Công nghệ thi công phần thân nhà cao tầng, siêu cao tầng

Sử dụng vật tư, cấu kiện không định hình thường tốn khá nhiềuthời gian phải thêm ra so với nếu sử dụng vật tư, cấu kiện định hình hóa.Những biện pháp làm tăng tốc độ xây dựng bao gồm: -

MỤC LỤC

I GIỚI THIỆU

1 Định nghĩa

Về mặt kết cấu công trình được gọi là nhà cao tầng khi độ bền vững và chuyểnvị/biến dạng của nó do tải trọng ngang quyết định Tải trọng ngang có thể là gió/bãohay động đất Mặc dù chưa có một thống nhất chung nào về định nghĩa nhà cao tầngnhưng ranh giới mà đa số các kỹ sư kết cấu trên thế giới chấp nhận là từ nhà thấp tầngsang cao tầng thì có sự chuyển tiếp từ phân tích tĩnh học sang phân tích động học(TCVN 2737 : 1995, UBC1997,TCXDVN375:2006, ASCE 7- 05…)

2 Phân loại

- Nhà cao tầng bắt buộc phải có thang máy (từ 6 tầng trở lên)

- Ở Việt Nam: TCVN 2737 : 1995 nhà > 40 m có thể xem là nhà cao tầng (tínhgió động) thực chất chỉ tính toán được đến 40 – 50 tầng

- TCXDVN 375 : 2006 cấp II từ 10 – 20 tầng, cấp I từ 20 – 60 tầng, cấp đặcbiệt > 60 tầng thực chất chỉ tính được đến 40-50 tầng

- TC 198 : 1997 quy định chỉ áp dụng cho nhà dưới 75m, nhà > 75 m có thểnằm ngoài TC này

- Như vậy trong hệ thống của VN/ Nga có thể tạm gọi: các nhà từ 40 – 75 mhay 10 đến 25 tầng là các nhà cao tầng và thuộc phạm vi áp dụng của các TCthuộc hệ thống TCVN hay SNiP II-7-81* Tuy nhiên, khi áp dụng UBC 1997hay EN 1998 cho phép thiết kế nhà cao 20-40 tầng

- Trung Quốc: theo JGJ 3:2010 thì nhà cao tầng từ < 30m (tĩnh học), 30 – 150

m (động học), từ 150 – 250 m và > 250 m (theo PBD)

- Mỹ: Nhà: 10 – 20 tầng (30 – 70 m), T1> 1s phải tính hệ số G;

Nhà: 20-30 tầng (60-100m) tính động (phổ phản ứng)Nhà cao tầng (tall): >= 100m (PBD)

Nhà siêu cao tầng (super-tall): >=300m (PBD)Nhà cực cao (ultra-tall): >=500m (PBD)

3 Thống kê từ 10 công trình nhà siêu cao tầng trong khu vực

Bảng 1: 10 công trình nhà siêu cao tầng trong khu vực (a)

TT

Chiềucao Số tầng Năm

Chiềucao Số tầng Năm

5 2 International Finance

Bảng 2: 10 công trình nhà siêu cao tầng trong khu vực (b)

T

Diện tíchsàn (m2)

LeaseSpan (m)

FloorHeigh

t (m)

Walltofloorratio

FloortoCeilin

g (m)

1 Taipei 101 Tower 2650 9.8 - 13.9 4.20 0.30 2.80

2 Petronas Tower 1 2150 8.3 - 13 4.00 0.40 2.65

3 Petronas Tower 2 2150 8.3 - 13 4.00 0.40 2.654

11.8 14.8 4.00 0.30 2.79

*Bank of China Tower: Các thông số lấy ở các tầng dưới

Hình 1: Các công trình siêu cao tầng trong khu vực châu Á Thái Bình Dương

4 Các nhà siêu cao tầng tại Việt Nam

4.1 Toà nhà tài chính Bitexco, thành phố Hồ Chí Minh

- Chiều cao tầng 3,53m - 4m - phụ thuộc tầng nhà ở hay văn phòng

- Chiều cao công trình: 267m

4.4 Toà nhà Vietinbank, Hà nội

- Số tầng: 68 tầng nổi và 4 tầng hầm

- Diện tích sàn tầng điển hình 2500 m2

- Chiều cao tầng 4,25m

- Chiều cao công trình: 364m Nhận xét:

Các công trình siêu cao tầng trong và ngoài nước đều khá thống nhất sử dụng cácthông số sau trong thiết kế:

Diện tích trung bình khoảng 2500 m2/sàn

Chiều cao tầng <= 4m

Diện tích trung bình sàn hiệu dụng của tất cả các tầng <= 80% (các tầng dưới tỷ

Các thông số kiến trúc này nên được tham khảo trong xây dựng đề cương đấuthầu thiết kế.

Hình 2: Các công trình siêu cao tầng ở Việt Nam

5 Các giải pháp hạn chế tác dụng gió lên kết cấu nhà siêu cao tầng :

Thường có 3 giải pháp chính:

Hình 3: Giảm tác động gió ở toà nhà Taipei 101 b

m thì việc thi công móng hầm sẽ không gặp khó khăn đáng kể Nhưng nếu số tầnghầm nhiều hơn, phải đào móng sâu hơn mực nước ngầm thì vấn đề phức tạp hơnnhiều.

Thường phương án móng sử dụng cho nhà cao tầng và siêu cao tầng có thể làmóng cọc khoan nhồi hoặc cọc Barrette cắm sâu vào tầng sỏi cuội, hoặc tầng đá ở phíadưới Phương pháp thi công tầng hầm có thể sử dụng phương pháp Top – Doawn

7 Kết cấu chung

- Một hệ kết cấu được thiết kế để chịu các tải trọng đứng, tải trọng ngang như gió, độngđất, chịu được sự thay đổi nhiệt độ và các dao động, tải trọng nổ và ngăn cách đượctiếng ồn bên ngoài Thêm vào đó là các yếu tố liên quan đến con người như khônggian sử dụng, mỹ học, chi phí xây dựng, an toàn và thuận tiện

- Khi xét riêng phần kết cấu thì với nhà nhiều tầng, kết cấu chịu tải trọng ngang đóngvai trò rất quan trọng Mỗi loại hệ kết cấu sẽ phù hợp với công trình có số lượng tầngkhác nhau như được mô tả ở Hình 6

Hình 6: Hệ kết cấu nhà cao tầng

- Qua lịch sử phát triển kết cấu nhà nhiều tầng từ công trình bằng bê tông cốt thép đầutiên là tòa nhà Ingalls Building ở Cincinnati, Ohio cho đến công trình gần đây là JinMao Building ở Thượng Hải, Trung Quốc, có thể thấy rằng có sự phát triển lớn về cả

hệ kết cấu và biện pháp thi công Từ hệ kết cấu thuần khung với công trình có số tầnghạn chế đến hệ kết cấu kết hợp khung - vách hay hệ kết cấu lõi chịu lực cho số tầnglớn hơn nhiều

- Kết cấu bê tông cốt thép được sử dụng rộng rãi trong các công trình có chiều cao vừaphải vì chi phí thấp, độ bền cao và dễ bảo dưỡng Tuy nhiên với các công trình siêucao tầng hay với công trình nhịp lớn thì ứng dụng vật liệu bê tông có cường độ chịunén truyền thống là không khả thi

Những năm gần đây, với sự phát triển của công nghệ vật liệu bê tông, tạo nên bêtông cường độ cao (BT CĐC) và siêu cao, người ta đã nhận thấy rằng nếu một côngtrình được xây dựng với hệ cột bằng bê tông cốt thép hoặc cột composite sẽ mang lạihiệu quả kinh tế nhiều hơn công trình với hệ cột hoàn toàn bằng thép Thêm vào đó sựphát triển trong công tác ván khuôn, công nghệ bơm bê tông đã góp phần làm cho

công tác bê tông được dễ dàng hơn trong thi công nhà nhiều tầng Toà nhà Jin Mao, sửdụng BT CĐC đã được bơm lên tới độ cao 366 m.

Thống kê từ 10 công trình cao nhất trong khu vực (đã trình bày ở trên) cũng cho

thấy xu hướng sử dụng bê tông cường độ cao cho kết cấu nhà siêu cao tầng kết hợp

vói kết cấu composite.

II CÔNG NGHỆ THI CÔNG PHẦN THÂN

1 Điều chung

Việc thi công phần thân tuân theo TCXD 202:1997 Nhà cao tầng- Thi công phầnthân Khi thiết kế biện pháp thi công nhà cao tầng xây chèn trong thành phố cần quantâm đặc biệt đến các yếu tố sau đây: vận chuyển vật liệu, trang bị và người theophương thẳng đứng, phương ngang, đảm bảo kích thước hình học, giàn giáo và an toàntrên cao chống rơi, thiết bị nâng cất phải ổn định kể cả gió bão trong quá trình thicông, giông và sét, tiếng ồn và ánh sáng, sự lan toả khí độc hại, sự giao hội với cáccông trình kỹ thuật hiện có, sự ảnh hưởng mọi mặt đến công trình hiện hữu lân cận

2 Các công nghệ xây dựng- các biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công

2.1 Công nghệ, biện pháp thi công

Công nghệ, biện pháp kỹ thuật thi công và biện pháp tổ chức thi công được gắnliền với giải pháp công nghệ của toàn ngôi nhà ngay từ khi nghiên cứu ý tưởng, thiết

kế ngôi nhà

Khi nghiên cứu ý tưởng kiến trúc, công năng, giải pháp kết cấu đồng thời phảinghĩ ngay đến giải pháp thực hiện theo cách nào Đó là quá trình hình thành giải phápthi công ngay từ khi thiết kế kiến trúc và kết cấu

Kinh nghiệm của Australia thì qua phân tích định tính trong giai đoạn nghiên cứucông nghệ/mua sắm và xây dựng, chi phí được phân bố như bảng sau

Bảng 3: Phân tích định tính cho nhà cao tầng tại Australia

Qua phân tích cho thấy, ngoài các yếu tố sử dụng vật tư hợp lý, vấn đề tối ưu thờihạn thi công rất có ý nghĩa

Cho nên, sự gắn kết các kỹ sư kết cấu, các nhà xây dựng với các bộ phận khácnhau trong quá trình thiết kế phải được tổ chức ngay từ những khâu khởi đầu Ngaynhư khâu cốp-pha chỉ chiếm tỷ phần nhỏ trong chi phí toàn bộ nhưng sự tạo nên các

bộ phận kết cấu của công trình lại là khâu chủ yếu trong quá trình xây dựng công trình.Cho nên sự lựa chọn hệ kết cấu thích họp cho công trình trong toàn bộ giải pháp xâydựng lại là khâu chủ chốt, và được coi là thông số chính để quyết định

Trong các giải pháp xây dựng cần tập trung vào ba yếu tố:

- Tối ưu hóa việc sử dụng lao động và thời gian hoàn thành công trình

- Tối ưu hóa thời gian xây dựng

- Phải thiết kế cụ thể cho thời gian xây dựng công trình

2.2 Tối ưu hóa việc sử dụng lao động và thời gian hoàn thành công trình

Để tiến hành những công tác xây dựng có chất lượng cao, chi phí cho lao độngchiếm không ít hơn 50% tổng chi phí cho xây dựng Chi phí cho công tác bê tông cóthể giảm được theo hai cách Cách đầu là sử dụng rộng rãi sản phẩm chế sẵn tại nhàmáy Cấu kiện chế sẵn sẽ giảm được chi phí nhân công Sau đó để giảm thời gian lắpcốp pha bằng cách sử dụng các cấu kiện sử dụng lặp nhiều lần

2.3 Tối ưu hóa thời gian xây dựng

Với tỷ số lãi suất hiện hành thì thực hiện công việc xong sớm có thể mang lại lợinhuận đến 10% Hoàn thành sớm công trình sẽ sử dụng công trình được sớm, điều nàysinh lợi do thu nhập của việc sử dụng công trình sớm

Chi phí Tỷ phần (theo tổng mức đầu tư )

Chi phí về đất đai, phát triển khu đất 30%

Thông thường thì việc sử dụng vật tư làm giảm thời gian xây dựng được ít Nhưngnếu sử dụng các cấu kiện giống nhau theo kiểu dáng định hình sẽ giảm được thời gianxây dựng khá nhiều Sử dụng vật tư, cấu kiện không định hình thường tốn khá nhiềuthời gian phải thêm ra so với nếu sử dụng vật tư, cấu kiện định hình hóa.

