Các thí nghiệm đất tại hiện trường

cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
P
P
H
H


N
N


I
I
I
I
.
.


T
T
H
H




N
N
G

G
H
H
I
I


M
M






T
T


N
N
G
G
O
O


I
I

H
H
I
I


N
N


T
T
R
R




N
N
G
G



1. Căn cứ kiểm tra và tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng:
- Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi công của công trình.
- Chỉ dẫn kỹ thuật.
- Các Tiêu chuẩn kỹ thuật :

+.TCXD 205 : 1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế;
+ TCXDVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu;
+ ASTM C597:83 : Phơng pháp kiểm tra tiêu chuẩn của vận tốc siêu âm truyền
qua bê tông;
+ BS 1881.Part 203-1986: Các đề nghị về việc đo vận tốc siêu âm trong bê tông;
+ TCXDVN 9393:2012: Cọc - Phơng pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc
trục
+ TCXDVN 9396: 2012 Cọc khoan nhồi- phơng pháp xung siêu âm xác định
tính nhất đồng nhất của bêtông.
+ TCXDVN 9397:2012 - Cc - Kim tra khuyt tt bng phng phỏp ng bin
dng nh.
+ Tiêu chuẩn áp dụng TCVN3118- 1993. Bê tông nặng, phơng pháp thử cờng
độ nén.
+ Tiêu chuẩn áp dụng TCVN239- 2005. Bê tông nặng, chỉ dẫn đánh giá cờng
độ bê tông trên kết cấu công trình.
+ TCXDVN 371:2006 Nghiệm thu chất lợng công trình
- Các tiêu chuẩn hiện hành.
2. mục đích - yêu cầu:
Công trình: Nhà máy nhiệt điện 2x600MW Hải Dơng - Việt Nam
Để kiểm tra chất lợng của cọc khoan nhồi trong công trình, theo đề nghị của
Chủ đầu t, Cơ quan t vấn thiết kế sử dụng phơng pháp kiểm tra bằng các phơng
pháp:
+ Thí nghiệm nén thử tải trọng tĩnh cọc khoan nhồi trong công trình nhằm xác
định khả năng chịu tải thực tế của cọc, qua đó đánh giá khả năng làm việc lâu dài của
cọc trong công trình.
+ Thí nghiệm nén ngang
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
+ Thí nghiệm xung siêu âm (SONIC) xác định tính đồng nhất của bê tông,
+ Thí nghiệm kiểm tra khuyết tật bằng phơng pháp động biến dạng nhỏ PIT.

+ Thí nghiệm cọc bằng phơng pháp động biến dạng lớn PDA.
+ Thí nghiệm khoan lõi cọc
a. Khối lợng công tác thí nghiệm:
STT Nội dung công việc Đơn vị
tính
Khối lợng

Ghi chú
1 Thí nghiệm xuyên tĩnh m
4000


2 Thí nghiệm xuyên động m
9000


3 Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn m
4000


4 Thí nghiệm bàn nén hiện trờng điểm
150


b. Yêu cầu
- Thiết bị phải đảm bảo độ chính xác cần thiết.
- Phơng pháp tiến hành phải tuân thủ đúng theo các quy định của các tiêu chuẩn
hiện hành, đảm bảo tính khách quan của kết quả kiểm tra.
3. Phơng pháp thí nghiệm
3.1. Thí nghiệm xuyên tĩnh

a. Nguyên lý thí nghiệm:
- Thí nghiệm xuyên tĩnh hay còn gọi là thí nghiệm xuyên côn (CPT-
ConePenetration Test).Thí nghiệm này nhằm xác định tại chỗ sức kháng của đất khi n
énliên tục với tốc độ nhỏ và không đổi bộ cần nén có gắn liền một mũ hình côn ở
dới, đồng thời đo liên tục hoặc tại các độ sâu nhất định sức kháng xuyên của đất ứng
với mũi xuyên. Ký hiệu là qc và nếu yêu cầu thì cả sức kháng của đất với bề mặt
măng xông (áo ma sát) thành bên của xuyên (fs) và áp lực của nớc lỗ rỗng xung
quanh côn và măng xông (u)
b. Thành phần của thiết bị xuyên:
- Các bộ phận chủ yếu của máy xuyên là đầu xuyên, măng xông, cần xuyên, thiết
bị đo độ nghiêng, cơ cấu gia lực và đo lực, giá đỡ, hệ neo.
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
- Đầu xuyên hình nón góc ở đỉnh 60
0
, đầu làm bằng vật liệu cứng, có tiết diện
ngang từ 5 ữ 20 cm
2
. Loại phổ biến thờng dùng có đờng kính đáy là 35,7mm
(diện tích đáy là 10cm
2
)

