- Đối với sột bị nứt nẻ: P’c= 200 0ữ 6000 với u= 600ữ 3000 kPa Giỏ trị này chỉ đỳng với TN CPTu Khụng thớch hợp với TN CPT.
10. Cỏc phương phỏp quan trắc
10.2. Đo ỏp lực nước lỗ rỗng
− Quan trắc mực nước dưới đất. Phục vụ tớnh toỏn tải trọng nền đất dưới đỏy múng cụng trỡnh, kiểm tra độ hạ thấp mực nước trong quỏ trỡnh bơm hạ thi cụng tầng hầm,…
− Quan trắc ỏp lực nước lỗ rỗng (Piezometer) là quỏ trỡnh theo dừi sự thay đổi ỏp lực nước lỗ rỗng trong quỏ trỡnh thi cụng nhằm cảnh bỏo những rủi ro cú thể xảy ra do ỏp lực nước lỗ rỗng tăng gõy ra sự giảm cường độ của đất.
− Thụng số tham khảo để điều tra nguyờn nhõn khi cú sự cố về tường võy.
Sự thay đổi ỏp lực nước lỗ rỗng thặng dư cú thể đỏnh giỏ quỏ trỡnh cố kết của đất nền bờn dưới múng dưới tỏc dụng của tải trọng.
STT Tờn thiết bị Đơn vị Số lượng hóng sản xuất Nguồn gốc/ Mục đớch sử dụng
1 Cảm biến GK 4500 Cỏi 06 Geokon/ USA Đo ỏp lực nước
2 Mỏy Model GK-405
49
Thiết bị quan trắc ỏp lực nước lỗ rỗng
Một số hỡnh ảnh quan trắc Piezometer
Phương phỏp thớ nghiệm:
Phương phỏp thớ nghiệm xỏc định sự biến đổi ỏp lực nước lỗ rỗng tại hiện trường đất tự nhiờn trong xõy dựng được đề cập đến theo TCVN 8869-2011. Cỏc phương phỏp đo ỏp lực nước lỗ rỗng của cỏc nước tiờn tiến như: Mỏy đo sỏch tay GK404, Piezometer dõy rung tự động,…
− Cỏc hệ thống đo: Hệ thống đo ỏp lực nước lỗ rỗng loại hở và loại kớn
PP đo ỏp lực nước lỗ rỗng loại hở PP đo ỏp lực nước lỗ rỗng loại kớn
− Mật độ bố trớ hệ thống quan trắc: Theo tớnh chất cụng trỡnh; Theo quy mụ của cụng trỡnh; Theo tiờu chuẩn và yờu cầu thiết kế kỹ thuật của Dự ỏn.
− Quan trắc:
+ Quan trắc ỏp lực nước lỗ rỗng. + Quan trắc mực nước ngầm.
50
Tự động húa đo ỏp lực nước lỗ rỗng (ALNLR) phục vụ xõy dựng cụng trỡnh trờn nền đất yếu:
Cụng tỏc đo ALNLR trong xõy dựng cỏc cụng trỡnh giao thụng, thủy lợi, thủy điện… Thụng qua đú, giới thiệu một hệ thống thiết bị đo ALNLR tự động, phự hợp mụi trường và yờu cầu sử dụng trong thi cụng cỏc cụng trỡnh xõy dựng trờn nền đất yếu ở Việt Nam, được thiết kế, chế tạo hoàn toàn trong nước, do nhúm nghiờn cứu của Viện Khoa học và Cụng nghệ- GTVT thực hiện.
Bố trớ cỏc cảm biến đo ALNLR tại hiện trường Cỏc kết quả đo được để biết trạng thỏi thực tế của đất yếu dưới cụng trỡnh, để kiểm tra giỏ trị của một số tham số dựng khi thiết kế.
Những yếu tố ảnh hưởng thường gặp và cỏch khắc phục trong quỏ trỡnh đo:
+ Đầu đo hệ hở: ỏp lực dư chớnh là sự khỏc nhau giữa cao độ của nước trong giếng và cao độ của mức nước ngầm.
+ Đầu đo hệ kớn: hầu hết cỏc thiết bị đầu đo điện và khớ nộn là đo tổng ỏp lực nước tại một điểm và bởi vậy ỏp lực dư trong đất được xỏc định bằng cỏch trừ đi phần khỏc nhau về cao độ giữa đầu đo và mức nước ngầm xung quanh khỏi cỏc kết quả đọc được của mỏy.
Sử dụng kết quả đo ỏp lực lỗ rỗng trong đất kết hợp với cỏc tài liệu liờn quan khỏc thường được sử dụng để đỏnh giỏ sự tăng độ bền cắt hoặc độ lỳn cũn lại trong cỏc điều kiện tải đó biết. Vỡ cỏc ỏp lực lỗ rỗng chỉ là một phộp đo giỏn tiếp cỏc đặc tớnh này, nờn cần phải hết sức cẩn thận để diễn giải kết quả chớnh xỏc. Cỏc thụng tin sau cần được xem xột khi hiệu chỉnh cỏc kết quả đo ỏp lực lỗ rỗng:
+ Tổng tải trọng ỏp dụng và tốc độ chất tải.