Những biện pháp làm tăng tốc độ xây dựng bao gồm:

- Việc phá rỡ công trình trên mặt bằng nhằm giải phóng mặt bằng, việc san lấptạo mặt bằng, công tác đóng cọc và đào đất cho các kết cấu bảo vệ như tạo máidốc, tường chắn trên công trường có thể làm đồng thời khi thiết kế và lập hồ sơcho sự triển khai các công tác xây dựng

- Sử dụng hệ thống cốp-pha phức tạp để thi công lồng thang máy càng nhanhcàng tốt vì lồng thang máy sẽ được sử dụng sớm để lắp đặt máy thi công nângcất theo chiều cao và các dịch vụ khác Lõi thang máy sẽ rất có ích trong việcchịu tải đứng và tải ngang trong quá trình xây dựng

- Cần hết sức lưu ý là khâu hoàn thiện rất quyết định về thời gian hoàn thànhcông trình

Phải tính toán cho công tác hoàn thiện bắt đầu vào những nơi mà đã rỡ côp- phaxong, có mặt bằng để hoàn thiện

Biểu đồ sau đây tổng kết quá trình chi phí thời gian cho xây dựng:

Hình 7: Phân bố thời gian cho các công tác chính xây dựng nhà cao tầng

2.4 Thiết kế thời gian xây dựng

Tầm quan trọng của các vấn đề kinh tế khi thi công nhanh nhà cao tầng rất quyếtđịnh đến chiến lược thiết kế Kéo dài thời gian thi công làm giảm hiệu quả kinh tê nhưlàm tăng chi phí nhân công, làm tăng hàng loạt chi phí khác

Những yếu tố cơ bản để xác định chiến lược thiết kế là:

 Nhận thức được các vấn đề kinh tế tổng thể cho bước đầu lập chiến lược

thiết kế.

Những vấn đề này bao gồm:

- Mục tiêu và nhu cầu của dự án

- Các yêu cầu về luật pháp

 Chi tiết hóa

Phải phân tích chi tiết các công việc trong thời kỳ xây dựng Việc chi tiết hóa nàythường nên làm cho đơn giản và đồng nhất hóa được đến mức tối đa có thể được

 Triển khai

Thời gian thi công có thể rút ngắn theo hai cách: cố gắng rút ngắn thời gian củacác việc trên đường găng hoặc theo cách cho khởi công sớm các việc găng

 Soát xét, kiểm tra

Tìm phương pháp soát xét hiệu quả quá trình thiết kế và các tác động của việc soátxét làm sao cho việc thi công được liên tục

 Phát triển

Trong quá trình thi công, mọi thay đổi các thông số kiểm tra xảy ra không tránhđược và vì vậy sự phát triển của cồng tác thiết kế tốc độ thi công phải kịp thời cho mỗigiai đoạn xây dựng

2.5 Các thí dụ về làm giảm thời gian xây dựng

Cách rút ngắn thời gian thi công là tiếp cận thiết kế theo cách bắt đầu các côngviệc nằm trên đường găng (của sơ đồ mạng cồng việc) được sớm Thí dụ:

- Tại những vị trí có sử dụng kết cấu thép thì yêu cầu nhà thầu phụ chế tạo các kết cấunày sớm, khi sử dụng đến theo các công việc nằm trên đường găng thi chỉ cần thao táclắp đặt nữa là xong công việc Điều này chỉ có trở ngại là nếu cần chỉnh sửa thì sẽ khókhăn hơn là nếu gia công tại chỗ Điều này đòi hỏi sự bám sát hiện trường, theo dõi sựtiến hành các công tác trước khi lắp tại chỗ cho các công việc găng liên quan đến kếtcấu thép

- Sử dụng các trụ tạm chống đỡ kết cấu là phần lõi của cốt cứng của cột vĩnh cửu Làmnhư vậy quá trình thi công sàn chân cột sẽ thuận lợi Cứ làm sàn và phần bê tông cốtthép bọc ngoài cốt cứng làm sau khi đổ sàn xong

- Làm sớm những phòng đặt động cơ thang máy thăng tải, sử dụng để điều hành thangmáy thăng tải tạm trong quá trình thi cồng.

- Mọi quyết định làm sớm có thể sẽ làm tăng chút ít chi phí Sự tính toán chi li về lợi vàhại sẽ dẫn đến quyết định cuối cùng về sự lựa chọn

3 Công tác trắc đạc

3.1 Quan trắc nhà cao tầng

Công tác đo đạc và xác định kích thước hình học công trình và kết cấu:

- Việc định vị công trình, đảm bảo kích thước hình học và theo dõi biến dạng công trìnhtrong và sau khi hoàn thành xây dựng công trình là nhân tố hết sức quan trọng nênphải tổ chức nhóm đo đạc chuyên trách, chất lượng cao thực hiện

- Việc đo đạc tuân theo TCXD 203:1997 Nhà cao tầng - Kĩ thuật đo đạc phục vụ côngtác thi công

o Phải lập phương án thực hiện đo đạc cho các giai đoạn thi công, lập thành

hồ sơ và được kỹ sư đại diện chủ đầu tư duyệt trước khi thi công

o Phương án đo đạc phải được trình duyệt cho chủ đầu tư đồng thời vớiphương án thi công xây dựng Tài liệu đo đạc trong quá trình thi công cũngnhư đo đạc hoàn công, đo biến dạng đến giai đoạn bàn giao và phương án

đo biến dạng trong quá trình sử dụng công trình là cơ sở để bàn giaonghiệm thu công trình Thiếu hồ sơ đo đạc, công trình không được phép bàngiao và nghiệm thu

- Xây dựng nhà cao tầng nên thành lập mạng lưới bố trí cơ sở theo nguyên tắc lưới độclập Phương vị của một trong những cạnh xuất phát từ điểm gốc lấy bằng 0o00'00'' vớisai số trung phương của lưới cơ sở bố trí đo góc là 10'', đo cạnh là 1:5.000

- Xây dựng nhà cao tầng nên chọn các chỉ tiêu sau đây khi lập lưới khống chế độ cao:

Hạng I

Khoảng cách lớn nhất từ máy đến mia: 25 m

Chênh lệch khoảng cách sau, trước: 0,3 m

Tích luỹ chênh lệch khoảng cách: 0,5 m

Tia ngắm đi cách chướng ngại vật mặt đất: 0,8 mm

Sai số đo trên cao đến mỗi trạm máy: 0,5 mm

Sai số khép tuyến theo mỗi trạm máy:

Độ chính xác và các chỉ tiêu dung sai do phía thi công đề nghị và được chủ đầu tưchấp nhận đồng thời với biện pháp thi công các phần việc tương ứng

Vấn đề đo độ nghiêng của công trình nhà cao tầng hết sức quan trọng Nhà caotầng là kết cấu hết sức nhạy cảm với độ nghiêng theo chiều cao

- TCXDVN 271: 2002 Qui trình kỹ thuật xác định độ lún công trình dân dụng vàcông nghiệp bằng phương pháp đo cao hình học.

- TCXDVN 309:2004 Công tác Trắc địa trong xây dựng công trình dân dụng vàcông nghiệp - Yêu cầu chung

Để đo độ nghiêng thường sử dụng các ký hiệu:

α Góc phương vị, hướng nghiêng

C Sai số trục ngắn của máy kinh vĩ

D Khoảng cách giữa hai điểm, Định thức

e Véc tơ độ lệch (độ nghiêng) tổng hợp của một điểm so với chân công trình

ε Góc nghiêng của công trình

ey Véc tơ độ lệch (độ nghiêng) của một điểm so với chân công trình theo hướng

trục Y (trục tung)

eX Véc tơ độ lệch (độ nghiêng) của một điểm so với chân công trình theo hướng

trục X (trục hoành)

∆x, ∆y Gia số toạ độ

∆h Chênh lệch độ cao giữa hai điểm

H, h Độ cao của một điểm, chiều cao của công trình

m Sai số trung phương của một đại lượng đo

mβ Sai số trung phương đo góc

mD Sai số trung phương đo chiều dài

mP Sai số trung phương vị trí điểm

MO Sai số vạch chỉ tiêu bàn độ đứng của máy kinh vĩ

Z Góc thiên đỉnh của điểm quan trắc

Việc đo độ nghiêng được thực hiện đối với tất cả các công trình như đã nêu trongphần phạm vi áp dụng theo quyết định của cơ quan thiết kế hoặc Ban quản lý côngtrình

Phương pháp đo độ nghiêng sẽ được lựa chọn tuỳ theo độ chính xác yêu cầu, điềukiện đo ngắm và trang thiết bị của đơn vị tiến hành đo đạc

Để biểu diễn độ nghiêng và hướng nghiêng đối với mỗi công trình cần xác lập một

hệ toạ độ thống nhất Hệ toạ độ này có thể là chung cho toàn bộ công trình hoặc cũng

có thể là cục bộ đối với từng hạng mục riêng biệt Việc chọn hệ toạ độ do cán bộ kỹthuật chủ trì quan trắc quyết định

Độ nghiêng của công trình được đặc trưng bởi véc tơ độ lệch tổng hợp e (Hình 8).Thông thường người ta thường phân tích véc tơ này thành hai thành phần vuông góc

với nhau Thành phần theo trục X (ký hiệu là ex) và thành phần theo trục Y (ký hiệu làey) Đối với các công trình không có trục đứng duy nhất và rõ ràng như các toà nhàcao tầng thì độ nghiêng của nó được đánh giá qua độ nghiêng của các bức tường vàcủa các cột chịu lực chính.

