Luận văn : Thiết kế phương án quan tắc lún công trình nhà chung cư 25 tầng khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Lêi nãi ®Çu

Nh÷ng n¨m gÇn ®©y cïng víi sù ph¸t triÓn vÒ kinh tÕ, th× nhu cÇu vÒ

x©y dùng còng rÊt ph¸t triÓn ®Æc biÖt lµ c¸c c«ng tr×nh nhµ cao tÇng ®­îc x©y

dùng ë kh¾p n¬i trªn ®Êt n­íc ®Ó gi¶i quyÕt nhu cÇu vÒ nhµ ë vµ nhu cÇu vÒ

v¨n phßng cho thuª vµ dÞch vô kinh doanh ë c¸c thµnh phè lín nh­ ë Hµ Néi,

H¶i Phßng vµ thµnh phè Hå ChÝ Minh...

Theo kh¶o s¸t ®Þa chÊt vïng s«ng Hång, nhÊt lµ khu vùc Hµ Néi cho

thÊy ®©y lµ vïng ®Êt cã lÞch sö l©u ®êi h×nh thµnh lµ ®ång b»ng tÝch tô nªn kh¶

n¨ng chÞu t¶i, chÞu nÐn cña mét sè tÇng ®Þa chÊt lµ rÊt kÐm. MÆt kh¸c do nhu

cÇu cña cuéc sèng, viÖc khai th¸c n­íc ngÇm ®Ó phôc vô sinh ho¹t ngµy cµng

t¨ng lµm ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt ë ®©y bÞ thay ®æi.

Tõ nh÷ng nguyªn nh©n trªn cïng víi mét sè c¸c nguyªn nh©n kh¸c nh­

thiÕt kÕ kÕt cÊu mãng c«ng tr×nh, chÊt l­îng vËt liÖu x©y dùng, ®iÒu kiÖn khÝ

hËu...®· lµm cho c¸c c«ng tr×nh x©y dùng bÞ biÕn d¹ng, dÉn ®Õn kÕt cÊu bÞ ph¸

vì lµm cho mét sè c«ng tr×nh kh«ng thÓ sö dông ®­îc. BiÕn d¹ng c«ng tr×nh

do nhiÒu nguyªn nh©n g©y nªn trong ®ã chñ yÕu lµ c«ng tr×nh bÞ lón kh«ng

®Òu dÉn ®Õn c«ng tr×nh bÞ vÆn xo¾n.

§Ó ®¶m b¶o an toµn vµ tuæi thä thiÕt kÕ cho c«ng tr×nh trong thêi gian

thi c«ng còng nh­ trong qu¸ tr×nh sö dông, chóng ta cÇn tiÕn hµnh quan tr¾c

biÕn d¹ng cña c«ng tr×nh (kÓ c¶ biÕn d¹ng ngang vµ ®øng)

Thùc hiÖn ph­¬ng ch©m häc tËp kÕt hîp víi thùc tiÔn, trong thêi gian

lµm ®å ¸n tèt nghiÖp t«i ®· ®­îc giao thùc hiÖn ®Ò tµi "ThiÕt kÕ ph­¬ng ¸n

quan tr¾c lón c«ng tr×nh nhµ chung c­ 25 tÇng khu ®« thÞ §«ng Nam

®­êng TrÇn Duy H­ng"

Néi dung cña ®å ¸n gåm 3 ch­¬ng

Ch­¬ng I. kh¸i niÖm chung vÒ quan tr¾c ®é lón c«ng tr×nh

Ch­¬ng II. Ph­¬ng ph¸p thiÕt kÕ vµ ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi quan tr¾c

®é lón c«ng tr×nh

1

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

Ch­¬ng III. ThiÕt kÕ ph­¬ng ¸n quan tr¾c ®é lón c«ng tr×nh nhµ chung

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

c­ 25 tÇng khu ®« thÞ míi §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng

Môc ®Ých cña ®Ò tµi lµ thiÕt kÕ c¸c ph­¬ng ¸n quan tr¾c ®é lón vµ xö lý

sè liÖu ®o lón, tõ ®ã chän ra ph­¬ng ¸n tèt nhÊt, phï hîp víi ®Æc ®iÓm c«ng

tr×nh.

Trong thêi gian lµm ®å ¸n tèt nghiÖp ®­îc sù ©n cÇn chØ b¶o cña ThÇy

gi¸o TS. TrÇn ViÕt TuÊn cïng c¸c thÇy c« gi¸o trong khoa, sù gãp ý kiÕn ch©n

thµnh cña c¸c ®ång nghiÖp cïng víi sù nç lùc cña b¶n th©n t«i ®· hoµn thµnh

néi dung ®Ò tµi ®Æt ra.

MÆc dï ®· cè g¾ng nh­ng do kinh nghiÖm vµ kiÕn thøc cßn h¹n hÑp,

thêi gian nghiªn cøu t¹i liÖu cßn Ýt nªn ®å ¸n kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu

sãt. T«i rÊt mong nhËn ®­îc sù ®ãng gãp ý kiÕn cña c¸c thÇy c«ng cïng c¸c

®ång nghiÖp ®Ó ®Ò tµi hoµn chØnh h¬n

Em xin ch©n thµnh c¸m ¬n thÇy gi¸o TS. TrÇn ViÕt TuÊn cïng tÊt c¶ c¸c

thÇy gi¸o, c« gi¸o trong khoa.

Hµ Néi th¸ng 10 n¨m 2008

Sinh viªn thùc hiÖn

2

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

Cao ThÕ H¶i

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Ch­¬ng 1

kh¸i niÖm chung vÒ quan tr¾c ®é lón c«ng tr×nh

1.1 Kh¸i niÖm vÒ biÕn d¹ng c«ng tr×nh

C¸c c«ng tr×nh kü thuËt, d©n dông c«ng nghiÖp trong qu¸ tr×nh x©y

dùng vµ vËn hµnh cã thÓ bÞ dÞch chuyÓn khái vÞ trÝ ban ®Çu vµ lµm thay ®æi

h×nh d¹ng g©y nªn c¸c hiÖn t­îng tråi, lón, nghiªng, tr­ît c«ng tr×nh. Qu¸

tr×nh dÞch chuyÓn ®ã gäi lµ hiÖn t­îng biÕn d¹ng c«ng tr×nh. §©y chÝnh lµ sù

thay ®æi vÞ trÝ cña c«ng tr×nh theo kh«ng gian vµ thêi gian. NÕu c«ng tr×nh

dÞch chuyÓn theo mÆt ph¼ng th¼ng ®øng th× gäi lµ qu¸ tr×nh tråi lón cña c«ng

tr×nh, ®ã lµ sù thay ®æi cña nÒn mãng c«ng tr×nh theo ®é cao. Trong tr­êng

hîp c«ng tr×nh dÞch chuyÓn trong mÆt ph¼ng n»m ngang th× gäi lµ qu¸ tr×nh

dÞch chuyÓn ngang cña c«ng tr×nh. Qu¸ tr×nh biÕn d¹ng lµ do dÞch chuyÓn

kh«ng ®Òu cña tõng bé phËn trong c«ng tr×nh, hiÖn t­îng biÕn d¹ng côc bé

g©y nªn sù uèn cong, vÆn xo¾n, nøt nÎ c«ng tr×nh.

Qu¸ tr×nh biÕn d¹ng c«ng tr×nh g©y nªn bëi hai nguyªn nh©n chÝnh ®ã lµ

®iÒu kiÖn tù nhiªn vµ t¸c ®éng nh©n t¹o.

§iÒu kiÖn tù nhiªn g©y nªn sù biÕn d¹ng c«ng tr×nh bao gåm:

Sù thay ®æi kh¶ n¨ng chÞu nÐn, tr­ît cña líp ®Êt ®¸ d­íi nÒn mãng c«ng tr×nh.

Sù thay ®æi mùc n­íc ngÇm

§é co gi·n cña ®Êt ®¸.

Do tÝnh chÊt c¬ lý ®Êt ®¸ d­íi nÒn mãng cña c«ng tr×nh ph©n bè kh«ng ®Òu mµ

t¹o nªn sù lón kh«ng ®ång ®Òu gi÷a c¸c bé phËn kh¸c nhau cña c«ng tr×nh.

C¸c yÕu tè t¸c ®éng nh©n t¹o bao gåm:

¶nh h­ëng cña t¶i träng b¶n th©n c«ng tr×nh.

Sù suy yÕu cña nÒn mãng c«ng tr×nh cã liªn quan tíi viÖc thi c«ng c«ng tr×nh.

3

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

Sù rung cña nÒn mãng do vËn hµnh c¸c m¸y mãc vµ ph­¬ng tiÖn giao th«ng.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Sù sai lÖch trong qu¸ tr×nh kh¶o s¸t ®Þa chÊt dÉn ®Õn sai sè trong tÝnh

to¸n thiÕt kÕ.

Sù thay ®æi cña ¸p lùc ®Õn nÒn mãng cña c«ng tr×nh do viÖc x©y dùng

c¸c c«ng tr×nh kh¸c ë gÇn.

C¸c c«ng tr×nh x©y dùng d­íi sù ¶nh h­ëng cña t¶i träng mét phÝa (c¸c

c«ng tr×nh x©y dùng trªn s­ên dèc) sÏ g©y nªn sù chuyÓn dÞch ngang vµ tr­ît.

Nh­ vËy hiÖn t­îng biÕn d¹ng lu«n cã thÓ x¶y ra ®èi víi mçi c«ng tr×nh

x©y dùng trong thêi gian vËn hµnh vµ sö dông c«ng tr×nh. Khi sè liÖu biÕn

d¹ng lín th× mãng cña c«ng tr×nh sÏ t¹o thµnh c¸c khe nøt g©y nªn c¸c hiÖn

t­îng sôt lë c«ng tr×nh, lµm cho m¸y mãc vµ d©y chuyÒn s¶n xuÊt ho¹t ®éng

kh«ng b×nh th­êng, t¹o ra nhiÒu sù cè g©y thiÖt h¹i ®Õn tµi s¶n cña nhµ n­íc.

Ch×nh v× vËy mµ c«ng t¸c quan tr¾c biÕn d¹ng ®èi víi mçi c«ng tr×nh lµ cÇn

thiÕt, c¸c th«ng sè biÕn d¹ng ®­îc qu¸ c¸c chu kú quan s¸t sÏ gióp ta t×m ®­îc

biÖn ph¸p xö lý kÞp thêi, ng¨n ngõa c¸c biÕn cè x¶y ra khi c«ng tr×nh bÞ biÕn

d¹ng. MÆt kh¸c tõ c¸c th«ng sè ®ã kÕt hîp víi mét sè gi¶ thuyÕt lý thuyÕt, ta

cã thÓ rót ra nh÷ng kÕt luËn bé Ých nh»m bæ xung hoµn chØnh lý luËn trong c¸c

ngµnh c«ng tr×nh cã liªn quan.

1.2. C¸c ph­¬ng ph¸p quan tr¾c ®é lón c«ng tr×nh

1.2.1. Ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc

*Nguyªn t¾c chung

§o cao h×nh häc dùa trªn nguyªn lý tia ng¾m n»m ngang cña m¸y thñy

chuÈn. §Ó ®¹t ®­îc ®é chÝnh x¸c cao trong quan tr¾c lón c«ng tr×nh, chiÒu dµi

tia ng¾m tõ ®iÓm ®Æt m¸y ®Õn mia ®­îc h¹n chÕ ®¸ng kÓ ( kh«ng v­ît qu¸ 25

- 30m ), do ®ã ®­îc gäi lµ ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc tia ng¾m ng¾n.

Cã hai c¸ch ®Ó x¸c ®Þnh chªnh cao gi÷a hai ®iÓm lµ ph­¬ng ph¸p ®o cao

tõ gi÷a vµ ph­¬ng ph¸p ®o cao phÝa tr­íc.

4

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

Ph­¬ng ph¸p ®o cao tõ gi÷a: ®Æt m¸y thñy chuÈn ë gi÷a hai ®iÓm AB, t¹i

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

hai ®iÓm A vµ B ®Æt hai mia ( h×nh 1.1), chªnh cao gi÷a hai ®iÓm A, B ®­îc

x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

(1.1) hAB = a - b

b

a

B

A

Dt

Ds

trong ®ã: a vµ b lµ sè ®äc chØ gi÷a trªn mia sau vµ mia tr­íc.

1

a

2

2

b

1

a

b

B

A

H×nh 1.1 Tr¹m ®o cao h×nh häc

H×nh 1.2. TuyÕn ®o cao h×nh häc

*M¸y mãc vµ dông cô ®o

ThiÕt bÞ dïng trong ®o lón lµ c¸c lo¹i m¸y thñy chuÈn chÝnh x¸c nh­:

H-05, Ni002, H1, H2, Ni004, Ni007 vµ c¸c lo¹i m¸y kh¸c cã ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng. Tïy thuéc vµo yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt ®èi víi tõng c«ng

tr×nh cô thÓ ®Ó chän m¸y ®o thÝch hîp.

Mia ®­îc sö dông trong ®o lón lµ mia invar th­êng hoÆc mia invar

chuyªn dïng cã kÝch th­íc ng¾n ( chiÒu dµi mia tõ 1.5m ®Õn 2m ), nÕu lµ thñy

chuÈn sè th× dïng mia invar víi m· v¹ch. Ngoµi ra cßn cã c¸c dông cô hç trî

kh¸c nh­ nhiÖt kÕ, cãc mia, « che n¾ng. Tr­íc vµ sau mçi chu kú ®o, m¸y vµ

mia ph¶i ®­îc kiÓm nghiÖm theo ®óng qui ®Þnh trong qui ph¹m ®o cao.

