Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 11321:2016

Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 11321:2016 áp dụng cho phương pháp thử động biến dạng lớn được áp dụng để đánh giá sức chịu tải của cọc đơn thẳng đứng, cọc đơn xiên, không phụ thuộc kích thước và phương pháp thi công (đóng, ép, khoan thả, khoan dẫn, khoan nhồi ...) thông qua xác định lực và vận tốc thân cọc do một lực tác động dọc trục lên đầu cọc bởi một quả búa nặng nhằm tạo ra một chuyển vị đủ lớn ở khu vực đầu cọc.

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 11321:2016 CỌC - PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN Piles - High-strain dynamic testing Lời nói đầu TCVN 11321 : 2016 biên soạn sở tham khảo ASTM D 4945-00 TCVN 11321 : 2016 Viện Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn đo lường chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố CỌC - PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN Piles - High-strain dynamic testing Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn áp dụng cho phương pháp thử động biến dạng lớn áp dụng để đánh giá sức chịu tải cọc đơn thẳng đứng, cọc đơn xiên, không phụ thuộc kích thước phương pháp thi cơng (đóng, ép, khoan thả, khoan dẫn, khoan nhồi ) thông qua xác định lực vận tốc thân cọc lực tác động dọc trục lên đầu cọc búa nặng nhằm tạo chuyển vị đủ lớn khu vực đầu cọc Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn khơng ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 5726:1993, Bê tơng nặng - Phương pháp xác định cường độ lăng trụ mô đun đàn hồi nén tĩnh TCVN 9394:2012, Đóng ép cọc - Thi công nghiệm thu TCVN 9395:2012, Cọc khoan nhồi - Thi công nghiệm thu Thuật ngữ định nghĩa Trong tiêu chuẩn có sử dụng thuật ngữ, định nghĩa sau: 3.1 Đệm đầu cọc (Cushion) Phần vật liệu nằm mũ chụp đầu cọc cọc (thường làm gỗ dán) 3.2 Q trình va chạm (Impact event) Khoảng thời gian tính từ lúc cọc bắt đầu dịch chuyển theo hướng dương hay âm (lên hay xuống) lực va chạm gây ra, (xem hình 1) 3.3 Thời điểm va chạm (Moment of impact) Thời điểm bắt đầu va chạm, lúc gia tốc 0, (xem hình 1) 3.4 Kháng trở cọc Z (Pile impedance) Là sức kháng cọc có thay đổi đột ngột vận tốc Kháng trở cọc tính cách nhân diện tích tiết diện ngang cọc với môđun đàn hồi động chia cho vận tốc truyền sóng Kháng trở cọc tính cách nhân khối lượng riêng với vận tốc truyền sóng diện tích tiết diện ngang cọc Z= AE/c = ρcA đó: Z kháng trở cọc tính kiloniutơn nhân giây mét (kN.s/m); A diện tích tiết diện ngang cọc tính mét vng (m 2); E mơ đun đàn hồi động vật liệu cọc tính kilopascan (kPa); c vận tốc truyền sóng cọc tính mét giây (m/s) ρ khối lượng riêng vật liệu cọc tính kilogram mét khối (kg/m3) 3.5 Vận tốc truyền sóng c (wave