Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Dự đoán sức chịu tải cọc theo N – SPT & phương pháp mô phỏng số

Trong những năm gần đây, việc xác định sức chịu tải của cọc từ dữ liệu của các thínghiệm hiện trường các thí nghiệm xuyên động hoặc xuyên tĩnh đã được sử dụng nhiều bởi các kĩ sư địa kĩ

TRAN QUOC HOANG

DU DOAN SUC CHIU TAI COC THEO N - SPT

&

PHUONG PHAP MO PHONG SO

Chuyên ngành : Dia Kỹ Thuật Xây DungMã số: 60 58 02 11

LUẬN VÁN THẠC SĨ

TP HỎ CHÍ MINH, Tháng 12 Năm 2015

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BACH KHOA —DHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa hoc: PGS TS Nguyễn Minh Tâm

Cán bộ cham nhận xét 1: PGS TS Châu Ngọc An

Cán bộ châm nhận xét 2: TS Lê Văn Pha

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Truong Dai hoc Bách Khoa, ĐHQGTp HCM ngày 08 tháng 0T năm 2016

Thanh phan Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vi của Hội đông cham bảo vệ luận vănthạc sĩ)

1 PGS TS Tô Van Lan2 PGS TS Chau Ngoc An3 TS Lê Van Pha

4 PGS TS Võ Ngọc Ha5 TS Lé Trong Nghia

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh gid LV va Trưởng Khoa quan lýchuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nêu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

PGS TS Tô Văn Lận PGS TS Nguyễn Minh Tâm

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập Tự do Hạnh phúc

NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨ

Họ tên học viên: TRAN QUOC HOANG pe s TNOMMSNgày, thang, ndm á OMMLNWN Noi sinh: Binh Dinh

iy Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số SMRLMINN

KIÊN DE TÀI:DỰ ĐOÁN SỨC CHỊU TÁI CỌC THEO N - SPT & PHƯƠNG PHÁP MÔPHONG SO

KNHIEM VU VÀ NỘI DU dMở đầu

Chương 1 Tổng quan về van dé nghiên cứuChương 2 : Cơ sở lý thuyết

Chương 3 Xây dựng tương quan giữa sức chịu tải cọc k pmqChương 4 : Dự đoán sức chịu tải cọc theo giá tri N SPT và mô phỏng số sự làm việc củacọc cho một công trình thực tế

Kết luận và kiến nghịKNGÀY GIAO NHIỆM VỤ MS ME OWNKNGÀY HOÀN THÀNH NHIỆMVỤ M)NOQOWNKCÁN BỘ HƯỚNG DÂN md pKTS NGUYEN MINH TAM

Tp HCM, ngày 04 thang 12 năm 2015

CÁN BỘ HƯỚNG DÂN CHỦ NHIỆM BỘ M TRƯỞNG KHOA

PGS TS NGUYÊN MINH q md pKqpKi s ke mú pKTS NGUYÊN MINH TÂM

LOI CAM ON

Trước tiên, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành đến toàn thé quý Thay côtrong Bộ môn Địa Cơ Nền Móng — Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, Trường Đại học BáchKhoa, Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy và truyền đạt nhữngbài học, những kinh nghiệm chuyên ngành quý giá, giúp tác giả có đầy đủ nền tảngkiến thức để thực hiện dé tai nghiên cứu này cũng như áp dụng vào thực tế trong

công việc tương lai.

Tiếp theo, tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành và lòng biết on sâu săc đến

Thay PGS TS Nguyễn Minh Tâm, Thay đã truyền đạt kiến thức, hướng dẫn tận tâm,định hướng cho tác giả trong suốt quá trình thực hiện đề tài nghiên cứu

Sau cùng, tác giả xin gửi lời biết ơn chân thành, sâu sắc đến gia đình và banbè, đồng nghiệp về sự quan tâm, giúp đỡ, động viên, ủng hộ tác giả trong suốt chặnđường thực hiện dé tài nghiên cứu nay

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2015

Học viên

Tran Quôc Hoàng

Trong những năm gan đây, việc xác định sức chịu tải coc từ dữ liệu thí nghiệm hiện

trường đã được sử dụng rộng rãi bởi các kỹ sư địa kỹ thuật Trong bài báo này, các phương

pháp khác nhau dé xác định sức chịu tải cọc từ kết qua thí nghiệm Xuyên động chuẩn (SPT)

được trình bày va phân tích Một phương pháp mới dự đoán sức chịu tải coc theo N — SPT đã

được xây dựng dựa trên kết quả tổng hợp các thí nghiệm nén tĩnh cọc có găn các đầu đo biếndạng dọc theo thân cọc Nguyên tắc lây giá trị trung bình, vùng phá hoại ở mũi cọc, và cáchxác định sức chịu tải cọc từ kết quả thử tĩnh cũng được trình bày trong phương pháp mới Dữliệu thực té sử dung trong phân tích được tổng hop từ 30 cọc thử tĩnh hiện trường và 15 cọc

thử tĩnh có găn các đầu đo biến dang dọc theo thân cọc Kết quả thí nghiệm SPT của các hỗ

khoan gan vị trí thử tinh cọc cũng được tổng hợp để làm cơ sở phân tích tương quan Khi sosánh kết quả của các phương pháp hiện tại băng lý thuyết xác suất tích lũy (Cumulative

Propability) và hàm phân phối chuẩn (Log-Normal Approaches) cho thây phương pháp được

dé xuất dự đoán sức chịu tải cọc có độ chính xác cao và ít sai số hơn so với các phương phápkhác Kết quả dự đoán phù hợp với kết quả thực tế cho thấy phương pháp đề xuất có thểđược sử dụng để tham khảo và so sánh khi xác định sức chịu tải cọc trong ngành địa kỹ

thuật.

In recent years, determining bearing capacity of piles from in-situ testing data as acomplement of static and dynamic analysis has been used by geotechnical engineers In thispaper, different approaches for estimating the bearing capacity of piles from SPT data havebeen explained and compared A new method based on the N-value from SPT is presentedand calibrated Data averaging, failure zone extension, and plunging failure of piles has beennoticed in the proposed approach A data base has been compiled including 30 full scalestatic pile load tests and 15 test piles with strain gauge system The SPT data were performedclose to pile locations are also included in the data base A comparison of current methods byerror investigation with cumulative probability and Log-Normal approaches demonstratesthat the proposed method predicts pile capacity with more accuracy and less scatter thanother methods Results of prediction with good agreement to measured capacities indicatethat the proposed method can be used as an alternative for determining the bearing capacityof piles in geotechnical practice.

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả cam kết nội dung của Luận Văn Thạc Sĩ “ DU DOAN SUC CHIU TAI COCTHEO N-SPT & PHƯƠNG PHAP MO PHONG SỐ” do chính tác giả thực hiện, khôngsao chép bất kỳ tài liệu hay luận văn khác

Thành phố Hồ Chí Minh, Tháng 12 Năm 2015

Học Viên

Trần Quôc Hoàng

02 0 71 TINH CAP THIẾT CUA DE TÀI 5.21 1 112111211211121 1211112111 n2 HH HH HH HH re 72 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CUA DE TÀI ©s S21 E12115121111112E1112111 2111 211 tre 73 Y NGHĨA VÀ GIA TRI THỰC TIEN CUA DE TÀI - 2 S221 212E211211521111 2t tt ggưyg 74 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2225 1221211211112112 2112222110122 gu 85 HAN CHE CUA NGHIÊN CỨU 2 222E12122121111211212121 2 2121012111221 ng ruyn 96 HƯỚNG PHAT TRIÊN CUA DE TÀI 5 2 1 E1E1212112111212211 1E 1 ng HH HH uê 9CHUONG 1: TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CUU ooecccocecececesesessscsseseseseecsesesvevesestsestevevtseseseseseseees 101.1 TINH HÌNH NGHIÊN CUU TREN THE GIOL 0 0.ccccccccccscsccsscsesessesseseseessesesetsevsseeesevsstevseeseeees 101.2 TINH HÌNH NGHIÊN CUU TRONG NƯỚC - S21 212121121122110.22 11 re 2013 NHẬN XÉẾT u20 12 HH HH HH HH ng ng rêu 20CHUONG 2: CƠ SỞ LÝ THUYÊT - 1S 1 E12151111212115121121212122 211 211g tr re 212.1 _ THÍ NGHIỆM XUYEN DONG CHUAN SPT VÀ TI SO NĂNG LƯỢNG Eạ ssó 212.2 THÍ NGHIỆM THU TAI TĨNH COC CÓ GẮN ĐẦU ĐO BIEN DẠNG se 282.3 PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SUC CHIU TAI COC TỪ THÍ NGHIỆM NEN TĨNH 352.4 PHAN TÍCH BÀI TOÁN COC BANG MO PHONG SO SỬ DUNG PHAN MEM PLAXIS 2D

"Ra 41

CHƯƠNG 3: XÂY DỰNG TƯƠNG QUAN GIỮA SUC CHIU TAI COC THEO N-SPT s¿ 523.1 TONG HOP, PHAN TÍCH CÁC KET QUA THÍ NGHIEM THU TAI TĨNH COC THUC TE 523.2 TƯƠNG QUAN GIUA GIA TRI MA SÁT HONG VÀ SUC CHIU MUI DON VI THEO N —

