Tải bản đầy đủ
4 CHUYỂN TRỤC CÔNG TRÌNH TRONG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG

4 CHUYỂN TRỤC CÔNG TRÌNH TRONG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG

Tải bản đầy đủ

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
một đi qua điểm đã có là sẽ chuyển được điểm trục lên tầng theo phương
thẳng đứng.
Xét hình vẽ:

Hình 2.11 Chuyển trục công trình bằng máy kinh vĩ
Các điểm M1, M2 và N1, N2 là các điểm của lưới trục công trình trên mặt
bằng tầng một. Giao của hai hướng M 1M2 và N1N2 là điểm trục công trìnhI.
Bài toán đặt ra là sử dụng tia chiếu nghiêng của ống kính máy kinh vĩ để
chiếu điểm trục I lên các tầng theo phương thẳng đứng. Từ các điểm dấu trục
công trình trên tường bao ở xung quanh khu vưc xây dựng theo hình vẽ thì
M1’ , M2’ là dấu của điểm trục của M1, M2 gửi lên, N1’, N2’ là dấu của điểm
trục của N1, N2 gửi lên. Giả sử khi công trình đã xây lên cao, ở mặt sàn tầng
một sử dụng các điểm lưới trục M 1, M2, N1, N2 và các dấu trục để chuyển
điểm trục công trình lên cao như sau:
Tại điểm M1 dùng máy kinh vĩ được định tâm cân bằng chính xác sau
đó ngắm vào điểm M1’ sau đó điều chỉnh cho chỉ giữa của màng dây chữ thập
trùng vào ảnh của điểm M1’, đảo ống kính 1800 rồi nâng ống kính lên cao
đánh dấu điểm m lên mặt sàn tầng trên. Công tác được chính xác hoá bằng hai
vị trí của bàn độ.
SV: Vũ Văn Đạt

34A – K57
Lớp: Trắc địa

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
Tương tự tại điểm M 2 đánh dấu điểm n, tại N1 đánh dấu điểm p và tại
N2 đánh dấu điểm q. Giao điểm của hai đường thẳng mn va pq trên mặt sàn
tầng trên chính là điểm trục công trình I ’ được chiếu thẳng đứng lên tầng trên
của điểm I ở mặt sàn tầng một.
Các nguồn sai số chủ yếu trong phương pháp chuyển trục công trình
bằng máy kinh vĩ là:
- Độ nghiêng của trục quay máy kinh vĩ (mngh).
- Sai số điểm ngắm (mv).
- Sai số do máy kinh vĩ không nằm đúng trên hướng trục ( m∆l ).
- Sai số đánh dấu điểm trục (md).
- Sai số do chiết quang không khí (mr).
Như vậy sai số tổng hợp của việc chiếu các điểm trục theo phương thẳng
đứng bằng tia ngắm nghiêng của máy kinh vĩ sẽ là:
m 2 = m 2 ngh + m 2 ∆l + m 2 d + mr

2

(2.29)

Trong thực tế nếu các máy móc được kiểm nghiệm cẩn thận thì độ
chính xác chiếu trục có thể đạt 1-2 mm. Phương pháp này đang được ứng
dụng rộng rãi để thi công các công trình nhà cao tầng. Tuy nhiên nếu địa bàn
xây dựng chật hẹp thì khả năng ứng dụng của phương pháp này là rất hạn chế.
2.4.2 Chuyển trục công trình bằng phương pháp chiếu đứng
Khi xây dựng các công trình nhà cao tầng để chuyển toạ độ mặt bằng từ
tầng thấp lên tầng cao người ta sử dụng các dụng cụ quang học chiếu thẳng
đứng gọi là các dụng cụ thiên đỉnh hay gọi là máy chiếu dứng quang học. Tuỳ
theo cách cấu tạo đường thẳng đứng quang học mà các dụng cụ này được chia
làm 2 loại, chúng ta sẽ lần lượt xem xét từng loại như sau:
+ Loại tạo đường thẳng đứng quang học dựa vào ống thuỷ chính xác
Nguyên lý cấu tạo của dụng cụ này về cơ bản như hình vẽ:

SV: Vũ Văn Đạt

35A – K57
Lớp: Trắc địa

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp

Hình 2.12 : Nguyên lí cấu tạo máy chiếu đứng quang học dựa vào ống thủy dài
Gồm các bộ phận cụ thể như sau:
- Ống ngắm gãy khúc (1) có đường ngắm hướng ngược lên phía trên.
- Hai ống thuỷ chính xác (2) và (2 ’) có giá trị chia khoảng ε '' = 3 ÷ 5''
được đặt vuông góc với nhau.
- Bệ đỡ (3) và bộ phận định tâm quang học (4).
Độ phóng đại ống kính V=30 ÷ 40x.
+ Loại tự động đặt đường ngắm thẳng đứng
Các dụng cụ chiếu thiên đỉnh dần dần được cải tiến, trong đó thay cho
việc dùng ống thuỷ để đưa trục ngắm về vị trí thẳng đứng thì ở các dụng cụ
mới này được trang bị một hệ thống lăng kính để cân bằng tự động và bẻ gập
đường ngắm 900 hướng lên phía trên.
Một trong những dụng cụ điển hình thuộc loại này là dụng cụ chiếu
thiên đỉnh PZL-100 do hãng “Zai-xơ” (CHDC Đức) chế tạo. Dụng cụ này

SV: Vũ Văn Đạt

36A – K57
Lớp: Trắc địa

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
được chế tạo dựa trên nguyên tắc cấu tạo của máy thuỷ bình tự động
KONi007.
Trong đó sự cân bằng tự động để đặt đường ngắm thẳng đứng được
thực hiện nhờ một hệ thống lăng kính treo. Khoảng ngắm nhỏ nhất là 2,5m.
Độ phóng đại của ống kính là 31,5x.
Sơ đồ quang học của dụng cụ này như hình 2.12:

Trong đó:
- 1 ÷ 5 là ống ngắm.
- 6 ÷ 8 là bộ phận định tâm quang học.
- 9 ÷ 10 là bộ phận định tâm quang học.
Dụng cụ này có bàn độ bằng thuỷ tinh với độ chính xác đọc số theo
kính hiển vi thang vạch là 1 ’ (giá trị khoảng chia la 10 ’). Ống thuỷ tròn có
τ = 8' và để cân bằng chính xác hơn thì trên dụng cụ này cồn có một ống thuỷ

hình trụ ( τ = 30" ).
Vị trí thẳng đứng của đường ngắm được tạo nên nhờ một cơ cấu điều
hoà lăng kính được gắn trên một con lắc treo có bộ giảm lắc dùng đệm không
khí. Phạm vi hoạt động của cơ cấu điều hoà là ± 10' . Việc định tâm được tiến
SV: Vũ Văn Đạt

37A – K57
Lớp: Trắc địa

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
hành bằng bộ phận định tâm quang học được lắp ráp ở đế máy với sai số
0.5mm.
Sai số đặt đường thẳng đứng quang học của bộ phận tự cân bằng (cơ
cấu điều hoà) là khoảng 0,5’’.
Độ chính xác đặt đường thẳng đứng quang học bằng dụng cụ chiếu PZL
khi chiều cao đến 100m theo lý lịch máy là ± 1,2mm .
Phương pháp đánh dấu điểm chiếu trục lên các tầng trên cao bằng dụng
cụ chiếu đứng PZL.
Khi dùng dụng cụ chiếu đứng PZL để chuyển toạ độ tâm mốc theo
đường thẳng đứng từ mặt bằng tầng một lên các tầng lắp ráp xây dựng thì trên
hướng thẳng đứng đã chọn trước người ta để lại những lỗ hổng nhỏ ở các trần
ngăn khi đổ bê tông mặt sàn. Định tâm dụng cụ chiếu trên điểm gốc, cân bằng
dụng cụ để đưa đường ngắm về vị trí thẳng đứng. Trên mặt bằng cần chuyển
toạ độ lên, người ta đặt vào đường thẳng đứng quang học một tấm lưới chiếu
(tấm paletka). Tấm lưới này được làm bằng mê ca trong suốt có kích thước (
150 × 150 × 3 )mm, trên đó có kẻ một lưới ô vuông khắc vạch đến mm. Dựa theo

mạng lưới ô vuông này có thể xác định vị trí chính xác của đường thẳng đứng
được chiếu lên. Để kiểm tra và nâng cao độ chính xác việc đọc số trên lưới ô
vuông cần phải chiếu điểm ở vị trí của thị kính (00, 900, 1800, 2700 ) và đánh
dấu trung bình của các điểm.
Trong đó:
1: Vị trí tấm Paletka
2: Mạng lưới ô vuông để định vị điểm chiếu trục
3: Lỗ hổng trần ngăn
4: Các vật cố định đặt trên lỗ hổng trần ngăn để dữ tấm Paletka.

