Đồ án Chuyển trục công trình lên cao bằng công nghệ GPS

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của nền

kinh tế, ngày càng có nhiều công trình nhà cao tầng đã và đang được xây

dựng lên. Để thi công được các công trình này thì công tác trắc địa là rất quan

trọng. Nhiệm vụ chính của công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng là

đảm bảo cho nó được xây dựng đúng vị trí thiết kế, đúng kích thước hình học

và điều quan trọng nhất của công tác trắc địa đối với nhà cao tầng là đảm bảo

độ thẳng đứng của nó.

Để đảm bảo độ thẳng đứng của tòa nhà trên suốt chiều cao cần xây

dựng theo đúng thiết kế, các trục chính của công trình tại tất cả các tầng xây

dựng đều phải được định vị cho cùng nằm trong một mặt phẳng thẳng đứng đi

qua các trục tương ứng trên mặt bằng gốc.

Ngày nay, với việc ứng dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất, việc

chuyển trục công trình lên cao đã đạt được độ chính xác cao hơn rất nhiều.

Nhưng do các công trình nhà cao tầng ngày càng cao hơn nên cần thiết phải

tìm ra một phương án chuyển trục công trình lên cao vừa khả thi lại vừa đạt

được độ chinh xác cao hơn. Điều này có ý nghĩa rất quan trọng với việc thi

công nhà cao tầng.

Nhận thức được tầm quan trọng của việc chuyển trục công trình lên cao

đối với thi công các công trình nhà cao tầng nên khi được giao đồ án tốt

nghiệp tôi đã chọn đề tài: “ Chuyển trục công trình lên cao bằng công nghệ

GPS ”.

Nội dung của đồ án gồm ba chương:

Chương 1: Tổng quan về công tác trắc địa trong xây dựng nhà cao tầng

Chương 2: Các phương pháp chuyển trục công trình lên cao’

Chương 3: Chuyển trục công trình lên cao bằng công nghệ GPS

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

1

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

Do còn hạn chế về trình độ nên đồ án không thể tránh khỏi những thiếu

sót. Tôi rất mong nhận được những ý kiến đóng góp của các Thầy, Cô cùng

các bạn để đồ án được hoàn thiện hơn.

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ của các Thầy, Cô trong Khoa

Trắc địa cùng các bạn, đặc biệt là Cô giáo Hoàng Thị Minh Hương đã chỉ

bảo tận tình và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đồ án này.

Hà Nội , tháng năm 2011

Sinh viên thực hiện

Hoàng Nghĩa Tài

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

2

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA

TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG

1.1. THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TRÊN KHU VỰC XÂY DỰNG

CÔNG TRÌNH

1.1.1. Cấu trúc hệ thống lưới thi công nhà cao tầng

Lưới khống chế thi công là mạng lưới mặt bằng có kết cấu dạng ô

vuông, lưới tam giác nhỏ hoặc lưới đa giác đo góc cạnh, bao gồm các điểm bố

trí ngoài công trình và các điểm bên trong công trình. Lưới khống chế thi

công là dạng lưới độc lập được tính toán trong hệ tọa độ vuông góc phẳng và

thường có các trục tọa độ OX, OY song song với các trục chính của công

trình.

Do đặc điểm thi công nhà cao tầng nên lưới khống chế thi công bao

gồm 3 cấp sau:

Lưới khống chế thi công gồm các điểm nằm ngoài công trình, có chiều

dài cạnh tùy thuộc vào diện tích xây dựng nhà, trung bình khoảng 100m.

Trong một số trường hợp đơn giản, lưới tạo thành khung hình chữ nhật (hoặc

hình vuông) bao quanh và có các cạnh song song với các trục chính của tòa

nhà. Các mốc được bố trí ở nơi ổn định cách công trình một khoảng cách an

toàn để không bị dịch chuyển hoặc phá hủy do tác động của quá trình thi

công. Các mốc này dùng để đinh vị các trục của tòa nhà và phục vụ các giai

đoạn thi công móng tầng hầm. Mạng lưới khống chế này được định vị dựa

vào vị trí các điểm khống chế được địa chính cấp khi phân đất. Mạng lưới này

được gọi là mạng lưới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng.

Do các điểm bên ngoài dần mất tác dụng khi công trình bắt đầu xây

dựng lên cao, nên phải lập lưới khống chế thi công gồm các bố trí bên trong

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

3

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

công trình. Chiều dài canh thường tù 20-50m. Các cạnh của lưới thường song

song với các trục chính của tòa nhà do đó lưới thường là hình chữ nhật hoặc

hình vuông có thể đo thêm đường chéo. Các điểm này phục vụ cho việc bố trí

các trục chình và trục chi tiết của tòa nhà tại sàn tầng 1 và là cơ sở của lưới

trên các tầng tiếp theo. Lưới này được định vị dựa vào các cấu trúc được gửi

bên ngoài (trên tường bao,trên khung định vị). Lưới này được gọi là lưới

khống chế thi công trên mặt bằng móng.

Các điểm lưới khống chế trên mặt bằng tầng 1 được chuyển lên các sàn

thi công theo phương thẳng đứng bằng phương pháp chiếu đứng quang học

hoặc bằng phương pháp tọa độ nhờ các các máy toàn đạc điện tử hoặc GPS.

