Thí nghiệm xuyên tĩnh có kết hợp đo nước lỗ rổng (CPTu)/ Piezocone Penetration Testing of Soils (CPTu)

THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH CÓ ĐO ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG (CPTu)

Piezocone Penetration Testing of Soils (CPTu)

QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH CÓ ĐO ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG (CPTu)

Thí nghiệm xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng là thí nghiệm xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng trong suốt quá trình xuyên và sự tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng sau khi xuyên.

Thiết bị xuyên tĩnh bao gồm: bộ phận tạo lực nén, hệ thống cần xuyên, đầu xuyên và hệ thống các bộ phận đo ghi kết quả dùng để xác định sức kháng xuyên đầu mũi, ma sát thành đơn vị, tổng sức kháng xuyên và áp lực nước lỗ rỗng (khi xuyên đo lực nước lỗ rỗng).

Đầu xuyên đo áp lực nước lỗ rỗng: Là đầu xuyên điện có lắp đặt bộ phận đo áp lực nước lỗ rỗng tại mũi côn để đo áp lực nước lỗ rỗng trong quá trình xuyên. Đó là một màng thấm bao gồm đá thấm và bộ cảm biến đo áp lực. Trong thực tế áp lực nước lỗ rỗng được đo tại một vị trí của màng thấm, một vài kiểu mũi côn có từ 2 đến 3 vị trí màng thấm (u₁, u₂, u₃) cũng đã được phát triển với mục đích nghiên cứu. Sự thay đổi vị trí của màng thấm được đưa ra.

Mục đích:

• Xác định sức kháng xuyên đầu mũi (qc), ma sát thành đơn vị (fs), áp lực nước lỗ rỗng (u), phân loại đất đá...

Thiết bị thí nghiệm:

• Thiết bị xuyên đo áp lực nước lỗ rỗng được sử dụng là sản phẩm của hãng GeoMil (Hà Lan). Hệ thống thiết bị này sử dụng dây cáp truyền tín hiệu từ đầu đo qua bộ xử lý vào máy tính. Quá trình này được thực hiện tự động.
• Đầu đo CPT sử dụng phương pháp đo tiên tiến. Với các phần đo cảm biến rất nhạy được sử dụng nên các số đọc được ghi nhận có độ chính xác cao hơn nhiều so với xuyên cơ. Giải pháp đo điện cũng cho phép đo được rất nhiều thông số tại hiện trường, trong đó có: áp lực nước lỗ rỗng, nhiệt độ, độ nghiêng, … Một bộ cảm biến được bố trí ở đầu mũi xuyên để đo các thông số sức kháng xuyên đầu mũi (qc), ma sát thành đơn vị (fs), áp lực nước lỗ rỗng (u), . . .

Hình 1. Hệ thống CPT điện

Hệ thống CPT điện bao gồm:

• Mũi xuyên điện: Diện tích mũi xuyên là 10cm². Mũi xuyên có thể đo được các thông số sức kháng xuyên đầu mũi (q_c), ma sát thành đơn vị (f_s), áp lực nước lỗ rỗng (u) và độ nghiêng (i).
• Cáp điện
• Bộ phận thu nhận dữ liệu.
• Máy tính để ghi lại dữ liệu.
• Phần mềm điều khiển CPTest.
• Bộ phận ghi nhận chiều sâu thí nghiệm.
• Phần mềm phân tích dữ liệu CPTask.