SV: Vũ Văn Đạt

38A – K57
Lớp: Trắc địa

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp

Hình 2.14 Vị trí tấm Paletka trên tầng thi công
Các nguồn sai số ảnh hưởng đến độ chính xác của phương pháp chuyển
trục lên tầng bằng máy chiếu đứng:
1. Sai số định tâm dụng cụ tại điểm gốc (mđt)
2. Sai số cân bằng dụng cụ (mcb)
3. Sai số tiêu ngắm (mv)
4. Ảnh hưởng của điều kiện ngoại cảnh (mngc)
5. Sai số đánh dấu điểm (md)
Như vậy ảnh hưởng tổng hợp của tất cả các nguồn sai số đến độ
chính xác đặt đường thẳng đứng là:
2

2

2

2

m 2 = mdt + mdh + mv + mngc + md

2

Thực nghiệm kiểm tra cho thấy với h<100m thì:
mdt ≈ mcb ≈ mngc ≈ mdd ≈ 0.5mm

m = 0.5 5 = 1.1mm

h: là chiều cao công trình.

SV: Vũ Văn Đạt

39A – K57
Lớp: Trắc địa

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
Phương pháp sử dụng máy chiếu đứng quang học hiện nay được áp
dụng rộng rãi, nhất là địa hình chật hẹp và nhà cao tầng có chiều cao lớn thì
phương pháp này sẽ có hiệu quả cao hơn các phương pháp trước.
2.4.3 Chuyển trục công trình bằng công nghệ GPS:
1. Chọn và đánh dấu điểm trên mặt sàn thi công:
Khi chuyển trục lên cao ta lập lưới GPS cạnh ngắn với chiều dài
<500m. Mạng lưới gồm 2 đến 3 điểm cố định và từ 2 đến 3 điểm thuộc trục
công trình. Các điểm cố định nằm trên mặt đất thường là các điểm lưới khống
chế bên ngoài và được định tâm bắt buộc. Các điểm trục được đánh dấu bằng
cách sử dụng máy kinh vĩ hoạc máy chiếu lên biên của tầng cần đo GPS.
Dùng phương pháp căng dây hoặc bật mực để xác định hướng của trục cần
đặt máy GPS. Tiếp theo dùng thước thép xác định vị trí đặt máy thu GPS gần
với vị trí điểm bố trí bên trong cần chuyển lên mặt bằng thi công theo hướng
thẳng đứng. Đánh dấu vị trí này.
Các điểm này cũng có thể được chọn bằng cách chuyển các điểm lưới
bên trong công trình về hệ tọa độ GPS sau đó nạp vào máy sử dụng chế độ
Navigation(dẫn đường) để xác định vị trí đặt máy trên mặt sàn công trình.

Hình 2.15: Xác định điểm trên mặt sàn bằng công nghệ GPS

SV: Vũ Văn Đạt

40A – K57
Lớp: Trắc địa

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
Các điểm được chọn tùy theo vị trí điểm cố định mà có thể chọn một
trong các dạng đồ hình sau:

Các dạng đồ hình đo bằng công nghệ GPS.

2. Tiến hành đo:
Nên sử dụng ít nhất là 3 máy tốt nhất là sử dụng từ 4 máy trở lên để
mỗi ca đo ta có thể xác định được 1 trục. Đặt 2 máy tại điểm cố định trên mặt
đất, nên định tâm bắt buộc. Hai máy còn lại đặt tại 2 điểm trục đã được đánh
dấu trên sàn mặt thi công. Sau khi định tâm chính xác cân bằng máy đo chiều
cao ăng ten, nhiệt độ, áp suất tại thời điểm đo. Các số liệu này được nạp ngay
vào máy đồng thời phải ghi chép lại để phục vụ quá trình xử lí sau khi đo.
Sau khi đo xong, ta trút số liệu xuống máy tính. Tính cạnh(Baseline)
gồm các việc vào độ cao ăng ten và nhiệt độ áp suất; có thể sử lí tự động hoặc
bán tự động cắt bỏ vệ tinh có tín hiệu kém, cắt bớt thời gian hoặc tăng góc
ngưỡng. Dựa vào chỉ tiêu RDOP và RMS, Ratio>3 để kiểm tra chất lượng

SV: Vũ Văn Đạt

41A – K57
Lớp: Trắc địa

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
cạnh. Bình sai lưới GPS đồng thời tính chuyển tọa độ GPS về hệ tọa độ của
công trình.
3. Xác định chính xác vị trí điểm trục:
Để xác định chính xác vị trí điểm trục và đánh dấu nó trên mặt bằng
sàn thi công, ta hoàn nguyên vị trí điểm trục dựa vào điểm GPS đo trên sàn.
Công việc này gần giông như trong hoàn nguyên các điểm trong lưới ô vuông
xây dựng.
Gọi XGPS,YGPS là tọa độ đo bằng GPS; XT,YT là tọa độ các điểm trục của
công trình đã được thiết kế. Từ đó ta có độ lệch về tọa độ, phương vị và
khoảng cách như sau:
∆X = X T − X GPS
∆Y = YT − YGPS

; α hng = arctg

∆Y
; d hng =
∆X

∆X 2 + ∆Y 2

α hng là góc phương vị hoàn nguyên, d hng là khoảng cách hoàn nguyên.