Độ nghiêng của công trình còn được thể hiện bằng góc nghiêng ε và hướngnghiêng α

Góc nghiêng là góc hợp bởi trục đứng lý tưởng (đường dây dọi) và trục đứng thực

tế của công trình Góc nghiêng ε (Hình 8) được xác định theo công thức

(1)

Hình 8: Những yếu tố về độ nghiêng của công trình

Hướng nghiêng α là góc định hướng của véc tơ e, là góc hợp bởi nửa trên củatrục Y và hình chiếu của véc tơ e trên mặt phẳng (Hình 8) Hướng nghiêng sẽ được xácđịnh theo công thức

h

e

=ε

Việc quan trắc độ nghiêng phải được thực hiện bằng các máy móc, thiết bị phùhợp với từng phương pháp và độ chính xác yêu cầu Trước khi đưa vào sử dụng cácmáy móc thiết bị phải được kiểm nghiệm và hiệu chỉnh theo đúng các qui định của tiêuchuẩn hoặc qui phạm chuyên ngành

Trong giai đoạn thi công xây dựng độ nghiêng của công trình xuất hiện do lỗi củangười thi công, vì vậy nó cần phải được phát hiện kịp thời để bên thi công có biệnpháp chỉnh sửa

Độ nghiêng của công trình trong giai đoạn khai thác sử dụng xuất hiện do nhiềunguyên nhân: Do tác động của tải trọng, tác động của gió, do ảnh hưởng của độ lúnkhông đều vv Vì vậy việc xác định độ nghiêng của công trình trong giai đoạn này cầnphải được thực hiện lặp đi lặp lại theo các chu kỳ để theo dõi và đánh giá sự phát triểncủa nó theo thời gian Chu kỳ đo được chọn dài hay ngắn tuỳ thuộc vào tốc độ pháttriển của độ nghiêng và do cơ quan thiết kế hoặc Ban quản lý công trình quyết định

Sự phát triển của độ nghiêng của công trình trong giai đoạn khai thác sử dụng cóliên quan trực tiếp với sự lún lệch của nó, vì vậy song song với sự theo dõi độ nghiêngcần tiến hành theo dõi cả độ lún của công trình bằng phương pháp thuỷ chuẩn hình họcchính xác theo TCXDVN 271:2002

Khi quan trắc độ nghiêng của các công trình trong điều kiện không có không gianthao tác đủ rộng thì máy kinh vĩ hoặc máy toàn đạc điện tử cần phải được trang bịthêm kính ngắm vuông góc và phải sử dụng loại máy có con lắc điện tử để bù xiên chohai trục và con lắc này phải được kích hoạt ở chế độ hoạt động

Sai số giới hạn khi quan sát độ nghiêng công trình nhà cao tầng là 0,0001 H

Quan trắc độ nghiêng của các nhà cao tầng

Hệ toạ độ qui ước dùng để quan trắc độ nghiêng các toà nhà cao tầng tốt nhất nênchọn sao cho các trục của nó song song hoặc vuông góc với các cạnh của toà nhà nhưhình kèm đây :

α

Các điểm quan trắc độ nghiêng nên chọn tại các khu vực có thể đặc trưng tốt nhấtcho sự dịch chuyển của toà nhà như: các góc nhà, khu vực khe lún, khu vực có xuấthiện các vết nứt và các khu vực do cơ quan thiết kế hoặc ban quản lý công trình yêucầu.

Để xác định độ nghiêng của nhà cao tầng cần bố trí các điểm đo cố định A1, A2,

An và B1, B2, Bn Khi đặt máy tại các điểm Ai sẽ ngắm tới công trình theo hướngsong song với trục Y còn khi đặt máy tại các điểm Bi thì ngắm máy tới công trình theohướng song song với trục X

- Đo độ nghiêng của các nhà cao tầng trong giai đoạn thi công xây dựng:

Trong giai đoạn thi công xây dựng nhà cao tầng độ thẳng đứng tổng thể của nóđược đảm bảo bằng các dụng cụ chiếu đứng để chuyển toạ độ từ mặt bằng cơ sở (mặtbằng tầng 1) lên các tầng Vì vậy trong giai đoạn này chỉ đo độ nghiêng cục bộ của cácyếu tố trên từng tầng Các yếu tố cần xác định độ nghiêng là côp-pha để đổ bê tông cáccột, tường chịu lực, buồng thang máy và các yếu tố khác

Phương pháp đơn giản nhất để xác định độ nghiêng của các yếu tố của nhà caotầng trong giai đoạn thi công là treo dây dọi và dùng thước để đo khoảng cách từ dâydọi đến yếu tố cần kiểm tra ở phía trên và phía dưới Độ nghiêng của yếu tố cần quantrắc được đánh giá thông qua chênh lệch khoảng cách đo được ở phía trên và phía dưới

- Đo độ nghiêng của các toà nhà cao tầng trong giai đoạn khai thác sử dụng:

Độ nghiêng của các toà nhà cao tầng trong giai đoạn khai thác sử dụng có thểđược đo bằng các máy toàn đạc điện tử có chế độ đo trực tiếp không cần gương, cácmáy toàn đạc điện tử thông thường hoặc các máy kinh vĩ

Việc đo độ nghiêng của các toà nhà cao tầng trong giai đoạn khai thác sử dụng bắtđầu bằng việc đánh dấu các điểm đặt máy cố định như hình 2 và các điểm đo tại các vịtrí được xem xét cẩn thận theo yêu cầu của Ban quản lý công trình và cơ quan thiết kế.Các điểm đặt máy được cố định bằng các mốc bê tông kiên cố trên mặt đất cách côngtrình một khoảng cách phù hợp để đo ngắm một cách thuận lợi và đảm bảo độ chính

xác (nếu điều kiện cho phép thì nên chọn khoảng cách từ điểm đặt máy tới chân côngtrình bằng chiều cao của nó) Các điểm quan trắc có thể làm bằng kim loại gắn cố địnhvào công trình, cũng có thể đánh dấu các điểm quan trắc bằng sơn hoặc dán vào đógương giấy đặc biệt.

Đo độ nghiêng của nhà cao tầng bằng máy toàn đạc điện tử có chế độ đo trực tiếpbằng LASER không cần gương được thực hiện theo trình tự sau:

a Đặt máy tại điểm Ai (i=1, 2, n - các điểm cố định đánh dấu trên mặt đất) saocho mặt phẳng chuẩn trực của máy vuông góc với hướng X Từ Ai lần lượtngắm máy tới các điểm Aj (j=1, 2, , k - các điểm quan trắc được đánh dấu trênthân công trình) và đo các khoảng cách ngang tương ứng là D(1) A, D (2) A D (k) A;

b Chuyển máy ra điểm Bi làm tương tự như ở điểm Ai và đo được các khoảngcách D(1) B, D (2) B, D (k) B ;

c Tính thành phần độ nghiêng của công trình dọc theo hướng X bằng công thức

Nếu không có máy toàn đạc điện tử có chế độ đo trực tiếp bằng LASER thì có thể

sử dụng máy toàn đạc điện tử thông thường nhưng trong trường hợp này tại các điểmAij và Bij cần phải dán các gương giấy chuyên dùng Trình tự đo và tính các yếu tốđặc trưng cho độ nghiêng của công trình tương tự như trong mục trên

Nếu không có máy toàn đạc điện tử và điều kiện đo ngắm cho phép thì có thể sửdụng máy kinh vĩ thông thường, tốt nhất nên dùng máy kinh vĩ điện tử có hệ thống conlắc điện tử để hiệu chỉnh độ nghiêng của hai trục (dual axis correction) Trình tự đongắm và xác định yếu tố đặc trưng cho độ nghiêng như sau:

Đặt máy kinh vĩ tại điểm Ai cân máy cẩn thận bằng bọt thuỷ điện tử, đặt Dual axis coorrretion ở chế độ mở;

y

x e e

Lần lượt ngắm máy lên các điểm Aij đã đánh dấu ở chu kỳ 1 và đọc được các góci1, i2 ik ;

Chuyển máy sang điểm Bi và làm tương tự sẽ đọc được các góc i1, i2… ik

Tính độ lệch theo hướng X bằng công thức:

Có thể sử dụng máy kinh vĩ và một thước nhựa hoặc thước kim loại thông thường

để đo độ nghiêng theo trình tự sau:

Lần lượt ngắm máy lên các điểm AiJ và hạ dần ống kính xuống để có thể đọc sốtrên thước đặt tại điểm Ai1 theo chỉ đứng của máy kinh vĩ Khoảng cách từ điểm Ai1trên thước tới vị trí chiếu của điểm Aij chính là thành phần độ lệch theo hướng X (ex)của điểm Aij

Chuyển máy sang điểm Bi và làm tương tự sẽ xác định được thành phần độ lệchtheo hướng Y (ey); Các yếu tố khác được xác định theo các công thức (5) và (6)

Để xác định độ nghiêng của kết cấu và công trình có nhiều phương pháp Sau đây,tài liệu giới thiệu một số phương pháp để chúng ta tham khảo:

 Phương pháp cơ học

Đây là phương pháp đơn giản nhất để xác định độ nghiêng của công trình Để xácđịnh độ nghiêng người ta treo một dây dọi và đo khoảng cách từ dây dọi đến đến bềmặt của công trình ở phía trên (đỉnh)và phía dưới (gốc) Độ nghiêng thành phần (ex)của công trình theo hướng thước đo sẽ được xác định dựa vào chênh lệch của haikhoảng cách nói trên Muốn xác định độ nghiêng thành phần ey cần treo dọi và thựchiện đo ở hướng vuông góc với mặt vừa đo ex

Đặc biệt là công trình càng cao thì độ chính xác càng giảm Với các công trình có độcao từ 3 - 5 m thì sai số đo khoảng cách nằm trong khoảng từ 2 - 3m trong điều kiệnkhông có gió.

- Phạm vi áp dụng

Phương pháp chỉ có thể sử dụng để kiểm tra độ nghiêng của các cột trong phạm vitừng tầng nhà hoặc kiểm tra độ nghiêng của các bức tường

Hình 9: Xác định độ nghiêng của các cột bằng dây dọi

 Phương pháp chiếu bằng chỉ đứng của máy kinh vĩ

- Nội dung của phương pháp:

Để thực hiện phương pháp này có thể sử dụng bất kỳ loại máy kinh vĩ nào Tuynhiên để tăng độ chính xác của phương pháp, khi sử dụng máy quang cơ thông thườngcần có bọt thuỷ vắt ngang (đặt trên trục quay của ống kính) Nếu sử dụng máy kinh vĩđiện tử hoặc toàn đạc điện tử thì chế độ bù xiên của hai trục cần phải đặt ở trạng tháihoạt động Việc xác định độ nghiêng thành phần bằng phương pháp này được thựchiện như sau:

Máy kinh vĩ đặt tại điểm cố định cách công trình một khoảng bằng chiều cao của

nó, cân máy bằng bọt thuỷ dài (đối với máy kinh vĩ quang cơ) hoặc bằng bọt thuỷ điện

tử (đối với máy kinh vĩ điện tử) Đánh dấu các điểm A(1), A(2), A(k) trên công trình(dán hoặc vẽ các tiêu ngắm) Tại điểm A(1) ở sát mặt đất, đặt một thước có khắc vạchmilimet nằm ngang Chiếu các điểm A(j) (j=1, 2,k) bằng chỉ đứng của máy kinh vĩxuống thước đặt ở phía dưới ta sẽ đọc được khoảng cách dj tính từ điểm A(j) tới hìnhchiếu của điểm A(1) Chênh lệch khoảng cách dj trong các chu kỳ đo so với khoảngcách (dj)1 đo được trong chu kỳ đầu cho phép đánh giá được độ nghiêng của côngtrình theo hướng vuông góc với tia ngắm Độ nghiêng của công trình theo hướng thứhai cũng được xác định tương tự

