Đồ án Thiết kế phương án quan trắc lún công trình nhà chung cư 25 tầng khu đô thị Đông Nam đường Trần Duy Hưng

i mçi c«ng tr×nh x©y dùng trong thêi gian vËn hµnh vµ sö dông c«ng tr×nh. Khi sè liÖu biÕn d¹ng lín th× mãng cña c«ng tr×nh sÏ t¹o thµnh c¸c khe nøt g©y nªn c¸c hiÖn t­îng sôt lë c«ng tr×nh, lµm cho m¸y mãc vµ d©y chuyÒn s¶n xuÊt ho¹t ®éng kh«ng b×nh th­êng, t¹o ra nhiÒu sù cè g©y thiÖt h¹i ®Õn tµi s¶n cña nhµ n­íc. Ch×nh v× vËy mµ c«ng t¸c quan tr¾c biÕn d¹ng ®èi víi mçi c«ng tr×nh lµ cÇn thiÕt, c¸c th«ng sè biÕn d¹ng ®­îc qu¸ c¸c chu kú quan s¸t sÏ gióp ta t×m ®­îc biÖn ph¸p xö lý kÞp thêi, ng¨n ngõa c¸c biÕn cè x¶y ra khi c«ng tr×nh bÞ biÕn d¹ng. MÆt kh¸c tõ c¸c th«ng sè ®ã kÕt hîp víi mét sè gi¶ thuyÕt lý thuyÕt, ta cã thÓ rót ra nh÷ng kÕt luËn bé Ých nh»m bæ xung hoµn chØnh lý luËn trong c¸c ngµnh c«ng tr×nh cã liªn quan. 1.2. C¸c ph­¬ng ph¸p quan tr¾c ®é lón c«ng tr×nh 1.2.1. Ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc *Nguyªn t¾c chung §o cao h×nh häc dùa trªn nguyªn lý tia ng¾m n»m ngang cña m¸y thñy chuÈn. §Ó ®¹t ®­îc ®é chÝnh x¸c cao trong quan tr¾c lón c«ng tr×nh, chiÒu dµi tia ng¾m tõ ®iÓm ®Æt m¸y ®Õn mia ®­îc h¹n chÕ ®¸ng kÓ ( kh«ng v­ît qu¸ 25 - 30m ), do ®ã ®­îc gäi lµ ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc tia ng¾m ng¾n. Cã hai c¸ch ®Ó x¸c ®Þnh chªnh cao gi÷a hai ®iÓm lµ ph­¬ng ph¸p ®o cao tõ gi÷a vµ ph­¬ng ph¸p ®o cao phÝa tr­íc. Ph­¬ng ph¸p ®o cao tõ gi÷a: ®Æt m¸y thñy chuÈn ë gi÷a hai ®iÓm AB, t¹i hai ®iÓm A vµ B ®Æt hai mia ( h×nh 1.1), chªnh cao gi÷a hai ®iÓm A, B ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: hAB = a - b (1.1) trong ®ã: a vµ b lµ sè ®äc chØ gi÷a trªn mia sau vµ mia tr­íc. H×nh 1.2. TuyÕn ®o cao h×nh häc H×nh 1.1 Tr¹m ®o cao h×nh häc *M¸y mãc vµ dông cô ®o ThiÕt bÞ dïng trong ®o lón lµ c¸c lo¹i m¸y thñy chuÈn chÝnh x¸c nh­: H-05, Ni002, H1, H2, Ni004, Ni007 vµ c¸c lo¹i m¸y kh¸c cã ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng. Tïy thuéc vµo yªu cÇu ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt ®èi víi tõng c«ng tr×nh cô thÓ ®Ó chän m¸y ®o thÝch hîp. Mia ®­îc sö dông trong ®o lón lµ mia invar th­êng hoÆc mia invar chuyªn dïng cã kÝch th­íc ng¾n ( chiÒu dµi mia tõ 1.5m ®Õn 2m ), nÕu lµ thñy chuÈn sè th× dïng mia invar víi m· v¹ch. Ngoµi ra cßn cã c¸c dông cô hç trî kh¸c nh­ nhiÖt kÕ, cãc mia, « che n¾ng. Tr­íc vµ sau mçi chu kú ®o, m¸y vµ mia ph¶i ®­îc kiÓm nghiÖm theo ®óng qui ®Þnh trong qui ph¹m ®o cao. *C¸c chØ tiªu kü thuËt chñ yÕu Khi quan tr¾c lón b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao thñy chuÈn h×nh häc tia ng¾m ng¾n cÇn ph¶i tu©n thñ theo c¸c chØ tiªu kü thuËt sau [6]: B¶ng 1.1 TT ChØ tiªu kü thuËt H¹ng I H¹ng II H¹ng III 1 ChiÒu dµi tia ng¾m 2 ChiÒu cao tia ng¾m, m 3 Chªnh lÖch kho¶ng c¸ch tõ m¸y ®Õn mia - Trªn mét tr¹m ®o - TÝch lòy trªn ®o¹n ®o 4 Chªnh lÖch chªnh cao ®o trªn tr¹m, mm 5 Chªnh lÖch chªnh cao gi÷a hai tuyÕn ®o ®i vµ ®o vÒ 6 Sai sè khÐp tuyÕn giíi h¹n f (n-sè tr¹m ®o) *C¸c nguån sai sè chñ yÕu ¶nh h­ëng tíi kÕt qu¶ ®o - Sai sè do m¸y vµ mia Sai sè do trôc èng ng¾m vµ trôc èng thñy dµi khi chiÕu lªn mÆt ph¼ng ®øng kh«ng song song víi nhau ( gäi lµ sai sè gãc i ). Sai sè do l¨ng kÝnh ®iÒu quang chuyÓn dÞch kh«ng chÝnh x¸c trªn trôc quang häc (sai sè ®iÒu quang). §Ó lµm gi¶m ¶nh h­ëng cña c¸c sai sè nµy ta dïng ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc tõ gi÷a, tøc lµ ®Æt m¸y thñy chuÈn gi÷a hai mia sao cho chªnh lÖch kho¶ng c¸ch tõ m¸y ®Õn mia tr­íc vµ mia sau n»m trong giíi h¹n cho phÐp. - Sai sè do ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh Do ¶nh h­ëng ®é cong qu¶ ®Êt: ®Ó lµm gi¶m ¶nh h­ëng cña sai sè nµy th× khi ®o cÇn chän vÞ trÝ ®Æt m¸y sao cho chªnh lÖch kho¶ng c¸ch tõ m¸y ®Õn hai mia (tr­íc vµ sau) n»m trong giíi h¹n ®· ®­îc quy ®Þnh. Do ¶nh h­ëng cña chiÕt quang: ®Ó lµm gi¶m ¶nh h­ëng cña sai sè nµy cÇn chän thêi ®iÓm ®o thÝch hîp vµ bè trÝ tr¹m ®o sao cho tia ng¾m kh«ng ®i qua líp kh«ng khÝ ë s¸t mÆt ®Êt. - Sai sè do ng­êi ®o Nhãm sai sè liªn quan ®Õn ng­êi ®o gåm cã: sai sè lµm trïng bät thñy dµi vµ sai sè ®äc sè trªn bé ®o cùc nhá, c¸c sai sè nµy ®­îc gi¶m ®¸ng kÓ khi sö dông m¸y cã bé tù c©n b»ng vµ m¸y thñy chuÈn ®iÖn tö. 1.2. 2 Ph­¬ng ph¸p ®o cao thñy tÜnh Ph­¬ng ph¸p ®o cao thñy tÜnh ®­îc ¸p dông ®Ó quan tr¾c lón cña nÒn kÕt cÊu x©y dùng trong ®iÒu kiÖn rÊt chËt hÑp kh«ng thÓ dùng m¸y, dùng mia ®­îc. §o cao thñy tÜnh ®­îc dùa trªn ®Þnh luËt thñy lùc lµ “ BÒ mÆt chÊt láng trong c¸c b×nh th«ng nhau lu«n cã vÞ trÝ n»m ngang ( vu«ng gãc ph­¬ng d©y däi ) vµ cã cïng mét ®é cao, kh«ng phô thuéc vµo h×nh d¹ng mÆt c¾t còng nh­ khèi l­îng chÊt láng trong b×nh”. Dông cô ®o thñy tÜnh lµ mét hÖ thèng gåm Ýt nhÊt 2 b×nh th«ng nhau N1, N2 ( h×nh 1.3). §Ó ®o chªnh cao gi÷a 2 ®iÓm A, B ®Æt b×nh N1 t¹i A, b×nh N2 t¹i B ®o thuËn ). HoÆc ng­îc l¹i, khi ®o ®¶o ®Æt b×nh N1 t¹i B, b×nh N2 t¹i A. (a)- VÞ trÝ ®o thuËn (b)- VÞ trÝ ®o ®¶o H×nh 1.3. S¬ ®å m¸y ®o cao thñy chuÈn thuû tÜnh Khi ®o thuËn, chªnh cao hAB gi÷a 2 ®iÓm A, B ®­îc tÝnh theo c«ng thøc : (1.2) trong ®ã: sè ®äc trªn thanh sè t¹i c¸c b×nh t­¬ng øng kho¶ng c¸ch tõ v¹ch “ 0 ” cña thanh sè ®Õn mÆt ph¼ng ®¸y cña b×nh. Tõ (1.2) ta cã : (1.3) T­¬ng tù, khi ®o ®¶o chªnh cao ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: (1.4) HiÖu ®­îc gäi lµ sai sè MO cña m¸y, khi chÕ t¹o cè g¾ng lµm cho MO cã gi¸ trÞ tuyÖt ®èi nhá nhÊt ( MO 0 ). LÇn l­ît lÊy tæng vµ hiÖu c¸c c«ng thøc (a), (b) sÏ x¸c ®Þnh ®­îc chªnh cao theo kÕt qu¶ 2 chiÒu ®o: (1.5) vµ sai sè MO: (1.6) C¸c nguån sai sè chñ yÕu ¶nh h­ëng ®Õn ®é chÝnh x¸c ®o cao thñy tÜnh lµ c¸c sai sè do ®iÒu kiÖn ngo¹i c¶nh. V× vËy trong qu¸ tr×nh ®o ph¶i ¸p dông c¸c biÖn ph¸p sau ®Ó gi¶m ¶nh h­ëng cña sai sè nµy. - Lùa chän tuyÕn ®o cã gradien nhiÖt ®é thÊp, tøc lµ chän tuyÕn ®o cã sù thay ®æi Ýt nhÊt vÒ nhiÖt ®é vµ m«i tr­êng. - Lùa chän chÊt láng trong èng dÉn gi÷a c¸c b×nh th«ng nhau. - TÝnh sè hiÖu chØnh kÕt qu¶ ®o do sù thay ®æi nhiÖt ®é, ¸p suÊt däc theo èng dÉn. - Thùc hiÖn ®äc sè ®ång thêi trªn c¸c m¸y thñy tÜnh ®Ó lµm gi¶m ¶nh h­ëng cña sù giao ®éng chÊt láng trong b×nh th«ng nhau. 1.2.3 Quan tr¾c lón b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao l­îng gi¸c Trong nh÷ng ®iÒu kiÖn kh«ng thuËn lîi hoÆc kÐm hiÖu qu¶ ®èi víi ®o cao h×nh häc vµ yªu cÇu ®é chÝnh x¸c ®o lón kh«ng cao th× cã thÓ ¸p dông ph­¬ng ph¸p ®o cao l­îng gi¸c tia ng¾m ng¾n ( chiÒu dµi tia ng¾m kh«ng qu¸ 100m). HiÖn nay ®Ó ®o cao l­îng gi¸c th­êng dïng c¸c lo¹i m¸y toµn ®¹c ®iÖn tö chÝnh x¸c cao