Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả công tác trắc địa trong thi công công trình nhà siêu cao tầng ở Việt Nam

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

DIÊM CÔNG TRANG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG CÔNG TRÌNH NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

DIÊM CÔNG TRANG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG CÔNG TRÌNH NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ MÃ SỐ: 9520503

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

1. PGS.TS Trần Viết Tuấn 2. PGS.TS Nguyễn Quang Thắng

HÀ NỘI - 2021

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết

quả trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất cứ một công

trình nào khác.

Hà Nội, ngày tháng năm 2021

Tác giả luận án

Diêm Công Trang

MỤC LỤC

Trang

Lời cam đoan ................................................................................................................ i

Danh mục các chữ viết tắt .......................................................................................... vi

Danh mục các bảng biểu ........................................................................................... vii

Danh mục các hình vẽ ............................................................................................. viii

MỞ ĐẦU ..................................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG NHÀ

CAO TẦNG VÀ SIÊU CAO TẦNG .......................................................................... 7

1.1. Khái niệm và lịch sử phát triển nhà siêu cao tầng .............................................. 7

1.1.1. Khái niệm nhà siêu cao tầng ..................................................................... 7

1.1.2. Lịch sử phát triển nhà siêu cao tầng ......................................................... 8

1.2. Công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng và siêu cao tầng ....................... 11

1.2.1. Đặc điểm công tác trắc địa khi thi công nhà cao tầng ............................ 11

1.2.2. Quy trình công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng ......... 12

1.2.3. Các phương pháp chuyền trục theo phương thẳng đứng trong thi công nhà

cao tầng ............................................................................................................. 15

1.2.4. Đặc điểm thi công xây dựng nhà siêu cao tầng ở Việt Nam .................. 21

1.2.5. Các hạn sai trắc địa khi thi công nhà cao tầng và siêu cao tầng ............. 27

1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh đến quá trình thi công xây

dựng nhà siêu cao tầng ............................................................................................ 30

1.3.1. Ảnh hưởng của gió đến vị trí thẳng đứng của công trình ....................... 30

1.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến vị trí thẳng đứng của công trình ... 34

1.3.3. Ảnh hưởng của tải trọng công trình đến vị trí thẳng đứng của công trình .... 35

1.3.4. Tổng hợp các dạng dao động của công trình .......................................... 36

1.4. Các công trình nghiên cứu về công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng và

siêu cao tầng ............................................................................................................ 40

1.4.1. Các công trình nghiên cứu ở nước ngoài ................................................ 40

1.4.2. Các công trình nghiên cứu ở trong nước ................................................ 42

1.4.3. Các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) ......................................................... 44

1.5.1. Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu ................................................ 45

1.5.2. Định hướng nghiên cứu của luận án ....................................................... 46

iii

CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA

TRONG THI CÔNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM ............................... 47

2.1. Nghiên cứu lựa chọn giải pháp trắc địa khắc phục ảnh hưởng sự dao động trong

thi công nhà siêu cao tầng ....................................................................................... 47

2.1.1. Đặc điểm công tác trắc địa trong thi công nhà siêu cao tầng ở Việt Nam .... 47

2.1.2. Lựa chọn giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa trong thi công nhà siêu cao

tầng ở Việt Nam................................................................................................ 48

2.2. Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa trong thi công nhà siêu cao tầng

ở Việt Nam .............................................................................................................. 51

2.2.1. Nguyên lý của giải pháp kỹ thuật ứng dụng công nghệ GNSS - RTK và máy

TĐĐT để xác định vị trí các điểm trục chính NSCT trong quá trình thi công ....... 51

2.2.2. Yêu cầu độ chính xác của công tác trắc địa khi thi công nhà siêu cao tầng .. 56

2.2.3. Đánh giá khả năng ứng dụng của giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ

GNSS - RTK kết hợp máy TĐĐT trong thi công nhà siêu cao tầng ................ 58

2.3. Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác khi sử dụng kết hợp công nghệ

GNSS - RTK và máy TĐĐT trong thi công nhà siêu cao tầng ở Việt Nam ........... 59

2.3.1. Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác định vị bằng công nghệ

GNSS - RTK trong thi công NSCT ở Việt Nam .............................................. 59

2.3.2. Ứng dụng phép lọc Kalman để xử lý số liệu thu GNSS - RTK ............ 64

2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng độ nghiêng của sàn thi công nhà siêu cao tầng ..... 67

2.3.4. Tính chuyển tọa độ đo GNSS - RTK về hệ tọa độ thi công công trình .. 70

2.3.5. Kiểm tra đánh giá tính ổn định của điểm đặt trạm base ......................... 73

2.4. Nghiên cứu xây dựng quy trình sử dụng của công nghệ GNSS - RTK kết hợp

với máy TĐĐT trong thi công nhà siêu cao tầng ở Việt Nam ................................ 74

2.4.1. Thành lập lưới khống chế bên ngoài công trình ..................................... 74

2.4.2. Công tác trắc địa trong thi công phần móng công trình ......................... 74

2.4.3. Sử dụng công nghệ GNSS-RTK đo kiểm tra hệ thống trục công trình đã

được bố trí trên mặt móng công trình ............................................................... 75

2.4.4. Chuyển các điểm khống chế (trục công trình) lên cao ........................... 75

2.4.5. Bố trí chi tiết trên các mặt bằng xây dựng .............................................. 79

2.4.6. Đo vẽ hoàn công ..................................................................................... 79

2.4.7. Công tác trắc địa trong giai đoạn hoàn thiện công trình ........................ 80

2.4.8. Quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình .......................................... 81

2.5. Nghiên cứu mở rộng khả năng ứng dụng của công nghệ GNSS-RTK kết hợp

với máy TĐĐT trong một số dạng công tác trắc địa công trình ............................. 81

2.5.1. Nghiên cứu ứng dụng của công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT

trong thi công nhà cao tầng .............................................................................. 81

2.5.2. Ứng dụng của công nghệ GNSS-RTK kết hợp với máy TĐĐT trong công

tác tư vấn giám sát, kiểm tra nghiệm thu nhà cao tầng .................................... 82

2.6. Nhận xét............................................................................................................ 82

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH

MÁY TÍNH PHỤC VỤ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG NHÀ SIÊU

CAO TẦNG Ở VIỆT NAM ...................................................................................... 83

3.1. Sự cần thiết phải xây dựng chương trình máy tính chuyên dụng ..................... 83

3.2. Xây dựng sơ đồ khối và thuật toán ................................................................... 83

3.2.1. Xây dựng sơ đồ khối .............................................................................. 84

3.2.2. Xây dựng thuật toán ............................................................................... 85

3.3. Xây dựng các Modul của chương trình ............................................................ 93

3.3.1. Giới thiệu về Super HBDV 1.0 .............................................................. 93

3.3.2. Nhận xét .................................................................................................. 98

CHƯƠNG 4 MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐO ĐẠC VÀ TÍNH TOÁN THỰC NGHIỆM . 99

4.1. Thực nghiệm khảo sát độ chính xác định vị điểm bằng công nghệ GNSS - RTK

với khoảng thời gian thu tín hiệu tăng lên 1 phút và 5 phút (Thực nghiệm 1)........ 99

4.1.1. Mục đích thực nghiệm ............................................................................ 99

4.1.2. Nội dung thực nghiệm ............................................................................ 99

4.1.3. Kết quả thực nghiệm............................................................................. 101

4.2. Khảo sát độ chính xác phát hiện chuyển dịch do dao động của NSCT bằng công

nghệ GNSS - RTK (Thực nghiệm 2) ..................................................................... 102

4.2.1. Mục đích thực nghiệm .......................................................................... 102

4.2.2. Nội dung thực nghiệm .......................................................................... 103

4.2.3. Kết quả thực nghiệm............................................................................. 104

4.3. Thực nghiệm đánh giá độ tin cậy và độ chính xác của hệ thống GNSS - RTK

kết hợp máy TĐĐT xử lý bằng phần mềm Super HBDV 1.0 trên mô hình (Thực

nghiệm 3) ............................................................................................................... 106

4.3.1. Mục đích thực nghiệm .......................................................................... 106

4.3.2. Nội dung và kết quả thực nghiệm ......................................................... 106

4.3.3. Nhận xét ................................................................................................ 115

4.4. Thực nghiệm ứng dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp máy TĐĐT và phần

mềm Super HBDV 1.0 tại tháp V3 dự án xây dựng chung cư 50 tầng Terra - An

Hưng (Hà Đông - TP Hà Nội) (Thực nghiệm 4) ................................................... 115

4.4.1. Giới thiệu dự án .................................................................................... 115

4.4.2. Mục đích thực nghiệm .......................................................................... 116

4.4.3. Sơ đồ hệ thống lưới khống chế phục vụ thi công xây dựng dự án ....... 116

4.4.4. Nội dung thực nghiệm .......................................................................... 117

4.4.5. Nhận xét ................................................................................................ 120

4.5. Thực nghiệm ứng dụng phần mềm SUPER.HBD V1.0 tại dự án Golden Park

Tower ..................................................................................................................... 121

4.5.1. Giới thiệu dự án .................................................................................... 121

4.5.2. Mục đích thực nghiệm .......................................................................... 121

4.5.3. Nội dung và kết quả thực nghiệm ......................................................... 121

4.5.4. Kết quả thực nghiệm............................................................................. 123

4.5.5. Nhận xét ................................................................................................ 124

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ................................................................................. 125

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ

ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG LUẬN ÁN

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

: Trạm base BS

: Điểm gốc ĐG

: Electronic Distance Measurement EDM

: Global Positioning System GPS

: Global Navigation Satellite System GNSS

: Nhà cao tầng NCT

: Nhà siêu cao tầng NSCT

: Khoa học Công nghệ KHCN

: Phương trình điều kiện PTĐK

: Sai số trung phương SSTP

: Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN

: Toàn đạc điện tử TĐĐT

: Real Time Kinematic RTK

: Xử lý số liệu XLSL

WGS-84 : World Geodetic System - 1984

vii

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

TT Tên bảng Trang

Bảng 1.1. Một số công trình nhà cao tầng ở Việt Nam ............................................. 10

Bảng 1.2. Độ chính xác yêu cầu chuyển trục công trình lên cao .............................. 15

Bảng 1.3. Sai lệch cho phép về chuyền tọa độ lên các tầng thi công ....................... 27

Bảng 1.4. Sai số cho phép theo chiều đứng trong thi công các loại kết cấu bê tông

cốt thép ..................................................................................................... 27

Bảng 1.5. Một số chỉ tiêu kỹ thuật cho công tác trắc địa khi lắp ráp các kết cấu bê

tông cốt thép để xây dựng nhà cao tầng .................................................. 28

Bảng 1.6. Sai lệch cho phép bố trí thi công công trình, bố trí đường trục và chuyền

độ cao ....................................................................................................... 29

Bảng 2.1. Kết quả đo xác định toạ độ lưới thực nghiệm theo các phương pháp đo

khác nhau ................................................................................................. 71

Bảng 2.2. So sánh toạ độ các điểm lưới thực nghiệm sau tính chuyển ..................... 73

Bảng 4.1. Kết quả xử lý số liệu đo GNSS - RTK ................................................... 101

Bảng 4.2. Phân tích kết quả đo GNSS-RTK xác định chuyển dịch giữa điểm A và A1 .. 105

Bảng 4.3. Bảng thống kê tọa độ các điểm khống chế- lưới thực nghiệm ............... 107

Bảng 4.4. Số liệu giao hội nghịch tại trạm máy TĐĐT - M (phương án 1) ........... 109

Bảng 4.5. So sánh yếu tố bố trí góc β và khoảng cách S - phương án 1 ................. 109

Bảng 4.6. Số liệu giao hội nghịch tại trạm máy TĐĐT - M (phương án 2) ........... 110

Bảng 4.7. So sánh yếu tố bố trí góc β và khoảng cách S - phương án 2 ................ 111

Bảng 4.8. So sánh tọa độ thiết kế với toạ độ của các điểm đo kiểm tra .................. 112

Bảng 4.9. Yếu tố bố trí góc β và khoảng cách S của vị trí (1, 2, 3, 4) .................... 114

Bảng 4.10. So sánh yếu tố bố trí khoảng cách đo thực tế và khoảng cách thiết kế .... 114

Bảng 4.11. Bảng thống kê các hệ tọa độ của lưới khống chế cơ sở mặt bằng tại dự án

Terra - An Hưng .................................................................................... 117

Bảng 4.12. Số liệu giao hội trạm máy TĐĐT - M ................................................. 118

Bảng 4.13. So sánh yếu tố bố trí góc β và khoảng cách S ...................................... 120

Bảng 4.14. Bảng thống kê các hệ tọa độ của lưới khống chế cơ sở mặt bằng tại dự án

Golden Park Tower ................................................................................ 122

Bảng 4.15. Số liệu giao hội trạm máy TĐĐT - M ................................................. 123

Bảng 4.16. So sánh yếu tố bố trí góc β và khoảng cách S ...................................... 123

viii

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

TT Tên hình Trang

Hình 1.1. Tòa nhà Trung tâm thương mại thế giới (Hoa Kỳ) ..................................... 8

Hình 1.2. Tòa nhà Lotte World Tower (Hàn Quốc).................................................... 8

Hình 1.3. Tòa nhà Trung tâm Tài chính Quốc tế Bình An (Trung Quốc) .................. 9

Hình 1.4. Tòa tháp Thượng Hải (Trung Quốc) ........................................................... 9

Hình 1.5. Tòa nhà Burj Khalifa (UAE) ....................................................................... 9

Hình 1.6. Tòa tháp đôi Petronas Tower2 (Malaysia) .................................................... 9

Hình 1.7. Chiều cao các tòa nhà nổi tiếng trên thế giới ............................................ 10

Hình 1.8. Toà nhà Bitexco Financial Tower ................................................................. 11

Hình 1.9. Toà nhà Keangnam Hanoi ......................................................................... 11

Hình 1.10. Toà nhà Lotte Center Hanoi .................................................................... 11

Hình 1.11. Toà nhà The Landmark 81 ...................................................................... 11

Hình 1.12. Cấu tạo dụng cụ dọi ngược ..................................................................... 16

Hình 1.13. Sơ đồ chuyển tọa độ lên cao bằng máy kinh vĩ ...................................... 16

Hình 1.14. Sơ đồ chuyền toạ độ lên cao bằng máy toàn đạc điện tử ........................ 18

Hình 1.15. Máy chiếu đứng quang học ..................................................................... 19

Hình 1.16. Máy chiếu đứng laze DZJ2 ..................................................................... 19

Hình 1.17. Chuyển trục công trình bằng máy chiếu đứng ........................................ 19

Hình 1.18. Xác định điểm trên mặt sàn bằng công nghệ GNSS ............................... 21

Hình 1.19. Phân bố cường độ bê tông lõi, khung chịu lực NSCT theo dạng kết cấu và

chiều cao công trình - Hà Nội Landmark Tower ..................................... 22

Hình 1.20. Giải pháp lựa chọn thiết bị vận chuyển, phân phối và rót vữa bê tông... 23

Hình 1.21. Hệ thống ván khuôn trượt ....................................................................... 25

Hình 1.22. Công tác thi công ván khuôn (Cốp pha) tại dự án Landmark 81 ........... 26

Hình 1.23. Công tác thi công cốt thép tại dự án Landmark 81 ................................ 26

Hình 1.24. Biểu đồ áp lực gió quy về dạng hình thang tương đương ....................... 34

Hình 1.25. Các dạng dao động của công trình .......................................................... 38

Hình 1.26. Dạng dao động loại 1,2 của tòa nhà siêu cao tầng .................................. 39

Hình 1.27. Dạng dao động loại 3 của tòa nhà siêu cao tầng ..................................... 39

Hình 2.1. NSCT bị dao động do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh ................... 48

Hình 2.2. Mô tả hiện tượng dao động công trình có chiều cao lớn........................... 49

Hình 2.3. Giải pháp ứng dựng công nghệ GNSS - RTK trong thi công NSCT ........ 52

Hình 2.4. Nguyên lý bố trí trục công trình NSCT bằng công nghệ GNSS - RTK và

máy TĐĐT ............................................................................................... 52

Hình 2.5. Sơ đồ bố trí các trạm rover trên sàn copha trượt ....................................... 53

Hình 2.6. Sơ đồ công nghệ GNSS - RTK ................................................................. 59

Hình 2.7. Thiết bị kiểm định độ chính xác công nghệ GNSS - RTK ....................... 61

Hình 2.8. Sơ đồ mạng lưới thực nghiệm phát hiện chuyển dịch dao động của

NSCT ....................................................................................................... 64

Hình 2.9. Góc nghiêng γ của sàn thi công tại thời điểm ti ........................................ 68

Hình 2.10. Lưới đo thực nghiệm (thực nghiệm 2) .................................................... 70

Hình 2.11. Sơ đồ bố trí các rover và trạm base chuyển trục lên cao trong thi công nhà

siêu cao tầng ............................................................................................ 76

Hình 2.12. Sơ đồ quy trình chuyển trục lên cao trong thi công nhà siêu cao tầng ... 77

Hình 3.1. Sơ đồ khối chương trình máy tính phục vụ công tác trắc địa thi công nhà

siêu cao tầng ............................................................................................ 84

Hình 3.2. Sơ đồ khối các bước tính toán trong phép lọc Kalman ............................. 86

Hình 3.3. Hệ toạ độ gốc của hệ thứ nhất trong hệ thứ hai ........................................ 90

Hình 3.4. Sơ đồ tính yếu tố bố trí từ trạm máy TĐĐT- M ........................................ 92

Hình 3.5. Giao diện chính ......................................................................................... 93

Hình 3.6. Giao diện tổng quan .................................................................................. 94

Hình 3.7. Giao diện cài đặt hệ tọa độ ........................................................................ 94

Hình 3.8. Giao diện cài đặt các tham số đo GNSS - RTK ........................................ 95

Hình 3.9. Giao diện cài đặt các điểm GNSS - RTK.................................................. 95

Hình 3.10.Giao diện nhập điểm trạm máy TĐĐT .................................................... 96

Hình 3.11. Giao diện nhập các cạnh đo .................................................................... 96

Hình 3.12. Giao diện nhập các góc đo ...................................................................... 97

Hình 3.13. Giao diện nhập các điểm bố trí ............................................................... 97

Hình 3.14. Giao diện Phần mềm chạy và nhận dữ liệu GNSS - RTK ...................... 98

Hình 3.15. Giao diện kết quả tính toán và bố trí điểm .............................................. 98

Hình 4.1. Trạm rover thực nghiệm 1 ....................................................................... 100

Hình 4.2. Trạm base thực nghiệm 1 ........................................................................ 100

Hình 4.3. GNSS - R8S có gắn gương 3600 ............................................................. 102

Hình 4.4. Gương 360 độ .......................................................................................... 102

Hình 4.5. Sơ đồ mạng lưới thực nghiệm 2 .............................................................. 103

Hình 4.6. Trạm Base - Thực nghiệm 2 .................................................................... 104

Hình 4.7. Trạm Rove - Thực nghiệm 2 ................................................................... 104

Hình 4.8. Lưới khống chế trắc địa thực nghiệm 3 ................................................. 106

Hình 4.9a. Máy GNSS - RTK - Gắn gương 360o và hệ thu phát sóng 3G ............. 107

Hình 4.9. Sơ đồ lưới thực nghiệm - phương án 1 ................................................... 108

Hình 4.10. Sơ đồ lưới thực nghiệm - phương án 2 ................................................ 110

Hình 4.11. Sơ đồ biểu diễn kết quả đo kiểm tra thực nghiệm ................................. 111

Hình 4.12. Sơ đồ lưới thực nghiệm - phương án 3 ................................................ 113

Hình 4.13. Phối cảnh dự án Terra - An Hưng(Hà Đông - Tp Hà Nội) ................... 116

Hình 4.14. Sơ đồ lưới khống chế mặt bằng tại dự án Terra - An Hưng ................. 116

Hình 4.15. Công tác thiết lập và cài đặt trạm rover ................................................ 118

Hình 4.16. Sơ đồ bố trí trạm base và rover, trạm máy TĐĐT ................................ 119

Hình 4.17. Xác định các yếu tố bố trí trên Super HBDV 1.0 ................................. 119

Hình 4.18. Phối cảnh công trình Golden Park Tower ............................................. 121

Hình 4.19. Sơ đồ lưới thực nghiệm Golden Part Tower - Super HBD V1.0 .......... 122

MỞ ĐẦU

1. Tính cấp thiết của đề tài

Trong bối cảnh hiện đại hóa, công nghiệp hóa đất nước, ngày càng nhiều công

trình công nghiệp, khu đô thị, tổ hợp khách sạn, văn phòng, nhà cao tầng, siêu cao tầng

đang phát triển rất mạnh. Với sự đầu tư của các tập đoàn kinh tế trong và ngoài nước,

ngày càng nhiều NSCT được xây dựng tại các thành phố lớn như Tp. Hồ Chí Minh,

Tp. Hà Nội, Tp. Đà Nẵng, Tp. Nha Trang...

Các công trình NSCT đã góp phần tích cực giải quyết vấn đề nhà ở, văn phòng

trong thời kỳ mở cửa của đất nước. Các dự án NSCT không những đáp ứng nhu cầu

về nhà ở của con người mà còn làm cho bộ mặt đô thị trở nên đẹp đẽ, khang trang. Ở

nước ta hiện nay công việc xây dựng các tòa NSCT được thực hiện trên cơ sở ứng

dụng các công nghệ hiện đại, cho phép xây dựng các công trình có hình dạng kiến

trúc đa dạng với chiều cao lớn. Trên thế giới các tòa nhà cao tầng đạt đến chiều cao

400 - 500m là khá phổ biến. Đặc biệt có toà nhà Burj Khalifa tại Dubai cao 162 tầng

(828m) là toà nhà cao nhất thế giới hiện nay, còn ở Việt Nam công trình The

Landmark 81 đang là tòa nhà cao nhất Việt Nam và Đông Nam Á.

Việt Nam cũng là một đất nước đang phát triển mạnh việc xây dựng NSCT.

Trong khoảng vài năm gần đây, loại hình NSCT được xây dựng nhiều, nhưng vẫn

còn rất nhiều vấn đề cần nghiên cứu trong thiết kế, thi công xây dựng, thẩm định

và quản lý chất lượng công trình NSCT ở Việt Nam.

Để đảm bảo độ thẳng đứng của các tòa nhà thì trên tất cả các tầng phải triển

khai hệ thống trục của tòa nhà từ các điểm lưới khống chế tọa độ thi công công trình

được xây dựng ngay từ khi khởi công dự án, sau khi xây dựng xong mỗi sàn xây

dựng, cần phải thực hiện công việc chuyển tọa độ lên mặt sàn thi công mới bằng

TĐĐT hoặc máy chiếu đứng, sử dụng kết hợp công nghệ GNSS và máy TĐĐT. Dựa

vào hệ thống các mốc mới chuyển lên tiến hành bố trí các trục trên tầng mới với giả

thiết là vị trí mặt sàn mới xây là cố định không bị dịch chuyển vì bất cứ nguyên nhân

nào. Độ thẳng đứng của các toà nhà phải được đảm bảo theo tiêu chuẩn và quy phạm

cho phép. Như vậy, nếu quá trình chuyển tọa độ và triển khai các trục chính xác không

có sai sót thì khi chiếu hệ thống trục của tòa nhà lên một mặt phẳng ngang thì chúng

sẽ trùng khít lên nhau, tất cả các kết cấu trên tầng sẽ được triển khai từ các trục này

và độ thẳng đứng của tòa nhà sẽ được đảm bảo.

Đối với tòa NSCT thì các mặt sàn mới xây dựng không thể coi là cố định mà bị dao động do tác động của các yếu tố ngoại cảnh như tải trọng gió, do hoạt động

xây dựng, tác động nhiệt của mặt trời và rất nhiều tác nhân khác,… và tải trọng bản

thân công trình. Biên độ dao động của khối xây là tương đối lớn lớn (có thể đạt đến

đơn vị mét) và không có quy luật.

Như vậy, nếu chúng ta chuyển tọa độ từ dưới mặt đất lên trên tầng (n ≥ 40)

một cách chính xác và dựa vào đó để triển khai các trục của tòa nhà nhưng giả sử tại

thời điểm đó do tác động của yếu tố ngoại cảnh mặt sàn mà chúng ta chuyển tọa độ

lên đã bị xê dịch. Sau khi chuyển tọa độ lên mặt sàn lại có vị trí khác trong không

gian, như vậy giá trị tọa độ của các điểm mà chúng ta chuyển lên lúc này đã bị thay

đổi và các trục mà chúng ta triển khai đã sai lệch so với bản vẽ thiết kế, kết quả là độ

thẳng đứng của tòa nhà không được đảm bảo.

Nhiệm vụ chính của công tác trắc địa trong thi công NSCT là đảm bảo cho

công trình được xây dựng đúng vị trí, kích thước hình học thiết kế và điều quan trọng

nhất là đảm bảo độ thẳng đứng theo yêu cầu. Do đó công tác trắc địa trong thi công

NSCT được triển khai ngay từ khi bắt đầu khởi công xây dựng cho đến các giai đoạn

thi công, hoàn thiện và đưa vào sử dụng.

Vì vậy, nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao hiệu quả công tác trắc địa

trong thi công NSCT theo đúng thiết kế trong điều kiện tòa nhà bị dao động do ảnh

hưởng của các yếu tố ngoại cảnh là rất cần thiết và phù hợp với thực tiễn ở Việt Nam

hiện nay. Đó cũng chính là mục tiêu nghiên cứu của đề tài mà chúng tôi thực hiện.

2. Mục tiêu của đề tài

Mục tiêu của đề tài là: Xác lập cơ sở khoa học và phương pháp luận xây

dựng giải pháp kỹ thuật trắc địa nhằm nâng cao hiệu quả và độ chính xác thi công

NSCT ở Việt Nam.

3. Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu là công tác trắc địa trong thi công NSCT ở Việt Nam.

4. Phạm vi nghiên cứu

Phạm vi nghiên cứu của luận án bao gồm: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật đảm

bảo độ chính xác thi công các công trình NSCT trong quá trình thi công; nghiên cứu

nâng cao hiệu quả công tác trắc địa trong thi công công trình NSCT ở Việt Nam;

nghiên cứu giải pháp công nghệ và thiết bị đo đạc hiện đại đang có tại Việt Nam nhằm

đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết để đảm bảo độ chính xác trong thi công

NSCT ở nước ta.

5. Nội dung nghiên cứu

- Khảo sát ảnh hưởng của các yếu tố tác động của môi trường bên ngoài (nhiệt độ,

gió...), và tải trọng của các vật liệu xây dựng, gây ra hiện tượng dao động của công trình

NSCT trong không gian và theo thời gian trong quá trình thi công.

- Nghiên cứu sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT để xác

định toạ độ tức thời của các điểm trục chính trên các sàn thi công dùng để bố trí khi thi

công NSCT.

- Nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật trắc địa nhằm xác định và bố trí hệ trục công

trình trên các sàn thi công NSCT đảm bảo yêu cầu thiết kế.

6. Phương pháp nghiên cứu

Trong luận án sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:

- Phương pháp thống kê: Tìm kiếm, thu thập tài liệu và cập nhật các thông tin

trên mạng internet và các thư viện.

- Phương pháp phân tích: Phân tích có lôgic các tư liệu, số liệu làm cơ sở để

giải quyết các vấn đề đặt ra.

- Phương pháp toán học: Tập hợp các quy luật, định lý toán học để chứng minh

một số công thức phục vụ cho việc tính toán.

- Phương pháp so sánh: Đối chiếu với các kết quả nghiên cứu khác hoặc các

nội dung liên quan để so sánh, đánh giá, đưa ra giải pháp phù hợp.

- Phương pháp thực nghiệm: Tiến hành các thực nghiệm cụ thể để chứng minh

lý thuyết, khẳng định tính đúng đắn, khả thi và đi đến kết luận.

- Phương pháp ứng dụng tin học: Xây dựng các thuật toán và lập các chương

trình tính toán trên máy tính.

- Phương pháp chuyên gia: Tiếp thu ý kiến của người hướng dẫn, tham khảo

ý kiến các nhà khoa học, các đồng nghiệp về các vấn đề trong nội dung đề tài.

7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài luận án

Ý nghĩa khoa học:

- Kết quả nghiên cứu của luận án đóng góp vào sự phát triển và hoàn thiện công

tác trắc địa trong thi công công trình NSCT.

- Kết quả nghiên cứu của luận án sẽ góp phần nâng cao trình độ và khả năng của

ngành xây dựng Việt Nam trong xây dựng các công trình lớn và tiêu biểu mang tầm

cỡ quốc tế.

Ý nghĩa thực tiễn:

- Các kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng để tiến hành triển khai công tác

trắc địa trong thi công xây dựng NSCT ở Việt Nam.

- Kết quả nghiên cứu có thể được ứng dụng trong công tác tư vấn giám sát, kiểm

tra nghiệm thu công trình trong quá trình thi công và trước khi đưa vào sử dụng các

công trình NCT và NSCT ở nước ta.

8. Các luận điểm bảo vệ

Luận điểm 1: Do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh và trọng tải công trình,

nên toàn bộ hay từng phần của công trình NSCT sẽ bị dao động tương đối lớn và

không có quy luật chung, vì vậy cần nghiên cứu giải pháp kỹ thuật phù hợp để nâng

cao hiệu quả và độ chính xác công tác trắc địa trong thi công NSCT.

Luận điểm 2: Giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với

máy toàn đạc điện tử đề xuất trong luận án cho phép xác định vị trí tức thời các điểm

trên sàn xây dựng với độ chính xác đáp ứng tiêu chuẩn thi công nhà siêu cao tầng.

Luận điểm 3: Chương trình máy tính Super HBD V1.0 sử dụng cho hệ thống

GNSS- RTK và máy toàn đạc điện tử cho phép tự động hóa quá trình xử lý số liệu

trắc địa nhằm nâng cao hiệu quả phục vụ thi công nhà siêu cao tầng.

9. Những điểm mới của đề tài luận án

- Đề xuất giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với các

thiết bị trắc địa khác nhằm đảm bảo bố trí công trình đáp ứng yêu cầu kỹ thuật trong

thi công NSCT ở Việt Nam.

- Đã nghiên cứu các giải pháp nâng cao độ chính xác và khả năng ứng dụng

công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy toàn đạc điện tử để xác định vị trí tức thời

của các điểm trục chính trên sàn xây dựng NSCT trong quá trình thi công.

- Xây dựng thuật toán và thành lập chương trình máy tính chuyên dụng Super

HBDV 1.0 dùng cho thi công, kiểm tra nghiệm thu công trình NCT và NSCT. Phần

mềm Super HBDV1.0 đã cho phép ghép nối tín hiệu, tự động hoá quá trình xử lý số

liệu trên các sàn xây dựng đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật và tiến độ thi công NSCT

ở nước ta.

10. Cấu trúc của luận án

Cấu trúc luận án gồm ba phần:

Phần mở đầu: Giới thiệu tổng quan về luận án, tính cấp thiết, mục đích, ý nghĩa

và tình hình nghiên cứu trong nước và ngoài nước về những vấn đề liên quan đến nội

dung của luận án. Từ đó hình thành phương pháp, nội dung nghiên cứu, đồng thời

đưa ra các luận điểm bảo vệ và điểm mới của luận án.

Phần nội dung nghiên cứu chính được trình bày trong 4 chương

Chương 1: Tổng quan về công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng và siêu

cao tầng

Chương 2: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa trong thi công nhà

siêu cao tầng ở Việt Nam

Chương 3: Nghiên cứu xây dựng thuật toán và chương trình máy tính phục vụ

công tác trắc địa thi công nhà siêu cao tầng ở Việt Nam

Chương 4: Một số kết quả đo đạc và tính toán thực nghiệm

Phần kết luận: Tổng hợp lại các vấn đề nghiên cứu trong luận án, đưa ra những

nhận xét, đánh giá các giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả công tác trắc địa trong thi

công công trình NSCT ở Việt Nam cũng như định hướng phát triển trong tương lai.

11. Lời cảm ơn

Trước hết, nghiên cứu sinh xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc

đến người hướng dẫn khoa học PGS.TS Trần Viết Tuấn, PGS.TS Nguyễn Quang

Thắng đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ và cho nhiều chỉ dẫn khoa học có giá trị giúp

nghiên cứu sinh hoàn thành các nội dung của luận án.

Nghiên cứu sinh xin cảm ơn các Thầy, Cô trong khoa Trắc địa - Bản đồ và Quản

lý đất đai - Trường Đại học Mỏ - Địa chất, các đồng nghiệp trong ngành Trắc địa và

đặc biệt là các Thầy, Cô trong bộ môn Trắc địa công trình đã giúp đỡ và có những ý

kiến đóng góp quý báu cho tác giả hoàn thiện nội dung của luận án.

Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp ở Viện KHCN Xây

dựng - Bộ Xây dựng đã tận tình giúp đỡ cho tác giả được tiếp cận và tham gia vào thực

tế sản xuất để có được các số liệu thực nghiệm trong luận án.

Cuối cùng, nghiên cứu sinh xin bày tỏ lòng cảm ơn đối với những người thân

trong gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, chia sẻ những khó khăn với nghiên

cứu sinh trong suốt thời gian thực hiện luận án.

Nghiên cứu sinh xin chân thành cảm ơn tất cả những sự giúp đỡ quý báu đó.

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG

NHÀ CAO TẦNG VÀ SIÊU CAO TẦNG

1.1. Khái niệm và lịch sử phát triển nhà siêu cao tầng

1.1.1. Khái niệm nhà siêu cao tầng

NSCT là những công trình nhà dân dụng hoặc công nghiệp (trong đó đa số là

nhà dân dụng) có đặc điểm chung là gồm nhiều tầng, với kích thước tiết diện ngang

nhỏ hơn nhiều lần chiều cao công trình. NSCT được đặc trưng bởi số tầng của nó.

Khái niệm về NSCT có thể khác nhau tuỳ theo từng quốc gia và từng khu vực. Ở

nước ta hiện nay có phân loại nhà cao tầng và siêu cao tầng theo Ủy ban NCT Quốc

tế [44] như sau:

Cao tầng nhóm một: từ 9 tầng đến 16 tầng (H < 50 m);

Cao tầng nhóm hai: từ 17 tầng đến 25 tầng (H < 75 m);

Cao tầng nhóm ba: từ 26 tầng đến 40 tầng (H < 100 m);

Cao tầng nhóm bốn: từ 40 tầng trở lên, có chiều cao H > 100 m gọi là NSCT

Ngoài cách phân loại theo số tầng, NSCT còn được phân loại theo như sau:

- Phân loại theo mục đích sử dụng: nhà ở; nhà làm việc và các dịch vụ khác;

- Phân loại theo hình dạng:

Nhà tháp: mặt bằng hình tròn, tam giác, vuông, đa giác đều cạnh, trong đó giao

thông theo phương đứng tập trang vào một khu vực duy nhất.

Nhà dạng thanh: mặt bằng chữ nhật, trong đó có nhiều đơn vị giao thông theo

phương thẳng đứng.

- Phân loại theo vật liệu cơ bản dùng để thi công kết cấu chịu lực: nhà cao tầng

bằng bê tông cốt thép; nhà cao tầng bằng thép; nhà cao tầng có kết cấu tổ hợp bằng

Bê tông cốt thép và thép.

- Phân loại theo dạng kết cấu chịu lực: kết cấu thuần khung; kết cấu tấm (vách);

kết cấu hệ lõi “Kết cấu hệ ống”; kết cấu hỗn hợp.

Các nước trên thế giới tùy theo sự phát triển NCT và NSCT của mình mà có

cách phân loại khác nhau. Hiện nay ở nước ta đang có xu hướng theo sự phân loại

của Ủy ban NCT Quốc tế.

1.1.2. Lịch sử phát triển nhà siêu cao tầng

1.1.2.1. Trên thế giới

Từ đầu thế kỉ XX đến nay, sự phát triển của khoa học kỹ thuật (như công nghệ

vật liệu, công nghệ chế tạo máy...) đã đưa thế giới vào một cuộc chạy đua xây dựng

các công trình chọc trời. Do vậy NSCT xuất hiện và trở thành biểu tượng cho sự phồn

thịnh và phát triển của các Quốc gia trên thế giới.

- Năm 1913 cao ốc Woolworth Building được xây dựng (57 tầng, 241 m)

- Năm 1930 xây dựng cao ốc Chrysler chiều cao 319m; sau vài tháng tòa nhà

Empire State Building được xây dựng cao 102 tầng, tính cả ăngten - cao 448m

- Sau đó tháp đôi World Trade Center ra đời cao 415 và 417 m

- Năm 1973 xây dựng Sears Tower ở Chicagol, cao 442 m.

- Jin Mao Tower ShangHai cao 421 m (86 tầng);

- Petronas Tower Malaysia cao 450 m (95 tầng)

- Taipei 101 - Đài Loan cao 508 m (101 tầng)

- Burj Khalifa tại Dubai cao 828m (162 tầng)

Hình 1.1. Tòa nhà Trung tâm thương Hình 1.2. Tòa nhà Lotte World Tower

mại thế giới (Hoa Kỳ) (Hàn Quốc)

Hình 1.3. Tòa nhà Trung tâm Tài chính Hình 1.4. Tòa tháp Thượng Hải

Quốc tế Bình An (Trung Quốc) (Trung Quốc)

Hình 1.5. Tòa nhà Burj Khalifa (UAE) Hình 1.6. Tòa tháp đôi Petronas

Tower2 (Malaysia)

Trên thế giới các tòa nhà cao tầng đã đạt đến chiều cao 400 - 500 m là khá phổ

biến, đặc biệt có toà nhà Burj Khalifa tại Dubai cao 162 tầng (828 m) là toà nhà cao

nhất thế giới hiện nay.

Hình 1.7. Chiều cao các tòa nhà nổi tiếng trên thế giới

1.1.2.2. Ở Việt Nam

Trong khoảng hai mươi năm trở lại đây, đất nước ta đã xây dựng rất nhiều công

trình NCT. Các công trình NCT đã đem lại cho các đô thị Việt Nam một cảnh quan

mới, một không gian kiến trúc hiện đại. Tại Việt Nam trong những năm gần đây số

lượng nhà có số tầng từ 20 trở lên tăng rất nhanh: SaiGon Plaza 33 tầng, Hanoi Tower

25 tầng, Vetcombank Tower 68 tầng (đang xây dựng), khu đô thị Trung Hòa 34 tầng,

chung cư Sông Đà ở Km10 Nguyễn Trãi 34 tầng; Keangnam Hanoi Landmark Tower

345m (70 tầng), Trung tâm tài chính Bitexco 262,5m (68 tầng), Hanoi City Complex

195m (65 tầng)...

Bảng 1.1. Một số công trình nhà cao tầng ở Việt Nam

Công trình Số tầng Cao, m

The Landmark 81 81 461,2

Keangnam Hanoi Landmark Tower 72 336

Lotte Center Hà Nội 65 267

Bitexco Financial Tower (TPHCM) 68 262,5

Vietcombank Tower (TPHCM) 40 206

Saigon One Tower (TPHCM) 42 195,3

Diamond Flower Tower (Hà Nội) 40 177

Hình 1.8. Toà nhà Bitexco Financial Tower Hình 1.9. Toà nhà Keangnam Hanoi

Hình 1.10. Toà nhà Lotte Center Hanoi Hình 1.11. Toà nhà The Landmark 81

1.2. Công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng và siêu cao tầng

1.2.1. Đặc điểm công tác trắc địa khi thi công nhà cao tầng

Trong thi công NCT có số tầng nhiều (công trình dưới 40 tầng), có chiều cao

H ≤ 100 m, công tác trắc địa ở các tầng được lặp đi lặp lại nhiều lần, trị số sai lệch

theo chiều đứng của kết cấu trực tiếp ảnh hưởng tới khả năng chịu lực của công trình

cho nên trong đo đạc thi công yêu cầu độ chính xác của việc chuyển trục theo chiều

thẳng đứng là rất cao, thiết bị đo và phương pháp đo phải thích hợp với loại hình kết

cấu, phương pháp thi công và điều kiện của hiện trường.