*C¸c chØ tiªu kü thuËt chñ yÕu

Khi quan tr¾c lón b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao thñy chuÈn h×nh häc tia

5

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

ng¾m ng¾n cÇn ph¶i tu©n thñ theo c¸c chØ tiªu kü thuËt sau [6]:

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

ChØ tiªu kü thuËt

H¹ng I

H¹ng II

H¹ng III

B¶ng 1.1

m25

m25

m25

1 ChiÒu dµi tia ng¾m

5.0

25

 h

8.0

25

3.0

25

 h

 h

2 ChiÒu cao tia ng¾m, m

Chªnh lÖch kho¶ng c¸ch tõ

m¸y ®Õn mia

TT

m4.0

m0.1

m0.2

- Trªn mét tr¹m ®o

m0.2

m0.4

m0.5

- TÝch lòy trªn ®o¹n ®o

Chªnh lÖch chªnh cao ®o

m5.0

m5.0

m0.1

3

trªn tr¹m, mm

Chªnh lÖch chªnh cao gi÷a

5.0

mmn (

)

0.1

mmn (

)





3.0

mmn (

)



4

hai tuyÕn ®o ®i vµ ®o vÒ

Sai sè khÐp tuyÕn giíi h¹n

0.1

mmn (

)

0.2

mmn (

)





3.0

mmn (

)



5

f

(n-sè tr¹m ®o)

h /

gh

6

*C¸c nguån sai sè chñ yÕu ¶nh h­ëng tíi kÕt qu¶ ®o

- Sai sè do m¸y vµ mia

Sai sè do trôc èng ng¾m vµ trôc èng thñy dµi khi chiÕu lªn mÆt ph¼ng

®øng kh«ng song song víi nhau ( gäi lµ sai sè gãc i ).

Sai sè do l¨ng kÝnh ®iÒu quang chuyÓn dÞch kh«ng chÝnh x¸c trªn trôc

quang häc (sai sè ®iÒu quang).

§Ó lµm gi¶m ¶nh h­ëng cña c¸c sai sè nµy ta dïng ph­¬ng ph¸p ®o cao

h×nh häc tõ gi÷a, tøc lµ ®Æt m¸y thñy chuÈn gi÷a hai mia sao cho chªnh lÖch

kho¶ng c¸ch tõ m¸y ®Õn mia tr­íc vµ mia sau n»m trong giíi h¹n cho phÐp.

- Sai sè do ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh

Do ¶nh h­ëng ®é cong qu¶ ®Êt: ®Ó lµm gi¶m ¶nh h­ëng cña sai sè nµy th×

khi ®o cÇn chän vÞ trÝ ®Æt m¸y sao cho chªnh lÖch kho¶ng c¸ch tõ m¸y ®Õn hai

mia (tr­íc vµ sau) n»m trong giíi h¹n ®· ®­îc quy ®Þnh.

Do ¶nh h­ëng cña chiÕt quang: ®Ó lµm gi¶m ¶nh h­ëng cña sai sè nµy

cÇn chän thêi ®iÓm ®o thÝch hîp vµ bè trÝ tr¹m ®o sao cho tia ng¾m kh«ng ®i

6

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

qua líp kh«ng khÝ ë s¸t mÆt ®Êt.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

- Sai sè do ng­êi ®o

Nhãm sai sè liªn quan ®Õn ng­êi ®o gåm cã: sai sè lµm trïng bät thñy

dµi vµ sai sè ®äc sè trªn bé ®o cùc nhá, c¸c sai sè nµy ®­îc gi¶m ®¸ng kÓ khi

sö dông m¸y cã bé tù c©n b»ng vµ m¸y thñy chuÈn ®iÖn tö.

1.2. 2 Ph­¬ng ph¸p ®o cao thñy tÜnh

Ph­¬ng ph¸p ®o cao thñy tÜnh ®­îc ¸p dông ®Ó quan tr¾c lón cña nÒn kÕt cÊu

x©y dùng trong ®iÒu kiÖn rÊt chËt hÑp kh«ng thÓ dùng m¸y, dùng mia ®­îc.

§o cao thñy tÜnh ®­îc dùa trªn ®Þnh luËt thñy lùc lµ “ BÒ mÆt chÊt láng

trong c¸c b×nh th«ng nhau lu«n cã vÞ trÝ n»m ngang ( vu«ng gãc ph­¬ng d©y

däi ) vµ cã cïng mét ®é cao, kh«ng phô thuéc vµo h×nh d¹ng mÆt c¾t còng nh­

khèi l­îng chÊt láng trong b×nh”.

1N

N2

2N

N1

1s

s 1

t1

1t

d1

1d

2d

d 2

A

A

ABh

hAB

B

B (a)- VÞ trÝ ®o thuËn (b)- VÞ trÝ ®o ®¶o H×nh 1.3. S¬ ®å m¸y ®o cao thñy chuÈn thuû tÜnh

Dông cô ®o thñy tÜnh lµ mét hÖ thèng gåm Ýt nhÊt 2 b×nh th«ng nhau N1, N2 ( h×nh 1.3). §Ó ®o chªnh cao gi÷a 2 ®iÓm A, B ®Æt b×nh N1 t¹i A, b×nh N2 t¹i B ®o thuËn ). HoÆc ng­îc l¹i, khi ®o ®¶o ®Æt b×nh N1 t¹i B, b×nh N2 t¹i A.

(

d

)

(

d

)









Khi ®o thuËn, chªnh cao hAB gi÷a 2 ®iÓm A, B ®­îc tÝnh theo c«ng thøc :

hAB

1

s 1

2

t 1

(1.2)

:

trong ®ã:

1, NN

2

1 ts , 1

:

sè ®äc trªn thanh sè t¹i c¸c b×nh t­¬ng øng

1 dd ,

2

7

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

kho¶ng c¸ch tõ v¹ch “ 0 ” cña thanh sè ®Õn mÆt ph¼ng ®¸y cña b×nh.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

)

(

d

d

)









Tõ (1.2) ta cã :

hAB

t ( 1

s 1

1

2

(1.3)

t (

s

)

(

d

d

)









T­¬ng tù, khi ®o ®¶o chªnh cao ®­îc tÝnh theo c«ng thøc:

hAB

2

2

2

1

(

d

)

(1.4)

d  1

2

HiÖu ®­îc gäi lµ sai sè MO cña m¸y, khi chÕ t¹o cè g¾ng lµm

cho MO cã gi¸ trÞ tuyÖt ®èi nhá nhÊt ( MO  0 ). LÇn l­ît lÊy tæng vµ hiÖu

t (

)

t (

s

)





1

s 1

2

2



c¸c c«ng thøc (a), (b) sÏ x¸c ®Þnh ®­îc chªnh cao theo kÕt qu¶ 2 chiÒu ®o:

hAB

 2

(1.5)

t (

)

t (

s

)





1

s 1

2

2

MO



vµ sai sè MO:

 2

(1.6)

C¸c nguån sai sè chñ yÕu ¶nh h­ëng ®Õn ®é chÝnh x¸c ®o cao thñy tÜnh

lµ c¸c sai sè do ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh. V× vËy trong qu¸ tr×nh ®o ph¶i ¸p dông

c¸c biÖn ph¸p sau ®Ó gi¶m ¶nh h­ëng cña sai sè nµy.

- Lùa chän tuyÕn ®o cã gradien nhiÖt ®é thÊp, tøc lµ chän tuyÕn ®o cã sù thay

®æi Ýt nhÊt vÒ nhiÖt ®é vµ m«i tr­êng.

- Lùa chän chÊt láng trong èng dÉn gi÷a c¸c b×nh th«ng nhau.

- TÝnh sè hiÖu chØnh kÕt qu¶ ®o do sù thay ®æi nhiÖt ®é, ¸p suÊt däc theo èng dÉn.

- Thùc hiÖn ®äc sè ®ång thêi trªn c¸c m¸y thñy tÜnh ®Ó lµm gi¶m ¶nh h­ëng

cña sù giao ®éng chÊt láng trong b×nh th«ng nhau.

1.2.3 Quan tr¾c lón b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao l­îng gi¸c

Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn kh«ng thuËn lîi hoÆc kÐm hiÖu qu¶ ®èi víi ®o

cao h×nh häc vµ yªu cÇu ®é chÝnh x¸c ®o lón kh«ng cao th× cã thÓ ¸p dông

ph­¬ng ph¸p ®o cao l­îng gi¸c tia ng¾m ng¾n ( chiÒu dµi tia ng¾m kh«ng qu¸

100m). HiÖn nay ®Ó ®o cao l­îng gi¸c th­êng dïng c¸c lo¹i m¸y toµn ®¹c

®iÖn tö chÝnh x¸c cao nh­ TC-2002, TC-2003, Geodimeter…

§Ó x¸c ®Þnh chªnh cao gi÷a c¸c ®iÓm, ®Æt m¸y kinh vÜ (A) vµ ng¾m

®iÓm (B), cÇn ph¶i ®o c¸c ®¹i l­îng lµ kho¶ng c¸ch ngang D, gãc thiªn ®Ønh Z

8

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

(hoÆc gãc ®øng V) chiÒu cao m¸y (i) vµ chiÒu cao tiªu (l) ký hiÖu ë h×nh 1.4.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

z

l

v

B

i

A

D

H×nh 1.4. §o cao l­îng gi¸c

ctgZD

i

l

f

 .



Chªnh cao gi÷a 2 ®iÓm A vµ B ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc :

hAB

(1.7)

ctgV.D

i

l

f





HoÆc

h AB

(1.8)

trong ®ã: f lµ sè hiÖu chØnh ®é cao do chiÕt quang ®øng cña tr¸i ®Êt theo c«ng

f

2D



thøc gÇn ®óng:

k1  R2

(1.9)

(

12.0

)16.0

k



trong c«ng thøc (1.7) R lµ b¸n kÝnh trung b×nh cña tr¸i ®Êt (R =6372Km), k lµ

hÖ sè chiÕt quang ®øng .

Mét trong nh÷ng nguån sai sè chñ yÕu ¶nh h­ëng ®Õn kÕt qu¶ ®o cao

l­îng gi¸c lµ sai sè chiÕt quang ®øng. §Ó h¹n chÕ ¶nh h­ëng cña nguån sai sè

nµy ®Õn kÕt qu¶ ®o cÇn chän thêi gian ®o thÝch hîp hoÆc ®o tõ 2  3 lÇn ë

nh÷ng thêi ®iÓm kh¸c nhau trong ngµy vµ lÊy trÞ trung b×nh hoÆc tÝnh sè hiÖu

chØnh cho chiÕt quang ®øng cho kÕt qu¶ ®o.

Trong ®o lón c«ng tr×nh th× ph­¬ng ph¸p ®o cao l­îng gi¸c kh«ng ®¶m

b¶o ®é chÝnh x¸c, cßn ph­¬ng ph¸p ®o cao thñy tÜnh qu¸ phøc t¹p nªn ng­êi

ta sö dông phæ biÕn ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc v× ph­¬ng ph¸p nµy cho ®é

9

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

chÝnh x¸c cao l¹i ®o ®¹c thuËn lîi.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

1.3. Quy tr×nh kü thuËt quan tr¾c lón c«ng tr×nh

1.3.1. ThiÕt kÕ l­íi quan tr¾c lón c«ng tr×nh

§Ó x¸c ®Þnh ®­îc ®é lón c«ng tr×nh cÇn lËp l­íi khèng chÕ ®é cao ®o vµ

x¸c ®Þnh ®é cao cña c«ng tr×nh ë nhiÒu thêi ®iÓm ®Ó so s¸nh gi¸ trÞ ®é lón cña

c«ng tr×nh, l­íi khèng chÕ ®é cao trong quan tr¾c lón lµ hÖ thèng khèng chÕ

®éc lËp 2 cÊp l­íi.

* CÊp l­íi c¬ së: Bao gåm c¸c ®iÓm ®é cao c¬ së. N»m ngoµi c«ng

tr×nh, kh«ng qu¸ xa c«ng tr×nh, cã yªu cÇu æn ®Þnh cao, c¸c mèc l­íi c¬ së

nµy lµ c¬ së khëi tÝnh ®é cao cho c¶ hÖ thèng, vÒ mÆt sè l­îng cã Ýt nhÊt lµ 3

mèc ®Ó cã ®iÒu kiÖn kiÓm tra vµ ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña l­íi c¬ së, c¸c mèc

c¬ së cã cÊu t¹o cã thÓ cã 3 lo¹i:

- Mèc ch«n s©u: chØ sö dông nh÷ng c«ng tr×nh ®Æc biÖt.

- Mèc ch«n n«ng: nh­ mèc thuû chuÈn lo¹i 4 ®­îc ®Æt ë nÒn ®Êt æn

®Þnh th­êng dïng ®Ó quan tr¾c c«ng tr×nh d©n dông vµ c«ng nghiÖp.

- Mèc g¾n t­êng, g¾n c¸c dÊu mèc lªn trªn c¸c c«ng tr×nh æn ®Þnh ë gÇn.

* CÊp l­íi quan tr¾c.

Bao gåm c¸c ®iÓm kiÓm tra g¾n trªn c«ng tr×nh vµ chuyÓn dÞch cïng

c«ng tr×nh.

- C¸c mèc kiÓm tra ph¶i ®­îc bè trÝ ®Òu trªn mÆt b»ng mãng c«ng tr×nh

trªn nh÷ng phÇn chÞu lùc cña c«ng tr×nh vµ cao h¬n sµn ®Çu trªn 0,2 – 0,5 m.

- Ph¶i bè trÝ ë nh÷ng n¬i thuËn tiÖn cho quan tr¾c n¬i dù kiÕn lón nhiÒu nhÊt.