phần trên hình trụ dài 5mm.
- Măng xông (đặt phía trên mũi dùng để đo sức kháng bên) là một ống hình trụ
độc lập có đờng kính là d
s
và phải thỏa mãn d
c
< d

s
< d
c
+ 0,35mm, măng xông có
chiều dài là 132,6mm và có diện tích xung quanh là A
F
= 150 0,03 cm
2
.
- Các thiết bị để đo sức kháng đầu mũi và sức kháng bên sẽ đợc lắp đặt sao cho
độ lệch tâm có thể có của thiết bị này không ảnh hởng đến việc đo giữa sức kháng
mũi và sức kháng bên.
- Bộ đo áp lực nớc lỗ rỗng có thể đo đợc áp lực nớc lỗ rỗng ở trên mũi côn và
măng xông. Thiết bị có thể đo đợc áp lực nớc lỗ rỗng với độ chính xác là 5% cho
tới cột nớc 0,2 m và đợc bảo vệ tránh các hạt đất chui vào bởi một lới thấm bằng
vật liệu chống bào mòn.
- Cần xuyên là các ống thép rỗng từng đoạn dài 1m ữ 1,5m nối với nhau bằng
ren. Đờng kính ngoài của cần xuyên phải có kích thớc sao cho chúng không ảnh
hởng tới việc đo tại mũi xuyên, thông thờng đờng kính ngoài là 361mm, đờng
kính rỗng của cần xuyên là 16mm. Đối với xuyên côn bằng cơ học thì trong lòng cần
ngoài còn có cần trong. Còn đối với xuyên côn bằng điện thì trong lòng cần ngoài là
lõi cáp để truyền kết quả bằng điện. Với xuyên côn bằng điện thì sức kháng mũi (q
c
)
và sức kháng bên (f
s
) đợc đo bằng điện và truyền vào máy tính.
- Cơ cấu gia lực thờng dùng là máy nén, máy nén phải đợc thiết kế sao
cho: phản lực tạo ra không đợc ảnh hởng đến sức kháng xuyên, máy phải có
khả năng nén liên tục đợc một đoạn ít nhất là 1 mét, tốc độ khi xuyên đợc

khống chế ở 20 mm/ giây và sau đó giữ tốc độ không đổi trong suốt quá trình
xuyên


cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
















c. Trình tự tiến
hành xuyên:
- Nguyên tắc chính cần tuân thủ ở đây là thí nghiệm phải liên tục và việc đo sức
kháng xuyên phải đợc tiến hành trong khi các bộ phận của mũi xuyên cùng đồng
thời chuyển động xuống với tốc độ xuyên tiêu chuẩn. Đối với thí nghiệm xuyên cơ
học (MCPT), cứ 20cm thì ta đọc kết quả một lần. Mũi xuyên và măng xông đợc đẩy
độc lập với nhau, cho phép tách biệt lực đo trên mũi và lực đo trên măng xông. Còn
trong thí nghiệm xuyên côn đo điện (ECPT), khoảng cách giữa các số đọc tùy thuộc

vào sự yêu cầu của ngời thực hiện, (thông thờng là 5cm). Sức kháng mũi q
c
sức
kháng bên f
s
và áp lực nớc lỗ rỗng (u) đợc đo riêng biệt qua những transducer (bộ
chuyển tín hiệu) riêng biệt.
- Trớc mỗi lần thí nghiệm cần phải kiểm tra thiết bị lại để thay thế ngay các chi
tiết hỏng, trớc mỗi lần thí nghiệm phải đảm bảo rằng bộ lọc và các khoảng trống
khác của hệ thống đo áp lực nớc lỗ rỗng đã bão hòa nớc.
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
- Trong quá trình thí nghiệm cần đảm bảo cần truyền lực luôn luôn xuyên thẳng
đứng trong suốt quá trình thí nghiệm. Muốn vậy cần phải kiểm tra đầu cần truyền lực
ngay sau khi nối thêm cần mới. Nừu độ nghiêng vợt quá 2% thì phải ngừng ngay thí
nghiệm và phải làm lại thí nghiệm cách hố vừa bỏ ít nhất là 1m.
- Phải thực hiện thí nghiệm trọn vẹn liên tục cho tới hết độ sâu yêu cầu.
d. Tính toán và biểu diễn kết quả:
* Tính toán kết quả thí nghiệm:
- Đối với thiết bị xuyên côn cơ học (MCPT), sức kháng xuyên của đất đợc tính
nh sau:
- Sức kháng đầu mũi xuyên là:
Qc = G.
tỏ(

)
tờ(

)

Trong đó:
G - áp lực đo đợc trên đồng hồ đo (KPA);
A
G
- thông thờng bằng 20cm
2
;
A
C
- thông thờng bằng 10cm
2
;
- Sức kháng ma sát bên đơn vị là:
F
s
= G.
tỏ(

