Nghiên cứu sử dụng kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh trong thiết kế nền móng công trình thấp tầng ở thành phố thái bình (luận văn thạc sĩ)

Vì những ưu điểm như: tiến hành thí nghiệm đơn giản, thuận tiện trong nền đất yếu, đặc biệt kết quả thí nghiệm thu được trực tiếp là các giá trị số phản ánh trực tiếp sự ứng xử của đất n

LU N V N TH S

KỸ THU T XÂY DỰNG ÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ ÔNG NGHIỆP

Hà Nội – 2019 -

LU N V N TH S KỸ THU T XÂY DỰNG ÔNG TRÌNH

DÂN DỤNG VÀ ÔNG NGHIỆP

NG I H NG D N KHO H : PGS.TS TRẦN TH ỢNG ÌNH

Hà Nội – 2019

NG ẠI H I N H N I

-

cạnh sự nỗ lực cố gắng của bản thân còn có sự hướng dẫn nhiệt tình của quý Thầy ô, cũng như sự động viên ủng hộ của gia đình và bạn bè trong suốt thời gian học tập nghiên cứu và thực hiện luận văn thạc sĩ

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến Thầy PGS Trần Thượng ình người đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi hoàn thành luận văn này

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến toàn thể quý thầy cô trong khoa sau đại học ại học Trường ại học Kiến trúc Hà Nội đã tận tình truyền đạt những kiến thức quý báu cũng như tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập nghiên cứu và cho đến khi thực hiện đề tài luận văn

uối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn đến gia đình, các anh chị và các bạn đồng nghiệp đã hỗ trợ cho tôi rất nhiều trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện đề tài luận văn thạc sĩ

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Học viên thực hiện

Phạm Hồng Nhung

học độc lập của tôi ác số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Phạm Hồng Nhung

Lời cam đoan

* ối tượng và phạm vi nghiên cứu

* Phương pháp nghiên cứu

* Ý nghĩa khoa học của đề tài

* ấu trúc luận văn

1.1.2 Tính toán nền móng theo trạng thái giới hạn 4

1.2 Các thông số đất nền và phân chia đất nền trong tính 10

1.2.2 Phân chia đất nền 16

1.3 Khái quát về thiết bị thí nghiệm 17

1.3.1 Sự hình thành và phát triển thí nghiệm xuyên tĩnh 17 1.3.2 Nguyên lý cấu tạo cơ bản của thiết bị 20

2.2 Sức chịu tải của nền dưới móng công trình 36

2.2.1 ản chất sức chịu tải của đất nền dưới móng nông 36

2.2.3 ản chất mối quan hệ sức kháng xuyên với chỉ tiêu thí nghiệm 46

2.3.1 Ứng xử của đất nền dưới tác dụng xuyên 48 2.3.2 Sự hình thành lực kháng cự hạn của đất dưới tác dụng xuyên 51 2.3.3 Sự hình thành sức kháng xuyên và ý nghĩa thực tiễn của nó 53 2.3.4 ác yếu tố ảnh hưởng đến bản chất của giá trị sức kháng xuyên

3.1.3 Mối quan hệ tương quan của thí nghiệm PT 70

3.2 Áp dụng thí nghiệm xuyên tĩnh trong khảo sát địa kỹ thuật và tính thoán thiết kế nền móng công trình thấp tầng ở thành phố Thái Bình

72

TTGH1 Trạng thái giới hạn thứ nhất

Hình 2.3 Trường hợp tải trọng đứng lệch tâm 39

Hình 2.5 Bài toán móng tròn đặt nông 40

Bảng 1.1 Xác định độ chặt của đất rời theo q c 27

Bảng 1.2 Góc ma sát trong của đất loại cát 28

Bảng 1.3 Sức chịu tải cho phép của móng nông 29

Bảng 1.4 Xác định mô đun biến dạng của đất

MỞ ẦU

* Lý do chọn đề tài:

Thí nghiệm xuyên tĩnh đã được hình thành và phát triển từ giữa thế kỷ

20 và được sử dụng phổ biến ở nhiều quốc gia với nhiều kiểu dáng thiết bị khác nhau Vì những ưu điểm như: tiến hành thí nghiệm đơn giản, thuận tiện trong nền đất yếu, đặc biệt kết quả thí nghiệm thu được trực tiếp là các giá trị

số phản ánh trực tiếp sự ứng xử của đất nền dưới tác dụng xuyên nên cho đến nay, kết quả thí nghiệm được sử dụng khá rộng rãi trong tính toán thiết kế nền móng và thiết kế xử lý nền đất yếu

Thông qua thí nghiệm cho phép thăm dò địa tầng nên nó là một phương pháp thăm dò mà chi phí thấp hơn rất nhiều so với công tác khoan khảo sát, theo đó, trong một công trình nếu áp dụng thí nghiệm xuyên tĩnh thì sẽ có được nhiều vị trí được thăm dò, qua đó làm tăng mức độ tin cậy của các số liệu khảo sát

Tuy nhiên, thí nghiệm xuyên tĩnh chỉ thực hiện ở những đối tượng đất nền nhất định và với chiều sâu không lớn, mặt khác các số liệu thu được từ kết quả thí nghiệm áp dụng cho việc tính toán nền theo tiêu chuẩn VN 9362 hiện hành thường gặp phải vấn đề về quy đổi chúng thành các giá trị của thí nghiệm trong phòng Do đó, cho đến nay việc áp dụng kết quả xuyên tĩnh vẫn

có những cách tiếp cận và giải quyết khác nhau chưa có sự thống nhất

ối với nền đất khu vực địa bàn tỉnh Thái ình vốn là sự xắp xếp xen

kẽ nhau theo độ sâu của lớp đất dính và đất rời độ bền thấp rất khó lấy mẫu đảm bảo yêu cầu cho thí nghiệm trong phòng xác định chỉ tiêu cơ lý, trong khi

đó nền này rất phù hợp với thí nghiệm xuyên tĩnh

Do đó áp dụng thí nghiệm xuyên tĩnh trong khảo sát địa kỹ thuật các công trình ở địa bàn Thái Bình chẳng những khắc phục được các bất cập trong công tác khoan khảo sát mà còn nâng cao độ chính xác và tin cậy của các kết

quả tính toán trong thiết kế Nhưng, để áp dụng được thì cần phải xây dựng được quy trình tính toán nền bằng thí nghiệm xuyên tĩnh theo những quy trình thí nghiệm và các loại thiết bị khác nhau mà luôn đảm bảo kết quả tính toán thỏa mãn các yêu cầu về độ tin cậy Vì vậy, nghiên cứu áp dụng thí nghiệm xuyên tĩnh trong khảo sát địa kỹ thuật với các mục đích trên là rất thiết thực

* Mục tiêu nghiên cứu của đề tài là sáng tỏ:

- Bản chất và ý nghĩa thực tiễn của các giá trị thu được từ thí nghiệm xuyên tĩnh đối với việc xác lập các thông số nền cho tính toán nền móng

