...Cao Văn Hùng.pdf

TRƯỜNG ĐẠPHƯƠNG PHÁP KHỐNG CHẾ CƠ ẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ N KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ SINH VIÊN: CAO VĂN HÙNG NG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH CƠ SỞ ĐỘ CAO TRONG QUAN TR LÚN CÔNG

TRƯỜNG ĐẠ

PHƯƠNG PHÁP

KHỐNG CHẾ CƠ

ẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ N KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ

SINH VIÊN: CAO VĂN HÙNG

NG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH

CƠ SỞ ĐỘ CAO TRONG QUAN TR LÚN CÔNG TRÌNH

Hà Nội – 2015

NG HÀ NỘI

NH ĐIỂM CAO TRONG QUAN TRẮC

TRƯỜNG ĐẠ

PHƯƠNG PHÁP

KHỐNG CHẾ CƠ

Chuyên ngành: K

Mã ngành:

ẠI HỌC TÀI NGUYÊN VÀ MÔI TRƯỜNG HÀ N KHOA TRẮC ĐỊA – BẢN ĐỒ

SINH VIÊN: CAO VĂN HÙNG

NG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH

CƠ SỞ ĐỘ CAO TRONG QUAN TR LÚN CÔNG TRÌNH

Kỹ thuật Trắc địa – Bản đồ

Mã ngành:

NGƯỜI HƯỚNG DẪN : TS Đinh Xuân Vinh

Hà Nội – 2015

NG HÀ NỘI

NH ĐIỂM CAO TRONG QUAN TRẮC

TS Đinh Xuân Vinh

LỜI CAM ĐOAN

Em xin cam đoan đây là đề tài nghiên cứu do em thực hiện dưới sự hướng dẫn khoa học của TS Đinh Xuân Vinh

Các số liệu, kết luận trình bày trong đồ án chưa từng được công bố trong các nghiên cứu khác

Em xin chịu trách nhiệm về đề tài của mình

Hà Nội, ngày 24 tháng 6 năm 2015

Sinh viên

Cao Văn Hùng

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Tiễn sĩ Đinh Xuân Vinh, người trực tiếp hướng dẫn em hoàn thành đồ án Với những lời chỉ dẫn, những tài liệu, sự tận tình hướng dẫn và những lời động viên của thầy đã giúp em vượt qua nhiều khó khăn trong quá trình thực hiện đồ án này

Em cũng xin cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Trắc địa – Bản đồ đã truyền dạy những kiến thức quý báu, những kiến thức rất hữu ích và đóng góp nhiều ý kiến giúp em hoàn thành đồ án này

Do thời gian và trình độ chuyên môn còn hạn chế nên trong đồ án này không tránh khỏi những kiếm khuyết Em mong nhận được sự đóng góp ý kiến của các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để đồ án được hoàn thiện hơn Em xin chân

thành cảm ơn!

MỤC LỤC Lời cam đoan

Lời cảm ơn

Mục lục

Danh mục các bảng

Danh mục các hình vẽ

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH BIẾN DẠNG CÔNG TRÌNH 1.1.Khái niệm chung về chuyển dịch và biến dạng công trình 3

1.1.1 Phân loại chuyển dịch biến dạng công trình 3

1.1.2.Nguyên nhân gây ra chuyển dịch biến dạng công trình 3

1.1.3 Mục đích và nhiệm vụ của quan trắc 4

1.2 Mô hình hình học của thể biến dạng và lưới khống chế quan trắc 5

1.2.1 Mô hình hình học của thể biến dạng 5

1.2.2 Lưới khống chế quan trắc 7

1.2.3 Các loại mốc dùng trong quan trắc lún công trình 8

1.3.Thiết kế phương án quan trắc biến dạng 12

1.3.1 Nội dung chủ yếu của phương án quan trắc biến dạng 13

1.3.2 Những vấn đề cần xem xét khi chọn phương pháp đo đạc 13

1.4 Các phương pháp quan trắc lún công trình 16

1.4.1 Quan trắc lún bằng phương pháp đo cao hình học 16

1.4.2 Quan trắc lún bằng phương pháp đo cao thuỷ tĩnh 17

1.4.3 Quan trắc lún bằng phương pháp đo cao lượng giác 19

1.4.4 Tự động hóa quan trắc biến dạng 20 CHƯƠNG 2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH ĐIỂM KHỐNG CHẾ CƠ SỞ ĐỘ CAO TRONG QUAN TRẮC LÚN CÔNG TRÌNH

