Công tác trắc địa trong xây dựng lưới khống chế mặt bằng thi công nhà cao tầng

MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU 3 DANH MỤC HÌNH ẢNH 4 Lời nói đầu 6 CHƯƠNG 1 7 CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 7 1.1. Giới thiệu chung về công trình nhà cao tầng 7 1.1.1. Khái niệm chung về nhà cao tầng 7 1.1.2. Đặc điểm kết cấu nhà cao tầng 8 1.2. Quy trình thi công xây dựng nhà cao tầng 10 1.3. Chỉ tiêu kĩ thuật cơ bản của công tác trắc địa đối với thi công xây dựng nhà cao tầng 12 1.3.1. Khái niệm về hạn sai cho phép trong xây dựng 12 1.3.2. Mối quan hệ giữa các hạn sai lắp ráp xây dựng và độ chính xác của các công tác trắc địa 14 1.3.3. Một số tiêu chuẩn độ chính xác của công tác trắc địa trong thi công xây dựng công trình 16 CHƯƠNG 2 19 KHẢO SÁT THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG 19 2.1. Phương pháp thành lập lưới khống chế mặt bằng thi công công trình nhà cao tầng 19 2.1.1. Phương pháp tam giác 19 2.1.2. Phương pháp đường chuyền 20 2.1.3. Phương pháp tứ giác không đường chéo 21 2.1.4. Phương pháp xây dựng lưới trắc địa có ứng dụng công nghệ GPS 23 2.2. Thiết kế thành lập các bậc lưới khống chế mặt bằng thi công nhà cao tầng 25 2.2.1. Mục đích, nội dung thành lập lưới 25 2.2.2. Thiết kế các bậc lưới 25 2.3. Thành lập lưới cơ sở mặt bằng trên khu vực xây dựng 26 2.3.1. Xác định độ chính xác cần thiết 26 2.3.2. Các phương pháp thành lập lưới 27 2.3.3. Đo nối và xác lập hệ tọa độ công trình 27 2.3.4. Bố trí và đánh dấu lưới thi công lên tường bao 28 2.4. Thành lập lưới khống chế mặt bằng móng 29 2.4.1. Thành lập lưới khung 29 2.4.2. Tăng dày các điểm lưới trục công trình 29 2.5. Thành lập lưới khống chế trên các sàn tầng xây dựng 32 2.5.1. Các phương pháp chuyển điểm của lưới bố trí cơ sở từ mặt bằng gốc lên tầng sàn xây dựng 32 2.5.2. Đo kiểm tra và bố trí trục 40 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 42 3.1. Giới thiệu về công trình 42 3.1.1. Nội dung thực nghiệm 42 3.1.2. Khái quát về công trình 42 3.2. Phương pháp xử lý số liệu lưới khống chế thi công nhà cao tầng 42 3.2.1. Bình sai lưới GPS bằng phần mềm Compass Post Process 42 3.2.2. Biên tập 7 bảng bằng phần mềm Apnet2012 52 3.3. Thực nghiệm thiết kế lưới thi công 53 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 61 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Phân loại nhà cao tầng 8 Bảng 1.2 Dưới đây trích dẫn các hạn sai xây dựng khi bố trí công trình 13 Bảng 1.3 Chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới cở sở bố trí công trình 16 Bảng 1.4 Độ chính xác của công tác bố trí công trình 17 Bảng 3.1 Bảng tọa độ độ cao các điểm khống chế đo vẽ 53 Bảng 3.2 Trị đo gia số tọa độ và các chỉ tiêu sai số 55 Bảng 3.3 Sai số khép tam giác 55 Bảng 3.4 Trị bình sai, số hiệu chỉnh, sai số đo gia số tọa độ không gian 56 Bảng 3.5 Tọa độ vuông góc không gian sau bình sai 56 Bảng 3.6 Tọa độ trắc địa sau bình sai 57 Bảng 3.7 Tọa độ phẳng sau bình sai 57 Bảng 3.8 Chiều dài cạnh, phương vị sau bình sai 57  

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU 3

DANH MỤC HÌNH ẢNH 4

Lời nói đầu 6

CHƯƠNG 1 7

CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 7

1.1 Giới thiệu chung về công trình nhà cao tầng 7

1.1.1 Khái niệm chung về nhà cao tầng 7

1.1.2 Đặc điểm kết cấu nhà cao tầng 8

1.2 Quy trình thi công xây dựng nhà cao tầng 10

1.3 Chỉ tiêu kĩ thuật cơ bản của công tác trắc địa đối với thi công xây dựng nhà cao tầng 12

1.3.1 Khái niệm về hạn sai cho phép trong xây dựng 12

1.3.2 Mối quan hệ giữa các hạn sai lắp ráp xây dựng và độ chính xác của các công tác trắc địa 14

1.3.3 Một số tiêu chuẩn độ chính xác của công tác trắc địa trong thi công xây dựng công trình 16

CHƯƠNG 2 19

KHẢO SÁT THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG 19

2.1 Phương pháp thành lập lưới khống chế mặt bằng thi công công trình nhà cao tầng 19

2.1.1 Phương pháp tam giác 19

2.1.2 Phương pháp đường chuyền 20

2.1.3 Phương pháp tứ giác không đường chéo 21

2.1.4 Phương pháp xây dựng lưới trắc địa có ứng dụng công nghệ GPS 23

2.2 Thiết kế thành lập các bậc lưới khống chế mặt bằng thi công nhà cao tầng 25

2.2.1 Mục đích, nội dung thành lập lưới 25

2.2.2 Thiết kế các bậc lưới 25

2.3 Thành lập lưới cơ sở mặt bằng trên khu vực xây dựng 26

2.3.1 Xác định độ chính xác cần thiết 26

2.3.2 Các phương pháp thành lập lưới 27

2.3.3 Đo nối và xác lập hệ tọa độ công trình 27

2.3.4 Bố trí và đánh dấu lưới thi công lên tường bao 28

2.4 Thành lập lưới khống chế mặt bằng móng 29

2.4.1 Thành lập lưới khung 29

2.4.2 Tăng dày các điểm lưới trục công trình 29

2.5 Thành lập lưới khống chế trên các sàn tầng xây dựng 32

2.5.1 Các phương pháp chuyển điểm của lưới bố trí cơ sở từ mặt bằng gốc lên tầng sàn xây dựng 32

2.5.2 Đo kiểm tra và bố trí trục 40

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM 42

3.1 Giới thiệu về công trình 42

3.1.1 Nội dung thực nghiệm 42

3.1.2 Khái quát về công trình 42

3.2 Phương pháp xử lý số liệu lưới khống chế thi công nhà cao tầng 42

3.2.1 Bình sai lưới GPS bằng phần mềm Compass Post Process 42

3.2.2 Biên tập 7 bảng bằng phần mềm Apnet2012 52

3.3 Thực nghiệm thiết kế lưới thi công 53

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59

TÀI LIỆU THAM KHẢO 61

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1.1 Phân loại nhà cao tầng 8

