BÁO cáo THỰC tập địa cơ

Mục lục I. Mục đích thí nghiệm 2 II. Nguyên lý thí nghiệm 2 III. Dụng cụ thí nghiệm bàn nén hiện trường 2 1. Tấm nén và kích thủy lực 3 2. Thiết bị chất tải 4 3. Dầm dọc định vị, thiết bị neo giữ, thiết bị đo lún 5 a. Dầm dọc định vị, thiết vị neo giữ 5 b. Thiết bị đo lún 6 4. Chuẩn bị thí nghiệm: 7 IV. Trình tự thí nghiệm 7 V. Xử lý kết quả thí nghiệm 10 VI. Ứng dụng thí nghiệm 12 VII. So sánh với các thí nghiệm khác. 13 VIII. Danh sách nhóm và phân công. 14

Thí nghiệm bàn nén trường Mục lục I Mục đích thí nghiệm II Nguyên lý thí nghiệm .2 III Dụng cụ thí nghiệm bàn nén trường .2 Tấm nén kích thủy lực Thiết bị chất tải .4 Dầm dọc định vị, thiết bị neo giữ, thiết bị đo lún a Dầm dọc định vị, thiết vị neo giữ b Thiết bị đo lún .6 Chuẩn bị thí nghiệm: .7 IV Trình tự thí nghiệm V Xử lý kết thí nghiệm 10 VI Ứng dụng thí nghiệm 12 VII So sánh với thí nghiệm khác 13 VIII Danh sách nhóm phân cơng 14 Thí nghiệm bàn nén trường I Mục đích thí nghiệm Thí nghiệm bàn nén trường, Plate Load Test hay Plate Bearing Test, thí nghiệm phổ biến nhằm mục đích xác định module biến dạng đất phạm vi chiều dày hai đến ba lần đường kính nén nhằm tính tốn độ lún cơng trình, đặc biệt cho móng nơng Việc nén bàn nén tương tự móng chịu tải điều kiện làm việc thực có kích thước nhỏ Từ đó, giúp ta quan sát quy luật biến dạng, đồng thời xác định sức chịu tải cho móng đơn Nguyên lý thí nghiệm đặt bàn nén lên vị trí dự kiến đặt móng nơng, thường đáy hố đào tiến hành chất tải theo cấp lên phá hoại Thí nghiệm áp dụng cho loại đất sét, đất cát đất lớn điều kiện trường nằm độ ẩm tự nhiên sau san lấp đầm nén đến độ chặt yêu cầu Không áp dụng cho đất trương nở đất nhiễm mặn thí nghiệm chúng điều kiện thấm ướt II Ngun lý thí nghiệm Ta đặt hình vng cạnh 15- 20 cm hình trịn đường 15- 20 cm có độ cứng tuyệt đối, lên hố móng hố khoan cần thí nghiệm Sau ta lắp dựng chất tải lên bàn nén đo độ lún module Phân tích kết quan hệ tải độ lún có thể rút khả chịu tải giới hạn đất cơng trình đặt trưng biến dạng đất III Dụng cụ thí nghiệm bàn nén trường Thí nghiệm bàn nén trường Hình 1: Sơ đồ thiết bị thí nghiệm đất hố đào gia tải tĩnh Thí nghiệm bàn nén trường Tấm nén kích thủy lực Tàn nén phải đủ độ cứng, thí nghiệm hố đào thường phải dùng bàn nén hình vng kích thước 70,7 x 70,7 cm bàn nén giếng khoan có đáy hình trịn diện thích 600 cm2 Tàn nén phận tiếp xúc với mặt đất Tải trọng đặt lên bàn gia tải truyền xuống đất thông qua nén làm lún đất Hình Kích thủy lực nén Tên đất Vị trí Độ sâu Vị trí tiến Tấm nén nén so thí hành thí với mực Kiểu Diện tích nghiệm nghiệm nước Đất hịn lớn; đất cát - cát chặt chặt trung bình; đất loại sét - sét, sét pha có độ sệt IL ≤ 0,25, cát pha IL ≤ Ngang mực nước đất ≤ cao I Trong hố I móng, hố đào, giếng II Đất cát - cát xốp, đất loại sét - sét sét pha có độ sệt IL > 0,25, cát pha IL > 0, bùn, đất hữu Ngang mực nước đất ≤ cao Trong hố I móng, hố II đào, giếng 000 500 000 000 000 Thí nghiệm bàn nén trường Đất