Quan Trắc - Meijij

Quan trắc biến dạng công trình nhà cao tầng là công tác rất quan trọng và rất cần thiết để đánh giá khả năng làm việc hiệu quả của kết cấu công trình và độ ổn định của chất lượng nền móng so với các giá trị đã được tính toán theo thiết kế nhằm đảm bảo công trình vận hành tối ưu và an toàn nhất đáp ứng các tiêu chuẩn chất lượng làm việc một cách hiệu quả và bền vững theo thời gian.

A. QUAN TRẮC DỊCH CHUYỂN TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG:

a. Quan trắc hiện tượng lún, trồi hố móng: Khi xây dựng phần móng của các nhà cao tầng người ta phải lấy một khối lượng rất lớn đất đá ở dưới hố móng đi. Áp lực của khối đất đá này lên bề mặt có độ sâu bằng độ sâu thiết kế của hố móng gọi là áp lực bề mặt. Sau khi lấy hết đất đá ở hố móng, do không còn áp lực bề mặt nên nền hố móng sẽ bị trồi lên. Trong giai đoạn xây dựng phần móng khi tải trọng của tòa nhà dần dần tăng lên thì sử trồi của nền hố móng cũng dần dần giảm đi. Để phân tích quá trình lún của các tòa nhà cao tầng cần thiết phải theo dõi đánh giá hiện tượng trồi của nền móng từ khi mở móng cho tới khi nó bị dập tắt hoàn toàn. Để theo dõi hiện tượng này, trước khi mở móng phải tiến hμnh khoan một số lỗ khoan đường kính từ 100-200mm đến độ sâu thấp hơn mặt móng khoảng 50cm sau đó để nguyên ống thép và đổ bê tông vào trong ống, trên đầu có gắn đầu nước để quan trắc. Để xác định độ trồi lên của hố móng phải tiến hành quan trắc xác định độ cao của các mốc trước và sau khi mở hố móng. Đối với các nhà cao tầng có diện tích > 2000m 2 có thể đặt 4 mốc, các nhà có diện tích nhỏ hơn chỉ cần 2 hoặc 1 mốc. Sau khi lấy hoàn toàn đất đá ở dưới móng đi người ta bắt đầu thi công phần móng và các tầng ngầm. Trong giai đoạn này, do tải trọng của công trình tăng dần nên mặt hố móng lại dần dần lún xuống, vì vậy phải thường xuyên kiểm tra độ cao của mốc quan trắc. Hiện tượng trồi của mặt hố móng được coi là tắt hoàn toàn khi độ cao của mốc quan trắc trở lại giá trị ban đầu và chỉ sau giai đoạn này mới bắt đầu gắc mốc và quan trắc độ lún của công trình

b. Quan trắc dịch chuyển ngang của bờ cừ Sau khi lấy đất đá đi sự cân bằng sẽ bị phá với làm cho các cọc cừ có xu hướng bị di chuyển và nghiêng về phía trong của hố móng. Giá của độ dịch chuyển này có thể đạt tới 10cm hoặc lớn hơn. Vì vậy trong quá trình đào hố móng, bộ phận trắc địa phải tiến hành quan trắc dịch chuyển ngang của bờ cừ để kịp thời có các biện pháp xử lý đảm bảo an toàn cho công trình đang xây dựng cũng như công trình lân cận. Để quan trắc dịch chuyển ngang của bờ cừ có thể sử dụng nhiều phương pháp như phương pháp hướng chuẩn đo góc nhỏ, phương pháp xác định toạ độ của các điểm trên bờ cừ .v.v.. hoặc sử dụng sử dụng chương trình “đường thẳng tham chiếu” (Reference Line) được cài đặt trong các máy toàn đạc điện tử.