Bảng 1.2 Dưới đây trích dẫn các hạn sai xây dựng khi bố trí công trình 13

Bảng 1.3 Chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới cở sở bố trí công trình 16

Bảng 1.4 Độ chính xác của công tác bố trí công trình 17

Bảng 3.1 Bảng tọa độ - độ cao các điểm khống chế đo vẽ 53

Bảng 3.2 Trị đo gia số tọa độ và các chỉ tiêu sai số 55

Bảng 3.3 Sai số khép tam giác 55

Bảng 3.4 Trị bình sai, số hiệu chỉnh, sai số đo gia số tọa độ không gian 56

Bảng 3.5 Tọa độ vuông góc không gian sau bình sai 56

Bảng 3.6 Tọa độ trắc địa sau bình sai 57

Bảng 3.7 Tọa độ phẳng sau bình sai 57

Bảng 3.8 Chiều dài cạnh, phương vị sau bình sai 57

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Lotte Center Hà Nội 9

Hình 1.2 Khu đô thị làng quốc tế Thăng Long 10

Hình 2.1 Chuỗi tam giác đo góc 19

Hình 2.2 Chuỗi tam giác đo cạnh 20

Hình 2.3 Lưới đường chuyền khép kín 21

Hình 2.4 Tứ giác không đường chéo 21

Hình 2.5 Chuỗi tứ giác không đường chéo 23

Hình 2.6 Lưới được đo bằng công nghệ GPS 24

Hình 2.7 Bố trí và đánh dấu lưới thi công lên tường bao 28

Hình 2.8 Sơ đồ hoàn nguyên lưới 29

Hình 2.9 Sơ đồ tăng dày lưới trục công trình theo hướng chuẩn 30

Hình 2.10 Sơ đồ tăng dày lưới trục công trình theo phương pháp giao hội hướng chuẩn 31

Hình 2.11 Chuyển điểm trục công trình bằng máy kinh vĩ 33

Hình 2.12 Nguyên lý cấu tạo máy chiếu đứng quang học dựa vào ống thủy dài 34

Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo dụng cụ chiếu thiên đỉnh 35

Hình 2.14 Vị trí tấm Paletka trên tầng thi công 37

Hình 2.15 Các dạng đồ hình khi chuyển trục công trình 38

Hình 2.16 Chuyển điểm bằng công nghệ GPS 39

Hình 2.17 Sơ đồ bố trí lưới trục trên tầng sàn thi công 41

Hình 3.1 Sơ đồ hình dạng khu đất 42

Hình 3.2 Tạo Project mới 43

Hình 3.3 Đường dẫn lưu cơ sở dữ liệu 43

Hình 3.4 Giao diện phần mềm sau khi nhập dữ liệu 44

Hình 3.5 Thiết lập hệ quy chiếu 44

Hình 3.6 Modul thiết lập hệ quy chiếu 45

Hình 3.7 Định dạng dữ liệu đầu vào 46

Hình 3.8 Chọn File dữ liệu 46

Hình 3.9 Dữ liệu được đưa vào phần mềm 47

Hình 3.10 Đổi tên điểm và chiều cao máy GPS 47

Hình 3.11 Modul xử lý cạnh 48

Hình 3.12 Modul xử lý cạnh nâng cao 48

Hình 3.13 Kiểm tra sai số khép hình tam giác 49

Hình 3.14 Kết quả về sai số khép hình tam giác 49

Hình 3.15 modul cài đặt để bình sai lưới 50

Hình 3.16 Chọn một điểm gốc 50

Hình 3.17 Nhập tọa độ xyH 50

Hình 3.18 Kết quả bình sai 51

Hình 3.19 Thay thông số trong Covarianece Proportionality 51

Hình 3.20 Biên tập 7 bảng GPS 52

Hình 3.21 Kết quả biên tập 7 bảng GPS 52

Lời nói đầu

Trong những năm gần đây, đất nước ta đang trên đà hội nhập và phát triểnmạnh mẽ về nhiều mặt Đặc biệt trong lĩnh vực xây dựng cơ sở hạ tầng kỹ thuật.Chúng ta đã và đang xây dựng nhiều công trình có quy mô cực lớn và hiện đại mangtầm cỡ quốc gia Trong đó phải kể đến một số loại công trình như: các tòa nhà caotầng, các khu trung cư, các khu công nghiệp, hầm đường bộ, các cầu lớn vượt sông,các nhà máy thủy điện v.v

Hiện nay trên địa bàn cả nước đã và đang xây dựng nhiều nhà cao tầng và khuchung cư cao tầng với quy mô ngày càng lớn, kiểu dáng, kiến trúc ngày càng hiện đại.Trong thi công xây dựng nhà cao tầng, vai trò và nhiệm vụ của trắc địa là rất quantrọng Vì thế, có làm tốt công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng thì mớiđảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và thẩm mỹ của công trình

Xuất phát từ ý nghĩa quan trọng đấy, em đã nhận đề tài tốt nghiệp:

“Công tác trắc địa trong xây dựng lưới khống chế mặt bằng thi công nhà cao tầng”

Nội dung của đồ án được trình bày trong 3 chương như sau:

Chương 1: Công tác trắc địa trong xây dựng nhà cao tầng

Chương 2: Khảo sát thành lập lưới khống chế mặt bằng thi công nhà cao tầng

Chương 3: Thực nghiệm

Với tinh thần làm việc nghiêm túc, khẩn trương, sự cố gắng của bản thân cùng

với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo Ths.Nguyễn Văn Quang, các thầy cô giáo

trong khoa trắc địa cùng các bạn đồng nghiệp, đến nay bản đồ án của tôi đã được hoànthành Do trình độ bản thân và kinh nghiệm thực tết còn hạn chế nên bản đồ án khôngtránh khỏi những thiếu sót Em kính mong nhận được sự góp ý của quý thầy cô giáo vàcác bạn đồng nghiệp để bản đồ án này được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, tháng năm 2016

Sinh viên thực hiện:

Vũ Thế Dương

CHƯƠNG 1 CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG

1.1 Giới thiệu chung về công trình nhà cao tầng

1.1.1 Khái niệm chung về nhà cao tầng

Nhà cao tầng là một loại hình đặc biệt của công trình dân dụng được xây dựngtại các thành phố và các khu đô thị lớn Quy trình xây dựng các công trình này nóichung và nói riêng đối với việc tiến hành các công tác trắc địa đều có những điểm đặcthù riêng so với các công trình khác Xuất phát điểm của các đặc điểm riêng này chính

là những yêu cầu chặt chẽ về mặt hình học phải tuân thủ trên suốt chiều cao của tòanhà

Xã hội ngày nay càng phát triển thì xu hướng tập trung dân cư tại các đô thịngày càng tăng Trong xu thế phát triển chung của đất nước việc xây dựng là hệ quả tấtyếu của việc tăng dân số đô thị, thiếu đất đai xây dựng và giá đất ngày càng cao ở cácthành phố lớn tính đến năm 2000, các nhà cao tầng ở nước ta chủ yếu là khách sạn, tổhợp văn phòng và trung tâm dịch vụ do các nhà đầu tư nước ngoài đầu tư xây dựng cóchiều cao phổ biến từ 16 đến 20 tầng Sau năm 2000 hàng loạt dự án nhà cao tầngđược triển khai xây dựng ở các khu đô thị mới như bán đảo Linh Đàm , khu đô thị mớiTrung Hòa-Nhân Chính khu đô thị mới trung yên, làng quốc tế thăng long với độ cao

từ 15 đến 25 tầng đã góp phần giải quyết nhu cầu về nhà ở của dân cư và làm đẹp cảnhquan đô thị

Nhìn chung việc xây dựng nhà cao tầng ở nước ta mới chỉ phát triển ở giaiđoạn đầu, tập trung ở Thành Phố Hà Nội và Thành Phố Hồ Chí Minh và cũng chỉ đạt ở

số tầng 25-30 Hiện nay cũng như trong tương lai đất nước ta đang và sẽ tiếp tục xâydựng thêm nhiều công trình nhà cao tầng với quy mô ngày càng lớn hơn, kiến trúc vàkiểu dáng ngày càng hiện đại hơn

Có nhiều định nghĩa và quy ước khác nhau về nhà cao tầng nhưng tựu chung lại

có thể định nghĩa các tòa nhà có từ 7 tầng trở lên được gọi là nhà cao tầng Các nhàcao tầng đang được xây dựng ở Việt Nam có thể được phân thành 5 loại nhà cao tầng[1] như sau:

Bảng 1.0.1 Phân loại nhà cao tầng

Nhìn chung các công tác bố trí xây dựng các tòa nhà cao tầng được thực hiệntheo một quy trình chung thống nhất

Do việc xây dựng nhà cao tầng được thực hiện trên cơ sở ứng dụng các côngnghệ xây dựng hiện đại nên những người làm công tác trắc địa buộc phải xem xét lạicác phương pháp đo đạc đã có, nghiên cứu các phương pháp và thiết bị đo đạc mới đểđáp ứng yêu cầu đảm bảo chất lượng nhà cao tầng

1.1.2 Đặc điểm kết cấu nhà cao tầng

Mỗi tòa nhà là một khối thống nhất gồm một số lượng nhất định các kết cấuchính có liên quan chặt chẽ với nhau như: móng, tường, dầm, kèo, các trần, các trụ,mái nhà, các cửa sổ, cửa ra vào Tất cả các kết cấu này được chia làm hai loại đó là kếtcấu ngăn chắn và kết cấu chịu lực

Sự liên kết các kết cấu chịu lực của tòa nhà tạo nên bộ phận khung sườn của tòanhà Tùy thuộc vào kiểu kết hợp các bộ phận chịu lực mà người ta phân ra ba sơ đồ kếtcấu của tòa nhà:

- Kiểu nhà khung: Là kiểu nhà có khung chịu lực là các khung chính bằng bêtông cốt thép

- Kiểu nhà không có khung: Là kiểu nhà được xây dựng một cách liên tụckhông cần khung chịu lực, các kết cấu chịu lực chính là các tường chính và các váchngăn

- Kiểu nhà có kết cấu kết hợp: Là kiểu vừa có khung, vừa có tường ngăn là kếtcấu chịu lực

Dựa vào phương pháp xây dựng tòa nhà mà người ta còn phân chia thành: tòanhà nguyên khối đúc liền, tòa nhà lắp ghép và nhà lắp ghép tòa khối

- Nhà nguyên khối: Là kiểu nhà được đổ bê tông một cách liên tục, các tườngchính và các tường ngăn được liên kết với nhau thành một khối

- Nhà lắp ghép: Là kiểu nhà được lắp ghép từng phần khớp với nhau theo cáccấu kiện đã được chế tạo sẵn theo thiết kế.

