Giáo trình Trắc địa công trình nhà cao tầng và dạng tháp (Nghề: Trắc địa công trình - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng

Chia sẻ: Lạc Vũ Chi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:53

Thêm vào BST

Báo xấu

21
lượt xem 12
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Trắc địa công trình nhà cao tầng và dạng tháp (Nghề: Trắc địa công trình - Cao đẳng) cung cấp cho học viên những nội dung về: công tác trắc địa phục vụ xây dựng phần mặt đất của công trình; công tác trắc địa phục vụ phần cọc, đài cọc và tầng hầm tòa nhà; truyền tọa độ theo đường thẳng đứng; truyền tọa độ lên tầng bằng phương pháp định vị GPS;... Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Trắc địa công trình nhà cao tầng và dạng tháp (Nghề: Trắc địa công trình - Cao đẳng) - Trường Cao đẳng nghề Xây dựng

BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ XÂY DỰNG GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TÂNG VÀ DẠNG THÁP NGHỀ: TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Quảng Ninh, năm 2021 1
2
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 3
4
BÀI 1. CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ XÂY DỰNG PHẦN MẶT ĐẤT CỦA CÔNG TRÌNH 1. Thành lập lưới khống chế trong thi công móng công trình 1.1.Thành lập lưới khống chế mặt bằng 1.1.1. Thiết kế lưới Trên cơ sở bản vẽmặt bằng tổng thể công trình, các mốc cấp đất ranh giới thửa đất do cơ quan địa chính cung cấp, ta tiến hành thiết kế 2 hoặc 3 phương án tuỳ thuộc vào quy mô và tính chất của công trình. Các điểm khống chế nên chọn sao cho hình dạng của lưới gần giống với hình dạng của toà nhà, tốt nhất là các cạnh của lưới song song với các trục của công trình. Trên cơ sở lưới được thiết kế sơ bộ, tiếp tục tiến hành thiết kế phương án đo trong lưới, với sai số trung phương các yêu tố của lưới đã được ước tính tiến hành chọn thiết bị và quy trình đo để đạt độ chính xác yêu cầu. Dưới sự hỗ trợ của máy tính điện tử bằng cách giải bài toán thiết kế tối ưu hoá ta sẽ tìm ra phương án tối ưu nhất vừa đảm bảo được độ chính xác cũng như tối ưu về kinh tế. Đây là khâu quan trọng do vậy cần phải có cán bộ Trắc địa công trình có kiến thức và kinh nghiệm. * Cơ sở để ước tính độ chính xác cho các dạng công tác Trắc địa phục vụ thi công nhà cao tầng: Đối với từng loại công trình xây dựng có đều có một đại lượng mà người ta coi nó như một giá trị tiêu chuẩn và dựa vào đó để ước tính độ chính xác của các công tác Trắc địa. Giá trị đó gọi là cơ sở để ước tính độ chính xác của các công tác Trắc địa trong các giai đoạn khác nhau. Ví dụ đối với công trình xây dựng đường tàu điện ngầm, cơ sở để ước tính độ chính xác của các công tác Trắc địa là sai số trung phương hướng ngang đào thông hầm đối hướng, tiếp theo người ta nghiên cứu sai số thông hướng ngang này là do các sai số nào gây nên, cơ chế ảnh hưởng của chúng thế nào? Trên cơ sở đó ước tính độ chính xác cần thiết của các công đoạn sao cho đảm bảo sai số thông hướng ngang nhỏ hơn hoặc bằng giá trị cho phép. Khi đo vẽ bản đồ địa hình thì sai số biểu diễn một điểm trên bản đồ là cơ sở để ước tính độ chính xác của các công đoạn, khi xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp thì cơ sở để ước tính độ chính xác là sai số bố trí chi tiết các hạng mục công trình trên mặt bằng ... Vậy trong xây dựng nhà cao tầng thì cơ sở để ước tính độ chính xác của các công tác Trắc địa trong các giai đoạn khác nhau là đại lượng nào? 5
Chúng ta đều biết rằng, các kết cấu chịu lực chính của một toà nhà nhà cao tầng chủ yếu được xây dựng bằng các loại vật liệu như gạch đá, xi măng, cát. Đây là vật liệu có thể chịu tải trọng nén cực kỳ tốt nhưng lại rất yếu khi chịu tải trọng uốn. Vì lý do đó cho nên người ta đã thêm cốt thép vào để tăng khả năng chịu tải trọng uốn của chúng. Tuy nhiên dẫu sao đối với công các trình có chiều cao lớn nói chung và nhà cao tầng nói riêng thì tải trọng uốn là tải trọng không mong muốn, cần có gắng hạn chế và làm giảm bớt các tác động có khả năng gây ra tải trọng uốn. Đối với một toà nhà cao tầng thì khả năng nhiều nhất gây ra tải trọng