Về thí nghiệm quan trắc sự phân bố ứng suất trong cọc khoan nhồi

Trong lĩnh vực xây dựng thiết bị quan trắc ngày được áp dụng rộng rãi, trong đó có việc sử dụng để xác định sự phân bố ứng suất theo chiều dài cọc khoan nhồi kết hợp trong thí nghiệm thử tải tĩnh.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Về thí nghiệm quan trắc sự phân bố ứng suất trong cọc khoan nhồi Hội nghị Khoa học kỷ niệm 50 năm ngày thành lập Viện KHCN Xây dựng VỀ THÍ NGHIỆM QUAN TRẮC SỰ PHÂN BỐ ỨNG SUẤT TRONG CỌC KHOAN NHỒI *Nguyễn Anh Dũng , Nguyễn TrungNghĩaTÓM TẮT: Trong lĩnh vực xây dựng thiết bị quan trắc ngày được áp dụng rộng rãi, trong đó có việcsử dụng để xác định sự phân bố ứng suất theo chiều dài cọc khoan nhồi kết hợp trong thí nghiệmthử tải tĩnh. Kết quả thí nghiệm cho phép người thiết kế có thêm hiểu biết bề sự làm việc tương tácgiữa đất và cọc, điều này cũng góp phần xác định chính xác hơn sức chịu tải của cọc và cũng địnhhướng cho những nghiên cứu sâu hơn về mặt lý thuyết. Dựa trên việc xem xét kết quả thực hiện thínghiệm này của chính các tác giả và các đơn vị khác, một số nhận xét được đưa ra với mong muốnđấy là những ý kiến trao đổi kinh nghiệm với các nhà Địa kỹ thuật trong việc đánh giá kết quả thínghiệm từ loại hình thí nghiệm này.TỪ KHÓA: Thí nghiệm nén tĩnh cọc, phân bố ứngsuất.1 MỞ ĐẦU Thí nghiệm nén tĩnh là loại thí nghiệm tin cậy dùng để kiểm tra sức chịu tải của cọc,phục vụ cho việc thiết kế cũng như đánh giá chất lượng công trình. Việc áp dụng kết hợp đosự phân bố ứng suất trong thân cọc, cũng như ma sát bên của cọc góp phần làm hiễu rõ thêmđối xử của cọc trong đất, mà trước kia khi nói về cọc, J.B. Rico [4] bình luận “Hệ số an toàncủa cọc bao giờ cũng lớn, do sự hiểu biết về cọc còn hạn chế”. Với kết quả thí nghiệm nàymà chiều dài cảu cọc cũng như hệ số an toàn sẽ được xem xét hợp lý hơn đem lại hiệu quảkinh tế cho công trình đồng thời nó cũng góp phần làm sang tỏ lý thuyết xác định sức chịu tảicủa cọc. Tuy nhiên kết quả thí nghiệm cũng có thể đưa ra nhưungc hình nahr bất bình thườngcần xem xét. Thông qua việc xem xét những kết quả thí nghiệm, tác giả báo cáo này mạnhdạn đưa ra một số ý kiến trao đổi.2 NGUYÊN LÝSự phân bố ứng suất trong thân cọc được dựa trên phương trình cân bằng của một phần tửcọc trong đất dưới tác dụng của tải trọng đầu cọc (hình 1). Phương trình phân bố ứng suấttrong thân cọc được viết. Theo phương trình này, ứng suất thẳng đứng trong thân cọc sẽgiảm theo độ sâu và phụ thuộc vào độ lớn của giá trị tải trọng tác dụng ở đầu cọc, cũng nhưma sát bên giữa đất và cọc. Với phương trình này có thể xác định ứng suất tại độ sâu bất kỳ.Giá trị ma sát bên của thâncọcPhân bố ứng suất trong thân cọc dựa trên những g iả thiết sauđây: • Biến dạng tại một mặt cắt là như nhau và diện tích mặt cắt cọc là hằng số. • Ma sát bên giữa cọc và đất là không đổi giữa hai mặt cắt lắp đặt thiết bị liền nhau. 113 • Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng tuân theo định luật Hook.*Nguyễn Anh Dũng, C&E Consultants, dzungcec@yahoo.com, +84 903402326, Nguyễn TrungNghĩa, C&E Consultants, nghia147@yahoo.com, +84 903473663 114 • Tại bất cứ chiều dài nào của cọc, lực tác dụng và nội lực được tuân theo phương trình cân bằng tĩnh theo trục cọc (hình 1): n P + ∑ f s * u * Li + σ Z * A = (1) 0 1Trong đó: P là ngoại lực tác dụng ở đỉnh cọc; fs là lực ma sát tác dụng trong khoảng chiều dàiLi;u là chu vi cọc; Li chiều dài cọc giữa hai mặt cắt liền nhua lắp thiết bị quan trắc; n là số mặtcắtnằm trên mặt cắt phân tích; σZ là giá trị ứng suất ở mặt cắt xem xét. Hình 1. Sơ đồ phân bố lực trên một đoạn cọc.3 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH KẾT QUẢ.3.1 Phương pháp thí nghiêm.Để các định ứng suất trong thân cọc, người ta sử dụng các cảm biến đo biến dạng, bố trítrên nhiều mặt cắt theo chiều dài cọc. Giá trị ứng suất được xác định dựa trên định luật Hookσ = εE[5]: (2)Trong đó: ε là giá trị biến dạng đo được; E là modul đần hồi của vật liệu cọc.Cho đến nay người ta sử dụng hai loại cảm biến để phục vụ cho loại thí nghiệmnày: m biến lắp trong bê tông và Cảm biến lắp ở cốt thép (ảnh 1).- Cả 115 Ảnh 1. Cảm biến đo biến dạng trong bê tông, thép và lắp đặt thiết bị đo trong lồng thép.Tuy lắp 2 loại khác nhau, nhưng giá trị biến dạng phải là như nhau (theo giả thiết khi chịunén, bê tông và thép có cùng biến dạng). Thông thường giá trị modul đàn hồi sử dụng là của bêtông hay giá trị tương đương của thép + bê tông. Tuy nhiên lượng cốt thép là rất nhỏ so vớidiện tích phần bê tông nên người ta thường sử dụng giá trị modul đàn hồi của bê tông.3.2 Phân tích kếtquả.Để xác định giá trị ứng suất trong thân cọc người ta áp dụng biểu thức (2), giá trị biến dạngđã có, vấn đề là sử dụng giá trị modul như thế nào.Có hai cách xác định modul biến dạng đi kèm với các giả thiết nhưsau:a. Cách 1: Mod ...