Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng

MỤC LỤC Trang LỜI CAM ĐOAN 1 MỞ ĐẦU 9 CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 12 1.1. ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 12 1.1.1. Khái niệm chung về nhà cao tầng 12 1.1.2. Đặc điểm kết cấu nhà cao tầng 13 1.1.3. Các giai đoạn thi công xây dựng nhà cao tầng 14 1.2. THÀNH PHẦN NỘI DUNG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 15 1.3. THIẾT BỊ, CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 17 1.3.1. Máy toàn đạc điện tử 17 1.3.2. Máy thuỷ bình 18 1.3.3. Một số loại máy khác 19 1.4. TIÊU CHUẨN ĐỘ CHÍNH XÁC TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 19 1.4.1. Chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới cơ sở bố trí công trình 20 1.4.2. Độ chính xác của công tác bố trí công trình 20 1.4.3. Chỉ tiêu kỹ thuật để lập lưới khống chế độ cao 21 CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 23 2.1. XÁC LẬP HỆ TOẠ ĐỘ PHỤC VỤ THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 23 2.1.1. Đặt vấn đề 23 2.1.2. Thuật toán chuyển đổi tọa độ phẳng 23 2.2. GIẢI PHÁP THÀNH LẬP HỆ THỐNG LƯỚI THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG 27 2.2.1. Thành lập lưới khống chế trên cơ sở mặt bằng xây dựng 27 2.2.1.1. Hình thức xây dựng lưới 27 2.2.1.2. Đo nối và xác lập hệ tọa độ công trình 27 2.2.1.3. Bố trí và đánh dấu lưới trục công trình lên khung định vị 28 2.2.1.4. Xác định yêu cầu độ chính xác đối với lưới khống chế cơ sở 29 2.2.2. Lưới khống chế trên mặt bằng móng 30 2.2.2.1. Xác định độ chính xác theo bố trí các kết cấu 31 2.2.2.2. Xác định độ chính xác theo chuyển trục công trình lên cao 31 2.2.3. Tổng quan về các phương pháp thành lập lưới 32 2.2.3.1. Phương pháp tam giác 33 2.2.3.2. Phương pháp đa giác 34 2.2.3.3. Phương pháp tứ giác không đường chéo 35 2.2.4. Vấn đề ước tính độ chính xác lưới thiết kế 35 2.3. GIẢI PHÁP CHUYỂN TRỤC CÔNG TRÌNH LÊN CÁC TẦNG SÀN THI CÔNG 39 2.3.1. Tổng quan về các phương pháp chuyển trục lên sàn thi công 39 2.3.1.1. Chuyển trục công trình bằng máy kinh vĩ 39 2.3.1.2. Chuyển trục công trình bằng phương pháp chiếu đứng 41 2.3.2. Thành lập lưới trục công trình trên sàn thi công 45 2.3.2.1. Trình tự thực hiện 45 2.3.2.2. Xử lý số liệu kết quả đo lưới trục công trình bằng máy chiếu đứng kết hợp với máy toàn đạc điện tử 45 2.4. ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH SAI LƯỚI TRẮC ĐỊA TỰ DO ĐỂ XỬ LÝ SỐ LIỆU LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG 48 2.4.1. Yêu cầu chung đối với công tác xử lý số liệu lưới khống chế thi công 48 2.4.2. Thuật toán và quy trình bình sai lưới thi công nhà cao tầng 49 CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM THIẾT KẾ THI CÔNG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG 53 3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH THỰC NGHIỆM 53 3.2. XÁC LẬP HỆ TOẠ ĐỘ TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRUNG TÂM GIAO DỊCH CÔNG NGHỆ HÀ NỘI 54 3.3. THỰC NGHIỆM THIẾT KẾ LƯỚI CƠ SỞ TRÊN MẶT BẰNG XÂY DỰNG VÀ LƯỚI KHỐNG CHẾ TRÊN MẶT BẰNG MÓNG TẠI CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRUNG TÂM GIAO DỊCH CÔNG NGHỆ HÀ NỘI 56 3.3.1. Thiết kế lưới khống chế cơ sở 56 3.3.1.1. Thiết kế đồ hình lưới 56 3.3.1.2. Ước tính độ chính xác lưới 57 3.3.2. Thiết kế lưới khống chế trên mặt bằng móng công trình Trung tâm giao dịch công nghệ Hà Nội 60 3.3.2.1. Thiết kế đồ hình lưới 60 3.3.2.2. Ước tính độ chính xác lưới khống chế mặt bằng móng 61 3.4. THỰC NGHIỆM TÍNH TOÁN BÌNH SAI LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH TRUNG TÂM GIAO DỊCH CÔNG NGHỆ HÀ NỘI 64 3.4.1. Bình sai lưới khống chế cơ sở 64 3.4.2. Bình sai lưới trên mặt bằng móng 69 3.5. THỰC NGHIỆM CHUYỂN TRỤC CÔNG TRÌNH VÀ THÀNH LẬP LƯỚI TRỤC TRÊN SÀN THI CÔNG 72 3.5.1. Công tác chuyển trục công trình 72 3.5.2. Đo kiểm tra cạnh trên sàn thi công 72 3.5.3. Tính toán bình sai lưới trục trên sàn thi công 74 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 1. Kết luận 77 2. Kiến nghị 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng” là công trình

nghiên cứu của tôi Kết quả nghiên cứu trong luận văn là trung thực và chưatừng được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào khác

Hà Nội, ngày 01 tháng 04 năm 2017

Tác giả luận văn

LÊ VĂN SƠN

MỤC LỤC

Trang

LỜI CAM ĐOAN 1

MỞ ĐẦU 9

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 12

1.1 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 12 1.1.1 Khái niệm chung về nhà cao tầng 12