)
tờ(

)

Trong đó:
G - Chênh lệch áp lực đo đợc trên đồng hồ đo giữa sức kháng ma sát
và sức kháng đầu mũi xuyên (KPA);
A
G
- thông thờng bằng 20cm
2

;
A
C
- thông thờng bằng 150cm
2
;
- Do măng xông nằm cao hơn mũi xuyên 20cm, nên G cũng nh f
s
phải tính
toán lệch nhau 20cm nh ví dụ dới đây:
H(m)
G(bar)
G +

G

G
Q
c
(bar)
f
s
(bar)
0,2
3

27-23=4

0,53
0,4

23
27
41-38=3
46
0,40
0,6 38 41 13-8=5 76 0,67
0,8
8
13

16

cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
* Hiệu chỉnh kết quả và biểu diễn kết quả thí nghiệm:
- Hiệu chỉnh kết quả sức kháng mũi khi có đo áp lực nớc lỗ rỗng (CPT). áp lực
mà transducer đo đợc ở mũi là q
c
, trong CPTU đây không phải áp lực thực tác dụng
lên mũi côn là q
T
có liên hệ sau:
- Q
T
. A
T
= q
c
. A
T

+ U
T
. A
sb

- Hay q
T
= q
c
+

.






= q
c
+ U
T
(1-a)
- Trong đó:
q
T
sức kháng mũi hiệu chỉnh
A
T
Tiết diện ngang mũi côn

A
sb
Tiết diện ngang vòng đá thấm A
sb
= A
T
- A
N
A
N
Tiết diện ngang mũi côn phía trong vòng đá thấm
A = A
N
/A
T
thông thờng a = 0,8 ữ 0,82
U
T
là áp lực nớc lỗ rỗng đo tại vòng đá thấm ngay phía sau cổ côn.
Từ kết quả hiệu chỉnh số đo ta có thể biểu diễn kết quả đo thông qua các chỉ
tiêu sau:
- Tỷ số sức kháng R
f
=




100%
- Sức kháng mũi chuẩn hóa q

cn =






(q
c
,

đo bằng bar)







đợc viết là C
q
gọi là hệ số hiệu chỉnh độ sâu.
- Sức kháng mũi chuẩn hóa ( mới Robertson 1990)
Q
T
=

- Tỷ số sức kháng chuẩn hóa F =






. 100%
- áp lực nớc lỗ rỗng chuẩn hóa:
B
q
=








cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
Các kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh đợc trình bày trên đồ thị thể hiện sức kháng mũi
q
c
, sức kháng bên f
s

, tỷ số sức kháng R
f
(đã đợc chuẩn hóa) biến đổi theo chiều sâu.
e. Đánh giá trạng thái của đất dựa vào kết quả CPT
Quan hệ đa ra sớm nhất giữa q
c
và độ chặt tơng đối của đất cát (D) theo Meyerhof
Q
c
( bar = kf/cm
2
) Độ chặt D
0 20 Rất rời < 20%
20 40 Rời 20 40%
40-120 Chặt vừa 40-60%
120 200 Chặt 60 80%
>200 Rát chặt >80%
Trạng thái của đất dính:
Q
c
( CPT) B Trạng thái
<5 >0,5 Mềm
5 15 Rời dẻo cứng
15 30 Chặt vừa Nửa cứng
30 60 -0,5 0 Cứng
>60 < - 0,5 Rất rắn

Sức kháng cắt của đất cát dựa vào kết quả CPT
q
c

( bar =
kf/cm
2
)
<20 20- 40 40-120 120-200 >200
Trạng thái Rất rời Rời Chặt vừa Chặt Rất chặt


<30 30 35 35 40 40-45 >45

Sức kháng cắt của đất sét dựa vào kết quả CPT:
Sức kháng cắt của đất sét (Su) thờng đợc ớc tính bằng thí nghiệm CPT qua
biểu thức:
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
S
u
=






(q
c
và


đo bằng bar)

N
k
thay đổi rất nhiều phụ thuộc vào loại côn và loại đất. Hoặc có thể ớc tính nh
sau:
N
k
= 2,57 + 1,33[ ln(G/S
u
+ 1]

3.2. Thí nghiệm xuyên động
Khác với xuyên tĩnh đối với xuyên động cần xuyên và mũi xuyên đợc đóng xuống
đất. Kích thớc xuyên động đợc tiêu chuẩn hóa nh sau:
- Mũi xuyên góc nhọn 60
o
, đờng kính đáy 43,7mm, diện tích 15cm
2
- Đờng kính cần xuyên 32mm
- Quả tạ nặng 50Kg. Chiều cao rơi 50cm
Khi xuyên động cần phải xác định những chỉ số sau
- Chỉ số xuyên động N
- Độ sâu hạ xuyên do một số lần đóng nhất định
- Sức kháng xuyên động quy ớc của đất R
đ
(KG/cm
2
, KN/cm
2
) Chỉ số xuyên động N
là số nhát búa đóng cần thiết để dụng cụ xuyên xuống độ sâu nhất định, thờng đợc

quy định là 10cm có thể xác định theo biểu thức:
N = 10n/S
Trong đó: n là số nhát búa đóng
S là độ sâu hạ xuyên tơng ứng (cm).

