PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM OSTERBERG (O-CELL)
- 1. PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM OSTERBERG (O-CELL)
- 2. NỘI DUNG TRÌNH BÀY • Lịch sử nghiên cứu và hình thành thí nghiệm • Ứng dụng thí nghiệm ở Việt nam và trên thế giới 1. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM OSTERBERG • Lý thuyết cơ sở • Mô hình thí nghiệm 2. NGUYÊN LÝ THÍ NGHIỆM OSTERBERG • Thiết bị thí nghiệm • Trình tự thí nghiệm 3. THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM • Các giả thiết sử dụng • Xử lý kết quả thí nghiệm – lập biểu đồ 4. XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÁO CÁO • Ưu điểm • Nhược điểm 5. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA THÍ NGHIỆM 6. GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ THÍ NGHIỆM MỚI TƯƠNG TỰ
- 3. GIỚI THIỆU PP THÍ NGHIỆM OSTERBERG 1. 1.1 Lịch sử nghiên cứu và hình thành thí nghiệm Thí nghiệm Osterberg là công nghệ nén tĩnh mới cho cọc được phát minh bởi giáo sư người Mỹ Jorj Osterberg từ những năm 1970s và lần đầu áp dụng năm 1984 Công ty Loadtest độc quyền về thiết bị thí nghiệm với giá khá cao. Hiện nay, một số nước đã chế tạo lại theo nguyên lý trên để giảm giá thành tuy vẫn phải tốn một khoản để mua bản quyền. Ngày nay, thí nghiệm Osterberg được thực hiện dựa trên tiêu chuẩn “ASTM – D1143 Standard Test Method for Piles Under Static Axial Load – Quick load test”.
- 4. GIỚI THIỆU PP THÍ NGHIỆM OSTERBERG 1. Thí nghiệm Osterberg ra đời với nhiều ưu điểm và đã được chứng minh giải quyết được những hạn chế của phương pháp nén tĩnh bằng đối trọng thông thường 1.1 Lịch sử nghiên cứu và hình thành thí nghiệm Các hạn chế của phương pháp thí nghiệm nén tĩnh thông thường • Không thể hoặc rất khó khăn trong việc tạo đối trọng thí nghiệm cho những cọc có Sức chịu tải lớn (đặc biệt là Cọc khoan nhồi, Barette và các móng đài cao) • Hạn chế về mặt tiến độ thí nghiệm vì phải vận chuyển hệ đối trọng • Không thể kiểm tra riêng biệt sức kháng ma sát và sức kháng mũi cọc • Không kiểm tra được biến dạng đàn hồi thân cọc • Cần yêu cầu về không gian rộng để tiến hành thí nghiệm • Trong một số trường hợp, kinh phí thí nghiệm là khá lớn
- 5. GIỚI THIỆU PP THÍ NGHIỆM OSTERBERG 1. 1.2 Ứng dụng thí nghiệm ở Việt Nam và trên thế giới Ở Việt Nam từ năm 1995 thí nghiệm cho tòa nhà Vietcombank Hà Nội cho cọc barette 1,200 tấn. Năm 1997, cầu Mỹ Thuận 3,600 tấn. Năm 2002, khu tiêu chuẩn cao kết hợp tòa nhà văn phòng 27 Láng Hạ, Đống Đa, Hà Nội, cọc khoan nhồi ở đây là loại cọc barrete 2,380 tấn. Do nhu cầu sử dụng cọc khoan nhồi hay cọc barrete ngày căng tăng theo nhu cầu xây dựng nhà cao tầng cũng như những công trình giao thông lớn. Với những đặc tính hiệu quả đặc biệt là khả năng thử cho cọc có sức chịu tải rất lớn, phương pháp Osterberg đã và đang ứng dụng nhiều ở Việt Nam, đi đôi cùng với phương pháp thí nghiệm sức chịu tải khác cho cọc sẽ giúp cho kỹ sư tư vấn có nhiều lựa chọn để đáp ứng nhiều khía cạnh kỹ thuật, kinh tế, môi trường.