speed) (1) Vận tốc sóng ứng suất lan truyền dọc trục cọc phụ thuộc vào tính chất vật liệu chế tạo cọc 3.6 Cọc móng cơng trình xây dựng Là cọc chế tạo vật liệu bê tông cốt thép, thép gỗ dùng làm móng cho cơng trình xây dựng Hình - Biểu đồ giá trị lực vận tốc điển hình đo thử động Quy định chung 4.1 Đề cương thí nghiệm phải lập phê duyệt trước bắt đầu thí nghiệm 4.2 Thí nghiệm thử động biến dạng lớn cọc để kiểm tra chất lượng cơng trình tiến hành thời gian thi công sau thi cơng xong hạng mục cọc cơng trình nhằm đánh giá sức chịu tải cọc theo thiết kế đánh giá chất lượng thi công cọc Cọc thí nghiệm kiểm tra chọn số cọc móng cơng trình xây dựng Trong giai đoạn đầu q trình thi cơng cọc đóng, phương pháp thử động biến dạng lớn áp dụng để quan trắc hiệu suất búa, lực (kéo, nén) phân bố cọc, mức độ nguyên dạng cọc nhằm lựa chọn chủng loại thiết bị đóng cách đóng (theo sức chịu tải vật liệu cọc) phù hợp 4.3 Vị trí cọc thí nghiệm thường điểm có điều kiện đất tiêu biểu Trong trường hợp điều kiện đất phức tạp khu vực tập trung tải trọng lớn nên chọn cọc thí nghiệm vị trí bất lợi Khi chọn cọc thí nghiệm kiểm tra cần ý thêm đến chất lượng thi công cọc thực tế 4.4 Số lượng cọc thí nghiệm thơng thường lấy 1% tổng số cọc cơng trình trường hợp khơng cọc Với cọc khoan nhồi, số lượng cọc thí nghiệm lấy theo u cầu TCVN 9395 : 2012 Tùy theo mức độ quan trọng cơng trình, mức độ phức tạp điều kiện đất nền, chủng loại cọc sử dụng chất lượng thi cơng cọc trường, số lượng cọc thí nghiệm tăng thêm 4.5 Các kết thử động biến dạng lớn phân tích chi tiết thiết bị phân tích đóng cọc chun dụng đem so sánh với thí nghiệm nén tĩnh nhằm giúp giảm bớt khối lượng thí nghiệm nén tĩnh 4.6 Người thực thí nghiệm phải đào tạo phương pháp thí nghiệm quan có thẩm quyền cấp chứng xác nhận Yêu cầu hệ thống thiết bị thí nghiệm 5.1 Thiết bị thí nghiệm phải loại chun dùng cho cơng tác xác định sức chịu tải cọc phương pháp thử động biến dạng lớn Thiết bị thí nghiệm phải kiểm tra hiệu chuẩn 5.2 Hệ thống thiết bị thí nghiệm gồm bốn phận chính: a) Hệ thống tạo va chạm; b) Thiết bị thu nhận tín hiệu động; c) Hệ thống thiết bị truyền dẫn tín hiệu; d) Hệ thống thiết bị ghi nhận, hiển thị giảm nhiễu Hình - Bố trí hệ thống thiết bị cho thí nghiệm thử động biến dạng lớn 5.3 Hệ thống tạo va chạm 5.3.1 Thiết bị sử dụng để tạo va chạm thiết bị hạ cọc lựa chọn tuân theo nguyên tắc TCVN 9394 : 2012, nặng thiết bị tạo va chạm tương đương cho ứng suất đóng cọc tải trọng thử gây nhỏ cường độ vật liệu chế tạo cọc để không gây phá hoại đầu cọc Quả nặng thả rơi thường có khối lượng 1% đến 2% sức chịu tải yêu cầu cọc CHÚ THÍCH: Ứng suất đóng cọc giới hạn tham khảo bảng C.2 5.3.2 Các thiết bị phải lắp đặt để va chạm dọc trục tâm cọc 5.3.3 Lực