TIÊU CHUẨN QUỐC GIA
TCVN 9400:2012
NHÀ VÀ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DẠNG THÁP - XÁC ĐỊNH ĐỘ NGHIÊNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC ĐỊA
Buildings and tower structures - Tilt monitoring by surveying method
Lời nói đầu
TCVN 9400:2012 được chuyển đổi từ TCXDVN 357:2005 theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7 Nghị định số127/2007/NĐ-CP ngày 01/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật.
TCVN 9400:2012 do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
NHÀ VÀ CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG DẠNG THÁP - XÁC ĐỊNH ĐỘ NGHIÊNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRẮC ĐỊA
Buildings and tower structures - Tilt monitoring by surveying method
1 Phạm vi áp dụng
Tiêu chuẩn này áp dụng để quan sát độ nghiêng của các nhà cao tầng, các hạng mục và các kết cấu trên các công trình công nghiệp như các silô chứa các vật liệu rời, các bồn chứa nhiên liệu, ống khói nhà máy, tháp truyền hình, ăng ten vô tuyến viễn thông và các công trình khác trong giai đoạn thi công xây dựng cũng như trong giai đoạn khai thác sử dụng.
Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 9360:2012, Quy trình kỹ thuật xác định độ lún công trình dân dụng và công nghiệp bằng phương pháp đo cao hình học.
TCVN 9398:2012, Công tác trắc địa trong xây dựng công trình - Yêu cầu chung.
3 Ký hiệu
a là góc phương vị, hướng nghiêng;
b là góc đo;
C là sai số trục ngắm của máy kinh vĩ;
D là khoảng cách giữa hai điểm, định thức;
e là véc tơ độ lệch (độ nghiêng) của một điểm so với chân công trình theo hướng trục Y (trục tung);
e là góc nghiêng của công trình;
ey là véc tơ độ lệch (độ nghiêng) của một điểm so với chân công trình theo hướng trục Y (trục tung);
ex là véc tơ độ lệch (độ nghiêng) của một điểm so với chân công trình theo hướng trục X (trục hoành);
DX, Y là gia số tọa độ;
Dh là chênh lệch độ cao giữa hai điểm;
H, h là độ cao của một điểm, chiều cao của công trình;
m là sai số trung phương của một đại lượng đo; mp là sai số trung phương đo góc;
mp là sai số trung phương vị trí điểm;
MO là sai số vạch chỉ tiêu bàn độ đứng của máy kinh vĩ;
Z là góc thiên đỉnh của điểm quan trắc.
4 Quy định chung
4.1 Việc đo độ nghiêng được thực hiện đối với tất cả các công trình như đã nêu trong phần phạm vi áp dụng theo quyết định của cơ quan thiết kế hoặc Ban quản lý công trình.
4.2 Phương pháp đo độ nghiêng sẽ được lựa chọn tùy theo độ chính xác yêu cầu, điều kiện đo ngắm và trang thiết bị của đơn vị tiến hành đo đạc.
4.3 Để biểu diễn độ nghiêng và hướng nghiêng đối với mỗi công trình cần xác lập một hệ tọa độ thống nhất. Hệ tọa độ này có thể là chung cho toàn bộ công trình hoặc cũng có thể là cục bộ đối với từng hạng mục riêng biệt. Việc chọn hệ tọa độ cần đo do cán bộ kỹ thuật chủ trì quan trắc quyết định.
4.4 Đối với các công trình có trục đứng duy nhất và rõ ràng như ống khói nhà máy, tháp truyền hình, ăngten vô tuyến viễn thông, si lô bồn chứa nhiên liệu ... thì độ nghiêng của công trình được hiểu là sự sai lệch của trục đứng thực tế của nó tại điểm đang xét so với đường thẳng đứng được xác định bằng đường dây dọi. Độ nghiêng của công trình được đặc trưng bởi véc tơ độ lệch tổng hợp e (Hình 1). Thông thường người ta thường phân tích véc tơ này thành hai thành phần vuông góc với nhau. Thành phần trục X (ký hiệu là ex) và thành phần trục Y (ký hiệu là ey). Đối với các công trình không có trục đứng duy nhất và rõ ràng như các tòa nhà cao tầng thì độ nghiêng của nó được đánh giá qua độ nghiêng của các bức tường và các cột chịu lực chính.
4.5 Độ nghiêng của công trình còn được thể hiện bằng góc nghiêng e và hướng nghiênga. Góc nghiêng là góc hợp bởi trục đứng lý tương (đường dây dọi) và trục đứng thực tế của công trình. Góc nghiêng e (Hình 1) được xác định theo công thức:
Hướng nghiêng a là góc định hướng của véc tơ e, là góc hợp bởi nửa trên của trục Y là hình chiếu của véc tơ e trên mặt phẳng (Hình 1). Hướng nghiêng sẽ được xác định theo công thức:
4.6 Việc quan trắc độ nghiêng phải được thực hiện bằng các máy móc, thiết bị phù hợp với từng phương pháp và độ chính xác yêu cầu. Trước khi đưa vào sử dụng các máy móc thiết bị phải được kiểm nghiệm và hiệu chỉnh theo đúng các quy định của tiêu chuẩn hoặc quy phạm chuyên ngành.