- Phương pháp xác định sức chịu và biến dạng theo yêu cầu của nguyên tắc tính toán nền theo trạng thái giới hạn

- Sử dụng thiết bị xuyên tĩnh để khảo sát địa kỹ thuật cho các công trình xây dựng ở Thái ình

* ối tƣợng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:

- ối tượng nghiên cứu của đề tài: kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh sử dụng tính toán nền móng trong thiết kế nền móng

- Phạm vi nghiên cứu của đề tài là kết quả sức kháng xuyên mũi và kháng xuyên ma sát của các thiết bị thí nghiệm xuyên tĩnh cơ thông thường hiện có ở việt Nam phục vụ nền móng công trình xây dựng thấp tầng ở địa bàn Thành phố Thái Bình

* Phương pháp nghiên cứu đề tài:

- Phương pháp phân tích lý thuyết; được sử dụng để nghiên cứu bản chất

ý nghĩa của các giá trị thu được từ kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh

- Phương pháp lý thuyết hệ thống; được sử dụng trong phân loại đối tượng đất nền thông qua đó để xây dựng các mối liên hệ tương quan

- Phương pháp xác suất thống kê; được sử dụng để xây dựng các mối quan hệ tương quan giữa các thông số tính toán nền với các kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh ặc biệt phương pháp này còn là cơ sở để đánh giá độ tin cậy theo

tiêu chuẩn xác suất thống kê

- Phương pháp đối chứng so sánh, được sử dụng để kiểm chứng các kết quả tính toán từ phương pháp đề xuất với các phương pháp truyền thống

- Phương pháp chuyên gia

* Ý nghĩa khoa học của đề tài:

- Ý nghĩa khoa học: Góp phần hoàn thiện lý thuyết tính toán nền trên nền đất yếu phân lớp xen kẹp với đất cát bão hòa

- Ý nghĩa thực tiễn: áp dụng thí nghiệm xuyên tĩnh trong khảo sát địa

kỹ thuật các công trình ở địa bàn Thái ình trong việc khắc phục được các bất cập trong công tác khoan khảo sát, nâng cao độ chính xác và tin cậy của các kết quả tính toán trong thiết kế

* Cấu trúc luận văn: gồm 2 phần nội dung và kết luận, kiến nghị

Nền là chiều dày các lớp đất đá trực tiếp chịu tải trọng của công trình

do móng truyền xuống Nền thường được phân biệt:

- Nền thiên nhiên là nền đất hay đá ở trạng thái tự nhiên

- Nền nhân tạo là nền được gia cố bằng các biện pháp nhân tạo

+ Khái niệm về Móng

Móng là của công trình nằm dưới đất làm nhiệm vụ truyền tải trọng của

công trình xuống nền Móng thường được phân thành 2 loại cơ bản

a Móng nông

Là móng khi thi công phải đào toàn bộ hố móng do vậy loại móng này

thường có độ sâu đặt móng không lớn lắm (  5m)

* Móng dưới cột bê tông lắp ghép

Móng dưới cột bê tông lắp ghép thì dùng móng có chừa sẵn cốc

- ối với cột đơn: chiều cao cốc hc ac 0.05(m) (1.1)

k c

a5.1h

A33.05.0h

(1.2)

ac : cạnh lớn của tiết diện ngang cột (m)

- Bê tông gắn cột vào móng có cấp độ bền B15

- Khi các điều kiện cấu tạo trên được thoả mãn và 0.75

h

b1 thc  thì không cần đặt cốt thép cho thành cốc Nếu không đảm bảo thì phải tính cốt thép cho

thành cốc

* Móng băng và móng băng giao thoa

Móng băng là loại móng có kích thước chiều dài đáy móng lớn hơn

nhiều kích thước chiều rộng ( 7)

* Móng bè

- Là loại móng có kích thước chiều dài và chiều rộng đều lớn Móng bè thường là tấm bê tông cốt thép đổ liền khối dưới toàn bộ công trình hoặc dưới đơn nguyên đã cắt ra bằng khe lún Móng bè được sử dụng khi móng băng và móng băng giao thoa không thoả mãn các yêu cầu về độ bền, biến dạng của nền đất, độ cứng tổng thể của công trình

- u điểm là độ cứng rất lớn cú khả năng phõn bố tải trọng từ miền giữa ra vựng biờn ược dựng khi nhà cú nhiều tầng hầm

- Nhược điểm: Khối lượng đào đất lớn, thi cụng phức tạp, tốn vật liệu

* Múng vỏ

ỏy múng cú dạng vỏ cong phỏt huy được khả năng chịu lực nộn của vật liệu bờ tụng Là loại múng kinh tế cú chi phớ vật liệu thấp so với cỏc loại múng khỏc

Múng vỏ thường được sử dụng cho cụng trỡnh bể chứa cỏc loại chất lỏng Theo độ cứng của múng múng nụng được phõn thành 2 dạng

* Múng tuyệt đối cứng

Là múng khụng bị uốn khi chịu tỏc dụng của tải trọng Do vậy mặt đỏy múng luụn phẳng, ứng suất tiếp xỳc dưới đỏy múng cú thể được tớnh theo cỏc cụng thức sức bền vật liệu

Múng tuyệt đối cứng gồm cỏc loại múng làm bằng vật liệu chịu kộo kộm như múng gạch, đỏ, bờ tụng, bờ tụng đỏ hộc

móng xây gạch t-ờng chịu lực

móng xây đá hộc

t-ờng chịu lực

t-ờng chịu lực

móng btct

- ác loại móng khác bị uốn nhiều hơn thì được tính theo phương pháp dầm hoặc bản trên nền đàn hồi ác loại móng này gồm có: Móng băng, móng băng giao thoa bê tông cốt thép dưới các dãy cột, móng bè bê tông cốt thép

Hình 1.2 Móng có độ cứng hữu hạn

b Móng sâu

- Móng cọc được sử dụng để truyền tải trọng công trình xuống các lớp đất tốt ở sâu để tận dụng khả năng chịu tải và tính ít biến dạng của các lớp đất tốt đó

1.1.2 Tính toán nền móng theo các trạng thái giới hạn [4]

Tính toán nền theo trang thái là tính theo trạng thái giới hạn thứ nhát TTGHT1 và trạng thái giới hạn thứ hai TTGH2 ối với móng TTGH1 là trạng thái giới hạn về độ bền, cụ thể: xác định chiều cao và cấu tạo móng, tính cốt thép cho móng; TTGH2 là trạng thái giới hạn về hình thành và mở rộng

dÇm mãng chÞu uèn

Móng cọc có ưu điểm là tiếp thu được tải trọng

lớn, tiết kiệm vật liệu, giảm khối lượng công tác đất,

cơ giới hóa cao và có thể tránh được ảnh hưởng của

mực nước ngầm

- Móng cọc gồm 2 bộ phận là cọc và đài cọc

ọc là phần chính có tác dụng truyền tải trọng của

công trình lên đất ở mũi cọc và xung quanh cọc ài

cọc có tác dụng liên kết các cọc thành 1 khối và phân

phối tải trọng công trình lên các cọc

§µi cäc

Cäc

NÒn

Hình 1.3 Móng cọc

khe nứt, chỉ xét đối với các móng là bản đáy của bể chứa các chất lỏng, móng đặt trong môi trường có tính ăn mòn mạnh

