LUẬN VĂN

Đề tài “Thiết kế lưới khống chế trong thi
công nhà cao tầng ”. .
Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
2
Chơng 1
Giới Thiệu Chung
1.1. Giới thiệu chung về công trình nhà cao tầng
1.1.1. Khái niệm chung về nhà cao tầng
Nhà cao tầng là một loại hình đặc biệt của công trình dân dụng đợc
xây dựng tại các thành phố và các khu đô thị lớn. Quy trình xây dựng các
công trình này nói chung và nói riêng đối với việc tiến hành các công tác trắc
địa đều có những điểm đặc thù riêng so với các công trình khác. Xuất phát
điểm của các đặc điểm riêng này chính là những yêu cầu chặt chẽ về mặt hình
học phải tuân thủ trên suốt chiều cao của toà nhà.
Xã hội ngày nay càng phát triển thì xu hớng tập trung dân c tại các đô

3
Từ 26 đến 45 tầng
cao tầng loại 3
4
Trên 45 tầng
Siêu cao tầng
Do việc xây dựng nhà cao tầng đợc thực hiện trên cơ sở ứng dụng các
công nghệ xây dựng hiện đại nên những ngời làm công tác trắc địa buộc phải
xem xét lại các phơng pháp đo đạc đã có, nghiên cứu các phơng pháp và
thiết bị đo đạc mới để đáp ứng yêu cầu đảm bảo chất lợng nhà cao tầng.
1.1.2. đặc điểm kết cấu nhà cao tầng
Mỗi toà nhà là một khối thống nhất gồm một số lợng nhất định các kết
cấu chính có liên quan chặt chẽ với nhau nh: móng, tờng, dầm, kèo, các
trần, các trụ, mái nhà, các cửa sổ, cửa ra vào. Tất cả các kết cấu này đợc chia
làm hai loại, đó là kết cấu ngăn chắn và kết cấu chịu lực.
Sự liên kết các kết cấu chịu lực của toà nhà tạo nên bộ phận khung sờn
của toà nhà. Tuỳ thuộc vào kiểu kết hợp các bộ phận chịu lực mà ngời ta
phân ra ba sơ đồ kết cấu của toà nhà:
- Kiểu nhà khung: là kiểu nhà có khung chịu lực là các khung chính
bằng bê tông cốt thép.
- Kiểu nhà không có khung: là kiểu nhà đợc xây dựng một cách liên
tục không cần khung chịu lực, các kết cấu chịu lực chính là các tờng chính
và các vách ngăn.
- Kiểu nhà có kết cấu kết hợp: là kiểu vừa có khung, vừa có tờng ngăn
là kết cấu chịu lực.
Dựa vào phơng pháp xây dựng toà nhà mà ngời ta còn phân chia
thành: toà nhà nguyên khối đúc liền, toà nhà lắp ghép và nhà lắp ghép toàn
khối.
- Nhà nguyên khối: là kiểu nhà đợc đổ bê tông một cách liên tục, các
tờng chính và các tờng ngăn đợc liên kết với nhau thành một khối.

