phương pháp dự báo độ lún công trình dựa vào chuỗi số liệu trắc địa

Trong thực tế, chúng ta mối chỉ quan tâm tới công tác đo lún công trình mà chưa qua tâm tới vấn đề dự báo lún. Dự báo lún công trình giúp cho những nhà quản lý có kế hoạch duy tu, bảo dưỡng công trình, ngăn chặn những hậu quả xấu có thể xảy ra đối với công trình…Vì thế công tác dự báo độ lún công trình có ý nghĩa xã hội và kinh tế hết sức sâu sắc Nhận thức được tầm quan trọng của công tác dự báo độ lún công trình nên khi được giao làm đồ án tốt nghiệp em đã chọn đề tài: “phương pháp dự báo độ lún công trình dựa vào chuỗi số liệu trắc địa”. Nội dung của đồ án được trình bày trong ba chương: Chương 1: Tổng quan về chuyển dịch và biến dạng công trình Chương 2:Quan trắc độ lún công trình bằng phương pháp trắc địa Chương 3: Dự báo độ lún công trình theo số Liệu trắc địa.

LỜI MỞ ĐẦU

Hiện nay quá trình xây dựng cơ sở hạ tầng ở nước ta đang phát triển rấtmạnh mẽ Các công trình công nghiệp, công trình xây dựng công trình giaothông được tiến hành xây dựng rất nhiều

Trong quá trình sử dụng các công trình xây dựng công trình côngnghiệp nói trên có thể bị trồi lún Thời gian tắt lún của chúng có thể dài ngắnkhác nhau tuỳ thuộc vào tính chất cơ lý của nền đất đá dưới chân công trìnhcũng như tải trọng bản thân công trình và tác động của điều kiện ngoại cảnh.Lún của công trình kéo theo những biến dạng khác làm hư hại tới công trình

và có thể gây ra những hậu quả nghiêm trọng

Trong thực tế, chúng ta mối chỉ quan tâm tới công tác đo lún công trình

mà chưa qua tâm tới vấn đề dự báo lún Dự báo lún công trình giúp chonhững nhà quản lý có kế hoạch duy tu, bảo dưỡng công trình, ngăn chặnnhững hậu quả xấu có thể xảy ra đối với công trình…Vì thế công tác dự báo

độ lún công trình có ý nghĩa xã hội và kinh tế hết sức sâu sắc

Nhận thức được tầm quan trọng của công tác dự báo độ lún công trình

nên khi được giao làm đồ án tốt nghiệp em đã chọn đề tài: “phương pháp dự báo độ lún công trình dựa vào chuỗi số liệu trắc địa”.

Nội dung của đồ án được trình bày trong ba chương:

Chương 1: Tổng quan về chuyển dịch và biến dạng công trình

Chương 2:Quan trắc độ lún công trình bằng phương pháp trắc địa

Chương 3: Dự báo độ lún công trình theo số Liệu trắc địa

Do thời gian và trình độ bản thân còn hạn chế nên cuốn đồ án khôngtranh khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến củacác Thầy,Cô giáo cùng các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn.

Em xin chân thành cảm ơn Thầỵ Nguyễn Văn Quang đã hướng dẫn tận

tình sâu sắc trong suốt quá trình làm đồ án.

Em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô giáo trong Khoa cùngbạn bè đã động viên, giúp đỡ em hoàn thành cuốn đồ án này

Hà Nội, tháng 9 năm 2015

Sinh viên: Bàn Văn Huy

CHƯƠNG1: TỔNG QUAN VỀ CHUYỂN DỊCH VÀ BIẾN DẠNG

CÔNG TRÌNH 1.1 NHỮNG KHÁI NIỆM CHUNG

1.1.1 Khái niệm về chuyển dịch và biến dạng công trình

a.Chuyển dịch công trình

Chuyển dịch công trình là sự thay đổi vị trí của công trình trong khônggian và theo thời gian

Chuyển dịch công trình được chia làm hai loại:

* Chuyển dịch thẳng đứng (sự trồi lún): là chuyển dịch thẳng đứngcủa công trình theo phương dây dọi

* Chuyển dịch ngang: là sự chuyển dịch của công trình trong mặtphẳng nằm ngang

* Độ cong của công trình là hiện tượng biến dạng làm cho vị trí hìnhthể không gian của công trình bị uốn cong so với vị trí ban đầu.

* Vết nứt giữa các liên kết công trình theo các hướng khác nhau hoặc

do hiện tượng trồi lún không đều hay do kết cấu công trình không đảm bảo kỹthuật

1.1.2 Nguyên nhân của chuyển dịch, biến dạng công trình

Các công trình bị chuyển dịch, biến dạng là do tác động của hai nhómyếu tố chủ yếu là tác động của điều kiện tự nhiên và quá trình xây dựng, vậnhành công trình

* Tác động của các yếu tố tự nhiên bao gồm:

a - Khả năng lún, trượt của lớp đất đá dưới nền móng công trình và cáchiện tượng địa chất công trình, địa chất thuỷ văn khác

d - Sự sai lệch trong khảo sát địa chất công trình, địa chất thuỷ văn.

e - Do sai lệch trong tính toán, thiết kế

1.1.3 Đặc tính và các tham số chuyển dịch thẳng đứng (độ lún)

a) Độ lún tuyệt đối

Độ lún tuyệt đối của một điểm là đoạn thẳng (tính theo chiều thẳngđứng) từ mặt phẳng ban đầu của nền móng đến mặt phẳng lún ở thời điểmquan trắc sau đó

Độ lún tuyệt đối của các điểm khác nhau trong công trình có giá trịbằng nhau thì lún đó được coi là lún đều Lún đều chỉ xảy ra khi áp lực củacông trình và mức độ chịu nén của các lớp đất đá ở những điểm khác nhau lànhư nhau Độ lún không đều xảy ra khi áp lực lên nền móng công trình vàmức độ chịu nén của các lớp đất đá là khác nhau Lún không đều làm chocông trình bị nghiêng, cong,vặn xoắn và các biến dạng khác Biến dạng lớn

có thể gây nên hiện tượng nứt, gãy ở nền móng và tường của công trình

Trong đó: Hj i là độ cao của mốc thứ j trong chu kỳ đo thứ i

Hj i-1 là độ cao của mốc thứ j trong chu kỳ đo thứ i-1

c ) Chênh lệch tương đối độ lún của hai điểm: là tỷ số giữa hiệu độ lúnvào khoảng cách giữa hai điểm đó:

d) Độ nghiêng của nền móng công trình : là tỷ số giữa hiệu độ lún giữa

e ) Độ cong của công trình: Độ cong tương đối của công trình là tỷ sốgiữa tên trương cung và dây cung

