TCVN 9393:2012 được chuyển đổi từ TCXDVN 269:2002 theo quy định tại khoản 1 Điều 69 của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật và điểm a khoản 1 Điều 7 Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01/8/2007 của Chính phủ quy định chi tiết thi hành một số điều của Luật Tiêu chuẩn và Quy chuẩn kỹ thuật. TCVN 9393:2012 do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. CỌC - PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG BẢNG TẢI TRỌNG TĨNH ÉP DỌC TRỤC Piles - Standard test method in situ for piles under axial compressive load 1. Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh dọc trục áp dụng cho cọc đơn thẳng đứng, cọc đơn xiên, không phụ thuộc kích thước và phương pháp thi công (đóng, ép, khoan thả, khoan dẫn, khoan nhồi...) trong các công trình xây dựng. Tiêu chuẩn không áp dụng cho thí nghiệm cọc tre, cọc cát và trụ vật liệu rời. 2. Thuật ngữ và định nghĩa Trong tiêu chuẩn này có sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau: 2.1 Cọc thí nghiệm (Testing piles) Cọc được chọn trong số các cọc của móng công trình hoặc thi công riêng phục vụ mục đích thí nghiệm. 2.2 Hệ gia tải (Loading system) Hệ thống thiết bị để tạo tải trọng tác dụng lên đầu cọc thí nghiệm. 2.3 Hệ phản lực (Reaction system) Hệ thống thiết bị dùng làm phản lực (để neo giữ, làm đối trọng) khi gia tải. 2.4 Tải trọng giới hạn (Failure load) Tải trọng lớn nhất của cọc chịu được thời điểm xảy ra phá hoại và được xác định theo một giới hạn quy ước nào đó. 2.5 Tải trọng cho phép (Allowable load) Tải trọng của cọc tính theo điều kiện đất nền hoặc vật liệu cọc, bằng tải trọng giới hạn chia cho hệ số an toàn. 2.6 Tải trọng thiết kế (Design load) Tải trọng làm việc dự kiến của cọc theo thiết kế. 2.7 Ồn định quy ước (Settlement stability) Trạng thái ổn định khi độ lún của cọc được xem là đã tắt (ổn định). 3. Quy định chung 3.1.Thí nghiệm cọc bằng phương pháp tải trọng tĩnh ép dọc trục (sau đây gọi là thí nghiệm nén tĩnh cọc) có thể được thực hiện ở giai đoạn: thăm dò thiết kế và kiểm tra chất lượng công trình. 3.2. Thí nghiệm nén tĩnh cọc ở giai đoạn thăm dò thiết kế (sau đây gọi là thí nghiệm thăm dò) được tiến hành trước khi thi công cọc đại trà nhằm xác định các số liệu cần thiết kế về cường độ, biến dạng và mối quan hệ tải trọng - chuyển vị của cọc làm cơ sơ cho thiết kế hoặc điều chỉnh đồ án thiết kế, chọn thiết bị và công nghệ thi công cọc phù hợp. CHÚ THÍCH: Trường hợp biết rõ điều kiện đất nền và có kinh nghiệm thiết kế cọc khu vực lân cận thì không nhất thiết phải tiến hành thí nghiệm thăm dò. 3.3. Thí nghiệm nén tĩnh cọc ở giai đoạn kiểm tra chất lượng công trình (sau đây gọi là thí nghiệm kiểm tra) được tiến hành trong thời gian thi công hoặc sau khi thi công xong cọc nhằm kiểm tra sức chịu tải của cọc theo thiết kế và chất lượng thi công cọc. 3.4. Cọc thí nghiệm thăm dò thường được thi công riêng biệt ngoài phạm vi móng công trình. Cọc thí nghiệm kiểm tra được chọn trong số các cọc của móng công trình. CHÚ THÍCH 1: Có thể chọn cọc của móng công trình làm cọc thí nghiệm thăm dò với điều kiện cọc phải có thừa cường độ để chịu được tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến và phải dự báo trước, chuyển vị của cọc để không gây ảnh hưởng xấu đến kết cấu bên trên của công trình sau này; CHÚ THÍCH 2: Cọc thí nghiệm thăm dò phải có cấu tạo, vật liệu, kích thước và phương pháp thi công giống như cọc chịu lực của móng công trình. 