va chạm lên đỉnh cọc phải gây độ lún đầu cọc mm q trình va chạm để huy động tồn sức kháng đất 5.4 Thiết bị thu nhận tín hiệu động 5.4.1 Các thiết bị bao gồm đầu đo cảm biến có khả đo độc lập biến dạng gia tốc theo thời gian vị trí đặc trưng dọc theo trục cọc chu kỳ va chạm Mỗi loại đầu đo phải có chiếc, gắn cẩn thận vào vị trí đối xứng qua tim cọc cho khơng bị trượt bong rơi trình tạo va chạm 5.4.2 Đầu đo biến dạng Các đầu đo biến dạng phải có tín hiệu đầu tuyến tính tồn phạm vi biến dạng có cọc Khi gắn vào thân cọc, tần số dao động tự nhiên đầu đo phải vượt 2000Hz Biến dạng đo tính đổi thành lực Khoảng cách lỗ đầu đo (H) để xỏ bu lông gắn đầu đo vào cọc không nhỏ 50mm lớn 100mm 5.4.3 Đầu đo gia tốc Đầu đo gia tốc sử dụng để đo gia tốc chuyển vị đầu cọc Thiết bị phân tích đóng cọc phân tích số liệu vận tốc số liệu chuyển vị từ số liệu gia tốc Với cọc bê tông, sử dụng đầu đo gia tốc phải hoạt động tuyến tính tới gia tốc tối thiểu 1000 g, tần số tối thiểu 1000 Hz Với cọc thép, đầu đo gia tốc phải hoạt động tuyến tính tới gia tốc tối thiểu 2000 g, tần số tối thiểu 2000 Hz 5.4.4 Lắp đặt đầu đo 5.4.4.1 Các đầu đo đặt đối diện dọc theo trục dọc cọc, có khoảng cách xuyên tâm khoảng cách trục tính đến đáy cọc, để kết đo không bị ảnh hưởng cọc chịu uốn 5.4.4.2 Các đầu đo đặt cách đầu cọc 1.5 lần đường kính hay bề rộng cọc tính từ mặt cọc Khoảng cách đầu đo biến dạng đầu đo gia tốc (S) từ 50mm đến 100mm 5.4.4.3 Các đầu đo gắn vào thành cọc bu lơng keo dán, có dây đủ chiều dài, đủ khả truyền trọn vẹn tín hiệu có cọc Cần kiểm tra chắn đầu đo gắn chặt lên cọc để khơng bị trượt rời q trình tạo va chạm CHÚ DẪN: D đường kính cọc tính mét (m) Hình - Sơ đồ bố trí thiết bị đo cho thí nghiệm thử động biến dạng lớn 5.5 Hệ thống thiết bị truyền dẫn tín hiệu 5.5.1 Tín hiệu từ đầu đo truyền đến thiết bị ghi nhận, chuyển đổi hiển thị số liệu (xem hình 2) dây cáp truyền tín hiệu khơng dây 5.5.2 Dây cáp có vỏ bọc để hạn chế nhiễu điện từ nhiễu khác 5.5.3 Nếu sử dụng truyền tín hiệu khơng dây, tín hiệu truyền tới thiết bị phải mơ tả xác độ lớn tính liên tục số liệu đo từ đầu đo 5.5.4 Các tín hiệu đầu đo thu nhận phải tỷ lệ tuyến tính với phép đo thực cọc toàn dải tần số thiết bị 5.6 Hệ thống thiết bị ghi nhận, chuyển đổi hiển thị 5.6.1 Tổng quát Các tín hiệu thu nhận từ đầu đo chu kỳ va chạm truyền đến thiết bị ghi, chuyển đổi hiển thị số liệu cho phép xác định lực vận tốc theo thời gian Thiết bị xác định gia tốc chuyển vị đầu cọc lượng truyền lên cọc Các thiết bị hiển thị sóng, máy ghi sóng hình tinh thể (LCD) Thiết bị phải có chức lưu lại kết để xem lại tín hiệu thu phân tích số liệu sau Các thiết bị ghi, chuyển đổi hiển thị số liệu phải có khả xử lý số liệu bên biến dạng, gia tốc thang thời