Trong ngành xây dựng nói chung móng cọc hiện là loại móng có lịch sử hình thành, phát triển lâu đời và được sử dụng rộng rãi nhất bởi vì những ưu điểm nổi bật sau:-Giảm được khối lượng công tác đất.-Tiết kiệm được khối lượng lớn vật liệu.-Có thể giảm hoặc tránh được ảnh hưởng của nước ngầm đối với công tác thi công.-Cơ giới hoá công tác thi công dễ dàng.-Thông thường lún ít hơn các loại móng khác. Móng cọc thông thường được cấu thành từ hai bộ phận chính là:-Nền cọc: Có tác dụng truyền tải trọng do công trình bên trên gây ra xuống các lớp đất phía dưới mũi cọc và xung quanh thân cọc. Cọc có thể được làm từ nhiều loại vật liệu khác nhau như BTCT, gỗ, thép... Tuỳ thuộc vào sự làm việc của cọc mà người ta có thể chia cọc thành hai loại: • Cọc chống: là cọc được đóng lên lớp đá cứng có sức chịu tải phụ thuộc lớn vào sức chống của mũi cọc. • Cọc treo: Là cọc được đóng vào các lớp đất thông thường có khả năng làm việc dựa vào áp lực mũi cọc và ma sát bên thân cọc.-Đài cọc (bệ cọc): Có tác dụng liên kết các cọc lại thành một khối đồng thời làm mặt bằng để tiến hành xây dựng công trình bên trên. Trong phần lớn các trường hợp đài cọc được chế tạo bằng BTCT. Tuỳ thuộc vào vị trí của đài cọc đối với mặt đất tự nhiên mà ngưới ta chia móng cọc làm móng cọc đài thấp và móng cọc đài cao: móng cọc đài cao: Là loại móng cọc có cao trình đáy đài cọc cao hơn cao trình mặt đất. Theo độ cứng của đài so với độ cứng của nền cọc lại phân thành móng cọc đài cứng và móng cọc đài mềm. - 1. nghò Sinh vieân NCKH 2007 TOÅNG HÔÏP CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC Taùc giaû: Nguyeãn Traàn Bích Ngoïc Buøi Quoác Khaûi – X03A3 Buøi Haûi Minh – X03A3 Nguyeãn Quoác Trung – X03A3 CHƯƠNG 1 : Phân tích đánh giá sức chịu tải của cọc theo lý thuyết I.Theo độ bền của vật liệu Cọc được tính như thanh bị nén trung tâm bởi lực dọc trục (Ngoài ra, cọc BTCT được kiểm tra theo sự tạo vết nứt do trọng lượng bản thân khi cẩu lắp) 1.Cọc BTCT hình lăng trụ chế tạo sẵn tiết diện đặc, chịu nén ( a a b b V F R F R P + = ) ϕ (1) 2.Cọc ống chịu nén : 12 < d ltt ( ax ax a a b b V F R F R F R P 5 . 2 + + = ) ϕ (2) : 12 > d ltt không chịu ảnh hưởng của cốt xoắn, tính theo (1): ( ) a a b b V F R F R P + = ϕ 3.Cọc nhồi chịu nén: ( a a b b V F R F R m m P + = 2 1 ) ϕ (3) m1- Hệ số điều kiện làm việc, đối với cọc được nhồi bêtông qua ống dịch chuyển thẳng đứng m1 = 0.85 m2- Hệ số điều kiện làm việc, kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc Khi thi công trong đất sét với chỉ số chảy/ sệt cho phép khoan lỗ và nhồi bêtông không cần ống chống vách trong thời gian thi công mực nước ngầm thấp hơn mũi cọc m2 = 1.0 Thi công trong các loại đất cần phải dùng ống chống vách và nước ngầm không xuất hiện trong lỗ (nhồi bêtông khô) m2 = 0.9 Thi công trong các loại đất cần dùng ống chống vách và đổ bêtông dạng phù huyền sét m2 = 0.7 II.Theo cường độ đất nền A.Theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền ) ( 1 i n i tc i tc l f u F R Km P ∑ = + = k và m: Hệ số đồng nhất của đất và hệ số điều kiện làm việc; đối với cọc dúc sẵn thì km=0.7, đối với cọc ống và cọc nhồi thì km=0.5 Rtc- cường độ tiêu chuuẩn của đất nền ở mp mũi cọc, lấy theo bảng sau.