Tổng quan luận án
Trong quá trình phát triển đô thị tại Việt Nam, các công trình nhà cao tầng (phổ biến từ 10 đến 30 tầng) thường được thiết kế kèm theo 1 đến 3 tầng hầm nhằm đáp ứng nhu cầu đỗ xe và lắp đặt hệ thống kỹ thuật trong điều kiện quỹ đất hạn chế. Việc thi công hố đào sâu trong khu dân cư xây chen làm thay đổi trạng thái ứng suất của khối đất xung quanh và thay đổi chế độ thủy động của nước dưới đất, dẫn đến nguy cơ dịch chuyển đất nền, lún nứt hoặc hư hỏng các công trình lân cận nếu không có giải pháp chống đỡ và kiểm soát thích hợp.
Khoảng trống nghiên cứu được tác giả Trần Ngọc Đông xác định là sự tách biệt giữa phương pháp trắc địa truyền thống và phương pháp sử dụng cảm biến địa kỹ thuật trong quan trắc nền móng và hố đào. Phần lớn công tác quan trắc thực tế mới dừng lại ở việc thu thập và cung cấp số liệu thô đơn lẻ theo chu kỳ, chưa có sự kết hợp liên ngành để kiểm tra chéo độ ổn định của mốc chuẩn, đồng thời thiếu các công cụ tin học tổng thể để phân tích không gian - thời gian, đánh giá tương quan nguyên nhân - kết quả và dự báo diễn biến biến dạng phục vụ phòng ngừa sự cố.
Mục đích nghiên cứu của luận án là góp phần phát triển và hoàn thiện phương pháp quan trắc, phân tích biến dạng, đánh giá và mô hình hóa quá trình chuyển dịch của nền móng và tầng hầm nhà cao tầng trong giai đoạn thi công xây dựng.
Đối tượng nghiên cứu của luận án là phương pháp quan trắc, phân tích biến dạng nền móng và tầng hầm của các công trình nhà cao tầng tại Việt Nam.
Phạm vi nghiên cứu bao gồm:
- Về không gian: Quan trắc chuyển dịch nền móng, tường vây (tường Barrette) hố đào sâu và các công trình lân cận tại các khu vực đô thị (thực nghiệm tại Hà Nội).
- Về thời gian: Tập trung vào giai đoạn thi công móng và tầng hầm nhà cao tầng.
- Về kỹ thuật - công nghệ: Kết hợp phương pháp trắc địa (đo cao hình học, máy toàn đạc điện tử TĐĐT) với phương pháp cảm biến địa kỹ thuật (đĩa từ Extensometer đo lún sâu, thiết bị đo nghiêng Inclinometer đo chuyển dịch ngang); phát triển mô hình toán và phần mềm phân tích biến dạng.
Nội dung nghiên cứu của luận án được triển khai theo 4 nhiệm vụ:
- Nghiên cứu kết hợp phương pháp trắc địa với phương pháp sử dụng cảm biến để quan trắc lún nền móng và chuyển dịch ngang tường vây công trình nhà cao tầng trong giai đoạn thi công móng và tầng hầm.
- Nghiên cứu ứng dụng hệ thống quan trắc tự động để quan trắc liên tục chuyển dịch của tường vây.
- Xây dựng mô hình chuyển dịch, phân tích, đánh giá, dự báo chuyển dịch nền móng và tường vây nhà cao tầng.
- Lập phần mềm phân tích biến dạng nền móng và tầng hầm nhà cao tầng.
Luận án xây dựng 2 luận điểm bảo vệ:
- Luận điểm thứ nhất: Giải pháp kết hợp phương pháp trắc địa với phương pháp sử dụng cảm biến như đề xuất trong luận án cho phép nâng cao hiệu quả công tác quan trắc biến dạng nền móng và tường vây nhà cao tầng.
- Luận điểm thứ hai: Mô hình biến dạng công trình thành lập trên cơ sở số liệu quan trắc cho phép đánh giá độ lún cũng như chuyển dịch ngang nền móng, tường vây nhà cao tầng theo thời gian, trong không gian và đánh giá sự phụ thuộc giữa biến dạng với tác nhân gây ra biến dạng đó.
