Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao hiệu quả thành lập lưới mặt bằng thi công nha cao tầng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

TRẦN NGỌC ĐÔNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO
HIỆU QUẢ THÀNH LẬP LƯỚI MẶT BẰNG
THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2010


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT

TRẦN NGỌC ĐÔNG

NGHIÊN CỨU MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO
HIỆU QUẢ THÀNH LẬP LƯỚI MẶT BẰNG
THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật Trắc địa
Mã số: 60.52.85

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS.TS Trần Khánh

Hà Nội - 2010


2

LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết
quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng bố trong bất cứ một
cơng trình nào khác.

Tác giả luận văn

Trần Ngọc Đông


3
MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN .................................................................................................. 2
MỤC LỤC.............................................................................................................. 3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT ........................................ 7
DANH MỤC CÁC BẢNG..................................................................................... 8
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ............................................................................. 10
MỞ ĐẦU.............................................................................................................. 12
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG
NHÀ CAO TẦNG..................................................................................... 17
1.1.

ĐẶC ĐIỂM CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG... 17

1.2.

NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI
CÔNG NHÀ CAO TẦNG .......................................................................... 19

1.3.

QUY TRÌNH CƠNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CƠNG NHÀ CAO TẦNG20
1.3.1. Khảo sát địa hình ............................................................................. 20
1.3.2. Thành lập lưới khống chế mặt bằng và độ cao.................................. 20
1.3.3. Công tác trắc địa cho thi cơng phần móng........................................ 21
1.3.4. Cơng tác trắc địa cho thi công phần thân .......................................... 21
1.3.5. Quan trắc dịch chuyển cơng trình..................................................... 21

1.4.

CÁC TIÊU CHUẨN HẠN SAI CHO PHÉP BỐ TRÍ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG22
1.4.1. Hạn sai cho phép định vị cọc............................................................ 22
1.4.2. Hạn sai cho phép bố trí đài, móng nhà cao tầng................................ 22
1.4.3. Hạn sai cho phép truyền tọa độ lên các sàn thi công nhà cao tầng .... 23


4
CHƯƠNG 2. THIẾT KẾ LƯỚI MẶT BẰNG PHỤC VỤ THI CƠNG NHÀ
CAO TẦNG............................................................................................... 26
2.1.

MỤC ĐÍCH U CẦU VÀ ĐẶC ĐIỂM THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG
CHẾ MẶT BẰNG PHỤC VỤ THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG................... 26

2.1.1. Mục đích và yêu cầu thành lập lưới khống chế mặt bằng thi công nhà
cao tầng............................................................................................ 26
2.1.2. Nguyên tắc thành lập lưới mặt bằng thi công nhà cao tầng............... 27
2.1.3. Cấu trúc của mạng lưới mặt bằng thi cơng nhà cao tầng................... 27

2.2.

PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN ĐỘ CHÍNH XÁC CẦN THIẾT ĐỐI VỚI
LƯỚI KHỐNG CHẾ THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG................................. 29
2.2.1. Lưới khống chế phục vụ mục đích bố trí trục cơng trình .................. 29
2.2.2. Lưới khống chế phục vụ bố trí các kết cấu xây dựng........................ 30

2.3.

CÁC PHƯƠNG PHÁP THÀNH LẬP LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG
THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG................................................................... 32
2.3.1. Phương pháp thành lập lưới khống chế mặt bằng thi công nhà cao
tầng.................................................................................................. 32
2.3.2. Ví dụ về một số lưới khống chế mặt bằng thi cơng nhà cao tầng ...... 34

2.4.

ƯỚC TÍNH ĐỘ CHÍNH XÁC LƯỚI MẶT BẰNG .................................... 35

2.5.

THÀNH LẬP LƯỚI MẶT BẰNG CƠ SỞ TRÊN MẶT BẰNG XÂY
DỰNG VÀ TRÊN MẶT BẰNG MÓNG .................................................... 39
2.5.1. Thành lập lưới mặt bằng cơ sở trên mặt bằng xây dựng nhà cao tầng39
2.5.2. Thành lập lưới mặt bằng cơ sở trên mặt bằng móng ......................... 40

2.6.

THÀNH LẬP LƯỚI TRỤC TRÊN CÁC SÀN THI CÔNG........................ 42
2.6.1. Chuyển trục bằng máy kinh vĩ.......................................................... 42
2.6.2. Chuyển trục công trình bằng máy chiếu đứng .................................. 45


5
2.6.3. Chuyển trục cơng trình bằng cơng nghệ GPS ................................... 48
2.6.4. Kết hợp chiếu đứng và toàn đạc điện tử (TĐĐT) xây dựng lưới trục
trên các sàn thi công nhà cao tầng .................................................... 49
CHƯƠNG 3. MỘT SỐ VẤN ĐỀ XỬ LÝ SỐ LIỆU LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT
BẰNG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG .................................................... 51
3.1.

TÍNH CHUYỂN TỌA ĐỘ LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG VỀ HỆ TỌA
ĐỘ CƠNG TRÌNH ..................................................................................... 51

3.2.

XỬ LÝ SỐ LIỆU LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT BẰNG THI CÔNG NHÀ
CAO TẦNG ............................................................................................... 54
3.2.1. Quy trình tính tốn bình sai lưới trắc địa mặt bằng........................... 54
3.2.2. Phương pháp bình sai lưới trắc địa mặt bằng tự do........................... 55
3.2.3. Ứng dụng bình sai lưới tự do xử lý lưới khống chế mặt bằng thi công
nhà cao tầng..................................................................................... 59

3.3.

