Phương án kỹ thuật bàn nén hiện trường

Trong nghiên cứu làm việc của móng nông, xuất hiện ý tưởng là cần tiến hành thí nghiệm nén tại hiện trường trên 1 bàn nén tương tự như 1 móng nhưng có kích thước nhỏ hơn. Qua đó có thể quan sát được trạng thái làm việc của bàn nén làm cơ sở suy diễn cho móng nông có kích thước thực. Đó chính là cơ sở xuất hiện loại thí nghiệm bàn nén tải trọng tĩnh (Plate Bearing Test) sử dụng cho kiểm tra và thiết kế móng nông cũng như cho thiết kế tầng phủ mặt đường giao thông. Phương pháp thí nghiệm bàn nén tải trọng tĩnh thông thường được tiến hành theo tiêu chuẩn: TCVN 9354: 2012 Đất Xây Dựng. Phương pháp xác định module biến dạng tại hiện trường bằng tấm nén phẳng ( Soils In situ test methods of determination of deformation module by plate loading).

Trang 1

PHƯƠNG ÁN KỸ THUẬT

THÍ NGHIỆM NẫN TẢI TRỌNG TĨNH

Công trình : xây dựng sở chỉ huy động viên khi chuyển địa phương vào tình trạng khẩn cấp về quốc phòng- bộ chỉ huy quân sự tỉnh nam định

địa điểm : đường điện biên- thành phố nam định- tỉnh nam định

chủ đầu tư: bộ chỉ huy quân sự tỉnh nam định

I mục đích - yêu cầu thí nghiệm:

Công trình : xây dựng sở chỉ huy động viên khi chuyển địa phương vào tình trạng khẩn cấp về quốc phòng- bộ chỉ huy quân sự tỉnh nam định được thi công đệm cát hạt trung dày 1,5m trên nền cọc tre

Để kiểm tra sức chịu tải của hệ thống cọc tre, và xác định mô đun biến dạng nền đất, theo đề nghị cơ quan tư vấn thiết kế sử dụng phương pháp kiểm tra:

+ Thí nghiệm nén thử tải trọng tĩnh sử dụng tấm nén phẳng

+ Nền đất được thí nghiệm bằng bàn nén có diện tích 5000 cm2 và tải trọng thí nghiệm tương đương 17,5 tấn/m2 (Tương đương 1,75 kG/cm2)

1 Khối lượng công tác thí nghiệm:

Số lượng điểm thí nghiệm: 03 điểm (nén nền công trình)

Số lượng neo cho 01 điểm là : 04 neo

Tải trọng thí nghiệm là : 17,5 tấn/m2

Tổng số neo phục vụ thí nghiệm: 12 neo

2 Yêu cầu

- Thiết bị phải đảm bảo độ chính xác cần thiết

- Phương pháp tiến hành phải tuân thủ đúng theo các quy định của các tiêu chuẩn hiện hành, đảm bảo tính khách quan của kết quả kiểm tra

-

Trang 2

II Căn cứ kiểm tra và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng:

- Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi công của công trình

- Chỉ dẫn kỹ thuật

- Các Tiêu chuẩn kỹ thuật :

+.TCXD 205 : 1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế;

+ TCXDVN 9393:2012 Cọc - Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục + TCVN 9354:2012: Đất xây dựng – Phương pháp xác định Môđun biến dạng tại hiện trường bằng tấm nén phẳng

- Các tiêu chuẩn hiện hành

III Phương pháp thí nghiệm

Trong nghiên cứu làm việc của móng nông, xuất hiện ý tưởng là cần tiến hành thí nghiệm nén tại hiện trường trên 1 bàn nén tương tự như 1 móng nhưng có kích thước nhỏ hơn Qua đó có thể quan sát được trạng thái làm việc của bàn nén làm cơ sở suy diễn cho móng nông có kích thước thực Đó chính là cơ sở xuất hiện loại thí nghiệm bàn nén tải trọng tĩnh (Plate Bearing Test) sử dụng cho kiểm tra và thiết kế móng nông cũng như cho thiết kế tầng phủ mặt đường giao thông

