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

TRẦN NGỌC ĐÔNG
NGHIÊN CỨ ẮC,
PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG NỀ
NHÀ CAO TẦNG
Ngành: Kỹ thuật Trắc địa - Bản đồ
Mã số: 62520503
TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT
Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: Thư viện Quốc Gia, Hà Nội hoặc
Thư viện Trường đại học Mỏ - Địa chất
1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong thời gian gần đây, khi thi công hố đào để thi công móng và tầng hầm
nhà cao tầng không ít công trình lân cận hố đào thường xảy ra sự cố nặng nề,
gây nhiều tổn thất về kinh tế và gây ra bức xúc trong xã hội. Những tồn tại đó
phần lớn là do không kịp thời theo dõi quan trắc và phân tích những tác động do
quá trình thi công móng và tầng hầm có thể gây ra.
Hiện nay vấn đề quan trắc, phân tích biến dạng nền móng và tầng hầm nhà
cao tầng trong giai đoạn thi công xây dựng trở nên cấp thiết. Tuy nhiên, vấn đề
trên vẫn chưa được chú trọng thích đáng, chưa có những nghiên cứu thấu đáo,
hoàn chỉnh và một giải pháp kỹ thuật nào được đề xuất. Vì vậy, nghiên cứu
phương pháp quan trắc, phân tích biến dạng nền móng và tầng hầm công trình
nhà cao tầng trong giai đoạn thi công xây dựng là rất cần thiết. Góp phần không
chỉ nhằm an toàn cho toàn nhà cao tầng mà còn cả các công trình lân cận, con
người và các sinh hoạt bình thường của cư dân.
2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Mục đích nghiên cứu của luận án nhằm góp phần phát triển và hoàn thiện
phương pháp quan trắc, phân tích biến dạng, đánh giá và mô hình hóa quá trình
chuyển dịch của nền móng và tầng hầm nhà cao tầng trong giai đoạn thi công
xây dựng.
- Đối tượng nghiên cứu là: phương pháp quan trắc, phân tích biến dạng nền
móng và tầng hầm của các công trình nhà cao tầng ở Việt Nam.
- Phạm vi nghiên cứu của luận án bao gồm: Nghiên cứu phương pháp trắc địa,
phương pháp sử dụng cảm biến quan trắc biến dạng nền móng và tường vây

sử dụng cảm biến như đề xuất trong luận án cho phép nâng cao hiệu quả công
tác quan trắc biến dạng nền móng và tường vây nhà cao tầng.
- Luận điểm thứ hai: Mô hình biến dạng công trình thành lập trên cơ sở số liệu
quan trắc cho phép đánh giá độ lún cũng như chuyển dịch ngang nền móng,
tường vây nhà cao tầng theo thời gian, trong không gian và đánh giá sự phụ
thuộc giữa biến dạng với tác nhân gây ra biến dạng đó.
7. Các điểm mới của luận án
1- Đề xuất giải pháp kết hợp phương pháp trắc địa với phương pháp sử dụng
cảm biến để nâng cao chất lượng, hiệu quả công tác quan trắc biến dạng nền
móng và tường vây nhà cao tầng.
2- Đề xuất thành lập các mô hình biến dạng nền móng, tường vây nhà cao tầng
theo thời gian, trong không gian và đánh giá sự phụ thuộc giữa biến dạng với
các tác nhân gây ra biến dạng.
3- Thành lập phần mềm phân tích biến dạng nền móng và tầng hầm công trình
nhà cao tầng.
8. Cấu trúc và nội dung luận án
Ngoài phần mở đầu, kết luận, luận án được trình bày trong 5 chương với
hơn 130 trang thuyết minh, hình vẽ và bảng biểu.
Chương 1. TỔNG QUAN VỀ QUAN TRẮC BIẾN DẠNG NỀN MÓNG VÀ
TẦNG HẦM CÔNG TRÌNH NHÀ CAO TẦNG TRONG GIAI ĐOẠN THI
CÔNG XÂY DỰNG
1.1. Tổng quan các công trình nghiên cứu ở ngoài nước
1- Quan trắc chuyển dịch nền móng nhà cao tầng trong giai đoạn thi công
móng và tầng hầm.
- Xác định nội dung quan trắc [82].
- Phương pháp quan trắc: Phương pháp trắc địa và phương pháp sử dụng cảm
biến [46], [47], [48], [49], [52], [53], [54].
2- Phân tích đánh giá kết quả quan trắc chuyển dịch nền móng và tầng hầm
nhà cao tầng [47], [50], [53], [60], [62].
3- Tự động hóa quá trình quan trắc và xử lý số liệu [51], [55], [57], [58],