Đối với cọc đóng đúc sẵn mũi tựa trên đá, đất hòn lớn có cát lấp lỗ rỗng thì lấy Rtc=2000t/m2. Ma sát bên của cọc, ftc, T/m2 của đất cát chặt vừa thô và thô vừa Mịn Bụi Cũa đất sét với chỉ số sệt IL bằng Độ sâu trung bình của lớp đất(m) 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 0.9 1 1 3.5 2.3 1.5 1.2 0.5 0.4 0.4 0.3 0.2 2 4.2 3 2.1 1.7 1.2 0.7 0.5 0.4 0.4 3 4.8 3.5 2.5 2 1.1 0.8 0.7 0.6 0.5 4 5.3 3.8 2.7 2.2 1.6 0.9 0.8 0.7 0.5 5 5.6 4 2.9 2.4 1.7 1 0.8 0.7 0.6 149
- 2. nghò Sinh vieân NCKH 2007 6 5.8 4.2 3.1 2.5 1.8 1 0.8 0.7 0.6 8 6.2 4.4 3.3 2.6 1.9 1 0.8 0.7 0.6 10 6.5 4.6 3.4 2.7 1.9 1 0.8 0.7 0.6 15 7.2 5.1 3.8 2.8 2 1.1 0.8 0.7 0.6 20 7.9 5.6 4.1 3 2 1.2 0.8 0.7 0.6 25 8.6 6.1 4.4 3.2 2 1.2 0.8 0.7 0.6 30 9.3 6.6 4.7 3.4 2.1 1.2 0.9 0.8 0.7 35 10 7 5 3.6 2.2 1.3 0.9 0.8 0.7 Cường độ tiêu chuẩn Rtc của đất nền ở dưới mũi cọc Cường độ tiêu chuẩn Rtc (t/m2) của đất cát có dộ chặt trung bình cát sỏi cát to - cát vừa cát nhỏ cát bụi - của đất sét có chỉ số sệt B chiều sâu đóng cọc kể từ mặt đất <0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 3 750/700 650/400 300 290/200 180/120 120/100 60 4 830 660/510 380 300/250 190/160 125 70 5 880 670/620 400 310/280 200 123 80 7 970 690 430 330 220 140 85 10 1050 730 500 350 240 150 90 15 1170 750 460 400 280 160 100 20 1260 820 620 450 310 170 110 25 1340 880 680 500 340 180 120 30 1420 940 740 550 370 190 130 35 1500 1000 800 600 400 200 140 B.Theo kết quả thí nghiệm trong phòng 1.Cọc chống: (4) mRF Pđ = Trong đó: m- hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất m=1 F- diện tích tiết diện ngang của chân cọc R- cường độ tính toán của đất đá dưới mũi cọc chống. Đối với cọc có mũi tỳ lên đá cứng, đất hòn to (như cuội, sỏi, dăm, sạn) lẫn cát, và khi tỳ lên đất loại sét ở trạng thái cứng (trừ đất hoàng thổ và đất có tính trương nở) R=200000KPa Đối với cọc nhồi, có đổ bêtông lòng ống, được ngàm vào đá cứng nhỏ hơn 0.5m thì xác định theo công thức sau: ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ + = 5 . 1 d n đ n h h K R R Trong đó: Rn: trị số tiêu chuẩn của cường độ chịu nén tạm thời một trục của mẫu đá khi nén trong điều kiện bão hòa nước. Kđ: hệ số an toàn đối với đất lấy Kđ = 1.4 hn: độ sâu tính toán ngàm cọc vào đá dn: đường kính ngoài của phần cọc ngàm vào đá. Đối với cọc ống tỳ lên bề mặt đá cứng mà mặt đá được phủ bởi một lớp đất không xói lở có chiều dày không nhỏ hơn 3 lần đường kính cọc ống, xác định theo công thức: đ n K R R = 150