Phương pháp thí nghiệm bàn nén tải trọng tĩnh thông thường được tiến hành theo tiêu chuẩn: TCVN 9354: 2012 - Đất Xây Dựng Phương pháp xác định module biến dạng tại hiện trường bằng tấm nén phẳng ( Soils In situ test methods of determination

of deformation module by plate loading)

- Khối lượng thí nghiệm theo chỉ định của thiết kế là 03 vị trí

- Phương pháp thí nghiệm: là phương pháp duy trì tải trọng thí nghiệm tĩnh trên bàn nén trong từng cấp tải thí nghiệm

- Tải trọng dự kiến thí nghiệm bằng 8,75 tấn trên bàn nén 5000cm2

IV hệ thống, thiết bị thí nghiệm

1 Thí nghiệm tải trọng tĩnh được tiến hành bằng phương pháp neo

2 Hệ thí nghiệm

2.1 Hệ đối trọng:

Trang 3

 Hệ phản lực sử dụng trong thí nghiệm là một hệ gồm 4 neo đất Bốn neo này được hạ sâu xuống mặt đất có tác dụng tạo phản lực giữ hệ dầm khi thí nghiệm

 Hệ dầm giá chất tải hệ thí nghiệm: là một hệ bao gồm nhiều dầm thép hình chữ I liên kết với nhau đặt trên hệ gối đỡ Dầm truyền lực chính là một hệ dầm thép I gia cường, hai đầu dầm được liên kết với neo đất bằng xích thép Dầm phụ chất tải là một hệ dầm I đặt trên hệ gối đỡ Hệ dầm này được tính toán đủ chịu lực và không biến dạng khi chất tải cũng như trong suốt quá trình thí nghiệm

 Hệ gối đỡ: Là một hệ bao gồm nhiều tấm bê tông cốt thép đúc sẵn đặt trên nền đất

có tác dụng đỡ hệ dầm phụ Hệ gối đỡ phải được tính toán đủ tiết diện đảm bảo không gây ảnh hưởng đến sự làm việc của bàn nén cũng như các thiết bị khác trong

quá trình thí nghiệm

2.2 Hệ thống gia tải:

 Hệ thống gia tải thí nghiệm trong công trình sử dụng kích thuỷ lực có sức nâng

50-200 tấn được đã được kiểm định và cấp giấy phép cho phép sử dụng Hệ kích này

được đặt trên đầu bàn nén thí nghiệm, trục của kích nén trùng với trục của bàn nén thí nghiệm và luôn vuông góc với nền đất Trên đầu kích có bộ phận tự điều chỉnh

đảm bảo cho việc truyền lực nén luôn dọc theo trục bàn nén thí nghiệm

 Hệ thống đo lực: Hệ thống đo lực sử dụng đồng hồ thuỷ lực có dải đo 0-100kg/cm2 Đồng hồ đã được kiểm định và cấp giấy phép sử dụng Lực nén tác

động lên đầu cọc thí nghiệm được tính thông qua số đọc đồng hồ thuỷ lực và hệ số sức nâng của kích thuỷ lực

 Hệ bơm dầu thuỷ lực: Hệ thống bơm dầu thuỷ lực được gắn liền với kích thuỷ lực

và cung cấp dầu vào kích nhằm điều chỉnh sức nâng của kích theo ý muốn Lưu lượng bơm 3lít/phút, áp suất tối đa 700kg/cm2

2.3 Hệ thống đo biến dạng:

Trang 4

 Hệ thống đo biến dạng bao gồm 04 đồng hồ đo lún có dải đo 0-50 mm, có độ chính xác 0,01mm gắn chặt lên bàn nén thí nghiệm thông qua một hệ gá đỡ và gông thép và được gắn với thanh chuẩn Đồng hồ đã được kiểm định và cấp giấy phép sử dụng

 Hệ gá đỡ đồng hồ đo lún: Là hệ gá đỡ có chân từ tính bằng nam châm vĩnh cửu gắn chặt vào bàn nén thí nghiệm

 Hệ thống mốc chuẩn: Hệ thống mốc chuẩn dùng trong công trình là một hệ thép hình được chôn chân bằng bê tông Độ cứng của hệ mốc chuẩn đảm bảo không bị biến dạng trong quá trình thí nghiệm và không chịu ảnh hưởng do các tác động bên ngoài