công trình, giá thành tối u nhất.
3. Chuẩn bị vật liệu xây dựng, các loại máy móc thiết bị:
Về vật liệu xây dựng, trớc khi thi công công trình chúng ta cần nghiên
cứu kỹ bản vẽ thiết kế trên cơ sở đó có thể chọn các loại vật liệu xây dựng.
Các loại vật liệu dành cho xây dựng nhà cao tầng gồm: gạch, đá, cát, xi
măng Cần tính cụ thể khối lợng cũng nh căn cứ vào tiến độ thi công
công trình để có thể vận chuyển đến khu vực thi công sao cho hợp lý. Tránh
lãng phí trong khâu vận chuyển cũng nh làm ảnh hởng tới tiến độ thi công
công trình.
4. Thi công móng cọc:
Nhà cao tầng là các công trình có trọng tải lớn, nền đất tự nhiên sẽ
không chịu nổi. Vì vậy khi xây dựng nhà cao tầng ngời ta phải xử dụng các
giải pháp nhân tạo để tăng cờng độ chịu nén của nền móng. Giải pháp hiện
nay thờng hay dùng nhất là giải pháp móng cọc. Để thi công móng cọc trong
xây dựng nhà cao tầng có thể sử dụng các phơng pháp sau: khoan cọc nhồi,
ép cọc, đóng cọc.
5. Đào móng và đổ bê tông hố móng:
Sau khi hoàn thành việc thi công móng cọc, ngời ta tiến hành cắt, đập,
xử lý đầu cọc. Đồng thời tiến hành việc bốc dọn một khối lợng đất cơ bản
trên phạm vi hố móng công trình để bắt đầu thi công các đài cọc, móng và
tầng hầm của ngôi nhà. Nội dung này gồm các công tác chủ yếu sau đây:
Công tác chuẩn bị, công tác cốt thép đài giằng móng, công tác ván khuôn đài
móng, thi công đổ bê tông đài giằng móng.
Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
7
6. Thi công phần thân công trình:
Thi công phần thân công trình cần thực hiện những việc sau: làm cốt
thép cột và lồng thang máy, đặt cốt thép dầm sàn, đổ bê tông cột dầm sàn,
tháo ván khuôn.

này có độ chính xác cao hơn mạng lới thành lập trong giai đoạn thi công
móng công trình.
Lới khống chế cơ sở có đặc điểm là lới cạnh ngắn, có hình dạng phù
hợp với hình dạng mặt bằng công trình.
Để đảm bảo tính thẳng đứng của công trình ngời ta chiếu thẳng đứng
các điểm khống chế cơ sở lên các mặt băng xây dựng và sử dụng chúng để bố
trí các trục và bố trí chi tiết công trình.
5. Chuyển toạ độ và độ cao từ lới cơ sở lên các tầng, thành lập trên các
tầng lới khống chế khung:
Để chuyển các trục lên tầng có thể sử dụng một trong các phơng pháp:
phơng pháp dây dọi, phơng pháp dựa vào mặt phẳng ngắm của máy kinh
vĩ, phơng pháp chuyền toạ độ bằng máy toàn đạc điện tử, phơng pháp chiếu
đứng quang học. Ngoài ra còn có thể sử dụng phơng pháp GPS kết hợp với trị
đo mặt đất.
Ngời ta có thể chọn một trong các phơng pháp trên tuỳ thuộc vào độ
cao, độ chính xác yêu cầu và đặc điểm công trình.
Để chuyền độ cao từ mặt bằng móng lên các tầng xây dựng có thể sử
dụng các phơng pháp: dùng hai máy và mia thuỷ chuẩn kết hợp với thớc
thép treo, đo trực tiếp khoảng cách đứng, dùng các máy đo dài điện tử.
Sau khi chiếu các điểm khống chế cơ sở lên các tầng xây dựng, ngời ta
lập lới khống chế khung để kiểm tra độ chính xác chiếu điểm.
6. Bố trí chi tiết trên các tầng:
Đầu tiên cần bố trí các trục chi tiết, sau đó dùng các trục này để bố trí
các kết cấu và thiết bị. Về độ cao cần đảm bảo độ cao thiết kế và độ phẳng, độ
nằm ngang của đế các kết cấu, thiết bị.
Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
9
7. Đo vẽ hoàn công các kết cấu xây dựng đã đợc lắp đặt:
Sau khi xây dựng hoặc lắp đặt xong các kết cấu xây dựng trên từng tầng

Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
10
phép nhất định gọi là hạn sai cho phép trong xây dựng và ký hiệu là