Trước đây khi thi công nhà thì việc thành lập lưới này chưa được quan tâm

theo đúng tầm quan trọng của nó và việc dảm bảo độ thẳng đứng của công

trình chỉ được thực hiện bằng công tác chiếu điểm từ tầng dưới lên tầng trên,

sau đó sử dụng phương pháp đo góc và cạnh kiểm tra trên các tầng được

chiếu mà không cần xác định tọa đô chính xác của các điểm được chiếu lên

nhưng với việc xây dựng nhà cao tầng ngày càng nhiều và số tầng ngày càng

lớn thì nhất thiết cần phải quan tâm tới công tác này, điều quan trọng nhất là

phải đảm bảo đảm được độ thẳng đứng của nó. Trên thực tế để đảm bảo được

độ thẳng đứng hoàn toàn của một tòa nhà là không thể mà bao giờ nó cũng bị

nghiêng đi một lượng nhất định. Do đó đối với một tòa nhà cao tầng giá trị độ

nghiêng cho phép là một giá trị cực kì quan trọng mà bất cứ một đơn vị nào

tham gia xây dựng một tòa nhà cao tầng đều phải lưu ý và tuân thủ. Vì vậy

nhất thiết coi việc chuyển trục chính công trình lên trên các sàn thi công là

một bậc lưới độc lập và việc xây dựng lưới này cũng cần tuân thủ đầy đủ các

bước cơ bản của xây dựng lưới khống chế. Cho nên trên mỗi sàn thi công cần

xây dựng một hệ thống lưới trục. Các trục này được xây dựng trong một hệ

tọa độ thống nhất. Khi chiếu tất cả các lưới trục trên tất cả các tầng thi công

thi công xuống sàn tầng gốc thì đều trùng khít lên nhau và cùng trùng khít với

lưới khống chế trên mặt bằng móng, thì có nghĩa là tòa nhà được xây dựng

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

4

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

thẳng đứng, còn sự không trùng khít của các lưới trục khi chiếu xuống sẽ đặc

trưng cho độ nghiêng của công trình và độ nghiêng này phải tuân thủ theo các

tiêu chuẩn của bộ xây dựng. Lưới được thành lập trên các tầng thi công gọi là

lưới trục công trình.

1.1.2. Thành lập lưới khống chế mặt bằng

1.1.2.1. Những vấn đề chung về lưới khống chế mặt bằng

Để xác định tọa độ của một hoặc nhiều điểm trên mặt bằng xây dựng công

trình tối thiểu chúng ta phải có hai điểm đã biết trước tọa độ. Như vậy, các

điểm đã biết trước tọa độ đóng vai trò vô cùng quan trọng vì dựa vào nó

người ta mới bố trí được các trục của tòa nhà cao tầng ra thực địa vì vậy các

điểm này được gọi là các điểm khống chế ra mặt bằng. Trong TCXVN 309

:2004 “Công tác trắc địa trong xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp”

có quy định rõ: Đối với công trình công nghiệp mật độ các điểm khống chế

mặt bằng từ 2-3 ha/1 điểm nhưng không ít hơn 4 điểm. Như vậy đối với mỗi

nhà cao tầng đều phải xây dựng một lưới khống chế mặt bằng số lượng điểm

khống chế mặt bằng nhiều hay ít phụ thuộc vào diện tích xây dựng và tính

phức tạp của công trình nhưng không được ít hơn 4 điểm.

Thông thường, hình dạng của lưới khống chế mặt bằng phụ thuộc chủ yếu

vào hình dạng của tòa nhà. Nếu tòa nhà có dạng hình vuông hoặc hình chữ

nhật thì lưới khống chế cũng có dạng hình vuông hoặc hình chữ nhật nếu tòa

nhà có dạng hình tròn thi lưới khống chế sẽ được thành lập dưới dạng một đa

giác trung tâm. Nói chung lưới khống chế sẽ được thành lập dưới một dạng

nào đó sao cho nó được sử dụng một cách thuận tiện nhất cho quá trình thi

công xây dựng công trình.

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

5

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

Trước đây các mấy toàn đạc điện tử còn chưa được thông dụng như hiện

nay thì người ta phải xây dựng lưới khống chế sao cho cạnh của nó song song

(hoặc vuông góc) với trục chính của công trình, điều này làm cho việc bố trí

các trục của công trình được thuận tiện và chính xác nhưng cũng gây nhiều

phiền phức trong việc bố trí chọn điểm và nhất là vấn đề bảo vệ các mốc

khống chế trong quá trình thi công xây dựng. Ngày nay, với sự xuất hiện của

các máy toàn đạc điện tử trên các công trình xây dựng nhà cao tầng việc chọn

các điểm sao cho các cạnh của lưới khống chế song song với trục chính của

công trình không còn là yêu cầu bắt buộc vì vậy chúng ta luôn luôn có thể

chọn các điểm khống chế ở các vị trí an toàn không bị phá hủy trong suốt quá

trình xây dựng. Các điểm khống chế phải được đánh dấu bằng các mốc kiên

cố. Cấu tạo của các mốc được thể hiện trên hình 1.2

Hình 1-2. Mốc khống chế mặt bằng và độ cao

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

6

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

1.1.2.2. Quy trình thành lập lưới khống chế mặt bằng

Quy trình thành lập lưới khống chế mặt bằng gồm các bước sau:

Bước 1: Thiết kế sơ bộ

Để làm được việc này trước hết cần phải có bản vẽ mặt bằng tồng thể của

công trình cùng với tất cả các mốc cấp đất, ranh giới thửa đất do sở địa chính

cung cấp, dựa vào các tài liệu trên sẽ vạch ra vài phương án thiết kế lưới cho

phù hợp với quy mô và tính chất của công trình xây dựng

Bước 2: Đánh giá các phương án thiết kế và chọn phương án có lợi nhất.

Đây là một khâu cực kỳ quan trọng và cũng là khâu khó khăn nhất vì

nó đòi hỏi phải thực hiện một khối lượng tính toán rất lớn. Việc đánh giá

phương án thiết kế được thực hiện theo trình tự sau đây:

- Dựa vào năng lực thiết bị của đơn vị để chọn máy móc và thiết bị đo

góc và đo chiều dài

- Dự kiến các đại lượng đo trực tiếp trong dưới (góc và cạnh đo)

- Đánh giá độ chính xác của lưới theo các dữ liệu đã có

Sau khi đánh giá, nếu thấy độ chính xác của lưới quá thấp so với yêu

cầu của quy phạm (lưới không đáp ứng yêu câu kỹ thuật) thì phải tăng cường

các đại lượng đo hoặc sử dụng các thiết bị có độ chính xác cao hơn cho đến

khi đạt yêu cầu kỹ thuật. Ngược lại, nếu kết quả đánh giá cho độ chính xác

của lưới quá cao thì có thể giảm bớt các đại lượng đo trong lưới để giảm bớt

chi phí xây dựng lưới. Tóm lại, việc đánh giá các phương án thiết kế nhằm

mục đích chọn ra một phương án tối ưu đáp ứng các yêu cầu kinh tế kỹ thuật

Bước 3: Khảo sát hiện trường.

Sau khi đã sơ bộ thiết kế lưới trên bản vẽ cần tiến hành khảo sát thực

tế trên hiện trường để kịp thời phát hiện những vướng mắc để chỉnh sửa.

Trong bước này cần lưu ý xem xét tính ổn định của các vị trí chọn mốc đã

chọn trên bản vẽ, tầm nhìn thông giữa các điểm và điều kiện thực hiện việc đo

đạc. Nếu phát hiện những vấn đề bất hợp lý cần phải chỉnh sửa lại cho phù

hợp

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

7

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

Bước 4: Xây dựng các mốc ngoài hiện trường.

Sau khi đã chọn được phương án xây dựng lưới thích hợp thì tiến hành xây

dựng các mốc khống chế ngoài hiện trường. Việc xây dựng các mốc cần phải

được giám sát một cách cách chặt chẽ sau khi xây dựng xong các mốc cần

phải được rào lại và ghi số liệu điểm cùng với biển cảnh báo để mọi người có

ý thức giữ gìn

Bước 5: Đo đạc các yếu tố trong lưới.

Các yếu tố khống chế trong lưới khống chế sẽ được đo bằng các thiết bị

và các phương pháp đo nêu trong phương án đã được duyệt. Việc đo đạc phải

do những người có chuyên môn thực hiện và phải tuân thủ các quy định ghi

trong các tiêu chuẩn chuyên ngành.

Bước 6: Xử lý số liệu đo đạc.

Việc xử lý các số liệu đo đạc được thực hiện theo các bước sau đây:

- Kiểm tra số liệu đo đạc hiện trường : Tất cả các số liệu đo đạc hiện

trường phải được kiểm tả để để phát hiện các sai số thô. Việc kiểm tra

phải do hai người thực hiện độc lập với nhau. Nếu phát hiện các sai lầm

thì phải tìm hiêu nguyên nhân để sửa chữa, nếu có phép đo không đạt

yêu cầu thì phải đo lại.

- Xử lý toán học các số liệu đo: Sau khi kiểm tra các số liệu đo nếu

không có sai số thô và tất cả các phép đo đều đạt các chỉ tiêu kỹ thuật thì tiến

hành xử lý toán học các kết quả đo. Đây là bước cần phải thực hiện tính toán

các yếu tố trong lưới, xác định tọa độ của các điểm, đánh giá độ chính xác

thực tế của các điểm trong lưới.

Bước 7: Lập hồ sơ báo cáo.

Sau khi hoàn thành các công đoạn xây dựng lưới khống chế cần hoàn

chỉnh hồ sơ, lập báo cáo kỹ thuật theo quy định.

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

8

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

1.1.3. Thành lập lưới khống chế độ cao

1.1.3.1. Các loại độ cao sử dụng trong xây dựng nhà cao tầng

1. Độ cao tuyệt đối

Độ cao tuyệt đối là độ cao của các điểm so với mực nước biển trung

bình được quy ước trong hệ độ cao quốc gia. Lưới độ cao quốc gia của Việt

Nam được tính theo mức độ cao chuẩn Hòn Dấu – Đồ Sơn – Hải Phòng và

được dùng thống nhất trong phạm vi toàn quốc.

