H i ngh ộ ị Khoa h c k n ệ ậ i n KHCN Xây ệ ọ ỷ i m 50 năm ngày thành l p V dựng
V THÍ NGH
Ề
IỆM QUAN TRẮC
SỰ PHÂN B Ố ỨNG SUẤT TRONG C C KHOAN N
Ọ
H IỒ
Nguy nễ Anh Dũng*, Nguy nễ Trung Nghĩa
ệ
tế kế có thêm hi uể bi chính xác h n s c
ị
ế
TÓM T T:Ắ Trong lĩnh vực xây dựng thi t ế bị quan trắc ngày được áp d nụ g rộng rãi, trong đó có vi cệ s ử d nụ g để xác định sự phân bố ngứ suất theo chi uề dài cọc khoan nhồi k tế h pợ trong thí nghi mệ thử tải tĩnh. K tế quả thí nghi m cho tế bề sự làm việc tương tác phép người thi gi aữ đất và cọc, điều này cũng góp phần xác đ nhị ơ ứ ch uị tải của cọc và cũng định hướng cho những nghiên c uứ sâu h nơ về mặt lý thuy t.ế D aự trên việc xem xét k tế quả th cự hi nệ thí nghi mệ này của chính các tác giả và các đơn v khác, một số nhận xét được đ aư ra v iớ mong muốn đấy là những ý ki n trao đổi kinh nghi mệ v iớ các nhà Đ aị kỹ thuật trong vi cệ đánh giá k tế quả thí nghi mệ từ loại hình thí nghi mệ này.
việc thi
cũng ờ l n,ớ do sự hi uể bi
ọc cũng như hệ số an toàn sẽ được xem xét h pợ lý h nơ đem l
ệ
ng có thể đ aư ra nh ungc ả ữ ế
i n trao đ i. ế m t s ý k ộ ố
ược d aự trên phương trình cân bằng c aủ m tộ ph nầ tử iả trọng đ uầ c cọ (hình 1). Phương trình phân bố ngứ su tấ t.ế Theo phương trình này, ngứ su tấ th ngẳ đ ngứ trong thân c cọ sẽ d ngụ ở đ uầ c c,ọ cũng như iả tr ng tác ớ ủ giá trị t ọ ấ ại đ sâu b t ớ hương trình này có th xác đ ộ ứ ể ịnh ng su t t ấ kỳ.
TỪ KHÓA: Thí nghi mệ nén tĩnh cọc, phân bố ngứ su t.ấ 1 MỞ Đ UẦ Thí nghi mệ nén tĩnh là lo iạ thí nghi mệ tin c yậ dùng để kiểm tra s cứ chịu tải của c c,ọ ph cụ v choụ tế kế cũng như đánh giá ch tấ lượng công trình. Vi cệ áp dụng k tế h pợ đo ố ứ su tấ trong thân c c,ọ cũng như ma sát bên của c cọ góp ph nầ làm hiễu rõ thêm sự phân b ng đ iố xử c aủ cọc trong đất, mà trước kia khi nói về c c,ọ J.B. Rico [4] bình lu nậ “Hệ số an toàn tế về c cọ còn h nạ ch ”. ế V iớ kết quả thí nghi m này c a c c ủ ọ bao gi ệ iạ hi uệ quả mà chi uề dài c u cả kinh tế cho công trình đồng th iờ nó cũng góp ph nầ làm sang tỏ lý thuy tế xác định s cứ ch uị t iả hình nahr bất bình thường c aủ cọc. Tuy nhiên k tế quả thí nghi m cũ ư c nầ xem xét. Thông qua vi cệ xem xét nh ng k t qu thí nghi ệm, tác giả báo cáo này m nhạ d n đ a ra ạ ư ổ 2 NGUYÊN LÝ Sự phân bố ngứ su tấ trong thân c c đọ cọc trong đ tấ dưới tác d ngụ c aủ t trong thân c cọ được vi gi mả theo độ sâu và phụ thu cộ vào độ l n c a ma sát bên gi aữ đ tấ và c c. V i p ọ Giá trị ma sát bên c a tủ hân c cọ
