document

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70[.]

BQ GIAO THONG VAN TAI TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I

GIAO TRINH MON HOC

DO VE KIEM DINH CONG

TRINH CAU TRINH DQ CAO DANG NGHE: XAY DUNG CAU DUONG

Ban hanh theo Quyét dinh sé 1955/QD-CDGTVTTWI-DT ngay 21/12/2017 của Hiệu trưởng Trường Cao đăng GTVT Trung ương I

Hà nội, 2017

_BO GIAO THONG VAN TAI TRUONG CAO DANG GIAO THONG VAN TAI TRUNG UONG I

GIAO TRINH

Môn học: Đo vẽ kiêm định công trình câu

NGHE: XAY DUNG CAU DUONG

TRINH DO: CAO DANG

Hà Nội — 2017

LOI NOI DAU

Đo vẽ kiểm định công trình cầu là môn học bắt buộc trong chương trình

dạy nghề dai han, nhằm trang bị cho người học nghề một số kiến thức, kỹ năng

cơ bản về đo vẽ kiểm định các công trình cầu đường

Hiện nay các cơ sở dạy nghề đều đang sử dụng tài liệu giảng dạy theo nội dung tự biên soạn, chưa được có giáo trình giảng dạy chuẩn ban hành thống nhất, vì vậy các giáo viên và học sinh sinh viên đang thiếu tài liệu để giảng dạy

và tham khảo

Nhằm đáp ứng yêu cầu giảng dạy và học tập trong giai đoạn mới của nhà trường, tập thể giáo viên khoa Công trình đã biên soạn giáo trình môn học

Đo vẽ kiểm định công trình cầu hệ Cao dang nghề, giáo trình này gồm những nội

dung chính như sau:

Bài I: Khái nệm

Bài 2: Bố trí mốc

Bài 3: Kỹ thuật đo lún

Bài 4: Đo độ cong của công trình

Bài 5: Đo độ rạn nứt công trình

Bài 6: Đo độ xê dịch của công trình

Bai 7: Do chuyển dịch công trình

Bài 8: Xử lý số liệu đo lún và dự đoán lún

Trong quá trình biên soạn chúng tôi đã tham khảo các nguồn tài liệu

sẵn có, trong nước và với kinh nghiệm giảng dạy thực tế Mặc dù đã có nhiều

nỗ lực, tuy nhiên không tránh khỏi thiếu sót

Chúng tôi rất trân trọng và cám ơn những ý kiến đóng của đồng nghiệp và các nhà chuyên môn dé giáo trình Đo vẽ kiểm định công trình cầu đạt được sự hoàn thiện trong những lần biên soạn sau này.

MUC LUC

Bài 1: KHÁI NIỆM

I Phân loại chuyển dịch biến dạng công trình

II Nguyên nhân của chuyền dịch biến dạng công trình -.-‹‹ s 9

II Dac tính và các tham số chuyển dịch

1V Mục đích và nhiệm vụ quan trắc biến dạng công trình

2 Mắc kiểm tra gồm hai loại: mốc tường và mốc gắn nền

II Kết cấu và phân bố mốc trắc chuyển dịch ngang - -«-sssscssssse 15

1 Mốc cơ sở trong quan trắc chuyển dịch ngang thường có hai loại

2 Mốc kiểm tra cũng có hai loại

I Quan trac lún bằng phương pháp đo cao hình hoc

1 Máy và dung cu do

2 Phương pháp ão cao hình học ses 8

3 Sơ đồ và chương trình ổ0 -c55:-255SSvcvrrttrEEErrtrrrrrrrrrrrrrrrrrrrrres 20

4 Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu

II Quan trắc lún bằng phương pháp đo cao thuỷ tĩnh

II Quan trắc lún bằng phương pháp đo cao lượng giác -‹‹‹ 22

Bài 4 ĐO ĐỘ CONG CỦA CÔNG TRÌNH .«««cceestreereerrree 23

1 Nội dung của bài eee 23

IL Nguyén ly 7—_ 1H Tác dụng của ngoại lực esi 23

HI Đo độ nghiêng của công trình 7Ö 23

1 Phương pháp tọa độ 5c c+SeerhrrhthrhrrrirhHeeen 24

2 Phương pháp do Z6C NANG .c.cecsecesescesscsesssseeseesesesseseseesesessesessenessaeentenes 25

3 Phương pháp đo góc nhỏ

4 Phương pháp chiếu đứng evs sẽ

5 Phương pháp đo khoảng thiên đỉnh nhỏ 5-5555 28

IV Do độ cong của công trình

Bài 5: ĐO ĐỘ RẠN NỨT CÔNG TRÌNH

II Phương pháp đo vết nứt công trình ssssssssccccccssssesseccecesssssseseccesssssseeeceeessnsess II.1 Phương pháp đo bằng thước du xích

a Cau tao

b Leip AGt thiét bi Kim tra scccssssssssssssssesssssssssssusessssssessessvecsesssnessessisecssssnecssessiee

e Cài đặt thiết bị kiểm tra

IL2 Phương pháp đo bằng con tem “a 33

Bai 6: DO DO XE DICH CUA CONG TRINH osssssssssssssessssssssssssesseeessnsssssseee 34

1 Xác định độ xê dịch công trình bằng phương pháp tia ngắm (đo hướng) 34

II Xác định độ xê dịch công trình bằng phương pháp giao hội

Bai 7: DO CHUYEN DỊCH CÔNG TRÌNH .-.-.-©eeeeeeseeeeeeerree

I Quan trac chuyền dịch ngang bằng phương pháp hướng chuẩn

1 Hướng chuẩn:

a Phương pháp góc nh

b phương pháp bảng ngắm di động

2 Sơ đồ hướng chuẩn

a Sơ đỗ hướng toàn phan

b„Ä đồ ThưôngtừnG DÂN: suyngguanttaoditittitttiitqittqgiWtt3ãgoitiitstaaga

3 Sơ đồ hướng nhích dần (hình )

a Phương pháp do

b Tính độ lệch hướng và sai số trung phương - ccccccccccccsccccces 42

4 Sơ đồ hướng chéo nhau (Hình)

a phương pháp ẩo

b Tính độ lệch hướng và sai số trung phương -

II Quan trắc chuyển dịch ngang bằng phương pháp đo góc - cạnh 47 TII Phương pháp tam giác jotasoiovaxakassss4l)