- Nhà lắp ghép toàn khối: Là nhà được lắp ghép theo từng khối lớn

- Nhà bán lắp ghép: là kiểu nhà mà các khung được đổ bê tông một cách liêntục, còn các tấm panel được chế tạo sẵn theo thiết kế sau đó được lắp ghép lên

Dưới đây là một số hình ảnh về công trình nhà cao tầng mà chúng ta đã xâydựng:

Hình 1.1 Lotte Center Hà Nội

Hình 1.2 Khu đô thị làng quốc tế Thăng Long

1.2 Quy trình thi công xây dựng nhà cao tầng

Quy trình thi công xây dựng công trình dân dụng nói chung và nói riêng đối vớicác tòa nhà cao tầng bao gồm các công việc sau:

1 Khảo sát địa điểm xây dựng:

Việc khảo sát địa điểm xây dựng bao gồm việc khảo sát mặt bằng xây dựng vàkhảo sát nền địa chất để từ đó đề ra những phương án thiết kế, phương án xây dựng tối

ưu nhất

2 Thiết kế, lựa chọn phương án kiến trúc:

Thiết kế và lựa chọn phương án kiến trúc với bất kì công trình nào cũng cầnthỏa mãn các yêu cầu sau: tạo cảnh quan đẹp và thoáng đãng, không ảnh hưởng đến

các công trình xung quanh, tạo ra tối đa công năng sử dụng của công trình, giá thànhtối ưu nhất.

3 Chuẩn bị vật liệu xây dựng, các loại máy móc thiết bị:

Về vật liệu xây dựng, trước khi thi công công trình chúng ta cần nghiên cứu kỹbản vẽ thiết kế trên cơ sở đó có thể chọn các loại vật liệu xây dựng Các loại vật liệudành cho xây dựng nhà cao tầng gồm: gạch, đá, cát, xi măng Cần tính cụ thể khốilượng cũng như căn cứ vào tiến độ thi công công trình để có thể vận chuyển đến khuvực thi công sao cho hợp lý Tránh lãng phí trong khâu vận chuyển cũng như làm ảnhhưởng tới tiến độ thi công công trình

4 Thi công móng cọc:

Nhà cao tầng là các công trình có trọng tải lớn, nền đất tự nhiên sẽ không chịunổi Vì vậy khi xây dựng nhà cao tầng người ta phải sử dụng các giải pháp nhân tạo đểtăng cường độ chịu nén của nền móng Giải pháp hiện nay thường hay dùng nhất làgiải pháp móng cọc Để thi công móng cọc trong xây dựng nhà cao tầng có thể sửdụng các phương pháp sau: khoan cọc nhồi, ép cọc, đóng cọc

5 Đào móng và đổ bê tông hố móng:

Sau khi hoàn thành thi công móng cọc, người ta tiến hành cắt, đập, xử lý đầucọc Đồng thời tiến hành việc bốc dọn một khối lượng đất cơ bản trên phạm vi hốmóng công trình để bắt đầu thi công các đài cọc, móng và tầng hầm của ngôi nhà Nộidung này gồm các công tác chủ yếu sau đây: Công tác chuẩn bị, công tác cốt thép đàigiằng móng, công tác ván khuôn đài móng, thi công đổ bê tông đài giằng móng

6 Thi công phần thân công trình:

Thi công phần thân công trình cần thực hiện những việc sau: làm cốt thép cột

và lồng thang máy, đặt cốt thép dầm sàn, đổ bê tông cột dầm sàn, tháo ván khuôn

7 Xây và hoàn thiện:

Sau khi hoàn thành xong các hạng mục liên quan đến kết cấu công trình người

ta tiến hành xây và hoàn thiện Thông thường phần xây dựng được tiến hành ngay saukhi tháo ván khuôn của khung và dầm sàn Việc lắp đặt đường điện nước cũng đượcthực hiện kết hợp với việc xây tường Công việc hoàn thiện được tiến hành sau khi xâydựng phần thô gồm các công việc cụ thể như sau: trát vữa, quét vôi, ốp tường, lát

1.3 Chỉ tiêu kĩ thuật cơ bản của công tác trắc địa đối với thi công xây dựng nhà cao tầng

1.3.1 Khái niệm về hạn sai cho phép trong xây dựng

Trong quá trình thi công xây dựng, do tác động của nhiều yếu tố khác nhau(thiết kế, bố trí, thi công xây dựng) nên dẫn đến có sự sai lệch vị trí thực tế của các kếtcấu xây dựng so với vị trí thiết kế tương ứng của chúng Việc lắp đặt các kết cấu xâydựng vào vị trí thiết kế cần phải đảm bảo các thông số hình học trong các kết cấuchung của tòa nhà, trong đó các yếu tố về chiều dài như kích thước tiết diện của cáckết cấu, khoảng cách giữa các trục của các kết cấu v.v mà được cho trong bản thiết

kế xây dựng được gọi chung là “các kích thước thiết kế” và tương ứng với nó trong kếtquả của công tác bố trí sẽ cho ta kích thước thực tế Độ lệch giữa kích thước thực tế vàkích thước thiết kế được gọi là độ lệch bố trí xây dựng Nếu độ lệch này vượt quá giớihạn cho phép nào đó thì độ gắn kết giữa các kết cấu xây dựng bị phá vỡ và gây nên sựkhông đảm bảo độ bền vững công trình

Do ảnh hưởng liên tục của quá trình sản xuất mà độ lệch của các kích thướcthực tế và thiết kế sẽ có những giá trị khác nhau Độ lệch giới hạn lớn nhất so với giátrị thiết kế của kích thước (ký hiệu  max) gọi là “độ lệch giới hạn trên” còn độ lệchgiới hạn nhỏ nhất so với thiết kế (ký hiệu  min) còn gọi là “ độ lệch giới hạn dưới”.Các độ lệch cho phép nhất định gọi là hạn sai cho phép trong xây dựng và được kýhiệu là  Như vậy ta có thể nhận thấy  = 2

Qua phân tích các tiêu chuẩn về độ chính xác ta thấy rằng các hạn sai trong xâydựng có thể phân chia ra các dạng sau:

1 Các hạn sai đặc trưng vị trí mặt bằng của các kết cấu xây dựng (sự xê dịchtrục của các móng cột, dầm v.v so với vị trí thiết kế )

2 Các hạn sai đặc trưng vị trí độ cao của các kết cấu xây dựng (độ lệch về độcao mặt tựa của các kết cấu xây dựng so với độ cao thiết kế )