Ngoài ra, vì móng phải làm việc cùng với nền cho nên có khả năng xảy

ra một dạng phá hỏng khác là móng bị lật đổ hoặc bị trượt trên nền mặc dù bản thân móng chưa đạt tới trạng thái giới hạn nào đã kể trên và nền đất thì vẫn ổn định, không có biến dạng lớn ho nên khác với những kết cấu chịu lực khác, ngoài hai thái giới hạn trên móng còn phải kiểm tra về ổn định (lật

và trượt) trên nền khi móng chịu tải trọng ngang lớn, mà tải trọng đứng lại nhỏ như tường chắn đất ối với tính toán nền các trạng thái giới hạn có nội dung và yêu cầu cụ thể như sau:

a TTGH1

Trạng thái giới hạn về độ bền: Kiểm tra sức chịu tải, ổn định của nền

- iều kiện kiểm tra: N K tc





(1.4) Trong đó: N- tải trọng tính toán theo tổ hợp bất lợi nhất trong các tổ hợp cơ bản hoặc đặc biệt (có thể là lực dọc, lực ngang hoặc momen)

- sức chịu tải của nền cản lại tải trọng đó

ktc- hệ số tin cậy, phụ thuộc vào mức độ quan trọng của công trình nhưng ktc  1,2

- Tải trọng dùng để tính: tải trọng tính toán thuộc tổ hợp cơ bản hoặc đặc biệt

- hỉ tiêu cơ lý của đất dùng để tính: trị tính toán thứ nhất I ; I ; cI

- Phải tính theo TTGH1 khi

+ ác nền đất sét rất cứng, cát rất chặt, đất nửa đá và đá;

+ ác nền đặt móng chịu tải trọng ngang có trị số lớn;

+ ác nền nằm trong phạm vi mái dốc (ở ngay trên mái dốc hay ở dưới mái dốc) hoặc móng đặt trên lớp đất mềm phân bố rất dốc;

+ ác nền đất sét yếu bão hoà nước có hệ số cố kết v < 107 cm2/năm

b TTGH2

Trạng thái giới hạn về biến dạng: Khống chế biến dạng của nền nhỏ hơn giá trị cho phép để đảm bảo công trình không bị nứt do lún lệch, công trình được sử dụng bình thường, đảm bảo được mỹ quan cũng như không gây cảm giác sợ hãi cho người sử dụng

- iều kiện kiểm tra:

+ Nhà khung: Stđ  Stđgh ; S  Sgh

+ Nhà tường chịu lực:S Stb  Stbgh ; S  Sgh ;

i  igh

+ ông trình cao cứng: Stb  Stbgh ; i  igh

ác trị số bên phải là trị giới hạn cho phép tra theo bảng 16 T VN 9362-2012

- Tải trọng dùng để tính: Tải trọng tiêu chuẩn thuộc tổ hợp cơ bản

- hỉ tiêu cơ lý của đất dựng để tính: II, II, cII và trị tiêu chuẩn modun biến dạng của đất E0

- Phải tính nền theo TTGH2 khi: các nền đất mềm

ác nền đất ít biến dạng thì ngay trước khi nền đất đạt tới trạng thái giới hạn về cường độ thì biến dạng của nền đất cũng còn nhỏ đến mức không gây ảnh hưởng đáng kể đối với trạng thái ứng suất - biến dạng của công trình tức là chúng sẽ đạt trạng thái giới hạn thứ nhất trước khi xuất hiện trạng thái giới hạn thứ hai ối với các đất mềm thì ngược lại Nền đất đạt trạng thái giới hạn thứ hai trước khi xảy ra trạng thái giới hạn thứ nhất Dưới tác dụng của tải trọng công trình các nền đất ấy biến dạng lớn Ngay cả khi tải trọng đặt lên nền còn nhỏ so với tải trọng cực hạn phá hỏng ổn định của nền đất thì biến dạng của nền đất đã lớn đến mức làm công trình bên trên bị biến dạng, nứt nẻ không sử dụng được nữa

1.2 Các thông số đất nền và phân chia đất nền trong tính toán thiết kế nền móng

1.2.1 ác chỉ tiêu cơ lý của đất nền: [5]

+ Phân loại đất đá

Nền của công trình là đất đá trên vỏ trái đất có thành phần vật chất và cấu trúc rât đa dạng Tùy theo mục đích sử dụng mà chúng được phân biệt với nhau theo những nguyên tắc khác nhau Trong tính toán thiết kế nền nói chung và nền móng công trình nói riêng đất nền luôn được phân biệt với nhau bởi đặc điểm mối liên kết, cụ thể như sau:

- á, với đặc trưng là giữa các hợp phần cấu tạo của nó liên kết với nhau theo bản chất của các mối liên kết ion, nguyên tử và kim loại theo bản chất của vật lý chất rắn iểu hiện của đá là cứng trắc, không hoặc ít nhạy cảm khi tiếp xúc với nước, biến dạng của đá thuộc loại biến dạng nhỏ, khi ứng xử với tải trọng thì có mối quan hệ ứng suất với biến dạng thường được xem là đàn hồi và tuyến tính

- ất dinh với đặc trưng là giữa các hợp phần cấu tạo của nó liên kết với nhau theo bản chất của các mối liên kết phân tử theo bản chất của vật lý chất rắn hoặc liên kết keo nước theo quan điểm hệ phân tán keo[11] Trong

đó, nguyên nhân hình thành liên kết này là sức căng bề mặt lớn do tỷ bề mặt của các hạt siêu nhỏ, nên đất dính thực chất là đất loại sét hay đất có hàm lượng hạt sét hạt cơ đường kính d< 0,005mm là chủ yếu iểu hiện của loại đất này là giảm bền khi gặp nước, khi ứng xử với tải trọng có mối quan hệ ứng suất với biến dạng phổ biến là đàn dẻo và phi tuyến, trong đó biến dạng thể tích lỗ hổng là chủ yếu

- ất rời với đặc trưng là giữa các hợp phần cấu tạo của nó không có các mối liên kết mà thông qua lực ma sát để ổn định hình dạng của nó trong trường trọng lực, theo đó đất rời chính là tập hợp của các hạt có đường kính

lớn tỷ bề mặt nhỏ sức căng bề mặt nhỏ, chính vì thế trong đất rời luôn được coi không tồn tại lực dính iểu hiện của đất rời là biến dạng của nó luôn gắn liền với biến dạng thể tích lỗ hổng, khi ứng xử với tải trọng thường tồn tại mối quan hệ ứng suất biến dạng là tuyến tính

Xét về nguồn gốc hình thành của các loại đất trên thì mỗi loại đều là các sản phẩm đặc thù của các quá trình địa chất từng diễn ra trên vỏ trái đất