Hình 1 Tương quan giữ a iéik SPT và ma sat hông don vi i Bi ì Em -ấtF 12Hình 2 Tương quan giữa độ ứ b tủa đấi óá á lêi k — pHg à.ằĂSieeeererreea 17Hình 3 Modun bi angEtrongtuo i OG â t€iSPT (N) theo d6 ì HãF 19e q đi ii /2202)//7PREEEN/⁄ 21e da iéiti ônăng lượ bạ uacdc phương pháp thí nghiệã pm â¬ỪỮ 26e Sq đi (do bie a —piê á A Ì rrrceccccccccresesvevsvsvssrssvsvsvsusesscsvevsvsussececevevsvivsvsusacavecevevsvees 29

e Tq đệm nén tinh tad oc theo phương pháp OSter berg .ccccccccccccccccccccccccsccecccesesseessestssseeeeenses 29

e q đệm nén tĩnh theo phương pháp iéi é i ống và theo phương phápO ` 33e V đu đồ i éuw— i é ¡ theo phương pháp nén tinh tuyề 6 Õ — 35

Hình 11 XGc di tứ là ldÍ 7 AC — ằĂằVĂàV VỀ QHỀHTSH SH TH TH nhện 36Hình 12 Xdc di tứ l lái BI àào.àà HE HHH.HHh HH HH hhệt 36

Hình 13 Xdcdi tứ — †ì lải theo phương pháp giao điểể ĂcSccccncrEEsrEErrrererrrerrree 37

Hình l4 Xácđị tứ ] taitheo phuongé ÌÍ CCC ì.ìàĂV VS Và 37Hình 15 Xácdđị tứ †ì tai theo phương pháp lÚ?⁄S à.cĂĂĂĂSSSSSssssseks 37Hình l6 Xácđị tứ †ì lái theo phương pháp Fuller & lÏqy e-ẶẶẶ 2+5 c+sssese 38Hình 17 Xacdi tứ †ì tai theo phương pháp Vander V€eH S5555<<<<<<+<sss2 38Hình lSXácđị tứ ] lái phương pháp S0%CÚ 6e —Đ ệý 38Hình I9 Xácdđị tứ iii tai theo phương pháp 9O% CU e Đ 39Hình 20 Xácđị tứ †ì tai theo phương pháp CTHH à.àeccSS S2 39Hình 21 Xácdđị tứ — †ì lái theo phương pháp MÍAZHFĂIGWICZ 'S ĂẶ5 52s SS++ssS2 40Hình 22 Xácdđị tứ †ì tai theo phương pháp SAU ( ÍH ĂẶ S225 S sex 40

e (ni úứú idi- @ a a ¬— 44

e 2Š ŠẽốX(.L.adMMADẦA Ẽ.Ẽă ằ a 44

e O ni ệ a tứ lái £ ạ ¡ Ã © Ê_ Ổ LH hà, 47

Hình 26 Các đườ ¿ ứ oa a lê] % HH 48

Hình 27 Định nghĩa module Eoed ref trong thí nghiệã nn 48

e WV šăí ẻ íê á wi lái ủ a epE_ M' 49Hình 30 Đườ é@ a édé wéii ad ởiê i $ã P iéuc thoát nướ 50Hình 31 Sơ đồ o í @a iwtinhTPs ba 1 ự sáiá e kóộệá 54

32 Biéu dé quan hệ giữa ma sát hông don vị va chuyến vị coc du án Vietin Bank Hà Noi 5533 Biéu dé quan hé gitta suc khang miti don vi va chuyén vị mũi coc dự an Vietin Bank Ha Nội

¬— 55

34 So đồ cọc thí nghiệm thie tĩnh bằng O-cell dự án MC TOW€FF G3211 v3 xa 5635 Sự phân bố lực theo chiếu sâu trong kết quả nén tinh dự án MC TOW€F 7c ceccssc: 5736 Ma sát hông huy động và chuyển vị trung bình đất trên vị trí đặt O — cell dự án MC Tower 5737 Ma sát hông huy động và chuyển vị trung bình đất dưới vị trí đặt O — cell dự án MC Tower5838 Tải trong đầu cọc tương đương trong kết quả thử tinh cọc dự án MC Tower 58

39 Tương quan giữa giả trị N— SPT đã hiệu chỉnh và ma sát hông don vi (kPA) - 59

40 Sự phân bố tương quan giữa N — SPT và hệ số ma sát hông đơn vị Ky ccceccccccccscscscssesseceveveees 7541 Biểu đồ tương quan giữa N— SPT và hệ số ma sát hông Ấy cc St nrerrrerreereee 7642 Kết quả tương quan giữa N— SPT và hệ số ma sát hông KS 5c Sc St rererrrrreersee 7743 Vùng phá hoại mũi coc thep các gid tri góc nội ma sát của AGL eeecccceceesecescscscesssesvetstetseeees 7844 Sự phân bố hệ số sức kháng mũi Kp theo giá trị N - SPT ccccctcE HE re reo 7945 Tương quan giữa sức kháng mũi don vị và chỉ số N - ST ác tr tt reo 7946 Tương quan giữa sức chịu mũi cực hạn so với tổng sức Chiu tải cực hqH acc s2 8147 Biểu đồ xác suất tích lũy giữa các phương pháp khác nhau xác định sức chịu tải coc theo

¬— 84

48 Biểu đồ ham phân bố chuẩn của các phương pháp khác nhau trong xác định sức chịu tải cọc

¬— 8649 Vi trí dự án German FÍOfS© ccccccccccccccccccecececccccecusecececccecauueeececcceeuausecececececaauteeeeceerauausetesenens 88

50 Phối cảnh dự Grn German HOUSE ooccccccccccccscsccscscsscscsssscssssssssscssvacssvecsssecssvavstvscssvavstvscstvecsevavseees 8931 Mat bang dinh vi coc va mat bang dự án German FÏOLIS© s5 CS SE vi 8952 Mat cắt hình trụ hỗ khoan địa chất dự án German HOUuSC coccccccccccccccscsccscscsccscsccsssecscssvscsevecees 9253 Biéu đô SPT theo độ sâu dự án German HOUSE vocccccccccccccsccscscsscscsccsssscsessvscsscscssvacstvecssvecsevecees 9454 Tương quan giữa N— SPT và thông số độ cứng đất E’ dự dn German House - 9655 Biểu đồ phân bố N— SPT theo độ sâu của hỗ khoan BH2 ác TT trerrrerreee 9756 Tương quan giữa N— SPT và ma sát hông don vị theo phương pháp đề xuất 98

57 Mô hình Plaxis 2D và Khai bảo vGt TIẾN LG SH Y1 1S ST TT nà 99

58 Chia lưới phần từ và mô PRONG COC vecccecccesesesvsveverssesvsvsvesvessevsvevsususuereavsvevsususessecevevevenseasees 10059 Trinh tự thí nghiệm nén tĩnh trong phần mém Plaxis 2D cecccccccccecescscscssssvsesssvevsvesesesvevsveeees 10060 Kết quả biến dạng trong phần mêm Plaxis 2D veccccccccccsccsesesesvsvssssvsssvsvsvsvssssvivsveussasecsvivevsnees 10161 Mặt cắt tiết điện coc thí /13⁄4(112//REREEEEYAạẦ Ă 102

63 Biến dạng của các đâu do ứng với các cấp gia tải và dỡ tải - Sc cccccctsEErsrserererrred 10464 Sự phân bố tải trong trong các ddu do bién Aang dọc theo thân COC -<<<- 10565 Quan hệ giữa ma sát hông don vị huy động và chuyển vị di lên trung bình 10566 Quan hệ giữa ma sát hông don vị huy động và chuyển vị trung bình scccccceerererei 10667 Quan hệ giữa sức kháng mũi đơn vị huy động và chuyển vị mi COC sec ccccecererei 10768 So sánh kết quả ma sát hông don vị giữa phương pháp nén tinh, phan mém Plaxis và phương7.7z.©~ 8E 109

Bảng 2 Tương quan giữa N-SPT và médun biến dạng E của AGt c.cccccccccccscscescsescssssesesssesvsvevsseevsesveeees 17Bảng 3 Các yếu tô ảnh hưởng đến kết quả thi nghiệm SPT ooccccccccccccceccscscscsssscsesvevsvsvssesvsssvsusustseevevsveees 22

Bảng 4 T: ong hợp các dự an thứ tai tinh coc có lắp ddu đo biến dạng đọc thân ©ỌG 52

Bảng 5 Tổng hop kết quả thi nghiệm nén tĩnh có gắn đâu do biến dang dự án Sunrise City 60

Bảng 6 Tổng hợp kết quả thí nghiệm nén tĩnh có gắn đâu đo biến dạng dự án Emerard Tower 61

Bang 7 Tổng hợp kết quả thi nghiệm nén tĩnh có gắn đâu do biến dạng dự án MC Tower' 62

Bảng 8 Tổng hợp kết quả thí nghiệm nén tĩnh có gắn đâu đo biến dang dự án Lemeridien 63

Bang 9 Tổng hợp kết quả thí nghiệm nén tĩnh có gắn đâu đo biến dạng dự án Việt Gia Phú (1) 64

Bảng 10 Tổng hợp kết quả thi nghiệm nén tĩnh có gắn đầu do biến dạng dự án Việt Gia Phú (2) 65

Bảng 11 Tổng hợp kết quả thi nghiệm nén tĩnh có gắn dau do biến dạng dự án Tran Hưng Đạo 66

Bang 12 Tong hợp kết quả thi nghiệm nén tĩnh có gan dau do biến dạng dự án Vietin Bank Ha Nội (1)¬———— 67Bảng 13 Tổng hợp kết quả thi nghiệm nén tĩnh có gắn dau do biến dang dự án Vietin Bank Hà Nội (2)¬———— 68Bảng 14 Tổng hợp kết quả thi nghiệm nén tĩnh có gắn dau do biến dang dự án Vietin Bank Hà Nội (3)¬———— 69Bảng 15 Tổng hợp kết quả thi nghiệm nén tĩnh có gắn dau do biến dạng dự án German House 70

