Năm 1980, giáo s ngời Mỹ Jorj O. Osterberg đã đa ra một công nghệ nén tĩnh mới nhằm khắc phục những nhợc điểm của phơng pháp thử tải tĩnh truyền thống, công nghệ mới này đợc gọi là phơng pháp thử tĩnh bằng hộp tải trọng Osterberg. Đến nay phơng pháp này đã đợc ứng dụng rộng rãi và đợc đa vào các tiêu chuẩn của nhiều nớc. ở Việt Nam, phơng pháp Osterberg đã ứng dụng thành công trên công trình Vietcombank − 198 Trần Quang Khải − Hà Nội (2/1997); cọc khoan nhồi đờng kính 2,5 m cho trụ cầu dây văng Mỹ Thuận (2/1998); mới đây là cọc barretter 1,0 x 2,8 m và 1,5 x 2,8 m của công trình nhà ở cao tầng 27 Láng Hạ.
a. Nguyên lý thí nghiệm
Dùng một hay nhiều hộp tải trọng (hộp O – Cell) đợc lắp đặt với lồng thép ở đáy hoặc thân cọc trớc khi đổ bê tông. Sau khi bê tông cọc đạt mác thiết kế, tiến hành gia tải thí nghiệm bằng việc bơm chất lỏng để tạo áp lực trong kích. Nh vậy, đối trọng dùng cho thí nghiệm đợc tạo bởi chính trọng l- ợng bản thân cọc và sức kháng bên của cọc. Khi làm việc, kích tạo ra lực đẩy tác dụng vào thân cọc theo hớng ngợc lên đồng thời tạo lực ép xuống tại mũi cọc. Dựa theo số liệu thu đợc từ các thiết bị đo chuyển vị và đo lực gắn sẵn trên hộp Osterberg sẽ vẽ đợc biểu đồ quan hệ tải trọng − chuyển vị của đỉnh cọc. Thí nguyệm kết thúc khi đạt tới sức kháng ma sát bên giới hạn hoặc sức chống mũi giới hạn (cọc bị phá hoại ở thành hoặc mũi.
b. Đặc điểm của phơng pháp thí nghiệm
- Ưu điểm:
+ Thí nghiệm Osterberg có giá thành thấp hơn so với thí nghiệm nén tĩnh truyền thống do giảm đợc thời gian chuẩn bị và thực hiện thí nghiệm nh vận chuyển, xếp dỡ đối trọng.
+ Thí nghiệm Osterberg cho phép tách riêng thành phần sức kháng bên và sức kháng mũi cọc từ đó giúp ngời thiết kế xác định công nghệ thi công
có ảnh hởng đến từng thành phần chịu tải nh thế nào, cho phép dự báo, đánh giá sự xáo động ở đáy cọc...
+ Tải trọng thử lớn: có thể đến 17.000 tấn trong khi phơng pháp thử tải tĩnh hầu nh không thể thực hiện đợc với tải trọng thử lớn hơn 3000 tấn.
+ Với thí nghiệm Osterberg, chu kỳ tải trọng thí nghiệm có thể thay đổi nhanh chóng và duy trì trong bất cứ khoảng thời gian nào.
+ Ngoài ra, phơng pháp này còn có những u điểm vợt trội đó là thời gian chuẩn bị và tiến hành thí nghiệm nhanh chóng, có thể thực hiện trên địa hình chật hẹp, an toàn lao động cao.
- Nhợc điểm:
+ Cần phải lắp đặt thiết bị thí nghiệm trớc khi thi công bê tông cọc.
+ Hộp tải trọng Osterberg sau khi thí nghiệm không thể lấy lại để sử dụng đợc.
+ Do sơ đồ chất tải thí nghiệm không giống nh làm việc thực tế của cọc nên khi giải thích kết quả đã dựa theo một số giả thiết gần đúng để đa về nh một kết quả thử tĩnh truyền thống tơng đơng. Đây là nhợc điểm quan trọng nhất của phơng pháp thí nghiệm Osterberg.