Trị số tham khảo về độ chặt của đất:
Thành phần và trạng thái
của cát
Sức kháng xuyên động
quy ớc R
đ
( KG/cm
3
)
Độ chặt kết cấu của cát
Cát có kết cấu tự nhiên
hạt to và vừa, không phụ
thuộc độ ẩm
<35
35-125
>125
Xốp
Chặt vừa
Chặt
Hạt nhỏ ít ẩm <30
30-110
>110
Xốp
Chặt vừa
Chặt

Hạt nhỏ ít ẩm và hạt nhỏ
<20
Xốp
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
bão hòa nớc 20-85
>85
Chặt vừa
Chặt
Cát mới đắp dới nớc
- Hạt nhỏ và hạt vừa ít ẩm
- Hạt nhỏ và hạt vừa bão
hòa nớc
<35
35-110
>110
<20
20-85
>85
Xốp
Chặt vừa
Chặt
Xốp
Chặt vừa
Chặt

3.3. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn
+ Thí nghiệm hiện trờng - thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT : đợc xác định
theo điều kiện kỹ thuật và tiêu chuẩn TCVN 9351:2012 có ý nghĩa rất lớn trong quá
trình khảo sát. Nó mang lại rất nhiều thông tin quí giá cho việc đánh giá các chỉ tiêu

cơ học của đất đá, khả năng chịu tải trọng của lớp đất phục vụ cho công tác thiết kế.
+ Tơng tự nh việc lấy mẫu nguyên dạng, tại vị trí thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn
SPT, đáy hố khoan cũng phải đợc thổi rửa sạch sẽ.
+ Thả bộ dụng cụ thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn xuống đáy hố khoan.
+ Đánh dấu các vị trí quan trắc lên cần khoan: 15 cm một vị trí - tổng cộng 3 vị
trí quan trắc.
+ Dùng tạ tiêu chuẩn đóng cho mũi xuyên xuyên vào đất, quan trắc tốc độ xuyên
của dụng cụ vào đất trong từng 15 cm một.
+ Ghi lại kết quả đã quan sát đợc.
+ Sau khi kết thúc một lần thí nghiệm SPT, tiếp tục khoan các hiệp tiếp theo.
Việc thi công đợc tiến hành lặp đi lặp lại cho đến khi đạt yêu cầu và đủ chiều dài
dừng khoan theo qui định. Kết quả thí nghịêm SPT đợc ghi chép theo mẫu:
Biểu ghi chép tại hiện trờng
Đơn vị thí nghiệm: Tên công trình:
Kỹ thuật viên : Địa điểm công trình:
Ngày khởi công: Tên hố khoan:
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
Ngày kết thúc: Tọa độ (X: ; Y ); Cao độ :
Ngày
giờ
Độ sâu
(m)
Số búa đóng trong khoảng
độ xuyên (cm), búa
Mẫu
đất lu

Mô tả đất
Mức

nớc
ngầm

Ghi
chú
15 15 15










3.3. Thí nghiệm bàn nén hiện trờng
Trong nghiên cứu làm việc của móng nông, xuất hiện ý tởng là cần tiến hành thí
nghiệm nén tại hiện trờng trên 1 bàn nén tơng tự nh 1 móng nhng có kích thớc
nhỏ hơn. Qua đó có thể quan sát đợc trạng thái làm việc của bàn nén làm cơ sở suy
diễn cho móng nông có kích thớc thực. Đó chính là cơ sở xuất hiện loại thí nghiệm
bàn nén tải trọng tĩnh (Plate Bearing Test) sử dụng cho kiểm tra và thiết kế móng
nông cũng nh cho thiết kế tầng phủ mặt đờng giao thông. Không chỉ trong đất mà
trong đá ngời ta cũng áp dụng các loại thí nghiệm bàn nén tải trọng tĩnh nhằm xác
định module đàn hồi và sức kháng cắt khối đá.
Phơng pháp thí nghiệm bàn nén tải trọng tĩnh thông thờng đợc tiến hành theo
tiêu chuẩn: TCXD 80: 2002 - Đất Xây Dựng. Phơng pháp xác định module biến dạng
tại hiện trờng bằng tấm nén phẳng ( Soils In situ test methods of determination of
deformation module by plate loading).
1.