. Nh
vậy ta có thể nhận thấy

= 2

.
Qua phân tích các tiêu chuẩn về độ chính xác ta thấy rằng các hạn sai
trong xây dựng có thể phân chia ra các dạng sau:
1. Các hạn sai đặc trng vị trí mặt bằng của các kết cấu xây dựng (sự xê
dịch trục của các móng cột, dầm v.v so với vị trí thiết kế ).
2. Các hạn sai đặc trng 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 ).
3. Các hạn sai đặc trng về vị trí thẳng đứng của các kết cấu xây dựng
(độ lệch của trục đứng kết cấu so với đờng thẳng đứng).
4. Các hạn sai đặc trng về vị trí tơng hỗ giữa các kết cấu xây dựng
(độ lệch về độ dài thiết kế và độ dài thực tế).
1.4.2. Mối quan hệ giữa các hạn sai lắp ráp xây dựng và độ chính xác của
các công tác trắc địa
Quá trình lắp ráp xây dựng tất cả các kết cấu của toà nhà luôn phải đi
kèm với các công tác đo đạc kiểm tra. Công tác kiểm tra trắc địa bao gồm việc
xác định vị trí mặt bằng, độ cao và độ thẳng đứng của các kết cấu so với các
trục và độ cao thiết kế trong quá trình xây dựng chúng.
Cơ sở trắc địa cho công việc kiểm tra này chính là các trục bố trí hoặc
các đờng thẳng song song với chúng, các vạch lắp đặt đã đợc đánh dấu trên
các mặt bên của các kết cấu, các mốc độ cao thi công đã đợc chuyển lên các

(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 hởng giữa các nguồn sai số thì từ
công thức trên ta có:
m
0
=m
td
4
=2m
td
(1.2)
Hay: m
td
=
2
1
m
0
Nếu giả định rằng các hạn sai trong qui phạm đợc cho dới dạng sai
số giới hạn và có giá trị bằng 3 lần sai số trung phơng, tức là

0
=3m
0
thì mối
tơng quan giữa hạn sai

0
và sai số trung phơng của việc đo đạc kiểm tra

điều kiện kỹ thuật khi xây dựng công trình để xác định cụ thể.
Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
12
1.4.3. Một số tiêu chuẩn độ chính xác của công tác trắc địa trong thi công
xây dựng công trình
Mỗi toà nhà gồm một số lợng hữu hạn các bộ phận kết cấu chính có
liên quan chặt chẽ với nhau nh móng, tờng, các trụ riêng biệt (các trụ hoặc
các cột), các dầm xà, các trần, mái nhà, cửa sổ, cửa ra vào v.v tạo nên một
bộ khung chịu lực hoàn chỉnh của toà nhà. Tuỳ thuộc mỗi công trình cụ thể
mà ngời ta đặt ra yêu cầu về độ chính xác của công tác bố trí xây dựng.
1. Chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lới cơ sở bố trí công trình [4]
Để phục vụ cho công tác bố trí trục công trình nhà cao tầng và chỉ đạo
thi công ngời ta thờng thành lập mạng lới bố trí cơ sở theo nguyên tắc lới
độc lập. Phơng vị của một trong những cạnh xuất phát từ điểm gốc lấy bằng
0
0
0000 hoặc 90
0
0000.
Bảng I.1 - Chỉ tiêu kỹ thuật của mạng lới cơ sở bố trí công trình
Cấp
chính xác
Đặc điểm của đối tợng xây dựng
Sai số trung phơng
của lới cơ sở bố trí
Đo góc
"

m

2. Độ chính xác của công tác bố trí công trình [4]
Độ chính xác của công tác bố trí công trình phụ thuộc vào các yếu tố sau:
- Kích thớc, chiều cao của đối tợng xây.
- Vật liệu xây dựng công trình.
- Hình thức kết cấu của toàn thể công trình.
- Quy trình công nghệ và phơng pháp thi công công trình.
Bảng I.2 - Độ chính xác của công tác bố trí công trình
Cấp
chính
xác
Đặc điểm của đối tợng
xây dựng
Sai số trung phơng trung bình
Đo cạnh
Đo góc
()
Khi đo
trên cao
trên
một
trạm
(mm)
Khi
truyền
độ cao
từ điểm
gốc đến
mặt
bằng lắp
ráp