Độ cong tuyệt đối dọc theo trục công trình:

(1.2)1,2, 3 là số hiệu của 3 điểm đo độ lún phân bố dọc theo trục công trìnhtheo thứ tự 1,2, 3 (đầu, giữa, cuối)

Hình 1.1 Sơ đồ lún các điểm dọc theo trục công trình

f) Độ vặn soắn tương đối: của công trình được đặc trưng bằng góc

p là diện tích của toàn bộ nền móng công trình

Thông thường, có thể tínhđộ lún trung bình theo công thức sau:

(1.5)

Trong đó: n là số mốc lún được đo trên công trình.

và là tốc độ lún tính theo đơn vị mm/tháng

t là khoảng thời gian giữa hai chu kỳ kề trước và chu kỳ hiện tại (tínhbằng ngày) T là khoảng thời gian giữa hai chu kỳ đo đầu tiên và chu kỳ đohiện tại(tính bằng ngày)

i) Độ lún lệch của công trình:là hiệu độ lún lớn nhất giữa hai điểmtrên công trình:

(1.8)

k ) Biểu diễn đồ họa quá trình lún

Độ lún công trình có thể được thể hiện bằng phương pháp đồ họa, cáchthể hiện này cho phép cảm nhận độ lún công trình một cách trực quan Thôngthường kết hợp phân tích đồ hoạ kết hợp phân tích số sẽ cho phép phân tích,đánh giá chuẩn xác hơn.Có ba loại biểu diễn đồ hoạ thường gặp là:

1. Biểu đồ lún công trình theo hướng chỉ định (Hình 1.2).

chỉ định trực quan công trình trong không gian ba chiều.

Biểu đồ lún theo hướng chỉ định cho phép đánh giá độ lún công trìnhtrong không gian hai chiều ở cùng một thời điểm so sánh Trục ngang đánhdấu vị trí điểm quan trắc, trục đứng thể hiện giá trị độ lún của các điểm đó Ởchu kỳ quan trắc cần đánh dấu các vị trí tương ứng với độ lún của điểm quantrắc, nối lần lượtcác điểm đánh dấu sẽ được một đường gấp khúc thể hiện biểu

đồ lún công trình theo hướng chỉ định trong từng chu kỳ quan trắc

2. Biểu đồ lún theo thời gian của các điểm kiểm tra (Hình 1.3)

Hình 1.3 Biểu đồ lún theo thời gian của các điểm kiểm tra

Biểu đồ lún theo thời gian của các điểm kiểm tra cho phép thể hiện độlún của các điểm đó theo thời gian Trục ngang thể hiện thời gian,trên trụcnày đánh dấu thời điểm thực hiện quan trắc độ lún các điểm, trục đứng thểhiện giá trị độ lún của các điểm Đối với mỗi điểm kiểm tra đánh dấu vị trí độlún ở từng chu kỳ quan trắc và nối các điểm đánh dấu tuần tự chu kỳ đầu đếnchu kỳ cuối sẽ thu được đường biểu đồ lún theo thời gian

3 Bình đồ lún công trình (Hình 1.4)

Hình 1.4 Bình đồ lún công trìnhBình đồ lún cũng được thể hiện tương tự như cách thể hiện địa hìnhbằng các đường đồng mức Trên sơ đồ mặt bằng công trình, tại vị trí điểmquan trắc ghi giá trị độ lún ở một chu kỳ Dùng phương pháp nội suy nối cácđườngcócùng giá tri độ lún sẽ thu được đường đẳng lún

1.2 CÁC QUY ĐỊNH CHUNG TRONG QUAN TRẮCCHUYỂN DỊCH

VÀ BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH

Tổ chức quan trắc chuyển dịch, biến dạng công trình cần căn cứ vàotầm quan trọng của công trình, tình hình địa chất tại công trường, vị trí cácmốc chuẩn, mốc quan trắc

Việc quan trắc được tiến hành ngay từ khi xây xong phần móng côngtrình cơ quan tổ chức đo xác định và theo dõi chuyển dịch và biến dạng côngtrình là chủ đầu tư

Độ chuyển dịch và biến dạng của nền móng công trình cần phải đo mộtcách hệ thống và báo cáo kết quả kịp thời theo chu kỳ, để nhận được cácthông số chuyển dịch, biến dạng của nền móng đồng thời kiểm tra những sốliệu dự tính về độ chuyển dịch, biến dạng của công trình cho từng loại nền.Việc quan trắc chuyển dịch, biến dạng được tiến hành thường xuyên cho đếnkhi đạt được độ ổn định Đồng thời cũng có thể dừng ngay việc quan trắc nếunhư trong quá trình đo, giá trị chuyển dịch, biến dạng theo chu kỳ của điểmquan trắc thay đổi trong giới hạn độ chính xác cho phép.

Kết quả quan trắc dùng để đánh giá kiểm chứng lại lý thuyết của cácgiải pháp nền móng Đồng thời, nó còn làm cơ sở để đưa ra những biện phápcần thiết phòng tránh sự cố có thể xảy ra

Trước khi quan trắc chuyển dịch, biến dạng công trình cần nghiên cứu

và tham khảo các tài liệu sau:

-Đặc điểm về nền, móng quy mô xây dựng của công trình và yêu cầu

kỹ thuật hoặc quy phạm về giá trị chuyển dịch, biến dạng cho phép

-Mặt bằng tổng thể của công trình

-Mặt bằng, mặt cắt của từng công trình riêng biệt

-Các kết quả về khảo sát địa kỹ thuật

-Sơ đồ tải trọng tác động lên nền đất

Khi tiến hành quan trắc chuyển dịch, biến dạng công trình cần căn cứvào yêu cầu, nhiệm vụ để lựa chọn giải pháp kỹ thuật

Máy và dụng cụ đo phải có tính năng kỹ thuật phù hợp, đảm bảo độchính xác và cần được kiểm tra, kiểm nghiệm chặt chẽ trước khi đo

Việc quan trắc chuyển dịch, biến dạng công trình được tiến hành theocác giai đoạn sau:

-Lập chương trình đo: Trong đó nêu mục đích, nhiệm vụ của công tác

Cụ thể là chuẩn bị kế hoạch đo đạc và lựa chọn phương pháp đo

-Tổ chức đo: Bao gồm việc xác định khối lượng công việc,chuẩn bịmốc,kiểm nghiệm máy, mia và đo ngoài thực địa theo các chu kỳ