IV Phương pháp đường chuyền (đa giác) . c-«°-cveesseee+ervxeessee 50

Bai 8: XU LY SO LIEU DO LUN VA DU DOAN LÚN - 52

4 Lập hệ phương trình chuẨN -ee ccccesecccveeercrrveesetrrreerrerrressrrrree 32

5 Giải hệ phương trình chuẩn, xác định nghiệm ðH 32

6 Đánh giá độ chính xác của kết qua do

II Tính các tham số đặc trưng cho quá trình lún công trình

Bai 1: KHAI NIEM

I Phân loại chuyển dịch biến dạng công trình

Để thuận tiện cho việc nghiên cứu, có thể chia chuyển dịch công trình thành hai loại:

Sự trồi lún : công trình bị chuyền dịch trong mặt phẳng nằm ngang

Sự chuyên dịch không đều có thé gây nên biến dạng công trình

Các biến dạng thường gặp là cong, vặn xoắn, rạn nứt Nếu công trình bị biên dạng nghiêm trọng thì có thê dân đên sự cô

II Nguyên nhân của chuyển dịch biến dạng công trình

Các công trình bị chuyển dịch biến dạng là do tác động của hai loại yếu tố chủ yêu:

- Điều kiện tự nhiên

- Quá trình xây dựng, vận hành công trình

Tác động của các yếu tố tự nhiên bao gồm:

+ khả năng lún, trượt của lớp đất đá dưới nền móng công trình và các hiện tượng địa chât công trình, địa chât thuỷ văn khác

+ Sự co dãn của đất đá

+ Sự thay đổi của các điều kiện thuỷ văn theo nhiệt độ, độ ẩm và mực

nước ngâm

- Các yếu tố liên quan đến quá trình xây dựng, vận hành công trình bao

+ ảnh hưởng của trọng lượng bản thân công trình

+ Sự thay đổi các tính chất cơ lý đất đá do việc quy hoạch cấp thoát nước + Sự sai lệch trong khảo sát địa chất công trình, địa chất thuỷ văn

+ Sự suy yếu của nền móng công trình do thi công các công trình ngầm dưới công trình

+ Sự thay đổi áp lực lên nền móng công trình do xây dựng các công trình khác ở gân

+ Sự rung động của nền móng công trình do vận hành máy móc và hoạt động của các phương tiện giao thông

II Đặc tính và các tham số chuyến dịch

Độ lún tuyệt đối của một điểm là đoạn thẳng (tính theo chiều thắng đứng)

từ mặt phẳng ban đầu của nền móng đến mặt phẳng lún ở thời điểm quan trắc

sau do

Các điểm ở những vị trí khác nhau của công trình có độ lún bằng nhau thì quá trình lún được coi là lún đều Lún đều chỉ xảy ra khi áp lực của công trình và

mức độ chịu nén của đất đá ở các vị trí khác nhau của nền là như nhau

Độ lún không đều xảy ra do sự chênh lệch áp lực lên nền và mức độ chịu nén của đất đá không như nhau Lún không đều làm cho công trình bị nghiêng, cong, vặn, xoắn và các biến dạng khác

Biến dạng lớn sẽ có thể dẫn đến hiện tượng gãy, nứt ở nền móng và tường của công trình Sự chuyển dịch của công trình được đặc trưng bằng các

tham số:

+ Độ lún trung bình của nền móng: S „

+ Chênh lệnh tương đối độ lún của hai điểm trên nền là tỷ số giữa hiệu

độ lún và khoảng cách giữa hai điểm đó: =

+ Độ nghiêng ¡ của nền móng là tỷ số giữa hiệu độ lún giữa hai điểm ở hai đầu công trình và chiều đài của công trình

+ Độ cong tương đối của công trình: £ (Tỷ số giữa tên trương cung và dây cung)

+ Độ vặn xoắn tương đối của công trình được đặc trưng bằng góc 6 + Chuyển dịch ngang của công trình: u

IV Mục đích và nhiệm vụ quan trắc biến dạng công trình

Quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình là để xác định mức độ

chuyên dịch biên dạng, nghiên cứu tìm ra nguyên nhân chuyên dịch biên dạng và

từ đó có biện pháp xử lý, đê phòng tai biên đôi với công trình Cụ thê là:

+ Xác định giá trị chuyển dịch biến dạng để đánh giá mức độ ổn định của công trình

+ Kiểm tra việc tính toán thiết kế công trình

+ Nghiên cứu quy luật biến dạng trong những điều kiện khác nhau và dự đoán biên dạng của công trình trong tương lai

+ Xác định các loại biến dạng có ảnh hưởng đến quá trình công nghệ, vận hành công trình

Để quan trắc chuyên dịch biến dạng một công trình, trước hết cần phải

thiệt kê phương án kinh tê - Kỹ thuật bao gôm:

+ Nhiém vu ky thuat

+ Khái quát về công trình, điều kiện tự nhiên và chế độ vận hành

+ Sơ đồ phân bố mốc khống chế và mốc kiểm tra

+ Sơ đồ quan trắc

+ Yêu cầu độ chính xác quan trắc ở những giai đoạn khác nhau

+ Phương pháp và dụng cụ đo

+ Phương pháp chỉnh lý kết quả đo

+ Sơ đồ lịch cho công tác quan trắc

+ Biên chế nhân lực và dự toán kinh phí

V Yêu cầu độ chính xác và chu kỳ quan trắc

Trong đó: m ;„ Yêu cầu độ chính xác quan trắc độ lún ở thời điểm t;

