LUẬN VĂN Đề tài “Thiết kế lưới khống chế trong thi công nhà cao tầng ”. . Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48 2 Chơng 1 Giới Thiệu Chung 1.1. Giới thiệu chung về công trình nhà cao tầng 1.1.1. Khái niệm chung về nhà cao tầng Nhà cao tầng là một loại hình đặc biệt của công trình dân dụng đợc xây dựng tại các thành phố và các khu đô thị lớn. Quy trình xây dựng các công trình này nói chung và nói riêng đối với việc tiến hành các công tác trắc địa đều có những điểm đặc thù riêng so với các công trình khác. Xuất phát điểm của các đặc điểm riêng này chính là những yêu cầu chặt chẽ về mặt hình học phải tuân thủ trên suốt chiều cao của toà nhà. Xã hội ngày nay càng phát triển thì xu hớng tập trung dân c tại các đô thị ngày càng tăng. Trong xu thế phát triển chung của đất nớc việc xây 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 nhà cao tầng ở nớc ta chủ yếu là các khách sạn, tổ hợp văn phòng và trung tâm dịch vụ do các nhà đầu t nớc ngoài đầu t xây dựng có chiều cao phổ biến từ 16 đến 20 tầng. Sau năm 2000 hàng loạt dự án nhà cao tầng đợc triển khai xây dựng ở các khu đô thị mới nh bán đảo Linh Đàm, khu đô thị mới Trung Hoà-Nhân Chính khu đô thị mới Trung Yên, làng quốc tế Thăng Long với độ cao từ 15 đến 25 tầng đã góp phần giải quyết nhu cầu về nhà ở của dân c và làm đẹp cảnh quan đô thị. Nhìn chung, việc xây dựng nhà cao tầng ở nớc ta mới chỉ phát triển ở giai đoạn đầu, tập trung ở Thành Phố Hà Nội và Thành Phố Hồ Chí Minh và cũng chỉ đạt ở số tầng 25-30. Hiện nay cũng nh trong tơng lai, đất nớc ta đang và sẽ còn tiếp tục xây dựng thêm nhiều công trình nhà cao tầng với quy mô ngày càng lớn hơn, kiến trúc và kiểu dáng ngày càng hiện đại hơn. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48 3 ở nớc ta hiện nay có bảng phân loại nhà cao tầng nh sau 1 TT Số tầng Phân loại 1 Từ 7 đến 12 tầng cao tầng loại 1 2 Từ 13 đến 25 tầng cao tầng loại 2 3 Từ 26 đến 45 tầng cao tầng loại 3 4 Trên 45 tầng Siêu cao tầng Do việc xây dựng nhà cao tầng đợc thực hiện trên cơ sở ứng dụng các công nghệ xây dựng hiện đại nên những ngời làm công tác trắc địa buộc phải xem xét lại các phơng pháp đo đạc đã có, nghiên cứu các phơng pháp và thiết bị đo đạc mới để đáp ứng yêu cầu đảm bảo chất lợng nhà cao tầng. 1.1.2. đặc điểm kết cấu nhà cao tầng Mỗi toà nhà là một khối thống nhất gồm một số lợng nhất định các kết cấu chính có liên quan chặt chẽ với nhau nh: móng, tờng, dầm, kèo, các trần, các trụ, mái nhà, các cửa sổ, cửa ra vào. Tất cả các kết cấu này đợc chia làm hai loại, đó là kết cấu ngăn chắn và kết cấu chịu lực. Sự liên kết các kết cấu chịu lực của toà nhà tạo nên bộ phận khung sờn của toà nhà. Tuỳ thuộc vào kiểu kết hợp các bộ phận chịu lực mà ngời ta phân ra ba sơ đồ kết cấu của toà nhà: - Kiểu nhà khung: là kiểu nhà có khung chịu lực là các khung chính bằng bê tông cốt thép. - Kiểu nhà không có khung: là kiểu nhà đợc xây dựng một cách liên tục không cần khung chịu lực, các kết cấu chịu lực chính là các tờng chính và các vách ngăn. - Kiểu nhà có kết cấu kết hợp: là kiểu vừa có khung, vừa có tờng ngăn là kết cấu chịu lực. Dựa vào phơng pháp xây dựng toà nhà mà ngời ta còn phân chia thành: toà nhà nguyên khối đúc liền, toà nhà lắp ghép và nhà lắp ghép toàn khối. - Nhà nguyên khối: là kiểu nhà đợc đổ bê tông một cách liên tục, các tờng chính và các tờng ngăn đợc liên kết với nhau thành một khối. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48 4 - Nhà lắp ghép: là kiểu nhà đợc lắp ghép từng phần khớp nhau theo các cấu kiện đã đợc chế tạo sẵn theo thiết kế. - Nhà lắp ghép toàn khối: là nhà đợc lắp ghép theo từng khối lớn. - Nhà bán lắp ghép: là kiểu nhà mà các khung đợc đổ bê tông một cách liên tục, còn các tấm panel đợc chế tạo sẵn theo thiết kế sau đó đợc lắp ghép lên. 1.1.3. Ví dụ về một số công trình nhà cao tầng Một số nhà chi nhánh ngân hàng ở Trung Hoà - Nhân Chính Ví dụ 1 Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48 5 Ví dụ 2 1.2. Quy trình thi công xây dựng nhà cao tầng 1. Khảo sát chọn địa điểm xây dựng: Việc chọn địa điểm xây dựng phụ thuộc vào mục đích sử dụng của công trình và cần tuân theo những nguyên tắc chung sau đây: - Vì nhà cao tầng thờng là những công trình công cộng nên thờng đợc xây dựng ở gần trung tâm hoặc cách trung tâm thành phố không quá xa. - Công trình nên xây dựng ở khu vực thoáng đãng. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48 6 2. Thiết kế, lựa chọn phơng án kiến trúc: Thiết kế và lựa chọn phơng án kiến trúc với bất kì công trình nào cũng cần thoả mãn các yêu cầu sau: tạo cảnh quan đẹp và thoáng đãng, không ảnh hởng đến các công trình xung quanh, tạo ra tối đa công năng sử dụng của công trình, giá thành tối u nhất. 3. Chuẩn bị vật liệu xây dựng, các loại máy móc thiết bị: Về vật liệu xây dựng, trớc khi thi công công trình chúng ta cần nghiên cứu kỹ bản vẽ thiết kế trên cơ sở đó có thể chọn các loại vật liệu xây dựng. Các loại vật liệu dành cho xây dựng nhà cao tầng gồm: gạch, đá, cát, xi măng Cần tính cụ thể khối lợng cũng nh căn cứ vào tiến độ thi công công trình để có thể vận chuyển đến khu vực thi công sao cho hợp lý. Tránh lãng phí trong khâu vận chuyển cũng nh làm ảnh hởng tới tiến độ thi công công trình. 4. Thi công móng cọc: Nhà cao tầng là các công trình có trọng tải lớn, nền đất tự nhiên sẽ không chịu nổi. Vì vậy khi xây dựng nhà cao tầng ngời ta phải xử dụng các giải pháp nhân tạo để tăng cờng độ chịu nén của nền móng. Giải pháp hiện nay thờng hay dùng nhất là giải pháp móng cọc. Để thi công móng cọc trong xây dựng nhà cao tầng có thể sử dụng các phơng pháp sau: khoan cọc nhồi, ép cọc, đóng cọc. 5. Đào móng và đổ bê tông hố móng: Sau khi hoàn thành việc thi công móng cọc, ngời ta tiến hành cắt, đập, xử lý đầu cọc. Đồng thời tiến hành việc bốc dọn một khối lợng đất cơ bản trên phạm vi hố móng công trình để bắt đầu thi công các đài cọc, móng và tầng hầm của ngôi nhà. Nội dung này gồm các công tác chủ yếu sau đây: Công tác chuẩn bị, công tác cốt thép đài giằng móng, công tác ván khuôn đài móng, thi công đổ bê tông đài giằng móng. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48 7 6. Thi công phần thân công trình: Thi công phần thân công trình cần thực hiện những việc sau: làm cốt thép cột và lồng thang máy, đặt cốt thép dầm sàn, đổ bê tông cột dầm sàn, tháo ván khuôn. 7. Xây và hoàn thiện: Sau khi hoàn thành xong các hạng mục liên quan đến kết cấu công trình ngời ta tiến hành xây và hoàn thiện. Thông thờng phần xây đợc tiến hành ngay sau khi tháo ván khuôn của khung và dầm sàn. Việc lắp đặt đờng điện nớc cũng đợc thực hiện kết hợp với việc xây tờng. Công việc hoàn thiện đợc tiến hành sau khi xây dựng phần thô nó gồm các công việc cụ thể nh sau: trát vữa, quét vôi, ốp tờng, lát nền 1.3. Thành phần công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng Nội dung của công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng bao gồm: 1. Thành lập xung quanh công trình xây dựng một lới khống chế trắc địa có đo nối với lới trắc địa thành phố. Mạng lới này có tác dụng định vị công trình theo hệ toạ độ sử dụng trong giai đoạn khảo sát thiết kế, nghĩa là định vị nó so với công trình lân cận. Lới khống chế này đợc sử dụng trong giai đoạn bố trí móng công trình. 