3.5. Vị trí cọc thí nghiệm do thiết kế chỉ định, thường tại những điểm có điều kiện đất nền tiêu biểu. Trong trường hợp điều kiện đất nền phức tạp hoặc ở khu vực tập trung tải trọng lớn thì nên chọn cọc thí nghiệm tại vị trí bất lợi nhất. Khi chọn cọc thí nghiệm kiểm tra thì cần chú ý thêm đến chất lượng thi công cọc thực tế. 3.6. Số lượng cọc thí nghiệm do thiết kế quy định tùy theo mức độ quan trọng của công trình, mức độ phức tạp của điều kiện đất nền, kinh nghiệm thiết kế, chủng loại cọc sử dụng và chất lượng thi công cọc trong hiện trường, thông thường được lấy bằng 1 % tổng số cọc của công trình nhưng trong mọi trường hợp không ít hơn 2 cọc. CHÚ THÍCH 1: Số lượng cọc thí nghiệm nên được tăng lên theo mức độ phức tạp của điều kiện đất nền. CHÚ THÍCH 2: Trong trường hợp phải biết rõ điều kiện và có kinh nghiệm thiết kế cọc khu vực lân cận thì không nhất thiết phải tiến hành thí nghiệm thăm dò. 3.7. Thí nghiệm cọc phải do cán bộ địa kĩ thuật có trình độ chuyên môn và kinh nghiệm trực tiếp chỉ đạo. Các cán bộ vận hành thiết bị và theo dõi thí nghiệm cần được huấn luyện và đào tạo. 3.8. Các công tác khảo sát địa kĩ thuật cần được tiến hành trước khi thí nghiệm nén tĩnh cọc. Các hố khoan khảo sát và các điểm thí nghiệm hiện trường nên được bố trí gần cọc thí nghiệm, thường nhỏ hơn 5 m tính từ vị trí cọc dự kiến thí nghiệm. 3.9. Việc thí nghiệm phải tuân thủ theo phương án thí nghiệm được thiết kế chấp thuận. Nội dung phương án thí nghiệm cần đề cập đến các điểm cụ thể sau:
4. Phương pháp thí nghiệm 4.1. Nguyên tắc Thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp dùng tải trọng tĩnh ép dọc trục cọc sao cho dưới tác dụng của lực ép, cọc lún sâu thêm vào đất nền. Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được thực hiện bằng kích thủy lực với hệ phản lực là dàn chất tải, neo hoặc kết hợp cả hai. Các số liệu về tải trọng, chuyển vị, biến dạng... thu được trong quá trình thí nghiệm là cơ sơ để phân tích, đánh giá sức chịu tải và mối quan hệ tải trọng - chuyển vị của cọc trong đất nền. CHÚ THÍCH: Có thể thực hiện theo phương pháp gia tải trực tiếp lên đầu cọc bằng vật nặng đã biết trọng lượng. 4.2. Thiết bị thí nghiệm 4.2.1.Thiết bị thí nghiệm bao gồm hệ gia tải phản lực và hệ đo đạc quan trắc. 4.2.2. Hệ gia tải gồm kích, bơm và hệ thống thủy lực phải bảo đảm không bị rò rỉ, hoạt động an toàn áp lực không nhỏ hơn 150 % áp lực làm việc. Kích thủy lực phải bảo đảm các yêu cầu sau:
CHÚ THÍCH 1: Nên sử dụng kích có khớp cầu để hạn chế hoặc loại trừ tác dụng tải lệch tâm lên đầu cọc; CHÚ THÍCH 2: Chuyển vị đầu cọc lớn nhất được dự tính ít nhất bằng 10 % đường kính hoặc chiều rộng cọc cộng với biến dạng đàn hồi của cọc; CHÚ THÍCH 3: Chuyển vị cho phép của hệ phản lực thường bằng 25 mm khi sử dụng cọc neo và 100 mm khi sử dụng dàn chất tải và neo đất. 4.2.3. Tấm đệm đầu cọc và đầu kích bằng thép bản có đủ cường độ và độ cứng bảo đảm phân bố tải trọng đồng đều của kích lên đầu cọc. 4.2.4. Hệ đo đạc quan trắc bao gồm thiết bị, dụng cụ đo tải trọng tác dụng lên đầu cọc, do chuyển vị của cọc, máy thủy chuẩn, dầm chuẩn và dụng cụ kẹp đầu cọc. 4.2.5. Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được đo bằng đồng hồ áp lực lắp sẵn trong hệ thống thủy lực. Đồng hồ áp lực nên hiệu chỉnh đồng bộ cùng với kích và hệ thống thủy lực với độ chính xác đến 5 %. Nếu không có điều kiện hiệu chỉnh đồng bộ thì có thể hiệu chỉnh riêng đồng hồ áp lực. CHÚ THÍCH 1: Khuyến khích dùng hộp áp lực kế (load cell) hoặc cảm biến ứng lực đã được hiệu chỉnh đặt giữa đầu kích và dầm chính (dầm chịu tải) để đo tải trọng tác dụng lên đầu cọc; CHÚ THÍCH 2: Khuyến khích dùng thiết bị tự động bù áp lực trong hệ thống thủy lực. 4.2.6. Chuyển vị đầu cọc được đo bằng 2 đến 4 chuyển vị kế có độ chính xác đến 0,01 mm, có hành trình dịch chuyển ít nhất 50 mm hoặc đủ để đo chuyển vị lớn nhất theo dự kiến; CHÚ THÍCH 1: Khuyến khích dùng các thiết bị tự động đo chuyển vị bằng điện, điện quang; CHÚ THÍCH 2: Chuyển vị mũi cọc hoặc biến dạng dọc thân cọc có thể đo được bằng các thiết bị đặt sẵn trong cọc như cảm biến điện trở, các thanh đo... 4.2.7. Máy thủy chuẩn dùng để đo kiểm tra dịch chuyển, chuyển vị của gối kê dàn chất tải, hệ thống neo, dầm chuẩn gá lắp chuyển vị kế, độ vồng của dầm chính... và chuyển vị đầu cọc. Các số liệu đo chuyển vị đầu cọc bằng máy thủy chuẩn chỉ được dùng như là số liệu kiểm tra thô. 4.2.8. Các thiết bị đo tải trọng và chuyển vị phải được kiểm định và hiệu chỉnh định kì. Các chứng chỉ kiểm định thiết bị phải trong thời gian hiệu lực. 4.2.9. Các bộ phận gá lắp thiết bị đo chuyển vị gồm dầm chuẩn bằng gỗ hoặc bằng thép và dụng cụ kẹp đầu cọc bằng thép bản phải đảm bảo ít bị biến dạng do thời tiết. 4.2.10.Hệ phản lực phải được thiết kế để chịu được phản lực không nhỏ hơn 120 % tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến. Tùy thuộc điều kiện thí nghiệm, có thể chọn một trong ba dạng kết cấu sau đây làm hệ phản lực:
CHÚ THÍCH: Không dùng dàn chất tải làm hệ phản lực cho thí nghiệm cọc xiên. 4.2.11.Các bộ phận cấu tạo của hệ phản lực phải bảo đảm các yêu cầu sau:
CHÚ THÍCH 1: Độ vồng của dầm không lớn hơn 1/200 chiều dài tính toán; CHÚ THÍCH 2: Đối trọng có thể là bê tông, thép, cát đá sỏi, nước chứa trong các vật đựng hoặc các vật nặng khác; CHÚ THÍCH 3: Có thể dùng công trình có sẵn làm đối trọng với điều kiện đủ trọng lượng quy định và kết cấu cho phép; CHÚ THÍCH 4: Có thể dùng cọc của móng công trình cọc neo nếu thiết kế cho phép. 4.3. Chuẩn bị thí nghiệm 4.3.1.Những cọc sẽ tiến hành thí nghiệm cần được kiểm tra chất lượng theo các tiêu chuẩn hiện hành về thi công và nghiệm thu cọc. 4.3.2.Việc thí nghiệm chỉ được tiến hành cho các cọc đã đủ thời gian phục hồi cấu trúc của đất bị phá hoại trong quá trình thi công hoặc bê tông đạt cường độ để thí nghiệm theo quy định của thiết kế (đối với cọc khoan nhồi). Thời gian nghỉ từ khi kết thúc thi công đến khi thí nghiệm được quy định như sau:
4.3.3.Đầu cọc thí nghiệm có thể được cắt bớt hoặc nối thêm nhưng phải được gia công để đảm bảo các yêu cầu sau:
4.3.4. Kích phải đặc trực tiếp trên tấm đệm đầu cọc, chính tâm so với tim cọc. Khi dùng nhiều kích thì phải bố trí các kích sao cho tải trọng được truyền dọc trục, chính tâm lên đầu cọc. CHÚ THÍCH 1: Không đặt kích trực tiếp lên đầu cọc thí nghiệm; CHÚ THÍCH 2: Nếu kích không có khớp cầu thì phải lắp ráp sao cho mặt phẳng đầu kích (hoặc tấm đệm đầu kích) tiếp xúc hoàn toàn với mặt phẳng của dầm chính. 4.3.5.Hệ phản lực phải lắp đặt theo nguyên tắc cân bằng, đối xứng qua trục cọc, bảo đảm truyền tải trọng dọc trục, chính tâm lên đầu cọc, đồng thời tuân thủ các quy định sau:
4.3.6. Dụng cụ kẹp đầu cọc được bắt chặt vào thân cọc, cách đầu cọc khoảng 0,5 đường kính hoặc chiều rộng tiết diện cọc. 4.3.7. Các dầm chuẩn được đặt song song hai bên cọc thí nghiệm, các trụ đỡ dầm được chôn chặt xuống đất. Chuyển vị kế được lắp đối xứng hai bên đầu cọc và được gắn ổn định lên các dầm chuẩn, chân của chuyển vị kế được tựa lên dụng cụ kẹp đầu cọc hoặc tấm đệm đầu cọc (hoặc có thể lắp ngược lại). CHÚ THÍCH 1: Chân của chuyển vị kế nên tựa trên mặt phẳng nhẵn, tốt nhất là dùng các tấm kính nhỏ; CHÚ THÍCH 2: Khi dùng thiết bị điện, điện quang để đo chuyển vị đầu cọc, bộ phận thu nhận được gắn chặt vào thân cọc hoặc dụng cụ kẹp đầu cọc. 4.3.8.Khoảng cách lắp dựng thiết bị được quy định như sau:
CHÚ THÍCH 1: D là đường kính hoặc chiều rộng tiết diện cọc; CHÚ THÍCH 2: Khi thí nghiệm cọc mở rộng đáy, khoảng cách từ đáy cọc đến cọc neo và đến cánh neo đất lần lượt không nhỏ hơn 1/2 lần và 1 lần đường kính đáy cọc. 4.4. Quy trình gia tải 4.4.1. Trước khi thí nghiệm chính thức, tiến hành gia tải trước nhằm kiểm tra hoạt động của thiết bị thí nghiệm và tạo tiếp xúc tốt giữa thiết bị và đầu cọc. Gia tải trước được tiến hành bằng cách tác dụng lên đầu cọc khoảng 5 % tải trọng thiết kế sau đó giảm tải về 0, theo dõi hoạt động của thiết bị thí nghiệm. Thời gian gia tải và thời gian giữ tải ở cấp 0 khoảng 10 min. 4.4.2. Thí nghiệm được thực hiện theo quy trình gia tải và giảm tải từng cấp, tính bằng phần trăm (%) của tải trọng thiết kế. Cấp tải mới chỉ được tăng hoặc giảm khi chuyển vị (độ lún) hoặc độ phục hồi đầu cọc đạt ổn định quy ước hoặc đủ thời gian quy định. 4.4.3. Quy trình gia tải tiêu chuẩn được thực hiện như sau:
CHÚ THÍCH 1: Giá trị mỗi cấp gia tải có thể lấy bằng 10 %, 15 % hoặc 20 % tải trọng thiết kế; CHÚ THÍCH 2: Thời gian giữ cấp tải 100 % tải trọng thiết kế có thể được kéo dài đến 6 giờ để quan sát chuyển vị theo dự tính; CHÚ THÍCH 3: Khi có cơ sở thích ứng, cho phép thí nghiệm theo quy trình đặc biệt khác (xem Phụ lục D). 4.4.4. Nếu có yêu cầu thí nghiệm chu kỳ thì thực hiện theo quy trình gia tải sau:
CHÚ THÍCH 1: Số lượng chu kì thí nghiệm do tư vấn thiết kế quy định tùy theo mục đích thí ngiệm; CHÚ THÍCH 2: Có thể tăng gấp đôi cấp gia tải hoặc gia tải một lần đến cấp cuối của chu kì trước đó khi gia tải lại của chu kì sau. 4.4.5. Không phụ thuộc vào mục đích thí nghiệm, các giá trị thời gian, tải trọng và chuyển vị đầu cọc cần phải đo đạc và ghi chép ngay sau khi tăng hoặc giảm tải và theo khoảng thời gian như quy định ở Bảng 1. Có thể đo các giá trị dịch chuyển ngang của đầu cọc, chuyển dịch của hệ phản lực hoặc của dầm chuẩn khi có yêu cầu. Bảng 1 - Thời gian theo dõi độ lún và ghi chép số liệu Cấp tải trọng Thời gian theo dõi và đọc số liệu Cấp gia tải Không quá 10 min một lần cho 30 min đầu; Không quá 15 min cho một lần 30 min sau đó; Không quá 1 h một lần cho 10 h tiếp theo; Không quá 2 h một lần cho các giờ tiếp theo. Cấp gia tải lại và cấp giảm tải Không quá 10 min một lần cho 30 min đầu; Không quá 15 min một lần cho 30 min sau đó; Không quá 1 h một lần cho các giờ tiếp theo. 4.4.6. Tốc độ chuyển vị đầu cọc đạt giá trị sau đây được xem là ổn định quy ước:
4.4.7. Tải trọng thí nghiệm lớn nhất do thiết kế quy định, thường được lấy như sau:
4.4.8. Theo dõi và xử lý một số trường hợp có thể xảy ra trong quá trình gia tải:
4.4.9. Tiến hành vẽ biểu đồ quan hệ tải trọng - chuyển vị và chuyển vị - thời gian của từng cấp tải để theo dõi diễn biến quá trình thí nghiệm. 4.4.10. Trong thời gian thí nghiệm, phải thường xuyên quan sát và theo dõi tình trạng cọc thí nghiệm, độ co giãn của cần neo đất hoặc của thép liên kết cọc neo với hệ dầm chịu lực, độ chuyển dịch của dàn chất tải... để kịp thời có biện pháp xử lí. 4.4.11. Cọc thí nghiệm thăm dò được xem là bị phá hoại khi:
4.4.12. Cọc thí nghiệm kiểm tra được xem là không đạt khi:
4.4.13. Thí nghiệm được xem là kết thúc khi:
4.4.14. Thí nghiệm phải tạm dừng nếu phát hiện thấy các hiện tượng sau đây:
Việc thí nghiệm có thể được tiếp tục sau khi đã xử lý, khắc phục. 4.4.15. Thí nghiệm bị hủy bỏ nếu phát hiện thấy:
4.5. Xử lý và trình bày kết quả thí nghiệm 4.5.1. Các số liệu thí nghiệm được phân tích, xử lí và đưa vào dạng bảng như quy định ở Phụ lục C, bao gồm:
4.5.2.Từ các số liệu thí nghiệm, thành lập các biểu đồ quan hệ sau đây:
CHÚ THÍCH: Mẫu các biểu đồ xem Phụ lục B. Tỉ lệ xích của biểu đồ quan hệ tải trọng (S) - Chuyển vị (P) thường được lấy S/P = 1/10 đến 1/20 (Pmax càng lớn, tỉ lệ càng nhỏ). 4.5.3. Từ kết quả thí nghiệm, sức chịu tải giới hạn của cọc đởn có thể được xác định bằng các phương pháp sau:
- Trường hợp đường cong biến đổi nhanh, thể hiện rõ điểm tại đó độ dốc thay đổi đột ngột (sau đây gọi là điểm uốn), sức chịu tải giới hạn bằng tải trọng tương ứng với điểm đường cong bắt đầu biến đổi độ dốc. - Nếu đường cong biến đổi chậm, khó hoặc không thể xác định chính xác điểm uốn thì căn cứ vào gia tải và quy trình thí nghiệm để chọn phưởng pháp xác định sức chịu đựng tải giới hạn (xem Phụ lục E). CHÚ THÍCH: Giá trị sức chịu tải giới hạn xác định theo phương pháp khác nhau có thể khác nhau.