dụng cảm biến nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả công tác quan trắc biến
dạng nền móng nhà cao tầng là việc làm cần thiết.
Nghiên cứu ứng dụng hệ thống quan trắc tự động để tự động quan trắc liên
tục chuyển dịch của tường vây công trình nhà cao tầng nhằm góp phần phòng
ngừa sự cố có thể xảy ra trong quá trình thi công hố đào là cần thiết.
Hiện nay các số liệu quan trắc trong giai đoạn này mới chỉ ở khâu cung cấp
số liệu chứ vẫn chưa có những phân tích đánh giá cụ thể ảnh hưởng của quá trình
thi công hố đào đến các công trình lân cận. Do đó cần tiến hành nghiên cứu, phân
tích số liệu quan trắc, thành lập mô hình chuyển dịch nền móng và chuyển dịch
của tường vây nhằm kiểm soát sự cố có thể xảy ra đối với công trình.
Chương 2. QUAN TRẮC ĐỘ LÚN NỀN MÓNG VÀ TẦNG HẦM CÔNG
TRÌNH NHÀ CAO TẦNG TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG XÂY DỰNG
2.1. Yêu cầu kỹ thuật quan trắc độ lún trong quá trình xây dựng móng và
tầng hầm nhà cao tầng
2.1.1. Nguyên nhân gây ra độ lún trong quá trình thi công móng và tầng hầm
4

Trong quá trình thi công hố đào để thi công móng và tầng hầm, khi lấy đi
một lượng đất nào đó sẽ làm thay đổi trạng thái ứng suất nên dẫn tới biến dạng
của khối đất quanh hố đào. Đất sẽ chuyển dịch về phía hố đào, độ lớn của
chuyển dịch phụ thuộc vào chất lượng của kết cấu chống giữ, loại đất, khoảng
cách cũng như vị trí và tải trọng của công trình lân cận. Tổng hợp các loại
chuyển dịch này sẽ làm mặt đất lân cận hố đào lún xuống. Nếu trong vùng ảnh
hưởng này có các công trình thì chúng sẽ bị biến dạng.
2.1.2. Nội dung công tác quan trắc độ lún trong quá trình thi công móng và
tầng hầm
- Quan trắc lún bề mặt đất, quan trắc lún theo chiều sâu của các lớp đất
xung quanh hố đào.
- Quan trắc lún các công trình lân cận.
- Quan trắc trồi hố móng (bùng nền đáy hố đào).

vào tốc độ thi công mà xác định.
2.2. Quan trắc độ lún nền móng nhà cao tầng trong giai đoạn thi công
móng và tầng hầm bằng phương pháp trắc địa
2.2.1. Kết cấu mốc quan trắc lún nền móng và tầng hầm nhà cao tầng
2.2.2. Thiết kế hệ thống lưới quan trắc
5

Hệ thống lưới độ cao quan quan trắc lún công trình thường được thiết kế
gồm 2 bậc lưới: lưới độ cao cơ sở và lưới quan trắc.
2.2.3. Quan trắc lún nền đất xung quanh hố móng
Độ cao của điểm quan trắc lún nền đất xung quanh hố móng nên đo theo
phương pháp đo cao hình học với độ chính xác theo đo lún cấp III.
2.2.4. Quan trắc lún các công trình lân cận hố đào
Độ chính xác đo lún các công trình lân cận (nhà dân, công trình bê tông cốt
thép) cần đo lún với độ chính xác đo lún cấp II.
2.2.5. Quan trắc trồi hố móng
Độ cao của điểm quan trắc biến dạng trồi hố móng nên đo theo phương
pháp đo cao hình học với độ chính xác theo đo lún cấp III.
2.2.6. Quan trắc lún công trình chính trong quá trình thi công tầng hầm
Quan trắc lún công trình chính thực chất là quan trắc lún tường vây (tường
tầng hầm) và các phần bên trong tường vây (cột, vách, vách thang máy, …). Độ
chính xác đo lún cho công trình chính cần đo lún với độ chính xác đo lún cấp II.
2.2.7. Xử lý số liệu quan trắc độ lún nền móng nhà cao tầng trong giai đoạn
thi công móng và tầng hầm
2.2.7.1. Phân tích độ ổn định mốc độ cao cơ sở
Tiêu chuẩn ổn định của mốc độ cao cơ sở:
S
i
2
m