Độ cao từ mốc quốc gia lần lượt được dẫn lan tỏa ra khắp nước bằng các

đường truyền thủy chuẩn hạng I, II, III và IV trong lưới độ cao quốc gia với

mật độ các mốc độ cao đủ để thực hiện các công tác đo vẽ bản đồ, quy hoạch

và xây dựng trong phạm vi toàn quốc.

2. Độ cao tương đối

Độ cao tương đối là độ cao của của các điểm so với một điểm chuẩn quy

ước nào đó. Trong xây dựng công trình người ta hay quy ước lấy mặt sàn tầng

1 có cao độ là 0.0 (gọi là cốt 0) và độ cao của các điểm được tính theo cốt 0.

Cốt 0 được chọn để phù hợp với quy hoạch cấp thoát nước tổng thể của thành

phố. Như vậy, trước khi triển khai xây dựng nhà cao tầng phải nghiên cứu kỹ

hồ sơ thiết kế xem cốt 0 ứng với cao độ quốc gia là bao nhiêu và chuyển vào

công trình.

1.1.3.2.Thành lập lưới khống chế độ cao phục vụ xây dựng nhà cao tầng

Tương tự như vai trò của lưới khống chế mặt bằng, lưới khống chế độ cao

có nhiệm vụ đảm bảo cho việc xây dựng nhà cao tầng đúng cao độ thiết kế

trong quy hoạch chung của đô thị. Thông thường với các nhà cao tầng trong

thành phố lưới khống chế độ cao được xây dựng có độ chính xác tương đương

với thủy chuẩn Nhà nước hạng IV là đủ. Người ta cũng không xây dựng các

mốc độ cao riêng mà thường dẫn độ cao từ mốc độ cao quốc gia vào tất cả

mốc của lưới khống chế mặt bằng. Ngoài ra, để tiện sử dụng người ta thường

vạch các mốc độ cao 0.0 (cốt 0) trên các vật kiến trúc kiên cố. Việc dẫn độ

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

9

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

cao được thực hiện bằng các máy móc chuyên dụng và tuân theo các hạn sai

của quy phạm hoặc tiêu chuẩn chuyên ngành.

1.2 CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ XÂY DỰNG PHẦN MÓNG

CÔNG TRÌNH

1.2.1. Bố trí chi tiết hố móng

1.2.1.1. Định vị hố móng

Giai đoạn đầu của công tác bố trí chi tiết hố móng là định vị hố móng và

hào móng của các tòa nhà và các móng để lắp đặt thiết bị.

Khi bố trí chi tiết móng, người ta dựng một khung định vị không lớn lắm

bao quanh hố móng, cách mép hố móng một khoảng cách an toàn nào đó, sau

đó đưa các trục chính dọc và ngang của móng lên khung định vị bằng phương

pháp đóng hướng (hình 1-3)

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

10

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

Từ các trục chính này, người ta dùng thước thép cuộn đặt các khoảng

cách thiết kế đến các cạnh mép và đường viền của móng (mép hố móng,

đường viền chân móng, các mép bậc móng…) với độ chính xác đến mm, đánh

dấu chúng bằng các đinh nhỏ có ghi chú bên cạnh số liệu cùng trục.

Sau khi nối liền các điểm cùng tên trên khung định vị bằng các dây thép

nhỏ ta sẽ xác định được đường viền từng bộ phận của móng.

Để đánh dấu ranh giới của hố móng trên thực địa, tại giao điểm của các

sợi dây thép nối các dấu trục tương ứng trên khung định vị, dùng dây dọi

chiếu điểm giao nhau đó xuống mặt đất và cố định bằng các cọc nhỏ.

1.2.1.2. Truyền độ cao tới hố móng

Khi hố móng đã được đào sơ bộ thì cần truyền độ cao từ mốc thủy chuẩn

gần đó xuống đáy hố móng để đảm bảo đưa độ cao đáy móng đến đúng mức

độ cao thiết kế. Nếu hố móng có mái nghiêng (vách thoải) thì việc truyền độ

cao được tiến hành bằng thủy chuẩn hình học tuần tự qua 2 hoặc 3 bậc.

Trường hợp mái dốc dựng đứng và khó đặt máy thủy chuẩn trên đó thì có thể

truyền độ cao bằng cách dùng 2 máy thủy chuẩn và một thước thép cuộn thả

treo xuống hố móng như hình 1-4.

Trên mép hố móng đặt một giá đỡ và treo vào đó một thước thép cuộn,

đầu thước có vạch “0” được thả xuống hố móng và được treo một quả nặng có

trọng lượng bằng trọng lượng khi kiểm nghiệm thước. Máy thủy chuẩn thứ

nhất đặt trên mặt đất ở khoảng giữa thước treo và mia (đặt tại mốc độ cao gần

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

11

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

nhất). Còn máy thủy chuẩn thứ hai đặt dưới đáy hố móng ở điểm giữa thước

thép và điểm cần truyền độ cao tới.