Muc đích thí nghiệm , phạm vi áp dung:
Mục đích là kiểm tra sức chiu tải cho phép của móng nông và qua đó có thể
đánh giá tính bền và tính biến dạng của đất nền dới móng.
Thí nghiệm xác định module biến dạng của đất nền trong phạm vi chiều dày
bằng hai đến ba lần đờng kính tấm nén nhằm tính toán độ lún của công trình.
áp dụng cho các loại đất sét, đất cát và đất hòn lớn trong điều kiện hiện trờng ở
thế nằm và độ ẩm tự nhiên hoặc sau khi san lấp và đầm nén đến độ chặt yêu cầu.
Không áp dụng cho đất trơng nở và đất nhiễm mặn khi thí nghiệm chúng trong
điều kiện thấm ớt.
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
2.
Các thuât ngữ:
Mođun biến dạng của đất : là đặc trng biểu thị khả năng chịu nén của đất ; là hệ
số tỷ lệ giữa gia số của áp lực tác dụng lên tấm nén với gia số tơng ứng của độ lún
tấm nén, đợc qui ớc lấy trong đoạn tuyến tính.
Độ lún ổn định qui ớc: gia số độ lún tấm nén sau một khoảng thời gian, chứng
tỏ sự tắt dần biến dạng của đất nền trên thực tế.
áp lực tự nhiên của đất: áp lực thẳng đứng trong khối đất tại một độ sâu do trọng
lợng bản thân của các lớp nằm trên.
Phụ tải: Tải trọng thẳng đứng tác dụng lên đất thông qua diện tích phụ them
quanh tấm nén.
Cấp gia tải: Lợng tải trọng tác dụng lên tấm nén khi thí nghiệm từng đợt.
3.
Các qui đinh chung:
Thí nghiệm đất bằng bàn nén đợc tiến hành trong hố đào, hố móng, giếng đào
hoặc lổ khoan đợc bố trí cách điểm thăm dò kỹ thuật từ 1.5 m # 2.0 m
Thí nghiệm (TN) trong hố đào và hố móng đợc tiến hành cho những lớp đất
nằm cao hơn mực nớc dới đất, TN trong lổ khoan cho đất ở độ sâu 6.0 m # 15.0 m
(kể cả trong trờng hợp nằm thấp hơn mực nớc dới đất ).

Diện tích tiết diện ngang của hố đào không nhỏ hơn 1.5mx1.5m, đờng kính hố
tạo ra bằng phơng tiện cơ giới không nhỏ hơn 900mm, đờng kính lổ khoan thí
nghiệm không nhỏ hơn 325mm.
Lớp đất TN phải có chiều dày không nhỏ hơn 2d hoặc cạnh bàn nén.
Kếtquả TN chỉ có ý nghĩa đối với lớp đất dày 2d # 3d.
Kèm theo kết quả xác định mođun hiện trờng phải có các tài liệu và số liệu về
vị trí TN, mô tả đất và các đặc trng cơ lý chủ yếu : thành phần hạt, độ ẩm, khối lợng
riêng, khối lợng thể tích, hệ số rỗng, các giới hạn dẻo và sệt, hệ số nén lún, góc ma
sát trong và lực dính.
Module biến dạng E của đất đợc xác định theo biểu đồ liên hệ giữa độ lún của
tấm nén với áp lực tác dụng lên tấm nén.
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
Khi xử lý kết quả thí nghiệm tiến hành tính toán module tổng biến dạng E với độ
chính xác nh sau: đến 1MPa đối với E>10MPa, đến 0.5MPa đối với E từ 2MPa đến
1MPa, và đến 0.1 MPa đối với E<2MPa.
4.
Phơng pháp tiến hành thí nghiệm:
4.1
Dụng cụ và thiết bị TN:
Dụng cụ TN : tấm ( bàn) nén, các thiết bị chất tải, neo giữ do biến dạng.
Kết cấu thiết bị phải đảm bảo khả năng chất tải lên tấm nén thành từng cấp
0.01#1MPa; truyền tải đúng tâm lên bàn nén; giữ đợc từng cấp áp lực không đổi
trong thời gian yêu cầu.
Bàn nén phải đủ cứng, có dạng tròn hoặc vuông, đáy phẳng với kích thớc nh
sau:
+ Kiểu I : diện tích 2500 cm và 5000 cm.
+ Kiểu II : diện tích 1000 cm có phụ tải hình vành khăn bổ sung thêm đến
5000 cm.
+ Kiểu III : diện tích 600 cm.

