trắc biến dạng của công trình (kể cả biến dạng ngang và đứng) Thực hiện phương châm học tập kết hợp với thực tiễn, trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp tôi đã được giao thực hiện đề tài "Thiết kế phương án quan trắc lún công trình nhà chung cư 25 tầng khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng" Nội dung của đồ án gồm 3 chương Chương I. khái niệm chung về quan trắc độ lún công trình Chương II. Phương pháp thiết kế và ước tính độ chính xác lưới quan trắc độ lún công trình Chương III. Thiết kế phương án quan trắc độ lún công trình nhà chung Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K482 cư 25 tầng khu đô thị mới Đông Nam đường Trần Duy Hưng Mục đích của đề tài là thiết kế các phương án quan trắc độ lún và xử lý số liệu đo lún, từ đó chọn ra phương án tốt nhất, phù hợp với đặc điểm công trình. Trong thời gian làm đồ án tốt nghiệp được sự ân cần chỉ bảo của Thầy giáo TS. Trần Viết Tuấn cùng các thầy cô giáo trong khoa, sự góp ý kiến chân thành của các đồng nghiệp cùng với sự nỗ lực của bản thân tôi đã hoàn thành nội dung đề tài đặt ra. Mặc dù đã cố gắng nhưng do kinh nghiệm và kiến thức còn hạn hẹp, thời gian nghiên cứu tại liệu còn ít nên đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy công cùng các đồng nghiệp để đề tài hoàn chỉnh hơn Em xin chân thành cám ơn thầy giáo TS. Trần Viết Tuấn cùng tất cả các thầy giáo, cô giáo trong khoa. Hà Nội tháng 10 năm 2008 Sinh viên thực hiện Cao Thế Hải Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K483 Chương 1 khái niệm chung về quan trắc độ lún công trình 1.1 Khái niệm về biến dạng công trình Các công trình kỹ thuật, dân dụng công nghiệp trong quá trình xây dựng và vận hành có thể bị dịch chuyển khỏi vị trí ban đầu và làm thay đổi hình dạng gây nên các hiện tượng trồi, lún, nghiêng, trượt công trình. Quá trình dịch chuyển đó gọi là hiện tượng biến dạng công trình. Đây chính là sự thay đổi vị trí của công trình theo không gian và thời gian. Nếu công trình dịch chuyển theo mặt phẳng thẳng đứng thì gọi là quá trình trồi lún của công trình, đó là sự thay đổi của nền móng công trình theo độ cao. Trong trường hợp công trình dịch chuyển trong mặt phẳng nằm ngang thì gọi là quá trình dịch chuyển ngang của công trình. Quá trình biến dạng là do dịch chuyển không đều của từng bộ phận trong công trình, hiện tượng biến dạng cục bộ gây nên sự uốn cong, vặn xoắn, nứt nẻ công trình. Quá trình biến dạng công trình gây nên bởi hai nguyên nhân chính đó là điều kiện tự nhiên và tác động nhân tạo. Điều kiện tự nhiên gây nên sự biến dạng công trình bao gồm: Sự thay đổi khả năng chịu nén, trượt của lớp đất đ ádưới nền móng công trình. Sự thay đổi mực nước ngầm Độ co giãn của đất đá. Do tính chất cơ lý đất đ ádưới nền móng của công trình phân bố không đều mà tạo nên sự lún không đồng đều giữa các bộ phận khác nhau của công trình. Các yếu tố tác động nhân tạo bao gồm: ảnh hưởng của tải trọng bản thân công trình. Sự suy yếu của nền móng công trình có liên quan tới việc thi công công trình. Sự rung của nền móng do vận hành các máy móc và phương tiện giao thông. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K484 Sự sai lệch trong quá trình khảo sát địa chất dẫn đến sai số trong tính toán thiết kế. Sự thay đổi của áp lực đến nền móng của công trình do việc xây dựng các công trình khác ở gần. Các công trình xây dựng dưới sự ảnh hưởng của tải trọng một phía (các công trình xây dựng trên sườn dốc) sẽ gây nên sự chuyển dịch ngang và trượt. Như vậy hiện tượng biến dạng luôn có thể xảy ra đối với mỗi công trình xây dựng trong thời gian vận hành và sử dụng công trình. Khi số liệu biến dạng lớn thì móng của công trình sẽ tạo thành các khe nứt gây nên các hiện tượng sụt lở công trình, làm cho máy móc và dây chuyền sản xuất hoạt động không bình thường, tạo ra nhiều sự cố gây thiệt hại đến tài sản của nhà nước. Chình vì vậy mà công tác quan trắc biến dạng đối với mỗi công trình là cần thiết, các thông số biến dạng được quá các chu kỳ quan sát sẽ giúp ta tìm được biện pháp xử lý kịp thời, ngăn ngừa các biến cố xảy ra khi công trình bị biến dạng. Mặt khác từ các thông số đó kết hợp với một số giả thuyết lý thuyết, ta có thể rút ra những kết luận bộ ích nhằm bổ xung hoàn chỉnh lý luận trong các ngành công trình có liên quan. 1.2. Các phương pháp quan trắc độ lún công trình 1.2.1. Phương pháp đo cao hình học *Nguyên tắc chung Đo cao hình học dựa trên nguyên lý tia ngắm nằm ngang của máy thủy chuẩn. Để đạt được độ chính xác cao trong quan trắc lún công trình, chiều dài tia ngắm từ điểm đặt máy đến mia được hạn chế đáng kể ( không vượt quá 25 - 30m ), do đó được gọi là phương pháp đo cao hình học tia ngắm ngắn. Có hai cách để xác định chênh cao giữa hai điểm là phương pháp đo cao từ giữa và phương pháp đo cao phía trước. Phương pháp đo cao từ giữa: đặt máy thủy chuẩn ở giữa hai điểm AB, tại Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K485 hai điểm A và B đặt hai mia ( hình 1.1), chênh cao giữa hai điểm A, B được xác định theo công thức: hAB = a - b (1.1) trong đó: a và b là số đọc chỉ giữa trên mia sau và mia trước. 2211 b b A B a a A B a b Ds Dt *Máy móc và dụng cụ đo Thiết bị dùng trong đo lún là các loại máy thủy chuẩn chính xác như: H-05, Ni002, H1, H2, Ni004, Ni007 và các loại máy khác có độ chính xác tương đương. Tùy thuộc vào yêu cầu độ chính xác cần thiết đối với từng công trình cụ thể để chọn máy đo thích hợp. Mia được sử dụng trong đo lún là mia invar thường hoặc mia invar chuyên dùng có kích thước ngắn ( chiều dài mia từ 1.5m đến 2m ), nếu là thủy chuẩn số thì dùng mia invar với mã vạch. Ngoài ra còn có các dụng cụ hỗ trợ khác như nhiệt kế, cóc mia, ô che nắng. Trước và sau mỗi chu kỳ đo, máy và mia phải được kiểm nghiệm theo đúng qui định trong qui phạm đo cao. *Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu Khi quan trắc lún bằng phương pháp đo cao thủy chuẩn hình học tia ngắm ngắn cần phải tuân thủ theo các chỉ tiêu kỹ thuật sau [6]: Hình 1.1 Trạm đo cao hình học Hình 1.2. Tuyến đo cao hình học Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K486 Bảng 1.1 TT Chỉ tiêu kỹ thuật Hạng I Hạng II Hạng III 1 Chiều dài tia ngắm m25 m25 m25 2 Chiều cao tia ngắm, m 258.0  h 255.0  h 253.0  h 3 Chênh lệch khoảng cách từ máy đến mia - Trên một trạm đo m4.0 m0.1 m0.2 - Tích lũy trên đoạn đo m0.2 m0.4 m0.5 4 Chênh lệch chênh cao đotrên trạm, mm m5.0 m5.0 m0.1 5 Chênh lệch chênh cao giữa )(3.0 mmn )(5.0 mmn )(0.1 mmnhai tuyến đo đi và đo về 6 Sai số khép tuyến giới hạn )(3.0 mmn )(0.1 mmn )(0.2 mmnf ghh / (n-số trạm đo) *Các nguồn sai số chủ yếu ảnh hưởng tới kết quả đo - Sai số do máy và mia Sai số do trục ống ngắm và trục ống thủy dài khi chiếu lên mặt phẳng đứng không song song với nhau ( gọi là sai số góc i ). Sai số do lăng kính điều quang chuyển dịch không chính xác trên trục quang học (sai số điều quang). Để làm giảm ảnh hưởng của các sai số này ta dùng phương pháp đo cao hình học từ giữa, tức là đặt máy thủy chuẩn giữa hai mia sao cho chênh lệch khoảng cách từ máy đến mia trước và mia sau nằm trong giới hạn cho phép. - Sai số do điều kiện ngoại cảnh Do ảnh hưởng độ cong quả đất: để làm giảm ảnh hưởng của sai số này thì khi đo cần chọn vị trí đặt máy sao cho chênh lệch khoảng cách từ máy đến hai mia (trước và sau) nằm trong giới hạn đã được quy định. Do ảnh hưởng của chiết quang: để làm giảm ảnh hưởng của sai số này cần chọn thời điểm đo thích hợp và bố trí trạm đo sao cho tia ngắm không đi qua lớp không khí ở sát mặt đất. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K487 - Sai số do người đo Nhóm sai số liên quan đến người đo gồm có: sai số làm trùng bọt thủy dài và sai số đọc số trên bộ đo cực nhỏ, các sai số này được giảm đáng kể khi sử dụng máy có bộ tự cân bằng và máy thủy chuẩn điện tử. 1.2. 2 Phương pháp đo cao thủy tĩnh Phương pháp đo cao thủy tĩnh được áp dụng để quan trắc lún của nền kết cấu xây dựng trong điều kiện rất chật hẹp không thể dựng máy, dựng mia được. Đo cao thủy tĩnh được dựa trên định luật thủy lực là “ Bề mặt chất lỏng trong các bình thông nhau luôn có vị trí nằm ngang ( vuông góc phương dây dọi ) và có cùng một độ cao, không phụ thuộc vào hình dạng mặt cắt cũng như khối lượng chất lỏng trong bình”. Dụng cụ đo thủy tĩnh là một hệ thống gồm ít nhất 2 bình thông nhau N1, N2 ( hình 1.3). Để đo chênh cao giữa 2 điểm A, B đặt bình N1 tại A, bình N2 tại B đo thuận ). Hoặc ngược lại, khi đo đảo đặt bình N1 tại B, bình N2 tại A. d1 d2 s 1 1t N2 N1 A hAB BB ABhA 2N 1N t11 s 2d 1d Khi đo thuận, chênh cao hAB giữa 2 điểm A, B được tính theo công thức : )()( 1211 tdsdhAB  (1.2) trong đó: :, 11 ts số đọc trên thanh số tại các bình 21, NN tương ứng :, 21 dd khoảng cách từ vạch “ 0 ” của thanh số đến mặt phẳng đáy của bình. (a)- Vị trí đo thuận (b)- Vị trí đo đảo Hình 1.3. Sơ đồ máy đo cao thủy chuẩn thuỷ tĩnh Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K488 Từ (1.2) ta có : )()( 2111 ddsthAB  (1.3) Tương tự, khi đo đảo chênh cao được tính theo công thức: )()( 2122 ddsthAB  (1.4) Hiệu )( 21 dd  được gọi là sai số MO của máy, khi chế tạo cố gắng làm cho MO có giá trị tuyệt đối nhỏ nhất ( MO  0 ). Lần lượt lấy tổng và hiệu các công thức (a), (b) sẽ xác định được chênh cao theo kết quả 2 chiều đo: 2 )()( 2211 ststhAB  (1.5) và sai số MO: 2 )()( 2211 ststMO  (1.6) Các nguồn sai số chủ yếu ảnh hưởng đến độ chính xác đo cao thủy tĩnh là các sai số do điều kiện ngoại cảnh. Vì vậy trong quá trình đo phải áp dụng các biện pháp sau để giảm ảnh hưởng của sai số này. - Lựa chọn tuyến đo có gradien nhiệt độ thấp, tức là chọn tuyến đo có sự thay đổi ít nhất về nhiệt độ và môi trường. - Lựa chọn chất lỏng trong ống dẫn giữa các bình thông nhau. - Tính số hiệu chỉnh kết quả đo do sự thay đổi nhiệt độ, áp suất dọc theo ống dẫn. - Thực hiện đọc số đồng thời trên các máy thủy tĩnh để làm giảm ảnh hưởng của sự giao động chất lỏng trong bình thông nhau. 1.2.3 Quan trắc lún bằng phương pháp đo cao lượng giác Trong những điều kiện không thuận lợi hoặc kém hiệu quả đối với đo cao hình học và yêu cầu độ chính xác đo lún không cao thì có thể áp dụng phương pháp đo cao lượng giác tia ngắm ngắn ( chiều dài tia ngắm không quá 100m). Hiện nay để đo cao lượng giác thường dùng các loại máy toàn đạc điện tử chính xác cao như TC-2002, TC-2003, Geodimeter… Để xác định chênh cao giữa các điểm, đặt máy kinh vĩ (A) và ngắm điểm (B), cần phải đo các đại lượng là khoảng cách ngang D, góc thiên đỉnh Z (hoặc góc đứng V) chiều cao máy (i) và chiều cao tiêu (l) ký hiệu ở hình 1.4. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K489 A B v z l i D Chênh cao giữa 2 điểm A và B được xác định theo công thức : flictgZDhAB  . (1.7) Hoặc flictgV.DhAB  (1.8) trong đó: f là số hiệu chỉnh độ cao do chiết quang đứng của trái đất theo công thức gần đúng: 2D R2 k1f  (1.9) trong công thức (1.7) R là bán kính trung bình của trái đất (R =6372Km), k là hệ số chiết quang đứng )16.012.0( k . Một trong những nguồn sai số chủ yếu ảnh hưởng đến kết quả đo cao lượng giác là sai số chiết quang đứng. Để hạn chế ảnh hưởng của nguồn sai số này đến kết quả đo cần chọn thời gian đo thích hợp hoặc đo từ 2 3 lần ở những thời điểm khác nhau trong ngày và lấy trị trung bình hoặc tính số hiệu chỉnh cho chiết quang đứng cho kết quả đo. Trong đo lún công trình thì phương pháp đo cao lượng giác không đảm bảo độ chính xác, còn phương pháp đo cao thủy tĩnh quá phức tạp nên người ta sử dụng phổ biến phương pháp đo cao hình học vì phương pháp này cho độ chính xác cao lại đo đạc thuận lợi. Hình 1.4. Đo cao lượng giác Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4810 1.3. Quy trình kỹ thuật quan trắc lún công trình 1.3.1. Thiết kế lưới quan trắc lún công trình Để xác định được độ lún công trình cần lập lưới khống chế độ cao đo và xác định độ cao của công trình ở nhiều thời điểm để so sánh giá trị độ lún của công trình, lưới khống chế độ cao trong quan trắc lún là hệ thống khống chế độc lập 2 cấp lưới. * Cấp lưới cơ sở: Bao gồm các điểm độ cao cơ sở. Nằm ngoài công trình, không quá xa công trình, có yêu cầu ổn định cao, các mốc lưới cơ sở này là cơ sở khởi tính độ cao cho cả hệ thống, về mặt số lượng có ít nhất là 3 mốc để có điều kiện kiểm tra và đánh giá độ ổn định của lưới cơ sở, các mốc cơ sở có cấu tạo có thể có 3 loại: - Mốc chôn sâu: chỉ sử dụng những công trình đặc biệt. - Mốc chôn nông: như mốc thuỷ chuẩn loại 4 được đặt ở nền đất ổn định thường dùng để quan trắc công trình dân dụng và công nghiệp. - Mốc gắn tường, gắn các dấu mốc lên trên các công trình ổn định ở gần. * Cấp lưới quan trắc. Bao gồm các điểm kiểm tra gắn trên công trình và chuyển dịch cùng công trình. - Các mốc kiểm tra phải được bố trí đều trên mặt bằng móng công trình trên những phần chịu lực của công trình và cao hơn sàn đầu trên 0,2 – 0,5 m. - Phải bố trí ở những nơi thuận tiện cho quan trắc nơi dự kiến lún nhiều nhất. - Các mốc kiểm tra thường cấu tạo là 1 thanh kim loại: L = 10  15 cm.  = 30mm đầu mốc chỏm cầu. - Các điểm của lưới kiểm tra tạo nên hệ thống lưới quan trắc càng nhiều nút càng tốt. - Cả lưới quan trắc và lưới cơ sở tạo nên hệ thống lưới độ cao thống nhất và trong mỗi chu kỳ chúng được đo đạc đồng thời. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4811 1.3.2. Ước tính độ chính xác lưới quan trắc lún Trong quá trình thực hiện quan trắc độ lún lưới. * Ước tính độ chính xác của các bậc lưới. - Xác định chỉ tiêu độ chính xác cho từng bậc lưới để xác định chỉ tiêu độ chính xác cho mỗi bậc lưới cần phải xuất phát từ độ chính xác quan trắc mS, giá trị cho trước trong thiết kế xây dựng. Bảng 1.2 Loại công trình và nền móng Độ chính xác quan trắc lún 1. Công trình bêtông xây trên nền đá cứng ± 1 mm 2. Công trình trên nền đất đá chịu nén ± 2 mm 3. Công trình bêtông chịu áp lực cao ± 5 mm 4. Công trình xây dựng trên nền trượt ± 10 mm 5. Các công trình bằng đất ± 15 mm Nếu như trong các chu ký việc đo đạc được thực hiện cùng độ chính xác ta có: 2 1hj 2 hj 2 S mmm  (1.10) SJ = HJ – Hj-1 (1.11) jH m = 1iHm = mH (1.12) Chúng ta có thể viết. ms = mH 2 (1.13) Hay là mH = 2 sm (1.14) mH được hiểu là sai số tổng hợp của 2 bậc lưới nghĩa là mH2 = mHI2 + mHII2 (1.15) IH m và IIH m là 2 thành phần ảnh hưởng của mỗi bậc lưới đến độ chính xác xác định độ cao công trình để sai số liệu gốc là nhỏ thì giữa 2 bậc lưới cần tồn tại hẹ số giảm độ chính xác k. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4812 k m m 2h1h  (1.16) Suy ra: Ihm = )1(21 22 K m k m sH    (1.17) Ihm = )K1(2 m.K 2 s  (1.18) - Xác định đặc trưng đo đạc trong mỗi bậc lưới () I = I yn h Q m I (1.19) Với lưới quan trắc: II = I yn h Q m I (1.20) QynI, QynII là trọng số đảo độ cao điểm yếu của từng bậc lưới xác định được bằng phương pháp chặt chẽ gián tiếp. 1.3.3. Đo đạc lưới. Trong mỗi chu kỳ phài đo đồng thời 2 bậc lưới bảo đảm các điều kiện: Cùng loại máy, cùng sơ đồ đo, cùng người đo, cùng độ chính xác. - Trước mỗi chu kỳ đo cần phải kiểm nghiệm các điều kiện hình học của máy và mia. 1.3.4. Xử lý số liệu quan trắc. Nội dung của việc việc sử lý số liệu quan trắc bao gồm + Bình sai và đánh giá độ ổn định của các mốc lưới cơ sở. + Bình sai và xác định độ cao của các điểm cơ sở. + Tính toán các thông số độ lún của công trình bao gồm: - Lún tuyệt đối của các điểm; SJ = HJ – HJ-1 : lún giữa 2 chu ký liên tiếp. (1.21) SJ = HJ – H0 : Lún so với chu kỳ đầu (1.22) - Lún trung bình của công trình. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4813 n Si S n tb   1 (n là số mốc quan trắc) (1.23) - Tốc độ lún: V = Stbt (1.24) t: là khoảng thời gian với mốc tính là chu ký đầu tiên. - Độ lún lệch của công trình. minmax SSS  (1.25) - Mặt cắt lún: Hình 1.5 - Bình đồ lún của công trình Hình 1.6 S M1 M2 M7 -10.7 -11.8 -12.6 -15.2 -18.8 -22.9 -20.4 -17.3-14.2 -13.8-10.5 -8.8-5.6 -8.2 -9.8 -12.3 -14.1 -17.6 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4814 Chương 2 Phương pháp Thiết kế và ước tính độ chính xác lưới quan trắc độ lún công trình 2.1. thiết kế lưới quan trắc lún Để đảm bảo tính chặt chẽ và độ chính xác cần thiết cho việc xác định độ cao cần thành lập một mạng lưới liên kết các mốc trong một hệ thống nhất. Như vậy mạng lưới độ cao quan trắc lún công trình có cấu trúc là một hệ với ít nhất gồm hai bậc lưới: a.Bậc lưới cơ sở Bao gồm các điểm độ cao cơ sở đặt ngoài công trình có tác dụng là cơ sở độ cao hoặc đo nối độ cao đến các điểm quan trắc gắn trên thân công trình trong suốt thời gian theo dõi độ lún công trình và có các yêu cầu sau đây: - Số lượng các điểm gốc lớn hơn hoặc bằng 3 (vì 3 điểm trở lên mới tạo được vòng khép kín, lúc đó mới có điều kiện để phân tích, đánh giá mức độ ổn định của các điểm khống chế cơ sở). - Giữ được ổn định trong suốt quá trình đo lún công trình - Cho phép kiểm tra một cách tin cậy độ ổn định của các mốc khác - Cho phép dẫn độ cao đến các mốc đo lún một cách thuận lợi b. Bậc lưới quan trắc Bậc lưới này được thành lập bằng cách đo nối liên kết các điểm kiểm tra gắn trên nền hoặc tường công trình, cùng chuyển dịch với công trình. Các điểm kiểm tra này gắn chặt vào công trình ở những nơi dự kiến là chuyển dịch lớn nhất. Do đó thường các điểm này được gắn tại nơi chịu lực chính của công trình và thuận tiện cho quá trình quan trắc. Toàn bộ bậc lưới quan trắc được đo nối với lưới cơ sở. Khi thiết kế lưới quan trắc nên tạo thành nhiều vòng khép để đảm bảo độ vững chắc đồ hình và có điều kiện kiểm tra sai số khép tuyến trong quá trình đo đạc ở thực địa. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4815 2.1.1 Thiết kế lưới khống chế cơ sở *Kết cấu mốc Mốc cơ sở được sử dụng để xác định hệ độ cao cơ sở trong suốt quá trình quan trắc, do đó yêu cầu cơ bản đối với các mốc cơ sở là phải có sự ổn định, không bị trồi lún hoặc chuyển dịch. Vì vậy, mốc khống chế phải có kết cấu thích hợp, được đặt ngoài phạm vi ảnh hưởng của độ lún công trình hoặc đặt ở tầng đất cứng. Tuỳ thuộc vào yêu cầu độ chính xác đo lún và điều kiện địa chất nền xung quanh khu vực đối tượng quan trắc, mốc cơ sở dùng trong đo lún có thể được thiết kế theo một trong ba loại mốc: mốc chôn sâu, mốc chôn nông, mốc gắn tường hoặc gắn nền. Xây dựng hệ thống mốc cơ sở có đủ độ ổn định cần thiết trong quan trắc độ lún là công việc phức tạp, có ý nghĩa quyết định chất lượng và độ tin cậy của kết quả cuối cùng. -Mốc chôn sâu Mốc chôn sâu có thể đặt gần đối tượng quan trắc, nhưng đáy mốc phải đạt được độ sâu ở dưới giới hạn lún của lớp đất nền công trình, tốt nhất là đến tầng đá gốc, tuy vậy trong nhiều trường hợp thực tế có thể đặt mốc đến tầng đất cứng là đạt yêu cầu. Điều kiện bắt buộc đối với mốc chôn sâu là phải có độ ổn định trong suốt quá trình quan trắc. Để đảm bảo yêu cầu trên cần có biện pháp tính số hiệu chỉnh giãn nở lõi mốc do thay đổi nhiệt độ, nếu lõi mốc được căng bằng lực kéo thì phải tính cả đến số hiệu chỉnh do độ đàn hồi của mốc. +Mốc chôn sâu lõi đơn AA 1 - ống bảo vệ 2 - Tầng đất cứng 3 - Đệm xốp 4 - Nắp bảo vệ 5 - Đầu mốc hình chỏm cầu 6 - Nắp bảo vệ đầu mốc 7 - Hố bảo vệ 7 5 6 3 1 4 2 Hình 2.1:Kết cấu mốc chôn sâu lõi đơn Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4816 Do có sự giãn nở chiều dài lõi mốc theo nhiệt độ nên trong mỗi chu kỳ quan trắc cần tính số hiệu chỉnh vào độ cao mốc theo công thức: ∆L = L.(t – t0) (2.1) Trong đó:  là hệ số giãn nở nhiệt của lõi mốc L là chiều dài lõi mốc t, t0 là nhiệt độ trung bình trong thân mốc ở thời điểm đo và nhiệt độ ở chu kỳ đầu tiên. Nguồn sai số chủ yếu ảnh hưởng đến độ chính xác xác định số hiệu chỉnh chiều dài của mốc (lõi kim loại) là sai số đo nhiệt độ. Để hiệu chỉnh độ cao của mốc do ảnh hưởng của nhiệt độ cần phải dùng nhiệt kế đặc biệt để đo nhiệt độ ở nhiều vị trí khác nhau trong lỗ khoan và tính nhiệt độ trung bình của thân mốc. Nhược điểm chủ yếu của mốc chôn sâu lõi đơn là ở việc đo nhiệt độ trong thân mốc, vấn đề xác định chính xác nhiệt độ trung bình trong thân mốc là phức tạp và đòi hỏi phải có loại nhiệt kế chuyên dùng. +Mốc chôn sâu lõi kép Về cách thức cấu tạo, mốc chôn sâu lõi kép có kết cấu gần giống mốc lõi đơn, điểm khác biệt duy nhất là mốc chôn sâu có 2 lõi, một lõi chính và một lõi phụ với hệ số giãn nở nhiệt khác nhau là c và p. Kết cấu mốc 2 lõi cho phép xác định số hiệu chỉnh vào chiều dài mốc mà không cần phải đo nhiệt độ trong thân mốc. Cơ chế hoạt động của mốc chôn sâu lõi kép như sau: Khi nhiệt độ trung bình trong thân mốc là t, chênh lệch nhiệt độ của thân mốc so với nhiệt độ ở thời điểm chu kỳ đầu là ∆t, dẫn đến độ giãn nở của 2 lõi chính và phụ là: ∆Lc = Lc.∆t.c (2.2) ∆Lp = Lp.∆t.p Hiệu số giãn nở giữa lõi phụ và lõi chính được tính theo công thức: )(t.LLL CPCP  (2.3) Từ đó tính được hiệu nhiệt độ ∆t ở thời điểm đo: Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4817 ∆t = )(  cpL   (2.4) Thay giá trị ∆t vào biểu thức thứ nhất của công thức (2.2) sẽ xác định được độ giãn nở của lõi chính: ∆Lc = ..)( .   