Đọc số trên 2 mia đặt tại mốc thủy chuẩn A trên mặt đất và đặt tại điểm

M trong hố móng. Sao đó cả 2 người đo đều quay máy về phía thước treo và

đồng thời đọc số trên thước đó.

Độ cao điểm M ở hố sẽ là:

H_M= H_A+ a – d – b

Trong đó

( 1.1 )

H_Alà độ cao của mốc thủy chuẩn A

a và b là số đọc trên mia tương ứng đặt tại mốc A và điểm M

d=n₂n₁là hiệu số đọc trên thước thép cuộn

-

độ cao điểm M ở đáy hố móng sẽ là cơ sở để xác định độ cao các điểm chi tiết

khác dưới hố mong và hoàn thiện việc đào hố móng đúng độ cao thiết kế.

1.2.1.3. Đo chi tiết móng

Việc đo vẽ hoàn công hố móng được tiến hành sau khi hố móng đã

được hoàn thiện. Căn cứ vào các trục doc và ngang đã được chuyển vào hố

móng, người ta đo khoảng cách đến mép hố móng và đo thủy chuẩn hoàn

công đáy hố theo mạng lưới 5-10m. Các số liệu đo đạc nhận dùng để lập bản

vẽ hoàn công hố móng. Sai lệch độ cao của các điểm chi tiết so với độ cao

thiết kế không vượt quá 2-3cm. Độ sai lệch cho phép của các kích thước hố

móng so với giá trị thiết kế là 5cm.

1.2.2. Bố trí chi tiết khi xây móng

1.2.2.1. Lắp đặt ván khuôn

Sau khi kết thúc việc đào hố móng, rải bê tông hoặc đá dăm xong, tiến

hành lắp đặt ván khuôn để chuẩn bị đổ bê tông. Ván khuôn được lắp đặt theo

đúng vị trí, kích thước và hình dạng đã thiết kế của công trình. Các cốt sắt và

các bộ phận ngầm trong móng được lắp đặt đay đủ bên trong ván khuôn trước

khi đổ bê tông.

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

12

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

Để lắp đặt ván khuôn vào đúng vị trí mặt bằng thiết kế, người ta sử dụng

các trục đã được đánh dấu trên khung định vị bao quanh móng. Vị trí các trục

của móng được xác định bằng cách nối liền các điểm cùng tên đã được đánh

dấu trên các cạnh đối diện của khung định vị bằng 1 sợi dây thép nhỏ. Dùng

dây dọi chiếu các trục này xuống phía dưới để xác định vị trí của ván khuôn

và các bộ phận khác được lắp đặt ở trong ván khuôn

Độ cao thiết kế các bộ phận của ván khuôn được dẫn từ mốc độ cao gần

nhất bằng thủy chuẩn hình học và được đánh dấu trên ván khuôn bằng một nét

vạch mảnh có ghi rõ độ cao thiết kế. Sai số truyền độ cao so với mốc thủy

chuẩn thi công không được vượt quá 3-5mm.

1.2.2.2. Lắp đặt các kết cấu neo giữ trong móng

Các kết cấu neo giữ được lắp đặt vào trong móng trước khi đổ bê tông,

điển hình là các bulông nền mà sau này sẽ được dùng để gắn kết chặc chẽ các

kết cấu xây dựng và các thiết bị kỹ thuật được đặt trên móng. Việc đặt các

bulông nền loại này đòi hỏi phải được tiến hành thật cẩn thận và chính xác với

sai số trung phương lệch tâm của các chốt bulong so với vị trí thiết kế không

được vượt quá  2mm. Sai số bố trí trục của các dãy bulông nền so với trục

chính của công trình không được vượt quá  4mm.

Để đảm bảo độ chính xác theo yêu cầu trên cần có phương pháp bố trí

và lắp đặt riêng. Cơ sở mặt bằng để bố trí hệ thống các bulông nền (hoặc các

thiết bị neo giữ khác) là các trục chính của móng mà các trục này đã được

chuyển lên phía mặt trên của ván khuôn và đánh dấu ở đó. Việc đặt độ cao

đầu các bulông được tiến hành theo 2 bước: Đầu tiên đặt gần đúng về độ cao

bằng cách đặt những khoảng cách tương ứng đo từ mặt phẳng phía trên của

khuôn dẫn, sau đó đặt chính xác vào độ cao thiết kế bằng máy thủy chuẩn.

Khi đó mỗi đầu bulông nền sẽ được nâng lên hoặc hạ xuống từ từ cùng với

mia đặt trên nó cho đến khi số đọc trên mia trùng với số đọc đã được tính toán

trước với sai số không lớn hơn 2mm.

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

13

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

Sau khi điều chỉnh xong vị trí mặt bằng và độ cao, các chốt bu lông sẽ

được gắn chặt vào khuôn dẫn, phần đuôi của chốt bu lông được hàn vào

khung giá đỡ hay cốt sắt để khi đổ bê tông thì vị trí của chúng không bị xê

dịch.

