Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 1 Mục Lục Trang Lời nói đầu Chơng I: giới thiệu chung I.1 Giới thiệu về công trình CT14A - khu đô thị Nam Thăng Long I.2 Nguyên nhân gây nên biến dạng công trình I.3 Chỉ tiêu kỹ thuật quan trắc lún I.4 Mục đích , nhiệm vụ quan trắc lún I.5 Nguyên tắc quan trắc lún công trình I.6 Giới thiệu về các phơng pháp quan trắc lún Chơng II: Thiết kế phơng án kỹ thuật quan trắc lún công trình II.1 Nguyên tắc xây dựng lới quan trắc lún . II.1.1 Phơng pháp xây dựng lới quan trắc chuyển dịch II.1.1.1 Lới khống chế cơ sở II.1.1.2 Lới quan trắc II.1.2 Xác định độ chính xác của các bậc lới II.2 Kết cấu mốc và phân bố mốc quan II.2.1 Mốc cơ sở II.2.2 Mốc quan trắc II.3 Thiết kế lới khống chế cơ sở II.3.1 Sơ đồ phân bố điểm lới cơ sở Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 2 II.3.2 Ước tính độ chính xác đo đạc trong lới II.4 Thiết kế lới quan trắc chuyển dịch II.4.1 Sơ đồ phân bố điểm lới II.4.2 Phơng án thiết kế lới quan trắc II.5 Phơng pháp ớc tính độ chính xác lới độ cao . II.6 Tổ chức đo đạc ngoại nghiệp II.7 Quy trình tính toán bình sai lới quan trắc Chơng III: lập dự toán quan trắc độ lún công trình III.1 Những căn cứ để lập dự toán III.2 Phơng pháp lập đơn giá khảo sát trắc địa III.3 Lập đơn giá khảo sát công tác quan trắc độ lún công trình . Phần Thực nghiệm Kết luận . Tài liệu tham khảo Phụ lục . Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 3 Lời nói đầu Những năm gần đây cùng với sự phát triển về kinh tế, các công trình nhà cao tầng đợc xây dựng khắp nơi trên đất nớc để giải quyết nhu cầu nhà ở cho ngời dân, đặc biệt ở các thành phố lớn. Theo tài liệu khảo sát địa chất vùng châu thổ Sông Hồng, nhất là khu vực Hà Nội cho thấy đây là vùng đất có lịch sử hình thành là đồng bằng tích tụ nên có khả năng chịu tải của một số tầng địa chất kém nh tầng Hải Hng, tầng Thái Bình, có thể nói đây là vùng đất yếu, kém chịu nén. Mặt khác do nhu cầu cuộc sống, việc khai thác nớc ngầm ngày càng tăng, làm cho điều kiện địa chất ở đây bị thay đổi. Từ những nguyên nhân nêu trên cùng với một số nguyên nhân khác nh thiết kế kết cấu móng công trình, chất lợng vật liệu công trình, điều kiện khí hậu nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, ma nhiều đã làm cho các công trình xây dựng bị biến dạng, dẫn đến kết cấu bị phá vỡ làm cho một số công trình không thể sử dụng đợc. Biến dạng công trình do nhiều nguyên nhân gây nên trong đó nguyên nhân chủ yếu là công trình bị lún và lún không đều dẫn đến công trình bị vặn xoắn. Để có cơ sở đánh giá mức độ và khả năng biến dạng của công trình, từ đó có biện pháp kịp thời can thiệp, khắc phục trớc khi công trình bị h hỏng trầm trọng thì công tác quan trắc lún công trình là không thể thiếu và phải đợc tiến hành thờng xuyên. Theo thực tế hiện nay, công tác quan trắc lún công trình không những đợc quan tâm mà còn không thể thiếu đợc khi xây dựng và sử dụng công trình. Trong công tác quan trắc lún công việc