Su, Sig: DO lún dự báo ở thời điểm t; và tạ ,

e: Hệ số đặc trưng cho độ tin cậy của kết quả quan trắc, thông thường e =4+ 6

Do lin được tiến hành nhiều lần, mỗi lần đo gọi là một chu kỳ Thời gian tiên hành các chu kỳ đo được xác định trong khi thiệt kê kỹ thuật quan trắc lún Chu kỳ quan trắc phải được tính toán sao cho kêt quả quan trắc phản ánh được thực chât quá trình lún của công trình

Có thể phân các chu kỳ quan trắc trong 3 giai đoạn:

- Giai đoạn thi công:

Các Chu kỳ quan trắc đầu tiên được tiến hành lúc thi công xong phần móng công trình Các chu kỳ tiêp theo được ân định tuỳ thuộc tiên độ xây dựng

và mức tăng tải trọng công trình

Thường thực hiện các chu kỳ các chu kỳ quan trắc vào lúc công trình được xây dựng đạt 25%, 50%, 75% và 100% tải trọng của bản thân nó Đôi với những

công trình quan trọng có điêu kiện địa chât đặc biệt, có thê tăng thêm chu kỳ đo

- Giai đoạn đầu vận hành công trình

10

Các chu kỳ quan trắc phụ thuộc vào tốc độ lún của công trình, đặc điểm

vận hành cong trình Thời gian đo giữa hai chu kỳ trong giai đoạn này có thể chọn 2 đến 6 tháng

- Giai đoạn công trình đã đi vào ồn định

Thời gian giữa hai chu kỳ kế tiếp có thể từ 6 tháng đến l năm hoặc 2 năm

Trong một số trường hợp đặc biệt khi xuất hiện yếu tố ảnh hưởng đến độ

ôn định của công trình, cần thực hiện những chu kỳ quan trắc đột xuất

2 Quan trắc chuyển dịch ngang

Yêu cầu độ chính xác quan trắc chuyển dịch ngang cũng tuỳ thuộc vào loại công trình và nền móng của chúng Sai số giới hạn quan trắc chuyển dịch ngang thường đượcc quy định như sau:

- Công trình xây trên nền đá gốc

- Công trình xây trên nền đất cát, đất sét và các loại đất chị mm nén khác 3mm

- Công trình xây dựng trên nền đất đắp, đất sình lầy 10mm

Yêu cầu độ chính xác quan trac chuyển dịch ngang đối với các công trình đặc biệt được tính toán riêng trên cơ sở kỹ thuật và công nghệ của từng công

trình

Thời gian thực hiện các chu kỳ quan trắc tuỳ thuộc: Loại công trình, loại

nền móng công trình, đặc điểm áp lực ngang, mức độ chuyền dịch ngang và tiến

độ thi công công trình

Chu kỳ quan trắc đầu tiên được thực hiện ngay sau khi xây móng công trình và trước khi có áp lực ngang tác động đến công trình

Các chu kỳ tiếp theo được thực hiện tuỳ theo mức tăng hoặc giảm áp lực ngang

đối với công trình

Trong giai đoạn sử dụng công trình, thực hiện 1 - 2 chu kỳ quan trắc trong

1 năm vào những lúc điều kiện ngoại cảnh khác nhau nhiều nhất

Khi công trình ổn định Tốc độ chuyển dịch khoảng 1 - 2 mm/năm thì có thể ngừng quan trắc chuyền dịch ngang

Trong trường hợp điều kiện vận hành công trình hoặc mức độ chuyền dịch

11

công trình có sự thay đổi đột ngột thi phải quan trắc bổ sung

12

BAI 2 BO TRI MOC

Trong quan trắc lún cũng như quan trắc chuyền dich ngang công trình, có hai loại mốc chủ yếu: Mốc khống chế (cơ sở) và mốc kiểm tra Đối với các công trình lớn, phức tạp có thể đặt các mốc chuyển tiếp gần công trình (/hzm khảo tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9360:2012)

Yêu cầu cơ bản đối với các mốc cơ sở là phải đảm bảo ổn định, không bị chuyển dịch Vi vậy các mốc cơ sở phải có kết cầu thích hợp, được đặt ở ngoài

phạm vi ảnh hưởng của chuyển dịch, biến dạng công trình hoặc đặt ở tầng đá

gốc

Các mốc kiểm tra phải được gắn chặt vào công trình ở những nơi đặc trưng cho quá trình chuyển dịch biến dạng và cùng chuyền dịch với công trình

I Kết cấu và phân bố mốc đo lún

1 Mắc cơ sở dùng trong đo lún thường được thiết kế theo 3 loại:

Mốc chôn sâu (Hình I la) mốc chôn nông (Hình I 1b) và mốc gắn tường

ng kim loại bảo vệ Lôi chính

Đêm lõi bằng

chất dẻo

‘ Lôi phụ i

Hỗ khoan

Đây mắc Hình L la Hình L Ib Hình 1 le

Mốc chôn sâu được đặt gần công trình nhưng phải đạt được độ sâu ở giới hạn lún của lớp đất dưới nền công trình, thường là đến tầng đá gốc ồn định

Mốc cơ sở thường được bố trí thành từng cụm mốc để có điều kiện kiểm

tra sự ổn định của các mốc

'Yêu cầu độ chính xác rất cao nên mốc chôn sâu thường được đặt trong lỗ khoan Thân mốc cách ly với đất đá xung quanh để hạn chế ảnh hưởng của nhiệt độ đến sự thay đổi chiều dai (độ cao) của mốc Để hiệu chỉnh độc ao của

13

Tim mic

Lai moe

mốc do ảnh hưởng của nhiệt độ cần phải dùng nhiệt kế đặc biệt để đo nhiệt độ không khí ở nhiều vị trí khác nhau trong lỗ khoan và tính nhiệt độ trung bình của thân mốc (dây invar)