Bàn nén chuẩn có đờng kính B = 30cm(1ft), là bàn nén đợc Terzaghi sử dụng
cho các công trình nghiên cứu so sánh.
Tuy nhiên để có kết quả phản ánh sát với thực tế bàn nén cần có kích thớc càng
lớn càng tốt nếu khả năng đối tải cho phép.
Kích thớc bàn nén theo quy định của các quốc gia :
Quốc gia Kích thớc bàn nén (cm)
Mỹ 35 47.5

61 76.2

91.5

106.8

Đức 30 60 - - - -
Pháp 20 40 75 - - -
Bỉ 33 43 61 75 - -
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam

Bảng 1 : Kiểu và diện tích tâm nén đợc quy định :


Tên đất

Ví trí tấm
nén so với
mực nớc
Độ sâu

thí
nghi
ệ
m
(m)

Ví
trí

tiế
n
hành
thí
nghi
ệ

m
Tấm nén


Kiểu

Diện tích
(cm
2
)
Đất hòn lớn, đất cát

cát

chặt và chặt trung bình,
đất
loại sét-sét, sét pha có độ s
ệt
I
L
#
0.25,
cát pha I
L
#
0
Ngang
mực

nớc d

ới
đất và
cao
h
ơ
n



#
6
Trong hố
móng, hố
đ
ào,
giế
ng
I
I
II
5000

2500

1000


Hình 1. Thiết bị bàn nén tĩnh hiện trờng
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam

Đất cát-cát xốp, đất loại
sét-

sét và sét pha có độ sệt I
L
>
0.25, cát pha I
L
>0;

bùn, đất hữu cơ .
Ngang
mực

nớc d
ới
đất và
cao
h
ơ
n



#
6
Trong hố
móng, hố
đ
ào,

giế
ng
I



II
5000



1000
Đất hòn lớn, đất cát

cát

chặt , đất loại
sét-sét,

sét pha có độ sệt I
L
#
0.5,
cát pha I
#
0
Ngang
mực

nớc d

ới
đất và
cao
h
ơ
n

#
6
Tại đáy
lổ khoan


III

600
Đất cát , đất loại sét-sét,
sét

pha và cát pha với mọi trị độ

sệt , bùn, đất hữu cơ .
Dới
mực

nớc d
ới

đất .

Tới 15

Tại đáy
lổ khoan


III

600

Việc chất tải thực hiện bằng kích. Kích phải đợc hiệu chỉnh trớc. Tải trọng
đợc đo với sai số không quá 5% so với cấp áp lực tác dụng.
Các võng kế để đo độ lún của tấm nén đợc gắn chặt vào hệ mốc chuẩn . Tấm
nén đợc nối với võng kế bằng sợi dây thép đờng kính 0.3mm-0.5mm. Hệ đo phải
đảm bảo đợc độ lún với sai số không lớn hơn 0.1mm. Khi cần đạt độ chính xác tới
0.01mm phải dùng thiên phân kế.
Độ lún của tấm nén là trị số trung bình của hai (hoặc nhiều hơn ) thiết bị đo ở hai
phía đối diện .
Chú ý : khi TN đất trong lỗ khoan và đo độ lún tấm nén theo chuyển vị của đầu
trên cột ống dùng để truyền tải trọng, phải xét tới biến dạng nén của các ống đó và có
biện pháp loại trừ sự uốn dọc của chúng.
Hệ mốc chuẩn để gắn võng kế phải gồm 4 cọc đợc đóng hoặc xoắn xuống đất
từng đôi một, đối diện nhau so với hố đào, cách mép hố đào từ 1.0 # 1.5m.
4.2
Chuẩn bi thí nghiệm:
Khi TN trong hố móng, hố đào và giếng đào tấm nén đợc đặt ở công trình khai
đào. Để đáy tấm nén thật khít với đất phải xoay tấm nén không ít hơn hai vòng theo
các hớng quanh trục thẳng đứng. Sau khi đặt phải kiểm tra mức độ nằm ngang của
tấm nén.
Trong đất sét có IL >0.75 phải đặt tấm nén trong một hố tại đáy công trình khai

đào. Hố có độ sâu từ 40cm # 60cm và kích thớc ngang lớn hơn đờng kính hoặc
cạnh tấm nén không quá 10cm. Khi cần phải gia cố vách hố này.
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
Mặt đất trong phạm vi diện tích đặt tấm nén phải đợc san phẳng. Khi khó san
phẳng đất, tiến hành rải một lớp đệm cát nhỏ hoặc cát hạt trung ẩm, dày từ 1-2cm cho
đất loại sét và không quá 5cm cho đất hòn lớn.
Tấm nén đợc lắp đặt vào cột ống #219mm và xuống đáy lỗ khoan đã đợc vét
sạch .
Dùng đối trọng và các vòng định hớng để cân bằng tấm nén cùng với cột ống
khi hạ.
Đặt tấm nén sâu hơn chân ống chống từ 2cm # 5cm.
Sau khi đặt tấm nén, tiến hành lắp thiết bị chất tải, thiết bị neo và hệ thống neo
Võng kế kiểm tra đợc lắp trên hệ mốc chuẩn. Dây của võng kế kiểm tra đợc
gắn vào mốc không di động đặt ở ngoài thành hố TN. Chiều dài dây phải bằng chiều
dài của các võng kế đo độ lún của tấm nén.


