Đề cường Thí Nghiệm Nén Tĩnh Đất Nền Mục đích thí nghiệm cung cấp thông tin về điều kiện đất nền, xác định giá trị modun biến dạng E hệ số nền Kz, giá trị sức chịu tải giới hạn PI của đất nền tự nhiên nhằm phục vụ công tác thiết kế, kiểm tra thiết kế và xây dựng công trình.
Trang 1ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH
TRUNG TÂM NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ
VÀ THIẾT BỊ CÔNG NGHIỆP
ĐT: 08 38 651 664 – Fax: 38 645 398
-
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
-
Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2013
- -
ĐỀ CƯƠNG THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH ĐẤT NỀN
Công trình:
Địa điểm XD:
I MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Thí nghiệm nén tĩnh bằng bàn nén hiện trường được thực hiện theo TCXDVN 80:2002 nhằm xác định giá trị sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng công trình
Thí nghiệm nén tĩnh đất nền tại hiện trường được thực hiện tại đáy hố móng dự kiến xây dựng công trình
Công tác thí nghiệm nhằm cung cấp các thông tin về điều kiện đất nền, xác định giá trị môđun biến dạng E, hệ số nền Kz và giá trị sức chịu tải giới hạn Pl của đất nền tự nhiên dưới đáy móng nhằm phục vụ công tác thiết kế, kiểm tra thiết kế và xây dựng công trình
Khối lượng công việc đã thực hiện dự kiến gồm 01 điểm thí nghiệm ký hiệu là: Báo cáo gồm 02 chương, các hình vẽ, biểu bảng và các phụ lục
Trang 2II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM:
Phương pháp nén tĩnh cung cấp mối quan hệ tải trọng - độ lún của đất nền nhằm xác định sức chịu tải của đất nền Thí nghiệm được tiến hành theo phương pháp giữ tải trọng từng cấp cho đến khi đạt yêu cầu thiết kế hoặc đất nền bị phá hoại
1 Thiết bị thí nghiệm:
Thí nghiệm nén tải trọng tĩnh hiện trường đất nền được thực hiện trong các hố đào sâu 10m so với mặt đất tự nhiên hiện hữu Dĩa nén là đĩa thép cứng phẳng, hình tròn dày 25mm, có đường kính 80cm (Diện tích 5.000cm2) Tải trọng được tạo bởi 1 kích thủy lực tạo áp lực thẳng đứng (Tải trọng tối đa 30 tấn) với hệ thống đối tải (Trọng lượng 15 tấn) Kích thủy lực được kiểm định bởi Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn đo lường chất lượng 3 – QUATEST 3
Độ lún theo phương thẳng đứng và được đo bởi 03 đồng hồ (được kiểm định bởi Trung Tâm Kiểm Định Hiệu Chuẩn Đo Lường Việt Nam) gắn trực tiếp trên đĩa nén Các đồng hồ này có số đọc với độ chính xác 0.01mm và được bố trí đều trên mặt đĩa nén với ký hiệu S1, S2, S3
2 Quy trình thí nghiệm:
a Công tác chuẩn bị
Tập hợp các tài liệu liên quan: hồ sơ thiết kế, hồ sơ khảo sát địa chất
Chuẩn bị mặt bằng và các công tác phụ trợ
Khảo sát, dọn dẹp mặt bằng, giải phóng các công trình ngầm và trên không liên quan, bố trí giao thông nội bộ, vị trí cẩu làm việc và khu vục bảo vệ thí nghiệm
Bố trí nguồn điện, nước
Bố trí khu vực làm việc kỹ thuật
Đào hố đào có kích thước đúng với hố móng và sâu 10m (đáy móng công trình) Tập kết đối trọng, thiết bị thí nghiệm
Các phương án thoát nước và dự phòng khác
Trang 3b Gia công đất nền và đặt hệ kích
San phẳng đáy hố đào tạo thành một mặt phẳng ngang bằng
Lắp đặt bàn nén
Lắp đặt hệ kích và cân chỉnh
c Gia cố nền và lắp đặt đối trọng
Khảo sát nền đất hiện trường khu vực gối đỡ
Lắp đặt gối đỡ, gia cố nền gối đỡ nếu cần Kiểm tra gối bằng máy trắc đạc hoặc căng dây
Lắp đặt dầm chính Kiểm tra bằng dọi Ni vô, căng dây
Lắp đặt dầm phụ Kiểm tra bằng đọi, căng dây (nếu sử dụng đối tải là giàn chất tải) Cũng có thể tận dụng máy đào (xe KOBE) hoặc xe tải tại hiện trường để làm đối tải
Lắp đặt đối trọng, Các cục đối trọng thiết kế định hình đảm bảo các lớp phẳng và
không trùng mạch Các cục đối trọng được xếp so le và khoá góc (nếu đối trọng là các
cục tải bê tông) Công tác lắp đặt tuân thủ xếp lần lượt từ dưới lên và từ giữa ra các
bên
d Lắp đặt hệ đo
Lắp đặt đồng hồ đo chuyển vị
Lắp đặt máy trắc đạc