Các nguồn sai số chủ yếu ảnh hưởng đến độ chính xác xác định số hiệu chỉnh chiều dài của mốc (dây invar) là sai số đo nhiệt độ và sai số đo lực kéo

(trọng lượng quả tạ)

Trong trường hợp đo lún với yêu cầu độ chính xác tương đương với đo

cao hạng II, III thì có thể sử dụng loại mốc chôn nông hoặc mốc gắn tường, gắn

nền làm mốc cơ sở

Các mốc chôn nông được đặt ở ngoài phạm vi lún của công trình

Các mốc gắn tường được đặt ở chân cột hoặc chân tường; mốc gắn nền được đặt ở nền của những công trình đã én định, không bị lún gần với đối tượng quan trắc lún

Sơ đồ bố trí mốc cơ sở phụ thuộc vào tổng bình dé công trình và đặc điểm

thi công công trình

2 Mốc kiểm tra gồm hai loại: mốc tường và mốc gắn nàn

Kết cấu đơn giản của mốc kiểm tra là một đoạn thép dai khoang 15cm hoặc 5 - 6 cm tuỳ thuộc chiều dày mà mốc được gắn trên đó

Các mốc kiểm tra đặt ở nền móng công trình cũng có kết cấu như hình 1.5 Mốc gồm phần chính: 1 thanh kim loại dài khoảng 60 - 100 mm, phía trên

có chỏm cầu bằng kim loại rỉ, đường kính 20 - 30 mm Mốc được đặt trong ống

bảo vệ (ỉ = 100mm) trên có nắp dậy

Hình II 1: Mốc gắn tường có định Hình II 2: Mốc gắn tường di động Các mốc kiểm tra 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 khối kết cấu, bên cạnh các khe lún, tại những nơi có áp lực động lớn, những chỗ có điều kiện địa chất công trình kém ồn định Các mốc kiểm tra nên bố trí ở gàn cùng độ cao để thuận lợi cho đo đạc Số lượng và sự phân bố

14

các mốc kiểm tra được thiết kế cho từng công trình cy thé và phải đủ để xác định được các tham số đặc trăng cho quá trình lún của công trình

Ví dụ: Phân bố mốc kiểm tra trên một vài công trình như hình

II Két cấu và phân bố mốc trắc chuyển dịch ngang

1 Mốc cơ sở trong quan trắc chuyển dịch ngang thường có hai loại

Lớp đệm mặt ống Đầu mốc

Hình II2 Mốc chìm 8 Ống kim loại

9 Chất lỏng cách nhiệt Mốc cơ sở được đạt ngoài phạm vi chuyển dịch ngang của công trình, ở những nơi có điều kiện địa chất ôn định Trong mỗi chu kỳ quan trắc phải kiểm kiểm tra su 6n định của các mốc cơ sở Nếu phát hiện thấy mốc cơ sở bị chuyển

dịch thì phải tiến hành hiệu chỉnh vào kết quả đo của các mốc kiểm tra

2 Mắc kiểm tra cũng có hai loại

Mốc gắn nền và mốc gắn tường

Yêu cầu chung đối với cả hai mốc là một đầu phải được gắn chặt vào công trình, cùng chuyển dịch với công trình; đầu còn phải có cấu trúc thuận tiện cho

việc đặt máy hoặc bảng ngắm (theo kiểu định tâm bắt buộc)

Mốc kiểm tra được đặt ở vị trí đặc trưng của công trình Mốc kiểm tra

thường được đặt ở độ cao cảu nền công trình để giảm ảnh hưởng do nhiệt độ và

độ nghiêng công trình

Đối với công trình dân dụng, mốc kiểm tra được đặt theo chu vi của công trình, các mốc cách nhau không qua 20 m ở những vị trí chịu ảnh hưởng lớn của áp lực ngang thì khoảng cách giữa các mốc là 10 - 15m

Đối với công trình công nghiệp, phân bố mốc kiểm tra tuỳ thuộc vào loại móng công trình

Móng băng liền khối: Các mốc đặt cách nhau 10 - 15 m

Móng cọc hoặc khối: trên mỗi khối móng được đặt không ít hơn 3 mốc

Đối với các đập thuỷ lợi, thuỷ điện, mốc kiểm tra được bố trí dọc đường hầm thân đập và dọc theo đỉnh dập Nếu là đập đất đá thì khoảng cách giữa các mốc khoảng 15 - 20 m Nếu là đập bê tông thì tại mỗi khối bó trí từ hai mốc trở lên

Thực nghiệm 1: bố trí hệ thống mốc quan trắc, mốc khống chế cơ sở

- Chọn yị trí đặt mốc khống chế và mốc kiểm tra

- Chế tạo mốc phù hợp với yêu cầu quan trắc

- Gắn mốc kiểm tra vào những vị trí đặc trưng

- Chôn mốc khống chế theo quy định (TCVN9360-2012 đối với đo lún, TCVN351-2005 đôi với đo chuyên dịch ngang)

16

BÀI 3 KỸ THUAT ĐO LUN

Các phương pháp đo lún

- Phương pháp đo cao hình học

- Phương pháp đo cao thuỷ tĩnh

- Phương pháp đo cao lượng giác

Trong giáo trình này sẽ trình bày 3 phương pháp đầu

I Quan trắc lún bằng phương pháp đo cao hình học

1 May va dung cu do

Các loại máy thường ding trong do lun 1a H - 05, Ni 002, H1, H2, Ni004, Ni007 và các loại máy khác có độ chính xác tương đương