Nhà cao đến 5 tầng. Công
trình cao đến 15 m với
khẩu độ 6 m
1/3.000
30
3
3
Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
14
3. Chỉ tiêu kỹ thuật để lập lới khống chế độ cao [4]
Lới khống chế độ cao phải đảm bảo yêu cầu đối với công tác đo vẽ,
đặc biệt là bố trí công trình về độ cao và đợc nêu ở bảng sau:
Bảng I.3 Chỉ tiêu kỹ thuật để lập lới khống chế độ cao
Hạng
Khoảng
cách lớn
nhất từ
máy đến
mia
(m)
Chênh
lệch
khoảng
cách sau
trớc
(m)
Tích luỹ
chênh
lệch

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
Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
15
Chơng 2
Khảo sát thành lập các bậc lới khống chế
thi công trong xây dựng nhà cao tầng
2.1. phơng pháp thành lập lới khống chế thi công nhà
cao tầng

thừa, nâng cao độ chính xác của lới, khi xây dựng lới tam giác đo cạnh
ngời ta thờng chọn lới có hình dạng là lói đa giác trung tâm, lới tứ giác
trắc địa hay lới tam giác dày đặc.
3. Phơng pháp tam giác đo góc-cạnh
Thực chất của phơng pháp này là tiến hành đo tất cả các góc, các cạnh
trong mạng lới tam giác.
Ưu điểm: cho độ chính xác cao, phạm vi khống chế rông lớn.
Nhợc điểm: khối lợng đo đạc lớn, việc xây dựng mạng lới phức tạm
và tốn kém.
Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
17
2.1.2. Phơng pháp đờng chuyền
Lới đờng chuyền là một hệ thống các điểm trên mặt đất, các điểm
này liên kết với nhau tạo thành đờng gấp khúc. Tiến hành đo tất cả các cạnh
và góc ngoặt của đờng chuyền ta sẽ xác định đợc vị trí tơng hỗ giữa các
điểm. Nếu biết toạ độ của một điểm góc phơng vị của một cạnh ta có thể tính
ra góc phơng vị của các cạnh và toạ độ của các điểm khác trên đờng
chuyền. Khi xây dựng lới toạ độ theo phơng pháp đờng chuyền có thể sử
dụng các dạng cơ bản sau: đờng chuyền phù hợp, đờng chuyền treo, đờng
chuyền khép kín và lới đờng chuyền.
Ưu điểm: ở vùng địa hình khó khăn hoặc địa vật bị che khuất nhiều, đặc
biệt là các thành phố, lới đờng chuyền rất dễ chọn điểm, dễ thông hớng đo vì
tại một điểm chỉ cần thấy hai điểm khác. Sự thay đổi góc ngoặt cũng không bị
hạn chế vào khu vực che khuất, dễ phân bố điểm theo yêu cầu của công việc đo
đạc giai đoạn sau. Việc đo góc ngang rất đơn giản vì tại mỗi điểm thờng đo hai
hớng, tại điểm nút số lợng đo sẽ nhiều hơn. Các cạnh đợc đo trực tiếp cho nên
độ chính xác các cạnh tơng đối đều nhau, còn trong lới tam giác đo góc các
cạng đợc tính chuyền nên có độ chính xác không đều nhau.
Nhợc điểm: trong một số trờng hợp về phơng tiện máy móc kỹ thuật

Trong tứ giác không đờng chéo có một trị đo thừa, từ trị đo thừa này
viết đựơc một phơng trình điều kiện hình:
V
A
+ V
B
+ V
C
+ V
D
+