1.1.2 Đặc điểm kết cấu nhà cao tầng 13

1.1.3 Các giai đoạn thi công xây dựng nhà cao tầng 14

1.2 THÀNH PHẦN NỘI DUNG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 15

1.3 THIẾT BỊ, CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 17

1.3.1 Máy toàn đạc điện tử 17

1.3.2 Máy thuỷ bình 18

1.3.3 Một số loại máy khác 19

1.4 TIÊU CHUẨN ĐỘ CHÍNH XÁC TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 19

1.4.1 Chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới cơ sở bố trí công trình 20

1.4.2 Độ chính xác của công tác bố trí công trình 20

1.4.3 Chỉ tiêu kỹ thuật để lập lưới khống chế độ cao 21

CHƯƠNG 2: KHẢO SÁT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 23

2.1 XÁC LẬP HỆ TOẠ ĐỘ PHỤC VỤ THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 23

2.1.1 Đặt vấn đề 23

2.1.2 Thuật toán chuyển đổi tọa độ phẳng 23

2.2 GIẢI PHÁP THÀNH LẬP HỆ THỐNG LƯỚI THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG 27

2.2.1 Thành lập lưới khống chế trên cơ sở mặt bằng xây dựng 27

2.2.1.1 Hình thức xây dựng lưới 27

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

2.2.1.3 Bố trí và đánh dấu lưới trục công trình lên khung định vị 28

2.2.1.4 Xác định yêu cầu độ chính xác đối với lưới khống chế cơ sở 29

2.2.2 Lưới khống chế trên mặt bằng móng 30

2.2.2.1 Xác định độ chính xác theo bố trí các kết cấu 31

2.2.2.2 Xác định độ chính xác theo chuyển trục công trình lên cao 31

2.2.3 Tổng quan về các phương pháp thành lập lưới 32

2.2.3.1 Phương pháp tam giác 33

2.2.3.2 Phương pháp đa giác 34

2.2.3.3 Phương pháp tứ giác không đường chéo 35

2.2.4 Vấn đề ước tính độ chính xác lưới thiết kế 35

2.3 GIẢI PHÁP CHUYỂN TRỤC CÔNG TRÌNH LÊN CÁC TẦNG SÀN THI CÔNG 39

2.3.1 Tổng quan về các phương pháp chuyển trục lên sàn thi công 39

2.3.1.1 Chuyển trục công trình bằng máy kinh vĩ 39

2.3.1.2 Chuyển trục công trình bằng phương pháp chiếu đứng 41

2.3.2 Thành lập lưới trục công trình trên sàn thi công 45

2.3.2.1 Trình tự thực hiện 45

2.3.2.2 Xử lý số liệu kết quả đo lưới trục công trình bằng máy chiếu đứng kết hợp với máy toàn đạc điện tử 45

2.4 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP BÌNH SAI LƯỚI TRẮC ĐỊA TỰ DO

ĐỂ XỬ LÝ SỐ LIỆU LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG48 2.4.1 Yêu cầu chung đối với công tác xử lý số liệu lưới khống chế thi công 48

2.4.2 Thuật toán và quy trình bình sai lưới thi công nhà cao tầng 49

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM THIẾT KẾ THI CÔNG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG 53

3.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH THỰC NGHIỆM 53

3.2 XÁC LẬP HỆ TOẠ ĐỘ TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRUNG TÂM GIAO DỊCH CÔNG NGHỆ HÀ NỘI 54

3.3 THỰC NGHIỆM THIẾT KẾ LƯỚI CƠ SỞ TRÊN MẶT BẰNG XÂY DỰNG VÀ LƯỚI KHỐNG CHẾ TRÊN MẶT BẰNG MÓNG TẠI CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TRUNG TÂM GIAO DỊCH CÔNG NGHỆ HÀ NỘI 56

3.3.1 Thiết kế lưới khống chế cơ sở 56

3.3.1.1 Thiết kế đồ hình lưới 56

3.3.1.2 Ước tính độ chính xác lưới 57

3.3.2 Thiết kế lưới khống chế trên mặt bằng móng công trình Trung tâm giao dịch công nghệ Hà Nội 60

3.3.2.1 Thiết kế đồ hình lưới 60

3.3.2.2 Ước tính độ chính xác lưới khống chế mặt bằng móng 61

3.4 THỰC NGHIỆM TÍNH TOÁN BÌNH SAI LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH TRUNG TÂM GIAO DỊCH CÔNG NGHỆ HÀ NỘI 64

3.4.1 Bình sai lưới khống chế cơ sở 64

3.4.2 Bình sai lưới trên mặt bằng móng 69

3.5 THỰC NGHIỆM CHUYỂN TRỤC CÔNG TRÌNH VÀ THÀNH LẬP LƯỚI TRỤC TRÊN SÀN THI CÔNG 72

3.5.1 Công tác chuyển trục công trình 72

3.5.2 Đo kiểm tra cạnh trên sàn thi công 72

3.5.3 Tính toán bình sai lưới trục trên sàn thi công 74

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77

1 Kết luận 77

2 Kiến nghị 77

TÀI LIỆU THAM KHẢO 78

DANH MỤC BẢNG

Trang

Bảng 1.1 Phân loại nhà cao tầng 13

Bảng 1.2 Một số loại máy toàn đạc điện tử 18

Bảng 1.3 Một số loại máy thuỷ bình 19

Bảng 1.4 Một số loại máy trắc địa thông dụng 19

Bảng 1.5 Chỉ tiêu kĩ thuật của mạng lưới cơ sở bố trí công trình 20

Bảng 1.6 Độ chính xác của công tác bố trí công trình 21

Bảng 1.7 Chỉ tiêu kỹ thuật để lập lưới khống chế độ cao 22

Bảng 3.1 Tọa độ các điểm danh giới công trình 54

Bảng 3.2 Tọa độ các điểm lưới cơ sở trong hệ tọa độ nhà nước 55

Bảng 3.3 Tọa độ điểm song trùng 55

Bảng 3.4 Kết quả các tham số tính chuyển 55

Bảng 3.5 Tọa độ điểm tính chuyển 56

Bảng 3.6 Chỉ tiêu kỹ thuật lưới 57

Bảng 3.7 Số liệu khởi tính 57

Bảng 3.8 Tọa độ các điểm thiết kế 58

Bảng 3.9 Tương hỗ vị trí điểm 58

Bảng 3.10 Ký hiệu và giá trị góc thiết kế 59

Bảng 3.11 Ký hiệu và giá trị cạnh thiết kế 59

Bảng 3.12 Chỉ tiêu kỹ thuật lưới 61

Bảng 3.13 Số liệu khởi tính 61

Bảng 3.14 Tọa độ các điểm thiết kế 62

Bảng 3.15 Tương hỗ vị trí điểm 62

Bảng 3.16 Ký hiệu và giá trị góc thiết kế 63

Bảng 3.17 Ký hiệu và giá trị cạnh thiết kế 63

Bảng 3.18 Chỉ tiêu kỹ thuật lưới 64

Bảng 3.19 Số liệu khởi tính 65

Bảng 3.20 Kết quả tọa độ bình sai 65

Bảng 3.21 Tương hỗ vị trí điểm 66

Bảng 3.22 Trị đo bình sai góc 67

Bảng 3.23 Trị đo, số hiệu chỉnh và trị bình sai cạnh 68

Bảng 3.24 Chỉ tiêu kỹ thuật lưới 69

Bảng 3.25 Số liệu khởi tính 69

Bảng 3.26 Kết quả tọa độ bình sai 70

Bảng 3.27 Tương hỗ vị trí điểm 70

Bảng 3.28 Trị đo, số hiệu chỉnh và trị bình sai góc 71

Bảng 3.29 Trị đo, số hiệu chỉnh và trị bình sai cạnh 71

Bảng 3.30 Tọa độ các điểm gốc 73

Bảng 3.31 Chiều dài cạnh 73

Bảng 3.32 Hệ số phương trình hiệu chỉnh cạnh 74

Bảng 3.33 Ma trận hệ số PTC đối với trị đo cạnh 74

Bảng 3.34 Ma trận hệ số PTC đối với trị đo cạnh bổ xung phép chiếu điểm 75 Bảng 3.35 Kết quả toạ độ bình sai 75