gian Sai số không vượt 2% tín hiệu lớn thu 5.6.2 Ghi nhận số liệu Các tín hiệu từ đầu đo ghi dạng số hóa cho thành phần tần số có mức thấp vượt qua ngưỡng tần số 1500 Hz (- dB) Với tín hiệu tương tự (analog), tần suất lấy mẫu kênh số liệu phải đạt 5000 Hz cọc bê tông 10000 Hz cọc thép cọc gỗ Với tín hiệu số (digital), tần suất lấy mẫu kênh số liệu phải đạt 10000 Hz cọc bê tông 40000 Hz cọc thép cọc gỗ 5.6.3 Xử lý số liệu Thiết bị xử lý tín hiệu từ đầu đo có chức sau: 5.6.3.1 Đo lực Thiết bị phải cung cấp trạng thái tín hiệu, khuyếch đại hiệu chuẩn tín hiệu cho hệ thống đo lực Khi sử dụng đầu đo biến dạng, thiết bị cần có khả tính tốn lực Giá trị lực liên tục cân giá trị trừ có tác động đóng búa 5.6.3.2 Số liệu vận tốc Khi sử dụng đầu đo gia tốc, thiết bị tích phân gia tốc theo thời gian để thu vận tốc 5.6.3.3 Điều kiện tín hiệu Điều kiện tín hiệu cho lực vận tốc cần có đường cong tần số tương ứng để tránh độ lệch pha tương đối lệch biên độ tương đối thành phần tần số mức 2000 Hz 5.6.4 Hiển thị số liệu Trong chu kỳ va chạm, tín hiệu thơ tín hiệu xử lý truyền từ đầu đo phải hiển thị suốt trình thu nhận số liệu phát lại hàm thời gian, ví dụ dạng biểu đồ số Trình tự thực thí nghiệm 6.1 Cơng tác chuẩn bị 6.1.1 Những cọc tiến hành thí nghiệm cần kiểm tra chất lượng theo tiêu chuẩn hành thi công nghiệm thu cọc 6.1.2 Trừ có u cầu đặc biệt thời gian thí nghiệm, việc thí nghiệm tiến hành cho cọc đủ thời gian phục hồi cấu trúc đất bị phá hoại q trình thi cơng bê tơng đạt cường độ để thí nghiệm theo quy định thiết kế (đối với cọc khoan nhồi) Thời gian nghỉ từ kết thúc thi công đến thí nghiệm quy định sau: a) Tối thiểu 21 ngày cọc khoan nhồi; b) Tối thiểu ngày loại cọc khác 6.1.3 Xác định vận tốc sóng, khối lượng riêng mơ đun đàn hồi động cọc (xem phụ lục B) 6.2 Chuẩn bị đầu cọc cọc đổ chỗ Đầu cọc thí nghiệm cắt bớt nối thêm phải gia công để đảm bảo yêu cầu sau: a) Khoảng cách từ mặt cọc đến mặt đất mặt nước phải đủ để lắp đặt thiết bị đo; b) Đầu cọc nối thêm phải có cường độ lớn cường độ cọc thí nghiệm; c) Mặt đầu cọc làm phẳng, vng góc với trục cọc d) Đầu cọc bê tơng đổ chỗ phải bao ống casing thép, chiều dài casing tối thiểu 1D để đảm bảo đầu cọc không bị phá hoại tải trọng động q trình thí nghiệm; e) Đặt đệm đầu cọc gỗ dán hay vật liệu khác có độ cứng tương tự đầu cọc thép dầy đỉnh gỗ dán (nếu cần) để xung lực va chạm phân bố diện tích cọc thí nghiệm f) Đối với cọc thép, cọc ly tâm, cọc thi cơng phương pháp đóng âm, ép âm phải có giải pháp cấu tạo phù hợp để đảm bảo yêu cầu thí nghiệm biến dạng động 6.3 Lắp đặt thiết bị 6.3.1 Đánh dấu vị trí gắn đầu đo lên bề mặt thân cọc với vị trí theo mơ tả chi tiết phụ lục A, lắp đặt đầu đo thiết bị truyền tín hiệu, lắp đặt thiết bị ghi