B. QUAN TRẮC ĐỘ NGHIÊNG NHÀ CAO TẦNG TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG:

Quan trắc độ nghiêng của các tòa nhà cao tầng trong giai đoạn thi công gồm 2 công đoạn: + Quan trắc vị trí thực tế của các trục chi tiết và các kết cấu độ nghiêng của công trình: là sự không trùng khít của các trục ở các tầng trên khi chiếu xuống tầng 1 (mặt bằng cơ sở). Trong giai đoạn thi công, độ nghiêng của một công trình xuất hiện do các sai số của người thi công gây nên vì vậy việc kiểm tra độ nghiêng trong quá trình thi công (hay quan trắc độ nghiêng) thực tế là xác định vị trí của các trục và các kết cấu so với vị trí của chúng ở mặt bằng cơ sở Việc quan trắc được thực hiện bằng các thiết bị đo thông thường như thước thép đã kiểm định, máy toàn đạc điện tử. + Quan trắc độ nghiêng thực tế của hệ khung: Sau khi kiểm tra vị trí các trục và các cấu kiện cần tiến hành quan trắc độ nghiêng thực tế của hệ khung của tòa nhà. Việc này tốt nhất nên sử dụng các máy toàn đạc điện tử có chế độ đo trực tiếp không cần gương. Vị trí đo thường là các góc nhà và các điểm đặc trưng của tòa nhà.

C. QUAN TRẮC ĐỘ LÚN NHÀ CAO TẦNG TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG:

Sau khi thi công xong phần móng cần phải xây dựng các mốc chuẩn và gắn các mốc đo lún vào các vị trí chịu lực của công trình theo đúng thiết kế. Mốc chuẩn là hệ thống các mốc chuẩn cố định, có độ cao không thay đổi theo thời gian. Thông thường các mốc chuẩn được đặt vào lớp đất ổn định bằng cách khoan sâu vào lòng đất đến tầng đá gốc và cách chân móng của tòa nhà một khoảng > 1,5 lần chiều cao của tòa nhà. Tuy nhiên do tác động của nhiều nguyên nhân mà mốc chuẩn nhiều trường hợp có thể cũng bị lún. Vì vậy khi xây dựng hệ thống mốc chuẩn cần nghiên cứu kỹ tài liệu địa chất công trình, địa chất thuỷ văn. Đồng thời phải xây dựng mốc chuẩn thành từng cụm mỗi cụm 3 mốc, số lượng cụm mốc chẩn tuỳ theo diện tích và số lượng của các tòa nhà mà xây dựng một cách hợp lý tiện cho việc kiểm tra sự ổn định của cụm mốc chuẩn sau này. Các mốc đo lún được xây dựng với số lượng mốc tuỳ theo kết cấu của tòa nhà, với nhà kết cấu không có khung chịu lực chịu lực bởi tường gạch và móng băng. Các mốc được chôn cách nhau 10 đến 15 m tại vị trí tường giao nhau cần phải đặt thêm mốc. Với nhà khung chịu lực mốc đo lún được đặt tại các vị trí cột chịu lực của công trình phân bố theo trục ngang dọc của công trình và các vị trí tiếp giáp của các đơn nguyên. Với các nhμ vách cứng được đặt theo chu vi công trình với khoảng cách từ 15 đến 20 m có một mốc. Các mốc được đặt cao hơn mặt nền từ 15 cm đến 20 cm với các mốc có thể dựng được mia lên mặt mốc và 0.8m đến 2m với mốc sử dụng mia treo. khoảng cách từ mốc tới tường từ 3 đến 4cm. Việc tính toán bình sai các kết quả đo lún của từng chu kỳ và toàn bộ quá trình đo được tiến hμnh bằng phương pháp số bình phương nhỏ nhất. Kết quả sau khi bình sai của mỗi chu kỳ cần được sử lý so sánh với chu kỳ dầu tiên để tìm ra độ trồi lún của mỗi mốc,tốc độ lún, độ lún tương đối, độ lún tổng cộng, độ lún trung bình. Lập bảng thống kê độ cao và lún tổng cộng của các mốc trong chu kỳ hiện tại độ lún tổng cộng của các mốc, tính độ lún trung bình của công trình trong chu kỳ đang xét và độ lún tổng cộng của công trình. Chỉ rõ các mốc có diễn biến đặc biệt ( mốc có độ lún lớn nhất, mốc có độ lún nhỏ nhất).Vẽ biểu đồ lún theo thời gian, theo các trục chính, vẽ đường đồng mức lún chu mỗi chu kỳ tiếp theo. Bàn giao kết quả đo lún khi đo xong từng chu kỳ cho đơn vị thiết kế vụ thi công để có biện pháp xử lý theo dõi.