- 3. nghò Sinh vieân NCKH 2007 2.Cọc ma sát (cọc treo): a)Theo phương pháp thống kê: ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ + = ∑ = n i i i fi R đ l f m U RF m m P 1 (5) m- hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất Đối với cọc đóng tiết diện vuông đặc hoặc rỗng, cọc nhồi, cọc ống đường kính d ≤ 0.8m (loại cọc thứ nhất) m=1 Đối với cọc nhồi, cọc ống có d > 0.8m và cọc khoan nhồi đường kính lớn (loại cọc thứ hai) Khi mũi cọc tỳ lên lớp đất sét phủ với mức độ bão hòa nước Sc < 0.85 và trên đất hoàng thổ m = 0.8 Trong các trường hợp khác m = 1.0 mR, mf- hệ số điều kiện làm việc của đất, chúng kể đến ảnh hưởng của phương pháp thi công cọc đối với cường độ tính toán của đất dưới chân cọc và xung quanh cọc. Đối với loại cọc thứ nhất: mR và mf : tra bảng 5.4 Đối với loại cọc thứ hai: mf tra bảng 5.6 và mR = 1 Loại có mở rộng chân đế bằng phương pháp nổ mìn mR = 1.3 Cọc có bầu mở rộng mà bêtông bầu đổ dưới nước mR = 0.9 F- diện tích tiết diện ngang mũi cọc li- chiều dày của lớp đất thứ i tiếp xúc với cọc U- chu vi tiết diện ngang cọc, cọc nhồi thì lấy bằng chu vi tiết diện lỗ khoan hoặc ống thiết bị fi- cường độ tính toán của ma sát thành lớp i với bề mặt xung quanh cọc (KPa) tra bảng 5.3 R- cường độ tính toán của đất dưới mũi cọc (KPa) Đối với cọc thứ nhất: tra bảng 5.2 Đối với cọc thứ hai: Cọc nhồi tạo lỗ bằng cách đóng ống thiết bị có mũi bịt bằng nút bêtông mà nút đó để lại trong đất khi đổ bêtông và rút ống lên, cọc nhồi dập, rung thi công bằng cách khoan lỗ hoặc đóng ống thiết bị bằng ống có mũi vát nhọn mà trên ống này có gắn máy rung thường dùng để hạ cọc: tra bảng 5.3 C.Xác định theo sức chịu tải của cọc theo kết quả xuyên 1. Theo kết quả xuyên tĩnh • Theo 20TCN 21-86: Kết quả là sức cản mũi và tổng ma sát thành trị riêng của sức chịu tải giới hạn tại điểm xuyên Z c f Uh F q P 2 1 β β + = qc- sức cản trung bình ở mũi xuyên trong khoảng 1d phía trên và 4d ở phía dưới mũi cọc fZ- trị số trung bình của ma sát thành đơn vị đất ở xung quanh xuyên β1- hệ số tra bảng phụ thuộc loại cọc β2- hệ số tra bảng phụ thuộc qZ Khi biết ma sát thành đơn vị và qc (sức cản mũi côn) ∑ = + = n i i Zi i c h f U F q P 1 5 . 0 β (6) fZi: ma sát thành đơn vị trung bình của lớp đất thứ i lên mặt xung quanh của xuyên βi- hệ số tra bảng phụ thuộc độ sâu lớp đất và qc Sức chịu tải nén của cọc đóng và cọc vít: đ n i Z x nK P P ∑ = = 1 (7) • Theo 20TCN 112-84 và 20TCN 174-89 (theo tài liệu Pháp) quy định chỉ dùng sức cản mũi xuyên tĩnh để tính sức chịu tải của cọc khi dùng bất cứ loại xuyên tĩnh nào. 151
- 4. nghò Sinh vieân NCKH 2007 Sức cản phá hoại của cọc ma sát: ∑ = + = + = n i i s c xq m h q u F q P P P i 1 ' (8) Tải trọng cho phép tác dụng xuống cọc: Theo 20 TCN 112-84 thì: 2 3 xq m x P P P + = (9) Theo 20 TCN 174-89 thì: 2 3 2 xq m x P P P + ÷ = (10) Với: Pmũi = qpF – sức cản phá hoại của đất ở mũi cọc ∑ = = n i i s xq h q U P i 1 - sức cản phá hoại của đất ở toàn bộ thành cọc qp = kqc – sức cản phá hoại của đất ở chân cọc qc – sức cản mũi xuyên trung bình của