1.2.2.3. Kiểm tra việc lắp đặt các bộ phận trong móng

Việc lắp đặt các kết cấu neo giữ và các bộ phận khác trong móng là một

việc rất quan trọng, ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của công tác lắp ráp. Do

vậy trước khi đổ bê tông móng cần phải phải kiểm tra về mặt bằng và độ cao

vị trí được lắp đặt của các bộ phận này. Trong quá trình đổ bê tông móng cần

chú ý đặt vào móng một số mốc trắc địa mặt bằng và độ cao cần cho công tác

quan trắc biến dạng công trình.

1.2.2.4. Đo vẽ hoàn công móng sau khi đổ bê tông

Trong quá trình đổ bê tông dưới tác động của đầm rung, các bộ phận

được đặt trong móng cũng như các ván khuôn có thể bị xê dịch đi 1chút.

Ngoài ra do sự co ngót của bê tông cũng làm cho bề mặt bê tông bị giảm độ

cao. Vì vậy để biết rõ vị trí thực tế của các bộ phận được đặt cũng như xác

định các kích thước và độ cao các phần của móng, sau khi tháo dỡ các ván

khuôn cần phải đo vẽ hoàn công móng.

Độ chính xác đo vẽ hoàn công móng được quy định như sau: Khoảng

cách đo từ trục đến các bộ phận được đặt trong móng và độ cao của chúng

được xác định với độ chính xác  1mm, kích thước của các phần bê tông được

đo đến  1cm.

Kết quả đo vẽ hoàn công là bản vẽ hoàn công móng và bảng kê các số

liệu đo vẽ hoàn công các bộ phận neo giữ. Tài liệu hoàn công này sẽ là cơ sở

cho việc nghiệm thu móng.

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

14

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

1.3. CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ XÂY DỰNG PHẦN THÂN

CÔNG TRÌNH

1.3.1. Chuyển các trục bố trí vào bên trong công trình

Hệ thống các trục bố trí đã được đánh dấu trên khung định vị và được

cố định bằng các mốc chôn ở bên ngoài công trình sẽ dần bị mất tác dụng do

bức tường được xây cao dần. Để tiếp tục các công tác bố trí về sau cần phải

chuyển các trục bố trí từ ngoài vào bên trong công trình.

Việc chuyển các trục bố trí này cần phải được tiến hành ngay từ lúc còn

có thể ngắm thông suốt giữa các điểm đối diện của trục, nghĩa là lúc chiều cao

của các bức tường bao được xây chưa quá 1m.

Việc chuyển trục tiến hành theo cách đóng hướng các điểm cùng tên

trên các cạnh đối diện của khung định vị ở phía ngoài và đánh dấu lại trên

mốc trắc địa ở phía trong tòa nhà.

1.3.2. Định vị các cột, các kết cấu và các chi tiết khác

Hiện nay trong xây dựng công nghiệp, kỹ thuật lắp ráp đang được áp

dụng rộng rãi. Do vậy công tác trắc địa trong xây dựng, ngoài nhiệm vụ bố trí

công trình còn phải phục vụ việc lắp ráp các kết cấu công trình vào đúng vị trí

thiết kế.

Trước khi dựng cột cần phải kiểm tra móng cột. Dùng máy kinh vĩ

kiểm tra các dấu trục ở mép trong móng, có thể dùng thước đo khoảng cách

giữa các trục móng hoặc dùng dây chằng giữa các điểm dóng hai đầu trục

tương ứng trên khung định vị. Dùng máy thủy chuẩn kiểm tra độ cao đáy

móng.

Sau khi đã kiểm tra móng cột ta tiến hành dựng cột. Muốn đảm bảo cho

cột thẳng đứng phải dùng hai máy kinh vĩ đặt ở hai hướng vuông góc với

nhau để kiểm tra ở hai mặt cột. Khi kiểm tra độ thẳng đứng của dãy cột ở một

phía nào đó, người ta đặt máy kinh vĩ cách dãy cột một đoạn, đọc số trên mia

ngang gắn vào cột sẽ phát hiện cột bị nghiêng. Dùng máy thủy chuẩn để kiểm

tra độ cao cột theo phương pháp bố trí độ cao.

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

15

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

1.3.3. Truyền tọa độ từ mặt bằng cơ sở lên các tầng

Truyền tọa độ và độ cao là công việc phải thực hiện thường xuyên trong

quá trình xây dựng phần thân nhà cao tầng. 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. Tức là các điểm tọa độ của lưới bố

trí cơ sở đã lập trên mặt bằng gốc sẽ được chuyển lên mặt sàn thi công xây

dựng của các tầng theo một đường thẳng đứng. Để đảm bảo điều kiện này cần

thiết phải truyền tọa độ từ mặt bằng cơ sở lên tất cả các tầng còn lại của tòa

nhà. Quá trình truyền tọa độ từ mặt bằng cơ sở lên các mặt bằng xây dựng là

một dạng công việc rất quan trọng khi xây dựng công trình có chiều cao lớn.

