Trong lĩnh vực xây dựng và địa kỹ thuật, quan trắc công trình là quá trình theo dõi và ghi nhận các biến dạng, chuyển dịch, lún hoặc nghiêng của công trình theo thời gian. Việc này không chỉ phục vụ kiểm soát chất lượng thi công mà còn đảm bảo an toàn trong suốt quá trình vận hành. Trong bài viết này, Việt Thanh Group sẽ giới thiệu chi tiết các phương pháp quan trắc công trình và thiết bị hỗ trợ như máy toàn đạc điện tử – giải pháp hàng đầu cho các kỹ sư hiện trường.
Các phương pháp quan trắc công trình
Quan trắc trồi lún công trình
Quan trắc trồi lún là quá trình xác định độ cao của các điểm trên công trình qua các chu kỳ đo. Điều này rất cần thiết vì công trình có thể bị trồi lún do nhiều yếu tố như tải trọng, địa chất, hoặc hoạt động của thiết bị. Việc quan trắc trồi lún công trình được tiến hành bằng cách xác định độ cao của các mốc cố định theo từng chu kỳ thời gian. Từ đó xác định được độ lún và tốc độ lún trung bình tại từng vị trí.
Công thức tính tốc độ lún trung bình tại một mốc:
Trong đó: H0k, Hik: độ cao mốc kiểm tra ở chu kỳ 0 và chu kỳ i.
Quy trình thực hiện
- Chu kỳ đầu tiên: thực hiện sau khi hoàn thành móng
- Chu kỳ tiếp theo: tùy theo giai đoạn tăng tải trọng (25%, 50%, 75%, 100%)
- Nếu có dấu hiệu bất thường (ví dụ độ lún >1mm/năm), cần tiến hành quan trắc đột xuất.
Các phương pháp đo lún hiện nay:
- Đo cao hình học: Sử dụng máy toàn đạc để đo độ cao giữa các điểm.
- Đo cao thủy bình: Dùng nước để đo độ cao giữa các điểm với máy thủy bình Sokkia B40a
- Đo cao lượng giác: Tính toán độ cao thông qua các góc và khoảng cách.
- Chụp ảnh: Sử dụng công nghệ hình ảnh để theo dõi sự thay đổi.
Quan trắc nghiêng công trình
Đối với những công trình có dạng tháp (như tháp phát sóng), việc quan trắc độ nghiêng là rất quan trọng. Công tác này giúp phát hiện sớm các sai sót trong quá trình thi công.
Độ nghiêng được xác định thông qua:
Trong đó:
- h – chiều cao công trình.
- q – Khoảng cách ngang giữa đáy và đỉnh.
Ngoài ra, nếu công trình không quá cao, có thể sử dụng thước thép để đo, mang lại độ chính xác cao hơn khi kết hợp với phương pháp chuyền độ cao lên tầng. Trong khi đó, nguyên lý đo cao lượng giác thường được áp dụng trong các trường hợp tổng quát hơn.
h=h1+h2
Trong đó:
- V1, V2 – góc đứng.
- D1, D2 – khoảng cách ngang.
Phương pháp đo góc được sử dụng để xác định đại lượng q. Trong quá trình đo, cần cố định hướng chuẩn I–II. Tại điểm I, tiến hành đo hai góc β1 và β2, đồng thời xác định khoảng cách ngang D, sau đó tính q theo công thức tương ứng.
Trong đó : D – khoảng cách từ I tới chân công trình
Phương pháp quan trắc nghiêng:
- Dây dọi cơ học: Đơn giản nhưng hiệu quả cho các công trình nhỏ.
- Đo góc và cạnh: Sử dụng máy toàn đạc để xác định độ nghiêng chính xác.
- GPS: Phương pháp hiện đại giúp đo đạc ở khoảng cách xa và với độ chính xác cao.
Với khả năng đo góc chính xác ±2”, máy toàn đạc Sokkia là lựa chọn hàng đầu trong công tác kiểm tra độ nghiêng – đảm bảo kết quả đáng tin cậy và dữ liệu có thể phân tích chi tiết trên phần mềm chuyên dụng như Civil 3D, AutoCAD hoặc Revit.
Quan trắc chuyển dịch ngang
Đây là phương pháp theo dõi sự dịch chuyển ngang của công trình, thường được áp dụng cho cầu, đường, đập – nơi có nguy cơ bị biến dạng theo phương ngang do áp lực đất, nước hoặc mô-men xoắn.