Công tác trắc địa thi công các kết cấu kiến trúc rất phức tạp (đặc biệt là kết cấu

thép), tiêu chuẩn về lắp đặt thiết bị và trang trí nội thất tương đối cao, hơn nữa lại có

thang máy tốc độ cao nên độ chính xác đo đạc yêu cầu tới milimet.

Mặt bằng kiến trúc và bố trí tạo hình mặt đứng phức tạp đa dạng nên yêu cầu

đối với phương pháp bố trí công trình phải tuỳ theo từng công trình, từng thời điểm

để có sự linh hoạt thích hợp, lại phải bố trí được thiết bị chuyên dụng tương ứng với

từng công năng và áp dụng những biện pháp an toàn cần thiết.

Do khối lượng công việc lớn, để bảo đảm tính tổng thể của công trình và độ

chính xác của các phần thi công cục bộ, trước khi thi công phải lập lưới khống chế

mặt bằng công trình và lưới khống chế độ cao với đầy đủ độ chính xác cần thiết.

Đồng thời do có công trình ngầm với diện tích lớn hoặc bao trùm toàn bộ mặt bằng

công trình nên công việc bố trí thi công trên hiện trường có rất nhiều biến đổi, cho

nên yêu cầu phải áp dụng các biện pháp thích hợp, cần thiết, cho các điểm của lưới

khống chế cơ sở được bảo vệ chắc chắn và chính xác trong suốt thời gian thi công

cho tới khi hoàn thành công trình, sau đó bàn giao cho đơn vị Chủ đầu tư tiếp tục

sử dụng. Công việc này là cơ sở bảo đảm cho toàn bộ quá trình đo đạc thi công

được tiến hành thuận lợi, và cũng là việc khó khăn của công tác đo đạc thi công

NCT hiện nay.

Do việc áp dụng phương pháp thi công ba chiều xen kẽ, hạng mục thi công

nhiều, để đảm bảo sự phối hợp ăn khớp giữa các công đoạn thi công, công tác đo đạc

thi công phải phối hợp chặt chẽ với các bên thiết kế và thi công, đồng thời phải làm

trước và làm tốt công tác chuẩn bị, xác định giải pháp đo đạc bố trí đồng bộ và khả

thi với bên thi công.

1.2.2. Quy trình công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng

Tuỳ thuộc vào chiều cao công trình (số tầng), dạng kết cấu và phương pháp

thi công mà nội dung công tác trắc địa có thay đổi, nhưng về cơ bản công tác trắc địa

trong xây dựng nhà cao tầng bao gồm:

- Thành lập xung quanh công trình một lưới khống chế, có đo nối với lưới khống

chế trắc địa Nhà nước

Mạng lưới này có tác dụng định vị công trình trong hệ tọa độ sử dụng ở giai

đoạn khảo sát thiết kế, nghĩa là định vị nó so với các công trình lân cận. Đối với nhà

cao tầng, lưới khống chế bên ngoài công trình chủ yếu phục vụ cho thi công phần

dưới mặt đất của ngôi nhà, là cơ sở để chuyển tọa độ vào bên trong công trình.

- Chuyển ra thực địa các trục chính của công trình từ các điểm khống chế

Các trục chính này được dùng cho thi công phần móng công trình. Chúng được

đánh dấu trên khung định vị hoặc bằng các mốc chôn sát mặt đất.

- Bố trí chi tiết khi xây dựng phần dưới mặt đất của công trình

Nội dung công việc bao gồm:

+ Bố trí và kiểm tra thi công cọc móng;

+ Bố trí và kiểm tra thi công đài móng;

+ Bố trí ranh giới móng và các bộ phận trong móng.

Độ chính xác của các công tác này được xác định theo Tiêu chuẩn xây dựng

hiện hành, hoặc yêu cầu riêng nêu trong thiết kế cho từng công trình.

- Thành lập lưới khống chế chuyên dụng trên mặt bằng móng

Mạng lưới này có tác dụng để bố trí phần trên mặt đất của công trình, kể từ

mặt bằng móng (mặt bằng gốc) trở lên. Do yêu cầu của công tác bố trí, lưới khống

chế cơ sở trên mặt bằng móng có độ chính xác cao hơn so với mạng lưới thành lập

trong giai đoạn thi công móng.

Để đảm bảo tính thẳng đứng của công trình, các điểm của lưới chuyên dụng trên

mặt bằng móng được chiếu theo phương thẳng đứng lên các mặt bằng xây dựng, từ đó

thành lập hệ thống trục bố trí đảm bảo công tác bố trí chi tiết trên từng tầng.

- Chuyển tọa độ và độ cao các điểm cơ sở lên các mặt bằng xây dựng

Để đảm bảo độ thẳng đứng của tòa nhà trên suốt chiều cao, các trục công trình

tại tất cả các tầng xây dựng đều phải được định vị sao cho cùng nằm trong một mặt

phẳng thẳng đứng đi qua các trục tương ứng trên mặt bằng gốc. Điều này cũng có

nghĩa là các điểm của lưới trắc địa chuyên dụng đã lập trên mặt bằng gốc (mặt bằng

cơ sở) cần được chuyển lên mặt sàn thi công xây dựng của các tầng theo một đường

thẳng đứng.

Để chiếu các điểm khống chế chuyên dụng trên mặt bằng móng lên cao có thể

sử dụng một trong các phương pháp sau:

+ Phương pháp dùng dọi chính xác;

+ Phương pháp dựa vào mặt phẳng ngắm của máy kinh vĩ;

+ Phương pháp chuyền tọa độ bằng máy toàn đạc điện tử;

+ Phương pháp chiếu đứng quang học và lade.

Ngoài ra còn có thể sử dụng công nghệ GNSS kết hợp với các trị đo mặt đất.

Phương pháp chiếu được lựa chọn tuỳ thuộc vào độ cao và đặc điểm của công trình.

Để chuyển độ cao từ mặt bằng móng lên các tầng xây dựng có thể sử dụng các

phương pháp sau:

+ Phương pháp thuỷ chuẩn hình học theo đường cầu thang bộ;

+ Phương pháp dùng hai máy thuỷ chuẩn kết hợp với thước thép treo;

+ Phương pháp đo trực tiếp khoảng cách đứng;

+ Phương pháp dùng máy đo dài điện tử, trong đó thuận tiện nhất là sử dụng

máy đo dài cầm tay.

Trong xây dựng các nhà cao tầng hiện nay, biện pháp thông dụng và cũng là

chắc chắn nhất cho việc chuyển độ cao từ mốc độ cao ở mặt bằng gốc (mặt bằng cơ

sở) của công trình lên các tầng xây dựng trên cao vẫn là phương pháp thủy chuẩn

hình học kết hợp với thước thép được thả treo thẳng đứng. Trong trường hợp này cần

sử dụng hai máy thủy bình, một máy đặt tại mặt bằng gốc (hoặc tại mức sàn tầng nào

đó) và máy thứ hai đặt tại sàn tầng cần chuyển độ cao lên.

- Bố trí chi tiết trên mặt bằng xây dựng

Đầu tiên cần bố trí các trục chi tiết, sau đó dùng các trục này để bố trí kết cấu

và thiết bị. Trong công tác này cần đặc biệt lưu ý việc kiểm tra và đo vẽ hoàn công,

tránh những sai lầm của công tác bố trí. Đo kiểm tra và đo vẽ hoàn công được tiến

hành theo giai đoạn và khi kết thúc xây dựng công trình.

- Quan trắc biến dạng công trình

Quan trắc biến dạng của công trình là một công việc bắt buộc và được thực

hiện theo TCVN 9360:2012 do Bộ Xây dựng ban hành. Việc quan trắc biến dạng cần

phải được tiến hành cả trong thời gian thi công công trình cũng như trong giai đoạn

công trình đã được đưa vào khai thác. Số chu kỳ quan trắc trong giai đoạn thi công

thường tương ứng với các thời điểm tải trọng công trình đạt 25%, 50%, 75% và 100%.

Trong giai đoạn khai thác, sử dụng tối thiểu phải tiến hành quan trắc trong 12 tháng

đầu tiên, mỗi tháng một chu kỳ, sau đó tùy tình hình cụ thể mà quyết định nên tiếp

tục hay chấm dứt quan trắc.

Quan trắc biến dạng nhà cao tầng bao gồm:

+ Quan trắc độ lún của đáy hố móng và dịch chuyển ngang của bờ cừ;

+ Quan trắc độ lún của móng và các bộ phận của công trình;

+ Quan trắc chuyển dịch ngang của công trình, thường chỉ tiến hành khi công

trình xây dựng trên khu vực có khả năng xảy ra hiện tượng trượt;

+ Quan trắc độ nghiêng của công trình.

1.2.3. Các phương pháp chuyền trục theo phương thẳng đứng trong thi công nhà

cao tầng

Theo các tiêu chuẩn xây dựng [39], độ chính xác yêu cầu chuyển trục công

trình lên cao là rất chặt chẽ (Bảng 1.2).

Bảng 1.2. Độ chính xác yêu cầu chuyển trục công trình lên cao

Chiều cao của mặt bằng xây dựng (m) Sai số < 15 15  60 60  100 100  120

Sai số trung phương chuyển các điểm 2 2,5 3 4 (trục) theo phương thẳng đứng (mm)

Phương pháp chuyển trục lên cao được lựa chọn tuỳ thuộc vào chiều cao và

công nghệ thi công công trình. Hiện nay để chuyển trục công trình lên cao có thể sử

dụng một trong các phương pháp sau:

1.2.3.1. Phương pháp dây dọi chính xác

Phương pháp dọi ngược (hình 1.12) như sau: Cố định dây invar (2) ở tại các

điểm lưới trắc địa chuyên dụng trên mặt sàn tầng móng nhờ các neo. Dây sẽ được

căng thẳng đứng nhờ phao nâng (5) thả tự do trong bình (4). Dưới tác động của

ngoại lực phao có thể đạt được trạng thái cân bằng, nhưng luôn dao động xung

quanh vị trí ban đầu. Phương pháp này có thể đạt độ chính xác tương đương dụng

cụ chiếu đứng quang học.

Hình 1.12. Cấu tạo dụng cụ dọi ngược

- Ưu điểm: Thiết bị sử dụng đơn giản, không chịu ảnh hưởng lớn của chiết quang.

- Nhược điểm: Công việc chế tạo dụng cụ rất phức tạp, khó khăn trong việc

để những lỗ thông sàn trên các sàn thi công nên phương pháp này ít được sử dụng

trong thực tế.

1.2.3.2. Phương pháp dùng mặt phẳng ngắm của máy kinh vĩ hoặc máy kinh vĩ điện tử

Hình 1.13. Sơ đồ chuyển tọa độ lên cao bằng máy kinh vĩ

Trong phương pháp này, máy kinh vĩ hoặc kinh vĩ điện tử được đặt trên hướng

trục công trình kéo dài. Dùng mặt phẳng ngắm tạo bởi tia ngắm di chuyển trong mặt

phẳng thẳng đứng để chuyển trục công trình lên cao. Trên mặt sàn xây dựng, sử dụng

bảng ngắm đặt trên bộ phận định tâm quang học để xác định và chiếu trục xuống bề

mặt bê tông (Hình 1.13).

Sai số trung phương chuyển trục công trình theo phương pháp này được tính

theo công thức [15]:

m2 = (1.1)

Trong đó: mngh - sai số do độ nghiêng trục quay máy kinh vĩ;

mV - sai số ngắm chuẩn;

ml - sai số do máy kinh vĩ không nằm trên đúng hướng trục;

mđ - sai số đánh dấu điểm trục;

mr - sai số do chiết quang không khí.

Trong các nguồn sai số trên, sai số do độ nghiêng trục quay máy kinh vĩ

là một trong những nguồn sai số chủ yếu và độ lớn của nó tăng lên khi độ nghiêng

tia ngắm tăng. Phương pháp chuyển trục này này có hạn chế là độ nghiêng của

tia ngắm không được lớn quá (không vượt quá 450) và độ chính xác của phương

pháp không cao lắm. Để tăng góc nghiêng chiếu, có thể sử dụng máy kinh vĩ

hoặc máy kinh vĩ điện tử lắp thêm kính mắt vuông góc. Tuy nhiên khi đó ảnh

hưởng của độ nghiêng trục quay máy sẽ tăng nhanh làm giảm đáng kể độ chính

xác của phương pháp.

Vì những lý do nêu trên, phương pháp này chỉ được sử dụng để chiếu trục đối

với những công trình có chiều cao không lớn lắm và xung quanh công trình có khoảng

trống để có thể đặt được máy kinh vĩ.

1.2.3.3. Phương pháp chuyển tọa độ lên cao bằng máy toàn đạc điện tử

Hiện nay độ chính xác của các máy toàn đạc điện tử ngày càng được nâng cao,

nên khả năng sử dụng để chuyền tọa độ lên các tầng xây dựng. Công việc này được

tiến hành theo trình tự sau [2].

Đầu tiên cần lập một số điểm cố định (2  3 điểm) ở bên ngoài công trình,

các điểm này cần thông hướng tới các điểm khống chế trên mặt bằng móng. Tiến

hành đo nối để xác định chính xác tọa độ những điểm này trong hệ tọa độ của lưới

cơ sở trên mặt bằng móng. Tiến hành chuyển sơ bộ vị trí các điểm khống chế trên

mặt bằng móng lên mặt bằng xây dựng. Đặt máy toàn đạc điện tử tại các điểm bên

ngoài công trình xác định chính xác tọa độ các điểm sơ bộ. Sau đó tiến hành hoàn

nguyên điểm về vị trí thiết kế. Bước cuối cùng là đo kiểm tra chiều dài cạnh và góc

của lưới với các điểm đã được hoàn nguyên để xác nhận độ tin cậy của việc chuyển

và hoàn nguyên điểm (Hình 1.14)

Hình 1.14. Sơ đồ chuyền toạ độ lên cao bằng máy toàn đạc điện tử

Độ chính xác của phương pháp phụ thuộc chủ yếu vào độ chính xác của máy

toàn đạc điện tử. Tuy nhiên độ chính xác xác định tọa độ của máy lại giảm khi độ

nghiêng của tia ngắm tăng. Đây cũng là một trong những nhược điểm chủ yếu của

phương pháp.

1.2.3.4. Phương pháp dùng máy chiếu đứng quang học và lade

Phương pháp này sử dụng tia ngắm thẳng đứng của máy chiếu đứng quang

học hoặc lade. Tia ngắm đó được tạo nên nhờ ống thuỷ chính xác hoặc bộ phận tự

động cân bằng (cơ cấu điều hoà).

Độ chính xác chiếu điểm theo phương thẳng đứng bằng một số máy thông

dụng (PZL, POVP...) có thể xác định theo công thức thực nghiệm [5], [15].

(1.2) mH = 0,0001.H + 0,3 mm

Trong đó: H - độ cao điểm chiếu (m)

Hình 1.15. Máy chiếu đứng quang học Hình 1.16. Máy chiếu đứng laze DZJ2

Để chiếu điểm theo phương pháp này, trong quá trình thi công cần chừa các

lỗ chiếu trên các sàn tầng tại vị trí chiếu. Khi chiếu điểm, đặt paletka tại các lỗ chiếu,

còn máy chiếu đứng được đặt tại các điểm của lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng

móng. Tiến hành chiếu ở 4 vị trí của máy, ở mỗi vị trí đọc số tọa độ x, y trên paletka

rồi tính trị trung bình. Giá trị trung bình của x, y xác định vị trí của giao điểm tia

ngắm thẳng đứng với bề mặt paletka (sàn tầng). Vị trí này được chuyển ra xung

quanh lỗ chiếu bằng hai sợi chỉ đường kính 0,2  0,4 mm và được đánh dấu lại

(Hình 1.17).

Hình 1.17. Chuyển trục công trình bằng máy chiếu đứng

Sau khi chiếu các điểm của lưới cơ sở trên mặt bằng móng lên các tầng xây

dựng, tiến hành đo kiểm tra các yếu tố của lưới tạo bởi các điểm chiếu (lưới khống

chế khung). Các yếu tố đo kiểm tra tương tự như các yếu tố đo của lưới khống chế cơ

sở. So sánh kết quả kiểm tra với các giá trị tương ứng của lưới cơ sở, nếu sai lệch

vượt quá giá trị cho phép thì phải tiến hành chiếu điểm lại.

Để nâng cao độ chính xác, tiến hành bình sai lưới khống chế khung trên từng

tầng có tính đến ảnh hưởng của sai số chiếu điểm. Căn cứ vào tọa độ bình sai, tiến

hành hoàn nguyên các điểm của lưới khung về vị trí thiết kế. Cần thấy rằng ở các

tầng cao, sự biến dạng của công trình trong quá trình xây dựng (do tác động của

nhiệt độ, gió, độ lún không đều...) sẽ ảnh hưởng đáng kể đến độ chính xác của lưới

trắc địa bố trí trên mỗi tầng.

Khi công trình có chiều cao (số tầng) lớn, nếu chiếu điểm trực tiếp từ mặt bằng

móng sẽ gặp khó khăn và độ chính xác chiếu điểm sẽ giảm đi. Khi đó nên áp dụng

phương pháp chiếu phân đoạn, với mỗi đoạn chiếu là 15  20 tầng, tầng cuối của đoạn

này sẽ là tầng đầu của đoạn tiếp theo.

Để tăng độ chính xác của lưới khống chế khung ở đầu mỗi đoạn chiếu, có thể

ứng dụng công nghệ GNSS kết hợp với các trị đo lưới khung bằng máy TĐĐT. Khi

đó các trị đo GNSS có tác dụng kiểm tra độ ổn định của các điểm được chuyển lên,

còn các trị đo góc - cạnh của lưới khung bằng máy TĐĐT có tác dụng kiểm tra và

nâng cao độ chính xác tương hỗ giữa các điểm của lưới.

1.2.3.5. Chuyển trục công trình bằng công nghệ GNSS

Khi sử dụng công nghệ GNSS cho phép xác định toạ độ giữa các điểm đo không

cần thông hướng với nhau, thuận tiện cho việc đo đạc, phục vụ thi công NCT. Do điều

kiện đo đạc chật hẹp và bị che khuất tầm nhìn bởi chiều cao của chính tòa nhà đang

xây và các công trình lân cận. Công nghệ GNSS với việc đo cạnh ngắn và liên kết trong

một mạng lưới chặt chẽ, sẽ đảm bảo được độ chính xác tương hỗ cao hơn  5 mm đảm

bảo được một số yêu cầu độ chính xác trong Trắc địa công trình, như xây dựng lưới

Trắc địa công trình, chuyển trục lên cao... [13], [18].

Các thiết bị phục vụ cho công tác đo đạc bao gồm các máy thu tín hiệu GNSS

và máy TĐĐT.

Đặt máy thu GNSS tại điểm M và N đã biết tọa độ ở dưới mặt đất và tại các

điểm An và Bn (Hình 1.18) trên mặt sàn thi công gần lưới trục công trình, tiến hành

đo GNSS tĩnh, sau khi xử lý số liệu sẽ xác định được tọa độ các điểm An và Bn so với

các điểm M, N trên mặt đất. Tiến hành so sánh toạ độ của các điểm này với tọa độ

thiết kế và hoàn nguyên về đúng vị trí thiết kế.

Hình 1.18. Xác định điểm trên mặt sàn bằng công nghệ GNSS

- Ưu điểm của phương pháp: công nghệ GNSS cho phép khắc phục được

những hạn chế của các phương pháp đo truyền thống. Kết quả đo không phụ thuộc

nhiều vào yếu tố ngoại cảnh.

- Nhược điểm: Lưới trắc địa chuyên dụng thường có cạnh ngắn nên khi

dùng phương pháp này để chuyền toạ độ lên các sàn kết cấu thi công thì sai số

tương hỗ vị trí của các điểm trong lưới lớn. Đối với những công trình gần các

chướng ngại vật gây nhiễu tín hiệu như: Trạm biến áp hay đường dây điện cao thế,

xung quanh có các công trình có chiều cao lớn… thì không nên sử dụng công nghệ

GNSS để chuyển trục công trình.

- Khả năng ứng dụng: Phương pháp này có quy trình đo đạc rất nhiều bước.

Kết quả đo không xử lý trực tiếp được ngoài thực địa. Thực tế khi xây dựng các nhà

cao tầng, thời gian dành cho công tác trắc địa sau khi đổ sàn bê tông xong rất ngắn

(khoảng 2-3 giờ) nếu dùng phương pháp này sẽ không đáp ứng kịp tiến độ của công

trình. Do vậy phương pháp này không thuận tiện cho việc đo nối tọa độ của từng tầng

được mà chỉ dùng để đo nối lưới mặt đất với lưới chuyên dụng trên các sàn trong

phương pháp chiếu phân đoạn.

1.2.4. Đặc điểm thi công xây dựng nhà siêu cao tầng ở Việt Nam

Hiện nay việc đầu tư xây dựng NSCT ở nước ta có xu hướng phát triển và đã

đạt được kết quả ban đầu rất khả quan. Tùy thuộc vào yêu cầu kỹ thuật và đặc tính

của từng loại kết cấu mà có những công nghệ xây dựng NSCT khác nhau.

1.2.4.1. Công nghệ vật liệu bê tông

Vật liệu cơ bản được sử dụng để xây dựng khung chịu lực của NSCT là bê

tông toàn khối. Cho đến nay, rất nhiều NSCT trên thế giới đã được xây dựng trên nền

tảng kết cấu khung chịu lực bê tông toàn khối.

Ở Việt Nam đã có một số công trình NSCT đã và đang đã được xây dựng trên

nền tảng kết cấu khung chịu lực bê tông toàn khối.

Bê tông toàn khối đã là một loại vật liệu xây dựng ưu việt, cho phép xây dựng

những công trình nổi bật và cho đến nay, tiềm năng ứng dụng của bê tông toàn khối

còn rất lớn. Việc sử dụng bê tông toàn khối trong xây dựng NSCT tạo tiền đề cho

việc đổi mới công nghệ xây dựng, sản xuất và sử dụng các hệ ván khuôn hiện đại, cơ

giới hóa quá trình công nghệ sản xuất, vận chuyển, phân phối và đổ vữa bê tông, sử

dụng phụ gia cho bê tông.

Hình 1.19. Phân bố cường độ bê tông lõi, khung chịu lực NSCT theo dạng kết cấu

và chiều cao công trình - Hà Nội Landmark Tower

Ngoài các yêu cầu kỹ thuật về bê tông chất lượng và công nghệ cao, trong thi

công NSCT vữa bê tông phải được chế trộn liên tục với khối lượng lớn, vận chuyển,

phân phối và đổ vào ván khuôn ở những vị trí xa theo phương ngang và rất cao theo

phương đứng, trong khi đó phải giữ ổn định độ linh động của vữa. Tất cả các các qui

trình công nghệ từ khi chế tạo vữa đến lúc đổ vào ván khuôn phải đặt dưới một qui

trình kiểm tra chất lượng chặt chẽ. Hai sơ đồ công nghệ cung cấp vữa bê tông đến

công trường thường được sử dụng là:

- Vận chuyển vữa bê tông bằng xe bồn từ các trạm trộn cố định

- Sử dụng trạm trộn lắp đặt trong mặt bằng công trường.

Hình 1.20. Giải pháp lựa chọn thiết bị vận chuyển, phân phối và rót vữa bê tông

Bê tông từ xe bồn được vận chuyển đến vị trí đổ bởi các máy bơm ô tô và

máy bơm tĩnh thủy lực công suất cao. Máy bơm ô tô cùng với hệ thống ống phân

phối thủy lực đi kèm được sử dụng đổ bê tông phần ngầm và các tầng dưới. Máy

bơm tĩnh cùng với hệ thống ống bơm lắp đặt sẵn, dùng để vận chuyển vữa bê tông

dọc suốt chiều cao công trình. Phân phối và rót vữa vào ván khuôn được thực hiện

bởi hệ thống cần phân phối thủy lực, lắp đặt trong lõi cứng của công trình và dịch

chuyển theo chiều cao thi công (Hình 1.20).

Cần trục tháp có thể hỗ trợ công tác vận chuyển bê tông lên cao bằng thùng đựng

vữa. Để đảm bảo sự ổn định và liên tục của công tác vận chuyển, vữa bê tông phải có

độ chảy cao (thường ở mức trên 600mm) và công suất bơm phải đủ lớn. Lựa chọn máy

bơm căn cứ vào sự tổn thất áp lực theo chiều dài đường ống, đường kính ống bơm, độ

linh động của vữa, năng suất đổ yêu cầu và nhiều yếu tố khác.

1.2.4.2. Công tác ván khuôn (cốp pha)

Công tác ván khuôn trong xây dựng bê tông toàn khối là đặc biệt quan trọng, ảnh

hưởng quyết định đến công nghệ, tiến độ và giá thành xây dựng.

Hệ kết cấu NSCT thường sử dụng kết cấu khung, khung - vách cứng. Công nghệ

thi công trượt các kết cấu nói trên bao gồm các quá trình:

- Công tác chuẩn bị thi công

- Lắp đặt giá nâng, vòng găng

- Lắp đặt một mặt ván khuôn

- Buộc cốt thép, đặt các đường ống chôn sẵn

- Lắp đặt mặt ván khuôn còn lại và ván khuôn các lỗ cửa

- Lắp đặt sàn thao tác

- Lắp đặt hệ thống áp lực dầu: kích, đường dầu, bộ phận điều khiển

- Lắp đặt các thiết bị điện khí động lực, chiếu sáng thi công

- Vận hành thử toàn bộ đường dầu, bơm dầu xả khí

- Cắm ty kích

- Đổ bê tông vào các cấu kiện và bắt đầu trượt

- Lắp đặt ván khuôn các lỗ cửa, buộc cốt thép ngang, đặt các chi tiết chôn sẵn,

phối hợp đổ bêtông để tiến hành trượt bình thường

- Trượt đến độ cao nhất định, lắp đặt các giá treo trong ngoài và các biện pháp

phòng hộ an toàn

- Sau khi trượt đến bộ phận yêu cầu, tháo ván khuôn dừng trượt

- Lắp lại tuần hoàn cho đến khi kết thúc thi công toàn bộ kết cấu, tháo dỡ thiết bị

ván khuôn.

Trong quá trình trượt phải luôn kiểm tra kích thước tim ván khuôn, tim kết cấu,

độ ngang bằng, độ thẳng đứng, vị trí ván khuôn, vị trí kích, độ phẳng mặt ván khuôn,

độ ngang bằng của sàn thao tác, sai lệch phương ngang của vị trí vòng găng đường

kính ván khuôn tròn hoặc chiều dài ván khuôn hình chữ nhật.

Thiết bị ván khuôn trượt gồm ba bộ phận chủ yếu sau:

- Các tấm ván khuôn trượt trong, ngoài;

- Hệ thống sàn nâng;

- Hệ thống nâng trượt; khung kích, ty kích và kích.

Đối với những công trình cao 20 - 30 tầng có thể sử dụng công nghệ ván khuôn

định hình luân chuyển. Tuy nhiên khi sử dụng hệ ván khuôn truyền thống này không

cho phép đẩy nhanh tiến độ thi công vượt quá 4 - 5 tầng/tháng. Do đó, đối với công

trình NSCT, đòi hỏi phải áp dụng các giải pháp công nghệ đặc thù và phải tính đến cả

vấn đề an toàn lao động trong thi công liên quan đến công tác ván khuôn.

Ngoài ra, trong xây dựng NSCT, khi thi công với độ cao trên 100m, do tác

động của gió và sương mù, cần trục tháp không thể hoạt động với 100% công suất

dự tính, nhiều khi tần suất chỉ đạt 4 -5 ngày/tuần, trong thời gian đó vẫn phải đảm

bảo xây dựng xong một tầng, vì vậy cần phải sử dụng các hệ ván khuôn tấm lớn,

lắp dựng nhanh và hệ ván khuôn trượt dẫn động thủy lực để giảm sự phụ thuộc vào

cần trục tháp (Hình 1.21).

Hình 1.21. Hệ thống ván khuôn trượt

Sử dụng hệ ván khuôn trượt thi công kết cấu lõi vách bê tông toàn khối

NSCT mang lại nhiều ưu thế và hiệu quả: tiến độ nhanh; chất lượng đảm bảo;

giảm công lao động lắp dựng, tháo dỡ; độ an toàn cao và giảm sự phụ thuộc của

tác động gió.

Hình 1.22. Công tác thi công ván khuôn (Cốp pha) tại dự án Landmark 81

1.2.4.3. Công tác thi công cốt thép

Công tác thi công cốt thép trong xây dựng NSCT cũng phải đáp ứng các yêu cầu

kỹ thuật cao. Theo qui định, không được nối cốt thép bằng phương pháp hàn trong các

kết cấu nhà cao tầng. Nhiều công nghệ nối buộc cốt thép đảm bảo chất lượng, tạo nhiều

không gian ở các nút khung thuận lợi cho việc đổ bê tông đã được áp dụng trong thực

tế. Cốt thép kết cấu chịu lực, các nút khung có mật độ cốt thép cao nên áp dụng phương

pháp nối bằng ống ren tiện trước hoặc phương pháp nối bằng ống dập thủy lực. Cũng

có thể áp dụng công nghệ mới nối buộc cốt thép bằng súng chuyên dụng đẩy nhanh

được tiến độ thi công và giảm công lao động, đặc biệt đối với cốt thép vách, sàn.

Hình 1.23. Công tác thi công cốt thép tại dự án Landmark 81

1.2.5. Các hạn sai trắc địa khi thi công nhà cao tầng và siêu cao tầng

Tuỳ thuộc vào chiều cao công trình, địa điểm xây dựng, dạng kết cấu và phương

pháp thi công mà nội dung công tác trắc địa có thay đổi, nhưng về cơ bản công tác trắc

địa trong xây dựng NSCT cũng tương tự như công tác trắc địa trong thi công nhà NCT.

Tuy nhiên khi thi công xây dựng công trình NSCT cần phải lưu ý đến giải pháp

công nghệ xây dựng được sử dụng cho công trình và cần xét đến sự dao động của

NSCT do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh gây ra.

Sai số cho phép việc chuyền toạ độ lên các tầng phụ thuộc vào chiều cao của tầng,

thiết bị và phương pháp thi công. Sai lệch cho phép về chuyền tọa độ lên các tầng thi

công được quy định [41].

Hạng mục

Sai lệch cho phép (mm)

Nội dung

Mỗi tầng

H ≤ 30m

30m < H ≤ 60m

Đo đặt đường trục chiều đứng

60m < H ≤ 90m

Tổng độ cao H(m)

90m < H ≤ 120m

120m < H ≤ 150m

150m < H

Bảng 1.3. Sai lệch cho phép về chuyền tọa độ lên các tầng thi công

Bảng 1.4. Sai số cho phép theo chiều đứng trong thi công

các loại kết cấu bê tông cốt thép

Loại Thân tường kết cấu Khung - Khung - Thi công bê tông thi vách đổ tại vách lắp bằng cốp pha Sai số công cốp chỗ ghép trượt chiều thẳng pha tấm lớn đứng (mm)

< 5m 8 5 Trong 1 5 5 tầng (mm) > 5m 10 10

H/1000 H/1000 H/1000 H/1000

Toàn độ cao (H) nhưng nhưng nhưng nhưng không

không >30 không >20 không >30 >50

Bảng 1.5. Một số chỉ tiêu kỹ thuật cho công tác trắc địa khi lắp ráp

các kết cấu bê tông cốt thép để xây dựng nhà cao tầng

Độ lệch cho Tên độ lệch phép (mm)

Xê dịch trục, khối móng, móng cốc so với trục bố trí ±12

Sai lệch về độ cao của móng so với thiết kế ±10

Sai lệch về đáy móng so với thiết kế -20

Sai lệch trục hoặc panen tường, chân cột so với trục bố trí hoặc ±5

điểm đánh dấu trục

Sai lệch trục cột nhà và công trình tại điểm cột so với trục bố trí

của các chiều cao cột: < 4 m ±12

4 – 8 m ±15

8 – 16 m ±20

16 – 25 m ±25

Xê dịch trục các thanh giằng, dầm xà so với các trục trên các kết ±5

cấu đỡ

Sai lệch khoảng cách giữa các trục dầm, sân ở khoảng trên cùng ±20

so với thiết kế

Sai lệch mặt panel tường ở phần đỉnh so với đường thẳng đứng ở ±10

độ cao ở mỗi tầng.

Hiệu độ cao đỉnh cột hoặc mặt tựa mỗi tầng như panel tường trong 10

phạm vi khu vực điều chỉnh

Hiệu độ cao mặt tựa lân cận của tấm đan khi chiều dài tấm đan:

< 4 m ±5

> 4 m ±10

Xê dịch tấm đan sàn trần so với vị trí thiết kế tại các điểm nút của ±13

kết cấu chịu lực dọc theo hướng của tấm đan

Xê dịch trục dầm cầu trên mặt tựa cột so với thiết kế ±8

Xê dịch độ cao đỉnh thanh đỡ, dầm cầu trục ở hai cột kề nhau dọc ±16

theo hàng cột và hai cột ở hàng ngang so với thiết kế

Sai lệch trục ray so với trục thanh đỡ ±20

Theo [67] bố trí thi công công trình, sai lệch bố trí đường trục và chuyển độ

cao không được vượt quá quy định trong bảng 1.6.

Bảng 1.6. Sai lệch cho phép bố trí thi công công trình, bố trí đường trục

và chuyền độ cao

Độ lệch cho Hạng mục Nội dung phép (mm)

Cọc biên trong một dãy cọc hoặc trong nhóm cọc ± 10 Bố trí vị trí

cọc móng Nhóm cọc ± 20

L ≤ 30 ± 5

30 < L ≤ 60 ± 10 Độ dài L (m) của trục

chính bên ngoài 60 < L ≤ 90 ± 15 Bố trí trên L > 90 ± 20 các tầng thi Trục chi tiết ± 2 công Đường biên tường chịu lực, dầm, đường biên cột ± 3

Đường biên tường không chịu lực ± 3

Đường khung cửa ± 3

Mỗi tầng ±3

±5 H ≤ 30

±10 30 < H ≤ 60 Bố trí đường ±15 60 < H ≤ 90 trục đứng Tổng chiều cao H(m) ±20 90 < H ≤ 120

±25 120 < H ≤ 150

H > 150 ±30

Mỗi tầng ± 3

± 5 H ≤ 30

± 10 30 < H ≤ 60 Chuyền độ

cao theo ± 15 60 < H ≤ 90 Tổng chiều cao H(m) phương thẳng ± 20 90 < H ≤ 120

đứng ± 25 120 < H ≤ 150

H > 150 ± 30

1.3. Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh đến quá trình thi công xây

dựng nhà siêu cao tầng

1.3.1. Ảnh hưởng của gió đến vị trí thẳng đứng của công trình

1.3.1.1. Khái niệm, nguyên nhân hình thành, phân loại gió

Gió là một hiện tượng trong tự nhiên hình thành do sự chuyển động của không

khí. Nguyên nhân hình thành gió là do bề mặt trái đất tiếp nhận sự chiếu sáng, đốt

nóng của mặt trời không đều, sẽ có nhiệt độ không đều. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa

các vị trí gây nên sự chênh lệch về khí áp, ở nơi có nhiệt độ gia tăng, không khí nóng

lên (hạ áp) và bị không khí lạnh (áp suất lớn) ở xung quanh dồn vào, đẩy lên cao, tạo

thành dòng thăng.

Gió đặc trưng bởi hướng và vận tốc. Chiều di chuyển của dòng khí tạo thành

hướng gió: gọi theo tên nơi xuất phát có 16 hướng gió tương ứng với 16 phương vị

địa lý [43].

Vận tốc gió là vận tốc di chuyển của dòng khí qua một điểm nhất định. Có thể biểu

thị vận tốc gió theo các đơn vị khác nhau như hải lý/giờ, đơn vị m/s hoặc km/h.

1.3.1.2. Tính chất, đặc điểm của gió

Gió có một đặc điểm rất quan trọng là ảnh hưởng đến các vật xung quanh.

Gió tác động đến sự vận động của biển như: hiện tượng tạo sóng (sóng là một

trong sự vận động của biển).

Thời điểm xuất hiện và tốc độ gió là không tuân theo quy luật, gió có thể xuất

hiện tại một thời điểm và hướng bất kỳ với tốc độ mạnh yếu khác nhau.

1.3.1.3. Tác động của gió vào công trình

Gió thổi gây áp lực lên mọi vật cản trên đường đi của nó, gọi là áp lực gió. Áp

lực này tỷ lệ với bình phương vận tốc gió. Theo thời gian, vận tốc gió luôn luôn thay

đổi gây nên sự mạch động của gió. Vì thế gió bão gây áp lực lớn lên công trình, rất

nguy hiếm và có sức phá hoại rất lớn [43].

Khi gió thổi vượt qua một công trình thì tất cả các vùng của công trình đó đều

chịu một áp lực nhất định. Phía đón gió xuất hiện áp lực trội đập trực tiếp vào mặt

đón; ở phía sau công trình, phía khuất gió và ở bên hông (mặt bên) công trình xuất

hiện áp lực âm do gió hút.

Dưới tác dụng của tải trọng gió, các công trình cao, mềm, độ thanh mảnh lớn sẽ

có dao động. Tuỳ theo phân bố độ cứng của công trình mà dao động này có thể theo

phương bất kỳ trong không gian. Thông thường chúng được phân tích thành hai

phương chính: phương dọc và phương ngang luồng gió, trong đó dao động theo

phương dọc luồng gió là chủ yếu. Với các công trình thấp, dao động này là không

đáng kể; nhưng với các công trình cao khi dao động sẽ phát sinh lực quán tính làm

tăng thêm tác dụng của tải trọng gió.

- Tác dụng của gió lên công trình bị chi phối chủ yếu bởi vận tốc và hướng thổi

của nó. Vì vậy mọi tham số làm biến đổi hai yếu tố này sẽ làm ảnh hưởng đến trị số và

hướng của tác dụng.

Khác với nhà thấp tầng, NSCT chịu tác động của tải trọng gió rất lớn vì càng

lên cao tốc độ gió càng mạnh. Do càng lên cao càng ít vật cản nên nhà cao tầng sẽ

chịu hầu như hoàn toàn tác động của gió. Ngoài ra tác động của gió lên nhà cao tầng

khác với nhà thấp tầng đó là ảnh hưởng lớn của mô men xoắn gây lên. Mô men xoắn

xuất hiện do áp lực không đều, mặt cắt ngang công trình không đối xứng hoặc do tâm

hình học và tâm cứng không trùng nhau.