V quy trình thí nghiệm

1 Thí nghiệm nén thử tải trọng tĩnh kiểm tra sức chịu tải của nền đất trong công trình

được tiến hành theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9354:2012

2 Thí nghiệm dự kiến với tải trọng 8,75 tấn

3 Phương pháp gia tải:

- Tải trọng thí nghiệm được chia làm nhiều cấp tải theo đề nghị của tiêu chuẩn Việt nam TCVN 9354:2012, đây chúng tôi kiến nghị chia tải trọng thí nghiệm làm một chu kỳ gia tải và chia thành 10 cấp tải trọng với mỗi cấp tương đương bằnn

Trang 5

 Gia tải thí nghiệm : Tải trọng thí nghiệm được gia tải theo một chu trình thí nghiệm: Các cấp tải trọng lần lượt tăng Mỗi cấp tải được duy trì và theo dõi trong thời gian tối thiểu là 1 giờ

Bảng quy trình thí nghiệm

(Thí nghiệm bàn nén phẳng diện tích 5000cm2)

Cấp tải trọng TN Thời gian duy trì tải trọng thí

nghiệm lên đầu cọc thử

Thời gian theo dõi và ghi chép số liệu thí nghiệm

% tảI

trọng tn

Kg/cm2 Tấn

10 0,175 0,875 Tối thiểu là 1 giờ và đạt độ lún

ổn định qui ước

Ghi kết quả ở các thời điểm 1’, 10’, 20’, 30’,45’, 60’

80 1,4 7 Tối thiểu là 1 giờ và đạt độ lún

80 1,4 7 Tối thiểu là 30’ Ghi kết quả ở các thời điểm

1’, 10’, 20’, 30’

60 1,05 5,25 Tối thiểu là 30’ Ghi kết quả ở các thời điểm

1’, 10’, 20’, 30’

0 0 0 Tối thiểu là 30’ Ghi kết quả ở các thời điểm

1’, 10’, 20’, 30’

Trang 6

 Thời gian ghi chép kết quả như sau: Ghi giá trị đầu tiên ngay sau khi tăng tải, ghi kết quả thứ 2 sau 5 phút, kết quả thứ 3 sau 10 phút, kết quả thứ 4 sau 20 phút, kết quả thứ 5 sau 30 phút, kết quả thứ 6 sau 45 phút, kết quả thứ 7 sau 60 phút Từ giờ quan sát thứ 2, ghi kết quả 30 phút 1 lần, giờ thứ 3 trở đi cứ 60 phút ghi 1 lần

 Độ lún ổn định quy ước: Độ lún được gọi là ổn định quy ước khi:

- Tốc độ chuyển vị lún của bàn nén không được quá 0,01mm/1h đối với bàn nén

 Sự sai khác của các dụng cụ đo (đồng hồ đo lún) không vượt quá:

+ 50% khi độ lún nhỏ hơn 1 mm

+ 30% khi độ lún từ 1 - 5 mm

+ 20% khi độ lún lớn hơn 5 mm

 Thí nghiệm được xem là kết thúc khi:

- Đạt mục tiêu thí nghiệm theo đề cương

- Khi ổn định biến dạng ứng với mỗi cấp tải trọng cuối hoặc tổng biến dạng đạt 0,15d với d là đường kính tấm nén hoặc cạnh của tấm nén vuông

 Thí nghiệm phải tạm dừng nếu phát hiện thấy:

- Các mốc chuẩn đặt sai, không ổn định hoặc bị phá hỏng

- Kích hoặc thiết bị đo không hoạt động hoặc không chính xác

- Có sự biến đổi đột ngột trên đường cong tải trọng - độ lún

- Tại một cấp nào đó giá trị độ lún > 5 lần giá trị của cấp trước đó

Vi xử lý kết quả thí nghiệm

Để tính mođun biến dạng E, lập biểu đồ quan hệ giữa độ lún với áp lực S=f(P) Biểu thị các giá trị P trên trục hoành và các giá trị độ lún ổn định qui ước S tương ứng trên trục tung

Trang 7

Qua các điểm TN chấm trên biểu đồ, vẽ một đường thẳng trung bình bằng phương pháp nhỏ nhất hoặc bằng phương pháp đồ giải Lấy điểm ứng với áp lực thiên nhiên làm điểm Pđ và điểm ứng với cấp gia tải cuối cùng làm điểm cuối Pc

