Thiết bị Inclinometer được dùng để đo dịch chuyển ngang nhờ một đầu dò được kết nối với thiết bị thu số liệu, đầu dò sẽ được kéo dọc theo ống đo nghiêng từ đáy lên tới đỉnh ống. Ống đo nghiêng được lắp đặt trong lỗ khoan chờ sẵn trong tường vây hoặc trong đất. Một số ứng dụng đặc trưng của nó như sau:
- Xác định được khu vực có sự trượt lở đất.
- Quan trắc chuyển vị ngang của đập đất, nền đấp trên đất yếu, hố đào sâu hoặc tunnel.
- Quan trắc độ dịch chuyển của cọc vây, tường vây, hoặc tường chắn đất.
| Trượt lở đất | Tường vây, cọc vây |
| Nền đê đập | Nền đất đắp |
Hình 1. Ứng của thiết bị Inclinometer trong việc quan trắc các công trình xây dựng.
Tiêu chuẩn ASTM D6230 “Standard Test Method for Monitoring Ground Movement Using Probe-Type Inclinometers".
AASHTO T 254: "Installing, Monitoring, & Processing Data of the Traveling Type Slope Inclinometer".
Thiết bị Inclinometer gồm có 4 bộ phận chính như sau:
- Ống vách casing có thể được làm bằng nhựa dẻo, nhôm hợp kim, sợi thủy tinh hoặc thép. Nó có các đường rãnh để định hướng cho đầu dò, và được lắp đặt gần như thẳng đứng.
- Đầu do có bộ cảm biến trọng lực.
- Bộ thu số liệu.
- Dây cáp điện tử kết nối đầu dò với bộ thu số liệu.
- Bộ hiển thị cầm tay có thể kết nối Bluetooth.
 |
 |
 |
 |
Hình 2. Các bộ phận của thiết bị Inclinometer của hãng Geokon.
D = 85 mm D = 70 mm D = 48 mm
Ống vách của đầu đo nghiêng là một ống đã tạo rãnh sẵn, được sử dụng khi lắp đặt. Nó thực hiện chức năng dẫn hướng cho đầu dò của đầu đo nghiêng. Đường kính của ống vách gồm có loại lớn, vừa và nhỏ, được làm từ nhiều chất liệu khác nhau, tùy thuộc vào tính chất nhiệm vụ của công việc mà ta chọn loại phù hợp nhất.
 |
 |
 |
 |
Hình 4. Ống vách
Đầu dò đo nghiêng có bánh xe chạy trong các rãnh dọc trong ống vách. Nó bao gồm hai tốc kế cân bằng lực. Một tốc kế đo độ trục A, tốc kế kia đo độ nghiêng trong mặt phẳng vuông góc được gọi là trục B.
Hình 4. Hệ thống đầu dò và mặt cắt ngang ống vách.
Bộ hiển thị dữ liệu đo nghiêng nhận được từ đầu dò. Các thiết bị thu số liệu lưu giữ các số đọc trong bộ nhớ.
Hình 6. Bộ thu số liệu
|
Cáp điều khiển được dùng để kiểm tra độ sâu của đầu dò đầu đo nghiêng. Đồng thời nó cũng truyền dẫn tín hiệu giữa đầu dò và bộ phận thu. Dây cáp được đánh dấu mỗi đoạn 0.5m. |
|
a. Ống vách và vật liệu
- Đường kính ống vách ảnh hưởng tới tuổi thọ và chất lượng công việc. Dịch chuyển của nền đất, tường vây làm cho ống vách biến dạng theo và cản trở đầu dò chuyển động trong ống vách. Ống vách đường kính lớn hơn cho phép quan trắc với dịch chuyển lớn hơn. Luôn sử dụng ống vách có đường kính lớn nhất có thể.
- Các vật liệu làm ống vách cũng ảnh hưởng tới tuổi thọ lắp đặt. Ống vách làm bằng nhựa ABS phù hợp với việc tiếp xúc lâu dài với các loại đất, vữa và nước ngầm. Nó không bị ăn mòn và thích ứng với các dịch chuyển của đất. Ống vách bằng nhôm có thể bị ăn mòn. Khi lắp đặt ống vách bằng nhôm cẩn thận không làm xước lớp keo epoxy bảo vệ của nó.
b. Hướng ống vách
- Hố khoan phải gần như thẳng đứng. Sai số trong đo nghiêng tăng theo độ nghiêng của ống.
