Bài giảng Trắc địa - Chương 7: Quan trắc công trình - Đào Hữu Sĩ

125
Chương 7:
QUAN TRẮC CÔNG TRÌNH
GV: Đào Hữu Sĩ
Khoa Xây dựng 249
NỘI DUNG CHƯƠNG 7:
➢ Quan trắc độ lún
➢ Quan trắc chuyển dịch ngang
➢ Quan trắc độ nghiêng
250
249
250
126
§7.1 QUAN TRẮC LÚN CÔNG TRÌNH
7.1.1 Bố trí mốc chuẩn và mốc đo lún
a) Bố trí mốc chuẩn (mốc gốc hay mốc cơ sở)
Mốc dùng làm cơ sở để xác định độ lún của công trình, được đặt ở 
các vị trí ổn định, nằm ngoài vùng ảnh hưởng của công trình. Số lượng 
mốc tối thiểu là 3
b) Bố trí mốc đo lún (mốc kiểm tra)
Mốc gắn tường (hay cột) 
và mốc gắn nền/móng.
Vò trí gaén moác ño luùn
251
7.1.2 Kỹ thuật đo lún
Hệ thống mốc chuẩn và mốc đo lún được liên kết với nhau tạo thành 
lưới đo lún công trình. Vị trí mốc chuẩn và mốc đo lún được thể hiện 
trên bản vẽ thiết kế mặt bằng tầng một. 
A
B
Coâng trình
C
1
2 43
5
67
8910
11
n
252
251
252
127
a) Các phương pháp đo lún có thể sử dụng:
- Phương pháp đo cao hình học
- Phương pháp đo cao thủy tĩnh
- Phương pháp đo cao lượng giác
- Phương pháp chụp ảnh.
b) Chu kỳ đo lún.
Chu kỳ đo lún được xác định sao cho kết quả đo phản ánh đúng diễn
biến lún thực tế của công trình.
- Lần đầu tiên phải được bắt đầu ngay sau khi xây dựng xong móng
- Trong giai đoạn xây dựng các lần đo được tiến hành vào lúc công
trình có bước nhảy về tải trọng (ví dụ 25%, 50%, 75%, 100%)
- Việc quan trắc lún phải được tiến hành cho đến khi công trình
được coi là ổn định (độ lún <1mm/năm).
Trong quá trình đo lún tùy theo tốc độ lún thực tế của công trình mà
điều chỉnh chu kỳ đo cho phù hợp. 
253
7.1.3 Tính toán các tham số đặc trưng
Có kết quả đo, tiến hành kiểm tra sai số khép các tuyến đo vòng đo, 
nếu các sai số khép này nhỏ hơn sai số giới hạn thì tiến hành bình 
sai lưới. Sau bình sai nhận được độ cao của các mốc đo lún ở chu kỳ 
đo lún đó.
a) Độ lún của điểm i giữa hai chu kỳ j và j-1
hi
j,j-1 = Hi
j - Hi
j-1 (7.1)
Trong đó: 
hi
j,j-1 _ độ lún của điểm i ở chu kỳ j so với chu kỳ j-1
Hi
j _ độ cao của điểm i ở chu kỳ j
Hi
j-1 _ độ cao của điểm i ở chu kỳ j-1
254
253
254
128
b) Độ lún của điểm i tính từ chu kỳ đầu tiên đến chu kỳ j
hi
j,1 = Hi
j - Hi
1 (7.2)
Trong đó: 
hi
j,1 _ độ lún của điểm i ở chu kỳ j so với chu kỳ đầu tiên
Hi
j _ độ cao của điểm i ở chu kỳ j
Hi
1 _ độ cao của điểm i ở chu kỳ đầu tiên
c) Độ lún trung bình của công trình 
Tính theo (7.3) hoặc (7.4)
1
1
1
(7.3)
(7.4)

 =

 =



n
i
tb
n
i i
tb n
i
h
h
n
F h
h
F
255
Trong đó: 
hi _ độ lún của điểm i (i = 1, 2,, n)
Fi _ diện tích vùng nền nằm trong phạm vị ảnh hưởng lún của điểm i
n _ số điểm đo lún của công trình
d) Tốc độ lún trung bình của công trình
Trong đó:
htb_ độ lún trung bình của công trình 
tj _ thời gian tính từ chu kỳ đầu đến chu kỳ j
e) Biểu đồ lún.
Sau khi tính toán được các tham số trên, ta có thể thành lập được các 
biểu đồ lún:
(7.5)