Tổng quan tài liệu và vị trí của luận án
Luận án đã hệ thống hóa các công trình nghiên cứu trong và ngoài nước liên quan đến công tác quan trắc và phân tích biến dạng công trình ngầm và nhà cao tầng.
Các công trình nghiên cứu ngoài nước:
- Tiêu chuẩn chuyên ngành: Tiêu chuẩn JGJ 120-99 quy định chi tiết nội dung quan trắc hố đào sâu, bao gồm chuyển dịch ngang kết cấu chống giữ, biến dạng đường ống ngầm và công trình xung quanh, mực nước ngầm, nội lực cọc/tường, lực kéo trong đất, độ lún theo chiều sâu và độ trồi đất đáy hố móng.
- Nghiên cứu về cảm biến và sai số điểm chuẩn: Hwang, Za-Chieh Moh và C. Wang (2007) chỉ ra rằng biến động điểm đáy của ống Inclinometer là không thể tránh khỏi kể cả khi đặt trong tầng cuội sỏi, do đó việc lấy đáy ống làm điểm chuẩn tham chiếu cố định có thể dẫn đến sai số; các tác giả khuyến nghị cần theo dõi chuyển dịch đỉnh ống để hiệu chỉnh số liệu đo. Taha (2005) nhấn mạnh ống Inclinometer lắp đặt trong tường vây phải đạt đủ độ sâu ít nhất bằng hoặc sâu hơn chiều sâu tường để cung cấp dữ liệu tin cậy cho việc phân tích biến dạng đất ngoài tường chắn.
- Tự động hóa và giám sát trực tuyến: Reiner Jäger, Simone Kälber, Manuel Oswald và Martin Bertges (2006) đã thiết lập hệ thống GOCA (GNSS/GPS/LPS based Online Control and Alarm System) nhằm điều khiển và cảnh báo biến dạng liên tục theo thời gian thực.
- Các công trình quốc tế khác được điểm lại bao gồm các nghiên cứu về phương pháp quan trắc hố móng sâu và phân tích sự cố công trình [46], [47], [48], [49], [51], [52], [53], [54], [55], [57], [58], [61], [62], [63], [80], [82].
Các công trình nghiên cứu trong nước:
- Cơ sở lý thuyết và quy trình công nghệ: Tác giả Trần Khánh (1991) đã xây dựng quy trình công nghệ quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình trong báo cáo đề tài nhánh cấp Nhà nước 46A-05-01. Nhiều nghiên cứu khác đã khảo sát các giải pháp nâng cao độ chính xác đo đạc ngoại nghiệp [3], [4], [5], [9], [13], [27], [28], [29].
- Thiết kế tối ưu mạng lưới quan trắc: Tác giả Nguyễn Quang Phúc (2006) công bố kết quả nghiên cứu thiết kế tối ưu hệ thống lưới quan trắc chuyển dịch biến dạng công trình trên máy tính điện tử, giải quyết bài toán tối ưu độ chính xác và chi phí thi công lưới [20], [29].
- Xử lý số liệu và giảm thiểu sai số: Các công trình của các tác giả trong nước [2], [10], [15], [19], [32] tập trung vào thuật toán bình sai, giảm thiểu tác động của sai số số liệu gốc và sai số hệ thống trị đo.
- Ứng dụng quan trắc địa kỹ thuật: Tài liệu [1] hướng dẫn nguyên lý thực hiện quan trắc địa kỹ thuật trong thi công hố đào sâu và nền móng nhà cao tầng tại Hà Nội. Hệ thống tiêu chuẩn quốc gia gồm TCVN 3972:1985, TCVN 9360:2012, TCVN 9363:2012 quy định các yêu cầu kỹ thuật đo lún và đo chuyển dịch công trình.
Khoảng trống học thuật mà luận án lựa chọn giải quyết:
Mặc dù công nghệ đo đạc hiện đại đã được áp dụng, tại Việt Nam phương pháp trắc địa (đo bề mặt) và phương pháp cảm biến (đo theo chiều sâu) vẫn tồn tại độc lập, thiếu sự liên kết thuật toán để bù trừ sai số điểm chuẩn; việc quan trắc chủ yếu diễn ra định kỳ thủ công; các phần mềm xử lý dữ liệu hiện có mang tính cục bộ, chưa tích hợp mô hình hóa không gian 3 chiều, chuỗi thời gian và tương quan với các nhân tố tác động (như mực nước ngầm, tải trọng thi công).
Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu
Luận án dựa trên khung lý thuyết cơ học đất, trắc địa công trình và xử lý số liệu thống kê:
Khung lý thuyết và mô hình toán học:
- Tương tác cơ học hố đào và đất nền: Biến dạng khối đất xung quanh hố đào được ước tính qua phạm vi ảnh hưởng $B_0 \approx H \cdot \tan(45^\circ - \varphi/2)$ (với $H$ là chiều sâu tường chắn, $\varphi$ là góc ma sát trong trung bình gia quyền); trị số lún lớn nhất $S_{\max}$ xác định qua tổn thất thể tích đất $V_0 = S_{w1} + S_{w2}$ (trong đó $S_{w1}$ là biến dạng thân tường và $S_{w2}$ là lượng bùn trồi đáy móng phụ thuộc độ rộng $B_j$ và chiều sâu hố đào $h_0$); phạm vi lún nghiêm trọng nhất sau tường $D_i$ và độ lún lệch lớn nhất $I_{\max}$.
- Thiết kế lưới và bình sai trắc địa: Mạng lưới độ cao gồm 2 bậc (lưới khống chế độ cao cơ sở và lưới quan trắc). Sai số tổng hợp $m_{H0} = m_S / \sqrt{2}$; sai số bậc lưới cơ sở $m_{kc} = m_S / \sqrt{2(1+k^2)}$ và lưới quan trắc $m_{qt} = k \cdot m_S / \sqrt{2(1+k^2)}$ (với $k = 2 \div 3$). Đánh giá độ ổn định mốc độ cao cơ sở dựa trên tiêu chuẩn $|\Delta S_i| \le t \cdot m_{\Delta S_i}$ ($t = 2 \div 3$) thông qua thuật toán bình sai lưới tự do theo nguyên lý số bình phương nhỏ nhất (sai số hàm số $m_F = \mu \sqrt{Q_F}$).
- Nguyên lý cảm biến địa kỹ thuật: Sử dụng thiết bị đĩa từ (Extensometer) đo lún các lớp đất theo công thức $H_P = H_O + L_O - L_P$ (với $H_O$ là độ cao mốc đáy, $L_O$ là khoảng cách đỉnh - đáy, $L_P$ là khoảng cách từ đỉnh đến bàn lún $P$); thiết bị Inclinometer đo biến dạng ngang của thân tường vây dọc theo chiều sâu ống dẫn hướng.
Phương pháp nghiên cứu thực tế:
- Phương pháp thống kê: Thu thập, tổng hợp dữ liệu tiêu chuẩn và tài liệu trắc địa, địa kỹ thuật.
- Phương pháp phân tích lý thuyết và toán học: Xây dựng thuật toán xử lý sai số liên hợp, thuật toán bình sai gián tiếp, phân tích hồi quy tương quan tuyến tính đơn giữa độ lún và mực nước ngầm, dự báo chuỗi thời gian bằng đa thức.
- Phương pháp ứng dụng tin học: Lập trình phát triển bộ công cụ phần mềm ADFB (Analysis of Deformation of the Foundation and Basement) trên máy tính.
- Phương pháp thực nghiệm và so sánh: Triển khai đo đạc thực tế tại các công trình xây dựng nhà cao tầng ở Hà Nội, so sánh giá trị quan trắc thực tế với giá trị nội suy từ mô hình toán học.
Nguồn tư liệu và dữ liệu:
Số liệu quan trắc thực địa thu thập từ các công trình tại Hà Nội: Tòa nhà Cục Tần số Vô tuyến điện (dữ liệu đo Inclinometer điểm ICL5 và máy TĐĐT), Tòa nhà Golden Palace (dữ liệu lưới góc - cạnh tường vây chu kỳ 01 và 02), công trình tại đường Xuân Thủy (quan trắc lún đất nền và công trình lân cận) và công trình tại Quận Ba Đình (quan trắc lún móng bè và tầng hầm).
