Nghiên cứu ứng dụng công nghệ trắc địa hiện đại trong thi công xây dựng nhà cao tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

Kü

TH
UË
T

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

KH
OA

Hä
C

BÙI KHẮC TIẾN

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ

TR
IĨ
N

TRẮC ĐỊA HIỆN ĐẠI TRONG THI CƠNG

PH
¸T

XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG

Chun ngành: K thut Trc a

TR
ợ

Mó s: 60.52.85

TR
UN
G

TÂ
M

Hỗ

LUN VN THC S K THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS. NGUYỄN QUANG THẮNG

Hà Nội - 2013


1

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả trong
nội dung của luận văn này là trung thực, chưa được công bố trong các cơng
trình khác.

Hà Nội, ngày tháng năm 2013
HỌC VIÊN

BÙI KHẮC TIẾN


2

MỤC LỤC
Trang
Trang bìa phụ
LỜI CAM ĐOAN

1

MỤC LỤC

2

DANH MỤC CÁC BẢNG

4

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

6

MỞ ĐẦU

7

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG XÂY
DỰNG NHÀ CAO TẦNG

10

1.1. Những nội dung cơ bản của công tác trắc địa trong xây dựng
nhà cao tầng

10

1.2. Những chỉ tiêu kỹ thuật của công tác trắc địa trong xây dựng
nhà cao tầng

14

1.3. Tổng quan về công tác xây dựng nhà cao tầng ở Việt Nam

19

Chương 2: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA
HIỆN ĐẠI ĐỂ THÀNH LẬP CÁC MẠNG LƯỚI KHỐNG CHẾ THI
CÔNG NHÀ CAO TẦNG

24

2.1. Đặc điểm thành lập các mạng lưới khống chế trong thi công
xây dựng nhà cao tầng

24

2.2. Công nghệ trắc địa hiện đại ứng dụng trong xây dựng nhà cao
tầng

31

2.3. Ứng dụng công nghệ trắc địa hiện đại khi thành lập lưới khống
chế thi cơng móng nhà cao tầng

47

2.4. Thành lập lưới khống chế trong thi công phần thân nhà cao
tầng trên cơ sở ứng dụng công nghệ trắc địa hiện đại

51

Chương 3: NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA HIỆN ĐẠI
ĐỂ CHUYỂN TRỤC CƠNG TRÌNH VÀ ĐỘ CAO LÊN CÁC SÀN XÂY DỰNG

55


3

3.1. Đặc điểm cơng tác chuyển trục cơng trình và độ cao lên các
sàn xây dựng trong thi công nhà cao tầng

55

3.2. Ưng dụng công nghệ trắc địa hiện đại để chuyển trục lên các
sàn xây dựng

56

3.3. Chuyển độ cao lên các sàn thi công trên cơ sở ứng dụng cơng
nghệ trắc địa hiện đại

64

3.4. Thành lập chương trình ước tính độ chính xác lưới khống chế
thi cơng nhà cao tầng theo thuật tốn bình sai lưới tự do

69

Chương 4: THỰC NGHIỆM CHUYỂN TRỤC CƠNG TRÌNH VÀ ĐỘ
CAO TRONG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG BẰNG CÔNG NGHỆ
TRẮC ĐỊA HIỆN ĐẠI.

79

4.1. Đặc điểm cơng trình xây dựng

79

4.2. Thực nghiệm thành lập lưới khống chế trong thi công xây
dựng nhà cao tầng

80

4.3. Thực nghiệm chuyển trục cơng trình và độ cao lên các sàn xây dựng..

83

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

91

TÀI LIỆU THAM KHẢO

92

PHỤ LỤC

93


4

DANH MỤC CÁC BẢNG
STT
1

Tên bảng
Bảng 1.1

Nội dung
Bảng chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới cơ sở bố

Trang

17

trí cơng trình
2

Bảng 1.2

Bảng độ chính xác của cơng tác bố trí cơng

18

trình
3

Bảng 1.3

Bảng chỉ tiêu kỹ thuật để lập lưới khống chế độ cao

19

4

Bảng 1.4

Bảng phân loại nhà cao tầng

21

5

Bảng 1.5

Bảng thống kê một số tòa nhà cao tầng ở Việt Nam

21

6

Bảng 2.1

Bảng tham số kỹ thuật của một số máy TĐĐT

34

7

Bảng 3.1

Bảng sai số trung phương chuyển lên các mặt

55

bằng xây lắp
8

Bảng 3.2

Bảng tương hỗ vị trí điểm

77

9

Bảng 3.3

Bảng ước tính sai số vị trí điểm

78

10

Bảng 4.1

Bảng tọa độ gốc

81

11

Bảng 4.2

Bảng tọa độ GPS sau bình sai

82

12

Bảng 4.3

Bảng tọa độ trắc địa sau bình sai

82

13

Bảng 4.4

Bảng tọa độ vng góc khơng gian sau bình sai

82

14

Bảng 4.5

Bảng Elíp sai số

82

15

Bảng 4.6

Bảng trị đo sau bình sai

83

16

Bảng 4.7

Bảng Tọa độ các điểm khởi tính

85

17

Bảng 4.8

Bảng tọa độ và độ cao GPS sau bình sai

85

18

Bảng 4.9

Bảng kết quả đo cạnh

85

19

Bảng 4.10

Bảng kết quả đo góc

85

20

Bảng 4.11

Bảng tọa độ khởi tính

86

21

Bảng 4.12

Bảng thành quả tọa độ bình sai lưới khống chế

86

khung (phương án 1)


