Testconsult (Anh Quốc) đã cung cấp dịch vụ kiểm tra cọc động trong nhiều năm bằng cách sử dụng kỹ thuật SIMBAT. Kỹ thuật này là một thử nghiệm cọc động cho phép dự đoán phản ứng lún dưới tác động tải trọng tĩnh của các cọc khoan nhồi, đúc tại chỗ và đúc sẵn. Nó được nhiều tổ chức công nhận là có nhiều ưu thế vượt trội so với các hệ thống truyền thống, vì nó bao gồm một số tính năng cho phép người sử dụng xác thực dữ liệu, như máy kinh vĩ quang được thiết kế đặc biệt.
Một số thử nghiệm được thực hiện ở Bỉ đã chứng minh rằng hệ thống này có thể tạo ra mối tương quan tốt với kết quả thử nghiệm tải tĩnh, thậm chí tốt hơn so với một số hệ thống thử nghiệm động “quasi-static”.
Ưu điểm chính của thử nghiệm tải động là tốc độ thử nghiệm và chi phí thấp. Thông thường, có thể kiểm tra lên đến 10 cọc mỗi ngày và kết quả sơ bộ có thể có sẵn trong cùng một ngày. Tỷ lệ sẽ phụ thuộc vào sự chuẩn bị và tải trọng quả búa được sử dụng.
Hình 1: SIMBAT Load – Settlement Plot
Nguyên lý thử nghiệm:
Phương pháp này dựa trên sự lan truyền của sóng trong các khối hình trụ đàn hồi dài. Khi đỉnh cọc được đánh với trọng lượng rơi, phần cọc bị biến dạng (đủ lớn) và phần biến dạng này di chuyển xuống thân cọc đến chân cọc nơi nó được phản xạ ngược lên. Trong một cọc tự do, không bị ẩm, vận tốc hạt của sóng trở lại sẽ giống hệt với sóng ban đầu.
Khi cọc được bao quanh và hạn chế bởi đất, một phần của sóng được phản xạ ngược lại ở mỗi và mọi hạn chế bên ngoài, phần còn lại của sóng tiếp tục đi xuống. Vì vậy, tại bất kỳ thời điểm nào cũng có cả vận tốc và lực hướng lên và hướng xuống trong cọc.
Kỹ thuật SIMBAT có thể tách các lực lên và xuống này, F (lên) và F (xuống) và tính toán phản ứng đất động, Rdy, như sự khác biệt giữa lực hướng lên trong một cọc tự do và lực hướng lên thực đo được. Việc chuyển đổi phản ứng động thành phản ứng tĩnh được thực hiện bằng cách biểu đồ Rdy như sau:
Rdy=R STAT + (K.ep)a
Trong đó:
ep: lún vĩnh viễn;
K = tham số chức năng của cọc và trình tự của búa;
a = tham số chức năng của đất
Một phần không thể thiếu của quy trình là một mô phỏng số, theo đó các tín hiệu thử nghiệm được đưa vào chương trình và được so sánh với các tín hiệu được tạo ra theo lý thuyết. Mô hình cọc / đất này cho phép phân bố của trở kháng đất xuống thân và tại chân cọc được xác định.
Hình 2: Separation of Forces
Phương pháp:
Giai đoạn đầu tiên của thử nghiệm là xây dựng một nắp cọc, cao gấp 2,5 lần đường kính cọc và được gia cố đủ để tránh vỡ dưới tác động của trọng lượng thả. Thông thường nó là sử dụng một nắp thép chiều dày mỏng. Nó phải có bề mặt nhẵn và được xây dựng bằng bê tông đồng nhất chất lượng tốt vì nó hoạt động hiệu quả như một lực kế.
Cảm biến đo biến dạng, cảm biến gia tốc và một mục tiêu của máy kinh vĩ đặc biệt được gắn ở thành bên của nắp. Điều này có thể đo được sự dịch chuyển của nắp cọc, trước khi sóng bề mặt tác động tới nó, hoàn toàn từ xa cọc.
Một đệm dây được đặt trên cọc để đảm bảo phân phối tải đều, ngăn ngừa nứt kéo và để tăng độ bền búa thử.
Một loạt các tác động được thực hiện với chiều cao thả búa tăng dần / giảm dần về độ lớn. Điều này tác động các biến dạng cao và thấp cho cọc và là một phần quan trọng của phương pháp SIMBAT.
Tất cả dữ liệu, như gia tốc, biến dạng và dịch chuyển, được lưu trữ trong quá trình thử nghiệm và có thể được phân tích ngay lập tức nếu được yêu cầu. Dữ liệu này sau đó được xử lý để đưa ra phản ứng động của cọc, được điều chỉnh để đưa ra phản ứng tĩnh tương đương của cọc.
Hình 3: SIMBAT Theodolite
Trọng lượng thả cần thiết sẽ phụ thuộc vào tải trọng thử và khối lượng của cọc. Theo hướng dẫn, khối lượng thả thường sẽ là 1% tải trọng thử hoặc 10% khối lượng cọc – tùy theo giá trị nào lớn hơn. Không nên sử dụng trọng lượng thả nhỏ hơn với chiều cao rơi lớn hơn, vì điều này có thể tạo ra lực kéo cao trong cọc, có thể dẫn đến nứt.
Không có giới hạn thực sự cho tải trọng thử nghiệm có thể được áp dụng, thử nghiệm lớn nhất hiện nay là 30.000KN, được thực hiện bằng cách sử dụng búa thả 30 tấn ở Đài Loan và nhỏ nhất là 50KN được thực hiện bằng cách sử dụng búa thả 200Kg.
Hình 4: Búa thử 30T ở Đài Loan và búa thử mini
Đối với các hợp đồng ở xa, hoặc khi giao thông gặp sự cố, có thể xây dựng búa thả tại địa phương bằng bê tông hoặc thép và chúng tôi có thể cung cấp hướng dẫn về loại trọng lượng phù hợp nhất để sử dụng và cung cấp các hệ thống thả nhanh để đảm bảo giảm rơi tự do.
Tại Vương quốc Anh, Testconsult cũng cung cấp dịch vụ kiểm tra cọc nhỏ, sử dụng hệ thống thả búa cầm tay nửa tấn nhỏ. Thiết bị có thể được tháo dỡ để sử dụng trong các tòa nhà và các địa điểm khó khăn hoặc.
Chân thành cảm ơn hãng James Fisher and Sons plc đã đồng ý cho S.L.S Technology đăng bài viết về dự án lên Website!
Link tham khảo sản phẩm trên website S.L.S Technology: https://slstech.com.vn/san-pham/simbat_thiet-bi-thi-nghiem-tai-dong-cua-coc/
Link tham khảo sản phẩm trên website của hãng James Fisher and Sons: http://www.jftesting-services.com/testing-products/foundation-load-testing-products/dynamic-pile-test-system-simbat/