MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ MỐC CƠ SỞ TRONG ĐO LÚN CÔNG TRÌNH
Với tốc độ đô thị hoá đang diễn ra ngày càng nhanh trên đất nước ta, hàng trăm khu đô thị mới đang triển khai xây dựng hoặc mới đi vào hoạt động. Hơn bao giờ hết, công tác đảm bảo an toàn chất lượng cho các công trình xây dựng(CTXD) lại được quan tâm như hiện nay. Chất lượng CTXD được đánh giá bằng nhiều tiêu chí, trong đó việc xác định độ ổn định của công trình qua thời gian sử dụng là điều hết sức quan trọng. Để thực hiện điều này, thế giới thường tiến...
MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ MỐC CƠ SỞ TRONG ĐO LÚN CÔNG TRÌNH
Ths. Đinh Xuân Vinh
Công ty cổ phần Tư vấn đầu tư và xây dựng HUD - CIC
bị ảnh hưởng bởi các xung động của lớp đất mặt
1. Đặt vấn đề: như: tải trọng của công trình gần đó,
Với tốc độ đô thị hoá đang diễn ra ngày tải trọng động của các phương tiện vận tải,... Nên
càng nhanh trên đất nước ta, hàng trăm khu đô thị việc xây dựng các mốc dạng chôn sâu là ưu tiên
mới đang triển khai xây dựng hoặc mới đi vào
hoạt động. Hơn bao giờ hết, công tác đảm bảo an
toàn chất lượng cho các công trình xây hàng đầu. Để tiến hành đặt mốc cơ sở đo lún (loại
dựng(CTXD) lại được quan tâm như hiện nay. chôn sâu) vào tầng đá gốc, phải thực hiện nhiều giai
Chất lượng CTXD được đánh giá bằng nhiều tiêu đoạn: sau khi khoan tạo lỗ với độ sâu đến hàng trăm
chí, trong đó việc xác định độ ổn định của công mét[2],[4], đặt ống thép cách ly với đất đá xung
trình qua thời gian sử dụng là điều hết sức quan quanh thân mốc nhằm hạn chế ảnh hưởng của nhiệt
trọng. Để thực hiện điều này, thế giới thường tiến độ các địa tầng đến sự thay đổi chiều dài (độ cao)
hành kiểm tra độ chuyển dịch ( ngang và đứng) của mốc. Chu kì đầu, công tác đo đạc xác định độ
của CTXD (thế giới gọi chung là biến dạng), qua cao của mốc (đỉnh mốc) được tiến hành đồng thời
đó nhận được cái nhìn khách quan và trung thực về với việc đo nhiệt độ thân mốc, để qua đó hiệu chỉnh
tính ổn định của CTXD, từ đó đề xuất những giải vào độ cao mốc trong các chu kì sau này. Để xác định
pháp thiết kế hoặc gia cường CTXD cho phù hợp. nhiệt độ thân mốc, người ta thả xuống lỗ khoan đặt
2. Về đo lún công trình mốc nhiều đầu đo nhiệt độ, ứng với nhiều độ sâu
Việc đánh giá độ lún của CTXD thường khác nhau, nhiệt độ trung bình của mốc được tính
thực hiện bằng phép đo nhiều chu kỳ thuỷ chuẩn dựa trên nhiệt độ không khí tại các vị trí khác nhau
hình học tia ngắm ngắn với tiêu chuẩn hạng I, trong lỗ khoan và khoảng cách giữa các điểm đo
hạng II Nhà nước. Các quy trình đo cũng như loại nhiệt độ. Do việc đo nhiệt độ trong lòng hố khoan
máy sử dụng đã được trình bày trong các giáo trình rất khó khăn, nên ngày nay phương pháp này ít dùng
của Khoa Trắc địa, trường Đại học Mỏ Địa chất, trên thế giới. Nếu thân mốc được làm bằng thép ống,
các tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam do Bộ Xây thì do hệ số giãn nở α của thép, chiều dài thân mốc
dựng ban hành. Trong công tác xác định độ lún của có thể thay đổi cỡ 0.5 mm / 4 m giữa hai mùa đông -
CTXD, có 3 bước phải tiến hành. Thứ nhất là xây hè (giả thiết giữa hai mùa chênh nhiệt độ là 100 C)[3],
dựng hệ thống mốc cơ sở (tối thiểu 3 mốc), thứ nghĩa là với chiều dài thân mốc khoảng 50 m, ta có
hai là quy trình đo và loại phương tiện sử dụng, sự thay đổi chiều dài (độ cao) mốc giữa hai mùa
thứ ba là giải pháp xử lý nội nghiệp. Bước thứ ba đông - hè cỡ 6 mm.