Nội dung chính theo từng chương
Chương 1: Tổng quan về quan trắc biến dạng nền móng và tầng hầm công trình nhà cao tầng trong giai đoạn thi công xây dựng
Chương này tổng kết cơ sở lý luận về ảnh hưởng của quá trình đào đất hố móng sâu đến trạng thái ứng suất - biến dạng của đất nền và công trình lân cận. Tác giả phân tích nội dung quan trắc theo các tiêu chuẩn kỹ thuật (TCVN 9363:2012, JGJ 120-99), gồm: lún bề mặt đất, lún theo chiều sâu, chuyển dịch ngang tường chắn, trồi đáy hố đào, mực nước ngầm và biến dạng công trình lân cận. Chương 1 chỉ rõ các hạn chế trong thực tiễn xây dựng tại Việt Nam: trang thiết bị chủ yếu nhập khẩu, quan trắc biến dạng phần lớn đo theo chu kỳ rời rạc, số liệu trắc địa và địa kỹ thuật chưa được xử lý đồng bộ và thiếu công cụ phần mềm phân tích biến dạng tích hợp.
Chương 2: Quan trắc độ lún nền móng và tầng hầm công trình nhà cao tầng trong giai đoạn thi công xây dựng
Chương 2 trình bày chi tiết yêu cầu kỹ thuật, cấu tạo hệ thống mốc và phương pháp đo lún công trình:
- Yêu cầu kỹ thuật: Phân cấp độ chính xác theo TCVN 9360:2012 thành 3 cấp: Cấp I ($\pm 1.0\text{ mm}$), Cấp II ($\pm 2.0\text{ mm}$), Cấp III ($\pm 5.0\text{ mm}$). Quan trắc lún nền đất và trồi đáy áp dụng Cấp III; quan trắc công trình chính và công trình lân cận áp dụng Cấp II.
- Phương pháp trắc địa: Xây dựng hệ thống 2 bậc lưới, thuật toán bình sai gián tiếp và đánh giá độ ổn định mốc chuẩn bằng phương pháp bình sai tự do.
- Phương pháp đĩa từ (Extensometer): Cấu tạo gồm ống dẫn hướng, nam châm chuẩn, nam châm nhện, nam châm đĩa, dây đo và đầu dò từ. Sai số đọc số $\le 0.5\text{ mm}$, sai số xác định độ lún tổng thể đạt khoảng $5 \div 8\text{ mm}$.
- Giải pháp kết hợp: Đề xuất giải pháp liên kết giữa thủy chuẩn hình học và đĩa từ:
- Trường hợp đáy ống neo vào đất đá ổn định: Đo độ cao đỉnh ống bằng thủy chuẩn hình học, xác định sai số khép $\Delta = S_{ĐT} - S_{TĐ}$, sau đó phân phối sai số cho các bàn lún $P_i$ theo tỷ lệ khoảng cách:
$$S_{Pi} = S_{Pi}^{ĐT} - \Delta \frac{L_{OPi}}{L_{OA}}$$
- Trường hợp đáy ống không neo vào tầng ổn định: Sử dụng đỉnh ống làm mốc tham chiếu đo bằng thủy chuẩn hình học ở từng chu kỳ, tính độ cao bàn lún theo công thức $H_P^{(i)} = H_A^{(i)} - L_P^{(i)}$ mà không cần khoan sâu xuống tầng đá gốc.