3 Các hạn sai đặc trưng về vị trí thẳng đứng của các kết cấu xây dựng (độ lệchcủa trục đứng kết cấu so với đường thẳng đứng )

4 Các hạn sai đặc trưng về vị trí tương hỗ giữa các kết cấu xây dựng (độ lệch

về độ dài thiết kế và độ dài thực tế )

Bảng 1.2 Dưới đây trích dẫn các hạn sai xây dựng khi bố trí công trình[1]

1) Các móng:

- Các độ xê dịch so với các trục bố trí:

+ Trục của các khối móng phía dưới

+ Trục của các khối móng dãy phía trên

+ Trục của các móng cốc

- Độ lệch về độ cao các bề mặt tựa phía trên của các

móng:

+ Bề mặt tựa của cốc

+ Khi tựa trực tiếp kết cấu nằm ở bên trên

- Sự xê dịch của các bu lông nền về mặt bằng

- Độ lệch độ cao đầu mút phía trên của bu lông neo

2) Các cột:

- Độ xê dịch trục cột ở tiết diện phía dưới so với các

trục bố trí

- Độ lệch trục cột ở tiết diện phía trên so với phương

thẳng đứng khi chiều cao của cột là H(m) với

+ H < 4,5 m

+ H = 4,5- 15 m

+ H > 15 m

- Độ sai lệch độ cao đầu cột của mỗi tầng

3) Các dầm cần trục và các đường cần trục:

- Độ xê dịch trục dọc của dầm cần trục so với trục bố

± 05

± 10

± 02

4) Các dầm, các dàn, các xà ngang, các xà dọc của

mái:

- Độ xê dịch của các cấu kiện so với các trục bố trí

- Độ lệch độ cao các điểm nút cơ sở của các dầm, các

xà

- Độ lệch của khoảng cách giữa các trục của các dầm,

các khối, các xà, trần mái theo đai phía trên

- Độ lệch khoảng cách giữa các dầm dọc, xá dọc

5) Các tường, các vách ngăn, các tấm trần mái:

- Độ xê dịch trục của các tấm Panel tường và các tấm

vách ngăn so với các trục bố trí ở tiết diện phái dưới

- Độ lệch bề mặt của các tấm Panel tường và các tấm

vách ngăn so với đường thẳng đứng ở tiết diện phía

trên

- Sự chênh lệch độ cao các bề mặt tựa của các tấm

Panel tường và của các tấm vách ngăn trong phạm vi

Cơ sở trắc địa cho công việc kiểm tra này chính là các trục bố trí hoặc cácđường thẳng song song với chúng, các vạch lắp đặt đã được đánh dấu trên các mặt bêncủa các kết cấu, các mốc độ cao thi công đã được chuyển lên các mặt sàn tầng v.v

Độ chính xác về vị trí của các kết cấu riêng biệt so với trục bố trí (về mặt bằng )

và so với các mức độ cao thiết kế (về độ cao ) được khái quát từ bốn nguồn sai số chủyếu sau đây:

- Sai số về kích thước so với thiết kế do quá trình chế tạo các kết cấu gây nên

- Sai số do tác động của các điều kiện ngoại cảnh (sự lún của công trình, ảnh

kế được biểu thị bằng công thức:

Nếu giả định rằng các hạn sai trong quy phạm được cho dưới dạng sai số giới

Ngoài ra độ chính xác của các công tác trắc địa trong bố trí lắp đặt còn phụthuộc vào: kích thước và chiều cao của công trình, vật liệu xây dựng công trình, trình

tự và phương pháp thi công công trình v.v trong trường hợp thi công theo thiết kếđặc biệt, các sai số cho phép chưa có trong các quy phạm xây lắp hiện hành thì độchính xác của công tác trắc địa phải căn cứ vào điều kiện kĩ thuật khi xây dựng côngtrình để xác định cụ thể

1.3.3 Một số tiêu chuẩn độ chính xác của công tác trắc địa trong thi công xây dựng công trình

Mỗi tòa nhà gồm một số lượng hữu hạn các bộ phận kết cấu chính có liên quanchặt chẽ với nhau như móng, tường, các trụ riêng biệt (các trụ hoặc các cột), các dầm

xà, các trần, các mái, cửa sổ, cửa ra vào v.v tạo nên một bộ khung chịu lực hoànchỉnh của tòa nhà Tùy thuộc mỗi công trình cụ thể mà người ta đặt ra yêu cầu về độchính xác của công tác bố trí xây dựng

1 Chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới cơ sở bố trí công trình [1]

Để phục vụ cho công tác bố trí trục công trình nhà cao tầng và chỉ đạo thi côngngười ta thường thành lập mạng lưới bố trí cơ sở theo nguyên tắc lưới độc lập Phương

Bảng 1.3 Chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới cở sở bố trí công trình

Cấp chính

xác Đặc điểm của đối tượng xây dựng

Sai số trung phương của lưới bố trí

Đo góc

m ' ' β

Đo cạnh

m s S

2 Độ chính xác của công tác bố trí công trình [1]

Bảng 1.4 Độ chính xác của công tác bố trí công trình

Sai số trung phương trung bình

Khi truyền

độ cao từ điểm gốc trên mặt bằng lắp ráp (mm)

1

Kết cấu kim loại với mặt bằng,

lắp ráp kết cấu bê tông cốt thép,

Các tòa nhà cao từ 5-15 tầng

Công trình cao từ 16-60 m hoặc

có khẩu độ dưới 18 m

4

Các tòa nhà cao dưới 5 tầng

Công trình có chiều cao nhỏ

hơn 15 m hoặc có khậu độ nhỏ

hơn 6 m

Độ chính xác của công tác bố trí công trình phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Kích thước, chiều cao của đối tương xây

- Vật liệu xây dựng công trình

- Hình thức kết cấu của toàn thể công trình.