Mia được sử dụng là mia invar thường hoặc mia invar chuyên dùng có

kích thước ngăn hơn Các dụng cụ cân dùng khác như nhiệt kê, cóc mia, ô che

năng

Trước và sau mỗi chu kỳ đo, máy và mia phải được kiểm nghiệm theo

đúng quy định đặc biệt phải xác định độ ôn định của góc i

2 Phương pháp đo cao hình học

Phương pháp đo cao từ giữa: Đặt máy thủy chuẩn giữa hai diém A,B; đặt mia tai hai diém A,B (hình 3.1.2a, hình 3.1.2b) Chênh cao giữa hai điêm A, B

Trong đó a, b là các số đọc trên mỉa sau và ma trước

Phương pháp đo cao thủy chuẩn phía trước: đặt máy thủy bình tại một điểm, còn điểm kia ta đặt mua, khi đó chênh cao giữa điểm đặt máy và điểm đặt mia được tính theo công thức:

18

he = i- 1 (3.2)

Trong đó: ¡ là chiều cao đo đ- ợc của máy, I là số đọc chỉ giữa trên mia

3 Sơ đồ và chương trình đo

Sơ đồ lưới đo cao được lựa chọn và ước tính đọ chính xác trong khi lập thiệt kê đo lún Việc ước tính độ chính xác được thực hiện theo các tiêu chuân: hạn sai xác định độ lún tuyệt đôi và hạn sai chên lệch lún giữa hai điêm kê nhau

- Ước tính độ chính xác đo cao theo hạn sai xác định đọ lún tuyệt đối

được thực hiện như sau:

+ Xác định trọng số đảo của điểm yếu nhất trong lưới : Ry

+ Xác định sai số trung phương trọng số đơn vị (sai số trung phương của

một trạm máy)

Tụ,

Trong đó: mụy Là sai số trung phương độc cao của điểm yếu nhất

Độ chính xác đo trong hai chu kỳ liên tiếp thường được chọn tương đương nhau nên ta có:

Trong đó m.„ là sai số trung phương xác định độ lún tuyệt đối được tính từ hạn sai xác định độ lún tuyệt đối

- Ước tính độ chính xác đo cao theo hạn sai xác định chênh lệch độ lún

được thực hiện như sau:

+ Xác định trọng số đảo của chênh cao yếu nhất giữa hai điểm kiểm tra trong lứơi:

+ Xác định sai số trung phương trọng số đơn vị:

b= ân (3.5)

Run

Hoặc by = Zs (3.6)

Roy

Trong d6 m,, 1a sai số trung phương xác định chênh lệch độ lún được tính

từ hạn sai xác định chênh lệch độ lún Dựa vào tu; tính được từ (3.5) hoặc (3.6)

để lựa chọn cấp hạng đo cao hợp lý Đối với một công trình mà công tác đo lún phải thoả mãn cả hai yếu tố về độc chính xác như đã nêu trên thì việc ước tính

19

theo cả hai công thức và lấy giá trị tụ nhỏ hơn làm cơ sở lựa chọn cấp hạng đo cao hợp lý

Sơ đồ và chương trình đo được quy định thống nhất cho tất cả các chu kỳ quan trắc để giảm ảnh hưởng của các nguồn sai số hệ thống đối với kết quả đo

lún

Đối với mỗi công trình nên sử dụng một bộ máy móc dụng cụ cố định,

cùng người đo và cố gắng đo trong những điều kiện tương tự như nhau

4 Các chỉ tiêu kỹ thuật chú yếu

Khi đo lún bằng phương pháp đo cao hình học tia ngắm ngắm cần tuân

theo các chỉ tiêu kỹ thụât chủ yếu sau:

TT Chỉ tiêu kỹ thuật Hang I Hang II Hạng III

2 | Chiều cao tia ngắm, m 08<h<25 | 05<h<25 | 03<h<25 Chênh lệch khoảng cách từ

máy đên mia

II Quan trắc lún bằng phương pháp đo cao thuỷ tĩnh

Phương pháp đo cao thuỷ tĩnh được áp dụng để quan trắc lún cảu nền các kết cấu xây dựng trong điều kiện rất chật hẹp, không thể quan trắc bằng phương pháp đo cao hình học

Máy đo cao thuỷ tĩnh là một hệ thống bình thông nhau Tuỳ điều kiện cụ thể có thể cố định máy thuỷ tĩnh với công trình trong suốt quá trình quan trắc lún hoặc dùng các máy thuỷ tĩnh cơ động

20

- Lựa chọn hợp lý chất lỏng trong máy thuỷ tĩnh

- Chọn tuyến đo có gradien nhiệt độ thấp nhất

- Tính số hiệu chỉnh cho kết quả đo do sự thay đổi nhiệt độ, áp suất dọc theo tuyến ống dẫn của máy thuỷ tĩnh

- Đọc số đồng thời trên các máy thuiy tĩnh để giảm ảnh hưởng của dao động chất lỏng dẫn của máy thuỷ tĩnh

II 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 áp dụng phương pháp đo cao lượng giác tia ngắm, không quá 100m

Máy kinh vỹ dùng trong phương pháp này có độ chính xác cao như theo

010, wild T2, T1,T2 và các máy có độ chính xác tương đương

Để xác định chênh cao giữa

các điểm, đặt máy kinh vĩ (A) và

ngăm điểm (B), cần phải đo các đại

lượng là khoảng cách ngang D, góc

cao may (i) va chiều cao tiêu (1) ký

Trong đó: 1 - khoảng cách nằm ngang từ tâm máy đến mia, được đo trực tiếp

hoặc được tính theo công thức:

=p SinZ,SinZ,

Le sin(Z, —Z,) 0 Trong trường hợp | được tính theo công thức (3.3.1.2) thì khi đo phải ngắm hai điểm trên mia để có hai góc thiên đỉnh Zạ; Z2

Khoảng cách b giữa hai điểm ngắm trên mia phải được xác định chính

Bài 2: Đo lún công trình với tuyến đập giá định

- _ Xây dựng quy trình đo lún (theo tiêu chuẩn TCVN 9398:2012)