i ố ứ ự ữ ấ ọ tả hi t ế sau Phân b ng su t trong thân c c d a trên nh ng g đây:
• Bi n d ng ế ạ tại m tộ m t c t là nh nhau và di n ặ ắ ệ tích m t c t c ặ ắ ọc là h ng s . ố ư ằ
• Ma sát bên gi a c c và đ t là không đ i gi a hai m t c t ữ ọ ữ ấ ặ ắ l pắ đ t ặ thi t ế bị li n nhau. ề
ổ 113
• Quan h gệ i a ng su t và bi n d ng tuân theo ấ ữ ứ ế ạ đ nh lu t Hook. ậ ị
m, +84 903402326, Nguy nễ Trung
*Nguy nễ Anh Dũng, C&E Consultants, dzungcec Nghĩa, C&E Consultants, nghia1
@ yahoo.co o .c o m , +84 903473663
4 7 @ y aho
114
• T iạ b tấ cứ chi uề dài nào c aủ cọc, l cự tác d ngụ và n iộ l cự được tuân theo phương trình
n
cân b ng ằ tĩnh theo tr cụ c c (hình 1): ọ
1
(1) P + ∑ f s * u * Li + σ Z * A = 0
tế bị quan trắc; n là số m tặ
ở m t c t xem xét. ặ ắ ị ứ ất Trong đó: P là ngo iạ l cự tác d ngụ ở đỉnh c c;ọ fs là l cự ma sát tác d ngụ trong kho ngả chi uề dài Li; u là chu vi c c;ọ Li chi uề dài c cọ gi aữ hai m tặ c tắ li nề nhua lắp thi c tắ n mằ trên mặt c t pắ hân tích; σZ là giá tr ng su
m t đo n c c. Hình 1. S đ phân b ơ ồ ố l c trên ự ạ ọ ộ
U .Ả
hi uề dài c c. Giá tr ng su ất đư c xác đ ợ ịnh d a trên ự ặ ắ ị ứ ọ
3 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM VÀ PHÂN TÍCH K T QẾ 3.1 Phương pháp thí nghiêm. Để các định ngứ su tấ trong thân cọc, ngư iờ ta sử d ngụ các c mả bi nế đo bi nế dạng, bố trí định luật Hook trên nhi u ề m t c t theo c [5]: σ = εE (2)
ầ ợ
ị ến d ng đo ạ ử d ng hai l ụ ế ghi mệ
Trong đó: ε là giá tr bi Cho đ n nay ng ư i ta s ờ này: - C mả bi n l p trong bê tông và C m đư c; E là modul đ n h i oại c mả bi n đ ph c v c ế ở c t thép ( nh ế ắ ả bi n l p ủ ậ li uệ c c.ọ ồ c a v t ể ụ ụ ho lo i thí n ạ ả 1). ố ế ắ
115
nh 1Ả . Cảm bi n đo bi ế ến d ng trong bê tông, thép và l p đ ạ ắ ặt thiết b đo trong l ng thép. ồ ị
ạ ế ụ
Thông thường giá trị modul đàn h iồ sử d ng là ỏ
Tuy l pắ 2 lo iạ khác nhau, nh ngư giá trị bi nế dạng ph iả là như nhau (theo giả thiết khi ch uị c aủ bê nén, bê tông và thép có cùng bi n d ng). tông hay giá trị tư ngơ đư ngơ c aủ thép + bê tông. Tuy nhiên lượng c tố thép là rất nh so v i ớ di n tích ph n bê tông nên n ờ ệ ụ ư ng s ờ gư i ta th ử d ng giá tr ồ ủ bê tông. ị modul đàn h i c a
ử ụ ư ế ề s d ng giá tr
ạng đi kèm v i các gi ị modul nh th nào. ớ ả thiết như
ệ
