Đề cương này giới thiệu quy trình thí nghiệm biến dạng lớn bằng phương pháp PDA nhằm xác định sức chịu tải và khuyết tật của cọc khoan nhồi tại công trình. Phương pháp biến dạng lớn dựa trên lý thuyết truyền sóng ứng suất một chiều trong thanh đàn hồi. Sóng ứng suất gây ra bởi tác động của búa đóng truyền từ đầu cọc đến mũi cọc. Cường độ và vận tốc của sóng ứng suất phụ thuộc vào năng lương búa và đặc tính cơ học của vật liệu cọc. Quá trình truyền sóng ảnh hưởng bởi cường độ đất xung quanh cọc và đặc tính của vật liệu cọc. Bằng cách đo và phân tích quá trình này, phân bố cường độ đất tại các độ sâu được xác định cũng như các khuyết tật của cọc được phát hiện.
CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com ĐỀ CƯƠNG THÍ NGHIỆM CỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP BIẾN DẠNG LỚN GIỚI THIỆU Đề cương giới thiệu quy trình thí nghiệm biến dạng lớn phương pháp PDA nhằm xác định sức chịu tải khuyết tật cọc khoan nhồi công trình: Khu du lịch sinh thái Prime Địa xây dựng: Lô D14C, Khu du lịch bắc bán đảo Cam Ranh, huyện Cam Lâm, tỉnh Khánh Hòa CƠ SỞ THÀNH LẬP Yêu cầu thí nghiệm Chủ đầu tư; Yêu cầu kỹ thuật, hồ sơ vẽ Chủ đầu tư cung cấp; Tiêu chuẩn việt nam 11321-2016 thử động biến dạng lớn; CHI TIẾT CỌC THÍ NGHIỆM Cọc thí nghiệm cọc khoan nhồi Vị trí cọc tải trọng thí nghiệm lớn Thiết kế, Tư vấn Chủ đầu tư định Chi tiết cọc thí nghiệm trình bày Bảng Bảng - Chi tiết cọc thí nghiệm STT Tên cọc Đường kính (mm) Chiều dài (m) Tải trọng thiết kế (Tấn) Tải trọng thí nghiệm (Tấn) 1400 39.9 1200 3300 1400 39.9 1200 3300 1400 39.9 1200 3300 1400 39.9 1200 3300 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM Thí nghiệm thực nhằm xác định sức chịu tải khuyết tật (nếu có) cọc NGUN LÝ THÍ NGHIỆM Phương pháp biến dạng lớn dựa lý thuyết truyền sóng ứng suất chiều đàn hồi Sóng ứng suất gây tác động búa đóng truyền từ đầu cọc đến mũi cọc Cường độ vận tốc sóng ứng suất phụ thuộc vào lương búa đặc tính học vật liệu cọc Q trình truyền sóng ảnh hưởng cường độ đất xung quanh cọc đặc tính vật liệu cọc Bằng cách đo phân tích q trình này, phân bố cường độ đất độ sâu xác định khuyết tật cọc phát Khi tác dụng lực đỉnh cọc, sóng ứng suất truyền xuống theo thân cọc với vận tốc sóng (C) khơng đổi, hàm modul đàn hồi cọc E tỷ trọng , (C2= E/) Thời gian cần thiết cho sóng ứng suất truyền tới mũi cọc phản hồi trở lại đỉnh cọc tỉ lệ với khoảng cách tới nguồn gây sóng phản hồi t = 2L/C (Hình 1) Khi sóng ứng suất (Wi) gặp thay đổi kháng trở học từ Z1 = 1.A1.C tới Z2=2.A2.C, phần sóng phản hồi lên (Wu) phần lại truyền xuống (Wd) để hai điều kiện Đề cương thí nghiêm PDA CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com tương thích cân sau thoả mãn: Wd = Wi[ Z2 / (Z2 + Z1)] Wu = Wi[ ( Z2 - Z1) / (Z2 + Z1)] Tại đầu mũi tự (Z2 = 0), sóng nén phản hồi tồn ngược dấu, cọc đồng (Z1 = Z2) sóng nén lan truyền với biên độ không đổi Tương tự với thành phần lực kháng (bao gồm lực kháng bên lực kháng mũi) Khi thành phần lực kháng R bắt đầu tác dụng dọc thân cọc hình thành hai sóng: Sóng nén có biên độ R/2 phản xạ quay lai đỉnh cọc với tốc độ C Sóng kéo có biên độ R/2 tiếp tục xuống phản xạ mũi cọc sau quay lại đỉnh cọc với tốc độ C Trong trường hợp lực kháng tác động mũi cọc sinh sóng nén lên đỉnh cọc với tốc độ C Bằng cách bố trí thiết bị đo xác định giá trị vận tốc lực đầu cọc thời điểm khác (bao gồm đầu đo gia tốc đầu đo biến dạng) cho phán đốn tình trạng khuyết tật phân bố sức kháng đất dọc theo thân cọc (sức chịu tải cọc) Thí nghiệm biến dạng lớn thực theo tiêu chuẩn ASTM D 4945 - 00: Standard Test Method for High-Strain Dynamic Testing of Piles Điểm va chạm t1+2x/c t1+2L/c T1 Chiều dài cọc Rd x Rx Ru Hình – Biểu đồ phản hồi sóng ứng suất dọc thân cọc Đề cương thí nghiêm PDA CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM Máy phân tích đóng cọc (PDA), kiểu PAK hãng Pile Dynamics, Mỹ sử dụng để thí nghiệm cọc phận sau: đầu đo biến dạng; đầu đo gia tốc; máy chủ (monitor); búa : trọng lượng 18 Chức máy chủ nhận lưu giữ số liệu thí nghiệm (các tín hiệu đo) chi tiết cọc thí nghiệm