4.7 Trong giai đoạn thi công xây dựng độ nghiêng của công trình xuất hiện do lỗi của người thi công, vì vậy nó cần phải được phát hiện kịp thời để bên thi công có biện pháp chỉnh sửa.
Hình 1- Những yếu tố về độ nghiêng của công trình
4.8 Độ nghiêng của công trình trong giai đoạn khai thác sử dụng xuất hiện do nhiều nguyên nhân: Do tác động của tải trọng, tác động của gió, do ảnh hưởng của độ lún không đều .Vì vậy việc xác định độ nghiêng của công trình trong giai đoạn này cần phải được thực hiện lặp đi lặp lại theo các chu kỳ để theo dõi và đánh giá sự phát triển của nó theo thời gian. Chu kỳ đo được chọn dài hay ngắn tùy thuộc vào tốc độ phát triển của độ nghiêng và do cơ quan thiết kế hoặc Ban quản lý công trình quyết định.
4.9 Sự phát triển của độ nghiêng của công trình trong giai đoạn khai thác sử dụng có liên quan trực tiếp với sự lún lệch của nó, vì vậy song song với sự theo dõi độ nghiêng cần theo dõi độ lún của công trình bằng phương pháp thủy chuẩn hình học chính xác theoTCVN 9360:2012.
4.10 Khi quan trắc độ nghiêng của công trình trong điều kiện không có không gian thao tác đủ rộng thì máy kinh vĩ hoặc máy toàn đạc điện tử cần phải được trang bị thêm kính ngắm vuông góc và phải sử dụng loại máy có con lắc điện tử để bù xiên cho hai trục và con lắc này phải được kích hoạt ở chế độ hoạt động.
4.11 Sai số giới hạn khi quan trắc độ nghiêng của một số công trình được cho trong Bảng 1.
Sai số trung phương cho phép quan trắc chuyển dịch ngang theo TCVN 9398:2012.
Bảng 1- Sai số giới hạn khi quan sát độ nghiêng công trình
Loại công trình
|
Sai số giới hạn
|
Nhà ở cao tầng
|
0,000 1 x H
|
Ống khói nhà máy
|
0,000 5 x H
|
Các silô chứa vật liệu rời, bồn chứa dầu, khí hoá lỏng
|
0,001 x H
|
Tháp truyền hình, ăngten vô tuyến viễn thông
|
0,000 1 x H
|
5 Quan trắc độ nghiêng của các nhà cao tầng
5.1 Hệ tọa độ quy ước dùng để quan trắc độ nghiêng các tòa nhà cao tầng tốt nhất nên chọn sao cho các trục của nó song song hoặc vuông góc với các cạnh của tòa nhà (Hình 2).
5.2 Các điểm quan trắc độ nghiêng nên chọn tại các khu vực có thể đặc trưng tốt nhất cho sự dịch chuyển của tòa nhà như: các góc nhà, khu vực khe lún, khu vực có xuất hiện các vết nứt và các khu vực do cơ quan thiết kế hoặc Ban quản lý công trình yêu cầu.
5.3 Để xác định độ nghiêng của nhà cao tầng cần bố trí các điểm đo cố định A1, A2, Anvà B1, B2, Bn, khi đặt máy tại các điểm Ai sẽ ngắm tới công trình theo hướng song song với trục Y còn khi đặt máy tại các điểm Bi thì ngắm tới công trình theo hướng song song với trục X (Hình 2).
5.4 Đo độ nghiêng của các tòa nhà cao tầng trong giai đoạn thi công xây dựng
5.4.1 Trong giai đoạn thi công xây dựng nhà cao tầng độ thẳng đứng tổng thể của nó được đảm bảo bằng các dụng cụ chiếu đứng để chuyển tọa độ từ mặt bằng cơ sở (mặt bằng tầng một) lên các tầng. Vì vậy trong giai đoạn này chỉ đo độ nghiêng cục bộ của các yếu tố trên từng tầng. Các yếu tố cần xác định độ nghiêng là cốp pha để đổ bê tông các cột, tường chịu lực, buồng thang máy và các yếu tố khác.
Hình 2- Hệ trục tọa độ và các điểm quan trắc độ nghiêng nhà cao tầng
5.4.2 Phương pháp đơn giản nhất để xác định độ nghiêng của các yếu tố của nhà cao tầng trong giai đoạn thi công là treo dây dọi và dùng thước để đo khoảng cách từ dây dọi đến yếu tố cần kiểm tra ở phía trên và phía dưới. Độ nghiêng của yếu tố cần quan trắc được đánh giá thông qua chênh lệch khoảng cách đo được ở phía trên và phía dưới (Hình A.1, Phụ lục A).