Bảng 3.36 Tương hỗ vị trí điểm 75

Bảng 3.37 Kết quả bình sai cạnh 76

DANH MỤC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Khách sạn Fortuna Hà Nội 15

Hình 2.1 Tính chuyển tọa độ phẳng 23

Hình 2.2 Bố trí và đánh dấu lưới trục công trình lên tường bao 28

Hình 2.3 Lưới khống chế mặt bằng xây dựng nhà cao tầng 33

Hình 2.4 Lưới đường chuyền phù hợp 34

Hình 2.5 Lưới tứ giác không đường chéo 35

Hình 2.6 Sơ đồ đo góc 36

Hình 2.7 Sơ đồ đo cạnh 37

Hình 2.8 Chuyển trục công trình bằng máy kinh vĩ 40

Hình 2.9 Nguyên lý cấu tạo máy chiếu đứng quang học dựa vào ống thuỷ dài 41

Hình 2.10 Sơ đồ nguyên lý cấu tạo của dụng cụ chiếu thiên đỉnh PZL 42

Hình 2.11 Vị trí tấm paletka trên tầng thi công 44

Hình 3.1 Mặt bằng tổng thể khu vực xây dựng 53

Hình 3.2 Hệ tọa độ giả định của công trình 54

Hình 3.3 Lưới cơ sở mặt bằng xây dựng 56

Hình 3.4 Lưới khống chế mặt bằng móng 60

Hình 3.5 Lưới khống chế trên mặt sàn thi công 72

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Những năm gần đây, đất nước đang trên đà hội nhập và phát triển mạnh

mẽ về nhiều mặt Với xu thế phát triển và hội nhập quốc tế, việc xây dựng cơ

sở hạ tầng mang một ý nghĩa chiến lược Chúng ta đã và đang xây dựng nhiềucông trình có quy mô lớn và hiện đại như: các tòa nhà cao tầng, các khuchung cư, các khu công nghiệp, hầm đường bộ, các cầu lớn vượt sông, cácnhà máy thủy điện … Việc xây dựng nhà cao tầng là tất yếu của việc tăng dân

số, dẫn đến thiếu đất đai xây dựng do nhu cầu về nhà ở cũng như văn phònglàm việc của các cơ quan và giá trị đất ngày càng cao đặc biệt ở các thành phốlớn như Hà Nội, Đà Nẵng, thành phố Hồ Chí Minh

Trong thi công xây dựng các tòa nhà cao tầng đòi hỏi sự hết hợp củanhiều ngành khác nhau, trong đó ngành trắc địa đóng một vai trò quan trọng

là đảm bảo cho các kết cấu của toà nhà được xây dựng đúng vị trí thiết kế,đúng kích thước hình học và đặc biệt là độ thẳng đứng của công trình Chính

vì thế mà công tác trắc địa đòi hỏi tính cẩn thận, chính xác trong quá trìnhkhảo sát, thiết kế, thi công cũng như vận hành công trình Ngày nay với sựphát triển của khoa học công nghệ, thì việc ra đời của máy toàn đạc điện tử

đã giúp ích cho công tác trắc địa rất nhiều

Xuất phát từ ý nghĩa quan trọng của công tác trắc địa trong thi công xây

dựng nhà cao tầng, em đã chọn đề tài: “nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu quả công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng” nhằm giải

quyết những vấn đề trên

2 Mục đích của đề tài

Đối với trắc địa thi công nhà cao tầng hiện nay đòi hỏi độ chính xác vàtiến độ rất cao Vì vậy qua đề tài tìm ra giải pháp nâng cao hiệu quả của côngtác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng cùng với mục đích đáp ứngđược đòi hỏi của công việc trong giai đoạn hiện nay

3 Nhiệm vụ của đề tài

- Thu thập tài liệu liên quan đến lưới khống chế thi công công trình nhà

- Tổng hợp các kết quả nhận xét và đưa ra kết luận.

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Ước tính độ chính xác lưới khống chế thi công công trình nhà caotầng theo và công tác chuyển trục lên các tầng sàn thi công

- Thực nghiệm xử lý, bình sai lưới khống chế thi công công trình nhàcao tầng

5 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu các phương pháp nâng cao hiệu quả công tác trắc địa

trong thi công công trình nhà cao tầng

- Nghiên cứu quá trình xử lý số liệu lưới khống chế thi công công trìnhnhà cao tầng

- Nghiên cứu phép tính chuyển tọa độ phẳng trong trắc địa công trình

6 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thống kê: thu thập, tổng hợp, xử lý số liệu

- Phương pháp phân tích: sử dụng các phương tiện để phân tích có logiccác tư liệu, làm cơ sở để giải quyết vấn đề

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Tìm ra biện pháp thích hợp nâng cao hiệu quả công tác trắc địa trongthi công công trình nhà cao tầng sẽ góp phần nâng cao chất lượng công trình

Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của PGS.TS Trần Khánh(Trường Đại học Mỏ -Địa chất) Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối vớithầy hướng dẫn, người đã tận tình chỉ bảo tôi, giúp đỡ tôi hoàn thành luận vănnày Trong quá trình nghiên cứu, tôi đã nhận được sự giúp đỡ , đóng góp quýbáu từ các thầy cô Khoa Trắc địa trường Đại học Mỏ - Địa chất và các đồngnghiệp Tôi xin chân thành cám ơn!

8 Cấu trúc của luận văn

Nội dung của luận văn bao gồm 3 chương chính:

Chương 1: Giới Tổng quan về công tác trắc địa trong thi công xây dựngnhà cao tầng

Chương 2: Khảo sát các giải pháp nâng cao hiệu quả trong thi công xâydựng nhà cao tầng

Chương 3: Thực nghiệm

Sau một thời gian làm luận văn, dưới sự hướng dẫn tận tình của thầygiáo PGS.TS Trần Khánh cùng các thầy giáo, cô giáo trong khoa Trắc địa bảnluận văn của em đã được hoàn thành Kính mong nhận được sự chỉ bảo củacác thầy cô và các bạn đồng nghiệp để bản luận văn này được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG

THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG 1.1 ĐẶC ĐIỂM KẾT CẤU VÀ THI CÔNG XÂY DỰNG 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 đượcxây dựng tại các thành phố và các khu đô thị lớn Quy trình xây dựng cáccông trình này nói chung và nói riêng đối với tiến hành với những công táctrắc địa đều có những điểm đặc thù riêng so với các công trình khác Xuấtphát điểm của các điểm riêng này chính là những yêu cầu chặt chẽ về mặthình học phải tuân thủ trên suốt chiều cao tòa nhà