quan trọng nhất là việc xử lý số liệu sau khi quan trắc. Nhng với sự phát triển của công nghệ thông tin hiện nay thì việc xử lý kết quả quan trắc đã đợc thực hiện nhanh và chính xác. Xuất phát từ yêu cầu thực tế đó, tôi đã chọn đề tài tốt nghiệp : Thiết kế kỹ thuật và lập dự toán quan trắc lún chung c cao tầng công trình CT14-A khu đô thị Nam Thăng Long . Nội dung của đồ án bao gồm: Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 4 Chơng I : Yêu cầu- nhiệm vụ quan trắc lún Chơng II: Thiết kế phơng án kỹ thuật quan trắc độ lún công trình Chơng III: Lập dự toán quan trắc độ lún công trình CT14A- Khu đô thị Nam Thăng Long Thời gian làm đồ án không nhiều, khả năng chuyên môn còn hạn chế nhng với sự nỗ lực của bản thân và sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo hớng dẫn tôi đã hoàn thành bản đồ án này đúng thời hạn. Em xin chân thành cảm ơn Thạc sỹ Đinh Thị Lệ Hà cùng các thầy cô trong bộ môn trắc địa công trình nói riêng và các thầy cô trong khoa trắc địa đã giúp đỡ em hoàn thành bản đồ án này. Hà Nội 6- 2008 Sinh viên thực hiện: Đoàn Đức Thuận Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 5 Chơng I Yêu cầu - nhiệm vụ quan trắc lún I.1Giới thiệu về công trình CT14A- khu đô thị Nam Thăng Long I.1.1 Vị trí địa lý khu đ o Công trình CT14-A khu đô thị Nam Thằng Long đợc xây dựng ở phía nam của thành phố Hà Nội. Công trình xây dựng thuộc địa phận phờng Phú Thợng Xuân La, Quận Tây Hồ, Hà Nội. I.1.2 Điều kiện tự nhiên khu đo Công trình CT14A- khu đô thị Nam Thăng Long nằm ở khu vực ngoại vi thành phố Hà Nội trong vùng đồng bằng bắc bộ, khí hậu nhiệt đới ẩm có gió mùa đông lạnh, nhiệt độ trung bình hàng năm khoảng 24 0 C. Mùa hè nóng nhiệt độ cao nhất lên tới 40 0 C độ ẩm cao, mùa lúc lạnh nhất trung bình vào khoảng 10 0 C thờng có ma phùn ẩm ớt độ ẩm không cao. Mùa khô đồng nhất thời gian từ tháng 1 đến tháng 3 hàng năm thời tiết nồm độ ẩm rất cao, hơi nớc nhiều, không khí đọng trên bề mặt công trình và trang thiết bị. Mùa hè thờng có ma bão vận tốc gió mạnh có thể lên tới 40km/h. Công trình CT14A- khu đô thị Nam Thăng Long đợc xây dựng trên khu vực có điều kiện địa chất biến động phức tạp, không ổn định. Lớp đất dới nền móng công trình là đất yếu, chiều dày lớp bùn có thể tới hàng chục mét. I.1.3 Giới thiệu tổng quan v ề công trình CT14A -khu đô thị Nam Thăng Long Công trình nhà ở cao tầng đợc xây dựng nhằm mục đích di dân giải phóng mặt phục vụ cho việc quy hoạch của thành phố Hà Nội. Công trình đợc xây dựng trên khu đất có diện tích 9249m 2 , diện tích xây dựng là 2541m 2 , tổng diện tích mặt sàn xây dựng 39990m 2 ,và tổng số tầng là 15,7 tầng. I.2 Nguyên nhân gây nên biến dạng công trình chung c cao tầng Công trình chung c cao tầng bị chuyển dịch, biến dạng là do tác động chủ yếu của hai yếu tố là điệu kiện tự nhiên và quá trình xây dựng, vận hành công trình. Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 6 I.2.1 Tác động của yếu tố tự nhiên Các yếu tố tự nhiên có ảnh hởng tới quá trình chuyển dịch thẳng đứng của công trình bao gồm: - Do tính chất cơ lý của các lớp đất đá dới nền móng công trình. - Do ảnh hởng của các yếu tố khí tợng nh là : nhiệt độ, độ ẩm, gió, hớng chiếu nắng - Sự thay đổi chế độ nớc mặt và nớc ngầm. - Sự vận động nội sinh trong lòng trái đất. I.2.2 Tác động của các yếu tố liên quan đến quá trình xây dựng và vận hành công trình - Do sự gia tăng tải trọng công trình. - Do xây dựng công trình ngầm hoặc xây chen. - Do khai thác nớc ngầm. - Do những sai sót trong khảo sát địa chất công trình. I.3. Chỉ tiêu kỹ thuật quan trắc lún I.3.1 Độ chính xác Độ chính xác quan trắc lún đợc quy định tuỳ thuộc vào từng loại công trình, loại nền móng và điệu kiện chất của nền móng các công trình đó. Sai số giới hạn quan trắc lún theo đợc quy định nh sau 6 : TT Đối tợng quan trắc Độ chính xác đo độ lún 1 Công trình xây dựng trên nền đá gốc 1.0mm 2 Công trình xây dựng trên nền đất cát, sét hoặc các nền chịu lực 3.0mm 3 Công trình đập đá chịu áp lực cao 5.0mm 4 Công trình xây dựng trên nền trợt 10mm 5 Công trình bằng đất 15mm Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 7 I.3.2 Chu kỳ quan trắc Thời gian thực hiện chu kỳ quan trắc phụ thuộc vào: loại công trình, nền móng công trình, từng giai đoạn xây dựng và vận hành công trình. - Chu kỳ quan trắc đầu tiên đợc thực hiện ngay sau khi xây dựng móng công trình. - Trong thời kỳ xây dựng, chu kỳ quan trắc đợc thực hiện tùy thuộc vào mức tăng tải trọng của công trình (mức 25%,50%,75% và 100%). - Trong thời kỳ vận hành, chu kỳ quan trắc đợc thực hiện tùy thuộc vào tốc độ chuyển dịch của công trình (1tháng, 2tháng, 3tháng hoặc 6tháng một lần). - Thời kỳ công trình đi vào ổn định (2mm/năm) chu kỳ quan trắc 6tháng hoặc 1năm một lần). - Khi phát hiện các biến dạng bất thờng cần phải bổ xung ngay chu kỳ quan trắc. I.4 Mục đích nhiệm vụ quan trắc lún Quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình là để xác định mức độ chuyển dịch biến dạng, nghiên cứu tìm ra nguyên nhân chuyển dịch biến dạng và từ đó có các biện pháp xử lý, đề phòng tai biến đối với công trình. Cụ thể là: - Xác định giá trị chuyển dịch biến dạng công trình, để đánh giá mức độ ổn định của công trình. - Kiểm tra việc tính toán, thiết kế công trình. - Nghiên cứu quy luật chuyển dịch trong những điều kiện khác nhau và dự đoán sự chuyển dịch trong tơng lai. - Xác định xem mức độ chuyển dịch có ảnh hởng đến quá trình vận hành công trình không, từ đó có biện pháp điều tiết, khai thác công trình một cách hợp lí. Để quan trắc lún một công trình, trớc hết cần phải thiết kế phơng án kinh tế - kỹ thuật bao gồm. - Nhiệm vụ kỹ thuật. - Khái quát về công trình, điều kiện tự nhiên và chế độ vận hành. - Sơ đồ phân bố mốc khống chế và mốc kiểm tra. Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 8 -Yêu cầu độ chính xác quan trắc ở những giai đoạn khác nhau. - Phơng pháp và dụng cụ đo. - Phơng pháp chỉnh lý kết quả đo. - Sơ đồ lịch cho công tác quan trắc. - Biên chế nhân lực và dự toán kinh phí. I.5 Nguyên tắc quan trắc lún công trình Do điều kiện địa chất nền móng công trình thờng không đồng nhất, công trình có kết cấu phức tạp, tải trọng không đều nên độ lún ở các vị trí khác nhau cũng có thể không giống nhau. Để xác định giá trị lún tuyệt đối tại từng vị trí và các tham số lún chung của công trình, công tác quan trắc lún bằng phơng pháp trắc địa đợc thực hiện trên cơ sở nguyên tắc sau: - Độ lún công trình đợc xác định thông qua các mốc lún gắn tại những vị trí chịu lực của đối tợng quan trắc. Số lợng mốc lún lắp đặt tại mỗi công trình phụ thuộc vào đặc điểm nền móng, kết cấu, qui mô và kích thớc của công trình đó. Độ lún của các mốc quan trắc đặc trng cho độ lún công trình ở vị trí mà mốc đợc gắn. - Phơng pháp quan trắc độ lún thông dụng là đo cao chính xác trong mỗi chu kỳ để xác định độ cao của các mốc quan trắc tại thời điểm đo, độ lún đợc tính là hiệu độ cao tại thời điểm quan trắc so với độ cao ở chu kỳ trớc đợc chọn làm mức so sánh: S = H (j) H (i) (1.1) Trong đó H (j) , H (i) là độ cao đo đợc ở chu kỳ thứ j và i. Nh vậy, nếu S < 0 thì mốc của công trình bị lún xuống, nếu S > 0 thì mốc của công trình bị trồi lên. Độ cao của mốc lún ở các chu kỳ khác nhau phải đợc xác định trong cùng một hệ độ cao, có thể là hệ độ cao quốc gia hoặc hệ độ cao cục bộ giả định, nhng yêu cầu bắt buộc là các mốc khống chế độ cao ( đợc chọn làm cơ sở so sánh ) phải có độ ổn định trong suốt thời kỳ theo dõi độ lún công trình. Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 9 I.6 Các phơng pháp quan trắc lún công trình I.6.1 Quan trắc lún bằng đo cao hình học I.6.1.1 Nguyên tắc chung Đo cao hình học dựa trên nguyên lý tia ngắm nằm ngang của máy thủy chuẩn. Để đạt đợc độ chính xác cao trong quan trắc lún công trình, chiều dài tia ngắm từ điểm đặt máy đến mia đợc hạn chế đáng kể ( không vợt quá 25 30m ), do đó đợc gọi là phơng pháp đo cao hình học tia ngắm ngắn. Có hai cách để xác định chênh cao giữa hai điểm là phơng pháp đo cao từ giữa và phơng pháp đo cao phía trớc. a. Phơng pháp đo cao từ giữa: đặt máy thủy chuẩn ở giữa hai điểm AB, tại hai điểm A và B đặt hai mia ( hình 1.1), chênh cao giữa hai điểm A, B đợc xác định theo công thức: h AB = a b (1.2) trong đó: a và b là số đọc chỉ giữa trên mia sau và mia trớc. 2 2 1 1 b b A B a a A B a b Ds Dt b. Phơng pháp đo cao thủy chuẩn phía trớc: đặt máy thủy bình tại một điểm, còn điểm kia ta đặt một mia, khi đó chênh cao giữa điểm đặt máy và điểm đặt mia tính theo công thức: h AB = i l (1.3) Hình 1.1 Trạm đo cao hình học Hình 1.2. Tuyến đo cao hình học Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 10 trong đó: i là chiều cao đo đợc của máy, l là số đọc chỉ giữa trên mia. I.6.1.2 Máy móc và dụng cụ đo Thiết bị dùng trong đo lún là các loại máy thủy chuẩn chính xác nh: H-05, Ni002, H 1 , H 2 , Ni004, Ni007 và các loại máy khác có độ chính xác tơng đơng. Tùy thuộc vào yêu cầu độ chính xác cần thiết