NSCT không chỉ có tải trọng đứng lớn hơn mà điều khác biệt lớn nhất chính là

tải trọng ngang (tải trọng ngang trong đó có tải trọng gió). NSCT chịu tải trọng gió

lớn, mức độ phức tạp trong tính toán cũng tăng lên. Tải trọng gió cũng làm xuất hiện

nội lực đổi chiều. Thành phần động của tải trọng gió cũng rất phức tạp và thường tập

trung vào các bộ chịu lực của công trình, do đó đối với công trình nhà cao tầng cần

ưu tiên giải pháp kết cấu mạch lạc, rõ ràng.

1.3.1.4. Tải trọng gió

Tải trọng gió do tác động của khí hậu và thời tiết thay đổi theo thời gian, độ cao

và địa điểm dưới dạng áp lực trên các mặt hứng gió hoặc hút gió của ngôi nhà.

Tác động của gió thể hiện dưới dạng các ngoại lực phân bố và tăng dần theo chiều

cao công trình. Thông thường quy ước từ mặt đất hoặc từ cao độ san nền công trình

đến chiều cao 10m áp lực gió được xem là phân bố đều và càng lên cao biểu đồ áp lực

gió có dạng đường cong thoải, và thường thay bằng dạng hình thang.

Áp lực gió tính theo tác động thẳng góc với mặt ngoài ngôi nhà và công trình và

được xem là tĩnh đối với nhà cao dưới 40m. Khi chiều cao nhà trên 40m ngoài áp lực

tĩnh còn phải xét tới thành phần động của gió do lực quán tính gây ra khi dao động

của nhà và công trình.

Theo TCVN 2737-1995 giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh của tải trọng gió ở độ

cao so với mốc chuẩn xác định theo công thức:

(1.3) W = Wo.k.c

Trong đó: Wo- giá trị áp lực gió lấy theo bản đồ phân vùng lãnh thổ.

k- hệ số tính đến sự thay đổi áp lực gió theo độ cao so với mốc chuẩn và dạng

địa hình xác định theo bảng 2 tiêu chuẩn [43];

c- hệ số khí động lấy theo bảng 2 tiêu chuẩn [43].

Đối với nhà và công trình xây dựng ở các địa điểm đặc biệt thuộc vùng núi,

vùng biển, hải đảo với địa hình phức tạp giá trị áp lực gió Wo phải lấy theo số liệu

thống kê đáng tin cậy của nhiều năm đo đạc tại chỗ hoặc ở địa điểm gần nhất. Khi đó

áp lực gió Wo xác định theo công thức [43]:

(1.4)

Ở đây: v0 - vận tốc gió (m/s) ở độ cao 10m so với mốc chuẩn (vận tốc trung bình

trong khoảng thời gian 3 giây bị vượt trung bình một lần trong 20 năm) tương ứng

với địa hình dạng B.

Giá trị tiêu chuẩn thành phần động của tải trọng gió Wo ở độ cao Z được xác

định như sau:

- Đối với công trình và các bộ phận kết cấu công trình có tần số dao động riêng

cơ bản f lớn hơn giá trị giới hạn của tần số dao động riêng f quy định ở bảng 2

(1.5)

của TCVN 2737-1995 được xác định theo công thức:

Trong đó: W - giá trị tiêu chuẩn thành phần tĩnh tải trọng gió ở độ cao tính toán

xác định theo (1.3);

- hệ số áp lực động của tải trọng gió ở độ cao Z lấy theo bảng phụ lục TCVN

2737-1995;

- hệ số tương quan không gian áp lực động của tải trọng gió. Hệ số này

được lấy theo bề mặt tính toán của công trình trên đó xác định các tương quan

động. Bề mặt tính toán gồm có phần bề mặt tường đón gió, khuất gió, tường bên,

mái và các kết cấu tương tự mà qua đó áp lực gió truyền lên các bộ phận kết cấu

công trình.

Thành phần động của tải trọng gió phụ thuộc vào chu kỳ dao động riêng “T”

của ngôi nhà, Tuy nhiên việc xác định chính xác những giá trị của T không phải lúc

nào cũng cần thiết bởi độ chính xác này ít ảnh hưởng đến thành phần động của tải

trọng gió. Theo tính toán thiết kế và xây dựng hàng loạt nhà cao tầng ở nước ngoài

cho phép tính theo công thức gần đúng sau đây [43]:

T = 0,021H (1.6)

Ở đây: T- chu kỳ dao động riêng của ngôi nhà (s).

H- chiều cao nhà tính từ đế móng đến đỉnh nhà (m).

Tương tự như xác định tải trọng gió tĩnh theo biểu đồ hình thang (Hình 1.25)

các giá trị thành phần động tính toán của áp lực gió được xác định như sau:

Tại đỉnh nhà:

(1.7)

(1.8) Tại đế nhà:

Ở đây:

Wo - áp lực gió tiêu chuẩn lấy theo bảng phân vùng tải trọng gió;

1,2 - hệ số độ tin cậy;

K - hệ số tăng áp lực gió theo chiều cao;

c - hệ số khí động lấy theo tiêu chuẩn;

- hệ số áp lực động tính tại đỉnh nhà theo dạng địa hình.

Tại bất kỳ điểm nào trên chiều cao ngôi nhà cũng được xác định theo công thức:

(1.9)

Trong đó: x - tọa độ tính từ đỉnh nhà.

Hình 1.24. Biểu đồ áp lực gió quy về dạng hình thang tương đương

1.3.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến vị trí thẳng đứng của công trình

Đặc điểm làm việc của kết cấu nhà cao tầng và siêu cao tầng bằng bê tông cốt

thép trong điều kiện thay đổi nhiệt độ ở nước ta là: Công trình biến dạng co giãn

thường xuyên dưới tác động của nhiệt độ thay đổi. Nhiệt độ cao (nóng) thì bê tông

giãn ra, nhiệt độ thấp (lạnh) thì co lại, gặp không khí ẩm thì nở ra, gặp không khí lạnh

thì co lại. Có thể coi đó là biến dạng thường ngày của kết cấu nhà cao tầng và siêu

cao tầng bằng bê tông cốt thép theo nhiệt độ hay sự thay đổi thời tiết.

Biến dạng do nhiệt độ là một trong những loại tải trọng đặc biệt tác dụng lên

kết cấu công trình. Ảnh hưởng của nhiệt độ tác dụng lên kết cấu có thể do nhiều

nguyên nhân: nhà cao tầng, siêu cao tầng được xây dựng bằng bê tông cốt thép hay

các vật liệu khác khi chịu ảnh hưởng của nhiệt độ đều xảy ra hiện tượng co giãn; và

khi sự co giãn này bị hạn chế thì sẽ phát sinh các ứng suất gây nguy hiểm cho kết cấu

công trình.

Chênh lệch nhiệt độ giữa các phần của kết cấu, biến dạng cưỡng bức của các

phần kết cấu tuy không phải là tác động dưới dạng lực nhưng chúng cũng là những

dạng đặc biệt của tải trọng công trình, vì ảnh hưởng của chúng đến kết cấu công trình

là như nhau, cùng làm cho kết cấu phát sinh ra nội lực kháng lại chúng.

Theo tài liệu [53] PGS.TS. Nguyễn Quang Tác đã tiến hành nghiên cứu lý thuyết

và thực nghiệm quá trình dao động của công trình dạng tháp có kết cấu bê tông cốt

thép, tiết diện tròn, dưới tác động của các yếu tố ngoại cảnh (gió, nhiệt độ và bức xạ

mặt trời), từ đó tác giả đã xác định được phương pháp tính các giá trị hoàn nguyên cho

vị trí trục tháp tiết diện hình tròn. Kết quả đã xây dựng được phương pháp xác định vị

trí thực của trục tháp, loại trừ được ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh bằng cách

tính số hiệu chỉnh thông qua giá trị hoàn nguyên về góc và chiều dài. Kết quả nghiên

cứu đã giúp quá trình thi công xây dựng được tiến hành liên tục vì đã tính trước được

số hiệu chỉnh vào vị trí trục tháp ở những độ cao khác nhau.

Cụ thể tại tòa tháp Ostankino tại Moskva (Nga), PGS.TS Nguyễn Quang Tác

đã theo dõi đồng thời các yếu tố như sự thay đổi nhiệt độ không khí, bức xạ mặt

trời, tốc độ gió ở các cấp độ cao của tháp, thấy rằng trong quỹ đạo chuyển động của

tháp trong một ngày đêm có dạng đường cong dạng hình elip kéo dài từ Đông sang

Tây, độ dẹt của elip cũng như hướng bán trục lớn của nó phụ thuộc vào chiều cao

của tháp (mỗi độ cao có 1 thông số elip khác nhau, theo quỹ đạo chuyển động của

mặt trời tại vị trí đó).

Kết quả nghiên cứu này cho thấy, đối với các công trình có chiều cao lớn do

tác động của yếu tố nhiệt độ đã làm giãn nở vật liệu xây dựng từ đó gây ra dao động

cho các công trình này.

1.3.3. Ảnh hưởng của tải trọng công trình đến vị trí thẳng đứng của công trình

Tải trọng thẳng đứng gồm:

Tải tĩnh: là tải trọng tác động thường xuyên thường có vị trí, phương, chiều

tác động và giá trị không đổi trong quá trình sử dụng. Đó là trọng tải bản thân kết cấu

chịu lực, các kết cấu bao che, các lớp cách âm, cách nhiệt v.v...

Hoạt tải: là tải trọng tác động không thường xuyên như người và vật dụng

trong nhà.

1.3.3.1.Tải trọng đứng

Tải trọng thẳng đứng tác động lên hệ kết cấu chịu lực của nhà bao gồm hai

loại: tĩnh tải do trọng lượng bản thân kết cấu chịu lực và kết cấu bao che, và hoạt tải

là tải trọng sử dụng tác động thường xuyên hoặc ngắn hạn được lấy theo tiêu chuẩn

thiết kế tải trọng và tác động TCVN 2737-1995.

Mái bằng nhà cao tầng còn có thể sử dụng làm bãi đỗ máy bay trực thăng. Tải

trọng lớn nhất khi trực thăng cất hạ cánh có thể tính theo công thức:

(1.20)

Trong đó: k- hệ số động lực (k=3);

P - trọng lượng của trực thăng căn cứ vào loại máy sử dụng, loại nhỏ lấy bằng

20  30 KN, loại trung bình 30  50 KN;

S - diện tích chịu lực trong phạm vi khoảng cách giữa các bánh xe lấy theo số

liệu thực tế (hoặc lấy bằng 2x2m2 cho loại nhỏ, 2x3m2 cho loại trung bình).

1.3.3.2. Ảnh hưởng độ lệch tâm của tải trọng thẳng đứng

Khi tính toán theo các sơ đồ khung - vách tải trọng thẳng đứng xem như tác

động đúng tâm. Nhưng thực tế tải trọng thẳng đứng tác động lệch tâm trong các

trường hợp do thay đổi tiết diện cột, do tải trọng sàn truyền vào tường - vách một bên,

do sai lệch tim trục trong thi công.

1.3.3.3. Các loại tải trọng khác

- Tác động do co ngót, từ biến của bê tông.

- Tác động do ảnh hưởng của sự lún không đều.

- Tác động do ảnh hưởng của sự thay đổi độ ẩm môi trường.

- Tác động do các sai lệch khi thi công, do thi công các công trình lân cận…

Ngoài ra còn có các tải trọng đặc biệt khác phát sinh do hoạt động của con người

như hỏa hoạn, cháy nổ, máy móc, xe cộ, thiết bị va đập vào công trình.

1.3.4. Tổng hợp các dạng dao động của công trình

1.3.4.1. Chuyển động tòa nhà

Các thành phần khác nhau dẫn đến sự dịch chuyển và chuyển động của cấu trúc

NSCT có thể được chia thành ba nhóm.

a. Chuyển động dài hạn

Dao động dài hạn có thể xẩy ra trên công trình trong khoảng thời gian từ một

tuần đến 6 tháng và do các nguyên nhân sau [54]:

Do độ ổn định nền móng lún không đều: khi tải trọng lên móng tăng lên, nó sẽ

tiếp tục lún và nếu độ lún không đều sẽ gây ra độ nghiêng tương ứng trong kết cấu

công trình.

Do biến dạng của khối móng công trình: do tải trọng lớn hơn ở tâm NSCT, khối

móng sẽ biến dạng khi tiến trình xây dựng và biến dạng này có thể ảnh hưởng đến độ

thẳng đứng của kết cấu.

Do trình tự xây dựng: quá trình xây dựng được tiến hành theo trình tự vòng tròn

với chu kỳ từ 5 - 7 ngày cho mỗi tầng và điều này sẽ làm cho khối tâm của tòa nhà dịch

chuyển khỏi trục thẳng đứng và có thể gây ra chuyển động tương ứng trong kết cấu.

Do thiết kế xây dựng: thiết kế của NSCT, với việc đặt các bề mặt kiến trúc ở

các cấp độ khác nhau tạo ra sự chuyển động của khối tâm trong tòa nhà khi khi độ

cao tăng lên và vị trí cuối cùng của hình dạng thiết kế lý thuyết lệch khỏi phương

thẳng đứng. Điều này có thể gây ra chuyển động ở vị trí NSCT có liên kết chặt chẽ

với trình tự xây dựng.

Do co ngót và rão bê tông: về dài hạn, sự khác biệt, hiện tượng rão và co ngót

trong các cột NSCT có thể làm cho tâm NSCT di chuyển mức nhỏ trong thời gian

dài. Độ lệch sẽ phụ thuộc vào mức độ phát triển của quá trình co ngót.

b. Chuyển động hàng ngày

Thành phần này có thể gây ra dao động cho NSCT khoảng thời gian 24 giờ [54].

Do hiệu ứng mặt trời: các bề mặt bê tông của NSCT tiếp xúc với ánh nắng mặt

trời sẽ nở ra khi so sánh với các bề mặt ở phía đối diện của tòa nhà. Mô hình toán học

về hiệu ứng mặt trời trên cấu trúc chỉ ra rằng với sự chênh lệch nhiệt độ là 10 độ C,

có thể chuyển động lên đến 150mm ở đỉnh bê tông trong khoảng thời gian sáu giờ.

Điều này tương đương với chuyển động 25mm mỗi giờ.

c. Chuyển động động

Các thành phần này gây ra dao động trong thi công NSCT với khoảng thời gian

từ 10 giây đến 15 phút [54].

Do cộng hưởng xây dựng: tòa NSCT sẽ có một khoảng thời gian tự nhiên từ 10

đến 11 giây theo hai trục mà nếu dữ liệu vị trí được tính cứ 0,5 giây một lần thì hình

dạng của một biểu đồ điểm của dữ liệu 30 phút sẽ giống như một hình elip không

đều. Nếu tốc độ gió tăng thì 'kích thước' của hình elip này cũng sẽ tăng lên.

Do gió: tải trọng gió sẽ làm cho tòa nhà bị lệch tâm theo lượng phụ thuộc vào

tốc độ gió, hướng và các yếu tố cấu trúc.

Do tải trọng cẩu: có thể dự đoán rằng tòa nhà sẽ dao động đến một mức độ nào

đó khi cần trục tháp nhấc hoặc thả tải. Các chuyển động này sẽ hoàn toàn ngẫu nhiên

với khoảng thời gian từ 5 đến 15 phút. Khi tiến hành công tác đo đạc, cần phải tạm

thời dừng hoạt động của các cần trục để giảm nguy cơ xảy ra 'sai lệch' ngẫu nhiên

trong phép đo trắc địa.

Tải trọng và các tác động khác lên toà nhà sẽ khiến nó di chuyển khỏi trục thẳng

đứng theo lý thuyết và sự cộng hưởng tự nhiên của NSCT sẽ khiến nó dao động với

biên độ tương đối lớn và không có quy luật chung. Vì vậy mà hệ thống thiết bị trắc

địa và phương pháp đo đạc phải được thiết kế phù hợp để tiến hành công tác bố trí

chi tiết xây dựng trên các sàn thi công trong điều kiện công trình luôn bị dao động

nhằm đảm bảo tính liên kết với các hệ kết cấu xây dựng đã được thực hiện trước đó.

1.3.4.2. Các dạng cơ bản dao động của nhà siêu cao tầng

Dưới sự tác động của các yếu tố ngoại cảnh như gió, thay đổi nhiệt độ, tải

trọng bản thân công trình, co ngót từ biến của bê tông, độ lún không đều... NCT và

NSCT dao động theo các dạng cơ bản như sau [43]:

Hình 1.25. Các dạng dao động của công trình

Trong đó: các chỉ số của ji gồm chỉ số thứ nhất j: là chỉ khối lượng thứ j, và

chỉ số thứ hai i: chỉ tần số hay dạng dao động riêng thứ i.

Hình 1.26. Dạng dao động loại 1,2 của tòa nhà siêu cao tầng

Hình 1.27. Dạng dao động loại 3 của tòa nhà siêu cao tầng

Như vậy: dưới tác động của nhiều yếu tố ngoại cảnh như gió, thay đổi nhiệt

độ, tải trọng bản thân công trình, co ngót từ biến của bê tông, độ lún không đều...

NSCT bị dao động theo hướng tác động của ngoại lực. Dao động của phần trên ngôi

nhà có thể mang tính đàn hồi và trở về vị trí cũ, cũng có thể mang tính đàn hồi không

hoàn toàn và chuyển sang vị trí mới, quỹ đạo chuyển động, vận tốc dao động của

công trình không theo quy luật nhất định, phụ thuộc vào vị trí xây dựng, thời gian thi

công và kết cấu vật liệu xây dựng công trình.

Do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh như gió, thay đổi nhiệt độ và do bản

thân tải trọng công trình nên toàn bộ hay từng phần của các toà NSCT sẽ bị thay đổi

vị trí trong không gian, theo thời gian trong quá trình thi công xây dựng. Vì vậy,

chúng ta cần phải nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật nhằm đảm bảo thi công NSCT

theo đúng thiết kế và các tiêu chuẩn quy định.

1.4. Các công trình nghiên cứu về công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng

và siêu cao tầng

Do công tác trắc địa trong thi công NSCT có nhiều đặc điểm riêng biệt, để

phục vụ mục tiêu nghiên cứu của đề tài, chúng tôi đã tham khảo, tìm hiểu các tài liệu

nghiên cứu trong và ngoài nước về lĩnh vực thi công NCT và NSCT, bao gồm các nội

dung sau đây:

1.4.1. Các công trình nghiên cứu ở nước ngoài

Do đặc điểm địa hình, điều kiện kỹ thuật và môi trường thi công của công

tác trắc địa phục vụ thi công NSCT có ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác

kích thước hình học của công trình, độ thẳng đứng của công trình… và tiến độ

thi công công trình. Chính vì vậy mà từ trước đến nay ở trên thế giới đã có

nhiều công trình nghiên cứu về công tác trắc địa trong thi công NCT và NSCT.

Nghiên cứu các tài liệu tham khảo này chúng tôi thấy có thể chia ra các làm các

lĩnh vực sau đây:

Ngoài một số tài liệu là sách giáo khoa trong đó có nội dung trình bầy về công

tác trắc địa trong thi công NCT và công trình có chiều cao lớn như "Инженерная

геодезия" [49], "Справочное пособие по прикладной геодезий" [51],

"Геодезические работы при изысканиях и строительстве промышленных

сооружений "[52]. Các công trình nghiên cứu về các giải pháp kỹ thuật khi thi công

NCT và NSCT được tham khảo và chia thành các hướng nghiên cứu sau:

1.4.1.1. Nghiên cứu về vấn đề ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng đến độ thẳng đứng

của công trình trong quá trình thi công

Sau khi tham khảo các tài liệu nước ngoài, chúng tôi thấy có các tài liệu cơ

bản sau:

Năm 1996 PGS.TS. Nguyễn Quang Tác đã nghiên cứu phương pháp tính toán

ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng trong thi công xây dựng và khai thác sử dụng

công trình dạng tháp trình bày trong luận án tiến sĩ. "Разработка методики расчета

влияния метеорологических факторов при строительство и эксплуатация

сооружений башенного типа" [53], Abdelrazaq, A (2010) “Design and Construction

planning of the Burj Khalifa, Dubai” [60], William F.Baker, D.Stanton Korista,

Lawrence C.Novak (2008), "Engineering the World's Tallest - Burj Dubai" [61], [63],

[64]. Nội dung của các tài liệu trên đã đề cập đến tác động của các yếu tố khí tượng

như nhiệt độ, gió…, và tải trọng bản thân công trình ảnh hưởng đến độ thẳng đứng

của công trình. Tuy nhiên, trong các tài liệu này mới đề cập đến công thức tính số

hiệu chỉnh cho công trình dạng tháp, hoặc đưa ra các chỉ số về các đại lượng dao

động đặc trưng của công trình NCT mà chưa đưa ra được các giải pháp khắc phục

các hiện tượng dao động này trong quá trình thi công NSCT.

1.4.1.2. Nghiên cứu về vấn đề giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa trong thi công các

công trình nhà siêu cao tầng

Bao gồm các tài liệu sau:

Joël van Cranenbroeck (2009) “Core Wall Control Survey” [54]; "Real - time

high-rise building monitoring system using global navigation satellite system

technology" [55], Abdelrazaq, A (2010), “Design and Construction planning of the

Burj Khalifa, Dubai” [60], [61], [63], [64].... Nội dung các tài liệu này đã trình bày

một số giải pháp dùng trong quá trình thi công các công trình dạng tháp có chiều

cao lớn, ứng dụng công nghệ GNSS thời gian thực để xác định vị trí tức thì của

công trình trong quá trình thi công. Tuy nhiên các tài liệu này mới chỉ dừng lại ở

hướng nghiên cứu và chưa đưa ra các giải pháp kỹ thuật cụ thể, cũng như đánh giá

độ chính xác đạt được và tính hiệu quả của giải pháp.

1.4.1.3. Nghiên cứu về ứng dụng phép lọc Kalman trong xử lý số liệu trắc địa

Điển hình có các tài liệu sau:

Cankut D. Ince and Muhammed Sahin (2000) “Real - time deformation

monitoring with GPS and Kalman Fiter” [56], Greg Welch and Gary Bishop (2001)

“An Introduction to the Kalman Filter” [57], Greg Welch and Gary Bishop (2006),

“An Introduction to the Kalman Filter” [58], Kalman, R.E. A new research approach

to Linear Filtering and Prediction Problem. [62]... Nội dung các tài liệu trên trình

bày về phép lọc Kalman trong trường hợp tổng quát, tuy nhiên các tài liệu này

không trình bày vấn đề xác định các hàm số đặc trưng cho chuyển động của tòa

NCT trong quá trình thi công xây dựng do ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng và

bản thân tải trọng công trình, ví dụ như quỹ đạo chuyển động, vận tốc và gia tốc

của công trình, đây là vấn đề rất quan trọng khi ứng dụng phép lọc Kalman để

phân tích số liệu.

1.4.2. Các công trình nghiên cứu ở trong nước

Nghiên cứu về công tác trắc địa trong thi công các công trình NCT và NSCT ở

nước ta được thực hiện trong một số công trình nghiên cứu và một số giáo trình đang

được giảng dạy tại một số trường đại học. Nghiên cứu các tài liệu này chúng tôi nhận

thấy một số vấn đề sau đây:

Ngoài một số tài liệu là sách giáo khoa trong đó có nội dung trình bày về công

tác trắc địa trong thi công NCT và công trình có chiều cao lớn như "Trắc địa công

trình" [5], “Trắc địa công trình công nghiệp - Thành phố” [15], các công trình nghiên

cứu về các giải pháp kỹ thuật khi thi công nhà cao tầng và siêu cao tầng được tham

khảo và chia thành các hướng nghiên cứu sau đây:

1.4.2.1. Nghiên cứu về vấn đề giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa trong thi công các

công trình nhà cao tầng

Sau khi tham khảo các tài liệu trong nước chúng tôi thấy có các tài liệu cơ bản sau:

“Quy trình kỹ thuật kiểm soát kích thước hình học, độ nghiêng nhà cao tầng và

công trình có chiều cao lớn” [12], “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công tác trắc địa

trong xây dựng công trình có chiều cao lớn” [2], “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ

GPS trong trắc địa công trình” [6], [9], [11], [12], [13], [14], [16], [17], …

Các công trình nghiên cứu trên đã tập trung chủ yếu vào các giải pháp kỹ thuật

nhằm nâng cao độ chính xác chuyền toạ độ theo phương thẳng đứng lên các sàn thi

công nhà cao tầng như:

- Sử dụng máy chiếu đứng quang học chiếu theo phương pháp phân đoạn để

chuyển trục công trình lên cao [24].

- Chính xác hoá lưới khống chế khung ở đầu mỗi đoạn chiếu bằng cách sử dụng

các trị đo GNSS kết hợp với các trị đo mặt đất bằng máy toàn đạc điện tử, xử lý theo

thuật toán bình sai lưới tự do [21], [30], [31],...

Tuy nhiên trong các công trình nghiên cứu trên đều chưa đề cập đến sự dao động

của công trình do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh gây ra. Vì vậy mà các tác giả

đã kiến nghị cần tiếp tục nghiên cứu các ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh (gió,

nhiệt độ...) và tải trọng của bản thân công trình đến độ thẳng đứng của công trình nhà

siêu cao tầng.

1.4.2.2. Nghiên cứu về vấn đề ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng đến độ thẳng đứng

của công trình trong quá trình thi công

Điển hình có các tài liệu sau:

“Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong thi công xây dựng nhà siêu cao

tầng” [24], “Nghiên cứu xác định hiện tượng vặn xoắn của công trình trong thi công

xây dựng công trình có chiều cao lớn” [25], "Sử dụng hệ thống VAS trong việc đảm

bảo độ thẳng đứng của toà nhà siêu cao tầng Landmark 81 TP Hồ Chí Minh" [8]...

Trong nội dung tài liệu này đã nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng ảnh

hưởng đến độ thẳng đứng của công trình, dựa vào kết quả quan trắc tòa nhà

Keangnam, The Landmark 81 bằng công nghệ GNSS trong quá trình thi công và khai

thác sử dụng, tuy nhiên nội dung tài liệu này chưa đưa ra phương pháp tính và hiệu

chỉnh giá trị ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng và tải trọng của bản thân công trình

đến độ thẳng đứng của công trình.

1.4.2.3. Nghiên cứu về vấn đề giải pháp kỹ thuật của công tác trắc địa trong thi công nhà

siêu cao tầng

Sau khi tham khảo các tài liệu trong nước chúng tôi thấy có các tài liệu sau

đây:

"Sử dụng hệ thống VAS trong việc đảm bảo độ thẳng đứng của toà nhà siêu cao

tầng Landmark 81 TP Hồ Chí Minh" [8],…

Trong tài liệu [8] đã trình bày hướng sử dụng công nghệ GNSS-RTK do nhà

thầu nước ngoài sử dụng tại công trình Landmark 81 và thông báo kết quả quan trắc tòa

nhà Landmark 81 được xây dựng bằng công nghệ và thiết bị của nhà thầu nước ngoài. Nội

dung của công nghệ và thuật toán xử lý số liệu do các công ty xây dựng nước ngoài quản

lý, chúng ta chưa thể tiếp cận được do các công ty nước ngoài đang quản lý và chưa

chuyển giao. Tài liệu này cũng chưa đưa ra giải pháp kỹ thuật cụ thể, các thuật toán

ứng dụng và chưa đánh giá độ chính xác kết quả đạt được.

1.4.2.4. Nghiên cứu về ứng dụng phép lọc Kalman trong xử lý số liệu trắc địa

Sau khi tham khảo các tài liệu trong nước chúng tôi thấy có các tài liệu điển

hình có các tài liệu sau:

Cui Xizang và nnk (người dịch - Phan Văn Hiến) (2017), "Bình sai trắc địa

nghĩa rộng" [47], Phạm Quốc Khánh (2018), “Nghiên cứu phương pháp dự báo

chuyển dịch biến dạng công trình theo mô hình động học” [10], Dương Thành Trung

(2017), “Nghiên cứu xây dựng hệ định vị - dẫn đường dựa trên việc tích hợp hệ thống

định vị dẫn đường toàn cầu (GNSS) và hệ thống định vị quán tính (INS) bằng các

điều kiện ràng buộc giải tích và thuật toán ước lượng tối ưu” [19], [33], [34], [35],...

Nội dung tài liệu trên trình bày một số ứng dụng của phép lọc Kalman để xử lý số

liệu trắc địa trong các lĩnh vực khác nhau. Tuy nhiên, trong các tài liệu này chưa trình

bày vấn đề ứng dụng pháp lọc Kalman để lọc các số liệu đo GNSS động thời gian

thực trong thi công NSCT.

1.4.3. Các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)

Bao gồm các tài liệu sau đây:

“Công tác thi công tòa nhà - Sai số hình học cho phép” [37], “Dung sai trong

xây dựng công” [38], “Công tác trắc địa trong xây dựng công trình - Yêu cầu chung”

[39], “Nhà và công trình dạng tháp - Xác định độ nghiêng bằng phương pháp trắc

địa” [40], “Nhà cao tầng - Kỹ thuật đo đạc phục vụ công tác thi công” [41], “Kỹ thuật

đo và xử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình”[42], “Tải trọng và tác động - Tiêu

chuẩn thiết kế”.[43], [44],…

Hiện nay, chúng ta còn thiếu các văn bản pháp qui về tiêu chuẩn công tác trắc

địa trong thi công NSCT, các qui định có tính pháp quy của nhà nước về quy trình

nghiệm thu đánh giá chất lượng kích thước hình học, độ thẳng đứng và các dịch

chuyển của NSCT.

Nhưng đối với các tòa NSCT (những công trình trên 40 tầng) không thể coi là

cố định mà nó luôn luôn bị dao động do tác động của các yếu tố ngoại cảnh như tải

trọng gió, nhiệt độ và ảnh hưởng của tải trọng công trình... Biên độ dao động của đỉnh

tòa nhà là rất lớn, không tuân theo một quy luật nhất định. Vì vậy, chúng ta cần phải

nghiên cứu các giải pháp kỹ thuật trắc địa phục vụ thi công xây dựng NSCT đảm bảo

độ thẳng đứng theo yêu cầu của thiết kế.

1.5. Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu và định hướng nghiên cứu của

luận án

1.5.1. Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu

Qua tìm hiểu tình hình nghiên cứu tổng quan của công tác trắc địa trong thi công

NSCT trên thế giới và trong nước có thể nhận thấy như sau:

Trên thế giới: Các quy trình công nghệ ở nước ngoài đã đề cập đến sự dao

động của công trình có chiều cao lớn, nhưng không trình bày giải pháp khắc phục,

chưa nêu lên các cách hiệu chỉnh giá trị văn xoắn của công trình do ảnh hưởng của

các yếu tố ngoại cảnh tác động lên công trình trong quá trình thi công. Đối với

một số tài liệu công bố gần đây mới nêu lên được giải pháp công nghệ đã sử dụng

để hiệu chỉnh các điểm bố trí công trình đang thi công theo đúng thiết kế, nhưng

nội dung của công nghệ và bản chất của thuật toán chúng ta chưa nắm bắt được và

không trình bày về độ chính xác nên chưa phù hợp với điều kiện thực tế ở Việt

Nam (thiết bị trắc địa hiện có, điều kiện địa chất, yếu tố xây dựng, trình độ thi

công, điều kiện kinh tế...); không đưa ra quy luật chuyển động của tòa NSCT do

ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh và tải trọng bản thân công trình đến độ thẳng

đứng của công trình.

Ở Việt Nam: Do hạn chế về năng lực sản xuất thiết bị đo đạc chính xác cao, nên

chủ yếu sử dụng các công nghệ hiện đại nhập khẩu, chưa có điều kiện chế tạo các

thiết bị đo chuyên dụng dùng cho công tác trắc địa trong thi công NSCT.

Tại các công trình xây dựng NSCT ở Việt Nam, công việc trắc địa trong thi

công NSCT, chủ yếu do các chuyên gia và công ty nước ngoài thực hiện.

1.5.2. Định hướng nghiên cứu của luận án

Từ kết quả nghiên cứu và phân tích ở trên chúng tôi rút ra một số định hướng

nghiên cứu của luận án như sau:

1. Nghiên cứu giải pháp ứng dụng các công nghệ đo đạc tiên tiến và hiện đại để

thay thế các thiết bị và phương pháp đo đạc truyền thống với mục đích tự động hóa

quá trình đo đạc, nâng cao độ chính xác và đảm bảo tiến độ thi công NSCT phù hợp

với đặc điểm công nghệ thi công đang được ứng dụng ở Việt Nam.

2. Khảo sát và đánh giá độ chính xác và khả năng ứng dụng công nghệ GNSS -

RTK kết hợp với máy toàn đạc điện tử để xác định vị trí tức thời của các điểm cần bố

trí trên các sàn xây dựng NSCT trong quá trình thi công.

3. Nghiên cứu xây dựng thuật toán và thành lập chương trình máy tính xử lý số

liệu cho phép xác định toạ độ tức thời của các điểm trục chính trên các sàn thi công

NSCT.

4. Nghiên cứu phương pháp bố trí chi tiết công trình theo đúng vị trí thiết kế

nhằm đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật thi công NSCT ở Việt Nam.

CHƯƠNG 2

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA

TRONG THI CÔNG NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM

2.1. Nghiên cứu lựa chọn giải pháp trắc địa khắc phục ảnh hưởng sự dao động

trong thi công nhà siêu cao tầng

2.1.1. Đặc điểm công tác trắc địa trong thi công nhà siêu cao tầng ở Việt Nam

Về mặt kết cấu, một công trình được định nghĩa là cao tầng khi độ bền vững và

chuyển vị của nó do tải trọng ngang (gió, nhiệt độ, tải trọng bản thân công trình, động

đất…) quyết định. Mặc dù chưa có sự thống nhất chung nào về định nghĩa NSCT

nhưng có một ranh giới được đa số các kỹ sư kết cấu chấp nhận, đó là từ nhà thấp

tầng sang NCT và NSCT có sự chuyển tiếp từ phân tích tĩnh học sang phân tích động

học khi nhà chịu tác động của các yếu tố ngoại cảnh…, tức là vấn đề dao động và ổn

định nói chung.

Trong thi công NSCT có số tầng nhiều (những công trình trên 40 tầng), độ cao

lớn (H > 100 m), yêu cầu độ chính xác chuyển trục theo chiều thẳng đứng là rất cao,

thiết bị đo và phương pháp đo phải thích hợp với loại hình kết cấu, phương pháp thi

công và điều kiện của hiện trường.

Đối với các công trình NSCT, do ảnh hưởng của các yếu tố bên ngoài (nhiệt độ,

gió...) và bản thân tải trọng công trình nên tại các tầng cao trong quá trình thi công

phần thân công trình dao động liên tục theo thời gian với biên độ tương đối lớn và

hầu như không có quy luật (Hình 2.1).

Ví dụ như tại công trình The Land mark cao 81 tầng (461,2 m) tại thành phố

Hồ Chí Minh, kết quả quan trắc cho thấy trong một ngày đêm biên độ dao động của

phần đỉnh toà nhà đạt giá trị gần 100 mm [8]. Hoặc tại công trình NSCT Burj Khalifa

tại Dubai có chiều cao 818 m kết quả quan trắc tại vị trí có độ cao 570 m có biên độ

dao động đạt giá trị 1,25 m [60], [61].

Trong những năm gần đây, việc xây dựng các tòa NSCT đã và đang nhận được

sự quan tâm rất lớn. Từ kỹ thuật và công nghệ hiện đại, các quy trình và thiết bị trắc

địa đa dạng trong các giai đoạn xây dựng NSCT đã được phổ biến mạnh mẽ. Các tòa

NSCT luôn phải hứng chịu các tác động bên ngoài gây ra độ dao động, chẳng hạn

như do áp lực gió, hiệu ứng nhiệt do tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và tải trọng bản

thân công trình. Các tác động như vậy gây ra những khó khăn nhất định trong giai

đoạn thi công NSCT, do các tòa NSCT trong quá trình thi công xây dựng luôn phải

chịu nhiều tác động ngoại cảnh làm cho tòa nhà bị dao động và các tác động này sẽ

tạm thời làm mất đi phương thẳng đứng của tòa nhà. Tuy nhiên, việc thi công nên

được áp dụng các giải pháp kỹ thuật sao cho các tòa nhà được hiệu chỉnh theo thiết

kế, và đặc biệt là theo phương thẳng đứng để trở về đúng trạng thái thiết kế ban đầu.

Tác động của các

yếu tố ngoại cảnh

Hình 2.1. NSCT bị dao động do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh

Từ kết quả nghiên cứu ở chương 1 cho thấy công trình NSCT luôn luôn bị dao

động do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh, cho nên cần phải có những giải pháp

kỹ thuật đặc biệt để thi công NSCT theo đúng kích thước thiết kế đề ra. Vì vậy, chúng

ta cần nghiên cứu giải pháp kỹ thuật trắc địa nhằm khắc phục ảnh hưởng dao động

của công trình NSCT trong quá trình xây dựng.

2.1.2. Lựa chọn giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa trong thi công nhà siêu cao

tầng ở Việt Nam

Như đã trình bày ở chương 1 do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh công trình

NSCT luôn bị dao động với biên độ tương đối lớn và không có quy luật chung. Chúng

tôi đã tiến hành tham khảo các tài liệu trên thế giới và trong nước, nhận thấy để khắc

phục hiện tượng dao động của công trình do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh

hiện nay có một số giải pháp kỹ thuật như sau:

2.1.2.1. Giải pháp 1

Xác định số hiệu chỉnh do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh bằng phương

pháp hồi quy.

Đối với công trình có chiều cao lớn [5] để tính số hiệu chỉnh do ảnh hưởng của

các yếu tố ngoại cảnh gây nên, trên mặt ngoài của công trình qua khoảng 25 - 30 m

gắn các bảng ngắm và quan trắc độ nghiêng, độ vặn xoắn của công trình trong suốt

thời gian chuyển các trục công trình lên mặt sàn thi công. Các bảng ngắm quan sát

cần gắn dọc theo hai phía đối diện của công trình. Việc quan sát được thực hiện bằng

máy kinh vĩ hoặc máy TĐĐT từ các điểm của lưới khống chế cơ sở. Các bảng ngắm

có thể bố trí bên trong công trình và quan sát độ nghiêng, độ vặn xoắn bằng máy chiếu

đứng (Hình 2.2).

Hình 2.2. Mô tả hiện tượng dao động công trình có chiều cao lớn

Dựa vào chiều cao công trình, số lượng điểm mốc kiểm tra được gắn và đặc

điểm của hiện tượng vặn xoắn, giả thiết giá trị vặn xoắn của công trình được xác định

bằng các hàm số bậc hai, hoặc bậc ba theo độ cao hi

(2.1)

hoặc (2.2)

trong đó ΔSi: Chuyển dịch của điểm quan sát trên sàn thi công có độ cao hi.

Tại mỗi độ cao hi cần đo đại lượng chuyển dịch ΔSi. Tiến hành xác định các hệ

số ai theo phương pháp hồi quy dựa vào một số đại lượng chuyển dịch ΔSi độ cao hi

đo được trên những phần công trình đã được xây dựng.

Sau khi xác định được các giá trị ai có thể tìm được giá trị ΔSi+1 ở độ cao hi+1

theo công thức:

(2.3)

hoặc (2.4)

Nhận xét về phương án này chúng ta thấy: để tính được các đại lượng vặn xoắn

của công trình do ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng cần phải giả thiết hiện tượng

vặn xoắn tuân theo các quy luật là hàm số bậc hai (2.1) hoặc hàm số bậc ba (2.2),

trong khi đó sự dao động của công trình thường không có quy luật phụ thuộc vào điều

kiện tác động của các yếu tố ngoại cảnh. Các giả thiết này sẽ mang lại yếu tố sai lệch

khi tính hiệu chỉnh giá trị vặn xoắn của công trình

Mặt khác đối với NSCT khi sử dụng máy kinh vĩ hoặc máy TĐĐT để xác định

tọa độ các bảng ngắm, cần đặt máy cách công trình một khoảng ít nhất bằng chiều

cao công trình, nghĩa là cần có khoảng trống lớn xung quanh ngôi nhà. Điều này rất

khó thực hiện trong thực tế xây dựng nhất là trong khu vực thành phố.

2.1.2.2. Giải pháp 2

Dựa vào kết quả quan trắc các yếu tố khí tượng như gió, nhiệt độ, hướng mặt

trời, hệ số giãn nở của vật liệu... để tính ra các số hiệu chỉnh như công trình nghiên

cứu [53] đã thực hiện.

Với giải pháp này, chúng ta phải dựa vào những phần công trình đã được

xây dựng xong để tính toán ra các số hiệu chỉnh cho phần xây dựng tiếp theo,

nhưng các yếu tố khí tượng như gió, nhiệt độ, hướng mặt trời, hệ số giãn nở của

vật liệu… theo thời gian là không giống nhau, vì vậy nếu sử dụng các kết quả

tính toán dựa vào phần đã xây dựng của công trình mà tính ra các số hiệu chỉnh

cho phần xây dựng tiếp theo thì trong kết quả tính toán được sẽ tồn tại một số

nguồn sai số nhất định.

Mặt khác, giải pháp này chỉ áp dụng cụ thể cho từng công trình và mỗi công

trình được xây dựng ở các địa điểm, thời điểm khác nhau.. thì sẽ có ảnh hưởng của

các yếu tố khí tượng khác nhau, cho nên giải pháp này cũng khó có thể áp dụng cho

thi công NSCT.

2.1.2.3. Giải pháp 3

Xây dựng một hệ tọa độ thi công công trình (2D) với một điểm gốc (BS) không

thay đổi và ổn định, dùng công nghệ GNSS - RTK xác định tổng độ dịch chuyển của

mặt sàn NSCT do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh và tải trọng công trình gây ra

so với điểm gốc BS, từ đó chúng ta có thể tiến hành:

- Xác định giá trị dao động của công trình.

- Chuyển trục công trình lên cao.

Rõ ràng giải pháp này mang tính chất tổng quát vì không phụ thuộc vào hướng

gió, nhiệt độ, tải trọng bản thân công trình… và thời gian, địa điểm xây dựng NSCT.

Chúng tôi cho rằng đây là giải pháp phù hợp cho mọi dạng công trình và ở mọi vị trí

xây dựng khác nhau.

2.2. Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa trong thi công nhà siêu cao

tầng ở Việt Nam

Do sự dao động của công trình xảy ra liên tục với biên độ dao động tương đối

lớn và không có quy luật nên không thể sử dụng các phương pháp chuyển trục và các

thiết bị, công nghệ truyền thống để đảm bảo độ thẳng đứng của công trình trong quá

trình thi công. Chính vì vậy mà chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu giải pháp kỹ thuật

ứng dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp máy TĐĐT để tiến hành công tác trắc địa

đảm bảo thi công NSCT trong điều kiện Việt Nam.

2.2.1. Nguyên lý của giải pháp kỹ thuật ứng dụng công nghệ GNSS - RTK và máy

TĐĐT để xác định vị trí các điểm trục chính NSCT trong quá trình thi công

Giả sử tại thời điểm t1 vị trí toà nhà được xác định bởi các điểm (A, B, C, D) có

toạ độ là (x,y)1 như hình 2.3 [27].

Tại thời điểm t2 do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh, các điểm (A, B, C, D)

di chuyển đến vị trí (A1, B1, C1, D1) có toạ độ tức thời (x,y)2.

Hình 2.3. Giải pháp ứng dựng công nghệ GNSS - RTK trong thi công NSCT

Nếu sử dụng công nghệ GNSS - RTK với trạm base đặt tại điểm BS và các trạm

rover đặt tại các điểm (A1, B1, C1, D1) sẽ xác định được các giá trị toạ độ tức thời của

Hình 2.4. Nguyên lý bố trí trục công trình NSCT bằng công nghệ

các điểm này tại thời điểm t2, tức là các giá trị (x,y)2.

GNSS - RTK và máy TĐĐT

Nguyên lý cơ bản của giải pháp kỹ thuật này được trình bày như hình 2.4.

- Đầu tiên cần xây dựng một hệ toạ độ thi công công trình XOY ở dạng hệ toạ

độ 2D. Hệ toạ độ này phải trùng với hệ toạ độ đã dùng để thiết kế công trình.

- Điểm BS là điểm nằm ở gần công trình có toạ độ nằm trong hệ XOY và cố

định trong suốt quá trình thi công công trình. Tại điểm BS đặt trạm base khi sử dụng

công nghệ GNSS - RTK.

2.2.1.1. Tại mặt sàn tầng 1 (bề mặt móng của công trình)

- Giả sử các tại thời điểm t1 vị trí toà nhà tầng 1 được xác định bởi các điểm (A,

B, C, D) có toạ độ là (x,y)1 như hình 2.4.

- Các điểm (I, II, III, IV) là các điểm giao nhau của các trục chính hoặc trục cơ

bản trên công trình có toạ độ là (x,y)1T.

Hình 2.5. Sơ đồ bố trí các trạm rover trên sàn copha trượt

- Tại vị trí các điểm A, B, C, D bố trí các trạm đo rover được gắn cố định với

sàn copha trượt của từng sàn hoặc của hệ thống các cầu thang máy của công trình.

- Vị trí đặt các trạm rover tạo thành một tứ giác trắc địa như hình 2.5. Khoảng

cách giữa các vị trí đặt các trạm rover được đo với độ chính xác cao ngay từ mặt bằng

móng công trình. Giá trị các khoảng cách này dùng để đánh giá chất lượng thu tín

hiệu GNSS - RTK trên các sàn thi công sau này.

- Toạ độ của các điểm A, B, C, D được xác định chính xác bằng công nghệ

GNSS tĩnh trong hệ VN - 2000 và các trị đo mặt đất trong hệ XOY. Các giá trị toạ độ

này được sử dụng làm cơ sở để xác định:

+ Tổng độ chuyển dịch do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh đến sàn thi công

thứ n ở thời điểm tn so với điểm BS trong hệ tọa độ XOY.

+ Xác định độ vặn xoắn của công trình trên sàn thi công thứ n tại thời điểm tn.

2.2.1.2. Tại tầng thi công thứ n

- Tại thời điểm t2 trên tầng thứ “n” do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh và

tải trọng bản thân công trình các điểm (A, B, C, D) di chuyển đến vị trí (A1, B1, C1,

D1) có toạ độ tức thời (x,y)2, các điểm (I, II, III, IV) di chuyển đến vị trí (I1, II1, III1,

IV1) có toạ độ là (x,y)2T như hình 2.4.

- Trên sàn n bằng công nghệ GNSS - RTK sẽ xác định được toạ độ tức thời

của các điểm đo RTK (An, Bn, Cn, Dn) trong hệ XOY tại thời điểm ti là (x,y)i. Từ

đó có thể xác định được tổng độ chuyển dịch của các điểm (A n, Bn, Cn, Dn) ở sàn

thứ n so với các điểm (A, B, C, D) ở tầng 1. Đó cũng chính là sự dịch chuyển của

các điểm (In, IIn, IIIn, IVn) ở thời điểm ti so với toạ độ ban đầu của các điểm này ở

thời điểm t1.

- Nếu trên sàn thi công của tầng thứ n đặt một máy TĐĐT ở một vị trí bất kỳ

(điểm M) và sử dụng phương pháp giao hội nghịch góc - cạnh đến các điểm (An, Bn,

Cn, Dn), đo các góc γi và các cạnh Si (Hình 2.4) sẽ xác định được toạ độ của của điểm

M tại thời điểm t2, (trong hệ XOY) từ đó có thể xác định được các yếu tố bố trí điểm

In, IIn, IIIn và IVn về vị trí theo chỉ định của thiết kế bằng phương pháp toạ độ cực từ

điểm M qua góc bố tri β và cạnh cực S (Hình 2.4).

- Trên sàn tầng n, dựa vào các điểm (In, IIn, IIIn, IVn) đã được bố trí về đúng vị

trí đã xác định, sử dụng các phương pháp và thiết bị trắc địa truyền thống tiến hành

bố trí chi tiết trên các sàn thi công [15].

2.2.1.3. Chức năng của hệ thống GNSS - RTK và máy TĐĐT trong giải pháp kỹ thuật

đề nghị

a. Chức năng của hệ thống GNSS - RTK trong giải pháp kỹ thuật đề nghị

Hệ thống GNSS - RTK với một trạm base đặt tại điểm BS và các trạm rover đặt

cố định tại các vị trí của sàn copha trượt liên tục thu tín hiệu GNSS trong suốt quá

trình thi công xây dựng công trình. Kết quả đo GNSS - RTK được sử dụng.

- Xác định tổng độ chuyển dịch, dao động do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại

cảnh của sàn thi công thứ n so với tầng 1 và tầng thứ (n - 1).

- Xác định quỹ đạo dịch chuyển và dao động của các sàn thi công theo thời gian

thực. Các kết quả đo GNSS - RTK liên tục tạo thành một cơ sở dữ liệu được sử để

xác định chuyển vị trung bình của đường hồi quy và thể hiện tổng chuyển vị trung

bình của công trình.

- Kết quả đo GNSS - RTK liên tục được sử dụng kết hợp với các phép đo liên

tục, thời gian thực về độ nghiêng của công trình dọc theo chiều thẳng đứng dùng để

xác định các số hiệu chỉnh dưới dạng các thành phần X và Y để điều chỉnh chính xác

tòa nhà theo phương thẳng đứng [54].

- Kết quả đo GNSS - RTK liên tục được sử dụng kết hợp với các kết quả quan

trắc về độ lún và biến dạng của nền móng, kết quả quan trắc độ co ngót và độ giãn nở

khác nhau của bê tông trong các bức tường và cột lõi… được sử dụng để tạo mô hình

động của tòa nhà và từ đó có thể thu được các kết quả giá trị chuyển động ở bất kỳ

độ cao nào trong trình tự xây dựng, thiết kế tòa nhà. Cơ sở dữ liệu này được sử dụng

cho các phần mềm chuyên dụng trong xây dựng để xác định các số hiệu chỉnh trong

công tác bố trí chi tiết nhằm bảo đảm sự thẳng đứng của công trình cũng như tính liên

tục của các kết cấu xây dựng trên công trình [54].

b. Chức năng của máy TĐĐT trong giải pháp kỹ thuật đề nghị

Với mục tiêu sử dụng tọa độ của các trạm rover được lắp đặt trên sàn để bố trí

các điểm trục chính, cần lắp đặt gương 3600 trên đế máy của các rover này đảm bảo

điều kiện: tâm hình học của gương 3600 nằm trên đường thẳng đứng đi qua tâm hình

học của ăng ten máy thu (rover).

Máy TĐĐT đặt tại điểm M như hình 2.4 thực hiện các chức năng sau:

- Đo kiểm tra các cạnh và đường chéo tứ giác AI, BI, CI, DI để so sánh với giá

trị tương ứng tính được từ tọa độ tức thời của các rover

- Sử dụng tọa độ điểm M tính được từ giao hội nghịch góc - cạnh và tọa độ các

rover để bố trí các điểm trục chính In, IIn, IIIn và IVn.

- Đo kiểm tra các điểm trục chính đã bố trí, tốt nhất là đo kiểm tra các cạnh và

đường chéo của tứ giác trắc địa tạo bởi các điểm trục chính bằng phương thức đo

khoảng cách gián tiếp giữa hai điểm gương của máy toàn đạc điện tử.

2.2.2. Yêu cầu độ chính xác của công tác trắc địa khi thi công nhà siêu cao tầng

Để xác định độ chính xác bố trí trục công trình NSCT trong quá trình thi công,

chúng ta cần phải dựa trên yêu cầu độ chính xác của công tác xây dựng được lấy trong

quy phạm, tiêu chuẩn xây dựng hoặc yêu cầu riêng của công trình được nêu trong

thiết kế.

Ký hiệu f là hạn sai cho phép (f được đưa ra trong quy phạm, tiêu chuẩn xây

dựng hoặc thiết kế quy định).

Theo [67] hạn sai cho phép trong việc bố trí đường trục đứng cho công trình có

độ cao H ≥ 150 m là f ≤ ± 30 mm.

Nếu quan niệm hạn sai cho phép này là sai số giới hạn thì sai số trung phương

m được xác định theo công thức [4]:

(2.5)

Với t = 2, m = ± 15 mm

Sai số trung phương m là tổng hợp của các nguồn sai số [5]:

- Sai số do công tác trắc địa gây ra, ký hiệu: mtđ

- Sai số thi công xây lắp ký hiệu: mtc

Khi đó ta có

(2.6)

Nếu coi hai nguồn sai số này là độc lập và có ảnh hưởng như nhau thì:

= ± 10,6 mm (2.7)

Mặt khác, sai số của công tác trắc địa bao gồm sai số lưới khống chế (mkc), sai

số đo GNSS - RTK (mrtk) và sai số xác định toạ độ trạm máy M (mTM), sai số bố trí

(mbt) tức là:

(2.8)

Nếu coi ảnh hưởng của ba nguồn sai số mkc, mTM, mbt có ảnh hưởng như nhau

ta có:

(2.9)

Để ảnh hưởng của sai số lưới khống chế đến công tác chuyển trục công trình

lên cao là nhỏ và có thể bỏ qua thì: mkc ≤ 10% mtd

Hay (2.10)

với k là hệ số giảm độ chính xác. Thay các giá trị từ (2.9), (2.10) vào biểu thức

(2.8) ta có :

Thực hiện biến đổi ta có:

(2.11)

Với k = 2 và mtđ = ± 10,6 mm thay vào (2.11) ta tính được m0 = ± 5,9 mm

Từ đó theo (2.10) tính được mkc = ± 2,9 mm

Như vậy sai số trung phương vị trí điểm của lưới khống chế (điểm đặt trạm

base) không được vượt quá đại lượng ± 2,9 mm.

mTM là sai số xác định toạ độ trạm máy M, nguồn sai số này bao gồm sai số giao

hội góc - cạnh (mgh) để xác định toạ độ của điểm đặt trạm máy M và sai số do dao

động của sàn thi công (mdđ) gây ra.

(2.12)

Nếu đặt điều kiện sai số gây ra do sự dao động của sàn thi công là nhỏ và có thể

bỏ qua thì ta có

(2.13)

Với k là hệ số giảm độ chính xác và thường lấy k = 2

Thay công thức (2.13) vào công thức (2.12) và biến đổi ta có:

(2.14)

Thay giá trị mTM = ± 5,9 mm và k = 2 vào công thức (2.14) ta tín được mgh = ± 5,3

mm. Thay giá trị mgh = ± 5,3 mm vào công thức (2.13) tính được mdđ = ± 2,6 mm.

Từ những kết quả tính toán nêu trên cho thấy:

- Các đại lượng chuyển dịch (di ) do dao động của công trình gây ra, cần xác

định bằng công nghệ GNSS - RTK với độ chính xác mdđ ≤ ± 2,6 mm.

- Các điểm trục công trình trên các sàn thi công được bố trí với độ chính xác

mtđ = ± 10,6 mm

Đây là kết quả tính tương ứng với giá trị f = 30 mm và H ≥ 150 m. Khi công

trình có chiều cao nhỏ hơn H < 150 m, xuất phát từ giá trị “f” trong bảng 1.6 sẽ tính

được các sai số trung phương của các yếu tố theo cách tương tự.

2.2.3. Đánh giá khả năng ứng dụng của giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ

GNSS - RTK kết hợp máy TĐĐT trong thi công nhà siêu cao tầng

Từ nguyên lý sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp máy TĐĐT trong thi

công NSCT ta thấy giải pháp kỹ thuật này có nhiều tính chất ưu việt khi xây dựng

NSCT bị dao động bởi các yếu tố ngoại cảnh và tải trọng công trình NSCT, được thi

công bằng hệ thống cốp pha trượt lõi thang máy hoặc trượt khung vách bê tông toàn

khối, là công nghệ phổ biến được sử dụng trong thi công NCST ở nước ta hiện nay.

Khi sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp máy TĐĐT để chuyển các trục

công trình trong thi công xây dựng nhà siêu cao tầng cho phép khắc phục được một

số điểm tồn tại của các phương pháp truyền thống:

- Không phải để lỗ thông sàn giữa các tầng như khi sử dụng máy chiếu đứng để

chuyền các trục chính theo phương thẳng đứng.

- Độ chính xác đo GNSS - RTK hầu như không phụ thuộc vào chiều cao công

trình, vì vậy có thể chuyền toạ độ từ đó chuyển các trục từ mặt bằng móng lên tầng

thứ n ở độ cao bất kỳ. Điều này tránh được sự tích luỹ sai số thường gặp phải khi sử

dụng phương pháp chiếu phân đoạn truyền thống.

- Công nghệ GNSS - RTK cho phép đo đạc trong điều kiện thời tiết không thuận

lợi, không đòi hỏi thông hướng ngắm, vì vậy mà có thể tiến hành bố trí vào bất kỳ

thời điểm nào trong ngày hay đêm, thao tác nhanh, tốn ít thời gian, đáp ứng được yêu

cầu tiến độ thi công công trình

2.3. Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác khi sử dụng kết hợp công nghệ

GNSS - RTK và máy TĐĐT trong thi công nhà siêu cao tầng ở Việt Nam

Trong thi công NSCT, để đảm bảo độ chính xác công tác trắc địa phục vụ thi

công trong điều kiện công trình bị dao động do ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh

và do bản thân tải trọng của công trình, chúng tôi đã đề nghị sử dụng công nghệ GNSS-

RTK để xác định toạ độ tức thời của các điểm cơ sở trên các sàn thi công kết hợp với

máy TĐĐT để bố trí các điểm trục chính công trình NSCT ở nước ta.

2.3.1. Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác định vị bằng công nghệ GNSS

- RTK trong thi công NSCT ở Việt Nam

2.3.1.1. Khái quát về công nghệ GNSS - RTK

GNSS - RTK là kỹ thuật định vị tương đối động. Khi đó sử dụng một máy thu

đặt cố định tại điểm đã biết toạ độ và độ cao (điểm P1), gọi là trạm cơ sở hay trạm

base, còn máy thu thứ hai cho phép di chuyển trong khi đo, gọi là trạm động (điểm

P2) hay trạm rover (Hình 2.6).

Hình 2.6. Sơ đồ công nghệ GNSS - RTK

Tại trạm động việc giải số nguyên đa trị được thực hiện để xác định tức thời véc

tơ cạnh [1]. Như vậy dựa vào công nghệ đo GNSS - RTK có thể xác định được liên

tục toạ độ và độ cao của trạm động theo thời gian thực và tần suất đo phụ thuộc vào

tần suất thu tín hiệu của thiết bị GNSS được sử dụng.

Phương pháp đo GNSS động thời gian thực (GNSS - RTK - Real Time Kinematic).

Cách đo này ngoài các máy thu vệ tinh còn cần thêm hệ thống Radio Link hoặc

sóng 3G để truyền số liệu liên tục từ trạm cố định đến trạm di động và thiết bị xử lý

số liệu gọn nhẹ. Số nguyên đa trị (số nguyên lần bước sóng từ vệ tinh đến máy thu)

được xác định nhanh nhờ giải pháp khởi đo (Initialization) và được duy trì bằng các

tín hiệu liên tục từ tối thiểu 4 vệ tinh trong khi di chuyển máy thu đến điểm đo tiếp

theo và thời gian đo tại các điểm này rất ít chỉ cần 1 trị đo (1 epoch tương đương với

1 - 5 s tùy theo chế độ lựa chọn).

Nếu việc theo dõi vệ tinh bị gián đoạn, ví dụ như đi qua dưới vật cản - số

nguyên đa trị sẽ bị mất và phải xác định lại. Do phải dùng đến Radio Link truyền

số liệu nên tầm hoạt động đo của máy di động bị hạn chế. Tầm hoạt động của máy

di động phụ thuộc vào thiết bị phát sóng (Radio Link tích hợp sẵn trong máy) của

trạm Base nên đạt khoảng 11.2 km. Trong trường hợp có Radio Link rời tầm hoạt

động có thể lên tới 20 km. Ngoài việc đo tọa độ điểm khống chế, điểm chi tiết thực

địa phương pháp này còn có tính năng bố trí điểm có tọa độ thiết kế trước ra thực

địa và dẫn đường độ chính xác cao [1].

2.3.1.2. Nghiên cứu giải pháp nâng cao độ chính xác kết quả đo GNSS - RTK trong

thi công NSCT ở Việt Nam

Hiện nay, trong công tác trắc địa phục vụ thi công NSCT đòi hỏi phải xác

định được toạ độ tức thời của các rover trên mặt sàn thi công theo thời gian thực

với độ chính xác cao nhằm mục đích đảm bảo độ các yêu cầu kỹ thuật của công

trình theo đúng tiêu chuẩn thiết kế đã đề ra. Để có thể đánh giá được khả năng ứng

dụng và độ chính xác đạt được của công nghệ GNSS-RTK trong thi công xây dựng

NSCT cần phải khảo sát độ chính xác đạt được của công nghệ GNSS - RTK trong

điều kiện Việt Nam.

Những thiết bị hiện đại như máy GNSS - R8S, theo thông báo của nhà sản xuất

thì độ chính xác của công nghệ GNSS - R8S khi sử dụng là [65]:

- Đo tĩnh (Static)

Sai số xác định vị trí mặt bằng: mp = ± 3 mm + 0.1 ppm RMS,

- Đo GNSS - RTK

Sai số xác định vị trí mặt bằng: mp = ± 8 mm + 1 ppm RMS,

Sai số xác định vị trí độ cao: mh = ± 15 mm + 1 ppm RMS,

Có thể hiểu rằng đây là độ chính xác của một trị đo GNSS - RTK. Nhưng kết

quả đo GNSS - RTK còn phụ thuộc vào chế độ và tần suất thu tín hiệu vệ tinh cũng

như là tính động hay tĩnh của điểm đo [55].

Hình 2.7. Thiết bị kiểm định độ chính xác công nghệ GNSS - RTK

Các giải pháp nâng cao độ chính xác GNNS - RTK đối với các rover bao gồm:

Tăng thời gian thu tín hiệu:

Với các máy thu tín hiệu GNSS hiện nay có thể đặt chế độ thu với tần xuất 1

giây. Như vậy chỉ với 1 phút thu tín hiệu chúng ta đã có thể nhận được 60 trị đo,

đây có thể coi là một ưu điểm lớn của các máy thu GNSS hiện nay so với các máy

thu thế hệ cũ.

Đảm bảo tính ổn định của các ăng ten máy thu rover:

Điều này dễ dàng đạt được nhờ các biện pháp cố định các rover với hệ cốp pha

trượt. Sự ổn định này cho phép giảm đáng kể do sự dao động của sào ăng ten, nếu

như chúng ta sử dụng Ăng ten gắn trên sào đo.

Để có thể ứng dụng công nghệ GNSS - RTK trong thi công NSCT thì cần phải

khảo sát đánh giá độ chính xác đạt được thực tế của công nghệ GNSS-RTK trong

điều kiện đo đạc ở Việt Nam.

Chúng tôi đã tiến hành kiểm định máy thu GNSS - R8S trên một thiết bị chuyên

dụng như hình 2.7. (Nội dung chi tiết của thực nghiệm được trình bày trong tiết 4.1

của chương 4).

Trong thực nghiệm này, chúng tôi tiến hành dịch chuyển máy thu trên thước

đi từng đoạn 5 mm, thu tín hiệu tại mỗi điểm tương ứng với thời gian 60 giây và

đọc số trên thước bằng kính hiển vi với độ chính xác đọc số ± 0.1 mm. Tiến hành

xử lý kết quả đo thực nghiệm bằng cách so sánh giữa chiều dài cạnh “Si” đo bằng

công nghệ GNSS - RTK và khoảng cách dịch chuyển thực tế trên thước chuyên

dụng thì độ chính xác định vị xác định khoảng cách bằng công nghệ GNSS - RTK

đạt giá trị ms = ± 0.41 mm [26].

Điều này có thể lý giải như sau: có thể hiểu rằng độ chính xác theo thông báo

của nhà sản xuất (mp = ± 8 mm + 1 ppm RMS) đây là sai số của một trị đo GNSS-

RTK. Trong thực nghiệm 1 đã tiến hành thu tín hiệu RTK tại một vị trí là 60s nên có

thể coi đây là trạng thái đo tĩnh tại một vị trí với thời gian thu tín hiệu là 60s tương

ứng với 60 trị đo. Khi tăng số trị đo lên, theo phương pháp bình sai dãy trị đo của

cùng một đại lượng ta thấy:

Đối với một dãy trị đo Li (i = 1÷ n) của cùng một đại lượng có cùng độ chính

xác thì trị đáng tin cậy nhất x được tính như sau [3], [4]:

(2.15)

Sai số trung phương của trị trung bình cộng x là:

(2.16)

Trong đó, sai số trung phương một trị đo:

(2.17)

vi = x - Li (2.18)

Như vậy, khi số trị đo tăng lên n lần thì sai số xác định trị trung bình cộng sẽ

giảm lần.

Mặt khác, theo kết quả quan trắc độ dao động của tòa nhà The Landmark 81

nhận thấy chuyển động của tòa nhà trong khoảng thời gian t = 24 h tương đương với

khoảng cách d = 100 mm, nghĩa là với thời gian 14,4 phút thì công trình dao động

một đoạn di = 1 mm, cho nên khi chúng tôi thu tín hiệu tại mỗi điểm không quá 5

phút thì có thể coi là đo tĩnh nhanh và các kết quả nghiên cứu của nước ngoài cũng

đã chứng minh rằng " Độ chính xác của kết quả quan trắc chuyển dịch của bất kể cấu

trúc nào sẽ tỷ lệ thuận với thời gian quan sát GNSS" [55].

Như vậy, ta có thể kết luận rằng để tăng độ chính xác đo GNSS - RTK thì cần

tăng thời gian thu tín hiệu tại các trạm rover với thời gian thu tín hiệu từ khoảng 60s

tại mỗi vị trí đo GNSS - RTK.

2.3.1.3. Khảo sát độ chính xác phát hiện chuyển dịch do dao động của NSCT bằng

công nghệ GNSS - RTK

Để kiểm định khả năng phát hiện chuyển dịch của NSCT trong quá trình thi

công bằng công nghệ GNSS - RTK. Chúng tôi đã tiến hành thực nghiệm khảo sát như

thực nghiệm 2 được trình bày tại tiết 4.2 chương 4.

Đầu tiên thành lập một mạng lưới trắc địa bao gồm 9 điểm được xây dựng theo

sơ đồ sau:

Các điểm A, B, C, D là 4 điểm xác định vị trí của công trình tại thời điểm t1

Tại thời điểm t2 do dao động của công trình các điểm (A, B, C, D) dịch chuyển

đi một khoảng cách di đến các vị trí (A1, B1, C1, D1) như (Hình 2.8). Khoảng cách di

được xác định chính xác bằng thước thép với độ chính xác ms = ± 0.5 mm.

Hình 2.8. Sơ đồ mạng lưới thực nghiệm phát hiện chuyển dịch dao động của NSCT

Đầu tiên tiến hành thu tín hiệu GNSS-RTK tại điểm A, B, C, D với thời

gian thu tín hiệu 60s, sau đó chuyển các trạm rover sang các điểm A1, B1, C1,

D1 thu tín hiệu với thời gian 60s. Tiến hành xử lý số liệu đo GNSS-RTK theo

các công thức đã được trình bày trong [28] và thực nghiệm 2 tại chương 4 ta có

kết quả như sau:

Độ chính xác đo phát hiện chuyển dịch di của NSCT bằng công nghệ GNSS -

RTK đạt độ chính xác từ mdi = ± 1.7 mm đến ± 2.1 mm.

So sánh với các chỉ tiêu kỹ thuật đo dao động của NSCT đã nêu ở mục 2.2.2, ta

thấy công nghệ GNSS-RTK đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết khi xác địch

chuyển dịch do dao động của toà NSCT giữa hai thời điểm t1 và t2 trong quá trình thi

công xây dựng công trình.

2.3.2. Ứng dụng phép lọc Kalman để xử lý số liệu thu GNSS - RTK

Kỹ thuật lọc Kalman do Kalman.R.E đề xuất vào năm đầu 60 của thế kỷ XX là

một phương pháp tính suy rộng dần, đó là một phương pháp hữu hiệu để xử lý số liệu

tức thời đối với hệ thống (trạng thái) động. Phép lọc Kalman đã triển khai nghiên cứu

ứng dụng để xử lý số liệu trắc địa trong nhiều lĩnh vực khác nhau.

2.3.2.1. Nguyên lý và công thức cơ bản của lọc Kalman

Đối với hệ thống (trạng thái) động, dùng phương thức suy rộng dần lọc Kalman,

nhờ ma trận dịch chuyển trạng thái của bản thân hệ thống và số liệu đo, ước lượng tối

ưu tức thời trạng thái của hệ thống và dự báo trạng thái của hệ thống ở thời điểm

tương lai. Các mô hình toán học bao gồm mô hình trạng thái và mô hình trị đo được

xây dựng ở dạng như sau [19]:

Mô hình trạng thái:

(2.19)

Mô hình trị đo:

(2.20)

Trong đó: Xk là véc tơ trạng thái tại thời điểm k, Fk-1 là ma trận hệ số chuyển

đổi trạng thái từ k-1 đến k, Uk là véc tơ điều khiển, Wk là nhiễu hệ thống, Lk là trị đo

bổ sung, Dk là ma trận liên hệ giữa trị đo bổ sung và véc tơ trạng thái và Vk là nhiễu

của trị đo bổ sung.

Các ma trận nhiễu Wk và Vk tuân theo luật phân bố chuẩn, có kỳ vọng "0 " và

ma trận hiệp phương sai lần lượt là Qk và Rk

Lọc Kalman là một phép ước lượng lặp, chu trình tính toán có thể chia thành

hai bước chính:

Bước 1: Dự đoán hay cập nhật trạng thái: Dựa vào mô hình toán học hệ thống

trong công thức (2.19), véc tơ trạng thái và ma trận hiệp phương sai tương ứng ở thời

điểm k được ước tính dựa trên các tham số đó tại k-1

(2.21)

(2.22)

Bước 2: Cập nhật trị đo: Khi có các trị đo bổ sung, véc tơ trạng thái và ma trận

hiệp phương sai được cập nhật dựa theo công thức sau:

(2.23)

(2.24)

(2.25)

Trong đó:

- Kk là hệ số tăng ích

- là véc tơ trạng thái và ma trận hiệp phương sai tiên đoán tại thời điểm k

- là véc tơ trạng thái và ma trận hiệp phương sai tại thời điểm k-1;

- là véc tơ trạng thái và ma trận hiệp phương sai cập nhật tại thời điểm k.

2.3.2.2. Ứng dụng lọc Kalman trong xử lý số liệu đo GNSS - RTK

Từ nguyên lý lọc Kalman trình bày trên đây có thể thấy, ứng dụng lọc Kalman

đối với hệ thống động có thể tiến hành dự báo và lọc, đó chính là sự cần thiết khi xử

lý số liệu đo GNSS - RTK.

* Phương trình trạng thái điểm đo và phương trình trị đo

Khi dùng công nghệ GNSS để xác định vị trí trí điểm đo có thể là tọa độ không

gian 3 chiều (X, Y, Z) hoặc tọa độ trắc địa (B, L, H), cũng có thể là tọa độ (x, y, h)

trong hệ tọa độ độc lập của công trình. Xét vị trí của điểm đo G = (X, Y, Z)T, tốc độ

chuyển dịch là và gia tốc chuyển dịch là tham số trạng

thái, thì phương trình trạng thái là [46].

(2.26)

Trong đó 0 và I phân biệt là ma trận 0 bậc 3 và ma trận đơn vị bậc 3; tk = tk - tk-1

là hiệu hai thời điểm đo kề nhau.

là đạo hàm bậc 1 và bậc 2 của hàm G theo thời gian t và theo vận tốc của

chuyển động

Nếu lấy kết quả tọa độ 3 chiều của điểm đo làm trị đo thì phương trình trị đo là:

(2.27)

Công thức (2.26), (2.27) tạo thành mô hình toán cơ bản của lọc Kalman một

điểm đơn trong hệ thống đo GNSS - RTK.

Nếu xem hệ thống kết quả đo GNSS - RTK là ngẫu nhiên rời rạc, tần số thu tín

hiệu lớn, thì có thể bỏ qua biến đổi vị trí khi coi biến đổi trong chốc lát của vị trí là

nhiễu ngẫu nhiên, khi đó có thể xác định phương trình trạng thái và phương trình trị

đo của điểm đo GNSS-RTK là [46]:

(2.28)

(2.29)

2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng độ nghiêng của sàn thi công nhà siêu cao tầng

Trong thi công NSCT, để đảm bảo độ chính xác bố trí trong điều kiện công trình

bị dao động do ảnh hưởng của các điều kiện ngoại cảnh và do bản thân tải trọng của

công trình, chúng tôi đã đề nghị sử dụng công nghệ GNSS - RTK để xác định toạ độ

tức thời của các điểm cơ sở trên các sàn thi công kết hợp với máy TĐĐT để bố trí các

điểm trục chính công trình. Tuy nhiên khi sử dụng phương pháp này để bố trí trên các

sàn xây dựng cần phải xét đến yếu tố độ nghiêng của sàn thi công so với mặt phẳng

nằm ngang do sự dao động của công trình gây ra [8].

- Giả sử tại thời điểm t1 vị trí toà nhà được xác định bởi các điểm (A, B, C, D)

có toạ độ là (x,y)1.

- Tại thời điểm t2 do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh, các điểm (A, B, C,

D) di chuyển đến vị trí (A1, B1, C1, D1), có toạ độ tức thời (x,y)2. Khi đó mặt sàn thi

công bị nghiêng so với phương nằm ngang một góc γ như (Hình 2.9). Giá trị góc

nghiêng γ được xác định trực tiếp và liên tục bằng các cảm biến đo nghiêng gắn trực

tiếp trên công trình.

Hình 2.9. Góc nghiêng γ của sàn thi công tại thời điểm ti

- Nếu từ điểm M - điểm đặt máy TĐĐT tiến hành bố trí các điểm P1 và P2 theo

toạ độ thiết kế dựa vào toạ độ tức thời của các điểm (A1, B1, C1, D1) thì cần phải tính

số hiệu chỉnh vào khoảng cách bố trí do độ nghiêng (γ) của mặt sàn gây ra.

Theo công thức:

(2.30)

Trong đó: Stk là chiều dài cạnh thiết kế; Sbt là chiều dài cạnh bố trí sau hiệu chỉnh.

Như vậy, dựa vào kết quả đo góc nghiêng của sàn thi công (γ) bằng các cảm

biến đo nghiêng gắn trên công trình có thể tiến hành bố trí chi tiết theo các khoảng

cách nghiêng đã hiệu chỉnh (Sbt) nếu sử dụng thiết bị đo là thước thép hoặc đo theo

chế độ đo khoảng cách nằm ngang có sẵn trên máy toàn đạc khi bố trí công trình (Stk)

nếu thiết bị đo là máy toàn đạc điện tử.

Vấn đề cần đặt ra ở đây là xem giới hạn của góc nghiêng (γ) để cần phải tính số

hiệu chỉnh khoảng cách.

Từ (2.30) ta có:

Stk = Sbt cos γ

Tiến hành biến đổi:

Stk - Sbt = Sbt cos γ - Sbt

ΔS = Sbt (cos γ - 1)

Suy ra: (2.31)

Tính giá trị ΔS cho phép

Từ hình 2.9: Sai số tổng hợp của điểm P1 được tính như sau:

(2.32)

Trong đó:

mbt: là sai số bố trí điểm P1 bằng máy toàn đạc điện tử;

mγ: sai số bố trí điểm P1 do góc nghiêng của sàn (γ) tạo ra;

mM: sai số của điểm đặt máy M

Để có thể bỏ qua các giá trị mγ và mM thì yêu cầu ảnh hưởng của các nguồn sai

số này không vượt quá 10% của sai số tổng hợp tức là:

(k =2) (2.33)

Thay vào công thức (2.32) và biến đổi ta có

(2.34)

Nếu lấy sai số trung phương tương hỗ giữa hai điểm cần bố trí 1 và 2 là.

(mth)1-2 ≤ ± 3 mm

Ta có:

mP1 = ± 2.1 mm;

Theo (2.33): mbt = ± 1.7 mm; và mγ = ± 0.9 mm

Sử dụng (2.31) để tính ta thấy: Khi khoảng cách bố trí S ≤ 100 m thì γ ≤ 14'

Như vậy: Khi bố trí chi tiết trên các sàn thi công tại các công trình nhà siêu cao

tầng, nếu góc nghiêng γ của sàn thi công không vượt quá 14' thì không cần phải tính

số hiệu chỉnh này vào chiều dài cạnh khi bố trí công trình.

2.3.4. Tính chuyển tọa độ đo GNSS - RTK về hệ tọa độ thi công công trình

Khi so sánh toạ độ và chiều dài cạnh của lưới thực nghiệm 2 (Hình 2.10) đo

theo các công nghệ khác nhau (GNSS tĩnh, GNSS - RTK, các trị đo mặt đất bằng máy

toàn đạc điện tử và thước thép) chúng tôi thấy có sự khác biệt tương đối lớn như trình

bày tại cột (7) của bảng 2.1.

Hình 2.10. Lưới đo thực nghiệm (thực nghiệm 2)

Trong bảng 2.1 toạ độ lưới mặt đất (lưới đo góc - cạnh) được xác định như sau:

lấy toạ độ đo GNSS tĩnh tại các điểm A1 và B1 làm toạ độ khởi tính để xử lý số liệu

lưới đo góc cạnh trên mặt đất theo hệ toạ độ VN - 2000. Kết quả đo cho như cột (3),

(4) của bảng 2.1. Toạ độ các điểm trong lưới lấy theo hệ toạ độ thiết kế công trình

cho như các cột (1), (2) của bảng 2.2.

- Độ lệch toạ độ của các điểm trong lưới đo bằng các phương pháp đo khác nhau

thể hiện trên cột (5), (6), (7) trên bảng 2.1.

Bảng 2.1. Kết quả đo xác định toạ độ lưới thực nghiệm

theo các phương pháp đo khác nhau

GPS TĨNH

LƯỚI ĐO GOC -CẠNH

ΔX

ΔY

ΔS

TT

X (m)

Y(m)

X (m)

Y(m)

(m)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

A 2328533.453 581781.627 2328533.454 581781.630 -0.001 -0.003 0.0032

B 2328530.272 581716.662 2328530.280 581716.659 -0.008 0.003 0.0085

C 2328554.318 581716.58 2328554.318 581716.580

0.0000

2328553.32 581777.104 2328553.317 581777.104 0.003

0.0030

C1 2328533.591 581781.789 2328533.592 581781.793 -0.001 -0.004 0.0041

D1 2328530.448 581716.783 2328530.451 581716.790 -0.003 -0.007 0.0076

GNSS-RTK

A 2328533.453 581781.627 2328533.454 581781.630 -0.001 -0.003 0.0030

B 2328530.272 581716.662 2328530.28 581716.659 -0.008 0.003 0.0085

C 2328554.318 581716.580 2328554.318 581716.580 0.000 0.000 0.0002

-0.005 0.0051

C1 2328533.593 581781.788 2328533.592 581781.793 0.001

D1 2328530.447 581716.782 2328530.451 581716.790 -0.004 -0.008 0.0089

Từ kết quả so sánh toạ độ các điểm của lưới thực nghiệm đo theo các phương

pháp khác nhau trình bày trên bảng 2.1 và giá trị toạ độ thiết kế các điểm của lưới

trên bảng 2.2 ta thấy:

Không thể sử dụng trực tiếp toạ độ các điểm đo GNSS - RTK trên các sàn thi

công để xác định toạ độ điểm đặt máy TĐĐT và bố trí chi tiết công trình vì các lý do

sau đây:

- Sự khác biệt về hệ toạ độ giữa hệ toạ độ đo bằng GNSS - RTK (hệ VN 2000)

và hệ toạ độ thiết kế và thi công công trình (hệ giả định)

- Sự biến dạng chiều dài các cạnh của lưới đo bằng GNSS - RTK so với chiều

dài cạnh trên mặt đất là tương đối lớn, vượt quá giới hạn độ chính xác cho phép bố

chí chi tiết công trình - Trên bảng 2.1: Độ lệch toạ độ từ 3 mm ÷ 9 mm

Điều này có thể giải thích như sau:

Tại thời điểm ti bằng kết quả đo GNSS - RTK cho ta toạ độ tại các điểm (A1,

B1, C1, D1) ở dạng toạ độ địa tâm (X, Y, Z)i và toạ độ trắc địa (B, L, H)i hoặc toạ độ

(x, y, h)i trong hệ toạ độ VN - 2000. Trong khi đó công trình lại được xây dựng trên

mặt đất và sử dụng hệ toạ độ đã dùng để thiết kế công trình công trình (thường là hệ

toạ độ phẳng, giả định). Sự biến dạng chiều dài cạnh gây ra do số hiệu chỉnh chiều

dài cạnh do độ cao (ΔS)H và số hiệu chỉnh vào chiều dài cạnh do phép chiếu (ΔS)PC

gây ra khi chiếu một cạnh từ mặt đất tự nhiên qua WGS - 84 về mặt phẳng [5]. Đối

với vùng trung du và miền núi tuỳ thuộc vào độ cao của khu vực và vị trí xây dựng

công trình so với kinh tuyến trục, sự biến dạng về chiều dài cạnh có thể đạt đến giá

trị 20 ÷ 90 mm [22].

Chính vì vậy mà cần phải tính chuyển kết quả đo GNSS - RTK tại thời điểm

ti về hệ toạ độ thiết kế và thi công công trình nhằm đảm bảo yêu cầu: hệ toạ độ thi

công xây dựng phải trùng với hệ toạ độ thiết kế công trình và sự biến dạng của chiều

dài cạnh đo bằng công nghệ GNSS - RTK có sự biến dạng nhỏ nhất so với chiều dài

của cạnh trên mặt đất.

Ở đây chúng tôi đã sử dụng phương pháp tính chuyển kết quả đo GNSS về hệ

toạ độ thi công theo phương pháp tính chuyển qua hệ toạ độ địa diện chân trời [22].

Kết quả tính chuyển được trình bày trong các cột (3), (4) của bảng 2.2. Từ kết quả so

sánh trong bảng 2.2 cho thấy: khi thực hiện phép tính chuyển toạ độ đo GNSS - RTK

từ hệ toạ độ địa tâm về hệ toạ độ thi công trình qua hệ tọa độ địa diện chân trời sẽ đáp

ứng được các yêu cầu:

- Các điểm đo GNSS - RTK dùng làm điểm gốc giao hội trên các sàn thi công

sẽ có toạ độ trùng với hệ toạ độ đã dùng để thiết kế và thi công công trình.

- Sự biến dạng về chiều dài cạnh lưới (hoặc sai số xác định toạ của các điểm đo

GNSS - RTK) có giá trị nhỏ nằm trong giới hạn cho phép về độ chính xác bố trí công

trình từ 2 mm đến 3 mm.

Toạ độ đo GNSS -RTK

Toạ độ thiết kế

∆ X

∆Y

ΔS

sau tính chuyển

(m)

X (m)

Y(m)

X (m)

Y(m)

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

995.294

480.061

995.297

480.062

0.003

0.001

0.003

1060.201

475.824

1060.199

475.821

-0.001

`-0.003

0.003

1060.675

499.857

1060.675

499.857

1000.145

499.849

1000.145

499.851

0.002

995.133

480.202

995.136

480.203

0.003

0.001

0.003

P2 1060.073

475.997

1060.075

475.995

0.002

-0.002

0.003

500.000

1060.513

500.000

Điểm song trùng

A1 1060.513

500.000

1000.000

500.000

Điểm song trùng

B1 1000.000

Bảng 2.2. So sánh toạ độ các điểm lưới thực nghiệm sau tính chuyển

Như vậy: Khi sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT để bố

trí trên các sàn thi công NSCT cần phải tiến hành tính chuyển kết quả đo GNSS -

RTK tại các thời điểm bố trí về hệ toạ độ thiết kế và thi công của công trình. Giải

pháp này sẽ đảm bảo sự đồng nhất về hệ toạ độ thiết kế và thi công công trình, làm

giảm sự biến dạng về chiều dài cạnh đo bằng công nghệ GNSS trong hệ toạ độ thi

công công trình, điều này giúp nâng cao độ chính xác của các điểm đo GNSS - RTK

dùng làm cơ sở để bố trí chi tiết trên các sàn thi công NSCT.

2.3.5. Kiểm tra đánh giá tính ổn định của điểm đặt trạm base

Giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ GNSS-RTK trong bố trí thi công NSCT

dựa trên nguyên lý: sử dụng một hệ toạ độ thi công trên mặt đất với một điểm cố định

nằm ngoài khu vực xây dựng có toạ độ không thay đổi trong suốt quá trình thi công

(được sử dụng làm điểm đặt trạm base). Toạ độ của các trạm rover được bố trí trên

công trình đều xác định theo gia số toạ độ so với điểm trạm base. Vì vậy điểm được

chọn là điểm trạm base cần phải ổn định và cần thường xuyên đo đạc kiểm tra, xử lý

số liệu để đánh giá tính ổn định của điểm cố định này.

Để đảm bảo sự ổn định của điểm khống chế đặt trạm base cần phải thực hiện

một số giải pháp kỹ thuật sau đây:

- Điểm trạm base cần bố trí cách công trình một khoảng cách từ 300 - 500 m tại

khu vực có địa hình thông thoáng (thuận lợi cho việc thu tín hiệu GNSS), điều kiện

địa chất ổn định, ít chịu ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh;

- Điểm trạm base phải nằm trong mạng lưới khống chế cơ sở trên mặt đất có số

lượng điểm n ≥ 3. Cần thường xuyên đo kiểm tra mạng lưới bằng công nghệ GNSS tĩnh

hoặc bằng các trị đo mặt đất (sử dụng máy TĐĐT) để phân tích đánh giá độ ổn định của

lưới khống chế mặt đất theo thuật toán bình sai lưới trắc địa tự do [45].

2.4. Nghiên cứu xây dựng quy trình sử dụng của công nghệ GNSS - RTK kết

hợp với máy TĐĐT trong thi công nhà siêu cao tầng ở Việt Nam

Nhiệm vụ chính của công tác trắc địa trong thi công NSCT là đảm bảo cho công

trình xây dựng đúng vị trí thiết kế, đúng kích thước hình học và điều quan trọng nhất

đối với NSCT là phải đảm bảo độ thẳng đứng theo quy định của công trình.

Từ những kết quả nghiên cứu về lý thuyết và đo đạc tính toán thực nghiệm nêu

trên, chúng tôi đã tiến hành xây dựng quy trình công tác trắc địa phục vụ thi công nhà

NSCT như sau:

2.4.1. Thành lập lưới khống chế bên ngoài công trình

Thành lập xung quanh công trình một mạng lưới khống chế trắc địa mặt bằng,

độ cao, mạng lưới này thường có ít nhất 5 điểm (bốn điểm được bố trí ở bốn góc công

trình và một điểm trạm base) vì công trình NSCT thường có dạng hình vuông hoặc

hình chữ nhật

Tiến hành thành lập lưới bằng hai phương pháp là đo đạc mạng lưới bằng công

nghệ GNSS tĩnh và đo trị đo mặt đất để xác định hệ tọa độ thi công của công trình

đồng thời xác định các tham số tính chuyển Helmer.

2.4.2. Công tác trắc địa trong thi công phần móng công trình

Tiến hành các công tác trắc địa phục vụ việc xây dựng phần dưới mặt đất của

công trình, bao gồm các công việc: đào hố móng; định vị các cọc đóng hoặc cọc

khoan nhồi; bố trí và kiểm tra việc thi công xây dựng phần tầng hầm hoặc các công

trình ngầm của công trình.

Cơ sở trắc địa cho giai đoạn này là hệ thống mốc định vị được cố định ở phía

ngoài công trình dưới dạng các mốc chôn trên mặt đất hoặc các dấu trục được đánh

dấu trên tường các công trình xung quanh.

2.4.3. Sử dụng công nghệ GNSS-RTK đo kiểm tra hệ thống trục công trình đã được

bố trí trên mặt móng công trình

Nội dung đo kiểm tra là xác định toạ độ của tất cả các điểm giao nhau của các

trục chính và trục cơ bản trên công trình. Kết quả đo kiểm tra thực hiện trong hai hệ

toạ độ:

- Hệ toạ độ VN - 2000.

- Hệ toạ độ thi công công trình.

Cần xem xét và phân tích các kết quả đo kiểm tra, tìm các sai sót có thể xẩy ra

và cách xử lý để thuận lợi cho việc chuyển trục công trình lên các tầng cao hơn.

2.4.4. Chuyển các điểm khống chế (trục công trình) lên cao

Trình tự chuyển trục công trình bằng công nghệ GNSS - RTK kết hợp máy

TĐĐT trong thi công NSCT ở Việt Nam như sau:

Bước 1: Thiết lập và lựa chọn vị trí đặt trạm base (BS) (trạm base nên đặt trùng

với một trong các điểm lưới khống chế thi công nằm ngoài công trình).

Bước 2: Lựa chọn vị trí đặt các trạm rover có gắn gương 3600 (vị trí các máy

thu RTK (rover) được gắn cố định với khung thép định vị trên sàn công tác của hệ

thống cốp pha trượt trên tòa nhà đang thi công bao gồm 4 máy thu đặt ở các góc của

sàn trượt (sàn công tác). Mỗi máy thu RTK được lắp tổ hợp với một gương 3600 phản

chiếu của hãng Leica có thể phản chiếu tia Laser 3600. Nhiệm vụ của các máy thu

này là thu tín hiệu vệ tinh và nhận tín hiệu từ trạm base (BS) để xác định tọa độ chính

xác vị trí điểm (theo thời gian thực) của tâm máy thu và cũng là tọa độ của tâm gương

3600). Như vậy các máy thu RTK (rover) có gắn gương 3600 luôn chuyển động theo

sự dao động của công trình do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh (gió, nhiệt độ...),

tải trọng bản thân công trình và các hoạt động kỹ thuật khác trong quá trình thi công

NSCT. Khi đó tọa độ theo thời gian thực (tần xuất 1s) của các điểm RTK (rover) luôn

luôn được xác định.

Hình 2.11. Sơ đồ bố trí các rover và trạm base chuyển trục lên cao

trong thi công nhà siêu cao tầng

Toàn bộ dữ liệu từ trạm base (BS) và các trạm RTK (rover) được truyền tức thời

về máy chủ, kết quả xử lý đồng bộ dữ liệu thu nhận được từ các trạm rover này chính

là kết quả tọa độ tức thời của toàn bộ tòa nhà theo thời gian thực, từ đó tiến hành thu

thập dữ liệu GNSS - RTK tại các điểm tham chiếu (rover) và tiến hành triển khai bố

trí các điểm trục chính của công trình bằng máy TĐĐT.

Vai trò của các trạm rover giống như các điểm lưới khống chế chuyên dụng

trong thi công NCT.

Bước 3: Tại mặt sàn thi công tầng thứ ‘n’, sử dụng máy TĐĐT có độ chính xác

cao, bằng phương pháp giao hội nghịch góc - cạnh đến các điểm RTK (rover), từ đó

xác định được tọa độ điểm trạm máy TĐĐT- M.

Hình 2.12. Sơ đồ quy trình chuyển trục lên cao trong thi công nhà siêu cao tầng

0).

Tại thời điểm t1 vị trí toà nhà ở mặt sàn tầng một, các trạm rover được bố trí bởi

0 , YA

0); (XB

0 , YB

0); (XC

0, YC

0); (XD

0 , YD

n).

n); (XB

n); (XD

n , YD

n, YB

các điểm (A, B, C, D) đã có toạ độ là: (XA

n); (XC

n, YC

có toạ độ là (A, B, C, D)n có tọa độ là: (XA

Tại thời điểm tn vị trí toà nhà ở tầng thứ “n” được xác định bởi các điểm rover n, YA Khi đó giá trị chuyển dịch của tòa nhà ở tầng thứ “n” so với tầng một tại thời

điểm ti được xác định theo kết quả thu tọa độ liên tục (quan trắc) bằng công nghệ

n δX

GNSS - RTK như sau:

A = XA

n δY

0 n − YA

A = YA

n δX

0 n − XB

B = XB

Giá trị chuyển dịch theo phương (X,Y) của điểm A,B,C,D được tính như sau: 0 n − XA (2.35)

n δY

0 n − YB

B = YB n δX

0 n − XC

C = XC

(2.36)

n δY

0 n − YC

C = YC

(2.37)

n δX

0 n − XD

D = XD

n δY

0 n − YD

D = YD

(2.38)

Khoảng cách (S) dịch chuyển tại mỗi điểm (A, B, C, D) đặt trạm máy rover

được tính như sau:

2 )

n = √(δX n SA

n + (δY

2 )

) (2.39)

n = √(δX n SB

n + (δY

) (2.40)

n = √(δX n

n + (δY

) ) (2.41) SC

2 )

n = √(δX n

n + (δY Tổng độ chuyển dịch của tòa nhà ở tầng thứ “n” so với tầng 1 tại thời điểm ti

) (2.42) SD

n δX

n A+δX

n C+δX

được xác định như sau:

n(ti) = δxTB

n B+δX 4

n δY

n A+δY

n C+δY

(2.44)

n(ti) = δYTB

n B+δY 4

2 )

(2.43)

n + (δY

n(ti) = √(δX STB

(2.45)

Bước 4: Tính toán các yếu tố cần bố trí là các điểm trục chính (I, II, III, IV),

được xác định theo vị trí hiện trạng của ngôi nhà (phương án kỹ thuật đã được các

bên liên quan xác nhận). Sau khi bố trí xong các điểm trục chính, sử dụng chương

trình đo khoảng cách giữa hai điểm của máy TĐĐT tiến hành đo kiểm tra khoảng

cách ngang và chéo của các điểm trục chính đã bố trí.

Có thể kiểm tra vị trí các điểm trục chính (I, II, III, IV) ở thời điểm (ti) trên mặt

(ti) = YI YI

(ti) = XII XII

sàn tầng thứ “n” theo công thức sau: (ti) = XI XI (2.46)

(ti) = YII YII

n(ti) 0 − δXTB n(ti) 0 − δYTB n(ti) 0 − δXTB n(ti) 0 − δYTB

(2.47)

(ti) = XIII XIII

(ti) = YIII YIII

(ti) = XIV XIV

(2.48)

(ti) = YIV YIV

n(ti) 0 − δXTB n(ti) 0 − δYTB n(ti) 0 − δXTB n(ti) 0 − δYTB

(2.49)

2.4.5. Bố trí chi tiết trên các mặt bằng xây dựng

2.4.5.1. Bố trí các kết cấu xây dựng (cột, thang máy...)

Để dễ dàng cho công tác bố trí cần đánh dấu (bật mực) các đường song song

với trục kết cấu và cách trục một khoảng cách nào đó. Dựa vào các đường này để

bố trí ván khuôn của các kết cấu. Bên trong ván khuôn đặt cốt sắt và các bộ phận

của kết cấu.

Ngoài vị trí mặt bằng của chân kết cấu còn cần điều chỉnh độ thẳng đứng và

xác định độ cao của đỉnh kết cấu. Việc điều chỉnh độ thẳng đứng có thể dùng máy

kinh vĩ hoặc máy TĐĐT.

Sau khi đổ bê tông xong cần đánh dấu vị trí trục kết cấu tại chân và đỉnh kết cấu.

2.4.5.2. Bố trí ván khuôn của sàn tầng tiếp theo

Ở vị trí độ cao đã xác định tiến hành lắp đặt ván khuôn sàn. Để bố trí các chi

tiết của ván khuôn sàn về mặt bằng cần chuyển các trục lên mặt trên của ván khuôn.

Sau khi đã có các trục tiến hành bố trí đường bao của sàn và của các bộ phận khác

trên mặt sàn.

Để bố trí về độ cao cần chuyền độ cao và đánh dấu lên cốt thép của các kết

cấu. Sau đó sử dụng các dấu mốc đó để bố trí ván khuôn sàn và các bộ phận trên

ván khuôn, đồng thời đánh dấu mức để đổ bê tông mặt sàn.

2.4.6. Đo vẽ hoàn công

Công tác này được thực hiện sau khi xây dựng xong từng bộ phận và toàn bộ

công trình. Hồ sơ hoàn công từng bộ phận sẽ được tập hợp trong hồ sơ hoàn công

chung của công trình [14].

Đo vẽ hoàn công các công trình cao bao gồm:

2.4.6.1. Đo vẽ hoàn công móng công trình

Cơ sở để đo vẽ hoàn công, móng là các trục đã được chuyển lên bề mặt các bộ

phận móng.

Phương pháp đo vẽ hoàn công thường là phương pháp toạ độ cực, phương

pháp toạ độ vuông góc, phương pháp giao hội cạnh.

2.4.6.2. Đo vẽ hoàn công các kết cấu xây dựng

Cơ sở để đo vẽ hoàn công là hệ thống các trục đã được chuyển lên mặt bằng

xây dựng. Đối với từng kết cấu cần tiến hành các công tác đo vẽ sau:

- Đo hoàn công vị trí mặt bằng chân kết cấu: đo các khoảng cách đến các trục

hoặc đường song song với các trục kết cấu;

- Đo độ nghiêng của kết cấu: độ nghiêng này có thể thể hiện bằng độ lệch của

dấu trục phía trên của kết cấu so với trục thiết kế.

- Đo độ cao của chân và đỉnh kết cấu

2.4.6.3. Đo vẽ hoàn công các sàn xây dựng

- Đo hoàn công các bộ phận đã bố trí trên mặt sàn:

- Đo vẽ hoàn công đường bao sàn: từ các trục đo khoảng cách đến ranh giới

bê tông sàn.

- Đo vẽ hoàn công về độ cao:

2.4.7. Công tác trắc địa trong giai đoạn hoàn thiện công trình

- Công tác trắc địa trong bố trí, lắp đặt nội thất công trình

Khi đó cần vạch đường xuất phát để bố trí lát nền nhà; vạch đường nằm ngang

đảm bảo cho công tác ốp gạch theo đúng thiết kế; bố trí hệ thống cửa, cửa sổ...

- Công tác trắc địa khi hoàn thiện mặt ngoài của công trình

Công việc chủ yếu ở đây là tạo một mặt phẳng thẳng đứng thiết kế cho bề mặt ốp

đá của công trình. Để tạo bề mặt này có thể sử dụng máy kinh vĩ để bố trí đường thẳng

bên trên và bên dưới của mặt phẳng, sau đó căng dây để có được bề mặt cần dựng, hoặc

có thể sử dụng chức năng Reference Line của máy TĐĐT vào mục đích này.

Sau khi công trình được hoàn thiện cần tiến hành đo vẽ hoàn công đối với công

việc này.

2.4.8. Quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình

2.4.8.1. Quan trắc độ lún công trình

Các công trình NSCT có tải trọng lớn tập trung trên tiết diện ngang nhỏ, do vậy

công tác quan trắc độ lún, độ nghiêng công trình là rất cần thiết [14].

Việc quan trắc lún cần được thực hiện ngay khi xây xong móng công trình. Tuỳ

thuộc vào điều kiện địa chất, kết cấu móng và tải trọng trên một đơn vị diện tích móng

mà lựa chọn chu kỳ đo cho hợp lý.

Độ lún công trình thường được quan trắc theo phương pháp thủy chuẩn hình

học độ chính xác cao.

2.4.8.2. Quan trắc độ nghiêng công trình

Việc quan trắc độ nghiêng công trình là nhằm kiểm tra chất lượng hình học của

công tác xây dựng và kiểm tra kết quả công tác thiết kế [14].

2.5. Nghiên cứu mở rộng khả năng ứng dụng của công nghệ GNSS-RTK kết hợp

với máy TĐĐT trong một số dạng công tác trắc địa công trình

2.5.1. Nghiên cứu ứng dụng của công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT

trong thi công nhà cao tầng

Sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT cho phép bố trí các

điểm chi tiết trên các sàn thi công với độ chính xác đảm bảo được các yêu cầu kỹ

thuật cần thiết trong thi công xây dựng NCT và NSCT ở nước ta.

Khi sử dụng công nghệ này để bố trí thi công trên công trình NCT và NSCT đã

khắc phục được một số tồn tại của phương pháp chiếu điểm truyền thống:

- Không cần phải để các lỗ chiếu thông sàn

- Không phải xử lý số liệu lưới chiếu theo bậc

- Dùng công nghệ này không phụ thuộc vào độ cao và số tầng của công trình

nên không có sự tích luỹ sai số

- Giảm ảnh hưởng của các yếu tố chiết quang đến kết quả đo

- Giải pháp công nghệ này thuận lợi cho công tác bố trí thi công trong điều kiện

công trình bị dao động do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh gây ra.

2.5.2. Ứng dụng của công nghệ GNSS-RTK kết hợp với máy TĐĐT trong công tác

tư vấn giám sát, kiểm tra nghiệm thu nhà cao tầng

Trong công tác tư vấn giám sát kiểm tra nghiệm thu trong thi công NCT và

NSCT trước khi đổ bê tông sàn, đổ bê tông cột, vách…, tư vấn giám sát sẽ phải kiểm

tra lại công tác trắc địa của nhà thầu đã thi công thì giải pháp này sẽ là một phương

pháp độc lập để thực hiện việc kiểm tra lại kết quả thi công của nhà thầu xây dựng.

Đối với trường hợp nghiệm thu kích thước hình học NCT và NSCT trước khi

bàn giao đưa vào sử dụng, lúc này các vị trí như lỗ chiếu đã được bịt lại, các đường

trục được đánh dấu trên sàn đã không còn vì công trình đã được hoàn thiện thì giải

pháp này sẽ cho phép xác định lại kích thước hình học của công trình [32].

2.6. Nhận xét

Từ các kết quả nghiên cứu giữa lý thuyết và đo đạc tính toán thực nghiệm ở

chương 2, chúng tôi rút ra một số nhận xét sau đây:

- Giải pháp sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT cho phép

xác định được toàn bộ các điểm bố trí ở thời điểm “t” bất kỳ với độ chính xác đảm

bảo được các yêu cầu cần thiết trong thi công NCT và NSCT.

- Giải pháp này khắc phục được nhược điểm của các giải pháp truyền thổng như

trong thi công NCT thì không cần để các lỗ thông sàn, có thể bố trí công trình trong

điều kiện bị dao động do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh gây ra và không phụ

thuộc vào chiều cao công trình.

- Để ứng dụng giải pháp kỹ thuật này hiệu quả cần lưu ý đến vấn đề: xử lý số liệu

đo GNSS-RTK, tính chuyển tọa độ các điểm đo GNSS - RTK về hệ tọa độ thi công

công trình và tính ổn định của điểm đặt trạm base trong công nghệ GNSS-RTK.

CHƯƠNG 3

NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG THUẬT TOÁN VÀ CHƯƠNG TRÌNH

MÁY TÍNH PHỤC VỤ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG

NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM

3.1. Sự cần thiết phải xây dựng chương trình máy tính chuyên dụng

Trong quá trình thi công, NSCT luôn luôn bị dao động do ảnh hưởng bởi các

yếu tố ngoại cảnh như gió, nhiệt độ và tải trọng bản thân công trình… Càng lên cao

thì biên độ dao động càng lớn, các điểm lưới khống chế cơ sở trên mặt sàn xây dựng

sẽ thay đổi vị trí theo thời gian.

Theo các giải pháp kỹ thuật và công nghệ trắc địa đã đề xuất ở chương 2, để có

thể thực hiện được công tác trắc địa trong điều kiện công trình liên tục bị dao động

và để đảm bảo tiến độ thi công, công tác chuyển trục công trình lên cao trong xây

dựng NSCT ở Việt Nam, phải đồng thời làm những công việc sau:

- Thu tín hiệu GNSS - RTK và tích hợp hệ thống truyền dẫn tín hiệu

- Xử lý và lọc số liệu GNSS - RTK

- Tính chuyển các điểm đo GNSS - RTK về hệ tọa độ công trình

- Xác định tọa độ tức thời của điểm trạm máy TĐĐT

- Xác định tọa độ tức thời của các điểm bố trí (điểm trục chính)

- Tính toán các yếu tố bố trí các điểm trục chính trên mặt sàn thi công

Tất cả các công việc này cần phải được tiến hành liên tục và đồng bộ trong

khoảng thời gian ngắn và thông suốt trong quá trình thi công dự án.

Để đáp ứng được những vấn đề trên thì phải thành lập một chương trình máy

tính chuyên dụng, sử dụng để xác định được tọa độ tức thời của các điểm bố trí theo

thời gian thực trên các mặt sàn xây dựng với độ chính xác cao, thời gian XLSL là

ngắn nhất mới đạt yêu cầu của thiết kế và các tiêu chuẩn hiện hành khi thi công xây

dựng NSCT.

3.2. Xây dựng sơ đồ khối và thuật toán

Căn cứ vào quy trình công nghệ và giải pháp kỹ thuật đã được trình bày trong

chương 2, chúng tôi đã lập ra sơ đồ khối chương trình máy tính như sau:

3.2.1. Xây dựng sơ đồ khối

Hình 3.1. Sơ đồ khối chương trình máy tính phục vụ công tác trắc địa thi công

nhà siêu cao tầng

3.2.2. Xây dựng thuật toán

Trong sơ đồ khối (Hình 3.1) chúng tôi sử dụng các thuật toán sau đây:

3.2.2.1. Thuật toán lọc Kalman

a. Khi sử dụng phép lọc Kalman để xử lý số liệu GNSS - RTK trong thi công

xây dựng NSCT cần lưu ý đến 1 đặc điểm của công tác đo GNSS - RTK trong trường

hợp này là: vận tốc dao động của công trình rất nhỏ. Ví dụ tại công trình Landmark

81 (tại TP hồ Chí Minh) theo kết quả quan sát dao động lớn nhất trong 1 ngày đêm

có biên độ xấp xỉ 100 mm hay sự chuyển dịch của công trình đi 1 mm sau khoảng

thời gian 14,4 phút (864 s). Hay vận tốc của chuyển động là 0.16.10-5 m/s. Với vận

tốc chuyển động của vật thể quá nhỏ, tần suất thu tín hiệu lớn (1s) có thể bỏ qua biến

đổi vị trí và xem biến đổi vị trí trong khoảng thời gian ngắn là nhiễu ngẫu nhiên [46],

khi đo phương trình trạng thái và phương trình trị trị đo của điểm đơn GNSS-RTK

có dạng (2.26), (2.27).

Cụ thể ta có dạng của mô hình trạng thái và mô hình trị đo như sau

Mô hình trạng thái:

(3.1)

Trong đó

BUk-1: có thể được coi là thành phần nhiễu hệ thống

Mô hình trị đo: (3.2)

Trong đó:

; (3.3)

Ma trận nhiễu trị đo

(3.4)

Nếu xét đến vận tốc chuyển dịch của sàn thi công do dao động của toà nhà thì

ma trận F trong mô hình trạng thái (3.1) có dạng sau:

(3.5)

Với

Và ma trận Dk trong mô hình trị đo (3.2) được xác định như sau:

(3.6)

−, 𝑄, 𝑅

b. Phép lọc Kalman được thực hiện theo quy trình sau:

𝑇 + 𝑅𝑘)−1

Khởi tính −, 𝑃𝑘 𝑥 𝑘

−𝐷𝑘

Tính Kalman Gain 𝑇(𝐷𝑘𝑃𝑘 −𝐷𝑘 𝐾𝑘 = 𝑃𝑘

−)

Cập nhật trạng thái

− + 𝐾𝑘(𝐿𝑘 − 𝐷𝑘𝑥𝑘

𝑥 𝑘 = 𝑥𝑘 Dự đoán phương sai 𝑇+𝑄𝑘 − = 𝐹𝑘𝑃𝑘𝐹𝑘 𝑃𝑘+1

Dự đoán trạng thái − = 𝐹𝑘𝑥 𝑘 𝑥 𝑘+1 Cập nhật Phương sai − 𝑃𝑘 = (𝐼 − 𝐿𝑘𝐷𝑘) 𝑃𝑘

Dữ liệu tiếp Tiếp tục

Kết thúc

Hình 3.2. Sơ đồ khối các bước tính toán trong phép lọc Kalman

c. Phát hiện trị đo bất thường từ phép lọc Kalman

Trong công thức cập nhật trị đo (3.2):

Ký hiệu

(3.7)

Trong điều kiện lý tưởng, tức là không tồn tại sai số, độ lớn của véc tơ inno

bằng không. Vì trong phép lọc Kalman giả thiết rằng các nhiễu có luật phân bố chuẩn

Gauss, do vậy tập giá trị inno cũng tuân theo luật phân bố chuẩn với kỳ vọng không

và độ lệch chuẩn , với:

(3.8)

Dựa vào lý thuyết xác xuất thống kê, nếu inno tuân theo luật phân bố chuẩn, nó

sẽ được giới hạn bởi một giá trị nhất định với một độ tin cậy nhất định:

(3.9)

Trong đó là hệ số đánh giá với mức tin cậy (vd, ), |inno| là độ

lớn của véc tơ inno, được xác định bởi công thức:

(3.10)

Dựa trên tiêu chuẩn trong công thức (3.9), nếu thì trị đo GNSS

tương ứng sẽ bị loại bỏ.

3.2.2.2. Thuật toán tính chuyển toạ độ các điểm đo GNSS - RTK về hệ toạ độ thi công

công trình

Thuật toán tính chuyển tọa độ các điểm đo GNSS về hệ toạ độ thi công dựa vào

công thức tính chuyển từ hệ tọa độ vuông góc không gian địa tâm WGS-84 về hệ toạ

độ địa diện tại điểm quan sát được xác định như sau [22]:

- Căn cứ vào toạ độ các điểm khống chế của lưới khống chế thi công được đo

bằng công nghệ GNSS, tính tọa độ và độ cao trắc địa (B, L, H) của các điểm này. Toạ

độ và độ cao trắc địa của các điểm đo GNSS có thể lấy từ tập thành quả đo GNSS

hoặc được tính chuyển toạ độ điểm GNSS từ hệ toạ độ địa tâm (X, Y, Z) về hệ toạ độ

trắc địa (B, L, H).

a. Tính

P= (3.11)

b. Tính giá trị gần đúng Bgd

(3.12) tgBgd =

c. Tính giá trị gần đúng N0

(3.13) N0=

d. Tính độ cao trắc địa

H= (3.14)

e. Tính giá trị chính xác hơn của B theo công thức

tgB = (3.15)

Lặp lại quá trình tính (B, H) từ (a) đến (e) để xác định giá trị H và B chính xác

cho đến khi kiểm tra nếu |B-B0|   thì kết thúc tính, với  là một số nhỏ tùy chọn,

bằng sai số tính toán chấp nhận, để sai số tính B ảnh hưởng đến kết quả tính tọa độ

địa diện < 0.1mm ta lấy  =10-8 radian.

- Xác định điểm gốc của hệ tọa độ địa diện bằng cách lấy toạ độ trọng tâm các điểm

lưới thi công công công trình và độ cao lấy theo độ cao mặt bằng móng công trình.

∑ B0 =

∑ ; L0 =

𝑛 𝑖=1 𝑛

(3.16)

- Dựa vào tọa độ theo kết quả đo GNSS của các điểm khống chế trong lưới khống

chế thi công, (bao gồm toạ độ vuông góc không gian địa tâm WGS - 84 (X, Y, Z) và toạ

độ trắc địa trong cùng hệ quy chiếu (B, L, H) tiến hành tính chuyển toạ độ các điểm đo

GNSS từ hệ toạ độ WGS - 84 về hệ toạ độ địa diện đã chọn theo công thức:

(3.17)

Trong đó:

X, Y, Z là tọa độ vuông góc không gian địa tâm của điểm cần tính chuyển P;

x, y, z là toạ độ của điểm tính chuyển trong hệ toạ độ địa diện

B0, L0, H0 là tọa độ trắc địa của điểm trọng tâm lưới (hay gốc tọa độ của hệ tọa

độ địa diện) tính theo công thức (3.16);

N0 bán kính cong vòng thẳng đứng thứ nhất đi qua điểm gốc của hệ tọa độ địa

tâm tính theo công thức (3.13);

a, b là bán trục lớn và bán trục nhỏ của Ellipsoid WGS 84;

a = 6378137 m

 = 1/298.257223563

e: tâm sai thứ nhất của Ellipsoid.

- Dựa vào tọa độ của các điểm song trùng trong hệ toạ độ thi công (x’,y’), tính các

tham số tính chuyển toạ độ trong hai hệ tọa độ vuông góc phẳng theo phép tính chuyển

Helmert, nhằm xoay lại các điểm khống chế đo GNSS đã xác định trong hệ toạ độ địa diện

trở về trùng với hệ toạ độ đã sử dụng để thiết kế và thi công công trình.

- Tính toạ độ cho các điểm đo GNSS còn lại trong hệ tọa độ thi công theo các

tham số tính chuyển đã xác lập.

- Phép tính chuyển Helmert

Đối với hai hệ toạ độ vuông góc phẳng liên hệ với hai hệ quy chiếu khác nhau,

trên phạm vi không quá lớn ta có thể chuyển đổi toạ độ giữa các hệ cho nhau theo

công thức tính chuyển 4 tham số (Phép tính chuyển Helmert) [22].

Ta đã biết công thức cơ bản trong bài toán chuyển đổi toạ độ vuông góc phẳng là:

Xi = X0 + m.xi cos - m.yi.sin

Yi = Y0 + m.yi cos + m.xi.sin (3.18)

Trong đó:

Xi, Yi: là toạ độ của điểm trong hệ toạ độ thứ hai;

xi, yi: là toạ độ của điểm trong hệ toạ độ thứ nhất;

X0,Y0: là các giá trị dịch chuyển gốc toạ độ

: là góc xoay hệ trục;

m: là số tỷ lệ dài giữa hai hệ.

X x

P O’ Y0

O Yi Y X0

Hình 3.3. Hệ toạ độ gốc của hệ thứ nhất trong hệ thứ hai

Trong trường hợp này, thường không tính chuyển trực tiếp từ hệ x, y sang hệ X,

Y mà tính chuyển thông qua hệ toạ độ trọng tâm x’ y’ có các thành phần toạ độ được

xác định như sau: x’i = xi - x0

y’i =yi - y0 (3.19)

(3.20)

Trong đó x0, y0 là trọng tâm của lưới được tính theo công thức:

Như vậy các biểu thức (3.18) sẽ có dạng:

Xi = X0 + m.x’i.cos - m.y’i. sin

Yi = Y0 + m.y’i.cos + m.x’i. sin (3.21)

Để chuyển đổi toạ độ từ hệ thứ nhất sang hệ thứ hai,cần xác định 4 tham số chuyển

và tỷ lệ dài m. Muốn xác định được 4 tham số đổi, đó là độ lệch gốc X0, Y0, góc xoay

thì cần ít nhất 2 điểm có toạ độ trong cả hai hệ (gọi là điểm song trùng).

Giả sử có n điểm song trùng, khi đó sẽ lập được 2.n phương trình số hiệu chỉnh dạng:

Vxi = X0 + m. x’i. cos - m. y’i. sin -Xi

Vyi =Y0+ m. y’i. cos + m. x’i. sin -Yi (3.22)

Nếu coi các điểm đo nối có độ chính xác như nhau, sẽ giải hệ phương trình

(3.22) theo điều kiện [V +V ] = min.

Trong các phương trình (3.22) ký hiệu:

m. cos = P

m. sin = Q (3.23)

Với ký hiệu như trên sẽ có các công thức tính:

= acrtg và m = (3.24)

Với các ký hiệu (3.23) sẽ viết được các phương trình số hiệu chỉnh (3.21) ở

dạng:

Vxi = X0 + x P - y .Q - Xi

VYi = Y0 +y .P + x .Q - Yi (3.25)

Với cách ghép ẩn số như vậy,sẽ lập hệ phương trình chuẩn có 4 ẩn số là:

X0,Y0,P và Q.

Hệ phương trình chuẩn có dạng:

CT.C.X + CT.L = 0 (3.26)

Trong đó C là ma trận hệ số phương trình số hiệu chỉnh, X là véc tơ ẩn số, L

là véc tơ số hạng tự do:

;

X = ;

L =

Sau khi giải hệ phương trình chuẩn (3.26) nhận được véc tơ ẩn số X, từ đó sẽ

tính được 4 tham số chuyển đổi giữa hai hệ.

Độ chính xác của các ẩn số được tính trên cơ sở sai số trung phương đơn vị

trọng số , tính theo công thức:

(3.27)

và ma trận nghịch đảo của ma trận hệ số phương trình chuẩn:

(3.28)

Q = (CT.C )-1

3.2.2.3. Thuật toán tính các yếu tố bố trí

Các điểm A, B, C là những điểm đã biết tọa độ (X, Y)A; (X, Y)B; (X, Y)C và

điểm M là điểm đặt máy TĐĐT có toạ độ (X, Y)M , T là điểm trục chính cần bố trí có

tọa độ là (X, Y)T, (Hình 3.4).

Hình 3.4. Sơ đồ tính yếu tố bố trí từ trạm máy TĐĐT- M

Tính yếu tố ΔX và ΔY

ΔXMT = XT - XM

ΔYMT = YT - YM

Tính khoảng cách bố trí (S):

(3.29)

Tính góc (αAM):

(3.30)

Tính góc bố trí (βT):

β T = αMT- αMA (3.31)

3.3. Xây dựng các Modul của chương trình

Dựa vào các thuật toán ở trên và ngôn ngữ lập trình C#, chúng tôi đã tiến hành

thành lập phần mềm mang tên Super HBD V1.0 để xử lý số liệu đo đạc phục vụ thi

công xây dựng NSCT ở Việt Nam.

3.3.1. Giới thiệu về Super HBDV 1.0

3.3.1.1. Giao diện chính

Hình 3.5. Giao diện chính

Trong giao diện chính của phần mềm Super HBDV 1.0 có các modul chính sau đây:

- Modul cài đặt dữ liệu đo GNSS - RTK và các tham số khác.

- Cài đặt trạm máy toàn đạc điện tử và nhập số liệu đo giao hội góc cạnh.

- Cài đặt và nhập số liệu thiết kế công trình

- Modul hiển thị kết quả xử lý số liệu và độ chính xác đo đạc

3.3.1.2. Thiết đặt các tham số trong mục Tool/Setting

a. Thiết lập tổng quan

Hình 3.6. Giao diện tổng quan

Trong modul này cài đặt các định dạng góc và cạnh để nhập vào phần mềm

b. Thao tác đối với modul cài đặt lựa chọn hệ tọa độ

Hình 3.7. Giao diện cài đặt hệ tọa độ

Cài đặt lựa chọn hệ tọa độ VN 2000 hoặc WGS - 84 hoặc B, LH

c. Thao tác đối với modul cài đặt các tham số GNSS - RTK

Hình 3.8. Giao diện cài đặt các tham số đo GNSS - RTK

Trong modul này cài đặt các tham số số hiệu và tên máy GNSS - RTK

3.3.1.3. Thao tác đối với modul cài đặt các điểm GNSS - RTK

Hình 3.9. Giao diện cài đặt các điểm GNSS - RTK

Trong modul này nhập tên điểm đo GNSS - RTK và số hiệu máy đo.

3.3.1.4. Thao tác đối với modul nhập điểm trạm máy TĐĐT

Hình 3.10.Giao diện nhập điểm trạm máy TĐĐT

Trong modul này nhập các thông số kỹ thuật của máy TĐĐT như tên trạm

máy, nhập chiều cao và độ chính xác đo (góc - cạnh) của máy TĐĐT.

3.3.1.5. Thao tác đối với modul nhập các cạnh đo

Hình 3.11. Giao diện nhập các cạnh đo

Trong modul này nhập khoảng cách từ trạm máy M - TĐĐT đến các trạm rover.

3.3.1.6. Thao tác đối với modul nhập các góc đo

Hình 3.12. Giao diện nhập các góc đo

Trong modul này nhập các góc đo từ trạm rover 1 - trạm máy TĐĐT đến các

trạm rover 2 (rover 1 - M-TĐĐT - rover2)

3.3.1.7. Thao tác đối với modul nhập các điểm bố trí

Tọa độ các điểm bố trí phụ thuộc vào hệ tọa độ được chọn trong phần

Setting/Datum ở trên

Hình 3.13. Giao diện nhập các điểm bố trí

Trong modul này nhập tọa độ các điểm cần bố trí

3.3.1.8. Phần mềm chạy và nhận dữ liệu GNSS - RTK

Hình 3.14. Giao diện Phần mềm chạy và nhận dữ liệu GNSS - RTK

3.3.1.9. Kết quả tính toán và bố trí điểm

Hình 3.15. Giao diện kết quả tính toán và bố trí điểm

Trong modul này, sau khi thao tác và cài đặt các yếu tố như trên, phần mềm

chạy sẽ cho ra các yếu tố bố trí là khoảng cách (S) và yếu tố bố trí góc (βT ).

3.3.2. Nhận xét

Phần mềm được thành lập chạy trên nền Windows, có giao diện đơn giản

thuận tiện cho người sử dụng với khả năng tính toán nhanh, tức thời.

CHƯƠNG 4

MỘT SỐ KẾT QUẢ ĐO ĐẠC VÀ TÍNH TOÁN THỰC NGHIỆM

4.1. Thực nghiệm khảo sát độ chính xác định vị điểm bằng công nghệ GNSS - RTK

với khoảng thời gian thu tín hiệu tăng lên 1 phút và 5 phút (Thực nghiệm 1)

4.1.1. Mục đích thực nghiệm

Hiện nay, trong công tác trắc địa phục vụ thi công NSCT đòi hỏi phải xác định

được toạ độ tức thời của các điểm bố trí trên mặt sàn thi công theo thời gian thực với

độ chính xác rất cao nhằm mục đích đảm bảo độ các yêu cầu kỹ thuật của công trình

theo đúng tiêu chuẩn thiết kế đã đề ra. Công nghệ GNSS - RTK có thể đáp ứng được

các yêu cầu kỹ thuật trên. Để có thể đánh giá được khả năng ứng dụng và độ chính xác

đạt được của công nghệ GNSS - RTK trong thi công NSCT cần phải khảo sát độ chính

xác đạt được của công nghệ GNSS - RTK trong điều kiện Việt Nam.

Độ chính xác của công nghệ GNSS - RTK khi sử dụng máy thu GNSS - R8S

theo thông báo của hãng sản xuất đạt [65]:

- Đo tĩnh (Static)

Sai số xác định vị trí mặt bằng: mp = ± 3 mm + 0.1 ppm RMS,

- Đo GNSS - RTK

Sai số xác định vị trí mặt bằng: mp = ± 8 mm + 1 ppm RMS,

Sai số xác định vị trí độ cao: mh = ± 15 mm + 1 ppm RMS,

Như vậy, vấn đề đặt ra là độ chính xác của công nghệ này theo lý lịch của

máy có đáp ứng được yêu cầu bố trí thi công NSCT theo đề xuất giải pháp kỹ thuật

đã đưa ra ở trên hay không?

Vì vậy, để có thể ứng dụng công nghệ GNSS - RTK trong thi công xây dựng

NSCT thì cần phải khảo sát đánh giá độ chính xác đạt được thực tế của công nghệ

GNSS - RTK trong điều kiện đo đạc ở Việt Nam.

4.1.2. Nội dung thực nghiệm

Chúng tôi đã tiến hành đo đạc khảo sát độ chính xác định vị điểm bằng công

nghệ GNSS - RTK tại khu vực Viện KHCN Xây dựng vào ngày 3/8/2018 với hệ

thống máy thu GNSS Trimble R8s (Hình 4.1).

100

Tại trạm base đặt máy thu cố định trên một điểm mốc A đã biết toạ độ và độ cao

(Hình 4.2), tín hiệu cải chính được truyền từ trạm base đến trạm rover bằng sóng 3G.

Trạm rover (CT-1), được bố trí trên mái nhà tầng 3 của Viện KHCN Xây dựng. Máy

thu GNSS - R8s được gắn trên một thiết bị chuyên dụng, đó là một hệ thống thước

chuẩn bằng thép không gỉ, trên có khắc vạch chia đến (mm), được trang bị kính hiển

vi đọc số đến 0,1 mm. Máy thu GNSS - R8S có thể chuyển động trên thước với

khoảng cách tuỳ ý, và giá trị chuyển dịch được đọc trực tiếp trên thước với độ chính

xác đọc số ± 0,1 mm (Hình 4.1).

Hình 4.1. Trạm rover thực nghiệm 1 Hình 4.2. Trạm base thực nghiệm 1

- Đầu tiên đặt máy thu GNSS tại hai trạm (base và rover) và tiến hành thu tín

hiệu trong thời gian khoảng 30 ph.

- Tiếp theo dịch chuyển máy thu GNSS trên thước đi từng đoạn 5 mm tại mỗi

vị trí thu tín hiệu vệ tinh khoảng 1 đến 5 ph với tần suất thu tín hiệu là 1s.

- Tiến hành xử lý kết quả đo thực nghiệm bằng cách so sánh giữa chiều dài cạnh

Si đo bằng công nghệ GNSS-RTK và khoảng cách dịch chuyển thực tế để đánh giá

độ chính xác định vị của công nghệ GNSS-RTK theo các công thức sau đây:

Tại mỗi vị trí thu tín hiệu GNSS-RTK (thứ i) tính trị trung bình của k trị đo

GNSS-RTK:

(4.1)

101

(4.2)

Tính chiều dài mỗi đoạn đo theo công thức: (4.3)

trong đó: (4.4)

(4.5)

Tính độ lệch giữa trị đo GNSS-RTK và trị thực theo công thức:

(4.6) di = Si - Stt

Với Stt là chiều dài đoạn thước chuyển dịch (trong thực nghiệm này Stt = 5 mm)

Nếu coi kết quả đo hoảng cách Si trên thước thép kiểm định có độ chính xác cao

hơn kết quả đo bằng GNSS-RTK thì có thể đánh giá độ chính xác định vị của công

nghệ GNSS - RTK theo công thức [23]:

(4.7)

Trong đó: di là độ lệch của của đoạn đo bằng GNSS - RTK và giá trị của đoạn

đo đọc trên thước chuẩn tính theo (4.6), n là số đoạn đo kiểm tra trên thực địa

4.1.3. Kết quả thực nghiệm

Kết quả đo thực nghiệm bằng công nghệ GNSS - RTK tại 9 vị trí thu tín hiệu như

bảng 4.1. Kết quả đo GNSS - RTK tại các vị trí thu tín hiệu được trình bày tóm tắt trong

phần Phụ lục 2 - (Bảng 2.1. Kết quả đo GNSS - RTK tại các vị trí thu tín hiệu).

Tiến hành xử lý số liệu đo GNSS - RTK theo các công thức (4.1) đến (4.6) ta

có kết quả như bảng 4.1.

Bảng 4.1. Kết quả xử lý số liệu đo GNSS - RTK

i Xi(m) Yi(m) ΔXi(m) ΔYi(m) Si đo (m) di(m)

2328559.3056 581817.9768 1

2328559.3107 581817.9752 0.0052 -0.0016 0.0054 0.0004 2

2328559.3159 581817.9752 0.0052 0.0000 0.0052 0.0002 3

2328559.3213 581817.9751 0.0054 -0.0002 0.0054 0.0004 4

102

i Xi(m) Yi(m) ΔXi(m) ΔYi(m) Si đo (m) di(m)

2328559.3262 581817.9749 0.0049 -0.0002 0.0049 -0.0001 5

2328559.3309 581817.9760 0.0046 0.0011 0.0047 -0.0003 6

2328559.3351 581817.9752 0.0042 -0.0008 0.0042 -0.0008 7

2328559.3400 581817.9737 0.0049 -0.0015 0.0051 0.0001 8

2328559.3456 581817.9738 0.0056 0.0000 0.0056 0.0006 9

Trong bảng 4.1: Giá trị di tính theo công thức (4.6) với Stt = 0.005 m

Đánh giá độ chính xác định vị bằng công nghệ GNSS - RTK theo công thức

(4.7) ta có độ chính xác định vị bằng công nghệ GNSS - RTK đạt độ chính xác ms ±

0,41 mm.

Từ kết quả đo đạc và tính toán thực nghiệm cho thấy: độ chính xác định vị bằng

công nghệ GNSS - RTK so với yêu cầu đã trình bày ở mục 2.2.2, đáp ứng được các

yêu cầu kỹ thuật cần thiết đề ra.

4.2. Khảo sát độ chính xác phát hiện chuyển dịch do dao động của NSCT bằng

công nghệ GNSS - RTK (Thực nghiệm 2)

4.2.1. Mục đích thực nghiệm

Để đánh giá khả năng công nghệ GNSS - RTK trong phát hiện chuyển dịch do

dao động của NSCT, chúng tôi đã tiến hành đo đạc thực nghiệm tại khu vực Viện

KHCN Xây dựng vào ngày 17/5/2019 với hệ thống máy thu của hãng Trimble: GNSS

- R8S có gắn gương chuyên dụng 3600 (Hình 4.3).

Hình 4.3. GNSS - R8S có gắn gương 3600 Hình 4.4. Gương 360 độ

103

4.2.2. Nội dung thực nghiệm

Đầu tiên thành lập một mạng lưới trắc địa bao gồm 12 điểm như hình 4.5

trong đó giả thiết rằng:

Các điểm A, B, C, D là 4 điểm xác định vị trí của công trình tại thời điểm t1.

Tại thời điểm t2 do dao động của công trình các điểm (A, B, C, D) dịch chuyển

đi một khoảng cách di đến các vị trí (A1, B1, C1, D1) như hình 4.5. Khoảng cách di

được xác định chính xác bằng thước thép với độ chính xác ms = ± 0,5 mm.

Điểm M là một điểm đặt máy toàn đạc điện tử trên mặt sàn thi công

Điểm P1 và P2 là các điểm trục công trình cần bố trí;

Hình 4.5. Sơ đồ mạng lưới thực nghiệm 2

Dùng máy toàn đạc điện tử Leaca - TCR -1201 (độ chính xác đo góc cạnh là

mβ = ± 1"; mS = ± 1,5 mm) và thước thép đo cạnh và đo góc trong lưới; xử lý số liệu

trong hệ toạ độ giả định được coi là hệ toạ độ thiết kế và thi công của công trình. Kết

quả xử lý số liệu như Phụ lục 1, sử dụng công nghệ GNSS tĩnh để xác định toạ độ

104

của tất cả các điểm trong lưới trong hệ toạ độ VN - 2000. Kết quả đo đạc và xử lý số

liệu lưới như Phụ lục 1.

Dùng 04 máy thu GNSS - R8S (Trimble), 01 máy đặt tại điểm (BS) là điểm

trạm base đã có toạ độ và độ cao trong hệ toạ độ VN - 2000 (Hình 4.6) ; 03 máy thu

GNSS - R8S đặt tại các điểm (A, B, C) đo theo chế độ đo GNSS-RTK (trạm rover).

Tần suất thu tín hiệu là 1s, thời gian thu tín hiệu là 10 phút (Hình 4.7)

Hình 4.6. Trạm Base - Thực nghiệm 2 Hình 4.7. Trạm Rove - Thực nghiệm 2

Sau đó chuyển các trạm rover sang các điểm (A1, B1, C1) thu tín hiệu 10 phút.

Dùng toạ độ điểm (A, B, C) và (A1, B1, C1) được xác định bằng công nghệ

GNSS- RTK giữa hai thời điểm t1 và t2 để tính các khoảng cách Si. theo các công

thức từ (4.1) đến (4.5). So sánh các giá trị (Si)t đo bằng công nghệ GNSS-RTK với

kết quả đo trực tiếp bằng thước thép (Si)đ sẽ đánh giá được khả năng phát hiện chuyển

dịch của công nghệ GNSS - RTK.

4.2.3. Kết quả thực nghiệm

Để đánh giá về khả năng ứng dụng của công nghệ GNSS - RTK chúng tôi sử

dụng từng nhóm kết quả đo RTK trong 1 phút thu tín hiệu (60 trị đo) giữa hai thời

điểm thu tín hiệu t1 và t2 và xử lý số liệu theo các (4.1) đến (4.5) để tính các các đại

lượng (Si)t và so sánh với giá trị (Si)đ đo bằng thước thép có kết quả như bảng 4.2.

105

Bảng 4.2. Phân tích kết quả đo GNSS-RTK

xác định chuyển dịch giữa điểm A và A1

TOẠ ĐỘ ĐO GNSS - RTK d (S1)t (S1)đ TT (mm) (mm) (mm) Điểm A1 Điểm A

(1) X(m) (2) Y(m) (3) X(m) (4) Y(m) (5) (6) (7) (8)

1 2328533.591 581781.789 2328533.453 581781.627 212.7 211.0 1.7

2 2328533.589 581781.788 2328533.453 581781.630 207.8 211.0 3.2

3 2328533.590 581781.789 2328533.453 581781.630 208.8 211.0 2.2

4 2328533.589 581781.789 2328533.452 581781.630 210.6 211.0 0.4

5 2328533.589 581781.790 2328533.452 581781.631 209.7 211.0 1.3

6 2328533.588 581781.790 2328533.449 581781.630 211.8 211.0 0.8

7 2328533.587 581781.789 2328533.449 581781.629 211.6 211.0 0.6

8 2328533.588 581781.7901 2328533.450 581781.627 214.1 211.0 3.1

9 2328533.593 581781.7889 2328533.452 581781.628 213.9 211.0 2.9

Trong bảng 4.2: Cột (6) là khoảng cách S1 tính từ kết quả đo GNSS - RTK

giữa hai thời điểm t1 và t2; cột (7) là khoảng cách S1 đo bằng thước thép. Nếu coi

khoảng cách S1 đo bằng thước thép có độ chính xác cao hơn đo bằng GNSS - RTK

thì ta có thể đánh giá độ chính xác đo khoảng cách dịch chuyển Si bằng GNSS -

RTK theo công thức [23]:

(4.8)

Với n là số lần đo GNSS - RTK. Sử dụng công thức (4.8) và số liệu tính toán

trong bảng 4.2 để tính ta có:

md1 = ± 2,0 mm.

Bằng phương pháp tính tương tự với kết quả đo thực nghiệm GNSS - RTK tại

các điểm (B - B1), (C - C1) chúng tôi cũng tính được độ chính xác đo phát hiện chuyển

dịch d2, d3 như sau:

md2 = ± 1,7 mm

md3 = ± 2,1 mm.

106

So sánh với các chỉ tiêu kỹ thuật đo dao động của NSCT nêu ở mục 2.2.2 ta

thấy công nghệ GNSS - RTK đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết khi xác

địch chuyển dịch do dao động của toà NSCT giữa hai thời điểm t1 và t2 trong quá

trình thi công xây dựng công trình.

4.3. Thực nghiệm đánh giá độ tin cậy và độ chính xác của hệ thống GNSS - RTK

kết hợp máy TĐĐT xử lý bằng phần mềm Super HBDV 1.0 trên mô hình (Thực

nghiệm 3)

4.3.1. Mục đích thực nghiệm

Để kiểm tra khả năng ứng dụng và tính hiệu quả và độ chính xác của hệ thống GNSS

- RTK kết hợp với phần mềm Super HBDV 1.0, ngày 30 tháng 05 năm 2020, chúng tôi đã

tiến hành tổ chức đo thực nghiệm trên một lưới thực nghiệm mang tính mô hình tại Viện

Khoa học Công nghệ Xây dựng, số 81 Trần Cung, Hà Nội như hình 4.8

Hình 4.8. Lưới khống chế trắc địa thực nghiệm 3

4.3.2. Nội dung và kết quả thực nghiệm

4.3.2.1. Thiết bị sử dụng

Thiết bị dùng cho đo đạc thực nghiệm gồm: Hệ thống máy thu GNSS; 01 máy

TĐĐT Leica TCR - 1201 có độ chính xác mS = ± (1 + 1.5ppm.S) mm; mβ, mZ = ± 1’’

và gương 360 độ, thước thép.

107

Hình 4.9a. Máy GNSS - RTK - Gắn gương 360o và hệ thu phát sóng 3G

Dùng 03 máy thu GNSS: trong đó 01 máy đặt tại điểm GPS-A là điểm trạm

base đã có toạ độ và độ cao trong hệ toạ độ VN-2000; 02 máy thu GNSS gắn gương

3600 đo theo chế độ đo GNSS - RTK là trạm rover, tần suất thu tín hiệu là 1s [29].

Sử dụng mạng lưới khống chế trắc địa gồm 7 điểm (A, B, C, D, BS, P1, P2, )

(Hình 4.8) các điểm của mạng lưới này được đo đạc xác định toạ độ bằng công nghệ

GNSS tĩnh và các trị đo mặt đất đo bằng máy toàn đạc điện tử. Tọa độ của các điểm

trong lưới tính theo hai hệ toạ độ cho như bảng 4.3.

Bảng 4.3. Bảng thống kê tọa độ các điểm khống chế- lưới thực nghiệm

Hệ tọa độ VN - 2000 Hệ tọa độ công trình Tên STT điểm X(m) Y(m) X(m) Y(m)

BS 2328559.293 581818.013 1

A 2328533.453 581781.627 995.294 480.061 2

B 2328530.272 581716.662 1060.201 475.824 3

C 2328554.318 581716.580 1060.675 499.857 4

D 2328553.320 581777.104 1000.145 499.849 5

2328550.543 581755.529 1021.670 496.721 6 P1

2328550.751 581732.133 1045.065 496.548 7 P2

108

4.3.2.2. Nội dung tiến hành thực nghiệm

a. Xác định các tham số tính chuyển toạ độ

Sử dụng toạ độ các điểm (A, B, C, D) trong hai hệ toạ độ và phần mềm Super

HBDV 1.0 để xác định các tham số tính chuyển Helmert

b. Tổ chức đo đạc

 Phương án 1:

Bố trí sơ đồ đo như hình 4.9, bao gồm: 03 điểm GNSS - RTK1, GNSS - RTK2,

là các điểm rover và 01 trạm base (điểm BS), điểm M là vị trí máy TĐĐT, các điểm

này được bố trí tại những vị trí đảm bảo việc thu tín hiệu vệ tinh và thông hướng đến

trạm máy TĐĐT.

Hình 4.9. Sơ đồ lưới thực nghiệm - phương án 1

Trong đó:

Điểm trạm base đặt trùng với điểm BS, điểm GNSS - RTK1, GNSS - RTK2

đặt trùng với điểm lưới khống chế thi công điểm D và C (Hình 4.9)

- Sau khi thiết lập và cài đặt phần mềm, sử dụng máy TĐĐT để đo góc và cạnh

giao hội đến các điểm GNSS - RTK1, GNSS - RTK2 để xác định toạ độ trạm máy

M. Kết quả đo góc - cạnh giao hội cho như bảng 4.4.

109

Bảng 4.4. Số liệu giao hội nghịch tại trạm máy TĐĐT - M (phương án 1)

Góc GH (0 ' ") Cạnh S(M -RTK1) (m) Cạnh S(M - RTK2) (m)

37.991 28.213 1580 17' 22"3

- Kiểm tra độ chính xác thu và xử lý tín hiệu GNSS-RTK

- Dùng máy TĐĐT định hướng tại điểm RTK1 đo góc và cạnh đến các điểm P1,

P2 (là các điểm đã biết toạ độ). Kết quả đo cho như cột (2), (3) trên bảng 4.5.

- Nhập tọa độ đã biết của các điểm P1, P2 (được coi là toạ độ thiết kế) vào phần

mềm Super HBDV 1.0 để xác định các yếu tố bố trí hai điểm P1, P2. Kết quả xử lý số

liệu chạy trên phần mềm cho tại cột (4), (5) bảng 4.5.

Bảng 4.5. So sánh yếu tố bố trí góc β và khoảng cách S - phương án 1

Đo KT trên thực địa Số liệu theo thiết kế Độ lệch Tên

điểm Δβ Góc βtk Stk ds dβ Góc β Stt (m) KT (˚.’.’’) (m) (") (mm) (mm)

(1)

(2) (3) (4) (5) (7) (8) (9)

3050 48' 58.2" 17.330 3050 49' 24.0" 17.332 -25.8" -2 2.2 P1

2210 35' 55.8" 17.547 2210 36' 17.5" 17.544 -21.7" +3 1,8 P2

Trong bảng 4.7, kết quả so sánh tại các cột (7), (8), (9) được tính theo các

công thức:

Δβ = βtt - βtk

ds = Stt - Stk (4.9)

dβ = (Δβ/ ρ'')*s

ρ'' = 206265

(4.10) Tính giá trị

 Phương án 2:

Giữ nguyên điểm trạm base đặt tại BS (không thay đổi vị trí)

110

Hình 4.10. Sơ đồ lưới thực nghiệm - phương án 2

Các trạm rover GNSS - RTK1, GNSS - RTK2 và trạm máy M được thay đổi

đến vị trí tuỳ ý (không biết toạ độ) nhưng cần thông hướng từ các trạm rover đến

điểm đặt trạm máy toàn đạc điện tử M như hình 4.10.

Thực hiện lại các thao tác đã tiến hành tại phương án 1

- Đo giao hội nghịch góc - cạnh tại trạm máy M. Kết quả đo như bảng 4.6

Bảng 4.6. Số liệu giao hội nghịch tại trạm máy TĐĐT - M (phương án 2)

Góc GH Cạnh S(M -RTK1) Cạnh S(M - RTK2)

(m) (m) (0 ' ")

18.517 11.449 2960 05' 47.4"

- Kiểm tra độ chính xác thu và xử lý tín hiệu GNSS-RTK

- Dùng máy toàn đạc điện tử định hướng tại điểm RTK1 đo góc và cạnh đến các

điểm P1, P2 (là các điểm đã biết toạ độ). Kết quả đo cho như cột (2), (3) trên bảng 4.7.

- Nhập tọa độ đã biết của các điểm P1, P2 (được coi là toạ độ thiết kế ) vào phần

mềm Super HBDV 1.0 để xác định các yếu tố bố trí hai điểm P1, P2. Kết quả xử lý số

liệu chạy trên phần mềm cho tại cột (4), (5) bảng 4.7.

111

Bảng 4.7. So sánh yếu tố bố trí góc β và khoảng cách S - phương án 2

Đo kiểm tra trên thực địa Số liệu theo thiết kế Độ lệch Tên

điểm Δβ Góc βtt Stt Góc βtk Stk ds dβ

KT (˚.’.’’) (m) (˚.’.’’) (m) (") (mm) (mm)

(1) (2) (3) (4) (5) (7) (8) (9)

3520 49' 19.3" 15.559 3520 49' 20.7" 15.561 -0.4" -2 0,3 P1

2700 33' 25.4" 19.691 2700 33' 46.1" 19.692 -20.7" -1 1,9 P2

Trong bảng 4.7 các đại lượng tính tại cột (7), (8), (9) được tính theo các công

thức (4.9)

Dựa vào các kết quả so sánh ở (bảng 4.5) và (bảng 4.7), các giá trị sai lệch về (góc

và cạnh) giữa các yếu tố đo trên thực tế và theo thiết kế, chúng tôi vẽ được sơ đồ thể hiện

độ lệch góc và cạnh giữa các điểm đo kiểm tra và tính theo thiết kế như hình 4.11.

Hình 4.11. Sơ đồ biểu diễn kết quả đo kiểm tra thực nghiệm

* Đánh giá độ chính xác bố trí điểm theo các yếu tố thiết kế

Nếu coi kết quả đo kiểm tra trực tiếp các yếu tố bố trí điểm P1 và P2 có độ chính

xác cao hơn kết quả tính từ phần mềm, có thể đánh giá độ chính xác bố trí điểm chi

tiết mP (theo các yếu tố bố trí ) theo công thức [23]:

(4.11)

Trong đó: d tính theo công thức (4.10)

112

Độ chính xác bố trí điểm bằng công nghệ GNSS - RTK và phần mềm Super

HBDV 1.0 là:

mp = 2,72 mm

* Đánh giá độ chính xác các điểm bố trí theo tọa độ điểm bố trí

Tọa độ điểm trạm máy (TĐ ĐT - M):

XM = 1033.106 (m)

YM = 483.696 (m)

Căn cứ các yếu tố bố trí góc β và khoảng cách S (bảng 4.5 và bảng 4.7), tính tọa

độ các điểm bố trí P1 và P2 theo phương án 1 và phương án 2 như bảng 4.8.

Bảng 4.8. So sánh tọa độ thiết kế với toạ độ của các điểm đo kiểm tra

Tọa độ thiết kế Toạ độ bố trí Độ lệch Độ lệch Số Tên

thứ tự điểm dX (mm) dY (mm) Xtk (m) Ytk (m) Xtt (m) Ytt (m)

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8)

1021.670 496.721 1021.669 496.720 -1 -1 (P1)I I 1045.065 496.548 1045.067 496.547 +2 -1 (P2 )I

1021.670 496.721 1021.668 496.723 -2 +2 (P1)II II 1045.065 496.548 1045.067 496.547 +2 -1 (P2 )II

Trong bảng (5.6):

dx = Xtk - Xtt

dy = Ytk - Ytt

Xtk, Ytk: là toạ độ điểm P1, P2 tính theo các yếu tố bố trí lấy từ phần mềm

Xtt, Ytt: là toạ độ thực tế của điểm P1, P2 lấy từ bảng 4.5.

Nếu coi toạ độ thực tế của các điểm P1, P2 có độ chính xác cao hơn tọa độ tính

theo các yếu tố bố trí lấy từ phần mềm ta có thể đánh giá độ chính xác bố trí điểm

theo các công thức:

mx = (4.12)

113

my = (4.13)

mp = (4.14)

* Độ chính xác sai số bố trí điểm bằng công nghệ GNSS-RTK và phần mềm

Super HBDV 1.0 (tính theo tọa độ) là

mp = 2.24 (mm)

 Phương án 3:

Hình 4.12. Sơ đồ lưới thực nghiệm - phương án 3

Để kiểm tra sai số trung phương tương hỗ bố trí các cạnh ra ngoài thực địa của

phần mềm Super HBDV 1.0, chúng tôi đã sử dụng phần mềm để thiết kế một hình chữ

nhật có kích thước cho trước và tính toán các yếu tố bố trí. Sau khi thiết lập và cài đặt

phần mềm, Sử dụng máy TĐĐT bố trí hình chữ nhật ở ngoài thực địa theo phương pháp

toạ độ cực và đo kiểm tra lại tất cả các cạnh và hai đường chéo bằng thước thép.

Mạng lưới đo đạc thực nghiệm bao gồm: 03 điểm GNSS - RTK1, GNSS -

RTK2, là các điểm rover và 01 trạm Base, điểm M là vị trí máy TĐĐT, các điểm này

được bố trí tại những vị trí đảm bảo việc thu tín hiệu vệ tinh và thông hướng đến trạm

máy M - TĐĐT (Hình 4.12).

114

Ứng dụng phần mềm Super HBDV 1.0 xác định các yếu tố bố trí 4 điểm chi

tiết (1, 2, 3, 4) như bảng 4.9.

Bảng 4.9. Yếu tố bố trí góc β và khoảng cách S của vị trí (1, 2, 3, 4)

Kết quả phần mềm Super.HBD V1.0 Tên điểm

bố trí Góc βtt (˚.’.’’) Sbt(m)

1 3050 48' 58.2" 17.332

2 3000 02' 14.41" 19.686

3 2470 07' 02.87" 13.647

4 2500 13' 45.3" 16.535

Sử dụng máy TĐĐT để bố trí các điểm (1, 2, 3, 4) ra ngoài thực địa, sau đó tiến

hành đo kiểm tra lại tất cả các cạnh bằng thước thép có lực kéo. Kết quả đo kiểm tra

cho như bảng 4.10.

Bảng 4.10. So sánh yếu tố bố trí khoảng cách đo thực tế

và khoảng cách thiết kế

Tên điểm Khoảng cách Khoảng cách Độ lệch Stt Điểm đầu - Điểm cuối thực tế Stt(m) Thiết kế Stk(m) ds (mm)

1-2 3.001 3.001 0.0 1

2-3 15.514 15.517 -3.0 2

3-4 3.002 3.001 1.0 3

4-1 15.516 15.517 -1.0 4

2-4 15.807 15.804 3.0 5

1-3 15.801 15.804 -3.0 6

* Đánh giá độ chính xác tương hỗ của các điểm bố trí theo sai số đo khoảng cách

Tính sai số trung phương xác định chiều dài cạnh giữa hai điểm bố trí

115

Nếu coi kết quả đo kiểm tra khoảng cách trực tiếp các yếu tố bố trí điểm 1, 2, 3, và

4 có độ chính xác cao hơn kết quả thiết kế tính từ phần mềm, có thể đánh giá độ chính

xác bố trí chiều dài cạnh mS (theo các yếu tố bố trí tính từ phần mềm) theo công thức:

ms = với n = 6 (4.15)

Sai số trung phương xác định chiều dài cạnh hay sai số trung phương tương hỗ

giữa hai điểm bố trí:

ms = 2,19 mm.

4.3.3. Nhận xét

Từ kết quả đo đạc thực nghiệm trên mô hình cho thấy:

- Tính hiệu quả của giải pháp công nghệ GNSS - RTK: với 1 điểm trạm base

đặt tại điểm gốc của hệ tọa độ thi công và các trạm rover đặt ở vị trí bất kỳ đều có thể

xác định được tọa độ các điểm cần bố trí với độ chính xác nằm trong giới hạn cho

phép và độ chính xác này đảm bảo công tác thi công NSCT.

- Độ chính xác đạt được của giải pháp đề ra đáp ứng được các yêu cầu công tác

trắc địa trong thi công NSCT và cho phép xác định các điểm lưới khống chế chuyên

dụng hay các điểm bất kỳ cần bố trí trên công trình theo thời gian thực.

- Đã chứng minh được độ tin cậy đạt được của chương trình máy tính đã thành

lập và sự hợp lý của các thuật toán đã xây dựng trong chương trình.

4.4. Thực nghiệm ứng dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp máy TĐĐT và phần

mềm Super HBDV 1.0 tại tháp V3 dự án xây dựng chung cư 50 tầng Terra - An

Hưng (Hà Đông - TP Hà Nội) (Thực nghiệm 4)

 Vị trí: Quận Hà Đông - TP. Hà Nội

 Loại hình sản phẩm: tổ hợp thương mại dịch vụ, shophouse, căn hộ chung cư

 Quy mô dự án: 35.380m2

 Khối cao tầng: Gồm 3 tòa tháp cao 50 tầng nổi bao gồm cả 01 tầng tum, 01

4.4.1. Giới thiệu dự án

 Chiều cao công trình 169.4 (m).

tầng mái và 03 tầng hầm

116

Hình 4.13. Phối cảnh dự án Terra - An Hưng(Hà Đông - Tp Hà Nội)

4.4.2. Mục đích thực nghiệm

Mục đích của thực nghiệm là ứng dụng các kết quả nghiên cứu về lý thuyết

và các giải pháp kỹ thuật đã đề xuất trong luận án vào thực tế sản xuất nhằm đánh

giá khả năng ứng dụng và độ chính chính xác đạt được của công nghệ GNSS-RTK

và phần mềm Super HBDV 1.0 trong thi công công trình NSCT ở Việt Nam.

4.4.3. Sơ đồ hệ thống lưới khống chế phục vụ thi công xây dựng dự án

Hệ thống mốc lưới khống chế bố trí xung quanh dự án: Sử dụng 06 mốc khống

chế trắc địa mà Chủ đầu tư cung cấp là VK01 và VK02, VK03, TA1, TA2, TA3.

Lưới chuyên dụng thi công toà tháp V3 bao gồm 03 điểm khống chế (M1-2,

M1-3, M1-4) đã được đo nối với lưới khống chế cơ sở như hình 4.14.

Hình 4.14. Sơ đồ lưới khống chế mặt bằng tại dự án Terra - An Hưng

117

Toạ độ các điểm của lưới khống chế cơ sở và lưới chuyên dụng của dự án trong

hai hệ toạ độ (VN - 2000 và hệ toạ độ công trình) cho như bảng 4.11.

Bảng 4.11. Bảng thống kê các hệ tọa độ của lưới khống chế cơ sở mặt bằng

tại dự án Terra - An Hưng

Hệ tọa độ VN 2000 Hệ tọa độ công trình STT Tên điểm X(m) Y(m) X(m) Y(m)

1 VK01 2320233.280 578655.135 429.759 396.723

2 VK02 2320030.791 578412.750 430.349 80.888

3 VK03 2320212.604 578424.954 561.820 207.064

4 TA1 2320114.627 578539.382 413.220 231.788

5 TA2 2320097.121 578298.430 554.630 35.912

6 TA3 2320320.802 578555.270 560.990 376.440

7 M1-2 2320252.204 578510.881 536.95 298.350

8 M1-3 2320269.907 578531.991 536.950 325.900

9 M1- 4 2320239.600 578521.451 520.500 298.350

4.4.4. Nội dung thực nghiệm

Ngày 06 tháng 06 năm 2020, chúng tôi đã tiến hành tổ chức đo đạc thực

nghiệm công nghệ GNSS-RTK và phần mềm Super HBDV 1.0 tại toà tháp V3 -

Terra - An Hưng.

- Bước 1: Đo đạc và kiểm tra lại vị trí các điểm lưới chuyên dụng tại sàn cốt 0.0

- Bước 2: Kiểm tra vị trí 3 điểm lỗ chiếu tại 3 điểm lưới chuyên dụng trên sàn

cốt 0.0 m, đặt máy chiếu đứng, thao tác chuyển toạ độ các điểm (M1-2, M1-3, M1-4) lên

các sàn tầng 22. Công việc này được thực hiện bằng máy chiếu đứng PZL chiếu điểm

theo phương thẳng đứng qua các lỗ kĩ thuật lỗ kỹ thuật vuông kích thước 200x200

mm. Tại mỗi điểm tiến hành chiếu điểm theo 4 vị trí bàn độ của máy (0 - 90 - 180 -

2700) sau đó lấy giá trị trung bình của 4 vị trí chiếu, và đánh dấu trên tấm kính chuyên

dụng đã được cố định tại mỗi vị trí chiếu điểm.

- Bước 3: Thiết lập và cài đặt trạm máy base

118

- Bước 4: Bố trí và cài đặt trạm máy rover có gắn gương 3600. Các trạm rover

được bố trí ở các vị trí tuỳ ý (không biết toạ độ)

- Bước 5: Đặt máy TĐĐT ở vị trí tuỳ ý - thông hướng với các trạm rover. Tiến

Hình 4.15. Công tác thiết lập và cài đặt trạm rover

hành đo góc và cạnh giao hội đến các điểm rover để xác định toạ độ điểm đặt máy

toàn đạc điện tử (Bảng 4.12).

Bảng 4.12. Số liệu giao hội trạm máy TĐĐT - M

Cạnh giao hội

Cạnh S1 (m) Cạnh S2 (m) Cạnh S3 (m)

(M - RTK1) (M- RTK2) (M-RTK3)

29.465 31.446 14.251

Góc giao hội

RTK1 - M - RTK2 1630 44’ 53’’

RTK2 - M - RTK3 970 42’ 33’’

RTK1 - M - RTK3 2610 27’ 26’’

119

Hình 4.16. Sơ đồ bố trí trạm base và rover, trạm máy TĐĐT

- Bước 6: Sử dụng máy TĐĐT để đo kiểm tra góc và cạnh đến các điểm lưới

khống chế chuyên dụng (M1-2, M1-3, M1-4), đã được chuyển lên bằng máy chiếu đứng.

Kết quả đo kiểm tra cho như cột (2), (3) trên (bảng 4.13).

- Bước 7: Nhập toạ độ đã biết của các điểm các điểm (M1-2, M1-3, M1-4) vào

phần mềm Super HBDV 1.0 để xác định các yếu tố bố trí.

Hình 4.17. Xác định các yếu tố bố trí trên Super HBDV 1.0

120

Số liệu bố trí các điểm (M1-2, M1-3, M1-4) theo toạ độ thiết kế cho như cột (4),

(5) trên bảng 4.13.

Bảng 4.13. So sánh yếu tố bố trí góc β và khoảng cách S

Đo KT trên thực địa Số liệu theo thiết kế Độ lệch Tên điểm Δβ Stt Góc βtk Stk ds dβ KT Góc β (m) (˚.’.’’) (m) (") (mm) (mm)

(3) (4) (5) (7) (8) (9) (2) (1)

810 34' 00" 4.299 810 34' 25" 4.296 -25" 3 0.52 M1-2

1620 44' 27" 27.880 1620 44' 07" 27.884 20" -4 2.7 M1-3

2610 36'30" 19.656 2610 36'22" 19.658 8" -2 0.47 M1-4

Trong bảng 4.13 các đại lượng Δβ, ds, dβ được tính theo công thức (4.9), ta

tính độ lệch d theo công thức (4.10) từ đó có thể đánh giá độ chính xác bố trí điểm

chi tiết trên các sàn thi công bằng công nghệ GNSS-RTK và phần mềm Super HBDV

1.0 theo công thức (4.11):

Sai số bố trí điểm tính theo các yếu tố bố trí.

mp = 3,5 mm.

4.4.5. Nhận xét

Từ kết quả đo đạc thực nghiệm trên tòa tháp V3 - dự án Terra - An Hưng cho thấy:

- Sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với phần mềm Super HBDV 1.0 cho

phép bố trí các điểm trục chính trên các sàn thi công với độ chính xác đảm bảo được

các yêu cầu kỹ thuật cần thiết trong thi công NCT và NSCT ở nước ta.