Máy xuyên thuỷ lực bao gồm:

• Hai trụ thuỷ lực thẳng đứng (hành trình xuyên 1,175 mm)
• Lực ấn/kéo lớn nhất: 100/140 kN
• Tốc độ ấn/kéo lớn nhất: 125/160 mm/s
• Tốc độ thực hiện: 2 cm/s
• Một khối nối hai trụ thủy lực để chúng làm việc đồng thời ấn/kéo ống CPT
• Thiết bị kéo để kéo cần xuyên
• Hai dầm neo để gắn các neo lại
• Bộ phận điều khiển thuỷ lực
• Hệ thống ống dẫn dầu thuỷ lực

Quy trình thí nghiệm:

Quy trình thí nghiệm được thực hiện theo các bước sau:

• Xác định vị trí và dọn dẹp mặt bằng;
• Neo các mũi neo bằng máy thuỷ lực;
• Lắp đặt và cân chỉnh máy;
• Nối mũi xuyên điện với đầu thu tín hiệu GME-500 bằng dây cáp (đá thấm ở đầu xuyên phải được bão hoà trước khi lắp đặt);
• Bắt đầu thí nghiệm xuyên : Quá trình này là tự động. Tín hiệu được gửi liên tục vào máy tính và được biểu diễn bằng biểu đồ và số;
• Kéo hệ thống mũi xuyên lên sau khi xuyên đến chiều sâu thiết kế hoặc tổng lực ấn là 10 tấn và hoàn tất thí nghiệm.

Để có được kết quả tốt nhất, vòng đá thấm (bộ lọc nước) được bão hoà hoàn toàn trước khi lắp vào đầu xuyên. Sau đó, mũi xuyên được bảo vệ bằng màng cao su (giữ cho đá thấm bão hoà), khi xuyên vào đất màng cao su sẽ bị rách và không ảnh hưởng đến kết quả xuyên.

Nói chung, toàn bộ quá trình thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D 5778.

Xử lý kết quả thí nghiệm.

Toàn bộ kết quả thí nghiệm được phân tích và xử lý bằng phần mềm CPTask. Từ các thông số đo được trực tiếp (Sức kháng xuyên đầu mũi - q_c; ma sát thành -f_s; áp lực nước lỗ rỗng - u,…), chương trình CPTask sẽ tính toán và đưa ra các thông số địa kỹ thuật cần thiết như bảng sau:

Công tác lập báo cáo kết quả khảo sát

Công tác lập báo cáo khảo sát được thực hiện theo đúng Nghị định 46/2015/NĐ-CP về quản lý chất lượng và bảo trì công trình xây dựng, phù hợp với nhiệm vụ khảo sát, phương án khảo sát, mục đích của công tác khảo sát.

Nội dung công tác khảo sát phải thể hiện rõ các vấn đề sau

Mục đích công tác khảo sát

Vị trí - Phạm vi khảo sát

Các quy trình, quy phạm, tiêu chuẩn áp dụng

Phương pháp thực hiện

Thiết bị dùng trong công tác khảo sát

Đặc điểm địa hình, địa chất thủy văn

Khối lượng khảo sát

Bình đồ bố trí vị trí xuyên tĩnh

Phụ lục kết quả thí nghiệm hiện trường

Cụ thể, bố cục trình bày báo cáo địa chất được thể hiện như sau:

Thuyết minh chung

Sơ đồ bố trí vị trí xuyên tĩnh

Phụ lục : Kết quả thí nghiệm hiện trường

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 9846 : 2013 TẠI ĐÂY

QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH CÓ ĐO ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG (CPTu)

Standard Test Method for Piezocone Penetration Testing of Soils (CPTu)

QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH CÓ ĐO ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG (CPTu)

Standard Test Method for Piezocone Penetration Testing of Soils (CPTu)

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định những yêu cầu kỹ thuật về thiết bị phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng (CPTu) trong khảo sát địa chất công trình phục vụ công tác thiết kế nền móng công trình.

Thí nghiệm xuyên tĩnh chỉ sử dụng trong đất dính và đất rời có kích thước hạt lớn nhất nhỏ hơn đường kính của đầu xuyên

2. Tiêu chuẩn viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 5747:1995, Đất xây dựng – Phân loại đất;

TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh;

TCVN 6398 (ISO 31) (tất cả các phần còn hiệu lực), Đại lượng và đơn vị;

TCVN 7870 (ISO 80000) (tất cả các phần), Đại lượng và đơn vị;

TCVN 7783 (ISO 1000), Hệ đơn vị SI và các khuyến nghị sử dụng các bội số của chúng và một số đơn vị khác.