uốn là độ nghiêng của toà nhà. Vậy điều quan trọng nhất là phải đảm bảo độ thẳng đứng của nó. Nếu trong suốt quá trình xây dựng, độ thẳng đứng của một toà nhà không được đảm bảo thì người ta nói toà nhà bị nghiêng. Thực tế là chúng ta không thể xây dựng được một nhà cao tầng hoàn toàn thẳng đứng mà bao giờ nó cũng bị nghiêng đi một lượng nhất định. Do đó đối với một toà nhà cao tầng giá trị độ nghiêng cho phép là một đại lượng cực kỳ quan trọng mà bất cứ đơn vị nào tham gia xây dựng một toà nhà cao tầng đều phải lưu ý và tuân thủ. Như vậy cơ sở để ước tính độ chính xác cho công tác Trắc địa phục vụ thi công xây dựng công trình chính là độ nghiêng cho phép của toà nhà. Theo TCXDVN 3972-85 thì độ nghiêng H cho phép của công trình là nhưng không vượt quá 35mm. Như vậy đối 10000 với các toà nhà cao tầng độ cao lớn hơn 35 m ( tức là số tầng > 9) thì giá trị tuyệt đối của độ nghiêng được phép là  35mm . Cần lưu ý rằng TCXDVN 3972-85 được biên soạn cách đây đã 20 năm thực tế là tham khảo chủ yếu TCXD của Liên Xô cũ (CHẩẽ-84) lúc đó công nghệ xây dựng còn lạc hậu chưa đạt được mức độ tiên tiến như bây giờ, các nhà cao tầng hồi đó tại Liên Xô cũ chủ yếu xây dựng bằng phương pháp lắp ghép vì vậy giá trị độ nghiêng cho phép tương đối lớn. Ngày nay, công nghệ xây dựng càng ngày càng hiện đại và cũng đòi hỏi độ chính xác của các công tác Trắc địa ngày càng phải nâng cao. Trong TCXDVN 3972-85 giới hạn độ nghiêng cho phép ở mức 15- 6
20mm cho nhà khung - vách cứng lắp ghép và 30mm cho nhà khung - vách cứng đổ tại chỗ. Cuối cùng cần phải lý giải rõ thế nào là độ nghiêng của một toà nhà cao tầng. Chúng ta đều biết rằng, để xây dựng một toà nhà cao tầng thì trên mặt sàn của mỗi tầng đều phải xây dựng một hệ thống lưới trục. Các trục này được dựng trong một hệ toạ độ thống nhất. Khi chiếu tất cả các lưới trục này xuống mặt bằng cơ sở (mặt bằng tầng 1), nếu tất cả các trục này đều chồng khít lên nhau thì có nghĩa là toà nhà cao tầng của chúng ta được xây dựng thẳng đứng. Sự không trùng khít của các lưới trục khi chiếu xuống mặt bằng cơ sở đặc trưng cho độ nghiêng cuả công trình. Độ thẳng đứng của công trình được đảm bảo trong quá trình thi công bằng các bước sau: - Xây dựng lưới khống chế mặt bằng bên ngoài công trình. Từ các điểm khống chế này tiến hành chuyển các điểm của lưới khống chế phục vụ bố trí vào bên trong công trình tạo nên một lưới điểm cơ sở trên sàn tầng gốc. - Chuyển các điểm của lưới cơ sở trên sàn tầng gốc lên các tầng theo phương dây dọi để tạo thành lưới khung. - Thực hiện việc bố trí chi tiết các trục trên mỗi tầng từ các điểm đã được chiếu lên. Trong quá trình thi công xây dựng nhà cao tầng mặc dù hết sức cố gắng nhưng khi thực hiện các công đoạn trên bao giờ người ta cũng mắc các sai số nhất định. Kết quả là toạ độ của các điểm cơ sở trên các tầng sẽ không hoàn toàn thống nhất với nhau và đương nhiên, khi chiếu hệ trục trên từng tầng xuống mặt bằng cơ sở chúng cũng không trùng khít với nhau. Sự không trùng khít này được gọi là độ nghiêng của nhà cao tầng, và như chúng ta đã nói ở trên, đây chính là cơ sở để ước tính độ chính xác của các công đoạn khác nhau của các công tác Trắc địa phục vụ thi công xây dựng nhà cao tầng. * Phương pháp ước tính độ chính xác của các công tác Trắc địa phục vụ thi công xây dựng nhà cao tầng. 7
Như chúng ta đã nêu ở trên, TCXDVN 3972-85 cho phép giá trị độ H nghiêng của nhà cao tầng là nhưng không vượt quá 35mm. Điều này 10000 nghĩa là các toà nhà có số tầng lớn hơn 10 luôn luôn chỉ được phép nghiêng nhỏ hơn 35mm không phụ thuộc chiều cao của nó là bao nhiêu. Độ nghiêng tuyệt đối trên đây là giá trị giới hạn. Nếu coi sai số giới hạn ngh bằng 2 lần sai số trung phương mngh thì ta sẽ có:  ngh  35mm mngh = = = 17,5mm . 