XỬ LÝ SỐ LIỆU MẠNG LƯỚI KẾT HỢP CHIẾU ĐỨNG VÀ TĐĐT .... 60

3.4.

THÀNH LẬP PHẦN MỀM HRFSURVEY................................................ 63
3.4.1. Thiết kế tổng quan ........................................................................... 63
3.4.2. Modul xử lý lưới khống chế mặt bằng.............................................. 64
3.4.3. Modul tính chuyển tọa độ................................................................. 66
3.4.4. Modul xử lý lưới trục thi công nhà cao tầng..................................... 68

CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM .......................................................................... 70
4.1. THỰC NGHIỆM ĐO ĐẠC VÀ XỬ LÝ SỐ LIỆU LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT
BẰNG DỰ ÁN INDOCHINA PLAZA HANOI ......................................... 70
4.1.1. Giới thiệu dự án Indochina Plaza Hanoi ........................................... 70
4.1.2. Thiết kế lưới cơ sở trên mặt bằng xây dựng...................................... 71


6
4.1.3. Ước tính độ chính xác của lưới thiết kế ............................................ 71
4.1.4. Thực nghiệm đo đạc lưới cơ sở trên mặt bằng xây dựng................... 75
4.2. THỰC NGHIỆM TÍNH CHUYỂN TỌA ĐỘ LƯỚI KHỐNG CHẾ MẶT
BẰNG VỀ HỆ TỌA ĐỘ CÔNG TRÌNH CHO DỰ ÁN INDOCHINA
PLAZA HANOI ......................................................................................... 77
4.3. THỰC NGHIỆM KẾT HỢP CHIẾU ĐỨNG VÀ TOÀN ĐẠC ĐIỆN TỬ XÂY
DỰNG LƯỚI TRỤC TRÊN CÁC SÀN THI CƠNG Ở CƠNG TRÌNH
INDOCHINA PLAZA HÀ NỘI.................................................................. 78
4.4. THỰC NGHIỆM ĐO KIỂM TRA TRỤC CƠNG TRÌNH BẰNG CƠNG
NGHỆ GPS ................................................................................................ 81
4.4.1. Đo kiểm tra trục cơng trình tịa nhà 48 tầng tại đường Phạm Hùng
bằng cơng nghệ GPS........................................................................ 81

4.1.2. Đo kiểm tra trục tịa nhà 34 tầng khu Trung Hịa Nhân Chính .......... 89
KẾT LUẬN.......................................................................................................... 92
DANH MỤC CƠNG TRÌNH NGHIÊN CỨU CỦA TÁC GIẢ ......................... 94
TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................... 95
PHỤ LỤC............................................................................................................. 97


7

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

STT

Nội dung

Chữ viết tắt

1

Nhà cao tầng

NCT

2

Toàn đạc điện tử

TĐĐT

3

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

TCXDVN

4

Tiêu chuẩn xây dựng

TCXD

5

Tiêu chuẩn Việt Nam

TCVN

6

Hệ thống định vị tồn cầu (Global

GPS

Posiotioning System)
7

Viện Khoa học Cơng nghệ Xây dựng

Viện KHCNXD

8

Xử lý số liệu

XLSL


8

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1. Sai số cho phép về lỗ khoan cọc ........................................................... 22
Bảng 1.2. Sai số cho phép định tuyến hố móng...................................................... 23
Bảng 1.3. Sai lệch cho phép về truyền tọa độ lên các tầng thi công........................ 23
Bảng 1.4. Sai số cho phép theo chiều đứng trong thi công các loại kết cấu bê tông
cốt thép ....................................................................................................... 24
Bảng 1.5. Một số chỉ tiêu kỹ thuật cho công tác trắc địa khi lắp ráp các kết cấu bê
tông cốt thép để xây dựng nhà cao tầng ...................................................... 24
Bảng 4.1. Tọa độ mốc giới cấp đất (tọa độ điểm định vị)....................................... 72
Bảng 4.2. Tọa độ gần đúng của các điểm mốc cơ sở.............................................. 72
Bảng 4.3. Danh sách góc thiết kế........................................................................... 73
Bảng 4.4. Danh sách cạnh thiết kế ......................................................................... 74
Bảng 4.5. Tính sai số vị trí điểm ............................................................................ 74
Bảng 4.6. Số liệu góc đo........................................................................................ 75
Bảng 4.7. Số liệu cạnh đo ...................................................................................... 76
Bảng 4.8. Tọa độ và sai số vị trí điểm sau bình sai................................................. 76
Bảng 4.9. Tọa độ các điểm song trùng................................................................... 77
Bảng 4.10. Kết quả tính chuyển tọa độ .................................................................. 78
Bảng 4.11. Tọa độ thiết kế của các điểm chiếu đứng ............................................. 79
Bảng 4.12. Số liệu góc đo...................................................................................... 79
Bảng 4.13. Số liệu cạnh đo .................................................................................... 80

