Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả công tác trắc địa trong thi công nhà siêu cao tầng ở Việt Nam

• Tác giả: Diêm Công Trang
• Người hướng dẫn: TS Trần Viết Tuấn
• Trường học: Trường Đại Học Mỏ - Địa Chất
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Trắc Địa - Bản Đồ
• Đề tài: Giải Pháp Kỹ Thuật Nâng Cao Hiệu Quả Trắc Địa Trong Thi Công Nhà Siêu Cao Tầng Tại Việt Nam
• Loại tài liệu: luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2021
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• MỤC LỤC
• Danh mục các chữ viết tắt
• Danh mục các bảng biểu
• Danh mục các hình vẽ
• MỞ ĐẦU
• 1. 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
• 1.1.2. Lịch sử phát triển nhà siêu cao tầng
• 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
• 1.2.2. Quy trình công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng
• 1.2.3. Các phương pháp chuyền trục theo phương thẳng đứng trong thi công nhà cao tầng
• 1.3. Đặc điểm thi công xây dựng nhà siêu cao tầng ở Việt Nam
• 1.4. Các hạn sai trắc địa khi thi công nhà cao tầng và siêu cao tầng
• 1.5. Nghiên cứu ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh đến quá trình thi công xây dựng nhà siêu cao tầng
• 1.5.1. Ảnh hưởng của gió đến vị trí thẳng đứng của công trình
• 1.5.2. Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ đến vị trí thẳng đứng của công trình
• 1.5.3. Ảnh hưởng của tải trọng công trình đến vị trí thẳng đứng của công trình
• 1.5.4. Tổng hợp các dạng dao động của công trình
• 1.6. Các công trình nghiên cứu về công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng và siêu cao tầng
• 1.6.1. Các công trình nghiên cứu ở nước ngoài
• 1.6.2. Các công trình nghiên cứu ở trong nước
• 1.6.3. Các tiêu chuẩn Việt Nam (TCVN)
• 1.7. Đánh giá chung về tình hình nghiên cứu
• 1.8. Định hướng nghiên cứu của luận án
• 2. 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
• 2.1.2. Lựa chọn giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa trong thi công nhà siêu cao tầng ở Việt Nam
• 2.2. Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật công tác trắc địa trong thi công nhà siêu cao tầng ở 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
• 2.2.2. Yêu cầu độ chính xác của công tác trắc địa khi thi công nhà siêu cao tầng
• 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
• 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
• 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
• 2.3.2. Ứng dụng phép lọc Kalman để xử lý số liệu thu GNSS - RTK
• 2.3.3. Khảo sát ảnh hưởng độ nghiêng của sàn thi công nhà siêu cao tầng
• 2.3.4. Tính chuyển tọa độ đo GNSS - RTK về hệ tọa độ thi công công trình
• 2.3.5. Kiểm tra đánh giá tính ổn định của điểm đặt trạm base
• 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
• 2.4.1. Thành lập lưới khống chế bên ngoài công trình
• 2.4.2. Công tác trắc địa trong thi công phần móng công trình
• 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
• 2.4.4. Chuyển các điểm khống chế (trục công trình) lên cao
• 2.4.5. Bố trí chi tiết trên các mặt bằng xây dựng
• 2.4.6. Đo vẽ hoàn công
• 2.4.7. Công tác trắc địa trong giai đoạn hoàn thiện công trình
• 2.4.8. Quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình
• 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
• 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
• 3. 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
• 3.2. Xây dựng sơ đồ khối và thuật toán
• 3.2.1. Xây dựng sơ đồ khối
• 3.2.2. Xây dựng thuật toán
• 3.3. Xây dựng các Modul của chương trình
• 3.4. Giới thiệu về Super HBDV 1
• 4. 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
• 4.1.2. Nội dung thực nghiệm
• 4.1.3. Kết quả thực nghiệm
• 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
• 4.2.2. Nội dung thực nghiệm
• 4.2.3. Kết quả thực nghiệm
• 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
• 4.3.2. Nội dung và kết quả thực nghiệm
• 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)
• 4.4.1. Giới thiệu dự án
• 4.4.2. Mục đích thực nghiệm
• 4.4.3. Sơ đồ hệ thống lưới khống chế phục vụ thi công xây dựng dự án
• 4.4.4. Nội dung thực nghiệm
• 4.5. Thực nghiệm ứng dụng phần mềm SUPER.0 tại dự án Golden Park Tower
• 4.5.1. Giới thiệu dự án
• 4.5.2. Mục đích thực nghiệm
• 4.5.3. Nội dung và kết quả thực nghiệm
• 4.5.4. Kết quả thực nghiệm
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 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