đóng vai trò rất lớn trong việc xác định độ lún Trên đây là với mốc lõi đơn, hiện nay trên
CTXD và đã được trình bày trong số 3/2005 Tạp thế giới người ta xây dựng mốc cơ sở đo lún dạng
chí Xây dựng[1]. Bước thứ hai cũng được cụ thể chôn sâu với kết cấu lõi kép: gồm một lõi chính và
hoá bằng TCXDVN 271 – 2002. Bước đầu tiên là một lõi phụ[4]. Chiều dài của lõi chính và lõi phụ lúc
việc xây dựng mốc cơ sở thì lâu nay thực hiện vẫn ban đầu (khi chưa chôn mốc) được xác định. Sau khi
còn một số bất cập. Trong nội dung bài báo này, chôn mốc, do nhiệt độ trong lòng ống khoan thay đổi
tác giả mong muốn đưa ra một cái nhìn tổng quát, theo mùa khí hậu, do hệ số giãn nở nhiệt của lõi
khách quan và khoa học về vấn đề mốc cơ sở đo chính và lõi phụ khác nhau, lúc này chiều dài giữa lõi
lún CTXD. chính và lõi phụ có một lượng chênh ∆ so với ban
3. Việc xây dựng mốc cơ sở đo lún đầu. Ta xác định được sự thay đổi chiều dài của mốc
Như chúng ta đã biết, mốc đo lún CTXD chính ∆LC nhờ biết trước hệ số giãn nở nhiệt của
được xây dựng ở nơi có tác động địa chấn nhỏ lõi chính α C, lõi phụ α P: αC
nhất trong điều kiện có thể, ví dụ nơi cách xa công ∆LC = ∆
trường đang đóng cọc, cách xa đường giao thông α P − αC
Trong công thức:
chính có xe tải nặng hoạt động, không nằm trên
∆ đo được tại thời điểm công tác
địa tầng trượt hay mái trượt, ...Việc lựa chọn đầy
α C, α P là hệ số giãn nở nhiệt đã biết trước
đủ những yếu tố về địa chất trong phạm vi một
khu đô thị mới, khu công nghiệp hay khu chế xuất ∆LC độ giãn nở của lõi chính do nhiệt độ tại thời
cũng là điều khó. Trên thế giới (Nga, Ucraina, điểm công tác.
Mêhico, Mỹ, Bungari...) thường phân chia 3 loại Hiệu chỉnh ∆LC vào độ cao của mốc, ta có độ cao
mốc cơ sở: Mốc chôn sâu(đến tầng đá gốc), mốc chuẩn.
chôn nông (khoảng 2 m), mốc gắn tường hoặc gắn 4. Thực trạng ở nước ta
nền các công trình đã lún ổn định. Do trên khu vực Công tác quan trắc chuyển dịch và biến dạng
cần đo lún ít có công trình hiện hữu mà độ lún đã công trình hiện nay ở nước ta được thực hiện với
ổn định, nên các mốc cơ sở dạng gắn tường hay hầu hết các mốc chôn sâu lõi đơn. Khu vực đô thị
gắn nền ít được sử dụng. Các mốc chôn nông dễ
như Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, với điều từng mốc trong hệ thống. Từ tháng 11 năm 2004 đến
kiện địa tầng là sỏi cuội cũng phải ở độ sâu tháng 8 năm 2005, mốc M1 ổn định, mốc M4 trồi
khoảng 50 m. Nếu mốc cơ sở đo lún được đặt vào +5,58mm. Từ tháng 8 năm 2005 đến tháng 9 năm
tầng sỏi cuội thì độ dài của mốc cũng cỡ 50 m. 2006 mốc M2 ổn định, mốc M4 rút ngắn lại -
Hơn nữa, chúng ta đều xây dựng mốc đo lún với 4,49mm vào tháng 1 năm 2006 nhưng lại trồi lên
kết cấu lõi đơn được làm bằng thép ống có mạ +5,88mm vào tháng 9 năm 2006. Tiêu chuẩn mốc ổn
kẽm bên trong và bên ngoài, đường kính khoảng 40 định được chọn là: sai số trung phương phải nhỏ hơn
mm. Việc làm này cũng có lý do, một phần vì thi 3 lần sai số giới hạn. Biểu đồ dưới đây biểu diễn độ
công mốc dễ dàng hơn, phần khác vì kinh phí có biến dạng về độ cao các mốc cơ sở trong hệ thống
hạn. Tuy nhiên như trên đã phân tích, với loại mốc mốc được xây dựng tại một khu đô thị.
đó thì độ cao mốc sẽ có biến động lớn khi nhiệt
20
độ không khí thay đổi. Đây chính là bất cập mà lâu M3
nay các chuyên gia trắc địa gặp phải. Để giải bài
10
toán này, từ những năm 90 của thế kỉ trước đã có M4
M2
đề xuất xây dựng quanh Hà Nội một hệ thống §é M1
mốc cơ sở đo lún dạng chôn sâu theo đúng quy ón 0
l
trình công nghệ (với kinh phí khá lớn). Nhưng cho ( m)
m
đến nay, dự án vẫn chưa thực hiện được. 10
5. Giải pháp cho mốc cơ sở đo lún
Trước mắt, để thực hiện công tác đo lún 20
công trình, chúng ta vẫn phải xây dựng các mốc cơ
sở đo lún tại khu đô thị mới hoặc công trình công 30
nghiệp. Tuy nhiên, có thể giảm thiểu phần nào sự M5
thay đổi độ cao mốc do nhiệt độ. Đó là xây dựng 40
các mốc đo lún dạng lõi đơn với chiều sâu khoảng N ov 04 M ar05 A ug N ov
05 05 J 06 Sep
an 06
10 m, lúc này ∆L do nhiệt độ thay đổi khoảng 1
M1 0 0.