-Xử lý số liệu đo đạc: Bao gồm việc kiểm tra kết quả đo ngoài thực địa,bình sai và tính toán các giá trị chuyển dịch, biến dạng, đánh giá độ chính xáckết quả đo

-Tổ chức nghiệm thu

Hiện nay, ở Việt Nam việc tổ chức quan trắc chuyển dịch công trìnhthường được thực hiện bằng phương pháp trắc địa, nguyên lý chung để quantrắc là xác định vị trí của một điểm quan trắc ở các chu kỳ trong một hệ toạ độthống nhất Cụ thể đối với quan trắc độ lún công trình là xác định độ lún tuyệtđối tại từng vị trí quan trắc và các tham số lún chung của công trình Độ lúntuyệt đối được xác định thông qua các mốc quan trắc lún gắn tại những vị tríchịu lực của công trình Số lượng mốc quan trắc tại mỗi công trình phụ thuộcvào điều kiện nền móng, kết cấu, quy mô, kích thước của công trình đó Độlún của các mốc quan trắc đặc trưng cho độ lún công trình ở vị trí mà mốcđược gắn

Phương pháp quan trắc là đo cao chính xác trong mỗi chu kỳ để xácđịnh độ cao của các đỉểm mốc tại thời điểm đo trong một hệ độ cao thốngnhất ngay từ chu kỳ đầu tiên Hệ độ cao này có thể là hệ độ cao Quốc gia hoặc

hệ độ cao giả định nhưng yêu cầu là các mốc cơ sở (khống chế độ cao) được

chọn là cơ sở so sánh phải có độ ổn định trong suốt thời kỳ quan trắc chuyểndịch công trình.

1.3 THỰC TRẠNG CHUYỂN DỊCH VÀ BIẾN DẠNG CÔNG

TRÌNHHIỆN NAY

Ở nước ta, trong các năm 1988-1995 để phục vụ cho công tác quan trắcbiến dạng sụt lún thành phố do khai thác nước ngầm dưới đất, đã xây dựngmột mạng lưới độ cao hình học hạng II, trong đó phần lớn các mốc quan trắc

bố trí tại các lỗ khoan thăm dò và khoan khai thác nước Nhờ đó, kết quả đo lặp trongkhoảng thời gian 7 năm đã bước đầu đánh giá được mức độ sụt lún của thànhphố

Đặc biệt, một số nhà bị biến dạng rất nghiêm trọng, gây ảnh hưởng tới

an toàn và tính mạng của người dân Ví dụ như nhà T1Thành Công, nhà đã bịbiến dạng rất lớn, có thể xảy ra đổ vỡ bất cứ lúc nào Ngoài ra các công trình

bị nứt, nghiêng như nhà B, C, D của bệnh viện Nhi Thuỵ Điển có vết nứt 6-7 cm

Hình 1.5 Biến dạng công trình khu liên hợp thể thao quốc giaCác công trình bị trượt thường nằm ở sườn đồi, sườn núi Đó là do đặcđiểm địa chất dưói nền móng của công trình Các hiện tượng sói mòn, sạt lởsảy ra làm cho công trình bị trượt theo.

Theo Sở TN&MT TP.HCM, trên địa bàn thành phố hiện có hơn200.000 giếng khoan với tổng công suất khai thác trên 1 triệu /ngày đêm, gấp

5 lần so với quy hoạch

Trong khi đó, năm 1999, toàn thành phố mới có khoảng 95.828 giếngkhai thác nước ngầm, mật độ trung bình 46 giếng/k.Như vậy, chỉ hơn 10 năm,thành phố đã có thêm hơn 100.000 giếng, chứng tỏ tình trạng lạm dụng khaithác nước ngầm đã đến mức báo động

Theo các nhà khoa học, khai thác nước ngầm là cần thiết nhưng việckhai thác đó phải bảo đảm thời gian để lượng nước bù đắp lại Với thực tế tạiTP.HCM, do không đảm bảo được các yêu cầu trên nên mực nước ngầm ngàycàng hạ thấp kéo theo hiện tượng lún mặt đất

Từ năm 2000 đến 2012 mỗi năm tụt giảm từ 1,5 đến 2m Các tầng chứanước ngầm đang bị tụt giảm nghiêm trọng do tình hình khai thác nước ngầmtại thành phố hiện nay đã vượt mức 600.000 m3/ngày trong khi lượng nước

bổ cập dưới 200.000 m3/ngày Số liệu quan trắc của Liên đoàn Quy hoach và

Điều tra tài nguyên nước miền Nam cho thấy, mực nước ngầm hạ thấp theotừng địa điểm Ở Bình Chánh, Nhà Bè mỗi năm giảm từ 0,5 – 0,7m, ở huyện

Củ Chi mỗi năm cũng giảm 0,8m

Còn kết quả nghiên cứu “Quan trắc biến dạng mặt đất khu vựcTP.HCM bằng kỹ thuật Insar vi phân” do Trung tâm Địa tin học (thuộc Khucông nghệ phần mềm ĐH Quốc gia TP) thực hiện cho thấy, nhiều khu vực tạithành phố đang bị lún cục bộ, tốc độ trung bình 10 mm/năm Nhiều khu vực ở

17 quận, huyện có tốc độ lún trên 10 mm/năm Đặc biệt, những khu vực đôthị hóa nhanh thuộc các quận 2, 6, 7, 8, 9, 12, Tân Phú, Bình Thạnh, Thủ Đức

và các huyện Bình Chánh, Hóc Môn, Nhà Bè có tốc độ lún trên 15 mm/năm.Điển hình như quận 6 (lún 5-20 cm/năm), quận Bình Tân (14 cm/năm), thịtrấn An Lạc - quận Bình Tân (12 cm/năm) Dự báo đến năm 2020, nhiều khuvực ở TP độ lún tăng 12 - 22 cm Sở TN&MT TP.HCM nhận định, mặt đấttrên địa bàn thành phố đang bị biến dạng mạnh do mực nước ở các tầng khaithác bị giảm, phát triển đô thị, địa chất yếu

Hình 1.6 Sụt lún mặt đất do khai thác nước ngầm

1.3.1 Một số công trình công nghiệp.

Hiện nay, nước ta đã xây dựng được khá nhiều công trình lớn như: nhàmáy thuỷ điện Hoà Bình, thuỷ điện YALY là những công trình có tầm cỡ,mang lại nguồn lợi kinh tế lớn cho đất nước

Bên cạnh đó còn có các nhà máy, xí nghiệp được xây dung trên khắpcác vùng của tổ quốc Các công trình nhà máy, xí nghiệp xây dựng đã lâu doảnh hưởng của nhiều yếu tố nên đã bị chuyển dịch, biến dạng gây ảnh hưởngtới điều kiện kỹ thuật và năng suất sản xuất Ví dụ như nhà máy xi măngHoàng Thạch, Silô bột liệu 362 của dây chuyền 2 đã có:

- Độ lún tổng cộng là 40 cm

- Độ lún lệch là 16 cm

- Độ nghiêng của silô đó là 40 cm trên độ cao 70 m

Các công trình kể trên phần nhiều là do ảnh hưởng của quá trình vậnhành công trình Các silô đã không đảm bảo được tải trọng thiết kế dẫn tớilàm giảm năng suất và chất lượng của nhà máyl

Ví dụ: Silô 362, tải trọng thiết kế là 25000 tấn nhưng do bị lệch nên chỉđược phép cấp tải 16.000 tấn nghĩa là chỉ sử dụng 2/3 tải trọng thiết kế

Với những công trình bị chuyển dịch, biến dạng như vậy cần phải cóbiện pháp xử lý kỹ thuật hoặc phá bỏ để đảm bảo an toàn cho sản xuất và laođộng

Trên đây chúng tôi chỉ giới thiệu một và công trình điển hình bị biến dạng

ở nước ta Ngoài ta còn rất nhiều công trình khác mà chúng tôi chưa có điều kiện

đề cập, kiểm tra được

Như vậy quan trắc lún nói riêng và quan trắc chuyển dịch, biến dạng côngtrình nói chung là một việc làm cấp thiết Về mặt thực tiễn, nó giúp các cơ quanchủ quản có trách nhiệm xử lý và quản lý công trình một cách hệ thống Về mặt lýthuyết, kết quả quan trắc chuyển dịch, biến dạng cho phép chúng ta chính xác hoálại các vấn đề, các phương án thiết kế nền móng công trình

CHƯƠNG 2: QUAN TRẮC ĐỘ LÚN CÔNG TRÌNH BẰNG PHƯƠNG

PHÁP TRẮC ĐỊA 2.1 MỤC ĐÍCH, Ý NGHĨA, YÊU CẦU VÀ NHIỆM VỤ CỦA CÔNG TÁC QUAN TRẮC ĐỘ LÚN CÔNG TRÌNH

2.1.1 Mục đích, ý nghĩa của quan trắc độ lún công trình

Quan trắc độ lún công trình vừa có ý nghĩa khoa học (xác định tínhđúng đắn của phép tính lý thuyết về độ bền vững của công trình) vừa có ýnghĩa thực tiễn (để sử dụng các công trình bình thường và có biện pháp xử lýkhi phát hiện hệ số chuyển dịch vượt quá giới hạn cho phép)

Quan trắc độ lún công trình là để xác định mức độ chuyển dịch côngtrình trong mặt phẳng thẳng đứng, nghiên cứu tìm ra nguyên nhân chuyểndịch từ đó có biện pháp xử lý, đề phòng tai biến với công trình Cụ thể là:

a Xác định giá trị chuyển dịch biến dạng để đánh giá mức độ ổn địnhcủa công trình

b Kiểm tra việc tính toán thiết kế công trình

c Nghiên cứu quy luật chuyển dịch, biến dạng công tình trong những điều kiện khác nhau và dự đoán chuyển dịch, biến dạng của công trình trongtương lai Xác định các loại chuyển dịch, biến dạng có ảnh hưởng đến quátrình công nghệ, vận hành công trình

2.1.2 Yêu cầu và nhiệm vụ của công tác quan trắc độ lún công trình Trong quá trình quan trắc độ lún công trình, yêu cầu đặt ra là:

- Xây dựng hệ thống lưới quan trắc

- Phân tích độ ổn địnhcủa các mốc cơ sở

- Tính toán các thông số độ lún

- Thành lập mô hình dự báo quan trắc độ lún

- Rút ra các kết luận từ lý thuyết và thực nghiệm

Để quan trắc chuyển dịch biến dạng một công trình, trước hết cần phảithiết kế phương án kinh tế - kỹ thuật bao gồm:

a Nhiệm vụ kỹ thuật

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

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

e Sơ đồ quan trắc

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

f Phương pháp và dụng cụ đo

g Phương pháp chỉnh lý kết quả đo

h Sơ đồ lịch cho công tác quan trắc

i Biên chế nhân lực và dự toán kinh phí

2.2 LƯỚI KHỐNG CHẾ VÀ CÁC LOẠI MỐC DÙNG TRONG QUAN TRẮC ĐỘ LÚN CÔNG TRÌNH

2.2.1 Lưới khống chế

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 trìnhtrong 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 tạođược 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)

-Không quá xa công trình

-Có yêu cầu cao về mức độ ổn định vị trí, độ cao

công trình và thuận tiện cho quá trình quan trắc Toàn bộ bậc lưới quan trắcđược đo nối với lưới cơ sở Khi thiết kế lưới quan trắc nên tạo thành nhiềuvòng để bảo đảm độ vững chắc đồ hình và có điều kiện kiểm tra sai số khéptuyến trong quá trình đo đạc ở thực địa.

Hình 2.2 Sơ đồ lưới quan trắc

2.2.2 Các loại mốc dùng trong quan trắc độ lún công trình

a) Mốc cơ sở

Mốc cơ sở dùng trong đo lún công trình là mốc khống chế độ cao, là cơ

sở để xác định độ lún công trình Mốc cơ sở thoả mãn các yêu cầu sau:

- Giữ được ổn định trong suốt quá trình đo độ lún công trình

- Cho phép kiểm tra độ tin cậy của các mốc khác

- Cho phép dẫn độ cao đến các mốc đo lún một cách thuận lợi

Vị trí các mốc cơ sở được đặt vào lớp đất tốt, ổn định (có bề dày lớn),cách nguồn gây ra chấn động lớn hơn chiều sâu của mốc cơ sở đến công trình(công trình dân dụng và công nghiệp thường là từ 50 – 100 m).