- C¸c mèc kiÓm tra th­êng cÊu t¹o lµ 1 thanh kim lo¹i:

L = 10  15 cm.

 = 30mm ®Çu mèc chám cÇu.

- C¸c ®iÓm cña l­íi kiÓm tra t¹o nªn hÖ thèng l­íi quan tr¾c cµng nhiÒu

nót cµng tèt.

- C¶ l­íi quan tr¾c vµ l­íi c¬ së t¹o nªn hÖ thèng l­íi ®é cao thèng nhÊt

10

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

vµ trong mçi chu kú chóng ®­îc ®o ®¹c ®ång thêi.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

1.3.2. ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi quan tr¾c lón Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn quan tr¾c ®é lón l­íi.

* ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c cña c¸c bËc l­íi.

- X¸c ®Þnh chØ tiªu ®é chÝnh x¸c cho tõng bËc l­íi ®Ó x¸c ®Þnh chØ tiªu

®é chÝnh x¸c cho mçi bËc l­íi cÇn ph¶i xuÊt ph¸t tõ ®é chÝnh x¸c quan tr¾c

mS, gi¸ trÞ cho tr­íc trong thiÕt kÕ x©y dùng.

B¶ng 1.2

Lo¹i c«ng tr×nh vµ nÒn mãng §é chÝnh x¸c quan tr¾c lón

1. C«ng tr×nh bªt«ng x©y trªn nÒn ®¸ cøng ± 1 mm

2. C«ng tr×nh trªn nÒn ®Êt ®¸ chÞu nÐn ± 2 mm

3. C«ng tr×nh bªt«ng chÞu ¸p lùc cao ± 5 mm

4. C«ng tr×nh x©y dùng trªn nÒn tr­ît ± 10 mm

5. C¸c c«ng tr×nh b»ng ®Êt ± 15 mm

NÕu nh­ trong c¸c chu ký viÖc ®o ®¹c ®­îc thùc hiÖn cïng ®é chÝnh x¸c

mmm





ta cã:

2 hj

2 S

2 1hj 

(1.10)

SJ = HJ – Hj-1 (1.11)

1iHm

jHm =

(1.12) = mH

Chóng ta cã thÓ viÕt.

(1.13) ms = mH 2

sm 2

2

Hay lµ (1.14) mH =

2 = mHI

IHm vµ

IIHm lµ 2 thµnh phÇn ¶nh h­ëng cña mçi bËc l­íi ®Õn ®é chÝnh

(1.15) mH ®­îc hiÓu lµ sai sè tæng hîp cña 2 bËc l­íi nghÜa lµ 2 + mHII mH

x¸c x¸c ®Þnh ®é cao c«ng tr×nh ®Ó sai sè liÖu gèc lµ nhá th× gi÷a 2 bËc l­íi cÇn

11

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

tån t¹i hÑ sè gi¶m ®é chÝnh x¸c k.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

m

1h 

m 2h k

m

m

s

H



(1.16)

Ihm =

2

2

1

k

1(2

K

)





m.K

s

Suy ra: (1.17)

Ihm =

2 )K1(2 

(1.18)

m h

I

- X¸c ®Þnh ®Æc tr­ng ®o ®¹c trong mçi bËc l­íi ()

Q

I yn

(1.19) I =

m h

I

Víi l­íi quan tr¾c:

Q

I yn

II lµ träng sè ®¶o ®é cao ®iÓm yÕu cña tõng bËc l­íi x¸c ®Þnh

(1.20) II =

I, Qyn

Qyn

®­îc b»ng ph­¬ng ph¸p chÆt chÏ gi¸n tiÕp.

1.3.3. §o ®¹c l­íi.

Trong mçi chu kú phµi ®o ®ång thêi 2 bËc l­íi b¶o ®¶m c¸c ®iÒu kiÖn:

Cïng lo¹i m¸y, cïng s¬ ®å ®o, cïng ng­êi ®o, cïng ®é chÝnh x¸c.

- Tr­íc mçi chu kú ®o cÇn ph¶i kiÓm nghiÖm c¸c ®iÒu kiÖn h×nh häc

cña m¸y vµ mia.

1.3.4. Xö lý sè liÖu quan tr¾c.

Néi dung cña viÖc viÖc sö lý sè liÖu quan tr¾c bao gåm

+ B×nh sai vµ ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña c¸c mèc l­íi c¬ së.

+ B×nh sai vµ x¸c ®Þnh ®é cao cña c¸c ®iÓm c¬ së.

+ TÝnh to¸n c¸c th«ng sè ®é lón cña c«ng tr×nh bao gåm:

- Lón tuyÖt ®èi cña c¸c ®iÓm;

(1.21)

(1.22)

12

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

SJ = HJ – HJ-1 : lón gi÷a 2 chu ký liªn tiÕp. SJ = HJ – H0 : Lón so víi chu kú ®Çu - Lón trung b×nh cña c«ng tr×nh.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

n

Si

S

  1

tb

n

(n lµ sè mèc quan tr¾c) (1.23)

- Tèc ®é lón: V = (1.24) Stb t

t: lµ kho¶ng thêi gian víi mèc tÝnh lµ chu ký ®Çu tiªn.

S

S

S 



- §é lón lÖch cña c«ng tr×nh.

min

max

(1.25)

- MÆt c¾t lón:

M7 M1 M2

S

H×nh 1.5

- B×nh ®å lón cña c«ng tr×nh

-5.6 -8.8 -14.2 -17.3

-13.8 -10.5

-14.1 -17.6 -12.3 -9.8 -8.2 -20.4

-12.6 -15.2

-11.8 -10.7 -18.8 -22.9

13

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

H×nh 1.6

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Ch­¬ng 2

Ph­¬ng ph¸p ThiÕt kÕ vµ ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi

quan tr¾c ®é lón c«ng tr×nh

2.1. thiÕt kÕ l­íi quan tr¾c lón

§Ó ®¶m b¶o tÝnh chÆt chÏ vµ ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt cho viÖc x¸c ®Þnh

®é cao cÇn thµnh lËp mét m¹ng l­íi liªn kÕt c¸c mèc trong mét hÖ thèng nhÊt.

Nh­ vËy m¹ng l­íi ®é cao quan tr¾c lón c«ng tr×nh cã cÊu tróc lµ mét hÖ víi Ýt

nhÊt gåm hai bËc l­íi:

a.BËc l­íi c¬ së

Bao gåm c¸c ®iÓm ®é cao c¬ së ®Æt ngoµi c«ng tr×nh cã t¸c dông lµ c¬

së ®é cao hoÆc ®o nèi ®é cao ®Õn c¸c ®iÓm quan tr¾c g¾n trªn th©n c«ng tr×nh

trong suèt thêi gian theo dâi ®é lón c«ng tr×nh vµ cã c¸c yªu cÇu sau ®©y:

- Sè l­îng c¸c ®iÓm gèc lín h¬n hoÆc b»ng 3 (v× 3 ®iÓm trë lªn míi t¹o

®­îc vßng khÐp kÝn, lóc ®ã míi cã ®iÒu kiÖn ®Ó ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ møc ®é æn

®Þnh cña c¸c ®iÓm khèng chÕ c¬ së).

- Gi÷ ®­îc æn ®Þnh trong suèt qu¸ tr×nh ®o lón c«ng tr×nh

- Cho phÐp kiÓm tra mét c¸ch tin cËy ®é æn ®Þnh cña c¸c mèc kh¸c

- Cho phÐp dÉn ®é cao ®Õn c¸c mèc ®o lón mét c¸ch thuËn lîi

b. BËc l­íi quan tr¾c

BËc l­íi nµy ®­îc thµnh lËp b»ng c¸ch ®o nèi liªn kÕt c¸c ®iÓm kiÓm tra

g¾n trªn nÒn hoÆc t­êng c«ng tr×nh, cïng chuyÓn dÞch víi c«ng tr×nh. C¸c

®iÓm kiÓm tra nµy g¾n chÆt vµo c«ng tr×nh ë nh÷ng n¬i dù kiÕn lµ chuyÓn dÞch

lín nhÊt. Do ®ã th­êng c¸c ®iÓm nµy ®­îc g¾n t¹i n¬i chÞu lùc chÝnh cña c«ng

tr×nh vµ thuËn tiÖn cho qu¸ tr×nh quan tr¾c. Toµn bé bËc l­íi quan tr¾c ®­îc ®o

nèi víi l­íi c¬ së. Khi thiÕt kÕ l­íi quan tr¾c nªn t¹o thµnh nhiÒu vßng khÐp

®Ó ®¶m b¶o ®é v÷ng ch¾c ®å h×nh vµ cã ®iÒu kiÖn kiÓm tra sai sè khÐp tuyÕn

14

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

trong qu¸ tr×nh ®o ®¹c ë thùc ®Þa.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

2.1.1 ThiÕt kÕ l­íi khèng chÕ c¬ së

*KÕt cÊu mèc

Mèc c¬ së ®­îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh hÖ ®é cao c¬ së trong suèt qu¸

tr×nh quan tr¾c, do ®ã yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi c¸c mèc c¬ së lµ ph¶i cã sù æn

®Þnh, kh«ng bÞ tråi lón hoÆc chuyÓn dÞch. V× vËy, mèc khèng chÕ ph¶i cã kÕt

cÊu thÝch hîp, ®­îc ®Æt ngoµi ph¹m vi ¶nh h­ëng cña ®é lón c«ng tr×nh hoÆc

®Æt ë tÇng ®Êt cøng. Tuú thuéc vµo yªu cÇu ®é chÝnh x¸c ®o lón vµ ®iÒu kiÖn

®Þa chÊt nÒn xung quanh khu vùc ®èi t­îng quan tr¾c, mèc c¬ së dïng trong

®o lón cã thÓ ®­îc thiÕt kÕ theo mét trong ba lo¹i mèc: mèc ch«n s©u, mèc

ch«n n«ng, mèc g¾n t­êng hoÆc g¾n nÒn. X©y dùng hÖ thèng mèc c¬ së cã ®ñ

®é æn ®Þnh cÇn thiÕt trong quan tr¾c ®é lón lµ c«ng viÖc phøc t¹p, cã ý nghÜa

quyÕt ®Þnh chÊt l­îng vµ ®é tin cËy cña kÕt qu¶ cuèi cïng.

-Mèc ch«n s©u

Mèc ch«n s©u cã thÓ ®Æt gÇn ®èi t­îng quan tr¾c, nh­ng ®¸y mèc ph¶i ®¹t

®­îc ®é s©u ë d­íi giíi h¹n lón cña líp ®Êt nÒn c«ng tr×nh, tèt nhÊt lµ ®Õn tÇng ®¸

gèc, tuy vËy trong nhiÒu tr­êng hîp thùc tÕ cã thÓ ®Æt mèc ®Õn tÇng ®Êt cøng lµ ®¹t

yªu cÇu. §iÒu kiÖn b¾t buéc ®èi víi mèc ch«n s©u lµ ph¶i cã ®é æn ®Þnh trong suèt

qu¸ tr×nh quan tr¾c. §Ó ®¶m b¶o yªu cÇu trªn cÇn cã biÖn ph¸p tÝnh sè hiÖu chØnh

gi·n në lâi mèc do thay ®æi nhiÖt ®é, nÕu lâi mèc ®­îc c¨ng b»ng lùc kÐo th× ph¶i

tÝnh c¶ ®Õn sè hiÖu chØnh do ®é ®µn håi cña mèc.

7

6

5

3

1

A

A

4

2

1 - èng b¶o vÖ 2 - TÇng ®Êt cøng 3 - §Öm xèp 4 - N¾p b¶o vÖ 5 - §Çu mèc h×nh chám cÇu 6 - N¾p b¶o vÖ ®Çu mèc 7 - Hè b¶o vÖ

+Mèc ch«n s©u lâi ®¬n

15

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

H×nh 2.1:KÕt cÊu mèc ch«n s©u lâi ®¬n

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Do cã sù gi·n në chiÒu dµi lâi mèc theo nhiÖt ®é nªn trong mçi chu kú

quan tr¾c cÇn tÝnh sè hiÖu chØnh vµo ®é cao mèc theo c«ng thøc:

∆L = L.(t – t0) (2.1)

Trong ®ã:  lµ hÖ sè gi·n në nhiÖt cña lâi mèc

L lµ chiÒu dµi lâi mèc

t, t0 lµ nhiÖt ®é trung b×nh trong th©n mèc ë thêi ®iÓm ®o vµ nhiÖt

®é ë chu kú ®Çu tiªn.

Nguån sai sè chñ yÕu ¶nh h­ëng ®Õn ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh sè hiÖu

chØnh chiÒu dµi cña mèc (lâi kim lo¹i) lµ sai sè ®o nhiÖt ®é. §Ó hiÖu chØnh ®é

cao cña mèc do ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é cÇn ph¶i dïng nhiÖt kÕ ®Æc biÖt ®Ó ®o

nhiÖt ®é ë nhiÒu vÞ trÝ kh¸c nhau trong lç khoan vµ tÝnh nhiÖt ®é trung b×nh

cña th©n mèc.

Nh­îc ®iÓm chñ yÕu cña mèc ch«n s©u lâi ®¬n lµ ë viÖc ®o nhiÖt ®é

trong th©n mèc, vÊn ®Ò x¸c ®Þnh chÝnh x¸c nhiÖt ®é trung b×nh trong th©n mèc

lµ phøc t¹p vµ ®ßi hái ph¶i cã lo¹i nhiÖt kÕ chuyªn dïng.