đất trong phạm vi 3d phía trên và 3d phía dưới chân cọc k – hệ số phụ thuộc loại đất, loại cọc: tra bảng 5.9 Æ hệ số chuyển từ sức cản mũi xuyên phá hoại sang sức cản mũi cọc phá hoại i ci si q q α = qci – sức cản mũi xuyên trung bình của lớp đất thứ i, tra theo bảng qc hoặc đồ thị qc của kết quả xuyên tĩnh. αi – hệ số phụ thuộc loại đất, trạng thái đất, phương pháp thi công cọc và bề mặt đặc tính thành cọc: tra bảng 5.9 2.Theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT Theo Meyerhof 1976, sức chịu tải của cọc trong đất rời (tính bằng KN): s F N n mNF P + = (11) m = 400 cho cọc đóng m = 120 cho cọc khoan nhồi N: số SPT của đất ở chân cọc; N : số SPT của đất trong phạm vi chiều dài cọc n = 2 cho cọc đóng; n = 1 cho cọc khoan nhồi F: diện tích tiết diện ngang chân cọc; Fs: diện tích mặt xung quanh cọc Tải trọng cho phép tác dụng xuống cọc: K P P = ' (12) Với K: hệ số an toàn K = 4 D.Sức chịu tải theo kết quả thử tải trọng động Theo 20 TCN 21-86 thì sức chịu tải của cọc P là: đ tc gh K P m P = (13) Trong đó: m- hệ số điều kiện làm việc m=1 Kđ- hệ số an toàn đối với đất Số lượng cọc thử <6 Kđ = 1 152
- 5. nghò Sinh vieân NCKH 2007 Số lượng cọc thử ≥6 thống kê tc gh P - trị tiêu chuẩn của sức chịu tải giới hạn của cọc Số lượng cọc thử <6 min gh tc gh P P = Số lượng cọc thử ≥6 thống kê A. Sức chịu tải theo kết quả thử tải trọng tĩnh: Sau khi hạ cọc đến độ sâu thiết kế, để thời gian cho đất nền phục hồi Đối với đất cát ≥ 3 ngày Đối với đất sét ≥ 6 ngày Æ chất tải để xác định sức chịu tải, chiều dài thực tế của cọc Số lượng cọc thử ≥ 0.5%, cụ thể: ≥ 2 cọc khi số lượng cọc ≤ 50 cọc ≥ 3 cọc khi số lượng cọc ≤ 100 cọc Vị trí cọc thử tải: do người thiết kế chỉ định (đại diện cho toàn bộ khu vực và ở nơi có tải trọng lớn) III.Theo thí nghiệm hiện trường A.Dựa vào kết quả thí nghiệm tải trọng tĩnh ở hiện trường So với các phương pháp khác, phương pháp xác định sức chịu tải của cọc dựa vào kết quả thí nghiệm tải trọng tĩnh ở hiện trường là chính xác nhất, bởi vì điều kiện làm việc của cọc lúc thí nghiệm tương tự như khi chịu tải trọng thực của công trình. Theo kinh nghiệm thì số lượng cọc thí nghiệm không nhỏ hơn 2 cọc, còn đối với công trình có cọc nhồi thì số lượng thí nghiệm lấy bằng 2% tổng số cọc thiết kế trong móng và không ít hơn 2 cọc, Thiết bị thí nghiệm tải trọng tĩnh bao gồm hệ thống chất tải và truyền tải xuống cọc và các dụng cụ đo biến dạng.Hiện nay ở nhiều nước cũng như ở nước ta thường dùng kích thủy lực kết hợp với hệ thống dầm cứng v2 cọc neo hoặc chất vật nặng để tạo ra tải trọng tác dụng lên cọc thí nghiệm kích thủy lực đặt trên đầu cọc. Năng lực của kích phải lớn hơn tải trọng phá hoại mà ta dự kiến cho cọc. Trình tự thí nhiệm tải trọng tĩnh như sau: 1.Đóng cọc đến độ sâu dự tính. 2.Lắp các thiết bị thí nghiệm và dụng cụ đo độ lún 3.Chất tải trọng. Tải trọng thí nghiệm được chia làm nhiều cấp, mổi cấp có giá trị vào khoảng ( 10 1 15 1 − ) tải trọng giới hạn dự định thông thường mỗi cấp tăng khoảng 1,25; 2.5; 5 hoặc 10t. Giai đoạn đầu mỗi cấp tăng khoảng 5 . 