- Quy trình công nghệ và phương pháp thi công công trình

CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG THI CÔNG NHÀ

CAO TẦNG 2.1 Phương pháp thành lập lưới khống chế mặt bằng thi công công trình nhà cao tầng

Lưới không chế mặt bằng thi công công trình nhà cao tầng có thể được thànhlập dưới dạng tam giác đo góc, đường truyền đa giác, lưới đo góc cạnh kết hợp, lướitam giác đo cạnh, lưới tứ giác không đường chéo, giao hội và phương pháp có ứngdụng công nghệ GPS

2.1.1 Phương pháp tam giác

1 Phương pháp tam giác đo góc

Phương pháp tam giác là một phương pháp thông dụng để thành lập lưới khốngchế tọa độ mặt bằng Để xác định vị trí mặt bằng của một số điểm đã chọn trên mặtđất, ta nối các điểm này thành các tam giác và các điểm này liên kết với nhau thànhmạng lưới tam giác Đồ hình của lưới tam giác thường là: chuỗi tam giác, tứ giác trắcđịa, đa giác trung tâm

Hình 2.1 Chuỗi tam giác đo góc

Ưu điểm: Khống chế được khu vực rộng lớn, dễ đo dễ tính toán Lưới có nhiềutrị đo thừa nên có nhiều thông số để kiểm tra, tăng độ tin cậy của kết quả đo

Nhược điểm: Bố trí lưới khó khăn, tầm thông hướng hạn chế

2 Phương pháp tam giác đo cạnh

Ngày nay có các máy đo xa điện tử rất phát triển, việc đo cạnh tương đối thuậntiện và có độ chính xác cao Trong phương pháp này, đo chiều dài của tất cả các cạnhtrong tam giác Từ chiều dài của tất cả các cạnh trong tam giác ta có thể tính được giá

trị của tất cả các góc trong tam giác, sau đó có thể tính được tọa độ của các điểm cònlại của lưới khống chế.

Hình 2.2 Chuỗi tam giác đo cạnh

Ưu điểm: Trị đo ít, khống chế được khu vực rộng lớn

Nhược điểm: Trị đo thừa ít, độ chính xác tính chuyền phương vị cũng kém hơn

đo góc nên lưới đo cạnh không có độ tin cậy cao Trong điều kiện kinh tế kĩ thuật nhưnhau thì lưới đo góc vẫn ưu việt hơn Để có thêm trị đo thừa, nâng cao độ chính xáccủa lưới, khi xây dựng lưới tam giác đo cạnh người ta thường chọn lưới có hình dạng

là lưới đa giác trung tâm, lưới tứ giác trắc địa hay lưới tam giác dày đặc

3 Phương pháp tam giác đo góc-cạnh

Thực chất của phương pháp này là tiến hành đo tất cả các góc, các cạnh trongmạng lưới tam giác

Ưu điểm: cho độ chính xác cao, phạm vi khống chế rộng lớn

Nhược điểm: khối lượng đo đạc lớn, việc xây dựng mạng lưới phức tạp và tốnkém

2.1.2 Phương pháp đường chuyền

Lưới đường chuyền là một hệ thống các điểm trên mặt đất, các điểm này liênkết với nhau tạo thành đường gấp khúc Tiến hành đo tất cả các cạnh và góc ngoặt củađường chuyền ta sẽ xác định được vị trí tương hỗ giữa các điểm Nếu biết tọa độ củamột điểm góc phương vị của một cạnh ta có thể tính ra góc phương vị của các cạnh vàtọa độ của các điểm khác trên đường chuyền Khi xây dựng lưới tọa độ theo phươngpháp đường chuyền có thể sử dụng các dạng cơ bản sau: đường chuyền phù hợp,đường chuyền treo, đường chuyền khép kín và lưới đường chuyền

Ưu điểm: Ở vùng địa hình khó khăn hoặc địa vật bị che khuất nhiều, đặc biệt làcác thành phố, lưới đường chuyền rất dễ chọn điểm, dễ thông hướng đo vì tại mộtđiểm chỉ cần thấy hai điểm khác Sự thay đổi góc ngoạt cũng không bị hạn chế vàokhu vực che khuất, dễ phân bố điểm theo yêu cầu của công việc đo đạc giai đoạn sau

Việc đo góc ngang rất đơn giản vì tại mỗi điểm thường đo hai hướng, tại điểm nút sốlượng đo sẽ nhiều hơn Các cạnh được đo trực tiếp cho nên độ chính xác các cạnhtương đối đều nhau, còn trong lưới tam giác đo góc các cạnh được tính chuyền nên có

độ chính xác không đều nhau

Nhược điểm: Trong một số trường hợp về phương tiện máy móc kỹ thuật bị hạnchế thì khối lượng đo cạnh sẽ nhiều hơn Trị đo thừa ít, không có điều kiện kiểm tragóc ngoài thực địa (trừ trường hợp lưới khép kín) chỉ khi tính toán mới phát hiện được

Hình 2.3 Lưới đường chuyền khép kín

2.1.3 Phương pháp tứ giác không đường chéo

1 Tứ giác đơn

Lưới tứ giác không đường chéo là một dạng lưới đo góc cạnh kết hợp có khảnăng ứng dụng tốt để thành lập lưới trắc địa công trình

Xét đồ hình của lưới tứ giác không đường chéo như hình vẽ:

Hình 2.4 Tứ giác không đường chéoTrong lưới đo 2 cạnh kề nhau: AB = a và BC = b, đo 4 góc A, B, C, D Cáccạnh còn lại của tứ giác được tính theo công thức:

Từ công thức trên ta có nhận xét: sai số trung phương chiều dài cạnh trong tứ

thuộc vào độ chính xác của cạnh kề với nó

- Độ chính xác chuyền phương vị

thức tính các góc phương vị còn lại như sau:

2 Lưới tứ giác không đường chéo

Sau khi bình sai điều kiện hình, sai số trung phương của cạnh cuối tính theocông thức:

2.1.4 Phương pháp xây dựng lưới trắc địa có ứng dụng công nghệ GPS

Lưới GPS là lưới trắc địa không gian trong hệ tọa độ WGS- 84 (WorldGeodetic System – 84)