2 2 Giá trị độ lệch (độ nghiêng tuyệt đối) trung phương trên đây bao gồm các thành phần sau: - Ảnh hưởng của các sai số Trắc địa mđ - Ảnh hưởng của các sai số xây dựng mc Từ thực tế công tác xây dựng trên nhiều công trình cho thấy rằng sai số do xây dựng có thể đạt tới giá trị 15mm. Như vậy ảnh hưởng của sai số do m d2 = m ngh 2 − m c2 các công tác Trắc địa sẽ là: (2) m d = 9mm Như chúng ta đã nêu ở trên, ảnh hưởng của sai số Trắc địa đến độ nghiêng của nhà cao tầng bao gồm các thành phần: - Sai số thành lập lưới khống chế mặt bằng mkc - Sai số chiếu điểm để chuyền toạ độ từ mặt bằng cơ sở lên các tầng cao mch. - Sai số bố trí chi tiết các trục và các cấu kiện mbt Vì các sai số trên độc lập với nhau nêu ta có thể viết: m d2 = m kc 2 + m ch 2 + m bt2 (3) Công thức (3) cho phép chúng ta ước tính độ chính xác của các công đoạn thực hiện công tác Trắc địa phục vụ xây dựng nhà cao tầng.. Đối với các toà nhà có chiều cao từ 50-100m và dùng máy chiếu loại ZL để chuyển toạ độ từ mặt bằng cơ sở lên thì có thể coi ảnh hưởng cuả 3 nguồn sai số trên là như nhau nghĩa là: mkc = mch = mbt = m* (4) md 9 Suy ra: m* = = = 5mm 3 3 8
Đối với các toà nhà có chiều cao lớn hơn thì hệ số ảnh hưởng của các nguồn sai số trên đây có thể không giống nhau đặc biệt là sai số chiếu điểm và sai số bố trí chi tiết. Trong trường hợp này, tuỳ từng trường hợp cụ thể sẽ gán cho các nguồn sai số này các hệ số ảnh hưởng khác nhau để tính độ chính xác cần phải đạt được của từng công đoạn. 1.2. Chọn điểm chôn mốc: Sau khi thiết kế lưới trong phòng, ta đem bản thiết kế ra thực địa khảo sát lại vị trí các điểm, chọn điểm chính thức và tiến hành chôn mốc. Vị trí đặt mốc phải đảm bảo tính ổn định, thông hướng, thuận lợi cho việc đặt máy đo đạc sau này. Các mốc là các cột khối bê tông có lõi sắt được chôn sâu vào đất, phần trồi lên mặt đất khoảng 5cm, mặt mốc được gắn dấu mốc hoặc dùng đầu đinh nhỏ để xác định tâm mốc. Các mốc được xây tường rào bảo vệ, dùng sơn ghi ký hiệu mốc và cắm biển cảnh báo để mọi người có ý thức giữ gìn. 1.2.1. Một số đặc điểm của lưới khống chế mặt bằng phục vụ thi công nhà cao tầng. Lưới khống chế toạ độ trên mặt bằng xây dựng có một số đặc điểm riêng so với lưới khống chế toạ độ quốc gia. Các đặc điểm đó là: - So với lưới khống chế toạ độ quốc gia cùng cấp hạng, lưới khống chế toạ độ trên mặt bằng xây dựng công trình (gọi tắt là lưới trắc địa công trình) thường có cạnh ngắn hơn. Việc đo đạc các yếu tố trong lưới được thực hiện trong điều kiện khó khăn hơn và yêu cầu về sai số vị trí điểm trong lưới lại chặt chẽ hơn. - Về hình dạng của lưới tuỳ thuộc vào phương pháp bố trí công trình và trang thiết bị của đơn vị thi công. Nếu đơn vị thi công không có các thiết bị hiện đại như máy toàn đạc điện tử thì lưới TĐCT được lập dưới dạng các hình vuông hoặc hình chữ nhật có các cạnh song song với trục chính của công trình để các đơn vị thi công có thể bố trí công trình theo phương pháp toạ độ vuông góc. Nếu các đơn vị thi công có thiết bị hiện đại thì có thể thành lập lưới khống chế có hình dạng tuỳ ý miễn là đảm bảo độ chính xác và đủ mật độ để bố trí công trình. Việc thành lập lưới khống chế TĐCT được thực hiện sau khi đã sơ bộ san lấp và vệ sinh mặt bằng. Trình tự thành lập lưới như sau: *. Lập phương án kỹ thuật gồm các nội dung chính sau: - Mục đích, yêu cầu của việc thành lập lưới TĐCT . - Thiết kế kỹ thuật lưới TĐCT . - Đánh giá phương án thiết kế - Thiết kế các mốc của lưới TĐCT 9
*. Khảo sát thực địa để chính xác hoá lại phương án thiết kế *. Chọn điểm và chôn mốc ngoài thực địa *. Đo góc và đo cạnh và đo độ cao trong lưới. *. Xử lý toán học các kết quả đo đạc trong lưới, xuất bản toạ độ và độ cao của các mốc. *. Bàn giao lưới và các tài liệu liên quan cho các đơn vị thi công. TCXDVN quy định việc thành lập lưới khống chế toạ độ trên mặt bằng xây dựng là trách nhiệm của chủ đầu tư. Chủ đầu tư phải bàn giao lưới khống chế toạ độ cho các nhà thầu chậm nhất là 2 tuần trước khi tiến hành thi công công trình. Khi thành lập lưới khống chế trên mặt bằng xây dựng phục vụ thi công nhà cao tầng cần lưu ý một số điểm chính sau: 1.2.2. Hình dạng của lưới Theo ý kiến của các chuyên gia đầu ngành trong lĩnh vực đo đạc phục vụ thi công nhà cao tầng thì hình dạng của lưới khống chế mặt bằng nên có dạng gần giống với hình dạng của toà nhà. Nếu toà nhà hình vuông hoặc hình chữ nhật thì lưới khống chế mặt bằng nên xây dựng dưới dạng một tứ giác bao lấy toà nhà tương lai (H I-2). Đối với các toà nhà hình tròn (elíp) hoặc chia múi, lưới khống chế mặt bằng nên xây dựng dưới dạng một hệ thống đa giác trung tâm (H I-3). Trong các trường hợp khác thì tuỳ từng trường hợp cụ thể mà chọn hình dạng của lưới cho phù hợp sao cho các điểm của lươí có thể được sử dụng một cách thuận tiện nhất cho việc thi công công trình. 