Hình 2.9. Quan trắc lún bằng đĩa từ [17]
P O O P
H = H + L - L
(2.18)
Trong đó: H
P
: Độ cao điểm P; H
o
: Độ cao mốc đáy (độ cao mốc chuẩn); L
o
:
Khoảng cách giữa đỉnh ống và mốc đáy; L
P
: Khoảng cách từ đỉnh ống đến điểm
quan trắc P.
Giá trị độ lún của điểm quan trắc được xác định bằng cách so sánh độ cao
của điểm đó ở 2 chu kỳ đo khác nhau.

(hình 2.9). . . . . . .
. .
. . . . . .
. . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . .
. . . . . .
. . . . . .
. . . .
. . . . . .
Đầu dò
Nam châm đĩa
Nam châm nhện
Nam châm chuẩn
Đất đắp
Đá gốc
L

đĩa từ; S
TĐ
- độ lún điểm đỉnh ống đo bằng trắc địa.
Phân phối sai số khép ( ) cho các điểm đo nằm ở dưới sâu theo nguyên tắc tỷ
lệ thuận với khoảng cách từ đáy ống đến điểm đo sẽ xác định được các giá trị độ
lún tại các bàn đo lún với độ chính xác được nâng cao (công thức 2.20).
Δ
i
ii
OP
§T
PP
OA
.L
S = S -
L
(2.20)
Trong đó:
i
§T
P
S
: độ lún của điểm P
i
đo bằng đĩa từ;
i
OP
L
: khoảng cách từ điểm
đáy ống đến điểm quan trắc P

trắc lún. Như vậy, trong trường hợp này thì ống dẫn hướng không cần neo vào
nền đất đá ổn định mà chỉ cần lắp đặt ống dẫn hướng đến độ sâu của lớp đất cần
quan trắc lún, do đó sẽ thuận lợi cho việc thi công lắp đặt ống dẫn hướng, cho
phép nâng cao hiệu quả công tác quan trắc lún nền móng công trình nhà cao tầng.
Chương 3. QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG TƯỜNG VÂY NHÀ
CAO TẦNG TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG MÓNG VÀ TẦNG HẦM
8

3.1. Yêu cầu kỹ thuật quan trắc chuyển dịch ngang tường vây nhà cao tầng
3.1.1. Một số khái niệm chung về thi công móng và tầng hầm nhà cao tầng
3.1.1.1. Các biện pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng
3.1.1.2. Các biện pháp chắn đất để thi công hố đào trong quá trình thi công
móng và tầng hầm
3.1.1.3. Tường vây nhà cao tầng
3.1.2 Nguyên nhân gây ra chuyển dịch biến dạng của tường vây
Trong quá trình đào đất để thi công móng và tầng hầm công trình nhà cao
tầng, khi lấy đi một lượng đất nào đó sẽ làm thay đổi trạng thái ứng suất dẫn tới
biến dạng của khối đất quanh hố đào. Đất sẽ chuyển dịch về phía hố đào và làm
cho tường vây có thể bị chuyển dịch.
3.1.3. Mục đích quan trắc chuyển dịch ngang của tường vây
Quan trắc chuyển dịch ngang tường vây nhằm các mục đích xác định mức
độ chuyển dịch biến dạng, nghiên cứu tìm ra nguyên nhân chuyển dịch biến
dạng của tường vây và từ đó có biện pháp xử lý, đề phòng sự cố đối với công
trình và công trình lân cận.
3.1.4. Yêu cầu độ chính xác và chu kỳ quan trắc chuyển dịch ngang
tường vây
3.1.4.1. Yêu cầu độ chính xác quan trắc
Cách 1: Dựa vào giá trị chuyển dịch ngang dự báo (do đơn vị thiết kế cung
cấp) để xác định yêu cầu độ chính xác quan trắc.
Cách 2: Có thể sử dụng các cấp đo chuyển dịch ngang trong TCVN

