QUAN TRẮC ĐỘ NGHIÊNG CỦA CÁC CÔNG TRÌNH CÓ DẠNG HÌNH TRỤ TRÒN

Quan trắc độ nghiêng của các công trình có dạng hình trụ tròn

1. Hiện nay việc thi công các công trình dạng hình trụ tròn bằng bê tông cốt thép như si lô chứa vật liệu rời, ống khói nhà máy v.v..., chủ yếu được thực hiện bằng phương pháp côp-pha trượt, vì vậy việc đo độ nghiêng của nó trong giai đoạn thi công xây dựng tốt nhất nên thực hiện bằng các máy chiếu chuyên dùng. Các máy chiếu thích hợp cho loại công việc này được giới thiệu trong Phụ lục F.

2. Tuỳ theo kết cấu của mâm sàng (sàn công tác) và tuỳ điều kiện đo ngắm cụ thể mà có thể sử dụng phương pháp chiếu từ tâm lên hoặc chiếu từ bên ngoài.

3. Quy trình xác định độ nghiêng theo phương pháp chiếu từ tâm lên được thực hiện theo trình tự sau:

1. Trước khi thi công xây dựng công trình bằng phương pháp côp pha trượt cần bố trí chính xác vị trí tâm của công trình (si lô hoặc ống khói) ngoài hiện trường, cố định nó bằng một mốc kiên cố trên đó có lắp đặt bộ phận định tâm bắt buộc để đặt máy chiếu như trình bày trong phần Phụ lục G;
2. Dựng một hệ toạ độ giả định có gốc toạ độ là điểm vừa được đánh dấu như đã nêu ở phần trên, hai trục X và Y của nó được đánh dấu trên thực địa bằng các mốc bê tông kiên cố;
3. Dựng hệ trục toạ độ vuông góc thứ hai trên mặt một tấm mica kích thước khoảng 60 x 60 cm (hình.3) trên đó các trục X và Y được chia thành các vạch 1cm bằng hai loại mực khác nhau để dễ nhận biết tránh nhầm lẫn. Trong hệ toạ độ này để tiện cho việc tính toán vị trí thực tế của mâm sàng nên ghi các vạch khắc có dấu (-) theo hướng từ gốc toạ độ lên phía trên và sang bên phải và ngược lại giá trị vạch khắc có dấu dương bên trái và phía dưới gốc toạ độ tăng dần từ trên xuống dưới và từ phải qua trái.
4. Đặt tấm mica có hệ toạ độ này vào tâm mâm sàng sao cho điểm O’ của hệ toạ độ trên tấm mica trùng với gốc toạ độ O trên mặt đất và các trục X’ và Y’ trùng với các trục X và Y đã đánh dấu như nói ở phần trên;

Hình 3- Tấm Mica có khắc hệ toạ độ gắn trên mâm sàng

5. Trong quá trình thi công xây dựng công trình bằng phương pháp côp-pha trượt, sau mỗi lần trượt cần đặt máy chiếu tại điểm đã đánh dấu ở tâm công trình và ngắm vào tấm mica đặt ở mặt dưới mâm sàng đọc các số đọc Dx và Dy trên hệ trục toạ độ, đây chính là thành phần độ lệch tâm của công trình tại điểm đang quan sát (e_x và e_y) so với vị trí tâm chính xác của nó dưới mặt đất;
6. Véc tơ tổng hợp độ nghiêng tổng hợp và hướng nghiêng được tính theo các công thức (5) và (2);
7. Độ lệch thành phần, véc tơ độ lệch tổng hợp và hướng lệch phải được thông báo kịp thời cho đơn vị thi công để chỉnh mâm sàng về vị trí thẳng đứng.

4. Nếu kết cấu của công trình không cho phép chiếu trực tiếp từ tâm lên thì có thể thực hiện việc xác định độ nghiêng bằng phương pháp chiếu từ bên ngoài theo quy trình sau đây:

1. Bố trí điểm tâm của công trình và dựng hệ toạ độ giả định XOY giống như mục 6.3 nhưng không cần đánh dấu điểm O bằng mốc kiên cố và cũng không cần xây dựng mốc dọi tâm bắt buộc. Mốc O ở tâm của công trình chỉ sử dụng tạm thời;
2. Từ tâm của công trình bố trí bốn điểm O₁, O₂, O_3,  O₄ sao cho điểm này nằm nằm trên các trục toạ độ và cách mép ngoài của công trình từ 0,8m - 1m (hình A8, phụ lục A). Các điểm được đánh dấu bằng các mốc bê tông kiên cố có hệ thống dọi tâm bắt buộc để đặt máy chiếu loại ZL;
3. Dựng trên 4 tấm mica 4 hệ toạ độ X'O₁'Y', X'O'₂Y'₂, X'O'₃Y' và X'O'₄Y’ giống như làm trong mục 6.3;
4. Đặt máy chiếu ZL tại điểm O₁ và gắn tấm mica có chia vạch như hình 3 lên mâm sàng ở vòng đầu tiên sao cho điểm O₁ trùng với điểm O'₁ và các trục O₁’X’, O₁’Y’ song song với các trục O₁X  và O₁Y. Cũng làm tương tự như vậy đối với các điểm O₂, O₃ và O₄;
5. Trong quá trình thi công silo bằng phương pháp côp pha trượt, sau mỗi lần trượt cán bộ kỹ thuật lần lượt đặt máy chiếu ZL tại các điểm O₁, O₂, O_3,và O_4, đọc các giá trị Dx và Dy trên các thang số tương ứng. Dựa vào các số đọc này tính được toạ độ thực tế của các điểm O₁’, O₂’, O₃’ và O₄’ trên cơ sở đó tính ra toạ độ thực tế của tâm công trình;
6. Tính được độ nghiêng của thực tế của nó để đơn vị thi công kịp thời điều chỉnh. Trình tự xử lý số liệu xác định độ nghiêng bằng phương pháp này được trình bày trong phụ lục E;

5. Trong giai đoạn khai thác sử dụng đối với các công trình có dạng hình côn hoặc hình trụ tròn có bán kính lớn thì tốt nhất nên xác định độ nghiêng của chúng bằng phương pháp đo toạ độ bên ngoài công trình sử dụng các máy toàn đạc điện tử có chế độ đo trực tiếp bằng LASER không cần gương phản xạ. Trình tự thực hiện việc đo độ nghiêng trong trường hợp này như sau:

1. Lập một đường chuyền khép kín xung quanh đối tượng cần xác định độ nghiêng (hình A6, phụ lục A). Số điểm đường chuyền tối thiểu là 3, khuyến cáo từ 5 ÷ 9 điểm. Toạ độ và độ cao của các điểm được xác định trong một hệ giả định;
2. Lần lượt đặt các máy toàn đạc điện tử tại các điểm của đường chuyền, nhập toạ độ và độ cao của điểm đặt máy, định hướng máy theo toạ độ của một điểm đường chuyền khác;
3. Khởi động chế độ xác định toạ độ không gian ba chiều và ngắm máy vào đối tượng cần xác định độ nghiêng ở vòng sát mặt đất (chân của công trình) theo hướng vuông góc với bề mặt của đối tượng, xác định toạ độ x⁽¹⁾_A, y⁽¹⁾_A, H⁽¹⁾_A ;
4. Đưa ống kính lên cao dần và đo toạ độ cho đến khi H⁽²⁾_A = H⁽¹⁾_A+ h trong đó h = 2m, 5m hoặc 10m tuỳ theo yêu cầu của cơ quan thiết kế hoặc ban quản lý công trình, đo các giá trị x⁽²⁾_A, y⁽²⁾_A và H⁽²⁾_A và lần lượt làm như vậy cho đến hết chiều cao của công trình;
5. Chuyển máy sang điểm đường chuyển tiếp theo và lặp lại các thao tác như bước b, c và d như tại điểm A;
6. Dựa vào toạ độ của các điểm được đo trên từng vòng xác định ra toạ độ x⁽ⁱ⁾_c y⁽ⁱ⁾_c và bán kính R_i của vòng đó;
7. So sánh toạ độ x⁽ⁱ⁾_c y⁽ⁱ⁾_c của từng vòng với vòng gốc ở sát mặt đất sẽ xác định được độ nghiêng của công trình. Trình tự tính toán số liệu xác định độ nghiêng của công trình được trình bày trong phụ lục B;

6. Nếu không có máy toàn đạc điện tử với chế độ đo trực tiếp bằng LASER thì có thể sử dụng máy kinh vĩ thông thường để xác định toạ độ tâm công trình bằng phương pháp giao hội thuận. Bài toán giao hội thuận có thể thực hiện từ 2, 3 hoặc 4 điểm ở đây chỉ trình bày qui trình giao hội từ 2 điểm. Việc mở rộng ra giao hội từ 3 hoặc 4 điểm được thực hiện tương tự như đối với trường hợp 2 điểm. Trình tự thực hiện  như sau:

1. Triển khai một đường chuyền khép kín 3 - 4 điểm xung quanh đối tượng cần kiểm tra độ nghiêng như mục 6.5. Vị trí các điểm phải chọn cách công trình một khoảng tối thiểu bằng chiều cao của nó. Toạ độ và độ cao của các điểm được tính trong một hệ giả định;
2. Đặt máy tại điểm A đo chiều cao máy và hướng máy lên đối tượng tại điểm nằm sát mặt đất đo các giá trị ^T₁, ^P₁, a^B₁ và  Z₁.