Nếu không có điều kiện đặt thước đo trực tiếp, thì độ lệch có thể được xác địnhmột cách dán tiếp thông qua việc đo các hướng tới các điểm A(1), A(2), A(1) Trong

trường hợp này để tính được độ lệch thành phần cần phải biết cả khoảng cách từ điểmđặt máy tới công trình

Hình 10: Đo độ nghiêng bằng máy kinh vĩ và thước

- Độ chính xác của phương pháp

Nguồn sai số chủ yếu trong phương pháp này là sai số ngắm chuẩn điểm A Sai sốnày nằm trong khoảng từ 5-10" Với khoảng cách từ điểm đặt máy tới công trìnhkhoảng 100m thì sai số xác định độ nghiêng thành phần do sai số ngắm chuẩn gây ranằm trong khoảng từ 3 5 mm Ngoài ra cũng phải kể đến sai số làm trùng vạch

chuẩn của thước với vạch chuẩn tại điểm B và sai số đọc số trên thước Tổng hợp hainguồn sai số này xấp xỉ 1 mm Như vậy sai số xác định độ nghiêng theo một hướng sẽxấp xỉ 5 mm; Sai số xác định véc tơ tổng hợp là 5 7 mm

- Phạm vi ứng dụng: Phương pháp này nên ứng dụng để xác định độ nghiêng củacác tòa nhà cao tầng

 Phương pháp sử dụng máy toàn đạc điện tử (TĐĐT)

- Nội dung của phương pháp

Chuẩn bị các điểm đặt máy và các điểm đo giống như trong trường hợp đo độnghiêng bằng máy kinh vĩ thông thường Nếu máy có chế độ đo trực tiếp không cầngương thì các điểm đo nên đánh dấu bằng các vòng tròn Nếu dùng máy toàn đạc điện

tử thông thường thì các điểm đo cần phải được gia cố sao cho có thể lắp được cácgương chuyên dùng hoặc dán các gương giấy Việc xác định độ nghiêng thành phần

÷

2 ≈

các điểm quan trắc Chênh lệch khoảng cách ngang từ điểm đặt máy tới các điểm đo sovới khoảng cách từ điểm đặt máy tới điểm đo đầu tiên trên mặt bằng tầng 1 chính là độnghiêng thành phần của điểm đo này theo hướng tia ngắm.

- Độ chính xác của phương pháp

Độ chính xác đo độ nghiêng bằng máy TĐĐT chủ yếu phụ thuộc vào độ chính xáccủa loại máy được sử dụng Đối với máy TĐĐT độ chính xác đo khoảng cách đượcxác định theo công thức

Ttrong đó:

a- Thành phần sai số không phụ thuộc khoảng cách, gồm ảnh hưởng của sai số đohiệu pha và sai số xác định hằng số K của máy (đối với đa số các máy toàn đạc điện tửthành phần a = ± 2mm )

b- Thành phần sai số phụ thuộc khoảng cách, gồm ảnh hưởng của sai số xác địnhtộc độ truyền sóng điện từ và sai số xác định tần số điều biến của máy của máy (đối

với đa số các máy toàn đạc điện tử thành phần b = 2.10-6)

Khi đo độ nghiêng khoảng cách từ máy tới các điểm đo thường ngắn (khoảng vàichục mét) vì vậy sai số đo khoảng cách chủ yếu là thành phần a, hơn nữa ảnh hưởngcủa sai số xác định hằng số K của máy và của gương cũng sẽ bị loại trừ vì vậy sai sốxác định khoảng cách chỉ nằm trong khoảng từ 1mm - 2mm

Sai số xác định độ nghiêng 1 lần đo sẽ là:

mex = mey = 2mm = 3mm

Sai số xác định véc tơ tổng hợp một lần đo là :

me = 3mm = 4.5mm

Thông thường tại mỗi điểm đo người ta xác định các yếu tố bằng cách đo ít nhất

là 3 lần vì vậy sai số xác định giá trị xác xuất nhất của vác tơ tổng hợp sẽ là:

=

=

Hình 11: Đo độ nghiêng bằng máy toàn đạc điện tử

- Phạm vi áp dụng

Phương pháp này rất thuận tiện cho việc quan trắc độ nghiêng của các nhà caotầng Hiệu quả kinh tế đặc biệt cao nếu các máy toàn đạc điện tử được tích hợp chế độ

đo trực tiếp không cần gương

3.2 Những biện pháp khắc phục các yếu tố thường gây ra sự cố trong thi công

và vận hành nhà siêu cao tầng

- Phải sử dụng các máy móc chuyên dùng cho thi công nhà siêu cao tầng

- Truớc khi sử dụng máy móc thiết bị phải được kiểm nghiệm; các kết quả kiểmnghiệm phải nằm trong hạng sai

- Phải đưa ra các biện pháp đo để khắc phục các nguyên nhân sau gây ra sai số:

+ Sai số do máy móc

+ Sai số do ngoại cảnh: Nắng, gió, sương mù, rung động bên ngoài

- Tạo ra lưới trục đảm bảo độ chính xác cao nhất, các cạnh được đo với độ chínhxác 0,01 đến 0,05mm, các góc được đo với độ chính xác: mp < 0,6”

- Tạo ra các yếu tố kiểm tra:

+ Kiểm tra đồ hình

+ Kiểm tra sai số vị trí điểm

+ Kiểm tra sai số thiết kế

- Các mốc phải đạt tiêu chuẩn, đảm bảo ổn định, không làm cho luới biến dạng

- Gửi lưới trục và chuyển trục công trình lên cao phải đảm bảo sai số bù trừ giữacác tầng nằm trong hạng sai

- Xác định độ lún lệch để tính hiệu chỉnh độ thẳng đứng.

- Trong quá trình thi công phải luôn theo các quy định hạng sai trong chỉ dẫn kỹthuật, thiết kế

- Phải lắp hệ thống cảnh báo quan trắc tự động

3.3 Các máy móc trắc địa cho thi công nhà siêu cao tầng

Để thực hiện các công tác trắc đạc cho thi công xây dựng nhà siêu cao tầng hiệnnay nên sử dụng các loại thiết bị sau đây:

3.3.1 Máy toàn đạc điện tử (Totalstatison)

Công dụng của máy toàn đạc điện tử:

- Đo vẽ bản đồ địa hình

- Thành lập lưới khống chế mặt bằng

- Triển khai các bản vẽ thiết kế ra hiện trường

- Truyền toạ độ từ mặt bằng cơ sở lên các tầng

- Kiểm tra các kích thước hình học của toà nhà

- Kiểm tra độ nghiêng của toà nhà, độ phẳng của các bức tường

Bảng 4: Tính năng kỹ thuật của một số loại máy toàn đạc điện tử

Loại máy Hãng sán xuất Tầm hoạt động Cạnh Độ chính xác đo Góc Trọng lượng

Công dụng của máy thuỷ bình:

- Lập lưới khống chế độ cao cho thi công xây dựng cồng trình

- Triển khai các bản vẽ thiết kế ra hiện trường về độ cao

- Truyền độ cao từ mặt bằng cơ sở lên các tầng

- Kiểm tra độ phang và độ dày của sàn

- Kiểm tra độ võng của dầm

- Đo đạc quan trắc độ lún của công trình

Bảng 5: Một số máy thuỷ bình thông dụng hiện nay Tên máy Hãng sản xuất Hệ thống con

lắc

Độ chính xác (mm/km) Trọng lượng

AS-2C NIKON (NhậtBản) ±12,0’ ±0.3” ±0.8 ±0.4 1.9Kg

+ Phải để lỗ thủng trên sàn tại các vị trí cố định.

+ Diện tích hữu ích của các lỗ giảm rất nhanh theo chiều cao của toà nhà

+ Tổ chức bảo vệ khi đo khá phức tạp

+ Trong trường hợp không có máy chiếu chuyên ding có thể sử dụng máytoàn đạc điện tử hoặc máy kinh vĩ điển tử kết họp với kính ngắm vuông góc đểchiếu

b Hệ thống định vị GPS

- Ưu điểm

+ Độ chính xác ổn định không phụ thuộc vào chiều cao của toà nhà

+ Kết qủa chiếu ở các tầng độc lập với nhau

+ Tổ chức truyền toạ độ đơn giản hơn

3.5 Kiểm tra độ chính xác cao trình nhờ hệ GPS - định vị vệ tinh theo TCXDVN 364:2006

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, TCXDVN 364:2006, Tiêu chuẩn kỹ thuật đo và

xử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình

GPS là chữ viết tắt từ tiếng Anh: Global Positioning System, dịch sang tiếng Việt

là Hệ thống định vị toàn cầu Từ những năm 1970, đầu tiên là Hoa Kỳ, Nga rồi đến

các nước khác như Trung quốc, Nhật bản đã phóng những quả vệ tinh bay quanh tráiđất, nhằm xác định vị trí từng điểm trên mặt đất một cách chính xác, không phụ thuộcthời tiết, ngày, đêm

Bây giờ có thể thành lập lưới khảo sát công trình, lưới khống chế mặt bằng phục

vụ thi cồng và quan trắc chuyển dịch ngang công trĩnh nhờ hệ thống định vị toàn cầunày

Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam, TCXDVN 364:2006,

Tiêu chuẩn kỹ thuật đo và xử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình quy định

về đo, vẽ , thành lập lưới trắc địa công trình nhờ hệ thống định vị toàn cầu WGS-84hoặc các hệ tọa độ khác sử dụng các tham số cơ bản của elipxoid toàn cầu

Những tiến bộ của khoa học công nghệ đã mang đến cho ngành trắc địa nhữngthành tự to lớn là viễn thám Từ công nghệ viễn thám, người ta có thể tiếp cận với đốitượng cần đo vẽ mà khồng phải tiếp xúc trực tiếp đến đối tượng

Chúng tôi giới thiệu ở đây, khái niệm về viễn thám và hệ thống thông tin địa lý(GIS) và về hệ thống định vị toàn cầu (GPS) như những thành tựu mới trong công táckhảo sát và khảo sát xây dựng

Viễn thám và hệ thống thông tin địa lý (GIS):

Viên thám là ngành khoa học nghiên cứu đôi tượng mà không trực tiêp tiêp xúc

với đối tượng Tiếng Anh sử dụng khái niệm viễn thám qua thuật ngữ remote sensing

được viết tắt là RS

Viễn thám thu nhận thông tin của bề mặt trái đất mà không cần tiếp xúc với bề mặt

ấy Điều này thực hiện được nhờ vào quan sát và thu nhận năng lượng phản xạ, bức xạ

từ đối tượng nghiên cứu và sau đó phân tích, xử lý, ứng dụng những thông tin nói trên

Hệ thống viễn thám thường bao gồm 7 phần tử chính có quan hệ chặt chẽ vớinhau

Hình 12: Hệ thống viễn thám

Theo trình tự hoạt động của hệ thống, chúng ta có:

Nguồn năng lượng: Thành phần đầu tiên của một hệ thống viễn thám là nguồn

năng lượng để chiếu sáng hay cung cấp năng lượng điện từ tới đối tượng quan tâm Cóloại viễn thám sử dụng năng lượng mặt trời, có loại tự cung cấp năng lượng tới đốitượng Thông tin viễn thám thu thập được là dựa vào năng lượng từ đối tượng đến thiết

bị nhận, nếu không có nguồn năng lượng chiếu sáng hay truyền tới đối tượng sẽ không

có năng lượng đi từ đối tượng đến thiết bị nhận

Những tia phát xa và khí quyển: Vì năng lượng đi từ nguồn năng lượng tới đối

tượng nên sẽ phải tác qua lại với vùng khí quyển nơi năng lượng đi qua Sự tương tácnày có thể lặp lại ở một vị trí không gian nào đó vĩ năng lượng còn phải đi theo chiềungược lại, tức là từ đối tượng đến bộ cảm

Sự tương tác với đối tượng: Một khi được truyền qua không khí đến đối tượng,

năng lượng sẽ tương tác với đối tượng tuỳ thuộc vào đặc điểm của cả đối tượng vàsóng điện từ Sự tương tác này có thể là truyền qua đối tượng, bị đối

tượng hấp thu hay bị phản xạ trở lại vào khí quyển

Thu nhận năng lượng bằng bộ cảm: Sau khi năng lượng được phát ra hay bị

phản xạ từ đối tượng, chúng ta cần có một bộ cảm từ xa để tập họp lại và thu nhậnsóng điện từ Năng lượng điện từ truyền về bộ cảm mang thông tin về đối tượng

Sự truyền tải, thu nhận và xử lý: Năng lượng được thu nhận bởi bộ cảm cần phải

được truyền tải, thường dưới dạng điện từ, đến một trạm tiếp nhận-xử lý nơi dữ liệu sẽđược xử lý sang dạng ảnh Ảnh này chính là dữ liệu thô

Giải đoán và phân tích ảnh: Ảnh thô sẽ được xử lý để có thể sử dụng được Để

lấy được thông tin về đối tượng người ta phải nhận biết được mỗi hình ảnh trên ảnhtương ứng với đối tượng nào Công đoạn để có thể “nhận biết” này gọi là giải đoánảnh Ảnh được giải đoán bằng một hoặc kết họp nhiều phương pháp Các phương pháp

này là giải đoán thủ công bằng mắt, giải đoán bằng kỹ thuật số hay các công cụ điện tử

để lấy được thông tin về các đối tượng của khu vực đã chụp ảnh

Ứng dụng: Đây là phần tử cuối cùng của quá trình viễn thám, được thực hiện khi

ứng dụng thông tin mà chúng ta đã chiết được từ ảnh để hiểu rõ hơn về đối tượng màchúng ta quan tâm, để khám phá những thông tin mới, kiểm nghiệm những thông tin

đã có nhằm giải quyết những vấn đề cụ thể

Kỹ thuật thám trắc bằng vệ tinh đã phát triển nhanh chóng hình thành lên hệ thốngquan trắc khí tượng vệ tinh toàn cầu Quan trắc trái đất và quan trắc không gian đãbước sang một giai đoạn mới, làm phong phú thêm phạm vi, nội dung quan trắc Từquan trắc mang tính cục bộ ở tầng thấp của khí quyển chuyển sang quan trắc cả hệthống khí quyển Rất nhiều những yếu tố, những vị trí trong khí quyển và trên trái đấttrước đây rất khó quan trắc thì ngày nay với vệ tinh khí tượng đều có thể thực hiệnđược Công nghệ viễn thám đã cung cấp rất nhiều số liệu cho các lĩnh vực như: thiênvăn, khí tượng, địa chất, địa lý, hải dương, nông nghiệp, lâm nghiệp, quân sự, thồngtin, hàng không, vũ trụ

Nước ta nhiều đồi núi, địa hình phức tạp (độ cao, độ dốc, hướng, khe suối thunglũng ) điều kiện khí tượng, khí hậu, thuỷ văn diễn biến phức tạp Cùng với sự ấm lêncủa khí hậu toàn cầu các hiện tượng thời tiết bất thường như hạn hán, lũ lụt ngày cànggia tăng và mức độ gây tổn hại ngày càng lớn, nhiệt độ tăng cao kết họp với hạn hándẫn tới nguy cơ cháy rừng, sự phát sinh phát triển của sâu bệnh đối với mùa màngngày càng trầm trọng Vì vậy việc sử dụng các thông tin viễn thám tích họp với hệthống thông tin địa lý (GIS) và hệ thống định vị toàn cầu (GPS) cùng với các quan trắcthu được từ bề mặt sẽ đáp ứng khách quan và đa dạng các thông tin cần thiết phục vụcông tác nghiên cứu giám sát và dự báo khí tượng thuỷ văn, khí tượng nông nghiệp vàmôi trường, công tác xây dựng mà đặc biệt là phục vụ cho công tác giám sát và cảnhbáo tác hại của thiên tai để có các biện pháp phòng tránh và ứng cứu kịp thời, dự đoán

và hoàn chỉnh những dữ liệu địa chất công trình, địa mạo trong xây dựng

Những nguyên tắc cơ bản và ứng dụng chủ yếu của hệ GIS hiện nay là:

+ GIS là một hệ thống thông tin đuợc thiết kế để làm việc với các dữ liệu trong một hệtoạ độ quy chiếu GIS bao gồm một hệ cơ sở dữ liệu và các phuơng thức để thao tácvới dữ liệu đó

+ GIS là một hệ thống nhằm thu thập, luu trữ, kiểm tra, tích hợp, thao tác, phân tích vàhiển thị dữ liệu đuợc quy chiếu cụ thể vào trái đất

+ GIS là một chuơng trình máy tính hỗ trợ việc thu thập, luu trữ, phân tích và hiển thị dữliệu bản đồ

Hình 13: Mô hình công nghệ

Một cách khái quát, có thể hiểu một hệ GIS nhu là một quá trình sau:

Dữ liệu vào: dữ liệu đuợc nhập từ các nguồn khác nhau nhu chuyển đổi giữa cáccách biểu diễn dữ liệu, máy quét, hình ảnh từ vệ tinh, ảnh chụp

+ Quản lý dữ liệu: sau khi dữ liệu đuợc thu thập và tổng họp, GIS cần cung cấpcác thiết bị có thể luu và bảo trì dữ liệu nhằm đảm bảo: bảo mật số liệu, tích họp sốliệu, lọc và đánh giá số liệu, khả năng duy trì GIS luu thông tin thế giới thực thành cáctầng dữ liệu riêng biệt, các tầng này đặt trong cùng một hệ trục toạ độ và chúng có khảnăng liên kết với nhau

+ Xử lý dữ liệu: các thao tác xử lý dữ liệu đuợc thực hiện để tạo ra thông tin Nógiúp cho nguời sử dụng quyết định cần làm tiếp công việc gì Ket quả của xử lý dữ liệu

là tạo ra các ảnh, báo cáo và bản đồ

+ Phân tích và mô hĩnh: số liệu tổng họp và chuyển đổi chỉ là một phần của GIS.Những yêu cầu tiếp theo là khả năng giải mã và phân tích về mặt định tính và địnhluợng thông tin đã thu thập

+ Dữ liệu ra: một trong các phuơng diện công nghệ GIS là sự thay đổi của cácphuơng pháp khác nhau trong đó thông tin có thể hiển thị khi nó đuợc xử lý bằng GIS.Các phuơng pháp truyền thống là bảng và đồ thị có thể cung cấp bằng các bản đồ vàảnh 3 chiều

Công nghệ GIS ngày càng đuợc sử dụng rộng rãi GIS có khả năng sử dụng dữliệu không gian và thuộc tính (phi không gian) từ các nguồn khác nhau khi thực hiệnphân tích không gian để trả lời các câu hỏi của nguời sử dụng

Một số ứng dụng cụ thể của GIS thường thấy trong thực tế là:

+ Quản lý hệ thống đường phố, bao gồm các chức năng: tìm kiếm địa chỉ khi xácđịnh được vị trí cho địa chỉ phố hoặc tìm vị trí khi biết trước địa chỉ phố Đường giaothông và sơ đồ; điều khiển đường đi, lập kế hoạch lưu thông xe cộ Phân tích vị trí,chọn khu vực xây dựng các tiện ích như bãi đỗ xe, ga tàu xe Lập kế hoạch phát triểngiao thông

+ Quản lỹ giám sát tài nguyên, thiên nhiên, môi trường bao gồm các chức năng:quản lỹ gió và thuỷ hệ, các nguồn nhân tạo, bình đồ lũ, vùng ngập úng, đất nôngnghiệp, tầng ngập nước, rừng, vùng tự nhiên, phân tích tác động môi trường

Xác định ví trí chất thải độc hại Mô hình hoá nước ngầm và đường ô nhiễm Phântích phân bố dân cư, quy hoạch tuyến tính

+ Quản lý quy hoạch: phân vùng quy hoạch sử dụng đất Các hiện trạng xu thếmôi trường

+ Quản lý chất lượng nước

+ Quản lý các thiết bị: Xác định đường ống ngầm, cáp ngầm Xác định tải trọngcủa lưới điện Duy trì quy hoạch các thiết bị, sử dụng đường điện

+ Phân tích tổng điều tra dân số, lập bản đồ các dịch vụ y tế, bưu điện và nhiềuứng dụng khác

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS)

GPS là hệ thống bao gồm các vệ tinh bay trên quỹ đạo, thu thập thồng tin toàn cầu

và được xử lý bởi các trạm điều khiển trên mặt đất Ngày nay, khó hình dung rằng cómột máy bay, một con tàu hay phương tiện thám hiểm trên bộ nào lại không lắp đặtthiết bị nhận tín hiệu từ vệ tinh

Năm 1978, nhằm mục đích thu thập các thông tin về tọa độ (vĩ độ và kinh độ), độcao và tốc độ của các cuộc hành quân, hướng dẫn cho pháo binh và các hạm đội, BộQuốc phòng Mỹ đã phóng lên quỹ đạo trái đất 24 vệ tinh Những vệ tinh trị giá nhiều

tỷ USD này bay phía trên trái đất ở độ cao 19.200 km, với tốc độ chừng 11.200 km/h,

có nhiệm vụ truyền đi các tín hiệu radio tần số thấp tới các thiết bị thu nhận Từ nhữngnăm đầu thập kỷ 80, các nhà sản xuất lớn chú ý nhiều hơn đến đối tượng sử dụng tưnhân Trên các xe hơi hạng sang, những thiết bị trợ giúp cá nhân kỹ thuật số PDA(Personal Digital Assistant) như Ipaq của hãng Compaq, được coi là một trang bị tiêuchuẩn, thể hiện giá trị của chủ sở hữu

Trong số 24 vệ tinh của Bộ quốc phòng Mỹ nói trên, chỉ có 21 thực sự hoạt động,

3 vệ tinh còn lại là hệ thống hỗ trợ Tín hiệu radio được truyền đi thường không đủmạnh để thâm nhập vào các tòa nhà kiên cố, các hầm ngầm và hay tới các địa điểmdưới nước Ngoài ra nó còn đòi hỏi tối thiểu 4 vệ tinh để đưa ra được thồng tin chínhxác về vị trí (bao gồm cả độ cao) và tốc độ của một vật Vì hoạt động trên quỹ đạo, các

vệ tinh đảm bảo cung cấp vị trí tại bất kỳ điểm nào trên trái đất

Hệ thống định vị toàn cầu GPS (Global Positioning Systems) bao gồm 3 mảng:

- Mảng người dùng, gồm người sử dụng và thiết bị thu GPS

- Mảng kiểm soát bao gồm các trạm trên mặt đất, chia thành trạm trung tâm và trạmcon Các trạm con, vận hành tự động, nhận thông tin từ vệ tinh, gửi tới cho trạm chủ

Sau đó các trạm con gửi thông tin đã được hiệu chỉnh trở lại, để các vệ tinh biết được

vị trí của chúng trên quỹ đạo và thời gian truyền tín hiệu Nhờ vậy, các vệ tinh mới cóthể đảm bảo cung cấp thông tin chính xác tuyệt đối vào bất kỳ thời điểm nào

- Mảng còn lại gồm các vệ tinh hoạt động bằng năng lượng mặt trời, bay trên quỹ đạo.Quãng thời gian tòn tại của chúng vào khoảng 10 năm và chi phí cho mỗi lần thay thếlên đến hàng tỷ USD

Một vệ tinh có thể truyền tín hiệu radio ở nhiều mức tần số thấp khác nhau, đượcgọi là Ll, L2 Những thiết bị nhận tín hiệu GPS thông thường bắt sóng Ll, ở dải tần sốUHF 575,42 Mhz Một đài phát thanh FM thường cần có công suất chừng 100.000watt để phát sóng, nhưng một vệ tinh định vị toàn cầu chỉ đòi hỏi 20-50 watt để đưa tínhiệu đi xa 19.200 km

Thiết bị nhận GPS cài đặt sẵn trên xe Honda Accord

Tần số LI chứa đựng 2 tín hiệu số (mã hoá bằng kỹ thuật số), được gọi là P- code

và C/A-code Mã p nhằm bảo vệ thông tin khỏi những sự truy nhập trái phép Tuynhiên, mục đích chính của các tín hiệu mã hóa là nhằm tính toán thời gian cần thiết đểthông tin truyền từ vệ tinh tới một thiết bị thu nhận trên mặt đất Sau đó, khoảng cáchgiữa 2 bên được tính bằng cách nhân thời gian cần thiết để tín hiệu đến nơi với tốc độ

của ánh sáng là 300.000 km/giây(khoảng cách = vận toc X thời gian).

Tuy nhiên, tín hiệu có thể bị sai đôi chút khi đi qua bầu khí quyển Vì vậy, kèmtheo thông điệp gửi tới các thiết bị nhận, các vệ tinh thường gửi kèm luôn thông tin vềquỹ đạo và thời gian Việc sử dụng đồng hồ nguyên tử sẽ đảm bảo chính xác về sựthống nhất thời gian giữa các thiết bị thu và phát

Để biết vị trí chính xác của các vệ tinh, thiết bị nhậnGPS còn nhận thêm 2 loại tín hiệu mã hóa

- Loại thứ nhất (được gọi là Almanac data) được cậpnhật định kỳ và cho biết vị trí gần đúng của các vệ tinh trênquỹ đạo Nó truyền đi liên tục và được lưu trữ trong bộ nhớcủa thiết bị thu nhận khi các vệ tinh di chuyển quanh quỹđạo

- Tuy nhiên, phần lớn các vệ tinh có thể hơi di

chuyển ra khỏi quỹ đạo chính của chúng Sự thay đổi nàyđược ghi nhận bởi các trạm kiểm soát mặt đất Việc sửa chữa những sai số này là rấtquan trọng và được đảm nhiệm bởi trạm chủ trên mặt đất, trước khi thông báo lại chocác vệ tinh biết vị trí mới của chúng Thông tin được sửa chữa này được gọi làEphemeris data Ket họp Almanac data và Ephemeris data, các thiết bị nhận GPS biết

Hiện nay, nếu có bản đồ điện tử, nhiều thiết bị nhận GPS sẽ hiển thị rõ ràng vị trícủa bạn qua một màn hình, điều đó giúp cho việc định hướng trở nên cực kỳ thuận lợi.Nhưng nếu tắt thiết bị nhận tín hiệu trong khoảng thời gian chừng 5 giờ đồng hồ, nó sẽmất đi các Almanac data (hay không còn nhận biết chính xác các vệ tinh trên quỹ đạotrái đất) Khi hoạt động trở lại, thiết bị sẽ cần khoảng thời gian chừng 30 giây để nạplại thồng tin về vị trí của vệ tinh, trước khi cho biết hiện thời bạn đang ở đâu.

Hoạt động của GPS có thể bị ảnh hưởng bởi các yếu tố sau:

Khi các vệ tinh ở quá gần nhau, chúng sẽ khiến cho việc xác định một vị trí chínhxác trở nên khó khăn hơn

Vì tín hiệu radio đi từ vệ tinh xuyên qua tầng điện ly và tầng đối lưu, tốc độ cầnthiết để tín hiệu truyền tới thiết bị nhận sẽ bị chậm đi Hệ thống GPS có dự phòng điều

đó bằng cách tính thêm khoảng thời gian chậm trễ trung bình, nhưng cũng không đượchoàn toàn chính xác

Chướng ngại lớn như các dãy núi hay các toà nhà cao tầng cũng làm cho thông tin

Phân loại

Hệ Định vị Toàn cầu (Global Positioning System - GPS) của Mỹ là hệ dẫn đường

dựa trên một mạng lưới 24 quả vệ tinh (Thực tế chỉ có 21 vệ tinh hoạt động, còn 3 vệtinh dự phòng) được Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đặt trên quỹ đạo không gian

Các hệ thống dẫn đường truyền thống hoạt động dựa trên các trạm phát tín hiệu vô

tuyến điện Được biết nhiều nhất là các hệ thống có tên gọi LORAN - (Long Range

Navigation) - hoạt động ở giải tần 90-100 kHz chủ yếu dùng cho hàng hải, hay

TACAN – (Tactical Air Navigation) - dùng cho quân đội Mỹ và biến thể với độ chính xác thấp VOR/DME - VHF {Omnidirectional Range/Distance Measuring

Equipment) - dùng cho hàng không dân dụng.

Gần như đồng thời với lúc Mỹ phát triển GPS, Liên Xô cũng phát triển một hệthống tương tự với tên gọi GLONASS Hiện nay Liên minh Châu Âu đang phát triển

hệ dẫn đường vệ tinh của mình mang tên Galileo

Chú ý rằng cả GPS và GLONAS đều được phát triển trước hết cho mục đích quân

sự Nên mặc dù chúng có cho dùng dân sự nhưng không hệ nào đưa ra sự đảm bảo tòntại liên tục và độ chính xác Vì thế chúng không thoả mãn được những yêu cầu an toàncho dẫn đường dân sự hàng không và hàng hải, đặc biệt là tại những vùng và tại nhữngthời điểm có hoạt động quân sự của những quốc gia sở hữu các hệ thống đó Chỉ có hệthống dẫn đường vệ tinh châu Âu Galileo (đang được xây dựng) ngay từ đầu đã đặtmục tiêu đáp ứng các yêu cầu nghiêm ngặt của dẫn đường và định vị dân sự

GPS ban đầu chỉ dành cho các mục đích quân sự, nhưng từ năm 1980 chính phủ

Mỹ cho phép sử dụng dân sự GPS hoạt động trong mọi điều kiện thời tiết, mọi nơitrên Trái Đất, 24 giờ một ngày Không mất phí thuê bao hoặc mất tiền trả cho việcthiết lập sử dụng GPS

Sự hoạt động của GPS

Các vệ tinh GPS bay vòng quanh Trái Đất hai lần trong một ngày theo một quỹđạo rất chính xác và phát tín hiệu có thông tin xuống Trái Đất Các máy thu GPS nhậnthông tin này và bằng phép tính lượng giác tính được chính xác vị trí của người dùng,

về bản chất máy thu GPS so sánh thời gian tín hiệu được phát đi từ vệ tinh với thời

gian nhận được chúng Sai lệch về thời gian cho biết máy thu GPS ở cách vệ tinh bao

xa Rồi với nhiều quãng cách đo được tới nhiều vệ tinh máy thu có thể tính được vị trícủa người dùng và hiển thị lên bản đồ điện tử của máy

Máy thu GPS phải khoá được với tín hiệu của ít nhất ba quả vệ tinh để tính ra vị tríhai chiều (kinh độ và vĩ độ) và để theo dõi được chuyển động Với bốn hay nhiều hơn

số quả vệ tinh trong tầm nhìn thi máy thu có thể tính được vị trí ba chiều (kinh độ, vĩ

độ và độ cao) Một khi vị trí người dùng đã tính được thì máy thu GPS có thể tính cácthông tin khác, như tốc độ, hướng chuyển động, bám sát di chuyển, khoảng hành trình,quãng cách tới điểm đến, thời gian Mặt Trời mọc, lặn và nhiều thứ khác nữa

Độ chính xác của GPS

Các máy thu GPS ngày nay cực kì chính xác, nhờ vào thiết kế nhiều kênh hoạtđộng song song của chúng Các máy thu 12 kênh song song (của Garmin) nhanhchóng khoá vào các quả vệ tinh khi mới bật lên và chúng duy trì chắc chắn liên hệ này,thậm chí trong tán lá rậm rạp hoặc thành phố với các toà nhà cao tầng Tình trạng nhất

định của khí quyển và các nguồn gây sai số khác có thể ảnh hưởng tới độ chính xáccủa máy thu GPS Các máy thu GPS có độ chính xác trung bình trong vòng 15 mét.

Các máy thu mới hơn với khả năng WAAS (Hệ Tăng Vùng Rộng, Wide Area

Augmentation System) có thể tăng độ chính xác trung bình tới dưới 3 mét Không cần

thêm thiết bị hay mất phí để có được lợi điểm của WAAS Người dùng cũng có thể có

độ chính xác tốt hơn với GPS Vi sai {Differential GPS, DGPS) sửa lỗi các tín hiệu

GPS để có độ chính xác trong khoảng 3 đến 5 mét Cục Phòng vệ Bờ biển Mỹ vậnhành dịch vụ sửa lỗi này Hệ thống bao gồm một mạng các đài thu tín hiệu GPS vàphát tín hiệu đã sửa lỗi bằng các máy phát hiệu Để thu được tín hiệu đã sửa lỗi, ngườidùng phải có máy thu tín hiệu vi sai bao gồm cả ăn-ten để dùng với máy thu GPS củahọ

Hệ thống vệ tinh GPS

24 quả vệ tinh làm nên vùng không gian GPS trên quỹ đạo 12 nghìn dặm cách mặtđất Chúng chuyển động ổn định, hai vòng quỹ đạo trong khoảng thời gian gần 24 giờ.Các vệ tinh này chuyển động với vận tốc 7 nghìn dặm một giờ

Các vệ tinh được nuôi bằng năng lượng Mặt Trời Chúng có các nguồn pin dựphòng để duy trì hoạt động khi chạy khuất vào vùng không có ánh sáng Mặt Trời Cáctên lửa nhỏ gắn ở mỗi quả vệ tinh giữ chúng bay đúng quỹ đạo đã định

Dưới đây là một số thông tin đáng chú ý về các vệ tinh GPS (còn gọi làNAVSTAR, tên gọi chính thức của Bộ Quốc phòng Mỹ cho GPS):