Khi lợi dụng các công trình cũ để đặt mốc cơ sở thì các công trình nàyphải hoàn toàn ổn định (không có hiện tượng chuyển dịch, biến dạng) Khôngđặt mốc cơ sở tại các công trình có tải trọng động (tải trọng thay đổi)

Tuỳ theo tính chất, diện tích mặt bằng và tầm quan trọng của côngtrình, mà thiết kế số lượng mốc cơ sở cho phù hợp với TCVN 9360:2012 vàđược chia thành ba loại: A, B, C Mốc cơ sở loại A là mốc có dạng cọc ống.Mốc này thường áp dụng khi đo lún các công trình quan trọng xây trên nềnđất đá ổn định, chiều sâu khá lớn, khu vực thi công chịu tác động của lựcđộng học Mốc cơ sở loại B là loại mốc có dạng cọc bê tông cốt thép Mốcnày thường áp dụng khi đo độ lún của các công trình xây dựng trên móng cọc

có chiều sâu đạt đến lớp đất đá tốt được sử dụng để tựa cọc công trình Mốc

cơ sở loại C là mốc có dạng cọc ngắn hoặc khối bê tông được chôn vào lớpđất tốt nguyên thổ đầu tiên Loại mốc này thường áp dụng khi đo độ lún cáccông trình dân dụng được xây trên nền đất đá kém ổn định

Mốc cơ sở loại A Mốc cơ sở loại B

Hình 2.3 Mốc cơ sở quan trắc lún công trìnhCấu tạo đầu đo của mốc cơ sở có dạng hình cầu, chỏm cầu bằng thépkhông gỉ, bằng đồng hoặc bằng sứ Phần đầu của các mốc cơ sở cần được xâybảo vệ có nắp đậy sao cho tác động của mặt đất không làm ảnh hưởng tới vịtrí của mốc.Trong những trường hợp cần thiết hoặc chủ đầu tư yêu cầu thìdẫn độ cao từ điểm độ cao nhà nước gần nhất vào hệ thống các mốc cơ sở.

c) Mốc quan trắc

Mốc quan trắc lún là mốc được gắn trực tiếp vào các vị trí đặc trưngcho độ lún công trình Ví dụ các kết cấu chịu lực trên nền móng hoặc thâncông trình.Mốc này dùng để quan trắc độ trồi lún của công trình Mốc quantrắc lún được phân ra như sau:

-Mốc gắn tường, cột

-Mốc gắn nền

-Các mốc chôn sâu dùng để quan trắc các lớp đất

Mốc quan trắc độ lún phải có kết cấu vững chắc, đơn giản và thuận tiệncho việc đo đạc, khi đặt mia, treo mia, không làm thay đổi độ cao của nó

Khi thiết kế các mốc quan trắc lún phải nghiên cứu các tài liệu mặtbằng bố trí móng, mặt bằng công trình để đặt mốc vào đúng vị trí cần thiết kế,tránh sự phá hỏng hoặc mất tác dụng của mốc trong các chu kỳ đo sau

Mốc quan trắc lún cần bố trí sao cho phản ánh được đầy đủ nhất về độlún toàn công trình và bảo đảm được các điều kiện đo đạc, khi bố trí mốcquan trắc lún cần tham khảo ý kiến của người thiết kế Số lượng mốc quantrắc độ lún cho một công trình cần được tính toán hợp lý sao cho vừa phảnánh được đầy đủ tinh chất lún của công trình, vừa đảm bảo được tính kinh tế

Khoảng cách giữa các mốc quan trắc độ lún phụ thuộc vào điều kiện địa chấtcông trình, cấu tạo máy đo, giá trị độ lún ước tínhvà mục đích của việc đolún

Mốc quan trắc độ lún được đặt sao cho có thể chuyền độ cao trực tiếp

từ mốc này sang mốc khác, đặc biệt ở vị trí có liên quan đến sự thay đổi kếtcấu, đồng thời có thể đo nối với mốc cơ sở một cách thuận lợi nhất

Mốc quan trắc lún phải được đặt ở những nơi đặc trưng về độ lúnkhông đều, các vị trí dự đoán là lún mạnh, các kết cấu chịu lực khác nhau, các

vị trí thay đổi về điều kiện địa chất công trình, nơi có thay đổi về tải trọngcông trình Đối với các công trình công nghiệp và nhà khung chịu lực, mốcquan trắc độ lún được đặt tại các cột chịu lực theo chu vi của công trình bêntrong sao cho công trình có các mốc được phân bố theo trục ngang, trục dọctối thiểu 3 mốc mỗi hướng Tại khu vực bệ lò hoặc móng máy các mốc quatrắc lún được bố trí dày hơn theo các trục đối xứng

Đối với các nhà chung cư cao tầng các sàn tấm panen lớn và các nhàtập thể có các móng lắp ghép thì các mốc được đặt theo chu vi và trục của nhàcách nhau từ 6 – 8 m (tương ứng với hai tấm panen hay còn gọi là tương ứngqua hai bước panen)

Đối với các nhà xưởng được xây trên nền móng cọc thì các mốc phân

bố cách nhau tối đa là 15 m theo trục dọc và trục ngang của công trình Khichiều rộng của nhà xưởng lớn hơn 25 m thì số lượng mốc quan trắc lún được

bố trí tăng thêm một hàng 10 m theo các trục

Đối với các nhà sản xuất nhiều tầng và các công trình có móng bằnggiao thì mốc quan trắc lún sẽ được bố trí theo hướng dọc và ngang của trục

móng và theo chu vi của công trình, với mật độ một mốc trên 100 m 2 diệntích.

Đối với các công trình loại ống khói, silô, lò luyện gang, công trìnhdạng tháp mốc được đặt tối thiểu 4 chiếc theo chu vi Với các công trình cầnbảo đảm chuyển động theo một trục, cần đặt mốc quan trắc lún đối xứng quahai bên của chúng Đối với các dầm cầu chạy, giá đỡ, đặt mốc tại các cột chịulực và bố trí theo đường trục

Đối với các công trì nh quan trọng, các công trình nghệ thuật mặt ngoài

ốp bằng vật liệu quý nên chọn loại mốc quan trắc lún có bản lề quay, có nắpđậy nhằm bảo đảm mỹ quan cho công trình

Khi đặt mốc lún cần lưu ý đến độ cao của mốc so với mặt nề đất xungquanh và khoảng cách từ đầu mốc đến mặt phẳng của tường hay cột để choviệc đặt mia được thuận tiện Đối với các loại mia đặt trên đầu mốc, nên đặtmốc ở độ cao từ 15 – 20 cm so với mặt nền Khoảng cách từ đầu mốc tớitường hoặc cột thường là từ 3 cm – 4 cm Nơi đặt các mốc cần phải kí hiệuquy ước trên đồ án của công trình hay toà nhà với tỷ lệ 1:100 – 1:500 và đặttên cho mỗi mốc

Trong quá trình đo đạc nếu phát hiện thất mốc bị mất, cần phải bổ sungmốc mới Vị trí của nó cách mốc cũ không qua 3 m Sau khi gắn mốc phải đặttên cho mốc và ghi ký hiệu quy ước

Số lượng mốc quan trắc lún đặt cho nhà dân dụng hoặc công trình côngnghiệp được ước tính theo công thức sau đây :

N =(2.1)Trong đó:

N – số lượng mốc quan trắc lún

p – chu vi nhà hoặc chiều dài móng(m)

L – khoảng cách giữa các mốc quan trắc lún

Đối với các nhà xây trên móng cọc hoặc móng bè, số lượng đầu mốcđược tính bằng công thức:

Mốc quan trắc lún nền đất Mốc quan trắc lún gắn tường

Hình 2.4 Các loại mốc quan trắc lún

2.3 ĐỘ CHÍNH XÁC VÀ CHU KỲ QUAN TRẮC ĐỘ LÚN CÔNG TRÌNH

2.3.1 Yêu cầu độ chính xác quan trắc độ lún công trình

Trong quan trắc lún, yêu cầu độ chính xác phụ thuộc chủ yếu vào tínhchất cơ lý đất đá dưới nền móng công trình và phụ thuộc vào đặc điểm kếtcấu, vận hành công trình

Độ chính xác quan trắc lún được xác đinh bằng công thức:

(2.3)Trong đó: msi– độ chính xác quan trắc độ lún ở thời điểm ti

Sti,St(i-1) độ lún dự báo ở thời điểm ti, t(i-l)

– hệ số đặc trưng cho độ tin cậy của kết quả quan trắc, thôngthường

=46 Xác định độ chính xác quan trắc độ lún là cần thiết cho công tác đođạc.Khi xác định yêu cầu độ chính xác quan trắc độ lún công trình cần thamkhảo chỉ tiêu giới hạn lún từng công trình cụ thể Theo quy phạm thì việcquan trắc độ lún của công trình xây dựng được thực hiện bằng phương phápthuỷ chuẩn hình học có độ chính xác cần thiết của quan trắc chuyển dịch được

đề ra trên cơ sờ quy mô của công trình, mục đích sử dụng của công trình vàtính chất cơ lý của nền đất Cụ thể sai số cho phép xác định độ lún của côngtrình không được vượt quá ±1 mm đối với những công trình xây trên nền đácứng: ±2mm đối với các công trình xây trên nền đất chịu nén tốt: ± 5 mm đốivới các công trình xây trên nền đất đắp, nền đất lún và nền đất chịu nén kém

Từ yêu cầu độ chính xác quan trắc độ lún công trình có thể xác địnhđược sai số tổng hợp các bậc Nếu yêu cầu độ chính xác đưa ra là sai số tuyệtđối độ lún công trình thì việc xác định sai số đô cao tổng hợp được xác địnhnhư sau:

Do độ lún công trình được tính là hiệu độ cao của hai chu kỳ quan trắctheo công thức:

Nên sai số trung phương độ lún (ms) được xác định theo công thức:

( 2.5)

Các chu kỳ quan trắc thường được thiết kế với đồ hình và độchính xác đo đạc tương đương nhau, nên có thể coi= = Như vậy cốngthức tính sai số tổng hợp độ cao là:

(2.6)Thông thường hệ thống lưới quan trắc độ lún công trình được thiết kếvới hai bậc lưới (bậc lưới cơ sở và bậc lưới quan trắc) vì vậy sai số độ caotổng hợp bao gồm hai sai số sẽ được thể hiện dưới dạng sau:

(2.7)Trong đó là sai số tổng hợp, sai số độ cao điểm khống chế và sai số độcao điểm quan trắc

Đối với mạng lưới được xây dựng từ hai bậc lưới trở lên thì sai số bậclưới thứ i được xác định theo công thức:

(2.8)Như vậy đối với mạng lưới có hai bậc lưới ta có:

(2.9)Sai số độ cao điểm quan trắc là:

(2.10)Dựa vào các công thức trên và yêu cầu độ chính xác quan trắc ta sẽ xácđịnh được giá trị sai số độ cao của từng điểm và sai số độ cao của điểm yếuđối với từng bậc lưới

2.3.2 Chu kỳ quan trắc

Quan trắc lún được tiến hành nhiều lần, mỗi lần quan trắc được gọi làmột 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 được tính toán sao cho kết quảquan trắc phản ánh được thực chất quá trình lún của công trình Nếu chu kỳquan trắc thưa thì sẽ không phản ánh đúng quy luật chuyển dịch, ngược lạinếu chu kỳ quan trắc quá dày sẽ dẫn tới lãng phí nhân lực, tài chính và các chiphí 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 móngcông trình.Các chu kỳ tiếp theo được ấn định tuỳ thuộc tiến độ xây dựng vàmức tăng tải trọng công trình

Thường thực hiện các chu kỳ quan trắc vào lúc công trình xây dựng đạt25%, 50 %, 75%, 100% tải trọng của bản thân công trình Khi tiến độ xâydựng đều thì có thể bố trí chu kỳ đo theo tuần hoặc theo tháng Đối với cáccông trình quan trọng có điều kiện địa chất đặc biệt, có thể tăng thêm chu kỳđo

-Giai đoạn đầu vận hành công trình.

Giai đoạn độ lún công trình giảm dần, tuỳ thuộc vào dạng móng, loạinền quyết định chu kỳ đo cho thích hợp Các chu kỳ quan trắc phụ thuộc vàotốc độ lún của công trình, đặc điểm vận hành công trình Thời gian đo giữahai chu kỳ trong giai đoạn này có thể chọn từ 2-6 tháng Các chu kỳ đượcquyết định trên cơ sở độ lún của chu kỳ gần nhất đã xác định Số lượng chu

kỳ trong giai đoạn này tuỳ thuộc vào giá trị và tốc độ lún của công trình màquyết định

-Giai đoạn công trình đi vào ổn định.

Thời gian giữa hai chu kỳ kế tiếp có thể từ 6 tháng đến 1 năm hoặc 2năm Trong một số trường hợp đặc biệt khi xuất hiện yếu tố ảnh hường đến độ

ổn định của công trình, cần thực hiện các chu kỳ quan trắc đột xuất

Đối với các công trình có tải trọng động: nhà kho, silô… Các chu kỳ đothường được tăng cường trước khi chất tải, khi dỡ tải trước khi công trìnhđưa vào vận hành, khi vận hành và sau khi vận hành

2.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP QUAN TRẮC ĐỘ LÚN CÔNG TRÌNH

Trong quan trắc độ lún công trình bằng phương pháp trắc địa người ta

sử dụng các phương pháp đo sau:

-Phương pháp đo cao hình học

-Phương pháp đo cao thuỷ tĩnh

-Phương pháp đo cao lượng giác

2.4.1 Phương pháp đo cao thuỷ tĩnh

Phương pháp đo cao thuỷ tĩnh được áp dụng để quan trắc lún của nềncác kết cấu xây dựng trong điều kiện rất chật hẹp, không thể quan trắc bằngphương pháp đo cao hình học Máy đo cao thuỷ tĩnh là một hệ thống bìnhthông nhau.Tùy điều kiện cụ thể có thể cố định máy thuỷ tĩnh với công trìnhtrong suốt quá trình quan trắc độ lún hoặc dùng các máy thuỷ tĩnh cơ động

Hình 2.5 Sơ đồ đo cao tại một trạm đo thuỷ tĩnhDụng cụ đo thuỷ tĩnh là những khối bình kín nối liền với nhau bằngnhững ống mềm chứa nước và ống mềm chứa không khí, do đó ngăn chặnđược sự thay đổi của áp lực bên ngoài và nâng cao độ chính xác đo đạc Các

bộ phận của dụng cụ đo thuỷ tĩnh gồm : bình thuỷ tinh đặt trong lớp vỏ bảo vệbằng đồng, ở trên có nắp kín Trên đầu bình có ốc đo cực nhỏ và vành đọc số.Các bình thuỷ tinh được nối vối nhau bằng các ống cao su mềm chứa khôngkhí và chứa nước

Nguyên lý đo cao thuỷ tĩnh: Chênh cao tại một trạm đo sẽ được xácđịnh bằng 2 vị trí thuận và nghịch của các bình

Giả sử hệ thống đo thuỷ tĩnh gồm hai bình Nl, N2 dùng xác định chênhcao giữa hai điểm A và B Chênh cao cần xác định được tính theo công thức:

Trong đó dl,d2 là chiều cao của các bình và cũng chính là khoảng cách

từ điểm “0” của thang vạch khắc đến mặt phẳng tựa của các bình Nl, N2

Sl, TI là số đọc trên vành đọc số của bình sau và trước

Như vậy ở vị trí thuận ta có:

=(Tl-Sl)+(dl-d2)

ở vị trí nghịch ta có: =(T2-S2)-(d1-d2)Suy ra giá trị trung bình của chênh cao tại một trạm đo là:

(2.12)

Độ chính xác của phương pháp:

Từ công thức xác định chênh cao ta có:

) (2.13)Nếu lấy ta có:

Sai số xác định chênh cao khi dùng dụng cụ thuỷ tĩnh bằng sai số đọc

số trên mỗi bình.Các nguồn sai số chủ yếu trong đo cao thuỷ tĩnh là:

-Sự không cân bằng của chất lỏng trong các bình và ảnh hưởng của hiệntượng mao dẫn Nguồn sai số này sẽ được giảm thiểu nếu tăng đường kính củabình và chỉ thực hiện đo khi đã đặt máy khoảng 2 đến 3 phút để tránh giao độngcủa chất lỏng trong bình

- Sai số tiếp xúc giữa đầu nhọn của vít đo cực nhỏ với màng chấtlỏng, khi di chuyển đầu đo với tốc độ chậm thì sai số này trong khoảng 1 – 2

-Ảnh hưởng của sai số đặt dụng cụ vào bề mặt cần đo thuỷ chuẩn

-Ảnh hưởng của sự thay đổi áp suất và nhiệt độ, đây là nguồn sai số cóảnh hưởng lớn nhất đến độ chính xác đo cao thuỷ tĩnh, vì vậy khi thực hiện đocao thủy tĩnh ở thực địa cần phải chọn tuyến và thời điểm đó có áp suất vànhiệt độ ổn định

Phương pháp đo cao thuỷ tĩnh có nhược điểm cơ bản là dụng cụ đocồng kềnh, dẫn tới hiệu quả thấp trong sản xuất.

Phương pháp đo cao thuỷ tĩnh có thể được áp dụng để quan trắc độ lúncủa nền và các kết cấu xây dựng chật hẹp, không thuận tiện bằng quan trắcbằng phương pháp đo cao hình học Đo cao thuỷ tĩnh cũng được sử dụng tạinhững khu vực độc hại, khu vực không thuận tiện cho việc tiếp xúc của conngười

2.4.2Phương pháp đo cao lượng giác

Một số trường hợp không yêu cầu độ chính xác cao có thể áp dụngphương pháp đo cao lượng giác tia ngắm ngắn (chiều dài tia ngắm không quá

100 m) trong quan trắc lún

Hiện nay để đo cao lượng giác thường sử dụng các loại máy toàn đạcđiện tử có độ chính xác cao như TC-2002,TC-2003 và các máy có độ chínhxác tương đương Những loại máy này cho phép đo góc thiên đỉnh (hoặc đogóc đứng) và đo chiều dài cạnh với độ chính xác cao Cũng có thể sử dụngmột số loại máy kinhvĩ chính xác như Theo010, Wild-T2.Tuy nhiên trongtrường hợp này phải có biện pháp xác định chiều dài cạnh với độ chính xáccần thiết

Trong đo cao lượng giác, chênh cao giữa trục quay của ống kính vàđiểm ngắm trên mia được tính theo công thức:

h=lcotgZ (2.14)Trong đó 1 - khoảng cách nằm ngang từ máy tới mia, được đo trực tiếphoặc được tính ra theo công thức:

L = b (2.15)

Khi đó, phải ngắm hai điểm trên mia để có hai góc thiên đỉnh Z1 ,Z2.Khoảng cách b là khoảng cách giữa hai điểm ngắm trên mia, phải đượcxác định chính xác.

Các nguồn sai số trong đo cao lượng giác là sai số đo chiều dài ; sai số

đo góc thiên đinh mz (hoặc sai số đo góc đứng mv), sai số đo chiều cao máysai số đo chiều cao tiêu mt và sai số chiết quang mf

Ưu điểm của phương pháp đo cao lượng giác là khả năng đo đượcchênh cao lớn tại một trạm máy, tuy nhiên do còn hạn chế về độ chính xácnên đo cao lượng giác chỉ áp dụng cho những trường hợp yêu cầu độ chínhxác không caohoặc không thuận tiện cho đo cao hình học

Để bảo đảm độ chính xác đo cao lượng giác quan trắc độ lún công trìnhcần áp dụng các biện pháp nhằm làm giảm ảnh hưởng của các nguồn sai số cơbản khi thực hiện đo đạc ngoài thực địa:

-Hạn chế chiều dài tia ngắm,chiều dài tia ngắm không được vượt quá100m trong mọi trường hợp