Xã hội ngày nay càng phát triển thì dân cư tập chung tại các đô thị lớn

xu hướng ngày càng tăng Trong xu thế phát triển chung của đất nước thì việcxây dựng là hệ quả tất yếu của việc tăng dân số đô thị, thiếu đất đai xây dựng

và giá đất ngày càng cao ở các thành phố lớn Tính đến năm 2000, các nhàcao tầng của nước ta chủ yếu là khách sạn, tổ hợp văn phòng và trung tâmdịch vụ do các nhà đầu tư nước ngoài đầu tư xây dựng có chiều cao phổ biến

từ 16-20 tầng Sau năm 2000 hàng loạt dự án nhà cao tầng được triển khai xâydựng ở các khu đô thị mới với độ cao từ 15 đến 25 tầng đã giải quyết nhu cầu

về nhà ở của dân cư và làm đẹp cảnh quan đô thị

Nhìn chung việc xây dựng nhà cao tầng ở nước ta mới chỉ phát triển ởgiai đoạn đầu, tập chung ở thành phố Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh vàcũng chỉ đạt số tầng 25-30 Hiện nay cũng như trong tương lai, đất nước tađang và sẽ còn xây dựng thêm nhiều công trình với quy mô ngày càng lớnhơn, kiến trúc và kiểu dáng ngày càng hiện đại hơn

Theo uỷ ban nhà cao tầng Quốc tế phân nhà cao tầng thành 4 loại

Bảng 1.1 Phân loại nhà cao tầng

Do việc xây dựng nhà cao tầng được xây dựng trên cơ sở ứng dụng cáccông nghệ hiện đại nên những người làm trắc địa buộc phải xem xét lại cácphương pháp đo đạc đã có, nghiên cứu các phương pháp và thiết bị đo đạcmới để đảm bảo yêu cầu xây dựng 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 kếtcấu chính có liên quan chặt chẽ với nhau như: móng, tường, dầm, kèo, cáctrần, các trụ, mái nhà, các cửa sổ, cửa ra vào Tất cả các kết cấu này được chialàm 2 loại, đó là kết cấu ngăn chắn và kết cấu chịu lực

Sự liên kết các kết cấu chịu lực của tòa nhà tạo nên bộ phận khungsườn của tòa nhà Tùy thuộc vào kiểu kết hợp các bộ phận chịu lực mà có thểphân ra ba sơ đồ kết cấu tòa nhà:

- Kiểu nhà khung: là kiểu nhà có khung chịu lực mà các khung chínhbằng bê tông cốt thép

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

- Kiểu nhà có kết cấu kết hợp: là kiểu vừa có khung vừa có tường ngăn

là kết cấu chịu lực

Dựa vào phương pháp xây dựng tòa nhà mà còn chia thành: tòa nhànguyên khối đúc liền, tòa nhà lắp ghép và nhà lắp ghép toàn khối.

- Nhà lắp ghép: là kiểu nhà lắp ghép từng phần khớp nhau theo các cấukiện 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 mộtcách liên tục, còn các tấm panel được chế tạo sẵn theo thiết kế sau đó đượclắp ghép lên

1.1.3 Các giai đoạn thi công xây dựng nhà cao tầng

- Thi công phần móng cọc

Móng hay móng nền, nền móng hay móng nhà là kết cấu kỹ thuật xâydựng nằm dưới cùng của công trình xây dựng như các tòa nhà, cầu, đậpnước ) đảm nhiệm chức năng trực tiếp tải trọng của công trình vào nền đấtbảo đảm cho công trình chịu được sức ép của trọng lực các tầng, lầu khốilượng của công trình đảm bảo sự chắc chắn của công trình Móng phải đượcthiết kế, xây dựng và thi công công trình không bị lún gây ra nứt hoặc đổ vỡcác công trình xây dựng Nền móng là phần đất nằm dưới đáy móng chịu toàn

bộ hoặc phần lớn tải trọng công trình đè xuống, còn gọi là nền đất, nơi chịutoàn bộ tải trọng của công trình, lại là thành phần của công trình được chônsâu và kỹ Móng nhà là một trong những yếu tố quan trọng nhất cần được lưu

ý khi xây nhà hoặc các công trình khác Đây là nơi quyết định cho sự kiên cố,bền vững và là nền tảng nâng đỡ cả công trình

- Thi công phần thân

Khi thiết kế biện pháp thi công nhà cao tầng xây chen trong thành phốcần quan tâm đặc biệt đến các yếu tố sau đây: vận chuyển vật liệu, trang bị vàngười theo phương thẳng đứng, phương ngang , đảm bảo kích thước hình học,giàn giáo và an toàn trên cao chống rơi, thiết bị nâng cất phải ổn định kể cả

gió bão trong quá trình thi công, giông và sét, tiếng ồn và ánh sáng, sự lan toảkhí độc hại, sự giao hội với các công trình kỹ thuật hiện có, sự ảnh hưởng mọimặt đến công trình hiện hữu lân cận

- Hoàn thiện

Giai đoạn hoàn thiện bao gồm các công đoạn: trát tường, láng sàn, ốplát gạch, sơn bả tường, lắp đặt hệ thống kỹ thuật điện, cấp thoát nước, điệnthoại, chống sét…

Hình 1.1 Khách sạn Fortuna Hà Nội

1.2 THÀNH PHẦN NỘI DUNG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THICÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG

Nội dung của công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầngbao gồm các bước sau:

1 Thành lập xung quanh công trình lưới khống chế trắc địa có đo nốivới lưới khống chế thành phố Mạng lưới này có tác dụng định vị công trìnhtheo hệ tọa độ sử dụng trong giai đoạn khảo sát thiết kế, nghĩa là định vị nó sovới công trình lân cận

2 Chuyển ra thực địa các trục chính của công trình từ các điểm lướikhống chế trắc địa Các trục chính ông trình dùng cho thi công phần móngcông trình, chúng được đánh dấu trên khung định vị hoặc bằng các mốc chônsát mặt đất

3 Bố trí khi xây dựng phần dưới mặt đất của công trình

Tùy theo phương pháp thi công móng mà nội dung công việc có thểthay đổi, nhưng về cơ bản công tác này bao gồm: bố trí và kiểm tra thi côngmóng cọc, bố trí và kiểm tra các đài cọc, bố trí ranh giới móng và các bộ phậntrong móng Độ chính xác của công tác này được xác định theo chỉ tiêu kỹthuật, hoặc theo yêu cầu riêng cho thiết kế cho từng công trình

4 Thành lập một lưới trắc địa cơ sở mặt bằng tầng 1

Mạng lưới này có tác dụng để bố trí chi tiết ngay tại tầng đầu tiên củacông trình Mạng lưới này có độ chính xác cao hơn mạng lưới thành lập tronggiai đoạn thi công móng công trình

Lưới khống chế cơ sở có đặc điểm là lưới cạnh ngắn, có hình dạng phùhợp với hình dạng mặt bằng công trình

Để đảm bảo tính thẳng đứng của công trình cần chiếu thẳng đứng cácđiểm khống chế cơ sở lên các mặt bằng xây dựng và sử dụng chúng để bố trícác trục và bố trí chi tiết công trình

5 Chuyển tọa độ và độ cao từ lưới cơ sở lên các tầng, thành lập trêncác tầng lưới khống chế khung

Để chuyển các trục lên tầng có thể sử dụng một trong các phương phápnhư phương pháp dây dọi, phương pháp dựa vào mặt phẳng ngắm của máykinh vĩ, phương pháp chuyền tọa độ bằng máy toàn đạc điện tử, phương phápchiếu đứng quang học, ngoài ra còn có thể sử dụng phương pháp GPS kết hợpvới trị đo mặt đất.