Vệ tinh GPS đầu tiên được phóng năm 1978

Hoàn chỉnh đầy đủ 24 vệ tinh vào năm 1994

Mỗi vệ tinh được làm để hoạt động tối đa là 10 năm

Vệ tinh GPS có trọng lượng khoảng 1500 kg và dài khoảng 17 bộ (5 m) với cáctấm năng lượng Mặt Trời mở (có độ rộng 7 m2)

Công suất phát bằng hoặc dưới 50 watts

Tín hiệu GPS

Các vệ tinh GPS phát hai tín hiệu vô tuyến công suất thấp giải LI và L2 (Giải L làphần sóng cực ngắn của phổ điện từ trải rộng từ 0,39 tới 1,55 GHz) GPS dân sự dùngtần số LI 575,42 MHz trong giải UHF Tín hiệu truyền trực thị, có nghĩa là chúng sẽxuyên qua mây, thuỷ tinh và nhựa nhưng không qua phần lớn các đối tượng cứng nhưnúi và nhà

Tín hiệu GPS chứa ba mẩu thông tin khác nhau - mã giả ngẫu nhiên, dữ liệu thiênvăn và dữ liệu lịch Mã giả ngẫu nhiên đơn giản chỉ là mã định danh để xác định đượcquả vệ tinh nào là phát thông tin nào Có thể nhìn số hiệu của các quả vệ tinh trêntrang vệ tinh của máy thu Garmin để biết nó nhận được tín hiệu của quả nào

Dữ liệu thiên văn cho máy thu GPS biết quả vệ tinh ở đâu trên quỹ đạo ở mỗi thờiđiểm trong ngày Mỗi quả vệ tinh phát dữ liệu thiên văn chỉ ra thồng tin quỹ đạo cho

vệ tinh đó và mỗi vệ tinh khác trong hệ thống

Dữ liệu lịch được phát đều đặn bởi mỗi quả vệ tinh, chứa thông tin quan trọng vêtrạng thái của vệ tinh (lành mạnh hay không), ngày giờ hiện tại Phân này của tín hiệu

là cốt lõi để phát hiện ra vị trí

Nguồn lỗi của tín hiệu GPS

Những điều có thể làm giảm tín hiệu GPS và vì thế ảnh hưởng tới chính xác baogồm:

+ Giữ chậm của tầng đối lưu và tầng ion - Tín hiệu vệ tinh bị chậm đi khi xuyênqua tầng khí quyển

+ Tín hiệu đi nhiều đường - Điều này xảy ra khi tín hiệu phản xạ từ nhà hay cácđối tượng khác trước khi tới máy thu

+ Lỗi đồng hồ máy thu - Đồng hồ có trong máy thu không chính xác như đồng hồnguyên tử trên các vệ tinh GPS

+ Lỗi quỹ đạo - Cũng được biết như lỗi thiên văn, do vệ tinh thông báo vị tríkhồng chính xác

+ Số lượng vệ tinh nhìn thấy - Càng nhiều quả vệ tinh được máy thu GPS nhìnthấy thì càng chính xác Nhà cao tầng, địa hình, nhiễu loạn điện tử hoặc đôi khi thậmchí tán lá dầy có thể chặn thu nhận tín hiệu, gây lỗi định vị hoặc không định vị được.Nói chung máy thu GPS không làm việc trong nhà, dưới nước hoặc dưới đất

+ Hình học che khuất - Điều này liên quan tới vị trí tương đối của các vệ tinh ởthời điểm bất kì Phân bố vệ tinh lí tưởng là khi các quả vệ tinh ở vị trí góc rộng vớinhau Phân bố xấu xảy ra khi các quả vệ tinh ở trên một đường thẳng hoặc cụm thànhnhóm

+ Sự giảm có chủ tâm tín hiệu vệ tinh - Là sự làm giảm tín hiệu cố ý do sự áp đặtcủa Bộ Quốc phòng Mỹ, nhằm chống lại việc đối thủ quân sự dùng tín hiệu GPS chínhxác cao Chính phủ Mỹ đã ngừng việc này từ tháng 5 năm 2000, làm tăng đáng kể độchính xác của máy thu GPS dân sự (Tuy nhiên biện pháp này hoàn toàn có thể được

sử dụng lại trong những điều kiện cụ thể để đảm bảo gậy ồng khồng đập lưng ông.Chính điều này là tiềm ẩn hạn chế an toàn cho dẫn đường và định vị dân sự.)

Nội dung cụ thể của Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, TCXDVN 364: 2006, Tiêu chuẩn kỹ thuật đo và xử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình.

Tiêu chuẩn này nêu các quy định các yêu cầu kỹ thuật về việc đo và xử lý số liệuGPS khi thành lập lưới khảo sát công trình, lưới khống chế mặt bằng phục vụ thi cồng

Tiêu chuẩn này có các phần:

+ Phạm vi áp dụng

+ Định nghĩa các thuật ngữ

+ Quy định chung nêu các yêu cầu và quy trình đo GPS

+ Hệ thống tọa độ và thời gian quy định các tham số hĩnh học cơ bản, thời gian sửdụng số liệu là thời gian quốc tế UTC Khi dùng giờ Hà nội, phải chuyển đổi, giờ Hànội = giờ GPS+7

+ Thiết kế kỹ thuật lưới GPS bao gồm phân cấp lưới, nguyên tắc thành lập và thiết

kế lưới

+ Chọn điểm và chôn mốc GPS

+ Yêu cầu kỹ thuật với máy móc, thiết bị gồm việc chọn máy thu, kiểm chuẩn máythu, bảo trì máy thu

+ Công tác đo ngầm gồm các yêu cầu kỹ thuật cơ bản, lập kế hoạch đo, chuẩn bị

đo, và yêu cầu đo, ngắm

+ Ghi sổ đo ngoại nghiệp

+ Xử lý số liệu

+ Báo cáo kết quả đo

Tiêu chuẩn này có 9 phụ lục:

- Phụ lục A: Ghi chu điểm GPS

- Phụ lục B: Dấu mốc GPS các cấp và sơ đồ chôn mốc

- Phụ lục C: Phương pháp kiểm định độ ổn định của máy bằng cách đo trên

chiều dài chuẩn

- Phụ lục D: Kiểm định độ ổn định của tâm pha ăngten

- Phụ lục E: Kiểm nghiệm và hiệu chỉnh dọi tâm quang học

- Phụ lục F: Bảng điều độ đo GPS

- Phụ lục G: yêu cầu và phương pháp đo độ cao ăngten

- Phụ lục H: Ghi sổ ngoại nghiệp khi đo GPS

- Phụ lục I: Ví dụ: Đo và xử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình

Tiêu chuẩn này đề cập đến một trong những áp dụng của hệ GPS vào hệ thống trắcđịa công trình và khu đất Vì là những khái niệm mới nên tiêu chuẩn quy định khá chitiết và đầy đủ

3.6 Một số kinh nghiệm quản lý khảo sát xây dựng

a Khi lập nhiệm vụ khảo sát

- Cần đọc kỹ về nội dung dự án đầu tư xây dựng công trình để nắm hết các yêu cầu kinh

tế kỹ thuật cũng như công nghệ sản xuất của dự án, từ đó làm rõ các yêu cầu công táckhảo sát xây dựng như thế nào

- Tìm hiểu kỹ về phương án địa điểm của dự án để khoanh vùng điều tra và các chỉ tiêucần điều tra.

- Cần đọc, sưu tầm và tham khảo kỹ các yếu tố khí tượng, khí hậu của khu vực xâydựng để có những khái niệm về thời tiết, các dữ liệu cơ bản, định hướng về khu vực

xây dựng cũng như nêu các yêu cầu khảo sát số liệu này cho trong Tiêu chuẩn Việt

Nam, TCVN 4088:1985, số liệu khí hậu dùng trong thiết kế xây dựng.

- Nếu địa điểm nằm trong vùng có karst phải đọc kỹ Tiêu chuẩn xây dựng Viêt Nam,

TCXDVN:366:2004, Chỉ dẫn kỹ thuật công tác khảo sát địa chất công trình cho xây dựng trong vùng karst, để lập được nhiệm vụ khảo sát cho chuẩn xác.

- Lập nhiệm vụ khảo sát và cần tham khảo ý kiến bên tư vấn thiết kế và những người sẽđiều hành công trình của dự án sau khi hoàn thành việc xây dựng để họ góp ý Nhữngngười sẽ điều hành sản xuất, dịch vụ sau này khi công trình bàn giao cho sử dụng, sẽ làngười có yêu cầu thiết thân cũng như là có kinh nghiệm sản xuất, dịch vụ sử dụngcông trình, sẽ đóng góp nhiều ý kiến quan trọng về các yêu cầu công tác khảo sát khilập nhiệm vụ khảo sát

b Khi lập phương án khảo sát

- Xác định số lượng công tác khảo sát cần thiết phải tiến hành

- Xác định rõ yêu cầu và mục tiêu cho từng công tác khảo sát

- Lựa chọn cán bộ trưởng đoàn khảo sát cho đúng người, đúng việc, có tinh thần tráchnhiệm, có nghiệp vụ để điều hành công tác khảo sát và có tri thức để sơ bộ nhận định

về kết quả khảo sát bgay khi đang khảo sát

- Xác định dụng cụ, trang bị cần phải có để sử dụng khi khảo sát Những thiết bị đo vàđánh giá phải còn thời hạn được sử dụng họp pháp theo hạn định của cơ quan kiểmchuẩn thiết bị

- Sắp xếp đủ nhân lực cho từng khâu trong mọi khâu nghề nghiệp khảo sát, nhân lựcchuyên môn, nhân lực hỗ trợ có kể đến những trường họp rủi ro khả dĩ xảy ra

- Dự trù điều kiện vật chất cho đoàn khảo sát làm việc không quá khó khăn nhưngkhông lãng phí Lều tạm để sinh hoạt, ăn ở, dụng cụ bếp, thực phẩm sử dụng và dự trữ,giấy tờ ghi chép, phương tiện làm việc văn phòng: điện thoại, điện tín, e- mail,internet, cần chú ý đến vệ sinh cồng nghiệp và vệ sinh sinh hoạt, không làm bẩn môitrường dàu chỉ là trú chân tạm

- Chú ý đến những rủi ro, tai biến có thể xảy ra để lựa chọn nơi tạm trú tránh được lũquét, trượt, lở núi cũng như an toàn khi khảo sát

- Khoanh vùng khảo sát và chủ động tạo ranh giới khu vực khảo sát nhăm tránh sót việc,sót phạm vi và tránh lãng phí do khảo sát rộng hơn về khu vực so với yêu cầu

nhằm bảo đảm mọi cồng việc được tiến hành đúng lúc, không cản trở lẫn nhau về địabàn, bảo đảm an toàn sức khỏe cho các thành viên khảo sát, bảo đảm an ninh cho đoàn

và cho cá nhân khảo sát

- Phải tiến hành thông báo cho nhà cầm quyền địa phương để biết, phối họp khi có sự cốcũng như bảo vệ lẫn nhau trong quá trình khảo sát

- Phương án khảo sát phải có thuyết minh rõ ràng, có hĩnh vẽ chuẩn xác để không thểhiểu nhiều nghĩa trong một đoạn câu, trong một hình vẽ