+ Xây dựng lưới khống chế độ cao

+ Ðo lưới khống chế

+ Ðo truyền đo cao vào các điểm mốc kiểm tra

(Chú ý: Thực hiện trên công trình giả định )

22

Bai 4 DO DO CONG CUA CONG TRINH

1 Nội dung của bài

Đánh giá kết cấu công trình bao gồm các nội dung: khả năng chịu lực, cấu tạo và liên kết, vêt nứt và biên dạng v.v

Độ cong đứng của công trình thường gặp khi quan trắc trụ cầu, do sức

nặng của công trình hoặc ngoại lực tác dụng phân thân giữa bị cong bị dịch

chuyên vị trí so với phương thắng đứng

Công trình bị nghiêng thường có dạng trụ thắng đứng hình tháp, nhà cao tâng, phân trên của công trình bị nghiêng (lệch so với phương thăng đứng)

Đo độ cong đứng và độ nghiêng của công trình được thực hiện thường xuyên, khoảng cách giữa các chu kỳ được xác định là I tháng 3 tháng hoặc

hơn có thê thay đôi theo sự biên đôi của công trình

II Nguyên lý

Dưới tác dụng của ngoại lực hoặc tải trọng bản thân công trình có dạng

thăng bị biên dạng I bộ phận nào đó và không còn giữ nguyên trạng thái thắng,

mà bị cong đứng hoặc nghiêng

Đối với công trình bị cong đứng và nghiêng thì người ta sử dụng phương pháp đo góc ngang, tọa độ đê xác định độ nghiêng công trình, đôi với công trình bị cong đứng thì thường sử dụng phương pháp đo góc ngang

III Tác dụng của ngoại lực

Ngoại lực tác dụng vào công trình làm cho công trình bị nghiêng hoặc bị

III Ðo độ nghiêng của công trình

Tuỳ theo điều kiện cụ thể của khu vực, chiều cao của công trình và độ

23

chính xác cần thiết để lựa chọn các phương pháp đo độ nghiêng sau đây:

Trong mỗi chu kỳ tiếp theo sẽ xác định tọa độ của tâm thiết diện C nhờ

vào đó tính các độ nghiêng thành phân

Độ chính xác của phương pháp tọa độ có độ chính xác khá cao, được sử

dụng để xác định độ nghiêng của các công trình dạng tháp có chiều cao lớn, đặc

biệt là đối với ống khói công nghiệp

24

2 Phương pháp ão góc ngang

Giả sử công trình bị nghiêng một góc v, độ nghiêng xác định bởi công thức :

ngăm tới đỉnh và đáy công trình đo

băng máy kinh vĩ II

DI, D2 - khoảng cách ngang từ

máy tới đường dóng thắng đứng của

đỉnh và chân công trình, đo trực tiệp

Q=(AB*D)/p

Trong d6 : AB =f 1 - B2 ; D - khoang cac tir I tới chân công trình

Trình tự do:

- Do góc nằm ngang B 1, B2 nhằm xác định góc AB

- Đo góc dứng VI, V2 (=> tính chênh cao theo công thức lượng giác)

- Do chiều cao “h” của công trình (bằng phương pháp hình học)

25

- Do khoang cach dich chuyền của điểm đáy nghiêng và đỉnh nghiêng “q” Dựa vào giá trị thay đổi của góc Ai và An ở hai chu kỳ khác nhau và khoảng cách S;, Sy dé tinh d6 nghiêng thành phần

Dựa trên kết quả đo các góc nhỏ và góc thiên đỉnh để tính các độ nghiêng thành phần và độ nghiêng toàn phần theo công thức (4.3.2.3) và các công thức

Phương pháp đo góc nhỏ được áp dụng để xác định độ nghiêng toàn phần từng lần riêng biệt khi phát hiện công trình bị nghiêng rõ rệt

4 Phương pháp chiếu đứng

Trong phương pháp này, dùng mặt phẳng đứng tạo thành bởi ống kính máy kinh vĩ (ở vị trí bàn độ đứng) chiếu tâm của thiết diện trên (C) và thiết diện dưới (B) lên mia ngang được đặt theo phương tiếp tuyến với thiết diện chan dé

và vuông góc với hướng chiếu

Các độ nghiêng thành phần Q¡, Qu, Qm do trên mia được chuyên dsang

độ nghiêng thành phan Q;, Qu, Qu theo công thức:

(S; +R)

Trong do:

S¡ : khoảng cách ngang từ điểm quan sát đến điểm đặt mia

R: Khoảng cách ngang từ điểm quan sát đến điểm đặt mia

27

5 Phương pháp do khoảng thiên đỉnh nhỏ

Tại các điểm I, II hai đầu của một đường kính nhỏ ở thiết điện chân công trình, đặt máy kinh vĩ cách chân công trình một khoảng đều nhau (chênh lệch

không quá 5mm) Chênh cao giữa các máy ở I, II không quá l em Đo các khoảng thiên đỉnh nhỏ Zạ, Z¿ bằng máy kinh vĩ có tia ngắm gẫy khúc) tới hai tiêu (M¡ và M;) ở hai phía đối diện trên đỉnh công trình

Độ nghiêng công trình được tính theo công thức:

Trong phương pháp này trạm máy được bố trí ngay ở chân công trình

Khắc phục được hạn chế của các phương pháp khác đòi hỏi phải có tầm nhìn

thông hướng theo nhiều hướng từ xa

Tuy nhiên nó bị ảnh hưởng của chiết quan hình ảnh của tiêu ngắm không

ổn định do nhiệt tỏa ra từ thân công trình

IV Đo độ cong của công trình

Độ cong đứng của công trình được xác định chủ yếu bằng phương pháp

đo góc ngang

Mốc chuẩn được xây dựng độc lập bên ngoài công trình, mốc kiểm tra

28

được gắn trực tiếp vào công trình những điểm này thể hiện được các điểm cong đặc trưng của công trình