Trong đó:

^T₁ - Số đọc trên mặt bàn độ ngang khi tia ngắm tiếp xúc với đối tượng ở mép bên trái của vòng 1

^P₁ - Số đọc trên mặt độ ngang khi tia ngắm tiếp xúc với đối tượng ở mép phải

Z₁ - Góc thiên đỉnh khi ngắm vòng 1;

3. Dựa vào khoảng cách từ điểm đặt máy tới công trình tính các giá trị Z_i ứng với các vòng trên đối tượng cần quan trắc theo công thức

                                  (8)

Trong đó:

D -     khoảng cách từ điểm đặt máy tới công trình ;

dH -    Chênh cao giữa các vòng (2m, 5m hoặc 10m tuỳ theo yêu cầu của cơ                      quan thiết kế hoặc Ban quản lý công trình);

         H_st -    Chiều cao  máy tại điểm A.

4. Lần lượt đặt giá trị của bàn độ đúng bằng góc Z_i vừa tính được và ngắm máy vào mép trái hoặc mép phải của đối tượng và đọc các số đọc ^T_i, ^P_i  và a^B_i   như đối với vòng 1;
5. Chuyển máy sang điểm B và lại các thao tác như ở điểm A. Các số đọc trên bàn độ ngang kí hiệu là b^T_i , b^P_i  và b^A_i,

Trong đó:

b^T₁ - Số đọc trên mặt bàn độ ngang khi tia ngắm tiếp xúc với đối tượng ở                  mép bên trái của vòng 1 

b^P₁ - Số đọc trên bàn độ ngang khi tia ngắm tiếp xúc với đối tượng ở mép phải góc thiên đỉnh khi ngắm vòng 1;

           b^A₁  - Số đọc trên bàn độ ngang khi ngắm tới tiêu ngắm đặt tại điểm A.

6. Tính các góc _{i i}  theo công thức:

_i = a^B_i -  ^T_i+^P_i)                                                                               (9)

_i =  ^T_i+^P_i) - b^A_i                                            (10)

7. Tính toạ độ (x_c)_i và (y_c)_i (toạ độ tâm của vòng thư i)theo công thức:

(x_c)_i =                                (11)

                             (12)

8. Tính các thành phần độ lệch theo các trục X và Y theo các công thức

(e_x)_i = (x_c)_i  -  (x_c)₁                                                            (13)

(e_y)_i = (y_c)_i  -  (y_c)₁                                                               (14)

Véc tơ độ nghiêng tổng hợp và góc nghiêng được tính theo các công thức (5) và (1)

7. Nếu có thể chọn được hai điểm đặt máy sao cho chúng tạo thành hai hướng vuông góc với nhau như hình A.5 (phụ lục A) thì có thể xác định độ  nghiêng của đối tượng bằng phương pháp đo hướng như theo trình tự sau:

1. Đặt máy tại điểm A cân bằng máy chính xác, đo khoảng cách từ máy tới đối tượng D_A và chiều cao máy i_A sau đó ngắm theo hướng tiếp tuyến với 2 mép của đối tượng ở vòng sát mặt đất (chân công trình) đọc các số đọc ^T₁, ^P₁ và Z₁ (hình A5, phụ lục A).
2. Tính giá trị các góc thiên đỉnh Z_i của các vòng cách nhau 2,5 hoặc 10m tuỳ theo yêu cầu của ban quản lý công trình theo công thức (8);
3. Đặt bàn độ đứng của máy lần lượt vào các giá trị góc Z_i tính được của các vòng, tại mỗi vòng đọc các giá trị ^T_i và  ^P_i ;
4. Chuyển máy sang điểm B và lặp lại các thao tác như tại điểm A;
5. Độ nghiêng của công trình theo hướng X tại vòng thứ i được tính theo công thức sau :

(e_x)_i  =    (a_i   -   a₁) .D_A                                             (15)

Trong đó:

_i  =  (^T_i    + ^P_i)/2                                                 (16)

Thành phần độ nghiêng của công trình theo hướng Y được xác định theo công thức

(e_y)_i =   (b_i  -  b₁) . D_B                                                (17)

Trong đó:

_i    =   ^T_i    +  ^P₁  )                                          (18)

Véc tơ độ nghiêng tổng hợp và góc nghiêng được tính theo các công thức (5) và (1). Hướng nghiêng được tính theo công thức (2).

-------------------------------------
    * Trắc địa Hoàng Minh là công ty uy tín chuyên nhập khẩu và phân phối các loại máy thủy bình, máy toàn đạc điện tử, máy kinh vỹ điện tử, máy định vị GPS, máy cân bằng laser, máy đo khoảng cách laser... chính hãng.
    * Trắc địa Hoàng Minh tự hào là địa chỉ tin cậy của khách hàng!
    * Truy cập website tracdiahoangminh.com để tham khảo thêm nhiều dòng sản phẩm khác.