5

22

Bảng 4.13

Bảng tương hỗ vị trí điểm

86

23

Bảng 4.14

Bảng so sánh tọa độ đo bằng GPS và toàn đạc

87

điện tử
24

Bảng 4.15

Bảng tọa độ các điểm khởi tính lưới khung điện

87

tử (phương án 2)
87

Bảng 4.17

Bảng thành quả tọa độ bình sai lưới khống chế
khung
Bảng tương hỗ vị trí điểm

Bảng 4.18

Bảng so sánh tọa độ đo bằng GPS và toàn đạc

88

25

Bảng 4.16

26
27

88

điện tử (phương án 2)
28

Bảng 4.19

Bảng chênh cao đo bằng GPS và thủy chuẩn
hình học

89


6

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

STT Tên hình vẽ

Nội dung

1

Lưới khống chế mặt bằng phục vụ xây dựng

Hình 2.1

Trang
25

NCT
2

Hình 2.2

Máy tồn đạc điện tử

33

3

Hình 2.3

Máy thu GPS

38

4

Hình 2.4

Các sơ đồ lưới khống chế thi cơng móng nhà

49

cao tầng
5

Hình 3.1

Sơ đồ chuyền độ cao lên nhà cao tầng

65

6

Hình 3.2

Sơ đồ chuyền độ cao bằng GPS

68

7

Hình 3.3

Sơ đồ khối chương trình ước tính hỗn hợp

73

lưới GPS với các trị đo mặt đất
8

Hình 3.4

Giao diện chính của chương trình

74

9

Hình 3.5

File lưu trữ dữ liệu và kết quả

75

10

Hình 3.6

Cửa sổ thiết lập và kết quả ước tính hỗn hợp

75

lưới GPS và tồn đạc điện tử
11

Hình 3.7

Sơ đồ ước tính lưới hỗn hợp

76

12

Hình 4.1

Sơ đồ lưới thi cơng cơng trình bằng cơng

81

nghệ GPS
13

Hình 4.2

Sơ đồ chuyển trục cơng trình tại tầng 21 của
tịa nhà bằng cơng nghệ GPS kết hợp máy
toàn đạc điện tử

84


7

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay nước ta đang tiến mạnh trên con đường cơng nghiệp hóa và
hiện đại hóa. Trong xây dựng các cơng trình cao xuất hiện ngày càng nhiều. Ở
các đô thị người ta đã và đang xây dựng các cơng trình nhà cao tầng có chiều
cao lớn và rất lớn. Cơng tác trắc địa trong những cơng trình này là một dạng
cơng tác trắc địa chính xác, địi hỏi tính cẩn thận và trình độ cao của các cán

bộ thực hiện. Để đáp ứng những yêu cầu của thực tế sản xuất, những người
làm công tác trắc địa được trang bị các thiết bị đo đạc hiện đại ứng dụng các
thành tựu mới của khoa học công nghệ kèm theo các phần mềm xử lý chun
dụng. Máy tồn đạc điện tử và cơng nghệ GPS có những ưu điểm nổi trội
nhưng cũng có những đặc điểm riêng khi ứng dụng trong trắc địa cơng trình.
Việc hồn thiện khơng ngừng cơng tác trắc địa trong xây dựng những cơng
trình này với việc ứng dụng những cơng nghệ mới là một u cầu cấp bách.
Vì vậy em chọn đề tài ‘‘Nghiên cứu ứng dụng công nghệ trắc địa hiện
đại trong thi công xây dựng nhà cao tầng’’ nhằm mục đích ứng dụng cơng
nghệ GPS và máy toàn đạc điện tử trong thành lập các mạng lưới khống chế
và chuyển trục lên các sàn xây dựng trong thi công xây dựng nhà cao tầng.
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
- Đối tượng nghiên cứu: Là ứng dụng công nghệ trắc địa hiện đại trong
thi công nhà cao tầng.
- Phạm vi nghiên cứu: Lưới khống chế thi công nhà cao tầng và công
tác chuyển trục cơng trình và độ cao lên các sàn xây dựng trong thi cơng nhà
cao tầng.
3. Mục đích của đề tài
- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ trắc địa hiện đại để thành lập các
mạng lưới khống chế trong thi công nhà cao tầng;