nh­ TC-2002, TC-2003, Geodimeter… §Ó x¸c ®Þnh chªnh cao gi÷a c¸c ®iÓm, ®Æt m¸y kinh vÜ (A) vµ ng¾m ®iÓm (B), cÇn ph¶i ®o c¸c ®¹i l­îng lµ kho¶ng c¸ch ngang D, gãc thiªn ®Ønh Z (hoÆc gãc ®øng V) chiÒu cao m¸y (i) vµ chiÒu cao tiªu (l) ký hiÖu ë h×nh 1.4. H×nh 1.4. §o cao l­îng gi¸c Chªnh cao gi÷a 2 ®iÓm A vµ B ®­îc x¸c ®Þnh theo c«ng thøc : (1.7) HoÆc (1.8) trong ®ã: f lµ sè hiÖu chØnh ®é cao do chiÕt quang ®øng cña tr¸i ®Êt theo c«ng thøc gÇn ®óng: (1.9) trong c«ng thøc (1.7) R lµ b¸n kÝnh trung b×nh cña tr¸i ®Êt (R =6372Km), k lµ hÖ sè chiÕt quang ®øng . Mét trong nh÷ng nguån sai sè chñ yÕu ¶nh h­ëng ®Õn kÕt qu¶ ®o cao l­îng gi¸c lµ sai sè chiÕt quang ®øng. §Ó h¹n chÕ ¶nh h­ëng cña nguån sai sè nµy ®Õn kÕt qu¶ ®o cÇn chän thêi gian ®o thÝch hîp hoÆc ®o tõ 2 3 lÇn ë nh÷ng thêi ®iÓm kh¸c nhau trong ngµy vµ lÊy trÞ trung b×nh hoÆc tÝnh sè hiÖu chØnh cho chiÕt quang ®øng cho kÕt qu¶ ®o. Trong ®o lón c«ng tr×nh th× ph­¬ng ph¸p ®o cao l­îng gi¸c kh«ng ®¶m b¶o ®é chÝnh x¸c, cßn ph­¬ng ph¸p ®o cao thñy tÜnh qu¸ phøc t¹p nªn ng­êi ta sö dông phæ biÕn ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc v× ph­¬ng ph¸p nµy cho ®é chÝnh x¸c cao l¹i ®o ®¹c thuËn lîi. 1.3. Quy tr×nh kü thuËt quan tr¾c lón c«ng tr×nh 1.3.1. ThiÕt kÕ l­íi quan tr¾c lón c«ng tr×nh §Ó x¸c ®Þnh ®­îc ®é lón c«ng tr×nh cÇn lËp l­íi khèng chÕ ®é cao ®o vµ x¸c ®Þnh ®é cao cña c«ng tr×nh ë nhiÒu thêi ®iÓm ®Ó so s¸nh gi¸ trÞ ®é lón cña c«ng tr×nh, l­íi khèng chÕ ®é cao trong quan tr¾c lón lµ hÖ thèng khèng chÕ ®éc lËp 2 cÊp l­íi. * CÊp l­íi c¬ së: Bao gåm c¸c ®iÓm ®é cao c¬ së. N»m ngoµi c«ng tr×nh, kh«ng qu¸ xa c«ng tr×nh, cã yªu cÇu æn ®Þnh cao, c¸c mèc l­íi c¬ së nµy lµ c¬ së khëi tÝnh ®é cao cho c¶ hÖ thèng, vÒ mÆt sè l­îng cã Ýt nhÊt lµ 3 mèc ®Ó cã ®iÒu kiÖn kiÓm tra vµ ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña l­íi c¬ së, c¸c mèc c¬ së cã cÊu t¹o cã thÓ cã 3 lo¹i: - Mèc ch«n s©u: chØ sö dông nh÷ng c«ng tr×nh ®Æc biÖt. - Mèc ch«n n«ng: nh­ mèc thuû chuÈn lo¹i 4 ®­îc ®Æt ë nÒn ®Êt æn ®Þnh th­êng dïng ®Ó quan tr¾c c«ng tr×nh d©n dông vµ c«ng nghiÖp. - Mèc g¾n t­êng, g¾n c¸c dÊu mèc lªn trªn c¸c c«ng tr×nh æn ®Þnh ë gÇn. * CÊp l­íi quan tr¾c. Bao gåm c¸c ®iÓm kiÓm tra g¾n trªn c«ng tr×nh vµ chuyÓn dÞch cïng c«ng tr×nh. - C¸c mèc kiÓm tra ph¶i ®­îc bè trÝ ®Òu trªn mÆt b»ng mãng c«ng tr×nh trªn nh÷ng phÇn chÞu lùc cña c«ng tr×nh vµ cao h¬n sµn ®Çu trªn 0,2 - 0,5 m. - Ph¶i bè trÝ ë nh÷ng n¬i thuËn tiÖn cho quan tr¾c n¬i dù kiÕn lón nhiÒu nhÊt. - C¸c mèc kiÓm tra th­êng cÊu t¹o lµ 1 thanh kim lo¹i: L = 10 ¸ 15 cm. f = 30mm ®Çu mèc chám cÇu. - C¸c ®iÓm cña l­íi kiÓm tra t¹o nªn hÖ thèng l­íi quan tr¾c cµng nhiÒu nót cµng tèt. - C¶ l­íi quan tr¾c vµ l­íi c¬ së t¹o nªn hÖ thèng l­íi ®é cao thèng nhÊt vµ trong mçi chu kú chóng ®­îc ®o ®¹c ®ång thêi. 1.3.2. ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi quan tr¾c lón Trong qu¸ tr×nh thùc hiÖn quan tr¾c ®é lón l­íi. * ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c cña c¸c bËc l­íi. - X¸c ®Þnh chØ tiªu ®é chÝnh x¸c cho tõng bËc l­íi ®Ó x¸c ®Þnh chØ tiªu ®é chÝnh x¸c cho mçi bËc l­íi cÇn ph¶i xuÊt ph¸t tõ ®é chÝnh x¸c quan tr¾c mS, gi¸ trÞ cho tr­íc trong thiÕt kÕ x©y dùng. B¶ng 1.2 Lo¹i c«ng tr×nh vµ nÒn mãng §é chÝnh x¸c quan tr¾c lón 1. C«ng tr×nh bªt«ng x©y trªn nÒn ®¸ cøng ± 1 mm 2. C«ng tr×nh trªn nÒn ®Êt ®¸ chÞu nÐn ± 2 mm 3. C«ng tr×nh bªt«ng chÞu ¸p lùc cao ± 5 mm 4. C«ng tr×nh x©y dùng trªn nÒn tr­ît ± 10 mm 5. C¸c c«ng tr×nh b»ng ®Êt ± 15 mm XuÊt ph¸t tõ c«ng thøc tÝnh ®é lón c«ng tr×nh SJ = hJ - hJ - 1 chuyÓn sang sai sè trung ph­¬ng ta cã: (1.10) NÕu nh­ trong c¸c chu kú viÖc ®o ®¹c ®­îc thùc hiÖn cïng ®é chÝnh x¸c th×: = = mh (1.11) Do ®ã: ms = mh (1.12) Hay lµ mh = (1.13) mH ®­îc hiÓu lµ sai sè tæng hîp cña 2 bËc l­íi nghÜa lµ mh2 = 2 + 2 (1.14) vµ lµ 2 thµnh phÇn ¶nh h­ëng cña mçi bËc l­íi ®Õn ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh ®é cao c«ng tr×nh ®Ó sai sè liÖu gèc lµ nhá th× gi÷a 2 bËc l­íi cÇn tån t¹i hÖ sè gi¶m ®é chÝnh x¸c k. (1.15) Suy ra: = (1.16) = (1.17) X¸c ®Þnh ®Æc tr­ng ®o ®¹c trong mçi bËc l­íi () 1 = (1.18) Víi l­íi quan tr¾c: 2 = (1.19) Qyn1, Qyn2 lµ träng sè ®¶o ®é cao ®iÓm yÕu cña tõng bËc l­íi x¸c ®Þnh ®­îc b»ng ph­¬ng ph¸p chÆt chÏ gi¸n tiÕp. 1.3.3. §o ®¹c l­íi. Trong mçi chu kú ph¶i ®o ®ång thêi 2 bËc l­íi b¶o ®¶m c¸c ®iÒu kiÖn: Cïng lo¹i m¸y, cïng s¬ ®å ®o, cïng ng­êi ®o, cïng ®é chÝnh x¸c. - Tr­íc mçi chu kú ®o cÇn ph¶i kiÓm nghiÖm c¸c ®iÒu kiÖn h×nh häc cña m¸y vµ mia. 1.3.4. Xö lý sè liÖu quan tr¾c. Néi dung cña viÖc viÖc sö lý sè liÖu quan tr¾c bao gåm + B×nh sai vµ ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña c¸c mèc l­íi c¬ së. + B×nh sai vµ x¸c ®Þnh ®é cao cña c¸c ®iÓm c¬ së. + TÝnh to¸n c¸c th«ng sè ®é lón cña c«ng tr×nh bao gåm: Lón tuyÖt ®èi cña c¸c ®iÓm; SJ = hJ - hJ-1 : Lón gi÷a 2 chu ký liªn tiÕp. (1.20) SJ = hJ - h0 : Lón so víi chu kú ®Çu (1.21) Lón trung b×nh cña c«ng tr×nh. (n lµ sè mèc quan tr¾c) (1.22) Tèc ®é lón: V = (1.23) t: lµ kho¶ng thêi gian víi mèc tÝnh lµ chu ký ®Çu tiªn. §é lón lÖch cña c«ng tr×nh. (1.24) - MÆt c¾t lón: S M1 M2 M7 H×nh 1.5 - B×nh ®å lón cña c«ng tr×nh -10.7 -11.8 -12.6 -15.2 -18.8 -22.9 -20.4 -17.3 -14.2 -13.8 -10.5 -8.8 -5.6 -8.2 -9.8 -12.3 -14.1 -17.6 H×nh 1.6 Ch­¬ng 2 Ph­¬ng ph¸p ThiÕt kÕ vµ ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi quan tr¾c ®é lón c«ng tr×nh 2.1. thiÕt kÕ l­íi quan tr¾c lón §Ó ®¶m b¶o tÝnh chÆt chÏ vµ ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt cho viÖc x¸c ®Þnh ®é cao cÇn thµnh lËp mét m¹ng l­íi liªn kÕt c¸c mèc trong mét hÖ thèng nhÊt. Nh­ vËy m¹ng l­íi ®é cao quan tr¾c lón c«ng tr×nh cã cÊu tróc lµ mét hÖ víi Ýt nhÊt gåm hai bËc l­íi: a.BËc l­íi c¬ së Bao gåm c¸c ®iÓm ®é cao c¬ së ®Æt ngoµi c«ng tr×nh cã t¸c dông lµ c¬ së ®é cao hoÆc ®o nèi ®é cao ®Õn c¸c ®iÓm quan tr¾c g¾n trªn th©n c«ng tr×nh trong suèt thêi gian theo dâi ®é lón c«ng tr×nh vµ cã c¸c yªu cÇu sau ®©y: - Sè l­îng c¸c ®iÓm gèc lín h¬n hoÆc b»ng 3 (v× 3 ®iÓm trë lªn míi t¹o ®­îc vßng khÐp kÝn, lóc ®ã míi cã ®iÒu kiÖn ®Ó ph©n tÝch, ®¸nh gi¸ møc ®é æn ®Þnh cña c¸c ®iÓm khèng chÕ c¬ së). - Gi÷ ®­îc æn ®Þnh trong suèt qu¸ tr×nh ®o lón c«ng tr×nh - Cho phÐp kiÓm tra mét c¸ch tin cËy ®é æn ®Þnh cña c¸c mèc kh¸c - Cho phÐp dÉn ®é cao ®Õn c¸c mèc ®o lón mét c¸ch thuËn lîi b. BËc l­íi quan tr¾c BËc l­íi nµy ®­îc thµnh lËp b»ng c¸ch ®o nèi liªn kÕt c¸c ®iÓm kiÓm tra g¾n trªn nÒn hoÆc t­êng c«ng tr×nh, cïng chuyÓn dÞch víi c«ng tr×nh. C¸c ®iÓm kiÓm tra nµy g¾n chÆt vµo c«ng tr×nh ë nh÷ng n¬i dù