Lắp đặt hệ bơm, đồng hồ thuỷ lực
e Tiến hành thí nghiệm
Thí nghiệm được thực hiện theo phương pháp gia tải không đổi theo hai chu kỳ tại hai vị trí thí nghiệm
Chu kỳ 1:
Tải trọng thí nghiệm PTN = PTK = 1,2kG/cm2, các cấp tải trọng được tăng theo
Trang 4 Chu kỳ 2:
Tải trọng thí nghiệm PTN = 2PTK = 3kG/cm2, các cấp tải trọng được tăng theo trình tự sau: 0; 0.3; 0,6; 0,9; 1,2; 1.5; 1,8; 2,1; 2,4; 2,7; 3kG/cm2
- Thí nghiệm được lập trên cơ sở áp dụng TCXDVN 80:2002 - Phương pháp xác định Modun biến dạng của đất tại hiện trường bằng tấm nén phẳng
- Việc đo lún được thực hiện như sau: Ghi nhận số đọc đầu tiên ngay sau khi gia tải, số liệu tiếp theo ghi nhận như sau:
Đối với đất loại sét:
+ Một giờ đầu tiên: 15phút/1 lần ghi;
+ Một giờ tiếp theo: 30phút/1 lần ghi;
+ Thời gian tiếp theo: 1giờ/1 lần ghi;
Đối với đất loại cát:
+ Nửa giờ đầu tiên: 10phút/1 lần ghi;
+ Nửa giờ tiếp theo: 15phút/1 lần ghi;
+ Thời gian tiếp theo: 30phút/1 lần ghi;
Số liệu ghi nhận thể hiện ở các phụ lục
- Độ lún của mỗi cấp áp lực nén được đo đến khi đạt độ lún ổn định quy ước
(Không quá 0.1mm sau 01 giờ đo đối với cát và 0.1mm sau 02 giờ đo đối với sét) trước khi tăng áp lực cho cấp tiếp theo
Kết quả trong quá trình thí nghiệm được nghi trong các bảng “Số liệu thí nghiệm nén tĩnh”
Trang 5Công trình: ………
Địa điểm: ………
Điểm số (Test No ): ……… Thời tiết (Climate ): ………
Độ sâu nén (Depth in ): ……… Loại đất (Soil ): ………
Cấp Áp lực Số đọc Ngày Thời gian áp lực nén đồng
theo dõi (Kg/cm 2 ) hồ kích
Time Stage Pressure reading S1 S2 S3 bình
BIỂU GHI SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH HIỆN TRƯỜNG
Số đọc đồng hồ biến dạng Gauge reading of settlement
(mm)
III MỘT SỐ KHÁI NIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH
1 Độ lún của đất nền – S:
Tại mỗi cấp áp lực nén, độ lún của đất nền được tính toán bằng giá trị trung bình độ lún có được từ 3 đồng hồ đo lún S1, S2 & S3
2 Môđun biến dạng đất nền – E:
Môđun biến dạng đất nền tính toán theo công thức sau (Theo TCXD 80-2002)
s
p d E
(1 2)** *
Với : E - Môđun biến dạng, kg/cm2;
Trang 6s – Gia số độ lún của tấm nén ứng với p, cm;
- Hệ số poson được lấy như sau:
+ Đối với đất hòn lớn: = 0.27;
+ Đối với đất cát và cát pha: = 0.30;
+ Đối với đất sét pha: = 0.35;
+ Đối với đất sét: = 0.42;
d - Đường kính tấm nén, cm;
- hệ số không thứ nguyên, lấy bằng 0.79
3 Áp lực giới hạn đất nền – Pl:
Phương pháp xác định áp lực giới hạn đất nền theo hình vẽ sau, gồm các bước:
- Xác định điểm 0 trên đồ thị đường cong áp lực - độ lún tại điểm có độ cong lớn nhất;
- Vẽ đường tiếp tuyến OA tại điểm O;
- Vẽ đường tiếp tuyến cánh đường cong còn lại
- Giao điểm của hai tiếp tuyến ký hiệu là B Áp lực tương ứng với điểm B là áp lực giới hạn Pl
Trang 74 Hệ số nền – Kz:
- Sau khi kết thúc chu kỳ 1 với cấp tải nén Pnén1 = PTK = 1,2kG/cm2 rồi giảm tải về 0.0kG/cm2 và giữ tải trong 30 phút, lúc đó ta có độ lún dư S1 (mm), sau đó gia tải lại đến PTK = 1.2kG/cm2 thì độ lún lại S2 (mm) Lúc đó, hệ số nền Kz là:
-
1 2
3
S S
K Z
IV XỬ LÝ SỐ LIỆU THÍ NGHIỆM
Dựa vào số liệu độ lún ứng với từng cấp áp lục và thời gian tương ứng, ghi nhận số liệu thực tế, ta vẽ đồ thị quan hệ giữa độ lún và thời gian S = f(t), độ lún và tải trọng S
= f(P), tải trọng và thời gian P = f(t) để quan sát, so sánh, tính toán và cho ra được giá trị mô đun biến dạng E0 cũng như giá trị sức chịu tải tới hạn Pl của đất nền
Thí nghiệm nén tải trọng tĩnh cung cấp các kết quả sau:
+ Độ lún của đất nền, S;
+ Môđun biến dạng của đất nền, E0;
+ Hệ số nền Kz;
+ Tải trọng sử dụng của đất nền,
V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Dựa vào kết quả thí nghiệm sau khi đã xử lý, người chủ trì thí nghiệm sẽ đưa ra nhận xét, đánh giá, kết luận và kiến nghị sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng
Chu đầu tư cần cung cấp cho đơn vị khảo sát tài liệu địa chất để bên B xác địng tại trọng giớihạn thử
