zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Chuẩn hóa số đọc từ số liệu tại hiện trường của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn - SPT

Chia sẻ: ViTsunade2711 ViTsunade2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:5

Báo xấu

67
lượt xem 3
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ở nước ta, nhiều năm về trước và hiện nay, SPT cũng được sử dụng rộng rãi, thường kết hợp trong quá trình khoan khảo sát địa chất công trình – áp dụng theo tiêu chuẩn TCVN 9351:2012. Với công tác thí nghiệm SPT tại hiện trường thường kết hợp với quá trình khoan khảo sát địa chất công trình nên sự chuẩn hóa (hiệu chỉnh) số liệu N thực tế tại hiện trường sang số liệu N thích hợp phục vụ cho mục đích tính toán là điều cần thiết.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Chuẩn hóa số đọc từ số liệu tại hiện trường của thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn - SPT

Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 1/2017 No. 1/2017 CHUẨN HÓA SỐ ĐỌC TỪ SỐ LIỆU TẠI HIỆN TRƯỜNG CỦA THÍ NGHIỆM XUYÊN TIÊU CHUẨN – SPT ThS. Lê Thị Cát Tường Khoa Cầu Đường, Trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt 1. Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (Standard Hay thường được viết tắt là SPT (Standard Penetration Test – SPT) là loại hình thí nghiệm Penetration Test) là một thí nghiệm xuyên tại hiện trường, được Charge R. Grow đưa vào ứng dụng đầu tiên vào năm 1902 và đến năm tại hiện trường nhằm đo đạc các tính chất 1922 thì loại hình thí nghiệm này trở nên phổ địa kỹ thuật của đất. biến ở Bắc Mỹ. Ở nước ta, nhiều năm về trước và Phương pháp thí nghiệm này thường được hiện nay, SPT cũng được sử dụng rộng rãi, áp dụng cho nhiều công trình khảo sát xây thường kết hợp trong quá trình khoan khảo sát dựng vì một số ưu điểm: thiết bị đơn giản, địa chất công trình – áp dụng theo tiêu chuẩn thao tác và ghi chép diễn giải kết quả khá TCVN 9351:2012. Với công tác thí nghiệm SPT dễ dàng, dùng cho nhiều nền đất và độ sâu tại hiện trường thường kết hợp với quá trình khoan khảo sát địa chất công trình nên sự chuẩn khảo sát, chi phí thấp... hóa (hiệu chỉnh) số liệu N thực tế tại hiện trường 1.1. Mục đích sang số liệu N thích hợp phục vụ cho mục đích Dùng để dự tính, đánh giá: tính toán là điều cần thiết. - Sức chịu tải của đất nền - Độ chặt tương đối của nền đất cát Từ khóa - Trạng thái của đất loại sét Thí nghiệm, xuyên tiêu chuẩn SPT, chuẩn hóa - Độ bền nén một trục (qu) của đất sét số liệu - Kết hợp lấy mẫu để phân loại đất 1.2. Nguyên lý thí nghiệm Thí nghiệm sử dụng một ống mẫu thành mỏng với đường kính ngoài 50 mm, đường kính trong 35 mm, và chiều dài 650 mm. Ống mẫu này được đưa đến đáy lỗ khoan sau đó dùng búa trượt có khối lượng 63,5 kg cho rơi tự do từ khoảng cách 760 mm. Việc đóng ống mẫu được chia làm ba nhịp, mỗi nhịp đóng sâu 150 mm tổng cộng 450 mm, người ta sẽ tính số búa trong mỗi nhịp và chỉ ghi nhận tổng số búa trong hai nhịp cuối và hay gọi số này là "giá trị N". Trong trường hợp sau 50 búa đầu mà ống mẫu chưa cắm hết 150 mm thì người ta chỉ ghi nhận 50 giá trị này. Số búa phản ảnh độ chặt của nền đất và được dùng để tính toán trong địa kỹ thuật. 43
Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 1/2017 No. 1/2017 1.3. Dụng cụ thí nghiệm hoàn toàn chuyển tới đầu xuyên SPT mà có sự mất mát năng lượng, có thể do: - Ống mẫu: đường kính ngoài 50,8mm, + Mất mát năng lượng do ma sát giữa búa đường kính trong 34,9mm, chiều dài ống rơi với trục dẫn hướng, ma sát giữa dây kéo chẻ: 609mm, chiều dài mũi đóng là 57,1mm. với ròng rọc. - Tạ có trọng lượng 63,5kg, rơi tự do trên đế + Mất mát năng lượng do người thí nghiệm nện. hay thiết bị (thiết bị quá cũ, không chuẩn xác - Đế nện. trong thao tác,…), đôi khi vì nguyên nhân - Cần trượt định hướng. này mà năng lượng có thể mất đến hơn 20%. + Mất mát năng lượng do ma sát giữa đất lỗ khoan và cần khoan, v.v… Vậy số liệu N thực tế tại hiện trường chưa phải là số liệu cuối cùng để đưa vào áp dụng Hình 1.1. Búa đóng SPT cho mục đích tính toán mà cần phải hiệu chỉnh (chuẩn hóa số liệu) để đưa ra thông số N thích hợp cho mục đích tính toán và những hiệu chỉnh sau cần áp dụng: - Hiệu chỉnh cát mịn lẫn bụi theo Terzaghi và Peck: Hình 1.2. Mũi SPT N’ = 15 + 0,5(N-15) 1.4. Trình tự thí nghiệm (N’- chỉ số búa hiệu chỉnh; N- chỉ số búa - Bước 1: Khoan tạo lỗ đến độ sâu dự định thực tế). thí nghiệm, vét sạch đáy, hạ ống mẫu SPT - Hiệu chỉnh theo độ sâu: và lắp đặt đế nện, cần, tạ… 35 - Bước 2: vạch lên cần đóng 3 khoảng, mỗi N'  N  7  γh khoảng 15cm (tổng chiều sâu đóng 45cm). (h– độ sâu thí nghiệm; - dung trọng nếu - Bước 3: Cho tạ rơi tự do ở độ cao 76cm, dưới mực nước sử dụng dung trọng đẩy nổi đếm và ghi số tạ đóng cho từng khoảng  đn). 15cm. - Hiệu chỉnh nước dưới đất: - Bước 4: lấy chỉ số tạ đóng của 30cm cuối N’ = 0,5N + 7,5 cùng làm chỉ số SPT. - Hiệu chỉnh theo sự mất mát năng lượng búa Khoảng cách thí nghiệm SPT thông thường từ (Vũ công Ngữ và Nguyễn Thái – 2002): Với 1– 3m, tùy theo độ đồng nhất của đất nền. sự mất mát các năng lượng như trên nên 2. Chuẩn hóa số liệu năng lượng hiệu quả thực tế chỉ đạt 30÷65% Khi có được số búa N đóng thực tế tại hiện (tùy thiết bị sử dụng và vị trí độ sâu tiến trường, thì vấn đề cần đặt ra là có nên sử hành loại hình thí nghiệm trên) và để có sự dụng trực tiếp số búa đóng thực tế N hay cần thống nhất trong việc hiểu chỉnh nó để đưa vào ứng dụng trong chuẩn hóa số liệu thì người ta xem 60% như việc dự tính, đánh giá như mục 1.1 đã nêu. là năng lượng hữu ích trung bình và lúc này Theo các nhà khoa học cho rằng, SPT là một thường quy đổi N thực tế về N60 (60% năng trong những loại hình thí nghiệm hiện trường lượng hữu ích). có sự sai số bởi một số nguyên nhân sau: Ví dụ: như có số liệu