THỬ TẢI NỀN Ở HIỆN TRƯỜNG (20TCN80-80)

80 V. THỬ TẢI NỀN Ở HIỆN TRƯỜNG (20TCN80-80): Tải trọng nén thử truyền lên tấm nén hình vuông, diện tích 5000cm 2 , mỗi cạnh 71cm. Tấm này bằng gỗ, sắt, bê tông hay gạch xây. Tăng tải trọng nén lên dần; mỗi lần tăng 0,25kg/cm 2 . ðộ lún và thời gian lún ghi lại thành biểu ñồ. Mỗi lần tăng tải trọng cần xem ñộ lún ñã ổn ñịnh chưa hay vẫn còn ñang lún. Thời gian ổn ñịnh là khi: - Sau 20 giờ ñộ lún không tăng quá 1mm. - Sau 2 giờ ñộ lún không tăng quá 0,1mm. Tải trọng lớn ñến mức ñộ phá hoại ñất là khi thấy những triệu chứng: - Có vết nứt nẻ trong ñất gần tấm nén, hoặc có những gò do ñất phồng lên. - ðộ lún tăng nhanh khi tải trọng tăng ít. - ðộ lún vẫn tiếp tục tăng (không ñi ñến ổn ñịnh) trong 24 giờ liền. Ứng suất cho phép của nền ñất lấy theo ứng suất phá hoại với hệ số an toàn là : K = 8 ÷ 10. Hình 5.9 81 1. Thiết bị thí nghiệm: a. Bàn nén: Tấm kim loại, bê tông cốt thép hình vuông hoặc tròn, dày 30 ÷ 50mm (thép) và 100 ÷ 200mm (BTCT). b. Bộ phận chất tải: neo kích thủy lực c. Dụng cụ ño lún: ñộ chính xác 0,1mm gắn vào mốc chuẩn. d. Hệ thống mốc chuẩn. 2. Trình tự thí nghiệm: a. ðào hố thí nghiệm b. San phẳng mặt nền (rải lớp ñệm cát dày 1 ÷ 2cm nếu nền sét, 2 ÷ 5cm nếu nền ñất vụn thô), ñặt tấm nén lên, kiểm tra cân bằng. c. Lắp bộ phận chất tải, dụng cụ ño lún, mốc chuẩn. ðiều chỉnh kim ñồng hồ ño. Che chắn. d. Gia tải theo từng cấp. Nếu dùng kích thủy lực, phải theo dõi áp lực dầu. Cấp áp lực cuối cùng phải vượt quá tải trọng thiết kế 1 ÷ 2 kG/cm 2 . e. Quan trắc ñộ lún ứng với từng cấp áp lực: ðất vụn thô, ñất cát ðất sét - Nửa giờ ñầu: 10’ ñọc 1 lần - Nửa giờ sau: 15’ ñọc 1 lần - 30’ ñọc 1 lần - Giờ ñầu tiên: 15’ ñọc 1 lần - Giờ thứ hai: 30’ ñọc 1 lần - 1 giờ ñọc 1 lần f. Dỡ tải theo từng cấp, quan trắc hồi phục. Lấy mẫu ñất dưới bàn nén ñể thí nghiệm. 3. Sơ ñồ một ñường cong: gia tải từng cấp ñến p ct (cho trước). Sau khi ñạt ổn ñịnh quy ước, thấm ướt nền ñất, ño ñộ lún ướt cho ñến khi ñạt ñộ ổn ñịnh. 4. Sơ ñồ hai ñường cong: hai hố ñào cách nhau 6m. Hố ñào 1 tiến hành như trên. Hố ñào 2 ñược thấm ướt ñất trước khi thử tải, rồi gia tải từng cấp ñến khi ñạt p ct . 5. Xử lý kết quả thí nghiệm: 82 Hình 5.10 - ðoạn 1: tuyến tính, S = f(P) = k.P , pha nén chặt, hạt rắn dịch chuyển và sắp xếp lại, giảm thể tích lổ rổng. - ðoạn 2: gia tăng biến dạng nhiều hơn gia tăng áp lực, nén chặt ñất và trượt cục bộ ở mép bàn nén. - ðoạn 3: biến dạng nhiều khi tải tăng không ñáng kể (không tăng), ñất bị phá hủy, hình thành mặt trượt dưới ñáy bàn nén ñẩy trồi ñất từ dưới lên. - Tính module biến dạng: E = (1 - µ 2 ) ω d S P ∆ ∆ µ: hệ số Poisson (tùy loại ñất). ω: hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc hình dạng và ñộ cong bàn nén. d: ñường kính bàn nén. 83 ∆S: số gia ñộ lún. ∆P: số gia áp lực. - Tính chất lún ướt của ñất nền và xác ñịnh ñộ lún ướt: p lư : ñiểm uốn ñồ thị ở hố ñào 2. Nếu ñiểm uốn không rõ thì p lư ñược lấy ứng với ñộ lún ướt bằng 0,005h bd . h bd : chiều dày vùng biến dạng dưới bàn nén (0,4 ; 0,7 ; 1,2 ; 1,7 ; 2 lần ñường kính bàn nén ứng với cấp áp lực 0,5 ; 1 ; 2 ; 3 ; 4 kG/cm 2 . ðộ lún ướt tương ñối: δ lư = bd lu h S S lu : số gia ñộ lún của tấm nén do thấm nước ở cấp áp lực p ct gây ra, dùng ñể tính δ lư khi thí nghiệm theo sơ ñồ 1 ñường cong Trong thí nghiệm “một ñường cong” S lu là hiệu số của ñộ lún bàn nén khi ñất ở trạng thái bảo hòa nước và ở ñộ ẩm tự nhiên cho mỗi cấp áp lực. ðộ lún móng nông: S f = S p 2 3,0( )3,0(         + + fp pf BB BB S p : ñộ lún bàn nén B p : tiết diện bàn nén. B f : tiết diện móng. VI. THÍ NGHIỆM XÁC ðỊNH SỨC CHỊU TẢI NÉN DỌC TRỤC CỦA CỌC ðƠN: Tác dụng tải lên ñầu cọc, cọc chuyển vị (lún), thu ñược ñường cong Q – s, ñó là sự phản ánh tổng thể cơ lý phá hoại và dạng thức phá hoại của cọc. Ngoài ra còn thu ñược ñường cong thay ñổi ñộ lún của ñầu cọc theo thời gian dưới tác dụng của mỗi cấp tải trọng. 1. Thiết bị thí nghiệm: a. Phản lực dầm chính phụ của cọc neo: 84 Không thể chọn tùy ý trong thí nghiệm cọc nhồi có tải trọng lớn. Không có ảnh hưởng khi chọn tùy ý các cọc ñúc sẵn. b. Phản lực sàn chất tải: Lượng chất tải ≥ 1,2 lần tải trọng dự kiến phá hoại. Chất tải một lần trước khi thí nghiệm. Tải gang, sắt, BTCT. 85 Dầm chuẩn ñặt cách xa phạm vi ảnh hưởng của lún (dầm I, không quá dẻo, nhip cao < 40 1 ). c. Liên hợp cọc neo và chất tải: khi vượt quá khả năng chống nhổ của cọc neo. Khoảng cách giữa tim cọc thí nghiệm, cọc neo và cọc chuẩn phù hợp qui ñịnh theo bảng sau: 2. ðồng hồ và các linh kiện ño: Hệ thống áp lực dầu gia tải dùng ñồng hồ áp lực có ñộ chính xác cao. ðồng hồ ño ñộ lún có khoảng ño 30 ÷ 50mm, bố trí 4 cái ñối xứng ở hai phía vuông góc với ñường kính cọc. Dụng cụ kẹp và dầm ngang cố ñinh, ñỡ ñồng hồ bách phân, về mặt cấu tạo phải ñảm bảo không sinh ra biến dạng ñứng khi chịu ảnh hưởng của thời tiết. 3. Phương pháp gia tải, giảm tải: Số cấp tải : 10 ÷ 15 cấp. Sau mỗi cấp gia tải, cách 5, 10, 15 phút ño ñọc 1 lần, sau ñó cách 15 phút ñọc 1 lần, sau khi cộng dồn ñược 1 giờ, cách nửa giờ ñọc 1 lần. Tiêu chuẩn ổn ñịnh: dưới tác dụng của mỗi cấp tải trọng, ñộ lún của cọc mỗi giờ nhỏ hơn 0,1mm. 86 4. ðiều kiện ngừng gia tải: a. Dưới tác dụng của cấp tải trọng nào ñó, ñộ lún của cọc bằng 5 lần ñộ lún dưới tác ñộng của cấp tải trọng trước ñó. b. Dưới tác ñộng của cấp tải trọng nào ñó, ñộ lún của cọc lớn hơn 2 lần ñộ lún dưới tác ñộng của cấp tải trọng trước ñó, nhưng qua 24 giờ, vấn chưa ñạt ñược ổn ñịnh tương ñối. c. Tổng ñộ lún ñầu cọc ñạt tới 40mm, tiếp tục tăng 2 cấp hoặc trên 2 cấp tải trọng vẫn không hạ dốc xuống. d. ðộ lún cộng dồn vượt quá 80 ÷ 100mm. 5. Quan trắc giảm tải: Giá trị mỗi cấp giảm tải bằng 2 lần lượng gia tải, sau khi giảm tải, cách 15’ ñọc 1 lần, sau khi ñọc lần 2 cách nửa giờ ñọc 1 lần. Giảm tải trọng cấp sau. Sau khi giảm tải toàn bộ, cách 3 ÷ 4 giờ ñọc 1 lần. 6. Chỉnh lý kết quả thí nghiệm: - Kết quả thí nghiệm: 87 - Vẽ ñường cong Q – s 7. Xác ñịnh tải trọng cực hạn dọc trục của cọc