- Chọn thời điểm quan trắc để giảm ảnh hưởng của chiết quang môitrường

- Nâng cao độ chính xác đo chiều dài, góc thiên đỉnh , chiều cao máy

và chiều cao tiêu ngắm

2.4.3 Phương pháp đo cao hình học

Hiện nay, phương pháp đo cao hình học tia ngắm ngắn được sử dụngphổ biến trong quan trắc độ lún công trình Nguyên lý của phương pháp nàydựa vào tính chất tia ngắm nằm ngang, nghĩa là trong phạm vi hẹp coi tia

ngắm song song với mặt thuỷ chuẩn và vuông góc với phương dây dọi Dụng

cụ đo là máyvà mia thuỷ chuẩn

Để xác định chênh cao giữa các điểm người ta đưa trục ngắm của ốngkính máy thuỷ chuẩn về vị trí nằm ngang và đọc số trên các mia dựng tại cácđiểm đo Trong kỹ thuật đo cao hình học quan trắc lún, người ta dùng phươngpháp đo cao từ giữa

Tia ngắm truyền thẳng và song song với mặt thuỷ chuẩn, các trục đứngcủa máy và mia theo phương dây dọi vuông góc với mặt thuỷ chuẩn, chênhcao giữa hai điểm, A, B ký hiệu là hAB:

hAB = HB-HA (2.16)Tại A và B đặt hai mia thẳng đứng, mia có khắc vạch theo đơn vị độdài (cm, mm) Tại điểm giữa đoạn AB đặt máy thuỷ chuẩn, máy này có bộphận đưa trục ngắm về vị trí nằm ngang (ống thuỷ dài gắn trong ống kính),ống kínhcủa nó có cấu tạo là hệ thống thấu kính ghép với nhau

Hình2.6 Sơ đồ đo cao hình học tại một trạm máy

Theo hướng từ A tới B gọi mia đặt tại A là “mia sau”, mia đặt tại B là

“mia trước” Sau khi cân bằng máy và để trục ngắm về vị trí nằm ngang,hướng ống kính về mia sau và dựa vào chỉ giữa (ngang) của lưới chỉ đọc được

số ký hiệu là a, sau đó quay ống kính về mia trước đọc được số ký hiệu là b.Trị giá và dấu của chênh cao được tính theo hiệu số của hai số đo này.

= a-b (2.17)Khi hai điểm A, B cách xa nhau hoặc trong trường hợp lớn cần phải bốtrí nhiều trạm máy, lúc này là tổng của các chênh cao của các trạm

Chiều cao tia ngắm (m) ≥0,

trạm

đo trên tuyến)

Các nguồn sai số trong đo cao hình học tia ngắm ngắn được phân chiathành 3 nhóm, nhóm 1 gồm các nguồn sai số thiết bị đo, nhóm 2 bao gồm cácnguồn sai số do điều kiện ngoại cảnh, nhóm 3 bao gồm các sai số do thao táccủa người đo.

Sai số của thiết bị đo gồm có:

-Sai số làm trùng bọt thuỷ tiếp xúc

- Sai số ngắm, được xác định theo công thức mngắm = 10”/v (V là độphóng đại của ống kính)

-Sai số do không thực hiện điều kiện hình học cơ bản của máy thuỷchuẩn (sai số góc i)

-Sai số đọc số trên bộ đo cực nhỏ, gây nên bởi sai số xác định giá trịvạch chia bộ đo cực nhỏ

-Sai số điều quang, nguồn sai số này được triệt tiêu nếu áp dụng đo cao

từ giữa

-Sai số do điều kiện ngoại cảnh gồm có các nguồn sau:

- Sai số do biến dạng của máy dưới tác động của nhiệt độ

- Sai số do máy và mia bị trồi lún

- Sai số do chiết quang

- Sai số do giãn nở của lõi mốc

- Sai số do giãn nở nhiệt của bản thân công trình

- Sai số do dao động không khí

Các nguồn sai số do con người gây nên gồm có sai số làm trùng vạchbọt thuỷ và sai số đọc số trên bộ đo cực nhỏ, các sai số này giảm đáng kể khi

sử dụng máy có bộ tự cân bằng và máy thuỷ chuẩn điện tử

Phương pháp đo cao hình học tia ngắm ngắn có ưu điểm là tính đơngiản trong quy trình thao tác và tính toán Hiện nay đây là phương pháp đocao chủ yếu áp dụng cho quan trắc độ lún công trình

2.5 MÁY MÓC VÀ DỤNG CỤ ĐO TRONG QUAN TRẮC ĐỘ LÚN CÔNG TRÌNH

Do điều kiện đề tài hẹp nên em không nêu ra tất cả các loại máy móc,thiết bị quan trắc độ lún công trình bằng các phương pháp đo cao mà chỉ nêu

ra thiết bị máy móc trong đo cao hình học, thiết bị này được sử dụng chủ yếu

để quan rắc độ lún công trình trong thực tế sản xuất

2.5.1 Máy thuỷ chuẩn

Trong quan trắc lún công trình bằng phương pháp đo cao hình học,người ta sử dụng các loại máy thuỷ chuẩn có độ chính xác cao như: H-05, Ni-

004, Koni-007 và các máy khác có độ chính xác tương đương

Các loại máy thuỷ chuẩn này được sử dụng để quan trắc độ lún côngtrình đều có bộ đo cực nhỏ, độ phóng đại của ống kính lớn và được chia ralàm hai loại là máy có bọt thuỷ dài và máy có bộ tự cân bằng Hiện nay, các

cơ quan sản xuất đang dùng phổ biến loại máy Ni-004 của Đức có các đặctính kỹ thuật như sau:

- Độ phóng đại của ống kính 44 lần

- Đường kính kính vật 56 mm

- Khoảng cách giữa kính mắt và kính vật 373 mm

- Giá trị phân khoảng của ống thuỷ dài 10”/2mm

- Chiều dài toàn bộ ống kính 4430 mm

- Bộ đo cực nhỏ có 100 phân khoảng

- Chiều dài 1 vạch bộ đo cực nhỏ 0,8 mm

- Giá trị phân khoảng của bộ đo cực nhỏ tương ứng với số đọc trên mia là0,05 mm

Hình 2.7 Máy thủy chuẩn Ni-004

2.5.2 Các loại mia

Mia được sử dụng thường là mia invar thường hoặc mia invar chuyêndùng có kích thước nhỏ hơn.Sai số của mia thường gây ra sai số hệ thốngtrong kết quả đo cao, do đó mia cần phải thoả mãn các yêu cầu sau:

-Độ dài thân mia phải ổn định, ít chịu ảnh hưởng của nhiệt độ bênngoài.Thường độ dài này từ 1m đến 3m Giá trị vạch khắc là 2,5mm

-Vạch kẻ trên mia phải chính xác, sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thốngphải nhỏ

-Toàn bộ mia phải thẳng, không có hiện tượng uốn cong