kiÕn lµ chuyÓn dÞch lín nhÊt. Do ®ã th­êng c¸c ®iÓm nµy ®­îc g¾n t¹i n¬i chÞu lùc chÝnh cña c«ng tr×nh vµ thuËn tiÖn cho qu¸ tr×nh quan tr¾c. Toµn bé bËc l­íi quan tr¾c ®­îc ®o nèi víi l­íi c¬ së. Khi thiÕt kÕ l­íi quan tr¾c nªn t¹o thµnh nhiÒu vßng khÐp ®Ó ®¶m b¶o ®é v÷ng ch¾c ®å h×nh vµ cã ®iÒu kiÖn kiÓm tra sai sè khÐp tuyÕn trong qu¸ tr×nh ®o ®¹c ë thùc ®Þa. 2.1.1 ThiÕt kÕ l­íi khèng chÕ c¬ së *KÕt cÊu mèc Mèc c¬ së ®­îc sö dông ®Ó x¸c ®Þnh hÖ ®é cao c¬ së trong suèt qu¸ tr×nh quan tr¾c, do ®ã yªu cÇu c¬ b¶n ®èi víi c¸c mèc c¬ së lµ ph¶i cã sù æn ®Þnh, kh«ng bÞ tråi lón hoÆc chuyÓn dÞch. V× vËy, mèc khèng chÕ ph¶i cã kÕt cÊu thÝch hîp, ®­îc ®Æt ngoµi ph¹m vi ¶nh h­ëng cña ®é lón c«ng tr×nh hoÆc ®Æt ë tÇng ®Êt cøng. Tuú thuéc vµo yªu cÇu ®é chÝnh x¸c ®o lón vµ ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt nÒn xung quanh khu vùc ®èi t­îng quan tr¾c, mèc c¬ së dïng trong ®o lón cã thÓ ®­îc thiÕt kÕ theo mét trong ba lo¹i mèc: mèc ch«n s©u, mèc ch«n n«ng, mèc g¾n t­êng hoÆc g¾n nÒn. X©y dùng hÖ thèng mèc c¬ së cã ®ñ ®é æn ®Þnh cÇn thiÕt trong quan tr¾c ®é lón lµ c«ng viÖc phøc t¹p, cã ý nghÜa quyÕt ®Þnh chÊt l­îng vµ ®é tin cËy cña kÕt qu¶ cuèi cïng. -Mèc ch«n s©u Mèc ch«n s©u cã thÓ ®Æt gÇn ®èi t­îng quan tr¾c, nh­ng ®¸y mèc ph¶i ®¹t ®­îc ®é s©u ë d­íi giíi h¹n lón cña líp ®Êt nÒn c«ng tr×nh, tèt nhÊt lµ ®Õn tÇng ®¸ gèc, tuy vËy trong nhiÒu tr­êng hîp thùc tÕ cã thÓ ®Æt mèc ®Õn tÇng ®Êt cøng lµ ®¹t yªu cÇu. §iÒu kiÖn b¾t buéc ®èi víi mèc ch«n s©u lµ ph¶i cã ®é æn ®Þnh trong suèt qu¸ tr×nh quan tr¾c. §Ó ®¶m b¶o yªu cÇu trªn cÇn cã biÖn ph¸p tÝnh sè hiÖu chØnh gi·n në lâi mèc do thay ®æi nhiÖt ®é, nÕu lâi mèc ®­îc c¨ng b»ng lùc kÐo th× ph¶i tÝnh c¶ ®Õn sè hiÖu chØnh do ®é ®µn håi cña mèc. +Mèc ch«n s©u lâi ®¬n H×nh 2.1:KÕt cÊu mèc ch«n s©u lâi ®¬n Do cã sù gi·n në chiÒu dµi lâi mèc theo nhiÖt ®é nªn trong mçi chu kú quan tr¾c cÇn tÝnh sè hiÖu chØnh vµo ®é cao mèc theo c«ng thøc: ∆L = L.(t - t0) (2.1) Trong ®ã:  lµ hÖ sè gi·n në nhiÖt cña lâi mèc L lµ chiÒu dµi lâi mèc t, t0 lµ nhiÖt ®é trung b×nh trong th©n mèc ë thêi ®iÓm ®o vµ nhiÖt ®é ë chu kú ®Çu tiªn. Nguån sai sè chñ yÕu ¶nh h­ëng ®Õn ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh sè hiÖu chØnh chiÒu dµi cña mèc (lâi kim lo¹i) lµ sai sè ®o nhiÖt ®é. §Ó hiÖu chØnh ®é cao cña mèc do ¶nh h­ëng cña nhiÖt ®é cÇn ph¶i dïng nhiÖt kÕ ®Æc biÖt ®Ó ®o nhiÖt ®é ë nhiÒu vÞ trÝ kh¸c nhau trong lç khoan vµ tÝnh nhiÖt ®é trung b×nh cña th©n mèc. Nh­îc ®iÓm chñ yÕu cña mèc ch«n s©u lâi ®¬n lµ ë viÖc ®o nhiÖt ®é trong th©n mèc, vÊn ®Ò x¸c ®Þnh chÝnh x¸c nhiÖt ®é trung b×nh trong th©n mèc lµ phøc t¹p vµ ®ßi hái ph¶i cã lo¹i nhiÖt kÕ chuyªn dïng. +Mèc ch«n s©u lâi kÐp VÒ c¸ch thøc cÊu t¹o, mèc ch«n s©u lâi kÐp cã kÕt cÊu gÇn gièng mèc lâi ®¬n, ®iÓm kh¸c biÖt duy nhÊt lµ mèc ch«n s©u cã 2 lâi, mét lâi chÝnh vµ mét lâi phô víi hÖ sè gi·n në nhiÖt kh¸c nhau lµ c vµ p. KÕt cÊu mèc 2 lâi cho phÐp x¸c ®Þnh sè hiÖu chØnh vµo chiÒu dµi mèc mµ kh«ng cÇn ph¶i ®o nhiÖt ®é trong th©n mèc. C¬ chÕ ho¹t ®éng cña mèc ch«n s©u lâi kÐp nh­ sau: Khi nhiÖt ®é trung b×nh trong th©n mèc lµ t, chªnh lÖch nhiÖt ®é cña th©n mèc so víi nhiÖt ®é ë thêi ®iÓm chu kú ®Çu lµ ∆t, dÉn ®Õn ®é gi·n në cña 2 lâi chÝnh vµ phô lµ: ∆Lc = Lc.∆t.c (2.2) ∆Lp = Lp.∆t.p HiÖu sè gi·n në gi÷a lâi phô vµ lâi chÝnh ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: (2.3) Tõ ®ã tÝnh ®­îc hiÖu nhiÖt ®é ∆t ë thêi ®iÓm ®o: ∆t = (2.4) Thay gi¸ trÞ ∆t vµo biÓu thøc thø nhÊt cña c«ng thøc (2.3) sÏ x¸c ®Þnh ®­îc ®é gi·n në cña lâi chÝnh: ∆Lc = (2.5) Trong (2.5) hÖ sè K ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: K = (2.6) H×nh 2.2: KÕt cÊu mèc ch«n s©u lâi KÐp Cã thÓ gia c«ng sao cho chiÒu dµi lâi chÝnh vµ phô b»ng nhau (Lc=Lp=L), khi ®ã hiÖu ®é gi·n në gi÷a 2 lâi chÝnh vµ phô ∆ ®­îc x¸c ®Þnh trùc tiÕp t¹i thêi ®iÓm quan tr¾c, b»ng c¸ch ®o chªnh cao gi÷a 2 ®Çu mèc cña c¸c lâi. Mèc ch«n s©u cã ®é æn ®Þnh cao, cã thÓ ®Æt ë gÇn c«ng tr×nh, tuy nhiªn thi c«ng lo¹i mèc nµy t­¬ng ®èi phøc t¹p vµ ®ßi hái nhiÒu chi phÝ. *Mèc ch«n n«ng vµ mèc g¾n t­êng Trong tr­êng hîp ®o lón víi yªu cÇu ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng víi ®o cao h¹ng II, III cã thÓ sö dông lo¹i mèc ch«n n«ng hoÆc mèc g¾n t­êng, g¾n nÒn lµm c¬ së. C¸c mèc ch«n n«ng ®­îc ®Æt ë ngoµi ph¹m vi lón cña ®èi t­îng quan tr¾c (c¸ch Ýt nhÊt 1,5 lÇn chiÒu cao c«ng tr×nh), mèc g¾n t­êng ®­îc ®Æt ë ch©n cét hoÆc ë ch©n t­êng, mèc g¾n nÒn ®­îc ®Æt ë nÒn cña nh÷ng c«ng tr×nh ®· æn ®Þnh, kh«ng bÞ lón. Trong kh¶ n¨ng cho phÐp cè g¾ng bè trÝ mèc c¬ së c¸ch ®èi t­îng quan tr¾c kh«ng qu¸ xa ®Ó h¹n chÕ ¶nh h­ëng sai sè chuyÒn ®é cao ®Õn c¸c mèc lón g¾n trªn c«ng tr×nh. Do kh¶ n¨ng æn ®Þnh cña c¸c mèc ch«n n«ng lµ kh«ng cao nªn c¸c mèc lo¹i nµy ®­îc ®Æt thµnh tõng côm, mçi côm cã kh«ng d­íi 3 mèc. Trong tõng chu kú quan tr¾c thùc hiÖn ®o kiÓm tra gi÷a c¸c mèc trong côm vµ gi÷a c¸c côm mèc nh»m môc ®Ých ®Ó ph©n tÝch, x¸c ®Þnh c¸c mèc æn ®Þnh nhÊt lµm c¬ së ®é cao cho toµn c«ng tr×nh. H×nh 2.3: Mèc ch«n n«ng d¹ng èng *H×nh thøc l­íi §Ó cã ®iÒu kiÖn kiÓm tra vµ n©ng cao ®é tin cËy cña l­íi khèng chÕ th× ®èi víi mçi c«ng tr×nh quan tr¾c cÇn x©y dùng kh«ng d­íi 3 mèc khèng chÕ ®é cao c¬ së. HÖ thèng mèc c¬ së cã thÓ ®­îc ph©n bè thµnh tõng côm, c¸c mèc trong côm c¸ch nhau kho¶ng 15÷50m ®Ó cã thÓ ®o nèi ®­îc tõ mét tr¹m ®o. H×nh 2.4:S¬ ®å l­íi khèng chÕ c¬ së d¹ng côm C¸ch ph©n bè thø 2 lµ ®Æt mèc r¶i ®Òu xung quanh c«ng tr×nh, Trong tr­êng hîp nµy, t¹i mçi chu kú quan tr¾c c¸c mèc ®­îc ®o nèi t¹o thµnh mét m¹ng l­íi ®é cao víi môc ®Ých kiÓm tra, ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña c¸c mèc trong l­íi. H×nh 2.5: S¬ ®å l­íi khèng chÕ d¹ng ®iÓm ®¬n 2.1.2. ThiÕt kÕ l­íi ®é cao quan tr¾c lón *KÕt cÊu mèc Mèc lón th­êng cã 2 lo¹i: mèc g¾n t­êng vµ mèc g¾n nÒn. KÕt cÊu ®¬n gi¶n cña mèc lón d¹ng g¾n t­êng lµ mét ®o¹n thÐp dµi kho¶ng 15÷16 cm tuú thuéc chiÒu dµy t­êng (hoÆc cét) mµ mèc ®­îc g¾n trªn ®ã. §Ó t¨ng tÝnh thÈm mü, lo¹i mèc nµy th­êng ®­îc gia c«ng tõ ®o¹n thÐp trßn, mét phÇn g¾n vµo t­êng, phÇn nh« ra ®­îc gia c«ng h×nh chám cÇu ®Ó thuËn tiÖn ®Æt mia khi thùc hiÖn quan tr¾c. H×nh 2.6: Mèc g¾n t­êng Mèc g¾n t­êng lo¹i ch×m ®­îc kÕt cÊu gåm 2 phÇn: mét èng trô rçng ch«n cè ®Þnh ch×m trong t­êng vµ bé phËn ®Çu ®o rêi cã thÓ th¸o l¾p ®­îc (h×nh 2.6) C¸c mèc lón ®Æt ë nÒn mãng c«ng tr×nh gåm 2 phÇn chÝnh: mét thanh kim lo¹i dµi kho¶ng 60÷100mm, phÝa trªn cã chám cÇu b»ng kim lo¹i kh«ng rØ, ®­êng kÝnh 20÷30mm. Mèc cã thÓ ®­îc ®Æt trong èng b¶o vÖ (f = 