Phương pháp thí nghiệm thử biến động lớn( PDA )

LOGO

Đề tài
PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM THỬ
BIẾN ĐỘNG LỚN ( PDA )

GVHD: TS. TRẦN VĂN TIẾNG
NHÓM 4


THÍ NGHIỆM THỬ ĐỘNG PDA
A

Tổng quan

B

Mục đích TNPP thử động biến dạng lớn (PDA)

C

Nội dung PP thử động biến dạng lớn (PDA)

D

An toàn lao động, tiến độ thí nghiệm

E
F

EF

Ví dụ
Kết luận


A. TỔNG QUAN
Mục đích

Các
bước tiến
hành

Nội dung phương pháp thí nghiệm
Báo cáo kết quả thí nghiệm
An toàn lao động và tiến độ thí nghiệm
Ví dụ tính toán
Kế
Kếtt luậ
luậnn


B. PHƯƠNG PHÁP PDA
I. Giới thiệu
I/ Mục đích của thí nghiệm:
-Xác định sức chịu tải của cọc đóng, cọc ép, cọc khoan
nhồi, cọc barette dựa trên sóng và ứng suất đo
được tại đầu cọc dùng phương pháp CASE và/hoặc
CAPWAP

- Kiểm tra tính toàn vẹn của cọc, xác định các khuyết tật

(nứt gẫy, lẫn tạp chất ...vv).


B. PHƯƠNG PHÁP PDA
II/ Nguyên lý:
Dựa trên nguyên lý thuyết truyền sóng ứng suất trong
bài toán va chạm của cọc, với đầu vào là các số liệu đo gia tốc
và biến dạng thân cọc dưới tác dụng của quả búa. Các đặc
trưng động theo Smith là đo sóng của lực và sóng vận tốc rồi
Tiến hành phân tích thời gian thực đối với hình sóng
dựa trên lý thuyết truyền sóng ứng suất thanh cứng và liên tục
do va chạm dọc trục tại đầu cọc gây ra.


C. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG
III/Tiêu chuẩn áp dụng
Thí nghiệm biến dạng lớn (PDA) được thực hiện theo tiêu
chuẩn ASTM D 4945 : 08 Standard Test Method for High-Strain Dynamic Testing of
Piles.
Thiết bị thí nghiệm
Thiết bị đo
Sử dụng thiết bị chuyên dụng do hãng Pile Dynamics, Inc.
USA sản xuất, máy gồm các
bộ phận sau:
- 02 đầu đo gia tốc;
- 02 đầu đo biến dạng;
- Bộ điều khiển: Pile Driving Analyzer, Model PAK


b. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG

Hình: Máy thử PDA và các đầu thu gia tốc & biến dạng


B. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG
Thiết bị tạo xung
Thiết bị tạo xung va chạm đầu cọc bao gồm:
- Đối trọng: bằng gang nặng 4 tấn, với chiều cao
rơi là 2.0m cho cọc D600 và 1.0m
cho cọc D350.
- Đệm búa: bằng thép dày 100mm, đường kính
nhỏ nhất D1000 được đúc liền
với trục búa dẫn hướng
- Đệm cọc: bằng gỗ dán hoặc bằng cát.


B. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG
Xe cẩu:
Dùng để cẩu búa thí nghiệm có khả năng nâng búa có
trọng lượng > 5 tấn và có thể thả
tự do ở độ cao tối đa 2.0m (hoặc biện pháp khác tương
đương)
Máy mài tay:
Dùng để mài phần bê tông tại vị trí bắt sensors (nếu cần
thiết )
Khoan bê tông cầm tay:
Dùng để khoan tạo lỗ bắt sensors


B. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG

Quy trình thí nghiệm
Công tác thí nghiệm được thực hiện khi cọc đủ thời
gian "nghỉ" quy ước (thời gian từ khi
kết thúc thi công đến khi thí nghiệm) theo quy định
(> 21 ngày đối với cọc khoan nhồi, >
7 ngày đối với các loại cọc khác) để sức kháng của
nền đất xung quanh cọc được phục hồi
đầy đủ; bê tông cọc đã đảm bảo cường độ thiết kế.
Thí nghiệm được tiến hành theo các bước sau:
- Thí nghiệm tại hiện trường.
- Phân tích số liệu, lập báo cáo thí nghiệm.


B. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG
Tiến hành thí nghiệm
a. Các bước chuẩn bị cọc thí nghiệm:
- Làm sạch, vệ sinh xung quanh cọc, kiểm tra để đảm bảo khoảng công
tác khi thử
nghiệm, đào hoặc lấp cát đến cao trình yêu cầu, làm phẳng đầu cọc bằng
máy mài
hoặc sản phẩm grout (vữa cường độ cao);
- Lắp đặt giá đỡ khung định vị cho thiết bị để tạo ra va chạm thẳng đứng
lực dọc trục,
đúng tâm cọc và không va chạm với các cọc bên cạnh, năng lượng búa
được tính tóan
lại phụ thuộc vào khả năng chịu tải và các thông số kích thước của cọc;


C. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG

- Khoan, gắn các đầu đo biến dạng và đầu đo gia
tốc vào thân cọc. Khoảng cách từ vị trí gắn đầu đo
đến đầu cọc không nhỏ hơn 1.5D, trong đó D là bề
rộng tiết diện cọc. Các cặp đầu đo được bố trí ở
cùng cao độ và mặt đối xứng qua tâm cọc (hình
vẽ ). Tại các vị trí lắp đầu đo, bề mặt cọc phải đảm
bảo tiếp xúc tốt.
- Nối các đầu đo với thiết bị PDA. Đưa vào máy và
lưu các thông tin về hiện trường

Sơ đồ bố trí và vị trí lỗ bu lông lắp đặt các đầu đo


B. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG


B. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG
TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM
Bật máy chính, vào các thông số cần thiết cọc, vận tốc truyền
sóng và các thông số liên quan khác).
- Chỉnh 04 sensors và chuyển máy sang chế độ sẵn sàng ghi
số liệu.
- Khởi động máy, nhập các thông số khai báo và chạy thử máy
trước khi thực hiện. Kiểm tra vận tốc truyền của cọc (nếu có
thể) để sẵn sàng ghi nhận số liệu đo;
- Gây lực xung kích trên đầu cọc bằng cách cho búa rơi tự do
trên đầu cọc khoảng 3-5 nhát búa/ cọc;
- Búa sẽ được thả rơi tự do 3 lần:
· Lần 1: 0.5m - Kiểm tra hệ thống búa đóng và các sensors thu
tín hiệu.

· Lần 2: 1.0m – Thu tín hiệu.
· Lần 3: 1.5m – Thu tín hiệu.


B:PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG
Xử lý số liệu thí nghiệm
Tín hiệu thu được trong quá trình đo tại hiện trường được
chuyển qua máy tính để phân tích bằng phần mềm chuyên
dụng (CAPWAP). Sức chịu tải tính toán sẽ được tính dựa
trên quá trình các giá trị đầu cọc tính toán và các giá trị
tương đương đo được của chúng bằng 2 phương pháp sau:
- Phương pháp CASE: Kết quả sẽ được xác định nhanh
chóng sau khi kết thúc thí
nghiệm;
- Phương pháp CAPWAP: Cọc và đất nền sẽ được mô hình
hoá để phân tích.


B. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG
BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM
Báo cáo kết quả thí nghiệm sẽ được lập với các nội dung
sau:
- Cơ sở lập báo cáo;
- Mục đích công tác thí nghiệm;
- Nội dung, kết quả thí nghiệm;
- Kết luận, kiến nghị.


B. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG
AN TOÀN LAO ĐỘNG

Trong quá trình thí nghiệm, ngoài việc tuân thủ nội quy an toàn
lao động trong xây dựng, cần phải chấp hành các quy định
sau đây:
- Người không có trách nhiệm không được vào khu vực thí
nghiệm;
- Các phế liệu xây dựng, đất bùn nhão, dầu mỡ… trên hiện
trường cần phải được
dọn sạch sẽ;
- Phải có biện pháp bảo vệ thiết bị máy móc thí nghiệm khỏi
mưa gió, nắng nóng;
- Phải có biện pháp an toàn về điện khi mài đầu cọc thí
nghiệm.
- Việc vận chuyển đối trọng, thiết bị thí nghiệm đi về cần phải
bảo đảm an toàn,
tránh cản trở giao thông công công;


B. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG
TIẾN ĐỘ THÍ NGHIỆM
- Thời gian bắt đầu thực hiện công việc: ngay sau khi kết hợp
đồng, đơn vị thí nghiệm nhận được đầy đủ các tài liệu cần
thiết và bên A bàn giao mặt bằng đủ tiến hành công việc.
- Thời gian thực hiện công tác thí nghiệm: 08 ngày, cụ thể:
o Thời gian cho công tác chuẩn bị gồm chuẩn bị đầu cọc, đào
đất, và tập kết thiết bị tại công trường: 03 ngày ;
o Thời gian cho công tác thí nghiệm tại hiện trường cho 17
cọc: 02 ngày;
o Bàn giao báo cáo: 03 ngày sau khi kết thúc thí nghiệm hiện
trường.

C. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG
5

Vào máy
các thông
số, kiểm
tra tín hiệu
đầu đo. Bắt
lại đầu đo
nếu cần

ớc
Bư

TEXT

4

3

2

1

Bắt chặt 2
cặp đầu đo
gia tốc và
biến dạng
vào thân cọc

đối xứng
qua tim cọc,
cách đỉnh
cọc tối thiểu
2 lần đường
kính cọc

ớc
Bư

ớc
Bư

ớc
Bư

ớc
Bư

TEXT

TEXT

Dùng búa
đóng cọc
đóng lên
đầu cọc 5
nhát

TEXT

Kiểm tra
chất lượng
tín hiệu ghi
được của
từng nhát
búa, nếu tín
hiệu
không tốt
cho đóng lại

Tắt máy
chuyển
sang cọc
khác


C. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG
V/ Vài hình ảnh thử tải cọc cầu Rồng bằng phương
pháp động

Thiết bị thu và xử lý pda


C. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG

Chuẩn bị cọc thử


C. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG

Lắp dựng búa thử pda


C. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG

Lắp cảm biến lực và gia tốc


B. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG

Thả búa và thu thập dữ liệu


B. PHƯƠNG PHÁP THỬ ĐỘNG

Kết quả phân tích trên phần mềm CAPWAP