Lưới GPS nói chung không khác nhiều so với mạng lưới trắc địa truyền thống.Lưới gồm các điểm được chôn trên mặt đất nơi ổn định hoặc bố trí trên các công trìnhvững chắc, kiên cố Các điểm của lưới GPS được liên kết với nhau bởi các cạnh đođộc lập Nhờ các cạnh đo này, tọa độ, độ cao của các điểm GPS sẽ được tính Các cạnhđược đo trong các đoạn đo (gọi là các session), với thời gian thu tín hiệu quy định đủ

để đảm bảo độ chính xác cạnh đo theo yêu cầu độ chính xác của mạng lưới GPS

Độ chính xác của lưới GPS không phụ thuộc vào đồ hình của lưới, do vậy việcchọn điểm GPS đơn giản hơn chọn điểm trong lưới trắc địa truyền thống Tuy nhiên dođặc điểm đo GPS nên khi bố trí điểm đặt máy GPS có một số yêu cầu khác so vớiphương pháp truyền thống Cụ thể là :

- Vị trí điểm được chọn phải cách xa các khu vực phát sóng như trạm điện, trạmphát thanh, truyền hình để giảm các nguồn gây nhiễu tín hiệu

- Cần lưu ý đến điều kiện thông thoáng lên bầu trời thuận tiện cho việc thu tín

nhà cao tầng tránh tình trạng tín hiệu vệ tinh bị gián đoạn ảnh hưởng đến kết quả

Hình 2.6 Lưới được đo bằng công nghệ GPS

- Ưu điểm: Lưới được xây dựng bằng phương pháp GPS có ưu điểm là khôngđòi hỏi phải xây dựng tiêu mốc cao, ít phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, các công tác

đo ngắm và tính toán có thể tự động hóa, thời gian thi công nhanh và lưới đạt độ chínhxác cao

Ở nước ta đã sử dụng công nghệ GPS để thành lập hệ thống tọa độ cơ bản nhànước phủ trùm toàn bộ lãnh thổ và lãnh hải Ngoài ra công nghệ GPS còn được áp

dụng để thành lập lưới phục vụ cho công tác khảo sát thiết kế thành lập bản đồ côngtrình xây dựng ở khu vực có địa hình phức tạp như công trình thủy lợi, thủy điện

- Nhược điểm: Thiết bị thu tín hiệu GPS khá đắt tiền nên hiệu quả kinh tế manglại chưa cao

2.2 Thiết kế thành lập các bậc lưới khống chế mặt bằng thi công nhà cao tầng 2.2.1 Mục đích, nội dung thành lập lưới

- Để đảm bảo thi công các hạng mục của nhà cao tầng

- Để thành lập hệ thống dấu trục công trình trên khung định vị hoặc trên tườngbao

- Để đảm bảo việc thi công các hạng mục phía dưới công trình như công tác: thicông hệ thống móng cọc, đài móng và các tầng hầm

- Là cơ sở mặt bằng để tiến hành thực hiện các công tác trắc địa trên các tầngsàn thi công bao gồm: xác định đường bao công trình, hệ thống cầu thang, các hệ cộtcũng như các trục công trình

- Dùng để đo vẽ hoàn công công trình

2.2.2 Thiết kế các bậc lưới

Lưới trắc địa công trình được xây dựng thành nhiều bậc theo từng giai đoạn xâydựng công trình Trong quá trình phát triển, nếu yêu cầu độ chính xác tăng lên thì lưới

ở các bậc tiếp theo được xem như lưới cục bộ

Trong trường hợp đó lưới không chỉ có một bậc Số bậc phát triển bằng số lầnchuyển lưới có độ chính xác thấp đến lưới có độ chính xác cao Khi xây dựng nhà caotầng lưới khống chế thi công được chia thành các loại sau:

1- Lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng

Lưới khống chế trong giai đoạn này đảm bảo việc thi công các cọc móng vàchuyển các trục móng công trình ra thực địa

2.3 Thành lập lưới cơ sở mặt bằng trên khu vực xây dựng

2.3.1 Xác định độ chính xác cần thiết

1 Đảm bảo thi công các cọc móng

Độ chính xác cần thiết của lưới khống chế có thể dựa vào các quy định hiệnhành Nếu quy định sai lệch vị trí điểm tim cọc so với vị trí thiết kế không được vượtquá D/10, trong đó D là chiều rộng tiết diện cọc, nghĩa là[2]:

Trong trắc địa công trình, sai số của một đối tượng được bố trí bao gồm sai số

2 Đảm bảo chuyển các trục công trình ra thực địa

Trong thi công móng công trình, mạng lưới khống chế nên lập một lần sử dụngcho cả hai mục đích: Bố trí cọc móng và bố trí trục công trình Các trục móng đượcđánh dấu trên khung định vị hoặc hệ thống dấu mốc đầu trục, dùng để bố trí chi tiết khithi công móng

Để xác định chính xác mạng lưới không chế đảm bảo công tác bố trí các trục, taxuất phát từ quy định trong Tiêu Chuẩn Xây Dựng Việt Nam 9398: 2012: “ Độ lệchcủa trục chân móng đối với trục thiết kế không vượt quá 10mm ”

Nếu coi đây là sai số trung phương lớn nhất thì theo nguyên tắc đồng ảnhhưởng ta có:

Lưới khống chế thi công phần móng công trình có thể sử dụng phương pháp:

- Phương pháp 1: Các điểm lưới tạo thành cặp điểm song song với trục côngtrình

Khi xây dựng lưới theo phương pháp này chúng ta nên sử dụng lưới ô vuông.Chiều dài cạnh của lưới ô vuông thường chênh lệch không nhiều so với khoảng cáchgiữa các trục của công trình Lưới ô vuông thuận lợi cho việc bố trí các trục bằng máykinh vĩ và thước thép

- Phương pháp 2: Các điểm của lưới nằm ngoài phạm vi công trình

Phương pháp này được sử dụng khi công trình được xây dựng trong điều kiệnchật hẹp hoặc công trình xây chen Theo phương pháp này chúng ta nên sử dụng lướitam giác đo góc-cạnh hoặc lưới đa giác, các loại lưới này có ưu điểm là cho độ chínhxác đồng đều Hiện nay với sự phát triển và hoàn thiện của các máy toàn đạc điện tửphương pháp tam giác đo góc-cạnh được sử dụng phổ biến để thành lập lưới khốngchế thi công công trình