ñơn: - Nếu ñoạn dốc xuống của ñường cong Q – s rõ rệt, lấy trị số tải trọng tương ứng với ñiểm ñầu ñoạn dốc xuống. - ðối với ñường cong Q – s biến ñổi chậm, lấy tải trọng tương ứng với s = 40 ÷ 60mm. - Nếu ñộ lún ñầu cọc thí nghiệm nén tĩnh còn nhỏ, do ñiều kiện gia tải hạn chế mà dừng thí nghiệm sớm, tải trọng cực hạn thường chỉ lấy giá trị gia tải lớn nhất. Trong trường hợp vật liệu thân cọc bị phá hoại, lấy giá trị tải trọng trước ñó một cấp làm sức chịu tải cực hạn. VII. PHƯƠNG PHÁP THẤU XẠ SÓNG ÂM KIỂM TRA CỌC KHOAN NHỒI: Tốc ñộ sóng âm truyền trong bê tông thường khoảng 3000 ÷ 4200m/s. Gặp bê tông có khuyết tật (nứt, bùn, kém ñặc chắc) sóng âm giảm tốc ñộ, thời gian truyền sóng kéo dài. 88 Gặp mặt giới hạn không khí của lổ hổng sẽ sinh ra phản xạ hoặc tán xạ, làm biên ñộ sóng nhỏ ñi. 1. Thiết bị và phương pháp: ðầu dò phát xạ, ñầu dò thu, bộ phát mạch xung sóng âm, bộ phóng ñại chỉnh hình, hiển thị và máy tính. ðầu dò phát xạ và ñầu dò thu hình trụ tròn, ñường kính ngoài 30mm, dài 200mm, thu phát theo hướng mặt phẳng ngang, không theo hướng ñứng, tần số làm việc là 20 ÷ 50kHz. Tần số của bộ khuếch ñại thu khoảng 5 ÷ 200kHz, mức phóng ñại > 100db. Máy hiển thị ñồng thời hiển thị hình sóng thu và thời gian truyền sóng âm, phạm vi hiển thị thời gian của âm lớn hơn 2000µs, ñộ chính xác ghi thời gian là 1µs. Hình 5.11 Cọc ñược kiểm tra phải có chôn sẵn ống dẫn thẳng ñứng, nếu dùng 2 ñầu dò thì chôn 2 ống dẫn, ñầu dưới của ống bịt kín. 89 Khi ñó, trong ống ñổ ñầy nước hoặc dầu làm chất ngẫu hợp âm. Thả hai ñầu do ở cùng mặt phẳng ngang, tốc ñộ 200mm/s. Dọc theo thân cọc, cách 20mm ño một lần. Số lượng ống chon sẵn khác nhau tùy thuộc vào ñường kính cọc, số lượng ống nhiều thì phần diện tích mặt cắt ñược kiểm tra càng rộng. Hình 5.12 ðường kính cọc (mm) <350 350 ÷ 800 >800 Số ống chon sẵn 2 3 4 Ống dẫn bằng kim loại hoặc nhựa, ñường kính trong 50 ÷ 60mm. Ống kim loại dính bám tốt, sóng dễ bị nhiễu. Ống nhựa rẻ hơn, liên kết không tốt với bê tông, ít bị nhiễu. 2. Phân tích kết quả kiểm tra: Vẽ các ñường cong: tốc ñộ âm – chiều sâu, biên ñộ sóng – chiều sâu, tình trạng dị dạng của ñường sóng. Thời gian của âm: t c = t – (t 0 + t l ) Tốc ñộ âm: c = c t l t 0 : số ñọc ban ñầu kiểm nghiệm thiết bị (s). l: khoảng cách vỏ ngoài của hai ống dẫn (m). t l : giá trị hiệu chỉnh thời gian truyền âm của ống dẫn và chất ngẫu hợp âm (s). t l = 21 c d c dD φ − + − . V. THỬ TẢI NỀN Ở HIỆN TRƯỜNG (20TCN80-80): Tải trọng nén thử truyền lên tấm nén hình vuông, diện tích 5000cm 2 , mỗi cạnh 71cm. Tấm này bằng gỗ, sắt, bê tông hay gạch xây. Tăng tải trọng. lực sàn chất tải: Lượng chất tải ≥ 1,2 lần tải trọng dự kiến phá hoại. Chất tải một lần trước khi thí nghiệm. Tải gang, sắt, BTCT. 85 Dầm chuẩn ñặt cách xa phạm vi ảnh hưởng của lún (dầm. bảo không sinh ra biến dạng ñứng khi chịu ảnh hưởng của thời tiết. 3. Phương pháp gia tải, giảm tải: Số cấp tải : 10 ÷ 15 cấp. Sau mỗi cấp gia tải, cách 5, 10, 15 phút ño ñọc 1 lần, sau ñó cách