Để chuyển độ cao từ mặt bằng móng lên các tầng xây dựng có thể sửdụng các phương pháp: dùng hai máy và mia thủy chuẩn kết hợp với thướcthép treo, đo trực tiếp khoảng cách đứng, dùng các máy đo dài điện tử

Sau khi chiếu các điểm khống chế lên các tầng xây dựng, cần lập lướikhống chế khung để kiểm tra độ chính xác chiếu điểm

6 Bố trí trên các tầng

Đầu tiên cần bố trí các trục chi tiết, sau đó dùng các trục này để bố trícác kết cấu và thiết bị Về độ cao cần đảm bảo độ cao thiết kế và độ phẳng, độnằm ngang của đế các kết cấu và thiết bị

7 Đo vẽ hoàn công các kết cấu xây dựng được lắp đặt

Sau khi xây dựng hoặc lắp đặt xong các kết cấu xây dựng trên từngtầng phải tiến hành đo vẽ hoàn công vị trí của chúng về mặt bằng và độ caogiá trị độ lệch nhận được so với thiết kế được đưa vào kết quả tính khi bố trítrục và độ cao ở các tầng tiếp theo, để đảm báo công trình xây dựng theo đúngtrục và độ cao thiết kế

8 Quan trắc biến dạng công trình

Bao gồm các công tác: Quan trắc độ lún của móng và các bộ phận côngtrình, quan trắc chuyển dịch ngang công trình, quan trắc độ nghiêng công trình.1.3 THIẾT BỊ, CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA TRONG XÂY DỰNG NHÀCAO TẦNG

1.3.1 Máy toàn đạc điện tử

Máy toàn đạc điện tử là thiết bị đo đạc đóng vai trò quan trọng trongcác công trình hiện nay, máy mang những tính năng quan trọng trong trắc địanhư bố trí điểm, đọc khoảng cách giữa 2 cao điểm…

Các dòng máy toàn đạc điện tử hiện nay đã được cải tiến rất nhiều để

có thể đáp ứng được những yêu cầu về chất lượng cũng như số lượng côngviệc hiện nay Các công trình xây dựng hiện nay ngày càng phát triển và độkhó ngày càng cao, chính vì thế những chiếc máy toàn đạc điện tử đã đượcnâng cấp nhiều hơn để có thể đem lại những thông số đo đạc chuẩn nhằm đemlại những kết quả khảo sát trắc địa khách quan

Hiện nay trên thị trường có rất nhiều loại máy toàn đạc điện tử đến từcác hãng sản xuất khác nhau giúp người kỹ sư đo đạc có thể đánh giá đượcchức năng của từng máy Từ đó, người dùng có thể thoải mái chọn riêng chocông việc của mình một loại máy toàn đạc điện tử phù hợp nhất với công việc

mà họ thường xuyên tiếp xúc

Bảng 1.2 Một số loại máy toàn đạc điện tử

Tên hãng Xuất xứ Một số loại máy Độ chính xác đo góc

Hiện nay máy thuỷ bình có rất nhiều loại được cải tiến với cấp độ caohơn để có thể đáp ứng được yêu cầu cho các công trình lớn và khó hiện Cácdòng máy thuỷ bình hiện nay được nhiều nhà sản xuất nâng cấp các thông sốlàm việc của máy để có thể đáp ứng kịp thời những yêu cầu về độ chính xác,

độ phóng đại và chỉ số chống lại các tác nhân (nước, bụi…) trong môi trườnglàm việc

Bảng 1.3 Một số loại máy thuỷ bình

1.3.3 Một số loại máy khác

Tuỳ thuộc vào sự đặc thù cũng như khả năng tiện lợi của các thiết bị

mà đôi khi máy toàn đạc điện tử và máy thuỷ bình không thể đáp ứng hoặckhông cho kết quả như mong muốn Người kỹ sư trắc địa có thể dùng một sốloại máy khác được thiết kế riêng cho từng công việc cụ thể

Bảng 1.4 Một số loại máy trắc địa thông dụng

Máy chiếu đứng Chuyển trục lên các tầng

Máy laze 4 chiều Triển khai tim trục, tường xây, ốp

lát…

1.4 TIÊU CHUẨN ĐỘ CHÍNH XÁC TRONG THI CÔNG XÂY DỰNGNHÀ CAO TẦNG

Mỗi tòa nhà gồm một số lượng hữu hạn các bộ phận kết cấu chính cóliên quan chặt chẽ với nhau như: móng, tường, các trụ, các dầm xà, mái nhà,cửa v.v…tạo nên một bộ khung chịu lực của một tòa nhà Tùy thuộc mỗi côngtrình mà đặt ra yêu cầu về độ chính xác của công tác bố trí xây dựng.

1.4.1 Chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới cơ sở bố trí công trình

Để phục vụ cho công tác bố trí trục công trình nhà cao tầng và chỉ đạothi công cần thành lập lưới bố trí cơ sở theo nguyên tắc lưới độc lập Phương

vị của một trong những cạnh xuất phát từ điểm gốc lấy bằng 0°00’00” hoặc90°00’00” Chỉ tiêu kĩ thuât của lưới cơ sở bố trí công trình được thể hiệntrong tiêu chuẩn TCVN 9398:2012

Bảng 1.5 Chỉ tiêu kĩ thuật của mạng lưới cơ sở bố trí công trình

Cấp

chính

xác

Đặc điểm của đối tượng xây dựng

Sai số trung phươngcủa lưới cơ sở bố trí

Đo góc Đo cạnh

1- cơ sở Xí nghiệp hoặc cụm nhà, công trình

công nghiệp trên khu vực có diện tích

>100ha Khu nhà hoặc công trình độclập trên mặt bằng có diện tích >100ha

2- cơ sở Xí nghiệp hoặc cụm nhà, công trình

công nghiệp trên khu vực có diện tích

<100ha Khu nhà hoặc công trình độclập trên mặt bằng có diện tích từ 10-100ha

3- cơ sở Nhà và công trình có diện tích < 10ha,

đường trên mặt đất hoặc các hệ thốngngầm trong xây dựng

1.4.2 Độ chính xác của công tác bố trí công trình

- Kích thước, chiều cao của đối tượng xây dựng.

- 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.