1k
(3.4)
Trong các công thức (3.3) và (3.4): m
q
- độ chính xác yêu cầu quan trắc chuyển
9

dịch ngang; k là hệ số giảm độ chính xác giữa 2 cấp lưới (thông thường k = 2÷3).
3.2.3. Quan trắc chuyển dịch ngang tường vây bằng lưới đo góc - cạnh
3.2.3.1. Phương pháp tam giác
3.2.3.2. Phương pháp đa giác
3.2.3.3. Phương pháp giao hội
3.2.4. Quan trắc chuyển dịch ngang tường vây bằng phương pháp
hướng chuẩn
3.2.5. Quan trắc chuyển dịch ngang tường vây bằng hệ thống quan trắc
tự động
3.2.5.1. Giới thiệu hệ thống quan trắc tự động
3.2.5.2. Quan trắc tự động chuyển dịch tường vây bằng máy toàn đạc điện tử
3.2.5.3. Phần mềm xử lý số liệu quan trắc tự động
3.2.6. Xử lý số liệu quan trắc chuyển dịch ngang tường vây
3.2.6.1. Phân tích đánh giá độ ổn định các mốc cơ sở trong quan trắc chuyển
dịch ngang tường vây
Cũng giống như trong quan trắc lún tiêu chuẩn ổn định của điểm khống
chế cơ sở là:

q
i
2
m
q t.

Hình 3.20. Đồ hình quan trắc
tự động nhiều hơn 1 trạm máy
Để xác định tọa độ tin cậy nhất của điểm quan trắc thì cần tiến hành bình sai
A

3

y
O

x
B
P
S
1
α
1
S
2
α
2

1 2



(3.16)
Trong (3.14) và (3.16): x
G,
y
G
- tọa độ điểm trạm máy; dS, dβ - số hiệu chỉnh đối
với các trị đo S và β.
Ký hiệu: K
xy
là ma trận tương quan của tọa độ điểm quan trắc (x, y) và K
Sα
là
ma trận tương quan của cạnh đo (S, β). Khi đó:

XY S
cos S.sin cos sin
K .K .
sin S.cos S.sin S.cos
(3.17)
Với
2
S
S
2
m0
K
0m

Ma trận trọng số của trị đo (x, y) là:

Phương pháp trắc địa có ưu điểm là cho phép đạt độ chính xác cao và xác
định được giá trị chuyển dịch tuyệt đối, tuy nhiên nhược điểm cơ bản của
phương pháp là chỉ thuận tiện để quan trắc chuyển dịch của các điểm phân bố ở
đỉnh tường vây. Trong khi đó, khi thi công móng và tầng hầm công trình nhà
cao tầng yêu cầu phải quan trắc tường vây theo chiều sâu trong suốt quá trình
thi công móng và tầng hầm.
3.3. Quan trắc chuyển dịch ngang tường vây bằng cảm biến Inclinometer
3.3.1. Cấu tạo Inclinometer
11

Inclinometer là thiết bị chuyên dùng để quan trắc chuyển dịch ngang theo
chiều sâu. Cấu tạo của thiết bị này gồm 4 bộ phận chính gồm: ống dẫn hướng, đầu
đo, cáp tín hiệu và thiết bị đọc số.
3.3.2. Nguyên lý đo chuyển dịch ngang bằng Inclinometer
Đo chuyển dịch bằng cảm biến Inclinometer là đo gián tiếp chuyển dịch
của đối tượng cần quan trắc thông qua chuyển dịch của ống dẫn hướng (hình
3.22, 3.23).