100mm), trªn cã n¾p ®Ëy (h×nh 2.7) *H×nh thøc l­íi C¸c mèc lón ®­îc ®Æt ë nh÷ng vÞ trÝ ®Æc tr­ng cho qu¸ tr×nh lón cña c«ng tr×nh vµ ph©n bè ®Òu kh¾p mÆt b»ng c«ng tr×nh. Mèc ®­îc ®Æt ë vÞ trÝ tiÕp gi¸p cña c¸c kÕt cÊu, bªn c¹nh c¸c khe lón, t¹i nh÷ng n¬i cã ¸p lùc ®éng lín, nh÷ng khu vùc cã ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh kÐm æn ®Þnh. C¸c mèc lón nªn bè trÝ ë gÇn cïng ®é cao ®Ó thuËn lîi cho viÖc ®o ng¾m vµ h¹n chÕ ¶nh h­ëng cña mét sè nguån sai sè trong qu¸ tr×nh ®o ®¹c , thi c«ng l­íi. Sè l­îng vµ s¬ ®å ph©n bè mèc lón ®­îc thiÕt kÕ cho tõng c«ng tr×nh cô thÓ, mËt ®é ®iÓm mèc ph¶i ®ñ ®Ó x¸c ®Þnh ®­îc c¸c tham sè ®Æc tr­ng cho qu¸ tr×nh lón cña c«ng tr×nh. §èi víi c¸c toµ nhµ cã kÕt cÊu mãng b¨ng, t­êng chÞu lùc: mèc ®­îc ®Æt theo chu vi nhµ, t¹i vÞ trÝ giao nhau c¸c t­êng ngang vµ däc, qua 10÷15m ®Æt 1 mèc. §èi víi nhµ d©n dông c«ng nghiÖp kÕt cÊu cét, mèc lón ®Æt t¹i c¸c cét chÞu lùc víi mËt ®é kh«ng d­íi 3 mèc trªn mçi h­íng trôc nhµ. §èi víi nhµ l¾p ghÐp, mèc lón ®­îc ®Æt theo chu vi t¹i c¸c vÞ trÝ trôc nhµ víi mËt ®é 6÷8m mét mèc. T¹i c«ng tr×nh cã kÕt cÊu mãng cäc, mèc lón ®­îc ®Æt däc theo trôc c«ng tr×nh víi mËt ®é kh«ng qu¸ 15m/ mèc. §èi víi c«ng tr×nh d¹ng th¸p (silo, th¸p ph¸t thanh truyÒn h×nh, èng khãi…) mèc ®­îc bè trÝ ®Òu quanh ch©n ®Õ c«ng tr×nh, sè l­îng mèc tèi thiÓu lµ 4. T¹i c«ng tr×nh cÇu, mèc quan tr¾c ®­îc bè trÝ trªn 2 mè vµ c¸c trô cÇu, t¹i c«ng tr×nh ®­êng hÇm, bè trÝ mèc ë nÒn vµ 2 bªn v¸ch hÇm. 2.2. ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c cña l­íi quan tr¾c lón 2.2.1 Ph­¬ng ph¸p ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi ®é cao c¬ së l­íi ®é cao c¬ së ®­îc ­íc tÝnh theo nguyªn lý cña ph­¬ng ph¸p b×nh sai gi¸n tiÕp kÌm ®iÒu kiÖn vµ ®­îc tr×nh bÇy theo c¸c b­íc sau: a. Chän Èn sè L­íi khèng chÕ c¬ së lµ m¹ng l­íi ®éc lËp kh«ng cã ®iÓm ®é cao gèc, do ®ã thùc chÊt ®©y lµ m¹ng l­íi tù do, khi tÝnh to¸n xö lý sè liÖu chóng ta coi ®é cao tÊt c¶ c¸c ®iÓm trong l­íi ®Òu lµ Èn sè. b. LËp hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh HÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cã dang tæng qu¸t: v = a.dh + l (2.6) §èi víi c«ng t¸c ­íc tÝnh l­íi, kh«ng cÇn quan t©m ®Õn sè h¹ng tù do trong c¶ hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh vµ hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn. c. LËp hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn HÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn cã d¹ng (ATPA).dh + atp.l = 0 Hay R. dh + b = 0 (2.7) V× l­íi tù do nªn c¸c cét cña ma trËn A cã mét cét phô thuéc v× vËy hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn (2.7) cã det(R) = 0 , hÖ cã v« sè nghiÖm. Muèn gi¶i ®­îc cÇn cã thªm c¸c ®iÒu kiÖn rµng buéc Èn sè cã d¹ng: CT. dh = 0 C1. dH1 + C2.dh2 + … + Cn. dnH = 0 (2.8) KÕt hîp (2.7) vµ (2.8) ta ®­îc hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn më réng d¹ng khèi CT 0 0 k + + = 0 R C dh b (2.9) R C -1 HÖ (2.9) cã det(R) = CT 0 ≠ 0, R kh«ng suy biÕn, hÖ cã nghiÖm. d. TÝnh ma trËn nghÞch ®¶o R C -1 R~ T R-1 = = (2.10) CT 0 TT 0 NÕu cÇn tÝnh nghiÖm ta x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: dh = - R~.b Trong ®ã: R~ gäi lµ ma trËn gi¶ nghÞch ®¶o TÝnh ma trËn gi¶ nghÞch ®¶o R~ cã c«ng thøc: R~ = (R + C.P0.CT)-1 - TT.P0-1.T (2.11) Víi: TT = B(CTB )-1 B = ( 1 1 1 ….. n) n=1 (n lµ sè ®iÓm) e. §¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c kÕt qu¶ ®o * SSTP ®¬n vÞ träng sè: µ = (2.12) * SSTP ®é cao cña mét ®iÓm: = µ (2.13) Trong ®ã: µ lµ sai sè trung ph­¬ng träng sè ®¬n vÞ Qj lµ träng sè ®¶o ®iÓm i lµ phÇn tö n»m trªn ®­êng chÐo chÝnh cña ma trËn nghÞch ®¶o R~ . 2.2.2. Ph­¬ng ph¸p ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi quan tr¾c ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c cña l­íi quan tr¾c thùc hiÖn theo nguyªn lý cña b×nh sai gi¸n tiÕp. 1. Chän Èn sè Èn sè ®­îc chän ®¶m b¶o ®iÒu kiÖn ®éc lËp vµ ®ñ víi l­íi ®é cao, Èn sè ®­îc chän lµ ®é cao c¸c ®iÓm cÇn t×m. 2. LËp hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh V =Adh + L (2.14) 3. LËp hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn (ATPA)dh + (ATPL) = 0 (2.15) Hay: Rdh + b = 0 (2.16) 4. TÝnh ma trËn nghÞch ®¶o Q Q = R-1 (2.17) 5. Sai sè trung ph­¬ng ®é cao c¸c ®iÓm trong l­íi = µ (2.18) Sai sè trung ph­¬ng x¸c ®Þnh chªnh cao t¹i mét tr¹m m¸y µ = (2.19) Trong ®ã: - sai sè trung ph­¬ng x¸c ®Þnh ®é cao ®iÓm. - träng sè ®¶o yÕu nhÊt trong l­íi, lµ phÇn tö n»m trªn ®­êng chÐo chÝnh ma trËn R-1. 2.3. ThiÕt kÕ chu kú ®o Quan tr¾c lón ®­îc tiÕn hµnh nhiÒu lÇn, mçi lÇn quan tr¾c ®­îc gäi lµ mét chu kú. Thêi gian tiÕn hµnh c¸c chu kú ®­îc x¸c ®Þnh trong khi thiÕt kÕ kü thuËt quan tr¾c lón. Chu kú quan tr¾c ph¶i tÝnh to¸n sao cho kÕt qu¶ quan tr¾c ph¶n ¸nh ®­îc thùc chÊt qu¸ tr×nh lón cña c«ng tr×nh. NÕu chu kú quan tr¾c th­a th× sÏ kh«ng ph¶n ¸nh ®óng qui luËt chuyÓn dÞch, ng­îc l¹i nÕu chu kú quan tr¾c qu¸ dµy sÏ dÉn tíi l·ng phÝ nh©n lùc, tµi chÝnh vµ c¸c chi phÝ kh¸c. Cã thÓ ph©n ra c¸c chu kú quan tr¾c trong ba giai ®o¹n *Giai ®o¹n thi c«ng Chu kú quan tr¾c ®Çu tiªn ®­îc tiÕn hµnh lóc thi c«ng xong phÇn mãng c«ng tr×nh. C¸c chu kú tiÕp theo ®­îc Ên ®Þnh tuú thuéc tiÕn ®é x©y dùng vµ møc t¨ng t¶i träng c«ng tr×nh, nÕu dù ®Þnh thùc hiÖn 4 chu kú trong giai ®o¹n thi c«ng th× thêi ®iÓm quan tr¾c sÏ chän vµo lóc c«ng tr×nh x©y dùng ®¹t 25%, 50%, 75%, 100% t¶i träng cña b¶n th©n c«ng tr×nh. §èi víi c¸c c«ng tr×nh quan träng cã ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt ®Æc biÖt, cã thÓ t¨ng thªm chu kú ®o. *Giai ®o¹n ®Çu vËn hµnh c«ng tr×nh C¸c chu kú quan tr¾c ®­îc Ên ®Þnh phô thuéc vµo tèc ®é chuyÓn dÞch vµ ®Æc ®iÓm vËn hµnh c«ng tr×nh. Thêi gian ®o gi÷a hai chu kú trong giai ®o¹n nµy cã thÓ chän tõ 2 ÷ 6 th¸ng. *Giai ®o¹n c«ng tr×nh ®i vµo æn ®Þnh Thêi gian quan tr¾c gi÷a hai chu kú kÕ tiÕp ®­îc Ên ®Þnh th­a h¬n, cã thÓ tõ 6 th¸ng tíi 1 hoÆc 2 n¨m, viÖc quan tr¾c sÏ kÕt thóc khi c«ng tr×nh hoµn toµn æn ®Þnh. Trong mét sè tr­êng hîp ®Æc biÖt, khi ph¸t sinh yÕu tè ¶nh h­ëng kh«ng cã lîi ®Õn ®é æn ®Þnh cña c«ng tr×nh, cÇn thùc hiÖn c¸c chu kú quan tr¾c bæ xung. Riªng ®èi víi c¸c c«ng tr×nh chÞu ¸p lùc biÕn ®æi theo chu kú (nh­ c¸c c«ng tr×nh chÞu ¸p lùc t¹i nhµ m¸y thuû ®iÖn, ®Ëp n­íc cña hå chøa), c«ng t¸c quan tr¾c biÕn d¹ng ®­îc thùc hiÖn th­êng xuyªn trong suèt qu¸ tr×nh vËn hµnh, khai th¸c c«ng tr×nh. 2.4. Tiªu chuÈn æn ®Þnh l­íi c¬ së - C¸c mèc khèng chÕ c¬ së mÆc dï ®· cè g¾ng t¹o ra ®é æn ®Þnh nh­ng trong suèt qu¸ tr×nh quan tr¾c rÊt