+Mèc ch«n s©u lâi kÐp

VÒ c¸ch thøc cÊu t¹o, mèc ch«n s©u lâi kÐp cã kÕt cÊu gÇn gièng mèc

lâi ®¬n, ®iÓm kh¸c biÖt duy nhÊt lµ mèc ch«n s©u cã 2 lâi, mét lâi chÝnh vµ

mét lâi phô víi hÖ sè gi·n në nhiÖt kh¸c nhau lµ c vµ p. KÕt cÊu mèc 2 lâi

cho phÐp x¸c ®Þnh sè hiÖu chØnh vµo chiÒu dµi mèc mµ kh«ng cÇn ph¶i ®o

nhiÖt ®é trong th©n mèc. C¬ chÕ ho¹t ®éng cña mèc ch«n s©u lâi kÐp nh­ sau:

Khi nhiÖt ®é trung b×nh trong th©n mèc lµ t, chªnh lÖch nhiÖt ®é cña

th©n mèc so víi nhiÖt ®é ë thêi ®iÓm chu kú ®Çu lµ ∆t, dÉn ®Õn ®é gi·n në cña

2 lâi chÝnh vµ phô lµ:

(2.2) ∆Lc = Lc.∆t.c

∆Lp = Lp.∆t.p

.L

L

L

)



HiÖu sè gi·n në gi÷a lâi phô vµ lâi chÝnh ®­îc tÝnh theo c«ng thøc:

C

P

P

C

(t   Tõ ®ã tÝnh ®­îc hiÖu nhiÖt ®é ∆t ë thêi ®iÓm ®o:

16

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

(2.3)

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

L

)

p

c

  ( 

(2.4) ∆t =

Thay gi¸ trÞ ∆t vµo biÓu thøc thø nhÊt cña c«ng thøc (2.2) sÏ x¸c ®Þnh

c

K



. . 

®­îc ®é gi·n në cña lâi chÝnh:

)

p

c

 .   ( 

(2.5) ∆Lc =

c

Trong (2.4) hÖ sè K ®­îc tÝnh theo c«ng thøc:

)

p

c

  ( 

7

6

5

3

1

4

2

8

1 - èng b¶o vÖ 2 - TÇng ®Êt cøng 3 - §Öm xèp 4 - N¾p b¶o vÖ 5 - §Çu mèc h×nh chám cÇu 6 - N¾p b¶o vÖ ®Çu mèc 7 - Hè b¶o vÖ 8 - Lâi phô

K = (2.6)

H×nh 2.2: KÕt cÊu mèc ch«n s©u lâi KÐp

Cã thÓ gia c«ng sao cho chiÒu dµi lâi chÝnh vµ phô b»ng nhau (Lc=Lp=L),

khi ®ã hiÖu ®é gi·n në gi÷a 2 lâi chÝnh vµ phô ∆ ®­îc x¸c ®Þnh trùc tiÕp t¹i thêi

®iÓm quan tr¾c, b»ng c¸ch ®o chªnh cao gi÷a 2 ®Çu mèc cña c¸c lâi.

Mèc ch«n s©u cã ®é æn ®Þnh cao, cã thÓ ®Æt ë gÇn c«ng tr×nh, tuy nhiªn

thi c«ng lo¹i mèc nµy t­¬ng ®èi phøc t¹p vµ ®ßi hái nhiÒu chi phÝ.

*Mèc ch«n n«ng vµ mèc g¾n t­êng

Trong tr­êng hîp ®o lón víi yªu cÇu ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng víi ®o

cao h¹ng II, III cã thÓ sö dông lo¹i mèc ch«n n«ng hoÆc mèc g¾n t­êng, g¾n

nÒn lµm c¬ së.

C¸c mèc ch«n n«ng ®­îc ®Æt ë ngoµi ph¹m vi lón cña ®èi t­îng quan

17

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

tr¾c (c¸ch Ýt nhÊt 1,5 lÇn chiÒu cao c«ng tr×nh), mèc g¾n t­êng ®­îc ®Æt ë ch©n

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

cét hoÆc ë ch©n t­êng, mèc g¾n nÒn ®­îc ®Æt ë nÒn cña nh÷ng c«ng tr×nh ®·

æn ®Þnh, kh«ng bÞ lón. Trong kh¶ n¨ng cho phÐp cè g¾ng bè trÝ mèc c¬ së

c¸ch ®èi t­îng quan tr¾c kh«ng qu¸ xa ®Ó h¹n chÕ ¶nh h­ëng sai sè chuyÒn ®é

cao ®Õn c¸c mèc lón g¾n trªn c«ng tr×nh.

Do kh¶ n¨ng æn ®Þnh cña c¸c mèc ch«n n«ng lµ kh«ng cao nªn c¸c mèc

lo¹i nµy ®­îc ®Æt thµnh tõng côm, mçi côm cã kh«ng d­íi 3 mèc. Trong tõng

chu kú quan tr¾c thùc hiÖn ®o kiÓm tra gi÷a c¸c mèc trong côm vµ gi÷a c¸c

côm mèc nh»m môc ®Ých ®Ó ph©n tÝch, x¸c ®Þnh c¸c mèc æn ®Þnh nhÊt lµm c¬

7

6 1

2

3

8

0 0 1

4 5

1 - §Çu mèc 2 - Lâi mèc 3 - èng b¶o vÖ 4 - Bª t«ng 5 - §Õ mèc 6 - N¾p b¶o vÖ ®Çu mèc 7 - Hè b¶o vÖ mèc 8 - Líp bª t«ng lãt

së ®é cao cho toµn c«ng tr×nh.

H×nh 2.3: Mèc ch«n n«ng d¹ng èng

*H×nh thøc l­íi

§Ó cã ®iÒu kiÖn kiÓm tra vµ n©ng cao ®é tin cËy cña l­íi khèng chÕ th× ®èi

víi mçi c«ng tr×nh quan tr¾c cÇn x©y dùng kh«ng d­íi 3 mèc khèng chÕ ®é cao c¬

së. HÖ thèng mèc c¬ së cã thÓ ®­îc ph©n bè thµnh tõng côm, c¸c mèc trong côm

n 7

R p3

n 1

n 2

R p4

R p1

n 4

n 3

n 6

R p5

R p2

n 5

n 8

R p6

c¸ch nhau kho¶ng 15÷50m ®Ó cã thÓ ®o nèi ®­îc tõ mét tr¹m ®o.

18

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

H×nh 2.4:S¬ ®å l­íi khèng chÕ c¬ së d¹ng côm

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

C¸ch ph©n bè thø 2 lµ ®Æt mèc r¶i ®Òu xung quanh c«ng tr×nh, Trong

tr­êng hîp nµy, t¹i mçi chu kú quan tr¾c c¸c mèc ®­îc ®o nèi t¹o thµnh mét

m¹ng l­íi ®é cao víi môc ®Ých kiÓm tra, ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña c¸c mèc

p2

2

p3R

n 5

n 3

1n

R p4

R p1

4n

trong l­íi.

H×nh 2.5: S¬ ®å l­íi khèng chÕ d¹ng ®iÓm ®¬n

2.1.2. ThiÕt kÕ l­íi ®é cao quan tr¾c lón

*KÕt cÊu mèc

Mèc lón th­êng cã 2 lo¹i: mèc g¾n t­êng vµ mèc g¾n nÒn.

KÕt cÊu ®¬n gi¶n cña mèc lón d¹ng g¾n t­êng lµ mét ®o¹n thÐp dµi

kho¶ng 15÷16 cm tuú thuéc chiÒu dµy t­êng (hoÆc cét) mµ mèc ®­îc g¾n trªn

®ã. §Ó t¨ng tÝnh thÈm mü, lo¹i mèc nµy th­êng ®­îc gia c«ng tõ ®o¹n thÐp

trßn, mét phÇn g¾n vµo t­êng, phÇn nh« ra ®­îc gia c«ng h×nh chám cÇu ®Ó

(b)

(a)

thuËn tiÖn ®Æt mia khi thùc hiÖn quan tr¾c.

19

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

H×nh 2.6: Mèc g¾n t­êng

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Mèc g¾n t­êng lo¹i ch×m ®­îc kÕt cÊu gåm 2 phÇn: mét èng trô rçng

ch«n cè ®Þnh ch×m trong t­êng vµ bé phËn ®Çu ®o rêi cã thÓ th¸o l¾p ®­îc

(h×nh 2.6)

C¸c mèc lón ®Æt ë nÒn mãng c«ng tr×nh gåm 2 phÇn chÝnh: mét thanh

kim lo¹i dµi kho¶ng 60÷100mm, phÝa trªn cã chám cÇu b»ng kim lo¹i kh«ng

rØ, ®­êng kÝnh 20÷30mm. Mèc cã thÓ ®­îc ®Æt trong èng b¶o vÖ ( =

100mm), trªn cã n¾p ®Ëy (h×nh 2.7)

*H×nh thøc l­íi

C¸c mèc lón ®­îc ®Æt ë nh÷ng vÞ trÝ ®Æc tr­ng cho qu¸ tr×nh lón cña

c«ng tr×nh vµ ph©n bè ®Òu kh¾p mÆt b»ng c«ng tr×nh. Mèc ®­îc ®Æt ë vÞ trÝ

tiÕp gi¸p cña c¸c kÕt cÊu, bªn c¹nh c¸c khe lón, t¹i nh÷ng n¬i cã ¸p lùc ®éng

lín, nh÷ng khu vùc cã ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh kÐm æn ®Þnh. C¸c mèc lón

nªn bè trÝ ë gÇn cïng ®é cao ®Ó thuËn lîi cho viÖc ®o ng¾m vµ h¹n chÕ ¶nh

h­ëng cña mét sè nguån sai sè trong qu¸ tr×nh ®o ®¹c , thi c«ng l­íi. Sè l­îng

vµ s¬ ®å ph©n bè mèc lón ®­îc thiÕt kÕ cho tõng c«ng tr×nh cô thÓ, mËt ®é

®iÓm mèc ph¶i ®ñ ®Ó x¸c ®Þnh ®­îc c¸c tham sè ®Æc tr­ng cho qu¸ tr×nh lón

cña c«ng tr×nh.

§èi víi c¸c toµ nhµ cã kÕt cÊu mãng b¨ng, t­êng chÞu lùc: mèc ®­îc ®Æt theo

chu vi nhµ, t¹i vÞ trÝ giao nhau c¸c t­êng ngang vµ däc, qua 10÷15m ®Æt 1 mèc.

§èi víi nhµ d©n dông c«ng nghiÖp kÕt cÊu cét, mèc lón ®Æt t¹i c¸c cét

chÞu lùc víi mËt ®é kh«ng d­íi 3 mèc trªn mçi h­íng trôc nhµ. §èi víi nhµ

l¾p ghÐp, mèc lón ®­îc ®Æt theo chu vi t¹i c¸c vÞ trÝ trôc nhµ víi mËt ®é 6÷8m

mét mèc. T¹i c«ng tr×nh cã kÕt cÊu mãng cäc, mèc lón ®­îc ®Æt däc theo trôc

c«ng tr×nh víi mËt ®é kh«ng qu¸ 15m/ mèc. §èi víi c«ng tr×nh d¹ng th¸p

(silo, th¸p ph¸t thanh truyÒn h×nh, èng khãi…) mèc ®­îc bè trÝ ®Òu quanh

ch©n ®Õ c«ng tr×nh, sè l­îng mèc tèi thiÓu lµ 4. T¹i c«ng tr×nh cÇu, mèc quan

tr¾c ®­îc bè trÝ trªn 2 mè vµ c¸c trô cÇu, t¹i c«ng tr×nh ®­êng hÇm, bè trÝ mèc

20

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

ë nÒn vµ 2 bªn v¸ch hÇm.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

2.2. ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c cña l­íi quan tr¾c lón

2.2.1 Ph­¬ng ph¸p ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi ®é cao c¬ së

L­ãi ®é cao c¬ së ®­îc ­íc tÝnh theo nguyªn lý cña ph­¬ng ph¸p b×nh

sai gi¸n tiÕp kÌm ®iÒu kiÖnvµ ®­îc tr×nh bÇy theo c¸c b­íc sau:

a. chän Èn sè

L­íi khèng chÕ c¬ së lµ m¹ng l­íi ®éc lËp kh«ng cã ®iÓm ®é cao gèc,

do ®ã thùc chÊt ®©y lµ m¹ng l­íi tù do, khi tÝnh to¸n xö lý sè liÖu chóng ta coi

®é cao tÊt c¶ c¸c ®iÓm trong l­íi ®Òu lµ Èn sè.

b. LËp hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh

HÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cã dang tæng qu¸t:

(2.6) v = a.h + l

§èi víi c«ng t¸c ­íc tÝnh l­íi, kh«ng cÇn quan t©m ®Õn sè h¹ng tù do

trong c¶ hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh vµ hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn.

c. LËp hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn

HÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn cã d¹ng

(ATPA).h + atp.l = 0

Hay

R. h + b = 0 (2.7)

V× l­íi tù do nªn c¸c cét cña ma trËn A cã mét cét phô thuéc v× vËy hÖ

ph­¬ng tr×nh chuÈn (2.7) cã det(R) = 0 , hÖ cã v« sè nghiÖm. Muèn gi¶i ®­îc

cÇn cã thªm c¸c ®iÒu kiÖn rµng buéc Èn sè cã d¹ng:

CT. h = 0

C1. H1 + C2.h2 + … + Cn. nH = 0 (2.8)

KÕt hîp (2.7) vµ (2.8) ta ®­îc hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn më réng d¹ng khèi

21

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

(2.9) = 0 + + b 0 R C CT 0 h k

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

R C -1

HÖ (2.9) cã det(R) = CT 0 ≠ 0, R kh«ng suy biÕn, hÖ cã nghiÖm.

d. TÝnh ma trËn nghÞch ®¶o

R C -1 R~ T

R-1 = = (2.10)

0 CT 0 TT

NÕu cÇn tÝnh nghiÖm ta x¸c ®Þnh theo c«ng thøc:

h = - R~.b

Trong ®ã: R~ gäi lµ ma trËn gi¶ nghÞch ®¶o

-1.T (2.11)

TÝnh ma trËn gi¶ nghÞch ®¶o R~ cã c«ng thøc:

R~ = (R + C.P0.CT)-1 – TT.P0

Víi:

TT = B(CTB )-1

B = ( 1 1 1 ….. n) n=1 (n lµ sè ®iÓm)

e. §¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c kÕt qu¶ ®o



* SSTP ®¬n vÞ träng sè:

 PVV tn 

(2.12) µ =

* SSTP ®é cao cña mét ®iÓm:

(2.13)

mHi = µ Qi

Trong ®ã: µ lµ sai sè trung ph­¬ng träng sè ®¬n vÞ

lµ träng sè ®¶o ®iÓm i lµ phÇn tö n»m trªn ®­êng chÐo chÝnh

22

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

Qi cña ma trËn nghÞch ®¶o R~ .