nhận, chuyển đổi hiển thị số liệu Kiểm tra kết nối thiết bị để sẵn sàng hoạt động 6.3.2 Lắp đặt thiết bị tạo va chạm giá dẫn hướng (nếu cần) cho lực va chạm dọc trục tâm cọc 6.3.3 Lắp đặt thiết bị để đo độ lún đầu cọc 6.3.4 Tiến hành kiểm tra hiệu chỉnh cho thiết bị lần trước thí nghiệm Nếu phát thấy sai số lớn so với hãng sản xuất, thiết bị phải hiệu chỉnh lại trước sử dụng 6.4 Công tác thực đo đạc 6.4.1 Nhập số liệu đầu vào cho thiết bị: tên dự án, số hiệu cọc thí nghiệm, thơng số cọc 6.4.2 Ghi khối lượng búa hay vật nặng thả rơi a) Đối với búa thả rơi hay búa diesel đơn động búa khí nén/hơi nước/thủy lực, ghi lại chiều cao rơi búa hay chiều dài hành trình búa; b) Đối với búa diesel song động, đo áp suất bật nẩy; c) Đối với búa khí nén hay nước song động, đo áp suất nước hay khí nén đường dây áp suất dẫn đến búa; d) Đối với búa thủy lực hay loại búa liệt kê trước đây, ghi lại lượng động từ đọc ngồi búa có; e) Ghi lại số nhát đập phút mà búa tạo 6.4.3 Tạo va chạm với đầu cọc Bắt đầu chiều cao rơi thấp để kiểm tra hoạt động đầu đo trình truyền liệu thiết bị ghi nhận, chuyển đổi, hiển thị số liệu, sau tăng dần chiều cao rơi kiểm tra sức chịu tải cọc Chiều cao rơi lớn nêu đề cương biện pháp thí nghiệm phê duyệt Chiều cao điều chỉnh q trình thí nghiệm dựa vào ứng suất, trạng đầu cọc độ lún đầu cọc đo trường nhằm đạt kết thí nghiệm tốt Mỗi nhát búa đóng xuống đầu cọc thiết bị tự động ghi nhận, chuyển đổi hiển thị thông số sau: a) Năng lượng xung kích búa truyền lên cọc; b) Sức chịu tải cọc vị trí tương ứng; c) Lực lớn đầu cọc; d) Ứng suất kéo (nén) lớn xuất cọc; e) Mức độ nguyên dạng cọc sau trình va chạm 6.4.4 Đo độ lún đầu cọc sau trình va chạm 6.4.5 Các kết đưa trường bao gồm: biểu đồ sóng, số liệu đầu vào số liệu đo được: a) Chiều cao rơi búa; b) Năng lượng lớn tác dụng lên đầu cọc; c) Lực tác dụng lớn lên đầu cọc; d) Sức chịu tải trường dự kiến theo phương pháp Case Goble; e) Ứng suất kéo lớn đầu cọc; f) Ứng suất nén lớn đầu cọc; g) Mức độ nguyên dạng cọc 6.5 Kiểm tra chất lượng số liệu 6.5.1 Xác nhận độ xác số liệu động thu gần đầu cọc cách kiểm tra định kỳ xem trung bình tín hiệu lực đo tích số kháng trở cọc trung bình tín hiệu vận tốc đo có tỷ lệ thuận thời điểm va chạm Các tín hiệu quán tỷ lệ thuận (trung bình) lực (trung bình) vận tốc nhân với kháng trở cọc kết hệ thống đầu đo làm việc xác thiết bị ghi nhận, chuyển đổi hiển thị số liệu hiệu chỉnh xác 6.5.2 Nếu tín hiệu khơng quán, hay không tỷ lệ thuận, tiến hành khảo sát nguyên nhân hiệu chỉnh cần thiết Nếu nguyên nhân thiết bị bị lỏng hay không hiệu chỉnh đồng bộ, hiệu chỉnh vấn đề trước tiếp tục thí nghiệm Nếu nguyên nhân xác định đầu đo bị hỏng cần sửa chữa hay hiệu chỉnh lại, hay hai việc trước tiếp tục sử dụng