Hình 3.22. Các hướng quy ước trong quan trắc bằng Inclinometer Hình 3.23. Sơ đồ tính toán trong đo chuyển dịch bằng Inclinometer
Phương pháp tính toán trong việc quan trắc chuyển dịch ngang bằng
Inclinometer là lấy đáy của ống đo làm cơ sở để xác định các chuyển dịch tại
các vị trí đo phía trên, do vậy đáy của ống đo phải đảm bảo điều kiện không
được chuyển dịch.
Trên hình 3.23, độ lệch ngang cho từng vị trí đo theo một trục được xác
định theo công thức:
ii
d L.sin

3.3.3. Độ chính xác đo chuyển dịch ngang bằng Inclinometer
Căn cứ vào lý lịch của thiết bị đo nhà sản xuất cung cấp, đầu đọc số của
Inclinometer hiện nay cho phép đọc số với giá trị hiển thị trên màn hình tới
0.01mm, mỗi lần đầu đo di chuyển 0.5m trong ống dẫn hướng thì sẽ đọc số với
sai số mắc phải là 0.25mm và khi chiều dài của ống dẫn hướng là 25m thì sai số
tích lũy là 6mm [16], [86].
3.3.4. Quan trắc chuyển dịch ngang tường vây bằng Inclinometer
3.3.4.1. Lắp đặt ống dẫn hướng
3.3.4.2. Trình tự quan trắc
3.3.4.3. Xử lý số liệu và lập báo cáo kết quả quan trắc
3.3.5. Nhận xét chung về quan trắc chuyển dịch ngang tường vây bằng cảm
biến Inclinometer
Phương pháp sử dụng cảm biến Inclinometer để quan trắc theo chiều sâu
của tường vây có ưu điể ện ra các chuyển dịch theo chiều sâu. Tuy
nhiên phương pháp này cũng có nhược điểm là chỉ xác định được chuyển dịch
tương đối của tường vây ở các độ sâu khác nhau so với một điểm nằm ở dưới
sâu (đáy của tường vây). Trong trường hợp điểm nằm ở dưới sâu không ổn định
thì giá trị quan trắc thu được không phản ánh đúng mức độ chuyển dịch tuyệt
đối của tường vây.
3.4. Giải pháp quan trắc chuyển dịch ngang tường vây bằng phương pháp
trắc địa kết hợp với phương pháp sử dụng cảm biến
Như đã trình bày ở trên, phương pháp trắc địa có ưu điểm là cung cấp độ
chính xác cao và cho giá trị chuyển dịch tuyệt đối, tuy nhiên nhược điểm cơ bản
của phương pháp là chỉ cho phép quan trắc chuyển dịch của các điểm phân bố ở
đỉnh tường vây.
Phương pháp sử dụng cảm biến Inclinometer có ưu điể ện ra
các chuyển dịch theo chiều sâu. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp là chỉ
xác định được chuyển dịch tương đối của tường vây ở các độ sâu khác nhau so
với một điểm nằm ở dưới sâu (đáy của tường vây). Trong trường hợp điểm nằm
ở dưới sâu không ổn định thì giá trị quan trắc thu được không phản ánh đúng

T § ICL T § T §
T § ICL T § T §
(o) (o) (o)
X X Y
(o) (o) (o)
Y X Y
q q .cos - q .sin
q q .sin q .cos
(3.33)
Trong đó:
T§
(o)
X
q
,
T§
(o)
Y
q
- chuyển dịch điểm tâm miệng ống (điểm O) đo bằng trắc
địa trong hệ tọa độ trắc địa;
T§-ICL
(o)
X
q
,
T§-ICL
(o)
Y
q

ICL-T § ICL
YY
ICL-T § ICL
(i) (i) (o)
i
(i) (i) (o)
i
Y
H
q q -
H
H
q q -
H
(3.35)
Trong đó:
X
ICL
(i)
q
,
Y
ICL
(i)
q
là chuyển dịch của điểm i đo bằng Inclinometer tại độ cao
H
i
;
X

Y
ICL
q
T§
Y
q

O

14

đỉnh ống so với điểm đáy ống.
3.4.2. Trường hợp đáy ống dẫn hướng được gắn vào lớp đất đá không ổn định
Như trên đã đề cập, nguyên lý đo Inclinnometer là số liệu chuyển dịch
được so sánh với điểm tham chiếu ở đáy ống dẫn hướng nên khi điểm này
không ổn định thì độ chuyển dịch xác định được sẽ không chính xác. Do vậy
cần chọn điểm tham chiếu trong đo Inclinometer là điểm có khả năng xác định
được vị trí bằng phương pháp trắc địa - đó là tâm các miệng ống dẫn hướng
Inclinometer trên mặt đất. Điều thuận lợi là phần mềm xử lý số liệu đo của
Inclinometer do nhà sản xuất cung cấp kèm theo thiết bị cho phép xác định độ
chuyển dịch của các điểm đo Inclinometer theo điểm tham chiếu là miệng ống
dẫn hướng. Vì vậy, trong quá trình tính toán bằng phần mềm cần đặt lại điểm
tham chiếu của giá trị đo Inclinometer là điểm trên miệng ống dẫn hướng, kết
quả thu được các đại lượng chuyển dịch
ICL
(i)
X
q
,
ICL