Sức chịu tải giới hạn bằng tải trọng tương ứng với chuyển vị bằng 10 % đường kính hoặc chiều rộng cọc. CHÚ THÍCH: Biến dạng đàn hồi của cọc được tính bằng PL/EA, trong đó P là tải trọng tác dụng, E là môđun đàn hồi của vật liệu cọc, L là chiều dài cọc, A là diện tích tiết diện cọc.
- Sức chịu tải giới hạn bằng tải trọng lớn nhất khi dừng thí nghiệm (trường hợp phải dùng thí nghiệm sớm hơn dự kiến do điều kiện gia tải hạn chế); - Sức chịu tải giới hạn được lấy bằng cấp tải trọng trước cấp tải gây ra phá hoại vật liệu cọc. 4.5.4. Sức chịu tải cho phép của cọc đơn thẳng đứng được xác định bằng sức chịu tải giới hạn chia cho hệ số an toàn. 4.5.5. Tùy thuộc và mức độ quan trọng của công trình, điều kiện đất nền, phương pháp thí nghiệm và phương pháp xác định sức chịu tải giới hạn, tư vấn thiết kế quyết định áp dụng hệ số an toàn cho phù hợp với từng trường hợp cụ thể (tham khảo Phụ lục E) 4.6. Báo cáo kết quả thí nghiệm 4.6.1. Những vấn đề chung
4.6.2. Đặc điểm cọc thí nghiệm
4.6.3. Sơ đồ thí nghiệm và thiết bị
4.6.4. Quy trình thí nghiệm
4.6.5. Biểu diễn kết quả thí nghiệm 4.6.6. Kết luận, kiến nghị về kết quả thí nghiệm 4.7. Công tác an toàn Ngoài việc tuân thủ nội quy an toàn lao động trong xây dựng, cần phải chấp hành các quy định sau đây trong thí nghiệm:
PHỤ LỤC A (Tham khảo) Sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm Hình A.1 - Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng làm phản lực Hình A.2 - Gia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực Hình A.3 - Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đổi trọng kết hợp cọc neo làm phản lực Hình A.4 - Sơ đồ bố trí hệ kích thủy lực và hệ đo đạc trong thí nghiệm nén tĩnh PHỤ LỤC B (Quy định) Các biển đồ quan hệ Hình B.1 - Biểu đồ quan hệ tải trọng - chuyển vị Hình B.3 - Biểu đồ quan hệ tải trọng - thời gian - chuyển vị PHỤ LỤC C (Quy định) Mẫu ghi chép số liệu thí nghiệm Bảng C.1 - Mẫu ghi chép số liệu thí nghiệm Tên công trình: ……………………….. Địa điểm:……………………………….. Ngày thí nghiệm: ……………………… Người thí nghiệm: …………………….. Người kiểm tra: ………………………… Số liệu cọc: ……………………………………. Kích thước cọc: ………………………………. Chiều dài cọc: …………………………………. Tải trọng thí nghiệm Max: ……………………. Phưởng pháp gia tải: …………………………. Ngày thí nghiệm Thời gian thí nghiệm Thời gian theo dõi Tải trọng TN Sổ đọc chuyển vị kế Độ lún đầu cọc Mm Ghi chú % Tải trọng TK % Tải thí nghiệm tấn Đồng hồ No.1 Đồng hồ No.2 Đồng hồ No.3 Đồng hồ No.4 Chuyển vị S1 Chuyển vị S2 Chuyển vị S3 Chuyển vị S4 Chuyển vị TB (1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10) (11) (12) (13) (14) (15) CHÚ THÍCH: (1) Ngày, tháng thí nghiệm; (2) Thời gian thí nghiệm (thời gian bắt đầu gia tải và giảm tải); (3) Thời gian đọc số liệu; (4) Phần trăm tải trọng thiết kế tính bằng phần trăm (%); (5) Tải trọng thí nghiệm tính bằng tấn; (6), (7), (8), (9) Số