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

2.2.2. ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi quan tr¾c

1. Chän Èn sè

Èn sè ®­îc chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn ®éc lËp vµ ®ñ víi l­íi ®é cao, Èn sè ®­îc

chän lµ ®é cao c¸c ®iÓm cÇn t×m.

2. LËp hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh

V =Ah + L (2.14)

3. LËp hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn

(2.15) (ATPA)h + (ATPL) = 0

Hay:

Rh + b = 0 (2.16)

4. TÝnh ma trËn nghÞch ®¶o Q

Q = R-1 (2.17)

5. Sai sè trung ph­¬ng ®é cao c¸c ®iÓm trong l­íi

(2.18)

mHi = µ Qi

Hi

Sai sè trung ph­ong x¸c ®Þnh chªnh cao t¹i mét tr¹m m¸y

h

m tr

(2.19) µ =

m Q

Hi

Trong ®ã: mHi - sai sè trung ph­¬ng x¸c ®Þnh ®é cao ®iÓm.

- träng sè ®¶o yÕu nhÊt trong l­íi, lµ phÇn tö n»m trªn ®­êng

QHi chÐo chÝnh ma trËn R-1.

2.3. ThiÕt kÕ chu kú ®o

Quan tr¾c lón ®­îc tiÕn hµnh nhiÒu lÇn, mçi lÇn quan tr¾c ®­îc gäi lµ

mét chu kú. Thêi gian tiÕn hµnh c¸c chu kú ®­îc x¸c ®Þnh trong khi thiÕt kÕ

kü thuËt quan tr¾c lón. Chu kú quan tr¾c ph¶i tÝnh to¸n sao cho kÕt qu¶ quan

23

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

tr¾c ph¶n ¸nh ®­îc thùc chÊt qu¸ tr×nh lón cña c«ng tr×nh. NÕu chu kú quan

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

tr¾c th­a th× sÏ kh«ng ph¶n ¸nh ®óng qui luËt chuyÓn dÞch, ng­îc l¹i nÕu chu

kú quan tr¾c qu¸ dµy sÏ dÉn tíi l·ng phÝ nh©n lùc, tµi chÝnh vµ c¸c chi phÝ

kh¸c.

Cã thÓ ph©n ra c¸c chu kú quan tr¾c trong ba giai ®o¹n

*Giai ®o¹n thi c«ng

Chu kú quan tr¾c ®Çu tiªn ®­îc tiÕn hµnh lóc thi c«ng xong phÇn mãng

c«ng tr×nh. C¸c chu kú tiÕp theo ®­îc Ên ®Þnh tuú thuéc tiÕn ®é x©y dùng vµ

møc t¨ng t¶i träng c«ng tr×nh, nÕu dù ®Þnh thùc hiÖn 4 chu kú trong giai ®o¹n

thi c«ng th× thêi ®iÓm quan tr¾c sÏ chän vµo lóc c«ng tr×nh x©y dùng ®¹t 25%,

50%, 75%, 100% t¶i träng cña b¶n th©n c«ng tr×nh. §èi víi c¸c c«ng tr×nh

quan träng cã ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt ®Æc biÖt, cã thÓ t¨ng thªm chu kú ®o.

*Giai ®o¹n ®Çu vËn hµnh c«ng tr×nh

C¸c chu kú quan tr¾c ®­îc Ên ®Þnh phô thuéc vµo tèc ®é chuyÓn dÞch vµ

®Æc ®iÓm vËn hµnh c«ng tr×nh. Thêi gian ®o gi÷a hai chu kú trong giai ®o¹n

nµy cã thÓ chän tõ 2 ÷ 6 th¸ng.

*Giai ®o¹n c«ng tr×nh ®i vµo æn ®Þnh

Thêi gian quan tr¾c gi÷a hai chu kú kÕ tiÕp ®­îc Ên ®Þnh th­a h¬n, cã

thÓ tõ 6 th¸ng tíi 1 hoÆc 2 n¨m, viÖc quan tr¾c sÏ kÕt thóc khi c«ng tr×nh hoµn

toµn æn ®Þnh.

Trong mét sè tr­êng hîp ®Æc biÖt, khi ph¸t sinh yÕu tè ¶nh h­ëng

kh«ng cã lîi ®Õn ®é æn ®Þnh cña c«ng tr×nh, cÇn thùc hiÖn c¸c chu kú quan

tr¾c bæ xung. Riªng ®èi víi c¸c c«ng tr×nh chÞu ¸p lùc biÕn ®æi theo chu kú

(nh­ c¸c c«ng tr×nh chÞu ¸p lùc t¹i nhµ m¸y thuû ®iÖn, ®Ëp n­íc cña hå chøa),

c«ng t¸c quan tr¾c biÕn d¹ng ®­îc thùc hiÖn th­êng xuyªn trong suèt qu¸

tr×nh vËn hµnh, khai th¸c c«ng tr×nh.

2.4. Tiªu chuÈn æn ®Þnh l­íi c¬ së

- C¸c mèc khèng chÕ c¬ së mÆc dï ®· cè g¾ng t¹o ra ®é æn ®Þnh nh­ng trong

suèt qu¸ tr×nh quan tr¾c rÊt nhiÒu nguyªn nh©n lµm cho c¸c mèc c¬ së kh«ng

24

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

hoµn toµn æn ®Þnh v× vËy cÇn ph¶i x©y dùng mét tiªu chuÈn b»ng sè ®Ó ®¸nh

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

gi¸ møc ®é æn ®Þnh cña c¸c ®iÓm c¬ së.

gäi ms – lµ sai sè PT x¸c ®Þnh ®é lón c«ng tr×nh (th­êng cho tr­íc khi thiÕt kÕ kü thuËt)

2

mSI, mSII lµ thµnh phÇn ¶nh h­ëng cña mçi bËc l­íi ®Õn ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh lón.

2 + mSII

Lóc ®ã cã thÓ viÕt Gäi Hj lµ sù thay ®æi ®é cao cña c¸c mèc c¬ së thø i gi÷a 2 lÇn quan tr¾c. 2 = mSI ms

Møc ¶nh h­ëng cña c¸c bËc l­íi ®Õn ®é chÝnh x¸c, x¸c ®Þnh lón kh«ng nh­

nhau mµ kh¸c nhau méc hÖ sè k nghÜa lµ

mS

mSII = k.mSI

2

1 K 

Nh­ thÕ suy ra mSI =

NÕu c¸c mèc c¬ së nµo ®ã cã sù thay ®æi ®é cao gi÷a 2 chu kú v­ît qu¸ gi¸ trÞ

giíi h¹n x¸c ®Þnh chóng ®­îc xem lµ kh«ng æn ®Þnh nghÜa lµ |Hi| > t.mSI; t lµ

gi¸ trÞ chuyÓn ®æi tõ gi¸ trÞ trung ph­¬ng sang gi¸ trÞ giíi h¹n  kh«ng æn

|Hi| < t.mSI  æn ®Þnh

25

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

®Þnh

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Ch­¬ng 3 ThiÕt kÕ ph­¬ng ¸n quan tr¾c ®é lón c«ng tr×nh nhµ chung c­ 25 tÇng khu ®« thÞ míi §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng

3.1. Giíi thiÖu vÒ ®Æc ®iÓm x©y dùng c«ng tr×nh

* §Æc ®iÓm vÞ trÝ ®Þa lý

+ C«ng tr×nh nhµ trung c­ 25 tÇng thuéc l« ®Êt ký hiÖu N05 ®­îc quy

ho¹ch lµm côm c«ng tr×nh nhµ cao tÇng hçn hîp n»m trong khu ®« thÞ §«ng

Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng.

- PhÝa §«ng B¾c gi¸p ®­êng Hoµng §¹o Thuý, ®èi diÖn víi khu ®é thÞ míi

Trung Hoµ - Nh©n ChÝnh do tæng c«ng ty XNKXD ViÖt Nam lµm chñ ®Çu t­.

- PhÝa §«ng Nam gi¸p khu t¸i ®Þnh c­ Trung Hoµ - Nh©n ChÝnh do

tæng c«ng ty ph¸t triÓn nhµ thµnh phè Hµ Néi lµ chñ ®Çu t­.

- PhÝa t©y Nam vµ ®«ng B¾c gi¸p c¸c l« ®Êt vµ ®­êng néi bé theo quy

ho¹ch chi tiÕt khu ®« thÞ §«ng Nam TrÇn Duy H­ng

* §Æc ®iÓm ®Þa chÊt

Theo tµi liÖu b¸o c¸o kÕt qu¶ khoan kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh nhµ sè 4

côm v¨n phßng l« ®Êt N 05 khu ®« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng - Hµ Néi

cña liªn hiÖp kh¶o s¸t ®Þa chÊt vµ xö lý nÒn mãng c«ng tr×nh, th¸ng 6/2007)

Tõ mÆt ®Êt tù nhiªn víi cao ®é gi¶ ®Þnh lµ 0.0m ®Õn ®é s©u h¬n 50.0m

cã 8 líp ®Êt sau

Líp1: §Êt lÊp thµnh phÇn c¸c h¹t nhá, tr¹ng th¸i xèp ®Êt nµy yÕu nªn

bãc bá tr­íc khi x©y dùng.

Líp 2: SÐt mµu n©u x¸m vµng, tr¹ng th¸i dÎo mÒm - dÎo cøng. §©y lµ

líp cã søc chÞu t¶i trung b×nh nh­ng bÒ mÆt dµy líp máng

Líp3: SÐt pha x¸m xanh, x¸m ghi, tr¹ng th¸i dÎo ®©y lµ líp cã søc chÞu

t¶i kÐm.

Líp 4: C¸t pha x¸m xanh, x¸m ghi tr¹ng th¸i dÎo. §©y lµ líp cã søc

26

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

chÞu t¶i kÐm.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Líp5: C¸c h¹t nhá x¸m xanh, x¸m ghi tr¹ng th¸i xèp - chÆt võa. §©y lµ

líp cã chiÒu dµy lín ph©n bè ®Òu vµ søc chÞu t¶i kh¸ tèt.

Líp6: SÐt pha x¸m xanh, x¸m ghi tr¹ng th¸i dÎo mÒm ®©y lµ líp cã søc

chÞu t¶i kÐm

Líp7: C¸c h¹t trung- th«, x¸m xanh, x¸m ghi, tr¹ng th¸i chÆt - ®Êt chÆt.

§©y lµ líp cã chiÒu dÇy ph©n bæ lín vµ søc chÞu rÊt tèt

Líp8: Cuéi sái lÊn c¸t xanh x¸m, x¸m tr¾ng tr¹ng th¸i ®Êt chÆt. §©y lµ

líp chiÒu dÇy ph©n bæ lín, vµ søc chÞu t¶i tèt nhÊt

* Quy m« x©y dùng

Côm c«ng tr×nh nhµ cao tÇng hçn hîp §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy

H­ng lµ tæ hîp 4 khèi cao tÇng (2 khèi 25 tÇng vµ 2 khèi 29 tÇng) trªn khu ®Êt

réng 29.680m2. Chøc n¨ng chÝnh cña côm c«ng tr×nh lµ c¨n hé b¸n vµ cho

thuª, ngoµi ra cßn tæ chøc thªm c¸c dÞch vô th­¬ng m¹i, dÞch vô c«ng céng x·

héi vµ kh«ng gian sinh ho¹t céng ®ång, cã hÖ thèng tÇng hÇm ®Ó xe phôc vô

nhu cÇu cña ng­êi d©n trong toµ nhµ víi mËt ®é x©y dùng kho¶ng 23% phÇn

cßn l¹i cña khu ®Êt dµnh cho kh«ng gian c©y xanh, s©n v­ên, b·i ®Ó xe ngoµi

trêi vµ hÖ thèng ®­êng giao th«ng néi bé

Tæng thÓ kiÕn tróc ®· ®¶n b¶o c¸c chØ tiªu x©y dùng phï hîp víi yªu

cÇu cña mét c«ng tr×nh nhµ ë kÕt hîp c«ng céng, ®Æc biÖt l­u ý ®Õn c¸c chøc

n¨ng phô

3.2. ThiÕt kÕ ph­¬ng ¸n quan tr¾c ®é lón

3.2.1. ThiÕt kÕ mèc vµ l­íi

* Mèc khèng chÕ c¬ së

XÐt theo ®iÒu kiÖn thùc tÕ vµ do yªu cÇu cña chñ ®Çu t­, chóng t«i thiÕt kÕ

mèc c¬ së cho c«ng t¸c quan tr¾c lón c«ng tr×nh nhµ chung c­ 25 tÇng Khu ®« thÞ

27

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

§«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng lµ lo¹i mèc ch«n s©u lâi ®¬n (h×nh A.1).