K cp c   (2.5) Trong (2.4) hệ số K được tính theo công thức: K = )(   cp c  (2.6) 4 8 - Lõi phụ 7 - Hố bảo vệ 6 - Nắp bảo vệ đầu mốc 5 - Đầu mốc hình chỏm cầu 4 - Nắp bảo vệ 3 - Đệm xốp 2 - Tầng đất cứng 1 - ống bảo vệ 7 5 3 2 6 1 8 Hình 2.2: Kết cấu mốc chôn sâu lõi Kép Có thể gia công sao cho chiều dài lõi chính và phụ bằng nhau (Lc=Lp=L), khi đó hiệu độ giãn nở giữa 2 lõi chính và phụ ∆ được xác định trực tiếp tại thời điểm quan trắc, bằng cách đo chênh cao giữa 2 đầu mốc của các lõi. Mốc chôn sâu có độ ổn định cao, có thể đặt ở gần công trình, tuy nhiên thi công loại mốc này tương đối phức tạp và đòi hỏi nhiều chi phí. *Mốc chôn nông và mốc gắn tường Trong trường hợp đo lún với yêu cầu độ chính xác tương đương với đo cao hạng II, III có thể sử dụng loại mốc chôn nông hoặc mốc gắn tường, gắn nền làm cơ sở. Các mốc chôn nông được đặt ở ngoài phạm vi lún của đối tượng quan trắc (cách ít nhất 1,5 lần chiều cao công trình), mốc gắn tường được đặt ở chân Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4818 cột hoặc ở chân tường, mốc gắn nền được đặt ở nền của những công trình đã ổn định, không bị lún. Trong khả năng cho phép cố gắng bố trí mốc cơ sở cách đối tượng quan trắc không quá xa để hạn chế ảnh hưởng sai số chuyền độ cao đến các mốc lún gắn trên công trình. Do khả năng ổn định của các mốc chôn nông là không cao nên các mốc loại này được đặt thành từng cụm, mỗi cụm có không dưới 3 mốc. Trong từng chu kỳ quan trắc thực hiện đo kiểm tra giữa các mốc trong cụm và giữa các cụm mốc nhằm mục đích để phân tích, xác định các mốc ổn định nhất làm cơ sở độ cao cho toàn công trình. 5 - Đế mốc 4 - Bê tông 3 - ống bảo vệ 2 - Lõi mốc 1 - Đầu mốc6 1 2 3 4 5 7 8 10 0 7 - Hố bảo vệ mốc 8 - Lớp bê tông lót 6 - Nắp bảo vệ đầu mốc Hình 2.3: Mốc chôn nông dạng ống *Hình thức lưới Để có điều kiện kiểm tra và nâng cao độ tin cậy của lưới khống chế thì đối với mỗi công trình quan trắc cần xây dựng không dưới 3 mốc khống chế độ cao cơ sở. Hệ thống mốc cơ sở có thể được phân bố thành từng cụm, các mốc trong cụm cách nhau khoảng 15ữ50m để có thể đo nối được từ một trạm đo. n 5 n 4n 6 n 8 n 7 n 2 n 3 n 1 R p6 R p5 R p4 R p2 R p1 R p3 Hình 2.4:Sơ đồ lưới khống chế cơ sở dạng cụm Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4819 1n 2 n 3 4n R p1 p2 R p4 p3R n 5 Cách phân bố thứ 2 là đặt mốc rải đều xung quanh công trình, Trong trường hợp này, tại mỗi chu kỳ quan trắc các mốc được đo nối tạo thành một mạng lưới độ cao với mục đích kiểm tra, đánh giá độ ổn định của các mốc trong lưới. Hình 2.5: Sơ đồ lưới khống chế dạng điểm đơn 2.1.2. Thiết kế lưới độ cao quan trắc lún *Kết cấu mốc Mốc lún thường có 2 loại: mốc gắn tường và mốc gắn nền. Kết cấu đơn giản của mốc lún dạng gắn tường là một đoạn thép dài khoảng 15ữ16 cm tuỳ thuộc chiều dày tường (hoặc cột) mà mốc được gắn trên đó. Để tăng tính thẩm mỹ, loại mốc này thường được gia công từ đoạn thép tròn, một phần gắn vào tường, phần nhô ra được gia công hình chỏm cầu để thuận tiện đặt mia khi thực hiện quan trắc. (b)(a) Hình 2.6: Mốc gắn tường Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4820 Mốc gắn tường loại chìm được kết cấu gồm 2 phần: một ống trụ rỗng chôn cố định chìm trong tường và bộ phận đầu đo rời có thể tháo lắp được (hình 2.6) Các mốc lún đặt ở nền móng công trình gồm 2 phần chính: một thanh kim loại dài khoảng 60ữ100mm, phía trên có chỏm cầu bằng kim loại không rỉ, đường kính 20ữ30mm. Mốc có thể được đặt trong ống bảo vệ ( = 100mm), trên có nắp đậy (hình 2.7) *Hình thức lưới Các mốc lún được đặt ở những vị trí đặc trưng cho quá trình lún của công trình và phân bố đều khắp mặt bằng công trình. Mốc được đặt ở vị trí tiếp giáp của các kết cấu, bên cạnh các khe lún, tại những nơi có áp lực động lớn, những khu vực có điều kiện địa chất công trình kém ổn định. Các mốc lún nên bố trí ở gần cùng độ cao để thuận lợi cho việc đo ngắm và hạn chế ảnh hưởng của một số nguồn sai số trong quá trình đo đạc , thi công lưới. Số lượng và sơ đồ phân bố mốc lún được thiết kế cho từng công trình cụ thể, mật độ điểm mốc phải đủ để xác định được các tham số đặc trưng cho quá trình lún của công trình. Đối với các toà nhà có kết cấu móng băng, tường chịu lực: mốc được đặt theo chu vi nhà, tại vị trí giao nhau các tường ngang và dọc, qua 10ữ15m đặt 1 mốc. Đối với nhà dân dụng công nghiệp kết cấu cột, mốc lún đặt tại các cột chịu lực với mật độ không dưới 3 mốc trên mỗi hướng trục nhà. Đối với nhà lắp ghép, mốc lún được đặt theo chu vi tại các vị trí trục nhà với mật độ 6ữ8m một mốc. Tại công trình có kết cấu móng cọc, mốc lún được đặt dọc theo trục công trình với mật độ không quá 15m/ mốc. Đối với công trình dạng tháp (silo, tháp phát thanh truyền hình, ống khói…) mốc được bố trí đều quanh chân đế công trình, số lượng mốc tối thiểu là 4. Tại công trình cầu, mốc quan trắc được bố trí trên 2 mố và các trụ cầu, tại công trình đường hầm, bố trí mốc ở nền và 2 bên vách hầm. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4821 2.2. Ước tính độ chính xác của lưới quan trắc lún 2.2.1 Phương pháp ước tính độ chính xác lưới độ cao cơ sở Lưói độ cao cơ sở được ước tính theo nguyên lý của phương pháp bình sai gián tiếp kèm điều kiệnvà được trình bầy theo các bước sau: a. chọn ẩn số Lưới khống chế cơ sở là mạng lưới độc lập không có điểm độ cao gốc, do đó thực chất đây là mạng lưới tự do, khi tính toán xử lý số liệu chúng ta coi độ cao tất cả các điểm trong lưới đều là ẩn số. b. Lập hệ phương trình số hiệu chỉnh Hệ phương trình số hiệu chỉnh có dang tổng quát: v = a.h + l (2.6) Đối với công tác ước tính lưới, không cần quan tâm đến số hạng tự do trong cả hệ phương trình số hiệu chỉnh và hệ phương trình chuẩn. c. Lập hệ phương trình chuẩn Hệ phương trình chuẩn có dạng (ATPA).h + atp.l = 0 Hay R. h + b = 0 (2.7) Vì lưới tự do nên các cột của ma trận A có một cột phụ thuộc vì vậy hệ phương trình chuẩn (2.7) có det(R) = 0 , hệ có vô số nghiệm. Muốn giải được cần có thêm các điều kiện ràng buộc ẩn số có dạng: CT. h = 0 C1. H1 + C2.h2 + … + Cn. nH = 0 (2.8) Kết hợp (2.7) và (2.8) ta được hệ phương trình chuẩn mở rộng dạng khối R C h b (2.9) CT 0 0k+ + = 0 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4822 R C -1 Hệ (2.9) có det(R) = CT 0 ≠ 0, R không suy biến, hệ có nghiệm. d. Tính ma trận nghịch đảo R C -1 R~ T R-1 = = (2.10) CT 0 TT 0 Nếu cần tính nghiệm ta xác định theo công thức: h = - R~.b Trong đó: R~ gọi là ma trận giả nghịch đảo Tính ma trận giả nghịch đảo R~ có công thức: R~ = (R + C.P0.CT)-1 – TT.P0-1.T (2.11) Với: TT = B(CTB )-1 B = ( 1 1 1 ….. n) n=1 (n là số điểm) e. Đánh giá độ chính xác kết quả đo * SSTP đơn vị trọng số: à =   tn PVV  (2.12) * SSTP độ cao của một điểm: mHi = à Qi (2.13) Trong đó: à là sai số trung phương trọng số đơn vị Qi là trọng số đảo điểm i là phần tử nằm trên đường chéo chính của ma trận nghịch đảo R~ . Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4823 2.2.2. Ước tính độ chính xác lưới quan trắc 1. Chọn ẩn số ẩn số được chọn đảm bảo điều kiện độc lập và đủ với lưới độ cao, ẩn số được chọn là độ cao các điểm cần tìm. 2. Lập hệ phương trình số hiệu chỉnh V =Ah + L (2.14) 3. Lập hệ phương trình chuẩn (ATPA)h + (ATPL) = 0 (2.15) Hay: Rh + b = 0 (2.16) 4. Tính ma trận nghịch đảo Q Q = R-1 (2.17) 5. Sai số trung phương độ cao các điểm trong lưới mHi = à Qi (2.18) Sai số trung phưong xác định chênh cao tại một trạm máy m trh à = Q m Hi Hi (2.19) Trong đó: mHi - sai số trung phương xác định độ cao điểm. QHi - trọng số đảo yếu nhất trong lưới, là phần tử nằm trên đường chéo chính ma trận R-1. 