Công việc này sẽ được thực hiện bằng nhiều phương án và có thể lựa chọn

bằng một trong các phương án sau:

1.3.3.1. Truyền tọa độ bằng máy kinh vĩ

Thực chất của việc truyền tọa độ từ mặt bằng cơ sở trên các tầng bằng

máy kinh vĩ là phương pháp sử dụng mặt phẳng đứng của máy kinh vĩ. Đây là

phương pháp chiếu điểm bằng tia ngắm nghiêng, có thể thực hiện ở những nơi

điều kiện xây dựng rộng rãi, công trình xây dựng có số tầng ít hơn 4. Hoàn

toàn không phù hợp cho những nhà có số tầng cao hơn và những nhà xây

chen mặt bằng xung quanh chật hẹp.

1.3.3.2. Truyền tọa độ bằng máy chiếu đứng

Đối với các công trình nhà cao tầng xây dựng trên mặt bằng tương đối

rộng rãi, chiều cao công trình không vượt quá 10 tầng, có thể sử dụng máy

toàn đạc điện tử để chuyển vị trí các điểm lưới cơ sở lên mặt sàn. Thực chất là

chuyển tọa độ từ điểm đã đánh dấu ở mặt bằng gốc lên sàn thi công. Các máy

điện tử được sử dụng để chuyển điểm lên cao phải có sai số đo cạnh

< 5mm, sai số đo góc <  5”.

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

16

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

1.3.3.3. Truyền tọa độ bằng máy chiếu đứng

Do điều kiện các nhà cao tầng được xây dựng trong các thành phố chủ

yếu là xây chen, điều kiện thi công chật hẹp. Mặt khác do quỹ đất có hạn vì

vậy nhà cao tầng ngày càng phải xây cao hơn, nhiều tầng hơn, phục vụ nhiều

mục đích sử dụng hơn. Do đó các phương pháp trắc địa phục vụ thi công nhà

cao tầng cụ thể là đưa các điểm lưới lên các tầng đòi hỏi độ chính xác cao

hơn. Phương pháp chiếu trục bằng tia ngắm nghiêng của máy kinh vĩ, chuyển

tọa độ lên cao theo phương pháp đo tọa độ của máy toàn đạc điện tử đều gặp

khó khăn không thể áp dụng được. Giải pháp thông dụng và chắc chắn nhất là

sử dụng các máy chiếu đứng để chuyển tọa độ lên cao theo phương pháp

thẳng đứng. Hiện nay có hai loại máy chiếu đứng đang được sử dụng trong

các công tác trắc địa công trình: Đó là loại máy tạo ra đường thẳng đứng bằng

tia laze và tia ngắm quang học. Trong 2 loại máy này thì loại máy chiếu đứng

bằng quang học có độ chính xác cao hơn và thường được áp dụng vào công

việc chiếu chuyển các tâm tọa độ lên các tầng có độ cao lớn với độ chính xác

cao.

1.3.3.4. Truyền độ cao bằng công nghệ GPS

Hiện nay công nghệ GPS đang được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh

vực Trắc địa với các máy móc và phương tiện xử lý vô cùng hiện đại và

thường xuyên được cập nhật các công nghệ và thiết bị mới. Công nghệ GPS

cho phép đo không cần thông hướng giữa các điểm với nhau, thuận tiện cho

việc đo đạc, phục vụ thi công nhà cao tầng và có độ chính xác cao thỏa mãn

yêu cầu thi công xây dựng nhà cao tầng và có độ chính xác cao thảo mãn yêu

cầu thi công xây dựng nhà cao tầng.

1.3.4. Truyền độ cao từ mặt bằng cơ sở lên các tầng

Để truyền độ cao lên các tầng thi công người ta có thể dùng 2 cách:

Dùng máy thủy chuẩn và mia theo đường cầu thang hoặc có thể truyền độ cao

lên tầng bằng hình học kết hợp với thước thép treo thẳng đứng. Trong xây

dựng nhà cao tầng hiện nay, biện pháp thông dụng nhất và chắc chắn nhất là

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

17

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

thủy chuẩn hình học kết hợp với thước thép treo thẳng đứng. Sơ đồ truyền độ

cao lên tầng được thể hiện trên hình 1-5.

Hình 1-5. Truyền độ cao lên mặt sàn xây

Theo sơ đồ này cần sử dụng hai máy thủy chuẩn đặt tại mặt bằng gốc

(hoặc mức sàn nào đó) và đặt tại sàn tầng thứ i cần phải chuyển độ cao lên.

Thước phép được treo thẳng đứng và kéo căng, đồng thời để hạn chế sự rung

động của thước thép do tác động của gió, có thể chọn vị trí khuất gió phía

trong của công trình để thả thước thép treo. Máy thủy chuẩn tại mặt sàn gốc

đọc số trên mia dựng tại điểm mốc độ cao R là a

1

và trên thước thép treo là b

và trên mia dựng tại

. Vậy độ cao Hm của tầng thứ i

1

.

Máy thủy chuẩn còn lại đọc số trên thước mép treo là b

2

điểm cần chuyển độ cao M trên tầng thứ i là a

2

sẽ được xác định theo công thức:

HM

= H

R

+ a

1

+ (b

1

– b

2

) – a

2

Tương tự như trên cần chuyển thêm một điểm độ cao nữa trên tầng thi

công thứ i để tạo điều kiện kiểm tra và nâng cao độ chính xác cũng như thuận

lợi cho việc chuyển độ cao lên tầng tiếp theo. Trong quá trình đo cần đặt máy

thủy chuẩn ở giữa mia và thước thép để loại trừ sai số do trục ngắm không

song song với trục của ống thủy dài.