5.5 Đo độ nghiêng của các tòa nhà cao tầng trong giai đoạn khai thác sử dụng
5.5.1 Độ nghiêng của các tòa nhà cao tầng trong giai đoạn khai thác sử dụng có thể được đo bằng các máy toàn đạc điện tử có chế độ đo trực tiếp không cần gương, các máy toàn đạc điện tử thông thường hoặc các máy kinh vĩ.
5.5.2 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 như Hình 2 và các điểm đo tại các vị trí được xem xét cẩn thận theo yêu cầu của Ban quản lý công trình và Cơ quan thiết kế. Các điểm đặt máy được cố định bằng các mốc bê tông kiên cố trên mặt đất cách công trình một khoảng cách 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 điểm đặt máy tới chân công trình bằng chiều cao của nó). Các điểm quan trắc có thể làm bằng kim loại gắn cố định vào công trình, cũng có thể đánh dấu các điểm quan trắc bằng sơn hoặc dán vào đó gương giấy đặc biệt.
5.5.3 Đo độ nghiêng của nhà cao tầng bằng máy toàn đạc điện tử có chế độ đo trực tiếp bằng Lazer không cần gương được thực hiện theo trình tự sau:
a) Đặt máy tại điểm Ai (i = 1,2, ... n là các điểm cố định đánh dấu trên mặt đất) sao cho mặt phẳng chuẩn trực của máy vuông góc với hướng X. Từ Ai lần lượt ngắm máy tới các điểm Aj (j = 1, 2, ..., k, là các điểm quan trắc được đánh dấu trên thân công trình) và đo các khoảng cách ngang tương ứng là D(1)A, D(2)A, ...D(k)A (Hình A.3, Phụ lục A).
b) Chuyển máy ra điểm Bi thực hiện các thao tác tương tự như ở điểm Ai và đo được các khoảng cách D(1)B, D(2)B, ...D(k)B
c) Tính thành phần độ nghiêng của công trình dọc theo hướng X bằng công thức:
d) Tính thành phần độ nghiêng của công trình dọc theo hướng Y bằng công thức:
e) Tính độ lớn của véc tơ tổng hợp e:
f) Tính góc nghiêng theo công thức (1) và hướng nghiêng của công trình theo công thức (2).
5.5.4 Nếu không có máy toàn đạc điện tử có chế độ đo trực tiếp bằng Lazer thì có thể sử dụng máy toàn đạc điện tử thông thường nhưng trong trường hợp này tại các điểm Ai(j)và Bi(j) cần phải dán các gương giấy chuyên dùng. Trình tự đo và tính các yếu tố đặc trưng cho độ nghiêng của công trình tương tự như trong 5.5.3.
5.5.5 Nếu không có máy toàn đạc điện tử và điều kiện đo ngắm cho phép thì có thể sử dụng máy kinh vĩ thông thường, tốt nhất nên dùng máy kinh vĩ điện tử có hệ thống con lắc điện tử để hiệu chỉnh độ nghiêng của hai trục (dual axis coorrection). Trình tự đo ngắm và xác định yếu tố đặc trưng cho độ nghiêng như sau:
a) Đặt máy kinh vĩ tại điểm Ai, cân máy cẩn thận bằng bọt thủy điện tử, đặt dual - axis coorrretion ở chế độ mở.
b) Lần lượt ngắm máy lên các điểm Aij đã đánh dấu ở chu kỳ 1 và đọc được các gócai(1), ai2, ... ai(k).
c) Chuyển máy sang điểm Bi và làm tương tự sẽ đọc được các góc bi(1), bi2, ... bi(k)
d)Tính độ lệch theo hướng X bằng công thức:
e) Tính độ lệch theo hướng Y bằng công thức:
Véc tơ độ lệch tổng hợp được tính theo công thức (5), hướng nghiêng được tính theo công thức (2) tương tự như trong 5.5.3. Các khoảng cách từ các điểm Ai và Bi tới công trình được đo với sai số không vượt quá 1 cm.
5.5.6 Có thể sử dụng máy kinh vĩ và một thước nhựa hoặc thước kim loại thông thường để đo độ nghiêng theo trình tự như sau:
a) Đặt máy tại điểm Ai tương tự như trong 5.5.3.
b) Lần lượt ngắm lên các điểm Aij và hạ dần ống kính xuống để có thể đọc số trên thước đặt tại điểm Ai1 theo chỉ đứng của máy kinh vĩ. Khoảng cách từ điểm Ai1 trên thước tới vị trí chiếu của điểm Aij chính là thành phần độ lệch theo hướng X (ex) của điểm Aij như Hình A.2, Phụ lục A.
c) Chuyển máy sang điểm Bi và làm tương tự sẽ xác định được thành phần độ lệch theo hướng Y (ey); các yếu tố khác được xác định theo công thức (5) và (6).
6 Quan trắc độ nghiêng của các công trình có dạng hình trụ tròn
Đăng nhận xét