Bảng 16 Tổng hợp kết quả thi nghiệm nén tĩnh có gắn dau do biến dạng dự án Đường Sắt Thành Phố7m 71Bang 17 Tổng hợp kết qua thi nghiệm nén tĩnh có gan dau do biến dang dự án Đường Sắt Thành Phố2 72

Bảng 18 Tổng hợp kết quả thi nghiệm nén tĩnh có gắn dau do biến dạng dự án Đường Sắt Thành Phố2 73Bảng 19 Tổng hợp kết quả thi nghiệm nén tĩnh có gắn dau do bién dạng dự án Bình Lợi Tân Son Nhất¬———— 74Bảng 20 Tính toán sức chịu tải cực han của 30 cọc nhôi theo N — PST của 7 phương pháp trước đâyvà phương pháp đề xuất (1) 5c Sc SE St TH EEEETE TH HH HH HH Ho 82Bang 21 Tinh toán sức chịu tải cực han của 30 coc nhôi theo N — PST của 7 phương pháp trước đâyvà phương pháp đề xuất (2) +: St E1 E21 11T HT HH HH HH HH Ho 83Bang 22 So sánh kết quả dự đoán sức chịu tải cọc theo N— SPT của các phương pháp 85

Bang 23 So sánh xác suất của các phương pháp du đoán sức chịu tải cọc nhdi theo N - SPT 87

Bảng 24 Các chỉ tiêu cơ lý địa chất dự án German House ccccccccccccceccscscscscsscsesvevsvsvssesvivsvevsvetsseevsvsvee 93Bảng 25 Các chỉ tiêu cường độ địa l/118211871R6:11,/7:0787(276-NNaI¬)ẠDAỔỔ 93Bảng 26 Bảng hệ số hiệu chỉnh kết quả thi nghiệm nén ngang trong hỗ khođn sc sec cccccccrec: 95Bảng 27 Bảng thông số địa chất dau vào trong mô hình Plaxis 2D dự án German House 96Bảng 28 Kết quả chuyến vị và ma sát hông don vị huy động trong kết quả thí nghiệm nén tinh O - cell

ona

“Rg18 Ñ.,

SedealpdHe,ate Oykhaicrt 74 22-1 z2!ưuSE,4

llSAGA id „2 ayneXác định chính xác sức chịu tải của cọc đã trở thành một van dé lớn bởi su phát triển của ngành

địa kĩ thuật Trong những năm gần đây, việc xác định sức chịu tải của cọc từ dữ liệu của các thínghiệm hiện trường (các thí nghiệm xuyên động hoặc xuyên tĩnh) đã được sử dụng nhiều bởi các

kĩ sư địa kĩ thuật vì kết quả đáng tin cậy hơn so với các thí nghiệm trong phòng Trong đó, thí

nghiệm Xuyên Dong Chuẩn (SPT — The Standard Penetration Test) van là thí nghiệm hiện trường

phố bién nhất và xác định sức chịu tải cọc theo kết quả thí nghiệm SPT là một trong những

phương pháp đơn giản mà cho kết quả chính xác nhất

Hiện nay, trên thế giới đã có rất nhiều các phương pháp tính toán xác định sức chịu tải của cọctheo giá trị thí nghiệm SPT Tuy nhiên, các phương pháp này vẫn còn nhiều hạn chế, chưa cho kết

quả thật sự chính xác, phù hợp giữa tính toán và thực tế trong điều kiện địa chất của Việt Nam

Do đó, việc nghiên cứu một phương pháp xác định sức chịu tải mới của cọc theo giá trị N-SPT

cho kết quả chính xác hon dé áp dụng trong tính toán thiết kế là can thiết, có ý nghĩa trong thực

tiễn cũng như nghiên cứu

_ _ Ta tr ^SN TY CR Tên KC OS MOY ca tệ TK oy {oYpar Rg = CĂN FUSS SETA 3À

oor

sg YNỈ XL

`

we

oetước202kgtheSeeLEEf#5TH tung_ : b xCeeu22tretước

Trong luận văn nay, các phương pháp khác nhau để xác định sức chịu tải cọc từ giá trị thí

nghiệm SPT được giải thích và so sánh.Dựa trên sự tổng hợp và đánh giá các kết quả có được từ các thí nghiệm thử tải tĩnh cọc thực té

có gắn các đầu đo biến dang (strain gauge) dọc theo than cọc, tiến hành xây dựng tương quan giữa

giá tri N-SPT với giá tri ma sat hông đơn vi và sức chịu mũi đơn vi của cọc Từ đó, một công thức

mới để xác định sức chịu tải cọc theo giá tri N-SPT được dé xuất áp dụng trong điều kiện địa chấtViệt Nam So sánh giữa kết quả tính toán sức chịu tải cọc theo công thức đã đề xuất này với các

công thức đã có hiện nay đê đánh giá và nhận xét.

Từ các đề xuất về du đoán sức chịu tải cọc cũng như giá tri độ cứng cua đất theo SPT, áp dụngdé tính toán cho một công trình thực tế, đồng thời áp dụng lý thuyết phần tử hữu hạn băng phan

mêm Plaxis 2D đê mô phỏng sô, sau đó tiên hành so sánh két quả và rút ra nhận xét, đánh giá.

QC Á`SRI ẩ HOLS, TẾT TêBESee)rrr we tr,tương„r2kg092) tt,oi enePara PS)rereweeriheneers

NO

%

ne.

Thiết lập mối tương quan giữa giá trị N-SPT va sức chịu tai coc dọc theo chiều sâu

Đê xuât các giá trị hệ sô ma sát hông và hệ sô sức chịu tải mũi theo các khoảng của giá trị

N-SPT cũng như trình bày lí thuyết phá hoại khi xác định sức chịu tải cọc

Phương pháp mô phỏng số thí nghiệm nén tĩnh coc bằng phan mềm Plaxis 2D sử dụng mô hình

ot2071a0 D0at,wertưv

PDS29,Ane

Dé thực hiện dé tai nay, học viên đã tién hành nghiên cứu qua 4 bước:

i Nghiên cứu về lý thuyết

Tìm hiểu về thí nghiệm thử tải tĩnh cọc có găn các đầu đo biến dạng dọc theo thân cọc (cơ sởthí nghiệm và nguyên lí tính toán các kết quả từ thí nghiệm)

Tổng hợp và phân tích các phương pháp xác định sức chịu tải cọc theo kết quả thí nghiệm SPTtrên thé giới

Lí thuyết phan tử hữu hạn, các mô hình nền và phương pháp mô phỏng số str dụng phan mém

Plaxis 2D.

ii Tổng hop các kết quả thực tế

Tập hợp các kết quả thí nghiệm thử tải tĩnh cọc có găn các đầu đo biến dang dọc theo thân cọc

từ các công trình thực tế tại Việt Nam.iii Phan tích, đánh giá, so sảnh va dua ra dé xuất

Phân tích các kết quả thí nghiệm thử tải tĩnh cọc đã có để xác định tương quan giữa sức chịu tải

cọc do ma sát và mũi theo giá trị N — SPT.

Đề xuất các hệ số xác định ma sát hông đơn vi và hệ số xác định sức chịu tải mỗi đơn vị theocác khoảng gia trị N-SPT cũng như trình bày lí thuyết phá hoại khi xác định sức chịu tải của

coc.

iv Mô phỏng và so sánh với kết quả thực tế

oF2

Sứ dung phần mém Plaxis 2D dé phân tích ngược bai toán mô phỏng su làm việc của cọc, từ đó

so sánh giữa kết quả phân tích với kết quả thực tế, đưa ra các đánh giá và nhận xét

Tiép tuc tổng hợp các kết quả thí nghiệm thử tải tĩnh cọc từ thực tế với các điều kiện địa chat

khác nhau để đánh giá và hiệu chỉnh các hệ số xác định ma sát hông và sức chịu mũi don vi ngàycàng chính xác, đặt biệt là áp dụng trong điều kiện địa chất Việt Nam

Nghiên cứu tương quan giữa giá trị độ cứng đất và giá trị N-SPT, áp dụng không chỉ trong bài

toán phân tích cọc mà trong các bài toán khác như hô đào sâu, công trình ngâm,

Vân dé nghiên cứu xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm hiện trường SPT đãđược nhiều nhà khoa học trên thé giới thực hiện và công bố Đến nay, đã có rat nhiều các phươngpháp tính toán sức chịu tải của cọc theo N-SPT cũng như tương quan giữa độ cứng đất và giá trị N-

SPT Đây là một hướng nghiên cứu không mới nhưng van còn rất nhiều van đề chưa được giải

xây dựng, do đó việc dự đoán chính xác sức chịu tải cọc đã trở thành van dé quan trọng Có ratnhiều phương pháp cũng như những lí thuyết được đưa ra dé han chế những sai số trong việc tinhtoán xác định sức chịu tải cọc Một số phương pháp chấp nhận một số giả thuyết gần đúng dé đơn

giản hóa bài toán hoặc một số phương pháp kinh nghiệm đề cập đến sự tương tác giữa cọc — đất, sự

phân bố của sức chịu tải cọc doc theo thân cọc Do đó, các phương pháp này không đưa ra đượccác giá trị định lượng chính xác để có thể áp dụng một cách trực tiếp vào trong việc thiết kế móng

CỌC.