Độ chính xác của công tác bố trí công trình được thể hiện trong tiêuchuẩn TCVN 9398:2012

Bảng 1.6 Độ chính xác của công tác bố trí công trình

Truyền

độ caođến mặtbằng lắpráp (mm)

1 Kết cấu kim loại với mặt

1.4.3 Chỉ tiêu kỹ thuật để lập lưới khống chế độ cao

Lưới khống chế độ cao phải đảm bảo yêu cầu đối với công tác đo vẽ,đặc biệt là bố trí công trình về độ cao được thể hiện trong tiêu chuẩn TCVN9398:2012

Bảng 1.7 Chỉ tiêu kỹ thuật để lập lưới khống chế độ cao

Hạng

Khoảngcách lớnnhất từmáy đếnmia(m)

Chênhlệchkhoảngcách sautrước(m)

Tích luỹchênhlệchkhoảngcách(m)

Tia ngắm

đi cáchchướngngại vậtmặt đất(mm)

Sai số

đo trêncao đếnmỗitrạmmáy(mm)

Sai sốkhéptuyếntheo sốtrạmmáy(mm)

CHƯƠNG 2 KHẢO SÁT CÁC GIẢI PHÁP NÂNG CAO HIỆU QUẢ CỦA CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ

sử dụng trong xây dựng công trình Các trục của nó không song song với trụccủa công trình gây khó khăn cho công tác tính toán và bố trí chi tiết côngtrình, khi chọn hệ tọa độ đối với nhà cao tầng nên chọn sao các trục của côngtrình song song hoặc vuông góc với trục của công trình nhiệm vụ của việctính chuyển tọa độ là khi chuyển tọa độ các điểm ra thực địa chúng phải trùngvới hệ tọa độ công trình

2.1.2 Thuật toán chuyển đổi tọa độ phẳng

Hệ tọa độ nhà nước và hệ tọa độ công trình là hai hệ tọa độ vuông gócphẳng liên hệ với hai hệ quy chiếu khác nhau, trên phạm vi không quá lớn cóthể chuyển đổi tọa độ theo công thức chuyển đổi tọa độ đồng dạng Helmert

Trước hết xét công thức chuyển đổi giữa hai hệ tọa độ

Hình 2.1 Tính chuyển tọa độ phẳng

Cho n điểm có tọa độ trong cả hai hệ tọa độ Nhà nước và hệ tọa độcông trình Cần tính chuyển tọa độ tất cả các điểm cho trong hệ tọa độ Nhànước về hệ tọa độ công trình Hệ tọa độ X’O’Y’ được liên hệ với hệ tọa độXOY với các tham số:

- Độ lệch gốc tọa độ theo các trục (OX,OY) tương ứng là Xo,Yo

- Góc xoay của hệ X’O’Y’ so với hệ XOY là α

- Hệ số tỷ lệ dài của hệ X’O’Y’ so với hệ XOY là m

Từ công thức (2.1) sẽ có các phương trình số hiệu chỉnh sau:

Vx2i = X0 + m.x1icosα – m.y1isinα – x21

Với xtb, ytb là tọa độ trọng tâm (hay tọa độ trung bình), được tính theo công thức:

xtb = ; ytb = (2.4)Trong đó n là số điểm tham gia tính

Như vậy các biểu thức (2.1) sẽ có dạng:

x21 = X0 + m.x’icosα – m.y’isinα

(2 5)

y21 = Y0 + m.y’icosα + m.x’isinαNếu số lượng điểm song trùng là tối thiểu (tức là chỉ có hai điểm songtrùng) như vậy sẽ xác định được 4 tham số chuyển đổi theo công thức sau:

m.sinα =

(2 6) m.cosα =

X0 = x21 – m.x11cosα + m.y11sinα

Y0 = y21 – m.y11sinα - m.x11cosαNếu số lượng điểm song trùng lớn hơn 2, và giả sử chúng ta có n điểmsong trùng khi đó ta sẽ lập được 2.n phương trình số hiệu chỉnh dạng (2.2)

Nếu coi các điểm đo nối có độ chính xác như nhau sẽ giải hệ phươngtrình (2.2) theo điều kiện [Vx2 + Vy2] = min

Trong các phương trình (2.6) kí hiệu:

m.cosα = P

(2.7) m.sinα = Q

Với các ký hiệu như trên sẽ có các công thức tính:

Vy21 = Y0 + y’iP – y’iQ – y21

Với cách ghép ẩn số như vậy, sẽ lập hệ phương trình chuẩn có 4 ẩn số là X0,

Sau khi giải hệ phương trình chuẩn (2.10) sẽ nhận được véc tơ ẩn số X,

từ đó sẽ được 4 tham số chuyển đổi giữa hai hệ là X0, Y0, P và Q

Thay 4 giá trị X0, Y0, α và m vào công thức (2.1) sẽ tính ra được giá trịtoạ độ trong hệ toạ độ của các điểm khống chế đã có trên khu vực xây dựng

Khi thành lập lưới khống cơ sở trên mặt bằng xây dựng có thể bố trí cácđiểm của mạng lưới theo các hình thức sau:

- Trường hợp 1: Các điểm lưới tạo thành cặp điểm song song với trụccông trình, trong trường hợp này nên xây dựng lưới theo dạng lưới ô vuôngxây dựng Chiều dài cạnh của lưới ô vuông thường chênh lệch không nhiều sovới khoảng cách giữa các trục của công trình Lưới ô vuông thuận lợi cho việc

bố trí các trục bằng máy kinh vĩ và thước thép

- Trường hợp 2: Các điểm của lưới nằm ngoài phạm vi công trình,cách thức này được sử dụng khi công trình được xây dựng trong điều kiệnchật hẹp hoặc công trình xây chen Khi đó nên sử dụng lưới tam giác đo góc-cạnh hoặc lưới đa giác, các loại lưới này có ưu điểm là cho độ chính xác đồngđều 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 lậplưới khống chế thi công công trình

2.2.1.2 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 tránhtình trạng khi bố trí, vị trí của công trình bị dịch chuyển sang phần đất xungquanh Nên đo nối lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng với các mốccấp đất vì các mốc cấp đất do Sở Tài Nguyên Môi Trường xác định với độchính xác rất thấp

Khi sử dụng các mốc của lưới khống chế nên chuyển từ hệ tọa độ quốcgia về hệ tọa độ công trình vì hệ tọa độ quốc gia không phù hợp cho việc sửdụng trong xây dựng công trình Các trục của nó không song song với cáctrục của công trình gây khó khăn cho công tác bố trí chi tiết đặc biệt là đối vớiphần móng Để tiện cho việc bố trí chi tiết công trình khi chọn hệ tọa độ côngtrình nên chọn sao cho các trục của nó song song hoặc vuông góc với các trụccủa công trình

2.2.1.3 Bố trí và đánh dấu lưới trục công trình lên khung định vị

Đối với công trình nhà cao tầng ở các đô thị lớn, nhất là trong điều kiệnthi công ở Việt Nam thì mạng lưới thi công thường được thành lập ở khu vựcchật hẹp, không thuận lợi cho đo ngắm và bảo quản các mốc lâu dài các mốckhống chế, trong điều kiện như vậy, để tránh các mốc khống chế thi công bịmất trong quá trình thi công thường cần chuyển các trục công trình lên tườngbao đã có chắc chắn ở xung quanh công trình thay vì chuyển lên các khungđịnh vị

Hình 2.2 Bố trí và đánh dấu lưới trục công trình lên tường bao

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 tường bao,

trình lên tầng và phục hồi lại vị trí các điểm lưới trục công trình đã mất trongquá trình thi công