2. Chuyển ra thực địa các trục chính của công trình từ các điểm của lới khống chế trắc địa. Các trục chính công trình đợc dùng cho thi công phần móng công trình, chúng đợc đánh dấu trên khung định vị hoặc bằng các mốc chôn sát mặt đất. 3. Bố trí khi xây dựng phần dới mặt đất của công trình: Tuỳ theo phơng pháp thi công móng mà nội dung công việc có thể thay đổi, nhng về cơ bản công tác này bao gồm: bố trí và kiểm tra thi công móng cọc, bố trí và kiểm tra các đài móng, bố trí ranh giới móng và các bộ phận trong móng. Độ chinh xác của công tác này đợc xác định theo các chỉ tiêu kỹ thuật, hoặc theo yêu cầu riêng trong thiết kế cho từng công trình. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48 8 4. Thành lập một lới trắc địa cơ sở trên mặt bằng tầng 1. Mạng lới này có tác dụng để bố trí chi tiết ngay tại tầng đầu tiên của công trình. Mạng lới này có độ chính xác cao hơn mạng lới thành lập trong giai đoạn thi công móng công trình. Lới khống chế cơ sở có đặc điểm là lới cạnh ngắn, có hình dạng phù hợp với hình dạng mặt bằng công trình. Để đảm bảo tính thẳng đứng của công trình ngời ta chiếu thẳng đứng các điểm khống chế cơ sở lên các mặt băng xây dựng và sử dụng chúng để bố trí các trục và bố trí chi tiết công trình. 5. Chuyển toạ độ và độ cao từ lới cơ sở lên các tầng, thành lập trên các tầng lới khống chế khung: Để chuyển các trục lên tầng có thể sử dụng một trong các phơng pháp: phơng pháp dây dọi, phơng pháp dựa vào mặt phẳng ngắm của máy kinh vĩ, phơng pháp chuyền toạ độ bằng máy toàn đạc điện tử, phơng pháp chiếu đứng quang học. Ngoài ra còn có thể sử dụng phơng pháp GPS kết hợp với trị đo mặt đất. Ngời ta có thể chọn một trong các phơng pháp trên tuỳ thuộc vào độ cao, độ chính xác yêu cầu và đặc điểm công trình. Để chuyền độ cao từ mặt bằng móng lên các tầng xây dựng có thể sử dụng các phơng pháp: dùng hai máy và mia thuỷ chuẩn kết hợp với thớc thép treo, đo trực tiếp khoảng cách đứng, dùng các máy đo dài điện tử. Sau khi chiếu các điểm khống chế cơ sở lên các tầng xây dựng, ngời ta lập lới khống chế khung để kiểm tra độ chính xác chiếu điểm. 6. Bố trí chi tiết trên các tầng: Đầu tiên cần bố trí các trục chi tiết, sau đó dùng các trục này để bố trí các kết cấu và thiết bị. Về độ cao cần đảm bảo độ cao thiết kế và độ phẳng, độ nằm ngang của đế các kết cấu, thiết bị. Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48 9 7. Đo vẽ hoàn công các kết cấu xây dựng đã đợc lắp đặt: Sau khi xây dựng hoặc lắp đặt xong các kết cấu xây dựng trên từng tầng cần phải tiến hành đo vẽ hoàn công vị trí của chúng về mặt bằng và độ cao giá trị độ lệch nhận đợc so với thiết kế đợc đa vào kết quả tính khi bố trí trục và độ cao ở các tầng tiếp theo, để đảm bảo công trình xây dựng theo đúng trục 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 công trình, quan trắc chuyển dịch ngang công trình, quan trắc độ nghiêng công trình. 1.4. chỉ tiêu kỹ thuật cơ bản đối với công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng 1.4.1. Khái niệm về hạn sai cho phép trong xây dựng Trong quá trình thi công xây dựng, do tác động của nhiều yếu tố khác nhau (thiết kế, bố trí, thi công xây dựng) nên dẫn đến có sự sai lệch vị trí thực tế của các kết cấu xây dựng so với vị trí thiết kế tơng ứng của chúng. Việc lắp đặt các kết cấu xây dựng vào vị trí thiết kế cần phải đảm bảo các thông số hình học trong các kết cấu chung của toà nhà, trong đó các yếu tố về chiều dài nh kích thớc tiết diện của các kết cấu, khoảng cách giữa các trục của các kết cấu v.v mà đợc