Đánh giá cọc khoan nhồi bằng phương pháp pda
|
Phương pháp thí nghiệm PDA được sử dụng phổ biến để kiểm tra sức chịu tải của cọc khoan nhồi. Phương pháp này có thể thực hiện nhanh chóng, thí nghiệm được nhiều cọc trong một ngày và ít gây ảnh hưởng đến các hoạt động thi công khác trên công trường. Hãy cùng tìm hiểu chi tiết hơn về thí nghiệm PDA ngay sau đây. Phương pháp kiểm tra PDA là gì?Phương pháp kiểm tra PDA (Pile Driving Analyzer) hay còn gọi là phương pháp thí nghiệm thử động biến dạng lớn được phát triển bởi công ty PDI, Hoa Kỳ vào đầu những năm 70, sau đó được ứng dụng rộng rãi cho tất cả các công trình có sử dụng cọc khoan nhồi. Thí nghiệm PDA có thể đánh giá được sức chịu tải của cọc, kiểm tra được cả mức độ hoàn chỉnh về chiều dài, cường độ và độ đồng nhất của bê tông. Việc giám sát và đo đạc cọc sẽ được thực hiện bằng hệ thống PDA / CAPWAP theo tiêu chuẩn ASTM D4945-12. Hệ thống này cần đến sự hỗ trợ của Máy phân tích dẫn động cọc (PDA), được sản xuất bởi PDI Hoa Kỳ. Đây là những thiết bị và phần mềm cần thiết để thực hiện thí nghiệm PDA cọc khoan nhồi, cụ thể:
Để tiến hành thử nghiệm PDA, các đầu dò biến dạng và gia tốc, được gắn cố định gần đầu cọc cần thử nghiệm (cách đỉnh cọc ít nhất 1,5 đường kính). Các tín hiệu thu nhận được từ đầu đo trong một chu kỳ va chạm sẽ được truyền đến một thiết bị ghi, xử lý số liệu cho phép xác định lực và vận tốc theo thời gian. Thí nghiệm PDA cọc khoan nhồi – Giám sát và chuẩn bị cọc Các phép đo tín hiệu lực và vận tốc được thu thập bằng có thể cho phán đoán được tình trạng khuyết tật cũng như sự phân bố sức kháng của đất dọc theo thân cọc (sức chịu tải của cọc). Kết quả có thể thu được trong báo cáo như sau:
Tiêu chuẩn thí nghiệm PDATiêu chuẩn quốc gia:
Tiêu chuẩn quốc tế:
Lợi ích của việc thí nghiệm PDA cọc khoan nhồi PDA giúp theo dõi các ứng suất truyền động, giúp giảm nguy cơ hư hỏng cọc và cung cấp khả năng chịu lực của cọc trong thời gian thực. Nếu ứng suất cho thấy có nhiều khả năng làm hỏng cọc, thì việc đóng cọc có thể bị dừng lại và các kỹ sư có thể xác định các quy trình lắp đặt thay thế để đảm bảo móng và kết cấu đang được thiết kế an toàn. Thử nghiệm PDA được lựa chọn như một giải pháp thay thế nhanh chóng và tiết kiệm cho phương pháp thử tải trọng tĩnh đối với những công trình có nhiều hạng mục và các hạng mục thì không tập trung. Việc chờ đợi kết quả thử tĩnh có thể làm chậm tiến độ công trình cũng như tốn kém nhiều chi phí. Khi đó thí nghiệm PDA có thể thực hiện nhiều thử nghiệm cọc hơn trong thời gian ngắn hơn mà các cọc được giám sát trong thời gian thực, do đó có thể cung cấp kết quả ngay lập tức. Thí nghiệm PDA cũng được xem là giải pháp thích hợp đối với các công trình dưới nước như móng cảng, cầu… hoặc các dự án nhỏ mà việc thử tĩnh gặp nhiều khó khăn. Thí nghiệm PDA cũng có thể được sử dụng để theo dõi năng lượng hoặc hiệu suất của búa trong quá trình điều khiển. Thí nghiệm PDA cọc khoan nhồi cho phép đánh giá năng lực, sức chịu tải của cọc nhanh chóng, tiết kiệm được cả thời gian và tiền bạc. So với phương pháp thử tĩnh thì phương pháp này thực hiện nhanh hơn, có thể thử nghiệm được nhiều cọc trong cùng một ngày tuy nhiên nên cân nhắc sử dụng ở khu vực đông dân cư vì có thể gây tiếng ồn khu vực lân cận. MỤC TIÊU CỦA THÍ NGHIỆM
III. NGUYÊN LÝ CỦA PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM: Khi tác dụng lực tại đỉnh cọc, sóng ứng suất sẽ truyền xuống theo thân cọc với vận tốc sóng (C) không đổi, đó là một hàm của modul đàn hồi cọc (E) và tỷ trọng (r), C2= E/r. Thời gian cần thiết cho sóng ứng suất truyền tới mũi cọc và phản hồi trở lại đỉnh cọc tỉ lệ với khoảng cách tới nguồn gây sóng phản hồi t = 2L/C (hình 1). Khi sóng ứng suất (Wi) gặp sự thay đổi kháng trở cơ học từ Z1 = r1.A1.C tới Z2=r2.A2.C, thì một phần sóng phản hồi đi lên (Wu) và phần còn lại truyền xuống dưới (Wd) để cả hai điều kiện tương thích và cân bằng sau được thoả mãn: Wd = Wi [2 Z2 / (Z2 + Z1)] Wu = Wi [(Z2 - Z1) / (Z2 + Z1)] Tại đầu mũi tự do (Z2= 0), sóng nén được phản hồi toàn bộ nhưng ngược dấu, còn đối với cọc đồng đều (Z1 = Z2) thì sóng nén lan truyền với biên độ không đổi. Tương tự với các thành phần lực kháng (bao gồm lực kháng bên và lực kháng mũi). Bằng cách bố trí các thiết bị đo xác định các giá trị vận tốc và lực ở đầu cọc tại các thời điểm khác nhau (bao gồm các đầu đo gia tốc và đầu đo biến dạng) có thể cho phán đoán được tình trạng khuyết tật và sự phân bố sức kháng của đất dọc theo thân cọc (sức chịu tải của cọc)
4.1. Thời gian cho phép thực hiện thí nghiệm:
4.3 Thiết bị thí nghiệm: Thiết bị PDA (Pile Driving Analyzer) do hãng PDI Inc. (Mỹ) sản xuất bao gồm:
Ngoài thiết bị PDA để đo sóng, còn sử dụng một số thiết bị thí nghiệm khác như:
Hình 3: Thiết bị thu nhận số liệu (PDA 8G) và phần mềm phân tích cọc bằng phương pháp PDA (CAPWAP 2014-v3) |