3. Thuật ngữ và định nghĩa

3.1. Thí nghiệm xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng

Thí nghiệm xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng là thí nghiệm xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng trong suốt quá trình xuyên và sự tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng sau khi xuyên.

3.2. Thiết bị xuyên tĩnh

Thiết bị xuyên tĩnh bao gồm: bộ phận tạo lực nén, hệ thống cần xuyên, đầu xuyên và hệ thống các bộ phận đo ghi kết quả dùng để xác định sức kháng xuyên đầu mũi, ma sát thành đơn vị, tổng sức kháng xuyên và áp lực nước lỗ rỗng (khi xuyên đo lực nước lỗ rỗng). Các bộ phận thiết bị trên đã được định nghĩa trong TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh. Trong tiêu chuẩn chỉ định nghĩa những thiết bị, bộ phận đặc biệt theo tiêu chuẩn này.

3.3. Đầu xuyên

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

3.4. Mũi côn

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

Hình 1 – Đầu xuyên đo áp lực nước lỗ rỗng với các vị trí màng thấm khác nhau

- Đầu xuyên đo áp lực nước lỗ rỗng: Là đầu xuyên điện có lắp đặt bộ phận đo áp lực nước lỗ rỗng tại mũi côn để đo áp lực nước lỗ rỗng trong quá trình xuyên. Đó là một màng thấm bao gồm đá thấm và bộ cảm biến đo áp lực. Trong thực tế áp lực nước lỗ rỗng được đo tại một vị trí của màng thấm, một vài kiểu mũi côn có từ 2 đến 3 vị trí màng thấm (u₁, u₂, u₃) cũng đã được phát triển với mục đích nghiên cứu. Sự thay đổi vị trí của màng thấm được đưa ra ở Hình 1. Trong tiêu chuẩn này chỉ quy định cho loại đầu xuyên có vị trí màng thấm ở ngay sau mũi côn (vị trí u₂).

4. Yêu cầu kỹ thuật của thiết bị thí nghiệm

4.1. Bộ phận tạo lực nén

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

4.2. Hệ thống cần xuyên

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

4.3. Đầu xuyên

4.3.1. Dạng hình học của đầu xuyên

Trong thí nghiệm xuyên tĩnh, các đầu xuyên có hoặc không có măng xông đo ma sát đều được phép sử dụng. Đầu xuyên thông thường bao gồm mũi côn, măng xông đo ma sát và phần cần tiếp theo để nối với cần xuyên ngoài. Trục của mũi côn, măng xông đo ma sát và cả đầu xuyên phải trùng nhau. Mặt cắt của một đầu xuyên chuẩn được thể hiện ở Hình 2.

Hình 2: Đầu xuyên chuẩn

4.3.2. Mũi côn

Mũi côn gồm hai phần là chóp nón và phần hình trụ tiếp theo (phía trên chóp nón). Góc nhọn ở đỉnh của mũi côn là 60^o.

Hình 3: Dung sai về kích thước mũi côn

Đối với mũi côn, chiều dài h_e của phần hình trụ phía trên chóp nón không vượt quá 5,5mm (h_e = 5mm±0,5mm). Quy định này cũng áp dụng cho cả mũi côn có bộ phận đo áp lực nước lỗ rỗng với vị trí màng thấm nằm ngay sau mũi côn (xem hình 4).

Hình 4: Mũi côn đo áp lực nước lỗ rỗng với vị trí màng thấm nằm ngay sau mũi côn

Diện tích tiết diện đáy mũi côn A_c; chiều cao của phần chóp nón h_c; chiều cao của phần hình trụ phía trên chóp nón h_e tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

4.3.3. Khe hở và gioăng phía trên mũi côn

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

4.3.4. Măng xông đo ma sát

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

4.4. Bộ phận đo và ghi kết quả             

Bộ phận đo và ghi kết quả phải ghi nhận được các thông số: sức kháng xuyên đầu mũi q_c, ma sát thành đơn vị f_s, tổng lực xuyên Q_t, áp lực nước lỗ rỗng u được xác định qua bộ phận truyền tin từ đầu xuyên lên mặt đất và được ghi lại bằng bộ phận ghi nhận tín hiệu thích hợp.