D. QUAN TRẮC ĐỘ LÚN VÀ ĐỘ NGHIÊNG TRONG QUÁ TRÌNH THÁC SỬ DỤNG:

* Quan trắc độ lún của nhà cao tầng trong quá trình khai thác sử dụng: Việc quan trắc độ lún của nhà cao tầng trong quá trình khai thác sử dụng là sự kế tục quá trình này trong giai đoạn thi công. Quá trình này được tiến hành trong nhiều năm và chỉ dừng qua sát khi tốc độ lún đã ổn định và hoàn toàn tắt lún. Như vậy qua trình đo lún sau khi hoàn thiện công trình cần được phân định rõ hai giai đoạn đó là giai đoạn lún giảm dần, giai đoạn ổn định và tắt lún. Giai đoạn lún giảm dần từ 1 đến 2 năm, chu kỳ đầu tiên của giai đoạn này từ 3 đến 6 tháng sau khi công trình hoàn thiện, chu kỳ tiếp theo mỗi tháng một lần tuỳ theo tốc độ lún của công trình mà quyết định. Giai đoạn ổn định vụ tắt lún được đo theo chu kỳ từ 1 đến 2 năm cho đến khi giá trị lún hoàn toàn nằm trong giới hạn ổn định. * Quan trắc độ nghiêng của nhà cao tầng trong quá trình khai thác sử dụng: Việc đo độ nghiêng của các tòa nhà cao tầng trong giai đoạn khai thác sử dụng bắt đầu bằng việc đánh dấu các điểm đặt máy cố định và các điểm đo tại các vị trí được xem xét cẩn thận theo yêu cầu của cơ quan thiết kế. Các điểm quan trắc có thể làm bằng kim loại và gắn cố định vào công trình, cũng có thể đánh dấu các điểm quan trắc bằng sơn hoặc dán vào đó các gương giấy đặc biệt. Các điểm đặt máy được cố định bằng mốc bê tông kiên cố trên mặt đất cách công trình một khoảng phù hợp để đo ngắm một cách thuận lợi và đảm bảo độ chính xác. Nếu điều kiện cho phép thì nên chọn khoảng cách từ máy tới chân công trình xấp xỉ bằng chiều cao của nó Các phương pháp xác định độ nghiêng và phẳng của tường có thể xử dụng một trong các cách sau: Phương pháp chiếu bằng chỉ đứng của máy kinh vĩ và Phương pháp sử dụng máy toàn đạc điện tử.

E. QUAN TRẮC BIẾN DẠNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH LÂN CẬN: Xây dựng nhà cao tầng trên một khu vực nào đó là thay đột một loạt các tính chất Cơ lý của đất đá, chế độ nước ngầm, các chỉ tiêu của địa chất công trình, địa chất thủy văn không những của riêng khu vực nền móng của tòa nhà cao tầng những thay đổi này còn lan toả ra khu vực xung quanh. Hơn nữa hoạt động của các thiết bị động lực, thiết bị khoan, việc lấy một khối lượng đất lớn ra khỏi nền móng nhà sẽ gây ra các biến dạng đáng kể cho các công trình xung quanh vì vậy việc quan trắc biến dạng cho các công trình xung quanh là một việc làm hết sức cần thiết. Nội dung quan trắc biến dạng của các công trình xung quanh bao gồm: – Đo đạc xác định các vết nứt. – Quan trắc độ lún của các công trình. – Quan trắc độ nghiêng của các công trình.