Sức chịu tải của cọc có thé được xác định dựa trên 5 phương pháp cơ bản sau:

e Nội suy từ đữ liệu thí nghiệm thử tải cọc thực tẾ,

e Các phương pháp động học dựa trên phân tích các phương trình truyền sóng,

e Thi nghiệm động PDA (Pile Driving Analyzer),

e Phân tích tinh bằng cách sử dung các thông số đất theo giá trị ứng suất có hiệu hoặc ứng suất

tổng,

e Các phương pháp sử dụng các kết qua từ thí nghiệm hiện trường, trực tiếp hoặc gián tiếp

Thực tế có rất nhiều điểm không chính xác trong việc phân tích và thiết kế móng coc và thông

thường, trong một số trường hợp bắt buộc, cần phải thực hiện các thí nghiệm thứ tải cọc tại hiện

trường Tuy nhiên, các thí nghiệm này thường tốn kém vẻ kinh tế, thời gian cũng như thường khó

kiểm soát hoặc không thể áp dụng cho các dự án nhỏ

Các phương pháp động học thường áp dụng cho cọc đóng, và dựa trên cơ sở các phương trình

truyền sóng trong một hệ thống tương tác búa đóng — đất — cọc Có rất nhiều điểm không chac chắnvề sự ảnh hưởng của tác động búa đóng cũng như sự thay đổi trong cường độ đất tại thời điểmđóng cọc hay thời điểm thí nghiệm, dẫn đến những kết quả không chính xác trong việc xác định

sức chịu tải coc Hơn nữa, việc giải các ham truyền sóng đòi hỏi phải chap nhận một số giả thuyếtđơn giản hóa, dẫn đến kết quả tính toán mang tính gần đúng.

Các phương pháp thí nghiệm động dựa trên cơ sở quan trắc gia tốc và biến dạng gan dau cọc

trong quá trình đóng cọc Từ các kết quả này, sức chịu tải cọc có thể được xác định bằng phương

pháp PDA cũng như phân tích số từ dữ liệu thí nghiệm Tuy nhiên, PDA chỉ có thể sử dụng bởi cáckỉ sư có kinh nghiệm hoặc các chuyên gia và một trong những hạn chế lớn nhất là việc đánh giá

sức chịu tai cọc chỉ phù hợp khi cọc đã được thi công xong, không thé áp dụng kết quả này dé đánh

giá sơ bộ sức chịu tải cọc ban đầu.Các phương pháp phân tích tĩnh đánh giá ma sát và sức chịu mũi một các độc lập và khác nhau.

Đối với sức chịu do ma sát xung quanh thân cọc, trong đất dính cũng như trong đất rời, một trongnhững tồn tại thường gây tranh cãi và chưa chắc chắn là việc xác định hệ số áp lực ngang Ko

Thông thường lí thuyết xác định sức chịu tải cọc được áp dụng dé đánh gia sức chịu mỗi trong đất

hạt rời Tuy nhiên, phương pháp này bao gồm một quan hệ gần đúng giữa Np - > dẫn đến khó khăn

trong việc xác định một giá trị đại diện và tin cậy của góc ma sát , đồng thời chap nhận giả thuyếtmặt trượt xuất hiện xung quanh mũi cọc Điều này dẫn đến việc nghi ngờ tính chính xác của líthuyết trong việc thiết kế cọc Các chỉ dẫn thiết kế dựa trên phương pháp phân tích tĩnh thường đềxuất sử dụng lí thuyết chiều cao tới hạn Tuy nhiên, chiều cao tới hạn thường là lí thưởng hóa vàkhông có cơ sở lí thuyết cũng như kinh nghiệm đề chứng minh

Trong những năm gân đây, việc sử dụng các số liệu từ các thí nghiệm hiện trường trong tínhtoán địa kĩ thuật ngày càng được phổ biến Điều này là do sự phát triển nhanh của các thiết bị thí

nghiệm hiện trường, các kết quả thí nghiệm cho kết quả chính xác hơn, giải quyết được những hạnchế của các thí nghiệm trong phòng: cũng như việc hiểu rõ hơn về ứng xử của đất

Thí nghiệm Xuyên Động Chuẩn (SPT), vẫn dang là một trong những thí nghiệm pho biến nhất

trong tac cả các thí nghiệm hiện trường Tuy nhiên, có một số van dé và hạn chế trong việc sử dụng

kết quả thí nghiệm này do quy trình thí nghiệm chưa chính xác dẫn đến các sai số

Xác định sức chịu tải của cọc theo SPT là một trong những phương pháp đơn giản nhất vàthường có hai phương pháp chính là trực tiếp và gián tiếp

—N-Average—N-Min

10 —— N-Max| =—Unit Skin Friction- Average (kPa) | |

— Unit Skin Friction - Min (kPa)

— Unit Skin Friction - Max (kPa)

Các phương pháp trực tiếp sử dụng trực tiếp giá trị N-SPT với một số hệ số hiệu chỉnh Tuynhiên, có một số tôn tại trong việc xử lí các dữ liệu liên quan đến sức chịu tải, vùng phá hoại xảy raxung quanh mũi cọc, sử dụng lý thuyết ứng suất tổng, và sức chịu tải cọc bị giới hạn khi đi vào cáctầng đất cứng Phương pháp không trực tiếp sử dung giá trị góc ma sát va sức chống cat khôngthoát nước từ dữ liệu thí nghiệm và có nhiều lí thuyết khác nhau Trong phương pháp này, chỉ cócác thông số dat là được lay từ kết quả SPT còn phương pháp tính toán dé xác định sức chịu tải cọcthì tương tự với các phương pháp tĩnh, và do đó vẫn còn tôn tại nhiều khuyết điểm.

Mặc dù có một số van đề tồn tại trong việc phân tích các kết quả của thí nghiệm SPT, nhưng thí

nghiệm này vẫn là một trong những thí nghiệm hiện trường thông dụng do tính đơn giản khi thựchiện va chi phí hợp lí Hiện nay trên thé giới đã có nhiều phương pháp ước lượng sức chịu tải cọc

theo SPT, trong luận văn này trình bày 7 phương pháp phổ biến nhất, kết qua tổng hợp trình bay

trong bang 1 bên dưới.

Bang 1 Các phương pháp trực tiếp xác định sức chịu tải cọc theo SPT

Phương Ma sát hông đơn vi Sức chịu mũi ¬STT Giai thich

phap (kPa) (MPa)

Li thuyét pha hoai:

Phuong phapQy = (k/1.75)Np Vander veen

Aoki & ° I-79)

Np: tri trung bình của3 | Tỉ sô năng lượng

| De’ Alencar Q, = (ak/3.5)Ns

gia tri SPT xung quanh cho N: 70%

(1975) | "

mũi coc Đôi với cát: a=14

& k=l, Với sét: a=60 &k=0.2Với cọc đóng: ,

Q, = (1+40.04(Dy/B)N Ti sô nang lượng

=(U10 b b

Shioi & ° cho N: 55%

<= 0.3N» ,2 Fukui Q, =n,N; n, =2 cho dat cát

Với coc nhôi: ` ,(1985) và băng 10 cho dat

Qy = 0.06(Dp/B)Nb <=

sét0.3Nb

Lí thuyết phá hoại:

Meyerhof Qp=0.4NICIC: : ,3 Q, =n,N; a Độ dôc nhỏ nhât

(1976) Ni: gia tri N ở mũi cọc

của đường cong tải

trọng — chuyên vịTỉ số năng lượng

choN: 55%

Với cọc chuyển vị

nhỏ: ns = |Với coc chuyên vi

lớn: n, =2

Lí thuyết phá hoại:

Briaud & N 01 huyền vị đã

Tucker 2 I, Ot “Fave | So I OT fer : ¬ eee

Ky max TQ kK Vp max ~ Tp res xâp xi 10% đường(1997)

(1995) của N xung quanh thân | cua N xung quanh mũi cát: k, = 0.325

CỌC CỌC Coc nhồi trong dat

al (2007) hình học cua N dọc hình học của N giữa Hansen

theo than coc khoảng 8D trên va4D_ | Thich hợp cho cọc

dưới mũi cọc trong đất rời (cát)Ng: giá trị trung bình của N xung quanh thân cọc năm trong dat

Np: giá tri trung bình của N xung quanh mũi coc.N: giá trị trung bình hình học của N, N, =(N.xN;x x N}”

C¡ = ((B+0.5)/2B)"; n =1, 2, 3 tương ứng cho dat rời, chặt vừa và rat chặt khi đường

kính cọc là B > 0.5m.Các trường hợp khác, C¡ = 1.

Ca = D/10B khi độ lún cọc trong lớp đất chặt D > 10B

Các trường hợp khác Ca = 1.ky 1868400(N,) Np là tri trung bình cua SPT dưới mũi coc 4B và trên mũi coc 4B

k; =20000(N,)*“

Qp.max — 1975(Nb) >”

(s:max = 22.4(Ns)

pres = 557L((K;*p)/(A#Ep))”, L là chiêu dài cọc, p là chu vi cọc va A; là điện tích

tiết diện ngang cọc, E, là module đàn hôi của cọc.