2.1 Phương pháp đánh giá độ ổn định điểm khống chế cơ sở độ cao trên nguyên tắc

độ cao trung bình không đổi của các mốc trong lưới (Phương pháp Trernhicov) 23

2.1.1 Nội dung của phương pháp 23

2.1.2 Tiêu chuẩn đánh giá 24

2.2 Phương pháp đánh giá độ ổn định điểm khống chế cơ sở độ cao trên nguyên tắc độ cao không đổi của mốc ổn định nhất trong lưới (phương pháp Kostekhel) 24

2.2.1 Nội dung phương pháp 24

2.2.2 Tiêu chuẩn đánh giá 25

2.3 Phương pháp đánh giá độ ổn định điểm khống chế cơ sở độ cao dựa trên thuậttoán bình sai lưới tự do 28

2.3.1 Khái niệm về lưới trắc địa tự do 25

2.3.2 Nguyên lý bình sai lưới tự do có số khuyết dương 26

2.3.3 Các dạng cụ thể của S 28

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ TOÁN HỌC CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ ỔN ĐỊNH ĐIỂM KHỐNG CHẾ TRẮC ĐỊA TRONG QUAN TRẮC BIẾN DẠNG VÀ TÍNH TOÁN THỰC NGHIỆM 3.1 Cơ sở toán học 31

3.1.1 Lý thuyết thống kê và phương pháp bình phương nhỏ nhất 31

3.1.2 Bình sai lưới tự do trong quan trắc biến dạng 35

3.1.3 Xác định điểm cơ sở không ổn định bằng cực tiểu hóa chuẩn bậc nhất vector dịch chuyển của chúng 39

3.1.4 Ước lượng và kiểm định thống kê điểm cơ sở không ổn định và điểm kiểm tra biến dạng 40

3.2 Tính toán thực nghiệm 46

3.2.1 Giới thiệu khu thực nghiệm 46

3.2.2 Xử lý số liệu 47

Danh mục các bảng

Bảng 1.1 Cấp hạng và độ chính xác quan trắc biến dạng công trình 14 Bảng 1.2 Chỉ tiêu kỹ thuật đo cao hình học 17 Bảng 3.1 So sánh kết quả chuyển dịch tình theo phương pháp bình sai lưới tự

do và tính theo phương pháp trên 57

Danh mục các hình vẽ

Hình 1.1 Mô hình hình học của thể biến dạng 6

Hình 1.2 Lưới cơ sở bố trí thành từng cụm 7

Hình 1.3 Lưới cơ sở bố trí dạng rời từng điểm 7

Hình 1.4 Hệ thống lưới quan trắc 8

Hình 1.5 Kết cấu mốc điểm mục tiêu quan trắc lún 9

Hình 1.6 Mốc chôn sâu 10

Hình 1.7 Mốc chôn nông 10

Hình 1.8 Mốc cơ sở loại C dạng hình ống 11

Hình 1.9 Mốc cơ sở loại C dạng cọc 12

Hình 1.10 Cấu tạo và phương pháp đo máy thủy tĩnh 18

Hình 1.11 Đo cao lượng giác 19

Hình 1.12 Nguyên lý tác dụng chuyển đổi lượng chuyển vị thành điện dung hoặc điện áp và các đường cong đặc trưng 21

Hình 1.13 Dùng các máy cảm biến khác nhau để nhận được cùng một chuyển vị thẳng đứng 22

Hình 3.1 Biểu diễn các ước lượng trong lý thuyết thống kê 31

Hình 3.2 Điểm cơ sở B bị chuyển dịch khiến các điểm quan trắc bị

biến dạng 36

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Với tốc độ đô thị hóa diễn ra ngày càng nhanh trên đất nước ta, hàng trăm khu

