Thí Nghiệm Xuyên Tĩnh CPT - Cone Penetration Test

Có thể bạn quan tâm

Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT – Cone Penetration Test – là một trong những dịch vụ trọng tâm của Công ty cổ phần thiết bị quan trắc Địa kỹ thuật và Môi trường Việt Nam.

Công ty chúng tôi có đội ngũ kỹ sư và cố vấn kỹ thuật có nhiều năm kinh nghiệm trong công tác thí nghiệm Địa kỹ thuật nói chung và thí nghiệm xuyên tĩnh nói riêng, đã từng tham gia làm thí nghiệm xuyên tĩnh CPT tại nhiều công trình lớn như nhà máy lọc dầu Nghi Sơn – Thanh Hoá, nhà máy nhiệt điện Hải Dương, dự án đường sắt đô thị Nhổn – ga Hà Nội,… Công ty chúng tôi có đầy đủ các bộ thí nghiệm xuyên tĩnh CPT, CPTu với lực ấn từ 5 tấn đến 20 tấn từ các hãng danh tiếng trên thế giới như Geomil, A.P. van den Berg, Geotech, Gouda-Geo, Vertek,… Chúng tôi luôn đưa ra đơn giá cạnh tranh nhất, đảm bảo cho Quý khách hàng có thể tiết kiệm tối đa chi phí trong công tác khảo sát Địa kỹ thuật.

Mọi chi tiết xin liên hệ qua Hotline: 0903 372 300 (Call, SMS, Zalo, Viber, WhatsApp) hoặc E-mail: geotechnics@geotechnicsvn.com

Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT

I. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH CPT

Đối với phương pháp xuyên tĩnh, mũi xuyên được đưa vào đất nhờ lực ép tĩnh bởi cơ cấu thuỷ lực, lực ép tối đa có thể là 5 tấn, 10 tấn, 20 tấn hoặc lớn hơn. Xuyên tĩnh là phương pháp xuyên hiệu quả nhất được sử dụng để nghiên cứu đất nền ở trạng thái tự nhiên. Các thông tin thu nhận được từ xuyên tĩnh rất phong phú và đạt độ chính xác cao. Phương pháp xuyên tĩnh cho phép giải quyết tốt các nhiệm vụ địa chất công trình sau:

Phân chia chi tiết địa tầng thành các lớp đất có chất lượng xây dựng khác nhau, đánh giá được mức độ đồng nhất của đất nền;
Đánh giá được độ chặt của đất loại cát, trạng thái của đất loại sét;
Xác định được một số đặc trưng về độ bền và biến dạng của đất nền;
Cho phép xác định được chiều sâu lớp đặt mũi cọc. Tài liệu xuyên tĩnh thường được sử dụng để tính toán sức chịu tải của cọc.

Việc áp dụng phương pháp xuyên tĩnh trong khảo sát ĐCCT cho phép bổ sung đầy đủ các thông tin ĐCCT của đất nền phục vụ thiết kế công trình cũng như nâng cao độ chính xác và chất lượng của tài liệu khảo sát ĐCCT.

II. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH CPT

Bộ thí nghiệm xuyên tĩnh CPT gồm các bộ phận chủ yếu sau:

Mũi xuyên

Là bộ phận trực tiếp xuyên vào đất được cấu tạo với phần đầu là mũi côn có góc đỉnh 60o. Đường kính đáy mũi là 35.7 mm, diện tích tiết diện ngang là 10 cm2. Mũi xuyên được ấn vào trong đất cùng với cần xuyên. Việc đo sức kháng xuyên đầu mũi và ma sát bên được tiến hành liên tục và đồng thời. Mũi xuyên thường được gắn cảm biến, các thông tin về sức kháng xuyên, ma sát thành, lực ấn được chuyển thành tín hiệu điện và truyền qua cáp đặt trong cần xuyên về bộ phận đo ghi.

Mũi xuyên CPT Gouda-Geo

Mũi xuyên CPT

Mũi xuyên với đá thấm đo áp lực nước lỗ rỗng

Đá thấm CPT để đo áp lực nước lỗ rỗng

Cần xuyên

Cần xuyên là bộ phận truyền lực đến mũi xuyên để đưa mũi xuyên vào đất. Cần xuyên thường có đường kính bằng đường kính mũi xuyên, dài 1000 mm, được cấu tạo bằng thép đặc biệt, bên trong rỗng để luồn dây cáp tín hiệu qua.