đọc trên chuyển vị kế (đồng hồ đo lún); (1), (11), (12), (13) Chuyển vị đầu cọc tính từ chuyển vị kế; (4) Chuyển vị đầu cọc trung bình; (15) Ghi chú những hiện tượng, sự cố và các quan sát phát hiện trong quá trình thí nghiệm. Bảng C.2 - Bảng tổng hợp số liệu thí nghiệm Chu kỳ thí nghiệm Tải thí nghiệm T Thời gian giữ tải h, min Chuyển vị đầu cọc mm Ghi chú PHỤ LỤC D (Tham khảo) Một số quy trình thí nghiệm đặc biệt Các quy trình gia tải nêu sau đây chủ yếu áp dụng cho thí nghiệm cọc đơn. Các yêu cầu về thiết bị thí nghiệm và công tác chuẩn bị giống như quy định trong tiêu chuẩn. D.1 Thí nghiệm theo phương pháp thời gian gia tải không đổi (Constant Time Ineterval Loading) D.1.1 Quy trình gia tải Gia tải và giảm tải từng cấp, mỗi cấp bằng 20 % tải trọng thiết kế, thời gian tải mỗi cấp bằng 1 h (hoặc thời gian cố định nào đó). D.1.2 Ghi chép số liệu Theo dõi và ghi chép số liệu theo quy trình gia tải tốc độ chậm. CHÚ THÍCH: Phương pháp này do ASTM 1143 - 81 đề nghị áp dụng D.2 Thí nghiệm theo phương pháp gia tải nhanh (Quick Load Test for Individual Piles) D.2.1 Quy trình gia tải
D.2.2 Ghi chép số liệu
CHÚ THÍCH: Phương pháp này do Cục giao thông bang New York, Cục quản lí đường cao tốc liên bang và ASTM 1143 - 81 đề nghị áp dụng. D.3 Thí nghiệm theo phương pháp gia tải với sổ gia chuyển vị không đổi (Constant Settlement Increment Loading Method) D.3.1 Quy trình gia tải
D.3.2 Ghi chép số liệu
CHÚ THÍCH: Phương pháp này do ASTM 1143 - 81 đề nghị áp dụng. D.4 Thí nghiệm theo phương pháp gia tải với tốc độ chuyển vị không đổi (Constant Rate of Penetration Method - CRP) D.4.1 Thiết bị thí nghiệm Thiết bị thí nghiệm giống như quy định trong tiêu chuẩn. Riêng bơm thủy lực phải có van điều chỉnh lưu lượng để điều chỉnh tốc độ gia tải. D.4.2 Quy trình gia tải
D.4.3 Ghi chép số liệu
CHÚ THÍCH: Phương pháp này do Ủy ban về móng cọc của Thụy Điển, Cục Giao thông bang New York và ASTM 1143 - 81 đề nghị áp dụng. D.5 Thí nghiệm theo chu kỳ của Thụy Điển (Swedish Cyclic Load Method) D.5.1 Quy trình gia tải
D.5.2 Ghi chép số liệu
CHÚ THÍCH: Phương pháp này do Ủy ban về móng cọc của Thụy Điển đề nghị áp dụng. PHỤ LỤC E (Tham khảo) Phương pháp xác định sức chịu tải của cọc từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh E.1. Xác định sức chịu tải giới hạn theo chuyển vị giới hạn quy ước Trên đường cong quan hệ tải trọng - chuyển vị, sức chịu tải giới hạn Pgh là tải trọng quy ước ứng với chuyển vị giới hạn quy ước, Sgh. Bảng E.1 giới thiệu một số giá trị Pgh và Sgh theo đề nghị của các tác giả khác nhau. Bảng E.1 - Giá trị sức chịu tải giới hạn ứng với chuyển vị giới hạn theo các đề nghị khác nhau Chuyển vị giới hạn Điều kiện áp dụng Phương pháp đề nghị 10 % D Các loại cọc Tiêu chuẩn Pháp DTU 13-2 Tiêu chuẩn Anh BS 8004: 1986 Tiêu chuẩn Nhật JSF 1811 - 1993 2 Smax Pgh