2.3. Thiết kế chu kỳ đo Quan trắc lún được tiến hành nhiều lần, mỗi lần quan trắc được gọi là một chu kỳ. Thời gian tiến hành các chu kỳ được xác định trong khi thiết kế kỹ thuật quan trắc lún. Chu kỳ quan trắc phải tính toán sao cho kết quả quan trắc phản ánh được thực chất quá trình lún của công trình. Nếu chu kỳ quan Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4824 trắc thưa thì sẽ không phản ánh đúng qui luật chuyển dịch, ngược lại nếu chu kỳ quan trắc quá dày sẽ dẫn tới lãng phí nhân lực, tài chính và các chi phí khác. Có thể phân ra các chu kỳ quan trắc trong ba giai đoạn *Giai đoạn thi công Chu kỳ quan trắc đầu tiên được tiến hành lúc thi công xong phần móng công trình. Các chu kỳ tiếp theo được ấn định tuỳ thuộc tiến độ xây dựng và mức tăng tải trọng công trình, nếu dự định thực hiện 4 chu kỳ trong giai đoạn thi công thì thời điểm quan trắc sẽ chọn vào lúc công trình xây dựng đạt 25%, 50%, 75%, 100% tải trọng của bản thân công trình. Đối với các công trình quan trọng có điều kiện địa chất đặc biệt, có thể tăng thêm chu kỳ đo. *Giai đoạn đầu vận hành công trình Các chu kỳ quan trắc được ấn định phụ thuộc vào tốc độ chuyển dịch và đặc điểm vận hành công trình. Thời gian đo giữa hai chu kỳ trong giai đoạn này có thể chọn từ 2 ữ 6 tháng. *Giai đoạn công trình đi vào ổn định Thời gian quan trắc giữa hai chu kỳ kế tiếp được ấn định thưa hơn, có thể từ 6 tháng tới 1 hoặc 2 năm, việc quan trắc sẽ kết thúc khi công trình hoàn toàn ổn định. Trong một số trường hợp đặc biệt, khi phát sinh yếu tố ảnh hưởng không có lợi đến độ ổn định của công trình, cần thực hiện các chu kỳ quan trắc bổ xung. Riêng đối với các công trình chịu áp lực biến đổi theo chu kỳ (như các công trình chịu áp lực tại nhà máy thuỷ điện, đập nước của hồ chứa), công tác quan trắc biến dạng được thực hiện thường xuyên trong suốt quá trình vận hành, khai thác công trình. 2.4. Tiêu chuẩn ổn định lưới cơ sở - Các mốc khống chế cơ sở mặc dù đã cố gắng tạo ra độ ổn định nhưng trong suốt quá trình quan trắc rất nhiều nguyên nhân làm cho các mốc cơ sở không hoàn toàn ổn định vì vậy cần phải xây dựng một tiêu chuẩn bằng số để đánh Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4825 giá mức độ ổn định của các điểm cơ sở. gọi ms – là sai số PT xác định độ lún công trình (thường cho trước khi thiết kế kỹ thuật) mSI, mSII là thành phần ảnh hưởng của mỗi bậc lưới đến độ chính xác xác định lún. Gọi Hj là sự thay đổi độ cao của các mốc cơ sở thứ i giữa 2 lần quan trắc. Lúc đó có thể viết ms2 = mSI2 + mSII2 Mức ảnh hưởng của các bậc lưới đến độ chính xác, xác định lún không như nhau mà khác nhau mộc hệ số k nghĩa là mSII = k.mSI Như thế suy ra mSI = 21 K mS  Nếu các mốc cơ sở nào đó có sự thay đổi độ cao giữa 2 chu kỳ vượt quá giá trị giới hạn xác định chúng được xem là không ổn định nghĩa là |Hi| > t.mSI; t là giá trị chuyển đổi từ giá trị trung phương sang giá trị giới hạn không ổn định |Hi| < t.mSI ổn định Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4826 Chương 3 Thiết kế phương án quan trắc độ lún công trình nhà chung cư 25 tầng khu đô thị mới Đông Nam đường Trần Duy Hưng 3.1. Giới thiệu về đặc điểm xây dựng công trình * Đặc điểm vị trí địa lý + Công trình nhà trung cư 25 tầng thuộc lô đất ký hiệu N05 được quy hoạch làm cụm công trình nhà cao tầng hỗn hợp nằm trong khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng. - Phía Đông Bắc giáp đường Hoàng Đạo Thuý, đối diện với khu độ thị mới Trung Hoà - Nhân Chính do tổng công ty XNKXD Việt Nam làm chủ đầu tư. - Phía Đông Nam giáp khu tái định cư Trung Hoà - Nhân Chính do tổng công ty phát triển nhà thành phố Hà Nội là chủ đầu tư. - Phía tây Nam và đông Bắc giáp các lô đất và đường nội bộ theo quy hoạch chi tiết khu đô thị Đông Nam Trần Duy Hưng * Đặc điểm địa chất Theo tài liệu báo cáo kết quả khoan khảo sát địa chất công trình nhà số 4 cụm văn phòng lô đất N 05 khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng - Hà Nội của liên hiệp khảo sát địa chất và xử lý nền móng công trình, tháng 6/2007) Từ mặt đất tự nhiên với cao độ giả định là 0.0m đến độ sâu hơn 50.0m có 8 lớp đất sau Lớp1: Đất lấp thành phần các hạt nhỏ, trạng thái xốp đất này yếu nên bóc bỏ trước khi xây dựng. Lớp 2: Sét màu nâu xám vàng, trạng thái dẻo mềm - dẻo cứng. Đây là lớp có sức chịu tải trung bình nhưng bề mặt dày lớp mỏng Lớp3: Sét pha xám xanh, xám ghi, trạng thái dẻo đây là lớp có sức chịu tải kém. Lớp 4: Cát pha xám xanh, xám ghi trạng thái dẻo. Đây là lớp có sức chịu tải kém. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4827 Lớp5: Các hạt nhỏ xám xanh, xám ghi trạng thái xốp - chặt vừa. Đây là lớp có chiều dày lớn phân bố đều và sức chịu tải khá tốt. Lớp6: Sét pha xám xanh, xám ghi trạng thái dẻo mềm đây là lớp có sức chịu tải kém Lớp7: Các hạt trung- thô, xám xanh, xám ghi, trạng thái chặt - đất chặt. Đây là lớp có chiều dầy phân bổ lớn và sức chịu rất tốt Lớp8: Cuội sỏi lấn cát xanh xám, xám trắng trạng thái đất chặt. Đây là lớp chiều dầy phân bổ lớn, và sức chịu tải tốt nhất * Quy mô xây dựng Cụm công trình nhà cao tầng hỗn hợp Đông Nam đường Trần Duy Hưng là tổ hợp 4 khối cao tầng (2 khối 25 tầng và 2 khối 29 tầng) trên khu đất rộng 29.680m2. Chức năng chính của cụm công trình là căn hộ bán và cho thuê, ngoài ra còn tổ chức thêm các dịch vụ thương mại, dịch vụ công cộng xã hội và không gian sinh hoạt cộng đồng, có hệ thống tầng hầm để xe phục vụ nhu cầu của người dân trong toà nhà với mật độ xây dựng khoảng 23% phần còn lại của khu đất dành cho không gian cây xanh, sân vườn, bãi để xe ngoài trời và hệ thống đường giao thông nội bộ Tổng thể kiến trúc đã đản bảo các chỉ tiêu xây dựng phù hợp với yêu cầu của một công trình nhà ở kết hợp công cộng, đặc biệt lưu ý đến các chức năng phụ 3.2. Thiết kế phương án quan trắc độ lún 3.2.1. Thiết kế mốc và lưới * Mốc khống chế cơ sở Xét theo điều kiện thực tế và do yêu cầu của chủ đầu tư, chúng tôi thiết kế mốc cơ sở cho công tác quan trắc lún công trình nhà chung cư 25 tầng Khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng là loại mốc chôn sâu lõi đơn (hình A.1). Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4828 30cm 30cm 30cm 40 00 cm *Mốc quan trắc Mốc quan trắc được thiết kế như hình A.2. 