đối với từng công trình cụ thể để chọn máy đo thích hợp. Mia đợc sử dụng trong đo lún là mia invar thờng hoặc mia invar chuyên dùng có kích thớc ngắn ( chiều dài mia từ 1.5m đến 2m ), nếu là thủy chuẩn số thì dùng mia invar với mã vạch. Ngoài ra còn có các dụng cụ hỗ trợ khác nh nhiệt kế, cóc mia, ô che nắng. Trớc và sau mỗi chu kỳ đo, máy và mia phải đợc kiểm nghiệm theo đúng qui định trong qui phạm đo cao. I.6.1.3 Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu Khi quan trắc lún bằng phơng pháp đo cao thủy chuẩn hình học tia ngắm ngắn cần phải tuân thủ theo các chỉ tiêu kỹ thuật sau [6]: TT Chỉ tiêu kỹ thuật Hạng I Hạng II Hạng III 1 Chiều dài tia ngắm m25 m25 m25 2 Chiều cao tia ngắm, m 258.0 h 255.0 h 253.0 h 3 Chênh lệch khoảng cách từ máy đến mia - Trên một trạm đo m4.0 m0.1 m0.2 - Tích lũy trên đoạn đo m0.2 m0.1 m0.5 4 Chênh lệch chênh cao đo trên trạm, mm m5.0 m5.0 m0.1 5 Chênh lệch chênh cao giữa )(3.0 mmn )(5.0 mmn )(0.1 mmn hai tuyến đo đi và đo về 6 Sai số khép tuyến giới hạn )(3.0 mmn )(0.1 mmn )(0.2 mmn f ghh / (n-số trạm đo) I.6.1.4 Các nguồn sai số chủ yếu ảnh hởng tới kết quả đo 1. Sai số do máy và mia [...]... đạc thuận lợi 14 Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 Chương II Thiết kế phương án kỹ thuật quan trắc độ lún công trình II.1 Nguyên tắc xây dựng lưới quan trắc lún II.1.1 Phương pháp xây dựng lưới quan trắc lún Chuyển dịch thẳng đứng là sự thay đổi độ cao của công trình theo thời gian vì vậy để quan trắc chuyển dịch thẳng đứng phải lập lưới khống chế độ cao, xác định độ cao công trình ở các thời điểm để so sánh... khối kết cấu, bên cạnh khe lún, tại những nơi có áp lực động lớn, những khu vực có điều kiện địa chất công trình kém ổn định Các mốc lún nên bố trí ở gần cùng độ cao để thuận lợi cho đo đạc và hạn chế ảnh hưởng của một số nguồn sai số trong quá trình đo đạc, thi công lưới 23 Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 Số lượng mốc đo lún chung cư cao tầng nhà CT14A khu đô thị Nam Thăng Long được tính theo công. .. chính xác lưới độ cao trong quan trắc lún công trình Ước tính độ chính xác lưới là một trong những việc quan trọng trong toàn bộ quá trình thiết kế lưới trắc địa (lưới khống chế mặt bằng hoặc độ cao ) Kết quả ước tính độ chính xác cho phép chúng ta lựa chọn được phương án đo và thiết bị đo hợp lý đáp ứng được các yêu cầu đo về cả kinh tế và kỹ thuật Trong quan trắc lún công trình lưới khống chế cơ sở... (2.25) trong đ : n là số mốc lún được đo trên công trình - Tốc độ lún của công trình trong chu kỳ đo độ lún thứ i được tính theo công thức sau: vi S itb 30 t (2.26) - Tốc độ lún trung bình tổng cộng của công trình từ chu kỳ đầu tiên đến chu kỳ đo hiện tại (chu kỳ thứ j) được tính: S itb Vi 30 T trong đ : vi , Vi : tốc độ lún tính theo đơn vị mm/tháng 35 Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 t : khoảng thời... khối kết cấu, bên cạnh các khe lún, tại những nơi có áp lực động lớn, những chỗ có điều kiện địa