Ví dụ: đất dính là tập hợp của các hạt sét nên nó thường là sản phẩm của quá trình trầm tích trong điều kiện yên tĩnh của bể trầm tích hay sản phẩm phong hóa hóa học ở tại chỗ, ngược lại đất rời là tập hợp của các hạt thô thường là sản phẩm hình thành theo dòng chảy còn gọi là trầm tích sông, lũ hay sản phẩm của phong hóa vật lý [7] Tuy nhiên, ngoài 3 loại đất đá trên trong thực

tế còn tồn tại nhiều loại khác với thành phần và cấu trúc đa dạng hỗn tạp, đặc biệt các biểu hiện của nó khi ứng xử với tải trọng có sự khác biêt với các loại trên Do đó, để đáp ứng yêu cầu phân chia đất nền trong tính toán thiết kế người ta thường phân ra loại đất có thành phần và cấu trúc đặc biệt bên cạnh 3 loại đất đá trên

+ ác chỉ tiêu phân loại đất

ể lượng hóa việc phân loại đất đá có nhiều cách tiếp cận khác nhau, nhưng tổng quát cho nhiều lĩnh vực nghiên cứu và phản ánh đúng bản chất của các mối liên kết, đồng thời đảm bảo yếu tố, trong thiết kế nền móng thường sử dụng đặc tính dẻo của đất đá để phân loại đất Trong đó, tính dẻo của đất được đánh gia thông qua chỉ tiêu chỉ số dẻo IL của đất hỉ số dẻo IL là chỉ tiêu tính toán từ chỉ tiêu thí nghiệm độ ẩm giới hạn là chảy Wp và dẻo WL theo biểu thức:

IL= Wp - WL (1.5) Trong đó IL là chỉ tiêu thí nghiệm bằng phương pháp lăn

Ip là chỉ tiêu thí nghiêm theo phương pháp azagrande hoặc chùy

Va- xi-li-ép

Theo bản chất của hệ phân tán chỉ số dẻo phản ánh khả năng hấp phụ màng nước xung quanh hạt ường kính hạt càng nhỏ khả năng tạo màng nước càng dầy đất càng dễ biến hình mà vẫn bảo toàn thể tích và nguyên khối như nước tức là càng dẻo Do đó, về bản chất chỉ có đất dính IL>0, ngược lại

đá và đất rời không có tính dẻo IL= 0 hay không có khả năng tạo màng nước Như vậy, nếu muốn phân loại cho mỗi loại đất cần có các chỉ tiêu phân loại riêng

- hỉ tiêu phân loại đất dính

Trong tiêu chuẩn đất xây dựng của Việt Nam và một số nước khác, đất dính được phân chia thành đất cát pha IL<7, sét pha: 7<IL<17 và sét: IL>17 Tuy nhiên, giá trị của IL mới chỉ là khả năng để có màng nước dày, còn thực

tế độ dày màng nước trong đất phải phụ thuộc vào độ ẩm thực tế của đất đó Trong tiêu chuẩn đất xây dựng của Việt Nam và một số nước khác đất đính còn được phân biệt với nhau bởi các trạng thái Trong đó trạng thái được định lượng bẳng chỉ tiêu độ sệt Ip, hay:

Ip= (Wtn- WL)/IL (1.6) Trong đó,W-độ ẩm thực tế tự nhiên của đất

ăn cứ vào Ip đất dính được phân biệt theo các trạng thái ẩm là: cứng, nửa cứng, dẻo cứng, dẻo mềm, dẻo chảy, chảy tương đương với các khoảng Ip<0; Ip= 0-0,25; Ip= 0,25-0,5; Ip= 0,5-0,75; Ip= 0,75-1 và Ip>1 xét về bản chất khi giá trị độ sệt Ip càng lớn màng nước càng dày tỷ mặt ngoài càng nhỏ thì độ bền càng giảm và thực tế cũng xác nhận điều đó Do đó chỉ số dẻo và độ sệt là các dấu hiệu cho phép suy đoán các đặc trưng độ bền và biến dạng khá chính xác, thế nên nó thường được dùng để phân loại đất

- hỉ tiêu phân loại đất rời

Trong tiêu chuẩn đất xây dựng của Việt Nam và một số nước khác, đất

rời được phân biệt với nhau bởi giá trị đường kính các hàm lượng nhóm hạt chiếm ưu thế Trong đó, hàm lượng nhóm hạt là tỷ lệ phần trăm về mặt khối lượng, các nhóm hạt đó là: dường kính (mm) d=0,01-0,1 bụi, d= 0,1-0,25 mịn, d= 0,25-0,5; d= 0,5-1 trung; d= 1-2 thô; d= 2-5 sạn; d= 5-10 cuội Tuy nhiên, phân biệt sự khác nhau giữa các loại đất rời bằng nhóm hạt chiếm ưu thể chưa phản ánh đầy dử về các đặc trưng cơ học nên trong tiêu chuẩn còn phân chia chúng thành các trạng thái khác nhau thông qua chỉ tiêu độ chặt K, được xác định theo biểu thức:

min max

min

e e

e e K

Trong đó, s -khối lượng riêng

 - khối lượng tương ứng với các trạng thái của hệ số rỗng W- dộ ẩm tương ứng với các trạng thái của hệ số rỗng

- hỉ tiêu phân loại đá

ất đá trên vỏ trái đất được hình thành từ nhiều nguồn gốc khác nhau nên có rất nhiều các phân loại Mặc dù độ bền nén tức thời của đá hầu hết là cao đến rất cao và rất khác nhau có thể hơn kém nhau đến hàng chục lần, Tuy nhiên, độ bền lâu dài đặc biệt là sự suy giảm độ bền khi gặp nước là vấn đề luôn ảnh hưởng đến kết quả tính toán nên trong tiêu chuẩn đất xây dựng của Việt Nam và một số nước khác, đá được phân biệt với nhau chủ yếu theo hệ

số hóa mềm xác định theo tỷ số giữa độ bền nén 1 trục khi khô với khi bão hòa ối với khối đá, bên cạnh hệ số hóa mềm tính nứt nẻ của đá mới là vấn

đề chủ yếu đến khả năng chịu tải và biến dạng của nền, nên người ta còn

thường sử dụng chỉ số chất lượng của khối đá RQD để phân chia khối đá, trong đó RQD là tỷ số giữa tổng độ dài các mẫu lõi khoan lớn hơn 10cm liền khối trong một hiệp khoan với chiều dài hiệp khoan đó

+ hỉ tiêu độ bền của đất, đá

ối với đá làm nền móng cho công trình chỉ tiêu thường sử dụng nhất

là độ bền nén 1 trục, nhưng với đá nứt nẻ thì để đánh giá chính xác độ bền của

đá là vô cùng phức tạp, trong thực tế thường đánh giá gần đúng dự trên rất nhiều các thông tin

ối với đất dinh và đất rời vì bản chất là hệ phân tán nên xét cho cùng

độ bền của chúng không phải là độ bền nén hay uốn mà là độ bền cắt bởi mọi tác dụng cơ học lên chúng đều dẫn đến phá hủy cắt Mô tả độ bền cắt thường sử dụng mô hình coulomb