Y
q
.
Xác định tọa độ theo phương pháp trắc địa có độ chính xác cao nên độ
chuyển dịch xác định bằng phương pháp trắc địa có độ tin cậy cao hơn hẳn so
với xác định chuyển dịch bằng Inclinometer. Như vậy có thể sử dụng giá trị
chuyển dịch đo bằng trắc địa để cải chính cho kết quả chuyển dịch đo bằng
Inclinometer. Ký hiệu
T§-ICL
(o)
X
qx
,
T§-ICL
(o)
Y
qy
, sử dụng giá trị này để cải
chính cho từng trị đo Inclinometer
ICL
(i)
X
q
,
ICL
(i)
Y
q
trong ống dẫn hướng
Inclinometer tương ứng theo công thức sau:

thì xác định biểu thức toán học).
Để giải quyết các vấn đề nêu trên cần phải xây dựng mô hình chuyển dịch
của công trình mà thực chất là mô tả quá trình chuyển dịch công trình bằng một
số hàm toán học nào đó. Về nguyên tắc mô hình chuyển dịch công trình được
thể hiện thông qua hàm số [17]:
= F
1
(x) + F
2
(u) + F
3
(z) + w] (4.1)
Trong đó: F
1
(x)-thành phần ảnh hưởng của một nhóm yếu tố chủ đạo gây nên
chuyển dịch công trình. Thông thường chỉ cần xây dựng mô hình với các yếu tố
chủ đạo là đủ.
4.2. Mô hình lún nền móng và chuyển dịch tường vây trong không gian
4.2.1. Mô hình lún nền móng công trình nhà cao tầng trong giai đoạn thi
công móng và tầng hầm
4.2.1.1. Mô hình lún của kết cấu móng cứng
Đối với kết cấu móng cứng, khi các điểm quan trắc phân bố trên một diện
rộng, sử dụng phương trình mặt phẳng để xây dựng mô hình lún. Phương trình
mặt phẳng lún có dạng [17]:
i i i
S a.x b.y c
(4.2)
Trong đó: x
i
, y

(4.11)
Để xác định tham số của mô hình lún theo (4.2), (4.10) và (4.11), dựa trên
số liệu quan trắc (khi số lượng điểm quan trắc lớn hơn số lượng tham số) trong
luận án đã đề xuất quy trình và hệ thống công thức xác định các tham số theo
nguyên lý số bình phương nhỏ nhất.
4.2.2. Mô hình chuyển dịch ngang của tường vây
4.2.2.1. Mô hình chuyển dịch tường vây trong mặt phẳng ngang
Chuyển dịch tổng thể của
tường vây có thể được biểu
diễn thông qua 4 thông số là:
chuyển dịch tịnh tiến tại điểm
trọng tâm của công trình (a
x
,
a
y
), góc xoay ( ) và hệ số biến
dạng chiều dài (m) - hình
(4.4). Bốn tham số chuyển
dịch trên được xác định trên
cơ sở công thức chuyển đổi
tọa độ (4.13):
vq
a
1 0 -y x
=-
v 0 1 x y q
m
; (i=1÷n)
Khi số điểm quan trắc lớn hơn 2, áp dụng nguyên lý số bình phương nhỏ
nhất sẽ xác định được vector ẩn số
T
XY
z (a , a , , m)
và từ đó xác định được
các tham số chuyển dịch:
Z = Z
(0)
+ Z
4.2.2.2. Mô hình chuyển dịch tường vây trong mặt phẳng đứng
Đối với tường vây được quan trắc theo chiều sâu, các điểm quan trắc được
phân bố gần trong một mặt phẳng thẳng đứng. Khi đó có thể xây dựng mô hình
chuyển dịch tường vây trong mặt phẳng đứng. Phương trình mặt phẳng chuyển
Y'
a
Y
O
P
2
a
x