8

- Thành lập modul chương trình ước tính lưới hỗn hợp GPS và tồn đạc
điện tử theo thuật tốn bình sai lưới tự do;
- Nghiên cứu ứng dụng công nghệ trắc địa hiện đại để chuyển trục cơng
trình và độ cao lên các sàn xây dựng trong thi công nhà cao tầng.
4. Nội dung của đề tài
- Nghiên cứu xây dựng quy trình cơng nghệ để thành lập các mạng lưới

khống chế trong thi công nhà cao tầng trên cơ sở ứng dụng công nghệ trắc
địa hiện đại;
- Thành lập modul chương trình xử lý số liệu trong xây dựng lưới
khống chế thi cơng nhà cao tầng theo thuật tốn bình sai lưới tự do: ước tính
độ chính xác lưới hỗn hợp GPS - mặt đất;
- Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ trắc địa hiện đại để chuyển trục cơng
trình và độ cao lên các sàn xây dựng trong thi công nhà cao tầng;
- Thực nghiệm thành lập lưới khống chế thi công nhà cao tầng bằng
công nghệ trắc địa hiện đại;
- Thực nghiệm chuyển trục cơng trình và độ cao lên các sàn xây dựng
trong thi công nhà cao tầng bằng công nghệ trắc địa hiện đại.
5. Phương pháp nghiên cứu
Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau:
- Phương pháp thống kê: Thu thập, tổng hợp và xử lý các thông tin, các
tài liệu liên quan.
- Phương pháp phân tích: Tổng hợp, xử lý logic các tài liệu, giải quyết
các vấn đề đặt ra.
- Phương pháp so sánh: Đối chiếu, so sánh các kết quả thu được bằng
công nghệ GPS với kết quả thu được bằng phương pháp đo đạc truyền thống
để đưa ra các nhận định, quy trình cơng nghệ phù hợp với u cầu thực tiễn.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Phát triển, góp phần nâng cao và hồn thiện về cơng nghệ trắc địa hiện
đại trong thi công xây dựng nhà cao tầng, với việc ứng dụng các thiết bị hiện


9

đại như máy toàn đạc điện tử, máy chiếu đứng, GPS... trong điều kiện Việt
Nam.
7. Cấu trúc luận văn

Luận văn gồm phần mở đầu, 4 chương, phần kết luận được trình bày
trong 123 trang với 28 bảng và 13 hình.
Luận văn này được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của PGS.TS.
Nguyễn Quang Thắng.
Em xin trân trọng cảm ơn thầy hướng dẫn đã tận tình chỉ bảo và giúp
đỡ em hồn thành luận văn này. Đồng thời em xin cảm ơn các thầy cơ giáo
trong bộ mơn trắc địa cơng trình và Khoa Trắc địa Trường Đại học Mỏ - Địa
chất cùng bạn bè, đồng nghiệp đã nhiệt tình quan tâm giúp em trong q trình
học tập, nghiên cứu hồn thiện luận văn này.


10

Chương 1

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA
TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG
1.1. NHỮNG NỘI DUNG CƠ BẢN CỦA CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG
XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG
Trong thi công xây dựng các cơng trình, cơng tác trắc địa đóng một vai
trò quan trọng. Các bản vẽ thiết kế kỹ thuật chi tiết của cơng trình cần được
đưa ra thực địa đúng vị trí, kích thước đã thiết kế. Yêu cầu này khơng chỉ
nhằm đảm bảo cho cơng trình được thi cơng đúng kích thước hình học mà cịn
đảm bảo cho nó đúng vị trí tương hỗ với các cơng trình lân cận. Trong q
trình thi cơng xây dựng cơng trình, người làm cơng tác xây dựng ln ln
cần nhận được các thơng tin về vị trí, kích thước các chi tiết, kết cấu đã lắp
đặt để có thể tiến hành các công việc tiếp theo đúng thiết kế. Trên công
trường xây dựng, bên cạnh những người làm công việc xây dựng, các máy
móc thiết bị phục vụ xây dựng là những người làm cơng tác trắc địa cơng
trình kèm theo các máy móc thiết bị phục vụ cơng tác đo đạc. Cơng việc

ngồi hiện trường của người làm cơng tác trắc địa được thực hiện theo từng
giai đoạn, tương ứng với từng giai đoạn thi cơng cơng trình.
Nhà cao tầng là những cơng trình dân dụng hoặc cơng nghiệp (trong đó
đa số là nhà dân dụng) có đặc điểm chung là gồm nhiều tầng, với kích thước
tiết diện ngang nhỏ hơn nhiều lần chiều cao cơng trình. Nhà cao tầng được
đặc trưng bởi số tầng của nó. Quy trình xây dựng các cơng 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 cơng 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 tòa nhà.


11

Cơng tác trắc địa trong xây dựng các cơng trình nhà cao tầng được tiến
hành nhằm các mục đích:
1. Cung câp các tài liệu khảo sát địa hình cho cơng tác khảo sát thiết kế;
2. Chuyển bản thiết kế công trình ra thực địa trong các giai đoạn từ thi
cơng móng đến hồn thiện cơng trình; đo đạc nghiệm thu và đo vẽ hồn cơng
cơng trình;
3. Quan trắc chuyển dịch biến dạng.
Đối chiếu với các tiêu chuẩn kỹ thuật, chúng ta thấy rằng công tác trắc
địa trong xây dựng nhà cao tầng là dạng cơng tác địi hỏi độ chính xác cao. Để
đáp ứng yêu cầu của công tác này, đối với mỗi cơng trình cần có sự nghiên
cứu tỷ mỉ các bản vẽ và quy trình xây dựng, từ đó lập phương án trắc địa phù
hợp. Tùy thuộc vào chiều cao cơng trình (số tầng), dạng kết cấu và phương
pháp thi công mà nội dung của công tác trắc địa có thay đổi, nhưng về cơ bản
cơng tác trắc địa trong xây dựng nhà cao tầng bao gồm:
1.1.1. Thành lập xung quanh cơng trình một lưới khống chế, có đo nối với
lưới khống chế trắc địa Nhà nước