lớn; đất cát Ngang cát chặt, đất loại sét mực nước Tại đáy lỗ sét sét pha có độ đất ≤ III 600 khoan s ệt IL ≤ 0,5, cát pha cao IL ≤ Đất cát: đất loại sét; sét, sét pha cát Dưới Tại đáy lỗ pha với trị độ mực nước ≤ III 600 khoan sệt IL: bùn, đất hữ u đất Thiết bị chất tải Thiết bị chất tải, hay gọi bàn gia tải, mặt để đặt tải trọng cần thiết để thực thí nghiệm Kích thước bàn gia tải tùy thuộc vào quy mơ thí nghiệm phải đảm bảo đủ lớn để chất tải theo yêu cầu thí nghiệm Là mặt đặt tải trọng cần thiết để thực thí nghiệm Hình 3: Thiết bị chất tải Thí nghiệm bàn nén trường Dầm dọc định vị, thiết bị neo giữ, thiết bị đo lún a Dầm dọc định vị, thiết vị neo giữ Thiết bị sử dụng để nâng truyền tải trọng đặt thiết bị gia tải tải xuống nén Có đồng hồ xác định độ lún mặt đất nơi tiến hành thí nghiệm Hình 4: Dầm định vị dọc, thiết bị neo giữ đo biến dạng Hình 5: Sơ đồ thiết bị thí nghiệm đất hố đào gia tính tải Ghi chú: Tấm nén Kích thủy lực Dầm định vị dọc Thí nghiệm bàn nén trường Các cọc neo vít Hình 6: Sơ đồ thí nghiệm đất gia tĩnh tải lỗ khoan Ghi Dầm định vị Lực kế Kích Các cọc neo vít Ống vách Tấm nén b Thiết bị đo lún Thiết bị đo lún thiết bị xác định độ lún đất q trình thí nghiệm, có tác dụng nâng truyền tải trọng đặt bàn gia tải xuống nén Có đồng hồ xác định độ lún mặt đất nơi tiến hành thí nghiệm Để đo độ lún nén gắn chặt vào hệ mốc chuẩn Tấm nén nối với võng kế sợi dây thép đường kính từ 0,3 mm đến 0,5 mm Hệ đo phải đảm bảo đo độ lún với sai số không lớn 0,1 mm Khi cần đạt độ xác tới 0,01 mm, phải dùng thiên phân kế Thí nghiệm bàn nén trường Chuẩn bị thí nghiệm: Khi thí nghiệm hố móng, hố đào giếng đào, nén đặt cơng trình khai đào Để đáy nén thật khít với đất, phải xoay nén khơng hai vòng theo hướng, quanh trục thẳng đứng Sau đặt, phải kiểm tra mức độ nằm ngang nén Mặt đất phạm vi diện tích đặt nén phải san thật phẳng Khi khó san phẳng đất, tiến hành rải lớp đệm cát nhỏ cát trung ẩm, dày từ cm đến cm cho đất loại sét không lớn cm cho đất lớn Tấm nén lắp vào cột ống đường kính 219 mm hạ xuống đáy lỗ khoan vét Dùng đối trọng vòng định hướng để cân nén với cột ống hạ Đặt nén sâu chân ống chống từ cm đến cm Sau đặt nén, tiến hành lắp thiết bị chất tải, thiết bị neo hệ thống neo Võng kế kiểm tra lắp hệ mốc chuẩn Dây võng kế kiểm tra gắn vào mốc khơng di động đặt ngồi thành hố thí nghiệm Chiều dài dây phải bằngchiều dài võng kế đo độ lún nén Sau lắp tất thiết bị, đưa số đọc vạch khơng (0), điểm quy ước khơng Hình 7: Bố trí thí nghiệm lỗ đào hố khoan IV Trình tự thí nghiệm Tăng tải trọng lên nén thành cấp ΔP tuỳ theo loại đất thí nghiệm trạng thái (xem Bảng 1, Bảng Bảng 3) Thí nghiệm bàn nén trường Hình Tăng tải trọng theo cấp ΔP Tổng số cấp gia tải phải khơng bốn, kể từ giá trị tương ứng với áp lực trọng lượng thân đất cao trình thí nghiệm Trong cấp gia tải phải kể đến trọng lượng thiết bị tạo nên phần tải trọng tác dụng lên nén Khi dùng nén kiểu II, phụ tải vành khăn phải tương ứng với áp lực thân cao trình thí