1.3. Các yếu tố đo trong lưới. Máy và dụng cụ đo phải được kiểm nghiệm và điều chỉnh trước khi đưa vào sử dụng. Kiểm nghiệm máy kinh vĩ bao gồm: kiểm nghiệm sai số 2C , Sai số Mo, độ đồng tâm của vành độ, độ chính xác của các vạch chia, kiểm tra độ thẳng đứng của trục đứng của máy, kiểm nghiệm bộ phận định tâm quang học, độ vuông góc của lưới chỉ chữ thập. Với máy toàn đạc điện tử ngoài việc phải kiểm nghiệm như máy kinh vĩ còn cần kiểm nghiệm thêm tín hiệu thu 10
phát, kiểm tra hằng số máy, hằng số gương. Trong trường hợp sử dụng máy thu tín hiệu vệ tinh GPS cũng cần phải kiểm nghiệm máy trước khi đo theo 2 phương pháp kiểm định trên đường đáy "0" hoặc kiểm định 2 máy thu trên đường đáy chuẩn. Trong mọi trường hợp đều phải hiệu chỉnh cho đến khi máy đủ yêu cầu kỹ thuật mới được sử dụng nếu không phải thay máy khác có điều kiện kỹ thuật đảm bảo yêu cầu. Nên chọn phương pháp đo góc cạnh kết hợp, đo thuận đảo và đo đối hướng. Khi đo khoảng cách cần phải để chế độ đo chính xác, đo lặp nhiều lần và lấy giá trị tính trung bình. Số liệu đo ngoại nghiệp phải ghi chép đầy đủ vào sổ theo mẫu quy định, không tẩy xoá và phải tính toán, kiểm tra chặt chẽ để loại trừ sai số thô. Quá trình này nên giao cho 2 người kiểm tra độc lập nếu có sai số phải tìm ra nguyên nhân để giải quyết. Nếu phép đo không đạt yêu cầu độ chính xác thì phải tiến hành đo lại. 1.4. Xử lý số liệu đo Sau khi đã kiểm tra toàn bộ sổ đo góc, đo cạnh, tính giá trị trung bình của các trị đo thì công tác nội nghiệp mới được bắt đầu. Công tác nội nghiệp gồm tính toán bình sai, đánh giá độ chính xác và viết báo cáo kỹ thuật. Tính toán bình sai để đánh giá độ chính xác của lưới, tính toạ độ các điểm trong lưới. Công việc này hiện nay đã có các chương trình tính toán cho mạng lưới bất kỳ nên việc xử lý được nhanh chóng chính xác. Sau khi hoàn thành các công đoạn xây dựng lưới khống chế cần hoàn chỉnh hồ sơ lập báo cáo kỹ thuật có kèm theo sơ đồ và toạ độ các điểm của lưới, bàn giao cho đơn vị thi công sử dụng. 1.2.Thành lập lưới khống chế độ cao Lưới khống chế độ cao sử dụng hệ thống độ cao Nhà nước, vì liên quan đến việc quy hoạch cấp thoát nước và thiết kế hệ thống đường giao thông nội bộ, các điểm của lưới khống chế độ cao tốt nhất nên đặt trùng với điểm khống chế mặt bằng. Khi đó cần lưu ý đến tính ổn định vị trí mặt bằng và độ cao của các mốc. Lưới khống chế độ cao cần được đo nối với ít nhất hai điểm có độ cao hạng III Nhà nước hoặc thành phố bằng các tuyến thuỷ chuẩn hạng IV. Lưới cần tạo thành các vòng khép để có điều kiện kiểm tra sai số thô, nâng cao độ chính xác. + Xây dựng các cụm mốc chuẩn phục vụ cho quá trình theo dõi sự biến dạng và lún của công trình trong quá trình thi công và sử dụng sau này. Các mốc này được chôn ngoài phạm vi lún của công trình ( khoảng >1,5 lần chiều cao toà nhà) và thường tạo thành cụm 3 mốc được khoan đến tầng đá gốc để đảm bảo sự ổn định của mốc. Các mũi khoan được bỏ lại và cần khoan hàn 11
dấu mốc bịt đầu cần khoan làm tâm mốc, hoàn thiện đầu mốc, xây tường rào bảo vệ, ghi ký hiệu mốc và cắm biển cảnh báo để mọi người có ý thức giữ gìn. + Đo các yếu tố trong lưới: máy móc thiết bị cần phải được kiểm nghiệm trước khi đo. Các máy và mia phải đảm bảo đủ tiêu chuẩn về độ chính xác và các yêu cầu kỹ thuật cho từng loại cấp hạng đo . Đo truyền độ cao từ các mốc quốc gia đến các cụm mốc chuẩn bằng đường đo thuỷ chuẩn hạng II nhà nước. Quá trình truyền độ cao phải tuân thủ theo đúng tiêu chuẩn và quy định của ngành. Bao gồm tiêu chuẩn về quy trình đo, các yêu cầu kỹ thuật trong khi đo, thao tác đo, khoảng cách từ máy đến các mia, chiều cao tia ngắm so với mặt đất và các quy định về chênh lệch khoảng cách từ máy đến các mia cùng với các hạn