Mạng lưới này có tác dụng định vị cơng trình trong hệ tọa độ sử dụng
trong giai đoạn khảo sát thiết kế, nghĩa là định vị nó so với cơng trình lân cận.
Đối với nhà cao tầng, lưới khống chế bên ngoài cơng trình chủ yếu phục vụ
cho thi cơng phần dưới mặt đất của ngôi nhà, là cơ sở để chuyển tọa độ vào
bên trong cơng trình.
1.1.2. Chuyển ra thực địa các trục chính của cơng trình từ các điểm
khống chế
Các trục chính này được dùng cho thi cơng phần móng cơng trình.
Chúng được đánh dấu trên khung định vị hoặc bằng các mốc chơn sát mặt đất.
1.1.3. Bố trí chi tiết khi xây dựng phần dưới mặt đất của công trình
Tùy thuộc vào phương pháp thi cơng móng mà nội dung cơng việc có
thể thay đổi. Về cơ bản cơng tác này bao gồm:


12

- Bố trí và kiểm tra thi cơng các cọc móng
- Bố trí và kiểm tra các đài móng
- Bố trí ranh giới móng và các bộ phận trong móng
Độ chính xác của cơng tác này được xác định theo các tiêu chuẩn kỹ
thuật, hoặc theo yêu cầu riêng nêu trong thiết kế.
1.1.4. Thành lập lưới khống chế trên mặt bằng móng
Mạng lưới này có tác dụng để bố trí phần ngay trên mặt đất của cơng
trình kể từ mặt bằng móng mặt bằng gốc trở lên đó là tầng đầu tiên của ngơ
nhà. Mạng lưới này thường có tên gọi là lưới cơ sở và độ chính xác yêu cầu
của nó cao hơn so với mạng lưới thành lập trong giai đoạn thi cơng móng.
Lưới khống chế cơ sở có đặc điểm là lưới cạnh ngắn, có hình dạng phù
hợp với hình dạng mặt bằng cơng trình.
Để đảm bảo tính thẳng đứng của cơng trình các điểm của lưới cơ sở
trên mặt bằng móng được chiếu theo phương thẳng đứng lên mặt bằng xây

dựng, từ đó thành lập hệ thống trục bố trí đảm bảo cơng tác bố trí chi tiết trên
từng tầng.
1.1.5. Chuyển tọa độ và độ cao các điểm cơ sở lên các mặt bằng xây dựng
Để chiếu các điểm khống chế cơ sở trên mặt bằng móng lên cao có thể
sử dụng một trong các phương pháp sau đây:
- Phương pháp dây dọi;
- Phương pháp dựa vào mặt phẳng ngắm của máy kinh vĩ;
- Phương pháp truyền tọa độ bằng máy toàn đạc điện tử;
- Phương pháp chiếu đứng quang học va lade.
Ngồi ra cịn có thể sử dụng phương pháp GPS kết hợp với các trị đo
mặt đất. Phương pháp này sẽ được trình bày cụ thể ở phần sau.
Người ta lựa chọn phương pháp chiếu trục tùy thuộc vào độ cao, độ
chính xác yêu cầu và đặc điểm cơng trình


13

Để truyền độ cao từ mặt bằng móng lên các tầng xây dựng có thể sử
dụng các phương pháp sau:
- Phương pháp thủy chuẩn hình học theo đường cầu thang bộ;
- Phương pháp dùng hai máy thủy chuẩn kết hợp với thước thép treo;
- Phương pháp đo trực tiếp khoảng cách đứng;
- Phương pháp dùng các máy đo dài điện tử, trong đó thuận tiện nhất là
sử dụng các máy đo dài cầm tay cỡ nhỏ (chẳng hạn máy DISTO cho phép đo
khoảng cách đến 100m với độ chính xác ±1.5mm).
Sau khi chiếu các điểm khống chế cơ sở lên các tầng xây dựng, người
ta lập lưới khống chế khung (có các trị đo tương ứng với lưới khống chế cơ
sở) để kiểm tra độ chính xác chiếu điểm.
1.1.6. Bố trí chi tiết trên mặt bằng xây dựng
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 và thiết bị.
Trong công tác này cần đặc biệt lưu ý việc kiểm tra đo vẽ hồn cơng,
tránh những sai lầm của cơng tác bố trí. Việc kiểm tra và đo vẽ hồn cơng
được tiến hành theo giai đoạn và khi cơng trình kết thúc xây dựng.
1.1.7. Quan trắc biến dạng cơng trình
Bao gồm các cơng tác sau đây:
- Quan trắc độ lún của đáy hố móng và dịch chuyển ngang của bờ cừ;
- Quan trắc độ lún móng và các bộ phận của cơng trình;
- Quan trắc chuyển dịch ngang của cơng trình, thường chỉ tiến hành khi
cơng trình xây dựng trên khu vực có khả năng xảy ra hiện tượng trượt;
- Quan trắc độ nghiêng của cơng trình.