- Khi tiến hành lắp đặt ống đo nghiêng, cần lưu ý đặt phương A(+) – A(-) phải song song với hướng dịch chuyển. Trong công trình hố đào sâu cần đặt như hình bên dưới như sau:
Hình 7. Hướng ống vách
c. Các ống nối
- Keo ABS dùng trên các ống nối đòi hỏi 24h mới đạt được đầy đủ cường độ. Ống vách thường được lắp ráp và lắp đặt nhanh hơn nhiều. Trong các hố đầy nước, sự đẩy nổi giảm trọng lượng của ống vách do đó không cần quan tâm cường độ của keo và ống nối.
- Tuy nhiên, khi ống vách được lắp đặt trong hố khoan khô, ống nối phải giữ toàn bộ trọng lượng của ống vách. Trong trường hợp này, đóng chặt ống nối bằng các đinh tán. Các ống nối khi dán, keo chui vào ống vách có thể gây tắc, làm rãnh dẫn hướng thiếu chính xác và làm hỏng các bánh xe của đầu dò.
d. Đổ vữa
- Vữa xi măng được trộn để có được cường độ tương tự như cường độ của đất. Dung trọng của vữa tạo ra một lực đẩy nổi, do đó cần có biện pháp để giữ ống vách trong hố khoan không bị đẩy lên khi lắp đặt.
- Không ấn ống vách xuống bằng máy khoan vì phương pháp này có thể làm ống vách bị xoắn trong lỗ khoan. Vữa được đổ nhiều lần, sau mỗi đợt đông cứng, thường đổ thêm vữa vào lỗ khoan từ 1 đến 2 lần đến lúc đầy ống.
Khi lắp đặt ống vách có 2 trường hợp phổ biến: lắp đặt bên trong tường vây có ống thép chờ sẵn và lắp đặt trong nền đất tự nhiên.
Trường hợp lắp đặt trong đất tự nhiên:
Hình 9: Lắp đặt đo nghiêng.
- Bước 1: Làm sạch dung dịch khoan và mảnh vụn trong hố khoan. Gắn nắp đậy vào phần cuối của ống vách.
- Bước 2: Lắp đặt ống vách trong lỗ khoan, thêm ống vách khi đạt tới độ sâu yêu cầu.
- Bước 3: Thả ống phun vữa xuống đáy hố khoan và bơm một phần vữa.
- Bước 4: Chờ phần vữa đông cứng, đổ đầy vữa vào hố khoan và lắp đặt hộp bảo vệ.
Khi lắp đặt trong tường vây có ống thép chờ sẵn, ta phải dùng bơm điện chìm vệ sinh sạch sẽ bùn trong ống thép trước khi tiến hành các bước trên.
Sau khi lắp đặt xong, cần kiểm tra các chức năng của thiết bị. Số đọc lần đo đầu sẽ được lấy làm số liệu chuẩn để tính toán các chu kỳ đo tiếp theo. Chỉ được tiến hành đo chu kỳ đầu tiên sau khi lắp đặt xong ít nhất 2 ngày. Trong quá trình đo kiểm tra, thực hiẹn ba lần, nếu có sai khác đáng kể phải đánh giá và chọn ra số liệu để làm số liệu chuẩn.
Thả đầu dò đến đáy ống, những gia tốc bên trong đầu đo sẽ xác định được góc nghiêng của mỗi đoạn 0.5m, kéo đầu đo lên 0.5m đo đoạn ống tiếp theo. Quá trình đo lập lại đến khi hết chiều dài ống .
Hình 11. Biểu đồ độ lệch ngang
Mỗi chu kỳ đo ta xác định được độ nghiêng của ống, so sánh độ nghiêng của chu kỳ hiện tại với số liệu ban đầu ta được giá trị dịch chuyển ngang.
6. Báo cáo kết quả