nghiệm Giữ cấp tải đến ổn định biến dạng quy ước đất: không vượt 0,1 mm sau thời gian nêu Bảng 1, Bảng Bảng Thời gian giữ cấp gia tải tiếp sau không thời gian giữ cấp trước Bảng - Cấp gia tải thời gian ổn định quy ước đất loại cát Tên đất Mức độ bão hòa Cấp áp lực ΔP, MPa, độ chặt kết cấu đất Chặt Đất lớn S1 ≤ 1,0 Đất - cát - S1 ≤ 1,0 Chặt vừa Xốp 0,1 0,1 0,05 Thời gian ổn định quy ước h 0,5 0,02 0,5 Thí nghiệm bàn nén trường cát to S1 ≤ 0,5 0,1 0,05 0,02 0,5 0,5 < S1 ≤ 1,0 0,1 0,05 0,02 1,0 S1 ≤ 0,5 Cát nhỏ, cát 0,5 < S1 ≤ 1,0 bụi 0,05 0,025 0,01 1,0 0,05 0,025 0,01 2,0 Cát trung Bảng - Cấp gia tải thời gian ổn định quy ước đất loại sét Cấp áp lực ΔP, MPa, hệ số rỗng e Tên đất Thời gian ổn định quy ước h e< 0,5 0.5 ≤ e < 0,8 0,8 ≤ e ≤ 1,1 e > 1,1 0,1 0,1 0,05 0,05 0,1 0,5 0,05 0,025 0,75 < IL ≤ 0,05 0,025 0,025 0,01 IL > 0,05 0,025 0,01 0,01 Đất loại sét có độ sệt IL ≤ 0,25 0,25 < IL ≤ 0,75 a a Khi hệ số rỗng e > 1,1, thời gian ổn định quy ước tăng lên h Bảng - Cấp gia tải thời gian ổn định quy ước độ lún ướt Thời gian ổn định quy ước (h) Đất lún ướt độ ẩm tự nhiên 0.25 Đất lún ướt sau thấm nước 0.025 Ghi số đọc biến dạng kế cấp áp lực: Tên đất Cấp áp lực P (Mpa) Khi thí nghiệm đất lớn đất cát: cách 10 phút nửa đầu, cách 15 phút nửa sau; cách 30 phút đạt độ lún ổn định quy ước Khi thí nghiệm đất loại sét: cách 15 phút đầu, cách 30 phút sau tiếp theo, cách đạt độ lún ổn định quy ước Ngừng thí nghiệm ổn định biến dạng ứng với cấp tải trọng cuối, tổng biến dạng đạt 0,15d, d đường kính nén 10 Thí nghiệm bàn nén trường Khi có yêu cầu có thể tiến hành dỡ tải cấp Đối với đất lớn đất cát, giữ cấp 10 phút; riêng cấp cuối giữ tới 20 phút Đối với đất loại sét, khoảng thời gian tương ứng 15 phút 30 phút Ngừng thí nghiệm ổn định biến dạng ứng với cấp tải trọng cuối, tổng biến dạng đạt 0,15 đường kính nén V Xử lý kết thí nghiệm Xử lý kết thí nghiệm bao gồm kết luận cụ thể cơng tác thí nghiệm: Xác định hệ số đất K module biến dang E, chuyển vị cúa đất theo tải trọng thời gian Hệ số K: tỷ số lực đơn vị chuyển vị tương ứng Hệ số đặc trưng quan trọng đất phản ánh sức chịu tải biến dạng đất Thực tế hệ số hàm phi tuyến, phụ thuộc vào cấp độ tải, phương thức gia tải, loại đất, kích thước cấu kiện tác dụng vào đất Theo cơng thức Vesic: k× × Trong đó: - k: hệ số đàn hồi - B: Bề rộng cọc - EpxIp: Độ cứng chống uốn cọc - µ: Hệ số pốt xơng đất - Giá trị µ = 0.3 có thể xem tương đối xác cho trường hợp - Es: Mô đun đàn hồi đất - Es= 5N(kg/cm2); N: Trị số SPT Tính theo giá trị SPT - ks=1,95N (MN/m3) cho đất rời - ks=1,04N (MN/m3) cho đất dính Để tính modun biến dạng E, lập biểu đồ quan hệ độ lún áp lực S=f(P) Biểu thị giá P trục hoành giá trị độ lún ổn định qui ước S tương ứng trục tung 11 Thí nghiệm bàn nén trường Qua điểm biểu đồ, ta có thể vẽ đường thằng trung bình phương pháp nhỏ phương pháp đồ giải Lấy điểm ứng với áp lực tự nhiên làm điểm Pđ điểm ứng với cấp gia tải cuối làm điểm Pc Hình Biểu đồ độ lún theo thời gian độ lún