14

Đây là một bộ phận quan trọng không thể thiếu trong tồn bộ cơng tác
trắc địa khi xây dựng cơng trình nhà cao tầng.
1.2. NHỮNG CHỈ TIÊU KỸ THUẬT CỦA CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA
TRONG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG
1.2.1. Khái niệm về hạn sai cho phép trong xây dựng
Trong quá trình thi cơng xây dựng, do tác động của nhiều yếu tố khác
nhau thiết kế, bố trí, thi cơng 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 thơng số
hình học trong các kết cấu chung của tịa 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… 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 cơng 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 q giới hạn cho
phép nào đó thì độ gắn kết các kết cấu xây dựng bị phá vỡ và gây nên sự
khơng đảm bảo độ bền vững cơng 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
δmax gọi là độ lệch giới hạn trên, còn độ lệch giới hạn nhỏ nhất so với giá trị
thiết kế của kích thước ký hiệu δmin 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 Δ.
Như vậy ta có thể nhận thấy Δ = ± 2δ.
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:
- Các hạn sai đặc trưng vị trí mặt bằng của các kết cấu xây dựng (sự xê
dịch trục của các móng cột, dầm … so với vị trí thiết kế).


15

- 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).
- 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).
- 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).
1.2.2. Mối quan hệ giữa các hạn sai lắp ráp xây dựng và độ chính xác của
các cơng tác trắc địa
Q trình lắp ráp xây dựng tất cả các kết cấu của tòa 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 cơng 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…
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 (mct)
- Sai số của việc lắp 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 điều kiện ngoại cảnh sự lún của công trình ảnh
hưởng của nhiệt độ (mngc)
Khi đó sai số tổng hợp vị trí mặt bằng của kết cấu ký hiệu mo so với vị
trí thiết kế được biểu thị bằng công thức:


16

2
m0 = mct2 + md2 + mtd2 + mngc

(1.1)

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 giũa các nguồn sai số thì từ
cơng thức trên ta có:
m0 = mtd 4 ≈ 2mtd

Hay mtd =

m0
2

(1.2)
(1.3)

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 Δ 0 ≈ 3m0 thì mối
tương quan giữa hạn sai Δ 0 và sai số trung phương của việc đo đạc kiểm tra
mtd có thể được viết dưới dạng sau:
mtd =

Δ0
≈ 0.2Δ 0
6

(1.4)

Như vậy sai số trung phương của các công tác đo kiểm tra được tiến
hành khi lắp đặt các kết cấu xây dựng cần không vượt quá 20% giá trị hạn sai
lắp ráp xây dựng đối với dạng cơng việc tương ứng.
Ngồi ra độ chính xác của các cơng tác trắc địa trong bố trí lắp đặt cịn
phụ thuộc vào:
Kích thước và chiều cao của cơng trình, vật liệu xây dựng cơng trình,
trình tự và phương pháp thi cơng cơng trình…Trong trường hợp thi cơng 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 cơng trình để xác định cụ thể.
1.2.3. Một số tiêu chuẩn độ chính xác của cơng tác trắc địa trong thi cơng
xây dựng cơng trình
Mỗi tòa nhà gồm một số 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


17

cột, các dầm xà, các mái, trần, cửa sổ, cửa ra vào… Tạo nên một bộ khung
chịu lực hoàn chỉnh của tịa nhà. Tùy thuộc mỗi cơng trình cụ thể mà người ta
đặt ra yêu cầu về độ chính xác của cơng tác bố trí xây dựng.
1.2.3.1. Chỉ tiêu của mạng lưới cơ sở bố trí cơng trình
Để phục vụ cho cơng tác phục vụ bố trí trục cơng trình và chỉ đạo thi
công người ta thường thành lập mạng lưới bố trí cơ sở theo nguyên tắc độc
lập. Phương vị của một trong những cạnh xuất phát từ điểm gốc lấy bằng 00
00 00 hoặc 90 00 00
Bảng 1.1: Bảng chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lưới cơ sở bố trí cơng trình
Sai số trung phương của
Cấp chính
xác

lưới cơ sở bố trí
Đặc điểm của đối tượng xây dựng

Đo góc

Đo cạnh

mβ

mS
S

3”

1:25000

5”

1:10000

10”

1:5000

Xí nghiệp hoặc cụm nhà, cơng trình
cơng nghiệp khu vực có diện tích
1- Cơ sở

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

2- Cơ sở

100 ha. Khu nhà hoặc cơng trình
độc lập trên mặt bằng có diện tích

từ 10 ÷ 100 ha.
Nhà và cơng trình diện tích < 10 ha,

3- Cơ sở

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


18

1.2.3.2. Độ chính xác của cơng tác bố trí cơng trình
Độ chính xác của cơng tác bố trí cơng trình phụ thuộc vào các yếu tố
sau:
- Kích thước, chiều cao của đối tượng xây
- Vật liệu xây dựng cơng trình
- Hình thức kết cấu của tồn thể cơng trình
- Quy trình cơng nghệ và phương pháp thi cơng cơng trình
Bảng 1.2: Bảng độ chính xác của cơng tác bố trí cơng trình
Sai số trung phương trung bình
Khi truyền
độ cao từ
điểm gốc
đến mặt
bằng lắp
rắp mm