2 1 5 1 − của tải trọng giới hạn, giai đoạn sau tải trọng tăng giảm dần và mỗi cấp chỉ tăng khoảng 10 1 15 1 − tải trọng giới hạn dự tính. Sau khi đặt tải trọng tùy theo đất nền mà cứ 5-20 phút lại ghi độ lún 1 lần cho tới khi ngừng lún mới thôi. Tiêu chuẩn ngừng lún của cọc thí nghiệm đối với mỗi cấp tải trọng như sau: độ lún khoảng 60 phút cuối cùng (đối với đất cát) và trong khoảng 120 phút cuối cùng (đối với đất sét) không vượt quá 0,1mm. Sau mỗi giai đoạn, đợi cho ngừng lún rồi đặt tải trọng kế tiếp và cứ làm như vậy tới tải trọng phá hoại. Nếu thỏa mãn 1 trong những điều kiện dưới đây thì coi như là đạt tới tải trọng phá hoại a) Độ lún tổng cộng của cọc vượt quá 40 mm và độ lún của giai đoạn sau lớn hơn hoặc bằng 5 lần độ lún giai đoạn trước. b) Mặc dù độ lún giai đoạn sau mới chỉ quá 2 lần độ lún của giai đoạn trước, nhưng qua 1 ngày 1 đêm vẫn tiếp tục lún. Dỡ tải trọng . Sau khi đã đạt tới tải trọng phá hoại, muốn nghiên cứu biến dạng đàn hồi của đất ta dỡ tải trọng.Mỗi cấp dỡ tải trọng bằng 2 lần cấp tăng tải trọng. Nếu cấp tăng tải trọng là số lẻ thì cấp dỡ tải đầu tiên 153
- 6. nghò Sinh vieân NCKH 2007 154 bằng 3 lần cấp tăng tải trọng cuối cùng. Sau khi dỡ tải trọng cần ghi kết quả dụng cụ đo: hai lần đầu cứ cách 15 phút ghi. Rồi sau đó thêm độ 1 đến 3 lần nhưng cứ cách 30 phút đọc 1 lần, sau đó có thể dở tải trọng cấp sau. Vẽ đường quan hệ giữa độ lún và tải trọng để xác định tải trọng phá hoại. Từ đó xác định tải tính toán của cọc. Sức chịu tải của cọc tính theo công thức P=k.m.Ptc K: hệ số đồng nhất của đất nền lấy 0.8 m: hệ số điều kiện làm việc bằng 1 Ptc: sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc lấy bằng tải trọng giới hạn Pgh xác định trên biểu đồ quan hệ giữa độ lún và tải trọng khi thí nghiệm cọc. CHÖÔNG 2 PHAÂN TÍCH ÑẶC ÑIEÅM CUÛA CAÙC PHÖÔNG PHAÙP XAÙC ÑÒNH SÖÙC CHÒU TAÛI CUÛA COÏC TÖØ KEÁT QUAÛ THÍ NGHIEÄM NEÙN TÓNH DOÏC TRUÏC TAÏI HIEÄN TRÖÔØNG 1. Tính söùc chòu taûi cuûa coïc theo keát quaû neùn tónh doïc truïc Cho ñeán nay vieäc xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc töø thí nghieäm neùn tónh doïc truïc vaãn laø phöông phaùp ñaùng tin caäy nhaát vaø laø phöông aùn baët buoäc trong qui phaïm cuûa nhieàu nöôùc. Thí nghieäm naøy cho pheùp kieåm nghieäm laïi caùc phöông phaùp tính toaùn söùc chòu tải theo lyù thuyeát cho coïc vaø ñeå choïn giaù trò chòu taûi chính xaùc cuûa coïc. Thieát bò thí nghieäm bao goàm: - Caùc boä phaän taïo ñieåm töïa nhö ñoái troïng hoaëc neo vaø caùc coïc xung quanh coïc thöû. Thoâng thöờng ñoái troïng laø caùc khoái beâtoâng ñuùc saün. - Boä phaän taïo löïc neùn nhö kích vaø caùc taám cöùng laøm ñieåm töïa. - Caùc thieát bò ño löïc taùc ñoäng vaø ño chuyeån vò cuûa coïc. Phöông phaùp thí nghieäm: laø taêng taûi töøng