sai khác... + Kiểm tra số liệu đo ngoại nghiệp để loại trừ sai số thô, kiểm tra sai số khép vòng đo nếu vượt quá giới hạn cho phép phải đo lại. + Tính toán bình sai để đánh giá độ chính xác của lưới, tính độ cao các điểm trong lưới. Bàn giao số liệu độ cao của lưới cho đơn vị thi công sử dụng. 2. Bố trí và cố định các đường trục của tòa nhà 2.1 Bố trí theo phương pháp truyền thống Theo quan niệm truyền thống trục cơ bản của toà nhà thường được chọn là các đường thẳng đi qua mép tường ngoài của toà nhà và giới hạn đường biên của nó, hoặc có thể là các trục đối xứng của toà nhà. Song song với các trục này sẽ là các trục dọc và ngang định vị các bộ phận chính của toà nhà. Thông thường đó là đường tim của các dãy cột chịu lực của toà nhà. Khoảng cách giữa các cột chính này gọi là bước cột và có giá trị từ 6  8m đối với các nhà cao tầng. Với cách làm truyền thống trước đây người ta chuyển 4 trục cơ bản giới hạn đường biên của toà nhà ra thực địa. Có thể nằm trùng trên các trục cơ bản của toà nhà hoặc có thể nằm trên đường thẳng song song với các trục này, với độ dịch chuyển thường không quá 1m. Cách thực hiện để bố trí các trục này như sau: + Nếu mặt bằng xây dựng thông thoáng thì ở ngoài phạm vi xây công trình trên hai phía đối diện của hố móng theo hướng mỗi trục chính cần đặt một cặp mốc thẳng hàng (một mốc gần công trình và một mốc xa). Đường thẳng qua tâm 2 mốc kéo dài vào phạm vi xây dựng công trình sẽ chính là hướng của 1 trục cơ bản nào đó. + Nếu mặt bằng công trình xây dựng chật hẹp, phần đất xung quanh công trình không thể đặt được 2 mốc về mỗi phía. Thì về mỗi phía của công trình ta chỉ đặt được một mốc cố định. 12
+ Sử dụng hệ thống các mốc có thể là cột gỗ hoặc cột khối bê tông kích thước (10X10X70 cm) để định vị các trục vừa bố trí. Các mốc này được chôn sâu vào đất gia cố chắc chắn, tâm mốc được cố định bằng dấu mốc có khắc chữ thập hoặc bằng đinh. + Dùng máy kinh vỹ và thước thép để xác định vị trí các trụ trong tuyến thẳng hàng của trục cơ bản và các vị trí trụ trên các trục trung gian, đóng cọc gỗ đánh dấu sơn đầu cọc. Đây chính là các vị trí khoan cọc nhồi sẽ được bàn đến trong phần sau. 2.2. Bố trí theo phương pháp hiện nay : Do việc bố trí bằng phương pháp truyền thống tương đối cồng kềnh và mất nhiều thời gian. Trong điều kiện hiện nay, trong giai đoạn đầu xây dựng công trình, mặt bằng xây dựng công trình thường thông thoáng rất thuận lợi cho việc sử dụng máy toàn đạc điện tử . Do vậy, người ta thường sử dụng máy toàn đạc điện tử để bố trí trực tiếp ngay các điểm định vị các trục công trình. Các điểm cố định trục này sẽ được dùng làm trục cơ sở để bố trí các trục chi tiết của toà nhà. 3. Công tác trắc địa phục vụ đào các hố và thi công móng sâu 3.1. Bố trí chi tiết hố móng a. Định vị hố móng Giai đoạn đầu của công tác bố trí chi tiết là định vị hố móng và đào móng của các toà nhà và các móng để lắp đặt các 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 dóng hướng (hình 3.10). 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 milimét, đánh dấu chúng bằng các đinh nhỏ có Hình 3.10. Bố trí chi tiết ghi chú bên cạnh số hiệu của trục. móng (mặt bằng, MCĐ) 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. 13
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. Khi đào các hố móng có độ sâu lớn thì đầu tiên người ta bố trí sơ bộ ranh giới hố móng từ giao điểm của các trục chính bằng cách đo trực tiếp trên mặt đất, đào sơ bộ và di chuyển bớt một phần đất đá. Sau đó mới tiến hành dựng khung định vị, các điểm bố trí mặt bằng của hố móng đồng thời cũng phải đo độ cao và ghi chú rõ chiều sâu cần đắp tại những điểm này. b. Chuyền độ cao tới hố móng Khi hố móng đã đào sơ bộ thì cần chuyền độ cao từ mốc thuỷ 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 chuyền độ cao được tiến hành bằng thuỷ chuẩn hình học tuần tự qua 2 hoặc 3 bậc. Trường hợp mái dốc dựng đứng và khó đặt máy thuỷ chuẩn trên đó thì có thể chuyền độ cao bằng cách dùng 2 máy thuỷ chuẩn và một thước thép thả treo xuống hố móng (hình 3.11). 