Sau khi lắp tất cả các thiết bị, đa các số đọc về vạch 0 hoặc về điểm qui ớc là
0, ghi vào nhật ký.
4.3
Tiến hành thí nghiệm:
#
Thc hiện thí nghiệm:
Sau khi chuẩn bị đầy đủ các khâu cho thí nghiệm các bớc tiến hành tiếp theo
nh sau:
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
+ Làm bằng phẳng đáy hố thí nghiệm, rải 1 lớp cát thô dày khoảng 1cm.
+ Đặt bàn nén và lắp đặt các dụng cụ, đồng hồ đo rồi hiệu chỉnh.

+ Tác dụng cấp áp lực đầu tiên lên bàn nén, để khaỏng 30 giây, rồi dỡ tải về 0.
+ Hiệu chỉnh các đồng hồ đo lún về 0.
+ Gia tải từng cấp từ đầu và tiến hành quan trắc lún theo sơ đồ quan trắc ấn định
cho từng cấp.
+ Mỗi cấp áp lực, tùy thuộc vào loại đất mà có tần số đọc chuyển vị khác nhau
cho đến lúc đạt đợc ổn định quy ớc về độ lún thì mới cho phép tăng tải. Đo chuyển
vị của bàn nén dựa trên đồng hồ đo biến dạng Sl, S2 , S3, tơng ứng với mỗi cấp áp
lực Pl, P2, P3, cho đến lúc đạt trạng thái tới hạn Pult( trong khoảng 1 giờ, độ lún s
< 0.2mm).
Tăng tải trọng lên tấm nén thành từng cấp P tùy theo loại đất TN và trạng thái
đất. Khoảng cách áp lực (P ) tác dụng phụ thuộc trạng thái đất nền và tiêu chuẩn quy
định. Thông thờng ngời ta xác định cấp áp lực theo nguyên tắc :

=
Pmax
8 10


Trong đó:
Pmax : áp lực tối đa dự định thí nghiêm đợc xác đinh nh sau:
+ Pmax=(1.5-2).qa ( qa: là sức chịu tải thiết kế của móng nông).
+ Pmax=qu (qu: là sức kháng giới hạn móng nông theo tính toán).
Khi không có tiêu chí lựa chọn thì sơ đồ cấp áp lực sau thờng đợc kiến nghị:
#P=0.4-0.8-1.2-1.6-2.0-2.4-2.8-3.2 (kg/cm2) cần thiết tiếp tục: 3.6-4.0
Tổng các cấp gia tải phải không ít hơn 4 kể từ giá trị tơng ứng với áp lực do
trọng lợng bản thân của đất tại cao trình TN. Khoảng 8 đến 10 cấp áp lực là cần thiết
để tiến hành cho 1 thí nghiệm và cấp áp lực sau bằng 2 lần cấp áp lực trớc.Trong cấp
gia tải đầu tiên phải kể đến trọng lợng của thiết bị tạo nên một phần tải trọng tác
dụng lên tấm nén.
cng T vn thớ nghim cc.

D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
Khi dùng tấm nén kiểu II, phụ tải vành khăn phải tơng ứng với áp lựcthiên
nhiên tại cao trình TN.
Giữ mỗi cấp gia tải đến khi ổn định biến dạng qui ớc của đất : không vợt quá
0.1mm sau thời gian qui định . Thời gian giữ mỗi cấp gia tải tiếp sau không ít hơn thời
gian giữ cấp tải trớc.


Ghi số đọc các biến dạng kế tại mỗi cấp áp lực:
Bảng 2 : Thời gian ổn định quy ớc cho đất rời

Tên đất
Mức độ bão
hòa
Cấp áp lực àP, MPa, khi độ chăt
kết cấu của đất
Thời gian ổn định qui
ớc (Giờ)
Chăt Chăt vừa

Xôp
Đất hòn lớn Sr
#
1 0.1 0.5
Đất-cát-cát to Sr
#
1 0.1 0.05 0.025 0.5
Cát trung Sr
#
0.5 0.1 0.05 0.025 0.5

0.5<Sr
#
1 0.1 0.05 0.025 1.0
Cát nhỏ, cát bụi

Sr
#
0.5 0.05 0.025 0.01 1.0
0.5<S
r

#
1 0.05 0.025 0.01 2.0
Bảng 3 : Thời gian ổn định qui ớc cho đất dính


Tên đất
Cấp áp lực àP, MPa, khi hệ sô rỗng e
Thời gian ổn định qui
ớc (Giờ)
e<0.5 0.5<e<0.8