5. Các bước chuẩn bị và tiến hành thí nghiệm

5.1. Chuẩn bị thí nghiệm

5.1.1. Tạo lỗ thí nghiệm

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

5.1.2 Cân chỉnh thiết bị

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

Đối với thiết bị xuyên có bộ phận đo áp lực nước lỗ rỗng (CPTu) sử dụng các mũi xuyên có lắp đặt các biến trở đo nghiêng trong quá trình thí nghiệm sẽ tránh được các hư hỏng bất thường và hiệu chỉnh được sai số về độ sâu. Các thiết bị xuyên cơ học không giải quyết được vấn đề này nên khi thí nghiệm, sai số về độ sâu được coi là không đáng kể.

5.1.3. Kiểm tra trạng thái mũi xuyên ở điều kiện không tải

Việc kiểm tra trạng thái mũi xuyên ở điều kiện không tải nên được tiến hành trước và sau khi thí nghiệm. Việc kiểm tra thích hợp nhất là ở nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ của đất nền nơi thí nghiệm. Ghi lại các giá trị này là đặc biệt quan trọng khi thí nghiệm xuyên trong đất yếu. Để đảm bảo mũi xuyên ở nhiệt độ xấp xỉ nhiệt độ của đất nền, có thể đặt đầu xuyên trong đất hoặc bình nước được làm ổn định với nhiệt độ môi trường xung quanh. Khi thu thập các số liệu này mũi côn phải được treo tự do và các cảm biến ở trạng thái không tải. Trong trường hợp mũi xuyên ngập hoàn toàn trong nước thì cần ghi lại độ sâu này. Các số đọc về trạng thái không tải của mũi xuyên nên được kiểm tra và ghi lại sau mỗi thí nghiệm khi mà mũi xuyên đã rút ra khỏi đất và ở trong điều kiện nhiệt độ gần với nhiệt độ của đất nền. Đây là các thủ tục cần thiết để đánh giá và loại trừ các sai số do nhiệt độ gây ra.

5.1.4. Bão hòa đầu xuyên – đối với trường hợp xuyên đo áp lực nước lỗ rỗng

Để có số liệu đo áp lực nước lỗ rỗng tin cậy đòi hỏi đầu xuyên phải hoàn toàn bão hòa. Các bộ phận cần được bão hòa bao gồm:

- Đá thấm.

- Các rãnh hoặc ống nối giữa đầu đo và đá thấm.

- Các khoang trống giữa mũi côn và măng xông đo ma sát.

Chất lỏng sử dụng để bão hòa là dung dịch Glycerin hoặc nước. Thông thường đá thấm được bão hòa ở phòng thí nghiệm và được giữ trong bình chân không cho đến khi đem ra thí nghiệm tại hiện trường.

Qui trình bão hòa đá thấm trong phòng thí nghiệm: đầu tiên sấy khô đá thấm, sau đó ngâm vào chất lỏng dùng làm bão hòa. Cho đá thấm và chất lỏng dùng làm bão hòa vào bình chân không và tiến hành hút chân không trong thời gian 2 giờ. Đá thấm đã bão hòa và chất lỏng dùng làm bão hòa sau đó được cho vào bình kín và đưa đi sử dụng.

CHÚ THÍCH: Khi sử dụng nước làm chất lỏng bão hòa có thể sử dụng phương pháp sau: đầu tiên phải đun sôi nước và đá thấm trong thời gian ít nhất là 15 phút, sau đó để nguội và bảo quản trong bình kín.