=j tb
j
h
v
t
256
255
256
129
- Biểu đồ lún theo trục dọc, trục ngang của công trình.
- Biển đồ lún theo thời gian của các điểm kiểm tra.
- Bình đồ lún công trình.
M6
-8
Ñ
o
ä 
l
u
ùn
m
m
-10
M5
-6
-2
-4
0
M11
Bieåu ñoà luùn theo truïc ngang, truïc doïc
M9M7 M8 M10 M14
Teân moác
M12 M13
257
-40Ñ
o
ä 
l
u
ùn
m
m
-50
1996 1997
-10
-20
-30
0
20001998 1999 2001 2002
M4
NAÊM
2003
M3
M2
M1
Bieåu ñoà luùn theo thôøi gian
258
257
258
130
§7.2 QUAN TRẮC CHUYỂN DỊCH NGANG CỦA CÔNG 
TRÌNH
7.2.1 Bố trí mốc
a) Mốc cơ sở (mốc gốc).
Mốc cơ sở được đặt ở những nơi có điều kiện địa chất ổn định, ngoài 
phạm vi ảnh ảnh hưởng của chuyển dịch của công trình. Trong mỗi chu 
kỳ quan trắc các mốc này phải được đo kiểm tra về sự ổn định
b) Mốc kiểm tra (mốc chuyển dịch)
Mốc gắn tường và mốc gắn nền. Mốc kiểm tra được đặt ở những vị 
trí đặc trưng của công trình, và thường được đặt ở độ cao của nền, móng 
công trình để giảm ảnh hưởng do nhiệt độ và độ nghiêng của công trình.
259
7.2.2 Các phương pháp quan trắc chuyển dịch ngang.
Để quan trắc độ chuyển dịch ngang của công trình ta xác định toạ độ 
phẳng của một số điểm đặc trưng của công trình vào những thời điểm 
khác nhau, theo các phương pháp: 
- Phương pháp dóng hướng (hướng chuẩn)
- Phương pháp tam giác (lưới tam giác)
- Phương pháp đường chuyền (lưới đường chuyền)
- Phương pháp đo góc
.
1 2 3 4 5A1 I II A2

3'
Ño dòch chuyeån theo höôùng ngaém chuaån
260
259
260
131
21I
II III
IV
V
VI
Ño dòch chuyeån baèng phöông phaùp tam giaùc
1
2
3
4
I
II
IV
III
261
Xét trường hợp sử dụng phương pháp đo góc ngang để quan trắc chuyển 
dịch ngang:
Ta có các mốc cơ sở I, II, III, IV ổn định đặt ngoài phạm vi ảnh 
hưởng của công trình. Xác định sự chuyển dịch của mốc 1. 
Đo góc bằng hợp bởi hướng gốc và hướng ngắm đến các mốc dịch 
chuyển vào những thời điểm khác nhau. Đoạn dịch chuyển q được tính 
Trong đó: 
” _Hiệu số góc giữa lần đo 
nào đó với lần đo đầu tiên
S _Khoảng cách từ máy đến 
điểm đo dịch chuyển
” = 206265”
Để kiểm tra ta đo thêm góc 2
"
".

 S
q

=
I
II
q
1'
1

 
III
IV
262
261
262
132
§7.3 QUAN TRẮC ĐỘ NGHIÊNG CỦA CÔNG TRÌNH
❖ Độ chính xác yêu cầu: Sai số cho phép thường được quy định:
✓ Đối với nhà cao tầng: 0,0001H (H/10.000)
✓ Đối với tháp, ống khói: 0,0005H (H/2.000)
✓ Đối với móng đặt máy: 0,00001L (L/100.000)
Trong đó: H, L tương ứng là chiều cao, chiều dài công trình
❖ Các phương pháp xác định độ nghiêng công trình.
Tùy thuộc vào điều kiện cụ thể, chiều cao công trình, độ chính xác yêu
cầu mà ta có thể sử dụng các phương pháp sau:
✓ Phương pháp dây dọi
✓ Phương pháp chiếu đứng
✓ Phương pháp tọa độ
✓ Phương pháp đo góc ngang
✓ Phương pháp ảnh lập thể, .. 263
7.3.1 Phương pháp thả dọi
Độ nghiêng của nó được đặc trưng bởi góc nghiêng  hay đoạn
nghiêng l
Giả sử công trình bị nghiêng từ điểm M tới điểm M1 (hình)
Thả dây dọi từ M1, ta xác định được M’1, dùng thước đo đoạn nghiêng
l=M0M’1
Độ nghiêng của công trình: tg(φ) ≈ l/h
Góc nghiêng: φ ≈ arctg(l/h)
Trong đó: h _chiều cao của công trình.
MM
Mo
h
l
l