theo cấp tải Nếu gia số độ lún ứng với cấp áp lực Pi lớn gấp đôi gia số áp lực kề trước Pi-1, đồng thời nhỏ giá trị ứng với cấp P i+1 lúc lấy giá trị Pi-1 Si-1 làm giá trị cuối Lúc số lượng điểm làm để tính tốn giá trị trung bình khơng ba Mơ đun biến dạng E đất tính theo cơng thức: E = ( 1- m2). dP/S Trong đó: - m – Hệ số Poisson lấy 0,35 cho đất sét pha - w = 0.79 (hệ số không thứ nguyên); - d: tiết diện bàn nén (cm); - P: Gia số áp lực tác dụng lên nén PC-PD, đơn vị kG/cm2; - S = S2-S1 (cm): Gia số độ lún nén ứng với P (được xác định dựa đường thẳng trung bình) Thơng thường thí nghiệm bàn nén trường khảo sát tính biên thiên lớp đất nơng khoảng từ 1,5 đến 2m, hay đến độ sâu vài ba lần bề 12 Thí nghiệm bàn nén trường rộng bàn nén Mặc dù quy trình có nêu phương pháp thí nghiệm bàn nén hố khoan, nhiên thực tế khơng sử dụng khó thực độ xác Khi có lớp đất trãi dài chịu tác động tải trọng thằng đứng tác động rộng khắp, lớp đất bị nén theo phương trục z Để mô trạng thái đất trên, người ta nén đất dụng cụ có tên máy nén khơng nở hơng máy nén cố kết Có thể sử dụng phương pháp thí nghiêm bàn nén hiên trường cho thí nghiệm lún ướt trường mà cịn quan tâm, có ý nghĩa thực tế tin cậy VI Ứng dụng thí nghiệm Thí nghiệm bàn nén tĩnh xem phương pháp có độ tin cậy cao nhất, từ số liệu ta tính tốn ta xác định khả chịu tải đất Kết thí nghiệm mối quan hệ độ lún cấp áp lực Thông qua mối quan hệ, người thiết kế có thể xác định sức chịu tải đất nền, từ có thể kiểm tra, đánh giá mức độ an toàn, ổn định khả chịu tải cơng trình Trong thiết kế móng cơng trình việc xác định sức chịu tải an tồn xác đất phức tạp, ảnh hưởng lớn đến độ an nguy cơng trình, từ lúc xây dựng lúc trình cơng trình hình thành, tồn sức chịu tải có khuynh hướng thay đổi cơng trình chịu tác dụng nhiều yếu tố độ lún, mạch nước ngầm, gió,… Hiện cơng trình thường dùng thí nghiệm để xác định sức chịu tải đất nền, dựa vào kết thu được, mối quan hệ độ lún cấp áp lực ta có thể tính tốn được, thiết kế cho cơng trình đạt mức độ an tồn xác, chất lượng đảm bảo mặt kinh tế Nếu xem nhẹ mặt giải pháp kỹ thuật mà tính bớt xác, khơng với thực tế đặc biệt việc tính tốn chịu sức tải đất có nhiều cơng trình xây dựng xong đưa vào sử dụng sau thời gian xảy lún, nghiêng, rạn nứt,… Ví dụ: tháp Pisa – nguyên nhân bị nghiêng đặc điểm địa lý vùng đất, đất thành phần bùn, cát đất sét cho nguyên nhân dẫn tới mức độ nghiêng tháp Vì có thể nói việc xác định khả chịu tải đất vô quan trọng, không thể thiếu, không thể bỏ qua cơng trình trước xây 13 Thí nghiệm bàn nén trường dựng Để xây dựng cơng trình lớn cần làm thí nghiệm, khảo sát để có thể biết sức chịu tải đất đây, đặc biệt công trình lớn, cơng trình có khu vực địa chất phức tạp VII So sánh với thí nghiệm khác Ngồi sử dụng bàn nén xác định modun đàn hồi ngồi cơng trình, xác định modun đàn hồi đất cách nén cốt kết phịng thí nghiệm Khác với thí nghiệm bàn nén, nén cốt kết lấy mẫu đất hình trụ có chiều cao 1.5 đến lần loại đất sét đất cát đường