Bài giảng Thiết bị xuyên tĩnh có nội dung giới thiệu thiết bị và tính năng kỹ thuật, cách sử dụng các thiết bị, điều chỉnh các thông số kỹ thuật để vận hánh, sử dụng chúng trong địa chất công trình.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Thiết bị xuyên tĩnh
- Thiết bị xuyên tĩnh
- Giới thiệu thiết bị và tĩnh năng kỹ thuật
Thiết bị xuyên tĩnh được cấu tạo từ các bộ phận chủ yếu sau:
1. Mũi xuyên
- Mũi xuyên CPTU
- Có hai kiểu mũi xuyên cơ bản:
Mũi xuyên di động: đi với cần xuyên có cấu tạo cần trong và cần ngoài. Khi đo
thì cần ngoài đứng yên, cần trong và mũi xuyên ấn vào trong đất.
Mũi xuyên cố định: đi với cần xuyên có cấu tạo không có cần trong, di chuyển
đồng thời với cần xuyên trong quá trình xuyên và đo ghi số liệu liên tục. Loại mũi
xuyên này được gắn thêm các cảm biến đo lực (đo sức kháng mũi, ma sát thành đơn
vị, áp lực nước lỗ rỗng, góc nghiêng mũi xuyên,…).
- 2. Cần xuyên
- 3. Hệ thống tạo lực ấn
- Để tạo lức ấn mũi xuyên và cần xuyên vào trong đất dùng một trong hai
phương pháp sau:
Phương pháp thủy lực: Dùng hệ thống gồm máy bơm dầu thủy lực (dầu
thủy lực là loại dầu chịu được áp và nhiệt độ cao) và kích tạo lực ấn, kéo khi
xuyên. Bơm sẽ bơm dầu thủy lực tạo lực ấn để nâng và hạ hệ thống kích (hệ
thống pittong) của máy xuyên, hệ thống kích này kéo và ấn cần xuyên trong quá
trình xuyên. Hiện nay, phương pháp này đã tạo ra lực khoảng từ 1020 tấn và lớn
hơn.
Phương pháp cơ học: dùng hệ thống bánh răng và tay quay tạo lực ấn và kéo
cần xuyên trong quá trình xuyên, tạo ra lực ấn và kéo khoảng 10 tấn. Phương pháp
này dùng sức người nên cần xuyên và mũi xuyên được ấn và kéo chậm, chiều sâu
xuyên hạn chế (khoảng 20m), hiệu quả không cao, phù hợp với điều kiện địa hình
chật hẹp, vận chuyển khó khăn. Sử dụng phương pháp này có máy xuyên tay.
- 4. Hệ thống đối tải
- 5. Hệ thống đo ghi số liệu
a. Hệ thống đo
Hệ thống đo số liệu có nhiệm vụ đo sức kháng xuyên đầu mũi, ma sát thành
đơn vị (đối với xuyên thông thường – CPT) và một số thông số khác như áp lực
nước lỗ rỗng, góc nghiêng của mũi, vị trí của mũi xuyên (đối với xuyên đo áp lực
nước lỗ rỗng CPTu). Có hai phương pháp đo:
Phương pháp cơ học: Dùng đồng hồ áp lực để đo các lực tác dụng vào mũi
xuyên. Phương pháp này khi xuyên sử dụng cần kép, khi đo cần ngoài đứng yên, cần
trong di chuyển tác dụng vào pittong trên máy xuyên ép dầu thủy lực trong hộp
pittong di chuyển tác dụng vào đồng đo lực gắn trên máy xuyên, qua đồng hồ đo
được giá trị áp lực của đất tác dụng vào mũi xuyên và ống đo ma sát, trong quá trình
xuyên khoảng 20 cm các giá trị lại được đo một lần. Phương pháp này được áp
dụng cho một số loại máy xuyên (CPT) goda (xuyên máy, xuyên tay).