Hình 3 Biểu đồ độ lún theo thời gian và độ lún theo cấp tải

Nếu gia số độ lún ứng với cấp áp lực Pi lớn gấp đôi gia số lún với cấp áp lực kề trước Pi-1, đồng thời bằng hoặc nhỏ hơn giá trị ứng với cấp Pi+1 thì lấy Pi-1 và Si-1 làm các giá trị cuối cùng Lúc đó số lượng các các điểm làm căn cứ để tính toán trị trung bình không ít hơn ba

Module biến dạng E (MPa) được tính toán cho đoạn tuyến tính của biểu đồ S=f(P) theo công thức:

Ebn = (1- à 2 ) .d.

P S



Trong đó:

- Hệ số poison, được lấy bằng 0.27 cho đất hòn lớn; 0.3 cho đất cát và cát pha; 0.35 cho đất sét pha; và 0.42 cho đất sét;

- Hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào hình dạng và độ cứng tấm nén Đối với tấm nén cứng, hình tròn và hình vuông lấy =0.79

d- Đường kính tấm nén tròn hoặc cạnh của tấm nén vuông (cm)

∆P- Gia số ( biến thiên) áp lực lên tấm nén, ∆P = Pc-Pd (MPa)

∆S- Gia số ( biến thiên) độ lún của tấm nén (cm) tương ứng với ∆P

Trang 8

Thông thường thí nghiệm bàn nén hiện trường chỉ khảo sát được tính chất biến dạng của lớp đất tương đối nông khoảng 1.5 đến 2m, hay đến độ sâu vài ba lần bề rộng bàn nén Mặc dù trong quy trình có nêu ra phương pháp thí nghiệm bàn nén trong hố khoan, tuy nhiên trong thực tế hầu như không được sử dụng vì khó thực hiện

và độ chính xác rất kém

Khi có những lớp đất trãi dài chịu tác động của những tải thẳng đứng tác động rộng khắp, lớp đất bị nén theo phương trục z Để mô phỏng trạng thái đất trên, người

ta nén đất trong 1 dụng cụ có tên máy nén không nở hông hoặc máy nén cố kết

Có thể sử dụng phương pháp thí nghiệm bàn nén hiện trường cho thí nghiệm lún

ướt hiện trường mà hiện nay còn đang được ít quan tâm, mặc dù nó rất có ý nghĩa thực

tế và cho kết quả đáng tin cậy

Vii Biện pháp kỹ thuật thi công

1 Công tác chuẩn bị thí nghiệm: Công tác này bao gồm nhiều bước tiến hành tuần tự nhằm phục vụ tốt cho công tác thí nghiệm Các bước chuẩn bị bao gồm:

a) Làm phẳng mặt nền đất tại vị trí thí nghiệm bằng cách dùng bay hoặc xẻng hớt nhẹ lớp đất trên mặt mà không làm xáo trộn dẫn đến phá hỏng kết cấu của nền đất b) Đào rãnh thoát nước mưa xung quanh khu vực thí nghiệm để tránh ảnh hưởng của nước mưa làm sai lệch kết quả thí nghiệm

c) Cần thiết phải có bạt che chắn trên vị trí thí nghiệm để đảm bảo không có tác động của ngoại cảnh ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm

d) Đặt bàn nén và các thiết bị khác lên vị trí thí nghiệm một cách nhẹ nhàng tránh làm ảnh hưởng đến kết cấu của nền trước khi thí nghiệm

e) Kiểm tra hệ thống thiết bị thí nghiệm:

 Hệ thống thiết bị thí nghiệm khi chuyển đến công trình phải được kiểm tra chặt chẽ trước khi đưa vào sử dụng Kích thuỷ lực phải được kiểm tra sức nâng, các đồng hồ được kiểm tra về độ nhạy

Trang 9

 Hệ thống neo phải được kiểm tra để hệ phản lực đảm bảo tạo ra phản lực vượt tối thiểu bằng 1,2 lần tải trọng dự kiến thí nghiệm