kín mẫu khơng nhỏ 50mm, cịn loại đất có sỏi sạn, đường kính khơng nhỏ 70mm Tải trọng nén phân bố mẫu đất gây chuyển vị đứng, chuyển vị đứng đo đồng hồ biến dạng gắn trực tiếp nắp gia tải, có độ xác đến 0.01 mm Cách thí nghiệm: Tùy theo tải trọng cơng trình mà cấp tải tác dụng chọn khác nhau, theo chiều sâu có thể dựa vào tải trọng thân cột đất Tải trọng nén thí nghiệm P tăng dần cấp, cấp sau gấp đơi cấp trước Theo dõi biến dạng nén đồng hồ biến dạng cấp tải trọng sau 15 giây tăng tải Dưới cấp tải trọng, độ lún theo dõi đạt đến ổn định quy ước (thường sau 24h lún không 0,01mm) Thời gian theo dõi biến dạng khôi phục đất cát pha sét pha phép giảm bớt hai lần so với lúc tăng tải Đối với đất sét tiêu chuẩn ổn định biến dạng khôi phục lấy biến dạng nén lún Hình 10 Sơ đồ thí nghiệm nén cố kết 14 Thí nghiệm bàn nén trường Mối quan hệ mô đun biến dạng từ thí nghiệm trường phịng Xác định biến dạng cơng trình địi hỏi độ xác cao biến dạng móng ảnh hưởng đến độ ổn định cơng trình Chính phải tiến hành xây dựng mối quan hệ mô đun biến dạng trường mơ đun biến dạng phịng kE = Etp/Eht để xác định biến dạng thực tế cơng trình cách xác Kết xây dựng mối quan hệ mô đun biến dạng trường mơ đun biến dạng phịng kE Kết mơ đun biến dạng từ thí nghiệm phịng trường có khác biệt lớn ngun nhân mẫu đất trường có tượng nở hơng q trình nén cịn mẫu đất phịng thí nghiệm nén cố kết khơng nở hơng Tổng hợp kết thu nhận so sánh mô đun biến dạng thu từ thí nghiệm nén cố kết thí nghiệm trường ứng với sét pha, trạng thái dẻo VIII Danh sách nhóm phân cơng STT Cơng việc Phân cơng Mục đích thí nghiệm, phân cơng, thiết kế Sầm Nhật Huy (nhóm powerpoint, tổng hợp viết trưởng) Nguyên lý thí nghiệm Nguyễn Trung Hiếu Trần Hồng Huy Dụng cụ thí nghiệm Phạm Duy Khang Trương Minh Huy Trình tự thí nghiệm Ngô Quang Hùng Nguyễn Phi Hùng Nguyễn Vũ Khang Xử lý kết thí nghiệm Dương Đỗ Đăng Khoa Đỗ Khải Ứng dụng thực tế Nguyễn Quốc Huy 15 Thí nghiệm bàn nén trường So sánh với thí nghiệm khác Phan Dương Minh Khoa Lý Đức Huy Timeline công việc Thời gian 18/10/2020 18-21/10/2020 22/10/2020 23-24/10/2020 Tối 24/10/2020 25 – 26/10/2020 Tối 26/10/2020 Nội dung Họp online phân cơng, chốt khung thuyết trình Nộp làm lên nhóm Hồn thành file powerpoint file word tổng hợp Kiểm tra lại file sửa chữa Thuyết trình thử, sửa chữa Tự thành viên kiểm tra lần cuối chốt file powerpoint Chốt hoàn thiện 16 ... định khả chịu tải cơng trình Trong thiết kế móng cơng trình việc xác định sức chịu tải an tồn xác đất phức tạp, ảnh hưởng lớn đến độ an nguy cơng trình, từ lúc xây dựng lúc q trình cơng trình hình... bàn nén trường dựng Để xây dựng cơng trình lớn cần làm thí nghiệm, khảo sát để có thể biết sức chịu tải đất đây, đặc biệt cơng trình lớn, cơng trình có khu vực địa chất phức tạp VII So sánh với... nghiệm trường ứng với sét pha, trạng thái dẻo VIII Danh sách nhóm phân cơng STT Cơng việc Phân cơng Mục đích thí nghiệm, phân cơng, thiết kế Sầm Nhật Huy (nhóm powerpoint, tổng hợp viết trưởng)