C

tg 

 (1.9) Trong đó  - lực cắt đơn vị

- p lực pháp tuyến theo phương cắt

- góc ma sát trong của đất

C- lực dính đơn vị của đất

Trong biểu thức trên ,  là hằng số cho mỗi loại đất có thành phần và trạng thái xác định Tuy nhiên, với đất bão hòa giá trị , còn phụ thuộc vào tốc độ cắt và điều kiện thoát nước

Trong việc xác định và đánh giá sức chịu tải của đát nền ,  là các số liệu cơ bản nhất để thỏa mãn yêu cầu

+ ác chỉ tiêu biến dạng của đất, đá

ặc trưng cho biến dạng của đất và đá về cơ bản là tỷ số giữa áp lực dọc trục P (kPa) gây ra biến dạng nén với biến dạng nén tương đối, thể hiện bằng biểu thức sau:

PL E



 (1.10)

Trong đó E là mô đun biến dạng hay mô dun young

L chiều dài mẫu nén hay chiều dài chịu nén

S biến dạng tuyệt đối

ối với đất biến dạng khi chịu nén một trục là tổng của biến dạng lỗ hổng diễn ra đồng thời với biến dạng nở theo phương vuông góc, trong đó mối quan hệ của 2 biến dạng thành phần phụ thuộc vào nhiều yếu tố trong đó

có sự chống lại của áp lực nước lỗ hổng, vì là biến dạng lỗ hổng lớn và có sự thoát nước nên biến dạng của đất thể hiện tính biến dạng dư, hơn nữa quan hệ ứng suất với biến dạng của đất khi chịu nén là phi tuyến Do đó, với đất dính

và đất rời sử dụng mô đun Yuong để đánh giá biến dạng là không đúng bản chất Theo tiêu chuẩn quy phạm biến dạng của đất được đánh giá bằng chỉ tiêu mô dun tổng biến dạng Eo Trong đó Eo được tính toán theo biểu thức:

Trong đó eo- hệ số rỗng ban đầu

- hệ số nở hông nhận giá trị gần đúng bằng bảng tra theo loại đất a- hệ số nén lún là hệ số góc của đường cong nén thu được từ kết quả thí nghiệm nén một trục không nở hông theo công thức:

i i

i i i

P P

e e a

Trong đó, ei là hệ số rồng của mẫu nén đã ổn định ở cấp tải trọng Pi

ối với đất có độ sệt Ip< 0,5 nhận khoảng biến thiên của cấp gia tải từ

50 đến 100kPa với Ip>0,75 nhận khoảng biến thiên của cấp gia tải từ 100 đến 200kPa

Tóm lại, việc tính toán thiết kế nền móng theo các số liệu của kết quả thí nghiệm trong phòng về cơ bản đã được chuẩn hóa về phương pháp tính,

Tuy nhiên, vẫn còn tồn tại nhiều phương, đặc biệt khi xác lập các thông

số đất nền vẫn còn nhiều tồn tại do tính đa dạng của các loại đất đá, do hạn chế từ công tác lấy mẫu ở hiện trường để thí nghiệm trong phòng

1.2.2 Phân chia đất nền [5]

+ Nguyên tắc chung

Nền đất là một phần vỏ trái đất sự hình thành của nó là sản phẩm của các quá trình địa chất Trong đó, mỗi quá trình sẽ hình thành những sản phẩm riêng và tồn tại theo trật tự từ dưới lên trên tạo thành các lớp Như vậy, xét tổng quát nền là tập hợp của các lớp đất đá, vì thế kết quả phân chia nền thành các lớp đất là nhân tố quan trọng quyết định đến kế quả tính toán thiết kế nền móng

Thông thường việc phân chia đất nền thành các lớp về nguyên tắc phải tiến hành tuần tự theo các bước từ khái quát đến chi tiết từ định tính đến định lượng

+ Phân chia khái quát

Phân chia khái quát đất nền là bước tiến hành đầu tiên dự trên các tài liệu địa chất về tuổi nguồn gốc của đất đá để xác định sự có mặt của các thành tạo, qua đó có cơ sở để dự báo sự phân bố của lớp đất đá Thông thường, việc phân chia khái quát dự vào bản đồ địa chất tỷ lệ lớn hơn 1:50.000

+ Phân chia chi tiết

Phân chia chia tiết phải dựa trên kết quả phân chia khái quát, hay từ kết quả khái quát bỏ xung thêm các thông tin với mật độ dầy hơn và đa dạng hơn Thông thường các thông tin bổ sung là các kết qua thăm dò địa tầng và khảo sát địa chất công trình để làm chính xác hóa ranh giới các lớp đát cho việc xây dựng mô hình cấu trúc nền cho tính toán thiết kế nền móng Phân chia chi tiết thường dựa trên tiêu chí đồng nhất về loại đất

+ Phân chia định lượng:

Phân chia định lượng đất nền thành các lớp là nhằm xác lập đầy đủ các thông số đất nền Phân chia định lượng thường dựa trên các số liệu của kết quả thí nghiệm, phổ biến là thí nghiệm trong phòng hay là sự bổ sung các thông tin định lượng vào kết quả phân chia chi tiết Phân chía định lượng thường dựa trên tiêu chí lớp có sự đồng nhất về trạng thái và trong một lớp giá trị các chỉ tiêu là số liệu trực tiếp trong tính toán phải biến thiên trong một khoảng nhất định Khoảng nhất định được xác đinh theo tiêu chuẩn xác suất thống kê

Tóm lại từ việc xem xét trình tự nội dung và nguyên tắc thiết kế nền móng đến các chỉ tiêu cơ lý đến phân loại đất phân chia nền và các đặc trưng

cơ lý cho thấy mặc dù là một quy trình thống nhất nhưng kết quả tính còn phụ thuộc rất nhiều vào các giả thiết hay thiếu tính khách quan, điều đó hoàn toàn phù hợp với những bất cập đang diễn ra trong thực tế

1.3 Khái quát về thiết bị thí nghiệm:

1.3.1 Sự hình hình thành và phát triển thí nghiệm xuyên tĩnh [10]

Theo tài liệu của Akademai kiado Budapest, thí nghiệm quan trắc áp lực nước lỗ rỗng jetting penetrometer của Texzaghi là tiền thân của thí nghiệm xuyên tĩnh jacket static con penetrometer được áp dụng phổ biến ở Na

uy Một phiên bản khác là thí nghiệm Dutch static cone penetrometer lần đầu tiên ở Hà Lan được ứng dụng cho việc khảo sát đã xác định sự phân lớp trong địa tầng tại một vị trí cụ thể Những kết quả hữu ích mang lại của thiết bị Dutch static cone penetrometer khi ứng dụng trên lãnh thổ Bỉ, Hà Lan trong tính toán thiết kế móng cọc đã làm cho thí nghiệm xuyên tĩnh ngày càng phát triển trên thế giới ở cả hai mặt thiết bị và ứng dụng, trong đó công nghệ tin học đóng vai trò quan trọng và là tâm điểm của sự phát triển thiết bị