= 0 (2.3)
- Độ chính xác chiều dài cạnh
Theo tài liệu

5
có các công thức đánh giá độ chính xác chiều dài
cạnh nh sau:
2
2
22








và sai số đo cạnh
đối diện, không phụ thuộc vào độ chính xác của cạnh kề với nó.
Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
19
- Độ chính xác chuyền phơng vị
Giả sử cạnh AB có phơng vị là
0

với sai số
0

m
theo hình vẽ ta có các
công thức tính các góc phơng vị còn lại nh sau:
A
ABAD

(2.6)
CB
ABCD

0
180.2
(2.7)
Tính đến điều kiện hình trong tứ giác, chúng ta có các công thức tính sai
số trung phơng phơng vị cạnh CD và AD nh sau:
222
75.0
0





m
bmm
n
ac
n
(2.10)
Hình 2.4 Chuỗi tứ giác không đờng chéo
Nếu trong chuỗi có hai cạnh đầu và cuối thì cạnh sai số chiều dài cạnh
trung gian (c
i
) đợc tính theo công thức:
2
2
2
1
21
.
mm
mm
m
i
c


(2.11)
Trong đó m

ibid
i
(2.12)
2.1.4. Lới ô vuông xây dựng
1. Mục đích
Để chuyển bản thiết kế công trình công nghiệp (xí nghiệp công nghiệp,
khu liên hợp công nghiệp, thậm chí một thành phố) ra thực địa, thông thờng
ngời ta xây dựng cơ sở khống chế toạ độ và độ cao ở dạng đặc biệt bao gồm
một hệ thống dày đặc các điểm mốc trắc địa phân bố một cách tơng đối đồng
đều trên toàn bộ khu vực. Các điểm này tạo thành một mạng lới các hình chữ
nhật có chiều dài cạnh phụ thuộc vào kích thớc công trình
Hình 2.5 Lới ô vuông xây dựng
- a, b, c, d là các điểm trục chính công trình theo thiết kế.
- N
1
, N
2
, N
i
là các điểm toạ độ của lới ô vuông.
Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
21
2. Quy trình thành lập lới
+ Thiết kế lới
Yêu cầu cơ bản đối với mạng lới ô vuông xây dựng là các trục toạ độ
của mạng lới phải thật song song với các trục tơng ứng của trục công trình.
đồng thời với việc lựa chọn hớng của các trục toạ độ là giải quyết vấn đề độ
dài cạnh của mạng lới ô vuông xây dựng. Nói chung chiều dài cạnh của lới
ô vuông xây dựng thờng là 200m


; ở ngoài thực địa
để thu đợc các điểm nằm trên hớng khởi đầu của mạng lới ô vuông xây
dựng (hình 2.6).
Hình 2.6 Chuyển hớng gốc của mạng lới ô vuông xây dựng ra thực địa.
Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
22
3. Các phơng pháp thành lập lới ô vuông xây dựng
Sau khi cố định hớng khởi đầu, tiếp theo là cắm chi tiết mạng lới ô
vuông xây dựng, tức triển khai trên thực địa mạng lới ô vuông với độ dài
cạnh đã chọn và cố định tại các đỉnh ô vuông đó. Có hai phơng pháp chủ yếu
để thành lập mạng lới ô vuông xây dựng là: phơng pháp trục và phơng
pháp hoàn nguyên.
+ Phơng pháp trục
Hình 2.7 Thành lập lới ô vuông xây dựng bằng phơng pháp trục
Trong phơng pháp trục ngời ta chuyển ngay ra thực địa với độ chính
xác xác định trớc toàn bộ các điểm của mạng lới bằng cách đặt chính xác
các yếu tố thiết kế (góc và cạnh). Đầu tiên bố trí trên thực địa hai hớng khởi
đầu vuông góc với nhau nằm ở giữa khu vực xây dựng. Do có sai số bố trí nên
hai hớng này không thật vuông góc với nhau. Dùng máy kinh vĩ chính xác đo
lại góc

từ
32
vòng đo. Tính trị chênh lệch của nó so với góc vuông và
điều chỉnh vị trí các điểm B, C bằng các số hiệu chỉnh
CB
SS ,
để cho AB và