+ Sự dao động theo mựa của mực nước ngầm xung quanh (cần cú giếng quan trắc nụng và cỏc đầu đọc) tại vựng xung quanh. Việc này là cần thiết tại khu vực cú nước thủy triều. Số lượng và vị trớ tựy thuộc vào địa hỡnh xung quanh.
+ Sự phõn bố ỏp lực lỗ rỗng thực tế trong lớp đất đang được theo dừi theo cả phương dọc và ngang. Điều này thường đũi hỏi phải cú 3 đầu đo ỏp lực hoặc nhiều hơn tại cỏc cao độ khỏc nhau và 3 đầu đo hoặc nhiều hơn tại cỏc vị trớ khỏc nhau tớnh từ tõm tải trọng.
Áp lực nước lỗ rỗng (ALNLR) làm giảm sức khỏng cắt của mặt đất, thậm chớ cú thể húa lỏng, gõy nờn phỏ hoại nền đất và cỏc cụng trỡnh trờn nú. Trong quỏ trỡnh thi cụng xử lý nền múng cụng trỡnh, việc xỏc định ALNLR cú tỏc dụng giỳp cho đơn vị thi cụng cú thể tớnh toỏn để điều chỉnh tốc độ đắp nền, khối lượng đắp nền. Sau khi đắp đủ tải theo thiết kế, lỳc này việc xỏc định ALNLR nhằm mục đớch đỏnh giỏ chất lượng của nền đất sau khi thi cụng. Do vậy, việc nghiờn cứu, chế tạo cỏc thiết bị đo, cỏc hệ thống quan trắc là hết sức cần thiết.
51
Qua nghiờn cứu nguyờn lý, thiết bị đo do nhúm thực hiện đề tài nghiờn cứu, thiết kế và chế tạo cú một số tớnh năng mở rộng mà cỏc thiết bị đo cầm tay nước ngoài khụng cú:
− Bổ sung bộ nhớ cú dung lượng lớn, cú thể thực hiện đo liờn tục, cung cấp dữ liệu theo thời gian thực, lưu trữ dữ liệu trong thời gian dài, cho phộp lập ngõn hàng dữ liệu ALNLR ứng dụng với cỏc cụng trỡnh khỏc nhau trong từng khu vực;
− Cú khả năng tớnh toỏn đưa ra kết quả cuối cựng theo ỏp suất (kPa) trực tiếp, giảm thời gian xử lý dữ liệu, do đú, tiết kiệm đỏng kể thời gian và chi phớ thi cụng cụng trỡnh.
− Ngoài ra, thiết bị đo cũn cú khả năng trực tiếp hoặc giỏn tiếp kết nối với mỏy tớnh qua cỏc thiết bị truyền dẫn theo cỏc phương thức GPRS, 3G, Wifi, Internet... Đo ỏp lực nước lỗ rỗng kết hợp với kết quả quan trắc lỳn và tốc độ gia tải tại hiện trường cú thể được sử dụng phõn tớch đỏnh giỏ quỏ trỡnh cố kết của nền đất. Một số kết quả đo khỏc dựng để (kiểm tra chộo) xem trạng thỏi thực tế của cụng trỡnh cú gần với trạng thỏi tớnh toỏn khi thiết kế khụng để quyết định cỏc biện phỏp khẩn cấp tại hiện trường (ngừng đắp hoặc giỡ bớt đất, hoặc thay đổi tốc độ đắp).
10.3. Đo dịch chuyển ngang của cụng trỡnh:
− Theo dừi độ dịch chuyển ngang, hướng và tốc độ dịch chuyển ngang của cọc võy, tường võy hoặc đất trong vựng ảnh hưởng của cụng trỡnh nhằm đỏnh giỏ mức độ, dự bỏo diễn biến của cỏc dịch chuyển, từ đú cú cỏc giải phỏp xử lý cho những vấn đề về dịch chuyển ngang gõy ra.Thụng qua quan trắc ở hiện trường, cú thể so sỏnh số liệu với lý thuyết tớnh toỏn đồng thời tổng hợp kinh nghiệm về thiết kế và thi cụng cho cỏc cụng trỡnh trong tương lai.
− Thiết bị Inclinometer được dựng để đo dịch chuyển ngang nhờ một đầu dũ được kết nối với thiết bị thu số liệu, đầu dũ sẽ được kộo dọc theo ống đo nghiờng từ đỏy lờn tới đỉnh ống. Ống đo nghiờng được lắp đặt trong lỗ khoan chờ sẵn trong tường võy hoặc trong đất. Một số ứng dụng đặc trưng của nú như sau:
+ Xỏc định được khu vực cú sự trượt lở đất.
+ Quan trắc chuyển vị ngang của đập đất, nền đấp trờn đất yếu, hố đào sõu hoặc tunnel.
+ Quan trắc độ dịch chuyển của cọc võy, tường võy, hoặc tường chắn đất.