nhiÒu nguyªn nh©n lµm cho c¸c mèc c¬ së kh«ng hoµn toµn æn ®Þnh v× vËy cÇn ph¶i x©y dùng mét tiªu chuÈn b»ng sè ®Ó ®¸nh gi¸ møc ®é æn ®Þnh cña c¸c ®iÓm c¬ së. gäi ms - lµ sai sè thµnh phÇn x¸c ®Þnh ®é lón c«ng tr×nh (th­êng cho tr­íc khi thiÕt kÕ kü thuËt) mSI, mSII lµ thµnh phÇn ¶nh h­ëng cña mçi bËc l­íi ®Õn ®é chÝnh x¸c x¸c ®Þnh lón. Lóc ®ã cã thÓ viÕt ms2 = mS12 + mS22 Møc ¶nh h­ëng cña c¸c bËc l­íi ®Õn ®é chÝnh x¸c, x¸c ®Þnh lón kh«ng nh­ nhau mµ kh¸c nhau méc hÖ sè k nghÜa lµ mS2 = k.mS1 Nh­ thÕ suy ra mS1 = NÕu c¸c mèc c¬ së nµo ®ã cã sù thay ®æi ®é cao gi÷a 2 chu kú v­ît qu¸ gi¸ trÞ giíi h¹n x¸c ®Þnh chóng ®­îc xem lµ kh«ng æn ®Þnh nghÜa lµ |DHJ| > t.mS1; t lµ gi¸ trÞ chuyÓn ®æi tõ gi¸ trÞ trung ph­¬ng sang gi¸ trÞ giíi h¹n ® kh«ng æn ®Þnh. |DHJ| < t.mS1 ® æn ®Þnh Gäi DHJ lµ sù thay ®æi ®é cao cña c¸c mèc c¬ së thø J gi÷a 2 lÇn quan tr¾c. Ch­¬ng 3 ThiÕt kÕ ph­¬ng ¸n quan tr¾c ®é lón c«ng tr×nh nhµ chung c­ 25 tÇng khu ®« thÞ míi §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng . Giíi thiÖu vÒ ®Æc ®iÓm x©y dùng c«ng tr×nh * §Æc ®iÓm vÞ trÝ ®Þa lý + C«ng tr×nh nhµ trung c­ 25 tÇng thuéc l« ®Êt ký hiÖu N05 ®­îc quy ho¹ch lµm côm c«ng tr×nh nhµ cao tÇng hçn hîp n»m trong khu ®« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng. - PhÝa §«ng B¾c gi¸p ®­êng Hoµng §¹o Thuý, ®èi diÖn víi khu ®é thÞ míi Trung Hoµ - Nh©n ChÝnh do tæng c«ng ty XNKXD ViÖt Nam lµm chñ ®Çu t­. - PhÝa §«ng Nam gi¸p khu t¸i ®Þnh c­ Trung Hoµ - Nh©n ChÝnh do tæng c«ng ty ph¸t triÓn nhµ thµnh phè Hµ Néi lµ chñ ®Çu t­. - PhÝa t©y Nam vµ ®«ng B¾c gi¸p c¸c l« ®Êt vµ ®­êng néi bé theo quy ho¹ch chi tiÕt khu ®« thÞ §«ng Nam TrÇn Duy H­ng * §Æc ®iÓm ®Þa chÊt Theo tµi liÖu b¸o c¸o kÕt qu¶ khoan kh¶o s¸t ®Þa chÊt c«ng tr×nh nhµ sè 4 côm v¨n phßng l« ®Êt N 05 khu ®« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng - Hµ Néi cña liªn hiÖp kh¶o s¸t ®Þa chÊt vµ xö lý nÒn mãng c«ng tr×nh, th¸ng 6/2007) Tõ mÆt ®Êt tù nhiªn víi cao ®é gi¶ ®Þnh lµ 0.0m ®Õn ®é s©u h¬n 50.0m cã 8 líp ®Êt sau Líp1: §Êt lÊp thµnh phÇn c¸c h¹t nhá, tr¹ng th¸i xèp ®Êt nµy yÕu nªn bãc bá tr­íc khi x©y dùng. Líp 2: SÐt mµu n©u x¸m vµng, tr¹ng th¸i dÎo mÒm - dÎo cøng. §©y lµ líp cã søc chÞu t¶i trung b×nh nh­ng bÒ mÆt dµy líp máng Líp3: SÐt pha x¸m xanh, x¸m ghi, tr¹ng th¸i dÎo ®©y lµ líp cã søc chÞu t¶i kÐm. Líp 4: C¸t pha x¸m xanh, x¸m ghi tr¹ng th¸i dÎo. §©y lµ líp cã søc chÞu t¶i kÐm. Líp5: C¸c h¹t nhá x¸m xanh, x¸m ghi tr¹ng th¸i xèp - chÆt võa. §©y lµ líp cã chiÒu dµy lín ph©n bè ®Òu vµ søc chÞu t¶i kh¸ tèt. Líp6: SÐt pha x¸m xanh, x¸m ghi tr¹ng th¸i dÎo mÒm ®©y lµ líp cã søc chÞu t¶i kÐm Líp7: C¸c h¹t trung- th«, x¸m xanh, x¸m ghi, tr¹ng th¸i chÆt - ®Êt chÆt. §©y lµ líp cã chiÒu dÇy ph©n bæ lín vµ søc chÞu rÊt tèt Líp8: Cuéi sái lÊn c¸t xanh x¸m, x¸m tr¾ng tr¹ng th¸i ®Êt chÆt. §©y lµ líp chiÒu dÇy ph©n bæ lín, vµ søc chÞu t¶i tèt nhÊt * Quy m« x©y dùng Côm c«ng tr×nh nhµ cao tÇng hçn hîp §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng lµ tæ hîp 4 khèi cao tÇng (2 khèi 25 tÇng vµ 2 khèi 29 tÇng) trªn khu ®Êt réng 29.680m2. Chøc n¨ng chÝnh cña côm c«ng tr×nh lµ c¨n hé b¸n vµ cho thuª, ngoµi ra cßn tæ chøc thªm c¸c dÞch vô th­¬ng m¹i, dÞch vô c«ng céng x· héi vµ kh«ng gian sinh ho¹t céng ®ång, cã hÖ thèng tÇng hÇm ®Ó xe phôc vô nhu cÇu cña ng­êi d©n trong toµ nhµ víi mËt ®é x©y dùng kho¶ng 23% phÇn cßn l¹i cña khu ®Êt dµnh cho kh«ng gian c©y xanh, s©n v­ên, b·i ®Ó xe ngoµi trêi vµ hÖ thèng ®­êng giao th«ng néi bé Tæng thÓ kiÕn tróc ®· ®¶n b¶o c¸c chØ tiªu x©y dùng phï hîp víi yªu cÇu cña mét c«ng tr×nh nhµ ë kÕt hîp c«ng céng, ®Æc biÖt l­u ý ®Õn c¸c chøc n¨ng phô 3.2. ThiÕt kÕ ph­¬ng ¸n quan tr¾c ®é lón 3.2.1. ThiÕt kÕ mèc vµ l­íi * Mèc khèng chÕ c¬ së XÐt theo ®iÒu kiÖn thùc tÕ vµ do yªu cÇu cña chñ ®Çu t­, chóng t«i thiÕt kÕ mèc c¬ së cho c«ng t¸c quan tr¾c lón c«ng tr×nh nhµ chung c­ 25 tÇng Khu ®« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng lµ lo¹i mèc ch«n s©u lâi ®¬n (h×nh A.1). H×nh 3.1. KÕt cÊu mèc khèng chÕ ®é cao c¬ së *Mèc quan tr¾c Mèc quan tr¾c ®­îc thiÕt kÕ nh­ h×nh 3.2. H×nh 3.2. KÕt cÊu mèc quan tr¾c *ThiÕt kÕ l­íi khèng chÕ c¬ së Theo TCXDVN 271:2002 chóng t«i chän mèc khèng chÕ c¬ së lµ mèc ch«n s©u cã cÊu t¹o nh­ (h×nh 3.1), ®Ó ®¶m b¶o ®é v÷ng ch¾c cho ®å h×nh vµ thuËn tiÖn cho viÖc ®« nèi tõ mèc c¬ së ®Õn mèc quan tr¾c. S¬ ®å mèc ®­îc bè trÝ thµnh côm gåm 4 mèc bao quanh c«ng tr×nh (h×nh 3.3), c¸c mèc khèng chÕ ®­îc ®Æt ngoµi ph¹m vi chuyÓn dÞch cña c«ng tr×nh, c¸ch Ýt nhÊt 1.5 lÇn chiÒu cao c«ng tr×nh. Trong ®ã cã 2 mèc R1 vµ R2 lµ 2 mèc míi khoan s©u cã cÊu t¹o nh­ h×nh 3.1 Mèc R3 ®­îc g¾n vµo mãng cña toµ nhµ 34 tÇng cña khu ®« thÞ míi Trung Hoµ Nh©n ChÝnh. Mèc R4 ®­îc g¾n vµo mãng cña toµ nhµ 15 tÇng khu trung c­ Víi sù ph©n bè cña 4 mèc R1, R2, R3 vµ R4 ®· t¹o nªn s¬ ®å l­íi c¬ së d¹ng ®iÓm ®¬n rÊt phï hîp víi c«ng tr×nh. H×nh 3.3. S¬ ®å l­íi khèng chÕ c¬ së R3 R2 *ThiÕt kÕ l­íi quan tr¾c R4 R1 H×nh 3.4. S¬ ®å l­íi quan tr¾c Theo TCXDVN 271:2002, c¸c mèc quan tr¾c ®­îc bè trÝ theo chu vi vµ theo c¸c trôc nªn kho¶ng c¸ch c¸c mèc ta lÊy trung b×nh lµ 7.5m. C«ng tr×nh cã chu vi lµ 190 m. Do ®ã sè mèc quan tr¾c trong c«ng tr×nh cÇn cã lµ: mèc Theo TCXDVN 271:2002 vµ do yªu cÇu cña chñ ®Çu t­, xung quanh c«ng tr×nh sÏ ®­îc g¾n 25 mèc lón t¹i c¸c vÞ trÝ c¸c cét chÞu lùc cña c«ng tr×nh. C¸c ®iÓm quan tr¾c lón ®­îc liªn kÕt víi nhau vµ nèi víi hÖ thèng ®iÓm khèng chÕ b»ng tuyÕn thñy chuÈn h¹ng II. C¸c mèc quan tr¾c cã cÊu t¹o nh­ (h×nh A.2) vµ ®­îc kÝ hiÖu tõ M1 ®Õn M25. L­íi quan tr¾c lµ m¹ng l­íi thñy chuÈn dµy ®Æc liªn kÕt c¸c mèc lón vµ ®­îc ®o nèi víi 4 mèc khèng chÕ c¬ 3.2.2 X¸c ®Þnh sai sè tæng hîp cña hai bËc l­íi Nhµ chung c­ 25 tÇng Khu ®« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng ®­îc x©y dùng trªn nÒn ®¸, nöa ®Êt ®¸ nªn ta chän mS = 2mm. VËy sai sè trung ph­¬ng tæng hîp lµ mho = 1.414mm. Víi mho = 1.414mm vµ chän k= 2 ta cã: Sai sè trung ph­¬ng ®é cao bËc l­íi khèng chÕ ®é cao c¬ së: Sai sè trung ph­¬ng ®é cao l­íi quan tr¾c: 3.2.3 ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi khèng chÕ c¬ së - Chän Èn sè lµ ®é cao cña 4 ®iÓm mèc trong l­íi. Thµnh lËp hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh: Stt HÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh Träng sè Pi R1 R2 R3 R4 1 -1 1 0 0 0.2 2 0 -1 1 0 0.1 3 0 0 -1 1 0.1 4 1 0 0 -1 0.1 5 -1 0 1 0 0.1 - Ma trËn hÖ sè hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn: - X¸c lËp ma trËn ®Þnh vÞ C: C = (1 1 1 1 ) - TÝnh ma trËn gi¶ nghÞch ®¶o: - TÝnh