2.3.3 Đo nối và xác lập hệ tọa độ công trình

Để đảm bảo độ chính xác khi bố trí hệ thống móng cọc cũng như tránh tìnhtrạng khi bố trí, vị trí của công trình bị dịch chuyển sang phần đất xung quanh Chúng

ta nên đo nối lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng với các mốc cấp đất vì cácmốc cấp đất do Sở Tài Nguyên và Môi Trường xác định với độ chính xác rất thấp

Khi sử dụng các mốc của lưới khống chế nên chuyển từ hệ tọa độ quốc gia về

hệ tọa độ công trình vì hệ tọa độ quốc gia không phù hợp cho việc sử dụng trong xâydựng công trình Các trục của nó không song song với các trục của công trình gây khó

chi tiết công trình khi chọn hệ tọa độ công trình nên chọn sao cho các trục của nó songsong hoặc vuông góc với các trục của công trình.

2.3.4 Bố trí và đánh dấu lưới thi công lên tường bao

Hình 2.7 Bố trí và đánh dấu lưới thi công lên tường baoĐối với công trình nhà cao tầng ở các đô thị lớn, nhất là trong điều kiện thicông ở Việt Nam thì mạng lưới thi công thường được thành lập ở khu vực chật hẹp,không thuận lợi cho đo ngắm và bảo quản các mốc lâu dài các điểm mốc khống chế.Trong điều kiện như vậy để tránh các mốc khống chế thi công bị mất trong quá trìnhthi công người ta chuyển các trục công trình lên tường bao đã có chắc chắn ở xungquanh công trình

Giả sử có các điểm I, II, III, IV là các điểm lưới trục công trình

Các dấu (1)-(1), (2)-(2), (3)-(3), (4)-(4) là các trục công trình cần gửi lên tườngbao

M1, M1' … M4, M4'

là các dấu mốc nằm trên hướng của các trục công trình

Việc đánh dấu các điểm của lưới trục lên tường bao được thực hiện như sau:Dùng máy kinh vĩ đặt tại điểm I định hướng về điểm II nâng ống kính lên ngắm

đánh đấu điểm (3) Làm tương tự ta sẽ đánh dấu được các trục còn lại Các dấu trục

này là căn dấu định vị để chuyển các trục công trình lên tầng và phục hồi lại vị trí cácđiểm lưới trục công trình đã mất trong quá trình thi công

Công tác chuyển các lưới trục công trình lên tường bao sẽ gặp phải một sốnguồn sai số sau:

- Sai số định tâm máy đối với điểm đánh dấu gần máy

- Sai số bắt mục tiêu đối với điểm trên tường bao

2.4 Thành lập lưới khống chế mặt bằng móng

2.4.1 Thành lập lưới khung

Do yêu cầu bố trí trục công trình đòi hỏi độ chính xác rất cao, vì vậy cần phảixây dựng một lưới trục gốc ABCD là lưới khung có các vị trí tọa độ đúng như thiết kếhoặc lệch trong hạn sai cho phép Việc thành lập lưới trục công trình được tiến hànhtheo phương pháp hoàn nguyên, các bước làm cụ thể như sau:

Bước 1: Đo tính tọa độ thực tế của lưới

Áp dụng phương pháp lưới tứ giác đo cạnh có đường chéo để thành lập lưới,hiện nay có các máy đo dài điện tử độ chính xác cao đáp ứng được yêu cầu này Saukhi đo đạc tính toán bình sai lưới với một phương vị gốc và một tọa độ điểm gốc giảđịnh có thể tính được tọa độ chính xác của tất cả các điểm trong lưới

Bước 2: Hoàn nguyên lưới

Hình 2.8 Sơ đồ hoàn nguyên lưới

của các điểm lưới về A, B, C, D ta tiến hành tăng dày các điểm lưới theo các phươngpháp như đặt khoảng cách theo hướng chuẩn, phương pháp giao hội hướng chuẩn dựatrên các điểm đã biết

2.4.2 Tăng dày các điểm lưới trục công trình

Theo hình vẽ các điểm của lưới trục công trình tăng dày ở đây là các điểm E,F, P, Q Có hai phương pháp cơ bản để tăng dày các lưới trục công trình như sau:

Hình 2.9 Sơ đồ tăng dày lưới trục công trình theo hướng chuẩnTrong phương pháp này khoảng cách thiết kế được đặt theo hướng chuẩn vàđiểm bố trí cũng nằm trên hướng chuẩn đó.

Hướng chuẩn được thành lập bằng máy kinh vĩ qua hai điểm gốc B và C như

thước thép, thước inva hoặc máy toàn đạc điện tử đã được kiểm nghiệm Các điểmtăng dày E, F, G được bố trí, đánh dấu trên thực địa bằng các dấu mốc chắc chắn Đểkiểm tra cần đo khoảng cách từ điểm bố trí đến điểm cuối của hướng chuẩn C, tổng

này lớn quá hạn sai thì phải tiến hành hiệu chỉnh vào vị trí các điểm đã bố trí

- Sai số vị trí điểm của lưới

Nguồn sai số chủ yếu trong phương pháp này là sai số thành lập hướng chuẩn

được tính theo công thức:

Nếu điểm i bố trí từ hai điểm gốc đến thì áp dụng công thức trung bình trọng số

sẽ có sai số vị trí điểm bố trí là:

M i2=M 1 i2 M 2 i2

M 1 i2

+M 2 i2

(2.21)

- Sai số tương hỗ vị trí điểm lưới

m t / hij2 =m l2+(m c

Trong đó:

2 Phương pháp giao hội theo hướng chuẩn từ các điểm lưới trục đã có

Hình 2.10 Sơ đồ tăng dày lưới trục công trình theo phương pháp

giao hội hướng chuẩnGiả sử cần giao hội hướng chuẩn NH và EP để xác định điểm trục công trình I.Trong phương pháp này vị trí điểm được bố trí là giao điểm của hai hướng chuẩn (haitrục)

- Sai số vị trí điểm của lưới

vị trí của điểm giao hội hướng chuẩn là: