BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TÂNG VÀ DẠNG THÁP NGHỀ: TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Quảng Ninh, năm 2021 1 2 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ XÂY DỰNG PHẦN MẶT ĐẤT CỦA CÔNG TRÌNH 1. Thành lập lưới khống chế trong thi công móng công trình 1.Thành lập lưới khống chế mặt bằng 1.
Thiết kế lưới Trên cơ sở bản vẽmặt bằng tổng thể công trình, các mốc cấp đất ranh giới thửa đất do cơ quan địa chính cung cấp, ta tiến hành thiết kế 2 hoặc 3 phương án tuỳ thuộc vào quy mô và tính chất của công trình. Các điểm khống chế nên chọn sao cho hình dạng của lưới gần giống với hình dạng của toà nhà, tốt nhất là các cạnh của lưới song song với các trục của công trình. Trên cơ sở lưới được thiết kế sơ bộ, tiếp tục tiến hành thiết kế phương án đo trong lưới, với sai số trung phương các yêu tố của lưới đã được ước tính tiến hành chọn thiết bị và quy trình đo để đạt độ chính xác yêu cầu. Dưới sự hỗ trợ của máy tính điện tử bằng cách giải bài toán thiết kế tối ưu hoá ta sẽ tìm ra phương án tối ưu nhất vừa đảm bảo được độ chính xác cũng như tối ưu về kinh tế.
Đây là khâu quan trọng do vậy cần phải có cán bộ Trắc địa công trình có kiến thức và kinh nghiệm. * Cơ sở để ước tính độ chính xác cho các dạng công tác Trắc địa phục vụ thi công nhà cao tầng: Đối với từng loại công trình xây dựng có đều có một đại lượng mà người ta coi nó như một giá trị tiêu chuẩn và dựa vào đó để ước tính độ chính xác của các công tác Trắc địa. Giá trị đó gọi là cơ sở để ước tính độ chính xác của các công tác Trắc địa trong các giai đoạn khác nhau. Ví dụ đối với công trình xây dựng đường tàu điện ngầm, cơ sở để ước tính độ chính xác của các công tác Trắc địa là sai số trung phương hướng ngang đào thông hầm đối hướng, tiếp theo người ta nghiên cứu sai số thông hướng ngang này là do các sai số nào gây nên, cơ chế ảnh hưởng của chúng thế nào? Trên cơ sở đó ước tính độ chính xác cần thiết của các công đoạn sao cho đảm bảo sai số thông hướng ngang nhỏ hơn hoặc bằng giá trị cho phép.
Khi đo vẽ bản đồ địa hình thì sai số biểu diễn một điểm trên bản đồ là cơ sở để ước tính độ chính xác của các công đoạn, khi xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp thì cơ sở để ước tính độ chính xác là sai số bố trí chi tiết các hạng mục công trình trên mặt bằng. Vậy trong xây dựng nhà cao tầng thì cơ sở để ước tính độ chính xác của các công tác Trắc địa trong các giai đoạn khác nhau là đại lượng nào? 5 Chúng ta đều biết rằng, các kết cấu chịu lực chính của một toà nhà nhà cao tầng chủ yếu được xây dựng bằng các loại vật liệu như gạch đá, xi măng, cát. Đây là vật liệu có thể chịu tải trọng nén cực kỳ tốt nhưng lại rất yếu khi chịu tải trọng uốn. Vì lý do đó cho nên người ta đã thêm cốt thép vào để tăng khả năng chịu tải trọng uốn của chúng.
Tuy nhiên dẫu sao đối với công các trình có chiều cao lớn nói chung và nhà cao tầng nói riêng thì tải trọng uốn là tải trọng không mong muốn, cần có gắng hạn chế và làm giảm bớt các tác động có khả năng gây ra tải trọng uốn. Đối với một toà nhà cao tầng thì khả năng nhiều nhất gây ra tải trọng uốn là độ nghiêng của toà nhà. Vậy điều quan trọng nhất là phải đảm bảo độ thẳng đứng của nó. Nếu trong suốt quá trình xây dựng, độ thẳng đứng của một toà nhà không được đảm bảo thì người ta nói toà nhà bị nghiêng.
Thực tế là chúng ta không thể xây dựng được một nhà cao tầng hoàn toàn thẳng đứng mà bao giờ nó cũng bị nghiêng đi một lượng nhất định. Do đó đối với một toà nhà cao tầng giá trị độ nghiêng cho phép là một đại lượng cực kỳ quan trọng mà bất cứ đơn vị nào tham gia xây dựng một toà nhà cao tầng đều phải lưu ý và tuân thủ. Như vậy cơ sở để ước tính độ chính xác cho công tác Trắc địa phục vụ thi công xây dựng công trình chính là độ nghiêng cho phép của toà nhà. Theo TCXDVN 3972-85 thì độ nghiêng H cho phép của công trình là nhưng không vượt quá 35mm.
Như vậy đối 10000 với các toà nhà cao tầng độ cao lớn hơn 35 m ( tức là số tầng > 9) thì giá trị tuyệt đối của độ nghiêng được phép là 35mm. Cần lưu ý rằng TCXDVN 3972-85 được biên soạn cách đây đã 20 năm thực tế là tham khảo chủ yếu TCXD của Liên Xô cũ (CHẩẽ-84) lúc đó công nghệ xây dựng còn lạc hậu chưa đạt được mức độ tiên tiến như bây giờ, các nhà cao tầng hồi đó tại Liên Xô cũ chủ yếu xây dựng bằng phương pháp lắp ghép vì vậy giá trị độ nghiêng cho phép tương đối lớn. Ngày nay, công nghệ xây dựng càng ngày càng hiện đại và cũng đòi hỏi độ chính xác của các công tác Trắc địa ngày càng phải nâng cao. Trong TCXDVN 3972-85 giới hạn độ nghiêng cho phép ở mức 15- 6 20mm cho nhà khung - vách cứng lắp ghép và 30mm cho nhà khung - vách cứng đổ tại chỗ.