Qsre Up.res(At/As), As là diện tích bê mặt của cọc

Khi sử dụng các phương pháp này, có một số vân đề vẫn còn tôn tại:

Tắc cả các phương pháp dựa trên giá trị SPT để dự đoán sức chịu tải cọc đã bỏ qua áp lực nước

lỗ rỗng thặng dư phát sinh trong quá trình thí nghiệm và do đó kết quả có thể không chính xác

cho các loại đất có hệ số thâm thấp như đất sét Do đó kết quả thiết kế chỉ có thể đúng cho

trường hợp làm việc lâu dài, dữ liệu SPT thường chỉ thích hợp cho các loại đất cát hoặc đất sỏi

sạn (đất hạt rời)

Trong 7 phương pháp được trình bay ở Bang 1, phương pháp của Shioi & Fukui và Bazarra &

Kurkur không trình bay lí thuyết phá hoại khi xác định sức chịu tải mũi Điều này dé dẫn đếnmột số nhằm lẫn trong tính toán và lí thuyết phá hoại cần được trình bày

Trong tac cả các phương pháp trên, ngoại trừ phương pháp của Shariatmadari et al., giá trịtrung bình số học của N-SPT xung quanh thân cọc và mỗi cọc được sử dụng để xác định sức

chịu tải cọc, trong khi đó sự chênh lệch giữa gia trị N-SPT lớn nhất và nhỏ nhất có thể dẫn đếnsai số đáng kể trong tính toán.

e Tắc cả các phương pháp trên đều giới hạn vùng phá hoại Yếu tố nay ảnh hướng lớn đến việctính toán sức chịu tải coc, do đó vùng phá hoại nhất thiết phải được chọn can thận dé đánh giá

chính xác sức chịu mũi của coc Phương pháp của Aoki & De’Alencar, Shioi & Fukui vaMeyerhof không chỉ định vùng phá hoại này va do đó, chon lựa giá tri N khi tính toán sức chịu

mũi sẽ khó khăn và cho kết quả không chính xác

e Trong phương pháp Briaud & Tucker và Bazaraa & Kurkur, giá tri tỉ số năng lượng N trong khithực hiện thí nghiệm SPT không được chỉ định, tuy nhiên giá trị này lại ảnh hưởng trực tiếp đến

kết quả xác định sức chịu tải cọc cũng như kết quả tính toán

Bên cạnh đó, hiện nay các phần mềm áp dụng mô phỏng số để mô tả ứng xử của đất ngày cảng

phát triển và trở thành một công cụ hiệu quả trong việc tính toán thiết kế các bài toán địa kĩ thuật xâydựng Đã có rất nhiều mô hình phân tích ứng xử đất được đề xuất bởi rất nhiều các tác giả (mô hình

MC, HSM, SSm, SS Creep, ), tuy nhiên việc lựa chọn mô hình tính toán cho phù hợp cũng như việc

lựa chọn các thông số đầu vào cho các mô hình vẫn còn là vấn đề cần phải nghiên cứu thêm Đặt biệt

khi các thí nghiệm trong phòng thường không phản ánh đúng ứng xử thực tế của đất, việc sử dụng các

thông số từ kết quả thí nghiệm này sẽ cho kết quả khá sai lệch với ứng xử thực tế Xuất phát từ thực tếđó, đã có rất nhiều tác giả nghiên cứu va dé xuất các tương quan giữa các thông số đầu vào trong môhình phân tích số với kết quả từ các thí nghiệm địa chất hiện trường, đặt biệt là từ thí nghiệm SPT do

tính phô biến của nó trong công tác khảo sát địa chất

Một trong những tương quan đã được nghiên cứu nhiều là tương quan giữa độ cứng của đất

(mođun biến dạng E) và giá trị N-SPT Theo “Handbook of Geotechnical Investigation and DesignTables” B.Look, Modun biến dạng không thoát nước E, của các đơn nguyên sét được dự đoán theo kết

quả thí nghiệm SPT (N), như sau:

e Với N<= 15, E„= 1000N (kPa)e Với 15<N<=40, E„= 1500N (kPa)e Với N>40, Ey=2000N (kPa)

Module đàn hỏi biến dạng thoát nước E’ được lay từ module đàn hỏi bién dạng không thoát nướcE, cho dat dính tương ứng với công thức sau:

1í

_ 24x) —3 1.15

E'

Module dan hồi biến dạng thoát nước của đơn nguyên cát E’ được dự đoán theo kết quả thí

nghiệm SPT, dùng tương quan sau, (tham khảo Handbook of Geotechnical Investigation and DesignTables” B.Look and DSRSC-FS):

E’ = 1500N đối với kết câu chăn,E’ = 2500N đối với tính toán cọc

Proposed Saigon Centre Phase 2 & 3Eswr vs SPT N (Upper Clayey SAND)120

£= GOOON100

#0_ x+

a‘ L E=3500N

35 w - + t x b

5 x x a ©

H - @ m “ è ¢ *š > $

40 - 3 : “—pg

ap j + Pa a o 4 “

00 10 15 20

SPTN

Hình 2 Tương quan giữa độ cứng E của đất với giá trị N— SPTBowles, J.E, Foundation analysis and design, McGraw-Hill, New York, 2002, đã dé xuat tuongquan giữa N-SPT và môđun bién dạng E tùy thuộc vào loại đất như sau:

Bang 2 Tương quan giữa N-SPT và médun biến dạng E của datLoại đât Tương quan SPT và E

E=500(N+15)Cát (có kết thường) E=70004N

E=6000NCát (thoát nước) E = (15000 — 22000)InN

Young's Modulus (Es) MPa0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

2 4 4 ~ ——

-Sẽ \ #: S 4

\ \ bu 44 HỆ ® ° Lê

' * h £ T

64 44 “ 6, ~.

` ` N "te, ~S ¥, bs `; ae”“ ha F a

` N 1S &

124 ° ` ` `

\ X ` % L b14 4 » > cm ®

+ „? s° ""«

-16 4 s « on “`

‘ ` * ` +* ` ` 1S *,

18 4 t ` 7= i $ \£20 3 > « ớ 3 °S i h fs :

= @ Bowles, 1996 (Sand (saturated))

=—@— Bowles, 1996 (Sands (all normally consolidated); average value)= @ = Bowles, 1996 and Denver, 1982 (Sand (normally consolidated))«s@-= D'Appoionia et al,, 1970 (Sand (no-mally consolidated))

=—@=— Mezenbach, 1961 (Fine-grained send (below water level))

=—@— Mezenbach, 1961 (Sand (medium))= @ = Schulize and Muhs, 1967 (Sand)

~ Tanetal,, 1991 (Clayey sand)

Hình 3 Modun biến dang E trong tương quan với gid tri SPT (N) theo độ sâu (m)Đối với bai toán mô phỏng sự làm việc của coc bang cach str dụng phương pháp số, việc chọn lựathông số độ cứng E của đất sao cho phù hợp nhất để kết quả phân tích từ mô hình phản ánh đúng ứngxử thực tế là một vấn đề lớn, cần có nhiều nghiên cứu chuyên sâu hơn, đặt biệt là áp dụng các kết quả

từ thực nghiệm.

Hiện nay, bài toán phân tích sự làm việc của cọc trong tương tác giữa đất — cọc cũng được rất

nhiều tác giả trong nước nghiên cứu Các bai báo tập trung nhiều vào việc mô phỏng sử dụng các phanmềm mô phỏng số dé phân tích ứng xử của cọc, sức chịu tải cọc, tuy nhiên, số lượng các bài nghiêncứu trong nước còn chưa nhiều và chưa giải quyết được day đủ các van dé liên quan đến sức chịu tảicũng như chọn lựa các thông số đầu vào trong mô hình cho phù hợp với điều kiện địa chất cụ thể của

Việt Nam.

Đồng thời, hiện nay kĩ thuật công nghệ ở nước ta đang phát triển mạnh, các thí nghiệm thử tải tĩnh

CỌC truyền thống (với hạn chế chỉ xác định được sức chịu tải cực hạn từ đường cong quan hệ độ lún —tải trong mà chưa thé cung cấp được giá trị ma sát hông trong các lớp đất cũng như sức chịu mũi) đãdan được thay thé băng các thí nghiệm có gắn các dau đo biến dạng dọc thân cọc giúp cho có đượcnhiều số liệu kết quả từ thí nghiệm này hơn, từ đó ta có thể xác định được sự phân bó tải trọng trongthân cọc dọc theo chiều sâu, chuyển VỊ cua mỗI coc, chuyển vị dọc theo thân cọc Đây là cơ sở dữ liệucần thiết can được tổng hợp dé đưa ra những nhận xét đánh giá về sức chịu tải thực té của cọc cũngnhư có thể ứng dụng để xây dựng tương quan của nó với kết quả của các thí nghiệm hiện trường, đặt

biệt thông dụng nhất là thí nghiệm xuyên động chuẩn SPT

Kết quả này cũng có thé áp dung để thực hiện các bai toán phân tích ngược xác định lại các thông

số đầu vào phù hợp với các loại đất trong điều kiện địa chất Việt Nam

PAS at

sot + N ¬critMedwen

tre

Qua những nghiên cứu đã thực hiện trên thế giới cũng như trong nước, van đề xác định sức chịu

tải của cọc cũng như đánh giá thông số độ cứng của đất theo các kết quả thí nghiệm hiện trường vẫncòn đang là một dé tài lớn, cần có những nghiên cứu và tổng hợp sâu thêm

Việc áp dụng các kết quả trên vào tính toán, thiết kế cọc ở nước ta có thê dẫn đến kết quả dự đoánkhông chính xác do sự khác biệt về điều kiện địa chất Luận văn sẽ tập trung phân tích xây dựng tươngquan giữa sức chịu tải cọc theo giá trị N-SPT từ việc tổng hợp và đánh giá các thí nghiệm thử tải tĩnhcọc hiện trường có gắn dau đo biến dạng của các công trình thực tế Kết qua có được sẽ là cơ sở đểviệc tính toán thiết kế móng cọc cho kết quả đáng tin cậy hơn cũng như phù hợp hơn trong điều kiệnđịa chất Việt Nam

CHUONG2 COSOi qervÉq

ON qe kde fEM XUYÊN ĐỘkd `erÂk pms qi pO NANG LƯỢkd bạONN q #m Xuyên độ iad —-pmq

Thí nghiệm xuyên động chuẩn, SPT, được sử dụng rat rộng rãi trong khảo sát địa chất cho

nên móng và thiết kế địa kỹ thuật Đây là một trong những phương pháp thí nghiệm hiệntrường được sử dung rộng rãi và phố biến trên thế giới để xác định các đặc trưng cường độ

dat nên.