Cách tiến hành:
- Xác định hướng chuẩn cho trục công trình.
- Trong các chu kỳ đo, xác định độ dịch vị ngang của các điểm trên công trình so với hướng chuẩn ban đầu.
Các phương pháp đo chuyển dịch:
- Phương pháp hướng chuẩn
- Phương pháp đo góc – cạnh
- Giao hội góc, giao hội cạnh
- Phương pháp tam giác
- Đường chuyền đa giác
Sự kết hợp các phương pháp này với thiết bị chính xác như Máy toàn đạc Sokkia FX-200 series sẽ giúp ghi nhận chuyển dịch một cách đầy đủ và đáng tin cậy.
>> Xem thêm: Các dự án bàn giao thiết bị đo đạc thành công tại Việt Thanh Group.
Khi nào cần thực hiện các phương pháp quan trắc công trình?
Quan trắc công trình là công tác theo dõi, kiểm tra liên tục các biến dạng, dịch chuyển, lún, nghiêng… của kết cấu công trình nhằm đảm bảo an toàn trong thi công cũng như vận hành sau này. Việc thực hiện các phương pháp quan trắc công trình là cần thiết trong nhiều trường hợp cụ thể, đảm bảo công trình hoạt động ổn định, bền vững và an toàn cho con người và tài sản với sự hỗ trợ của Máy Toàn Đạc Sokkia IM-100 Series (IM101, IM102, IM103, IM105).
Trong giai đoạn thi công các công trình lớn
Khi triển khai xây dựng các công trình có quy mô lớn như: tòa nhà cao tầng, cầu vượt, đập thủy điện, hầm chui, tuyến metro… thì công tác quan trắc là bắt buộc. Việc áp dụng các phương pháp quan trắc công trình trong giai đoạn này giúp kịp thời phát hiện các hiện tượng lún, nghiêng, nứt… để có biện pháp xử lý trước khi sự cố nghiêm trọng xảy ra.
Khi công trình có dấu hiệu lún, nứt, nghiêng lệch bất thường
Trong quá trình sử dụng, nếu công trình xuất hiện các dấu hiệu bất thường như lún nền, nứt tường, nghiêng cột hoặc thay đổi kết cấu chịu lực thì cần nhanh chóng triển khai các phương pháp quan trắc công trình để xác định nguyên nhân và mức độ nguy hiểm. Đây là bước quan trọng trong việc đưa ra quyết định sửa chữa, gia cố hay di dời người và thiết bị khỏi khu vực nguy hiểm.
Trước và sau khi thực hiện các công việc gây chấn động lớn
Các công tác thi công như đóng cọc, ép cọc, đào hầm, phá dỡ công trình cũ hay thi công gần các công trình hiện hữu… có thể tạo ra rung động lớn, ảnh hưởng đến các kết cấu lân cận. Do đó, cần áp dụng các phương pháp quan trắc công trình trước, trong và sau quá trình này để kiểm soát mọi thay đổi về hình dạng, vị trí, hoặc độ bền của công trình bị ảnh hưởng.
Trong quá trình vận hành công trình lâu năm
Đối với những công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông đã đi vào sử dụng nhiều năm, việc kiểm tra định kỳ bằng các kỹ thuật quan trắc giúp đánh giá độ ổn định của công trình theo thời gian. Điều này đặc biệt quan trọng với các công trình trọng yếu như đập thủy điện, cầu vượt sông, hay các khu nhà chung cư cũ. Áp dụng các phương pháp quan trắc công trình giúp xác định mức độ xuống cấp, lên kế hoạch bảo trì hoặc cải tạo.
>> Xem thêm: Cách đo đạc đất đai bằng máy: Quy trình chi tiết và các thiết bị hiện đại
Quan trắc công trình là bước quan trọng để đảm bảo an toàn và chất lượng công trình xây dựng. Tùy vào mục đích, vị trí và dạng công trình, bạn có thể lựa chọn phương pháp quan trắc phù hợp: quan trắc lún, nghiêng hay chuyển dịch. Việc sử dụng thiết bị hiện đại như máy toàn đạc Sokkia sẽ giúp tăng độ chính xác, rút ngắn thời gian và tiết kiệm chi phí đáng kể.
Be the first to review “Các phương pháp quan trắc công trình: Giải pháp hiệu quả cho xây dựng bền vững”