sai sè ®o chªnh cao trªn 1 tr¹m ®o Ta thÊy ®iÓm R4 cã träng sè lín nhÊt,nªn lµ ®iÓm yÕu nhÊt. VËy l­íi khèng chÕ ®é cao c¬ së cña c«ng tr×nh nhµ chung c­ 25 tÇng Khu ®« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng cÇn ®o víi ®é chÝnh x¸c mét tr¹m ®o lµ: * Víi kÕt qu¶ ­íc tÝnh nh­ trªn th× l­íi c¬ së ®­îc ®o t­¬ng ®­¬ng víi l­íi h¹ng II. 3.2.4. ¦íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi quan tr¾c ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c l­íi quan tr¾c theo ph­¬ng ph¸p ®iÓm nót víi tr×nh tù nh­ sau: - Chän Èn sè lµ ®é cao c¸c ®iÓm nót cña l­íi - X¸c ®Þnh ma trËn hÖ sè ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh - TÝnh sai sè chªnh cao trªn mét tr¹m ®o Ta thÊy ®iÓm nót N2 lµ ®iÓm yÕu nhÊt, mµ ®iÓm nót N2 trïng víi ®iÓm mèc M22. VËy l­íi quan tr¾c lón nhµ chung c­ 25 tÇng Khu ®« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng cÇn ®o víi ®é chÝnh x¸c: * Víi kÕt qu¶ ­íc tÝnh nh­ trªn th× l­íi quan tr¾c còng ®­îc ®o t­¬ng ®­¬ng víi l­íi h¹ng II. 3.3.Chu kú quan tr¾c ®é lón nhµ chung c­ 25 tÇng Do ®Æc ®iÓm c«ng tr×nh x©y dùng phÇn lín n»m trªn nÒn ®Þa chÊt yÕu c¸c líp ®Êt ®¸ cã tÝnh chÊt biÕn d¹ng cao vµ chÞu t¶i kÐm do vËy ®Ó ®¸nh gi¸ ®óng sù biÕn d¹ng lón, c¸c chu kú quan tr¾c ®­îc ph©n lµm 2 giai ®o¹n. Giai ®o¹n 1. §o ®é lón c«ng tr×nh trong giai ®o¹n thi c«ng. Giai ®o¹n 2. §o ®é lón c«ng tr×nh trong thêi kú khai th¸c vµ sö dông. C«ng tr×nh trªn ®­îc ®o theo ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc tia ng¾m ng¾n, ®é chÝnh x¸c ®o lón h¹ng II ®Þa h×nh cÊp 3 c¸c mèc quan tr¾c ®­îc g¾n ë trªn tÇng hÇm thø nhÊt vµ ®­îc dù kiÕn ®o 11 chu kú. Giai ®o¹n 1: Chu kú 1: Khi c«ng tr×nh ®· hoµn thµnh tÇng hÇm 1 b¾t ®Çu g¾n mèc råi tiÕn hµnh ®o ®¹c. Chu kú 2: B¾t ®Çu tiÕn hµnh quan tr¾c khi x©y xong tÇng 4. Chu kú 3: B¾t ®Çu tiÕn hµnh quan tr¾c khi x©y xong tÇng 8. Chu kú 4: B¾t ®Çu tiÕn hµnh quan tr¾c khi x©y xong tÇng 12. Chu kú 5: B¾t ®Çu tiÕn hµnh quan tr¾c khi x©y xong tÇng 16. Chu kú 6: B¾t ®Çu tiÕn hµnh quan tr¾c khi x©y xong tÇng 20. Chu kú 7: B¾t ®Çu tiÕn hµnh quan tr¾c khi x©y xong tÇng 25. Giai ®o¹n 2: Chu kú 8: §­îc tiÕn hµnh quan tr¾c sau chu kú 7 lµ 3 th¸ng. Chu kú 9: §­îc tiÕn hµnh quan tr¾c sau chu kú 8 lµ 3 th¸ng . Chu kú 10: §­îc tiÕn hµnh quan tr¾c sau chu kú 9 lµ 3 th¸ng . Chu kú 11: §­îc tiÕn hµnh quan tr¾c sau chu kú 10 lµ 3 th¸ng . * Theo yªu cÇu cña chñ ®Çu t­ th× c«ng tr×nh trªn ®­îc quan tr¾c trong vßng 1 n¨m 3.4. Ph­¬ng ph¸p ®o vµ quy tr×nh ®o lón 3.4.1. Ph­¬ng ¸n ®o ®¹c L­íi c¬ së ®­îc ®o víi tiªu chuÈn ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng víi l­íi h¹ng II nhµ n­íc vµ l­íi quan tr¾c còng ®­îc ®o víi tiªu chuÈn ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng víi l­íi h¹ng II nhµ n­íc. Ph­¬ng ¸n ®o ®¹c dïng ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc. ThiÕt bÞ dïng ®Ó quan tr¾c ®é lón cña c¸c h¹ng môc c«ng tr×nh lµ m¸y thuû b×nh cã ®é chÝnh x¸c cao NA2 cña Thôy Sü vµ mia Invar cña §øc. H×nh 3: M¸y thuû chuÈn NA2 Mét sè tÝnh n¨ng kü thuËt cña m¸y NA2 Tªn m¸y N­íc SX vµ H·ng èng kÝnh Gi¸ trÞ ph©n kho¶ng bät thuû SSTP ®o chªnh cao 1km ®i vµ vÒ mm Ghi chó §é phãng ®¹i Kho¶ng c¸ch ng¾n nhÊt Bät thuû dµi Bät thuû trßn NA2 Thôy sü Leica 40x 0.9 m Tù ®éng 8’/2 mm ± 0.7 ± 0.3 - Kh«ng cã Micrometer -Cã Micrometer 3.4.2 §o ®é lón c«ng tr×nh b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc h¹ng II §o ®é lón b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc h¹ng II ®­îc tiÕn hµnh b»ng m¸y ®o cao lo¹i H1, H2, NAK2, Ni004 vµ c¸c m¸y ®o cã ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng. Cã thÓ dïng c¸c lo¹i m¸y ®o cao tù ®éng c©n yªu cÇu tõ 35X 40X. - Gi¸ trÞ v¹ch kh¾c trªn mÆt èng n­íc dµi kh«ng v­ît qu¸ . - Gi¸ trÞ v¹ch kh¾c vµnh ®äc sè cña bé ®o cùc nhá lµ . ViÖc ®o cao ®­îc tiÕn hµnh theo c¸c vßng ®o b»ng mét ®é cao m¸y. TÊt c¶ c¸c m¸y vµ dông cô ®Ó ®o ®é lón b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc h¹ng II ®Òu ph¶i ®­îc kiÓm tra, kiÓm nghiÖm ë trong phßng vµ ngoµi thùc ®Þa theo néi dung, yªu cÇu cña quy ph¹m. Khi ®o ®é lón b»ng ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc h¹ng II cÇn dïng mia cã b¨ng inva hoÆc hai thang chia v¹ch. Gi¸ trÞ kho¶ng chia cña c¸c v¹ch trªn mia cã thÓ lµ 5mm hoÆc 10mm. ChiÒu dµi cña mia tõ . Sai sè c¸c kho¶ng chia 1m, 1dm vµ toµn chiÒu dµi mia kh«ng v­ît qu¸ 0.20mm. Khi mia dïng ®Ó ®o ®é lón ë miÒn nói th× sai sè nµy kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 0.10mm. Tr×nh tù ®o ng¾m trªn mét tr¹m m¸y: - §Æt ch©n m¸y: ch©n m¸y thñy chÈm ®Æt trªn tr¹m khi ®o ph¶i ®­îc th¨ng b»ng kh«ng ®­îc nghiªng lÖch, hai ch©n cña m¸y ®­îc ®Æt song song víi ®­êng ®o, ch©n thø ba c¾t ngang khi bªn ph¶i, khi bªn tr¸i, tÊt c¶ ba ch©n cña ch©n m¸y ph¶i ë trong ®iÒu kiÖn gièng nhau. - L¾p m¸y vµo ch©n b»ng èc nèi. - C©n b»ng bät thñy theo èng thñy g¾n trªn m¸y. §é lÖch cña bät thñy tèi ®a lµ hai v¹ch kh¾c cña èng thñy. ViÖc tÝnh to¸n ghi chÐp sè ®äc trªn mia ®­îc thùc hiÖn theo c¸c ch­¬ng tr×nh ghi ë b¶ng sau: Møc ®é cao thø nhÊt cña m¸y Sc Tc Tp Sp Sc Sp Tc Tp Møc ®é cao thø hai cña m¸y Tc Sc Sp Tp Tc Tp Sc Sp Trong ®ã : Sc: sè ®äc trªn thang chÝnh mia sau. Sp: sè ®äc trªn thang phô mia sau. Tc: sè ®äc trªn thang chÝnh mia tr­íc. Tp: sè ®äc trªn thang chÝnh mia tr­íc. S : ch÷ viÕt t¾t cña tõ sau. T : ch÷ viÕt t¾t cña tõ tr­íc. c : ch÷ viÕt t¾t cña tõ thang chÝnh. p : ch÷ viÕt t¾t cña tõ thang phô. Khi ®o ®é lón khu chung c­ cao tÇng, qu¸ tr×nh ®o ng¾m b¾t ®Çu tõ mét cäc mèc vµ kÕt thóc còng nªn kÕt thóc ë cäc mèc ®ã. Còng cã thÓ kÕt thóc viÖc ®o ng¾m trªn mét cäc mèc kh¸c theo c¸c ®­êng ®o khÐp kÝn hoÆc ®­êng ®o nèi vµo c¸c mèc chuÈn. Sè tr¹m m¸y trong tuyÕn ®o treo ®­îc phÐp tèi ®a lµ 2. Sè tr¹m m¸y trong tuyÕn ®o khÐp kÝn ph¶i b¶o ®¶m ®é chÝnh x¸c cÇn thiÕt cña gi¸ trÞ ®é lón nhËn ®­îc. ChiÒu dµi cña tia ng¾m kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 30m, trong tr­êng hîp c¸ biÖt khi ®o dµi vµ sö dông mia kh¾c v¹ch cã bÒ réng lµ 2mm, th× cho phÐp t¨ng chiÒu dµi cña tia ng¾m ®Õn 40m. ChiÒu cao tia ng¾m ph¶i ®Æt c¸ch mÆt ®Êt tèi thiÓu lµ 0.5m. Chªnh lÖch cña kho¶ng c¸ch tõ m¸y ®Õn mia tr­íc vµ mia sau kh«ng v­ît qu¸ 1m. TÝch lòy kho¶ng c¸ch tõ m¸y ®Õn mia trong c¸c tuyÕn ®o hoÆc mét vßng ®o khÐp kÝn kh«ng ®­îc v­ît qu¸ . Khi gãc i cña m¸y , cã thÓ cho phÐp chªnh lÖch kho¶ng c¸ch tõ m¸y tíi mia lµ 2m vµ tÝch lòy chªnh lÖch kho¶ng c¸ch tõ m¸y tíi mia trong mét tuyÕn ®o hoÆc vßng ®o khÐp kÝn kh«ng ®­îc v­ît qu¸ 8m. ViÖc ®o ®é lón ph¶i ®­îc thùc hiÖn trong ®iÒu kiÖn thuËn lîi cho viÖc ®o ng¾m theo quy t¾c: t­¬ng tù nh­ ph­¬ng ph¸p ®o cao h×nh häc h¹ng I. NÕu sö dông c¸c ®iÓm chuyÓn tiÕp khi ®o ®é lón c«ng tr×nh th× ph¶i sö dông c¸c “cãc” ®Ó ®Æt mia. T¹i mçi tr¹m m¸y cÇn kiÓm tra ngay c¸c kÕt qu¶ ®o ë ngoµi thùc ®Þa. C«ng t¸c kiÓm tra nµy bao gåm: - TÝnh hiÖu sè ®äc cña thang chÝnh vµ thang phô cña mia. HiÖu sè nµy ph¶i ®­îc ph©n biÖt víi sè cè ®Þnh kh«ng lín h¬n 3 v¹ch chia cña bé ®o cùc nhá . Khi cã sù kh¸c nhau lín, viÖc ®o t¹i tr¹m m¸y cÇn ph¶i ®­îc thùc hiÖn l¹i. - TÝnh c¸c chªnh cao nh©n ®«i theo thang chÝnh vµ thang phô cña mia tr­íc vµ mia sau. Sù kh¸c nhau cña chªnh cao nh©n ®«i ë thang chÝnh vµ thang phô kh«ng ®­îc lín h¬n 6 v¹ch chia cña bé ®o cùc nhá . Khi cã sù chªnh lÖch lín, c«ng viÖc ®o ng¾m cÇn ph¶i ®­îc thùc hiÖn l¹i. - TÝnh to¸n chªnh cao ®o. Sau khi thùc hiÖn c¸c tuyÕn ®o khÐp kÝn, ph¶i tÝnh to¸n kiÓm tra sai sè khÐp vßng ®o. Sai sè khÐp vßng ®o kh«ng ®­îc v­ît qu¸ sai sè cho phÐp tÝnh theo c«ng thøc: (3.1) trong ®ã: n lµ sè tr¹m m¸y trong tuyÕn ®o cao khÐp kÝn. 3.4.3 ThiÕt kÕ h¹n sai tÝnh theo sai sè khÐp X¸c ®Þnh sai sè khÐp cña tÊt c¶ c¸c vßng khÐp trªn s¬ ®å. Sai sè khÐp cho phÐp cña c¸c vßng ®o ®­îc x¸c ®Þnh theo c¸c c«ng thøc: ; sai sè trung phu¬ng ®o cao trªn mét tr¹m m¸y lµ 0,15mm/tr¹m ®èi víi ®o ®é lón cÊpI, vµ ; sai sè trung ph­¬ng ®o cao trªn mét tr¹m m¸y lµ 0,25mm/ tr¹m ®èi víi ®o ®é lón cÊp II. Trong c¸c c«ng thøc trªn n lµ sè tr¹m m¸y trãng vßng ®o khÐp kÝn. NÕu sau sè khÐp vßng ®o cña tÊt c¶ c¸c vßng ®o nhá h¬n hoÆc b»ng gi¸ trÞ cho phÐp th× tiÕn hµnh b×nh sai l­íi. Tr­êng hîp sai sè khÐp vßng ®o v­ît qu¸ trÞ cho phÐp th× ph¶i tiÕn hµnh ®o l¹i. 3.3 ThiÕt kÕ ph­¬ng ¸n xö lý sè liÖu 3.3.1. Kü thuËt xö lý sè liÖu l­íi c¬ së §èi víi l­íi ®é cao c¬ së cña c«ng tr×nh nhµ trung c­ 25 tÇng ®«ng nam ®­êng TrÇn Duy H­ng ®­îc xö lý theo ph­¬ng ph¸p l­íi ®é cao tù do a. Yªu cÇu vµ nhiÖm vô cña c«ng t¸c xö lý sè liÖu - Cã 2 yªu cÇu: - Trong tÊt c¶ c¸c chu kú quan tr¾c vµ ®Þnh vÞ l­íi trong cïng 1 hÖ thèng to¹ ®é hoÆc (cao ®é) ®· chän ngµy tõ chu kú ®Çu tiªn. - ViÖc tÝnh to¸n ph¶i ®­îc thùc hiÖn sau khi kÕt qu¶ b×nh sai bËc l­íi quan tr¾c kh«ng chÞu ¶nh h­ëng sai sè cña sè liÖu gèc vµ nh÷ng chuyÓn dÞch (nÕu c¸o) cña c¸c ®iÓm gèc. §Ó ®¸p øng 2 yªu cÇu ®ã nhiÖm vô cña c«ng t¸c sö lý sè liÖu ph¶i bao gåm: + Ph¶i ph©n tÝch ®¸nh gi¸ ®é æn ®Þnh cña c¸c ®iÓm cña l­íi c¬ së t×m ra ®iÓm æn ®Þnh vµ hiÖu chØnh vµo nh÷ng ®iÓm kÐm æn ®Þnh t¹i thêi ®iÓm xö lý l­íi. - B×nh sai l­íi quan tr¾c tÝnh to¸n c¸c th«ng sè chuyÓn dÞch cña c«ng tr×nh. Hai nhiÖm vô nµy ®ång thêi còng lµ quy tr×nh xö lý sè liÖu nã cã thÓ ®­îc gi¶i quyÕt ®ång thêi hoÆc t¸ch biÖt. b. ThuËt to¸n b×nh sai l­íi tù do. Gi¶ sö cã l­íi tr¾c ®Þa tù do ®­îc b×nh sai theo ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp. HÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh viÕt d­íi d¹ng ma trËn. V = Ax + L (3.2) Theo nguyªn lý b×nh ph­¬ng nhá nhÊt tõ hÖ (b) lËp ®­îc hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn nh­ sau: (ATPA)x + ATPL = 0 (3.3) hay viÕt gän: Rx + b = 0 (3.4) Víi l­íi tù do th× hÖ (3.4) kh«ng gi¶i ®­îc theo ph­¬ng ph¸p th«ng th­êng v× cã det (R) = 0. §Ó gi¶i ®­îc cÇn ®­a vµo hÖ ®iÒu kiÖn rµng buéc ®èi víi vect¬ Èn. Cxt + Lc = 0 (3.5) Sè ph­¬ng tr×nh cña hÖ (3.5) ®óng b»ng sè khuyÕt cña m¹ng l­íi lóc nµy kÕt hîp hÖ (3.5) víi hÖ (3.4) sÜ cã hÖ ph­¬ng tr×nh chuyÓn më réng viÕt d­íi d¹ng ma trËn. + x = 0 R C X b (3.6) CT O K Lc HÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn (3.6) kh«ng suy biÕn n÷a tõ ®©y t×m ®­îc ma trËn gi¶ nghÞch ®¶o. R ~ = (R + CCT)-1 - TTT (3.7) Cã nghÜa nh­ ma trËn - 1 vµ ®­îc dïng ®Ó b×nh sai vµ ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c cô thÓ dïng ®Ó t×nh nghiÖm. X = - R ~.b dïng R ~ ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c. Kx = m02 R ~ ma trËn t­¬ng quan cña c¸c Èn sè (m0 sai sè TP träng sè ®¬n vÞ) m0 = n: lµ sè l­îng tù do t: lµ sè l­îng Èn sè d: sè khuyÕt cña l­íi tù do (l­íi tù do d = 1) b) øng dông: HÖ (3.5) ®­a vµo hÖ (3.4) ®Òu gi¶i ®­îc nh­ng khi øng dông vµo xö lý sè liÖu quan tr¾c lón th× cÇn lùa chän ®iÒu kiÖn (3.5) mét c¸ch phï hîp ®èi víi l­íi ®é cao tù do vect¬ c cã d¹ng C = (C1, C2 … Cn)m m lµ sè ®iÓm l­íi khèng chÕ c¬ së th­êng chän: Ci = 0 nÕu ®iÓm i kh«ng æn ®Þnh vµ Ci = 1 nÕu ®iÓm i æn ®Þnh. ®Ó ®¬n gi¶n chän Lc = 0 Qu¸ tr×nh t×m kiÕm ®iÓm æn ®Þnh cña l­íi c¬ së lµ 1 qu¸ tr×nh lÆp vµ ®­îc m« t¶ theo s¬ ®å sau: LËp hÖ V = Ax - L LËp hÖ Rx +b = 0 chän ®iÒu kiÖn Cxt = 0 hÖ ban ®Çu TÝnh: R~ = (R + CCt)-1 - TTt TÝnh nghiÖm X = - R~.b |DHi| £ t.msI B×nh sai ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c Dõng Chän l¹i Kh«ng ®óng - Chän Èn sè Èn sè lµ ®é cao cña c¸c ®iÓm l­íi khèng chÕ c¬ së - LËp hÖ ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh V = Ax+ L - TÝnh träng sè cho c¸c chªnh cao ®o Pi = - Chän ®é cao gÇn ®óng lµ ®é cao ®· biÕt cña c¸c ®iÓm trong chu kú tr­íc - LËp hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn th­êng Rx + b = 0 - chän hÖ rµng buéc: trong lÇn lÆp ®Çu tiªn chän C = (1.1…1)T - TÝnh Trong ®ã T lµ ma trËn trung gian ®­îc x¸c ®Þnh nh­ sau Trong ®ã ®èi víi l­íi ®é cao tù do chóng ta lu«n cã B = (1.1…1)T V× vËy gi÷a T vµ B cã mèi quan hÖ nh­ sau: Trong ®ã K lµ sè phÇn tö ≠ 0 cña CT vµ nh­ vËy dÔ dµng suy ra Þ m lµ sè mèc ®é cao cña l­íi c¬ së 3.3.2. Ph­¬ng ¸n xö lý sè liÖu l­íi quan tr¾c L­íi quan tr¾c ®­îc xö lý theo ph­¬ng ph¸p b×nh sai gi¸n tiÕp Víi ph­¬ng tiÖn tÝnh to¸n hiÖn nay chñ yÕu lµ c¸c m¸y vi tÝnh, còng nh­ c¸c m¹ng l­íi mÆt b»ng, c¸c m¹ng l­íi ®é cao th­êng ®­îc b×nh sai theo ph­¬ng ph¸p gi¸n tiÕp. Èn sè trong l­íi lµ ®é cao cña c¸c mèc cÇn x¸c ®Þnh. §Ó b×nh sai gi¸n tiÕp, ph¶i lËp c¸c ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cho c¸c ®o¹n ®o. Sè ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh b»ng sè l­îng ®o¹n ®o trong m¹ng l­íi. Cã hiÖu sè ®é cao Z gi÷a 2 mèc R1 vµ Rk, ta sÏ lËp ®­îc ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cho trÞ ®o trªn nh­ sau: Ký hiÖu Hi vµ Hk lµ ®é cao b×nh sai cua hai mèc Ri, Rk (c¸c Èn sè), Vik lµ sè hiÖu chØnh cho trÞ ®o, ta lËp ®­îc ph­¬ng tr×nh trÞ b×nh sai sau: Z = vik = Hk - Hi (3.8) Ký hiÖu Hio Hko lµ trÞ gÇn ®óng cña ®é cao mèc Ri vµ Rk, dHi, dHk lµ c¸c sè hiÓu chØnh t­¬ng øng, ta sÏ cã d¹ng ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cña ®o¹n ®o ik vik = - dHi + dHk + lik (3.9) Trong ®ã sè h¹ng tù do ®­îc tÝnh: lik = Hk0 - Hio- Zik (3.10) §èi víi hiÖu sè ®é cao ®o tõ mèc cè ®Þnh i ®Õn mèc