Thí nghiệm SPT thường được thực hiện bằng cách thả một búa đóng rơi tự do với khối

lượng 63.5kg (140Ib) từ độ cao khoảng 760mm (30 inches) để đóng một mũi xuyên 18inches vào trong dat Số lượng búa dé đưa mũi xuyên vào đất từng khoảng 15cm được ghi

nhận, mũi xuyên đi vào đất hết 45cm và giá trị SPT chính là tổng số búa của hai lần xuyên

sau cùng (30cm sau cùng) Số búa đóng trong 15mm dau tiên thường được bỏ qua vì khi đómũi xuyên thường đi qua các vụn dat yêu rơi từ trên xuống hoặc sự lắng đọng của mun đáyhó khoan dẫn đến kết quả không chính xác

Anvil Drop weight Outer tube/shaft/sleeveGuide/slide/ Lifting pawl/ Lifting swivel

rod/shaft ear/claw

Hinh 4 Thiét bi thi nghiém SPT

Một trong những điểm lợi của thi nghiệm SPT là có thé thu thập được các mau thí nghiệmhiện trường nhăm mục đích phân loại đất hoặc làm các thí nghiệm trong phòng Đông thời,đây là thí nghiệm đơn giản, dễ thực hiện và có giá thành rất rẻ mà lại cho kết quả đáng tin

cậy Kết quả của thí nghiệm này có thé được sử dụng để xây dựng tương quan giữa N — SPTvới các thông số thiết kế của đất như khói lượng riêng, góc ma sát, sức chống cat khôngthoát nước, module biến dạng, module cắt, độ lún của móng bè và móng cọc trong đất cát,

giá trị sức chịu tải móng nông, móng cọc, nghiên cứu chỉ số hóa lỏng của đất, phục vụnghiên cứu tính chat động của dat

Tuy nhiên có rất nhiều thông số có thé ảnh hưởng đến tính chính xác của kết qua thí nghiệmSPT và gia tri N can duoc hiéu chinh phù hợp Một số yếu tô ảnh hưởng đến giá tri N— SPT

như sau:

Bang 3 Các yếu tô ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm SPT

; Kết qua SPT được xác định dựa trên dat nguyên mau Các

Hô khoan không đượchoàn toàn làm sạch

lớp mun có thé bám xung quanh mẫu và tham gia chịu nén

như đất khi búa được đóng xuống, dẫn đến tăng giá trị N

Mũi xuyên đi qua các lớpđât bị xáo trộn

Kết qua N — SPT bị sai lệch

Không duy trì đúng chiều

cao cột nước trong thínghiệm

Mực nước ngâm trong lỗ khoan ít nhất phải bang với cao

độ của cột nước trong đất cát, nếu không thì sự chênh cộtáp có thé làm cát ở dưới đáy hố khoan chuyên sang trạng

nghiệm cũng như tâm lý và thời điểm tiễn hành thí nghiệm

Làm vệ sinh quá sạch hôkhoan

Gia tri N có thé nhỏ cho các lớp dat cát chặt do sự làm lỏngdo vệ sinh đáy hỗ khoan quá sạch

Phương pháp thí nghiệm

Công nghệ thí nghiệm (ví dụ cách tạo lỗ khoan, biện pháp

duy trì hỗ khoan) có thể cho nhiều kết quả N khác nhaucho cùng 1 loại dat

Chiêu cao rơi tự do củabúa đóng không đạt được

Sử dụng hon 1.5 lần sô vòng day quân quanh rong roc hoặcsử dụng dây cáp sẽ hạn chế trọng lượng rơi tự do của búa

Không sử dụng đúngtrọng lượng búa

Người thí nghiệm thường sử dụng các búa đóng với trọng

lượng búa khác so với chuẩn từ 10 Ibs

Búa rơi không đúng tâm Làm giảm năng lượng truyên, tăng N — SPT.Không sử dụng cân dẫn Sai số trong kết quả

Sử dụng cân dẫn có trọnglượng lớn hơn chuẩn

Với cân dẫn nặng sẽ hâp thụ nhiêu năng lượng và dẫn đến

tang N — SPT.

Quên ghi nhận kết quả

búa đóng.

Sai kết quả

Quy trình đóng khôngđúng

Gia trị NPST được xây dựng dựa trên công nghệ làm sạch

hé khoan Quy trình đóng búa sẽ làm xáo trộn đất và ảnhhưởng đến N — SPT, ví dụ đóng búa với hệ thống thiết bị

sử dụng cáp.

Sử dụng lỗ khoan có

đường kính quá lớn

Lỗ khoan có đường kính lớn hơn 4 in thường không được

khuyên khích Sử dụng lỗ khoan có đường kính lớn làm

giảm N — SPT.

Dé giảm đáng kề sự thay đổi giá trị N — SPT, có nhiều kién nghị dé xuất nên chuẩn hóa giátrị N — SPT về cùng | cap nang luong Viéc chuẩn hóa này chỉ có thé đạt được bằng cáchxác định tỉ số năng lượng hữu hiệu của hệ thống thí nghiệm SPT Tỉ số năng lượng hữu hiệu

được định nghĩa là năng lượng truyền vào can chia cho 350 ft.lbs (năng lượng chuẩn của búa

đóng SPT).

2.1.2 Tỉ số năng lượng (Energy ratio) E,.Do sự mat mát năng lượng trong quá trình thi nghiệm nên giá trị ti số năng lượng E, sẽ anhhưởng đáng ké đến kết quả hiệu chỉnh giá trị N — SPT

Nguyên nhân gây ra sự mắt mát năng lượng có thé ké đến như sau:

e Mat mát năng lượng do ma sát giữa búa rơi với trục dẫn hướng, ma sát giữa dây kéo

Và rong roc.

e Mất mát năng lượng do người thí nghiệm (loại búa kéo bang dây qua rong roc hoặcloại búa kéo băng tời) Khi thí nghiệm, người thí nghiệm không thé thả hết cho dâyrơi tự do mà phải hơi giữ lại dé khỏi tuột khỏi tay hoặc rơi khỏi tời kéo

e Mat mát năng lượng do ma sát giữa dat trong lỗ khoan và cần xuyên

Tỉ số năng lượng được định nghĩa là năng lượng thực (Emeas) đo được trong thí nghiệm trênnăng lượng lý thuyết (Eueo;), xác định băng tỉ lệ phan trăm

theor

Với thi nghiệm chuẩn, giá tri năng lượng lí thuyết được tinh như sau:

Etheor = Mgh = 63.5kg x 9.81m/s/s x 0.760m = 473.

Trong do:

m là khối lượng của búa đóng:

ø là gia tốc trọng trường:

h là chiều cao rơi tự do

Tổng năng lượng của búa rơi nêu không mat đi do ma sát sẽ là 100%

Để xác định giá tri năng lượng thực tế của thí nghiệm, Emeas, một phương pháp được trình

bày trong BS EN ISO 22476 — 3: 2005, Phu lục B, chi dẫn cách xác định giá trị năng lượng

thực tế cũng như cách tính toán tỉ số năng lượng.Phương pháp này yêu cầu xác định gia tốc và biến dạng được truyền vào can xuyên trực tiếpphía dưới búa đóng từ mỗi lần đóng của búa Phụ lục cũng chỉ dan chi tiết về phương phápđánh giá, và quy định độ chính xác của đồng hồ đo gia tốc và bién dạng không nên chênh

lệch lớn hơn giá tri ước lượng 2%.

Lực truyền bởi cần xuyên được tính theo công thức:

F(t)=4,xE,x6é,(0)

Trong do:

€, (t) là biến dang đọc trục do được của cần xuyên ở thời điểm t;

A, là điện tích tiết điện ngang của cần xuyên;

E, là module biến dang của cần xuyên;Vận tốc hat của tiết diện thí nghiệm có thé được tính toán dựa trên tích phân gia tốc (a(t))

theo thời gian.

Phan năng lượng truyền vao trong cần xuyên có thé tính được bang cách nội suy lực va vận

tốc theo thời gian, do đó với khoảng thời gian từ 0 đến t’, giá trị năng lượng E’(t) sẽ là:

E@= [Fw»(0a

Khi đó, tỉ số năng lượng của búa đóng sẽ là:

Trong đó, n là số lần đóng búa được sử dung dé tính giá trị trung bình.2.1.3 Ảnh hướng của tỉ số năng lượng E, trong việc xác định sức chịu tai cọc.Kowas (1983) ban dau đã đề nghị giá trị N — SPT nên được hiệu chỉnh về 55% năng lượng

trong thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT

Giá trị N khi được hiệu chỉnh về tỉ số năng lượng 60%, theo công thức sau:

Trong đó: N là số búa đi được 30cm cuối trong thí nghiệm và E; là tỉ số năng lượng được chỉđịnh của thiết bị thí nghiệm

Theo nghiên cứu của Peter Reading, Julian Lovell và John Powell, Ground Engineering,

2010, đã thu thập dé liệu từ nhiều kết quả thi nghiệm SPT và xây dựng được biểu đồ quan

hệ tỉ số năng lượng E, theo các loại thiết bị thí nghiệm khác nhau (trong đó “SPT hammer”là phương pháp thí nghiệm truyền thống thường dùng)

10090 4080

706050 2040

30 10 li

20 ® Dynamic sampling weights

18 @ SPT hammers ; _ A | ol _.