Nếu khơng xác định ngun nhân khơng sửa cần hủy bỏ thí nghiệm 6.5.3 Trong q trình sử dụng lâu dài, thấy hoạt động thiết bị ghi nhận, chuyển đổi hiển thị số liệu nằm sai số cho phép nhà sản xuất, phải thực kiểm tra tự hiệu chỉnh định kỳ thí nghiệm theo nhà sản xuất đề nghị tái hiệu chỉnh mục 6.3.4 trước tiếp tục sử dụng 6.6 Phân tích số liệu đo 6.6.1 Số liệu thu nhận dùng để phân tích máy tính phần mềm phân tích số liệu chuyên dụng Kết phân tích cuối bao gồm: a) Mức độ nguyên dạng cọc; b) Tổng ma sát thành bên; c) Tổng sức chống mũi cọc; d) Sức chịu tải tổng cộng cọc 6.6.2 Việc sử dụng số liệu chi tiết đánh giá kỹ thuật đầy đủ Báo cáo kết Báo cáo kết thử nghiệm bao gồm tất thông tin liệt kê đây: 7.1 Những thông tin chung bao gồm tên cơng trình, địa điểm, lỗ khoan địa chất, hạng mục thí nghiệm, ngày bắt đầu thử nghiệm 7.2 Các thơng tin cọc thí nghiệm gồm: a) Số hiệu cọc thí nghiệm vị trí cọc mặt cơng trình; b) Đường kính tiết diện chiều dài cọc thử nghiệm, cấu tạo cọc, vị trí mối nối trường hợp cọc chế tạo sẵn; c) Công nghệ thi công cọc; d) Thời gian thi công cọc: Ngày đổ bê tông (đối với cọc đổ chỗ), ngày hạ cọc (đối với cọc chế tạo sẵn); e) Q trình thi cơng cọc, dấu hiệu bất thường phát q trình thi cơng cọc; f) Thời điểm thực thí nghiệm thử động biến dạng lớn; g) Kết kiểm tra chất lượng cọc phương pháp khác (nếu có) 7.3 Q trình thí nghiệm thử động biến dạng lớn gồm: a) Mô tả tất hệ thống thiết bị đo động, thiết bị ghi, chuyển đổi hiển thị số liệu, mô tả trình tự thí nghiệm, vị trí lắp đặt đầu đo; b) Chiều dài phía đầu đo, diện tích mặt cắt ngang, khối lượng riêng, vận tốc sống, mơ đun đàn hồi động cọc thí nghiệm; c) Thời điểm thí nghiệm cọc đóng (đóng hay vỗ lại); d) Độ lún cọc đóng (số nhát búa cho khoảng ngập đất) q trình thí nghiệm; e) Biểu đồ lực vận tốc truyền sóng đo khoảng thời gian tương ứng với nhát búa đại diện cọc thí nghiệm; f) Các phương pháp lý thuyết phương trình truyền sóng chiều sử dụng để đánh giá số liệu đo đạc (đặc biệt đánh giá sức chịu tải) g) Phương pháp xác định vận tốc sóng, khối lượng riêng mô đun đàn hồi động cọc 7.4 Đánh giá kết thử nghiệm bao gồm sức chịu tải cọc thời điểm thí nghiệm, ứng suất đóng cọc, độ đồng cọc, làm việc búa đóng cọc 7.5 Kết luận kiến nghị 7.6 Tài liệu khác kèm theo (nếu có) PHỤ LỤC A (Tham khảo) BỐ TRÍ VÀ LẮP ĐẶT ĐẦU ĐO d) Cọc thép hình chữ H c) Cọc gỗ CHÚ DẪN: D đường kính cọc, tính mét (m) H khoảng cách lỗ bắt bu lơng đầu đo biến dạng, tính milimet (mm) B bề rộng cọc, tính mét (m) S khoảng cách đầu đo biến dạng đầu đo gia tốc, tính bảng milimet (mm) X khoảng cách từ vị trí giữ dây cáp đến lỗ bắt bu lông gần đầu đo biến dạng, tính milimet (mm) Hình A.1 - Cách bố trí lắp đặt đầu đo số hình dạng cọc loại cọc PHỤ LỤC