1.8cm 20cm D=2cm *Thiết kế lưới khống chế cơ sở Theo TCXDVN 271:2002 chúng tôi chọn mốc khống chế cơ sở là mốc chôn sâu có cấu tạo như (hình A.1), để đảm bảo độ vững chắc cho đồ hình và thuận tiện cho việc đô nối từ mốc cơ sở đến mốc quan trắc. Sơ đồ mốc được bố trí thành cụm gồm 4 mốc bao quanh công trình (hình A.3), các mốc khống chế được đặt ngoài phạm vi chuyển dịch của công trình, cách ít nhất 1.5 lần chiều cao công trình. Hình A.1. Kết cấu mốc khống chế Hình A.2. Kết cấu mốc quan trắc Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4829 Trong đó có 2 mốc R1 và R2 là 2 mốc mới khoan sâu có cấu tạo như hình A.1 Mốc R3 được gắn vào móng của toà nhà 34 tầng của khu đô thị mới Trung Hoà Nhân Chính. Mốc R4 được gắn vào móng của toà nhà 15 tầng khu trung cư Với sự phân bố của 4 mốc R1, R2, R3 và R4 đã tạo nên sơ đồ lưới cơ sở dạng điểm đơn rất phù hợp với công trình. R 3 4R 2R 1R h1 n = 8 h2 h5 n = 10n = 6 n = 8 h4 n = 8 h3 *Thiết kế lưới quan trắc 1 2 1112 a n m12 m14 m17 m18 m15 m19 m20 m11 m13 m1 m2 m3 m4 m5 m6 m7 m25 m24 m23 m22 m21m16 m10 m9 m20: tên mốc đo lún m8 Hình 2.9. Sơ đồ lưới khống chế cơ sở R2 R1 R3 R4 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4830 Theo TCXDVN 271:2002, các mốc quan trắc được bố trí theo chu vi và theo các trục nên khoảng cách các mốc ta lấy trung bình là 7.5m. Công trình có chu vi là 190 m. Do đó số mốc quan trắc trong công trình cần có là: 25 5.7 190  L PN mốc (3.1) Theo TCXDVN 271:2002 và do yêu cầu của chủ đầu tư, xung quanh công trình sẽ được gắn 25 mốc lún tại các vị trí các cột chịu lực của công trình. Các điểm quan trắc lún được liên kết với nhau và nối với hệ thống điểm khống chế bằng tuyến thủy chuẩn hạng II. Các mốc quan trắc có cấu tạo như (hình A.2) và được kí hiệu từ M1 đến M25. Lưới quan trắc là mạng lưới thủy chuẩn dày đặc liên kết các mốc lún và được đo nối với 4 mốc khống chế cơ 3.2.2 Xác định sai số tổng hợp của hai bậc lưới nhà chung cư 25 tầng Khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng được xây dựng trên nền đá, nửa đất đá nên ta chọn mS = 2mm. Vậy sai số trung phương tổng hợp độ cao tính theo công thức (2.2) là mH0 = 1.414mm. Với mH0 = 1.414mm và chọn k= 2 ta có: - Sai số trung phương độ cao bậc lưới khống chế: mm k m m HKC 63.0 21 414.1 1 22 0  - Sai số trung phương độ cao lưới quan trắc: mm k mk m HQT 99.1 21 2.414.1 1 . 22 0  3.2.3 Ước tính độ chính xác lưới khống chế cơ sở - Chọn ẩn số là độ cao của 4 điểm mốc trong lưới. Thành lập hệ phương trình số hiệu chỉnh: Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4831 Stt Hệ phương trình số hiệu chỉnh Trọng số PiR1 R2 R3 R4 1 -1 1 0 0 0.2 2 0 -1 1 0 0.1 3 0 0 -1 1 0.1 4 1 0 0 -1 0.1 5 -1 0 1 0 0.1 - Ma trận hệ số hệ phương trình chuẩn:            292.0 000.0392.0 000.0125.0292.0 125.0100.0167.0392.0 R - Xác lập ma trận định vị C: C = (1 1 1 1 ) - Tính ma trận giả nghịch đảo:             271.2 026.1036.1 056.1433.0263.2 312.0452.0177.0882.0 ~ R - Tính sai số đo chênh cao trên 1 trạm đo Ta thấy điểm R4 có trọng số lớn nhất,nên là điểm yếu nhất. Vậy lưới khống chế độ cao cơ sở của công trình nhà chung cư 25 tầng Khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng cần đo với độ chính xác một trạm đo là: mm418.0 271,2 63.0 m tr/h  3.2.4. Ước tính độ chính xác lưới quan trắc ước tính độ chính xác lưới quan trắc theo phương pháp điểm nút với Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4832 trình tự như sau: - Chọn ẩn số là độ cao các điểm nút của lưới - Xác định ma trận hệ số phương trình số hiệu chỉnh - Tính sai số chênh cao trên một trạm đo Ta thấy điểm nút N2 là điểm yếu nhất, mà điểm nút N2 trùng với điểm mốc M22. Vậy lưới quan trắc lún nhà chung cư 25 tầng Khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng cần đo với độ chính xác: mmm tr 817.1199.1 99.1 /  3.3.Chu kỳ quan trắc độ lún nhà chung cư 25 tầng Do đặc điểm công trình xây dựng phần lớn nằm trên nền địa chất yếu các lớp đất đá có tính chất biến dạng cao và chịu tải kém do vậy để đánh giá đúng sự biến dạng lún, các chu kỳ quan trắc được phân làm 2 giai đoạn. Giai đoạn 1. Đo độ lún công trình trong giai đoạn thi công. Giai đoạn 2. Đo độ lún công trình trong thời kỳ khai thác và sử dụng. Công trình trên được đo theo phương pháp đo cao hình học tia ngắm ngắn, độ chính xác đo lún hạng II địa hình cấp 3 các mốc quan trắc được gắn ở trên tầng hầm thứ nhất và được dự kiến đo 11 chu kỳ. Giai đoạn 1: Chu kỳ 1 Khi công trình đã hoàn thành tầng hầm 1 bắt đầu gắn mốc rồi tiến hành đo đạc. Từ chu kỳ 2 đến chu kỳ 7 được đo sau khi xây xong 4 tầng sẽ tiến hành đo 1 chu kỳ. Giai đoạn 2: Bắt đầu khi công trình đã đổ xong các tầng, tiến hành đo chu kỳ 8 cách chu kỳ 7 là 3 tháng và các chu kỳ tiếp theo cách nhau 3 tháng một lần và tiến hành đo trong một năm. 3.4. Phương pháp đo và quy trình đo lún Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4833 3.4.1. Phương án đo đạc Lưới cơ sở được đo với tiêu chuẩn độ chính xác tương đương với lưới hạng I nhà nước. Lưới quan trắc được đo với tiêu chuẩn độ chính xác tương đương với lưới hạng II nhà nước. Phương án đo đạc dùng phương pháp đo cao hình học. Thiết bị dùng để quan trắc độ lún của các hạng mục công trình là máy thuỷ bình có độ chính xác cao NA2 của Thụy Sỹ và mia Invar của Đức. Hình 3: Máy thuỷ chuẩn NA2 Một số tính năng kỹ thuật của máy NA2 Tên máy Nước SX và Hãng ống kính Giá trị phânkhoảng bọt thuỷ SSTP đochênh cao 1km đi và về mm Ghi chúĐộ phóng đại Khoảng cách ngắn nhất Bọt thuỷ dài Bọt thuỷ tròn NA2 Thụy sỹLeica 40x 0.9 m Tự động 8’/2 mm  0.7  0.3 - Không có Micrometer -Có Micrometer 3.4.2 Đo độ lún công trình bằng phương pháp đo cao hình học hạng II Đo độ lún bằng phương pháp đo cao hình học hạng II được tiến hành bằng máy đo cao loại H1, H2, NAK2, Ni004 và các máy đo có độ chính xác tương đương. Có thể dùng các loại máy đo cao tự động cân yêu cầu từ 35X 40X. - Giá trị vạch khắc trên mặt ống nước dài không vượt quá mm2/12" . - Giá trị vạch khắc vành đọc số của bộ đo cực nhỏ là mm10.005.0  . Việc đo cao được tiến hành theo các vòng đo bằng một độ cao máy. Tất Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4834 cả các máy và dụng cụ để đo độ lún bằng phương pháp đo cao hình học hạng II đều phải được kiểm tra, kiểm nghiệm ở trong phòng và ngoài thực địa theo nội dung, yêu cầu của quy phạm. Khi đo độ lún bằng phương pháp đo cao hình học hạng II cần dùng mia có băng inva hoặc hai thang chia vạch. Giá trị khoảng chia của các vạch trên mia có thể là 5mm hoặc 10mm. Chiều dài của mia từ mm31 . Sai số các khoảng chia 1m, 1dm và toàn chiều dài mia không vượt quá 0.20mm. Khi mia dùng để đo độ lún ở miền núi thì sai số này không được vượt quá 0.10mm. Trình tự đo ngắm trên một trạm máy: - Đặt chân máy: chân máy thủy chẩm đặt trên trạm khi đo phải được thăng bằng không được nghiêng lệch, hai chân của máy được đặt song song với đường đo, chân thứ ba cắt ngang khi bên phải, khi bên trái, tất cả ba chân của chân máy phải ở trong điều kiện giống nhau. - Lắp máy vào chân bằng ốc nối. - Cân bằng bọt thủy theo ống thủy gắn trên máy. Độ lệch của bọt thủy tối đa là hai vạch khắc của ống thủy. Việc tính toán ghi chép số đọc trên mia được thực hiện theo các chương trình ghi ở bảng sau: Mức độ cao thứ nhất của máy Sc Tc Tp Sp Sc Sp Tc Tp Mức độ cao thứ hai của máy Tc Sc Sp Tp Tc Tp Sc Sp Trong đó : Sc: số đọc trên thang chính mia sau. Sp: số đọc trên thang phụ mia sau. Tc: số đọc trên thang chính mia trước. Tp: số đọc trên thang chính mia trước. S : chữ viết tắt của từ sau. T : chữ viết tắt của từ trước. c : chữ viết tắt của từ thang chính. p : chữ viết tắt của từ thang phụ. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4835 Khi đo độ lún khu chung cư cao tầng, quá trình đo ngắm bắt đầu từ một cọc mốc và kết thúc cũng nên kết thúc ở cọc mốc đó. Cũng có thể kết thúc việc đo ngắm trên một cọc mốc khác theo các đường đo khép kín hoặc đường đo nối vào các mốc chuẩn. Số trạm máy trong tuyến đo treo được phép tối đa là 2. Số trạm máy trong tuyến đo khép kín phải bảo đảm độ chính xác cần thiết của giá trị độ lún nhận được. Chiều dài của tia ngắm không được vượt quá 30m, trong trường hợp cá biệt khi đo dài và sử dụng mia khắc vạch có bề rộng là 2mm, thì cho phép tăng chiều dài của tia ngắm đến 40m. Chiều cao tia ngắm phải đặt cách mặt đất tối thiểu là 0.5m. Chênh lệch của khoảng cách từ máy đến mia trước và mia sau không vượt quá 1m. Tích lũy khoảng cách từ máy đến mia trong các tuyến đo hoặc một vòng đo khép kín không được vượt quá mm 43  . Khi góc i của máy "" 84  , có thể cho phép chênh lệch khoảng cách từ máy tới mia là 2m và tích lũy chênh lệch khoảng cách từ máy tới mia trong một tuyến đo hoặc vòng đo khép kín không được vượt quá 8m. Việc đo độ lún phải được thực hiện trong điều kiện thuận lợi cho việc đo ngắm theo quy tắc: tương tự như phương pháp đo cao hình học hạng I. Nếu sử dụng các điểm chuyển tiếp khi đo độ lún công trình thì phải sử dụng các “cóc” để đặt mia. Tại mỗi trạm máy cần kiểm tra ngay các kết quả đo ở ngoài thực địa. Công tác kiểm tra này bao gồm: - Tính hiệu số đọc của thang chính và thang phụ của mia. Hiệu số này phải được phân biệt với số cố định không lớn hơn 3 vạch chia của bộ đo cực nhỏ )15.0( mm . Khi có sự khác nhau lớn, việc đo tại trạm máy cần phải được thực hiện lại. - Tính các chênh cao nhân đôi theo thang chính và thang phụ của mia trước và mia sau. Sự khác nhau của chênh cao nhân đôi ở thang chính và thang phụ không được lớn hơn 6 vạch chia của bộ đo cực nhỏ )3.0( mm . Khi có sự chênh lệch lớn, công việc đo ngắm cần phải được thực hiện lại. - Tính toán chênh cao đo. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4836 Sau khi thực hiện các tuyến đo khép kín, phải tính toán kiểm tra sai số khép vòng đo. Sai số khép vòng đo không được vượt quá sai số cho phép tính theo công thức: )(5.0 mmnfh  (2.21) trong đó: n là số trạm máy trong tuyến đo cao khép kín. 3.4.3 Thiết kế hạn sai tính theo sai số khép Xác định sai số khép của tất cả các vòng khép trên sơ đồ. Sai số khép cho phép của các vòng đo được xác định theo các công thức: nmmf Ichfh 3,0)(  ; sai số đơn vị trọng số là 0,15mm/trạm đối với đo độ lún cấpI, và nmm5,0)f( IIchfh  ; sai số đơn vị trọng số là 0,25mm/ trạm đối với đo độ lún cấpII. Trong các công thức trên n là số trạm máy tróng vòng đo khép kín. Nếu sau số khép vòng đo của tất cả các vòng đo nhỏ hơn hoặc bằng giá trị cho phép thì tiến hành bình sai lưới. Trường hợp sai số khép vòng đo vượt quá trị cho phép thì phải tiến hành đo lại. 3.3 Thiết kế phương án xử lý số liệu 3.3.1. Kỹ thuật xử lý số liệu lưới cơ sở Đối với lưới độ cao cơ sở của công trình nhà trung cư 25 tầng đông nam đường Trần Duy Hưng được xử lý theo phương pháp lưới độ cao tự do a. Yêu cầu và nhiệm vụ của công tác xử lý số liệu - Có 2 yêu cầu: - Trong tất cả các chu kỳ quan trắc và định vị lưới trong cùng 1 hệ thống toạ độ hoặc (cao độ) đã chọn ngày từ chu kỳ đầu tiên. - Việc tính toán phải được thực hiện sau khi kết quả bình sai bậc lưới quan trắc không chịu ảnh hưởng sai số của số liệu gốc và những chuyển dịch (nếu cáo) của các điểm gốc. Để đáp ứng 2 yêu cầu đó nhiệm vụ của công tác sử lý số liệu phải bao gồm: + Phải phân tích đánh giá độ ổn định của các điểm của lưới cơ sở tìm ra điểm ổn định và hiệu chỉnh vào những điểm kém ổn định tại thời điểm xử lý lưới. - Bình sai lưới quan trắc tính toán các thông số chuyển dịch của công trình. Hai nhiệm vụ này đồng thời cũng là quy trình xử lý số liệu nó có thể được giải Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4837 quyết đồng thời hoặc tách biệt. b. Thuật toán bình sai lưới tự do. Giả sử có lưới trắc địa tự do được bình sai theo phương pháp gián tiếp. Hệ phương trình số hiệu chỉnh viết dưới dạng ma trận. V = Ax + L (3.2) Theo nguyên lý bình phương nhỏ nhất từ hệ (b) lập được hệ phương trình chuẩn như sau: (ATPA)x + ATPL = 0 (3.3) hay viết gọn: Rx + b = 0 (3.4) Với lưới tự do thì hệ (3.4) không giải được theo phương pháp thông thường vì có det (R) = 0. Để giải được cần đưa vào hệ điều kiện ràng buộc đối với vectơ ẩn. Cxt + Lc = 0 (3.5) Số phương trình của hệ (3.5) đúng bằng số khuyết của mạng lưới lúc này kết hợp hệ (3.5) với hệ (3.4) sĩ có hệ phương trình chuyển mở rộng viết dưới dạng ma trận. R C X b (3.6) CT O K Lc Hệ phương trình chuẩn (3.6) không suy biến nữa từ đây tìm được ma trận giả nghịch đảo. R = (R + CCT)-1 - TTT (3.7) Có nghĩa như ma trận – 1 và được dùng để bình sai và đánh giá độ chính xác cụ thể dùng để tình nghiệm. X = - R .b dùng R đánh giá độ chính xác. Kx = m02 R ma trận tương quan của các ẩn số (m0 sai số TP trọng số đơn vị) m0 = dtn Pvv  ][ n: là số lượng tự do +x = 0 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4838 t: là số lượng ẩn số d: số khuyết của lưới tự do (lưới tự do d = 1) b) ứng dụng: Hệ (3.5) đưa vào hệ (3.4) đều giải được nhưng khi ứng dụng vào xử lý số liệu quan trắc lún thì cần lựa chọn điều kiện (3.5) một cách phù hợp đối với lưới độ cao tự do vectơ c có dạng C = (C1, C2 … Cn)m m là số điểm lưới khống chế cơ sở thường chọn: Ci = 0 nếu điểm i không ổn định và Ci = 1 nếu điểm i ổn định. để đơn giản chọn Lc = 0 Quá trình tìm kiếm điểm ổn định của lưới cơ sở là 1 quá trình lặp và được mô tả theo sơ đồ sau: Lập hệ V = Ax - L Lập hệ Rx +b = 0 chọn điều kiện Cxt = 0 hệ ban đầu Tính: R = (R + CCt)-1 - TTt Tính nghiệm X = - R.b |Hi|  t.msI Bình sai đánh giá độ chính xác Dừng Chọn lại 0TXC Không đúng Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4839 - Chọn ẩn số ẩn số là độ cao của các điểm lưới khống chế cơ sở - Lập hệ phương trình số hiệu chỉnh V = Ax+ L - Tính trọng số cho các chênh cao đo Pi = in 1 - Chọn độ cao gần đúng là độ cao đã biết của các điểm trong chu kỳ trước HHH gtbs  - Lập hệ phương trình chuẩn thường Rx + b = 0 - chọn hệ ràng buộc: 0CTx  trong lần lặp đầu tiên chọn C = (1.1…1)T - Tính R TT TTCCRR  1)( Trong đó T là ma trận trung gian được xác định như sau 1T )BC(BT  Trong đó đối với lưới độ cao tự do chúng ta luôn có B = (1.1…1)T Vì vậy giữa T và B có mối quan hệ như sau: B K 1T  Trong đó K là số phần tử ≠ 0 của CT và như vậy dễ dàng suy ra  T2T BBK 1TT  m là số mốc độ cao của lưới cơ sở i gt i bs i HHH  T nHHHX ).....( 21  mxm TBB          1..........11 ................ 