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 thuỷ chuẩn thứ nhất đặt trên mặt đất ở khoảng Hình 3.11. Chuyền độ cao xuống giữa thước treo và mia (đặt tại đáy hố móng mốc biết độ cao gần nhất), máy thuỷ chuẩn thứ 2 đặt ở dưới đáy hố móng ở điểm giữa thước thép và điểm cần chuyền độ cao tới (M). Đọc số trên 2 mia đặt tại mốc thuỷ chuẩn A (được a) và tại điểm M trong hố móng (được b). Sau đó cả hai người đo đều quay máy về phía thước treo và đồng thời đọc số trên thước đó được n1, n2. Vậy độ cao điểm M ở đáy hố được tính: HM = HA + a - d - b (3.2) Trong đó: HA là độ cao mốc thuỷ chuẩn A. a, b là số đọc trên mia tại A, M. d = n2 – n1 là hiệu số đọc trên thước cuộn từ 2 máy thuỷ chuẩn. 14
Để kiểm tra, có thể chuyền độ cao từ một mốc độ cao khác đến. Khi đó nên thay đổi vị trí treo thước thép đi một chút. Sai số cho phép chuyền độ cao xuống đáy hố móng khi đang thi công đào đắp đất là 1cm. Để chuyền độ cao chính xác hơn thì đoạn thẳng d trên thước cần tính đến số hiệu chỉnh về nhiệt độ và kiểm nghiệm thước, đồng thời khoảng cách từ máy đến mia và thước treo phải bằng nhau. Độ cao điểm M ở đáy hố móng sẽ là cơ sở để xác định độ cao các điểm chi tiết khác dưới hố móng và hoàn thiện việc đào hố móng đúng độ cao thiết kế. c. Đo chi tiết móng Việc đo vẽ hoàn 14 công hố móng được tiến hành sau khi hố móng đã được hoàn thiện. Căn cứ vào các trục dọc, trục ngang đã chuyển vào hố móng bằng tia ngắm nghiêng của máy kinh vĩ, người ta đo khoảng cách đến mép hố móng và đo thuỷ chuẩn hoàn công đáy hố móng theo mạng lưới 5- 10m. Các số liệu đo đạc nhận được dùng để lập bản vẽ hoàn công hố móng như hình (3.12). Hình 3.12. Bản vẽ hoàn công hố móng Trên bản vẽ này cần ghi rõ các kích thước của hố móng từ các trục chính, độ cao mặt đất trước khi đào hố móng (tử số) và độ cao hoàn công đáy hố móng (mẫu số), còn độ cao thiết kế được ghi bằng mực đỏ ở giữa bản vẽ. Sai lệch độ cao của các điểm chi tiết so với độ cao thiết kế không vượt quá 2- 3cm. Đôi khi độ cao của các điểm chi tiết được thống kê vào một bảng (bảng 3.1) và trên bản vẽ chỉ ghi chú số hiệu điểm đo. Độ sai lệch cho phép của kích thước hố móng so với giá trị thiết kế là  5cm. Bảng 3.1. Bảng kết quả đo hoàn công độ cao đáy hố móng TT Độ cao Độ cao đáy hố móng (m) Sai lệch về Độ sâu hố điểm mặt đất Thiết kế Hoàn công độ cao(m) móng (m) 15
(m) = HTK- HHC = HTT- HHC 1 122.71 117.20 117.21 -0.01 5.50 2 122.50 117.20 117.23 -0.03 5.27 3 122.25 117.20 117.18 +0.02 5.07 3.2. Bố trí chi tiết khi xây móng 3.2.1. Lắp đặt ván khuôn (cốp pha) - Sau khi đào hố móng, rải bê tông hoặc đá răm, tiến hành đặt ván khuôn để đổ bê tông. Ván khuôn được lắp đặt theo đúng thiết kế móng được lắp đặt đầy đủ trong ván khuôn trước khi đổ bê tông. - Để lắp đặt ván khuôn vào đúng vị trí mặt bằng thiết kế, ta sử dụng các trục đã được đánh dấu trên khung định vị xung quanh móng. Đối với các móng nằm bên trong nhà (móng để đặt máy móc, thiết bị trong các nhà xưởng), có thể lợi dụng các cột nhà đã được lắp dựng để lập khung định vị liên tục bằng gỗ hoặc khung định vị không liên tục bằng cách làm gá vào các cột những thanh sắt, trên đó ghi dấu các trục. - Vị trí các trục móng được xác định bằng cách nối liền các điểm cùng tên đã được đánh dấu trên các cạnh (các cột) đối diện của khung định vị bằng một 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 trong ván khuôn. Việc lắp đặt trên có thể đảm bảo độ chính xác yêu cầu:  5- 10mm. - Độ cao thiết kế các bộ phận của ván khuôn được dẫn từ mốc độ cao gần nhất bằng máy thuỷ chuẩn hình học và được đánh dấu trên ván khuôn bằng một nét mảnh (bằng bút chì hoặc sơn) có ghi rõ độ cao thiết kế, sai số  3- 5mm. 3.2.2. Lắp đặt các kết cấu neo giữ trong móng Đối với các công trình công nghiệp dạng nhà xưởng, các cột kim loại và thiết bị công nghệ được gắn kết với nền móng bằng kết cấu neo giữ chủ yếu dưới dạng bu lông nền còn cột bê tông cốt thép được lắp đặt vào móng riêng có dạng móng cốc. Các kết cấu neo giữ (bu lông nền) được lắp đặt vào bên trong móng trước khi đổ bê tông. Việc lắp đặt các bu lông nền đòi hỏi phải được tiến hành thật cẩn thận và chính xác với sai số trung phương lệch tâm của chốt bu lông so với vị trí thiết kế   2mm (sai số giới hạn là  5mm). Sai số bố trí trục của dãy bu lông nền so với trục chính công trình   4mm. Để đảm bảo độ chính xác nêu trên cần có phương pháp bố trí và lắp đặt riêng. Cơ sở mặt bằng để bố trí hệ thống bu lông nền (các thiết bị neo giữ khác) là các trục chính của móng được chuyển bằng máy kinh vĩ lên mặt trên của ván khuôn đã được cố định. Nếu ván khuôn hay khung định vị nằm sâu dưới hố móng thì dùng máy kinh vĩ để chuyển trục lên khung định vị (hay mép trên của ván khuôn), ống 16