Bảng 4.14. Tọa độ sau bình sai và sai số vị trí điểm............................................... 80
Bảng 4.15. Thành quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai – Nhà 48 tầng, tầng 5 . 82
Bảng 4.16. Thành quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai – Nhà 48 tầng, tầng 1183
Bảng 4.17. Thành quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai – Nhà 48 tầng, tầng 1783
Bảng 4.18. Thành quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai – Nhà 48 tầng, tầng 2384
Bảng 4.19. Thành quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai – Nhà 48 tầng, tầng 2984
Bảng 4.20. Thành quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai – Nhà 48 tầng, tầng 3585
Bảng 4.21. Thành quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai – Nhà 48 tầng, tầng 4185


9
Bảng 4.22. Thành quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai – Nhà 48 tầng, tầng 4886
Bảng 4.23. Tọa độ các điểm trục trong hệ tọa độ công trình .................................. 87
Bảng 4.24. Tọa độ các điểm đo GPS trong hệ tọa độ cơng trình............................. 87
Bảng 4.25. Tọa độ các điểm đo GPS trong hệ tọa độ cơng trình............................. 87
Bảng 4.26. Tọa độ các điểm đo GPS trong hệ tọa độ cơng trình............................. 87
Bảng 4.27. Kết quả tính độ lệch lưới trục ở các lần đo........................................... 88
Bảng 4.28. Kết quả tính độ lệch lưới trục ở các lần đo........................................... 88
Bảng 4.29. Thành quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai – Nhà 34 tầng, tầng 1589
Bảng 4.30. Thành quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai – Nhà 34 tầng, tầng 2090
Bảng 4.31. Thành quả tọa độ phẳng và độ cao sau bình sai – Nhà 34 tầng, tầng 2790
Bảng 4.32. Bảng tính sai số vị trí điểm khi chuyển trục cơng trình lên cao bằng
cơng nghệ GPS ........................................................................................... 90
Bảng 4.33. Bảng tính sai số vị trí điểm khi chuyển trục cơng trình lên cao bằng
công nghệ GPS ........................................................................................... 91


10
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ
Hình 2.1. Lưới khống chế trong thi cơng nhà cao tầng........................................... 28

Hình 2.2. Lưới khống chế mặt bằng dạng chuỗi tam giác ...................................... 33
Hình 2.3. Lưới khống chế mặt bằng dưới dạng tuyến đa giác đơn.......................... 33
Hình 2.4. Sơ đồ mạng lưới đo GPS........................................................................ 34
Hình 2.5. Lưới khống chế mặt bằng cơng trình Lankmark Tower .......................... 34
Hình 2.6. Lưới khống chế mặt bằng cơng trình Tổ hợp khách sạn dầu khí............. 35
Hình 2.7. Hướng đo trên trạm máy ........................................................................ 36
Hình 2.8. Góc đo trên trạm máy............................................................................. 36
Hình 2.9. Đo chiều dài cạnh .................................................................................. 37
Hình 2.10. Lưới khống chế mặt bằng cơng trình Indochina plaza Hanoi................ 40
Hình 2.11. Lưới mặt bằng cơ sở trên mặt bằng móng cơng trình Indochina plaza .. 41
Hình 2.12. Chuyển trục bằng máy kinh vĩ.............................................................. 43
Hình 2.13. Máy chiếu đứng quang học .................................................................. 45
Hình 2.14. Máy chiếu đứng laze DZJ2 .................................................................. 45
Hình 2.15. Chuyển trục cơng trình bằng máy chiếu đứng ...................................... 46
Hình 2.16. Tấm Paletka dùng cho máy chiếu đứng laze......................................... 47
Hình 2.17. Xác định điểm trên mặt sàn bằng cơng nghệ GPS ................................ 49
Hình 2.18. Kết hợp chiếu đứng và TĐĐT xây dựng lưới trục trên các sàn thi công
nhà cao tầng................................................................................................ 50
Hình 3.1. Tính chuyển tọa độ phẳng ...................................................................... 51
Hình 3.2. Kết hợp chiếu đứng và TĐĐT xây dựng lưới trục trên các sàn thi cơng . 60
Hình 3.3. Giao diện phần mềm HRFSurvey........................................................... 63
Hình 3.4. Giao diện xử lý lưới khống chế .............................................................. 64
Hình 3.5. Giao diện sau khi mở file ....................................................................... 65
Hình 3.6. Giao diện sau khi ấn nút bình sai............................................................ 65
Hình 3.7. Giao diện sau khi ấn nút kết quả............................................................. 66
Hình 3.8. Giao diện tính chuyển tọa độ.................................................................. 66
Hình 3.9. Giao diện tính chuyển tọa độ sau khi mở file.......................................... 67


11

Hình 3.10. Giao diện tính chuyển tọa độ sau khi ấn Run........................................ 67
Hình 3.11. Giao diện xử lý lưới trục thi cơng nhà cao tầng .................................... 68
Hình 3.12. Giao diện xử lý lưới trục sau khi mở file .............................................. 68
Hình 3.13. Giao diện sau khi ấn nút bình sai.......................................................... 69
Hình 3.14. Giao diện sau khi ấn nút kết quả........................................................... 69
Hình 4.1. Mặt bằng khu đất xây dựng dự án Indochina Plaza Hanoi ...................... 70
Hình 4.2. Lưới cơ sở mặt bằng dự án Indochina Plaza Hanoi................................. 71
Hình 4.3. Thực nghiệm xây dựng lưới trục trên các sàn thi cơng cơng trình
Indochina Plaza Hanoi bằng chiếu đứng kết hợp TĐĐT ............................. 79
Hình 4.4. Sơ đồ mạng lưới đo kiểm tra độ lệch lưới trục thi cơng tịa nhà 48 tầng . 81
Hình 4.5. Máy GPS Trimble R3 ............................................................................ 82
Hình 4.6. Sơ đồ đo kiểm tra trục tòa nhà 34 tầng khu Trung Hịa Nhân Chính....... 89