Cuối cùng cần phải lý giải rõ thế nào là độ nghiêng của một toà nhà cao tầng. Chúng ta đều biết rằng, để xây dựng một toà nhà cao tầng thì trên mặt sàn của mỗi tầng đều phải xây dựng một hệ thống lưới trục. Các trục này được dựng trong một hệ toạ độ thống nhất. Khi chiếu tất cả các lưới trục này xuống mặt bằng cơ sở (mặt bằng tầng 1), nếu tất cả các trục này đều chồng khít lên nhau thì có nghĩa là toà nhà cao tầng của chúng ta được xây dựng thẳng đứng.
Sự không trùng khít của các lưới trục khi chiếu xuống mặt bằng cơ sở đặc trưng cho độ nghiêng cuả công trình. Độ thẳng đứng của công trình được đảm bảo trong quá trình thi công bằng các bước sau: - Xây dựng lưới khống chế mặt bằng bên ngoài công trình. Từ các điểm khống chế này tiến hành chuyển các điểm của lưới khống chế phục vụ bố trí vào bên trong công trình tạo nên một lưới điểm cơ sở trên sàn tầng gốc. - Chuyển các điểm của lưới cơ sở trên sàn tầng gốc lên các tầng theo phương dây dọi để tạo thành lưới khung.
- Thực hiện việc bố trí chi tiết các trục trên mỗi tầng từ các điểm đã được chiếu lên. Trong quá trình thi công xây dựng nhà cao tầng mặc dù hết sức cố gắng nhưng khi thực hiện các công đoạn trên bao giờ người ta cũng mắc các sai số nhất định. Kết quả là toạ độ của các điểm cơ sở trên các tầng sẽ không hoàn toàn thống nhất với nhau và đương nhiên, khi chiếu hệ trục trên từng tầng xuống mặt bằng cơ sở chúng cũng không trùng khít với nhau. Sự không trùng khít này được gọi là độ nghiêng của nhà cao tầng, và như chúng ta đã nói ở trên, đây chính là cơ sở để ước tính độ chính xác của các công đoạn khác nhau của các công tác Trắc địa phục vụ thi công xây dựng nhà cao tầng.
* Phương pháp ước tính độ chính xác của các công tác Trắc địa phục vụ thi công xây dựng nhà cao tầng. 7 Như chúng ta đã nêu ở trên, TCXDVN 3972-85 cho phép giá trị độ H nghiêng của nhà cao tầng là nhưng không vượt quá 35mm. Điều này 10000 nghĩa là các toà nhà có số tầng lớn hơn 10 luôn luôn chỉ được phép nghiêng nhỏ hơn 35mm không phụ thuộc chiều cao của nó là bao nhiêu. Độ nghiêng tuyệt đối trên đây là giá trị giới hạn.
Nếu coi sai số giới hạn ngh bằng 2 lần sai số trung phương mngh thì ta sẽ có: ngh 35mm mngh = = = 17,5mm. 2 2 Giá trị độ lệch (độ nghiêng tuyệt đối) trung phương trên đây bao gồm các thành phần sau: - Ảnh hưởng của các sai số Trắc địa mđ - Ảnh hưởng của các sai số xây dựng mc Từ thực tế công tác xây dựng trên nhiều công trình cho thấy rằng sai số do xây dựng có thể đạt tới giá trị 15mm. Như vậy ảnh hưởng của sai số do m d2 = m ngh 2 − m c2 các công tác Trắc địa sẽ là: (2) m d = 9mm Như chúng ta đã nêu ở trên, ảnh hưởng của sai số Trắc địa đến độ nghiêng của nhà cao tầng bao gồm các thành phần: - Sai số thành lập lưới khống chế mặt bằng mkc - Sai số chiếu điểm để chuyền toạ độ từ mặt bằng cơ sở lên các tầng cao mch. - Sai số bố trí chi tiết các trục và các cấu kiện mbt Vì các sai số trên độc lập với nhau nêu ta có thể viết: m d2 = m kc 2 + m ch 2 + m bt2 (3) Công thức (3) cho phép chúng ta ước tính độ chính xác của các công đoạn thực hiện công tác Trắc địa phục vụ xây dựng nhà cao tầng.
Đối với các toà nhà có chiều cao từ 50-100m và dùng máy chiếu loại ZL để chuyển toạ độ từ mặt bằng cơ sở lên thì có thể coi ảnh hưởng cuả 3 nguồn sai số trên là như nhau nghĩa là: mkc = mch = mbt = m* (4) md 9 Suy ra: m* = = = 5mm 3 3 8 Đối với các toà nhà có chiều cao lớn hơn thì hệ số ảnh hưởng của các nguồn sai số trên đây có thể không giống nhau đặc biệt là sai số chiếu điểm và sai số bố trí chi tiết. Trong trường hợp này, tuỳ từng trường hợp cụ thể sẽ gán cho các nguồn sai số này các hệ số ảnh hưởng khác nhau để tính độ chính xác cần phải đạt được của từng công đoạn. Chọn điểm chôn mốc: Sau khi thiết kế lưới trong phòng, ta đem bản thiết kế ra thực địa khảo sát lại vị trí các điểm, chọn điểm chính thức và tiến hành chôn mốc.