kính của máy có thể trúc xuống một góc lớn, do vậy để giảm sai số do máy đến việc chuyển trục ta cần phải thục hiện ở 2 vị trí bàn độ đứng của máy sau đó lấy trung bình. Khi chuyển phải được cân bằng thật cẩn thận để đưa trục quay của máy về vị trí thẳng đứng. Trong các móng nằm dưới cột kim loại hay các thiết bị có trọng lượng không lớn thì bu nồng nền có đường kính nhỏ và trọng lượng nhẹ( hình 3.13). Để giữ các chốt bu lông có vị trí tương hỗ đúng theo thiết kế, người ta chế tạo sẵn các khuôn gỗ được gá đặt vàomặt trên ván khuôn móng dung làm chỗ Hình 3.13. Khung gỗ cố định các bu lông nhẹ tựa cố định cho các chốt bu lông trong quá trình đổ bê tông. Sau khi đổ bê tông, giá đỡ cùng các bu lông nền nằm lại trong bê tông còn ván khuôn được tháo dỡ đi. Để neo giữ máy móc thiết bị nặng thì bu nông nền có đường kính và trọng lượng lớn hơn. Do vậy khuôn cố định các bu lông này được chế tạo bằng thép kết hợp với các thiết bị gá lắp khác như khung giá đỡ để nâng khuôn kim loại, thanh giằng… (hình 3.14) để lắp đặt các thiết bị nặng ta phải dùng cần trục. Bộ phận cơ bản của thiết bị gá Hình vẽ 3.14. Khung kim loại cố định lắp này gồm: các chốt bu lông nặng 1. Khuôn kim loại dùng để giữ chặt các chốt bu lông. 2. Bu lông. 3. Khung giá đỡ dùng để nâng giữ khung ngang. 4. Thanh giằng 5. Lớp đệm bê tông 17
Lắp đặt và kiểm tra các kết cấu neo giữ là công tác phức tạp, mỗi bu lông cần được bố trí vào đúng vị trí thiết kế bằng cách đặt chính xác khoảng cách thiết kế từ các trục dọc, trục ngang của móng trong điều kiện thuận lợi. Để giảm độ phức tạp của công việc này, người ta làm sẵn các khuôn đặc biệt (gọi là dưỡng hay khuôn dẫn) cho từng nhóm Hình 3.15. Khuôn dẫn chốt bu lông điển hình (hình 3.15). Khuôn dẫn là khung do các đoạn thép chữ U hoặc các tiêt diện khác được hàn gá lại với nhau. Trên khung tại vị trí tương ứng với mỗi nhóm bu lông hàn một tấm sắt để khoan lỗ và bắt chặt các bu lông váo đó. Đầu tiên đánh dấu vị trí trục của khuôn dẫn và từ các trục này xác định chính xác vị trí lỗ khoan đặ bu lông. Trước khi đổ bê tông móng, khuôn dẫn được đặt lên mặt trên của hộp ván khuôn. Bằng cách kê kích và xoay một cách cẩn thận, đặt sao cho các trục của khuôn dẫn trùng với trục tương ứng của móng (các trục này được chuyển lên và đánh dấu trên ván khuôn từ trước), đồng thời điều chỉnh mặt trên của khuôn dẫn trùng với vạch độ cao được đánh dấu sẵn trên giá đỡ hoặc trên cốt thép. Sau khi điều chỉnh xong vị trí mặt bằng và độ cao, bu lông được gắn chặt vào khuôn dẫn bằng ecu, còn phần đuôi của chốt bu lông được hàn vào giá đỡ hay cốt sắt để cho khi đổ bê tông thì vị trí của chúng không bị xê dịch. Đồng thời với việc đặt các chốt bu lông nền người ta còn đặt các bộ phận ngầm trong móng như các loại ống dẫn, ống để đặt dây cáp điện,….Vị trí của chúng có thể đo từ trục móng hoặc từ bộ phận neo giữ đã lắp đặt. 3.2.3. Kiểm tra việc lắp đặt các bộ phận trong móng Việc lắp đặt các kết cấu neo giữ và các bộ phận bên trong móng là việc rất quan trọng, ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của công tác lắp ráp. Vì vậy, trước khi đổ bê tông móng cần phải kiểm tra về mặt bằng và độ cao. + Kiểm tra lại các trục chính của móng, hệ thống khung định vị và các trục đã được chuyển lên ván khuôn. + Căn dây dọc theo các trục, dùng dây dọi và thước cuộn để đo khoảng cách đến tâm của các chốt bê tông và các bộ phận khác đặt trong móng cũng 18