- Phương án khảo sát phải được chủ đầu tư thông qua và duyệt bằng văn bản Phương ánkhảo sát chưa được chủ đầu tư phê duyệt bằng văn bản, chưa được ký họp đồng tiếnhành và dĩ nhiên là chưa được tiến hành Phương án khảo sát cần hay không cần sựphê duyệt của Chủ quản đầu tư hay sự chấp nhận của tư vấn thẩm định là việc của chủđầu tư phải hoàn tất các thủ tục này

c Khi tố chức khảo sát

- Chọn địa điểm tạm trú

Kiểm tra lại địa điểm tạm trú nêu trong văn bản phương án khảo sát Neu trongphương án khảo sát chưa nêu vị trí tạm trú cho từng giai đọa phải xác định địa điểmtạm trú một cách có cân nhắc

Địa điểm tạm trú để tiến hành khảo sát phải bảo đảm dễ dàng, thuận lợi cho sinhhoạt trong công tác gần nơi công tác nhưng cần chú ý các yêu cầu về an toàn, an sinh,chống lũ quét và sạt lở đất Vị trí tạm trú gần sông suối phải đề phòng tai biến về nướcnhư lũ quét, nước dâng, nếu gần đô thị phải chú ý về an sinh, khâu bảo vệ, khâu giaotiếp và an toàn

ẩm do bốc hơi, biến màu do phơi nắng Thùng, hộp chứa mẫu phải được che chắnchống mưa, nắng, thoát hơi, kể cả các tác động của thời tiết như sự thay đổi nhiệt độ,

độ ẩm do môi trường

+ Cần ghi số cho mẫu phù họp với vị trí và thứ tự lấy mẫu

+ Có chế độ ghi chép đầy đủ, kịp thời, chuẩn xác theo các điều kiện thăm dò.+ Khi sử dụng máy móc, thiết bị phải tính toán đường di chuyển tới vị trí cồngtác và khi xong công việc Đường di chuyển phải an toàn và thuận lợi Phải nêu nhiềuphương án di chuyển thiết bị khi sử dụng máy Neu máy cần chứa nguyên, nhiên liệu,

phải bố trí chỗ chứa đủ số lượng và an toàn Khi cần chỗ chứa phụ tùng, phải bảo đảmchỗ chứa phụ tùng thuận lợi cho các thao tác và không bị thất lạc, dễ tìm, dễ lưu cất.+ Phải bảo quản mốc, cọc tiêu và cọc trung gian Không được tạo ra biến độngmốc chuẩn, mốc trung gian, cọc tiêu hay cọc mốc.

- Kế hoạch bảo vệ môi trường:

Phải có kế hoạch bảo vệ môi trường, không để choi quá trình khảo sát làm biến đổitình trạng môi trường

Khi sử dụng nước bùn trong khảo sát thủy văn, hoặc dùng nước đãi mẫu, phải thugom nước thải, nước dư để xử lý độ sạch hoặc khử độc hóa chất mới cho thải ra khe,lạch suối, sông Không được chặt cây cối bừa bãi mà phải cân nhắc, khi nào khôngchặt không được, mới chặt và hạn chế đến mức tối thiểu sự làm biến đổi thực vậtquanh khu vực khảo sát

- An toàn lao động:

Khi lập phương án khảo sát hay khi ra thực địa, từng thành viêc khảo sát phảithống nhất quan điểm về sự cần thiết bảo đảm an toàn lao động An toàn lao độngkhông riêng cho bản thân người lao động và đồng đội, còn phải chú ý bảo vệ an toànlao động cho cộng đồng dân cư quanh khu vực khảo sát Khi dùng thuốc nổ để khảosát phải chú ý đến khoảng cách an toàn đất đá văng Phải có biển báo, ban đêm phải cóđèn và người cảnh giới Trước khi gây nổ phải thông báo để cộng đòng cùng nhậnđược thông tin trong phạm vi 500 mét Hố đào để thăm dò xong, phải lấp lại Khi đểqua đêm phải có rào chắn và đèn báo đến khi lấp lại xong hố

Đảm bảo an toàn khi dã ngoại: Lộ trình, nơi lán trại tạm

Quá trình khảo sát cần tiến hành nhiều công tác diễn ra ngoài trời ở nhiều địa điểmhoang vắng, cây cối rậm rạp, sình lầy, có địa hĩnh, địa chất phức tạp hoặc trong nhữngthành phố có nhiều nhà cửa dày đặc cần thiết kế lộ trinh khảo sát sao cho đáp ứng cácyêu cầu về thu thập dữ liệu nhưng càng giảm khó khăn, nguy hiểm càng tốt

Khi công tác khảo sát dài ngày ở những địa hình phức tạp, đoàn khảo sát phải đi

dã ngoại cần hết sức lưu ý đến việc lựa chọn địa điểm làm lán nghỉ đêm Nhiều đoànkhảo sát đã lựa chọn ven suối để đóng lán nghỉ đêm khi địa điểm nghỉ xa khu dân cư,với những phân tích rằng nước suối giúp nhiều trong sinh hoạt Tuy nhiên, đóng lánnghỉ đêm tại ven suối vào mùa có mưa, khi mưa lũ về thường mạnh và khá đột ngột,làm trôi lán và đe doạ tính mạng cũng như tài sản, vật dụng của người sử dụng lán.Đảm bảo an toàn khi khảo sát ở địa hình phức tạp

Khảo sát ở địa hình phức tạp cần trang bị dây thừng, dây chão để sử dụng khi vượtcao, qua suối, qua khe Búa có một mũi nhọn và một đầu bằng là dụng cụ cần khi đi dã

để làm điểm tựa, còn đầu bằng để đập vỡ đá, đất để quan sát mẫu đất, đá Giầy củangười lao động phải có đế chống trơn, cần hết sức lưu ý đến sự trơn, trượt ngã từ trêncao xuống thấp Quần áo phải gọn gàng nhưng đủ bền để chống bị cào xước do gai của

lá hoặc cành cây cần bảo vệ chống con vắt, rắn và các sinh vật khác tấn công Người

đi khảo sát phải đội mũ cứng bảo vệ đầu và được trang bị kính bảo hộ để bảo vệ mắtkhi đập vỡ đá để quan sát mẫu Khi đi trong rừng rậm phải mang găng tay để rẽ lối đi

mà tay được bảo vệ

Khảo sát ở nơi có địa chất phức tạp như khu vực sình lầy dễ bị thụt lún xuống bùn.Cần trang bị những cuộn thừng, dây dài buộc giữ vào cây trước khi qua đoạn sình.Dây này chỉ tháo khi người đi trước đã cố định một đầu vào cây hoặc điểm chắc chắnphía tiến Hết sức chú ý đến hiện tượng xập hố sầu hoặc khi khảo sát hang động, cầnchú ý hiện tượng xập trần hang bất ngờ hoặc gặp dòng nước, bị cuốn trôi vào hangsâu Trong hang thường ẩm, nền đi bị rêu trơn, cần có biện pháp chống trơn, chốngtrượt

Không ra mép vực hoặc mép hố mà chưa có biện pháp đảm bảo an toàn Sự lở đấtcũng là nguy cơ thường xuyên gặp khi khảo sát ở những địa điểm có địa hình, địa chấtphức tạp

Đảm bảo an toàn khi đào hố thăm dò

Đào hố thăm dò sâu trên 1,2 mét phải đào có mái dốc Độ mở của mái dốc phụthuộc loại đất ở khu vực đào và được chọn theo mái dốc tự nhiên của loại đất đào Phảitránh hết sức gây ra hiện tượng lở mái đất làm xập hố đào

Nếu do điều kiện địa hình không mở được mái dốc cho hố đào phải làm văngchống thành hố đào bằng biện pháp thích họp kể cả việc sử dụng tường cừ

Đảm bảo an toàn khi khoan thăm dò

Khoan thăm dò thường phải dùng máy khoan lớn vấn đề an toàn lao động sử dụngmáy khoan trong suốt quá trinh thăm dò là hết sức quan trọng

Máy cần được di chuyển an toàn đến địa điểm khoan Mặt bằng đặt máy khoanthường tạm thời nên hay bị coi nhẹ vấn đề an toàn Đối với những mặt bằng đặt máykhoan khó di chuyển toàn bộ máy, cần tháo rời để di chuyển thuận tiện, cần chuẩn bịmặt bằng bên hố khoan đủ ổn định và đủ rộng để có thể lắp ráp lại được các trang bịcủa máy khoan và vận hành máy được an toàn Mặt bằng phải đủ chỗ cho lán nghỉ củangười lao động bên cạnh máy khoan, nơi sắp xếp các phụ tùng, phụ kiện phục vụ

khoan, nơi cất chứa mẫu và nơi chế tạo, chứa dung dịch khoan Khi quy trình khoancần thiết, phải bố trí mặt bằng cho máy nén khí khi thổi rửa lỗ khoan.

Trên mặt bằng bố trí máy khoan phải làm rãnh thoát nước để tiêu nước bùn khoan

Nơi tiến hành khoan phải đủ ánh sáng và khu vực hoạt động của máy khoan đượcsắp xếp ngăn nắp Không được bày bừa bãi ở nơi làm việc và quanh máy khoan.Những bộ phận của máy có mũi nhọn thì mũi nhọn phải hướng xuống dưới Khôngbọc mũi nhọn trong bao, túi

Công nhân vận hành và phục vụ máy khoan phải được trang bị quần áo bảo hộ laođộng thích họp Không mặc quần áo quá rộng và quá nhiều túi Không thắt càvạt vàđeo trang sức hoặc đi dép Nếu tóc dài phải đội mũ che kín, đặc biệt khi khoan đểtránh việc tóc bị cuốn vào các bộ phận của máy Phải đeo kính an toàn và đội mũ bảo

hộ đủ cứng để tránh tai nạn Không đặt tay vào nút bấm khởi động khi đang cắm phíchđiện Khi sử dụng dụng cụ thí dụ như búa, kìm clê , tuvít, phải nắm thật chặt Phảichăm chú vào công việc Không được nghe nhạc hoặc tranh luận với nhau khi đangvận hành máy Khi cưa hoặc khoan thi vật bị cưa hay bị khoan phải kẹp chặt vào bànhay mặt tỳ chắc chắn Chú ý khi cưa phải bảo vệ thân thể và nhất là bàn tay phải xatầm hoạt động của lưỡi cưa Khi khoan phải chú ý đến mặt đệm dưới vật bị khoan.Nên kê dưới vật bị khoan là miếng gỗ hoặc có thể để trống rỗng ở bên dưới

Người không vận hành và phục vụ máy khoan phải đứng xa khu vực làm việc Khi

sử dụng các dạng máy điện cầm tay, phải đảm bảo điện áp an toàn Không cầm dâyđiện của máy đang sử dụng để nâng máy và di chuyển máy Khi di chuyển máy điệnphải đảm bảo đã ngắt điện hoàn toàn

Máy khoan lớn, gây tiếng ồn, người công nhân phải có trang bị bảo vệ tai

Hoàn trả mặt bằng sau khảo sát

Sau khi khảo sát xong, đoàn khảo sát phải hoàn trả lại mặt bằng sau khảo sát.Không thể hoàn trả nguyên trạng như trước khi khảo sát nhưng phải hoàn trả đến mức