12
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Hiện nay, vấn đề xây dựng nhà cao tầng và siêu cao tầng đã trở thành một xu
hướng tất yếu của xã hội. Các tịa nhà cao tầng, siêu cao tầng khơng những chỉ làm
thỏa mãn nhu cầu về nhà ở của con người mà cịn làm cho bộ mặt đơ thị trở nên đẹp
đẽ khang trang và sinh động. Ở nước ta hiện nay cơng việc xây dựng các tịa nhà
cao tầng, siêu cao tầng được thực hiện trên cơ sở ứng dụng các công nghệ hiện đại,
cho phép xây dựng các tịa nhà cao tầng có hình dạng kiến trúc đa dạng một cách
nhanh chóng.
Tại các thành phố lớn như Tp. Hồ Chí Minh, Hà Nội có thể kể ra nhiều nhà
cao tầng như: Trung tâm thương mại Sài Gòn (34 tầng), Thuận Kiều Plaza (33
tầng), Sài Gòn Centre (27 tầng)… tồ nhà M3-M4 Nguyễn Chí Thanh (25tầng),
Trung Hồ - Nhân Chính (34 tầng), tồ nhà VietcomBank 194 Trần Quang Khải (22
tầng), các khu đô thị Định Công, Linh Đàm, Mỹ Đình… với các tồ nhà có chiều
cao từ 9 đến 21 tầng và cịn có các dự án khác đang triển khai xây dựng như

Keangnam (70 tầng) tại đường Phạm Hùng, Lankmark Tower phố Đào Tấn (65
tầng).
Trên thế giới các tòa nhà cao tầng đã đạt đến chiều cao đến 400-500m là khá
phổ biến còn ở Việt Nam chiều cao của các cơng trình mới chỉ khoảng 120m tương
đương với tồ nhà 40 tầng. Điều đó thể hiện việc xây dựng các tòa nhà cao tầng ở
nước ta mới chỉ ở giai đoạn đầu.
Nhiệm vụ chính của cơng tác trắc địa cho thi công nhà cao tầng là đảm bảo
cho cơng trình được xây dựng đúng vị trí thiết kế, đúng kích thước hình học và điều
quan trọng nhất đối với nhà cao tầng là đảm bảo độ thẳng đứng theo thiết kế.
Để đảm bảo độ thẳng đứng của nhà cao tầng thì lưới khống chế mặt bằng và
phương pháp chuyển trục cơng trình lên các tầng thi cơng là các công việc rất quan
trọng cần được quan tâm thực hiện.


13
Xuất phát từ thực tiễn đó, đề tài: “Nghiên cứu một số giải pháp nâng cao
hiệu quả thành lập lưới mặt bằng thi công nhà cao tầng” được đề xuất trên cơ sở
nghiên cứu biện pháp và thuật toán xử lý số liệu lưới khống chế thi công nhà cao
tầng để đảm bảo độ thẳng đứng trong thi công nhà cao tầng.
2. Mục đích của đề tài
Cơng tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng được bắt đầu ngay từ khi khởi
cơng cơng trình cho đến các giai đoạn thi cơng, hồn thiện và đưa vào sử dụng.
Trong đó việc chuyển trục cơng trình từ phần móng lên trên các phần thân và lên
đến mái (đỉnh) đóng một vai trị quan trọng, vì liên quan trực tiếp đến độ thẳng
đứng của cơng trình và là cơ sở để bố trí chi tiết các hạng mục phụ trợ, các hệ thống
kỹ thuật…của cơng trình.
Qua việc giám sát thi cơng một số nhà cao tầng tại địa bàn thành phố Hà Nội
chúng tôi thấy nổi lên một số vấn đề sau đây:
Về con người: Đại đa số các cán bộ kỹ thuật làm công tác trắc địa trong thi
công xây dựng chưa được đào tạo theo đúng yêu cầu cần thiết. Có nơi sử dụng cơng

nhân trắc địa lâu năm, có nơi sử dụng cán bộ trung cấp kỹ thuật, có nơi sử dụng kỹ
sư mới ra trường chưa có kinh nghiệm trong công tác trắc địa cho thi công các cơng
trình, khơng đúng chun ngành. Thậm chí có nhiều đơn vị khơng hề có kỹ sư trắc
địa đến lúc trúng thầu thi công xây dựng mới đi thuê cán bộ đo đạc mà khơng hề
biết cán bộ mình th am hiểu như thế nào về trắc địa, nhất là công tác trắc địa phục
vụ thi công nhà cao tầng.
Về trang thiết bị kỹ thuật: Một số đơn vị thi công đã có chú ý đến trang bị
máy móc khá hiện đại cho lĩnh vực trắc địa, nhưng nhìn chung khâu đầu tư thiết bị
hiện chưa được các nhà thầu chú ý một cách thích đáng. Khoảng 70% số đơn vị vẫn
cịn sử dụng thiết bị cũ, lạc hậu khơng đáp ứng được độ chính xác của cơng tác trắc
địa cơng trình, khoảng 90% số máy móc thiết bị đưa vào sử dụng không được định
kỳ kiểm định và hầu như khơng có một nhà thầu nào được trang bị đủ các thiết bị
chuyên dùng về công tác trắc địa công trình.