ư v yậ c c ọ đư cợ thiết kế v iớ m tộ mác bê tông, thì c c chọ ọ
đàn h iồ duy nhất. M tặ c tắ c a c c
ầ 3.2 Phân tích k tế qu .ả Để xác định giá trị ngứ su tấ trong thân c cọ ngư iờ ta áp dụng bi uể th cứ (2), giá trị bi nế d ngạ đã có, v n đ là ấ Có hai cách xác định modul bi n dế sau: mẫu trong phòng, m uẫ tương ngứ v iớ lo iạ bê tông a. Cách 1: Modul đàn h iồ từ thí nghi m ép ỉ có m tộ s d ng ử ụ cho thi công c c. Nh ủ ọ đư cợ coi là như nhau theo su tố chi uề dài. Với giá tr modul ị cách này, l cự tác dụng đ uầ c cọ (tại m tặ c tắ quy ư c)ớ là không cân bằng v iớ k tế quả xác định từ bi nế d ng đo ợ ớ di n tích đư c v i ệ ạ
k t hi mệ trong phòng; ε là giá tr ị bi n dế ấ ừ ế qu thí ng ồ ủ bê tông l y t ả
mặt c tắ c cọ và modul đàn h i tồ ừ phòng thí nghiệm. Ftest ≠ εEA (3) Trong đó Ftest là giá trị l cự tác d ngụ trong quá trình thí nghiệm; A là di nệ tích m tặ c tắ c c;ọ E là modul đàn h i c a ạng đo đư c. ợ b. Cách 2: Modul đàn h iồ đư cợ xác định d aự trên đi uề kiện cân b ngằ ở m tặ c tắ trên cùng có b tríố thi tế b .ị V iớ g aỉ thiết coi toàn bộ l cự ngoài tác dụng không bị t nổ th tấ theo chi uề sâu từ m t trên c ặ ọc đ nế v tị rí l p ắ đặt. Nh v y ph ư ng trình cân b ng đư c viợ ư ậ ết: ằ ơ
F = A σ = εEA (4)
i). ọ ộ ấ ả ệ (ở m t c p t
εA) (5) ừ
iả tr ngọ thí nghiệm. M tặ
chi u dài c ợ đư c coi là không ọc. ề
ằ ợ ố u t chố iều dài
K t qu thí ả ế
ệ có th x y ra hai tr ể ả ường Trong đó: F là giá tr tị ải tr ng thí nghi m T ( 4 ), E = F/( Trong cách này, giá trị modul đàn h iồ c aủ c cọ sẽ thay đ iổ theo c pấ t c t c c cũng đ i theo ổ ắ ọ Giá tr ị modul dàn h i trồ ong hai cách trên đư c coi là h ng s cho s c c.ọ 3.3 nghi mệ K t qu thí nghi m ả ế hợp:
- Bi n d ng g ế ạ i mả đ u theo đ sâu (hình 2). ộ ề
- Bi n d ng có ế ạ đi mể đ t bi n (hình 3). ế ộ
Hình 2. Biến d ng gi m ả d n theo đ ạ ầ ộ sâu Hình 3. Biến d ng có đ ạ i mể đ t bi n ế ộ
nhiên đ iố v iớ trường h pợ có đi m đ t ể
nghĩa ứng su t ấ tăng và d n tẫ ới trư ng h p giá tr ẽ ờ ợ
Đ iố v iớ trư ngờ h pợ bi nế d ngạ gi m ả d nầ theo độ sâu ngư iờ ta sẽ có m tộ hình nhả đ pẹ về k tế ộ bi nế v iớ giá trị bi nế d ngạ tăng so v iớ đi mể qu , tuy ả phía trên, đi u này s có ị ma sát thân c cọ là ề âm.
th h ng v n đ c n xem ữ ề ầ ấ ấ ậ ể ừ ả iết và kết qu tả hí nghi mệ có th nh n th y n
ị ế ạng c a bê ủ
phòng không cho đư cợ sự ệ
ầ ọ Đây là đi u ề vô lý. ằ ự ạ l c và n i l iạ tiết diện đ u c c.