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

18

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

1.4. CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH

CÔNG TRÌNH

1.4.1. Công tác quan trắc chuyển dịch trong giai đoạn thi công

1.4.1.1. Quan trắc hiện tượng trồi lún của hố móng

Khi xây dựng phần móng của các nhà cao tầng người ta phải lấy một

khối lượng rất lớn đất đá ở dưới hố móng đi. Khi đó do không còn áp lực bề

mặt nên nền hố móng sẽ bị trồi lên. Trong giai đoạn xây dựng phần móng khi

tải trọng của tòa nhà dần dần tăng lên thì sự trồi của nền hố móng cũng dần

dần giảm đi. Để phân tích quá trình lún của các tòa nhà cao tầng cần thiết phải

theo dõi đánh giá hiện tượng trồi lên của nền móng từ khi mở móng cho tới

khi nó bị dập tắt hoàn toàn.

Sau khi lấy hoàn toàn đất đá ở dưới móng đi người ta bắt đầu thi công

phần móng và các tầng ngầm. Trong giai đoạn này, do tải trọng của công trình

tăng dần nên mặt hố móng lại dần lún xuống, vì vậy phải thường xuyên kiểm

tra độ cao của mốc quan trắc. Hiện tượng trồi lún của mặt hố móng được coi

là tắt hoàn toàn khi độ cao của mốc quan trắc trở lại giá trị ban đầu và chỉ sau

giai đoạn này mới bắt đầu gắn mốc và quan trắc độ lún công trình.

1.4.1.2. Quan trắc chuyển dịch ngang của bờ cừ

Khi xây dựng các nhà cao tầng hoặc các công trình khác nhất là trong

các thành phố lớn, để bảo vệ các công trình xung quanh người ta thường xây

dựng các bờ cừ bao quanh công trình đang xây dựng.

Khi chưa lấy đất đá từ hố móng đi áp lực đất đá lên cọc cừ theo mọi

phương là cân bằng. Sau khi lấy đất đá đi sự cân bằng sẽ bị phá với làm cho

các cọc có xu hướng bị di chuyển và nghiêng về phía trong hố móng.Giá trị

của độ dịch chuyển này có thể đạt tới 10cm hoặc lớn hơn. Vì vậy trong quá

trình đào hố móng, bộ phận trắc địa phải tiến hành quan trắc dịch chuyển

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

19

§å ¸n tèt nghiÖp

Tr-êng ®¹i häc Má - §Þa ChÊt

ngang của bờ cừ để kịp thời có các biện pháp xử lý đảm bảo an toàn cho công

trình đang xây dựng cũng như công trình lân cận.

1.4.1.3.Quan trắc độ nghiêng của nhà cao tầng trong giai đoạn thi công

Quan trắc độ nghiêng trong giai đoạn thi công gồm 2 giai đoạn:

- Quan trắc vị trí thực tế của các trục chi tiết và các kết cấu độ nghiêng

của công trình.

- Quan trắc độ nghiêng thực tế của hệ khung.

1. Quan trắc vị trí thực tế của các trục chi tiết và các kết cấu độ nghiêng của

công trình

Trong giai đoạn thi công, độ nghiêng của công trình xuất hiện do các

sai số của người thi công nên vì vậy việc quan trắc độ nghiêng thực tế là xác

định vị trí của các trục và các kết cấu so với vị trí của chúng ở mặt bằng cơ

sở. Việc quan trắc được thực hiện các thiết bị đo thông thường như thước thép

đã kiểm định, máy toàn đạc điện tử.

2. Quan trắc độ nghiêng thực tế của hệ khung

Sau khi kiểm tra vị trí các trục và các cấu kiện tiến hành quan trắc độ

nghiêng thực tế của hệ khung của tòa nhà. Việc này tốt nhất nên sử dụng các

máy toàn đạc điện tử có chế độ đo trực tiếp không cần gương. Vị trí đo

thường là các góc nhà và các điểm đặc trưng của tòa nhà

1.4.1.4 Quan trắc độ lún của tòa nhà cao tầng trong giai đoạn thi công

1. Xây dựng hệ thống mốc chuẩn và mốc đo lún

Sau khi thi công xong phần móng cần phải xây dựng các mốc chuẩn và

gắn các mốc đo lún vào vị trí chịu lực của công trình theo đúng thiết kế.

Mốc chuẩn là hệ thống các mốc cố định, có độ cao không thay đổi theo

thời gian. Thông thường các mốc chuẩn được đặt vào lớp đất ổn định bằng

cách khoan sâu vào lòng đất đến tầng đá gốc và cách chân móng của tòa nhà

một khoảng > 1.5 lần chiều cao tòa nhà. Xây dựng mốc chuẩn thành từng cụm

mỗi cụm 3 mốc, số lượng cụm mốc tùy theo diện tích của tòa nhà mà xây

dựng một cách hợp lý.

SV: Hoµng NghÜa Tµi

Líp: Tr¾c §Þa A – K51

20