TCVN 9354-2012: Đất xây dựng - Phương pháp xác định MôĐun biến dạng tại hiện trường bằng tấm nén phẳng
ASTM D1194: Standard Test Method for Bearing Capacity of Soil for Static Load and Spread Footings
1. Mục đích thí nghiệm:
Thí nghiệm nén tải tĩnh đất nền được thực hiện tại những vị trí được chỉ định nhằm tìm ra được độ lún thực tế của nền móng dưới tải trọng cho trước.
2. Hệ thống thiết bị chất tải:
- Bàn nén bằng thép: Kiểu I: diện tích S = 2500 cm2 và 5000 cm2. Kiểu II: diện tích 1000 cm2. Kiểu III: diện tích 600 cm2
- Kích thủy lực: Áp lực lớn nhất P = 25 tấn kèm theo đồng hồ đo áp lực.
- Đối trọng: là những bao tải cát,đất được xếp lên dàn đỡ tải. Dàn đỡ tải được làm bằng những dầm thép I 100 và các ống thép Φ 130mm, kích thước dàn là 2.4mx4.0m. Tổng tải trọng chất lên là 10 - 15 tấn.
- Đồng hồ đo chuyển vị: Sử dụng 03 đồng hồ đo do Nhật Bản sản xuất với độ chính xác 0.01mm.
3. Quy trình:
Thí nghiệm được thực hiện ở trong hố đào ở độ sâu đặt móng. Bàn nén được đặt ngay tâm của hố đào. Gia tải theo từng cấp áp lực đối với đất tốt (0.0 – 0.5 – 1.0 – 1.5 – 2.0 – 2.5 – 3.0 – 3.5 – 4.0, ...kg/cm2). Đối với đất yếu (bùn sét, sét dẻo chảy) (0.0 – 0.25 – 0.5 – 0.75 – 1.0 – 1.25 – 1.5, ...kg/cm2) Trong mỗi cấp gia tải, ghi nhận độ lún của bàn nén qua các đồng hồ đo chuyển vị đã được gắn xung quanh bàn nén. Thời gian giữ tải của mỗi cấp tải là từ 01 giờ đến 03 giờ và được phân bổ để ghi số đọc đồng hồ như sau: 10 phút - 10 phút - 10 phút - 15 phút - 15 phút - 30 phút - 30 phút - 30 phút - 30 phút. Thí nghiệm được tiến hành cho đến khi nền đất mất khả năng chịu tải, hoặc đạt được đến tải trọng mong muốn. Giảm tải cũng theo từng cấp đối với đất tốt (…– 3.5 – 3.0 – 2.5 – 2.0 – 1.5 – 1.0 – 0.5 – 0.0kg/cm2), đối với đất yếu (…– 1.5 – 1.25 – 1.0 – 0.75 – 0.5 – 0.25 – 0.0kg/cm2). Thời gian giảm tải của mỗi cấp là 30 phút và được phân bổ để ghi số đọc đồng hồ như sau: 10 phút - 10 phút - 10 phút.
Dựa vào số liệu ghi chép, tiến hành vẽ đường cong quan hệ giữa chuyển vị và tải trọng tính được modun E đất nền. Điểm uốn trên đường cong quan hệ giữa chuyển vị và tải trọng được xác định ngay tại điểm mà đường cong bắt đầu đi xuống nhanh. Tải trọng (q) và độ lún (s) tương ứng xác định tại giá trị điểm uốn trên đường cong.
4. Tính toán:
Modun đất nền được tính theo công thức:
E = 3.14*q*B*(1-v2)/4*s
Trong đó:
E: Modun đất nền (kG/cm2)
q: Ứng suất (tại điểm uốn trên đường cong) (kG/cm2)
B: Đường kính bàn nén = 56.4 cm
v : Hệ số Poisson = 0.35
s: Độ lún đất nền (tại điểm uốn trên đường cong) (cm)
Khả năng chịu tải của móng có thể được xác định từ kết quả thí nghiệm nén tĩnh hiện trường.
Đối với đất đất dính: Qu(F) = Qu(P)
Trong đó:
Qu(F) = Khả năng chịu tải của móng
Qu(P) = Tải trọng tác dụng lên bàn nén (tại vị trí điểm uốn)
Khả năng chịu tải cho phép:
Qa(F) = Qu(F) x FS với FS = 0.75