2.2.1.4 Xác định yêu cầu độ chính xác đối với lưới khống chế cơ sở

1 Đảm bảo thi công các cọc móng

Độ chính xác cần thiết của lưới khống chế có thể dựa vào các quy địnhhiện hành, nếu quy định sai lệch vị trí điểm tim cọc so với vị trí thiết kếkhông được vượt quá 10D trong đó D là chiều rộng tiết diện cọc, nghĩa là:

Trong thi công móng công trình, mạng lưới khống chế nên lập một lần

sử dụng cho cả hai mục đích: Bố trí cọc móng và bố trí trục công trình Cáctrục móng được đánh dấu trên khung định vị hoặc hệ thống dấu mốc đầu trục,dùng để bố trí chi tiết khi thi công móng

Để xác định độ chính xác mạng lưới khống chế đảm bảo công tác bố trícác trục, xuất phát từ quy định trong TCVN 9398: 2012 trong đó quy định độlệch của trục chân móng đối với trục thiết kế không vượt quá 5mm

Nếu coi đây là sai giới hạn chuyển trục thì sẽ có:

Bố trí các điểm khống chế trên mặt bằng móng sao cho các cạnh củalưới này phải song song với trục tọa độ công trình Tọa độ các điểm lưới cóthể xác định sơ bộ theo 2 cách, cách thứ nhất là đo nối với các điểm của lưới

cơ sở của công trình, cách thứ 2 là xác định tọa độ bằng cách dựa vào lướitrục của công trình

2.2.2.1 Xác định độ chính xác theo bố trí các kết cấu

Xuất phát từ quy định trong Tiêu chuẩn TCVN 9398: 2012 “Sai lệchcủa các trụ cột nhà so với trục bố trí hoặc điểm đánh dấu trục không vượt quá5mm “.

Nếu coi đây là sai số trung phương lớn nhất thì theo nguyên tắc đồngảnh hưởng tính được:

mtd = mxl = = 3,5mm (mxl – Sai số thi công,xây lắp)

Nếu coi ảnh hưởng của sai số do lưới khống chế là nhỏ không đáng kể,nghĩa là:

mkc = = 1,6mmĐây là độ chính xác yêu cầu đối với lưới khống chế đảm bảo công tác

bố trí các kết cấu xây dựng Theo tiêu chuẩn này sai số trung phương vị trítương hỗ giữa hai điểm khống chế kề nhau của lưới không được vượt quá1,6mm

2.2.2.2 Xác định độ chính xác theo chuyển trục công trình lên cao

Trong Tiêu chuẩn TCVN 9398: 2012 có quy định: giá trị độ nghiêngcho phép của kết cấu cột nhà cao tầng là H/1000, nhưng không vượt quá35mm Nếu lấy hệ số chuyển đổi giữa sai số giới hạn và sai số trung phương

là t = 2, sẽ tính được:

m = = 17,5mmViết dưới dạng:

= + + Nếu coi mcđ = mbt và mkc = thì:

mkc = = = 3,4mm

So sánh hai tiêu chuẩn trên sẽ thấy là công tác bố trí kết cấu đòi hỏi độchính xác cao hơn đối với lưới khống chế Từ đó cần lựa chọn độ chính xácyêu cầu đối với lưới khống chế mặt bằng móng là mkc = 1,6mm

2.2.3 Tổng quan về các phương pháp thành lập lưới

Trong tiêu chuẩn TCVN 9398:2012 có nêu rõ: đối với công trình côngnghiệp mật độ các điểm khống chế mặt bằng từ 2-3 ha/1 điểm nhưng không íthơn 4 điểm, như vậy đối với một nhà cao tầng đều phải xây dựng một lướikhống chế mặt bằng, số lượng điểm nhiều hay ít phụ thuộc vào diện tích xâydựng và độ phức tạp của công trình nhưng không được ít hơn 4 điểm

Hình 2.3 Lưới khống chế mặt bằng xây dựng nhà cao tầng

Thông thường, hình dạng lưới khống chế mặt bằng nhà cao tầng phụthuộc chủ yếu vào hình dạng của ngôi nhà, nếu nhà có hình vuông hoặc hìnhchữ nhật thì lưới khống chế mặt bằng cũng có hình dạng như vậy nếu ngôinhà có dạng hình tròn thì lưới khống chế mặt bằng được thành lập dưới dạng

đa giác trung tâm Nói chung hình dạng của lưới khống chế mặt bằng đượcthành lập ở một dạng nào đó sao cho thuận tiện nhất cho quá trình xây dựngcông trình

2.2.3.1 Phương pháp tam giác

Phương pháp tam giác là một phương pháp thông dụng để thành lậplưới khống chế toạ độ mặt bằng Để xác định vị trí mặt bằng của một số điểm

đã chọn trên mặt đất, cần nối các điểm này thành các tam giác và các điểmnày liên kết với nhau thành mạng lưới tam giác, trị đo là tất cả các góc trongtam giác, đồ hình của lưới tam giác thường là, chuỗi tam giác, tứ giác trắc địa,

đa giác trung tâm

Ngày nay các máy đo xa điện tử rất phát triển, việc đo cạnh tương đốithuận tiện và có độ chính xác cao Trong phương pháp này, đo chiều dài củatất cả các cạnh trong tam giác Từ chiều dài của tất cả các cạnh trong tam giác

sẽ tính được tất cả các góc trong tam giác, sau đó có thể tính được tọa độ củacác điểm còn lại của lưới khống chế, với các cạnh ngắn và được đo với độchính xác cao thì lưới tam giác đo cạnh dùng nhiều trong xây dựng nhà cao tầng

Phương pháp này là sự kết hợp của phương pháp tam giác đo góc và đocạnh , tức là tất cả các góc và các cạnh trong lưới đều là trị đo.

2.2.3.2 Phương pháp đa giác

Lưới đường chuyền là một hệ thống các điểm trên mặt đất, các điểmnày liên kết với nhau tạo thành đường gấp khúc, tiến hành đo tất cả các cạnh

và các góc ngoặt của đường chuyền sẽ xác định được vị trí tương hỗ giữa cácđiểm nếu biết toạ độ của một điểm, góc phương vị của một cạnh thì có thểtính ra góc phương vị của các cạnh và toạ độ của các điểm khác trên đườngchuyền Phương pháp đường chuyền có các dạng cơ bản sau: Đường chuyềnphù hợp, đường chuyền treo, đường chuyền khép kín và lưới đường chuyền

A

B

1

2 3

Hình 2.4 Lưới đường chuyền phù hợp

Ưu điểm: Ở vùng địa hình khó khăn hoặc địa vật che khuất nhiều đặcbiệt là các thành phố, lưới đường chuyền rất dễ chọn điểm, dễ thông hướng đo

vì tại một điểm chỉ cần thấy hai điểm khác Sự thay đổi góc ngoặt cũng không

bị hạn chế khi vào khu vực bị che khuất, dễ phân bố điểm theo yêu cầu củacông việc đo đạc ở giai đoạn sau việc đo góc ngang rất đơn giản vì tại mỗiđiểm thường đo hai hướng, tại điểm nút số lượng sẽ nhiều hơn Các cạnhđược đo trực tiếp cho nên độ chính xác các cạnh tương đối đều nhau, còntrong lưới tam giác đo góc các cạnh được tính chuyền nên có độ chính xáckhông đều nhau

Nhược điểm: Trong một số trường hợp về phương tiện máy móc kỹthuật bị hạn chế thì khối lượng đo cạnh sẽ nhiều hơn, trị đo thừa ít, không cóđiều kiện kiểm tra góc ngoài thực địa (trừ trường hợp lưới khép kín) chỉ khitính toán mới phát hiện được.