SPT tại hiện trường là - Yếu tố vị trí độ sâu thí nghiệm và mực nước N = 20 lúc này nếu lấy 60% năng lượng dưới đất cũng ảnh hưởng đến chỉ số N thực tế. hữu ích thì giá trị thực của SPT là N = 20 . - Khi thí nghiệm thả rơi búa tự do, thì năng 60/100 = 12 và lúc này giá trị N thực giảm lượng toàn phần do búa rơi là: E = 63,5kg x đi nhiều so với giá trị N tại hiện trường khi 0,76m. Tuy nhiên, năng lượng E này không chưa chuẩn hóa theo năng lượng. 44
Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 1/2017 No. 1/2017 Sau đây là bảng tham khảo năng lượng hiệu quả (%) ứng với một số thiết bị SPT Bảng 1.1. Năng lượng hiệu quả (%) của một số thiết bị SPT. Loại SPT Loại dẫn (donut) Loại an toàn (safety) Dây + ròng rọc Tự động Dây + ròng rọc Tự động Bắc Mỹ 45 70 ÷ 80 80 ÷ 100 Nhật 67 78 Anh 50 60 Ngoài ra, cùng một loại đất, N 60 = 10 tại 1m, + 2 = min (1; 0,03L + 0,7) (với L chiều cần). thì tại 30m, N60 có thể lên tới 20. Vì lúc này + 3 = 1 với ống lấy mẫu không có lớp lót; tại 30m, áp lực ngang lớn hơn rất nhiều so với + 3 = 0,9 với ống lấy mẫu có lớp lót, đất cát tại 1m nên cần phải đập nhiều nhát búa hơn. rời; Do đo, ta cần chuẩn hóa N60 theo các hệ số + 3 = 0,8 với ống lấy mẫ ucó lớp lót, đất sét sau: hay cát chặt. N’60 = N60 x CN = N x CE x CN + 4 = 1 nếu hố khoan có đường kính 60 ÷ Eh 120mm; Trong đó: CE – hệ số hiệu quả: CE  + 4 = 1,05 nếu hố khoan có đường 60 kính150mm; (Bên cạnh đó, ở nước ta thường tạm lấy CE = + 4 = 1,15 nếu hố khoan có đường kính 0,5 ÷ 0,9, nếu thiết bị tiên tiến hơn thì có thể 200mm. lấy cao hơn). Những hệ số 2, 3, 4 tuy không quan trọng CN – hệ số độ sâu, có thể lấy như sau: so với CN và CE nhưng cũng được xem xét nếu Liao & Whitman (1986): CN = (0,9576/’vo)0,5. trong trường hợp cần thiết. Peck (1974): CN = 0,77.log(20/1,05/’vo) 3. Kết quả thí nghiệm Skempton (1986): CN = 2/(1 + ’vo) Khi số liệu N thực tế được chuẩn hóa (hiệu (với ’vo - ứng suất hữu hiệu theo phương chỉnh) hợp lý theo từng trường hợp cụ thể như đứng). đã nêu ở mục 2, việc lập biểu đồ thể hiện kết Ngoài ra, Bowles (1996) còn đề nghị các hệ quả giá trị N là điều cần thiết (hình 1.3). số khác (2, 3, 4), 45
Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 1/2017 No. 1/2017 §é Tªn §é BÒ H×nh Sè hiÖu vµ THÝ NGHI£M XUY£N TI£U CHU¢N (SPT) s©u líp s©u dµy trô ®é s©u M« t¶ ®Êt (m) líp (m) 15 15 15 Sè hiÖu vµ ®é mÉu N 0 10 20 30 40 50 (m) cmcm cm s©u SPT k 1,3 Líp k: Xµ bÇn san lÊp 2,0 1,3 HK1-1 SPT1 Líp 1: SÐt pha nÆng, 2 3 3 6 6 1,9 1 1,8 - 2,0 2,0 - 2,45 3,2 mµu n©u vµng - x¸m 4,0 HK1-2 xanh, tr¹ng th¸i dÎo SPT2 1,8 2 3,8 - 4,0 2 3 5 8 8 4,0 - 4,45 5,0 mÒm 6,0 HK1-3 SPT3 Líp 2: SÐt pha lÉn 4 6 8 14 14 5,8 - 6,0 6,0 - 6,45 4,0 3 s¹n sái laterit, mµu 8,0 HK1-4 SPT4 n©u ®á, tr¹ng th¸i 5 6 7 13 13 9,0 7,8 - 8,0 8,0 - 8,45 n÷a 10,0 HK1-5 SPT5 9,8 - 10,0 5 7 8 15 15 10,0 - 10,45 Líp 3: SÐt pha, mµu 12,0 4 HK1-6 n©u vµng - n©u ®á - SPT6 6,0 11,8 - 12,0 x¸m xanh, tr¹ng th¸i 4 5 7 12 12 12,0 - 12,45 14,0 HK1-7 dÎo cøng SPT7 5 6 7 13 13 15,0 13,8 - 14,0 14,0 - 14,45 HK1-8 Líp 4: SÐt mµu n©u 16,0 SPT8 15,8 - 16,0 vµng - n©u ®á - n©u 2 3 5 8 8 16,0 - 16,45 hång, tr¹ng th¸i dÎo 18,0 HK1-9 SPT9 2 3 3 6 6 18,0 - 18,45 17,8 - 18,0 20,0 5 HK1-10 SPT10 2 2 3 5 5 10 19,8 - 20,0 Líp 5: SÐt pha nÆng, 20,0 - 20,45 22,0 mµu x¸m ghi, tr¹ng SPT11 HK1-11 2 3 4 7 7 21,8 - 22,0 th¸i dÎo mÒm 22,0 - 22,45 24,0 HK1-12 SPT12 3 4 9 13 13 25,0 23,8 - 24,0 24,0 - 24,45 26,0 HK1-13 SPT13 7 12 17 29 29 25,8 - 26,0 26,0 - 26,45 28,0 HK1-14 SPT14 9 13 21 34 34 27,8 - 28,0 28,0 - 28,45 30,0 HK1-15 SPT15 8 14 24 38 38 29,8 - 30,0 30,0 - 30,45 32,0 HK1-16 Líp 6: C¸t pha, mµu 8 13 22 35 35 SPT16 6 31,8 - 32,0 n©u vµng - x¸m vµng, 32,0 - 32,45 15,0 34,0 ®«i chç lÉn sái th¹ch HK1-17 7 12 18 30 30 SPT17 33,8 - 34,0 34,0 - 34,45 36,0 HK1-18 SPT18 8 13 19 32 32 36,0 - 36,45 35,8 - 36,0 38,0 HK1-19 SPT19 7 11 20 31 31 37,8 - 38,0 38,0 - 38,45 40,0 40,0 HK1-20 SPT20 39,8 - 40 8 12 21 33 33 40,0 - 40,45 Hình 1.3. Biểu đồ thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn – SPT (N). . 46
Thông báo Khoa học và Công nghệ Information of Science and Technology Số 1/2017 No. 1/2017 Từ biểu đồ thể hiện giá trị N trên, có thể ứng xây dựng nào cũng kết hợp thí nghiệm SPT. dụng vào các mục đích tính toán như đã nêu Vậy, số liệu thí nghiệm SPT– N thực tế tại hiện mục 1.1. trường chưa thực sự là số liệu ứng dụng cho 4. Kết luận mục đích tính toàn mà cần phải chuẩn hóa Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (Standard (hiệu chỉnh) số liệu thích hợp tương ứng theo Penetration Test – SPT) là một phương pháp từng trường hợp cụ thể của nền đất, cũng như thí nghiệm tại hiện trường và hiện nay loại thiết bị khảo sát (như là hiệu chỉnh theo mực hình thí nghiệm này khá phổ biến ở nhiều nước dưới đất, độ sâu, năng lượng búa,…) mà nước trên thế giới. Ngay cả ở nước ta thì hầu đã được nêu cụ thể mục 2, để có được số liệu như những hạng mục khoan khảo sát địa chất N thích hợp phục vụ cho mục đích tính toán. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. Tiêu chuẩn quốc gia, 2012. TCVN9351: 2012, NXB Bộ xây dựng. [2]. Vũ Công Ngữ, Nguyễn Thái (2002). Thí nghiệm đất hiện trường và ứng dụng trong phân tích nền móng, NXB Khoa học và kỹ thuật. [3]. Trần Văn Việt (2008). Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật, NXB Xây dựng. [4]. Vũ Công Ngữ, Nguyễn Văn Dũng (2001) . Cơ học đất, NXB Khoa học và kỹ thuật. [5]. Bùi Trường Sơn (2009). Địa chất công trình, NXB Đại học quốc gia TP.HCM. [6]. Nguyễn Hồng Đức (2000). Cơ sở địa chất công trình và địa chất thuỷ văn công trình, NXB Xây dựng, Hà Nội. [7]. R. Whitlow, 1996. Cơ học đất (dịch), NXB Giáo dục, Hà Nội 47

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2431 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.