Biến dạng thực chất là chuyển vị không gian của các điểm trên công trình qua một chu kỳ thời gian. Công tác quan trắc biến dạng được tiến hành đo đạc với độ chính xác cao. Và có thể chia làm 2 loại biến dạng:
Chuyển vị mặt đứng: gọi là lún
Chuyển vị mặt bằng: gọi là chuyển vị.
Quan trắc lún:
Mốc gốc: ít nhất phải có 3 mốc được bố trí gần công trình, nhưng phải nằm ngoài phạm vi ảnh hưởng lún của công trình. Mốc gốc có thể chôn dưới đất, gắn trên tường các công trình kiên cố đã được xây dựng từ lâu.
Hình 3.1
Mốc lún: được đặt vòng quanh đỉnh móng công trình, dưới chân cột hay đỉnh móng chịu lực, ở những điểm thay đổi kết cấu.
Hình 3.2 Chu kỳ quan trắc:
Chu kỳ quan trắc đầu tiên bắt đầu sau khi xây lắp xong móng công trình(gọi là chu kỳ 0).
Trong giai đoạn xây dựng các lần đo được tiến hành khi công trình có bước nhảy về tải trọng, đặc biệt khi công trình đạt được 25%, 50%, 75%, 100%.
Trong giai đoạn sử dụng công trình, chu kỳ đo có thể là tháng, quý, năm, việc quan trắc lún phát triển đến khi độ lún trong 3 chu kỳ liên tiếp không thay đổi khi đó mới kết thúc.
Quan trắc chuyển vị:
Dưới tác dụng của các thành phần ngoại lực tác động vào công trình, công trình có thể bị dịch chuyển đi theo phsương nằm ngang(hình 2).
Hình 3.3
Muốn quan trắc được độ dịch chuyển của công trình ta đo xác định toạ độ (mặt bằng) của một số điểm đặc trưng trên công trình vào các thời điểm khác nhau theo các phương pháp: hướng chuẩn, đo góc, đường chuyền…ở đây ta xét phương pháp giao hội góc.
Đặt các mốc I, II, III, IV ngoài phạm vi ảnh hưởng của công trình tạo thành một số hướng gốc.
Đặt các mốc dịch chuyển 1, 2, 3 ở trên công trình.
Đo góc bằng õi hợp với các hướng gốc và hướng ngắm đến các mốc đo dịch chuyển theo từng chu kỳ. Đoạn dịch chuyển q được tính theo công thức: H
H S
q ς
β.
= ∆ Trong đó:
Hβ
∆ : là hiệu số góc đo giữa chu kỳ đang xét với chu kỳ 0.
S: Khoảng cách từ máy đến điểm đo dịch chuyển.
Để kiểm tra có thể đo cả góc ở phía bờ bên kia.
Phương pháp này ưu điểm là áp dụng được với công trình có dạng bất kỳ, việc tính toán đơn giản.
Quan trắc nghiêng:
Những công trình cao khi lún không đều thì chúng bị nghiêng. Độ nghiêng của công trình có thể được đặc trưng bởi góc nghiêng ϕ hay độ lệch tâm l(hình 4):
H Sinϕ = l Trong đó:
H: Chiều cao công trình.
l=M0.M1’ là đoạn dịch chuyển.
Hình 3.4
Tuỳ thuộc vào độ cao, hình dáng, kích thước của công trình, độ nghiêng có thể được xác định bằng nhiều phương pháp.
Phương pháp chiếu thẳng đứng:
Với những công trình có chiều cao H ≤ 15m ta dùng dây dọi để chiếu điểm. Đoạn 1
được đo trực tiếp bằng thước thép.
Với những công trình cao dùng máy chiếu quang học hoặc Lazer.
Phương pháp đo góc bằng (phương pháp giao hội góc):
Phương pháp này thường được áp dụng để xác định độ nghiêng của các công trình cao có dạng tháp.
Điểm 1 nằm ở đỉnh công trình. Bố trí các điểm góc A, B, M, N ở gần công trình, trong đó cố gắng đặt A và B sao cho hướng A-1 và B-1 có dạng trực giao từ đó ta tính được đoạn nghiêng 1 thành phần thứ nhất ở một chu kỳ nào đó là:
n n a a
l S ς
∆β
= ×
Trong đó Sa: là khoảng cách nằm ngang của đoạn thẳng từ A đến chân điểm 1
∆õn: là hiệu số góc bằng giữa góc đo được ở chu kỳ bất kỳ với góc đo ở lần đầu
Hình 3.5
Tương tự như vậy khi đặt máy kinh vĩ tại điểm B ta xác định được đoạn nghiêng 1 từ thành phần thứ 2 là:
n n b b
l S ς
∆β
= ×
Đoạn nghiêng toàn phần L xác định ở một chu kỳ nào đó là:
2 2
b
a l
l
L = +
Và giá trị góc nghiêng ϕ được tính theo biểu thức:
n H
H l ς ϕ = ×
Độ chính xác của phương pháp này phụ thuộc vào độ chính xác đo góc và đo khoảng cách S.