− Tiờu chuẩn ASTM D6230 “Standard Test Method for Monitoring Ground Movement Using Probe-Type Inclinometers", AASHTO T 254: "Installing, Monitoring, & Processing Data of the Traveling Type Slope Inclinometer".
− Nguyờn lý đo và xử lý số liệu: Thả đầu dũ đến đỏy ống, những gia tốc bờn trong
đầu đo sẽ xỏc định được gúc nghiờng của mỗi đoạn 0.5m, kộo đầu đo lờn 0.5m đo đoạn ống tiếp theo. Quỏ trỡnh đo lập lại đến khi hết chiều dài ống .
52 − Thiết bị Inclinometer gồm cú 4 bộ phận chớnh như sau:
+ Ống vỏch casing cú thể được làm bằng nhựa dẻo, nhụm hợp kim, sợi thủy tinh hoặc thộp. Nú cú cỏc đường rónh để định hướng cho đầu dũ, và được lắp đặt gần như thẳng đứng.
+ Đầu do cú bộ cảm biến trọng lực. + Bộ thu số liệu.
+ Dõy cỏp điện tử kết nối đầu dũ với bộ thu số liệu. + Bộ hiển thị cầm tay cú thể kết nối Bluetooth.
Cỏc bộ phận của thiết bị Inclinometer của hóng Geokon.
Để đo chuyển dịch ngang nhà và cụng trỡnh cú thể sử dụng riờng biệt một trong cỏc phương phỏp quan trắc lỳn cụng trỡnh sau hoặc sử dụng kết hợp một số phương phỏp sau:
− Phương phỏp hướng chuẩn;
53
Đo chuyển dịch ngang theo phương phỏp hướng chuẩn: thực chất là đo khoảng cỏch từ cỏc điểm kiểm tra đến mặt phẳng thẳng đứng (hướng chuẩn) tại cỏc thời điểm khỏc nhau bằng phương phỏp đo gúc nhỏ hoặc phương phỏp bảng ngắm di động. Trong trường hợp khụng thể thành lập được hướng chuẩn để quan trắc chuyển dịch ngang cần sử dụng một số phương phỏp sau:
+ Phương phỏp giao hội gúc, giao hội cạnh hoặc giao hội gúc – cạnh; + Phương phỏp tam giỏc;
+ Phương phỏp đường chuyền đa giỏc.
10.4. Đo độ nghiờng cụng trỡnh:
Xỏc định cỏc giỏ trị nghiờng, độ chuyển dịch tuyệt đối và tương đối của cụng trỡnh so với trạng thỏi ban đầu.
Đỏnh giỏ khả năng làm việc, độ ổn định của nền múng cụng trỡnh trong quỏ trỡnh xõy dựng và khai thỏc sử dụng sau này.
Tỡm và phỏt hiện sớm sự chuyển vị nguy hiểm, trờn cơ sở đú đưa ra cỏc giải phỏp phự hợp nhằm phũng ngừa cỏc sự cố cú thể xảy ra.
Tựy theo điều kiện cụ thể của khu vực, chiều cao của cụng trỡnh và độ chớnh xỏc cần thiết để lựa chọn cỏc phương phỏp đo độ nghiờng sau đõy:
- Phương phỏp tọa độ;
- Phương phỏp đo gúc ngang; - Phương phỏp đo gúc nhỏ; - Phương phỏp chiếu đứng;
- Phương phỏp đo khoảng thiờn đỉnh nhỏ.
Độ nghiờng của cụng trỡnh trong giai đoạn khai thỏc sử dụng xuất hiện do nhiều nguyờn nhõn: Do tỏc động của tải trọng, tỏc động của giú, do ảnh hưởng của độ lỳn khụng đều. Vỡ vậy việc xỏc định độ nghiờng của cụng trỡnh trong giai đoạn này cần phải được thực hiện lặp đi lặp lại theo cỏc chu kỳ để theo dừi và đỏnh giỏ sự phỏt triển của nú theo thời gian. Chu kỳ đo được chọn dài hay ngắn tựy thuộc vào tốc độ phỏt triển của độ nghiờng và do cơ quan thiết kế hoặc Ban quản lý cụng trỡnh quyết định.
10.5. Đo vết nứt của cụng trỡnh:
− Việc đo cú hệ thống sự phỏt triển của cỏc vết nứt ngay từ khi chỳng xuất hiện trờn kết cấu nhà và cụng trỡnh nhằm đỏnh giỏ cỏc đặc trưng về biến dạng và mức độ nguy hiểm đối với quỏ trỡnh sử dụng cụng trỡnh.
− Khi đo vết nứt theo chiều dài cần tiến hành theo cỏc chu kỳ cố định, đỏnh dấu vị trớ và ngày quan trắc.
− Khi đo vết nứt theo chiều rộng cần phải sử dụng cỏc dụng cụ hoặc thiết bị chuyờn dựng, đỏnh dấu vị trớ và ngày quan trắc lỳn cụng trỡnh của cỏc chu kỳ.
54