Khái quát về sự phát triển của thiết bị xuyên tĩnh có thể điểm ra các bước tiến có tính kế thừa như sau:

- Cần xuyên chỉ là một trụ thép duy nhất nối với côn cố định, tất cả được ấn xuống nền, nên chỉ đo được lực ấn tổng P của toàn bộ chiều dài xuyên, trong đó giá trị đo sẽ tăng lên khi đường kính cần hoặc chiều sâu xuyên tăng lên Do đó, giá trị đo không có sự phân biệt được các lớp theo độ sâu

- Cần xuyên bổ xung cấu tạo ti thép bên trong và côn di động, cho phép

ấn mũi xuyên độc lập với cần, nhờ đó đã đo được sức kháng đầu mũi đơn vị qc=p/F , trong đó F diện tích mặt cắt ngang mũi Do đó, giá trị đo đã phân biệt được các lớp đất trong nền để làm cơ sở lựa chọn chiều sâu đặt mũi cọc

- Mũi xuyên bổ sung cấu tạo áo ma sát nhờ đó đo thêm giá trị lực kháng ma sát Fs, nhờ đó kết quả đo của thí nghiệm đã cho phép phân biệt được loại đất Bằng sự bổ xung này kết quả thí nghiệm kết hợp với tài liệu khoan khảo sát địa chất phân chia địa tầng một chính xác hơn và hiệu quả hơn

- Thiết bị được nâng cấp các cơ cấu cơ khí thành thủy lực và tích hợp chúng vào các xe chuyên dụng trở thành các thiết bị tự hành nhờ đó độ sâu xuyên, năng suất tăng,

- ác cơ cấu đo được cải tiến thành các đầu đo diện tử số và kết nối với máy tính có các phần mềm nhận, lưu và sử lý số liệu, đặc biệt giá trị đo nhận trực tiếp từ mũi qua đường dây sẽ không phụ thuộc vào cần xuyên, khi đó, chất lượng các phép đo được nâng cao và chiều sâu đo lớn hơn

- Xuất hiện đầu đo điện cho phép đo thêm các thông số về áp lực nước

lỗ rỗng, nâng cao tính năng sử dụng

Ở Việt Nam, thiết bị xuyên tĩnh đã xuất hiện từ những năm 70-80 của thê kỷ 20, thông qua các thiết bị xuyên Pilcon của Tây ức, Gouda của Hà Lan, PVS của Pháp Tuy nhiên, những thiết bị hiện đại này ít có điều kiện để

áp dụng vào trong công tác khảo sát bởi nhiều lý do, trong đó có vấn đề về

kinh tế và kỹ thuật ến năm 82 của thế kỷ 20, lần đầu tiên các nhà chuyên môn ở Việt Nam đã hợp tác gia công chế tạo thiết bị xuyên tĩnh mang tên XT-3/82 là thiết bị có cơ cấu truyền lực bằng hệ thống vit me và đo lực bằng vòng ứng biến Thiết bị XT-3/82 ra đời vào thời điểm đó đã làm cho công tác khảo sát địa kỹ thuật ở Việt Nam có một công cụ khảo sát phù hợp với hoàn cảnh kinh tế xã hội đã quảng bá tính ưu việt của thí nghiệm xuyên tĩnh nên được

sử dụng phổ biến trong công tác khảo sát địa kỹ thuật Trong thập niên 90, xuyên tĩnh là một chủ đề khoa học được quan tâm của các chuyên gia và các nhà chuyên môn, đó là thời kỳ giải pháp móng cọc thi công theo phương pháp

ép đang thống trị các công trình thấp tầng ở đô thị lớn của Việt Nam

ho đến giai đoạn bùng nổ sự phát kết cầu hạ tầng, trong đó có các công trình giao thông với hệ thống các đương cao tốc được thiết kế theo các tiêu chuẩn Mỹ và châu Âu Khi đó, yêu cầu khảo sát đòi hỏi cao hơn, trong đó

có các yêu cầu về thông số của bài toán cố kết nền đường đất đắp, buộc công tác khảo sát phải cung cấp các thông tin về áp áp lực nước lỗ hổng của đất, các số liệu phải có sai số nhỏ hơn với độ tin cậy của kết cao hơn Do đó, đã xuất hiện những thiết bị xuyên tĩnh có những tính năng mới và hiện đại hơn Hiện nay, ở Việt Nam đã sở hữu và sử dụng các thiết bị xuyên tự hành với độ sâu thí nghiệm lớn và tích hợp các chi tiết có chức năng truyền dẫn, lưu trữ và

xử lý kết quả đo bằng các kỹ thuật của công nghệ mới, tin học điện tử và tự động hóa

Tuy nhiên, các thiết bị có các tính năng ưu việt của công nghệ mới nhưng có chi phí lớn, trong đó luôn đòi hỏi chi phí cao về bảo dưỡng các thiết

bị điện tử, hơn nữa nhiều vấn đề tính toán trong địa kỹ thuật vẫn đang chờ đợi cách giải quyết mà thí nghiệm xuyên tĩnh có rất nhiều tiềm năng

1.3.2 Nguyên lý cấu tạo cơ bản của thiết bị [1]

Thí nghiệm xuyên tĩnh là dùng

lực tác dụng thẳng đứng lên mũi xuyên

thông qua cấu tạo cần xuyên để đo lực

kháng ở mũi Do đó, thiết bị xuyên có

những chi tiết cấu tạo cơ bản, gồm:

khung giá xuyên; gia tải tác dụng lên

mũi xuyên; cần xuyên; mũi xuyên; cơ

cấu đo lực Trong đó, quyết định trực

tiếp đến sự chính xác của giá trị đo là

cần xuyên, mũi xuyên và cơ cấu đo lực xuyên

+ Cần xuyên

ể xác định sức kháng xuyên của đất ở các độ sâu khác nhau phải đưa mũi xuyên xuống các độ sâu

khác nhau Như thế, phải sử

dụng các cần xuyên nối với

nhau để thay đổi độ sâu ần

xuyên là các ống trụ cấu tạo

bằng thép, chiều dài mỗi cần

1000mm, đường kính 34mm,

đường kính trong 20mm, các cần

được nối với nhau và với cần xuyên

bằng cơ cấu ren ể phân biệt sự di

chuyển của mũi xuyên với vỏ ma sát

trong đất, trong mỗi cần xuyên còn

có thể di chuyển, đồng thời có độ cứng cao nhất ác cần xuyên, ngoài yêu cầu được nối với nhau bằng ren phải đồng trục ộ cong của 5 mét cần xuyên đầu tiên không vượt quá 4 ‰ và của số cần xuyên còn lại không vượt quá 8

‰ Khi cần đo tổng ma sát thành Qst thì đường kính ngoài phải là 36 mm ± 1

mm Riêng với xuyên PVS của pháp, đường kính 40.5, chiều dài cần 1500 + ầu xuyên:

ầu xuyên gồm bao gồm mũi côn, măng xông đo ma sát và cần tiếp theo hiều dài tổng cộng của đầu xuyên bằng 1000 mm