Đo cạnh

Đo góc

Khi đo
chênh cao
trên 1
trạm mm

1

Kết cấu kim loại với mặt
phẳng, lắp ráp kết cấu bê
tông cốt thép, lắp ráp kết
cấu hệ trục đúc sẵn theo
khớp nối. Công trinh cao
từ 100 – 120m với khẩu
độ 24 – 36m

1/15000

5

1

5

2

Nhà cao từ 16 - 25 tầng.
Cơng trình cao từ 60 –
100m với khẩu độ từ 18 –

24m

1/10000

10

2

4

3

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

1/5000

20

2.5

3

4

Nhà cao 5 tầng. Cơng
trình cao 15m với khẩu
độ 6m

1/3000

30

3

3

Cấp
Đặc điểm của đối tượng
chính xác xây dựng


19

1. Chỉ tiêu kỹ thuật để lập lưới khống chế độ cao
Lưới khống chế độ cao phải đảm bảo yêu cầu đối với công tác đo vẽ ,
đặc biệt là bố trí cơng trình về độ cao và được nêu ở bảng 1.3:
Bảng 1.3: Bảng chỉ tiêu kỹ thuật để lập lưới khống chế độ cao
Sai số

Khoảng

Chênh

Tích lũy

Tia ngắm

Sai số đo

cách lớn

lệch

chênh

đi cách

chênh

nhất từ

khoảng

lệch

chướng

cao đến

máy đến

cách sau

khoảng

ngại vật

mỗi trạm

mia m

trước m

cách m

mặt đất m

máy mm

I

25

0.3

0.5

0.8

0.5

1 n

II

35

0.7

1.5

0.5

0.7

1.5 n

III

50

1.5

3.0

0.3

3.0

6 n

IV

75-100

2.0

5.0

0.3

5.0

10 n

Hạng

khép
tuyến
theo số
trạm máy
mm

1.3. TỔNG QUAN VỀ CÔNG TÁC XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG Ở
VIỆT NAM
Ở Việt Nam số nhà cao tầng cũng đã được xây dựng ngày càng nhiều.
Từ những năm 1990, chính sách đổi mới cùng với sự phát triển kinh tế đã tạo
điều kiện đẩy mạnh xây dựng nhà cao tầng ở một số đô thị lớn của Việt Nam
(chủ yếu là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh). Tại Hà Nội, các cơng trình
cao tầng chủ yếu được xây dựng rải rác trong khu phố cổ. Quanh khu vực Hồ
Tây hay nằm dọc theo một số tuyến phố mới như Láng Hạ, Đường Giải
phóng ... trong đó đáng chú ý là các cơng trình Fortuna Tower (16 tầng), Hà
Nội Tower (25 tầng), Văn phòng Quang Trung (18 tầng), Khách sạn Horizon
(14 tầng), Khách sạn Meritus (20 tầng), Khách sạn Nikko (15 tầng), Trung
tâm thương mại DAEHA (13-18 tầng), Cao ốc Melia Hanoi (22 tầng). Trụ sở
Tổng công ty VINACONEX (12 tầng), Rose Garden Tower (11 tầng),

20

Vietcom Bank Tower (22 tầng)... Chức năng chủ yếu của chúng là khách sạn,
nhà ở cho thuê, văn phòng, trụ sở các Tổng công ty.
Nhà chung cư cao tầng chỉ mới bắt đầu xây dựng trong thời gian gần
đây với các chung cư 9 tầng, 11 tầng và 15 tầng ở khu đô thị mới Linh Đàm,
Định Công. Các nhà cao tầng được xây dựng liên hồn với các ngơi nhà ở
thấp tầng và các dịch vụ công cộng như nhà trẻ, trường học, chợ, công viên
cây xanh, bể bơi v.v....
Ở thành phố Hồ Chí Minh, việc phát triển nhà cao tầng diễn ra mạnh
mẽ hơn do có nhiều lợi thế trong việc thu hút vốn đầu tư. Các dự án xây dựng
nhà cao tầng được phân bố tập trung ở quận 1, quận 3 và một phần ở các khu
vực khác. Mật độ xây dựng cao hơn cả là khu vực tam giác tạo bởi ba tuyến
phố chính : Nguyễn Huệ, Hàm Nghi và Lê Lợi. Những cơng trình đáng chú ý
là Sài Gòn Centre (27 tầng), Diamond Plaza (21 tầng), Sai Gon Tower (17
tầng), Sai Gon Sky Garden (16 tầng), Renaissance River Side Hotel (20 tầng),
Trung tâm thương mại Sài Gòn (34 tầng). Thuận kiều Plaza (33 tầng), Sun
War Bank Tower (22 tầng), Me Linh Point Power (21 tầng), Khách sạn
Caravelle (24 tầng), Ocean Plaza (25 tầng), Indochine Park Tower (18 tầng),
Someket Chancellor Court (19 tầng). Harbour View (20 tầng ) v.v.... Nhìn
chung thành phố Hồ Chí Minh khơng những là nơi có số lượng nhà cao tầng
nhiều nhất mà cịn là nơi có những cơng trình cao nhất Việt Nam.
Ngồi chức năng khách sạn, văn phịng, trụ sở cơ quan thương mại
v.v..., ở Thành phố Hồ Chí Minh cũng chú trọng phát triển khá nhiều chung
cư cao tầng, trong đó có Tổ hợp chung cư Tân Kiều, Chợ lớn , chung cư Ngô
Tất Tố cao 15 tầng Chung cư Miếu Nổi cao 18 tầng và các chung cư của khu
đô thị mới Phú Mỹ Hưngv.v... (xem bảng 1.5 – Bảng thống kê một số nhà cao
tầng tiêu biểu đã được xây dựng ở Việt Nam, tính đến tháng 10 năm 2006).