iạ l p lớ ắp thiết bị đầu tiên sẽ thỏa mãn ủa bê tông c cọ ạ bằng ngo i l c và
i rị modul bi n d ng c ế ấ ả tr ngọ thí nghiệm. Đây là đi uề vô lý. c p t h t ấ mà thay đ i theo n i l c, tuy nhiên giá t ộ ự ổ
ịnh là k t quế ề ử ụ và có m tộ đi uề c nầ l uư ý đó là giá trị modul đàn định từ phư ngơ trình cân b ngằ ph iả là x pấ xỉ v iớ giá trị xác định trong phòng thí ả thí nghi m ệ sai. Đây sẽ là m tộ chỉ s cóố
ả hư ng ờ c a giá t ủ r ị biến
ệ trị bi nế dạng ở các m tặ c tắ đo không gi mả
mà có giá tr đ t ị ộ bi n. ế Đi u này có t ề h ể giải thích b ngằ ba
t ế b có ị v nấ 4 NH N XÉT. Ậ T nh ng gi ữ xét sau: a) Giá tr Modul bi n d tông. - Vi cệ l yấ giá trị modul bi nế d ngạ theo k tế quả thí nghi m trong ộ ực t cân b ng ngo i - N uế l yấ giá trị bi nế dạng theo đi uề ki nệ cân bằng t điều ki n cân ạ ự ệ không ph i là giá t r duy n ả ị - Cả hai trư ngờ h pợ trên đ uề có thể s d ng h i xác ồ nghiệm. N u sai s l n, đi u đó kh ng đ ẳ ế ố ớ thể dùng đ ki m hiệm. ể ể tra k tế qu thí ng b) V s b t bình t ề ự ấ d ng.ạ Như trên đã trình bày, trong nhi uề thí nghi m giá theo đ sâu ộ cách: - Thi đ .ề
ợ ế ấ ất lư ng th p ặ ắ ộ bi n có ch
i vạ ị trí đo bị
i đư c ph thu c vào l c ả thích bi n d ng đo ế ụ ạ ợ ợ
ự tác d ngụ t,ế ch tấ lư ngợ bê đ iổ (c cọ có cùng m tộ giá trị modul đ nầ h i)ồ và măt c tắ c aủ c cọ là không
- Bê tông tại m t c t đ t h n.ơ - Di nệ tích m t c t c c ắ ắ ọ t giảm. Hai nguyên nhân dư iớ có thể đư c gi ộ và di nệ tích tại m tắ c tắ đấy. Trong tính toán người ta d aự vào giả thi tông c c không ọ đổi theo suốt
ơ đàn h iồ nhỏ đi), ho cặ ti
v i toàn b th đóừ ất s l n d n ạ đo đư cợ sẽ l n, ớ t giá tr ng su ị ứ như v yậ giá trị bi n d ng ọ ơ tế này đ uề không mang tính tuy tệ đ i.ố Như v yậ n uế cùng m tộ giá trị l cự tế di nệ c cọ n uế coi giá trị modul đàn h i ồ ở vị ẫ đ n s b t bình t ế ự ấ ẽ ớ hư ngờ
ự ớ U N VÀ KI N NG Ậ
i Ế ơ ở nh ng nh n xét trên, tác g ậ ả m nh d n đ a ra ạ m tộ s k t l ố ế u nậ ữ ư ạ
tr thí ng ư ng pháp nào cũng ph i t hiệm đã đư c t ng k t. ả ư ng ơ ợ ổ ế ơ ớ ơ ị
t di n i chi uề dài. Hai giả thi tác d ng,ụ n uế bê tông c cọ có ch tấ lư ngợ th pấ h n (modul bị gi m đi ế ả ộ ân c c thì trí này là tư ng t 5 K T LẾ H .Ị Trên c s sau: - Trong việc phân tích k tế quả thí nghiệm, giá trị modul bi nế d ngạ dù đư cợ tính toán b ng ph đư ng v i giá ằ - Thí nghiệm đo ngứ su tấ trong cọc không chỉ coi để xác định phân bố ngứ su tấ theo chi uề dài c cọ ( ngứ su tấ th ngẳ đ ngứ và ma sát bên gi aữ c cọ và đ t)ấ mà còn có thể xem xét đánh giá ch t lấ ư ng thi công c c, ấ ủ ọ bao gồm đ đ ng nh t c a bê tông hay t ệ c cọ ộ ồ ế ợ
TÀI LIỆU THAM KH OẢ