- Phương pháp điện: phương pháp này sử dụng các sensor lực đặt trong mũi
xuyên (số lượng sensor phụ thuộc vào số lượng các thông số cần đo), đối với
xuyên đo áp lực nước lỗ rỗng (CPTu) thường có 5 sensor tương đương với 5
kênh (kênh đo sức kháng đầu mũi, ma sát thành đơn vị, áp lực nước lỗ rỗngU2,
góc nghiêng của mũi, vị trí mũi xuyên), một số loại mũi xuyên còn có thêm 2
kênh đo áp lực nước lỗ rỗng (U1 và U3). Sử dụng phương pháp này trong quá
trình xuyên sự thay đổi về sức kháng đầu mũi, ma sát thành, áp lực nước lỗ
rỗng, góc nghiêng mũi xuyên, vị trí mũi xuyên được các sensor ghi nhận và
chuyển thành các tín hiệu điện, các tín hiệu điện này được truyền về hộp ghi
qua hệ thống giây cáp tín hiệu, các thông số được ghi liên tục (khoảng 1 cm 1
lần).
- b. Hệ thống ghi số liệu
Có nhiệm vụ ghi lại các thông số mà hệ thống đo cung cấp. Có hai phương
pháp ghi.
Phương pháp thủ công: theo phương pháp này các thông số do hệ thống đo
cung cấp được ghi vào sổ nhật ký. Khoảng 20cm một lần ghi số liệu.
Phương pháp tự động. Theo phương pháp này các thông số do hệ thống đo
cung cấp được hộp data log chuyển thành tín hiệp số truyền vào máy tính, máy
tính ghi và lưu số liệu liên tục (khoảng 1cm một lần ghi) dưới dạng file số liệu.
- Vận hành thiết bị
Bước 1: Xác định vị trí xuyên theo thiết kế
Bước 2: Chuẩn bị mặt bằng xuyên.
Bước 3: Chuẩn bị đối tải.
Bước 4: Đặt máy vào phía dưới hệ thống khung dầm của đối tải sao cho tâm máy
nằm đúng vị trí cần xuyên.
Bước 5: Lắp các ống ty ô dầu thủy lực nối máy ép (máy ấn cần xuyên) với hệ
thống bơm dầu thủ lực đối với xuyên máy.
Bước 6: Chuẩn bị đủ số lượng cần xuyên theo yêu cầu và một số dụng cụ cần
thiết dùng tháo lắp cần và mũi xuyên trong quá trình xuyên.
Ghi chú: Đối với xuyên đo áp lực nước lỗ rỗng cần thực hiện thêm các bước từ 7
đến 10:
Bước 7: Bão hòa đá thấm
Việc bão hòa đá thấm được thực hiện trước ở trong phòng bằng phương pháp hút
chân không. Đá thấm sau khi được bão hòa ở trong phòng được bảo quản trong
dung dịch glixerin và vận chuyển ra công trường.
- Bước 8: Luồn dây cáp tính hiệu vào phía trong cần xuyên, số lượng cần phụ
thuộc vào chiều sâu xuyên và chiều dài dây cáp
Bước 9: Lắp mũi xuyên và kết nối với hệ thống đo ghi số liệu
Đá thấm sau khi được bão hòa được lắp vào mũi xuyên. Quá trình lắp đặt đá thầm
vào mũi xuyên phải đảm bảo đá thấm luôn ở trạng thái báo hòa và mũi xuyên cũng
phải được bão hòa.
Sau khi lắp mũi xuyên, kết nối mũi xuyên với hệ thống đo ghi số liệu bằng dây
cáp tín thiệu.
Bước 10: Hiệu chỉnh các thông số đo (Qc, Fs, U2,…) cho mũi xuyên
Bước 11: Xuyên phá. Tiến hành xuyên phá lớp đất phía trên cùng nễu có lẫn
nhiều dăm sạn, gạch vỡ,...hoặc đất quá cứng.
Bước 12: Lắp mũi xuyên và cần xuyên đầu tiên vào hệ thống ấn.
Bước 13: Tiến hành xuyên
Tiến hành xuyên bằng cách tăng áp lực xuyên lên đầu cần xuyên. Tốc độ xuyên
đạt khoảng 1.62.0cm/s.