- Khi sử dụng công nghệ này để bố trí thi công trên công trình NCT và NSCT

đã khắc phục được một số tồn tại của phương pháp chiếu điểm truyền thống (không

cần phải để các lỗ chiếu thông sàn, tránh sự tích lũy sai số, giảm ảnh hưởng của yếu

tố chiết quang đến kết quả đo...)

- Giải pháp công nghệ này thuận lợi cho công tác bố trí thi công trong điều kiện

công trình bị dao động do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh gây ra.

121

4.5. Thực nghiệm ứng dụng phần mềm SUPER.HBD V1.0 tại dự án Golden

Park Tower

4.5.1. Giới thiệu dự án

Dự án tổ hợp khách sạn, căn hộ, văn phòng và dịch vụ thương mại Golden

Park Tower được xây dựng tại số 02 đường Phạm Văn Bạch, phường Yên Hòa, quận Cầu Giấy, TP Hà Nội. Diện tích khu đất là 4.576m2, diện tích xây dựng là 2.059m2, tổng diện tích sàn xây dựng 92.655m2. Dự án xây dựng gồm tầng hầm 04 tầng và số

tầng nổi 48 tầng. Chiều cao công trình 173.15m. (Hình 4.18)

Hình 4.18. Phối cảnh công trình Golden Park Tower

4.5.2. Mục đích thực nghiệm

Mục đích của thực nghiệm nhằm đánh giá khả năng ứng dụng và độ chính

chính xác đạt được của công nghệ GNSS-RTK kết hợp phần mềm Super HBD V

1.0 trong công tác thi công xây dựng NSCT thực tế ở Việt Nam.

4.5.3. Nội dung và kết quả thực nghiệm

Ngày 08 tháng 06 năm 2020, chúng tôi đã tiến hành tổ chức đo đạc thực

nghiệm công nghệ GNSS-RTK và phần mềm Super HBDV 1.0 tại Golden Park

Tower. Thời điểm thực nghiệm công trình kết thúc phần xây thô (tầng 48) và đang

trong giai đoạn hoàn thiện công trình.

4.5.3.1. Hệ thống mốc khống chế cơ sở

Hệ thống mốc lưới khống chế bố trí xung quanh dự án: sử dụng 03 mốc khống

chế trắc địa mà Chủ đầu tư cung cấp là CT1 và CT2, CT3.

122

Lưới chuyên dụng thi công công trình Golden Park Tower bao gồm 04 điểm

khống chế (ĐN1, ĐN2, ĐN3, ĐN4) đã được đo nối với lưới khống chế cơ sở.

Toạ độ các điểm của lưới khống chế cơ sở và lưới chuyên dụng của dự án

trong hai hệ toạ độ (VN - 2000 và hệ toạ độ công trình) cho như bảng 4.14.

Bảng 4.14. Bảng thống kê các hệ tọa độ của lưới khống chế cơ sở mặt bằng

tại dự án Golden Park Tower

Hệ tọa độ VN 2000 Hệ tọa độ công trình STT Tên điểm X(m) Y(m) X(m) Y(m)

1 CT1 2325751.959 581934.111 491.559 92.924

2 CT2 2325802.114 582024.619 593.772 76.808

3 CT3 2325739.372 581987.713 526.084 50.033

4 ĐN1 2325814.350 581918.031 152.010 517.251

5 ĐN2 2325800.788 581928.609 134.810 517.251

6 ĐN3 2325815.281 581976.784 116.610 564.151

7 ĐN4 2325843.194 581955.012 152.010 564.151

4.5.3.2. Sơ đồ bố trí lưới thực nghiệm Golden Part Tower

Hình 4.19. Sơ đồ lưới thực nghiệm Golden Part Tower - Super HBD V1.0

trong đó:

Điểm M là điểm đặt máy TĐĐT

123

Điểm ĐN1, ĐN2, ĐN3, ĐN4 là những điểm cần bố trí (đã biết tọa độ)

Điểm CT 2 là điểm đặt trạm base (BS)

Các điểm RTK1, RTK2, RTK3 là các vị trí đặt các trạm rover

Đặt máy TĐĐT ở vị trí thông hướng với các trạm rover, đo góc và cạnh giao

hội đến các điểm rover để xác định toạ độ điểm đặt máy TĐĐT (Bảng 4.15).

Bảng 4.15. Số liệu giao hội trạm máy TĐĐT - M

Cạnh giao hội

Cạnh S1 (m) (M - RTK1) Cạnh S2 (m) (M- RTK2) Cạnh S3 (m) (M-RTK3)

28.863 26.639 30.784

Góc giao hội

RTK1 - M - RTK2 350 47’ 41’’

RTK2 - M - RTK3 2070 20’ 12’’

RTK1 - M - RTK3 2430 07’ 54’’

4.5.4. Kết quả thực nghiệm

Nhập toạ độ đã biết của các điểm các điểm (ĐN1, ĐN2, ĐN3, ĐN4) vào phần

mềm Super HBDV 1.0 để xác định các yếu tố bố trí.

- Sử dụng máy TĐĐT để đo kiểm tra góc và cạnh đến các điểm lưới khống chế

chuyên dụng (ĐN1, ĐN2, ĐN3, ĐN4), đã được chuyển lên bằng máy chiếu đứng.

Kết quả đo kiểm tra cho như cột (2), (3) trên bảng 4.16.

- Số liệu bố trí các điểm (ĐN1, ĐN2, ĐN3, ĐN4) theo toạ độ thiết kế cho như

cột (4), (5) trên bảng 4.16.

Bảng 4.16. So sánh yếu tố bố trí góc β và khoảng cách S

Đo KT trên thực địa Số liệu theo thiết kế Độ lệch Tên điểm

(2)

(3)

(4)

(5)

(7)

(8)

(9)

(1)

KT Góc β Stt (m) Góc βtk (˚.’.’’) Stk (m) Δβ (") ds (mm) dβ (mm)

350 23' 10" 28.503 350 23' 19" 28.500 -9" 3 -1.24 ĐN1

3590 26' 20" 27.050 3590 26' 07" 27.051 13" 1 1.7 ĐN2

2420 44'19" 31.970 2420 44'04" 31.968 15" 2 2.32 ĐN3

1640 49'25" 23,307 1640 49'31" 23.310 6" -3 0.68 ĐN4

124

Trong bảng 4.16 các đại lượng Δβ, ds, dβ được tính theo công thức (4.9), ta tính

độ lệch d theo công thức (4.10) từ đó có thể đánh giá độ chính xác bố trí điểm chi tiết

trên các sàn thi công bằng công nghệ GNSS-RTK và phần mềm Super HBDV 1.0

theo công thức (4.11).

Sai số bố trí điểm tính theo các yếu tố bố trí mp = 3,02 mm.

4.5.5. Nhận xét

Từ kết quả đo đạc thực nghiệm trên tòa nhà Golden Park Tower cho thấy:

Sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với phần mềm Super HBDV 1.0 cho

phép xác định vị trí các điểm cần bố trí chi tiết trên các sàn thi công với độ chính xác

đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật cần thiết trong thi công NCT và NSCT ở nước ta.

125

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1. KẾT LUẬN

Từ những kết quả nghiên cứu về lý thuyết và đo đạc tính toán thực nghiệm có

thể rút ra kết luận sau:

1.1. NSCT là công trình xây dựng có chiều cao lớn, được xây dựng trên diện

tích hẹp nên trong quá trình thi công, một phần hay toàn bộ công trình luôn bị dao

động do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh với biên độ tương đối lớn và không có

quy luật chung. Vì vậy cần áp dụng các giải pháp kỹ thuật phù hợp nhằm nâng cao

hiệu quả và độ chính xác công tác trắc địa trong thi công NSCT.

1.2. Giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp máy toàn đạc

điện tử đã được nghiên cứu về lý thuyết với kết quả đo đạc thử nghiệm cho phép bố

trí tất cả các điểm trên công trình theo thời gian thực. Điều này cho phép tiến hành

công tác bố trí chi tiết công trình trên các sàn thi công trong điều kiện công trình luôn

bị dao động do ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh. Đây cũng chính là tính hiệu quả

của giải pháp kỹ thuật đề xuất trong thi công NCST ở Việt Nam.

1.3. Khi sử dụng công nghệ GNSS - RTK kết hợp với máy TĐĐT thi công

NSCT cần áp dụng một số giải pháp đề xuất trong luận án nhằm nâng cao độ chính

xác công tác trắc địa. Kết quả nghiên cứu lý thuyết và đo đạc thực nghiệm cho thấy

tính hiệu quả của các giải pháp công nghệ nêu trên.

1.4. Chương trình máy tính chuyên dụng Super HBDV 1.0 dùng cho thi công

NCT và NSCT đã giải quyết được vấn đề ghép nối tín hiệu, tự động hoá quá trình xử

lý số liệu trắc địa trên các sàn thi công. Các kết quả đo đạc thử nghiệm cho thấy phần

mềm Super HBDV 1.0 có tốc độ xử lý số liệu nhanh với độ tin cậy cao, đáp ứng

được các yêu cầu kỹ thuật và tiến độ thi công NSCT ở nước ta.

1.5. Các kết quả nghiên cứu trong luận án có thể được ứng dụng để tiến hành

công tác trắc địa phục vụ thi công, tư vấn giám sát, kiểm tra nghiệm thu chất lượng

công trình NCT và NSCT, cũng như các công trình hiện đại khác. Kết quả nghiên

cứu này góp phần nâng cao trình độ chuyên môn và khả năng ứng dụng thực tế của

chuyên ngành trắc địa ứng dụng nước ta trong xây dựng các công trình lớn tiêu biểu

mang tầm cỡ quốc tế.

126

2. KIẾN NGHỊ

2.1. Cần tiếp tục nghiên cứu và hoàn thiện quy trình đo đạc, tính toán và xử lý

số liệu cho các giải pháp ứng dụng công nghệ hiện đại nhằm nâng cao hiệu quả của

công tác trắc địa trong thi công NSCT ở Việt Nam.

2.2. Trong hệ thống Tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN) hiện nay, tiêu chuẩn về công

tác trắc địa trong thi công NSCT chưa được cập nhật kịp thời và bổ sung các công

nghệ mới, điều này ảnh hưởng đến tiến độ và chất lượng xây dựng NSCT ở nước ta

khi thi công bằng công nghệ hiện đại. Vì vậy chúng tôi kiến nghị các cơ quan có thẩm

quyền sớm ban hành TCVN và các văn bản pháp quy phù hợp với thực tế thi công

NSCT ở nước ta hiện nay.

DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC CỦA TÁC GIẢ

ĐÃ CÔNG BỐ LIÊN QUAN ĐẾN NỘI DUNG LUẬN ÁN

1. Diêm Công Trang và nnk (2018), “Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao hiệu

quả công tác trắc địa thi công xây dựng nhà siêu cao tầng ở Việt Nam”. Tạp chí

khoa học đo đạc và bản đồ, (35), tr. 21-28.

2. Diêm Công Trang, Nguyễn Quang Thắng (2018), “Giải pháp kiểm tra độ thẳng

đứng công trình trong thi công nhà siêu cao tầng”. Tuyển tập báo cáo hội nghị

khoa học quốc tế ACI, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, tr. 347 - 362.

3. Trần Ngọc Đông, Diêm Công Trang (2017), “Phương pháp nâng cao hiệu quả

chuyển tọa độ và độ cao lên các sàn thi công nhà cao tầng ở Việt Nam”. Hội thảo

Quốc tế về Quản lý thông minh Cơ sở Hạ tầng, ICSMI, trường ĐH GTVT Hà Nội,

tr. 317 - 328.

4. Nguyễn Quang Thắng, Vũ Thái Hà, Diêm Công Trang (2017), “Solution for

reduction of effects of some factors on accuracy of staking out axis to working

platforms in contrucstion of skyscraper”. The International Conference on Geo-

Spatial Technologies and Earth Resources in Hanoi, Vietnam, Octorber 2017,

pg.67 - 73.

5. Nguyễn Quang Thắng, Vũ Thái Hà, Diêm Công Trang (2019), “Giải pháp chuyển

độ cao lên sàn xây dựng bằng công nghệ GNSS trong thi công nhà siêu cao tầng”.

Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, (3), tr.59 - 64.

6. Trần Viết Tuấn, Diêm Công Trang (2018), “Khảo sát độ chính xác công nghệ

GNSS - RTK trong một số dạng công tác trắc địa công trình”. Tạp chí khoa học

đo đạc và bản đồ, (37), tr. 46 - 49.

7. Trần Viết Tuấn, Diêm Công Trang (2019), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ

GNSS-RTK trong thi công xây dựng nhà siêu cao tầng ở Việt Nam”. Tạp chí

khoa học đo đạc và bản đồ, (40), tr.22 - 26.

8. Diêm Công Trang, Trần Viết Tuấn (2019), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ

GNSS - RTK trong công tác kiểm tra, nghiệm thu và đánh giá độ thẳng đứng của

nhà siêu cao tầng trước khi đưa vào sử dụng”. Hội nghị Khoa học Cán bộ trẻ lần

thứ XV - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng.

9. Trần Viết Tuấn, Diêm Công Trang (2019), “Nghiên cứu giải pháp công nghệ

GNSS - RTK trong thi công xây dựng nhà siêu cao tầng ở Việt Nam”. Tạp chí

khoa học đo đạc và bản đồ, (42), tr.39 - 43.

10. Trần Viết Tuấn, Dương Thành Trung, Diêm Công Trang (2020), “Nghiên cứu nâng

cao hiệu quả công tác đo đạc, xử lý số liệu trắc địa trong thi công xây dựng nhà siêu

cao tầng ở Việt Nam”. Tạp chí khoa học đo đạc và bản đồ, (44), tr.11-15.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tiếng Việt:

1. Đặng Nam Chinh, Đỗ Ngọc Đường (2012), Định vị vệ tinh, Nxb khoa học kỹ

thuật, Hà Nội

2. Trần Ngọc Đông, Diêm Công Trang (2017), “Phương pháp nâng cao hiệu quả

chuyển tọa độ và độ cao lên các sàn thi công nhà cao tầng ở Việt Nam”. Hội

thảo Quốc tế về Quản lý thông minh Cơ sở Hạ tầng, ICSMI, trường ĐH GTVT

Hà Nội, tr. 317 - 328.

3. Hoàng Ngọc Hà (2006), “Bình sai tính toán lưới trắc địa GPS”, Nxb khoa học

và kỹ thuật, Hà Nội.

4. Hoàng Ngọc Hà, Trương Quang Hiếu (2003), “Cơ sở toán học xử lý số liệu trắc

địa”, Nxb Giao thông vận tải, Hà Nội.

5. Phan Văn Hiến và nnk (1999), "Trắc địa công trình", Nxb Giao thông vận tải,

Hà Nội.

6. Phan Văn Hiến (2003), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong trắc địa

công trình”. Đề tài cấp Bộ, mã số: B2001-36-23, Hà Nội.

7. Phan Văn Hiến, Đặng Quang Thịnh (2009), "Cơ sở bình sai trắc địa", Nxb Nông

nghiệp, thành phố Hồ Chí Minh.

8. Ngô Văn Hiếu và nnk (2018), "Sử dụng hệ thống VAS trong việc đảm bảo độ

thẳng đứng của toà NSCTLAND MARK 81 TP Hồ Chí Minh", Tuyển tập báo

cáo hội nghị khoa học quốc tế ACI, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, (1),

tr. 425 - 428.

9. Lê Văn Hùng (2013), “Nghiên cứu bình sai kết hợp trị đo GPS và trị đo mặt đất

trong hệ tọa độ vuông góc không gian địa diện chân trời áp dụng cho các mạng

lưới trắc địa công trình” Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học mỏ - địa chất, Hà Nội.

10. Phạm Quốc Khánh (2018), “Nghiên cứu phương pháp dự báo chuyển dịch biến

dạng công trình theo mô hình động học”, Báo cáo tổng kết đề tài NCKH cấp cơ

sở mã số T17 - 44, Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.

11. Trần Mạnh Nhất và nnk (2002), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong

trắc địa công trình công nghiệp và nhà cao tầng”, Đề tài NCKH cấp Bộ Xây

dựng. Mã số: RD - 02, 8/2002.

12. Trần Mạnh Nhất và nnk (2008), “Quy trình kỹ thuật kiểm soát kích thước hình

học, độ nghiêng nhà cao tầng và công trình có chiều cao lớn”. Báo cáo tổng kết

đề tài cấp Bộ Xây dựng - Mã số RD - 25-05.

13. Trần Mạnh Nhất và nnk (2003), “Quy trình đo đạc xây dựng nhà cao tầng trên

địa bàn TP Hà Nội bằng công nghệ GPS và toàn đạc điện tử”. Báo cáo kết quả

đề tài cấp Bộ Xây dựng

14. Nguyễn Quang Thắng (2005), “Nghiên cứu hoàn thiện quy trình công tác trắc

địa trong xây dựng công trình có chiều cao lớn”, Đề tài cấp Bộ, mã số: B2003-

36-53, Hà Nội.

15. Nguyễn Quang Thắng, Trần Viết Tuấn (2007), “Trắc địa công trình công

nghiệp - Thành phố”, Nxb giao thông vận tải, Hà Nội.

16. Nguyễn Quang Thắng (2014), “Giải pháp nâng cao độ chính xác chuyển trục

công trình lên các sàn xây dựng trong thi công nhà siêu cao tầng”. Tạp chí Khoa

học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, số 44 - 10/2013.

17. Nguyễn Quang Thắng (2016). “Luận giải ảnh hưởng của một số yếu tố đến độ

chính xác chuyển trục công trình lên các sàn xây dựng trong thi công nhà siêu

cao tầng”. Tạp chí Khoa học kỹ thuật Mỏ - Địa chất, (53), tr. 63 - 67.

18. Nguyễn Quang Thắng, Vũ Thái Hà, Diêm Công Trang (2017), “Solution for reduction

of effects of some factors on accuracy of staking out axis to working platforms in

contrucstion of skyscraper”. The International Conference on Geo-Spatial

Technologies and Earth Resources in Hanoi, Vietnam, Octorber 2017, pg. 67- 73.

19. Dương Thành Trung (2017), “Nghiên cứu xây dựng hệ định vị - dẫn đường dựa

trên việc tích hợp hệ thống định vị dẫn đường toàn cầu(GNSS) và hệ thống định

vị quán tính (INS) bằng các điều kiện ràng buộc giải tích và thuật toán ước

lượng tối ưu”, Báo cáo tổng kết đề tài cấp bộ mã số B2015-02-22, Trường Đại

học Mỏ địa chất, Hà Nội.

20. Trần Viết Tuấn (2005), "Nghiên cứu phương pháp tính chuyển tọa độ các điểm

đo GPS về hệ tọa độ thi công công trình", Tạp chí KHKT Mỏ - Địa chất, (11),

tr. 80-83, Hà Nội.

21. Trần Viết Tuấn (2011), "Ứng dụng phương pháp bình sai lưới tự do để xử lý số

liệu lưới trắc địa chuyên dụng trong thi công xây dựng nhà cao tầng”, Tạp chí

khoa học kỹ thuật mỏ - địa chất, (34), tr. 105-108.

22. Trần Viết Tuấn (2007), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS trong trắc địa

công trình”, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học mỏ - địa chất, Hà Nội.

23. Trần Viết Tuấn (2019), "Bàn về công thức đánh giá độ chính xác của trị đo kép

dùng trong so sánh độ chính xác các phương pháp đo khác nhau", Báo cáo học

thuật cấp Bộ môn, Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội.

24. Trần Viết Tuấn, Diêm Công Huy (2013), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ GPS

trong thi công xây dựng nhà siêu cao tầng”, Tạp chí khoa học công nghệ xây

dựng, (1), tr. 33-37.

25. Trần Viết Tuấn, Diêm Công Huy (2015), “Nghiên cứu xác định hiện tượng vặn

xoắn của công trình trong thi công xây dựng công trình có chiều cao lớn”, Tạp

chí khoa học đo đạc và bản đồ, (23), tr. 23 - 27.

26. Trần Viết Tuấn, Diêm Công Trang (2018), “Khảo sát độ chính xác công nghệ

GNSS - RTK trong một số dạng công tác trắc địa công trình”. Tạp chí khoa học

đo đạc và bản đồ, (37), tr. 46 - 49.

27. Trần Viết Tuấn, Diêm Công Trang (2019), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ

GNSS - RTK trong thi công xây dựng NSCT ở Việt Nam”. Tạp chí khoa học đo

đạc và bản đồ, (40), tr 22-26.

28. Trần Viết Tuấn, Diêm Công Trang (2019), “Nghiên cứu giải pháp công nghệ

GNSS - RTK trong thi công xây dựng nhà siêu cao tầng ở Việt Nam”. Tạp chí

khoa học đo đạc và bản đồ, (42), tr.39-43.

29. Trần Viết Tuấn, Dương Thành Trung, Diêm Công Trang (2020), “Nghiên cứu nâng

cao hiệu quả công tác đo đạc, xử lý số liệu trắc địa trong thi công xây dựng nhà

siêu cao tầng ở Việt Nam”. Tạp chí khoa học đo đạc và bản đồ, (44), tr.11-15.

30. Diêm Công Trang và nnk (2018), “Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao hiệu

quả công tác trắc địa thi công xây dựng NSCT ở Việt Nam”. Tạp chí khoa học

đo đạc và bản đồ, (35), tr. 21-28.

31. Diêm Công Trang, Nguyễn Quang Thắng (2018), “Giải pháp kiểm tra độ thẳng

đứng công trình trong thi công nhà siêu cao tầng”. Tuyển tập báo cáo hội nghị

khoa học quốc tế ACI, Viện KHCN Xây dựng, tr. 347 - 362.

32. Diêm Công Trang, Trần Viết Tuấn (2019), “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ

GNSS - RTK trong công tác kiểm tra, nghiệm thu và đánh giá độ thẳng đứng

của NSCT trước khi đưa vào sử dụng”. Hội nghị Khoa học Cán bộ trẻ lần thứ

XV - Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng.

33. Nguyễn Gia Trọng (2019), "Nghiên cứu thuật toán và xây dựng chương trình

xử lý số liệu GNSS dạng Rinex nhằm phát triển ứng dụng công nghệ định vị vệ

tinh ở Việt Nam", Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học mỏ -địa chất, Hà Nội.

34. Đinh Xuân Vinh (2010), "Nghiên cứu phương pháp quan trắc, xử lý số liệu và

phân tích biến dạng công trình công nghiệp - dân dụng trong điều kiện Việt

Nam", Luận án Tiến sĩ kỹ thuật, Đại học mỏ -địa chất, Hà Nội.

35. Đinh Xuân Vinh (2018), "Áp dụng bộ lọc Kalman để nâng cao độ chính xác đo

GPS động", Tạp chí khoa học Đại học Quốc gia Hà Nội- Các khoa học Trái đất

và môi trường, (34), Tr. 74-85.

36. Vietnam Institute for Building Science and Technology (2011), Report of tilt

monitoring of the Keangnam landmark tower project, Hà Nội

37. TCVN 5593:2012, “Công tác thi công tòa nhà - Sai số hình học cho phép”.

38. TCVN 9259-8:2012 (ISO 3443-8:1989), “Dung sai trong xây dựng công”.

39. TCVN 9398:2012, “Công tác trắc địa trong xây dựng công trình - Yêu cầu chung”.

40. TCVN 9400:2012, “Nhà và công trình dạng tháp - Xác định độ nghiêng bằng

phương pháp trắc địa”.

41. TCVN 9364:2012, “Nhà cao tầng - Kỹ thuật đo đạc phục vụ công tác thi công”.

42. TCVN 9401:2012, “Kỹ thuật đo và xử lý số liệu GPS trong trắc địa công trình”.

43. TCVN 2737:1995. “Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế”.

44. TCVN 9363:2012 “Khảo sát cho xây dựng - Khảo sát địa kỹ thuật cho nhà cao tầng”.

Tài liệu dịch:

45. Tao Benzao (2017), "Bình sai lưới tự do và phân tích biến dạng " (người dịch -

Phan Văn Hiến và nnk), Nxb Tài nguyên, môi trường và bản đồ Việt Nam, Hà Nội.

46. Huang Sheng Xiang, Yin Hui, Jiang Zheng (2012), "Xử lý số liệu quan trắc biến

dạng", (người dịch - Phan Văn Hiến - Phạm Quốc Khánh ), Nxb Khoa học và

kỹ thuật, Hà Nội.

47. Cui Xizang và nnk (người dịch - Phan Văn Hiến) (2017), "Bình sai trắc địa

nghĩa rộng", Hà Nội.

48. Я. А. Сундаков (Người dịch - Trịnh Hồng Nam) (2002),"Công tác trắc địa trong

xây dựng công trình công nghiệp lớn và nhà cao tầng", Nxb Xây dựng, Hà Nội.

Tiếng Nga:

49. Д. Ш. Михелева. (2001), "Инженерная геодезия", Высшая школа, Москва.

(D.Sh. Mikheleva. (2001), "Kỹ thuật Trắc địa", Trường Đại học, Mátxcơva)

50. В. Д. Большакова и Р.П. Левчука (1980), "Справчное Руководство по

Инженерно - Геодезическим Работам", Недра, Москва. (V. D. Bolshakova

và R. P. Levchuk (1980), "Hướng dẫn Tham khảo về Kỹ thuật - Công trình Trắc

địa", Nedra, Moscow).

51. В. Д. Большакова (1987), "Справочное пособие по прикладной геодезий",

недра, Москва. (VD Bolshakova (1987), "Sổ tay cho Trắc địa ứng dụng",

subsoil, Moscow).

52. Я. А. Сундаков (1972), Геодезическне работы при возведении крупных

промышленных сооружении и высотных зданий, недра, Москва. (Ya. A.

Sundakov (1972), Công trình trắc địa trong quá trình xây dựng các công trình

công nghiệp lớn và nhà cao tầng, lòng đất, Matxcova).

53. Нгуен Куанг Так (1996), "Разработка методики расчета влияния

метеорологических факторов при строительство и эксплуатация

сооружений башенного типа", диссертация на соискание учевой степени

кандидата технических наук, Московский государственный уннверситет

геодезий и картографии, Москва. (Nguyễn Quang Tác (1996), " Nghiên cứu

phương pháp tính toán ảnh hưởng của các yếu tố khí tượng trong thi công xây

dựng và khai thác sử dụng công trình dạng tháp ", Luận án Tiến sĩ, Trường Đại

học Đo đạc và Bản đồ Matxcova).

Tiếng Anh:

54. Joël van Cranenbroeck (2009), “Core Wall Control Survey” - The State of Art

7th FIG Regional Conference Spatial Data Serving People: Land Governance

and the Environment - Building the Capacity Hanoi, Vietnam.

55. N.Quesada, M.J.Jimenez- martinez, M. Farjas - Abadia (2018), "Real - time

high-rise building monitoring system using global navigation satellite system

technology",

56. Cankut D. Ince and Muhammed Sahin (2000), “Real - time deformation

monitoring with GPS and Kalman Fiter”, Istanbul Technical University,

Faculty of Civil Engineering Depratment of Geodesy and photogrammetry,

80620 Maslak, Istanbul, Turkey.

57. Greg Welch and Gary Bishop (2001), An Introduction to the Kalman Filter,

Course 8, SIGGRAPH 2001, University of North Carolina at Chapel Hill,

Department of Computer Science, NC 27599 - 3175.

58. Greg Welch and Gary Bishop (2006), An Introduction to the Kalman Filter, TR

95 - 041. University of North Carolina at Chapel Hill, Department of Computer

Science, NC 27599 - 3175.

59. Nuno Lima, J. Casaca, M., Henriques (2005), “Accuracy of Displacement

Monitoring at Large Dams with GPS”, IAG Symposion Jaén, Spain March,

2005. Session D, No2.

60. Abdelrazaq, A (2010), “Design and Construction planning of the Burj Khalifa,

Dubai“, UAE, Proc of ASCE Structures Congress 2010, Orlando, Fl, May 12-14.

61. William F.Baker, D.Stanton Korista, Lawrence C.Novak (2008), "Engineering

the World's Tallest - Burj Dubai", CTBUH 2008.

62. Kalman, R.E. A new research approach to Linear Filtering and Prediction

Problem. Journal of Basic Enginerring, 1960, Vol.82, Series D, 35-45.

63. Kijewski-Correa. T., Kilpatrick, J., Kwon, D.K., Bashor, R., Young, B.S.,

Abdelrazaq, A., Galsworthy, J., Morrish, D., Sinn, R.C., Baker, W.F., Isyumov,

N. and Kareem, A. (2005) “Full-Scale Validation of the Wind-Induced Response

of Tall Buildings: Updated Findings from the Chicago Monitoring Project,”

Proceedings of Americas Conference On Wind Engineering, Baton Rouge, LA.

64. Ni, Y.Q., Xia, Y., Chen, W.H., Lu, Z.R., Liao, W.Y. and Ko, J.M. (2009a),

“Monitoring of wind properties and dynamic responses of a supertall structure

during typhoon periods”, Proceedings of the 4th International Conference on

Structural Health Monitoring and Intelligent Infrastructure, 22-24 July 2009,

Zurich, Switzerland (CD-ROM).

65. Trimble R8s GNSS system, Trimble Navigation Limited USA (2018)

Tiếng Trung:

66. 中华人民共和国行业标准, 高层建筑混凝土结构技术规程 (JGJ 3 - 2002),

中国建筑资讯网, 2002 北京. (Tiêu chuẩn công nghiệp của Cộng hòa Nhân

dân Trung Hoa, Quy định kỹ thuật cho kết cấu bê tông nhà cao tầng (JGJ 3-

2002), Mạng thông tin xây dựng Trung Quốc, 2002 Bắc Kinh.)

67. 中华人民共和国国家标准-工程测量规范 (GB50026-2007: Code for

engineering surveying). (Tiêu chuẩn quốc gia cộng hoà nhân dân Trung Hoa,

Quy phạm đo đạc công trình)

Trang Web:

68. www.trimble.com

69. www.leica-geosystem.com

PHỤ LỤC

PHỤ LỤC 1

THÀNH QUẢ TÍNH TOÁN BÌNH SAI LƯỚI MẶT BẰNG

Tên công trình: IBST - THỰC NGHIỆM

Chỉ tiêu kỹ thuật lưới

Số lượng điểm gốc

: 2

Số lượng điểm mới lập

: 9

Số lượng góc đo

: 34

Số lượng cạnh đo

: 26

Số phương vị đo

: 0

Sai số trung phương đo góc

: 1.00

: 1+1,5ppm(mm)

Sai số trung phương đo cạnh Số liệu tọa độ khởi tính

Tọa độ

Tên điểm

Ghi chú

Số TT

X(m)

Y(m)

1000.000

500.000

1060.513

500.000

Bảng thành quả tọa độ bình sai

Tọa độ

Sai số vị trí điểm

Số TT

Tên điểm

Mx(m)

My(m)

Mp(m)

X(m)

Y(m)

0.001

0.000

0.001

1045.065

496.548

0.000

0.001

1060.073

475.997

0.000

0.001

1033.106

483.696

0.000

0.001

995.133

480.202

0.000

1060.675

499.857

0.000

0.001

1060.201

475.824

0.000

0.001

995.294

480.061

0.000

1000.145

499.849

0.001

0.000

0.001

1021.669

496.720

Bảng tương hỗ vị trí điểm

Chiều dài

Phương vị

ms/S

(m)

(° ' ")

(m)

Cạnh tương hỗ Điểm đầu Điểm cuối

m (")

0.001

1/ 27500

12 35 54.92

1.00

15.830

0.001

1/ 23700

179 34 41.56

0.99

23.396

0.001

1/ 80500

175 37 07.41

0.68

45.197

0.001

1/ 27700

11 58 14.20

1.21

15.957

0.001

1/ 76700

175 47 46.87

1.06

45.041

0.001

1/ 19000

88 57 02.15

1.40

24.007

0.000

1/ 58900

164 03 50.94

1.60

28.045

0.000

1/ 199300

176 17 40.45

1.49

65.076

0.001

1/ 18900

88 33 21.09

1.60

23.868

0.000

1/ 58900

344 03 50.94

1.60

28.045

0.000

1/ 79600

185 15 27.02

1.51

38.134

0.000

1/ 58200

343 47 51.67

1.37

28.215

0.000

1/ 80900

185 29 27.54

1.45

37.987

0.001

1/ 15700

76 11 21.23

1.36

20.387

0.000

1/ 199300

356 17 40.45

1.49

65.076

0.000

1/ 79600

5 15 27.02

1.51

38.134

0.000

1/ 186500

356 09 00.51

1.27

65.215

0.000

1/ 330700

179 51 53.75

0.34

60.675

0.000

1/ 247900

180 00 27.70

0.74

60.530

0.001

1/ 27700

191 58 14.20

1.21

15.957

0.001

1/ 19100

268 52 16.96

1.53

24.038

0.001

1/ 41700

184 35 55.48

1.08

39.132

0.001

1/ 18900

268 33 21.09

1.60

23.868

0.001

1/ 19100

88 52 16.96

1.53

24.038

0.000

1/ 58200

163 47 51.67

1.37

28.215

0.000

1/ 187500

176 15 51.26

1.34

65.045

0.001

1/ 19200

89 15 41.42

1.79

24.178

0.000

1/ 186500

176 09 00.51

1.27

65.215

0.001

1/ 15800

76 43 11.87

1.39

20.486

0.000

1/ 187500

356 15 51.26

1.34

65.045

0.000

1/ 80900

5 29 27.54

1.45

37.987

0.001

1/ 15700

76 13 30.11

1.50

20.373

m

ms/S

Chiều dài (m)

ms (m)

Phương vị (° ' ")

Cạnh tương hỗ Điểm đầu Điểm cuối

(")

0.000

1/ 247900

0 00 27.70

60.530

0.74

0.001

20.373

1/ 15700

256 13 30.11

1.50

0.001

45.041

1/ 76700

355 47 46.87

1.06

0.001

21.750

1/ 22800

351 43 40.47

1.73

0.001

21.916

1/ 23600

171 23 29.12

0.94

0.001

23.396

1/ 23700

359 34 41.56

0.99

0.001

39.132

1/ 41700

4 35 55.48

1.08

0.001

21.750

1/ 22800

171 43 40.47

1.73

0.001

38.982

1/ 42500

4 49 38.55

0.98

0.001

20.387

1/ 15700

256 11 21.23

1.36

0.001

21.916

1/ 23600

351 23 29.12

0.94

----

60.513

----

0 00 00.00

----

0.001

20.486

1/ 15800

256 43 11.87

1.39

0.001

45.197

1/ 80500

355 37 07.41

0.68

60.675

0.000

1/ 330700

359 51 53.75

0.34

----

60.513

----

180 00 00.00

----

0.001

15.830

1/ 27500

192 35 54.92

1.00

0.001

24.007

1/ 19000

268 57 02.15

1.40

0.001

24.178

1/ 19200

269 15 41.42

1.79

0.001

38.982

1/ 42500

184 49 38.55

0.98

Kết quả đánh giá độ chính xác lưới

1. Sai số trung phương đo góc

: mβ = 1.53"

2. Sai số trung phương vị trí Điểm yếu nhất

: (1) = 0.001(m)

3. Sai số trung phương vị trí Điểm nhỏ nhất

: (C) = 0.000(m)

4. Sai số trung phương tương đối Cạnh yếu nhất

: (A - D) = 1/ 15700

5. Sai số trung phương tương đối Cạnh nhỏ nhất

: (C - D1) = 1/ 330700

6. Sai số trung phương Phương vị yếu nhất

: (B - C1) = 1.79(")

: (C - D1) = 0.34(")

7. Sai số trung phương Phương vị nhỏ nhất

Bảng trị đo, số hiệu chỉnh và trị bình sai góc

Tên đỉnh góc Đỉnh trái Đỉnh giữa Đỉnh phải D1 D1 P2 C1 C1 B1 B1 M A1 A1 D1 D1 C C B B M A A D D I I I P2 P2 C C B B A1 A1 A A

A1 I C1 D1 P2 C1 M A1 B1 M A P2 D P2 C M A B M A P2 D1 P2 D D I I P2 C1 M D1 B D1 B

I C1 I P2 B1 M A1 B1 M D1 P2 C P2 B M A B M D P2 C P2 C P2 I C P2 B1 M A1 B M B M

Góc đo (° ' ") 95 12 09.00 8 36 32.00 166 58 46.00 12 35 56.00 76 21 09.00 75 06 49.00 12 13 48.00 158 48 23.00 8 57 47.00 70 55 56.00 98 53 54.00 4 14 45.00 11 57 45.00 76 54 04.00 74 55 34.00 12 28 01.00 158 18 25.00 9 13 36.00 70 44 04.00 99 34 18.00 4 12 41.00 188 11 12.00 5 01 12.00 187 51 03.00 3 46 53.00 192 23 34.00 7 22 19.00 76 35 05.00 74 32 12.00 12 21 10.00 279 57 40.00 9 06 28.00 279 32 41.00 9 13 38.00

SHC (") -1.11 -1.12 0.64 -1.08 -1.77 -0.21 1.51 0.92 -0.43 -1.79 1.55 1.34 1.51 -1.25 0.71 -1.40 -0.87 0.28 -1.43 -1.24 -0.17 0.43 1.93 -1.91 1.69 -1.35 -0.28 1.89 -1.75 -1.16 -0.73 -1.48 -1.61 -1.72

Góc sau BS (° ' ") 95 12 07.89 8 36 30.88 166 58 46.64 12 35 54.92 76 21 07.23 75 06 48.79 12 13 49.51 158 48 23.92 8 57 46.57 70 55 54.21 98 53 55.55 4 14 46.34 11 57 46.51 76 54 02.75 74 55 34.71 12 27 59.60 158 18 24.13 9 13 36.28 70 44 02.57 99 34 16.76 4 12 40.83 188 11 12.43 5 01 13.93 187 51 01.09 3 46 54.69 192 23 32.65 7 22 18.72 76 35 06.89 74 32 10.25 12 21 08.84 279 57 39.27 9 06 26.52 279 32 39.39 9 13 36.28

Số TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34

Bảng trị đo, số hiệu chỉnh và trị bình sai cạnh

Tên đỉnh cạnh

Số cải chính

Cạnh đo

SHC

Cạnh BS

Số

(m)

Điểm đầu

Điểm cuối

Elip UTM

20.384

-----

0.003

20.387

60.513

-----

0.000

60.513

21.920

-----

-0.004

21.916

38.979

-----

0.003

38.982

23.393

-----

0.003

23.396

15.831

-----

-0.001

15.830

24.006

-----

0.001

24.007

28.049

-----

-0.004

28.045

65.079

-----

-0.003

65.076

38.135

-----

-0.001

38.134

20.483

-----

0.003

20.486

60.678

-----

-0.003

60.675

21.751

-----

-0.001

21.750

39.130

-----

0.002

39.132

15.961

-----

-0.004

15.957

24.042

-----

-0.004

24.038

28.213

-----

0.002

28.215

65.046

-----

-0.001

65.045

37.989

-----

-0.002

37.987

45.197

-----

0.000

45.197

45.037

-----

0.004

45.041

60.532

-----

-0.002

60.530

39.131

-----

0.001

39.132

23.866

-----

0.002

23.868

24.181

-----

-0.003

24.178

65.213

-----

0.002

65.215

Kiểm tra sai số khép tuyến:

Tuyến thứ 1: 3 4 1 2 3

1. Tổng chiều dài tuyến [S]= 109.469(m) Số cạnh N= 3

2. Sai số khép tọa độ:

a. Fx(m)= 0.003 (m)

b. Fy(m)= 0.001 (m)

c. Fs(m)= 0.004 (m)