Bảng số liệu thực nghiệm đo đĩa từ kết hợp thủy chuẩn hình học tại đỉnh ống (trích xuất từ Bảng 2.4 trong luận án):
| Ngày đo |
Độ cao đỉnh ống đo bằng đĩa từ (m) |
Độ lún đỉnh ống đo bằng đĩa từ (mm) |
Độ cao đỉnh ống đo bằng thủy chuẩn (m) |
Độ lún đỉnh ống đo bằng thủy chuẩn (mm) |
Sai số khép $\Delta = S_{ĐT} - S_{TĐ}$ (mm) |
| 01/05/2012 |
20.120 |
0 |
20.120 |
0 |
0 |
| 15/05/2012 |
20.120 |
0 |
20.123 |
-3 |
+3 |
Bảng kết quả độ lún tại các bàn đo sau khi phân phối sai số khép (trích xuất từ Bảng 2.5 trong luận án):
| STT |
Ký hiệu bàn đo lún |
Độ lún đo bằng đĩa từ (mm) |
Số hiệu chỉnh (mm) |
Độ lún sau khi hiệu chỉnh (mm) |
| 1 |
Bàn đo lún 1 |
-14 |
0.0 |
-14.0 |
| 2 |
Bàn đo lún 2 |
-10 |
0.0 |
-10.0 |
| 3 |
Bàn đo lún 3 |
-7 |
0.0 |
-7.0 |
Chương 3: Quan trắc chuyển dịch ngang tường vây nhà cao tầng trong giai đoạn thi công móng và tầng hầm
Chương 3 tập trung vào các giải pháp quan trắc chuyển dịch ngang tường Barrette (độ dày $0.5 \div 1.5\text{ m}$, độ sâu $12 \div 30\text{ m}$) trong các điều kiện thi công Top-down, bán Top-down và đào mở:
- Phương pháp trắc địa: Sử dụng lưới tam giác, lưới đa giác, lưới giao hội hoặc phương pháp hướng chuẩn. Ứng dụng máy TĐĐT có chức năng tự động nhận diện mục tiêu (ATR) để quan trắc tự động liên tục các gương gắn cố định trên đỉnh tường vây.
- Thiết bị Inclinometer: Đo góc nghiêng của đầu đo dọc theo các rãnh dẫn hướng của ống chôn trong tường vây để tính chuyển dịch ngang tích lũy theo từng phân đoạn độ sâu.
- Giải pháp kết hợp: Xác định tọa độ và chuyển dịch của miệng ống Inclinometer bằng máy TĐĐT từ hệ thống lưới khống chế cơ sở bên ngoài; sử dụng độ dịch chuyển đỉnh ống này để hiệu chỉnh dịch chuyển của điểm gốc đáy ống Inclinometer, loại bỏ giả định đáy ống cố định tuyệt đối.
Chương 4: Phân tích biến dạng nền móng và tầng hầm công trình nhà cao tầng trong giai đoạn thi công xây dựng
Chương 4 thiết lập cơ sở toán học cho việc phân tích dữ liệu quan trắc và giới thiệu phần mềm ADFB:
- Mô hình hóa không gian và thời gian: Thành lập mô hình bề mặt biến dạng lún móng bè và chuyển dịch tường vây dưới dạng hàm mặt cong 3 chiều; xây dựng mô hình suy giảm biến dạng theo thời gian.
- Phân tích tương quan: Áp dụng thuật toán hồi quy tuyến tính đơn để đánh giá mối quan hệ định lượng giữa biến thiên mực nước ngầm trong hố móng và độ lún đất nền xung quanh; dự báo lún công trình theo hàm đa thức.
- Xây dựng phần mềm ADFB (Analysis of Deformation of the Foundation and Basement): Phần mềm được thiết kế với các mô đun chức năng: mô đun tính toán tham số chuyển dịch ngang, mô đun xây dựng mô hình chuyển dịch ngang trong mặt phẳng, mô đun nội suy lún không gian và mô đun dự báo biến dạng.
Chương 5: Thực nghiệm
Chương 5 trình bày kết quả áp dụng các giải pháp đề xuất vào các công trình thực tế:
- Thực nghiệm hiệu chỉnh Inclinometer tại công trình Cục Tần số Vô tuyến điện: Số liệu quan trắc tại điểm ICL5 cho thấy việc sử dụng TĐĐT đo chuyển dịch miệng ống đã hiệu chỉnh được sự dịch chuyển của điểm gốc đáy ống, phản ánh đúng biến dạng uốn thực tế của tường Barrette.
- Thực nghiệm đo chuyển dịch tường vây bằng phương pháp góc - cạnh tại công trình Golden Palace (chu kỳ 01 và chu kỳ 02, phân tích biến dạng cạnh AB tường vây).
- Thực nghiệm mô hình hóa lún móng bè và lún theo trục A: So sánh giá trị độ lún đo đạc thực tế tại các mốc quan trắc với độ lún nội suy từ mô hình toán học trên phần mềm ADFB, kết quả cho thấy độ chênh lệch nằm trong giới hạn sai số cho phép.