- 6. GIỚI THIỆU PP THÍ NGHIỆM OSTERBERG 1. 1.2 Ứng dụng thí nghiệm ở Việt Nam và trên thế giới Year Project Location Test load 2014 UMPC BioEngineering Building College Park, MD 2,798 kips 2017- 2018 Gerald Desmond Bridge Long Beach, CA 26,200 kips 2013 Ohio river bridges downtown crossing OH 72,666 kips 2017 US95/ CC-215 Interchange Las Vegas, NV 9,000 kips 2012 Nuevo Eden de San Juan Bridge EI Salvador, Central America 10.15 MN 2016 Atlantic Bridge over Panama Canal Corozal west, Republic of Panama 160 MN 2018 Transbay Tower San Francisco, CA 27,800 kips Source: www.loadtest.com
- 7. NGUYÊN LÝ THÍ NGHIỆM OSTERBERG 2. 2.1 Lý thuyết cơ sở • Thí nghiệm Osterberg thực chất là thí nghiệm nén tĩnh cọc, về mặt nguyên lý hoàn toàn giống với thí nghiệm nén tĩnh, chuyên dụng cho các cọc khoan nhồi và barrette (nhưng vẫn có thể áp dụng cho cọc đúc sẵn) • Các hộp Ocell được đặt sẵn trong thân cọc trước khi đổ bê tông cọc khoan nhồi hay cọc barret (hoặc đặt khi đổ betong trong nhà máy đối với cọc đúc sẵn). Khi tăng tải tiến hành đo chuyển vị đầu cọc và mũi cọc hay vị trí đặt hộp tải trọng. Xây dựng quan hệ tải trọng-chuyển vị và xác định sức chịu tải của cọc theo một số giả thiết. • Nguyên tắc thí nghiệm là đặt tải trực tiếp tại mũi hay thân cọc bằng một thiết bị gọi là hộp Osterberg (hay O-cell), khi đó sử dụng ngay tải trọng cọc, ma sát đất thành bên cọc và sức kháng mũi làm đối trọng để tăng tải.
- 8. NGUYÊN LÝ THÍ NGHIỆM OSTERBERG 2. 2.1 Lý thuyết cơ sở • Hộp Osterberg thực ra là một hộp gia tải bằng kích thủy lực, đặt tại vị trí đầu cọc hoặc lý tưởng hơn là trên thân cọc ở tại nơi sao cho lực ma sát bên (ở phía trên hộp) cân bằng với lực kháng đầu cọc (ở phía dưới) • Sức chịu tải cực hạn của cọc được mô hình lý thuyết gồm 2 thành phần: sức kháng mũi và ma sát thành bên, các đại lượng này có thể được tính toán dựa vào các đặc trưng của đất: Ru=Qs + Qp
- 9. NGUYÊN LÝ THÍ NGHIỆM OSTERBERG 2. 2.2 Mô hình thí nghiệm Minh họa các cách bố trí hộp O-cell.
- 10. NGUYÊN LÝ THÍ NGHIỆM OSTERBERG 2. 2.2 Mô hình thí nghiệm
- 11. Hộp tải trọng Osterberg là bộ phận quan trọng của công nghệ này. Hiện nay, công ty LOADTEST giữ độc quyền về công nghệ sản xuất và thường sản xuất một số loại kích sau Hộp kích O-cell Bảng 1: Cho cọc khoan nhồi Khả năng sinh tải (Tấn) Đường kính (cm) Chiều cao (cm) Hành trình (cm) Trọng lượng bản thân (KG) 40 10 13 7.5 9 75 13 13 7.5 14.5 200 22.5 26.8 15 86 400 32.5 29 15 135 1000 53.1 29 15 360 3000 85.6 30.3 15 495 Bảng 2: Cho cọc đóng Khả năng sinh tải (T) Kích thước (cm) Hành trình (cm) 300 45x45 15 500 35x35 15 800 45x45 15 THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3.1 Thiết bị thí nghiệm 3.
- 12. Số lượng, năng lực của kích được lựa chọn theo thiết kế thí nghiệm. Được tính theo công thức sau: n.P = . Py/c Trong đó: : Hệ số vượt tải; =1.0 1.3 n: Số hộp tải trọng cần bố trí P (T): Khả năng sinh tải của Osterberg Py/c (T): Tải trọng thử yêu cầu THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3.1 Thiết bị thí nghiệm 3.
- 13. Máy bơm cao áp và hệ thống ông dẫn áp lực Hệ thống đo chuyển vị đầu cọc và mũi cọc Hệ thống đo áp lực Máy bơm vữa và hệ thống ống dẫn vữa Thiết bị ghi nhận số liệu Máy tính với phần mềm xử lý kết quả Các thiết bị khác THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3.1 Thiết bị thí nghiệm 3.