- + Đối với xuyên cơ
Trong quá trình xuyên cứ 20cm đọc và ghi số liệu một lần. Tại độ sâu cần
ghi số liệu dừng xuyên (khi đó cần ngoài đứng yên) tác lực vào đầu cần ty, cần
ty làm cho mũi xuyên dịch chuyển, lúc này cần ty tỳ lên piston của máy xuyên.
Bằng đồng hồ áp lực được gắn trên máy xuyên đọc được các giá trị X và Y
tương ứng với lực cùa đất tác dụng vào mũi và ống đo ma sát của mũi xuyên.
Xuyên hết một cần xuyên lại nối cần xuyên khác vào và tiếp tục xuyên.
Quá trình xuyên diến ra liên tục đến độ sâu yêu cầu.
+ Đối với xuyên CPTu
Quá trình xuyên diễn ra liên tục với tốc độ ấn cần xuyên trung bình như đã
nêu ở trên. Các số liệu về Qc, Fs, U2, góc nghiêng của mũi xuyên,... được hộp
data log và máy tính ghi với khoảng cách 1cm 1 số liệu.
Xuyên hết một cần lại nối cần xuyên khác vào và tiếp tục xuyên đến hết
chiều sâu yêu cầu.
- Bước 14: Kéo mũi và cần xuyên
Sau khi xuyên đến chiều sâu yêu cầu. Dừng xuyên, ghi lại số liệu trong máy
tính và cất các phụ kiện máy tính, hộp data log,..đối với xuyên CPTu.
Tiến hành kéo cần và mũi xuyên lên với tốc độ phù hợp.
Ghi chú: Một số điều cần chú ý khi xuyên
Trong quá trình xuyên đảm bảo máy xuyên luôn thẳng đứng, cần xuyên không
được quá nghiêng.
Đối tải luôn đủ, neo không bị nhổ hoặc hệ thống chất tải không bị nghiêng.
Trong trường hợp đối tải không đủ hoặc cần và mũi xuyêng nghiêng nhiều
cần phải dừng xuyên và khắc phúc nếu không khắc phục được phải kéo mũi
xuyên lên.
Nếu phải dừng xuyên khi chưa đạt độ sâu yêu cầu vì bất kỳ lý do gì, thì phải
kéo mũi xuyên lên, dịch chuyển sang vị trí khác cách vị trí ban đầu ít nhất là 1m và
tiến hành xuyên lại nếu tư vấn và chủ đầu tư yêu cầu.
Quá trình xuyên phải diễn ra liên tục đến độ sâu yêu cầu. Nếu vì lý dò gì phải
dừng xuyên tạm thời thì phải ghi vào nhật ký xuyên.
- Các thông số thí nghiệm xác định
1. Đối với xuyên cơ
Các thông số thí nghiệm xác định khi xuyên tĩnh bao gồm:
Sức kháng xuyên đầu mũi: Là sức kháng xuyên của đất tác dụng lên mũi
xuyên, được xác định bằng tỷ số giữa lực tác dụng lên mũi côn và diện tích tiết
diện đáy mũi.
Ma sát thành đơn vị: Là sức kháng của đất tác dụng lên bề mặt của ống đo
ma sát , được xác định bằng tỷ số giữa lực tác dụng lên bề mặt ống đo ma sát QS
và diện tích bề mặt ống đo Fs
Sức kháng xuyên tổng: Là tổng lực tác dụng lên mũi côn và lực tác dụng lên
ống đo ma sát. Qt = Qc + Qs
Tỷ sức kháng xuyên Fr : Là tỷ số gia ma sát thành đơn vị (fs) và sức kháng
xuyên đầu mũi qc
- 2. Đối với xuyên đo áp lực nước lỗ rỗng CPTu
Khác với xuyên tĩnh cơ thông thường, các thông số xác định được khi xuyên
sẽ được một phần mềm chuyên dụng tĩnh toán, phân tích cho ra các số liệu và
biểu đồ sau:
Số liệu Qc, Fs, Fr, U2, v, v’, OCR, Su,... theo chiều sâu, với khoảng cách
1cm một số liệu.
Các biểu đồ đi kèm gồm có: Biểu đồ Qc, Fs, Fr, U2, biểu đồ tiêu tán, phân
loại đất,... theo chiều sâu.
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
