3.15.1. Nén đất trong thùng.
Đất bảo quản trong túi ni lông để chống bay hơi nước khi lấy về từ hiện trường.
Bảo quản ở nhiệt độ phòng trong khoảng 24h cho sự phân bố độ ẩm được đồng đều.
Để đảm bảo quá trình chế bị đất được đồng đều, NCS chia phạm vi nền đất trong thùng (cao 800mm) thành 4 lớp (mỗi lớp khoảng 200mm) để thực hiện gia tải. Lớp đầu tiên cho vào thùng được làm phẳng mặt một cách tương đối rồi đặt một tấm thép phẳng, phủ hết lên tiết diện ngang của thùng. Cấp áp lực nén tối đa tác dụng lên mẫu đất chọn bằng với ứng suất bản thân của nền đất tự nhiên. Sử dụng hệ kích thủy lực để tạo áp lực, hệ khung chính là hệ đối trọng cho kích khi tiến hành nén đất trong thùng.
3.15.2. Trình tự nén mẫu đất trong thùng.
Chọn áp lực nén cho nền đất với cấp đầu tiên là 20kPa (hay 0,2 kG/cm2 tương ứng với lực nén là 980kG ứng với tiết diện ngang của thùng là 700x700mm). Cấp áp lực nén đất đầu tiên sẽ kết thúc khi mẫu đất trong thùng không giảm thể tích nữa hay khi quan hệ giữa biến dạng và thời gian là hằng số (trong khoảng 1h - 3h). Quan sát biến dạng của nền đất thông qua các đồng hồ đo chuyển vị gắn lên trên tấm thép phẳng. Cấp tải tiếp theo là 40kPa (0,4 kG/cm2 tương ứng với lực nén là 1960kG ứng với tiết diện ngang thùng là 700x700mm). Sau khi hoàn thành chế bị lớp đất thứ nhất.
Tiến hành cho lớp đất vào đầy thùng chứa và tiến hành thêm 1 chu kỳ gia tải để chế bị nền đất lần lượt với các cấp tải là 20kPa và 40kPa. Các bước nén đất tương tự được thực hiện cho lớp đất thứ hai cho đến khi biến dạng không thay đổi theo thời gian thì ngừng lại. Kết thúc giai đoạn chế bị đất trong thùng.
Bảng 3. 7: Thông số đất thí nghiệm trong phòng theo độ sâu 20m.
W γ γd Sr n e0 Gs D50 c
19.87 19.9 16.6 87.3 37.8 0.608 26.7 0.37 6.2 230
Hình 3. 13: Bố trí hệ đồng hồ đo chuyển vị - kích – bàn nén 3.15.3. Quy trình hạ cọc.
Sau khi toàn bộ nền đất được nén theo đúng quy định và cho thời gian nghỉ 8h thì tiến hành hạ cọc. Cọc được hạ theo quy trình thi công ép cọc xuống thùng đất sau khi đất đã được gia công chế bị xong. Cọc thí nghiệm sau khi được lắp đặt các strain gauge được liên kết cố định vào đài cọc bởi bu lông. Tiến hành lắp đặt load cell để xác định tải trọng nén, sau đó bắt đầu gia tải trọng bằng hệ kích thủy lực để ép cọc vào đất theo đúng độ sâu thiết kế. Tải trọng ép cọc tối đa trong khoảng 200 đến 500Kg. Chiều dài tối đa của cọc nằm trong đất là 600mm.
Hình 3. 14: Quá trình hạ cọc – Kiểm tra độ thẳng đứng và tiến hành ép
3.15.4. Quy trình nén tĩnh cọc.
Cọc được tiến hành quy trình nén tĩnh để xác định sức chịu tải cực hạn và khả năng chịu lực tối đa của cọc ứng với độ lún khoảng 5 - 10mm. Sau khi cọc đã được hạ vào đúng độ sâu thiết kế, cho cọc nghỉ khoảng 24h cho nền đất xung quanh cọc ổn định. Thực hiện việc gắn kích thủy lực, các thiết bị đo chuyển vị và đo lực (load cell).
Kết nối các strain gauges, load cell vào đầu đọc dữ liệu.
Hình 3. 15: Thí nghiệm nén tĩnh cọc, màn hình hiển thị kết quả.
Hình 3. 16: Bộ xử lý tín hiệu kết nối đầu đọc gia tốc và đầu đo
Sau đó bắt đầu tiến hành gia tải cho cọc theo quy trình thí nghiệm nén tĩnh cọc tại hiện trường.
3.15.5. Gia tải tiêu chuẩn.
Theo quy định gia tải tiêu chuẩn, cọc được gia tải và giảm tải bằng các cấp tải và giữ tải trong khoảng thời gian quy định. Quá trình nén tĩnh cọc thường thực hiện theo 2 chu kỳ:
Chu kỳ 1: Tiến hành nén cọc với các cấp tải lần lượt là 25%; 50%; 75% và 100%
tải trọng thiết kế của cọc. Ở mỗi cấp tải, tải trọng sẽ được giữ khoảng 60 phút cho đến khi tốc độ lún của cọc có giá trị nhỏ hơn 0,1mm/phút. Cần ghi chú số liệu về độ lún của cọc trong mỗi khoảng thời gian là 15 phút. Tại mỗi cấp tải nếu độ lún của cọc vượt quá 10 mm thì ngừng gia tải. Sau đó tiến hành dỡ tải cho cọc với các cấp tải ngược lại, tốc độ dỡ tải là 30 phút ứng với mỗi cấp tải. Gia tải theo từng cấp tải khác nhau 25%; 50%; 75%; 100%; Sau đó tiến hành giảm tải theo từng cấp: 100%; 50%;
0%.
Chu kỳ 2: Giai đoạn tăng tải được tiến hành với các cấp tải lần lượt là 50%;
100%; 150% và 200% tải trọng thiết kế của cọc. Ở mỗi cấp tải, tải trọng sẽ được khoảng 60 phút hoặc giữ cho đến khi tốc độ lún của cọc có giá trị nhỏ hơn 0,1mm/phút. Sau khi tăng đến cấp tải lớn nhất, tiến hành dỡ tải cho cọc với các cấp tải ngược lại, tốc độ dỡ tải là 30 phút ứng với mỗi cấp tải. Cần ghi chú chi tiết độ lún của cọc trong quá trình gia tải và giảm tải.