0.8<e<1.1

e>1.1*

Đất loại sét có độ sệt
IL
#
0.25 0.1 0.1 0.05 0.05 1

0.25< IL
#
0.75

0.1 0.5 0.05 0.025 2
0.75< I
L

#
1 0.05 0.025 0.025 0.01 2
I
L
> 1 0.05 0.025 0.01 0.01 3

(*) khi hệ rổng e>1.1 thời gian ổn định qui ớc đợc tăng lên 1h
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
Khi TN đất hòn lớn và đất cát : cách 10 phút trong nửa giờ đầu, cách 15 phút
nửa giờ sau, tiếp theo cứ cách 30 phút cho đến cho đến khi đạt đợc độ lún ổn định
qui ớc.
Khi TN loại đất sét : cứ cách 15 phút trong giờ đầu và 30 phút trong giờ sau và
tiếp theo, cứ cách 1 giờ cho đến khi đạt đợc độ lún ổn định qui ớc.
Ngừng thí nghiệm khi ổn định biến dạng ứng với cấp tải trọng cuối hoặc tổng
biến dạng đạt 0.15d,với d là đờng kính tấm nén.
Khi có yêu cầu, có thể tiến hành dỡ tải từng cấp. Đối với đất hòn lớn và đất cát,
giữ mỗi cấp 10 phút, riêng cấp cuối giữ tới 20 phút. Đối với đất loại sét các khoảng
thời gian tơng ứng là 15 và 30 phút.
#
Môt số chú ý khi thí nghiệm:
Điều kiện ổn định:

Quan trắc chuyển vị sẽ kết thúc khi đất nền đợc xem là ổn định. Độ ổn
định đợc quy ớc tùy theo loại đất và tiêu chuẩn áp dụng. Các giá trị theo ASTM
D1194-94, có thể tham khảo:
+ Đất loại cát: trong 1 giờ chuyển vị <=0.2mm.
+ Đất loại sét: trong 1 giờ chuyển vị <=0.2mm.
Xác định sơ đồ quan trắc:
Sơ đồ quan trắc đợc xác định tùy theo mục đích thí nghiệm để tìm hiểu trạng
thái làm việc của đất. Có thể phân chia thành 2 loại:
+ Sơ đồ quan trắc 1 chu kỳ: nghĩa là chỉ tiến hành chất tải và quan trắc lún đến
khi kết thúc.
( phục vụ cho thiết kế móng nông)
+ Sơ đồ quan trắc nhiều chu kỳ: nghĩa là tiến hành 2 hoặc nhiều chu kỳ chất và
dỡ tải trong quá trình quan trắc lún. Mục đích là xác định trạng thái làm việc ở pha giả
đàn hồi của đất.(Phục vụ cho thiết kế đờng).
cng T vn thớ nghim cc.
D ỏn: Nh mỏy nhit in 2x600MW Hi Dng - Vit Nam
Module biến dạng E (MPa) đợc tính toán cho đoạn tuyến tính của biểu đồ
S=f(P) theo công thức:
Ebn = (1-
à

2
).


.d.
P
S

Trong đó:
#- Hệ số poison, đợc lấy bằng 0.27 cho đất hòn lớn; 0.3 cho đất cát và cát pha;
0.35 cho
đất sét pha; và 0.42 cho đất sét;
#- Hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào hình dạng và độ cứng tấm nén. Đối
với tấm nén cứng, hình tròn và hình vuông lấy #=0.79.
d- Đờng kính tấm nén tròn hoặc cạnh của tấm nén vuông (cm).

P- Gia số ( biến thiên) áp lực lên tấm nén, #P = Pc-Pd (MPa).

S- Gia số ( biến thiên) độ lún của tấm nén (cm) tơng ứng với #P.
Thông thờng thí nghiệm bàn nén hiện trờng chỉ khảo sát đợc tính chất biến
dạng của lớp đất tơng đối nông khoảng 1.5 đến 2m, hay đến độ sâu vài ba lần bề
rộng bàn nén. Mặc dù trong quy trình có nêu ra phơng pháp thí nghiệm bàn nén
trong hố khoan, tuy nhiên trong thực tế hầu nh không đợc sử dụng vì khó thực hiện
và độ chính xác rất kém.
Khi có những lớp đất trãi dài chịu tác động của những tải thẳng đứng tác động
rộng khắp, lớp đất bị nén theo phơng trục z. Để mô phỏng trạng thái đất trên, ngời
ta nén đất trong 1 dụng cụ có tên máy nén không nở hông hoặc máy nén cố kết.
Có thể sử dụng phơng pháp thí nghiệm bàn nén hiện trờng cho thí nghiệm lún
ớt hiện trờng mà hiện nay còn đang đợc ít quan tâm, mặc dù nó rất có ý nghĩa thực
tế và cho kết quả đáng tin cậy.