B (Tham khảo) XÁC ĐỊNH VẬN TỐC TRUYỀN SÓNG, KHỐI LƯỢNG RIÊNG VÀ MÔ ĐUN ĐÀN HỒI ĐỘNG CỦA CỌC B.1 Xác định vận tốc truyền sóng cọc Với cọc thép, vận tốc truyền sóng áp dụng 5123 m/s Đây giá trị công nhận Với cọc bê tông hay cọc gỗ, vận tốc truyền sóng phải đo đạc giá trị ln thay đổi cọc Có cách để xác định vận tốc truyền sóng cọc bê tơng cọc gỗ: B.1.1 Phương pháp thử cọc tự Đặt cọc nằm ngang, gắn đầu đo gia tốc vào đầu cọc gỗ vào đầu cọc búa có trọng lượng phù hợp (Hình B.1) Cách tiến hành tạo va chạm, đo tổng thời gian sóng va chạm truyền hết chiều dài cọc quay đầu đo chu kỳ phản xạ 6L/c, với chiều dài cọc L, tính vận tốc truyền sóng theo cơng thức: c = 6L/T (B.1) đó: L chiều dài cọc tính mét (m); T tổng thời gian sóng va chạm truyền hết chiều dài cọc quay đầu đo chu kỳ phản xạ tính giây (s) Phương pháp thử cọc tự áp dụng cho cọc gỗ, cọc bê tơng dự ứng lực áp dụng cho cọc bê tơng cốt thép có chiều dài ngắn cọc bê tơng cốt thép dài bị nứt, ảnh hưởng đến vận tốc sóng B.1.2 Một cách khác để xác định vận tốc truyền sóng cọc sử dụng giá trị sóng truyền xuống (WD - wave down) sống truyền lên (WU - wave up) thu từ giá trị lực vận tốc truyền sóng đo được, tốt bắt đầu va chạm Khi đó, sóng lên sóng xuống có dạng tương đương Độ xác cách xác định vận tốc truyền sóng phụ thuộc vào loại đất nền, chất lượng cọc trình độ phân tích kỹ sư thí nghiệm Trong trường hợp khơng có điều kiện xác định vận tốc truyền sóng cọc, sử dụng giá trị vận tốc truyền sóng theo kinh nghiệm Ví dụ, vận tốc truyền sóng bê tơng c ≈ (3800 4200) m/s Hình B.1 - Phương pháp thử cọc trạng thái tự B.2 Xác định khối lượng riêng cọc Khối lượng riêng cọc gỗ nên xác định theo tổng khối lượng cọc, hay mẫu cọc với thể tích tương ứng Khối lượng riêng bê tơng hay vữa đo theo cách tương tự Khối lượng riêng cọc bê tông thường giả thiết 2450 kg/m3 khối lượng riêng vữa dùng cho cọc đổ chỗ hay dạng tương tự thường giả thiết 2150 kg/m Khối lượng riêng cọc thép giả thiết 7850 kg/m Khối lượng riêng cọc hỗn hợp, ống thép nhồi bê tơng, tính từ trung bình theo trọng số diện tích vật liệu mặt cắt ngang khác B.3 Xác định mô đun đàn hồi động cọc Mô đun đàn hồi động cọc (E) bê tơng, gỗ, thép hay hỗn hợp tính tích số bình phương vận tốc truyền sóng khối lượng riêng: E = ρc2 đó: E mơ đun đàn hồi động vật liệu cọc tính kilopascan (kPa); c vận tốc truyền sóng cọc tính mét giây (m/s); ρ khối lượng riêng vật liệu cọc tính kilogram mét khối (kg/m 3) (B.2) Mơ đun đàn hồi động thép lấy từ 200x106 kPa đến 207x106 kPa Mô đun đàn hồi động bê tơng gỗ xác định thí nghiệm nén theo TCVN 5726 : 1993 PHỤ LỤC C (Tham khảo) MỘT SỐ BIỂU ĐỒ CHUẨN VÀ THAM SỐ CẦN THIẾT TRONG THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘNG BIẾN DẠNG LỚN C.1 Một số biểu