1..........11 1..........11 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4840 3.3.2. Phương án xử lý số liệu lưới quan trắc Lưới quan trắc được xử lý theo phương pháp bình sai gián tiếp Với phương tiện tính toán hiện nay chủ yếu là các máy vi tính, cũng như các mạng lưới mặt bằng, các mạng lưới độ cao thường được bình sai theo phương pháp gián tiếp. ẩn số trong lưới là độ cao của các mốc cần xác định. Để bình sai gián tiếp, phải lập các phương trình số hiệu chỉnh cho các đoạn đo. Số phương trình số hiệu chỉnh bằng số lượng đoạn đo trong mạng lưới. Có hiệu số độ cao Z 'ik giữa 2 mốc R1 và Rk, ta sẽ lập được phương trình số hiệu chỉnh cho trị đo trên như sau: Ký hiệu Hi và Hk là độ cao bình sai cua hai mốc Ri, Rk (các ẩn số), Vik là số hiệu chỉnh cho trị đo, ta lập được phương trình trị bình sai sau: Z 'ik = vik = Hk – Hi (3.8) Ký hiệu Hio Hko là trị gần đúgn của độ cao mốc Ri và Rk, dHi, dHk là các số hiểu chỉnh tương ứng, ta sẽ có dạng phương trình số hiệu chỉnh của đoạn đo ik vik = - dHi + dHk + lik (3.9) trong đó số hạng tự do được tính: lik = Hk0 – Hio- Zik (3.10) Đối với hiệu số độ cao đo từ mốc cố định i đến mốc cần xác định k (Hình 3.2a) Phương trình số hiệu chỉnh có dạng: vik = - dHi + lik (3.11) Đối với hiệu số độ cao đo từ mốc cần xác định i đến mốc cố định k (hình 3.2.b), phương trình số hiệu chỉnh có dạng Vik = - dHi + lik (3.12) Có thể nhận thấy rằng các phương trình số hiệu chỉnh trong lưới độ cao đều có Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4841 dạng là các phương trình tuyến tính, do đó không phải qua khai triển tuyến tính, và do đó ảnh hưởng của độ cao gần đúng đến kết quả bình sai lưới là không có. Giá trị độ cao gần đúng có thể xác định rất thô, đối với mạng lưới ở vùng bằng độ cao có thể lấy độ cao gần đúng cho tất cả các mốc bằng nhau (bằng 0 hoặc bằng độ cao trung bình của mạng lưới). Đối với lưới độ cao vùng núi, nếu lấy độ cao trung bình của các mốc bằng nhau, thì số hiệu chỉnh dH cho các mốc sẽ lớn, khi tính cân lưu ý đến sai số tính toán, chủ yếu là số chữ số chắc của các ẩn số. Với mạng lưới độ cao trên hình 2.7 ta sẽ lập được 9 phương trình số hiệu chỉnh, sổ ẩn số trong lưới là 5 (giá trị độ cao trung bình của các mốc R1, ... R5) các hệ số phương trình được trình bày trong bảng sau: ẩn số SHC dH1 dH2 dH3 dH4 dH5 SHTD Trọng số v1 +1 l1 1/L1 v2 -1 +1 +1 l2 1/L2 v3 -1 -1 l3 1/L3 v4 +1 -1 l4 1/L4 v5 +1 -1 l5 1/L5 v6 l6 1/L6 v7 +1 l7 1/L7 v8 -1 l8 1/L8 v9 -1 +1 l9 1/L9 Từ các phương trình số hiệu chỉnh trên, có thể lập và giải hệ phương trình chuẩn để nhận được các số hiệu chỉnh dH cho độ cao gần đúng của các mốc. Tiếp theo là tính số hiệu chỉnh cho các hiệu số độ cao đo, cuối cùng là tiến hành đánh giá độ chính xác mạng lưới. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4842 Sai số trung phương đơn vị trọng số được tính theo công thức. tn pvv  ][  Sai số trung phương độ cao của mốc i sẽ được tính theo công thức: itR Qm  Trong đó Qii là phần tử trên đường chéo tương ứng với ẩn dHi trong ma trận nghịch đảo Q của ma trận hệ số phương trình chuẩn 1).(  PATQ T Hình 2.7 * Tính toán và vẽ đồ thị độ lún + Tính toán tham số độ lún 1. Độ lún của điểm quan trắc - So sánh giữa 2 chu kỳ (chu kỳ j so với chu kỳ i) ijj HHS i  (3.16) MC-3 MC-1 MC-2 Z1 Z2 Z4 Z3 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 R1 R2 R3 R5 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4843 - So sánh với chu kỳ đầu (chu kỳ 1) ijj HHS i  (3.17) 2. Vận tốc lún: T SVS  (3.18) (Giá trị vận tốc lún thường thể hiện ở đơn vị mm/ tháng hoặc mm/ năm) 3. Độ lún trung bình của công trình n S S i n 1i )TB(  (3.19) 4. Đọ lún lệch và độ nghiêng nền móng công trình theo hướng trục đo trước - Độ lún lệch giữa 2 điểm 1 và 2 (hình 1.26): 2121 SSS.   (3.20) - Độ nghiêng nền móng công trình theo hướng 1-2: ) L S(Arctg 12 12 (3.21) Hình 2.8: Độ lún lệch và độ nghiêng công trình 5. Đo cong dọc trục công trình Độ cong công trình dọc theo tuyến chỉ định (1-2-3) bao gồm độ cong tuyệt đối và độ cong tương đối (hình 1.27) α S 0 S2 1 2L12 S1 ∆S1-2 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4844 Hình 2.9: Độ cong dọc trục công trình - Độ cong tuyệt đối: 2 )SS(S.2f 3r2  (3.22) Nếu f 0 thì độ cong hướng lên phía trên) - Độ cong tương đối: 13 0 L ff  (3.23) S 0 S3 1 2 L13 S1 3 S2 Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4845 Kết luận Sau một thời gian thực hiện đề tài “Thiết kế phương án quan trắc độ lún nhà chung cư 25 tầng Khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng”. Em rút ra một số nhận xét như sau: - Trong quan trắc lún nhà chung cư cao tầng, lưới được thiết kế gồm 2 bậc : lưới khống chế và lưới quan trắc. - Lưới khống chế gồm các điểm nằm ngoài công trình, độ cao của các mốc phải ổn định trong suốt quá trình đo lún, lưới khống chế được đo với độ chính xác tương đương với lưới hạng I nhà nước. Lưới khống chế cơ sở trong quan trắc độ lún nhà chung cư cao tầng là lưới trắc địa tự do, vì vậy việc ứng dụng phương pháp bình sai lưới tự do để xử lý số liệu là hoàn toàn phù hợp, - Lưới quan trắc gồm các điểm được đặt ở các cột chịu lực của tòa nhà, lưới được đo với độ chính xác tương đương lưới hạng II nhà nước, và áp dụng phương pháp bình sai gián tiếp để xử lý số liệu. - Cả hai bậc lưới được tính đều đạt yêu cầu theo TCXDVN 271:2002. Vậy phương án thiết kế kỹ thuật quan trắc lún công trình nhà chung cư 25 tầng Khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng là hoàn toàn khả thi. Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4846 Kiến nghị Việc thiết kế mạng lưới quan trắc lún công trình phải được tiến hành song song với quá trình xây dựng nhà. Đối với mạng lưới quan trắc lún trên công trình phải chuẩn bị đầy đủ vật tư, thiết bị để xây dựng hệ thống mốc chuẩn, mốc kiểm tra, máy móc dụng cụ đủ độ chính xác yêu cầu đặt ra. Từ đó, chúng tôi đã xác định được các chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản của công tác quan trắc lún công trình nhà chung cư cao tầng. Xin chân thành cảm ơn thầy giáo hướng dẫn TS. Trần Viết Tuấn và các thầy cô giáo trong khoa Trắc Địa Công trình đã tận tình giúp đỡ tôi hoàn thành đồ án. Do điều kiện thời gian còn hạn chế và kiến thức của bản thân có hạn nên bản đồ án không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì thế tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến ý kiến của các thầy cô giáo cùng các bạn đồng nghiệp để bản đồ án của tôi được hoàn thiện hơn, kiến thức được mở rộng hơn Đồ án tốt nghiệp Trường Đại học Mỏ - Địa chất SV: Cao Thế Hải Lớp: Trắc địa A- K4847 Tài liệu tham khảo 1. Hoàng Ngọc Hà, Trương Quang Hiếu (1999) Cơ sở toán học xử lý số liệu trắc địa. NXB Giao thông vận tải, Hà Nội. 2. Nguyễn Thị Thu Hà (2007), “Nghiên cứu phương pháp quan trắc và phân tích số liệu đo lún công trình cao tầng khu vực Hà Nội”, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Thư viện trường Đại học Mỏ- Địa chất. 3. Phan Văn Hiến (1997), ‘‘Quan trắc chuyển dịch và biến dạng công trình’’. Bài giảng cao học, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội. 4. Phan Văn Hiến (chủ biên), Ngô Văn Hợi, Trần khánh, Nguyễn Quang Phúc, Nguyễn Quang Thắng, Phan Hồng Tiến, Trần Viết Tuấn, “ Trắc địa công trình” NXB Giao thông vận tải, Hà Nội. 5. Nguyễn Quan Phúc (2001), ‘‘Tiêu chuẩn ổn định của các điểm độ cao cơ sở trong đo lún công trình’’, Tuyển tập các công trình khoa học, Trường Đại học Mỏ- Địa chất, tập 33, trang 62-64, Hà Nội. 6. Nguyễn Quang Phúc (2007) , Quan trắc chuyển dịch và biến dạng công trình, Bài giảng cho sinh viên chuyên ngành trắc địa, Trường Đại học Mỏ- Địa chất. 7. Trần Khánh (1996), ‘‘Thuật toán bình sai lưới tự do và ứng dụng trong xử lý số liệu trắc địa công trình’’, Tuyển tập các công trình khoa học, Trường Đại học Mỏ- Địa chất. 8. Quy phạm đo thủy chuẩn hạng I, II, III, IV. Cục đo đạc và bản đò Nhà Nước. Hà Nội - 1986. 9. Đơn giá xây dựng công trình thành phố Hà Nội, “Phần khảo sát xây dựng, ban hành kèm theo quyết định số 193/2006/QĐ- UBND ngày 25/10/2006”. NXB Xây dựng. 10. TCXDVN 271:2002 do Viện Khoa học Công Nghệ Xây dựng biên soạn.