14
Về văn bản pháp qui: Hiện nay chúng ta còn thiếu các văn bản pháp qui về
tiêu chuẩn công tác trắc địa cho thi công xây dựng nhà cao tầng, qui định có tính
pháp quy của nhà nước về quy trình nghiệm thu đánh giá chất lượng kích thước
hình học, độ thẳng đứng và các dịch chuyển của nhà cao tầng.
Trong thi cơng nhà cao tầng có số tầng nhiều, độ cao lớn, công tác trắc địa ở
các tầng được lặp đi lặp lại nhiều lần, trị số sai lệch theo chiều đứng của kết cấu
trực tiếp ảnh hưởng tới khả năng chịu lực của cơng trình cho nên trong đo đạc thi
cơng u cầu độ chính xác của việc đo chiếu theo chiều đứng rất cao, thiết bị đo,
phương pháp đo phải thích hợp với loại hình kết cấu, phương pháp thi cơng và điều
kiện ngồi hiện trường. Vì vậy, để đảm bảo độ thắng đứng của cơng trình theo thiết
kế thì cơng tác đảm bảo trắc địa khi chuyển trục thẳng đứng cho cơng trình là vơ
cùng quan trọng.
3. Nhiệm vụ của đề tài
 Thu thập, nghiên cứu các tài liệu liên quan đến thi công nhà cao tầng.

 Thu thập, nghiên cứu các tiêu chuẩn, quy phạm về thi công nhà cao tầng.
 Thu thập các số liệu thực tế từ việc lập lưới khống chế, tính chuyển tọa độ và

chuyển trục cơng trình lên các sàn thi công nhà cao tầng tại Hà Nội.
 Tổng hợp các kết quả thu được, so sánh, đánh giá và đưa ra các kết luận.

4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
 Đo đạc, xử lý số liệu lưới khống chế mặt bằng cơng trình Indochina Plaza

Hanoi, tại 239 Xn Thủy Cầu Giấy – Hà Nội.
 Tính chuyển tọa độ lưới khống chế mặt bằng về hệ tọa độ công trình cho cơng

trình Indochina Plaza Hanoi.
 Đo đạc và tính tốn lưới trục trên các tầng sàn thi cơng cơng trình Indochina

Plaza Hanoi khi kết hợp chiếu đứng và tồn đạc điện tử (TĐĐT).


15
 Đo đạc kiểm tra lưới trục cơng trình 48 tầng ở đường Phạm Hùng và tòa nhà 34

tầng tại Trung Hịa – Nhân Chính bằng cơng nghệ GPS.
5. Nội dung nghiên cứu
 Nghiên cứu, tổng hợp các yêu cầu chung trong công tác trắc địa phục vụ thi

công nhà cao tầng.
 Nghiên cứu ứng dụng phương pháp bình sai lưới tự do vào xử lý số liệu lưới

khống chế thi cơng nhà cao tầng.
 Nghiên cứu thuật tốn chuyển đổi tọa độ từ tọa độ nhà nước về hệ tọa độ cơng

trình.
 Nghiên cứu phương pháp kết hợp chiếu đứng và tồn đạc điện tử chuyển trục

cơng trình lên các sàn thi công nhà cao tầng.
 Nghiên cứu phương pháp chuyển trục và đo kiểm tra lưới trục thi công nhà cao

tầng bằng công nghệ GPS.
6. Phương pháp nghiên cứu
 Phương pháp thống kê: thu thập, tổng hợp, xử lý các số liệu liên quan
 Phương pháp phân tích: sử dụng các phương tiện và các tiện ích, phân tích có

lơgíc các tư liệu, số liệu làm cơ sở để giải quyết các vấn đề đặt ra.
 Phương pháp so sánh: tổng hợp kết quả, so sánh đánh giá và đưa ra các kết luận

về các vấn đề đặt ra.
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Qua việc giám sát thi công và thực nghiệm tại một số công trình nhà cao tầng
tại Hà Nội và một số địa phương khác cho thấy rằng: về độ thẳng đứng của một số
nhà cao tầng đã đạt được yêu cầu theo các tiêu chuẩn hiện hành. Nhưng cũng còn
một số các cơng trình chưa đạt được độ thẳng đứng cho phép. Do một số ngun
nhân khác nhau, cơng trình sau xây dựng khơng hồn tồn bảo đảm đúng các kích
thước hình học, độ thẳng đứng như bản vẽ thiết kế mà bị sai lệch trong một phạm vi


16
nào đó. Nếu đem giá trị sai lệch thực tế so sánh với hạn sai cho phép quy định trong
tiêu chuẩn, chúng ta sẽ đánh giá được chất lượng hình học và độ thẳng đứng của
nhà cao tầng và đi đến kết luận là sai lệch nằm trong phạm vi cho phép hay vượt
phạm vi cho phép và phải căn chỉnh gây tốn kém về kinh phí và làm chậm tiến độ