1
M'
1 264
263
264
133
7.3.2 Phương pháp đo góc ngang:
I là một trong những điểm đỉnh công trình cần quan trắc, Chọn A và
B sao cho IA ⊥ IB. Cố định các mốc A, B, M, N
2 2 A Bl l l= +Ñoaïn nghieâng toaøn phaàn
I
A
B
N
M
I'




lA
lBl
SA
SB
265
* Tại thời điểm đầu tiên T
Đặt máy kinh vĩ tại A, đo góc A, Đặt máy kinh vĩ tại B, đo góc B
* Đến chu kỳ nào đó tại thời điểm T’
Đo được các góc ’A , ’B
Ta tính được đoạn nghiêng thành phần thứ nhất lA , thứ hai lB
Trong đó:
SA, SB _là khoảng cách ngang tính từ điểm đặt máy A, B tới điểm đo
kiểm tra độ nghiêng I
ΔβA, ΔβB _hiệu số giữa góc đo ở chu kỳ bất kỳ với góc đo lần đầu
tiên.
Đoạn nghiêng toàn phần l xác định tại thời điểm T
"
"
.
"
.
"
A A
A
B B
B
S
l
S
l





=

=
2 2
A Bl l l= +
266
265
266
134
7.3.3 Phương pháp chiếu đứng
a
a'
h
267
PHỤ LỤC HÌNH MINH HỌA
268
267
268
135
Quan trắc nghiêng công trình bằng máy kinh vĩ
269
ĐO KIỂM TRA CÔNG TRÌNH
Kiểm tra tọa độ điểm công trình bằng phương pháp toàn 
đạc
270
269
270
136
Kiểm tra tọa độ điểm bằng phương pháp giao hội ngược 
góc cạnh 
271
Đo kiểm tra độ phẳng của tường
272
271
272
137
Kiểm tra độ nghiêng công trình
a. Phương pháp chiếu đứng
273
b. Phương pháp tọa độ
274
273
274
138
275
Bài tập 1: Đo kiểm tra độ nghiêng của công trình như hình vẽ bên. Cho 
biết độ cao công trình H=100m, đoạn nghiêng l=2,3dm
Hãy tính độ nghiêng và góc nghiêng φ của công trình.
M
H



M o
M 1
M '1
Bài tập 2: Ngắm đỉnh một công trình để quan trắc độ nghiêng.
Năm 2008 công trình chưa bị nghiêng, đỉnh ở vị trí T có tọa độ
(X=1500m, Y=2900m); năm 2013 công trình bị nghiêng đến T’ có tọa
độ (X=1500,321m; Y=2899,890m); năm 2018 công trình bị nghiêng đến
vị trí T’’ có tọa độ trùng T’. Biết chiều cao công trình là TT0 =119m và
công trình không bị chuyển dịch ngang.
1.Xác định đoạn nghiêng TT”, độ nghiêng và góc nghiêng của công
trình ở thời điểm năm 2018.
2.Xác định độ nghiêng và góc nghiêng của công trình từ năm 2013 đến
năm 2018.
276
NỘI DỤNG ÔN THI
1. Sai số trị đo gián tiếp
2. Đo tính góc, chênh cao, khoảng cách
3. Các bài toán về góc định hướng
4. Bình sai lưới kinh vĩ
5. Phương pháp bố trí điểm và tính các số liệu bố trí điểm
THỰC TẬP:
✓Nội dung thực tập, chia nhóm được đưa lên Fanpage: Trắc địa - ĐH 
Kiến trúc Tp.HCM (facebook.com/tracdiakientruc) ngày __/__/20__
✓Yêu cầu tất cả sinh viên tải về/in đọc kỹ trước
275
276