xử lý số liệu quan trắc chuyển dịch ngang công trình ngân hàng nông nghiệp và phát triển nông thôn quận i, thành phố hồ chí mình

TÓM TẮT
Công tác xử lý số liệu quan trắc chuyển dịch ngang giúp nâng cao độ chính
xác của kết quả quan trắc. Nên ở đồ án này, tôi tiến hành nghiên cứu sử dụng thuật
toán bình sai lưới tự do để đánh giá độ ổn định của các mốc lưới cơ sở và phương
pháp bình sai tham số để xử lý số liệu lưới quan trắc ở công trình Ngân hàng Nông
nghiệp và Phát triển Nông thôn Quận I, Thành phố Hồ Chí Minh
Việc đánh giá ổn định các mốc trong lưới cơ sở bằng thuật toán bình sai lưới
tự do nhắm tìm ra điểm ổn định và không ổn định, loại bỏ các điểm không ổn định
ra khỏi các mốc dùng làm số liệu gốc cho việc xử lý số liệu lưới quan trắc. Đối với
lưới quan trắc tôi sử dụng bình sai tham số để xử lý số liệu lưới, sau khi bình sai
lưới quan trắc sẽ xác định được lượng chuyển dịch của các mốc quan trắc. Từ đó,
đưa ra nhận xét về tình hình dịch chuyển của công trình, dự báo chuyển dịch công
trình và phương pháp khác phục cũng như tu tạo công tình khi có dịch chuyển.

III


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CHUNG VỀ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH
CÔNG TRÌNH ...........................................................................................................3
1.1. Khái niệm chung về quan trắc chuyển dịch công trình: ............................3
1.1.1. Phân loại chuyển dịch biến dạng công trình: ..........................................3
1.1.2. Nguyên nhân gây ra biến dạng công trình: ..............................................3
1.1.3. Đặc tích và tham số chuyển dịch ngang: .................................................4
1.1.4. Mục đích và nhiệm vụ của quan trắc: ......................................................6
1.2. Yêu cầu độ chính xác và chu kỳ quan trắc:.................................................6
1.2.1. Yêu cầu độ chính xác:...............................................................................6
1.2.2. Chu kỳ quan trắc : ....................................................................................7
1.3. Các phương pháp xác định chuyển dịch ngang công trình: ......................8
1.3.1. Quan trắc chuyển dịch ngang công trình bằng phương pháp hướng

chuẩn: .................................................................................................................8
1.3.2. Quan trắc chuyển dịch ngang bằng lưới đo góc-cạnh: ..........................11
1.4. Lưới khống chế trong quan trắc chuyển dịch ngang công trình: ...........13
1.4.1. Nguyên tắc xây dựng lưới quan trắc chuyển dịch ngang công trình: ....13
1.4.2. Lưới khống chế cơ sở: ............................................................................14
1.4.3. Lưới khống chế quan trắc: .....................................................................15
1.4.4. Kết cấu, phân loại mốc quan trắc : ........................................................16
1.5. Quy trình kỹ thuật quan trắc chuyển dịch ngang công trình: ................18
CHƯƠNG 2: XỬ LÝ SỐ LIỆU QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG
CÔNG TRÌNH .........................................................................................................20
2.1. Phân tích độ ổn định của lưới mặt bằng cơ sở: .........................................20
2.1.1. Mục đích của việc phân tích độ ổn định của lưới mặt bằng cơ sở: .......20
2.1.2. Một số phương pháp phân tích độ ổn định của mốc trong lưới mặt bằng
cơ sở: ................................................................................................................20

V


2.1.3. Phân tích độ ổn định của mốc lưới mặt bằng cơ sở bằng phương pháp
bình sai lưới tự do: .......................................................................................... 22
2.2. Xử lý số liệu lưới quan trắc: ....................................................................... 28
2.2.1. Xử lý lưới quan trắc theo phương pháp bình sai điều kiện: .................. 28
2.2.2. Xử lý lưới quan trắc theo phương pháp bình sai tham số: .................... 34
2.3 Dự báo chuyển dịch ngang công trình: ...................................................... 38
2.3.1. Thành lập mô hình chuyển dịch theo hàm đa thức: .............................. 38
2.3.2. Thành lập mô hình chuyển dịch theo hàm tuần hoàn: .......................... 40
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM XỬ LÝ SỐ LIỆU QUAN TRẮC CHUYỂN
DỊCH NGANG CÔNG TRÌNH NGÂN HÀNG NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT
TRIỂN NÔNG THÔN QUẬN 1, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ..................... 42
3.1. Giới thiệu về công trình Ngân hàng nông nghiệp và Phát triển nông thôn

Quận 1, Thành Phố Hồ Chí Minh: ................................................................... 42
3.2. Bố trí lưới khống chế cơ sở và lưới quan trắc: ......................................... 42
3.2.1. Bố trí lưới khống chế cơ sở mặt bằng: .................................................. 42
3.2.2. Bố trí lưới quan trắc: ............................................................................. 42
3.3. Xử lý số liệu quan trắc chuyển dịch ngang: ............................................. 43
3.3.1.Xử lý số liệu lưới mặt bằng cơ sở:.......................................................... 43
3.3.2. Xử lý số liệu lưới quan trắc: .................................................................. 49
3.4. Kết quả xử lý số liệu bằng phần mềm: ...................................................... 52
3.4.1. Kết quả bình sai phần mềm lưới cơ sở: ................................................. 52
3.4.2. Kết quả bình sai phần mềm lưới quan trắc: .......................................... 54
3.5. Dự báo chuyển dịch ngang công trình: ..................................................... 58
KẾT LUẬN ............................................................................................................. 59
TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................................................... 60
PHỤ LỤC

VI


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1: Độ chính xác trong thực tế .................................................................................... 7
Bảng 3.1: Tọa độ các điểm sau bình sai lưới cơ sở chu kì 1 ............................................... 44
Bảng 3.2: Cạnh sau bình sai của lưới cơ sở chu kì 1 .......................................................... 44
Bảng 3.3: Góc sau bình sai của lưới cơ sở chu kì 1 ............................................................ 44
Bảng 3.4: Tọa độ sau bình sai của lưới cơ sở chu kì 2........................................................ 45
Bảng 3.5: Cạnh sau bình sai của lưới cơ sở chu kì 2 .......................................................... 45
Bảng 3.6: Góc sau bình sai của lưới cơ sở chu kì 2 ............................................................ 45
Bảng 3.7: Phân tích độ ổn định các mốc cơ sở chu kì 2 ...................................................... 45
Bảng 3.8: Tọa độ sau bình sai của lưới cơ sở chu kì 3........................................................ 46
Bảng 3.9: Cạnh sau bình sai của lưới cơ sở chu kì 3 .......................................................... 46
Bảng 3.10: Cạnh sau bình sai của lưới cơ sở chu kì 3 ........................................................ 46

Bảng 3.11: Phân tích độ ổn định các mốc cơ sở chu kì 3 .................................................... 47
Bảng 3.12: Tọa độ sau bình sai của lưới cơ sở chu kì 4...................................................... 47
Bảng 3.13: Cạnh sau bình sai của lưới cơ sở chu kì 4 ........................................................ 47
Bảng 3.14: Góc sau bình sai của lưới cơ sở chu kì 4 .......................................................... 48
Bảng 3.15: Phân tích độ ổn định môc cơ sở chu kì 4 .......................................................... 48
Bảng 3.17: Tọa độ các điểm quan trắc sau bình sai chu kì 1 .............................................. 49
Bảng 3.18: Tọa độ các điểm quan trắc sau bình sai chu kì 2 .............................................. 50
Bảng 3.19: Tọa độ các điểm quan trắc sau bình sai chu kì 3 .............................................. 50
Bảng 3.20: Tọa độ các điểm quan trắc sau bình sai chu kì 4 .............................................. 51
Bảng 3.21: Dịch chuyển của các mốc quan trắc các chu kì so với chu kì 1 ........................ 52
Bảng 3.22: Tọa độ sau bình sai lưới cơ sở chu kì 2 bằng phần mềm .................................. 52
Bảng 3.23: Phân tích độ ổn định lưới cơ sở chu kì 2 bằng phần mềm ................................ 52
Bảng 3.24: Tọa độ sau bình sai lưới cơ sở chu kì 3 bằng phần mềm .................................. 52

VII


Bảng 3.25: Phân tích độ ổn định lưới cơ sở chu kì 3 bằng phần mềm ................................ 53
Bảng 3.26: Tọa độ sau bình sai lưới cơ sở chu kì 4 bằng phần mềm .................................. 53
Bảng 3.27: Phân tích độ ổn định lưới cơ sở chu kì 4 bằng phần mềm ................................ 53
Bảng 3.28: Tọa độ sau bình sai lưới quan trắc chu kì 1 bằng phần mềm ........................... 54
Bảng 3.29: Tọa độ sau bình sai lưới quan trắc chu kì 2 bằng phần mềm ........................... 55
Bảng 3.30: Tọa độ sau bình sai lưới quan trắc chu kì 2 bằng phần mềm ........................... 56
Bảng 3.31: Tọa độ sau bình sai lưới quan trắc chu kì 2 bằng phần mềm ........................... 57
Bảng 3.32: Dự báo chuyển dịch chu kỳ 5 và chu kỳ 6 ......................................................... 58

VIII


DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1: Khái niệm về hướng chuẩn .................................................................................... 8
Hình 1.2: Đo độ lệch hướng .................................................................................................. 9
Hình 1.3: Lưới tam giác trong quan trắc chuyển dịch ngang ............................................. 11
Hình 1.4: Sơ đồ lưới quan trắc trong phương pháp đa giác ............................................... 12
Hình 1.5 : Mốc khống chế mặt bằng dạng cột ..................................................................... 16
Hình 1.6 : Cấu tạo mốc loại nổi .......................................................................................... 17
Hình 1.7 : Cấu tạo mốc loại chìm ........................................................................................ 17
Hình 1.8 : Mốc gắn tường.................................................................................................... 17
Hình 1.9: Mốc gắn nền, móng ............................................................................................. 18
Hình 2.1 : Phép chuyển đổi helmert .................................................................................... 26
Hình 2.2: Tam giác đo góc .................................................................................................. 29
Hình 2.3 : Đa giác đo góc.................................................................................................... 29
Hình 2.4 : Lưới đường chuyền đo góc ................................................................................. 30
Hình 2.5 : Phương trình điều kiện cực ................................................................................ 30
Hình 2.6 : Phương trình điều kiện cạnh .............................................................................. 31
Hình 2.8 :Phương trình điều kiện chiều dài cạnh ............................................................... 32
Hình 2. 9: Phương trình điều kiện tọa độ ............................................................................ 32
Hình 2.10 :Phương trình số hiệu chỉnh hướng .................................................................... 35
Hình 2.11: Phương trình số hiệu chỉnh góc ........................................................................ 35
Hình 2.12: Phương trình số hiệu chỉnh chiều dài ............................................................... 36
Hình 3.1: Đồ hình lưới cơ sở và lưới quăn trắc .................................................................. 43

IX



MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề, lý do chọn đề tài:
Nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa-hiện đại hóa nên sự phát tiển
về cơ sở hạ tầng là rất mạnh mẽ. Xây dựng các nhà máy, các công trình cầu, thủy

điện, nhà cao tầng ngày càng nhiều hơn. Để xây dựng các công trình hiện đại và có
quy mô lớn yêu cầu thi công vận hành có độ cính xác cao, đảm bảo cho công trình
sử dụng lâu dài. Để đáp ứng nhu cầu đó, công tác trắc địa có đóng góp rất lớn trong
hầu hết các giai đoạn của công trình từ thiết kế, thi công đến lúc công trình đi vào
sử dụng. Trong đó công tác quan trắc chuyển dịch là một trong những công tác quan
trọng cần được quan tâm. Các kết quả quan trắc công trình cho phép đánh giá mức
độ ổn định và an toàn của công trình giúp thành lập kết hoạch tu tạo, bảo dưỡng và
ngăn chặn những hậu quả xấu có thể xảy ra với công trình. Độ chính xác của quan
trắc chuyển dịch công trình phụ thuộc chủ yếu vào việc áp dụng quy tình và phương
pháp xử lý số liệu.
Hiện nay, khoa học kỹ thuật trong ngành trắc địa bản đồ đã được nâng cao
rất nhiều và được áp dụng các phương pháp, quy trình hợp lý nên độ chính xác của
các số liệu quan trắc ngày được cải thiện. Nhưng, lưới trong quan trắc biến dạng
công trình là một mạng lưới đặc thù, yêu cầu độ chính xác cao. Việc đánh giá độ ổn
định của hệ thống mốc khống chế cơ sở bằng thuật toán bình sai lưới tự do là một
phương pháp được sử dụng rộng rãi, thích hợp với các công trình yêu cầu độ chính
xác cao. Xử lý lưới quan trắc chuyển dịch bên trong công trình được tiến hành dựa
trên lưới cở sở tự do đã được thành lập trước đó.
Nhận thức được tầm quan trọng trong việc xử lý số liệu quan trắc chuyển
dịch ngang nhà cao tầng nằm trong trung tâm thành phố hay khu dân cư đông đúc,
khó thành lập mạng lưới khống chế nên khi được sự phân công của khoa Trắc Địa
và Bản Đồ của trường Đại học Tài Nguyên và Môi Trường thành phố Hồ Chí Minh,
cùng với sự giúp đỡ và hướng dẫn tận tình của GV ThS. Đoàn Thị Bích Ngọc, tôi
đã tiến hành thực hiện đề tài: “Xử lý số liệu quan trắc chuyển dịch ngang công
trình Ngân hàng Nông nghiệp và phát triển nông thôn, Quận I, Thành phố Hồ
Chí Minh”

1

2. Mục đích và nhiệm vụ của đồ án:
Sử dụng thuật toán bình sai lưới tự do để xác định độ ổn định của lưới cơ sở
mặt bằng, qua đó sử dụng các điểm cở sở ổn định để xử lý số liệu lưới quan trắc
bằng phương pháp bình sai phụ thuộc với số liệu gốc là tọa độ sau bình sai của lưới
cơ sở mặt bằng.
Qua đó, giúp ta có cái nhìn rõ hơn về thuật toán bình sai tự do, cho thấy sự
ưu việt, nổi trội và chính xác của việc áp dụng thuật toán bình sai lưới tự do vào
công tác quan trắc chuyển dịch công tình, cụ thể là các công trình nhà cao tầng
trong trung tâm thành phố hoặc khu đông dân cư.
3. Nội dung của đồ án:
Nội dung đồ án này gồm 3 chương:
Chương 1: Giới thiệu chung về quan trắc chuyển dịch công trình
Chương 2: Xử lý số liệu quan trắc chuyển dịch ngang công trình
Chương 3: Thực nghiệm xử lý số liệu quan trắc chuyển dịch ngang công
trình ngân hàng Nông nghiệp và Phát triển nông thôn Quận I, Thành phố Hồ Chí
Minh.
Ngoài ra, đồ án còn kèm theo các phụ lục và phần tính toàn bằng excel.

2


CHƯƠNG 1:GIỚI THIỆU CHUNG VỀ QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH
CÔNG TRÌNH
1.1. Khái niệm chung về quan trắc chuyển dịch công trình:
1.1.1. Phân loại chuyển dịch biến dạng công trình:
a.Chuyển dịch công trình:
Chuyển dịch công trình trong không gian là sự thay đổi vị trí công trình theo
thời gian và được phân biệt thành hai loại: chuyển dịch theo phương thẳng đứng và
chuyển dịch trong mặt phẳng ngang.
Chuyển dịch theo phương thẳng đứng được gọi là độ trồi lún (nếu chuyển dịch

theo hướng xuống dưới thì gọi là lún, hướng lên trên thì gọi là trồi). Chuyển dịch
công trình trong mặt phẳng nằm ngang được gọi là chuyển dịch ngang.
b.Biến dạng công trình:
Biến dàng công trình là sự thay đổi mối tương quna hình học của công trình ở
quy mô tổng thể hoặc ở các kết cấu thành phần. Biến dạng xảy ra do sự chuyển dịch
không đều giữa các bộ phận công trình, các biến dạng thường gặp là hiện tượng
cong, vặn xoắn, rạn nứt của công trình.
Nếu công trình bị chuyển dịch, biến dạng vượt quá giới hạn cho phép thì sẽ
gây trở ngại cho qua trình khai thác sử dụng và có thể dẫn đến các sự cố hư hỏng,
đỗ vỡ, phá hủy một phần hoặc toàn bộ công trình (Trần Văn Quảng, 2001).
1.1.2. Nguyên nhân gây ra biến dạng công trình:
Công trình bị chuyển dịch do tác động của hai nhóm yếu tố chủ yếu, là tác
động của các yếu tố tự nhiên và tác động của các yếu tố nhân tạo, liên quan đến
hoạt động của con người trong quá trình vận hành và khai thác công trình.
Các nguyên nhân thuộc nhóm yếu tố tự nhiên gồm có: khả năng lún, trượt
của các lớp đất đá dưới nền móng công trình và các hiện tượng địa chất công trình,
địa chất thủy văn, sự co giãn của đất đá, thay đổi của các điều kiện của các điều
kiện thủy căn theo nhiệt độ, độ ẩm và mực nước ngầm.
Nhóm các yếu tố nhân tạo bao gồm: ảnh hưởng của trọng lượng bản thân
công trình, sự thay đổi các tính chất cơ lý đất đá do việc quy hoạch cấp thoát nước,
các sai lệch trong khảo sát địa chất công trình, địa chất thủy văn, quá trình suy yếu
của nền móng do quá trình thi công các công trình ngầm trong lòng đất, ảnh hưởng
của việc xây dựng các công trình lân cận khác, sự rung động của nền móng do vận
hành máy cơ giới và tác động của phương tiện giao thông (Trần Văn Quảng, 2001;
Phan Văn Hiến (CB), Ngô Văn Hợi, Trần Khánh, Nguyễn Quang Phúc, Nguyễn
Quang Thắng, Phan Hồng Tiến, Trần Việt Tuấn, 2001).

3

1.1.3. Đặc tích và tham số chuyển dịch ngang:
- Chuyển dịch ngang tuyệt đối của một điểm:
Là đoạn thẳng từ vị trí ban đầu của điểm đó đến vị trí tại thời điểm quan trắc
(tính trong mặt phẳng ngang)
(1.1)
𝑞𝑖 = √(𝑥ị𝑗 , 𝑦𝑖𝑗 )2 + (𝑦𝑖𝑗 − 𝑦𝑖𝑜 )2
Trong đó: (𝑥ị𝑗 , 𝑦𝑖𝑗 ) là tọa độ (xét trong mặt phẳng ngang) của điểm thứ i của
chu kỳ quan trắc
(𝑦𝑖𝑜 , 𝑦𝑖𝑜 ) là tọa độ ban đầu của điểm i
Các điểm ở vị trí khác nhau của công trình có mức chuyển dịch ngang bằng
nhau thì quá trình chuyển dịch ngang được coi là chuyển dịch đều. Chuyển dịch
ngang đều chỉ xảy ra khi áp lực ngang của công trình và mức độ chịu nén của đấy
đá ở các vị trí khác nhau của nền là như nhau.
Chuyển dịch ngang không đều xảy ra do sự chênh lệch áp lực ngang lên công
trình và mức độ chịu nén của đất đá không như nhau. Chuyển dịch ngang không đều
làm cho công trình bị nghiên cong, vặn xoắn và biến dạng khác (Trần Văn Quảng,
2001; Nguyễn Tấn Lộc, 2012).
Biến dạng lớn có thể dẫn đến hiện tượng gãy, nứt ở nền móng và tường công
trình
- Chuyển dịch ngang trung bình của công trình: 𝑞𝑡𝑏
∑𝑛 𝑞
(1.2)
𝑞 = 𝑖=1 𝑖
𝑡𝑏

𝑛

Trong đó:
𝑞𝑖 : Chuyển dịch tuyệt đối của điểm i
n : Số lượng điểm quan trắc trên công trình

- Chênh lệch chuyển dịch theo một trục Δq :
Δq = 𝑞3 - 𝑞1

(1.3)

Trong đó :
𝑞3 , 𝑞1 là giá trị chuyển dịch hai điểm ở hai đầu cực
- Độ cong tuyệt đối và độ cong tương đối của công trình theo một trục:
Độ cong tuyệt đối 𝑓1 được xác định như sau :
𝑒𝑞 −(𝑞 +𝑞 )
(1.4)
𝑓 = 2 1 3
1

2

𝑞3 , 𝑞1 là giá trị chuyển dịch hai điểm ở hai đầu trục
𝑞2 là giá trị chuyển dịch của điểm kiểm tra ở giữa trục
- Độ cong tương đối 𝑓2 :

4


𝑓2 =

𝑓1

(1.5)

𝑙1,3

Trong đó:
𝑙1,3 là chiều dài trục của công trình
- Tốc độ chuyển dịch của từng điểm và tốc độ chuyển dịch trung bình:
Tốc độ chuyển dịch của điểm i: 𝑉𝑖
𝑞
(1.6)
𝑉𝑖 = 𝑖
𝑡

Trong đó:
t – thời gian giữa 2 chu kỳ quan trắc
Tốc độ chuyển dịch trung bình của công trình: 𝑉𝑡𝑏
𝑉𝑡𝑏 =

∑𝑛
𝑖 = 1 𝑉𝑖
𝑛

(1.7)

Các tham số chuyển dịch cục bộ công trình bao gồm: Chuyển dịch theo
hướng trục tọa độ và chuyển dịch theo hướng áp lực. Các tham số này được tính
cho từng điểm quan trắc bằng cách so sánh tọa độ các điểm trong 2 chu kỳ đo.
Chuyển dịch theo hướng trục tọa độ:
Chuyển dịch theo hướng trục X và trục Y :
(1.8)
𝑄𝑥 = 𝑋𝑗 + 𝑋 𝑖
(1.9)
𝑄𝑦 = 𝑌𝑗 + 𝑌 𝑖

Giá trị vector chuyển dịch tổng hợp:
Q = √𝑄𝑥2 + 𝑄𝑦2

(1.10)

Hướng của vector chuyển dịch:
𝑄𝑦
(1.11)
𝑄𝑥
Trong các công thức trên: (𝑋𝑗 , 𝑌𝑗 ), (𝑋 𝑖 , 𝑌 𝑖 ) là tọa độ các điểm quan trắc,
đước xác định trong 2 chu kỳ i và j tương ứng.
- Chuyển dịch theo hướng:
Đối với các công trình chịu tác động theo hướng áp lực ngang thì chuyển dịch
cần quan tâm nhất là chuyển dịch theo hướng tác động của áp lực lớn nhất, vì vậy ta
cần phải tính giá trị chuyển dịch theo hướng cho trước.
Khi phân tích vector chuyển dịch theo hướng áp lực lớn nhất (𝜑) sẽ xác định
được hai thành 2 phần chuyển dịch là chuyển dịch theo hướng áp lực (𝑄𝜑 ) và
𝛼 = 𝐴𝑟𝑐𝑡𝑔

chuyển dịch theo hướng vuông góc với áp lực, được gọi là chuyển dịch hướng tiếp
tuyến (𝑄𝑇 ). Các tham số chuyển dịch cục bộ cho phép đánh giá chuyển dịch công
trình tại từng vị trí quan trắc (Trần Văn Quảng, 2001).
Công thức xác định 2 thành phần chuyển dịch nêu trên theo công thức:

5


𝑄𝜑 = 𝑄𝑋 .Cos(𝜑)+ 𝑄𝑌 .Sin(𝜑)

(1.12)

𝑄𝑇 = 𝑄𝑋 .Sin(𝜑)- 𝑄𝑌 .Cos(𝜑)

(1.13)

1.1.4. Mục đích và nhiệm vụ của quan trắc:
- Mục đích:
Quan trắc biến dạng công trình nhằm mục đích xác định mức độ chuyển dịch
biến dạng, nghiên cứu tìm ra nguyên nhân dịch chuyển biến dạng và từ đó có biện
pháp xử lý, đề phòng tai biến với công trình.
- Nhiệm vụ:
Xác định giá trị chuyển dịch biến dạng để đánh giá độ ổn định công trình,
phòng ngừa các sự cố hư hỏng, đổ vỡ có thể xảy ra.
Kết quả quan trắc là số liệu đối chứng để kiểm tra các tính toán trong giai đoạn
thiết kế công trình.
Nghiên cứu quy luật biến dạng trong những điều kiện khác nhau và dự đoán
biến dạng công trình trong tương lai.
Xác định các loại biến dạng có ảnh hưởng đến quá trình vận hành công trình,
từ đó đề ra chế độ sử dụng, khai thác công trình một cách hợp lý (TS Nguyễn Tấn
Lộc, 2012; Trần Văn Quảng, 2001).
1.2. Yêu cầu độ chính xác và chu kỳ quan trắc:
1.2.1. Yêu cầu độ chính xác:
Yêu cầu độ chính xác quan trắc chuyển dịch chính là độ chính xác cần thiết
xác định chuyển dịch công trình, chỉ tiêu của định lượng này phụ thuộc chủ yếu vào
tính chất cơ lý đất đá dưới nền móng, đặc điểm kết cấu và vận hành công trình.
Có hai cách xác định yêu cầu độ chính xác quan trắc chuyển dịch, cách thứ
nhất là xác định theo giá trị chuyển dịch (được nêu ra trong bản thiết kế công trình),
cách thứ hai xác định theo các tiêu chuẩn xây dựng, vận hành công trình (được quy
định trong các tiêu chuẩn ngành)
1- Theo độ chuyển dịch dự báo, yêu cầu độ chính xác quan trắc được xác định

bằng công thức:
𝑄
(1.14)
𝑚𝑄 ≤
2ℰ

Trong đó: 𝑚𝑄 – yêu cầu độ chính xác quan trắc chuyển dịch ở thời điểm 𝑡𝑖
Q – giá trị chuyển dịch dự báo giữa 2 chu kỳ quan trắc
ℰ - hệ số đặc trưng cho độ tin cậy của kết quả quan trắc, phụ thuộc
vào xác xuất được chấp nhận. Đối với quan trắc biến dạng thường lấy xác xuất P =
0. 997, (tương ứng với ℰ = 3) và khi đó công thức tính độ chính xác quan trắc
chuyển dịch là:

6


𝑚𝑄 ≤ 0.17Q

(1.15)

Nếu chuyển dịch công trình có giá trị dự báo là nhỏ thì đại lượng 𝑚𝑄 tính
theo công thức trên là nhỏ, trong một số trường hợp sẽ rất khó đạt được tiêu chuẩn
độ chính xác như vậy.
2- Trong thực tế, yêu cầu độ chính xác quan trắc thường được xác định dựa
vào điều kiện nền móng, đặc điểm kết cấu đối với từng loại công trình cụ thể (các
tiêu chuẩn này do cơ quan quản lý ngành ban hành). Yêu cầu độ chính xác quan trắc
đối với các công trình dân dụng-công nghiệp thông thường được đưa ra như sau:
Bảng 1.1: Độ chính xác trong thực tế

STT

1
2
3
4

Đối tượng quan trắc
Công trình bê tông trên nền đá
Công trình xây trên nền đất nện, đất cát
Công trình xây trên nền đất kém chịu nén
Công trình đất

Độ chính xác đo lún và
chuyển dịch ngang
1.0 mm
2.0 mm
10 mm
15 mm

1.2.2. Chu kỳ quan trắc :
Quan trắc biến dạng công trình thuộc dạng đo lặp, được thực hiện nhiều lần
với một đối tượng, mỗi lần đo là một chu kỳ quan trắc. Thời gian thực hiện các chu
kỳ đo được xác định trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật quan trắc lún hoặc chuyển
dịch ngang công trình. Chu kỳ quan trắc phải được tính toán sao cho kết quả quan
trắc phản ánh đúng thực chất quá trình chuyển dịch của đối tượng quan trắc. Nếu
chu kỳ đo thưa thì sẽ không xác định được đúng quy luật chuyển dịch, ngược lại
nếu ấn định chu kỳ quan trắc quá dày sẽ dẫn đến lãng phí nhân lực, tài chính và các
chi phí khác.
Có thể phân chia các chu kỳ quan trắc chuyển dịch thành ba giai đoạn: giai
đoạn thi công, giai đoạn đầu vận hành và giai đoạn công trình đi vào ổn định.
Trong giai đoạn thi công, chu kỳ quan trắc đầu tiên được thực hiện ngay sau

thời điểm xây xong phần móng, khi mà công trình còn chưa chịu tác động của tải
trọng hoặc áp lực ngang. Các chu kỳ tiếp theo được ấn định tùy thuộc tiến độ xây
dựng và mức tăng tải trọng công trình.
Ở giai đoạn công trình mới được đưa vào sử dụng, các chu kỳ quan trắc được
ấn định phù thuộc vào tốc độ chuyển dịch và đặc điểm vận hành công trình. Thời
gian đo giữa hai chu kỳ trong giai đoạn này có thể chọn từ 2 đến 6 tháng. Khi công
trình đi vào ổn định, thời gian giữa 2 chu kỳ kế tiếp được ấn định thưa hơn, có thể 6
tháng đến 1 năm hoặc 2 năm, việc quan trắc sẽ kết thúc khi công trình hoàn toàn ổn
định.

7


Trong một số trường hợp đặc biệt, khi phát sinh yếu tố ảnh hưởng không có
lợi đến độ ổn định của công trình, cần thực hiện các chu kỳ quan trắc bổ sung.
Riêng đối với các công trình chịu áp lực biến đổi theo chu kỳ (như các công trình
chịu áp lực tại nhà máy thủy điện, đập nước của hồ chứa), các công tác quan trắc
biến dạng được thực hiện thường trong suốt quá trình vận hành, khai thác công trình
(TS Nguyễn Tấn Lộc, 2012; Trần Văn Quảng, 2001).
1.3. Các phương pháp xác định chuyển dịch ngang công trình:
1.3.1. Quan trắc chuyển dịch ngang công trình bằng phương pháp hướng chuẩn:
- Khái niệm chung:
Hướng chuẩn qua hai điểm là mặt phẳng đứng đi qua hai điểm đó. Trên hình
1.1 thể hiện mặt phẳng đứng P là hướng chuẩn qua 2 điểm A và B.
P

1

𝛿1

B

𝛿2 2

A

Hình 1.1: Khái niệm về hướng chuẩn

Độ lệch hướng của điểm (i) so với hướng chuẩn là khoảng cách từ điểm (i)
đến hướng chuẩn. Trên hình 1 điểm 1 có độ lệch hướng 𝛿1 , điểm 2 có độ lệch
hướng 𝛿2 . Theo quy ước, độ lệch hướng về bên phải mặt phẳng P mang dấu (+) về
bên trái mang dấu (-).
Công tác trắc địa thực hiện với mục đích xác định độ lệch hướng của các
điểm quan trắc so với mặt phẳng đứng qua hai điểm cơ sở gọi là đo hướng chuẩn.
Thực tế phương pháp hướng chuẩn được áp dụng trong nhiều lĩnh vực trắc địa công
trình: trong định vị công trình, trong đo vẽ hoàn công, trong đo chuyển dịch ngang
các công trình dạng thẳng.

8


- Phương pháp thành lập hướng chuẩn:
Phụ thuộc vào phương tiện thành lập, hướng chuẩn được chia thành ba loại:
1. Hướng chuẩn cơ học, được xác định bằng cách căng dây qua
hai điểm cố định.
2. Hướng chuẩn quang học tạo bởi tia ngắm từ điểm đặt máy đến
điểm đặt tiêu.
3. Hướng chuẩn laze tạo bởi trục của chùm tia sáng laze từ điểm
đặt máy đến điểm đặt tiêu.
Hướng chuẩn quang học là loại được sử dụng phổ biến nhất trong trắc địa do

tính đơn giản, khả năng tạo lập các hướng chuẩn có chiều dài lớn.
Trong phương pháp hướng chuẩn quang học có hai cách đo độ lệch hướng đó
là phương pháp đo góc nhỏ và phương pháp bảng ngắm di động (PGS.TS Trần
Khánh, TS Nguyễn Quang Phúc, 2010; Trần Văn Quảng, 2001).
a. Phương pháp góc nhỏ:
Để đo độ lệch hướng của điểm i so với hướng chuẩn AB, tại điểm A đặt máy
kinh vĩ, tại điểm b và điểm quan trắc i đặt bảng ngắm. Đo góc β và khoảng cách
ngang S (hình 1.2)
i
S
δ
β
A
B
Hình 1.2: Đo độ lệch hướng

Độ lệch hướng của điểm i được tính theo công thức :
δ = S.sin(β)

(1.16)

Vì β là góc nhỏ nên có thể viết:
δ = S.

𝛽”

(1.17)

𝜌"

Từ công thức trên tính đước sai số trung phương độ lệch hướng:
𝛽 2

𝑚𝛿2 = ( ) . 𝑚𝑆2 + 𝑆 2 . (
𝜌

𝑚𝛽 2
𝜌

)

(1.18)

Do góc β nhỏ nên số hạng thứ nhất ở về phải của công thức trên có thể bỏ qua,
như vậy sai số trung phương độ lệch hướng được tính như sau:
𝑚𝛽
(1.19)
𝑚𝛿 = S.
𝜌

b. Phương pháp bảng ngắm di động:
Bảng ngắm di động là thiết bị ngắm chuyên dùng, gồm có bẳng ngắm được
đặt và có khả năng trượt trên thước khắc vạch, vạch khắc mm bắt đầu từ “0” ở giữa,
được đánh số tăng (giảm) dần về bên phải (trái) của thước. Thước khắc vạch được
đặt lên đế.
9


Khi đo, đặt máy tại A, đặt bảng ngắm cố định tại B, thành lập hướng chuẩn
A - B. Đặt bảng ngắm tại điểm quan trắc sao cho thước khắc vạch thẳng góc với

gướng A - B. Dùng vít di động điều chỉnh bảng ngắm cho đến khi tia ngắm đi qua
tâm bảng ngắm. Độ lệch hướng δ được xác định là hiệu số đọc trên thước khắc vạch
tại điểm quan trắc và số đọc ban đầu của thước.
Cần phải đo ngắm ở hai vị trí bàn độ đứng của máy kinh vĩ để khử sai số 2C.
Đối với mốc quan trắc thướng đo từ 2 đến 3 lần và lấy giá trị trung bình của các lần
đọc số. Sai số trung phương của độ lệch hướng δ được tính theo công thức:
𝑆2
(1.20)
𝑚2 = (𝑚2 + 𝑚2 + 𝑚2 )
𝛿

𝜌2

𝑜

𝑛𝑔

𝑓

Trong đó: 𝑚𝑜 - sai số định hướng chuẩn
𝑚𝑛𝑔 - sai số đưa bản ngắm vào đúng hướng chuẩn
𝑚𝑓 - sai số điều quang
S - khoảng cách từ máy đến điểm đo
Nếu lấy: 𝑚𝑜 = 𝑚𝑛𝑔 = 𝑚𝑓 =

20"
𝑉

; (V là độ phòng đại của ống kính)

Sẽ thu được:
𝑚𝛿 =

20".𝑆√3

(1.21)

𝑉.𝜌"

Chuyển dịch ngang của một điểm quan trắc tính từ chu kỳ đầu đến chu k j
được tính theo công thức:
(1.22)
𝑄(𝑖,1) = 𝛿𝑖 - 𝛿𝑙
Khi các chu kỳ đo cùng độ chính xác thì:
𝑀𝑄 = 𝑚𝜌 √2

(1.23)

Lấy giá trị từ công thức đã nêu thay vào công thức trên ta được:
𝑚𝑄 =

20"𝑆 √6

(1.24)

𝜌"𝑉

Từ công thức trên, ta thấy rằng sai số xác định chuyển dịch ngang bằng
phương pháp hướng chuẩn tỷ lệ với khoảng cách từ máy đến điểm quan trắc. Khi
dùng máy kinh vĩ độ chính xác cao, sai số này vào khoảng 1mm đối với hướng

chuẩn dài 200m và 5mm đối với hướng chuẩn dài 1km.
Hiện nay có nhiều công trình hiện đại với kích thước lớn có điều kiện đo ngắm
phức tạp và đòi hỏi độ chính xác quan trắc chuyển dịch ngang cao. Do đó, phải xác
định các sơ đồ và biện pháp đo hướng chuẩn thích hợp để vừa đảm bảo yêu cầu độ
chính xác quan trắc, vừa ứng dụng linh hoạt phù hợp với điều kiện thực địa tại từng
công trình (Trần Văn Quảng, 2001).
Một số sơ đồ hướng chuẩn thường gặp:
- Sơ đồ toàn hướng

10


- Sơ đồ phân đoạn
- Sơ đồ nhích dần
- Sơ đồ giao chéo
1.3.2. Quan trắc chuyển dịch ngang bằng lưới đo góc-cạnh:
a. Phương pháp tam giác:
Phương pháp tam giác thường được ứng dụng để quan trắc chuyển dịch ngang
của các công trình xây dựng ở vùng đồi núi như các đập thủy lợi - thủy điện, công
trình cầu, đường... Các mốc quan trắc được bố trí ở những vị trí đặc trưng của công
trình, có kết cấu thuận tiện cho việc đặt máy, gương hoặc bảng ngắm. Để đo các yếu
tố (góc, cạnh) trong lưới có thể sử dụng máy kinh vĩ hoặc toàn đạc điện tử độ chính
xác cao. Lưới quan trắc được tính toán bình sai theo phương pháp chặt chẽ để bảo
đảm độ tin cậy của kết quả.
Lưới quan trắc thành lập theo hình thức tam giác thường là mạng lưới dày đặc
với đồ hình rất chặt chẽ, cho phép xác định tọa độ các điểm trong lưới với độ chính
xác cao. Tuy nhiên, do số lượng trị đo trong lưới tam giác thường là lớn nên việc đo
đạc trong mạng lưới cũng tốn nhiều thời gian, công sức và các chi phí khác.
A

B

2

1

3

C

D

Hình 1.3: Lưới tam giác trong quan trắc chuyển dịch ngang

A, B, C, D – các điểm khống chế, đặt ngoài công trình.
1, 2, 3 – là các điểm quan trắc gắn trên công trình
Dựa vào các điểm quan trắc ở 2 chu kỳ đo khác nhau để tính giá trị và hướng
chuyển dịch. Nếu ký hiệu: 𝑋 (𝑖) , 𝑋 (𝑗) , 𝑌 (𝑖) , 𝑌 (𝑗) – tọa độ của điểm N tính được ở chu
kỳ i và j; 𝑄𝑥 , 𝑄𝑦 – chuyển dịch của điểm N theo trục OX, OY; Q, α – giá trị và
hướng của chuyển dịch toàn phần thì các tham số chuyển dịch của điểm N được tính
theo công thức:
(1.25)
𝑄𝑥 = 𝑋 (𝑖) - 𝑋 (𝑗) ,

11


𝑄𝑦 = 𝑌 (𝑖) - 𝑌 (𝑗) ,

(1.26)

Q = √𝑄𝑥2 + 𝑄𝑦2

(1.27)

Sai số trung phương xác định chuyển dịch toàn phần của điểm i được tính theo
công thức:
(1.28)
2
2
2
2
𝑚𝑄 = √𝑚𝛥𝑥
+ 𝑚𝛥𝑦
= √𝑚𝑄𝑥
+ 𝑚𝑄𝑦
Phương pháp đa giác:
Phương pháp đa giác được sử dụng để quan trắc chuyển dịch ngang của những
công trình có dạng hình cung như các tuyến đường, hầm giao thông., tuyến đập
dạng vòm. Trên mỗi tuyến quan trắc xây dựng 1 đường chuyền qua các mốc gắn tại
công trình, ở hai đầu được dựa trên 2 điểm khống chế cơ sở và đo nối ít nhất 2
phương vị gốc. Đo góc, cạnh trong tuyến đa giác bằng máy toàn đạc điện tử chính
xác.
𝛽1
I

II

𝛽3

𝑆2 𝛽2

𝑆4
𝑆3

𝑆1

III

IV

Hình 1.4: Sơ đồ lưới quan trắc trong phương pháp đa giác

Tuyến đa giác để quan trắc chuyển dịch ngang công trình thường có dạng gần
với đường chuyền duỗi thẳng. Sai số vị trí các điểm của tuyến phụ thuộc vào sai số
đo góc 𝑚𝛽 , sai số đo cạnh 𝑚𝑆 , điểm yếu nhất (sau bình sai) sẽ là điểm nằm ở giữa
tuyến và được ước lượng gần đúng (PGS.TS Trần Khánh, TS Nguyễn Quang Phúc,
2010; Trần Văn Quảng, 2001).
b. Quan trắc chuyển dịch ngang bằng phương pháp giao hội:
Các dạng lưới giao hội (giao hội góc, giao hội cạnh và giao hội góc - cạnh) có
thể được áp dụng để quan trắc chuyển dịch ngang công trình 1 cách hiệu quả. Lưới
giao hội dễ phù hợp với nhiều dạng địa hình, nhiều loại công trình và triển khai thi
công thuận tiện bằng các loại máy toàn đạc điện tử. Khi thiết kế phương án cần cân
nhắc, lựa chọn đồ hình phù hợp, để vừa đảm bảo yêu cầu kỹ thuật quan trắc, vừa đạt
hiệu quả kinh tế trong công việc. Trong lưới giao hội, máy đo được đặt tại các điểm
khống chế cơ sở, tiêu ngắm đặt tại các mốc quan trắc. Từ các điểm lưới khống chế
tiến hành đo các yếu tố cần thiết đến tất cả các điểm quan trắc trên tuyến.
Khi các điểm quan trắc được xác định bằng phương pháp giao hội từ hơn hai
điểm khống chế cơ sở thì sẽ xuất hiện trị đo thừa, khi đó ta tiến hành bình sai để xác
định tọa độ của các điểm quan trắc.

12


Trong trường hợp giao hội nghịch góc-cạnh thiết kế lưới cần chú ý đến điểm
bất lợi của đồ hình giao hội nghịch, đó là: điểm quan trắc nằm trên vòng tròn ngoại
tiếp tam giác được tạo bởi ba điểm khống chế cơ sở (tham gia để xác định tọa độ
điểm quan trắc). Trong trường hợp này ta sẽ không xác định được tọa độ của các
điểm quan trắc.
Độ chính xác của phương pháp giao hội phụ thuộc rất nhiều vào độ chính xác
đo góc và đo cạnh. Nhiều kết quả khảo sát lý thuyết và thực nhiệm cho thấy tương
quan độ chính xác giữa các đồ hình lưới giao hội góc, giao hội cạnh và giao hội
góc-cạnh như sau:
- Khi chiều dài cạnh ngắn thì độ chính xác của giao hội góc và giao hội cạnh là
tương đương.
- Khi chiều dài cạnh tăng lên, độ chính xác của lưới giao hội góc giảm rất
nhanh so với lưới giao hội cạnh, đồng thời độ chính xác của giao hội góc-cạnh cũng
không tăng nhiều so với giao hội cạnh.
Từ những phân tích trên có thể thấy: với các mạng lưới cỡ vừa và lớn (chiều
dài trong lưới giao hội dao động trong khoảng 300 đến 1500m) thì áp dụng giao hội
cạnh là có lợi nhất (Trần Văn Quảng, 2001).
1.4. Lưới khống chế trong quan trắc chuyển dịch ngang công trình:
1.4.1. Nguyên tắc xây dựng lưới quan trắc chuyển dịch ngang công trình:
Chuyển dịch ngang công trình được xác định trên cơ sở so sánh tọa độ các
điểm quan trắc gắn trên công trình ở 2 chu kỳ quan trắc khác nhau. Như vậy để thực
hiện quan trắc chuyển dịch cần phải xây dựng một mạng lưới khống chế với 2 loại
điểm mốc:
- Hệ thống mốc loại 1 được xây dựng tại các vị trí cố định bên ngoài phạm
vi ảnh hưởng chuyển dịch của công trình, các mốc này có tác dụng là cơ sở tọa độ
gốc cho toàn bộ công tác quan trắc và được gọi là mốc khống chế cơ sở. Yêu cầu

đối với các điểm mốc khống chế là phải có vị trí ổn định trong suốt quá trình quan
trắc.
- Hệ thống mốc loại 2 là các mốc gắn trên công trình, cùng chuyển dịch với
công trình và được gọi là mốc chuyển dịch (mốc quan trắc)
Hình thức mốc trong quan trắc chuyển dịch ngang được thiết kế phù hợp với
đặc điểm của từng loại công trình cụ thể, tuy nhiên điều bắt buộc là các mốc đó đều
phải có kết cấu thuận tiện cho việc đặt thiết bị đo và đảm bảo hạn chế sai số định
tâm máy cũng như bảng ngắm ở giới hạn cho phép.
Trong mỗi chu kỳ quan trắc cần thực hiện các phép đo để xác định vị trí tương
đối giữa các điểm mốc khống chế nhằm kiểm tra và đánh giá độ ổn định của các
mốc đó, như vậy sẽ tạo thành một bậc lưới, là lưới khống chế. Đồ hình đo nối giữa
13


hệ thống mốc quan trắc với các mốc khống chế tạo ra bậc lưới thứ 2, được gọi là
bậc lưới quan trắc. Giữa 2 bậc lưới nêu trên có thể xây dựng thêm một số bậc trung
gian, tạo thành một hệ thống lưới nhiều bậc. Tuy vậy, với các thiết bị đo đạc như
hiện nay thì áp dụng lưới 2 bậc là phù hợp và đảm bảo tính chặt chẽ so với lưới có
số bậc nhiều hơn.
Trong một số trường hợp, có thể bỏ qua việc thành lập bậc lưới khống chế nếu
xây dựng được các mốc khống chế chắc chắn ổn định. Ví dụ: các mốc được chôn
trên nền tầng đá gốc và có cấu trúc theo phương pháp dây dọi ngược, thông thường
các mốc này được chôn tới độ sâu của tầng đá gốc.
Giải pháp hợp lý và có hiệu quả kinh tế là thành lập mạng lưới khống chế cơ
sở với các mốc chôn nông. Áp dụng các biện pháp đo và xử lý số liệu thích hợp để
đánh giá mức độ chuyển dịch của các mốc trong lưới, trên cơ sở đó lựa chọn các
mốc ổn định để làm cở sở tọa độ gốc cho toàn bộ công tác quan trắc. Bậc lưới quan
trắc được xây dựng như lưới phụ thuộc, trên cơ sở số liệu đo đạc tiến hành bình sai,
tính toán tọa độ độ các mốc quan trắc và các tham số chuyển dịch biến dạng công
trình (Trần Văn Quảng, 2001).

1.4.2. Lưới khống chế cơ sở:
a. Đặc điểm cấu trúc của lưới khống chế :
- Phân bố điểm :
Các điểm của lưới khống chế được chọn làm cơ sở tọa độ gốc cho việc xây
dựng và tính toán các mạng lưới quan trắc. Ngoài yêu cầu chọn vị trí có điều kiện
địa chất ổn định, nằm ngoài phạm vi tác động của biến dạng công trình, các điểm
khống chế cơ sở được chọn tại những nơi có địa hình thuận lợi cho việc đặt máy và
đo ngắm tới các điểm quan trắc. Với những công trình đòi hỏi quan trắc chuyển
dịch với độ chính xác cao thì các mốc khống chế cơ sở được thiết kế theo dạng định
tâm bắt buộc. Đối với các công trình thủy điện, các mốc khống chế thường được bố
trí ở hai đầu đập và hai bên bờ sông về phía hạ lưu.
- Cấu trúc hình học của lưới :
Để đảm bảo độ chính xác cao của công tác quan trắc, đồ hình của lưới khống
chế được thiết kế dưới dạng tam giác dày đặc. Trước đây, khi phương tiện đo chiều
dài còn hạn chế, các mạng lưới khống chế được xây dựng dưới dạng lưới tam giác
đo góc với một số cạnh đáy được đo chính xác bằng thước dây invar. Lưới tam giác
đo góc có một số nhược điểm, cụ thể khó chọn vị trí để đo cạnh đáy, lưới có độ
chính xác không cao, thời gian thi công lâu. Hiện nay, nhờ những tiến bộ vượt bậc
trong công nghệ đo dài điện tử nên mạng lưới khống chế thường được xây dựng
dưới các hình thức lưới tam giác đo cạnh hoặc đo góc - cạnh (Trần Văn Quảng,
2001).
14


b. Tương quan giữa sai số đo góc và chiều dài trong lưới đo góc-cạnh:
Trong qua trình thiết kế các mạng lưới góc cạnh luôn gặp và phải giải quyết
vấn đề xác định tương quan hợp lý giữa sai số đo góc và sai số đo chiều dài trong
lưới, điều này không những giúp xây dựng được mạng lưới với sai số đồng đều mà
còn có ý nghĩa về hiệu quả kinh tế.
Các kết quả nghiên cứu về vấn đề này đã chỉ ra rằng, tương quan hợp lý nhất

giữa sai số đo góc và đo chiều dài trong mạng lưới đo góc-cạnh là:
𝑚𝑆
𝑆

=

𝑚𝛽

(1.29)

𝜌

Trong đó: 𝑚𝑆 , 𝑚𝛽 là sai số đo chiều dài và đo góc trong lưới.
Trong mọi trường hợp, khi thiết kế các chỉ tiêu độ chính xác đo trong mạng
lưới góc-cạnh, cần chú ý đảm bảo điều kiện:
𝑚𝛽 𝑚𝑆
1
(1.30)
<
: <3
3

𝜌

𝑆

Nếu điều kiện trên không được đáp ứng thì khi đó chỉ nên sử dụng phương
pháp đo góc hay đo cạnh riêng biệt.
Hiện nay với những tiến bộ của công nghệ điện tử, trong thành lập lưới trắc
địa công trình thường sử dụng máy toàn đạc điện tử trong thành lập lưới cho hiệu

quả cao, cả về thời gian, độ chính xác và giá thành công trình.
Tương quan độ chính xác giữa lưới tam giác đo góc, tam giác đo cạnh và tam
giác đo góc-cạnh thể hiện ở các điểm sau:
+ Lưới tam giác đo góc có độ chính xác thấp về các chỉ tiêu: sai số vị trí điểm,
sai số chiều dài cạnh.
+ Lưới đo toàn cạnh có độ chính xác thấp về phương vị.
+ Lưới đo góc - cạnh có độ chính xác cao nhất ở tất cả các chỉ tiêu cần đánh
giá sai số vị trí điểm, sai số chiều sai và phương vị cạnh.
Như vậy, dạng lưới tốt nhất để thành lập lưới khống chế quan trắc chuyển dịch
ngang công trình (cũng như các mạng lưới trắc địa công trình độ chính xác cao
khác) là lưới đo góc - cạnh. Loại lưới này có đồ hình chặt chẽ, cho phép chọn vị trí
điểm mốc một cách linh hoạt và được thi công nhanh chóng, thuận lợi bằng các loại
máy toàn đạc điện tử có độ chính xác cao (PGS.TS Trần Khánh, TS Nguyễn Quang
Phúc, 2010).
1.4.3. Lưới khống chế quan trắc:
Lưới quan trắc là hệ thống các mốc quan trắc được gắn trên công trình, chuyển
dịch cùng với công trình. Như ta đã biết, đồ hình đo nối giữa hệ thống mốc quan
trắc với các mốc khống chế tạo ra bậc lưới quan trắc.

15


Phân bố mốc quan trắc:
+ Đối với công trình dân dụng, mốc quan trắc được đặt theo chu vi của công
trình, các mốc cách nhau không quá 20m, ở những vị trí chịu ảnh hưởng lớn của áp
lực ngang thì khoảng cách của các mốc là từ 10 đến 15m.
+ Đối với công trình công nghiệp, phân bố mốc tùy thuộc vào loại móng công
trình, với móng băng liền khối: các mốc đặt cách nhau từ 10 đến 15m, tại công trình
xây trên móng cọc: trên mỗi đài cọc không ít hơn 3 mốc.
+ Tại các đập thủy điện, thủy lợi, các mốc quan trắc được bố trí trong đường

hầm thân đập, dọc theo tuyến cơ và đỉnh đập, nếu là đập đất đá thì khoảng cách giữa
các mốc khoảng từ 15 đến 50m, còn đối với đập bê tông thì tại mỗi khói bố trí từ
hai mốc trở lên (Đào Xuân Lộc, 2009).
1.4.4. Kết cấu, phân loại mốc quan trắc :
a. Mốc cơ sở :
Mốc cở sở được đặt ngoài phạm vi chuyển dịch ngang của công trình, tại
những nơi có điều kiện địa chất ổn định. Trong mỗi chu kỳ quan trắc phải kiểm tra
sự ổn định của các mốc cơ sở. Nếu phát hiện thấy mốc cơ sở bị chuyển dịch thì phải
thực hiện hiệu chỉnh vào kết quả đo của các mốc quan trắc.
Có 3 loại thường được sử dụng là mốc nổi, mốc chìm và mốc có định tâm bắt
buộc.
Thường sử dụng các loại mốc có kết cấu định tâm bắt buộc, loại mốc này cho
phép định tâm máy và bảng ngắm với độ chính xác cao. Tuy nhiên cần có biện pháp
để giữ cột không bị nghiêng do tác động của cơ học hoặc do bản thân của quá trình
chuyển dịch công trình (Bộ Xây Dựng ,2005).

1-Lớp vỏ cách nhiệt
2- Lớp đệm
3- Nắp bảo vệ
4- Mặt bích
5- Cột bê tông
6- Đế mốc
7- Lớp gạch lót đáy

Hình 1.5 : Mốc khống chế mặt bằng dạng cột

16


1-Ốc điều chỉnh mốc

2- Bê tông đẩy
3- Ống kim loại
4- Lớp đệm thân ống đáy
5- Ống bảo vệ
6- Lớp đệm mặt ống đáy
7- Đầu mốc bằng đồng có dấu chữ
thập dài
8- Nắp bảo vệ
9- Tường gạch bảo vệ
Hình 1.6 : Cấu tạo mốc loại nổi

Hình 1.7 : Cấu tạo mốc loại chìm

1-Nắp bảo vệ bê tông
2- Tâm mốc bằng đồng có khắc chữ
thập
3- Ốc điều chỉnh
4- Ốc điều chỉnh
5- Lớp cách nhiệt rắn dầy
6- Lớp bê tông dày
7- Ống kim loại
8- Chất lỏng cách nhiệt

b. Mốc quan trắc :
Mốc quan trắc được gắn trên công trình tại những vị trí cần theo dõi chuyển
dịch. Kết cấu mốc phải được chọn cẩn thận để bảo đảm độ bền vững, có thể bảo
quản lâu dài và thuận lợi cho việc đặt thiết bị quan trắc.
Có 2 loại mốc quan trắc thường được sử dụng là mốc đặt trên nền và mốc gắn
trên tường. Yêu cầu chung đối với 2 loại mốc này là khi một đầu mốc đã gắn vào
công trình và cùng chuyển dịch với công trình thì đầu còn lại của mốc phải có cấu

trúc thuận tiện cho việc đặt máy hoặc dùng bảng ngắm (Bộ Xây Dựng ,2005).

Hình 1.8 : Mốc gắn tường

17


Hình 1.9: Mốc gắn nền, móng

1.5. Quy trình kỹ thuật quan trắc chuyển dịch ngang công trình:
Quan trắc chuyển dịch ngang công trình được thực hiện theo tiến trình như
sau:
- Lập phương án kỹ thuật:
Để quan trắc chuyển dịch biến dạng một công trình, trước hết cần phải lập
phương án kỹ thuật với các nội dung:
1. Nhiệm vụ kỹ thuật của công tác quan trắc
2. Điều kiện tự nhiên, đặc điểm kết cấu và chế độ vận hành công trình.
3. Kết cấu, sơ đồ phân bố mốc khống chế và mốc quan trắc.
4. Thiết kế sơ đồ hệ thống lưới quan trắc
5. Ước tính độ chính xác và các chỉ tiêu kỹ thuật quan trắc.
6. Thiết kế công tác đo đạc ngoại nghiệp và xử lý số liệu hệ thống lưới
quan trắc.
7. Tính toán tham số chuyển dịch biến dạng công trình. Phân tích, suy
giải kết quả quan trắc.
8. Lập biểu đồ nhân lực, thời gian và tiến độ thi công phương án.
9. Dự toán kinh phí cho dự án (Bộ Xây Dựng ,2005).
- Thiết kế cấu tạo các loại mốc chuẩn và mốc quan trắc chuyển dịch:
Tùy theo đặc điểm công trình và yêu cầu độ chính xác mà lựa chọn và thiết kế
các loại mốc sao cho phù hợp.
Mốc cơ sở có ba loại thường dùng là mốc nổi, mốc chìm và mốc có định tâm

bắt buộc. Các loại mốc này được đặt ở những nơi có địa chất ổn định.
Mốc quan trắc có hai loại mốc thường được sử dụng là mốc gắn đặt trên nền
và mốc gắn trên tường. Yêu cầu của hai loại mốc này là khi đầu mốc đã gắn vào
công trình và cùng chuyển dịch với công trình thì đầu còn lại của mốc phải có cấu
trúc thuận tiện cho việc đặt máy hoắc bảng ngắm.

18