xây dựng cơng trình.
Việc tìm ra biện pháp thích hợp nhằm nâng cao hiệu quả cho công tác lập
lưới khống chế và chuyển trục cơng trình lên các sàn thi cơng nhà cao tầng sẽ góp
phần nâng cao chất lượng xây dựng nhà cao tầng ở Việt Nam.
Luận văn này được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của PGS.TS. Trần Khánh
(Trường Đại học Mỏ - Địa chất). Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với thầy
hướng dẫn, người đã tận tình chỉ bảo và giúp đỡ tơi hồn thành luận văn này. Trong
q trình nghiên cứu và viết luận văn, tôi đã nhận được nhiều sự giúp đỡ, đóng góp
q báu từ các thầy cơ Khoa Trắc địa - Trường đại học Mỏ - Địa chất và các đồng
nghiệp nơi tôi công tác - Trung tâm tư vấn Trắc địa và Xây dựng – Viện Khoa học
công nghệ Xây dựng.
8. Cấu trúc của luận văn
Cấu trúc của luận văn bao gồm các phần sau:
 Phần mở đầu.
 Chương 1. Tổng quan công tác trắc địa trong thi công nhà cao tầng.
 Chương 2. Thiết kế lưới mặt bằng phục vụ thi công nhà cao tầng.
 Chương 3. Một số vấn đề xử lý số liệu lưới khống chế mặt bằng thi công nhà

cao tầng.
 Chương 4. Thực nghiệm.
 Phần kết luận.

Luận văn được trình bày 96 trang với 38 bảng và 38 hình.


17
Chương 1
TỔNG QUAN CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG
NHÀ CAO TẦNG
1.1.

ĐẶC ĐIỂM CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG
Trong thi cơng nhà cao tầng có số tầng nhiều, độ cao lớn, công tác trắc địa ở

các tầng được lặp đi lặp lại nhiều lần, trị số sai lệch theo chiều đứng của kết cấu
trực tiếp ảnh hưởng tới khả năng chịu lực của cơng trình cho nên trong đo đạc thi
cơng u cầu độ chính xác của việc đo chiếu theo chiều đứng rất cao, thiết bị đo và
phương pháp đo phải thích hợp với loại hình kết cấu, phương pháp thi cơng và điều
kiện của hiện trường.
Công tác trắc địa thi công các kết cấu kiến trúc rất phức tạp (đặc biệt là kết
cấu thép), tiêu chuẩn về lắp đặt thiết bị và trang trí nội thất tương đối cao, hơn nữa
lại có thang máy tốc độ cao nên độ chính xác đo đạc yêu cầu tới milimét.
Mặt bằng kiến trúc và bố trí tạo hình mặt đứng vừa mới mẻ lại vừa phức tạp
đa dạng nên yêu cầu đối với phương pháp bố trí cơng trình phải tuỳ theo từng cơng
trình, từng thời điểm để có sự linh hoạt thích hợp, lại phải bố trí được thiết bị
chun dụng tương ứng với từng cơng năng và áp dụng những biện pháp an toàn
cần thiết.
Do khối lượng công việc lớn, phần nhiều là phân đoạn thời gian để thi công
nên thời gian thi công kéo dài, để bảo đảm tính tổng thể của cơng trình và độ chính
xác của các phần thi cơng cục bộ, trước khi thi công phải lập lưới khống chế mặt
bằng cơng trình và lưới khống chế độ cao với đầy đủ độ chính xác cần thiết. Đồng
thời do có cơng trình ngầm với diện tích lớn hoặc bao trùm tồn bộ mặt bằng cơng
trình nên cơng việc bố trí thi cơng trên hiện trường có rất nhiều biến đổi, cho nên
yêu cầu phải áp dụng các biện pháp thích hợp, cần thiết, cho các điểm của lưới
khống chế cơ sở được bảo vệ chắc chắn và chính xác trong suốt thời gian thi cơng
cho tới khi hồn thành cơng trình, sau đó bàn giao cho đơn vị Chủ đầu tư tiếp tục sử
dụng. Công việc này là cơ sở bảo đảm cho tồn bộ q trình đo đạc thi cơng được


18

tiến hành thuận lợi, và cũng là việc khó khăn nhất của công tác đo đạc thi công nhà
cao tầng hiện nay.
Do nhiều nguyên nhân như thay đổi của thời tiết, tính chất vật liệu xây dựng,
ảnh hưởng của những công nghệ thi công khác nhau, sự tăng thêm và thay đổi của
tải trọng v.v.... đều có thể làm cho cơng trình bị chuyển dịch trong q trình thi
cơng. Để bảo đảm khi nghiệm thu từng phần hoặc khi nghiệm thu hồn cơng tổng
thể cơng trình đạt được u cầu của qui phạm, trong đo đạc thi công nhất thiết phải
căn cứ vào qui luật khách quan để dự tính trước và chừa sẵn cho lượng chuyển dịch
này. Ví dụ như khi đo xác định cao độ phải chừa sẵn lượng lún xuống của kết cấu;
Khi đo hiệu chỉnh độ thẳng đứng của cột thép, phải căn cứ vào trình tự hàn nối để
chừa sẵn lượng co ngót sau khi hàn nối cấu kiện. Khi điều chỉnh độ thẳng đứng của
những kiến trúc có chiều cao lớn cao, phải kể đến ảnh hưởng của chuyển dịch do
nắng chiếu. Trong khi thi công bê tông khối lượng lớn phải kể đến ảnh hưởng do co
ngót của tồn bộ khối lớn bê tông đối với đo đạc v.v....
Nhà cao tầng đều phải có móng tương đối sâu mà tải trọng bản thân của nó
cũng rất lớn. Để đảm bảo thi cơng an tồn và kiểm tra nghiệm thu chất lượng cơng
trình, trong thời gian thi công và trong một khoảng thời gian sau khi hồn thiện
cơng trình đều phải tiến hành nhiều nội dung quan trắc chuyển dịch của khu vực thi
công và quan trắc chuyển dịch của bản thân cơng trình xây dựng, làm căn cứ cho
việc chỉ đạo thi công và việc quản lý vận hành cơng trình được chính xác.
Do việc áp dụng phương pháp thi công ba chiều xen kẽ, hạng mục thi công
nhiều, để đảm bảo sự phối hợp ăn khớp giữa các công đoạn thi công, công tác đo
đạc thi công phải phối hợp chặt chẽ với các bên thiết kế và thi công, đồng thời phải
làm trước và làm tốt công tác chuẩn bị, xác định phương án đo đạc bố trí (phóng
tuyến đo đạc) đồng bộ và khả thi với bên thi công. Người đo đạc phải tuân thủ
nghiêm ngặt những nguyên tắc của việc bố trí thi cơng.