caáp leân coïc thöû vaø ño ñoä luùn oån ñònh töông öùng tôùi luùc ñaït giaù trò cöïc haïn cuûa taûi taùc ñoäng, giaù trò naøy chính laø söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc Qu. Phöông phaùp thí nghieäm baèng taûi troïng tónh neùn doïc truïc cho trò soá xaùc ñònh thöïc nhaát khaû naêng mang taûi cuûa coïc vì noù phuø hôïp vôùi moâ hình laøm vieäc coïc-ñaát neàn. Vì theá ñoái vôùi haàøu heát caùc coâng trình coù söû duïng moùng coïc nhaát thieát phaûi tieán haønh thí nghieäm thöû tónh taûi vì: + Neáu vieäc thí nghieäm tieán haønh trong giai ñoaïn thieát keá cô sôû thì keát quaû thí nghieäm seõ ñöôïc laáy laøm söùc chòu taûi cuûa coïc trong hoà sô thieát keá kyõ thuaät. + Neáu moùng coïc ñöôïc thieát keá tröôùc khi thí nghieäm thì keát quaû thí nghieäm ñöôïc duøng ñeå kieåm tra vaø chænh söûa laïi thieát keá. Neáu thí nghieäm cho keát quaû söùc chòu taûi tính toaùn cuûa coïc nhoû hôn giaù trò tính toaùn trong thieát keá thì baét buoäc phaûi taêng soá löôïng coïc trong moùng, taêng chieàu daøi cuûa coïc hoaëc taêng tieát dieän cuûa coïc. Neáu thí nghieäm cho keát quaû söùc chòu taûi tính toaùn cuûa coïc lôùn hôn trò soá ñaõ duøng trong thieát keá thì giaûi quyeát theo höôùng ngöôïc laïi. + Vôùi moät soá coâng trình lôùn vaø quan troïng thì phöông phaùp thí nghieäm naøy coøn ñöôïc duøng trong quaù trình thi coâng coïc ñaïi traø, muïc ñích laø ñeå kieåm tra khaû naêng mang taûi cuûa töøng coïc ñôn trong nhoùm coïc, qua ñoù coù theå boå sung theâm coïc neáu caàn thieát. 1.1. Qui trình thí nghieäm Hieän nay coù raát nhieàu qui trình gia taûi khaùc nhau nhö: gia taûi vôùi thôøi gian khoâng ñoåi, phöông phaùp gia taûi nhanh, phöông phaùp gia taûi vôùi soá gia chuyeån vò khoâng ñoåi, phöông phaùp gia taûi vôùi toác ñoä chuyeån vò khoâng ñoåi, …
- 7. nghò Sinh vieân NCKH 2007 155 1.1.1. Phöông phaùp gia taûi nhanh Bao goàm caùc böôùc chính sau ñaây: + Taûi troïng taùc duïng leân coïc ñöôïc taêng theo 20 böôùc vaø taêng tôùi 300% taûi troïng thieát keá. + Giöõ moãi naác taûi troïng naøy trong 5 phuùt vaø cöù 2,5 phuùt laïi ñoïc soá lieäu 1 laàn. + Duøng kích ñeå boå sung taûi nhaèm duy trì ñöôïc möùc taûi thí nghieäm hoaëc phaûi taêng boå sung ñeå ñaït ñeán möùc taûi thí nghieäm. + Sau khoaûng 5 phuùt khi ñaõ ñaït ñöôïc taûi troïng thí nghieäm, tieán haønh giaûm taûi chia laøm 4 naác baèng nhau vaø moãi naác duy trì 5 phuùt. 1.1.2 Phöông phaùp gia taûi vôùi toác ñoä xuyeân khoâng ñoåi Bao goàm caùc böôùc chính sau: + Taùc duïng löïc leân ñaàu coïc ñeå coù ñoä luùn 1,25mm/phuùt + Löïc taùc duïng caàn phaûi taïo ra toác ñoä xuyeân ghi ñöôïc. + Thí nghieäm caàn phaûi ñöôïc tieán haønh ñeå coù ñoä xuyeân toång coäng töø 50mm-75mm Phöông phaùp thí nghieäm naøy nhanh vaø chi phí thaáp, thôøi gian thí nghieäm chæ töø 2 ñeán 3 giôø. Phöông phaùp naøy chæ coù theå duøng cho coïc ma saùt maø khoâng duøng ñöôïc cho coïc choáng vì nhö vaäy ñoøi hoûi löïc taùc ñoäng phaûi raát lôùn ñeå xuyeân taàng ñaát cöùng. 