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

30cm

30cm

30cm

m c 0 0 0 4

H×nh A.1. KÕt cÊu mèc khèng chÕ

*Mèc quan tr¾c

D=2cm

1.8cm

20cm

Mèc quan tr¾c ®­îc thiÕt kÕ nh­ h×nh A.2.

H×nh A.2. KÕt cÊu mèc quan tr¾c

*ThiÕt kÕ l­íi khèng chÕ c¬ së

Theo TCXDVN 271:2002 chóng t«i chän mèc khèng chÕ c¬ së lµ mèc

ch«n s©u cã cÊu t¹o nh­ (h×nh A.1), ®Ó ®¶m b¶o ®é v÷ng ch¾c cho ®å h×nh vµ

thuËn tiÖn cho viÖc ®« nèi tõ mèc c¬ së ®Õn mèc quan tr¾c. S¬ ®å mèc ®­îc

bè trÝ thµnh côm gåm 4 mèc bao quanh c«ng tr×nh (h×nh A.3), c¸c mèc khèng

chÕ ®­îc ®Æt ngoµi ph¹m vi chuyÓn dÞch cña c«ng tr×nh, c¸ch Ýt nhÊt 1.5 lÇn

28

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

chiÒu cao c«ng tr×nh.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Trong ®ã cã 2 mèc R1 vµ R2 lµ 2 mèc míi khoan s©u cã cÊu t¹o nh­

h×nh A.1

Mèc R3 ®­îc g¾n vµo mãng cña toµ nhµ 34 tÇng cña khu ®« thÞ míi

Trung Hoµ Nh©n ChÝnh.

Mèc R4 ®­îc g¾n vµo mãng cña toµ nhµ 15 tÇng khu trung c­

Víi sù ph©n bè cña 4 mèc R1, R2, R3 vµ R4 ®· t¹o nªn s¬ ®å l­íi c¬ së

2R

h2 n = 8

R 3

h1 n = 6

h3 n = 8

h5 n = 10

h4 n = 8

4R

1R H×nh 2.9. S¬ ®å l­íi khèng chÕ c¬ së

d¹ng ®iÓm ®¬n rÊt phï hîp víi c«ng tr×nh.

*ThiÕt kÕ l­íi quan tr¾c

1 2

11 12

n

R2 R3

m4

m3

m5

m7

m9

m10

m22

m2

m25

m16

m21

m23

m13

m11

m24

m14

m12

m20

m17

m18

m6

m1

m15

m19

a

m8

R1

m20: tªn mèc ®o lón

29

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

R4

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Theo TCXDVN 271:2002, c¸c mèc quan tr¾c ®­îc bè trÝ theo chu vi vµ

theo c¸c trôc nªn kho¶ng c¸ch c¸c mèc ta lÊy trung b×nh lµ 7.5m. C«ng tr×nh

N

25







cã chu vi lµ 190 m. Do ®ã sè mèc quan tr¾c trong c«ng tr×nh cÇn cã lµ:

P L

190 5.7

mèc (3.1)

Theo TCXDVN 271:2002 vµ do yªu cÇu cña chñ ®Çu t­, xung quanh

c«ng tr×nh sÏ ®­îc g¾n 25 mèc lón t¹i c¸c vÞ trÝ c¸c cét chÞu lùc cña c«ng

tr×nh. C¸c ®iÓm quan tr¾c lón ®­îc liªn kÕt víi nhau vµ nèi víi hÖ thèng ®iÓm

khèng chÕ b»ng tuyÕn thñy chuÈn h¹ng II. C¸c mèc quan tr¾c cã cÊu t¹o nh­

(h×nh A.2) vµ ®­îc kÝ hiÖu tõ M1 ®Õn M25. L­íi quan tr¾c lµ m¹ng l­íi thñy

chuÈn dµy ®Æc liªn kÕt c¸c mèc lón vµ ®­îc ®o nèi víi 4 mèc khèng chÕ c¬

3.2.2 X¸c ®Þnh sai sè tæng hîp cña hai bËc l­íi

nhµ chung c­ 25 tÇng Khu ®« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng

®­îc x©y dùng trªn nÒn ®¸, nöa ®Êt ®¸ nªn ta chän mS = 2mm. VËy sai sè trung ph­¬ng tæng hîp ®é cao tÝnh theo c«ng thøc (2.2) lµ mH0 = 1.414mm.

Víi mH0 = 1.414mm vµ chän k= 2 ta cã:

0

414.1

m

63.0

mm







KC

2

2

1

k

m H 

21 

- Sai sè trung ph­¬ng ®é cao bËc l­íi khèng chÕ:

0

. mk

2.414.1

m

99.1

mm







QT

2

2

1

H k



21 

- Sai sè trung ph­¬ng ®é cao l­íi quan tr¾c:

3.2.3 ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi khèng chÕ c¬ së

- Chän Èn sè lµ ®é cao cña 4 ®iÓm mèc trong l­íi. Thµnh lËp hÖ ph­¬ng

30

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

tr×nh sè hiÖu chØnh:

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

HÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh Träng Stt sè Pi R1 R2 R3 R4

1 -1 1 0 0 0.2

2 0 -1 1 0 0.1

3 0 0 -1 1 0.1

4 1 0 0 -1 0.1

5 -1 0 1 0 0.1

392.0

167.0

100.0



 292.0

R



125.0  392.0

 000.0 000.0

292.0

125.0      

     

- Ma trËn hÖ sè hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn:

- X¸c lËp ma trËn ®Þnh vÞ C:

C = (1 1 1 1 )

.0

882

.0

177

.0

452

.0

312





 .2

263

.0

433

.1

056



~ R



 .1

036

.1

026

 .2

271

     

     

- TÝnh ma trËn gi¶ nghÞch ®¶o:

- TÝnh sai sè ®o chªnh cao trªn 1 tr¹m ®o

Ta thÊy ®iÓm R4 cã träng sè lín nhÊt,nªn lµ ®iÓm yÕu nhÊt. VËy l­íi khèng

chÕ ®é cao c¬ së cña c«ng tr×nh nhµ chung c­ 25 tÇng Khu ®« thÞ §«ng Nam

.0

418

mm





m tr/h

63.0 ,2

271

®­êng TrÇn Duy H­ng cÇn ®o víi ®é chÝnh x¸c mét tr¹m ®o lµ:

3.2.4. ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi quan tr¾c

31

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi quan tr¾c theo ph­¬ng ph¸p ®iÓm nót víi

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

tr×nh tù nh­ sau:

- Chän Èn sè lµ ®é cao c¸c ®iÓm nót cña l­íi

- X¸c ®Þnh ma trËn hÖ sè ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh

- TÝnh sai sè chªnh cao trªn mét tr¹m ®o

Ta thÊy ®iÓm nót N2 lµ ®iÓm yÕu nhÊt, mµ ®iÓm nót N2 trïng víi ®iÓm mèc

M22. VËy l­íi quan tr¾c lón nhµ chung c­ 25 tÇng Khu ®« thÞ §«ng Nam

817.1

mm





m tr /

99.1 199.1

®­êng TrÇn Duy H­ng cÇn ®o víi ®é chÝnh x¸c:

3.3.Chu kú quan tr¾c ®é lón nhµ chung c­ 25 tÇng

Do ®Æc ®iÓm c«ng tr×nh x©y dùng phÇn lín n»m trªn nÒn ®Þa chÊt yÕu

c¸c líp ®Êt ®¸ cã tÝnh chÊt biÕn d¹ng cao vµ chÞu t¶i kÐm do vËy ®Ó ®¸nh gi¸

®óng sù biÕn d¹ng lón, c¸c chu kú quan tr¾c ®­îc ph©n lµm 2 giai ®o¹n.

Giai ®o¹n 1. §o ®é lón c«ng tr×nh trong giai ®o¹n thi c«ng.

Giai ®o¹n 2. §o ®é lón c«ng tr×nh trong thêi kú khai th¸c vµ sö dông.

C«ng tr×nh trªn ®­îc ®o theo ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc tia ng¾m

ng¾n, ®é chÝnh x¸c ®o lón h¹ng II ®Þa h×nh cÊp 3 c¸c mèc quan tr¾c ®­îc g¾n

ë trªn tÇng hÇm thø nhÊt vµ ®­îc dù kiÕn ®o 11 chu kú.

Giai ®o¹n 1:

Chu kú 1 Khi c«ng tr×nh ®· hoµn thµnh tÇng hÇm 1 b¾t ®Çu g¾n mèc råi

tiÕn hµnh ®o ®¹c.

Tõ chu kú 2 ®Õn chu kú 7 ®­îc ®o sau khi x©y xong 4 tÇng sÏ tiÕn hµnh

®o 1 chu kú.

Giai ®o¹n 2:

B¾t ®Çu khi c«ng tr×nh ®· ®æ xong c¸c tÇng, tiÕn hµnh ®o

chu kú 8 c¸ch chu kú 7 lµ 3 th¸ng vµ c¸c chu kú tiÕp theo c¸ch

nhau 3 th¸ng mét lÇn vµ tiÕn hµnh ®o trong mét n¨m.

32

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

3.4. Ph­¬ng ph¸p ®o vµ quy tr×nh ®o lón

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

3.4.1. Ph­¬ng ¸n ®o ®¹c

L­íi c¬ së ®­îc ®o víi tiªu chuÈn ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng víi l­íi

h¹ng I nhµ n­íc. L­íi quan tr¾c ®­îc ®o víi tiªu chuÈn ®é chÝnh x¸c t­¬ng

®­¬ng víi l­íi h¹ng II nhµ n­íc. Ph­¬ng ¸n ®o ®¹c dïng ph­¬ng ph¸p ®o cao

h×nh häc.

ThiÕt bÞ dïng ®Ó quan tr¾c ®é lón cña c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh lµ m¸y

thuû b×nh cã ®é chÝnh x¸c cao NA2 cña Thôy Sü vµ mia Invar cña §øc.

H×nh 3: M¸y thuû chuÈn NA2

èng kÝnh

Gi¸ trÞ ph©n kho¶ng bät thuû

Ghi chó

Tªn m¸y

N­íc SX vµ H·ng

SSTP ®o chªnh cao 1km ®i vµ vÒ mm

§é phãng ®¹i

Kho¶ng c¸ch ng¾n nhÊt

Bät thuû dµi

Bät thuû trßn

 0.7

NA2

40x

0.9 m

Thôy sü Leica

Tù ®éng

8’/2 mm

 0.3

- Kh«ng cã Micrometer -Cã Micrometer

Mét sè tÝnh n¨ng kü thuËt cña m¸y NA2

3.4.2 §o ®é lón c«ng tr×nh b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc h¹ng II

§o ®é lón b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc h¹ng II ®­îc tiÕn hµnh

b»ng m¸y ®o cao lo¹i H1, H2, NAK2, Ni004 vµ c¸c m¸y ®o cã ®é chÝnh x¸c

 40X.

12"

mm2/

t­¬ng ®­¬ng. Cã thÓ dïng c¸c lo¹i m¸y ®o cao tù ®éng c©n yªu cÇu tõ 35X

05.0

mm10.0



- Gi¸ trÞ v¹ch kh¾c trªn mÆt èng n­íc dµi kh«ng v­ît qu¸ .

- Gi¸ trÞ v¹ch kh¾c vµnh ®äc sè cña bé ®o cùc nhá lµ .

33

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

ViÖc ®o cao ®­îc tiÕn hµnh theo c¸c vßng ®o b»ng mét ®é cao m¸y. TÊt

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

c¶ c¸c m¸y vµ dông cô ®Ó ®o ®é lón b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc h¹ng

II ®Òu ph¶i ®­îc kiÓm tra, kiÓm nghiÖm ë trong phßng vµ ngoµi thùc ®Þa theo

néi dung, yªu cÇu cña quy ph¹m.

Khi ®o ®é lón b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc h¹ng II cÇn dïng mia

mm31 

cã b¨ng inva hoÆc hai thang chia v¹ch. Gi¸ trÞ kho¶ng chia cña c¸c v¹ch trªn

mia cã thÓ lµ 5mm hoÆc 10mm. ChiÒu dµi cña mia tõ . Sai sè c¸c

kho¶ng chia 1m, 1dm vµ toµn chiÒu dµi mia kh«ng v­ît qu¸ 0.20mm. Khi mia

dïng ®Ó ®o ®é lón ë miÒn nói th× sai sè nµy kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 0.10mm.

Tr×nh tù ®o ng¾m trªn mét tr¹m m¸y:

- §Æt ch©n m¸y: ch©n m¸y thñy chÈm ®Æt trªn tr¹m khi ®o ph¶i ®­îc

th¨ng b»ng kh«ng ®­îc nghiªng lÖch, hai ch©n cña m¸y ®­îc ®Æt song song

víi ®­êng ®o, ch©n thø ba c¾t ngang khi bªn ph¶i, khi bªn tr¸i, tÊt c¶ ba ch©n

cña ch©n m¸y ph¶i ë trong ®iÒu kiÖn gièng nhau.

- L¾p m¸y vµo ch©n b»ng èc nèi.

- C©n b»ng bät thñy theo èng thñy g¾n trªn m¸y. §é lÖch cña bät thñy

tèi ®a lµ hai v¹ch kh¾c cña èng thñy.

ViÖc tÝnh to¸n ghi chÐp sè ®äc trªn mia ®­îc thùc hiÖn theo c¸c ch­¬ng tr×nh

ghi ë b¶ng sau:

Møc ®é cao thø nhÊt cña m¸y Sc Tc Tp Sp Sc Sp Tc Tp

Møc ®é cao thø hai cña m¸y Tc Sc Sp Tp Tc Tp Sc Sp

Trong ®ã :

Sc: sè ®äc trªn thang chÝnh mia sau. Sp: sè ®äc trªn thang phô mia sau. Tc: sè ®äc trªn thang chÝnh mia tr­íc. Tp: sè ®äc trªn thang chÝnh mia tr­íc. S : ch÷ viÕt t¾t cña tõ sau.