- Thực nghiệm phân tích tương quan tuyến tính đơn giữa mực nước ngầm và độ lún nền, chứng minh tác động trực tiếp của việc hạ mực nước ngầm đến tốc độ lún của đất nền xung quanh hố đào.
- Thực nghiệm dự báo độ lún công trình theo mô hình hàm đa thức từ chu kỳ 8 đến chu kỳ 11.
Kết quả và những đóng góp mới
Các đóng góp mới về mặt khoa học và lý luận:
- Đề xuất giải pháp kết hợp phương pháp trắc địa với phương pháp sử dụng cảm biến (thủy chuẩn hình học kết hợp đĩa từ Extensometer; máy TĐĐT kết hợp Inclinometer) nhằm nâng cao độ chính xác và độ tin cậy trong quan trắc biến dạng nền móng và tường vây hố đào sâu.
- Đề xuất quy trình thành lập các mô hình biến dạng nền móng và tường vây nhà cao tầng theo thời gian, trong không gian 3 chiều và mô hình phân tích tương quan giữa biến dạng công trình với các tác nhân gây biến dạng (mực nước ngầm).
- Thiết lập cơ sở thuật toán và xây dựng phần mềm chuyên dụng ADFB phục vụ phân tích, mô hình hóa và dự báo biến dạng nền móng và tầng hầm nhà cao tầng.
Các đóng góp thực tiễn và giải pháp đề xuất:
- Khắc phục khó khăn trong thi công ống đĩa từ và Inclinometer: Cho phép lắp đặt ống đo không bắt buộc phải ngậm sâu vào tầng đá gốc, giảm chi phí khoan sâu mà vẫn đảm bảo độ chính xác nhờ việc lấy đỉnh ống làm mốc chuẩn được kiểm soát trực tiếp bằng trắc địa.
- Cung cấp công cụ phần mềm ADFB ứng dụng trực tiếp trong sản xuất, hỗ trợ các đơn vị tư vấn quan trắc xử lý số liệu tập trung, nội suy biến dạng toàn diện mặt bằng hố móng và dự báo sớm nguy cơ mất an toàn.
Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp
Hạn chế của luận án:
- Nghiên cứu tập trung chủ yếu vào giai đoạn thi công móng và tầng hầm trong điều kiện địa chất đô thị tại Hà Nội.
- Hệ thống quan trắc tự động liên tục bằng máy TĐĐT và cảm biến trực tuyến chưa được triển khai diện rộng trên toàn bộ các chu kỳ do hạn chế về hạ tầng thiết bị tại hiện trường.
Hướng nghiên cứu tiếp theo:
- Mở rộng việc theo dõi biến dạng công trình xuyên suốt từ giai đoạn thi công thân, hoàn thiện đến giai đoạn đưa công trình vào vận hành, khai thác.
- Tích hợp hệ thống quan trắc tự động trực tuyến đồng bộ (kết hợp GNSS/GPS, trạm toàn đạc điện tử robotized và các cảm biến địa kỹ thuật truyền dữ liệu thời gian thực) tương tự mô hình GOCA phục vụ cảnh báo sớm sự cố hố đào sâu trong đô thị.
Giá trị tham khảo
Luận án là tài liệu tham khảo hữu ích cho các nhóm đối tượng:
- Nghiên cứu sinh, học viên cao học và giảng viên chuyên ngành Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ, Địa kỹ thuật xây dựng và Xây dựng công trình ngầm đô thị. Phần đáng tham khảo nhất là cơ sở lý thuyết bình sai lưới tự do, phương pháp hiệu chỉnh sai số điểm chuẩn cảm biến và thuật toán mô hình hóa biến dạng không gian.
- Kỹ sư trắc địa công trình, kỹ sư tư vấn giám sát và nhà thầu thi công tầng hầm nhà cao tầng: Có thể áp dụng trực tiếp quy trình phối hợp đo đạc giữa máy thủy chuẩn/TĐĐT và đĩa từ/Inclinometer để tối ưu hóa chi phí khoan lắp đặt thiết bị ngoại nghiệp; tham khảo cấu trúc các mô đun tính toán của phần mềm ADFB.