1.1.3. Phöông phaùp gia taûi chaäm Ñaây laø qui trình ñöôïc söû duïng phoå bieán hieän nay ôû Vieät Nam, bao goàm caùc böôùc chính sau: + Tröôùc khi thí nghieäm caàn phaûi coù thôøi gian cho coïc nghæ, thöôøng töø 7-60 ngaøy tuyø loaïi ñaát neàn nhaèm traùnh aûnh höôûng ñeán keát quaû söùc chòu taûi cuûa coïc, bôûi hieän töôïng xuùc bieán cho ñaát thoaùt nöôùc keùm vaø hieän töôïng chuøng öùng suaát cho ñaát thoaùt nöôùc nhanh. + Tröôùc khi thí nghieän chính thöùc caàn gia taûi tröôùc nhaèm kieåm tra hoaït ñoäng cuûa thieát bò thí nghieäm cuõng nhö taïo ra maët tieáp xuùc toát giöõa ñaàu coïc vaø thieát bò. Gia taûi tröôùc baèng caùch taùc duïng leân ñaàu coïc khoaûng 5% taûi troïng thieát keá, sau ñoù giaûm taûi veà 0. + Thí nghieäm ñöôïc thöïc hieän theo quy trình gia taûi vaø giaûm taûi töøng caáp, tính baèng % taûi troïng thieát keá, thöôøng thì moãi caáp taûi baèng 25% taûi troïng thieát keá. Caáp taûi môùi ñöôïc taêng leân hoaëc giaûm ñi khi ñoä luùn hoaëc ñoä phuïc hoài ñaàu coïc ñaït oån ñònh quy öôùc hoaëc ñuû thôøi gian theo quy ñònh. Quy trình gia taûi giaûm coù theå 2 hoaëc 3 chu kì, thöôøng laø theo 2 chu kì nhö sau: + Chu kì 1: Gia taûi ñeán taûi troïng qui ñònh (thoâng thöôøng ñeán 100% taûi troïng thieát keá), sau ñoù giaûm taûi veà 0, moãi caáp gia taûi khoâng ñöôïc vöôït quaù 25% taûi troïng thieát keá. Caáp taûi môùi chæ ñöôïc taêng khi toác ñoä luùn ñaàu coïc ñaït oån ñònh qui öôùc nhöng khoâng quaù 2 giôø. Giöõ caáp taûi lôùn nhaát cho ñeán khi ñoä luùn ñaàu coïc ñaït oån ñònh quy öôùc hoaëc 24 giôø. Sau thôøi gian duy trì yeâu caàu laïi giaûm taûi töøng naác veà 0. + Chu kì 2: Gia taûi laïi ñeán caáp taûi cuoái cuûa chu kì thöù nhaát, thôøi gian giöõ taûi moãi caáp laø 30 phuùt. Sau ñoù gia taûi ñeán caáp taûi cuoái cuûa chu kì thöù 2 (thoâng thöôøng ñeán 200% taûi troïng thieát keá). Giöõ caáp taûi lôùn nhaát cho ñeán khi ñoä luùn ñaàu coïc ñaït oån ñònh quy öôùc hoaëc 24 giôø, sau ñoù giaûm taûi veà 0. Coïc ñöôïc xem laø oån ñònh quy öôùc neáu toác ñoä chuyeån vò ñaàu coïc ñaït caùc giaù trò sau: + Khoâng quaù 0,25mm/h ñoáùi vôùi coïc choáng vaøo lôùp ñaát hoøn lôùn, ñaát caùt hoaëc ñaát seùt töø deûo ñeán cöùng. + Khoâng quaù 0,1mm/h ñoái vôùi coïc ma saùt trong ñaát seùt deûo meàm ñeán chaûy. Ñieàu kieän ngöøng gia taûi vaø keát thuùc thí nghieäm: + Toång chuyeån vò ñaàu coïc vöôït quaù 10% ñöôøng kính hay caïnh coïc coù keå ñeán bieán daïng ñaøn hoài cuûa coïc. Tải bản FULL (12 trang): https://bit.ly/3pXlfpH Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net