- Mũi côn gồm hai phần là phần chóp nón và phần hình trụ tiếp theo:

ó hai loại mũi côn: có măng xông và không có măng xông đo ma sát (hình 1.4 và 1.5)

- ường kính mũi côn (đáy chóp nón)

là 35,7 mm Góc nhọn của mũi côn là 60°

hiều cao của phần hình trụ tiếp theo của chóp nón là 5 mm (xem Hình 1.6) Riêng xuyên pvs của pháp đường kính mũi côn 45

+ ấu tạo măng xông áo đo ma sát: Khi mũi xuyên di chuyển vào trong đất nền sẽ sinh ra lực ma sát giữa diện tích xung quanh của mũi xuyên với đất nền Do đó, để đo được lực ma sát phần sau mũi xuyên sẽ là áo đo ma sát, được cấu tạo là một đoạn ống còn gọi là măng xông đo ma sát (xem Hình 1.5 )

- ường kính của măng xông đo ma sát phải bằng đường kính đáy mũi côn, dung sai 0,35 mm (cả trong chế tạo và sử dụng) ;

- Diện tích của măng xông đo ma sát: 150 cm²

Hình 1.6 mũi côn không có măng xông

- ộ nhám bề mặt của măng xông đo ma sát khi chế tạo là 0,5 m theo phương chiều dọc Khi sử dụng thì độ nhám của măng xông không nhỏ hơn 0,25 m;

- Vị trí của măng xông đo ma sát phải nằm ngay trên mũi côn

ộ khe hở giữa mũi côn và măng xông không được lớn hơn 5 mm Gioăng bọc các khe hở giữa mũi côn và măng xông, giữa măng xông với cần xuyên phải làm bằng vật liệu tốt, có độ biến dạng cao để đảm bảo độ nhạy khi

đo sức kháng xuyên và không cho hạt đất lọt vào

+ Một số đầu xuyên tĩnh thông thường

+ ộ phận bị đo - ghi kết quả xuyên:

Giá trị đo mà thiết bị xuyên ghi được gồm lực ấn đầu mũi ( mũi côn) và lực ma sát ở mở măng xông ma sát hoặc lực ấn tổng đồng thời của cả lực đầu mũi và lực ma sát bên thành măng xông ộ phận đo có nhiều loại được tích hợp vào thiết bị nhưng có thể phân biệt thành ba kiểu

- Kiểu đo cơ là kiểu sử dụng vòng ứng biến theo nguyên tắc đo biến dạng vòng ứng biến có hệ số quy đổi biến dạng ra lực tác dụng ây lừ kiểu

sử dụng trog thiết bị XT-3/82 của Việt Nam

- Kiểu đo thủy lực, dựa vào đo áp lực dầu trong một xi lanh lủy lực, trong đó áp lực xuyên bằng áp lực hiện trên đồng hồ áp suất nhân với diện tích của pit – tông trong xi lanh thủy lực

- Kiểu đo điện, dựa trên cảm biến điện tử dạng Loadcell gắn ở đầu mũi xuyên cả ở phần măng xông đo ma sát và côn xuyên tín hiệu điện từ loadcell

sẽ chuyển về bọ chuyển đổi tín hiệu điện thành số và truền vào bộ phận hiển thị hoặc kết nối với máy tính để lưu giữ hiển thị và tính toán chỉnh lý tự động

ra biểu đồ các giá trị theo độ sâu

Tóm lại, với cấu tạo của cần, mũi xuyên của thiết bị thì thí nghiệm xuyên không thể tiến hành trong các lớp cuội sỏi và rất hạn chế trong lớp cát

dày, ngược lại rất phù hợp trong lớp đất sét đặc biệt đất có độ bền thấp

1.3.3 Quy trình thí nghiệm [6]

Quy trình cơ bản của thí nghiệm phụ thuộc vào cấu tạo đầu đo của thiết

bị, có 2 quy trình xuyên liên tục và xuyên gián đoạn Thí nghiệm xuyên liên tục là thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn Khi sử dụng loại xuyên cơ học với cách thức xuyên gián đoạn thì phải thuyết minh trên biểu đồ và trong báo cáo kết quả xuyên Số liệu của thí nghiệm xuyên liên tục phải được ghi liên tục Trường hợp phải ghi gián đoạn thì khoảng ghi không được lớn hơn 20 cm + Xuyên cơ học quy trình gián đoạn

Khi sử dụng đầu xuyên không có măng xông đo ma sát thì trình tự thí nghiệm được tiến hành như sau: ấn cần và đầu xuyên xuống vị trí cần thí nghiệm Sau đó ấn cần trong cho mũi côn xuyên xuống đất với khoảng độ sâu thích hợp, để xác định sức kháng mũi côn qc Ấn tiếp cần ngoài và đầu xuyên xuống một khoảng lớn hơn 20 cm (thường là 16 cm) để xác định tổng sức kháng xuyên Qt Thí nghiệm được lặp lại theo chu trình như trên cho đến độ sâu kết thúc

Khi sử dụng đầu xuyên có măng xông đo ma sát thì trình tự thí nghiệm được tiến hành như sau: Ấn cần và đầu xuyên xuống vị trí cần thí nghiệm Sau đó ấn cần trong cho mũi côn xuyên xuống đất một khoảng thích hợp để xác định sức kháng mũi côn qc Ấn tiếp cần trong cho mũi côn và măng xông

đo ma sát xuống một khoảng thích hợp để xác định tổng sức kháng của mũi côn và của măng xông (Qsc) Sau đó ấn cần ngoài để đo sức kháng tổng Qt Thí nghiệm được lặp lại theo chu trình như trên cho đến độ sâu kết thúc

Sức kháng ma sát thành đơn vị fs khi thí nghiệm xuyên với đầu xuyên không có măng xông đo ma sát được xác định như sau:

Fs=(Qt-Qc)/Ats (1.13) trong đó:

Ats là tổng diện tích mặt ngoài cần xuyên, tính bằng xentimet vuông (cm²)

ách biểu thị kết quả:

- Sức kháng mũi côn qc trong khoảng đo sâu xuyên của mũi côn được ghi là giá trị ổn định dọc trên đồng hồ đo ần loại trừ các giá trị đột biến trong khoảng xuyên của mũi côn;

- Giá trị tổng sức kháng của mũi

côn và măng xông Qsc khi sử dụng đầu

xuyên có măng xông đo ma sát là giá trị

trung bình trong khoảng thí nghiệm đó

cần loại trừ các giá trị đột biến trong khi

thí nghiệm

+ Xuyên điện quy trình liên tục

Thí nghiệm xuyên điện được đo

liên tục bằng thiết bị đo điện Nếu

xuyên điện có thiết bị tự ghi và vẽ biểu

đồ thì khi thí nghiệm chỉ cần quan sát

phát hiện các sự cố của máy móc thiết bị

- Trình tự thí nghiệm: Lồng cáp dẫn điện vào cần xuyên với số lượng

đủ để đạt được đến độ sâu cần thí nghiệm Kiểm tra sự hoạt động bình thường của đầu xuyên và thiết bị đo ghi kết quả Sau đó tiến hành xuyên liên tục