Các chu kỳ quan trắc lún được xác định bởi:

Trong quá trình thi công: chu kỳ quan trắc đầu tiên được đo ngay sau khi công trình hoàn thành, các chu kỳ sau được tính theo thời gian nếu như có biến đổi bất thường thi có thể quan trắc bổ xung tức thì

29

Bai 5: DO DO RAN NUT CONG TRINH

Khi công trình bị biến dạng không đều có thể xảy ra hiện tượng rạn nứt

công trình Rạn nứt này có thê quan sát băng mặt thường Công trình có dâu hiệu

rạn nứt chứng tỏ chât lượng công trình kém hoặc do chịu tác dụng của ngoại lực

tác dụng làm cho biên dạng Nêu biên dạng này càng gia tăng thì công trình có thê sẽ bị hỏng hoặc phá hủy

Các loại rạn nứt công trình cầu thường gặp:

- Các công trình xây bằng gạch

- Các công trình xây bằng bê tông

- Các công trình bê tông dự ứng lực

II Phương pháp đo vết nứt công trình

- Việc đo có hệ thống sự phát triển của các vết nứt ngay từ khi chúng xuất hiện trên kêt câu nhà và công trình nhăm đánh giá các đặc trưng về biên dang va mức độ nguy hiêm đôi với quá trình sử dụng công trình

- Khi đo vết nứt theo chiều dài cần tiến hành theo các chu kỳ cố định,

đánh dâu vị trí và ngày quan trắc

- Khi đo vết nứt theo chiều rộng cần phải sử dụng các dung cụ hoặc thiết

bị chuyên dùng, đánh dâu vị trí và ngày quan trắc của các chu kỳ

- Khi chiều rộng của vết nứt lớn hơn 1 mm cần phải đo chiều sâu của nó Các phương pháp xác định vét nứt:

- Ding con tem dan lên vết nứt (Phương pháp này không hiệu quả khi vết

nứt phát triên và sẽ bị phá hủy không sử dụng lại được)

- Sử dụng thước đo du xích

II.1 Phương pháp đo bằng thước du xích

a Cau tao

30

1.Tam thép với thang do du xich (vernier)

2 Tắm thép với thanh đo mm

b Lắp đặt thiết bị kiểm tra

Dạng mốc gắn tường cố định có thước đo du xích

c Cài đặt thiết bị kiểm tra

31

- Trong qua lap đặt, thước du

xích phải được đặt tại vị trí “0” cả hai

hướng đo Để làm được điều này cần

phải kết hợp lỗ khoan và các linh kiện

Xu xích cho phép đọc ở hai 0

phương vuông góc với nhau

* Doc gia tri duong Phai “0”

,L—> 13 x 0.5=0.65 mm

- Giá trị nguyên tính từ vạch số ee ee

dưới pon lÌ MT [geen Rag

kết quả hiển thị 2.65 mm

* Đọc giá trị âm

32

- Giá trị nguyên tính từ vạch sô e=‹1 NI m.+rẽ

“0” của thang chia có giá trị lớn ở |

dưới

- Đọc giá trị ở hai thang (7) và

- Giá trị ở hai thang khác nhau

chứng tỏ thước đo đã bị xoay iy

wll lÌumgam

I2 Phương pháp đo bằng con tem

- Phương pháp này có ưu điểm tiện lợi, dễ thi công, tiết kiệm chỉ phí

- Có nhược điểm độ chính xác không cao và không đo được góc nghiêng

của độ nứt công trình

33

Bai 6: DO DO XE DICH CUA CONG TRINH Công trình bị xê dịch trong mặt phẳng nằm ngang được xác định theo 2

hướng của trục X,Y việc xác định độ xê dịch công trình thông thường bằng 2

phương pháp tia ngắm và phương pháp giao hội

I Xác định độ xê dịch công trình bằng phương pháp tia ngắm (đo hướng) Phương pháp đo hướng được sử dụng để quan trắc chuyên dịch đối với công trình không thể thành lập được hướng chuẩn và số lượng điểm kiểm tra từ

các điểm kiểm tra một hướng

vuông góc với hướng dự kiến

chuyển dịch của công trình,

còn các góc giao hội cần > Hình 6.1.1 ~ Quan trắc chuyển dịch ngang bằng

300 (hình 6)

phương pháp ẩo hướng

Mỗi chu kỳ quan trắc được tiễn hành như sau: Đo kiểm tra độ ồn định của các mốc cơ sở bằng cách dùng phương pháp giao hội nghịch đến các điểm khống chế cơ sở ở xa Đo góc giữa các điểm cơ sở và điểm kiểm tra, so sánh kết quả do giữa các chu kỳ và tính giá trị thay đổi hướng của các điểm kiểm tra Trong tất

cả các chu kỳ đo các hướng định hướng phải nh nhau

Độ chuyên dịch của điểm kiểm tra được tính theo công thức:

Agi

Gq = 4, Pp PP (6.1.1) Trong do:

1, - Khoảng cách từ điểm cơ sở đến điểm kiểm tra i;

34

AB; - Lượng thay đổi hướng đến điểm kiểm tra ¡ giữa 2 chu kỳ quan trắc;

Sai số trung phương xác định đại lợng chuyển dịch của điểm ¡ đợc tính theo công thức:

1 Xác định độ xê dịch công trình bằng phương pháp giao hội

Phương pháp giao hội góc, giao hội cạnh hoặc giao hội góc — cạnh thường được áp dụng dé quan trắc chuyển dịch ngang Khi áp dụng phơng pháp giao hội

thuận, góc giao hội phải trong khoảng 600 - 1200 và phải giao hội từ ba điểm

Sai số trung phương vị trí điểm giao hội P đợc giao hội từ ba điểm được tính như sau:

Trường hợp giao hội góc:

Ms, ,Ms, ~ Sai số trung phương đo cạnh S¡ S;

y - gÓc giao hội

Độ chính xác đo góc, đo cạnh trong phương pháp giao hội phải đợc tính trên cơ sở bảo đảm yêu cầu cấp đo và độ chính xác quy định trong bảng 2 và 3 của Tiêu chuẩn này

36

Bai 7: BO CHUYEN DICH CONG TRINH

I Quan trắc chuyển dịch ngang bằng phương pháp hướng chuẩn

Tuy theo phương pháp thành lập hướng chuẩn mà phân biệt

Hướng chuẩn cơ học: Một sợi dây mảnh căng qua hai điểm cố định

Hướng chuẩn quang học: Tia ngắm từ điểm đặt máy đến điểm đặt tiêu Hướng chuẩn lade: tia lade từ điểm đặt máy đến điểm đặt tiêu

Trong phương pháp hướng chuẩn thường lấy trục hoành trùng với hướng chuân và trục tung vuông góc với nó Chuyên dịch ngang một điêm của công trình là sự thay đôi tung độ của điêm đó trong các chu kỳ quan trắc khác nhau

Sơ đồ phân bố mốc cơ sở, mốc quan trắc và mốc kiểm tra đơn giản nhất

Al, A2: Méc cơ sở

LI: Méc quan trắc hướng chuẩn

1,2,3,4,5,6: Mốc kiểm tra (chuyền dich)

Yi: Độ lệch hướng của điểm ¡

Trong phương pháp hướng chuẩn quang học có hai cách đo độ lệch hướng: phương pháp góc nhỏ và phương pháp bảng ngăm di động

a Phương pháp góc nhỏ

Tại điểm ¡ đặt máy kinh vỹ, tại điểm II và điểm kiểm tra ¡ đặt bảng ngắm

Đo góc ÿ, và khoảng cách |;

37

Độ lệch hướng của điểm ¡ tính theo công thức:

Sai số trung phương của độ lệch hướng được tính theo công thức

m?= B m? +]? ”% n= (4 ph (7.1.1.3)

Các điểm kiểm tra chỉ lệch với hướng chuẩn khoảng vài em, do đó góc

B, rat nhỏ nên số hạng thứ nhất về phải của (7.1.1.3) có thể bỏ qua, ta có:

khắc tâm của bảng ngắm Độ lệch hướng y; được xác định từ số đọc trên thước

của bảng ngắm và số đọc ban đầu của nó

Cần phải đo ngắm ở hai vị trí bàn độ đứng của máy kinh vĩ để khử sai số

2C

Số đọc ban đầu là số đọc khi trục đối xứng của bảng ngắm đi qua tâm mốc Muốn có số đọc đó cần đọc số 2 lần (một lần khi bảng ngắm quay về phía máy và lần thứ hai khi quay bảng ngắm 180) so với vị trí ban đầu) và lấy trị số trung bình

Đối với mỗi mốc kiểm tra ¡ thường phải đo 2 - 3 lần và lấy trị trugn bình Sai số trung phương của độ lệch y được tính theo công thức:

2 m=" (m2+m? +m?) y (7.1.1.5)

Trong đó

mo : Sai số định hướng chuẩn

My: Sai sé dua bảng ngắm vào đúng hướng chuẩn

38

mg: Sai số điều quang

1: Khoảng cách từ máy đến điểm kiểm tra

có chiều dai lớn hơn lại đòi hỏi độ chính xác quan trắc chuyền dịch ngang cao hơn: 0,5 - Imm Do đó phải tìm sơ đồ và biện pháp đo hướng chuẩn thích hợp để đảm bảo yêu cầu độ chính xác và có thể đo ngắm trong những điều kiện khác nhau

2 Sơ đồ hướng chuẩn

a Sơ đồ hướng toàn phan

* Phương pháp đo

39

Đặt máy tại I, định hướng về II và lần lượt đo độ lệch hướng của các điểm kiêm tra 1,2, n, đo ở hai vị trí bàn độ đứng bên trái và bên phải

Đo chiều ngược lại: đặt máy tại II, định hướng về I, đo độ lệch hướng của

các điềm kiêm tra n, n-l, , Ì

* Độ chính xác

Công thức tính sai số trung phương của độ lệch hướng điểm i là:

Dp trong đó: m,: Sai số đo trong phương pháp đo góc nhỏ hoặc trong phương pháp bảng ngăm di động

Trọng số của y; khi đo thuận (đo đi)

Định hướng I- II, do điểm 4

Định hướng I -4, đo điểm 2; định hướng II-4, đo điểm 6

Định hướng I-2, đo điểm 1; định hướng 2-4, đo điểm 3

40

Định hướng 4-6, đo điểm 5; định hướng 6-II, đo điểm 7

Đặt máy ở II định hướng về I và theo tuần tự ngược lại với do di, lan lượt

đo các điêm 4

* Tính độ lệch hướng và sai số trung phương

Ký hiệu độ lệch hướng của các điểm kiểm tra so với hướng chuẩn I - II là

y, và các đại lượng đo tươnưg ứng là q¡, ta có

Y4 qa

1 ÿ2=Q2† Q7”

các điểm kiểm tra sẽ nhỏ hơn V2 lần so với các giá trị trong công thức (7.1.2.8)

3 Sơ đồ hướng nhích dần (hình )

a Phuong phap do

Đo đi: Đặt máy tại I, định hướng về II, đo điểm];

Đặt máy tại 1, định hướng về II, đo điểm 2;

Đặt máy tại 2, định hướng về II, đo điểm 3;

Tiếp tục nhích dần đến điểm đo cuối cùng

Đo về: đặt máy tại II, định hướng về I, đo điểm 7;

Đặt máy tại 7, định hướng về I, đo điểm 6;

Tiếp tục nhích dần đến điểm đo I

b Tính độ lệch hướng và sai số trung phương

= g Mig, Mag Wag, Wag Wag Ty