Thiết kế công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
MỤC LỤC
MỤC LỤC........................................................................................................1
LỜI NÓI ĐẦU.................................................................................................1
CHƯƠNG 1......................................................................................................2
GIỚI THIỆU CHUNG....................................................................................2
...........................................................................................................................5
CHƯƠNG 2....................................................................................................16
NỘI DUNG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG
NHÀ CAO TẦNG..........................................................................................16
CHƯƠNG 3....................................................................................................45
TÍNH TOÁN THỰC NGHIỆM...................................................................45
KẾT LUẬN....................................................................................................58
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................60
PHỤ LỤC.......................................................................................................61

SV: Vũ Văn Đạt

Lớp: Trắc địa A – K57


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
LỜI NÓI ĐẦU
Trước sự hội nhập mạnh mẽ của đất nước với các cường quốc trên thế
giới như hiện nay thì việc đầu tư xây dựng cơ sở vật chất như xây dựng khu
công nghiệp, khu đô thị, tổ hợp văn phòng… là điều tất yếu. Cùng với sự đầu
tư mạnh mẽ của các tập đoàn kinh tế nước ngoài, ngày càng nhiều các nhà
cao tầng được đầu tư xây dựng như công trình KeangNam, công trình LOTTE
CENTER Hà Nội, công trình HABICO tower… góp phần tích cực vào việc
giải quyết vấn đề nhà ở, văn phòng cho cá nhân và tập thể trong thời kì mở
cửa của đất nước.
Hiện nay trên địa bàn cả nước đã và đang xây dựng nhiều nhà cao tầng
và khu chug cư cao tầng với quy mô ngày càng lớn, kiểu dáng, kiến trúc ngày
càng hiện đại. Trong thi công xây dựng nhà cao tầng, vai trò và nhiệm vụ của
trắc địa là rất quan trọng. Vì thế, có làm tốt công tác trắc địa trong thi công
xây dựng nhà cao tầng thì mới đảm bảo được yêu cầu kỹ thuật và thẩm mỹ
của công trình.
Xuất phát từ ý nghĩa quan trọng đấy, em đã nhận đề tài tốt nghiệp:
“Thiết kế công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng”
Nội dung của đồ án được trình bày trong 3 chương như sau:
Chương I: Giới thiệu chung
Chương II: Nội dung công tác trắc dịa trong thi công nhà cao tầng
Chương III: Tính toán thực nghiệm
Với tinh thần làm việc nghiêm túc, khẩn trương, sự cố gắng lớn của bản
thân cùng với sự hướng dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS. Nguyễn Việt Hà, các

thầy cô giáo trong khoa trắc địa cùng các bạn đồng nghiệp, đến nay bản đồ án
của tôi đã được hoàn thành. Do trình độ bản thân và kinh nghiệm thực tế còn
hạn chế nên bản đồ án không tránh khỏi thiếu sót. Em kính mong nhận được
sự góp ý của quý thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để bản đồ án này được
hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 6 năm 2017
Sinh viên thực hiện:
Vũ Văn Đạt

SV: Vũ Văn Đạt

Lớp: Trắc địa1 A – K57


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
CHƯƠNG 1
GIỚI THIỆU CHUNG
1.1 GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNG
1.1.1 Khái niệm chung về nhà cao tầng
Nhà cao tầng là một loại hình đặc biệt của công trình dân dụng được
xây dựng tại các thành phố và các khu đô thị lớn. Quy trình xây dựng các

công trình này nói chung và nói riêng đối với việc tiến hành các công tác trắc
địa đều có những điểm đặc thù riêng so với các công trình khác. Xuất phát
điểm của các đặc điểm riêng này chính là những yêu cầu chặt chẽ về mặt hình
học phải tuân thủ trên suốt chiều cao của toà nhà.
Xã hội ngày nay càng phát triển thì xu hướng tập trung dân cư tại các
đô thị ngày càng tăng. Trong xu thế phát triển chung của đất nước hiện nay
việc xây dựng là hệ quả tất yếu của việc tăng dân số đô thị,thiếu đất đai xây
dựng và giá đất ngày càng cao ở các thành phố lớn tính đến năm 2000, các
nhà cao tầng ở nước ta chủ yếu là các khách sạn, tổ hợp văn phòng và trung
tâm dịch vụ do các nhà đầu tư nước ngoài đầu tư xây dựng có chiều cao phổ
biến từ 15 đến 45 tầng. Mười năm trở lại đây hàng loạt dự án nhà cao tầng
được triển khai xây dựng ở các khu đô thị mới như bán đảo Linh Đàm, khu đô
thị mới Trung Hoà - Nhân Chính, khu đô thị mới Trung Yên, làng quốc tế
Thăng Long đã góp phần giải quyết nhu cầu về nhà ở của dân cư và làm đẹp
cảnh quan đô thị.
Nhìn chung, việc xây dựng nhà cao tầng ở nước ta mới chỉ phát triển ở
giai đoạn đầu,tập trung ở Thành Phố Hà Nội và Thành Phố Hồ Chí Minh,đã
xây dựng số tầng 25-70. Hiện nay cũng như trong tương lai, đất nước ta đang
và sẽ còn tiếp tục xây dựng thêm nhiều công trình nhà cao tầng với quy mô
ngày càng lớn hơn, kiến trúc và kiểu dáng ngày càng hiện đại hơn.
Ở nước ta hiện nay có bảng phân loại nhà cao tầng như sau [1]

SV: Vũ Văn Đạt

Lớp: Trắc địa2 A – K57


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
nghiệp
TT

1
2
3

Số tầng
Từ 7 đến 12 tầng
Từ 13 đến 25 tầng
Từ 26 đến 45 tầng

Đồ

án

tốt

Phân loại
Cao tầng loại 1
Cao tầng loại 2
Cao tầng loại 3

4
Trên 45 tầng
Siêu cao tầng
Do việc xây dựng nhà cao tầng được thực hiện trên cơ sở ứng dụng các
công nghệ xây dựng hiện đại nên những người làm công tác trắc địa buộc
phải xem xét lại các phương pháp đo đạc đã có, nghiên cứu các phương pháp
và thiết bị đo đạc mới để đáp ứng yêu cầu đảm bảo chất lượng nhà cao tầng.
1.1.2 Đặc điểm kết cấu nhà cao tầng
Mỗi toà nhà là một khối thống nhất gồm một số lượng nhất định các kết
cấu chính có liên quan chặt chẽ với nhau như: móng, tường, dầm, kèo, các

trần, các trụ, mái nhà, các cửa sổ, cửa ra vào. Tất cả các kết cấu này được chia
làm hai loại, đó là kết cấu ngăn chắn và kết cấu chịu lực.
Sự liên kết các kết cấu chịu lực của toà nhà tạo nên bộ phận khung
sườn của toà nhà. Tuỳ thuộc vào kiểu kết hợp các bộ phận chịu lực mà người
ta phân ra ba sơ đồ kết cấu của toà nhà:
- Kiểu nhà khung: là kiểu nhà có khung chịu lực là các khung chính
bằng bê tông cốt thép.
- Kiểu nhà không có khung: là kiểu nhà được xây dựng một cách liên
tục không cần khung chịu lực, các kết cấu chịu lực chính là các tường chính
và các vách ngăn.
- Kiểu nhà có kết cấu kết hợp:là kiểu vừa có khung,vừa có tường ngăn
là kết cấu chịu lực.
Dựa vào phương pháp xây dựng toà nhà mà người ta còn phân chia
thành: toà nhà nguyên khối đúc liền,toà nhà lắp ghép và nhà lắp ghép toàn
khối.
- Nhà nguyên khối: là kiểu nhà được đổ bê tông một cách liên tục,các
tường chính và các tường ngăn được liên kết với nhau thành một khối.

SV: Vũ Văn Đạt

Lớp: Trắc địa3 A – K57


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
- Nhà lắp ghép:là kiểu nhà được lắp ghép từng phần khớp nhau theo các
cấu kiện đã được chế tạo sẵn theo thiết kế.
- Nhà lắp ghép toàn khối: là nhà được lắp ghép theo từng khối lớn.
- Nhà bán lắp ghép: là kiểu nhà mà các khung được đổ bê tông một
cách liên tục,còn các tấm panel được chế tạo sẵn theo thiết kế sau đó được lắp
ghép lên.
1.1.3 Hình ảnh về một số công trình nhà cao tầng

SV: Vũ Văn Đạt

Lớp: Trắc địa4 A – K57


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp

1.2 QUY TRÌNH THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG
1. Khảo sát chọn địa điểm xây dựng:
Việc chọn địa điểm xây dựng phụ thuộc vào mục đích sử dụng của
công trình và cần tuân theo những nguyên tắc chung sau đây:
- Vì nhà cao tầng thường là những công trình công cộng nên thường

được xây dựng ở gần trung tâm hoặc cách trung tâm thành phố không quá xa.
- Công trình nên xây dựng ở khu vực thoáng đãng.
2. Thiết kế,lựa chọn phương án kiến trúc:
Thiết kế và lựa chọn phương án kiến trúc với bất kì công trình nào cũng
cần thoả mãn các yêu cầu sau: tạo cảnh quan đẹp và thoáng đãng,không ảnh
hưởng đến các công trình xung quanh,tạo ra tối đa công năng sử dụng của
công trình, giá thành tối ưu nhất.
3. Chuẩn bị vật liệu xây dựng,các loại máy móc thiết bị:
Về vật liệu xây dựng,trước khi thi công công trình chúng ta cần nghiên
cứu kỹ bản vẽ thiết kế trên cơ sở đó có thể chọn các loại vật liệu xây dựng.
Các loại vật liệu dành cho xây dựng nhà cao tầng gồm: gạch, đá, cát,xi
măng… Cần tính cụ thể khối lượng cũng như căn cứ vào tiến độ thi công
công trình để có thể vận chuyển đến khu vực thi công sao cho hợp lý. Tránh

SV: Vũ Văn Đạt

Lớp: Trắc địa5 A – K57


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
lãng phí trong khâu vận chuyển cũng như làm ảnh hưởng tới tiến độ thi công
công trình.

4. Thi công móng cọc:
Nhà cao tầng là các công trình có trọng tải lớn,nền đất tự nhiên sẽ
không chịu nổi.Vì vậy khi xây dựng nhà cao tầng người ta phải xử dụng các
giải pháp nhân tạo để tăng cường độ chịu nén của nền móng. Giải pháp hiện
nay thường hay dùng nhất là giải pháp móng cọc. Để thi công móng cọc trong
xây dựng nhà cao tầng có thể sử dụng các phương pháp sau: khoan cọc nhồi,
ép cọc, đóng cọc.
5. Đào móng và đổ bê tông hố móng:
Sau khi hoàn thành việc thi công móng cọc,người ta tiến hành cắt, đập,
xử lý đầu cọc. Đồng thời tiến hành việc bốc dọn một khối lượng đất cơ bản
trên phạm vi hố móng công trình để bắt đầu thi công các đài cọc,móng và
tầng hầm của ngôi nhà. Nội dung này gồm các công tác chủ yếu sau đây:
Công tác chuẩn bị,công tác cốt thép đài giằng móng, công tác ván khuôn đài
móng,thi công đổ bê tông đài giằng móng.
6. Thi công phần thân công trình:
Thi công phần thân công trình cần thực hiện những việc sau:làm cốt
thép cột và lồng thang máy, đặt cốt thép dầm sàn, đổ bê tông cột dầm sàn,
tháo ván khuôn.
7. Xây và hoàn thiện:
Sau khi hoàn thành xong các hạng mục liên quan đến kết cấu công trình
người ta tiến hành xây và hoàn thiện. Thông thường phần xây được tiến hành
ngay sau khi tháo ván khuôn của khung và dầm sàn.Việc lắp đặt đường điện
nước cũng được thực hiện kết hợp với việc xây tường. Công việc hoàn thiện
được tiến hành sau khi xây dựng phần thô nó gồm các công việc cụ thể như
sau: trát vữa, quét vôi, ốp tường, lát nền.

SV: Vũ Văn Đạt

Lớp: Trắc địa6 A – K57

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
1.3 THÀNH PHẦN CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG NHÀ
CAO TẦNG
Nội dung của công tác trắc địa trong thi công xây dựng nhà cao tầng gồm:
1. Thành lập xung quanh công trình xây dựng một lưới khống chế trắc
địa có đo nối với lưới trắc địa thành phố. Mạng lưới này có tác dụng định vị
công trình theo hệ toạ độ sử dụng trong giai đoạn khảo sát thiết kế,nghĩa là
định vị nó so với công trình lân cận. Lưới khống chế này được sử dụng trong
giai đoạn bố trí móng công trình.
2. Chuyển ra thực địa các trục chính của công trình từ các điểm của
lưới khống chế trắc địa. Các trục chính công trình được dùng cho thi công
phần móng công trình,chúng được đánh dấu trên khung định vị hoặc bằng các
mốc chôn sát mặt đất.
3.Bố trí khi xây dựng phần dưới mặt đất của công trình:
Tuỳ theo phương pháp thi công móng mà nội dung công việc có thể
thay đổi,nhưng về cơ bản công tác này bao gồm: bố trí và kiểm tra thi công
móng cọc,bố trí và kiểm tra các đài móng, bố trí ranh giới móng và các bộ
phận trong móng. Độ chinh xác của công tác này được xác định theo các chỉ
tiêu kỹ thuật,hoặc theo yêu cầu riêng trong thiết kế cho từng công trình.
4.Thành lập một lưới trắc địa cơ sở trên mặt bằng tầng 1.
Mạng lưới này có tác dụng để bố trí chi tiết ngay tại tầng đầu tiên của

công trình. Mạng lưới này có độ chính xác cao hơn mạng lưới thành lập trong
giai đoạn thi công móng công trình.
Lưới khống chế cơ sở có đặc điểm là lưới cạnh ngắn, có hình dạng phù
hợp với hình dạng mặt bằng công trình.
Để đảm bảo tính thẳng đứng của công trình người ta chiếu thẳng đứng
các điểm khống chế cơ sở lên các mặt băng xây dựng và sử dụng chúng để bố
trí các trục và bố trí chi tiết công trình.

SV: Vũ Văn Đạt

Lớp: Trắc địa7 A – K57


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
5.Chuyển toạ độ và độ cao từ lưới cơ sở lên các tầng ,thành lập trên các
tầng lưới khống chế khung:
Để chuyển các trục lên tầng có thể sử dụng một trong các phương pháp:
phương pháp dây dọi, phương pháp dựa vào mặt phẳng ngắm của máy kinh
vĩ, phương pháp chuyền toạ độ bằng máy toàn đạc điện tử, phương pháp
chiếu đứng quang học. Ngoài ra còn có thể sử dụng phương pháp GPS kết
hợp với trị đo mặt đất.
Người ta có thể chọn một trong các phương pháp trên tuỳ thuộc vào độ

cao, độ chính xác yêu cầu và đặc điểm công trình.
Để chuyền độ cao từ mặt bằng móng lên các tầng xây dựng có thể sử
dụng các phương pháp: dùng hai máy và mia thuỷ chuẩn kết hợp với thước
thép treo, đo trực tiếp khoảng cách đứng, dùng các máy đo dài điện tử.
Sau khi chiếu các điểm khống chế cơ sở lên các tầng xây dựng,người ta
lập lưới khống chế khung để kiểm tra độ chính xác chiếu điểm.
6. Bố trí chi tiết trên các tầng:
Đầu tiên cần bố trí các trục chi tiết,sau đó dùng các trục này để bố trí
các kết cấu và thiết bị. Về độ cao cần đảm bảo độ cao thiết kế và độ phẳng,độ
nằm ngang của đế các kết cấu, thiết bị.
7. Đo vẽ hoàn công các kết cấu xây dựng đã được lắp đặt:
Sau khi xây dựng hoặc lắp đặt xong các kết cấu xây dựng trên từng
tầng cần phải tiến hành đo vẽ hoàn công vị trí của chúng về mặt bằng và độ
cao giá trị độ lệch nhận được so với thiết kế được đưa vào kết quả tính khi bố
trí trục và độ cao ở các tầng tiếp theo,để đảm bảo công trình xây dựng theo
đúng trục và độ cao thiết kế.
8. Quan trắc biến dạng công trình:
Bao gồm các công tác: quan trắc độ lún của móng và các bộ phận công
trình, quan trắc chuyển dịch ngang công trình, quan trắc độ nghiêng công trình.

SV: Vũ Văn Đạt

Lớp: Trắc địa8 A – K57


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
1.4 CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CƠ BẢN ĐỐI VỚI CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA
TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG
1.4.1 Khái niệm về hạn sai cho phép trong xây dựng
Trong quá trình thi công xây dựng, do tác động của nhiều yếu tố khác
nhau (thiết kế, bố trí, thi công xây dựng) nên dẫn đến có sự sai lệch vị trí thực
tế của các kết cấu xây dựng so với vị trí thiết kế tương ứng của chúng. Việc
lắp đặt các kết cấu xây dựng vào vị trí thiết kế cần phải đảm bảo các thông số
hình học trong các kết cấu chung của toà nhà, trong đó các yếu tố về chiều dài
như kích thước tiết diện của các kết cấu, khoảng cách giữa các trục của các
kết cấu v.v... mà được cho trong bản thiết kế xây dựng được gọi chung là “các
kích thước thiết kế” và tương ứng với nó trong kết quả của công tác bố trí sẽ
cho ta kích thước thực tế. Độ lệch giữa kích thước thực tế và kích thước thiết
kế được gọi là độ lệch bố trí - xây dựng. Nếu độ lệch này vượt qua giới hạn
cho phép nào đó thì độ gắn kết giữa các kết cấu xây dựng bị phá vỡ và gây
nên sự không đảm bảo độ bền vững công trình.
Do ảnh hưởng liên tục của quá trình sản xuất mà độ lệch của các kích
thước thực tế và thiết kế sẽ có những giá trị khác nhau.
Độ lệch giới hạn lớn nhất so với giá trị thiết kế của kích thước (ký hiệu
δ max) gọi là “độ lệch giới hạn trên” còn độ lệch giới hạn nhỏ nhất so với

thiết kế (ký hiệu δ min) còn gọi là “độ lệch giới hạn dưới”. Các độ lệch cho
phép nhất định gọi là hạn sai cho phép trong xây dựng và ký hiệu là ∆ . Như
vậy ta có thể nhận thấy ∆ = 2 δ .
Qua phân tích các tiêu chuẩn về độ chính xác ta thấy rằng các hạn sai
trong xây dựng có thể phân chia ra các dạng sau:
1. Các hạn sai đặc trưng vị trí mặt bằng của các kết cấu xây dựng (sự xê

dịch trục của các móng cột, dầm v.v... so với vị trí thiết kế).
2. Các hạn sai đặc trưng vị trí độ cao của các kết cấu xây dựng (độ lệch
về độ cao mặt tựa của các kết cấu xây dựng so với độ cao thiết kế).

SV: Vũ Văn Đạt

Lớp: Trắc địa9 A – K57


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
3. Các hạn sai đặc trưng về vị trí thẳng đứng của các kết cấu xây dựng
(độ lệch của trục đứng kết cấu so với đường thẳng đứng).
4. Các hạn sai đặc trưng về vị trí tương hỗ giữa các kết cấu xây dựng
(độ lệch về độ dài thiết kế và độ dài thực tế).
1.4.2 Mối quan hệ giữa các hạn sai lắp ráp xây dựng và độ chính xác của
các công tác trắc địa
Quá trình lắp ráp xây dựng tất cả các kết cấu của toà nhà luôn phải đi
kèm với các công tác đo đạc kiểm tra. Công tác kiểm tra trắc địa bao gồm
việc xác định vị trí mặt bằng, độ cao và độ thẳng đứng của các kết cấu so với
các trục và độ cao thiết kế trong quá trình xây dựng chúng.
Cơ sở trắc địa cho công việc kiểm tra này chính là các trục bố trí hoặc
các đường thẳng song song với chúng, các vạch lắp đặt đã được đánh dấu trên

các mặt bên của các kết cấu, các mốc độ cao thi công đã được chuyển lên các
mặt sàn tầng v.v...
Độ chính xác về vị trí của các kết cấu riêng biệt so với trục bố trí (về
mặt bằng) và so với các mức độ cao thiết kế (về độ cao) được khái quát từ
bốn nguồn sai số chủ yếu sau đây:
- Sai số về kích thước so với thiết kế do quá trình chế tạo các kết cấu
gây nên (ký hiệu mct).
- Sai số của việc đặt các kết cấu vào vị trí thiết kế khi lắp đặt chúng ( md ).
- Sai số của công tác kiểm tra trắc địa trong quá trình lắp đặt các kết cấu (mtd ).
- Sai số do tác động của các điều kiện ngoại cảnh (sự lún của công
trình, ảnh hưởng của nhiệt độ, v.v...) ký hiệu là mngc.
Khi đó sai số tổng hợp vị trí mặt bằng của kết cấu (kí hiệu m 0) so với vị
trí thiết kế được biểu thị bằng công thức:
2
m0 = mct2 + md2 + mtd2 + mngc

SV: Vũ Văn Đạt

10A – K57
Lớp: Trắc địa

(1.1)


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
Giả thiết rằng các sai số thành phần là mang đặc tính ngẫu nhiên và độc
lập với nhau, áp dụng nguyên tắc đồng ảnh hưởng giữa các nguồn sai số thì từ
công thức trên ta có:
m0=mtd 4 =2mtd

(1.2)

1
2

Hay: mtd = m0
Nếu giả định rằng các hạn sai trong qui phạm được cho dưới dạng sai
số giới hạn và có giá trị bằng 3 lần sai số trung phương, tức là ∆ 0=3m0 thì mối
tương quan giữa hạn sai ∆ 0 và sai số trung phương của việc đo đạc kiểm tra
mtđ có thể được viết dưới dạng sau:
1 ∆0
= 0,17 ∆0
2 3

md = .

Hay: mtd ≤ 0,2 ∆ 0(1.3)
Như vậy sai số trung phương của các công tác đo kiểm tra được tiến
hành khi đặt các kết cấu xây dựng cần không vượt quá 20% giá trị hạn sai lắp
ráp xây dựng đối với dạng công việc tương ứng.
Ngoài ra độ chính xác của các công tác trắc địa trong bố trí lắp đặt còn
phụ thuộc vào: kích thước và chiều cao của công trình, vật liệu xây dựng công

trình, trình tự và phương pháp thi công công trình v.v... Trong trường hợp thi
công theo thiết kế đặc biệt, các sai số cho phép chưa có trong các qui phạm
xây lắp hiện hành thì độ chính xác của các công tác trắc địa phải căn cứ vào
điều kiện kỹ thuật khi xây dựng công trình để xác định cụ thể.
1.4.3 Một số tiêu chuẩn độ chính xác của công tác trắc địa trong thi công
xây dựng công trình
Mỗi toà nhà gồm một số lượng hữu hạn các bộ phận kết cấu chính có
liên quan chặt chẽ với nhau như móng, tường, các trụ riêng biệt (các trụ hoặc
các cột), các dầm xà, các trần, mái nhà, cửa sổ, cửa ra vào v.v... tạo nên một
bộ khung chịu lực hoàn chỉnh của toà nhà. Tuỳ thuộc mỗi công trình cụ thể
mà người ta đặt ra yêu cầu về độ chính xác của công tác bố trí xây dựng.
SV: Vũ Văn Đạt

11A – K57
Lớp: Trắc địa


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
1. Chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới cơ sở bố trí công trình[4]
Để phục vụ cho công tác bố trí trục công trình nhà cao tầng và chỉ đạo thi
công người ta thường thành lập mạng lưới bố trí cơ sở theo nguyên tắc lưới
độc lập. Phương vị của một trong những cạnh xuất phát từ điểm gốc lấy bằng

0000’00” hoặc 90000’00”.

SV: Vũ Văn Đạt

12A – K57
Lớp: Trắc địa


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
Bảng 1.1 - Chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới cơ sở bố trí công trình
Sai số trung phương
Cấp
chính xác

Đặc điểm của đối tượng xây dựng

của lưới cơ sở bố trí
Đo cạnh
Đo góc
m β"

mS

S

3”

1:25000

5”

1:10000

10”

1:5000

Xí nghiệp hoặc cụm nhà, công trình
1- Cơ sở

công nghiệp trên khu vực có diện tích
>100 ha. Khu nhà hoặc công trình độc
lập trên mặt bằng có diện tích >100ha.
Xí nghiệp hoặc cụm nhà, công trình
công nghiệp trên khu vực có diện tích

2- Cơ sở

<100ha. Khu nhà hoặc công trình độc
lập trên mặt bằng có diện tích từ 10 ÷
100ha.
Nhà và công trình trên diện tích< 10ha,

3- Cơ sở

đường trên mặt đất hoặc các hệ thống
ngầm trong khu vực xây dựng.

2. Độ chính xác của công tác bố trí công trình [4]
Độ chính xác của công tác bố trí công trình phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Kích thước, chiều cao của đối tượng xây.
- Vật liệu xây dựng công trình.
- Hình thức kết cấu của toàn thể công trình.
- Quy trình công nghệ và phương pháp thi công công trình.

SV: Vũ Văn Đạt

13A – K57
Lớp: Trắc địa


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
Bảng 1.2 - Độ chính xác của công tác bố trí công trình
Sai số trung phương trung bình
Khi đo

Cấp
chính
xác

Đặc điểm của đối tượng
Đo cạnh

xây dựng

Đo góc
(’’)

trên

Khi truyền

cao

độ cao từ

trên

điểm gốc đến

một

mặt bằng lắp

trạm

ráp (mm)

(mm)
Kết cấu kim loại với mặt
phẳng, lắp ráp kết cấu bê
tông cốt thép, lắp ráp kết
1

cấu hệ trục đúc sẵn theo
khớp nối. Công trình cao

1/15.00

5

1

5

1/10.000

10

2

4

1/5.000

20

2.5

3

1/3.000

30

3

3

0

từ 100 - 120m với khẩu
độ từ 24 - 36m
Nhà cao từ 16 – 25 tầng.
2

Công trình cao từ 60 –
100 m với khẩu độ từ 18 –
24 m
Nhà cao từ 5 – 16 tầng.

3

Công trình cao từ 16 – 60
m với khẩu độ từ 6 - 18 m
Nhà cao đến 5 tầng. Công

4

trình cao đến 15 m với

khẩu độ 6 m
3. Chỉ tiêu kỹ thuật để lập lưới khống chế độ cao[4]
Lưới khống chế độ cao phải đảm bảo yêu cầu đối với công tác đo vẽ,
đặc biệt là bố trí công trình về độ cao và được nêu ở bảng sau:
Bảng 1.3 – Chỉ tiêu kỹ thuật để lập lưới khống chế độ cao
SV: Vũ Văn Đạt

14A – K57
Lớp: Trắc địa


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
Khoảng

Chênh

Tích luỹ

cách lớn

lệch

chênh

đi cách

trên cao

khép

nhất từ

khoảng

lệch

chướng

đến mỗi

tuyến

máy đến

cách sau

khoảng

ngại vật

trạm máy

theo số

mia

trước

cách

mặt đất

(m)

(m)

(m)

(mm)

(mm)

(mm)

I
II
III

25
35
50

0,3
0,7
1,5

0,5
1,5
3,0

0,8
0,5
0,3

0,5
0,7
3,0

1 n
1,5 n
6 n

IV

75-100

2,0

5,0

0,3

5,0

10 n

Hạng

SV: Vũ Văn Đạt

Tia ngắm Sai số đo

15A – K57
Lớp: Trắc địa

Sai số

trạm máy


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
CHƯƠNG 2
NỘI DUNG CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG
NHÀ CAO TẦNG
2.1 PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG
TRONG TRẮC ĐỊA CÔNG TRÌNH
Lưới khống chế trắc địa công trình nhà cao tầng có thể được thành lập
dưới dạng tam giác đo góc, đường chuyền đa giác, lưới đo góc cạnh kết hợp,
lưới tam giác đo cạnh, lưới tứ giác không đường chéo, về hình thức các mạng
lưới thường có dạng lưới ô vuông xây dựng.
2.1.1 Phương pháp tam giác
1. Phương pháp tam giác đo góc
Phương pháp tam giác là một phương pháp thông dụng để thành lập lưới
khống chế toạ độ mặt bằng. Để xác định vị trí mặt bằng của một số điểm đã
chọn trên mặt đất, ta nối các điểm này thành các tam giác và các điểm này
liên kết với nhau thành mạng lưới tam giác. Đồ hình của lưới tam giác thường
là: chuỗi tam giác, tứ giác trắc địa, đa giác trung tâm.

Hình 2.1 Chuỗi tam giác đo góc
Ưu điểm: khống chế được khu vực rộng lớn, dễ đo dễ tính toán. Lưới
có nhiều trị đo thừa nên có nhiều thông số để kiểm tra, tăng độ tin cậy của kết
quả đo.
Nhược điểm: bố trí lưới khó khăn, tầm thông hướng hạn chế.
2. Phương pháp tam giác đo cạnh
SV: Vũ Văn Đạt

16A – K57
Lớp: Trắc địa

Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
Ngày nay có các máy đo xa điện tử rất phát triển, việc đo cạnh tương đối
thuận tiện và có độ chính xác cao. Trong phương pháp này, đo chiều dài của
tất cả các cạnh trong tam giác. Từ chiều dài của tất cả các cạnh trong tam giác
ta có thể tính được giá trị của tất cả các góc trong tam giác, sau đó có thể tính
được toạ độ của các điểm còn lại của lưới khống chế.

Hình 2.2 Chuỗi tam giác đo cạnh
Ưu điểm: trị đo ít, khống chế được khu vực rộng lớn.
Nhược điểm: trị đo thừa ít, độ chính xác tính chuyền phương vị cũng
kém hơn đo góc nên lưới đo cạnh không có độ tin cậy cao. Trong đièu kiện
kinh tế kỹ thuật như nhau thì lưới đo góc vẫn ưu việt hơn. Để có thêm trị đo
thừa, nâng cao độ chính xác của lưới, khi xây dựng lưới tam giác đo cạnh
người ta thường chọn lưới có hình dạng là lưói đa giác trung tâm, lưới tứ giác
trắc địa hay lưới tam giác dày đặc.
3. Phương pháp tam giác đo góc-cạnh
Thực chất của phương pháp này là tiến hành đo tất cả các góc, các cạnh
trong mạng lưới tam giác.
Ưu điểm: cho độ chính xác cao, phạm vi khống chế rông lớn.
Nhược điểm: khối lượng đo đạc lớn, việc xây dựng mạng lưới phức tạm
và tốn kém.

2.1.2 Phương pháp đường chuyền
Lưới đường chuyền là một hệ thống các điểm trên mặt đất, các điểm
này liên kết với nhau tạo thành đường gấp khúc. Tiến hành đo tất cả các cạnh
và góc ngoặt của đường chuyền ta sẽ xác định được vị trí tương hỗ giữa các
SV: Vũ Văn Đạt

17A – K57
Lớp: Trắc địa


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
điểm. Nếu biết toạ độ của một điểm góc phương vị của một cạnh ta có thể
tính ra góc phương vị của các cạnh và toạ độ của các điểm khác trên đường
chuyền. Khi xây dựng lưới toạ độ theo phương pháp đường chuyền có thể sử
dụng các dạng cơ bản sau: đường chuyền phù hợp, đường chuyền treo, đường
chuyền khép kín và lưới đường chuyền.
Ưu điểm: ở vùng địa hình khó khăn hoặc địa vật bị che khuất nhiều, đặc
biệt là các thành phố, lưới đường chuyền rất dễ chọn điểm, dễ thông hướng đo vì
tại một điểm chỉ cần thấy hai điểm khác. Sự thay đổi góc ngoặt cũng không bị
hạn chế vào khu vực che khuất, dễ phân bố điểm theo yêu cầu của công việc đo
đạc giai đoạn sau. Việc đo góc ngang rất đơn giản vì tại mỗi điểm thường đo hai
hướng, tại điểm nút số lượng đo sẽ nhiều hơn. Các cạnh được đo trực tiếp cho

nên độ chính xác các cạnh tương đối đều nhau, còn trong lưới tam giác đo góc
các cạng được tính chuyền nên có độ chính xác không đều nhau.
Nhược điểm: trong một số trường hợp về phương tiện máy móc kỹ
thuật bị hạn chế thì khối lượng đo cạnh sẽ nhiều hơn. Trị đo thừa ít, không có
điều kiện kiểm tra góc ngoài thực địa (trừ trường hợp lưới khép kín) chỉ khi
tính toán mới phát hiện được.
2.1.3 Phương pháp tứ giác không đường chéo
1. Tứ giác đơn
Lưới tứ giác không đường chéo là một dạng lưới đo góc cạnh kết hợp
có khả năng ứng dụng tốt để thành lập lưới trắc địa công trình.
Xét đồ hình của lưới tứ giác không đường chéo như hình vẽ:

Hình 2.3 Tứ giác không đường chéo
SV: Vũ Văn Đạt

18A – K57
Lớp: Trắc địa


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
Trong lưới đo 2 cạnh kề nhau: AB = a và BC = b, đo 4 góc A, B, C, D.
Các cạnh còn lại của tứ giác được tính theo công thức:

c=

a sin A + b sin ( C + D )
sin D

(2.1)

d=

b sin B + c sin ( D + A)
sin A

(2.2)

Trong tứ giác không đường chéo có một trị đo thừa, từ trị đo thừa này
viết đựơc một phương trình điều kiện hình:
VA + VB + VC + VD + ωβ = 0

(2.3)

- Độ chính xác chiều dài cạnh
Theo tài liệu [ 5] có các công thức đánh giá độ chính xác chiều dài
cạnh như sau:
2

m
mc = ma + b  β
 ρ






m
2
2
md = mb + a 2  β
 ρ





2

2

2

(2.4)
2

(2.5)

Từ công thức trên ta có nhận xét: sai số trung phương chiều dài chiều
dài cạnh trong tứ giác phụ thuộc vào độ chính xác đo góc mβ và sai số đo
cạnh đối diện, không phụ thuộc vào độ chính xác của cạnh kề với nó.
- Độ chính xác chuyền phương vị
Giả sử cạnh AB có phương vị là α 0 với sai số mα theo hình vẽ ta có các
0

công thức tính các góc phương vị còn lại như sau:
α AD = α AB + A

(2.6)

α CD = α AB + 2.1800 − B − C

(2.7)

Tính đến điều kiện hình trong tứ giác, chúng ta có các công thức tính
sai số trung phương phương vị cạnh CD và AD như sau:

SV: Vũ Văn Đạt

19A – K57
Lớp: Trắc địa


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
2

2

2

2

mα AD = mα 0 + 0.75mβ
mα CD = mα 0 + mβ

2

(2.8)

2

(2.9)

2. Lưới tứ giác không đường chéo
Đối với chuỗi các hình chữ nhật (hình 2.4): đo cạnh a và các cạnh bên bi.
Sau bình sai điều kiện hình, sai số trung phương của cạnh cuối tính theo
công thức:
mc n

2

m
= ma + ∑ b  β
1
 ρ
n

2

2





2

(2.10)

Hình 2.4 Chuỗi tứ giác không đường chéo
Nếu trong chuỗi có hai cạnh đầu và cuối thì cạnh sai số chiều dài cạnh
trung gian (ci) được tính theo công thức:
mci =

m1.m2
2

m1 + m2

2

(2.11)

Trong đó m1 , m2 là sai số chiều dài cạnh ci tính theo hai đường 1 và 2.
Trong chuỗi tứ giác, sai số của cạnh di tính theo công thức:
m

md2i = mbi2 + ci2−1  β
 ρ





2

(2.12)

2.1.4 Lưới ô vuông xây dựng

SV: Vũ Văn Đạt

20A – K57
Lớp: Trắc địa


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
1. Mục đích
Để chuyển bản thiết kế công trình công nghiệp (xí nghiệp công nghiệp,

khu liên hợp công nghiệp, thậm chí một thành phố) ra thực địa, thông thường
người ta xây dựng cơ sở khống chế toạ độ và độ cao ở dạng đặc biệt bao gồm
một hệ thống dày đặc các điểm mốc trắc địa phân bố một cách tương đối đồng
đều trên toàn bộ khu vực. Các điểm này tạo thành một mạng lưới các hình
chữ nhật có chiều dài cạnh phụ thuộc vào kích thước công trình

Hình 2.5 Lưới ô vuông xây dựng
- a, b, c, d là các điểm trục chính công trình theo thiết kế.
- N1, N2, ... Ni là các điểm toạ độ của lưới ô vuông.
2. Quy trình thành lập lưới
+ Thiết kế lưới
Yêu cầu cơ bản đối với mạng lưới ô vuông xây dựng là các trục toạ độ
của mạng lưới phải thật song song với các trục tương ứng của trục công trình.
đồng thời với việc lựa chọn hướng của các trục toạ độ là giải quyết vấn đề độ
dài cạnh của mạng lưới ô vuông xây dựng. Nói chung chiều dài cạnh của lưới
SV: Vũ Văn Đạt

21A – K57
Lớp: Trắc địa


Trường Đại học Mỏ - Địa chất
nghiệp
ô vuông xây dựng thường là 200m
× 100m

Đồ
×

án

tốt

200m có thể là 200m × 150m hoặc 100m

… Khi thiết kế mạng lưới ô vuông xây dựng phải tính toán sao cho

các điểm dời về một phía nào đó một khoảng bằng bộ số của 10m.
Cần chọn điểm gốc toạ độ của hệ thống lưới nằm ở góc Tây Nam của
khu vực sao cho tất cả công trình đều nằm vào góc phần tư thứ nhất của hệ
toạ độ sau này gặp nhiều thuận lợi.
+ Chuyển hướng gốc của mạng lưới ô vuông xây dựng ra thực địa
Việc chuyển hướng khởi đầu của mạng lưới ô vuông xây dựng ra ngoài
thực địa có thể dựa vào mối tương quan vị trí toạ độ giữa các điểm lưới ô
vuông xây dựng được thiết kế và các điểm địa vật rõ nét có trên tổng bình đồ
công trình. Giả sử cần chuyển các điểm A, B, C ra thực địa từ các điểm mốc
toạ độ I, II, III. Theo phương pháp đồ giải hoặc giải bài toán trắc địa ngược
chúng ta sẽ tính được các yếu tố bố trí S 1, β1 ; S2 , β 2 ; S3, β 3 ; ở ngoài thực địa
để thu được các điểm nằm trên hướng khởi đầu của mạng lưới ô vuông xây
dựng (hình 2.6).

Hình 2.6 Chuyển hướng gốc của mạng lưới ô vuông xây dựng ra thực địa.
3. Các phương pháp thành lập lưới ô vuông xây dựng
Sau khi cố định hướng khởi đầu, tiếp theo là cắm chi tiết mạng lưới ô
vuông xây dựng, tức triển khai trên thực địa mạng lưới ô vuông với độ dài
cạnh đã chọn và cố định tại các đỉnh ô vuông đó. Có hai phương pháp chủ yếu

SV: Vũ Văn Đạt

22A – K57

Lớp: Trắc địa


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
để thành lập mạng lưới ô vuông xây dựng là: phương pháp trục và phương
pháp hoàn nguyên.
+ Phương pháp trục

Hình 2.7 Thành lập lưới ô vuông xây dựng bằng phương pháp trục
Trong phương pháp trục người ta chuyển ngay ra thực địa với độ chính
xác xác định trước toàn bộ các điểm của mạng lưới bằng cách đặt chính xác
các yếu tố thiết kế (góc và cạnh). Đầu tiên bố trí trên thực địa hai hướng khởi
đầu vuông góc với nhau nằm ở giữa khu vực xây dựng. Do có sai số bố trí nên
hai hướng này không thật vuông góc với nhau. Dùng máy kinh vĩ chính xác
đo lại góc β từ 2 ÷ 3 vòng đo. Tính trị chênh lệch của nó so với góc vuông và
điều chỉnh vị trí các điểm B, C bằng các số hiệu chỉnh ∆S B , ∆SC để cho AB và
AC thật vuông góc với nhau.
Các số hiệu chỉnh này được tính theo công thức:
∆S B = AB1.

∆β
2ρ

(2.13)

∆SC = AC1.

Trong đó:

SV: Vũ Văn Đạt

∆β
2ρ

∆β = 900 − β ( β là giá trị của góc B1 Aˆ C1 )

23A – K57
Lớp: Trắc địa

(2.14)


Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Đồ

án

tốt

nghiệp
Số hiệu chỉnh BAˆ C = 900 các khoảng cách AB1 và AC1 được lấy trên

tổng bình đồ. Cố định các điểm B, C trên thực địa và dọc theo các hướng AB
và AC ta đặt các đoạn thẳng bằng chiều dài cạnh của lưới. Việc định tuyến
được tiến hành bằng máy kinh vĩ, còn khoảng cách được đo bằng thước thép
căng bằng lực kế. Kết quả đo có tính đến các số hiệu chỉnh do độ dốc địa
hình, do nhiệt độ và do kiểm nghiệm thước. Hiện nay việc đặt khoảng cách có
thể tiến hành bằng các máy toàn đạc điện tử cho phép tính toán một cách
nhanh chóng khoảng cách ngang có tính đến tất cả các số hiệu chỉnh. Người
ta kết thúc việc bố trí trên hai hướng này tại các điểm cuối cùng M, Q, P, N.
Tại những điểm này dựng các góc vuông và tiếp tục bố trí các điểm theo chu
vi của lưới. Như vậy nhận trên thực địa 4 tứ giác của lưới ô vuông xây dựng
với các cạnh đã được bố trí. Sau đó thay các mốc gỗ tạm thời bằng các mốc
bê tông chắc chắn. Tiếp theo trên các hướng giữa các điểm tương ứng của 4
vòng cơ bản, ta tiến hành bố trí các điểm bên trong của lưới. Để tính toán toạ
độ cuối cùng các điểm của lưới xây dựng người ta tiến hành đặt các đường
chuyền cấp 1 theo chu vi lưới, còn theo các điểm chêm dày đặt đường chuyền
cấp 2. Để xác định toạ độ các điểm này có thể sử dụng các phương pháp khác.
Nếu khu vực xây dựng có diện tích không lớn và việc bố trí các đỉnh
của lưới được tiến hành với độ chính xác cao thì toạ độ các điểm nhận được
sau bình sai sẽ không khác mấy so với toạ độ thiết kế. Tuy nhiên khi thành lập
những mạng lưới lớn khó mà tiến hành công tác bố trí với độ chính xác cao và
việc tính tất cả các số hiệu chỉnh vào chiều dài cạnh là phức tạp. Do vậy toạ
độ thực tế của các điểm có thể khác nhau tương đối nhiều so với toạ độ thiết
kế.
+ Phương pháp hoàn nguyên
Việc bố trí lưới ô vuông theo phương pháp hoàn nguyên được thực hiện
như sau: theo hướng khởi đầu đã chuyển ra thực địa, với độ chính xác
1/1000

÷

1/2000 phát triển mạng lưới ô vuông xây dựng trên toàn bộ khu vực

SV: Vũ Văn Đạt

24A – K57
Lớp: Trắc địa