® Automatic hammer 35-40 |4045 | 45-50 |5055 |5560 (6065 16570 |70-75 7580 80.85 8590 90950 50 100 150 200 250 Mi Dynamic sampling 0 1 0

Wi SPT hammers 0 1 1 4 22 29 | 40 | 14 3 1 0 0

Number

Energy ratio (%)

Fmax

Hình 5 Giá tri tỉ số năng lượng E, của các phương pháp thi nghiệm SPT khác nhau

Từ kết quả thí nghiệm trên có thể nhận thây, các loại thiết bị khác nhau cho kết quả tỉ số

năng lượng khác nhau cũng như trong cùng 1 loại thiết bị thì cũng có nhiều yếu tố anh

hưởng đến kết quả, dẫn đến biéu đồ phân bó khá rộng

Dữ liệu thí nghiệm cho thay tỉ số năng lượng E, thay đổi trong phạm vi từ 43% đến 81% va

giá trị tập trung năm trong phạm vi từ 55% đến 75% đối với trường hợp sử dụng búa đóngtruyền thống

Aoki & De’ Alencar (1975) đã đề xuất sử dụng tỉ số năng lượng E; = 70% trong tính toán giá

trị N— SPT khi xác định sức chịu tải cọc Shioi & Fukui (1985) và Meyerhof (1976) đề xuất

sử dụng Er = 55%.

Với các loại đất dính, sự ảnh hưởng của lực dính lên mũi xuyên làm tăng giá trị số búa đóng,dẫn đến tăng giá trị N — SPT, kết quả thí nghiệm xuyên động trong các lớp đất sét thườngcho kết quả không tin cậy cao

Trong điều kiện Việt Nam, mức độ chính xác của máy móc thiết bị cũng như kinh nghiệm,tay nghề của người thí nghiệm còn chưa cao nên thiên về an toàn, giá trị E; nên được chọnnhỏ hơn 60% Khi đó, giá trị số búa đóng N được sử dụng trong tính toán sẽ nhỏ hơn giá trị

tại hiện trường.

2.1.4 Hiệu chỉnh và xác định giá tri N-SPT trung bình trong tính toán.

Với những phân tích ở trên, giá trị E; = 55% được xem là phù hợp dé xác định giá tri N —

SPT từ kết quả thí nghiệm hiện trường dé áp dụng trong tính toán và xây dựng các tương

Với đặc tính của đất trong tự nhiên, đặt biệt là cát, khi thí nghiệm sẽ cho các kết quả có

nhiều chênh lệch trong cùng một lớp đất Sự chênh lệch về giá trị số búa đóng N cho thấy sự

chênh lệch của các đặc trưng và cường độ đất nền Do đó, khi xác định sức chịu mũi theo N- SPT, thường là một hàm số phụ thuộc vào cả điều kiện đất bên trên và bên dưới mũi cọc,

giá trị trung bình can thiết phải được áp dụng để làm đại điện cho vùng làm việc của đất ở

mũi cọc Cần chú ý rằng, đường kính cọc sẽ kiểm soát sự mở rộng của mặt phá hoại trên và

dưới mũi cọc Do đó, giá trị này nên là một hàm số phụ thuộc vào đường kính cọc.Có hai phương pháp để xác định giá trị trung bình của một chuỗi số, trung bình cộng va

trung bình nhân.

Trung bình cộng được tính toán theo công thức sau:

_ M.+N,+ +Ä,

nN

Trung bình nhân được tinh toán theo công thức sau:

N=(M+MN,+ +N)”

Thông thường giá trị trung bình nhân cho kết quả chính xác và phù hợp hơn khi xác định N

— SPT trung bình trong một lớp đất Trung bình cộng thường thích hợp khi giá trị SPT gan

như không chênh lệch nhiều và lớp đất là hoàn toàn đồng nhất

Xem xét một chuỗi số có 12 số sau: 5, 5, 2, 5, 25, 5, 6, 3, 6, 6, 30 và 6 Giá trị trung bìnhcộng và nhân lần lượt là 8.5 và 5.7 Như vậy, trung bình nhân cho kết quả gần với các giá trịchiêm số lượng nhiều trong chuỗi số hơn so với trung bình cộng.

Do đó, sử dụng phương pháp trung bình nhân để xác định SPT giá trị đặc trưng cho một lớpdat sẽ chính xác và phù hợp hơn Can chú ý răng, giá trị N-SPT khi tính trung bình nhântrong cùng lớp đất cần ở các khoảng cách băng nhau

Trong báo cáo này, học viên sử dụng giá trị N — SPT băng cách lấy trung bình nhân cho mỗilớp đất ứng với giá trị hiện trường đã được hiệu chỉnh về 60% năng lượng với tỉ số năng

lượng E, = 55%.

liHeedweet Se,ne, memơvề F2Po

aaa eed LeetA, weeStasaDaaswer A,Stans Tớ" Le .sọc

ve„2„2bo

weoeweraeewowee,202,oe

2.2.1 Giới thiệu thiết bị đo biến dang.Thiết bị đo biến dạng được lắp đặt trong bê tông dọc theo chiều dài cọc với mục đích xácđịnh biến dạng của cọc khi chịu tải trọng nén Thiết bị đo biến dạng bao gồm một cảm biếnbién dạng chuyên đổi các đại lượng vật lý thành các tín hiệu đầu ra phù hợp, hệ thong truyền

tín hiệu và hệ thống thu nhận tín hiệu

Một trong các loại thiết bị đo biến dang được sử dụng nhiều là thanh đo biến dạng Thanh đobién dạng được hàn với thép chủ của lồng thép cọc khoan nhdi, khi thép chủ tiếp xúc tốt vớibê tông xung quanh thì sự biến dạng của thép chủ được cho là tương đương với biến dạngcủa bê tông xung quanh nó Cau tao của thanh đo bién dạng bao gồm một cảm biến dây rungđược lắp dọc trục và ở giữa một thanh thép tròn, được tách với bê tông xung quanh băng lớpvỏ chat dẻo và được kéo dài ra băng cách hàn với một thanh thép dài ở mỗi dau

Cảm biến dây rung bao gồm một sợi dây kim loại được kéo căng bởi bộ gá găn ở hai đầu vàmột cuộn dây điện từ Khi lắp đặt cảm biến dây rung lên thanh đo biến dạng, bộ gá được ganchặt vào thanh thép, biến dạng của sợi dây kim loại chính là biến dạng của thanh thép Khicó đòng điện chạy qua cuộn dây điện từ sẽ xuất hiện từ trường làm rung sợi dây kim loại.Các số đọc của thiết bị đo biến dang được chuyền đổi ra đơn vị kỹ thuật he theo phương

trình:

£=(R,— R,)xC+(ị~T,)x

Trong đó:

Rị, T¡ là số đọc và nhiệt độ của thiết bị ở thời điểm hiện tại;Ro, To là số đọc và nhiệt độ của thiết bị tại thời điểm ban đầu;

C, K là hệ số hiệu chuẩn số đọc và nhiệt độ của thiết bi đo

Thép chủ Thân thanh đo biển dang Cảm biển biến đạng Cuộn điện từ Co nhiệt Mốihàn Thép chủ

x XS Ñ% # ⁄ 4

` MU \ / ie /

—~

Ñ ` / yo yN ` ` La 7

Ly 1105 mm 3

Hình 6 Thiết bị do biến dạng — Strain Gauge

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều các hãng sản xuất cung cấp các đầu đo biến dang, phố

biên có Geokon.

mm.

Hình 7 Thí nghiệm nén tĩnh tải cọc theo phương pháp Osterberg

2.2.2 Nguyên lí tiễn hành thí nghiệm

Hiện nay có hai phương pháp thử tải tĩnh để xác định sức chịu tải cọc đó là phương pháp thử

tĩnh truyền thống (tai trong đặt trên đầu cọc ở mặt đất) và phương pháp Osterberg (với tảitrọng được đặt ở trên thân cọc, thường gân với mỗi coc, tải tác dụng thông qua một O-cell).Phương pháp nén tinh truyé — ô

Phương pháp thí nghiệm nén tĩnh dùng dé đánh giá hành vi ứng xử của hệ cọc-đất dưới tác

dụng của tải trọng tĩnh tác dụng lên đầu cọc Phương pháp thí nghiệm này được xem là mô

hình thí nghiệm phù hợp nhất với điều kiện làm việc thực tế của cọc và có thể áp dụng cho

cọc đơn hoặc nhóm cọc Tùy theo các thông số cần đánh giá, thí nghiệm có thực hiện theo

các mô hình thí nghiệm sau: nén tinh dọc trục, nén ngang và kéo (tải nhô).