Cách làm: Đặt máy kinh vỹ tại 1 điểm GPS cần hoàn nguyên, dọi tâm
cân bằng máy ngắm về điểm GPS thứ 2 lấy hướng ban đầu 0000 '00" tính góc
hoàn nguyên β
β = α hng − α 0 ( α0là góc phương vị từ điểm GPS cần hoàn nguyên đến điểm

định hướng).
Mở một góc β theo chiều kim đồng hồ nếu β>0 và ngược lại nếu β<0.
Trên hướng này dùng thước thép đo 1 đoạn bằng d hng ta xác định được điểm
trục cần chuyển. Kiểm tra và đánh dấu cẩn thận, cố định điểm vừa hoàn
nguyên xuống sàn bê tông.
4. Độ chính xác của phương pháp:
Sai số của phương pháp này: mTH

2
2
2
= mhng
+ mbotri
+ mGPS

Trong đó: mTH - sai số điểm sau khi chuyển lên sàn thi công
mhng - sai số do hoàn nguyên các điểm GPS về vị trí trục

SV: Vũ Văn Đạt

42A – K57
Lớp: Trắc địa

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
mhng = m

2
d hng

+

mα2hng
2

p"

2
d hng

mbố trí - sai số do quá trình bố trí bằng máy kinh vĩ và thước thép

mbotri = m +
2
d

mβ2
2

p"

d2

mGPS - sai số chuyển các điểm lên sàn thi công bằng máy GPS.

mdhng - sai số đo khoảng cách khi hoàn nguyên.
md - sai số đo khoảng cách khi điểm chuyển.

mα hng - sai số đo góc khi hoàn nguyên.
mβ - sai số đo góc khi chuyển các điểm khống chế bên trong còn
lại lên mặt sàn thi công
2.5 THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ TRÊN CÁC SÀN THI CÔNG
2.5.1 Đo kiểm tra lưới trục trên các tầng sàn thi công
Sau khi chiếu các điểm của lưới cơ sở lên mặt sàn thi các tầng tiến hành
đo kiểm tra khoảng cách giữa các điểm được chiếu lên ở từng tầng. Độ chính
xác tương đương với độ chính xác đo lưới cơ sở trên mặt bằng móng. So sánh
kết quả với kết quả đo cạnh của lưới cơ sở, nếu độ lệch chiều dài cạnh vượt
giá trị cho phép thì phải cho phép chiếu điểm lại.
2.5.2 Bố trí lưới trục trên các tầng sàn thi công
Việc bố trí lưới trục trên các tầng sàn thi công về cơ bản được chia
thành 2 bước:
+ Xây dựng lưới trục gốc.
Loại lưới được chuyển lên tầng bằng máy chiếu đứng quang học và dọi
vạch để lưu giữ vị trí các điểm lưới, sau đó tiến hành đo đạc tính loại toạ độ
thực tế của các điểm lưới, hoàn nguyên các điểm lưới về toạ độ lý thuyết của
chúng.
Loại lưới trục được chiếu bằng máy kinh vĩ
SV: Vũ Văn Đạt

43A – K57
Lớp: Trắc địa

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
Trong phương pháp này các điểm chiếu lên ban đầu mới là các điểm
dấu trục: m, n, ... g, h ở trên các tầng sàn như hình vẽ (2.15):
Trong đó các điểm trục công trình cần chuyển lên sàn thi công là: I, II, III, IV.
Để chuyển các dấu trục này thành các điểm trục có thể sử dụng các phương
pháp: dây thép căng kết hợp với dọi, máy kinh vĩ và giao hội hướng chuẩn để
xác định các điểm của lưới.

Hình 2.15 Sơ đồ các điểm dấu trục
+ Tăng dày các điểm lưới trục
Sau khi đã có vị trí chính xác của các điểm lưới khung trên các tầng
sàn, tiếp theo là dùng các phương pháp đặt khoảng cách thoe hướng chuẩn,
giao hội hướng chuẩn để tăng dày các điểm lưới trục công trình như nội dung
đã trình bày ở mục 2.3

SV: Vũ Văn Đạt

44A – K57
Lớp: Trắc địa