T : ch÷ viÕt t¾t cña tõ tr­íc.

c : ch÷ viÕt t¾t cña tõ thang chÝnh.

34

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

p : ch÷ viÕt t¾t cña tõ thang phô.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Khi ®o ®é lón khu chung c­ cao tÇng, qu¸ tr×nh ®o ng¾m b¾t ®Çu tõ mét

cäc mèc vµ kÕt thóc còng nªn kÕt thóc ë cäc mèc ®ã. Còng cã thÓ kÕt thóc

viÖc ®o ng¾m trªn mét cäc mèc kh¸c theo c¸c ®­êng ®o khÐp kÝn hoÆc ®­êng

®o nèi vµo c¸c mèc chuÈn. Sè tr¹m m¸y trong tuyÕn ®o treo ®­îc phÐp tèi ®a

lµ 2. Sè tr¹m m¸y trong tuyÕn ®o khÐp kÝn ph¶i b¶o ®¶m ®é chÝnh x¸c cÇn

thiÕt cña gi¸ trÞ ®é lón nhËn ®­îc.

ChiÒu dµi cña tia ng¾m kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 30m, trong tr­êng hîp c¸

biÖt khi ®o dµi vµ sö dông mia kh¾c v¹ch cã bÒ réng lµ 2mm, th× cho phÐp

t¨ng chiÒu dµi cña tia ng¾m ®Õn 40m. ChiÒu cao tia ng¾m ph¶i ®Æt c¸ch mÆt

®Êt tèi thiÓu lµ 0.5m.

Chªnh lÖch cña kho¶ng c¸ch tõ m¸y ®Õn mia tr­íc vµ mia sau kh«ng

m

3  m 4

v­ît qu¸ 1m. TÝch lòy kho¶ng c¸ch tõ m¸y ®Õn mia trong c¸c tuyÕn ®o hoÆc

"



" 8 4 

mét vßng ®o khÐp kÝn kh«ng ®­îc v­ît qu¸ . Khi gãc i cña m¸y

, cã thÓ cho phÐp chªnh lÖch kho¶ng c¸ch tõ m¸y tíi mia lµ 2m vµ tÝch

lòy chªnh lÖch kho¶ng c¸ch tõ m¸y tíi mia trong mét tuyÕn ®o hoÆc vßng ®o

khÐp kÝn kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 8m.

ViÖc ®o ®é lón ph¶i ®­îc thùc hiÖn trong ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc

®o ng¾m theo quy t¾c: t­¬ng tù nh­ ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc h¹ng I.

NÕu sö dông c¸c ®iÓm chuyÓn tiÕp khi ®o ®é lón c«ng tr×nh th× ph¶i sö

dông c¸c “cãc” ®Ó ®Æt mia.

T¹i mçi tr¹m m¸y cÇn kiÓm tra ngay c¸c kÕt qu¶ ®o ë ngoµi thùc ®Þa. C«ng t¸c

kiÓm tra nµy bao gåm:

- TÝnh hiÖu sè ®äc cña thang chÝnh vµ thang phô cña mia. HiÖu sè nµy

15.0(

)

ph¶i ®­îc ph©n biÖt víi sè cè ®Þnh kh«ng lín h¬n 3 v¹ch chia cña bé ®o cùc

mm . Khi cã sù kh¸c nhau lín, viÖc ®o t¹i tr¹m m¸y cÇn ph¶i ®­îc

nhá

thùc hiÖn l¹i.

- TÝnh c¸c chªnh cao nh©n ®«i theo thang chÝnh vµ thang phô cña mia

)

tr­íc vµ mia sau. Sù kh¸c nhau cña chªnh cao nh©n ®«i ë thang chÝnh vµ thang

3.0( mm . Khi cã sù

phô kh«ng ®­îc lín h¬n 6 v¹ch chia cña bé ®o cùc nhá

chªnh lÖch lín, c«ng viÖc ®o ng¾m cÇn ph¶i ®­îc thùc hiÖn l¹i.

35

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

- TÝnh to¸n chªnh cao ®o.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Sau khi thùc hiÖn c¸c tuyÕn ®o khÐp kÝn, ph¶i tÝnh to¸n kiÓm tra sai sè

khÐp vßng ®o. Sai sè khÐp vßng ®o kh«ng ®­îc v­ît qu¸ sai sè cho phÐp tÝnh

5.0

mmn (

)



theo c«ng thøc:

f h

(2.21)

trong ®ã: n lµ sè tr¹m m¸y trong tuyÕn ®o cao khÐp kÝn.

3.4.3 ThiÕt kÕ h¹n sai tÝnh theo sai sè khÐp

X¸c ®Þnh sai sè khÐp cña tÊt c¶ c¸c vßng khÐp trªn s¬ ®å. Sai sè khÐp

(

f

)

3,0

nmm



cho phÐp cña c¸c vßng ®o ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc:

chf h

I

f(

)

nmm5,0



; sai sè ®¬n vÞ träng sè lµ 0,15mm/tr¹m ®èi víi ®o ®é lón

chf h

II

cÊpI, vµ ; sai sè ®¬n vÞ träng sè lµ 0,25mm/ tr¹m ®èi víi ®o

®é lón cÊpII.

Trong c¸c c«ng thøc trªn n lµ sè tr¹m m¸y trãng vßng ®o khÐp kÝn. NÕu

sau sè khÐp vßng ®o cña tÊt c¶ c¸c vßng ®o nhá h¬n hoÆc b»ng gi¸ trÞ cho

phÐp th× tiÕn hµnh b×nh sai l­íi. Tr­êng hîp sai sè khÐp vßng ®o v­ît qu¸ trÞ

cho phÐp th× ph¶i tiÕn hµnh ®o l¹i.

3.3 ThiÕt kÕ ph­¬ng ¸n xö lý sè liÖu

3.3.1. Kü thuËt xö lý sè liÖu l­íi c¬ së

§èi víi l­íi ®é cao c¬ së cña c«ng tr×nh nhµ trung c­ 25 tÇng ®«ng nam

®­êng TrÇn Duy H­ng ®­îc xö lý theo ph­¬ng ph¸p l­íi ®é cao tù do

a. Yªu cÇu vµ nhiÖm vô cña c«ng t¸c xö lý sè liÖu

- Cã 2 yªu cÇu:

- Trong tÊt c¶ c¸c chu kú quan tr¾c vµ ®Þnh vÞ l­íi trong cïng 1 hÖ thèng to¹

®é hoÆc (cao ®é) ®· chän ngµy tõ chu kú ®Çu tiªn.

- ViÖc tÝnh to¸n ph¶i ®­îc thùc hiÖn sau khi kÕt qu¶ b×nh sai bËc l­íi quan

tr¾c kh«ng chÞu ¶nh h­ëng sai sè cña sè liÖu gèc vµ nh÷ng chuyÓn dÞch (nÕu

c¸o) cña c¸c ®iÓm gèc.

§Ó ®¸p øng 2 yªu cÇu ®ã nhiÖm vô cña c«ng t¸c sö lý sè liÖu ph¶i bao gåm:

+ Ph¶i ph©n tÝch ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña c¸c ®iÓm cña l­íi c¬ së t×m ra ®iÓm

æn ®Þnh vµ hiÖu chØnh vµo nh÷ng ®iÓm kÐm æn ®Þnh t¹i thêi ®iÓm xö lý l­íi.

- B×nh sai l­íi quan tr¾c tÝnh to¸n c¸c th«ng sè chuyÓn dÞch cña c«ng tr×nh.

36

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

Hai nhiÖm vô nµy ®ång thêi còng lµ quy tr×nh xö lý sè liÖu nã cã thÓ ®­îc gi¶i

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

quyÕt ®ång thêi hoÆc t¸ch biÖt.

b. ThuËt to¸n b×nh sai l­íi tù do.

Gi¶ sö cã l­íi tr¾c ®Þa tù do ®­îc b×nh sai theo ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp.

HÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh viÕt d­íi d¹ng ma trËn.

(3.2) V = Ax + L

Theo nguyªn lý b×nh ph­¬ng nhá nhÊt tõ hÖ (b) lËp ®­îc hÖ ph­¬ng

tr×nh chuÈn nh­ sau:

(3.3) (ATPA)x + ATPL = 0

hay viÕt gän:

(3.4) Rx + b = 0

Víi l­íi tù do th× hÖ (3.4) kh«ng gi¶i ®­îc theo ph­¬ng ph¸p th«ng

th­êng v× cã det (R) = 0. §Ó gi¶i ®­îc cÇn ®­a vµo hÖ ®iÒu kiÖn rµng buéc ®èi

víi vect¬ Èn.

t + Lc = 0

(3.5) Cx

Sè ph­¬ng tr×nh cña hÖ (3.5) ®óng b»ng sè khuyÕt cña m¹ng l­íi lóc

nµy kÕt hîp hÖ (3.5) víi hÖ (3.4) sÜ cã hÖ ph­¬ng tr×nh chuyÓn më réng viÕt

d­íi d¹ng ma trËn.

x

C X (3.6) = 0 + R CT O K

b Lc HÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn (3.6) kh«ng suy biÕn n÷a tõ ®©y t×m ®­îc ma

trËn gi¶ nghÞch ®¶o.

R  = (R + CCT)-1 - TTT (3.7)

Cã nghÜa nh­ ma trËn – 1 vµ ®­îc dïng ®Ó b×nh sai vµ ®¸nh gi¸ ®é

chÝnh x¸c cô thÓ dïng ®Ó t×nh nghiÖm.

X = - R .b

dïng R  ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c.

2 R  ma trËn t­¬ng quan cña c¸c Èn sè (m0 sai sè TP träng sè

Kx = m0

®¬n vÞ)

[ ] Pvv dtn 

m0 =

37

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

n: lµ sè l­îng tù do

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

t: lµ sè l­îng Èn sè

d: sè khuyÕt cña l­íi tù do (l­íi tù do d = 1)

b) øng dông: HÖ (3.5) ®­a vµo hÖ (3.4) ®Òu gi¶i ®­îc nh­ng khi øng dông vµo

xö lý sè liÖu quan tr¾c lón th× cÇn lùa chän ®iÒu kiÖn (3.5) mét c¸ch phï hîp ®èi víi l­íi ®é cao tù do vect¬ c cã d¹ng C = (C1, C2 … Cn)m m lµ sè ®iÓm l­íi khèng chÕ c¬ së th­êng chän: Ci = 0 nÕu ®iÓm i kh«ng æn ®Þnh vµ Ci = 1 nÕu ®iÓm i æn ®Þnh. ®Ó ®¬n gi¶n chän Lc = 0 Qu¸ tr×nh t×m kiÕm ®iÓm æn ®Þnh cña l­íi c¬ së lµ 1 qu¸ tr×nh lÆp vµ ®­îc m«

t¶ theo s¬ ®å sau:

LËp hÖ V = Ax - L

t = 0 hÖ ban ®Çu

LËp hÖ Rx +b = 0

chän ®iÒu kiÖn Cx

TÝnh: R = (R + CCt)-1 - TTt

0T

TÝnh nghiÖm X = - R.b

XC

Chän l¹i

Kh«ng ®óng |Hi|  t.msI

B×nh sai ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c

38

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

Dõng

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

- Chän Èn sè Èn sè lµ ®é cao cña c¸c ®iÓm l­íi khèng chÕ c¬ së

- LËp hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh V = Ax+ L

1 in

- TÝnh träng sè cho c¸c chªnh cao ®o Pi =

bs

gt

H

H

H





- Chän ®é cao gÇn ®óng lµ ®é cao ®· biÕt cña c¸c ®iÓm trong chu kú tr­íc

- LËp hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn th­êng

C T

0

Rx + b = 0

x 

- chän hÖ rµng buéc: trong lÇn lÆp ®Çu tiªn chän

C = (1.1…1)T

T

T

R

(

R

CC

1)

TT







- TÝnh R

T

1 

)BC(BT



Trong ®ã T lµ ma trËn trung gian ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau

Trong ®ã ®èi víi l­íi ®é cao tù do chóng ta lu«n cã

B = (1.1…1)T

B

T 

1 K

V× vËy gi÷a T vµ B cã mèi quan hÖ nh­ sau:

T

BB

T TT 

Trong ®ã K lµ sè phÇn tö ≠ 0 cña CT vµ nh­ vËy dÔ dµng suy ra

1 2 K

.......... ..........

TBB



..........

11   11   ..........  11 

1   1   ......  1 

mxm



H

H

H





bs i

gt i

i

T

X

(

.....