68 1.
28 5.
85 7.
23 5.
14
mm và nên chọn vị trí sao cho địa tầng đặt mốc (-
M2 0 1.
81 5.
61 5.
76 6.
98 5.
80
10 m) là sét dạng dẻo đến dẻo cứng hoặc cát hạt
M3 0 1.
48 5.
01 7.
79 11.
98 16.
20
mịn. Đồng thời trong hệ thống mốc cơ sở phải có
M4 0 4.
47 5.
58 5.
43 1.
09 6.
98
một mốc được đặt tới địa tầng ổn định ( ví dụ như
M5 0 43
8. 48 82 28 13
17. 24. 27. 34.
tầng sỏi cuội tại Hà Nội). Áp dụng phân tích xác
xuất thống kê [5] ta sẽ tìm được mốc ổn định 6. Kết luận
trong chu kì đo. Tác giả đã thực hiện ý tưởng này Mốc cơ sở đo lún là yếu tố quan trọng để
bằng việc xây dựng một hệ thống mốc cơ sở đo phản ánh độ lún công trình xây dựng. Việc thi công
lún với độ sâu 10 m trong một dự án đô thị mới, xây dựng mốc theo đúng quy trình công nghệ là vượt
qua hơn hai năm tiến hành quan trắc, kết quả nhận quá khả năng hiện có và khá tốn kém kinh phí. Thực
được tương đối khả quan, sự thay đổi độ cao của hiện giải pháp đã nêu đạt hiệu quả kinh tế và kĩ
mốc được hiệu chỉnh kịp thời theo mùa khí hậu và thuật sâu sắc, phù hợp điều kiện đầu tư và thi công
phản ánh trung thực độ lún công trình. của Việt Nam. Kết quả nghiên cứu trên góp phần
Có 5 mốc cơ sở trong hệ thống. Khi lưới làm phong phú thêm cơ sở lí luận và hoàn thiện công
có vừa đủ yếu tố gốc tối thiểu thì được xem là nghệ đo lún công trình.
lưới tự do bậc 0 ( số khuyết d = 0 ). Với lưới độ Tài liệu tham khảo:
cao tự do, số khuyết d = 1 và được gọi là lưới tự [1]. Đinh Xuân Vinh(2005), “Xử lý số liệu đo lún
do bậc 1. Lưới cơ sở đo lún được bình sai theo công trình xây dựng bằng phần mềm BS-Lun.FOR”,
phương pháp bình sai lưới tự do với điều kiện Tạp chí Xây Dựng-Bộ Xây Dựng, tháng 3 năm 2005.
ràng buộc đối với vecto ẩn số dạng: [2]. Trần Mạnh Nhất (1996), Một số kết quả nghiên
CT. ∆ x+ Lc = 0 cứu lún mặt đất và công trình ở khu vực Hà Nội
Thoả mãn : bằng phương pháp trắc địa, Tạp chí khoa học,
-Số lượng điều kiện bằng số khuyết d trong lưới trường Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội.
-Các hàng của ma trận CT độc lập tuyến tính đối [3]. Trần Khánh (2003), Nghiên cứu quy trình công
với các hàng của ma trận hệ số (A) hệ phương nghệ công tác quan trắc biến dạng công trình, Đề tài
trình số hiệu chỉnh. cấp Bộ mã số B2000 – 36 - 14, Bộ Giáo dục và Đào
Lựa chọn các phần tử của vectơ C theo quy tắc: tạo.
C = (11111)T 1, 5 [4]. Phan Văn Hiến (1997), Quan trắc chuyển dịch
Kết quả bình sai cho ta thấy: Vào mùa hè, và biến dạng công trình, bài giảng cao học ngành
mốc M4 có chiều dài 60m độ cao thay đổi khá lớn trắc địa, trường Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội.
+6,98mm. Các mốc còn lại có chiều dài 10m độ [5]. Đinh Xuân Vinh(2005), “Phương pháp chênh
cao thay đổi tuỳ thuộc địa tầng nơi đặt mốc. Trong lệch trung bình trong xử lý số liệu đo lún công trình
những chu kì nhất định có thể thấy độ ổn định của
”, Tạp chí Xây Dựng-Bộ Xây Dựng, tháng 8 năm
2005.
Summary
SOME PROBLEM FOR BASIC HEIGHT
SURVEY MARKERS IN MEASURING
ENGINEERING SUBSIDENCE
This article analyses advantages and disadvantages
of the construction methos for basic height survey
markers in measuring engineering subsidence.
After that, new basic markers construction methos
has a large sense about economy and technology,
conformity with economic and working conditions
in VietNam.