đô thị, nhà cao tầng, công trình cầu… được xây dựng Trong khi đó, công trình xây dựng theo thiết kế sẽ có sự thay đổi theo thời gian Dưới áp suất mạnh mẽ và thường xuyên của công trình thì các lớp đất đá dưới đáy móng sẽ bị ép chặt và sinh

ra hiện tượng lún.Trong trường hợp mức độ ép lên các lớp đất đá dưới đáy móng là không đều nhau như trọng tải trên những phần khác nhau của móng phân bố không đều thì độ lún sẽ mang tính không đều, dẫn đến hiện tượng nghiêng, uốn cong, xoay

và các hiện tượng biến dạng khác của công trình

Vì vậy, một trong những công tác trắc địa được tiến hành từ khi thi công xong phần móng công trình và được thực hiện trong suốt quá trình thi công và vận hành công trình đó chính là công tác quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình Các kết quả của quan trắc biến dạng cho phép đánh giá mức độ ổn định và an toàn của công trình giúp cho người chủ quản có kế hoạch tu tạo, bảo dưỡng và ngăn chặn những hậu quả xấu có thể xảy ra với công trình

Trong quá trình quan trắc để xác định sự chuyển dịch, biến dạng công trình, ta phải dựa vào các mốc khống chế cơ sở Nên nếu các mốc khống chế cơ sở có sự chuyển dịch thì sẽ làm các mốc quan trắc chuyển dịch theo Do vậy, để phản ánh đúng mức độ chuyển dịch biến dạng của công trình thì cần phải đánh giá sự ổn định của các mốc cơ sở trong quá trình quan trắc công trình nói chung và quan trắc lún

nói riêng Vì vậy em đã lựa chọn và nghiên cứu đề tài với nội dung: “Phương pháp đánh giá độ ổn định điểm khống chế cơ sở độ cao trong quan trắc lún công trình”

2 Mục tiêu và ý nghĩa

- Tìm hiểu lý thuyết cơ bản về công tác quan trắc lún công trình;

- Biết được quy trình công nghệ xử lý và đánh giá độ ổn định điểm khống chế

cơ sở độ cao trong quan trắc lún công trình

2

3 Nội dung nghiên cứu

Đánh giá độ ổn định điểm khống chế cơ sở độ cao trong quan trắc lún công trình theo một số phương pháp

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp tổng hợp tài liệu: Nghiên cứu tài liệu, tư liệu;

- Phương pháp tin học: Sử dụng Excel để tính toán, xử lý số liệu;

- Phương pháp chuyên gia: Ý kiến của giáo viên hướng dẫn

- Phương pháp so sánh: So sánh kết quả tính toán theo các phương pháp khác nhau

5 Cơ sở dữ liệu

- Lưới cơ sở quan trắc tại Văn Quán – Hà Đông

- Các tài liệu tham khảo:

+ Đinh Xuân Vinh Phương pháp đánh giá độ ổn định điểm khống chế cơ sở

độ cao trong quan trắc lún công trình

+ Trần Khánh và Nguyễn Quang Phúc Quan trắc chuyển dịch và biến dạng công trình, Đại học Mỏ - Địa chất

+ Phan Văn Hiến, 2012, Cơ sở trắc địa công trình Trường đại học Tài nguyên

và Môi trường Hà nội Nhà xuất bản Khoa học Kỹ thuật

+ Bộ Xây dựng, TCVN 9398 : 2012 Công tác trắc địa trong xây dựng công trình – yêu cầu chung

6 Cấu trúc đồ án

Nội dung đồ án được trình bày trong 3 chương:

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

Chương 2: Một số phương pháp đánh giá độ ổn định điểm khống chế cơ sở độ cao trong quan trắc lún công trình

Chương 3:Cơ sở toán học của phương pháp đánh giá độ ổn định điểm khống chế trắc địa trong quan trắc biến dạng và tính toán thực nghiệm