m
nk

Trong đó: n – số lượng giá trị chuyển dịch; k- số lượng tham số mô hình.
Dựa vào giá trị sai số mô hình có thể đánh giá được mức độ biến của công
trình. Để thực hiện điều này có thể sử dụng phân tích phương sai theo tiêu chuẩn
kiểm định Fisher, bằng cách lập tỉ số:
MH
0
2
2
m
F
m
(4.30)
với bậc tự do bằng (n-k) và (n), trong đó: n là số trị đo, k là số lượng tham số
của mô hình.
Trong công thức (4.30): m
MH
- sai số mô hình; m
0
- sai số trung phương trung
bình độ chuyển dịch của các điểm quan trắc.
So sánh, Nếu
gh
FF

(F
gh
- tra bảng) thì công trình không bị biến dạng. Nếu

liệu quan trắc và nguyên lý số bình phương nhỏ nhất.
4.3.2. Ứng dụng phân tích phương sai để đánh giá mức độ tin cậy của mô hình
18

Trong trường hợp xây dựng mô hình chuyển dịch theo thời gian, mô hình
lựa chọn là mô hình dự đoán, chúng ta chưa biết trước được thực tế mô hình
như thế nào. Do vậy, trong trường hợp này có thể sử dụng phân tích phương sai
để đánh giá mức độ tin cậy của mô hình theo tiêu chuẩn kiểm định Fisher, bằng
cách lập tỷ số:
MH
0
2
2
m
F
m
(4.40)
với bậc tự do là (n-k) và (n). Trong đó: n là số chu kỳ quan trắc (không kể chu
kỳ quan trắc đầu tiên); k là số lượng tham số của mô hình. Nếu F ≤ F
gh
thì mô
hình lựa chọn là phù hợp.
4.3.3. Một số mô hình lún và chuyển dịch nền móng nhà cao tầng theo
thời gian
4.3.3.1. Mô hình hàm số mũ
4.3.3.2. Mô hình hàm đa thức
4.4. Đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố gây nên chuyển dịch biến dạng
công trình
Để đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố gây nên chuyển dịch biến dạng công
trình có thể áp dụng phương pháp phân tích tương quan tuyến tính đơn. Quá

;
i
XiYi
XY =
n
(4.44)
2
2
i
Xi
X =
n
;
2
2
i
Yi
Y =
n
(4.45)
Để đánh giá độ tin cậy của hệ số tương quan tuỳ thuộc vào số lần quan
trắc mà sử dụng các công thức sau:
- (n ≥ 50)
Tính độ lệch chuẩn của hệ số tương q :
19

2
r
1- r


XY
2
2
X - (X)
a r .
Y - (Y)
b Y - a.X
(4.53)
ển dịch các công trình lân cận trong quá
trình thi công móng và tầng hầm
4.5.1. Một số tiêu chí dùng đánh giá hư hại sự cố công trình lân cận
Biến dạng góc được dùng để đánh giá sự hư hại của công trình hiện hữu
gần hố đào:

L
(4.59)
Trong đó: - là chênh lún tại 2 điểm cách nhau L.
4.5.2. Đánh giá mức độ hư hại công trình lân cận
Dựa trên kết quả khảo sát, quan trắc hố đào và công trình lân cận hố đào để
xếp loại hư hại công trình theo biến dạng, từ đó sẽ đưa ra các biện pháp (thiết
kế và thi công) nhằm quản lý rủi ro trong xây dựng móng và tầng hầm công
trình nhà cao tầng.
4.5.3. Kiểm soát rủi ro và sự cố công trình lân cận hố đào
20

Để hệ kết cấu chống giữ hố đào cũng như công trình lân cận nó không xảy
ra sự cố thì phải khống chế chuyển dịch của công trình hố đào thông qua tính
toán và quan trắc.
4.6. Thành lập phần mềm phân tích biến dạng nền móng và tầng hầm
4.6.1. Ngôn ngữ lập trình