cÇn x¸c ®Þnh k (H×nh 3.2a) Ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cã d¹ng: vik = - dHi + lik (3.11) §èi víi hiÖu sè ®é cao ®o tõ mèc cÇn x¸c ®Þnh i ®Õn mèc cè ®Þnh k (h×nh 3.2.b), ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh cã d¹ng. Vik = - dHi + lik (3.12) Cã thÓ nhËn thÊy r»ng c¸c ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh trong l­íi ®é cao ®Òu cã d¹ng lµ c¸c ph­¬ng tr×nh tuyÕn tÝnh, do ®ã kh«ng ph¶i qua khai triÓn tuyÕn tÝnh, vµ do ®ã ¶nh h­ëng cña ®é cao gÇn ®óng ®Õn kÕt qu¶ b×nh sai l­íi lµ kh«ng cã. Gi¸ trÞ ®é cao gÇn ®óng cã thÓ x¸c ®Þnh rÊt th«, ®èi víi m¹ng l­íi ë vïng b»ng ®é cao cã thÓ lÊy ®é cao gÇn ®óng cho tÊt c¶ c¸c mèc b»ng nhau (b»ng 0 hoÆc b»ng ®é cao trung b×nh cña m¹ng l­íi). §èi víi l­íi ®é cao vïng nói, nÕu lÊy ®é cao trung b×nh cña c¸c mèc b»ng nhau, th× sè hiÖu chØnh dH cho c¸c mèc sÏ lín, khi tÝnh c©n l­u ý ®Õn sai sè tÝnh to¸n, chñ yÕu lµ sè ch÷ sè ch¾c cña c¸c Èn sè. Víi m¹ng l­íi ®é cao trªn h×nh 2.7 ta sÏ lËp ®­îc 9 ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh, sæ Èn sè trong l­íi lµ 5 (gi¸ trÞ ®é cao trung b×nh cña c¸c mèc R1, ... R5) c¸c hÖ sè ph­¬ng tr×nh ®­îc tr×nh bµy trong b¶ng sau: Èn sè SHC dH1 dH2 dH3 dH4 dH5 SHTD Träng sè v1 +1 l1 1/L1 v2 -1 +1 +1 l2 1/L2 v3 -1 -1 l3 1/L3 v4 +1 -1 l4 1/L4 v5 +1 -1 l5 1/L5 v6 l6 1/L6 v7 +1 l7 1/L7 v8 -1 l8 1/L8 v9 -1 +1 l9 1/L9 Tõ c¸c ph­¬ng tr×nh sè hiÖu chØnh trªn, cã thÓ lËp vµ gi¶i hÖ ph­¬ng tr×nh chuÈn ®Ó nhËn ®­îc c¸c sè hiÖu chØnh dh cho ®é cao gÇn ®óng cña c¸c mèc. TiÕp theo lµ tÝnh sè hiÖu chØnh cho c¸c hiÖu sè ®é cao ®o, cuèi cïng lµ tiÕn hµnh ®¸nh gi¸ ®é chÝnh x¸c m¹ng l­íi. Sai sè trung ph­¬ng ®¬n vÞ träng sè ®­îc tÝnh theo c«ng thøc. Sai sè trung ph­¬ng ®é cao cña mèc i sÏ ®­îc tÝnh theo c«ng thøc: Trong ®ã Qii lµ phÇn tö trªn ®­êng chÐo t­¬ng øng víi Èn dHi trong ma trËn nghÞch ®¶o Q cña ma trËn hÖ sè ph­¬ng tr×nh chuÈn MC-3 MC-1 MC-2 Z1 Z2 Z4 Z3 Z5 Z6 Z7 Z8 Z9 R1 R2 R3 R5 H×nh 2.7 * TÝnh to¸n vµ vÏ ®å thÞ ®é lón + TÝnh to¸n tham sè ®é lón 1. §é lón cña ®iÓm quan tr¾c - So s¸nh gi÷a 2 chu kú (chu kú j so víi chu kú i) (3.16) - So s¸nh víi chu kú ®Çu (chu kú 1) (3.17) 2. VËn tèc lón: (3.18) (Gi¸ trÞ vËn tèc lón th­êng thÓ hiÖn ë ®¬n vÞ mm/ th¸ng hoÆc mm/ n¨m) 3. §é lón trung b×nh cña c«ng tr×nh (3.19) 4. §é lón lÖch vµ ®é nghiªng nÒn mãng c«ng tr×nh theo h­íng trôc ®o tr­íc - §é lón lÖch gi÷a 2 ®iÓm 1 vµ 2 (h×nh 2.8): (3.20) - §é nghiªng nÒn mãng c«ng tr×nh theo h­íng 1-2: (3.21) α S 0 S2 1 2 L12 S1 ∆S1-2 H×nh 2.8: §é lón lÖch vµ ®é nghiªng c«ng tr×nh 5. §o cong däc trôc c«ng tr×nh §é cong c«ng tr×nh däc theo tuyÕn chØ ®Þnh (1-2-3) bao gåm ®é cong tuyÖt ®èi vµ ®é cong t­¬ng ®èi (h×nh 2.9) 0 S3 1 2 L13 S1 3 S2 S H×nh 2.9: §é cong däc trôc c«ng tr×nh - §é cong tuyÖt ®èi: (3.22) NÕu f 0 th× ®é cong h­íng lªn phÝa trªn) - §é cong t­¬ng ®èi: (3.23) KÕt luËn Sau mét thêi gian thùc hiÖn ®Ò tµi “ThiÕt kÕ ph­¬ng ¸n quan tr¾c ®é lón nhµ chung c­ 25 tÇng Khu ®« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng”. Em rót ra mét sè kÕt luËn nh­ sau: 1. §Ó tiÕn hµnh quan tr¾c ®é lón cña nhµ chung c­ 25 tÇng khu §« thÞ §«ng Nam ®­êng TrÇn Duy H­ng cÇn ph¶i thµnh lËp m¹ng l­íi quan tr¾c ®é lón gåm 2 bËc l­íi c¬ së vµ l­íi quan tr¾c. - L­íi khèng chÕ c¬ së gåm c¸c ®iÓn n»m ngoµi c«ng tr×nh bao gåm 4 ®iÓm t¹o thµnh c¸c vßng khÐp kÝn ®é cao cña c¸c mèc ph¶i æn ®Þnh trong suèt qu¸ tr×nh ®o lón, l­íi khèng chÕ ®­îc ®o víi ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng víi l­íi h¹ng II nhµ n­íc. L­íi khèng chÕ c¬ së lµ d¹ng l­íi tr¾c ®Þa tù do. ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c vµ b×nh sai l­íi cÇn ®­îc thùc hiÖn theo thuËt to¸n b×nh sai tù do. - L­íi quan tr¾c gåm 25 ®iÓm ®­îc ®Æt ë c¸c cét chÞu lùc cña toµ nhµ, l­íi ®­îc ®o víi ®é chÝnh x¸c t­¬ng ®­¬ng l­íi h¹ng II nhµ n­íc, vµ ¸p dông ph­¬ng ph¸p b×nh sai gi¸n tiÕp ®Ó ­íc tÝnh ®é chÝnh x¸c vµ xö lý sè liÖu. 2. CÇn ph¶i tiÕn hµnh ®o lón theo c¸c chu kú 3. Ph­¬ng ph¸p ®o lón ®­îc lùa chän lµ ph­¬ng ph¸p thuû chuÈn h×nh häc vµ thiÕt bÞ dïng ®o lµ m¸y thuû chuÈn NA2 cña Thôy Sü vµ mia Invar cña §øc. KiÕn nghÞ ViÖc thiÕt kÕ m¹ng l­íi quan tr¾c lón c«ng tr×nh ph¶i ®­îc tiÕn hµnh song song víi qu¸ tr×nh x©y dùng nhµ. §èi víi m¹ng l­íi quan tr¾c lón trªn c«ng tr×nh ph¶i chuÈn bÞ ®Çy ®ñ vËt t­, thiÕt bÞ ®Ó x©y dùng hÖ thèng mèc chuÈn, mèc kiÓm tra, m¸y mãc dông cô ®ñ ®é chÝnh x¸c yªu cÇu ®Æt ra. Tõ ®ã, chóng t«i ®· x¸c ®Þnh ®­îc c¸c chØ tiªu kü thuËt c¬ b¶n cña c«ng t¸c quan tr¾c lón c«ng tr×nh nhµ chung c­ cao tÇng. Xin ch©n thµnh c¶m ¬n thÇy gi¸o h­íng dÉn TS. TrÇn ViÕt TuÊn vµ c¸c thÇy c« gi¸o trong khoa Tr¾c §Þa C«ng tr×nh ®· tËn t×nh gióp ®ì t«i hoµn thµnh ®å ¸n. Do ®iÒu kiÖn thêi gian cßn h¹n chÕ vµ kiÕn thøc cña b¶n th©n cã h¹n nªn b¶n ®å ¸n kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng thiÕu sãt. V× thÕ t«i rÊt mong ®­îc sù ®ãng gãp ý kiÕn ý kiÕn cña c¸c thÇy c« gi¸o cïng c¸c b¹n ®ång nghiÖp ®Ó b¶n ®å ¸n cña t«i ®­îc hoµn thiÖn h¬n, kiÕn thøc ®­îc më réng h¬n Tµi liÖu tham kh¶o 1. Hoµng Ngäc Hµ, Tr­¬ng Quang HiÕu (1999) C¬ së to¸n häc xö lý sè liÖu tr¾c ®Þa. NXB Giao th«ng vËn t¶i, Hµ Néi. 2. NguyÔn ThÞ Thu Hµ (2007), “Nghiªn cøu ph­¬ng ph¸p quan tr¾c vµ ph©n tÝch sè liÖu ®o lón c«ng tr×nh cao tÇng khu vùc Hµ Néi”, LuËn v¨n th¹c sü kü thuËt, Th­ viÖn tr­êng §¹i häc Má- §Þa chÊt. 3. Phan V¨n HiÕn (1997), ‘‘Quan tr¾c chuyÓn dÞch vµ biÕn d¹ng c«ng tr×nh’’. Bµi gi¶ng cao häc, Tr­êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Hµ Néi. 4. Phan V¨n HiÕn (chñ biªn), Ng« V¨n Hîi, TrÇn kh¸nh, NguyÔn Quang Phóc, NguyÔn Quang Th¾ng, Phan Hång TiÕn, TrÇn ViÕt TuÊn, “ Tr¾c ®Þa c«ng tr×nh” NXB Giao th«ng vËn t¶i, Hµ Néi. 5. NguyÔn Quan Phóc (2001), ‘‘Tiªu chuÈn æn ®Þnh cña c¸c ®iÓm ®é cao c¬ së trong ®o lón c«ng tr×nh’’, TuyÓn tËp c¸c c«ng tr×nh khoa häc, Tr­êng §¹i häc Má- §Þa chÊt, tËp 33, trang 62-64, Hµ Néi. 6. NguyÔn Quang Phóc (2007) , Quan tr¾c chuyÓn dÞch vµ biÕn d¹ng c«ng tr×nh, Bµi gi¶ng cho sinh viªn chuyªn ngµnh tr¾c ®Þa, Tr­êng §¹i häc Má- §Þa chÊt. 7. TrÇn Kh¸nh (1996), ‘‘ThuËt to¸n b×nh sai l­íi tù do vµ øng dông trong xö lý sè liÖu tr¾c ®Þa c«ng tr×nh’’, TuyÓn tËp c¸c c«ng tr×nh khoa häc, Tr­êng §¹i häc Má- §Þa chÊt. 8. Quy ph¹m ®o thñy chuÈn h¹ng I, II, III, IV. Côc ®o ®¹c vµ b¶n ®ß Nhµ N­íc. Hµ Néi - 1986. 9. §¬n gi¸ x©y dùng c«ng tr×nh thµnh phè Hµ Néi, “PhÇn kh¶o s¸t x©y dùng, ban hµnh kÌm theo quyÕt ®Þnh sè 193/2006/Q§- UBND ngµy 25/10/2006”. NXB X©y dùng. 10. TCXDVN 271:2002 do ViÖn Khoa häc C«ng NghÖ X©y dùng biªn so¹n.