Hình 5: Lắp đặt đá thấm khi sử dụng Glycerin làm dung dịch bão hòa ngoài hiện trường

Qui trình lắp ráp và bão hòa đầu xuyên ngoài hiện tượng bằng dung dịch Glycerin hoặc nước được tiến hành như sau:

a) Tháo mũi côn ra ngoài. Mũi xuyên được đưa vào đáy của một phễu bằng nhựa có đường kính đáy bằng đường kính mũi xuyên. Tại đáy của phễu có màng cao su mỏng để giữ dung dịch bão hòa.

b) Đổ từ từ dung dịch vào phễu. Dùng kim tiêm bơm dung dịch vào các khoang rỗng ở trong mũi xuyên. Chuyển đá thấm từ bình vào trong phễu và tất cả đều được ngâm hoàn toàn trong dung dịch. Sau đó đưa ngay đầu xuyên vào vị trí thí nghiệm.

Hệ thống dùng bão hòa đầu đo phải thường xuyên được kiểm tra tại phòng thí nghiệm. Đá thấm sau khi bão hòa được đặt vào vị trí của mũi xuyên, đặt mũi côn lên trên và vặn lại sao cho vừa khít. Quá trình lắp ráp sau khi kết thúc cũng phải đảm bảo sao cho không có lực tác dụng phụ lên mũi côn.

CHÚ THÍCH: Đá thấm chỉ được phép sử dụng một lần.

5.2. Trình tự thí nghiệm

5.2.1. Yêu cầu chung

5.2.1.1. Tốc độ xuyên

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

5.2.1.2. Đo độ sâu

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

5.2.1.3. Khoảng độ sâu giữa hai lần thu thập số liệu liên tiếp

Thí nghiệm xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng sử dụng đầu xuyên điện cảm biến điện tử liên tục truyền và phát tín hiệu có thể đo ở những độ sâu định trước với các khoảng nhỏ (10mm) hoặc đo liên tục theo yêu cầu.

5.2.1.4. Khoảng cách từ lỗ xuyên tới các công trình thăm dò khác

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

5.2.2. Trình tự thí nghiệm khi xuyên cơ học

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

5.2.3. Trình tự thí nghiệm khi xuyên tự động

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

Tiến hành thí nghiệm xuyên liên tục với tốc độ xuyên không đổi theo yêu cầu (20mm/s) và hệ thống bộ phận đo tự động ghi lại các kết quả về sức kháng xuyên đầu mũi q_c, ma sát thành đơn vị f_s, áp lực nước lỗ rỗng u…

5.3. Thí nghiệm tiêu tán – đối với trường hợp xuyên đo áp lực nước lỗ rỗng             

Khi dừng xuyên áp lực nước lỗ rỗng dư xung quanh mũi côn bắt đầu tiêu giảm. Thí nghiệm tiêu tán là thí nghiệm ghi lại sự tiêu giảm áp lực nước lỗ rỗng dư theo thời gian ở độ sâu bất kỳ.

Thí nghiệm tiêu tán được coi là kết thúc khi độ tiêu tán U = 50%. Khi có yêu cầu xác định áp lực thủy tĩnh thì thí nghiệm tiêu tán được tiến hành cho đến khi áp lực nước lỗ rỗng ổn định, khi đó coi bằng u_t = u_o.

6. Tính toán, báo cáo và sử dụng kết quả thí nghiệm             

6.1. Tính toán kết quả thí nghiệm

6.1.1. Tổng ma sát thành, Q_st

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

6.1.2. Sức kháng xuyên đầu mũi, q_c

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

6.1.3. Ma sát thành đơn vị, f_s

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

6.1.4. Tỷ sức kháng, Fr

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

6.1.5. Áp lực nước lỗ rỗng dư

Áp lực nước lỗ rỗng dư được tính toán theo công thức:

Δu = u₂ – u_o                                          (6)

Trong đó:

- Δu là áp lực nước lỗ rỗng dư, kPa;

- u_o là áp lực thủy tĩnh, kPa;

- u₂ là áp lực nước lỗ rỗng đo được, kPa.