3. Sai số khép tương đối Fs/[s]= 1/31200

4. Sai số khép góc: Wg = -6.00"

W(g/h) = 20.00"

Tuyến thứ 2: 4 1 2 3 4

1. Tổng chiều dài tuyến [S]= 109.469(m) Số cạnh N= 3

2. Sai số khép tọa độ:

a. Fx(m)= -0.003 (m)

b. Fy(m)= -0.001 (m)

c. Fs(m)= 0.004 (m)

3. Sai số khép tương đối Fs/[s]= 1/31200

W(g/h) = 20.00"

4. Sai số khép góc: Wg = 6.00" Kiểm tra sai số khép vòng:

1. Khép vòng điểm:

(A1)

Wv = -4.00"

Wv = -2.00"

2. Khép vòng điểm: (A) Kiểm tra sai số khép tam giác:

1. Tam giác: M A1 B1 Wg = -2.00"

2. Tam giác: M A B Wg = 2.00"

3. Tam giác:

P2 C Wg = -3.00"

4. Tam giác: D P2 C Wg = -1.00" ________________________________________________________

Ngày 08 Tháng 05 Năm 2019

Người đo đạc: Diêm Công Trang

Người tính toán: Đoàn Đức Nhuận

Người kiểm tra: Diêm Công Trang

Kết quả được tính toán bằng phần mềm HHMAPS 2016

KẾT QUẢ BÌNH SAI MẶT BẰNG GPS Tên công trình: IBST - THỰC NGHIỆM - (A,B,C,D)

Bảng 1

BẢNG TRỊ ĐO GIA SỐ TỌA ĐỘ VÀ CÁC CHỈ TIÊU SAI SỐ HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84

DX(m) DY(m) DZ(m) DH(m) RMS(m) Ratio

STT

Điểm cuối A A C

Điểm đầu B 1 D 2 A 3 D 4 GPS-A 5 B 6 D 7 D 8 GPS-A 9 10 GPS-A

-62.248 -6.196 64.573 GPS-A -42.014 35.818 2.320 56.056 58.374 98.064 100.390

A C B C B C

-18.664 5.641 10.320 -1.882 7.530 -8.352 24.315 15.972 26.201 17.849

2.673 -18.573 19.761 9.888 -28.455 22.432 -21.239 1.194 -31.125 -8.694

0.003 -0.031 -0.030 12.529 -12.552 -0.033 -0.025 -0.048 -12.548 -12.582

0.003 0.004 0.003 0.007 0.003 0.007 0.006 0.003 0.005 0.005

97.521 83.101 20.453 70.309 31.307 48.764 31.514 19.348 25.196 69.045

(D_GPS-A) (B_A) (B_A) (D_C)

RMS = 0.007 RMS = 0.003 Ratio = 97.521 Ratio = 19.348

- RMS lớn nhất: - RMS nhỏ nhất: - Ratio lớn nhất: - Ratio nhỏ nhất:

Bảng 2

BẢNG SAI SỐ KHÉP HÌNH

fs/[S]

B_A_D B_A_GPS-A

dX(m) dY(m) dZ(m) dh(m) fs(m) [S](m) 0.004 0.009 0.007 0.009 0.012 150.1 1/12755 -0.002 0.006 0.002 0.006 0.006 217.6 1/33472 -0.005 -0.007 -0.001 -0.006 0.009 157.4 1/17681 -0.001 0.007 0.006 0.008 0.009 109.9 1/11890 -0.003 0.011 0.006 0.013 0.013 149.2 1/11394 -0.000 0.001 0.000 0.001 0.001 217.0 1/217013 0.006 -0.004 -0.002 -0.005 0.007 214.1 1/28798 -0.002 0.005 0.000 0.005 0.006 206.1 1/35084 0.002 -0.010 -0.001 -0.010 0.010 149.3 1/14908 -0.007 -0.001 0.001 0.001 0.007 232.6 1/34475

HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84 STT Số hiệu khép hình 1 2 3 A_B_C 4 A_D_GPS-A 5 A_D_C 6 GPS-A_A_C 7 GPS-A_D_B 8 GPS-A_D_C 9 D_B_C 10 GPS-A_B_C

Tổng số tam giác: 10

- Sai số khép tương đối tam giác lớn nhất: 1/11394

(Tam giác: A_D_C [S] = 149.2m)

- Sai số khép tương đối tam giác nhỏ nhất: 1/217013

(Tam giác: GPS-A_A_C [S] = 217.0m)

- Sai số khép chênh cao tam giác lớn nhất: 0.013 m

(Tam giác: A_D_C [S] = 149.2m)

- Sai số khép chênh cao tam giác nhỏ nhất: 0.001 m

(Tam giác: GPS-A_A_C [S] = 217.0m)

Bảng 3-1

ELLIPSOID: WGS-84

BẢNG TRỊ ĐO, SỐ HIỆU CHỈNH VÀ TRỊ BÌNH SAI GÓC PHƯƠNG VỊ HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA

Số

Kí hiệu góc

Trị đo

Sai số đo

Trị bình sai

(")

254 18 15.13 1.40 249 24 43.08 0.32 87 28 41.06 1.77 288 04 02.66 2.00 1.98 0 05 41.63 271 13 45.63 0.09 167 27 07.03 0.06 81 58 26.02 0.15 234 54 18.43 0.59 267 28 33.96 1.10

Số hiệu chỉnh (") 1.08 -6.53 6.88 1.43 -25.81 -5.19 20.86 8.07 -11.55 -3.20

( o ' ") 254 18 16.21 249 24 36.55 87 28 47.94 288 04 04.09 0 05 15.82 271 13 40.44 167 27 27.89 81 58 34.09 234 54 06.88 267 28 30.76

Điểm cuối ( o ' ") B B A C C C A GPS-A A C

Điểm đầu GPS-A D B A B D D D GPS-A GPS-A

2.00" 0.06" -25.81" 1.08"

(A_C) (D_A) (B_C) (GPS-A_B)

mamax = mamin = damax = damin =

TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - Sai số đo phương vị lớn nhất: - Sai số đo phương vị nhỏ nhất: - Số hiệu chỉnh phương vị lớn nhất: - Số hiệu chỉnh phương vị nhỏ nhất:

Bảng 3-2

ELLIPSOID: WGS-84

Sai số đo (m)

B B A C C C A GPS-A A C

Trị đo (m) 105.424 0.004 64.688 0.004 65.041 0.003 68.313 0.002 24.041 0.004 60.532 0.002 20.376 0.004 41.346 0.003 44.629 0.003 101.558 0.001

Kí hiệu cạnh Điểm đầu Điểm cuối GPS-A D B A B D D D GPS-A GPS-A

Số hiệu chỉnh Trị bình sai (m) 0.002 0.000 0.003 0.000 -0.002 0.001 0.000 -0.003 0.000 -0.001

(m) 105.426 64.688 65.044 68.313 24.039 60.533 20.376 41.343 44.629 101.557

0.004m 0.001m 0.003m 0.000m

(GPS-A_B) (GPS-A_C) (B_A) (D_B)

msmax = msmin = dsmax = dsmin =

BẢNG TRỊ ĐO, SỐ HIỆU CHỈNH VÀ TRỊ BÌNH SAI CẠNH HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA Số TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - Sai số đo cạnh lớn nhất: - Sai số đo cạnh nhỏ nhất: - Số hiệu chỉnh cạnh lớn nhất: - Số hiệu chỉnh cạnh nhỏ nhất:

Bảng 3-3

ELLIPSOID: WGS-84

Điểm cuối B B A C C C A GPS-A A C

Kí hiệu cạnh Điểm đầu GPS-A D B A B D D D GPS-A GPS-A

Trị đo (m) -12.551 -0.026 0.005 -0.032 -0.033 -0.050 -0.031 12.530 -12.553 -12.585

(m) 0.001 0.005 -0.004 0.003 0.005 0.000 0.009 -0.003 0.004 0.008

Sai số đo Số hiệu chỉnh Trị bình sai (m) 0.003 0.006 0.005 0.003 0.001 0.009 0.008 0.003 0.009 0.007

(m) -12.549 -0.022 0.000 -0.028 -0.028 -0.050 -0.022 12.528 -12.549 -12.577

BẢNG TRỊ ĐO, SỐ HIỆU CHỈNH VÀ TRỊ BÌNH SAI CHÊNH CAO HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA Số TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - Sai số đo chênh cao lớn nhất: mdhmax = 0.009m (D_C) mdhmin = 0.001m (B_C) - Sai số đo chênh cao nhỏ nhất: - Số hiệu chỉnh chênh cao lớn nhất: ddhmax = 0.009m (D_A) - Số hiệu chỉnh chênh cao nhỏ nhất: ddhmin = 0.000m (D_C)

Bảng 4

BẢNG TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN SAU BÌNH SAI HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN: VN-2000 ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84

STT 1 2 3 4 5

Tên điểm GPS-A A B C D

X (m) -1620182.3079 -1620146.4929 -1620084.2428 -1620081.9212 -1620140.2968

Y (m) 5730467.1194 5730474.6531 5730493.3218 5730484.9758 5730469.0024

Z (m) 2276547.2051 2276518.7497 2276516.0805 2276538.5125 2276537.3198

Bảng 5

ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84

H (m) 16.320 3.771 3.773 3.745 3.793

Tên điểm GPS-A A B C D

B (° ' ") 21°02'59.268802" 21°02'58.434444" 21°02'58.341429" 21°02'59.123306" 21°02'59.081151"

L (° ' ") 105°47'14.126060" 105°47'12.861346" 105°47'10.610619" 105°47'10.611884" 105°47'12.708078"

Tọa độ X (m)

Y (m)

Tên điểm GPS-A 2328559.293 581818.013 18.155 ------ A B C D

Độ cao Sai số vị trí điểm h (m) mx (m) my (m) mh (m) mp (m) ------ 0.001 0.002 0.002 0.001

2328533.453 581781.627 5.601 2328530.272 581716.662 5.596 2328554.318 581716.580 5.570 2328553.320 581777.104 5.624

------ 0.002 0.002 0.002 0.002

------ 0.003 0.002 0.008 0.010

0.002 0.001 0.001 0.002

BẢNG TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA SAU BÌNH SAI HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA: VN-2000 STT 1 2 3 4 5 Bảng 6 BẢNG THÀNH QUẢ TỌA ĐỘ PHẲNG VÀ ĐỘ CAO BÌNH SAI HỆ TỌA ĐỘ PHẲNG: VN-2000 KINH TUYẾN TRỤC: 105°00' MÚI: 3° ELLIPSOID: WGS-84 Số TT 1 2 3 4 5

Bảng 7

ELLIPSOID: WGS-84

BẢNG CHIỀU DÀI CẠNH, PHƯƠNG VỊ VÀ SAI SỐ TƯƠNG HỖ HỆ TỌA ĐỘ PHẲNG VN-2000

Chiều dài ms

ms/s

Phương vị

mdh

Điểm đầu

Điểm cuối

(m) 68.311 C 65.043 A 24.039 C 20.375 A 64.687 B C 60.532 GPS-A 41.343 44.628 105.424 101.555

(° ' ") 0.002 1/ 34156 287 47 04.49 0.003 1/ 21681 87 11 48.34 0.004 1/ 6012 359 48 16.61 0.004 1/ 5094 167 10 27.91 0.004 1/ 16172 249 07 36.98 0.002 1/ 30266 270 56 40.86 0.003 1/ 13781 81 41 35.21 0.003 1/ 14876 234 37 08.51 0.004 1/ 26356 254 01 16.98 0.001 1/ 101555 267 11 31.40

(") 2.00 1.77 1.98 0.06 0.32 0.09 0.15 0.59 1.40 1.10

(m) (m) 0.003 -0.031 0.005 0.005 0.001 -0.026 0.008 -0.023 0.006 -0.028 -0.054 0.009 12.531 0.003 -12.554 0.009 -12.559 0.003 -12.585 0.007

A B B D D D D GPS-A A GPS-A B GPS-A C

KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC

mpmin = mpmax =

0.002m 0.002m 1/101555 1/5094 0.06" 2.00" 0.001m 0.009m 20.375m 105.424m 59.595m

(Điểm: A) (Điểm: A) (Cạnh: GPS-A_C, S = 101.6m) (Cạnh: D_A, S = 20.4m) (D_A) (A_C) (B_C) (D_C) (D_A) (GPS-A_B)

ms/smin = ms/smax = mamin = mamax = mdhmin = mdhmax = Smin = Smax = Stb =

1. Sai số trung phương trọng số đơn vị: M0 = 1.000 2. Sai số vị trí điểm: Nhỏ nhất: Lớn nhất: 3. Sai số tương đối cạnh: Nhỏ nhất: Lớn nhất: 4. Sai số phương vị: Nhỏ nhất: Lớn nhất: 5. Sai số chênh cao: Nhỏ nhất: Lớn nhất: 6. Chiều dài cạnh: Nhỏ nhất: Lớn nhất: Trung bình:

KẾT QUẢ BÌNH SAI MẶT BẰNG GPS Tên công trình: IBST - THỰC NGHIỆM - (A1, B1, C1, D1)

Bảng 1

BẢNG TRỊ ĐO GIA SỐ TỌA ĐỘ VÀ CÁC CHỈ TIÊU SAI SỐ HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84

STT Điểm đầu Điểm cuối DX(m)

DY(m)

DZ(m) DH(m)

Ratio

56.090 97.970 64.567 -6.194 -62.287 58.375 2.286 -41.880 35.682 100.251

24.298 26.102 10.324 5.601 -18.696 15.926 -8.372 -1.802 7.403 17.729

-21.219 -30.963 19.765 -18.596 2.622 1.168 22.387 9.746 -28.342 -8.575

RMS (m) -0.041 0.004 67.390 -12.554 0.006 58.352 -0.023 0.004 45.481 -0.076 0.004 24.430 -0.034 0.004 80.361 -0.100 0.003 33.718 -0.059 0.003 81.977 12.515 0.005 81.631 -12.591 0.004 71.716 -12.612 0.005 51.333

D1 B1 GPS-A B1 C1 A1 A1 D1 A1 B1 C1 D1 C1 B1 D1 GPS-A GPS-A A1 GPS-A C1

(GPS-A_B1) (D1_C1) (B1_C1) (D1_A1)

RMS = 0.006 RMS = 0.003 Ratio = 81.977 Ratio = 24.430

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - RMS lớn nhất: - RMS nhỏ nhất: - Ratio lớn nhất: - Ratio nhỏ nhất:

Bảng 2

STT

Số hiệu khép hình

dZ(m) dh(m) fs(m) [S](m)

fs/[S]

BẢNG SAI SỐ KHÉP HÌNH HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84 dY (m)

Dx (m)

0.000 -0.002 -0.002 -0.002 0.003 213.8 1/72261 0.003 -0.000 0.002 -0.000 0.003 150.2 1/46344 -0.001 0.000 0.001 0.001 0.001 149.2 1/121844 -0.001 -0.003 -0.001 -0.002 0.003 217.3 1/67047 -0.005 -0.001 0.001 0.000 0.005 232.2 1/45317 -0.002 -0.000 0.001 0.000 0.002 149.2 1/65122 -0.006 0.000 0.000 0.001 0.006 157.4 1/27505 -0.002 -0.001 -0.002 -0.001 0.004 216.6 1/61276 -0.004 -0.000 -0.001 0.000 0.004 109.6 1/26385 -0.004 0.001 0.003 0.002 0.005 205.7 1/43370

1 D1_B1_GPS-A B1_D1_A1 2 B1_D1_C1 3 B1_GPS-A_A1 4 B1_GPS-A_C1 5 6 D1_A1_C1 7 B1_A1_C1 8 GPS-A_A1_C1 9 A1_D1_GPS-A 10 C1_D1_GPS-A

Tổng số tam giác: 10

- Sai số khép tương đối tam giác lớn nhất: 1/26385

(Tam giác: A1_D1_GPS-A [S] = 109.6m)

- Sai số khép tương đối tam giác nhỏ nhất: 1/121844

(Tam giác: B1_D1_C1 [S] = 149.2m)

- Sai số khép chênh cao tam giác lớn nhất: -0.002 m

(Tam giác: D1_B1_GPS-A [S] = 213.8m)

- Sai số khép chênh cao tam giác nhỏ nhất: 0.000 m

(Tam giác: B1_GPS-A_C1 [S] = 232.2m)

Bảng 3-1

BẢNG TRỊ ĐO, SỐ HIỆU CHỈNH VÀ TRỊ BÌNH SAI GÓC PHƯƠNG VỊ

HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA

ELLIPSOID: WGS-84

Kí hiệu góc

Trị đo

Sai số đo

Trị bình sai

Số

( o ' ")

Số hiệu chỉnh (")

Điểm đầu Điểm cuối

(") 87 30 54.90 1.96 82 08 51.04 0.36 234 55 32.98 1.11 271 13 19.04 0.93 254 22 46.00 1.05 288 04 10.66 0.28 0 11 11.28 0.11 167 25 49.02 1.49 249 26 37.36 1.54 267 33 01.90 1.67

-0.31 -0.36 0.80 1.85 -3.50 1.03 12.90 -21.29 -0.78 -2.99

( o ' ") 87 30 54.59 82 08 50.68 234 55 33.78 271 13 20.89 254 22 42.50 288 04 11.69 0 11 24.18 167 25 27.73 249 26 36.58 267 32 58.91

B1 D1 GPS-A D1 GPS-A A1 B1 D1 D1 GPS-A

A1 GPS-A A1 C1 B1 C1 C1 A1 B1 C1

1.96" 0.11" -21.29" -0.31"

(B1_A1) (B1_C1) (D1_A1) (B1_A1)

mamax = mamin = damax = damin =

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - Sai số đo phương vị lớn nhất: - Sai số đo phương vị nhỏ nhất: - Số hiệu chỉnh phương vị lớn nhất: - Số hiệu chỉnh phương vị nhỏ nhất:

Bảng 3-2

BẢNG TRỊ ĐO, SỐ HIỆU CHỈNH VÀ TRỊ BÌNH SAI CẠNH

HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA

ELLIPSOID: WGS-84

Kí hiệu cạnh

Sai số đo Số hiệu chỉnh Trị bình sai

Số TT Điểm đầu Điểm cuối

Trị đo (m)

(m)

B1 D1 GPS-A D1 GPS-A A1 B1 D1 D1 GPS-A

A1 GPS-A A1 C1 B1 C1 C1 A1 B1 C1

65.078 0.003 -0.002 41.176 0.001 0.000 44.415 0.002 0.001 60.518 0.004 -0.002 105.264 0.004 -0.003 68.309 0.002 0.002 24.010 0.003 0.000 20.385 0.004 0.002 64.705 0.004 -0.002 101.385 0.004 0.001

(m) 65.076 41.176 44.417 60.516 105.261 68.311 24.010 20.387 64.703 101.386

0.004m 0.001m -0.003m 0.000m

(D1_C1) (D1_GPS-A) (GPS-A_B1) (D1_GPS-A)

msmax = msmin = dsmax = dsmin =

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - Sai số đo cạnh lớn nhất: - Sai số đo cạnh nhỏ nhất: - Số hiệu chỉnh cạnh lớn nhất: - Số hiệu chỉnh cạnh nhỏ nhất:

Bảng 3-3

BẢNG TRỊ ĐO, SỐ HIỆU CHỈNH VÀ TRỊ BÌNH SAI CHÊNH CAO

HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA

ELLIPSOID: WGS-84

Kí hiệu cạnh

Trị đo

Sai số đo

Số

Trị bình sai

Điểm đầu Điểm cuối

(m)

A1 GPS-A A1 C1 B1 C1 C1 A1 B1 C1

B1 D1 GPS-A D1 GPS-A A1 B1 D1 D1 GPS-A

(m) -0.032 0.005 12.517 0.003 -12.592 0.002 -0.101 0.006 -12.557 0.008 -0.025 0.005 -0.059 0.001 -0.076 0.004 -0.043 0.002 -12.616 0.002

Số hiệu chỉnh (m) -0.002 0.000 -0.001 0.003 -0.001 0.002 0.002 0.000 0.001 0.000

(m) -0.034 12.517 -12.592 -0.099 -12.558 -0.023 -0.057 -0.076 -0.042 -12.616

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - Sai số đo chênh cao lớn nhất: - Sai số đo chênh cao nhỏ nhất: - Số hiệu chỉnh chênh cao lớn nhất: - Số hiệu chỉnh chênh cao nhỏ nhất:

(GPS-A_B1) (B1_C1) (D1_C1) (D1_GPS-A)

mdhmax = 0.008m 0.001m mdhmin = 0.003m ddhmax = 0.000m ddhmin =

Bảng 4

BẢNG TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN SAU BÌNH SAI

HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN: VN-2000

ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84

STT

X (m)

Y (m)

Z (m)

Tên điểm GPS-A A1 B1 C1 D1

-1620182.3079 -1620146.6251 -1620084.3406 -1620082.0564 -1620140.4285

5730467.1194 2276547.2051 5730474.5228 2276518.8623 5730493.2200 2276516.2410 5730484.8487 2276538.6287 5730468.9216 2276537.4593

1 2 3 4 5

Bảng 5

BẢNG TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA SAU BÌNH SAI

HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA: VN-2000

ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84

STT

Tên điểm

L (° ' ")

H (m)

GPS-A A1 B1 C1 D1

B (° ' ") 21°02'59.268802" 21°02'58.438905" 21°02'58.347133" 21°02'59.127832" 21°02'59.085875"

105°47'14.126060" 105°47'12.866981" 105°47'10.614840" 105°47'10.617588" 105°47'12.713229"

16.320 3.728 3.764 3.707 3.804

1 2 3 4 5

Bảng 6

BẢNG THÀNH QUẢ TỌA ĐỘ PHẲNG VÀ ĐỘ CAO BÌNH SAI HỆ TỌA ĐỘ PHẲNG: VN-2000 KINH TUYẾN TRỤC: 105°00' MÚI: 3° ELLIPSOID: WGS-84

Tọa độ

Sai số vị trí điểm

Số TT

Tên điểm

Y (m)

Độ cao h (m) mx (m) my (m) mh (m) mp (m)

X (m) GPS-A 2328559.293 581818.013 2328533.591 581781.789 A1 2328530.448 581716.783 B1 2328554.458 581716.744 C1 2328553.466 581777.252 D1

18.155 ------ 5.558 5.587 5.532 5.635

0.001 0.001 0.001 0.001

------ 0.003 0.001 0.003 0.003

------ 0.002 0.008 0.007 0.003

------ 0.003 0.001 0.003 0.003

1 2 3 4 5

Bảng 7

BẢNG CHIỀU DÀI CẠNH, PHƯƠNG VỊ VÀ SAI SỐ TƯƠNG HỖ

HỆ TỌA ĐỘ PHẲNG VN-2000

ELLIPSOID: WGS-84

Chiều dài ms

ms/s

Phương vị ma

mdh

(° ' ")

(")

Điểm đầu

Điểm cuối

C1 A1 C1 A1 B1 C1 GPS-A

(m) 68.310 65.076 24.010 20.386 64.702 60.516 41.175 44.416 105.259 101.384

0.002 1/ 34155 287 47 12.09 0.003 1/ 21694 87 13 54.98 0.003 1/ 8003 359 54 24.96 0.004 1/ 5097 167 08 27.77 0.004 1/ 16175 249 09 37.01 0.004 1/ 15129 270 56 21.31 0.001 1/ 41175 81 51 51.80 0.002 1/ 22208 234 38 35.42 0.004 1/ 26315 254 05 43.27 0.004 1/ 25346 267 15 59.54

(m) (m) 0.28 -0.026 0.005 1.96 -0.029 0.005 0.11 -0.055 0.001 1.49 -0.077 0.004 1.54 -0.048 0.002 0.93 -0.103 0.006 0.36 12.520 0.003 1.11 -12.597 0.002 1.05 -12.568 0.008 1.67 -12.623 0.002

A1 B1 B1 D1 D1 D1 D1 GPS-A A1 GPS-A B1 GPS-A C1

KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC

M0 = 1.000

1. Sai số trung phương trọng số đơn vị: 2. Sai số vị trí điểm:

Nhỏ nhất: Lớn nhất:

mpmin = mpmax =

3. Sai số tương đối cạnh:

Nhỏ nhất: Lớn nhất:

ms/smin = ms/smax =

4. Sai số phương vị:

Nhỏ nhất: Lớn nhất:

mamin = mamax =

5. Sai số chênh cao:

Nhỏ nhất: Lớn nhất: 6. Chiều dài cạnh: Nhỏ nhất: Lớn nhất: Trung bình:

0.001m 0.003m 1/41175 1/5097 0.11" 1.96" 0.001m 0.008m 20.386m 105.259m 59.524m

(Điểm: B1) (Điểm: A1) (Cạnh: D1_GPS-A, S = 41.2m) (Cạnh: D1_A1, S = 20.4m) (B1_C1) (B1_A1) (B1_C1) (GPS-A_B1) (D1_A1) (GPS-A_B1)

mdhmin = mdhmax = Smin = Smax = Stb =

PHỤ LỤC 2

X(m)

Y(m)

H(m)

Ten diem

581817.977

2328559.305

0.652

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M45S

581817.980

2328559.307

0.656

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M46S

581817.975

2328559.305

0.651

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M47S

581817.979

2328559.304

0.651

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M48S

581817.976

2328559.305

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M50S

581817.978

2328559.305

0.651

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M51S

581817.977

2328559.305

0.655

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M52S

581817.976

2328559.306

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M53S

581817.977

2328559.305

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M54S

Bảng 2.1. Kết quả đo GNSS - RTK tại các vị trí thu tín hiệu

581817.975

2328559.305

0.650

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M55S

581817.975

2328559.305

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M57S

581817.979

2328559.306

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M58S

581817.977

2328559.306

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H45M59S

581817.979

2328559.306

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M00S

581817.975

2328559.304

0.653

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M01S

581817.977

2328559.306

0.651

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M02S

581817.978

2328559.307

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M03S

581817.976

2328559.305

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M04S

581817.975

2328559.306

0.651

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M05S

581817.977

2328559.307

0.657

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M06S

581817.977

2328559.305

0.652

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M07S

581817.976

2328559.307

0.650

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M08S

581817.975

2328559.306

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M09S

… ……………..

…………..

……. ………… …………………………..

581817.974

2328559.311

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M10S

581817.974

2328559.312

0.652

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M11S

581817.977

2328559.310

0.651

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M12S

581817.976

2328559.312

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M14S

581817.977

2328559.311

0.650

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M16S

581817.974

2328559.309

0.651

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M17S

581817.976

2328559.310

0.651

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M18S

581817.975

2328559.310

0.653

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M19S

581817.978

2328559.311

0.652

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M20S

X(m)

Y(m)

H(m)

Ten diem

581817.974

2328559.310

0.656

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M21S

581817.974

2328559.310

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M22S

581817.974

2328559.310

0.653

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M23S

581817.975

2328559.311

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M25S

581817.973

2328559.313

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M26S

581817.972

2328559.311

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M27S

581817.978

2328559.309

0.654

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M28S

581817.976

2328559.311

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M29S

581817.975

2328559.311

0.652

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M30S

581817.975

2328559.312

0.645

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M31S

581817.973

2328559.311

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M32S

581817.977

2328559.311

0.645

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M33S

581817.977

2328559.310

0.642

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M34S

581817.975

2328559.310

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M36S

581817.975

2328559.311

0.645

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M37S

581817.976

2328559.311

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M39S

581817.975

2328559.311

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M40S

… ……………..

…………..

……. ………… …………………………..

581817.977

2328559.314

0.640

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M41S

581817.978

2328559.315

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M42S

581817.975

2328559.316

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M43S

581817.973

2328559.314

0.640

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M44S

581817.974

2328559.317

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M45S

581817.975

2328559.315

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M46S

581817.977

2328559.314

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M47S

581817.977

2328559.315

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M48S

581817.974

2328559.316

0.653

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M49S

581817.975

2328559.318

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M50S

581817.976

2328559.315

0.652

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M51S

581817.974

2328559.316

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M52S

581817.976

2328559.316

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M53S

581817.973

2328559.317

0.650

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M54S

581817.974

2328559.316

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M55S

581817.974

2328559.319

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M56S

581817.975

2328559.315

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M57S

581817.976

2328559.317

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M58S

X(m)

Y(m)

H(m)

Ten diem

581817.974

2328559.317

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H46M59S

581817.976

2328559.314

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M00S

581817.975

2328559.316

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M01S

581817.976

2328559.317

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M02S

581817.977

2328559.314

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M03S

581817.973

2328559.316

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M04S

581817.975

2328559.315

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M05S

581817.975

2328559.316

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M06S

581817.974

2328559.317

0.641

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M07S

581817.975

2328559.317

0.640

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M08S

581817.976

2328559.316

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M09S

581817.976

2328559.318

0.644

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M10S

581817.977

2328559.316

0.644

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M11S

… ……………..

…………..

……. ………… …………………………..

581817.975

2328559.319

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M12S

581817.975

2328559.323

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M13S

581817.977

2328559.320

0.645

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M14S

581817.976

2328559.322

0.639

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M15S

581817.975

2328559.321

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M16S

581817.977

2328559.322

0.640

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M17S

581817.974

2328559.322

0.636

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M18S

581817.973

2328559.324

0.642

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M19S

581817.975

2328559.323

0.642

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M20S

581817.974

2328559.322

0.644

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M21S

581817.974

2328559.322

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M22S

581817.976

2328559.320

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M23S

581817.975

2328559.320

0.644

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M24S

581817.974

2328559.320

0.641

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M25S

581817.973

2328559.322

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M26S

581817.974

2328559.321

0.642

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M27S

581817.975

2328559.320

0.642

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M28S

581817.976

2328559.321

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M29S

581817.978

2328559.321

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M30S

… ……………..

…………..

……. ………… …………………………..

581817.974

2328559.328

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M31S

581817.975

2328559.324

0.642

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M32S

X(m)

Y(m)

H(m)

Ten diem

581817.974

2328559.327

0.653

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M33S

581817.975

2328559.326

0.641

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M34S

581817.973

2328559.327

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M35S

581817.972

2328559.328

0.641

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M36S

581817.975

2328559.325

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M37S

581817.976

2328559.326

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M38S

581817.973

2328559.326

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M39S

581817.977

2328559.326

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M40S

581817.976

2328559.327

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M41S

581817.976

2328559.327

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M42S

581817.976

2328559.327

0.642

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M43S

581817.973

2328559.326

0.644

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M44S

581817.978

2328559.325

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M45S

16 17

581817.974 581817.976

2328559.326 2328559.325

0.652 0.650

IBST-CT1 IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M46S 2018Y08M03D09H47M47S

… ……………..

…………..

……. ………… …………………………..

581817.976

2328559.329

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M48S

581817.976

2328559.331

0.653

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M49S

581817.975

2328559.333

0.650

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M50S

581817.976

2328559.327

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M51S

581817.975

2328559.330

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M52S

581817.976

2328559.329

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M53S

581817.975

2328559.332

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M54S

581817.977

2328559.330

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M55S

581817.975

2328559.333

0.644

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M56S

581817.975

2328559.330

0.652

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M57S

581817.979

2328559.331

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M58S

581817.977

2328559.331

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H47M59S

581817.977

2328559.331

0.649

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M00S

581817.976

2328559.330

0.642

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M01S

581817.975

2328559.333

0.640

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M02S

581817.976

2328559.334

0.645

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M03S

… ……………..

…………..

……. ………… …………………………..

581817.976

2328559.337

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M04S

581817.975

2328559.335

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M05S

581817.977

2328559.334

0.650

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M06S

581817.976

2328559.334

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M07S

X(m)

Y(m)

H(m)

Ten diem

581817.974

2328559.336

0.655

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M08S

581817.974

2328559.334

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M09S

581817.975

2328559.336

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M10S

581817.975

2328559.335

0.639

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M11S

581817.975

2328559.337

0.639

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M12S

581817.974

2328559.336

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M13S

581817.975

2328559.335

0.650

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M14S

581817.975

2328559.334

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M15S

581817.977

2328559.333

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M16S

581817.975

2328559.335

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M17S

… ……………..

…………..

……. ………… …………………………..

581817.974

2328559.338

0.652

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M18S

581817.973

2328559.339

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M19S

581817.974

2328559.339

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M20S

581817.976

2328559.340

0.642

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M21S

581817.972

2328559.340

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M22S

581817.972

2328559.340

0.653

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M23S

581817.972

2328559.341

0.653

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M24S

581817.973

2328559.342

0.644

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M25S

581817.975

2328559.340

0.648

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M26S

581817.976

2328559.342

0.650

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M27S

581817.972

2328559.340

0.655

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M28S

581817.975

2328559.340

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M29S

581817.973

2328559.339

0.643

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M30S

581817.975

2328559.340

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M31S

… ……………..

…………..

……. ………… …………………………..

581817.974

2328559.345

0.640

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M32S

581817.971

2328559.346

0.641

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M33S

581817.974

2328559.344

0.650

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M34S

581817.977

2328559.344

0.645

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M35S

581817.974

2328559.347

0.646

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M36S

581817.974

2328559.345

0.651

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M37S

581817.972

2328559.347

0.647

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M38S

581817.974

2328559.347

0.650

IBST-CT1

2018Y08M03D09H48M39S

... … ……………..

…………..

……. ………… …………………………..

PHỤ LỤC 3

HÌNH ẢNH THAO TÁC PHẦN MỀM SuperHBDV1.0

Luận án Tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả công tác trắc địa trong thi công công trình nhà siêu cao tầng ở Việt Nam

Mục tiêu của đề tài là: Xác lập được cơ sở khoa học và phương pháp luận xây dựng giải pháp kỹ thuật trắc địa nhằm nâng cao hiệu quả và độ chính xác thi công NSCT ở Việt Nam. Mời các bạn tham khảo!

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

DIÊM CÔNG TRANG

LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

DIÊM CÔNG TRANG

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP KỸ THUẬT NÂNG CAO HIỆU QUẢ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG CÔNG TRÌNH NHÀ SIÊU CAO TẦNG Ở VIỆT NAM NGÀNH: KỸ THUẬT TRẮC ĐỊA - BẢN ĐỒ MÃ SỐ: 9520503

1. PGS.TS Trần Viết Tuấn 2. PGS.TS Nguyễn Quang Thắng

HÀ NỘI - 2021

Đối với tòa NSCT thì các mặt sàn mới xây dựng không thể coi là cố định mà bị dao động do tác động của các yếu tố ngoại cảnh như tải trọng gió, do hoạt động

1.5. Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu và định hướng nghiên cứu của

luận án

GPS TĨNH

LƯỚI ĐO GOC -CẠNH

ΔX

ΔY

ΔS

TT

X (m)

Y(m)

X (m)

Y(m)

(m)

(m)

(m)

GNSS-RTK

PHỤ LỤC

THÀNH QUẢ TÍNH TOÁN BÌNH SAI LƯỚI MẶT BẰNG

Tên công trình: IBST - THỰC NGHIỆM

Chỉ tiêu kỹ thuật lưới

Sai số trung phương đo cạnh Số liệu tọa độ khởi tính

Bảng thành quả tọa độ bình sai

Bảng tương hỗ vị trí điểm

Kết quả đánh giá độ chính xác lưới

7. Sai số trung phương Phương vị nhỏ nhất

Bảng trị đo, số hiệu chỉnh và trị bình sai góc

Bảng trị đo, số hiệu chỉnh và trị bình sai cạnh

Kiểm tra sai số khép tuyến:

4. Sai số khép góc: Wg = 6.00" Kiểm tra sai số khép vòng:

2. Khép vòng điểm: (A) Kiểm tra sai số khép tam giác:

KẾT QUẢ BÌNH SAI MẶT BẰNG GPS Tên công trình: IBST - THỰC NGHIỆM - (A,B,C,D)

Bảng 1

BẢNG TRỊ ĐO GIA SỐ TỌA ĐỘ VÀ CÁC CHỈ TIÊU SAI SỐ HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84

Bảng 2

BẢNG SAI SỐ KHÉP HÌNH

Tổng số tam giác: 10

Bảng 3-1

BẢNG TRỊ ĐO, SỐ HIỆU CHỈNH VÀ TRỊ BÌNH SAI GÓC PHƯƠNG VỊ HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA

Bảng 3-2

BẢNG TRỊ ĐO, SỐ HIỆU CHỈNH VÀ TRỊ BÌNH SAI CẠNH HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA Số TT 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - Sai số đo cạnh lớn nhất: - Sai số đo cạnh nhỏ nhất: - Số hiệu chỉnh cạnh lớn nhất: - Số hiệu chỉnh cạnh nhỏ nhất:

Bảng 3-3

Bảng 4

BẢNG TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN SAU BÌNH SAI HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN: VN-2000 ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84

Bảng 5

BẢNG TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA SAU BÌNH SAI HỆ TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA: VN-2000 STT 1 2 3 4 5 Bảng 6 BẢNG THÀNH QUẢ TỌA ĐỘ PHẲNG VÀ ĐỘ CAO BÌNH SAI HỆ TỌA ĐỘ PHẲNG: VN-2000 KINH TUYẾN TRỤC: 105°00' MÚI: 3° ELLIPSOID: WGS-84 Số TT 1 2 3 4 5

Bảng 7

BẢNG CHIỀU DÀI CẠNH, PHƯƠNG VỊ VÀ SAI SỐ TƯƠNG HỖ HỆ TỌA ĐỘ PHẲNG VN-2000

KẾT QUẢ ĐÁNH GIÁ ĐỘ CHÍNH XÁC

KẾT QUẢ BÌNH SAI MẶT BẰNG GPS Tên công trình: IBST - THỰC NGHIỆM - (A1, B1, C1, D1)

Bảng 1

BẢNG TRỊ ĐO GIA SỐ TỌA ĐỘ VÀ CÁC CHỈ TIÊU SAI SỐ HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - RMS lớn nhất: - RMS nhỏ nhất: - Ratio lớn nhất: - Ratio nhỏ nhất:

Bảng 2

BẢNG SAI SỐ KHÉP HÌNH HỆ TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN ELLIPSOID QUI CHIẾU: WGS-84 dY (m)

Tổng số tam giác: 10

Bảng 3-1

BẢNG TRỊ ĐO, SỐ HIỆU CHỈNH VÀ TRỊ BÌNH SAI GÓC PHƯƠNG VỊ

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 - Sai số đo phương vị lớn nhất: - Sai số đo phương vị nhỏ nhất: - Số hiệu chỉnh phương vị lớn nhất: - Số hiệu chỉnh phương vị nhỏ nhất:

Bảng 3-2

BẢNG TRỊ ĐO, SỐ HIỆU CHỈNH VÀ TRỊ BÌNH SAI CẠNH

Bảng 3-3

BẢNG TRỊ ĐO, SỐ HIỆU CHỈNH VÀ TRỊ BÌNH SAI CHÊNH CAO

BẢNG TỌA ĐỘ VUÔNG GÓC KHÔNG GIAN SAU BÌNH SAI

Bảng 5

BẢNG TỌA ĐỘ TRẮC ĐỊA SAU BÌNH SAI

Bảng 6

BẢNG THÀNH QUẢ TỌA ĐỘ PHẲNG VÀ ĐỘ CAO BÌNH SAI HỆ TỌA ĐỘ PHẲNG: VN-2000 KINH TUYẾN TRỤC: 105°00' MÚI: 3° ELLIPSOID: WGS-84

Bảng 7

BẢNG CHIỀU DÀI CẠNH, PHƯƠNG VỊ VÀ SAI SỐ TƯƠNG HỖ