21

Tiêu chuẩn quy định về nhà cao tầng ở các nước trên thế giới không
giống nhau. Ở nước ta hiện nay có bảng phân loại nhà cao tầng như sau
(bảng 1.4):
Bảng 1.4: Bảng phân loại nhà cao tầng ở nước ta hiện nay
TT

Số tầng

Phân loại

1

Từ 7 đến 12 tầng

Cao tầng loại 1

2

Từ 13 đến 25 tầng

Cao tầng loại 2

3

Từ 26 đến 45 tầng

Cao tầng loại 3

4

Từ 45 tầng trở lên

Siêu cao tầng

Ngoài hai thành phố lớn là Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh, ở một
số tỉnh thành phố khác cũng đã bắt đầu xây dựng nhà cao tầng. Ví dụ như
khách sạn Tray, Khách sạn Hữu Nghị, Harbour View... ở Hải Phòng, khách
sạn Daewoo, khách sạn Bamboo Green... ở Đà Nẵng, khách sạn Lodge ở Nha
Trang ... Tuy nhiên những cơng trình này cũng chỉ mới đạt tới chiều cao trên
dưới 10 tầng.
Bảng 1.5: Bảng thống kê một số tồ nhà cao tầng
ở Việt Nam, tính đến 10/ 2006
Số
TT

Tên
cơng trình

Địa chỉ

Số
Tầng

1

Hanoi Daewoo

Số 360 Kim Mã, Ba Đình, Hà Nội

18

2

Hotel Fortuna

Số 9 Láng Hạ, Ba Đình , Hà Nội

16

3

Hotel Hanoi

Nhà D8 Trần Huy Liệu,Ba Đình Hà
Nội

16

4

Hotel Meritus wstrake

20

5

Hotel Horison

6

Hanoi TOWER

Số 1, đường Thanh Niên, Quận Tây
Hồ - Hà Nội
Số 40, phố Cát Linh, Đống Đa, Hà
Nôi.
Số nhà 49, Hai Bà Trưng, Hoàn Kiếm,
Hà Nội.

15
24


22

7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18

19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30

VIET COM Bank Tower

Số 198, Trần Quang Khải, Hoàn Kiếm
, Hà Nội.
Hotel Niko Hanoi
Số 84, Trần Nhân Tông, Quận Hai Bà
Trưng, Hà Nội
Văn phòng cho thuê
Số 53, phố Quang Trung, Hai Bà
Trưng , Hà Nội
Văn phòng cho thuê
Số 23, Phan Chu Trinh, Hoàn Kiếm,
Hà Nội.
Ngân hàng phát triển Nhà C3, Phương Liệt, Thanh Xuân,
nông thôn Việt Nam
Hà Nội
Hotel Melia Hà Nội

Số 44, Lý Thường Kiệt, Quận Hoàn
Kiếm , Hà Nội
Hotel Vườn làng
Số 6, Ngọc Khánh, Ba Đình, Hà Nội.
Sở giao dịch Ngân hàng Số 2, Láng Hạ, Ba Đình, Hà Nội.
phát triển nơng thơn Việt
Nam.
Khu Đơ thị Mỹ Đìnhb II
Khu Đơ thị Mỹ Đìnhb II, Hà Nội
Tồ nhà tháp đơi Sơng Đà Khu Mễ trì hạ, Từ Liêm , Hà Nội.
Khu đô thị nam Trung Nam Trung Yên, Cầu Giấy, Hà Nội
Yên
Toà nhà Vimeco
Đường Phạm Hùng , Hà Nội
Toà nhà tổ hợp văn phịng Ngã tư Khuất Duy Tiến, Hồ Lạc, Hà
thương mại Vigracera
Nội
Khu đơ thị Trung Hồ
Khu đơ thị Trung Hồ - Nhân chính Đống Đa - Hà Nội
Khu đô thị Linh Đàm
Bán đảo Linh Đàm,Hai Bà Trưng, Hà
Nội
Làng Quốc tế Thăng Làng Quốc tế Thăng Long, Dịch
Long
Vọng, Cầu Giấy, Hà Nội
Khu nhà cao tầng Dịch Dịch Vọng, Cầu Giấy , Hà Nội
Vọng Cầu Giấy – Hà Nội
Khu đô thị Định công- Khu Định công, Đống Đa, Hà Nội
Đại Kim- Hà Nội
Toà nhà cao tầng 93 phố Số 93, phố Lị Đúc, Hà Nội

