Thí nghiệm XD sức chịu tải cọc – Thí nghiệm tải trọng tĩnh ép dọc trục –TCVN9393:2012 – D1143
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.
PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
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.
Quy trình gia tải
- 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.
- 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.
- Quy trình gia tải tiêu chuẩn được thực hiện như sau:
- Gia tải từng cấp đến tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến như quy định …, mỗi cấp gia tải không lớn hơn 25 % tải trọng thiết kế. Cấp tải mới chỉ được tăng khi tốc độ lún đầu cọc đạt ổn định quy ước như quy định… nhưng không quá 2 h. Giữ cấp tải trọng lớn nhất cho đến khi độ lún đầu cọc đạt ổn định quy ước hoặc theo phương án thí nghiệm được duyệt;
- Sau khi kết thúc gia tải, nếu cọc không bị phá hoại thì tiến hành giảm tải về 0, mỗi cấp giảm tải bằng lần cấp gia tải và thời gian giữ tải mỗi cấp là 30 min, riêng cấp tải 0 có thể lâu hơn nhưng không quá 6 h.
- Nếu có yêu cầu thí nghiệm chu kỳ thì thực hiện theo quy trình gia tải sau:
- Chu kì thứ nhất: Gia tải đến tải trọng quy định (thông thường đến 100 % tải trọng thiết kế), sau đó giảm tải về 0. Giá trị mỗi cấp gia tải, giảm tải và thời gian giữ tải như quy định trình gia tải tiêu chuẩn.
- Chu kỳ thứ hai: Gia tải lại đến cấp tải cuối của chu kì thứ nhất, thời gian giữ tải mỗi cấp là 30 min, tiếp tục gia tải đến cấp tải cuối của chu kì thứ hai, sau đó giảm tải về 0.
- Gia tải các chu kỳ tiếp theo được lặp lại … đến tải trọng phá hoại hoặc tải trọng lớn nhất theo dự kiến, theo nguyên tắc cấp tải cuối của chu kỳ sau lớn hơn chu kì trước đó.
- 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. |
Sơ đồ bố trí thiết bị thí nghiệm:
H1: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng làm phản lực
H2: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực
H3: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đổi trọng kết hợp cọc neo làm phản lực
H4: Sơ đồ bố trí hệ kích thủy lực và hệ đo đạc trong thí nghiệm nén tĩnh