như đo các khoảng cách tương hỗ giữa chúng. Độ cao của đầu mỗi bu lông và các bộ phận khác cũng được kiểm tra bằng đo thuỷ chuẩn. + Theo kết quả kiểm tra, tính được sai lệch so với khoảng cách thiết kế dọc theo các trục dọc và ngang, sai lệch về độ cao đối với từng chốt bulông và các bộ phận chi tiết khác trong móng. Các kết quả đo kiểm tra được ghi vào bảng thống kê. Trong quá trình đổ bê tông móng cần chú ý đặt vào móng một số mốc trắc địa mặt bằng, độ cao cần cho công tác quan trắc biến dạng công trình. 3.2.4. Đổ bê tông mặt bằng móng Để bố trí ván khuôn sàn móng và mái tầng hầm, sử dụng các trục của móng bố trí ván khuôn, các bộ phận của móng, cốt thép..., dùng máy và mia thủy chuẩn đánh dấu mức đổ bê tông lên thành trong của ván khuôn. Khi đổ bê tông móng, cần tiến hành công tác trắc địa để theo dõi quá trình này. 3.2.5. Đo vẽ hoàn công móng sau khi đổ bê tông Trong quá trình đổ bê tông, dưới tác động của đầm rung, sự co ngót của bê tông… làm cho các bộ phận đặt trong móng, ván khuôn bị xê dịch, bề mặt bê tông giảm độ cao… Vậy sau khi tháo dỡ các ván khuôn cần phải đo vẽ hoàn công móng bằng cách: + Chuyển trực tiếp các trục chính lên bề mặt bê tông của móng bằng phương pháp dóng hướng và đánh dấu chúng bằng một nét vạch mỏng, ở những chỗ có đặt mốc kim loại thì trục được đánh dấu trực tiếp lên mặt mốc. Sau đó dùng thước cuộn đo trực tiếp trên bề mặt bê tông khoảng cách từ các trục dọc và ngang đến các chốt bu lông và các bộ phận khác đã được lắp đặt vào móng, các khoảng cách đến ranh giới của bê tông, các chỗ lồi lõm, các lỗ cửa…đồng thời xác định đ ộ cao của các đầu bu lông, các bản neo, bản tựa và cọc bê tông gần chúng, độ cao các vị trí đặc trưng của các đường ống trong móng… Độ chính xác yêu cầu: Khoảng cách đo từ trục đến các bộ phận được đặt trong móng và độ cao được xác định  1mm, kích thước của các phần bê tông được đo đến 1cm. Bản vẽ hoàn công móng và bảng kê các số liệu đo vẽ hoàn công các bộ phận neo giữ là cơ sở cho việc nghiệm thu móng và lắp đặt máy móc thiết bị. 19
BÀI 2. CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA PHỤC VỤ PHẦN CỌC, ĐÀI CỌC VÀ TẦNG HẦM TÒA NHÀ Bài 2. Công tác trắc địa phục vụ phần ngầm tòa nhà 1. Công tác trắc địa phục vụ thi công phần cọc Dựa vào bản vẽ thiết kết chi tiết vị trí các cọc, dựa vào hệ toạ độ được sử dụng trên mặt bằng của lưới khống chế cở sở. Bằng cách sử dụng bài toán thuận của Trắc địa tính toán toạ độ tất cả các điểm cọc một cách chính xác. Cọc móng có thể thi công theo phương pháp ép cọc, phương pháp đóng cọc, phương pháp cọc nhồi. Trong thi công cọc móng cần đảm bảo các yêu cầu: - Định vị tâm cọc vào đúng vị trí thiết kế; - Đảm bảo độ thẳng đứng; - Đảm bảo độ sâu của cọc. Để định vị tâm cọc có thể sử dụng máy toàn đạc điện tử theo phương pháp toạ độ cực hoặc máy kinh vĩ và thước thép bố trí theo phương pháp toạ độ vuông góc, giao hội hướng. Ban đầu xác định và đánh dấu các trục của nhóm cọc, sau đó căn cứ vào các trục này để bố trí các cọc riêng rẽ bằng cách đặt khoảng cách theo hướng. Để kiểm tra độ thẳng đứng của cọc có thể sử dụng hai máy kinh vĩ đặt trên hai hướng trục vuông góc với nhau. Độ sâu của cọc được xác định bằng tổng chiều dài các cọc đã đóng, sau đó đánh dấu vị trí thiết kế lên cọc cuối cùng. Từ toạ độ các diểm cọc đã tính toán, toạ độ các điểm khống chế mặt bằng cơ sở tiến hành bố trí vị trí cọc tạo thành các trục dọc, ngang. Theo tiêu chuẩn xây dựng TCXD VN 286 ban hành ngày 05 tháng 06 năm 2003 độ sai lệch của các trục so với thiết kế không được vượt quá 1cm trên 100 m chiều dài tuyến. Đánh dấu các vị trí cọc này bằng các cọc gỗ đầu cọc sơn đỏ và ghi số hiệu cọc để đơn vị thi công dễ nhận biết.Tuỳ theo phương pháp thi công cọc mà công tác Trắc địa phục vụ thi công phần cọc sẽ có các phương pháp phục vụ khác nhau. 1.1.Thi công cọc bằng công nghệ ép cọc Ép cọc là cọc được hạ bằng năng lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầu cọc. Yêu cầu thi công ép cọc dựa vào điều kiện đất nền, cách bố trí đài cọc, số lượng cọc trong đài, phương pháp kiểm tra độ thẳng đứng, kiểm tra mối hàn, cách đo độ chối, biện pháp an toàn và đảm bảo vệ sinh môi trường. Thiết bị sử dụng để ép cọc là thiết bị có công suất > 1.4 lần lực ép 20