ứng với 1/2 Sgh Smax ứng với 0,9P Brinch Hansen Thụy Điển 2,5 % D Cọc khoan nhồi De Beer (3 % đến 6 %) D 40 mm đến 60 mm 60 mm đến 80 mm hoặc (2PL/3EA) + 20 mm Cọc khoan nhồi chống Cọc có L/D từ 80 đến 100 Trung Quốc E.2 Xác định sức chịu tải giới hạn theo phương pháp đồ thị Sức chịu tải giới hạn được xác định dựa trên hình dạng đường cong quan hệ tải trọng - chuyển vị S = f(P),logS = f(logP), trong nhiều trường hợp cần kết hợp với các đường cong khác như S = f(logt),P = f(S/logt)... Tùy thuộc vào hình dạng đường cong quan hệ tải trọng - chuyển vị, sức chịu tải giới hạn được xác định theo một trong hai trường hợp sau:
Tùy thuộc vào quy trình gia tải, loại cọc thí nghiệm và điều kiên đất nền, có thể áp dụng một trong các phương pháp đồ thị sau đây để xác định sức chịu tải giới hạn của cọc, trong đó:
CHÚ THÍCH 1: Các phương pháp Chin, 80 % của Brinch Hansen là các phương pháp thích hợp cho cả quy trình gia tải tốc độ chậm và tốc độ nhanh; CHÚ THÍCH 2: Phương pháp Davission chỉ thích hợp cho cọc đóng, phương pháp Fuller và Hoy không thích hợp cho cọc dài; CHÚ THÍCH 3: Giá trị sức chịu tải giới hạn xác định theo phương pháp đồ thị khác nhau có thể khác nhau. Viêc xác định sức chịu tải giới hạn của cọc bằng phương pháp đồ thị phụ thuộc rất nhiều vào trình độ chuyên môn và kinh nghiệm của người sử dụng. E.3 Phương pháp xác định sức chịu tải cho phép Sức chịu tải cho phép thường được xác định bằng sức chịu tải giới hạn hoặc tải trọng phá hoại chia cho hệ số an toàn. Thông thường hệ số an toàn Fs = 2, tuy nhiên việc áp dụng hệ số an toàn cao hơn hoặc thấp hơn do thiết kế quyết định tùy thuộc vào mức độ quan trọng của công trình, điều kiện đất nền, đặc điểm cọc và phương pháp thí nghiệm. Hệ số an toàn Fs > 2 thường được áp dụng cho các trường hợp sau:
MỤC LỤC Lời nói đầu ........................................................................................................................... 1. Phạm vi áp dụng ................................................................................................................ 2. Thuật ngữ và định nghĩa ..................................................................................................... 3. Quy định chung ................................................................................................................. 4. Phương pháp thí nghiệm .................................................................................................... Phụ lục A (Tham khảo) Sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm ............................................................. Phụ lục B (Quy định) Các biển đồ quan hệ ............................................................................... Phụ lục C (quy định) Mẫu ghi chép số liệu thí nghiệm ............................................................... |