Mô hình thí nghiệm được áp dụng phổ biến nhất là thí nghiệm nén tĩnh dọc trục Phương

pháp này được thực hiện băng cách tác dụng một tải trọng tĩnh theo từng cấp lên đầu cọcthông qua hệ thống truyền tải và hệ đối tải Hệ thống truyền tải có thể gồm một hoặc nhiềukích thủy lực được điều áp băng một bơm thủy lực cao áp Hệ thống đối tải có thể được xâydựng bởi một hệ thống các dam thép và các khối bê tông hoặc một hệ thống Các cọc neo vaodat Tải trong từng cấp tác dụng vào cọc có thé được bằng Loadcell được đặt giữa dầm chínhvà kích thủy lực hoặc bởi đồng hỗ đo áp suất dau đã được hiệu chỉnh

Độ lún của đầu cọc được đo bằng 04 sensor đo chuyền vị kết nôi với máy tính chuyên dụnghoặc bởi 04 đồng hồ đo chuyển vị có độ chính xác 0.01mm được cố định trên các đầm chuẩn

và đôi xứng nhau trên tâm đệm đâu cọc làm băng thép cứng.

Tải trọng thí nghiệm tùy thuộc vào loại thí nghiệm Với thí nghiệm kiểm tra thì max ~ 1.5

-2Q,, với thí nghiệm thir phá hoại thì Qmax ~ 2.5 — 3Q,.

Kết quả thí nghiệm là mối quan hệ giữa tải trọng và chuyên vị đầu cọc được thiết lập dưới

dạng biểu đồ tải trọng — chuyển vi Tải trọng tới han của cọc có thé được minh giải dựa trênbiểu đồ tải trọng — chuyền vị bang nhiều phương pháp khác nhau

Phuong pháp thứ tinh Osterberg

Khi cọc có đường kính va chiều dai lớn với sức chịu tải hàng ngàn tân va cọc năm trên sông

nước, các phương pháp thử tai tinh không thực hiện được Do vậy, phải sử dụng phươngpháp hộp tải trong Osterberg.

Dùng một hay nhiều hộp tải trọng Osterberg (hộp thủy lực làm việc như 1 kích thuỷ lực) đặtở mỗi cọc khoan nhồi hay ở 2 vi trí mũi và than cọc trước khi đồ bê tông thân cọc Sau khi

đồ bê tông đã đủ cường độ, tiễn hành thử tải bằng cách bơm dau thuỷ lực để tạo áp lực trong

hộp kích Đối trọng chính là trọng lượng cọc và sức chống ma sát hông

Theo nguyên lý phản lực, lực truyền xuống đất mũi cọc bằng lực truyền thân cọc Việc thử

sẽ đạt tới phá hoại khi một trong hai phá hoại xảy ra ở mỗi cọc và quanh thân cọc Dựa theo

các thiết bị đo chuyên vị và do lực gắn trong hộp tải trọng Osterberg sẽ vẽ ra được các biểuđồ quan hệ giữa lực tác dụng và chuyển vi mũi cọc và thân coc Tuy theo trường hợp phahoại có thé thu được một trong 2 biểu đồ quan hệ tải trọng — chuyển vị

Việc gia tải và đo đạc, áp dụng theo tiêu chuẩn ASTM DI 143-1995 “Trình tự thử tải nhanh”

của Mỹ Cách xác định tải trọng giới hạn: Do có một phá hoại hoặc thân cọc nên phải áp

dụng phương pháp ngoại suy để tìm phá hoại thứ hai, và được tính theo công thức sau:

P coc _ P mũi +P thângh gh gh

Nếu không tin tưởng ở ngoại suy và thiên về an toàn (lay trị số bé), ta có thé lay:

Pon — 2P được

Phương pháp này không phải dùng hệ gia tải bên trên băng các đối trọng hoặc hệ neo mà

dùng ngay trọng lượng bản thân của cọc và ma sát thành bên làm đối trọng Đề tạo tải, trong

thân cọc bố trí một hộp tải trong làm việc như một kích thước thủy lực thông thường và có

câu tạo phù hợp chôn trước trong thân cọc Sau khi cọc đủ cường độ tiến hành tạo tải băngcách bơm dau vào trong kích đã chôn trong cọc Hệ điều khiến và ghi chép từ mặt đất Sử

dụng phương pháp này có thé thí nghiệm riêng biệt hoặc đồng thời hai chỉ tiêu là sức chịu

mũi cọc và lực ma sát bên của cọc Tải thí nghiệm có thé đạt đến 18.000 tan, thời gian tiến

hành thí nghiệm chi trong vòng 24 giờ Sau khi thử xong bơm bê tông xuống lap day hệ kích

cho hệ được liên tục.GỌI tổng các lực ma sát thành bên trên toàn bộ chiều dài cọc Ps và lực chéng mui la P,, valực do hộp tải trọng là Po thì ta có nhận xét sau: khi tạo luc Po trong hộp Osterberg thì theo

nguyên lý cân băng phản lực, một phản lực Pọ truyền lên thân cọc hướng lên phía trên sẽ cân

băng với lực ma sát thành bên va trọng lượng thân cọc (G) Còn một lực Po khác hướng

xuống dưới và được chống lại bởi sức chéng của đất nền dưới mũi cọc Nhu vậy trong qua

trình chất tải tăng P0 thì ta có:

PO =(G + Pins) < G + Pme?? hoặc Po = (Pm) < Pm giới hạn

Cọc thí nghiệm sẽ đạt tới giới hạn phá hoại khi đạt đến cân bằng của một trong hai biểu thức

nêu trên, tức là cọc phá hoại mũi trước (đất dưới mũi cọc đạt đến phá hoạn) hoặc bị phá hoạiở thành bên trước (cọc và đất xung quanh có chuyên dịch dẻo)

Phương pháp này phù hợp với các cọc có sức chống giới hạn thành bên và mũi cọc tươngđương nhau Còn trong trường hợp sức chống giới hạn của mũi nhỏ hơn sức chống thànhbên thì có thể đặt hai tầng ở mii cọc và thân cọc dé thử Cao trình đặt ở tầng thân phải đảm

bảo điều kiện Pan > Po, đoạn thân AB Khi đó trình tự chất tải sẽ phức tạp hơn để có thể

mũixác định được Pạn `, Pgh đoạn toàn thân cọc.

Phương pháp này áp dụng thử tải cho các cọc khoan nhôi có sức chiu tải lớn, những nơi khó

khăn về mặt băng thi công hay cọc trên sông nước

Do kết quả thu được là hai biểu đồ tải trọng - chuyển vị mũi độc lập nhau nên dé dé sử dụngvà so sánh với thử tải tĩnh truyền thống phải xây dựng biểu đồ tải trọng - chuyển vị dau cọctương đương như trong thử tải tĩnh truyền thống Muốn vậy phải dựa vào các giả thiết sau:

e Đường cong tải trọng - chuyền vi mũi cọc giống như đường cong tải trong - chuyểnvị trong chất tải truyền thống với tải trọng là dịch chuyển đi xuống của hộp tải trọng.e Đường cong tải trong - chuyên vi ma sát bên của chuyển dịch đi lên giống nhu

đường cong tải trọng - chuyển vị đi xuống trong thí nghiệm truyền thống

e Bo qua dộ nén co của ban thân cọc khi xem nó là vat ran.

Phương pháp thử tải cọc khoan nhỏi bằng hộp tải Osterberg mang lại độ chính xác cao, có

thể kiểm tra được khả năng chịu lực của từng lớp đất cọc đi qua (thông qua giá trị sức kháng

ma sát thành bên và sức kháng mũi của đất nên) Với thiết bị thí nghiệm gọn nhẹ, loại thí

nghiệm dạng hộp tai trọng Osterberg có thé dùng thử tải cọc chịu tải 4000 — 18000 tan va cóthể lớn hơn Thử tải băng hộp tải trọng Osterberg cell khắc phục được khuyết điểm củaphương pháp thử tải tĩnh truyền thống như: có thể bố trí thử tải cọc ở nơi sông rộng, sâu

nước chảy xiết hoặc nơi mặt băng chật hẹp Nhược điểm của thử tải Osterberg là cần có đội

ngũ chuyên gia kỹ thuật cao thực hiện thí nghiệm Hiện tại tuy chi phí thử tai còn cao, nhưng

tương lai về lâu dài phương pháp thử tải tinh bang hộp tải trọng Osterberg có thể sẽ có chiphí thấp và có xu hướng str dụng thay thế hoàn chỉnh phương pháp thử tải tĩnh truyền thong

Hình 8 Thí nghiệm nén tĩnh theo phương pháp truyền thông và theo phương pháp O - Cell2.2.3 Xứ lí kết quả thí nghiệm

Trong quá trình xử lý số liệu thí nghiệm nén tĩnh có sử dụng đầu đo biến dạng, các giả định

sau đã được đưa ra:

e Các giá trị đầu tiên đo được trong mỗi chu ky gia tải được dùng dé phân tích xử lý số

liệu;

e Giá trị biến dang trung bình của các đầu đo bién dạng cốt thép tại cùng một mặt catđược dùng dé tính toán giá trị biến dạng cốt thép và bê tông Trong cùng một mặt cắt,giá trị biến dạng của bê tông và cốt thép được coi là bang nhau

e Ma sát giữa cọc và nền đất xung quanh tuân theo định luật Hooke;e Với mỗi cấp tai trọng P; tac dụng lên đỉnh cọc, tải trọng được tính toán theo công

thức:

P.=Ð f„xDxL+P,

1

Để có được giá tri do bién dang được chính xác của mỗi mặt cắt, tại mỗi mặt cắt của cọc

khoan nhồi thường được bố trí nhiều thiết bị đo bién dang Khi đó biến dạng của mỗi mặt cắtthí nghiệm là giá tri trung bình của các đầu đo, thiết bị đo có giá tri chênh lệch lớn với gia tri

trung bình được loại trừ để giảm sai số cho kết quả thí nghiệm