mơ hình làm việc chung Quả búa làm thép đúc dùng để tác động lực xung lên đầu cọc Trọng lượng búa phụ thuộc vào sức chịu tải trọng lượng cọc Công thức xác định lượng va đập (Trích dẫn trang 42 sách MĨNG CỌC PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ tác giả GS, TS Vũ Công Ngữ): Q.H = 3Pu(e + 2,54mm) Pu: sức kháng cực hạn đất lên cọc độ sâu thiết kế Trong đó: e: Độ chối(2mm) Q: trọng lượng búa H: chiều cao rơi búa 2.5 m QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM 6.1 Cơng tác chuẩn bị Trước thí nghiệm cần thực cơng việc sau: Lắp đầu đo biến dạng vận tốc đối xứng đôi vào thân cọc (xem Hình 2); Vận chuyển búa đến trường D Strain sensor 1m Accelerator Accelerator Strain sensor Ground water level Strain sensor Aceelerator Đề cương thí nghiêm PDA CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com Hình – Sơ đồ lắp đặt đầu đo biến dạng gia tốc 6.2 Thí nghiệm trường Thí nghiệm trường để đo sóng ứng suất Thí nghiệm thực sau thời gian “nghỉ” cọc đảm bảo cường độ đất xung quanh cọc khôi phục hồn tồn Việc đo sóng ứng suất thực sau: Nối đầu đo với thiết bị PDA, thiết bị đo đặt cách cọc ≥ 10m; Nhập thơng tin chi tiết cọc thí nghiệm, búa đóng; 6.3 Chỉnh lý phân tích số liệu Các số liệu thu trường truyền vào máy tính để phân tích, xử lý phương pháp CASE phần mềm CAPWAP Bằng phần mềm CAPWAP, cọc thí nghiệm đất mơ hình hóa để phân tích Đối với mơ hình, sóng vận tốc đo (Pm) sử dụng để tính sóng biến dạng (Pc) sức chịu tải xác định dựa mơ hình thỏa mãn điều kiện yêu cầu BÁO CÁO KỸ THUẬT 7.1 Phần thuyết minh Phần thuyết minh gồm nội dung sau : Giới thiệu ; Cơ sở thành lập đề cương; Chi tiết cọc thí nghiệm; Mục đích thí nghiệm; Nguyên lý thí nghiệm; Thiết bị thí nghiệm; Quy trình thí nghiệm; Kết thí nghiệm; AN TỒN LAO ĐỘNG Trong q trình thí nghiệm, ngồi việc tn thủ nội quy an toàn lao động xây dựng, cần phải chấp hành quy định sau đây: Người khơng có trách nhiệm khơng vào khu vực thí nghiệm; Các phế liệu xây dựng, đất bùn nhão, dầu mỡ… trường cần phải dọn sẽ; Phải có biện pháp bảo vệ thiết bị máy móc thí nghiệm khỏi mưa gió, nắng nóng; Phải có biện pháp an toàn lắp ráp đầu đo; Việc di chuyển búa trường phải bảo đảm an tồn; Người khơng đứng cần cẩu, búa đóng cọc phạm vi hoạt động chúng Đề cương thí nghiêm PDA CƠNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com PHỤ LỤC MẪU KẾT QUẢ BÁO CÁO Đề cương thí nghiêm PDA CƠNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com Đề cương thí nghiêm PDA CƠNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com Đề cương thí nghiêm PDA CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com Đề cương thí nghiêm PDA CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com Đề cương thí nghiêm PDA 10 CƠNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com Đề cương thí nghiêm PDA 11 CƠNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com Đề cương thí nghiêm PDA 12 CƠNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com Đề cương thí nghiêm PDA 13 CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com PHỤC LỤC CHỨNG CHỈ THÍ NGHIỆM VIÊN Đề cương thí nghiêm PDA 14 CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com Đề cương thí nghiêm PDA 15 CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường Nguyễn Văn Lượng - P.16 – Q Gò Vấp – Tp HCM Tel: (84-6) 2951947 – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com Đề cương thí nghiêm PDA 16 ... lập đề cương; Chi tiết cọc thí nghiệm; Mục đích thí nghiệm; Nguyên lý thí nghiệm; Thiết bị thí nghiệm; Quy trình thí nghiệm; Kết thí nghiệm; AN TỒN LAO ĐỘNG Trong q trình thí nghiệm, ... E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com Hình – Sơ đồ lắp đặt đầu đo biến dạng gia tốc 6.2 Thí nghiệm trường Thí nghiệm trường để đo sóng ứng suất Thí nghiệm thực sau thời gian “nghỉ” cọc đảm bảo cường độ đất xung quanh... – Fax: (84-6) 2579299 – E-mail:kiemdinhxdlas911@gmail.com PHỤC LỤC CHỨNG CHỈ THÍ NGHIỆM VIÊN Đề cương thí nghiêm PDA 14 CƠNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN KIỂM ĐỊNH KHCN XD MIỀN NAM Văn phòng/Office: 32D/1Đường