- o và ghi kết quả thí nghiệm

1.4.Tình hình sử dụng kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh trong tính toán địa

trong một sơ đồ làm việc mô phỏng ứng xử tương tác giữa đất nền với cọc của công trình ây là lý do đầu tiên đã được đề cập để chế tạo thiết bị xuyên tĩnh Nhưng giá trị sức khác xuyên trong thực tế đã được sử dụng để thỏa mãn nhiều mục đích khác nhau trên thế giới có rất nhiều công trình nghiên cứu về khai thác sử dụng kết quả và ngiên cứu chế tạo cải tiến thiết bị Liên quan đến vấn đề nghiên cứu của đề tài điểm qua mộ số nghiện cứu chủ yếu như sau:

- Sự hình thành vùng phá hoại dưới mũi côn trong quá trình hình thành sức khang xuyên Theo J David Roger : cường độ hình thành trong vùng dày tối thiểu khoảng 6-8 lần đường kính mũi xuyên, vùng phá hoại dưới mũi dày khoảng 20cm

- ồ thị Olsens (1988) sau đã được Roger cải tiến, trong đó đề cập các mối quan hệ của tỷ số kháng xuyên ma sát và kháng xuyên mũi cho cát loại đất có thành phần khác nhau Biểu đồ quan hệ của tỷ số giá trị qc với giá SPT với các loại đất có thành phần khác nhau [12]

1990 Robinson đề xuất mói quan hệ của chỉ số kháng ma sát

100 %

vo c

s

q

f F

-Xác định lịch sử ứng suất có thể được đặc trưng bởi tỷ lệ ứng suất theo trình bày của dạng:

YSR=p‟

/ ,

0 (1.15) Trong đó σp 'được định nghĩa là ứng suất tổng trước hoặc ứng suất hiệu quả

YSR là cùng một phương trình với tỷ lệ quá cố kết phổ biến hơn

(O R), nhưng hiện được khái quát hóa để phù hợp với các cơ chế tiền hợp nhất như lão hóa, hút ẩm, chu kỳ làm ướt lặp đi lặp lại, chu kỳ đóng băng lặp lại và các yếu tố khác

‟ p= ‟h=0,33(qt- vo)m‟ (1.16) Trong đó σp ', σy', σvo và qt có đơn vị kPa và giá trị của m 'phụ thuộc vào loại đất với điển hình các giá trị được hiển thị như sau:

Chú ý: m ' có thể cao nhất 1.1 trong sét không nứt nẻ

Nhìn chung, trên thế giới nghiên cứu chế tạo thiết bị và khai thác áp dụng kết quả đã đi vào chiều sâu không chỉ trong lĩnh vực địa kỹ thuật công trình mà đã có bước tiến dài trong lĩnh vực địa kỹ thuật môi trường iều đó chứng tỏ, đẩy mạnh nghiên cứu áp dụng kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh ở Việt Nam hiện nay là hướng đi đúng

1.4.2 Những kết quả nghiên cứu triển khai ứng dụng ở Việt Nam và tỉnh Thái Bình [6]

iểm qua quá trình thí nghiệm xuyên tĩnh du nhập vào Việt Nam, cho đến nay xuyên tĩnh đã được khai thác để giải quyết các nội dung của công tác khảo sát địa kỹ thuật như sau:

- Xác định địa tầng của nền đất: Xác định biểu đồ sức kháng xuyên ma sát và mũi đã được ứng dụng phổ biến ở việt nam từ cuối những năm 80 để phân chia chi tiết các lớp đất Những năm đó các thiết bị khoan vẫn chủ yếu là khoan cơ khí thô sơ nên việc xác định địa tầng bẵng xuyên tĩnh rất được ưa chuộng về tính hiệu quả của nó Thông thường, kết hợp thăm dò bằng khoan

lấy mẫu với xuyên tĩnh trong một mục đích xác định địa tầng của một công trình, cho nên đã xuất hiện thuật ngữ khoan xuyên đối chứng, tức là trong công nhiều hố khoan thăm dò thì sẽ có số các điểm xuyên thay thế điểm khoan trong đó cố một hoặc nhiều hơn cạnh nhau, đó 2 hố khoan hố xuyên đối chứng nhau

- ánh giá các chỉ tiêu của đất cát

Do việc không lấy được mẫu nguyên dạng dưới sâu của nền và gia công mẫu trong thí nghiệm, các chỉ tiêu như độ chặt của đất, góc ma sát trong, nên thí nghiệm xuyên tĩnh đã được sử dụng rất sớm để khắc phục;

Một số tiêu chuẩn ngành và tiêu chuẩn quốc gia đã ban hành quy tắc xác định độ chặt, và góc ma sát trong của cát dựa vào sức kháng mũi côn qc,

cụ thể độ chặt của đất loại cát được xác định theo [6] các bảng 1.1, 1.2

Bảng 1.1 xác định độ chặt của đất rời theo q c

Bảng 1.2 - Góc ma sát trong của đất loại cát

- ánh giá chỉ tiêu đặc biệt của đất sét bão hòa:

Dựa vào sức kháng xuyên qq, lực dính kết không thoát nước u của đất loại sét với ( = 0) được xác định như sau:

Cu Lực dính kết không thoát nước của đất, đơn vị đo (kPa);

qc Sức kháng mũi côn,đơn vị đo (kPa);

0 p lực bản thân của đất tại độ sâu thí nghiệm, (kPa)

- Xác định các thông số biến dạng theo mối quan hệ tương quan phục

vụ tính toán móng nông, Những két quả này cũng đã được tổng hợp và biên soạn thành những quy phạm, cụ thể

Dựa vào sức kháng mũi côn qc, sức chịu tải cho phép của móng nông quy ước có bề rộng xấp xỉ bằng chiều sâu đặt móng D, đối với đất loại sét được xác định theo ảng 1.3

Bảng 1.3 Sức chịu tải cho phép của móng nông

Theo công thức của bogdanovich, Milovich

Năm 1963 bogdanovich, Milovich [10]đã chứng minh có thể đánh giá biến dạng lún bằng kết quả thí nghiệm xuyên tình theo biểu thức sau:

2

ln 3

t m

i i i i zi i

Trong đó, izi - ứng suất bản thân ở độ sâu zi

t- chiều sâu đáy móng

m- chiều sâu giới hạn là chiều sâu có ứng suất bản thân bt = gl,

zi - ứng suất hiệu quả do tải trong công trình gây ra ( ứng suất gây lún)

Ci - sức kháng xuyên mũi, tính trung bình cho lớp, tính theo công thức:

i 4 2

Q C d



 (1.19)

Trong đó, Q - lực kháng xuyên đầu mũi,

d - đường kính mũi xuyên

- Theo tiêu chuẩn Việt Nam 9362:2012

Dựa vào sức kháng xuyên qc, xác định mô đun biến dạng (Eo = αc.qc) của đất nền vùng Hà Nội được xác định theo bảng 1.4