- Đo cao hình học Đo cao lợng giác Đo cao thuỷ tĩnh Chụp ảnh
2. Các phơng pháp đo chuyển dịch
a. Phơng pháp dóng hớng.
Trong phơng pháp này ngời ta sử dụng mặt phẳng ngắm thẳng đứng của máy kinh vĩ đi qua hai điểm mốc chuẩn rồi đo các độ lệch của các mốc quan trắc với mặt phẳng ngắm này. Thông thờng dọc theo mặt phẳng ngắm chọn làm trục x và nh vậy các độ lệch sẽ là các giá trị y. γ y1 1 1 l x y II A2 I A1 6 5 4 3 2 1
Trên hình 4.3.1 là một sơ đồ đơn giản đo chuyển vị theo phơng pháp dóng h- ớng. Trong đó A1, A2 là các mốc chuẩn; I, II là các mốc quan trắc của hớng; 1,2,3,... là các mốc quan trắc chuyển vị của công trình.
Dùng kỹ thuật đo góc nhỏ, đặt máy tại điểm I, định hớng về điểm II đo các góc
γ và các khoảng cáh l. Từ đó tính đợc các độ chuyển vị γ"
yi = li --- ρ"
Từ công thức này có thể thấy rằng : vì giá trị γ rất bé nên sai số ảnh hởng đến độ chính xác xác định giá trị y chủ yếu là sai số đo góc. Các khoảng cách l có thể đo bình thờng bằng thớc thép, sai số có thể bỏ qua. Khi đó sai số xác định yi sẽ là
σγ"
σy = l --- ρ"
σγ là sai số trung phơng đo góc, thí dụ với l = 200m, σγ = 0",7 thì σy = 0,7mm.
b. Phơng pháp đo hớng
Phơng pháp này đợc sử dụng khi không thể dùng phơng pháp dóng hớng đợc, nghĩa là không thể cố định đợc một hớng trên công trình và số điểm quan trắc không nhiều (3 - 5 điểm). Để xác định đợc giá trị chuyển vị của các điểm quan trắc bằng phơng pháp đo hớng cần phải đặt ít nhất ba điểm mốc chuẩn I, II, III. Trong đó một điểm, thí dụ III đợc đặt sao cho hớng ngắm từ nó đến điểm quan trắc là vuông góc
với hớng chuyển vị của các điểm quan trắc (1,2,3,4) và góc giao hội là không bé hơn 30o.
Khoảng cách từ mốc chuẩn đến các điểm quan trắc trên công trình không đợc lớn hơn 1000m. Giá trị chuyển vị của một điểm quan trắc q đợc tính theo công thức
∆β"
q = l ---- ρ"
l - Khoảng cách từ mốc chuẩn đến điểm quan trắc
∆β”- Giá trị thay đổi về hớng giữa các chu kỳ đo.
Để kiểm tra mức độ ổn định của các mốc chuẩn, từ các mốc này lại đo nối với các mốc chuẩn khác O1, O2... bằng phơng pháp giao hội ngợc, phơng pháp tam giác v.v...và chỉ sử dụng mốc ổn định để làm cơ sở tính toán. N I 1 1' l1 q ∆ β'' β1
c. Phơng pháp tam giác.
Sông 1 2 3 I II III IV V VI
Hình 4.3.3
Phơng pháp tam giác (đo cả 3 góc trong tam giác) hoặc phơng pháp giao hội góc (đo hai góc trong tam giác) đợc sử dụng để xác định độ chuyển vị của các công trình xây dựng ở vùng núi nh các đập bêtông. Các điểm quan trắc trên công trình có thể đợc đặt ở các độ cao khác nhau. Chúng có thể đợc gắn với các mốc chuẩn thành một lới tam giác nếu tại điểm quan trắc có thể đặt máy để đo góc đợc. Trờng hợp ngợc lại chúng đợc xác định bằng giao hội góc.
Trong lới, đo các cạnh đáy và các góc. Sau khi bình sai tính đợc toạ độ các điểm quan trắc. Giá trị và hớng của chuyển vị của các điểm trên công trình đợc xác định từ sự thay đổi về toạ độ giữa các chu kỳ đo.
d. Phơng pháp đờng chuyền
Trong những điều kiện xây dựng chật hẹp, để đo chuyển vị ngời ta sử dụng ph- ơng pháp đờng chuyền thì sẽ có nhiều thuận lợi hơn. Phơng pháp này đặc biệt đợc sử dụng khi nghiên cứu chuyển vị của công trình hầm, đập vòm bê tông và các công trình có dạng cong khác.
Hình 4.3.4
Với ví dụ trên hình 4.3.4 đờng chuyền nối giữa hai điểm A, B ở hai bên bờ. Trong các đờng chuyền khi bình sai thờng không có điều kiện góc định hớng mà chỉ có điều kiện về toạ độ do vậy nói chung độ chính xác đo góc trong đờng chuyền yêu cầu rất cao. Nếu đờng chuyền dài 500m gồm 5 cạnh, mỗi cạnh dài 100m và sai số cho phép xác định chuyển vị là 2mm thì theo nguyên lý ảnh hởng bằng nhau ta tính đợc:
Sai số chuyển vị dọc σd = 2 / √ 2 = √ 2 = 1,4 mm Sai số chuyển vị ngang σn = 1,4 mm
và từ đây ngời ta tính đợc sai số đo cạnh là 2 σd 2 √ 2
σl = ; σl = -- = 1,3mm √ n √ 5
Còn sai số đo góc là
σn 48 √ 2 206265 48
σβ" = ρ" = = 1",7 l n(n2 + 3) 100 000 140
4.4. Quan trắc độ nghiêng
Những công trình có chiều cao lớn nh nhà cao tầng, ống khói, tháp nớc, tháp truyền hình v.v...dới tác động của các yếu tố khác nhau trong quá trình xây dựng và khai thác có thể bị nghiêng. Trên hình 4.1, điểm M và Mo sẽ cùng nằm trên một đ- ờng thẳng đứng nếu công trình không bị nghiêng. Khi bị nghiêng M sẽ chuyển đến vị trí M1 và hình chiếu trên phơng thẳng đứng sẽ là M1'. Nếu gọi chiều cao của công trình là H, đoạn dịch chuyển MoM1' là l thì góc nghiêng sẽ là
l Sinϕ = H
Sai số giới hạn khi đo độ nghiêng đợc quy định nh sau: - Xác định độ nghiêng của các móng máy: 0,00001 L - Với các tờng nhà : 0,0001 H - Đối với ống khói, tháp : 0,0005 H
Trong đó L và H tơng ứng là chiều dài móng và chiều cao công trình. Có nhiều phơng pháp khác nhau để đo độ nghiêng.
H M1 M1 Mo M'1 l ϕ Hình 4.4.1 1. Phơng pháp dây dọi.
Trong nhiều trờng hợp thực tế có thể sử dụng dây dọi để đo trực tiếp độ nghiêng của công trình. Dây dọi đợc treo tại điểm phía trên công trình, độ nghiêng tổng cộng và hớng của nó đợc xác định trực tiếp tại chân công trình bằng cách đo đoạn l bằng một thớc chuyên dụng. Đây là phơng pháp đơn giản cả về thiết bị và cách đo. Trong điều kiện thuận lợi phơng pháp dây dọi có thể đảm bảo độ chính xác đo độ nghiêng cho các công trình có chiều cao dới 15m.