- 8. nghò Sinh vieân NCKH 2007 156 + Döôùi taùc ñoäng cuûa caáp taûi troïng naøo ñoù, ñoä luùn cuûa coïc lôùn hôn hay baèng 5 ñoä luùn döôùi taùc ñoäng cuûa caáp taûi tröôùc ñoù. + Döôùi taùc ñoäng cuûa caáp taûi troïng naøo ñoù, ñoä luùn cuûa coïc lôùn hôn 2 laàn ñoä luùn döôùi taùc ñoäng cuûa caáp taûi tröôùc ñoù, nhöng 24 giôø vaãn chöa ñaït ñoä oån ñònh qui öôùc. + Vaät lieäu coïc bò phaù hoaïi. Ñaây ñöôïc xem nhö laø phöông phaùp thí nghieäm tieâu chuaån trong quy phaïm cuûa nhieàu nöôùc vaø ñöôïc duøng phoå bieán trong vieäc thí nghieäm hieän tröôøng tröôùc khi coù quyeát ñònh cuoái cuøng veà söùc chòu taûi cuûa coïc vaø thi coâng coïc ñaïi traø, nhöôïc ñieåm chính cuûa phöông phaùp thí nghieäm naøy laø toán nhieàu thôøi gian vaø kinh phí. 1.2. Khai thaùc keát quaû thí nghieäm 1.2.1. Xaùc ñònh söùc chòu taûi giôùi haïn theo chuyeån vò quy öôùc Keát quaû thí nghieäm neùn tónh ñöôïc khai thaùc theo 2 höôùng : + Quan heä toång ñoä luùn St- taûi Q + Quan heä ñoä luùn thaät (roøng) cuûa coïc S=(St-Sc) -taûiQ Theo ñeà nghò tieâu chuaån TCXD190-1996 söùc chòu taûi cho pheùp cuûa coïc töø thí nghieäm neùn tónh coïc coù theå ñöôïc xaùc ñònh theo ba caùch sau: + Taûi troïng töông öùng vôùi chuyeån vò ñaàu coïc laø 8mm, chia cho heä soá 1,25 + Taûi troïng töông öùng vôùi chuyeån vò ñaàu coïc baèng 10% beà roäng coïc. + Taûi troïng lôùn nhaát coù ñöôïc trong quaù trình thöû coïc chia cho heä soá an toaøn FS=1,2 Trong khi ñoù theo tieâu chuaån TCXD269-2002 söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc ñöôïc xaùc ñònh nhö sau: treân ñöôøng cong quan heä taûi troïng - chuyeån vò, söùc chòu taûi giôùi haïn Qu laø taûi troïng quy öôùc öùng vôùi chuyeån vò giôùi haïn quy öôùc, möùc chuyeån vò giôùi haïn quy öôùc laïi ñöôïc ñeà nghò khaùc nhau theo töøng taùc giaû, cuï theå nhö baûng döôùi ñaây: Chuyeån vò giôùi haïn Ñieàu kieän aùp duïng Taùc giaû ñeà nghò 10%D Caùc loaïi coïc Tieâu chuaån Phaùp DTU 13-2 Tieâu chuaån Anh BS8004-86 Tieâu chuaån Nhaät JSF1811-93 2Smax Qu öùng vôùi 1/2Sgh Smax öùng vôùi 0,9Q Brinch Hansen Thuî Ñieån 2,5%D Coïc khoan nhoài DeBeer (3%-6%)D 40-60mm 40-60mm hoaëc (PL/3AE)+20mm Coïc khoan nhoài choáng Coïc coù L/D>80-100 Trng Quoác 2. Ñaëc ñieåm phöông phaùp xaùc ñònh söùc chòu taûi cuûa coïc baèng thí nghieäm neùn tónh doïc truïc Vieäc xaùc ñònh taûi troïng cöïc haïn töø keát quaû thí nghieäm neùn tónh coïc taïi hieän tröôøng hieän nay vaãn coøn toàn taïi nhieàu vaán ñeà: Söùc chòu taûi cuûa coïc chöa ñöôïc hieåu roõ, ví duï trong TCVN190-1996 xem taûi troïng töông öùng chuyeån vò ñaàu coïc laø 8mm laø taûi troïng giôùi haïn ñoàng thôøi cuõng xem chuyeån vò ñaàu coïc baèng 10% chieàu roäng coïc laø taûi troïng giôùi haïn. Trong khi ñoù theo tieâu chuaån TCXD269-2002 xaùc ñònh söùc chòu taûi cöïc haïn cuûa coïc Qu laø taûi troïng quy öôùc öùng vôùi chuyeån vò giôùi haïn quy öôùc, maø giôùi haïn quy öôùc thì raát khaùc nhau tuyø theo tieâu chuaån ñöôïc aùp duïng. Trong caùc phöông phaùp ñaùnh giaù söùc chòu taûi cuûa coïc baèng ñoà thò thì phöông phaùp cuûa Davisson ñöôïc xem laø hôïp lyù hôn caû. Caùc böôùc xaùc ñònh taûi troïng phaù hoaïi baèng phöông phaùp naøy goàm coù 2282072
|