đồ chuẩn (lực, vận tốc, lượng, chuyển vị) đo từ thí nghiệm thử động biến dạng lớn a) Lực b) Vận tốc c) Chuyển vị d) Năng lượng Hình C.1 - Biểu đồ chuẩn lực, vận tốc, chuyển vị lượng cọc va chạm C.2 Một số tham số cần thiết q trình thí nghiệm thử động biến dạng lớn C.2.1 Tham số đầu vào PJ - Miêu tả tên dự án PN - Miêu tả tên cọc AR - Diện tích mặt cắt ngang thân cọc (cm2) LE - Chiều dài cọc đầu đo (m) EM - Mô đun đàn hồi động vật liệu cọc (T/m2) SP - Khối lượng riêng vật liệu cọc (T/m3) WS - Vận tốc truyền sóng vật liệu cọc (m/s) JC - Hệ số cản nhớt LP - Chiều sâu ngập đất cọc (m) C.2.2 Kết thu nhận STK - Chiều cao rơi búa (m) FMX - Lực tác dụng lớn lên đầu cọc (T) EMX - Năng lượng lớn thu (T/m) CSX - Ứng suất nén lớn vị trí đầu đo (kg/cm2) TXS - Ứng suất kéo lớn vị trí đầu đo (kg/cm2) BTA - Mức độ nguyên dạng cọc (%) DMX - Chuyển vị lớn đo (mm) DFN - Chuyển vị cuối đo (mm) RMX - Sức kháng lớn theo phương pháp CASE (T) C.2.3 Hệ số cản nhớt JC Bảng C.1 - Giá trị hệ số cản nhớt JC Đất mũi cọc JC Cát Từ 0,4 đến 0,5 Cát lẫn bụi, bụi chứa cát Từ 0,5 đến 0,7 Bụi Tử 0,6 đến 0,8 Sét lẫn bụi, bụi lẫn sét Từ 0,7 đến 0,9 Sét Lớn 0,9 C.2.4 Ứng suất đóng cọc giới hạn Bảng C.2 - Giá trị ứng suất đóng cọc giới hạn Dạng ứng suất Giá trị giới hạn Ứng suất nén thép 0,90 Fy Ứng suất nén bê tông dự ứng lực 0,85 f'c-fpe Ứng suất nén bê tông cốt thép thường 0,85 f'c CHÚ THÍCH: 1) Fy cường độ chảy thép, tính MPa 2) f'c cường độ nén bê tông 28 ngày, tính MPa 3) fpe ứng suất hiệu quả, tính MPa C.2.5 Mức độ nguyên dạng cọc theo hệ số β (BTA) Bảng C.3 - Đánh giá mức độ nguyên dạng cọc theo hệ số β (BTA) Giá trị β (BTA) Mức độ nguyên dạng cọc 100% Cọc nguyên vẹn Từ 80% đến 99% Hư hỏng nhẹ Từ 60% đến 80% Hư hỏng Nhỏ 60% Đứt gãy MỤC LỤC LờI nói đầu Phạm vi áp dụng Tài liệu viện dẫn Thuật ngữ định nghĩa Quy định chung Yêu cầu hệ thống thiết bị thí nghiệm Trình tự thực thí nghiệm Báo cáo kết Phụ lục A (Tham khảo) Bố trí lắp đặt đầu đo Phụ lục B (Tham khảo) Xác định vận tốc truyền sóng, khối lượng riêng mơ đun đàn hồi động cọc Phụ lục C (Tham khảo) Một số biểu đồ chuẩn tham số cần thiết thí nghiệm thử động biến dạng lớn ... đo gia tốc Đầu đo gia tốc sử dụng để đo gia tốc chuyển vị đầu cọc Thiết bị phân tích đóng cọc phân tích số liệu vận tốc số liệu chuyển vị từ số liệu gia tốc Với cọc bê tông, sử dụng đầu đo gia. .. liệu phát lại hàm thời gian, ví dụ dạng biểu đồ số Trình tự thực thí nghiệm 6.1 Cơng tác chuẩn bị 6.1.1 Những cọc tiến hành thí nghiệm cần kiểm tra chất lượng theo tiêu chuẩn hành thi công nghiệm... trị trừ có tác động đóng búa 5.6.3.2 Số liệu vận tốc Khi sử dụng đầu đo gia tốc, thiết bị tích phân gia tốc theo thời gian để thu vận tốc 5.6.3.3 Điều kiện tín hiệu Điều kiện tín hiệu cho lực