cho trong bản thiết kế xây dựng đợc gọi chung là các kích thớc thiết kế và tơng ứng với nó trong kết quả của công tác bố trí sẽ cho ta kích thớc thực tế. Độ lệch giữa kích thớc thực tế và kích thớc thiết kế đợc gọi là độ lệch bố trí xây dựng. Nếu độ lệch này vợt qua giới hạn cho phép nào đó thì độ gắn kết giữa các kết cấu xây dựng bị phá vỡ và gây nên sự không đảm bảo độ bền vững công trình. Do ảnh hởng liên tục của quá trình sản xuất mà độ lệch của các kích thớc thực tế và thiết kế sẽ có những giá trị khác nhau. Độ lệch giới hạn lớn nhất so với giá trị thiết kế của kích thớc (ký hiệu max) gọi là độ lệch giới hạn trên còn độ lệch giới hạn nhỏ nhất so với thiết kế (ký hiệu min) còn gọi là độ lệch giới hạn dới. Các độ lệch cho Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48 10 phép nhất định gọi là hạn sai cho phép trong xây dựng và ký hiệu là . Nh vậy ta có thể nhận thấy = 2 . Qua phân tích các tiêu chuẩn về độ chính xác ta thấy rằng các hạn sai trong xây dựng có thể phân chia ra các dạng sau: 1. Các hạn sai đặc trng vị trí mặt bằng của các kết cấu xây dựng (sự xê dịch trục của các móng cột, dầm v.v so với vị trí thiết kế ). 2. Các hạn sai đặc trng vị trí độ cao của các kết cấu xây dựng (độ lệch về độ cao mặt tựa của các kết cấu xây dựng so với độ cao thiết kế ). 3. Các hạn sai đặc trng về vị trí thẳng đứng của các kết cấu xây dựng (độ lệch của trục đứng kết cấu so với đờng thẳng đứng). 4. Các hạn sai đặc trng về vị trí tơng hỗ giữa các kết cấu xây dựng (độ lệch về độ dài thiết kế và độ dài thực tế). 1.4.2. Mối quan hệ giữa các hạn sai lắp ráp xây dựng và độ chính xác của các công tác trắc địa Quá trình lắp ráp xây dựng tất cả các kết cấu của toà nhà luôn phải đi kèm với các công tác đo đạc kiểm tra. Công tác kiểm tra trắc địa bao gồm việc xác định vị trí mặt bằng, độ cao và độ thẳng đứng của các kết cấu so với các trục và độ cao thiết kế trong quá trình xây dựng chúng. Cơ sở trắc địa cho công việc kiểm tra này chính là các trục bố trí hoặc các đờng thẳng song song với chúng, các vạch lắp đặt đã đợc đánh dấu trên các mặt bên của các kết cấu, các mốc độ cao thi công đã đợc chuyển lên các mặt sàn tầng v.v Độ chính xác về vị trí của các kết cấu riêng biệt so với trục bố trí (về mặt bằng) và so với các mức độ cao thiết kế (về độ cao) đợc khái quát từ bốn nguồn sai số chủ yếu sau đây: - Sai số về kích thớc so với thiết kế do quá trình chế tạo các kết cấu gây nên (ký hiệu m ct ). - Sai số của việc đặt các kết cấu vào vị trí thiết kế khi lắp đặt chúng ( m d ). - Sai số của công tác kiểm tra trắc địa trong quá trình lắp đặt các kết cấu (m td ). [...]... sát thành lập các bậc lưới khống chế thi công trong xây dựng nhà cao tầng 2.1 phương pháp thành lập lưới khống chế thi công nhà cao tầng Lưới khống chế trắc địa công trình nhà cao tầng có thể được thành lập dưới dạng tam giác đo góc, đường chuyền đa giác, lưới đo góc cạnh kết hợp, lưới tam giác đo cạnh, lưới tứ giác không đường chéo, về hình thức các mạng lưới thường có dạng lưới ô vuông xây dựng 2.1.1... trắc địa 1- Lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng Lưới khống chế trong giai đoạn này đảm bảo việc thi công các cọc móng và chuyển các trục móng công trình ra thực địa 2- Lưới khống chế trên mặt bằng móng Lưới khống chế trong giai đoạn này phục vụ cho việc bố trí chi tiết trên mặt bằng tầng một và là cơ sở để xây dựng lưới ở các tầng tiếp theo 3- Lưới khống chế trên các tầng sàn thi công phục vụ... toạ độ thi t kế, tìm được các đại lượng hoàn nguyên và chuyển vị trí điểm lưới vào đúng toạ độ thi t kế rồi cố định các mốc bê