§å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
SV: Cao ThÕ H¶i Líp: Tr¾c ®Þa A- K48
1
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 níc ®Ó gii 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 níc 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 lîng 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 Hng"
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 líi quan tr¾c
®é lón c«ng tr×nh
Ch¬ng III. ThiÕt kÕ ph¬ng ¸n quan tr¾c ®é lón c«ng tr×nh nhµ chung
§å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
SV: Cao ThÕ H¶i Líp: Tr¾c ®Þa A- K48
2
c 25 tÇng khu ®« thÞ míi §«ng Nam ®êng TrÇn Duy Hng
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 nhng 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
Cao ThÕ H¶i
§å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
SV: Cao ThÕ H¶i Líp: Tr¾c ®Þa A- K48
3
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 tîng tråi, lón, nghiªng, trît c«ng tr×nh. Qu¸
tr×nh dÞch chuyÓn ®ã gäi lµ hiÖn tîng 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 trêng
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 tîng 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 níc 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 hëng 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.
Sù rung cña nÒn mãng do vËn hµnh c¸c m¸y mãc vµ ph¬ng tiÖn giao th«ng.
§å ¸n tèt nghiÖp Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
SV: Cao ThÕ H¶i Líp: Tr¾c ®Þa A- K48
4
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 díi sù ¶nh hëng cña t¶i träng mét phÝa (c¸c
c«ng tr×nh x©y dùng trªn sên dèc) sÏ g©y nªn sù chuyÓn dÞch ngang vµ trît.
Nh vËy hiÖn tîng 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
tîng sôt lë c«ng tr×nh, lµm cho m¸y mãc vµ d©y chuyÒn s¶n xuÊt ho¹t ®éng
kh«ng b×nh thêng, t¹o ra nhiÒu sù cè g©y thiÖt h¹i ®Õn tµi s¶n cña nhµ níc.
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 vît 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 tríc.
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 Trêng §¹i häc Má - §Þa chÊt
SV: Cao ThÕ H¶i Líp: Tr¾c ®Þa A- K48
5
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:
hAB = a - b (1.1)
trong ®ã: a vµ b lµ sè ®äc chØ gi÷a trªn mia sau vµ mia tríc.
2
2
1
1bb
AB
aa
AB
ab
Ds Dt
*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 thêng hoÆc mia invar
chuyªn dïng cã kÝch thíc 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. Tríc 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
ng¾m ng¾n cÇn ph¶i tu©n thñ theo c¸c chØ tiªu kü thuËt sau [6]:
H×nh 1.1 Tr¹m ®o cao h×nh häc
H×nh 1.2. TuyÕn ®o cao h×nh häc