2.2.3.3 Phương pháp tứ giác không đường chéo

Lưới tứ giác không đường chéo là một dạng lưới đo góc cạnh kết hợp,

có thể tồn tại ở dạng tứ giác đơn hoặc tạo thành một chuỗi tứ giác

A

1 a

C D

a Tứ giác đơn b Chuỗi tứ giác

Hình 2.5 Lưới tứ giác không đường chéo

Trong lưới có hai cạnh kề nhau là ai, bivà đo tất cả các góc trong mỗi tứgiác các cạnh còn lại của các tứ giác được tính dựa vào những giá trị đã biết

2.2.4 Vấn đề ước tính độ chính xác lưới thiết kế

Quy trình ước tính độ chính xác lưới thiết kế được thực hiện theo cácbước sau:

- Xác định trị gần đúng của các trị đo hoặc toạ độ gần đúng của các điểm

- Chọn các yếu tố đặc trưng của lưới

- Lựa chọn phương pháp ước tính độ chính xác

Để đảm bảo tính chặt chẽ của kết quả, lưới khống chế trắc địa mặt bằngcần phải được ước tính chặt chẽ, ước tính dựa trên cơ sở bài toán bình sai gián

tiếp vừa đáp ứng được yêu cầu này, vừa thuận tiện cho việc sử dụng các phầnmềm ước tính.Các bước của phương pháp này đực thực hiện như sau:

1 Coi toạ độ của những điểm cần xác định làm ẩn số, thành lập hệ phươngtrình số hiệu chỉnh đối vơí tất cả các trị đo trong lưới

n b t a

t b a

t b a A

1 1 1

;

1

2 1

1

n n

v v V

Sau khi khai triển tuyến tính , sẽ nhận được véc tơ hệ số hàm trọng số:

F = (f 1 , f 2 ,…f t ) T (2.27)Hàm trọng số của các yếu tố đặc trưng trong lưới thi công nhà cao tầngbao gồm :

+ Hàm trọng số chiều dài cạnh yếu

f T S ik = -a ik δx k - b ik δy k + a ik δx i + b ik δy i (2.28)Trong đó : =

+ Hàm trong số phương vị cạnh yếu

f T a ik = a ik δx i + b ik δy i - b ik δx k - a ik δy k (2.29)Trong đó : =

Trọng số đảo của hàm trọng số các yếu tố được tính như sau:

+ Trọng số đảo chiều dài cạnh yếu

Q FS = f T

Sij Q.f Sij (2.30)+ Trọng số đảo phương vị cạnh yếu

Q Fα = f T

αij Q.f αij (2.31)+ Trọng số đảo vị trí điểm yếu

Q ii = Q XiXi + Q YjYj (2.32)+ Trọng số đảo tương hỗ vị trí điểm yếu

Q ij = Q XiXi + Q YiYi + Q XjXj + Q YjYj - 2 Q XiXj -2 Q YiYj (2.33)

5 Tính sai số trung phương của yếu tố cần đánh giá độ chính xác

m F = μ (2.34)Trong đó:  là sai số trung phương trọng số đơn vị được cho trước

- Sau khi tính toán được sai số trung phương của các yếu tố đặc trưngcủa lưới thiết kế, so sánh với yêu cầu đề ra, nếu chưa đạt được độ chính xácthì cần thay đổi kết cấu của lưới hoặc tăng thêm độ chính xác kết quả đo vàxác định các hạn sai đo đạc sau này

2.3 GIẢI PHÁP CHUYỂN TRỤC CÔNG TRÌNH LÊN CÁC TẦNG SÀNTHI CÔNG

2.3.1 Tổng quan về các phương pháp chuyển trục lên sàn thi công

2.3.1.1 Chuyển trục công trình bằng máy kinh vĩ

Phương pháp này thường được gọi là phương pháp chiếu đứng bằng tiangắm nghiêng của máy kinh vĩ, trường hợp này máy kinh vĩ được đặt cáchđiểm trục cần chiếu nên tầng trên ít nhất bằng độ cao của tầng nhà để gócđứng < 450, quá trình gửi điểm được tiến hành bằng máy kinh vĩ và thướcthép dựa vào các điểm lưới khống chế bên trong, các điểm gửi được đánh dấucẩn thận đổ bê tông và gắn dấu mốc để bảo quản cho quá trình sử dụng saunày Thông thường các điểm trục thường được gửi lệch so với trục mộtkhoảng từ 50cm đến 80cm để tiện cho quá trình thực hiện thi công, sau đódùng chỉ giữa ngắm vào điểm dấu trục ở dưới rồi nâng ống kính lên đánh ghitrần nhà phía trên bằng chỉ đứng giữa của máy kinh vĩ Công tác này đượcchính xác hoá bằng hai vị trí bàn độ, sau khi thực hiện việc chiếu điểm theohai hướng vuông góc với nhau ở mặt bằng tầng 1 đi qua điểm đã có là sẽchuyển được điểm trục lên tầng theo phương thẳng đứng

D C A B

m

n p q

M1

M3 M4

M2

Hình 2.8 Chuyển trục công trình bằng máy kinh vĩ

Đặt máy tại điểm B định tâm cân bằng máy chính xác định hướng vềđiểm A, kéo dài hướng BA tới M1 (M1 được chính xác hoá bằng 2 vị trí bàn độ)

Đặt máy tại M1 định tâm cân bằng máy ngắm vào điểm A, sau đó điềuchỉnh cho chỉ giữa của màng dây chữ thập trùng vào điểm A, sau đó nâng ốngkính lên cao đánh dấu điểm m lên mặt sàn tầng trên công tác này được chínhxác hoá bằng 2 vị trí bàn độ

Tương tự tại M2 đánh dấu điểm n và tại M3 và M4 đánh dấu được điểm

p, q giao của hai đường thẳng mn và pq là điểm 1 Điểm 1 là điểm trục củacông trình được chiếu thẳng đứmg lên tầng trên từ điểm A của mặt sàn tầng 1

Làm tương tự chuyển được các điểm B,C,D là các điểm trục của tầng 1lên tầng sàn trên tương ứng với 2,3,4

Các nguồn sai số chủ yếu trong phương pháp chuyển trục công trìnhbằng máy kinh vĩ là:

- Độ nghiêng của trục quay của máy kinh vĩ mngh

- Sai số điểm ngắm mv

- Sai số do máy kinh vĩ không nằm đúng trên hướng trục mht

- Sai số đánh dấu điểm trục mdd

- Sai số do chiết quang không khí mF