Giá trị của áp lực nước lỗ rỗng dư có thể là dương hoặc âm tùy thuộc vào đặc tính của đất.

6.1.6. Hệ số áp lực nước lỗ rỗng

Hệ số áp lực nước lỗ rỗng được xác định theo công thức:

Trong đó:

- B_q là hệ số áp lực nước lỗ rỗng;

- Δu là áp lực nước lỗ rỗng dư, kPa;

- q_t là sức kháng xuyên đầu mũi đã hiệu chỉnh, kPa;

- σ_vo là áp lực bản thân của đất nền, kPa.

6.2. Báo cáo kết quả thí nghiệm

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

Kết quả thí nghiệm cần nêu đầy đủ các thông tin như sau:

+ Tên công trình/địa điểm;

+ Hạng mục;

+ Tên lỗ xuyên;

+ Cao độ, tọa độ vị trí thí nghiệm;

+ Độ sâu thí nghiệm;

+ Độ sâu mực nước ngầm (nếu có);

+ Người thí nghiệm;

+ Ngày bắt đầu/kết thúc thí nghiệm;

+ Tên thiết bị thí nghiệm;

+ Loại mũi côn sử dụng;

+ Kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh được trình bày dưới dạng biểu đồ xuyên gồm các thông số q_c, f_s, R_f. Đối với trường hợp xuyên đo áp lực nước lỗ rỗng báo cáo gồm các thông số q_c, f_s, u, R_f. Mẫu biểu đồ xuyên tĩnh được trình bày ở phụ lục D;

+ Các ghi chú trong quá trình xuyên (nếu có).

6.3. Sử dụng kết quả thí nghiệm

Địa tầng của khu vực khảo sát có thể được phân chia dựa trên kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh: Hình dạng biểu đồ xuyên, giá trị tuyệt đối sức kháng xuyên đầu mũi, ma sát thành đơn vị, áp lực nước lỗ rỗng cũng như tương quan tương đối giữa các giá trị đó. Phân loại đất có thể được thực hiện qua giá trị tỷ sức kháng xuyên hoặc hệ số áp lực nước lỗ rỗng tùy theo loại thí nghiệm được thực hiện. Trong nhiều trường hợp cần phải so sánh với số liệu khoan và thí nghiệm trong phòng để chính xác hóa việc phân chia địa tầng.

Một số đặc trưng của đất nền như: Độ chặt của đất loại cát, sức kháng cắt không thoát nước S_u­ của đất loại sét, hệ số cố kết ngang (C_h), hệ số thấm ngang (K_h) … có thể tính toán được từ kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh, trên cơ sở các tương quan thực nghiệm, nêu trong phụ lục E.

Sức chịu tải của móng cọc được xác định qua kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh, kết hợp với các kết quả khoan địa chất công trình, theo các quy định nêu ra trong phụ lục E.

7. Hiệu chỉnh và bão dưỡng thiết bị

7.1. Hiệu chỉnh thiết bị

7.1.1. Hiệu chỉnh bộ phận cảm ứng đo áp lực nước lỗ rỗng

Hiệu chỉnh bộ phận cảm ứng đo áp lực nước lỗ rỗng là cơ sở đánh giá độ tin cậy của thiết bị. Việc hiệu chỉnh phải được thực hiện trong buồng áp lực cao và theo chu kỳ định sẵn của nhà sản xuất và các quy định của pháp luật hiện hành. Hiệu chỉnh các cảm biến đo q_c và f_s phải được tiến hành riêng rẽ. Tuy nhiên hai cảm biến này cũng được kiểm tra trong điều kiện làm việc đồng thời nhằm tránh “ảnh hưởng qua lại xảy ra”. Kết quả hiệu chỉnh đưa ra được sai số lặp, sự không tuyến tính và mức độ trễ của tín hiệu. Nhân tố hiệu chỉnh không tuyến tính là khác nhau khi phép đo được thực hiện trong những khoảng áp lực khác nhau. Khi hiệu chỉnh với các mũi xuyên mới, quá trình này được thực hiện từ 15-20 chu kỳ. Kết quả hiệu chỉnh là một hàm số bao gồm các giá trị đo, sai số của các giá trị đo khi giỡ tải về không và các hệ số dùng để kiểm tra trong quá trình thí nghiệm.

7.1.2. Hiệu chỉnh đồng hồ đo áp lực

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

7.2. Bảo dưỡng thiết bị

Tham khảo TCVN 9352:2012, Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

PHỤ LỤC A

(Tham khảo)

CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

A.1. Ảnh hưởng của vị trí màng thấm đến giá trị áp lực nước lỗ rỗng

Giá trị áp lực nước lỗ rỗng đo được từ thí nghiệm xuyên có đo áp lực nước lỗ rỗng thay đổi tùy thuộc vào vị trí của màng thấm. Hiện tại vị trí của màng thấm chưa được tiêu chuẩn hóa. Hiệp hội cơ học đất và nền móng quốc tế (ISSMFE) kiến nghị vị trí của màng thấm đặt ngay sau mũi côn. Vị trí màng thấm đặt ở đây có những ưu điểm sau:

- Màng thấm ít bị hư hỏng và hao mòn;

- Phép đo ít bị ảnh hưởng bởi sự nén ép;

- Áp lực nước lỗ rỗng đo được (u₂) sử dụng trực tiếp để hiệu chỉnh q_c;

- Dễ dàng tháo lắp và thay thế;

- Quá trình đo áp lực nước lỗ rỗng trong thí nghiệm tiêu tán ít bị ảnh hưởng bởi việc khóa hoặc không khóa cần.

A.2. Ảnh hưởng của nhiệt độ

Đối với thiết bị xuyên tự động có bộ phận đo áp lực nước lỗ rỗng, sự thay đổi nhiệt độ có ảnh hưởng đến các giá trị đo. Lý do chính chỉ ra sự ảnh hưởng của nhiệt độ đến các giá trị đo chính là sự thay đổi các giá trị đo của đầu đo cảm biến khi ở trạng thái không tải. Đặc biệt khi mũi xuyên hoạt động trong khoảng phạm vi áp lực nhỏ thì sự ảnh hưởng của nhiệt độ cần được quan tâm đầy đủ.

Để tránh ảnh hưởng và sai số do nhiệt độ cần thực hiện đầy đủ các quy định sau:

- Đảm bảo số đọc ở trạng thái không tải trước và sau mỗi thí nghiệm ở cùng một điều kiện nhiệt độ xấp xỉ nhau và gần với nhiệt độ của đất nền nơi thí nghiệm.

- Đặt một cảm biến đo nhiệt độ ở trong đầu xuyên và hiệu chỉnh kết quả đo dựa trên các giá trị hiệu chỉnh thu được từ trong phòng thí nghiệm.

A.3. Ảnh hưởng của áp lực nước lỗ rỗng đến q_c và f_s

Đối với đầu xuyên đo áp lực nước lỗ rỗng, khi làm việc phải chịu áp lực bao quanh do tác dụng của áp lực nước lỗ rỗng gây ra trên diện tích hình vành khuyên ở phần tiếp giáp giữa mũi xuyên và măng xông đo ma sát. Cũng như vậy áp lực nước lỗ rỗng tác dụng lên phần diện tích hình vành khuyên ở phần đáy và đỉnh của măng xông đo ma sát. Các lực tác dụng này có ảnh hưởng trực tiếp làm giảm cường độ sức kháng xuyên đầu mũi và tăng cường ma sát thành đơn vị. Do đó giá trị sức kháng xuyên đầu mũi và ma sát thành đơn vị trong trường hợp cần thiết có thể được hiệu chỉnh.

Biểu đồ đo tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng

 QUÝ KHÁCH HÀNG CÓ NHU CẦU VUI LÒNG LIÊN HỆ ĐỂ NHẬN BÁO GIÁ