chất kém ổn định Các mốc quan trắc nên bố trí ở gần cùng độ cao để thuận tiện cho công tác đo đạc Số lượng và sơ đồ phân bố mốc quan trắc được thiết kế cho từng công trình cụ thể và mật độ phải đủ để xác định được các tham số đặc trưng cho quá trình lún của công trình Đối với một số dạng công trình, mốc quan. .. cho bậc lưới thứ 2 II.1.1.2 Cấp lưới quan trắc lún Lưới quan trắc lún bao gồm các điểm kiểm tra gắn trên công trình, chuyển dịch cùng với công trình Các điểm kiểm tra được bố trí đều trên mặt bằng công trình nơi dự kiến chuyển dịch thẳng đứng là ít nhất, các mốc thường được gắn vào phần chịu lực của công trình, cao hơn cốt 0.0 từ 20 50 cm nơi thuận tiện cho quan trắc Hai cấp lưới này tạo lên một hệ... thị Nam Thăng Long được tính theo công thức sau: N P L (2.17) trong đó : N: số lượng mốc đo độ lún P: chu vi nhà hoặc chiều dài móng (m) L: khoảng cách giữa các mốc đo lún (m) Sơ đồ phân bố mốc lún được thiết kế cho từng công trình cụ thể, mật độ điểm mốc phải đủ để xác định được các tham số đặc trưng cho quá trình lún của công trình Đối với các tòa nhà có kết cấu móng băng, tường chịu lực thì mốc được... quan trắc Lưới quan trắc là mạng lưới độ cao liên kết giữa các điểm lún gắn trên công trình và đo nối với hên thống điểm mốc lưới khống chế cơ sở Các tuyến đo cần được lựa chọn cẩn thận, bảo đảm sự thông hướng tốt, tạo nhiều vòng khép, các tuyến đo nối với lưới khống chế được bố trí đều quanh công trình Các mốc lún được đặt ở những vị trí của công trình và phân bố đều khắp mặt bằng công trình Mốc được... cầu độ chính xác quan trắc lún Nếu yêu cầu đưa ra là sai số tuyệt đối độ lún thì việc xác định sai số độ cao tổng hợp được thực hiện như sau : 15 Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 Do độ lún được tính là hiệu độ cao của hai chu kỳ quan trắc theo công thức (1.1) nên sai số trung phương độ lún (ms) được xác định theo công thức: (2.1) 2 2 2 mS mH i mH j Các chu kỳ quan trắc thường được thiết kế với đồ hình... được xác định theo công thức sau: n S itb S j 1 j i Pj n P (2.23) j 1 - Độ lún trung bình tổng cộng của công trình từ khi bắt đầu đo đến chu kỳ đo thứ j là : Sij P j P j 1 n S itb (2.24) trong đ : Pi j : diện tích của nền móng chịu ảnh hưởng của mốc lún thứ j, P là diện tích toàn bộ nền móng công trình - Thông thường có thể tính độ lún trung bình của công trình theo công thức sau: n S itb S j 1 j . Yêu cầu- nhiệm vụ quan trắc lún Chơng II: Thiết kế phơng án kỹ thuật quan trắc độ lún công trình Chơng III: Lập dự toán quan trắc độ lún công trình CT14A- Khu đô thị Nam Thăng Long Thời gian làm. tốt nghiệp : Thiết kế kỹ thuật và lập dự toán quan trắc lún chung c cao tầng công trình CT14-A khu đô thị Nam Thăng Long . Nội dung của đồ án bao gồm: Đoàn Đức Thuận Trắc địa B-K48 4 Chơng I :. tiêu kỹ thuật quan trắc lún I.4 Mục đích , nhiệm vụ quan trắc lún I.5 Nguyên tắc quan trắc lún công trình I.6 Giới thiệu về các phơng pháp quan trắc lún Chơng II: Thiết kế phơng án kỹ thuật