19
1.2.

NGUYÊN TẮC CƠ BẢN CỦA CÔNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI
CƠNG NHÀ CAO TẦNG
Cơng tác trắc địa trong thi cơng nhà cao tầng địi hỏi độ chính xác cao. Do

vậy, trong q trình triển khai cơng tác trắc địa đối với nhà cao tầng chúng ta phai
thực hiện theo những nguyên tắc sau:
 Thu thập đầy đủ và tuân thủ một cách nghiêm túc qui trình, qui phạm và các tiêu

chuẩn hiện hành trong trắc địa cơng trình.
 Tn thủ trình tự làm việc từ tổng thể đến cục bộ, tức là trước tiên phải làm lưới

khống chế mặt bằng tổng thể cơng trình và lưới khống chế cao độ, sau đó mới
dựa vào lưới khống chế này để tiến hành định vị, giác móng và xác định cao độ
của các hạng mục cơng trình.
 Lựa chọn phương pháp đo hợp lý, thuận tiện, đảm bảo độ chính xác tương ứng

với từng đối tượng cơng trình. Lựa chọn hợp lý và sử dụng chính xác thiết bị đo
đạc, với phương châm là độ chính xác đáp ứng được yêu cầu của cơng trình, cố
gắng tiết kiệm cơng sức, thời gian và chi phí.
 Phải thẩm tra chặt chẽ các căn cứ ban đầu (Bản vẽ thiết kế, điểm gốc tọa độ, độ

cao và các số liệu...) khi thực hiện công tác đo đạc và xử lý số liệu tính tốn,
việc nào cũng có kiểm tra, hiệu chỉnh.
 Thiết lập qui trình cơng tác và các việc định vị, giác móng đều phải qua tự kiểm

tra và kiểm tra chéo đạt yêu cầu rồi mới yêu cầu bên Chủ đầu tư kiểm tra .
Nghiêm chỉnh chấp hành mọi qui định về an toàn, bảo mật...sử dụng tốt, bảo
quản tốt hồ sơ thiết kế và các tài liệu liên quan. Khi tiến hành đo, phải làm tốt
việc ghi chép các số liệu ban đầu, sau khi đo phải kịp thời bảo vệ vị trí cọc, mốc

hoặc dấu mốc.
 Người làm đo đạc phải phối hợp chặt chẽ với bên thi công, phát huy tinh thần

làm việc đồn kết hợp tác khơng ngại khó khăn, thực sự cầu thị, tự chịu trách


20
nhiệm. Đồng thời phải kịp thời rút ra những kinh nghiệm trong việc đo đạc thi
công nhà cao tầng.
 Các máy móc thiết bị trắc địa phục vụ thi cơng nhà cao tầng đều phải được kiểm

nghiệm trước khi đưa vào sử dụng.
1.3.

QUY TRÌNH CƠNG TÁC TRẮC ĐỊA TRONG THI CƠNG NHÀ CAO TẦNG
Quy trình cơng tác trắc địa trong thi cơng nhà cao tầng bao gồm: Khảo sát

địa hình, lập lưới khống chế tọa độ và độ cao, công tác trắc địa cho thi cơng phần
móng, cơng tác trắc địa cho thi công phần thân và quan trắc dịch chuyển nhà cao
tầng.
1.3.1. Khảo sát địa hình
Cơng tác khảo sát địa hình phục vụ xây dựng nhà cao tầng bao gồm các công
việc sau:
 Xác nhận ranh giới cấp đất.
 Đo đạc hiện trường.
 Vẽ bản đồ địa hình khu đất xây dựng.
 Thống kê đền bù giải tỏa.
 Tính khối lượng san lấp (nếu cần).

1.3.2. Thành lập lưới khống chế mặt bằng và độ cao

Để thành lập lưới khống chế mặt bằng và độ cao chúng ta cần thực hiện các
công việc sau:
 Lập phương án kỹ thuật.
 Khảo sát, chọn điểm và chôn mốc.
 Đo đạc các yếu tố trong lưới.
 Xử lý toán học các kết quả đo đạc.
 Hoàn chỉnh hồ sơ và giao nộp tài liệu.


21
1.3.3. Cơng tác trắc địa cho thi cơng phần móng
Cơng tác trắc địa cho thi cơng phần móng bao gồm:
 Công tác trắc địa cho thi công phần cọc.
 Quan trắc dịch chuyển hố móng.
 Bố trí trục dưới hố móng.
 Bố trí các đài cột.
 Truyền độ cao xuống hố móng.