- 14. THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3.1 Thiết bị thí nghiệm 3. 1 - Thước theo dõi chuyển vị của dầm 2 - Dầm (Mốc cố định) 3 - A&B:LVDT lắp đặt với dầm mốc và thép đầu cọc đo chuyển vị lên của cọc 4 - C&D:LVWDT đo chuyển vị tấm thép đáy so với đầu cọc 5 - E&F: LVDT đo chuyển vị tấm thép trên so với đầu cọc 6 - Máy bơm 7 - Thanh truyền 8 - Đường dẫn áp lực 9 - Kích O-cell 10 - Bộ thu số liệu 11 - Máy tính 12 - Tấm thép
- 15. Tên sản phẩm EDE-V05 Phạm vi ảnh hưởng 25; 50; 100; 150mm Loại cảm biến Dây rung Độ nhạy 0.02% fs Độ chính xác 0.2% fs Độ tuyến tính 0.5% fs Nhiệt độ -100C đến 500C LVWDT Tên sản phẩm AML/M Phạm vi đo đạc ±0.25, ±0.5, ±1, ±2.5, ±5, ±12.5, ±25, ±50 mm Khả năng lặp lại <0.1% Điện áp cung cấp 1 đến 5 kHz Nhiệt độ -300C đến +850C Kháng rung 20g đến 2 kHz Hệ số giãn nở do nhiệt <0.02% / 0C LVDT THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3.1 Thiết bị thí nghiệm 3.
- 16. Các loại thanh truyền Đồng hồ đo áp lực Bơm cao áp THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3.1 Thiết bị thí nghiệm 3.
- 17. Hộp O-Cell được gắn trước vào trong lồng thép. Vị trí gắn có thể ở đáy cọc hoặc thường cách mũi cọc ít nhất 1.5d. Trong trường hợp đặt hộp tải trọng ở giữa của khung thì phải cắt rời hết các cốt chủ tại cao trình đặt hộp để đảm bảo 2 đoạn cọc có thể chuyển dịch tương đối và trái chiều nhau. Mặt trên và mặt dưới của các hộp kích được hàn với hai tấm thép dày 40-50mm. Các tấm thép này có kích thước trùng khít với kích thước trong của lồng thép, được cắt lỗ và gá lắp trước một phễu dẫn hướng tại vị trí ống đổ bêtông đi qua. Ngoài ra người ta cũng cắt thêm một số lỗ nhỏ hơn để tạo điều kiện thuận lợi cho việc dâng vữa bêtông trong quá trình đổ bêtông cọc. Thanh Truyền Tấm thép dưới Tấm thép dưới THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3.1 Thiết bị thí nghiệm 3. Tấm thép dày 40-50mm Lỗ đặt ống đổ bêtông
- 18. THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3.2 Trình tự thí nghiệm 3. B1 – Chuẩn bị hộp kích O-cell B2 – Chuẩn bị và lắp đặt các thiết bị đo đạc B3 – Thi công cọc khoan nhồi B4 – Kết nối hệ thống gia tải và đo đạc B5 – Tiến hành gia tải và ghi nhận dữ liệu (theo tiêu chuẩn ASTM D-1143) B6 – Bơm vữa sau khi thử (trong trường hợp cọc sử dụng lại) B7 – Báo cáo thí nghiệm
- 19. THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3.2 Trình tự thí nghiệm 3.
- 20. THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3.2 Trình tự thí nghiệm 3.
- 21. THIẾT BỊ VÀ TRÌNH TỰ THÍ NGHIỆM 3.2 Trình tự thí nghiệm 3. Tải bản FULL (47 trang): https://bit.ly/3uhfHVG Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net
- 22. XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÁO CÁO 4.1 Các giả thiết sử dụng 4. Đường cong chuyển vị - tải trọng mũi trong cọc được chất tải truyền thống giống như đường cong chuyển vị - tải trọng được xây dựng với chuyển dịch đi xuống của hộp tải trọng. Đường cong chuyển vị - tải trọng ma sát bên của chuyển dịch đi lên trong thí nghiệm hộp tải trọng giống như chuyển dịch đi xuống của hộp tải trọng. Bỏ qua độ nén trong thân cọc khi xem nó là vật rắn.
- 23. Chuyển vị đỉnh cọc Chuyển vị nén phía trên Chuyển vị tại cao trình cắt đầu cọc Sự giãn nở hộp Ocell Chuyển vị chân cọc XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÁO CÁO 4.2 Xử lý kết quả thí nghiệm – Nguyên lý 4. Tải bản FULL (47 trang): https://bit.ly/3uhfHVG Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net
- 24. XỬ LÝ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀ BÁO CÁO 4. Các số liệu ghi nhận: Kí Hiệu Ý nghĩa TOS Chuyển vị lên của đầu cọc (so với dầm cố định 12m). COMP Biến dạng đàn hồi của bản thân đoạn cọc phía trên kích BP Chuyển vị đi xuống của tấm thép dưới( so với đầu cọc) PSI Áp lực từ bơm vào kích, tính bằng psi (pound/inch2) Các tính toán: Chuyển vị lên của tấm trên O-Cell = TOS + COMP Chuyển vị xuống của tấm trên O-Cell = BP – TOS 4.2 Xử lý kết quả thí nghiệm – Nguyên lý 5466975