 Kiểm tra mức độ an toàn của hệ dầm giá, hệ neo và hệ gối đỡ

f) Chất tải phục vụ thí nghiệm:

 Việc khoan neo được thực hiện bằng máy khoan chuyên dụng

 Việc lắp đặt các thiết bị phục vụ công tác thí nghiệm được thực hiện bằng cẩu bánh lốp

 Việc lắp đặt các tấm gối đỡ phải đảm bảo theo quy định của quy phạm để

đảm bảo không gây ảnh hưởng tới sự làm việc của tấm nén trong quá trình thí nghiệm cũng như đến hệ mốc chuẩn và các thiết bị khác (khoảng cách gần nhất của hệ gối đỡ tới vị trí tim bàn nén không nhỏ hơn 1,0m)

 Sau khi lắp đặt xong hệ gối đỡ, tiến hành việc xếp hệ dầm chất tải Hệ dầm này phải được kiểm tra các liên kết đảm bảo chắc chắn trước khi tiến hành chất đối trọng

 Sau khi tiến hành kết thúc quá trình chất đối trọng phục vụ thí nghiệm, cán

bộ kỹ thuật phụ trách thí nghiệm kiểm tra tính ổn định của toàn bộ hệ thống thiết bị thí nghiệm lần cuối cùng trước khi tiến hành thí nghiệm

2 Tiến hành công tác thí nghiệm: Công tác thí nghiệm chỉ được tiến hành sau khi đã hoàn tất các bước nêu trên

a) Sau khi chuẩn bị xong phần nền thí nghiệm phải báo cho chủ đầu tư, tư vấn giám sát công trình kiểm tra đủ điều kiện tiến hành thí nghiệm mới được chuyển sang bước thi công tiếp theo

b) Sau khi thực hiện xong phần việc nêu trong điều 1.e ở trên, cán bộ thi công công trình có trách nhiệm thông báo cho chủ đầu tư, đơn vị tư vấn thiết kế và đơn vị tư vấn giám sát biết mới được tiến hành thí nghiệm

Trang 10

c) Việc tiến hành thí nghiệm được thực hiện theo quy trình nêu trong điều IV-4 đã nêu

ở trên

d) Việc thí nghiệm phải được tiến hành liên tục cho đến khi kết thúc thí nghiệm Khi

có sự cố hoặc có những bất thường trong quá trình thí nghiệm, kỹ thuật thi công công trường có trách nhiệm thông báo kịp thời cho Chủ đầu tư, đơn vị Thiết kế và Tư vấn giám sát để có biện pháp xử lý thích hợp

e) Các số liệu ghi chép phải đầy đủ, rõ ràng không tẩy xoá và được chuyển về văn phòng xử lý kịp thời

f) Nhân lực bố trí thí nghiệm: Trong mỗi hệ thí nghiệm bố trí 02 người theo dõi ( 01

kỹ thuật viên ghi chép kết quả, 01 công nhân phụ việc)

g) Phải dùng bạt che chắn khu vực thí nghiệm tránh các ảnh hưởng của thời tiết cũng như các tác động khác từ bên ngoài ảnh hưởng tới kết quả thí nghiệm

Viii Biện pháp an toàn lao động

1 Nghiêm cấm những người không có trách nhiệm, nhiệm vụ đi lại hoặc có mặt trong phạm vi mặt bằng đang thi công

2 Khi cẩu đang hoạt động, nghiêm cấm tất cả mọi người đi lại hoặc đứng trong tầm hoạt động của cẩu

3 Khi làm việc trên cao, công nhân vận hành phải có những thiết bị an toàn theo quy

định an toàn lao động

4 Kỹ thuật viên phụ trách phải thường xuyên kiểm tra mức độ an toàn của thiết bị tham gia thi công: Cẩu, móc của đối trọng, móc cẩu, cáp cẩu, gối kê chân cẩu, gối

kê hệ đối trọng, mức độ an toàn và ổn định của hệ giàn dầm thép chất đối trọng

5 Sau khi hoàn tất việc chất đối trọng phục vụ công tác thí nghiệm, kỹ thuật viên công trình phải kiểm tra một lần cuối, nếu đảm bảo an toàn mới được tiến hành các công việc tiếp theo

Định dạng
Số trang	17
Dung lượng	387,58 KB