Lị Đúc Hà Nội
Tồ nhà số 30 phố Tạ Số 30, phố Tạ Quang Bửu, quận Hai
Quang Bửu - Hà Nội
Bà Trưng, Hà Nội
Khu nhà cao tầng thuộc Khu Nam Thăng Long, Nhật Tân, Tây
khu độ thị Nam Thăng Hồ, Hà Nội.
Long – Hà Nội
Toà nhà M3, M4 Thành Thành Công, Đống Đa, Hà Nội.
Công- Đống Đa- Hà Nội
Toà nhà cao tầng phố Số 5, Nguyễn Chí Thanh, quận Đống
Nguyễn Chí Thanh Hà Đa, Hà Nội
Nội
Tồ nhà cao tầng 25 Láng Số 25, Láng Hạ, quận Đống Đa, Hà
Hạ Hà Nội.
Nội

20
15
16
15
15
21
16
15
15
27
17
25
17
17,18,

25, 34
15
15, 17
15, 17
15
30
16
21
14, 17,
25
25
25


23

31

36

Toà nhà 27 tầng phố Láng Số 27, Láng Hạ, quận Đống Đa, Hà
Hạ Hà Nội
Nội
Toà nhà Vincom city
Số 191, phố Bà Triệu, quận Hai Bà
Trưng, Hà Nội.
Toà nhà Tower Tổng Đường Lê Duẩn, Hai Bà Trưng, Hà
công ty hàng hải Việt Nội.
Nam
Tồ nhà 96 Định cơng

Số 96, Định cơng, Hà Nội.
Khu đô thị Pháp Vân , Tứ Khu Pháp Vân, Thanh Trì, Hà Nội
Hiệp
Khu đơ thị Mẽ Trì Hạ
Xã Mễ trì, Từ Liêm, Hà Nội

37
38

Tồ nhà Sofitel Plaza
Khách sạn Hồ Bình

32
33
34
35

39
40
41
42
43
44

Đường Thanh Niên, Tây Hồ, Hà Nội
Số nhà 106, Hoàng Quốc Việt, Hà
Nội.
Toà nhà Thuận Kiều Đường Hồng bàng, Thành phố Hồ Chí
Plaza
Minh.

Trung tâm thương mai Sài Quận I, thành phố Hồ Chí Minh.
Gịn
Cơng ty Dầu khí Việt Số 1-5, đường Lê Duẩn thành phố Hồ
Nam
Chí Minh.
Khu đơ thị An Cư, An Quận II, thành phố Hồ Chí Minh
Khánh
Tồ Nhà Coteccons
Khu Văn Thánh, thành phố Hồ Chí
Minh
Khu chung cư cao cấp Khu độ thị Phú Mỹ Hưng, Thành phố
Phú Mỹ Hưng.
Hồ Chí Minh

27
22
17
21
9
9
16, 21
21
33
35
18
16
31
23

24

Chương 2

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRẮC ĐỊA HIỆN ĐẠI
ĐỂ THÀNH LẬP CÁC MẠNG LƯỚI KHỐNG CHẾ
TRONG THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG
2.1. ĐẶC ĐIỂM THÀNH LẬP CÁC MẠNG LƯỚI KHỐNG CHẾ TRONG
THI CÔNG XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG
2.1.1. Đặc điểm thành lập lưới khống chế mặt bằng thi cơng nhà cao tầng
Tùy thuộc vào tính chất quan trọng của cơng trình, điều kiện địa hình,
điều kiện thi công mà xây dựng lưới khống chế thi công một cách linh hoạt,
nhằm đáp ứng được những yêu cầu trong q trình thi cơng cơng trình. Vì vậy
cơng tác thành lập lưới khống chế thi cơng nhà cao tầng có những đặc điểm
nổi bật sau đây:
Do đặc điểm của công trình nên chiều dài các cạnh đo thường chỉ hàng
chục đến hàng trăm mét, tia ngắm ngắn và góc nghiêng ống kính lớn do đó
trong khi tiến hành đo góc và chiều dài phải lưu ý đến sai số định tâm máy và
sai số trục đứng của máy kinh vĩ hoặc máy tồn đạc điện tử.
Điều kiện thi cơng tại công trường không thuận lợi cho việc đo đạc,
nguyên nhân là do không thông hướng, do chiết quang, do độ rung của máy
móc thi cơng ảnh hưởng đến thiết bị đo đạc.
Không gian làm việc không chỉ ở trên mặt đất mà còn ở trên cao hoặc
xuống hầm. Các phương pháp đo đạc cũng rất đa dạng, địi hỏi có các loại
thiết bị trắc địa có độ chính xác cao.
u cầu độ chính xác cũng phụ thuộc tính chất, kết cấu cơng trình (cao
hay thấp, trọng tải lớn hay nhỏ). Các dấu mốc trắc địa nằm trong khu vực thi
công dễ bị phá hủy hoặc dịch chuyển do đó cần thường xuyên kiểm tra tính
ổn định và sự tồn tại của các mốc.
Tùy thuộc vào điều kiện mặt bằng, mật độ xây dựng các hạng mục của

cơng trình để chọn mật độ các điểm của lưới khống chế. Đối với các công