Tóm tắt

I. Tổng quan về công tác trắc địa trong thi công nhà siêu cao tầng

Công tác trắc địa đóng vai trò quan trọng trong thi công nhà siêu cao tầng (NSCT). Nghiên cứu này tập trung vào việc nâng cao hiệu quả của công tác trắc địa thông qua các giải pháp kỹ thuật hiện đại. Các yếu tố như đo đạc, quản lý dự án, và an toàn xây dựng được phân tích kỹ lưỡng. Đặc biệt, ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh như gió, nhiệt độ, và tải trọng công trình đến độ thẳng đứng của NSCT được nghiên cứu chi tiết. Các phương pháp chuyền trục theo phương thẳng đứng và các hạn sai trắc địa cũng được đề cập.

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

NSCT được định nghĩa là các công trình có chiều cao vượt trội, thường từ 150m trở lên. Lịch sử phát triển của NSCT bắt đầu từ cuối thế kỷ 19 và đã trải qua nhiều giai đoạn tiến hóa. Tại Việt Nam, sự phát triển của NSCT gắn liền với quá trình đô thị hóa và nhu cầu về nhà ở, văn phòng. Các công trình như The Landmark 81 và Keangnam Hanoi là những ví dụ điển hình.

1.2. Đặc điểm công tác trắc địa trong thi công NSCT

Công tác trắc địa trong thi công NSCT đòi hỏi độ chính xác cao do chiều cao và quy mô lớn của công trình. Các phương pháp chuyền trục, đo đạc, và kiểm soát độ thẳng đứng được áp dụng nghiêm ngặt. Các yếu tố như địa chất công trình và thiết kế kiến trúc cũng ảnh hưởng đến quy trình trắc địa.

II. Giải pháp kỹ thuật nâng cao hiệu quả trắc địa

Nghiên cứu đề xuất các giải pháp kỹ thuật sử dụng công nghệ GNSS-RTK kết hợp với máy toàn đạc điện tử (TĐĐT) để nâng cao độ chính xác trong thi công NSCT. Các giải pháp này giúp xác định vị trí tức thời của các điểm trục chính trên sàn thi công, đảm bảo độ thẳng đứng của công trình. Phương pháp lọc Kalman được ứng dụng để xử lý số liệu GNSS-RTK, nâng cao độ chính xác định vị.

2.1. Ứng dụng công nghệ GNSS RTK trong thi công NSCT

Công nghệ GNSS-RTK cho phép đo đạc với độ chính xác cao trong thời gian thực. Kết hợp với máy TĐĐT, công nghệ này giúp xác định vị trí các điểm trục chính trên sàn thi công một cách nhanh chóng và chính xác. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trong việc khắc phục ảnh hưởng của các yếu tố ngoại cảnh như gió và nhiệt độ.

2.2. Nâng cao độ chính xác định vị bằng GNSS RTK

Nghiên cứu đề xuất sử dụng phép lọc Kalman để xử lý số liệu GNSS-RTK, giảm thiểu sai số do nhiễu tín hiệu. Phương pháp này giúp nâng cao độ chính xác định vị, đảm bảo các điểm trục chính được bố trí đúng vị trí thiết kế. Kết quả thực nghiệm cho thấy độ chính xác được cải thiện đáng kể.

III. Xây dựng thuật toán và chương trình máy tính

Nghiên cứu xây dựng thuật toán và chương trình máy tính Super HBDV 1.0 để tự động hóa quá trình xử lý số liệu trắc địa. Chương trình này tích hợp với hệ thống GNSS-RTK và máy TĐĐT, giúp nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong thi công NSCT. Các modul của chương trình được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật và tiến độ thi công.

3.1. Thuật toán xử lý số liệu trắc địa

Thuật toán được xây dựng dựa trên phương pháp lọc Kalman và các phương trình toán học liên quan. Thuật toán này giúp xử lý số liệu GNSS-RTK một cách tự động, giảm thiểu sai số và nâng cao độ chính xác định vị. Kết quả thực nghiệm cho thấy thuật toán hoạt động hiệu quả trong các điều kiện thi công khác nhau.

3.2. Ứng dụng chương trình Super HBDV 1.0

Chương trình Super HBDV 1.0 được ứng dụng trong các dự án NSCT tại Việt Nam, như dự án Terra - An Hưng và Golden Park Tower. Chương trình giúp tự động hóa quá trình xử lý số liệu, nâng cao hiệu quả và độ chính xác trong thi công. Kết quả thực nghiệm cho thấy chương trình đáp ứng được các yêu cầu kỹ thuật và tiến độ thi công.