Câu hỏi thường gặp
1. Tại sao trong quan trắc chuyển dịch ngang bằng Inclinometer, tác giả khuyến nghị không nên lấy đáy ống làm điểm tham chiếu cố định tuyệt đối?
Theo kết quả nghiên cứu của Hwang và cộng sự (2007) được luận án trích dẫn, biến động của điểm đáy ống Inclinometer là không thể tránh khỏi trong quá trình thi công hố đào sâu, kể cả khi đáy ống được ngậm vào tầng cuội sỏi. Nếu mặc định đáy ống không chuyển dịch, toàn bộ giá trị chuyển dịch tích lũy dọc thân tường vây sẽ bị sai lệch. Do đó, luận án đề xuất dùng máy TĐĐT đo chuyển dịch tọa độ đỉnh ống từ lưới khống chế ngoài để hiệu chỉnh lại chuyển dịch của điểm gốc đáy ống.
2. Giải pháp kết hợp giữa thủy chuẩn hình học và đĩa từ xử lý như thế nào khi đáy ống dẫn hướng không neo được vào tầng đất đá ổn định?
Khi đáy ống không neo vào tầng ổn định, luận án đề xuất không dùng đáy ống làm điểm tham chiếu. Thay vào đó, đỉnh ống (điểm A) được sử dụng làm mốc chuẩn tạm thời và được đo nối độ cao chính xác bằng phương pháp thủy chuẩn hình học từ lưới mốc cơ sở ở từng chu kỳ đo. Độ cao của các bàn lún $P$ ở chu kỳ $i$ được tính trực tiếp từ độ cao đỉnh ống: $H_P^{(i)} = H_A^{(i)} - L_P^{(i)}$, giúp loại bỏ yêu cầu phải khoan sâu ống dẫn hướng xuống tầng đá gốc.
3. Tiêu chuẩn TCVN 9360:2012 quy định các cấp chính xác đo lún công trình như thế nào và luận án áp dụng cho các hạng mục nào?
TCVN 9360:2012 phân chia độ chính xác đo lún thành 3 cấp dựa trên sai số trung phương nhận được từ hai chu kỳ đo: Cấp I ($\pm 1.0\text{ mm}$), Cấp II ($\pm 2.0\text{ mm}$) và Cấp III ($\pm 5.0\text{ mm}$). Luận án áp dụng Cấp II cho công tác quan trắc lún công trình chính và công trình lân cận; áp dụng Cấp III cho quan trắc lún đất nền xung quanh hố đào và đo trồi đáy hố móng.
4. Phần mềm ADFB do tác giả xây dựng thực hiện những chức năng tính toán chính nào?
Phần mềm ADFB (Analysis of Deformation of the Foundation and Basement) tích hợp các mô đun: tính toán tham số chuyển dịch ngang của tường vây, xây dựng mô hình bề mặt chuyển dịch ngang trong mặt phẳng, mô hình hóa độ lún không gian của móng bè, phân tích hồi quy tương quan tuyến tính đơn giữa mực nước ngầm và độ lún nền, cùng mô đun dự báo lún theo chuỗi thời gian bằng hàm đa thức.
Kết luận
Luận án tiến sĩ kỹ thuật của tác giả Trần Ngọc Đông đã giải quyết vấn đề kỹ thuật cấp thiết trong công tác trắc địa công trình phục vụ thi công móng và tầng hầm nhà cao tầng tại Việt Nam. Bằng việc kết hợp phương pháp trắc địa chính xác cao với các cảm biến địa kỹ thuật (đĩa từ, Inclinometer), nghiên cứu đã khắc phục triệt để nhược điểm mất ổn định điểm mốc chuẩn tham chiếu theo chiều sâu và tối ưu hóa quy trình lắp đặt thiết bị ngoại nghiệp. Các mô hình toán học và bộ phần mềm ADFB được xây dựng và kiểm chứng qua dữ liệu thực nghiệm tại Hà Nội, cung cấp giải pháp toàn diện cho việc phân tích, đánh giá tương quan và dự báo biến dạng công trình nhằm phòng ngừa sự cố trong xây dựng đô thị.