tông chắc chắn 2.2 thi t kế thành lập hệ thống lưới thi công nhà cao tầng 2.2.1 Mục đích, nội dung thành lập lưới - Để đảm bảo thi công các hạng mục của nhà cao tầng - Để thành lập hệ thống dấu trục công trình trên khung định vị hoặc trên tường bao - Để đảm bảo việc thi công. .. công các hạng mục phía dưới công trình như công tác: thi công hệ thống móng cọc, đài móng và các tầng ngầm - Là cơ sở mặt bằng để tiến hành thực hiện các công tác trắc địa trên các tầng sàn thi công bao gồm: xác định đường bao công trình, hệ thống cầu thang, các hệ cột cũng như các trục công trình - Dùng để đo vẽ hoàn công công trình 2.2.2 Thi t kế các bậc lưới Lưới trắc địa công trình được xây dựng thành... sẵn theo 1/15.000 khớp nối Công trình cao từ 100 - 120m với khẩu độ từ 24 - 36m Nhà cao từ 16 25 tầng Công trình cao từ 60 100 1/10.000 m với khẩu độ từ 18 24 m Nhà cao từ 5 16 tầng Công trình cao từ 16 60 1/5.000 m với khẩu độ từ 6 - 18 m Nhà cao đến 5 tầng Công trình cao đến 15 m với 1/3.000 khẩu độ 6 m SV: Nguyễn Văn Tùng 13 Đo góc () Khi truyền Khi đo độ cao trên cao từ điểm trên gốc đến một... công trình 2.3.4 Bố trí và đánh dấu lưới thi công lên tường bao Nhà (2) (1) M1 M2 m'3 m3 Nhà i (3) iv m4 (3) ii iii TƯờng bao M'4 (4) M'2 m'1 (2) (1) TƯờng bao Hình 2 8 Bố trí và đánh dấu lưới thi công lên tường bao SV: Nguyễn Văn Tùng 27 Lớp: Trắc địa A - K48 Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa Đối với công trình nhà cao tầng ở các đô thị lớn, nhất là trong điều kiện thi công ở Việt Nam thì mạng lưới thi. .. dựng đối với dạng công việc tương ứng Ngoài ra độ chính xác của các công tác trắc địa trong bố trí lắp đặt còn phụ thuộc vào: kích thước và chiều cao của công trình, vật liệu xây dựng công trình, trình tự và phương pháp thi công công trình v.v Trong trường hợp thi công theo thi t kế đặc biệt, các sai số cho phép chưa có trong các qui phạm xây lắp hiện hành thì độ chính xác của các công tác trắc địa... thi công phục vụ cho việc bố trí chi tiết ở các tầng 2.3 Thành lập lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng 2.3.1 Xác định độ chính xác cần thi t 1 Đảm bảo thi công các cọc móng Độ chính xác cần thi t của lưới khống chế có thể dựa vào các quy định hiện hành Nếu quy định sai lệch vị trí điểm tim cọc so với vị trí thi t kế không được vượt quá D/10, trong đó D là chiều rộng tiết diện cọc, nghĩa là:... thành nhiều bậc theo từng giai đoạn xây dựng công trình Trong quá trình phát triển, nếu yêu cầu độ chính xác tăng lên thì lưới ở các bậc tiếp theo được xem như lưới cục bộ Trong trường hợp đó lưới không chỉ có một bậc Số bậc phát triển bằng số lần chuyển lưới có độ chính xác thấp đến lưới có độ chính xác cao Khi xây dựng nhà cao tầng lưới khống chế thi công được chia thành các loại sau: SV: Nguyễn... các trục công trình ra thực địa 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 Các trục 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 trí các trục, ta xuất phát từ quy định trong Tiêu . thành lập các bậc lới khống chế thi công trong xây dựng nhà cao tầng 2.1. phơng pháp thành lập lới khống chế thi công nhà cao tầng Lới khống chế trắc địa công trình nhà cao tầng có thể đợc thành. công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng Nội dung của công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng bao gồm: 1. Thành lập xung quanh công trình xây dựng một lới khống chế trắc địa có. phân loại nhà cao tầng nh sau 1 TT Số tầng Phân loại 1 Từ 7 đến 12 tầng cao tầng loại 1 2 Từ 13 đến 25 tầng cao tầng loại 2 3 Từ 26 đến 45 tầng cao tầng loại 3 4 Trên 45 tầng Siêu cao tầng Do