11

CAB
)
Số hiệu chỉnh
0
90

CAB
các khoảng cách AB
1
và AC
1
đợc lấy trên
tổng bình đồ. Cố định các điểm B, C trên thực địa và dọc theo các hớng AB
và AC ta đặt các đoạn thẳng bằng chiều dài cạnh của lới. Việc định tuyến
đợc tiến hành bằng máy kinh vĩ, còn khoảng cách đợc đo bằng thớc thép
căng bằng lực kế. Kết quả đo có tính đến các số hiệu chỉnh do độ dốc địa
hình, do nhiệt độ và do kiểm nghiệm thớc. Hiện nay việc đặt khoảng cách có
thể tiến hành bằng các máy toàn đạc điện tử cho phép tính toán một cách
nhanh chóng khoảng cách ngang có tính đến tất cả các số hiệu chỉnh. Ngời ta
kết thúc việc bố trí trên hai hớng này tại các điểm cuối cùng M, Q, P, N. Tại
những điểm này dựng các góc vuông và tiếp tục bố trí các điểm theo chu vi
của lới. Nh vậy nhận trên thực địa 4 tứ giác của lới ô vuông xây dựng với
các cạnh đã đợc bố trí. Sau đó thay các mốc gỗ tạm thời bằng các mốc bê
tông chắc chắn. Tiếp theo trên các hớng giữa các điểm tơng ứng của 4 vòng
cơ bản, ta tiến hành bố trí các điểm bên trong của lới. Để tính toán toạ độ
cuối cùng các điểm của lới xây dựng ngời ta tiến hành đặt các đờng
chuyền cấp 1 theo chu vi lới, còn theo các điểm chêm dày đặt đờng chuyền
cấp 2. Để xác định toạ độ các điểm này có thể sử dụng các phơng pháp khác.

2.2.2. Thiết kế các bậc lới
Lới trắc địa công trình đợc xây dựng thành nhiều bậc theo từng giai
đoạn xây dựng công trình. Trong quá trình phát triển, nếu yêu cầu độ chính
xác tăng lên thì lới ở các bậc tiếp theo đợc xem nh lới cục bộ.
Trong trờng hợp đó lới không chỉ có một bậc. Số bậc phát triển bằng
số lần chuyển lới có độ chính xác thấp đến lới có độ chính xác cao. Khi
xây dựng nhà cao tầng lới khống chế thi công đợc chia thành các loại sau:
Đồ án tốt nghiệp Khoa trắc địa
SV: Nguyễn Văn Tùng Lớp: Trắc địa A - K48
25
1- Lới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng
Lới khống chế trong giai đoạn này đảm bảo việc thi công các cọc
móng và chuyển các trục móng công trình ra thực địa.
2- Lới khống chế trên mặt bằng móng
Lới khống chế trong giai đoạn này phục vụ cho việc bố trí chi tiết trên
mặt bằng tầng một và là cơ sở để xây dựng lới ở các tầng tiếp theo.
3- Lới khống chế trên các tầng sàn thi công phục vụ cho việc bố trí chi
tiết ở các tầng.
2.3. Thành lập lới khống chế cơ sở trên mặt bằng xây dựng
2.3.1. Xác định độ chính xác cần thiết
1. Đảm bảo thi công các cọc móng
Độ chính xác cần thiết của lới khống chế có thể dựa vào các quy định
hiện hành. Nếu quy định sai lệch vị trí điểm tim cọc so với vị trí thiết kế
không đợc vợt quá D/10, trong đó D là chiều rộng tiết diện cọc, nghĩa là:
10
D

(2.15)
áp dụng nguyên tắc đồng ảnh hởng giữa các nguồn sai số ta có:
3

(2.18)
áp dụng nguyên tắc đồng ảnh hởng ta có:
2
td
btkc
m
mm
(2.19)

5.73
630
DD
m
kc

(2.20)