1.3.4. Cơng tác trắc địa cho thi cơng phần thân
Công tác trắc địa cho thi công phần thân bao gồm:
 Xây dựng lưới bố trí bên trong cơng trình.
 Bố trí chi tiết các trục và các cấu kiện.
 Truyền tọa độ và độ cao lên các tầng.
 Đo đạc kiểm tra.
 Trắc đạc phục vụ hồn thiện cơng trình.

1.3.5. Quan trắc dịch chuyển cơng trình
Cơng tác trắc địa cho quan trắc chuyển dịch cơng trình bao gồm:
 Xây dựng các mốc chuẩn để quan trắc.
 Gắn các mốc quan trắc vào cơng trình.

 Định kỳ quan trắc dịch chuyển.
 Xử lý toán học các số liệu quan trắc.
 Hoàn chỉnh hồ sơ và giao nộp tài liệu.


22
1.4.

CÁC TIÊU CHUẨN HẠN SAI CHO PHÉP BỐ TRÍ KẾT CẤU NHÀ CAO TẦNG

1.4.1. Hạn sai cho phép định vị cọc
Theo tiêu chuẩn XDVN 326:2004 " Cọc khoan nhồi - Tiêu chuẩn thi công và
nghiệm thu " ban hành ngày 10 tháng 12 năm 2004 của Bộ Xây dựng, độ chính xác
về vị trí của cọc khoan nhồi thể hiện tại bảng 1.1:
Bảng 1.1. Sai số cho phép về lỗ khoan cọc
Sai số vị trí cọc, cm
Sai số
độ
Phương pháp tạo lỗ cọc

thẳng
đứng,
%

Cọc đơn, cọc

Cọc dưới móng

dưới móng băng

băng theo trục

theo trục ngang,

dọc, cọc phía

cọc biên trong

trong nhóm cọc

nhóm cọc
Cọc giữ

D 1000mm

Đóng hoặc
rung ống

D/4 nhưng  15

10 + 0.01H

15 + 0.01H

7

15

10

15

1

thành bằng
dung dịch

D/6 nhưng  10

D>1000mm
D 500mm
1
D>500mm

1.4.2. Hạn sai cho phép bố trí đài, móng nhà cao tầng
Sau khi hồn thành việc thi công phần cọc, người ta tiến hành thi cơng các
đài cọc, móng và tầng hầm của tồ nhà. Để thi cơng các bộ phận này, các trục cơng
trình được chuyển trực tiếp xuống hố móng bằng trục ngắm của máy kinh vĩ hoặc
máy toàn đạc điện tử đã định hướng dọc theo các cặp mốc cố định các trục. Vị trí
các trục sẽ được đánh dấu trực tiếp lên mặt của các ván khuôn của đài cọc hoặc ván
khn của móng. Theo các dấu trục nói trên, người ta sẽ căng một sợi dây thép nhỏ
làm cơ sở để điều chỉnh ván khuôn, lắp đặt cốt thép và các bộ phận chôn ngầm khác


23
trong móng. Sai số định tuyến với các hố móng tuỳ theo chiều dài (L) của hố móng
và được quy định như ở bảng 1.2 [9].
Bảng 1.2. Sai số cho phép định tuyến hố móng
TT

Độ dài hố móng

Sai số cho phép

1

L≤30 m

±5mm

2

30m
±10mm

3

60m
±15mm

4

90m
±20mm

1.4.3. Hạn sai cho phép truyền tọa độ lên các sàn thi công nhà cao tầng
Sai số cho phép việc truyền toạ độ lên các tầng phụ thuộc vào chiều cao của

tầng, thiết bị và phương pháp thi công. Sai lệch cho phép về truyền tọa độ lên các
tầng thi công được quy định ở bảng 1.3 [9].
Bảng 1.3. Sai lệch cho phép về truyền tọa độ lên các tầng thi công
Hạng mục

Nội dung
Mỗi tầng

Đo đặt đường trục
chiều đứng

Sai lệch cho phép
(mm)
3

H ≤ 30m

5

30m < H ≤ 60m

10

Tổng độ cao

60m < H ≤ 90m

15

H(m)

90m < H ≤ 120m

20

120m < H ≤ 150m

25

150m < H

30


24
Bảng 1.4. Sai số cho phép theo chiều đứng trong thi công các loại kết cấu
bê tông cốt thép
Loại
kết cấu
Sai số
chiều thẳng

Khung –

Khung –

vách đổ tại

vách lắp

chỗ

ghép

8

5

Thân tường
bê tông thi
công cốp pha
tấm lớn

Thi cơng
bằng cốp
pha trượt

đứng (mm)
Trong 1

< 5m

tầng
(mm)

>5m

Tồn độ cao (H)

5

5

10

10

H/1000

H/1000

H/1000

H/1000

nhưng không

nhưng không

nhưng không

nhưng không

>30

>20

>30

>50

Bảng 1.5. Một số chỉ tiêu kỹ thuật cho công tác trắc địa khi lắp ráp
các kết cấu bê tông cốt thép để xây dựng nhà cao tầng
Tên độ lệch

Độ lệch cho
phép (mm)

Xê dịch trục, khối móng, móng cốc so với trục bố trí

±12

Sai lệch về độ cao của móng so với thiết kế

±10

Sai lệch về đáy móng so với thiết kế

-20

Sai lệch trục hoặc panen tường, chân cột so với trục bố trí hoặc điểm

±5

đánh dấu trục
Sai lệch trục cột nhà và cơng trình tại điểm cột so với trục bố trí của
các chiều cao