-Dự báo
chuyển dịch
theo hàm đa
thức

HDSD

Mở
tệp
Chuyển dịch
ngang
-Tham số CDN
- Đồ thị CDN
-Mặt cắt CDN
Mô hình chuyển dịch
ngang
-Trong mặt phẳng ngang
-Trong mặt phẳng đứng
-Tính theo đường thẳng
Ghi
tệp
Ghi
tên
mới
Thoát
Chương 5. THỰC NGHIỆM
5.1. Thực nghiệm quan trắc chuyển dịch ngang tường vây nhà cao tầng
trong giai đoạn thi công móng và tầng hầm
ển dị ằng hệ
thống quan trắc tự động

lún) của 14 mốc đo lún [40]. Tiến hành sử dụng 11 mốc đo lún để xây dựng mô
hình và 3 mốc còn lại để so sánh với độ lún nội suy từ mô hình. Sử dụng phần
mềm ADFB để xây dựng mô hình, kết quả thu được:
Phương trình mặt phẳng lún:
S = -0.0000001x + 0.0000056y -0.00792 (m) với sai số mô hình: 0.13mm.
Đánh giá biến dạng móng công trình:
Từ sai số trung phương độ lún của 11 mốc quan trắc tham gia xây dựng mô
hình tính được m
0
= 0.44mm. Khi đó:
2
2
0.13
F 0.09
0.44
; F
gh
= F
α=0.05
(8,11)

= 2.948
gh
FF
, điều đó chứng tỏ móng công trình không bị biến dạng.
Từ kết quả xây dựng mô hình và kết quả so sánh độ lún đo thực tế với độ
lún nội suy được từ mô hình, cho thấy trong trường hợp này xây dựng mô hình
lún theo phương pháp mặt phẳng là phù hợp. Khi xây dựng mô hình, áp dụng
phân tích phương sai sẽ cho phép đánh giá xem móng công trình có bị biến
dạng hay không.

q
y
= 0.0012200 + 0.0000318X + 0.0000095Y (m)
Với sai số mô hình : 2.49 mm
Đánh giá biến dạng của tường vây:
Từ sai số trung phương độ chuyển dịch ngang của 10 mốc quan trắc tham
gia xây dựng mô hình tính được m
0
= 1.72 mm và tính được:

2
2
2.49
F 2.096
1.72
; F
gh
= F
α=0.05
(16,20)

= 2.20
gh
FF
, điều đó chứng tỏ tường vây công trình không bị biến dạng.
Dựa vào kết quả xây dựng mô hình và kết quả so sánh độ chuyển dịch đo
thực tế với độ chuyển dịch nội suy được từ mô hình, cho thấy trong trường hợp
này xây dựng mô hình chuyển dịch tường vây trong mặt phẳng ngang là phù
hợp. Phân tích phương sai cho phép đánh giá tường vây công trình có bị biến
dạng hay không.

điều đó chứng tỏ tường vây không bị biến dạng.
Dựa vào kết quả xây dựng mô hình và kết quả so sánh độ chuyển dịch đo
thực tế với độ chuyển dịch nội suy được từ mô hình, cho thấy trong trường hợp
này xây dựng mô hình chuyển dịch tường vây trong mặt phẳng đứng là phù
hợp. Trong quá trình xây dựng mô hình, áp dụng phân tích phương sai cho phép
đánh giá biến dạng của tường vây.
5.4. Thực nghiệm phân tích tương quan tuyến tính đơn giữa mực nước
ngầm và độ lún nền nhà cao tầng
Trong phần thực nghiệ
ộ ở
ngoài sản xuấ : thời gian
quan trắ 15.
Áp dụng phần mềm ADFB để tính toán và kết quả cuối cùng thu được như sau:
1. Hệ số tương quan:
xy
r 0.68

2. Hàm Fisher: Z = -0.83
3. Phương sai của đại lượng Z:
Z
0.17

4. Phương trình hồi quy S = -0.03546H -0.34475 (m)
Qua kết quả phân tích tương quan ở trên cho thấy: độ lún nền đất công
trình và mực nước ngầm có mối quan hệ tương quan vừa.
Trên cơ sở kết quả thực nghiệm nhận thấy phương pháp phân tích tương
quan tuyến tính đơn dùng để đánh giá mức độ phụ thuộc của chuyển dịch với
một nhân tố có thể ảnh hưởng đến độ chuyển dịch đó là hoàn toàn thích hợp.
Phương pháp này giúp chúng ta biết được nhân tố mà chúng ta nghi ngờ là có
thể ảnh hưởng đến độ chuyển dịch công trình thực ra nó có ảnh hưởng hay