Quan trắc biến dạng là một trong những hoạt động quan trọng trong quá trình xây dựng và vận hành các công trình xây dựng, đặc biệt là các công trình có quy mô lớn, phức tạp và có tác động lớn đến môi trường. Quan trắc biến dạng giúp kiểm soát chất lượng công trình, đảm bảo an toàn cho người sử dụng và phòng ngừa các rủi ro tiềm ẩn.
Biến dạng là sự thay đổi hình dạng, kích thước hoặc vị trí của một cấu kiện hoặc toàn bộ công trình do tác động của các yếu tố ngoại lực, nhiệt độ, ẩm độ, tải trọng, co ngót, ứng suất, ăn mòn, lún sụt… Biến dạng có thể là biến dạng tĩnh (không thay đổi theo thời gian) hoặc biến dạng động (thay đổi theo thời gian). Biến dạng có thể là biến dạng hữu hạn (trong giới hạn cho phép) hoặc biến dạng vượt giới hạn (gây hư hỏng cấu kiện hoặc toàn bộ công trình).
Quan trắc biến dạng là quá trình theo dõi, đo đạc, ghi nhận và phân tích các thông số liên quan đến biến dạng của công trình. Quan trắc biến dạng có thể được thực hiện bằng các phương pháp khác nhau, như quan trắc bằng thiết bị cơ khí (thước kẹp, máy cân bằng…), quan trắc bằng thiết bị điện tử (máy đo laser, cảm biến…), quan trắc bằng thiết bị viễn thám (vệ tinh, máy bay không người lái…) hoặc quan trắc bằng thiết bị kỹ thuật số (máy tính, camera…).
Mục tiêu của quan trắc biến dạng là để xác định nguyên nhân, mức độ và xu hướng của biến dạng; để so sánh giữa kết quả quan trắc và tiêu chuẩn thiết kế; để đưa ra các giải pháp khắc phục hoặc cải thiện nếu cần; để cung cấp các thông tin cần thiết cho việc quản lý và bảo trì công trình.
Quan trắc biến dạng có vai trò rất quan trọng trong việc bảo đảm chất lượng và an toàn của công trình. Quan trắc biến dạng giúp phát hiện sớm các vấn đề tiềm ẩn của công trình, như nứt, lún, cong vênh…; giúp ngăn chặn hoặc giảm thiểu các hậu quả nghiêm trọng của biến dạng, như sập, vỡ, mất ổn định…; giúp tiết kiệm chi phí và thời gian cho việc sửa chữa hoặc xây mới công trình.
Trong bài luận này, chúng tôi sẽ giới thiệu về các khái niệm cơ bản, các phương pháp và các ứng dụng của quan trắc biến dạng trong xây dựng. Chúng tôi cũng sẽ trình bày một số ví dụ thực tế về quan trắc biến dạng của các công trình nổi tiếng trên thế giới, như tháp Eiffel, tháp nghiêng Pisa, cầu Golden Gate… Cuối cùng, chúng tôi sẽ đưa ra một số khuyến nghị và kết luận về tầm quan trọng và những thách thức của quan trắc biến dạng trong xây dựng hiện đại.