)





HH 1

nH

2

39

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

m lµ sè mèc ®é cao cña l­íi c¬ së

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

3.3.2. Ph­¬ng ¸n xö lý sè liÖu l­íi quan tr¾c

L­íi quan tr¾c ®­îc xö lý theo ph­¬ng ph¸p b×nh sai gi¸n tiÕp

Víi ph­¬ng tiÖn tÝnh to¸n hiÖn nay chñ yÕu lµ c¸c m¸y vi tÝnh, còng nh­ c¸c

m¹ng l­íi mÆt b»ng, c¸c m¹ng l­íi ®é cao th­êng ®­îc b×nh sai theo ph­¬ng

ph¸p gi¸n tiÕp. Èn sè trong l­íi lµ ®é cao cña c¸c mèc cÇn x¸c ®Þnh. §Ó b×nh

sai gi¸n tiÕp, ph¶i lËp c¸c ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cho c¸c ®o¹n ®o. Sè

ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh b»ng sè l­îng ®o¹n ®o trong m¹ng l­íi.

ik gi÷a 2 mèc R1 vµ Rk, ta sÏ lËp ®­îc ph­¬ng tr×nh sè

Cã hiÖu sè ®é cao Z '

hiÖu chØnh cho trÞ ®o trªn nh­ sau:

Ký hiÖu Hi vµ Hk lµ ®é cao b×nh sai cua hai mèc Ri, Rk (c¸c Èn sè), Vik lµ sè hiÖu chØnh cho trÞ ®o, ta lËp ®­îc ph­¬ng tr×nh trÞ b×nh sai sau:

ik = vik = Hk – Hi

(3.8)

o Hk

o lµ trÞ gÇn ®ógn cña ®é cao mèc Ri vµ Rk, dHi, dHk lµ c¸c sè Ký hiÖu Hi hiÓu chØnh t­¬ng øng, ta sÏ cã d¹ng ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cña ®o¹n ®o ik

Z '

(3.9)

vik = - dHi + dHk + lik

(3.10)

trong ®ã sè h¹ng tù do ®­îc tÝnh:

0 – Hi

o- Zik

lik = Hk

§èi víi hiÖu sè ®é cao ®o tõ mèc cè ®Þnh i ®Õn mèc cÇn x¸c ®Þnh k (H×nh 3.2a)

Ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cã d¹ng:

(3.11)

vik = - dHi + lik

§èi víi hiÖu sè ®é cao ®o tõ mèc cÇn x¸c ®Þnh i ®Õn mèc cè ®Þnh k (h×nh 3.2.b),

ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cã d¹ng

(3.12)

Vik = - dHi + lik

40

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

Cã thÓ nhËn thÊy r»ng c¸c ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh trong l­íi ®é cao ®Òu cã

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

d¹ng lµ c¸c ph­¬ng tr×nh tuyÕn tÝnh, do ®ã kh«ng ph¶i qua khai triÓn tuyÕn

tÝnh, vµ do ®ã ¶nh h­ëng cña ®é cao gÇn ®óng ®Õn kÕt qu¶ b×nh sai l­íi lµ

kh«ng cã. Gi¸ trÞ ®é cao gÇn ®óng cã thÓ x¸c ®Þnh rÊt th«, ®èi víi m¹ng l­íi ë

vïng b»ng ®é cao cã thÓ lÊy ®é cao gÇn ®óng cho tÊt c¶ c¸c mèc b»ng nhau

(b»ng 0 hoÆc b»ng ®é cao trung b×nh cña m¹ng l­íi). §èi víi l­íi ®é cao vïng

nói, nÕu lÊy ®é cao trung b×nh cña c¸c mèc b»ng nhau, th× sè hiÖu chØnh dH cho c¸c mèc sÏ lín, khi tÝnh c©n l­u ý ®Õn sai sè tÝnh to¸n, chñ yÕu lµ sè ch÷

sè ch¾c cña c¸c Èn sè.

Víi m¹ng l­íi ®é cao trªn h×nh 2.7 ta sÏ lËp ®­îc 9 ph­¬ng tr×nh sè hiÖu

chØnh, sæ Èn sè trong l­íi lµ 5 (gi¸ trÞ ®é cao trung b×nh cña c¸c mèc R1, ... R5) c¸c hÖ sè ph­¬ng tr×nh ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng sau:

Èn sè Träng SHTD dH2 dH3 dH4 dH5 dH1 sè SHC

+1 v1 1/L1 l1

-1 +1 +1 v2 1/L2 l2

-1 -1 v3 1/L3 l3

-1 +1 v4 1/L4 l4

+1 -1 v5 1/L5 l5

v6 1/L6 l6

+1 v7 1/L7 l7

-1 v8 1/L8 l8

-1 +1 v9 1/L9 l9

Tõ c¸c ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh trªn, cã thÓ lËp vµ gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh

chuÈn ®Ó nhËn ®­îc c¸c sè hiÖu chØnh dH cho ®é cao gÇn ®óng cña c¸c mèc.

TiÕp theo lµ tÝnh sè hiÖu chØnh cho c¸c hiÖu sè ®é cao ®o, cuèi cïng lµ tiÕn

41

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

hµnh ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c m¹ng l­íi.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt





[ ] pvv tn 

Sai sè trung ph­¬ng ®¬n vÞ träng sè ®­îc tÝnh theo c«ng thøc.

m



R

Q it

Sai sè trung ph­¬ng ®é cao cña mèc i sÏ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc:

Trong ®ã Qii lµ phÇn tö trªn ®­êng chÐo t­¬ng øng víi Èn dHi trong ma trËn

T

(

PA .

1) 

TQ 

nghÞch ®¶o Q cña ma trËn hÖ sè ph­¬ng tr×nh chuÈn

MC-1

Z1

R1 Z2 MC-2 R2 Z3

Z8 Z5

Z9

R5 R3 Z7

Z6 Z4

MC-3

H×nh 2.7

* TÝnh to¸n vµ vÏ ®å thÞ ®é lón

+ TÝnh to¸n tham sè ®é lón

1. §é lón cña ®iÓm quan tr¾c



- So s¸nh gi÷a 2 chu kú (chu kú j so víi chu kú i)

HH  j

i

S i j

42

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

(3.16)

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt



- So s¸nh víi chu kú ®Çu (chu kú 1)

HH  j

i

S i j

(3.17)

2. VËn tèc lón:

VS 

S T

(3.18)

(Gi¸ trÞ vËn tèc lón th­êng thÓ hiÖn ë ®¬n vÞ mm/ th¸ng hoÆc mm/ n¨m)

S

i

S



3. §é lón trung b×nh cña c«ng tr×nh

)TB(

n  1i  n

(3.19)

4. §ä lón lÖch vµ ®é nghiªng nÒn mãng c«ng tr×nh theo h­íng trôc ®o tr­íc

S





- §é lón lÖch gi÷a 2 ®iÓm 1 vµ 2 (h×nh 1.26):

S 1

2

S.   21

(3.20)

Arctg

(

)



- §é nghiªng nÒn mãng c«ng tr×nh theo h­íng 1-2:

S 12 L

12

(3.21)

1 2 L12 0

S1 α ∆S1-2

S2

S

H×nh 2.8: §é lón lÖch vµ ®é nghiªng c«ng tr×nh

5. §o cong däc trôc c«ng tr×nh

§é cong c«ng tr×nh däc theo tuyÕn chØ ®Þnh (1-2-3) bao gåm ®é cong

43

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

tuyÖt ®èi vµ ®é cong t­¬ng ®èi (h×nh 1.27)

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

L13

3 2 1 0

S3 S1

S2

S

H×nh 2.9: §é cong däc trôc c«ng tr×nh

S.2





2

)S 3

r

f



- §é cong tuyÖt ®èi:

S( 2

(3.22)

NÕu f< 0 h­íng cong lâm xuèng d­íi (c«ng tr×nh bÞ vâng, cßn nÕu f > 0

th× ®é cong h­íng lªn phÝa trªn)

- §é cong t­¬ng ®èi:

f  0

f L

13

44

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

(3.23)

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

KÕt luËn

Sau mét thêi gian thùc hiÖn ®Ò tµi “ThiÕt kÕ ph­¬ng ¸n quan tr¾c ®é lón

nhµ chung c­ 25 tÇng Khu ®« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng”. Em rót

ra mét sè nhËn xÐt nh­ sau:

- Trong quan tr¾c lón nhµ chung c­ cao tÇng, l­íi ®­îc thiÕt kÕ gåm 2

bËc : l­íi khèng chÕ vµ l­íi quan tr¾c.

- L­íi khèng chÕ gåm c¸c ®iÓm n»m ngoµi c«ng tr×nh, ®é cao cña c¸c

mèc ph¶i æn ®Þnh trong suèt qu¸ tr×nh ®o lón, l­íi khèng chÕ ®­îc ®o víi ®é

chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng víi l­íi h¹ng I nhµ n­íc. L­íi khèng chÕ c¬ së trong

quan tr¾c ®é lón nhµ chung c­ cao tÇng lµ l­íi tr¾c ®Þa tù do, v× vËy viÖc øng

dông ph­¬ng ph¸p b×nh sai l­íi tù do ®Ó xö lý sè liÖu lµ hoµn toµn phï hîp,

- L­íi quan tr¾c gåm c¸c ®iÓm ®­îc ®Æt ë c¸c cét chÞu lùc cña tßa nhµ,

l­íi ®­îc ®o víi ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng l­íi h¹ng II nhµ n­íc, vµ ¸p dông

ph­¬ng ph¸p b×nh sai gi¸n tiÕp ®Ó xö lý sè liÖu.

- C¶ hai bËc l­íi ®­îc tÝnh ®Òu ®¹t yªu cÇu theo TCXDVN 271:2002.

VËy ph­¬ng ¸n thiÕt kÕ kü thuËt quan tr¾c lón c«ng tr×nh nhµ chung c­ 25

45

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

tÇng Khu ®« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng lµ hoµn toµn kh¶ thi.

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

KiÕn nghÞ

ViÖc thiÕt kÕ m¹ng l­íi quan tr¾c lón c«ng tr×nh ph¶i ®­îc tiÕn hµnh

song song víi qu¸ tr×nh x©y dùng nhµ.

§èi víi m¹ng l­íi quan tr¾c lón trªn c«ng tr×nh ph¶i chuÈn bÞ ®Çy ®ñ

vËt t­, thiÕt bÞ ®Ó x©y dùng hÖ thèng mèc chuÈn, mèc kiÓm tra, m¸y mãc dông

cô ®ñ ®é chÝnh x¸c yªu cÇu ®Æt ra.

Tõ ®ã, chóng t«i ®· x¸c ®Þnh ®­îc c¸c chØ tiªu kü thuËt c¬ b¶n cña c«ng

t¸c quan tr¾c lón c«ng tr×nh nhµ chung c­ cao tÇng. Xin ch©n thµnh c¶m ¬n

thÇy gi¸o h­íng dÉn TS. TrÇn ViÕt TuÊn vµ c¸c thÇy c« gi¸o trong khoa Tr¾c

§Þa C«ng tr×nh ®· tËn t×nh gióp ®ì t«i hoµn thµnh ®å ¸n.

Do ®iÒu kiÖn thêi gian cßn h¹n chÕ vµ kiÕn thøc cña b¶n th©n cã h¹n

nªn b¶n ®å ¸n kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. V× thÕ t«i rÊt mong ®­îc

sù ®ãng gãp ý kiÕn ý kiÕn cña c¸c thÇy c« gi¸o cïng c¸c b¹n ®ång nghiÖp ®Ó

46

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

b¶n ®å ¸n cña t«i ®­îc hoµn thiÖn h¬n, kiÕn thøc ®­îc më réng h¬n

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt

Tµi liÖu tham kh¶o

1. Hoµng Ngäc Hµ, Tr­¬ng Quang HiÕu (1999) C¬ së to¸n häc xö lý sè liÖu

tr¾c ®Þa. NXB Giao th«ng vËn t¶i, Hµ Néi.

2. NguyÔn ThÞ Thu Hµ (2007), “Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p quan tr¾c vµ ph©n

tÝch sè liÖu ®o lón c«ng tr×nh cao tÇng khu vùc Hµ Néi”, LuËn v¨n th¹c sü kü

thuËt, Th­ viÖn tr­êng §¹i häc Má- §Þa chÊt.

3. Phan V¨n HiÕn (1997), ‘‘Quan tr¾c chuyÓn dÞch vµ biÕn d¹ng c«ng tr×nh’’.

Bµi gi¶ng cao häc, Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Hµ Néi.

4. Phan V¨n HiÕn (chñ biªn), Ng« V¨n Hîi, TrÇn kh¸nh, NguyÔn Quang

Phóc, NguyÔn Quang Th¾ng, Phan Hång TiÕn, TrÇn ViÕt TuÊn, “ Tr¾c ®Þa

c«ng tr×nh” NXB Giao th«ng vËn t¶i, Hµ Néi.

5. NguyÔn Quan Phóc (2001), ‘‘Tiªu chuÈn æn ®Þnh cña c¸c ®iÓm ®é cao c¬

së trong ®o lón c«ng tr×nh’’, TuyÓn tËp c¸c c«ng tr×nh khoa häc, Tr­êng §¹i

häc Má- §Þa chÊt, tËp 33, trang 62-64, Hµ Néi.

6. NguyÔn Quang Phóc (2007) , Quan tr¾c chuyÓn dÞch vµ biÕn d¹ng c«ng

tr×nh, Bµi gi¶ng cho sinh viªn chuyªn ngµnh tr¾c ®Þa, Tr­êng §¹i häc Má- §Þa

chÊt.

7. TrÇn Kh¸nh (1996), ‘‘ThuËt to¸n b×nh sai l­íi tù do vµ øng dông trong xö

lý sè liÖu tr¾c ®Þa c«ng tr×nh’’, TuyÓn tËp c¸c c«ng tr×nh khoa häc, Tr­êng

§¹i häc Má- §Þa chÊt.

8. Quy ph¹m ®o thñy chuÈn h¹ng I, II, III, IV. Côc ®o ®¹c vµ b¶n ®ß Nhµ

N­íc. Hµ Néi - 1986.

9. §¬n gi¸ x©y dùng c«ng tr×nh thµnh phè Hµ Néi, “PhÇn kh¶o s¸t x©y dùng,

ban hµnh kÌm theo quyÕt ®Þnh sè 193/2006/Q§- UBND ngµy 25/10/2006”.

NXB X©y dùng.

47

SV: Cao ThÕ H¶i

Líp: Tr¾c ®Þa A- K48

10. TCXDVN 271:2002 do ViÖn Khoa häc C«ng NghÖ X©y dùng biªn so¹n.