Cần xuyên CPT Gouda-Geo

Cần xuyên CPT

Hệ thống truyền lực

Dùng bơm thuỷ lực, pittong để ấn mũi xuyên và cần xuyên xuống đất.

Hệ thống truyền lực ấn CPT

Hệ thống Interface gồm có các module điều khiển, màn hình hiển thị,…

Interface CPT Gouda-Geo

Interface CPT Geomil

Cáp tín hiệu.

Cáp tín hiệu CPT

Đầu cáp tín hiệu CPT

Hệ thống đối tải: sử dụng neo hoặc các khối bê tông đối tải.

Chất đối tải cho hệ thống xuyên tĩnh CPT

III. TIẾN HÀNH THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH CPT

Trước khi tiến hành thí nghiệm, cần kiểm tra toàn bộ thiết bị, xác định chính xác vị trí xuyên đúng thiết kế và neo chắc chắn vào đất, tránh để nhổ neo trong quá trình xuyên.

Tiến hành xuyên bằng cách tăng áp lực xuyên lên đầu cần xuyên. Tốc độ hạ xuyên 2cm/s. Độ sâu xuyên được hiển thị trực tiếp trên Interface. Quá trình xuyên phải thực hiện liên tục, chỉ được phép dừng xuyên để nối cần. Khi xuyên phải thẳng, tránh xuyên chéo gây cong cần, kết quả xuyên sẽ không chính xác.

Các thông số cần xác định khi xuyên tĩnh:

Sức kháng xuyên đầu mũi (Cone Resistance) qc: Là sức kháng xuyên của đất tác dụng lên mũi xuyên, được xác định bằng tỷ số giữa lực tác dụng lên mũi côn và diện tích tiết diện đáy mũi

qc = Qc/Fc

Trong đó:

qc: Sức kháng xuyên đơn vị, kG/cm2

Qc: Lực tác dụng lên đáy mũi xuyên, kG

Fc: Diện tích tiết diện đáy mũi xuyên, cm2

Ma sát thành đơn vị (Sleeve Friction) fs: Là sức kháng của đất tác dụng lên bề mặt của ống đo ma sát, được xác định bằng tỷ số giữa lực tác dụng lên bề mặt ống đo ma sát Qs và diện tích bề mặt ống đo Fs.

fs = Qs/Fs

Trong đó:

fs: Ma sát thành đơn vị, kG/cm2

Qs: Lực tác dụng lên ống đo ma sát, kG

Fs: Diện tích bề mặt ống đo ma sát, cm2

Sức kháng xuyên tổng: Là tổng lực tác dụng lên mũi côn và lực tác dụng lên ống đo ma sát.

Qt = Qc + Qs

Trong đó:

Qt: Sức kháng xuyên tổng, kG

Qc: Lực tác dụng lên đáy mũi xuyên, kG

Qs: Lực tác dụng lên ống đo ma sát, kG

Tỷ sức kháng xuyên Fr: Là tỷ số giữa ma sát thành đơn vị fs và sức kháng xuyên đầu mũi qc.

Fr = fs/qc

Ngoài ra còn có thêm thông số đo áp lực nước lỗ rỗng u (kPa), đo mức độ tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng.

IV. DIỄN GIẢI KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh được mô tả trên biểu đồ xuyên tĩnh theo chiều sâu. Trục hoành mô tả sự biến đổi qc, fs và u. Trục tung mô tả độ sâu xuyên.

Biểu đồ thí nghiệm xuyên tĩnh CPT

Dựa vào kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh có thể phân loại đất, đánh giá độ chặt của đất loại cát, trạng thái của đất loại sét và một số đặc trưng cơ lý của đất nền theo các bảng sau:

Phân loại đất theo Fr của một số tác giả:

Loại đất	Schmertmann	Begemann	Fugro	Sangleret
Cát sạn	0 – 0.5
Cát	0.5 – 2	1.25 – 1.6	0.5 – 1.5	< 2
Cát bụi	1.75 – 2.5	1.6 – 2.5	1.5 – 2	1 – 2.75
Bụi	2.3 – 3.5	2.5 – 3.6	2 – 2.5	2.75 – 3.5
Sét bụi, sét pha	3 – 4.5	3.6 – 4	2.5 – 3	3.4 – 7
Sét	> 4	4 – 7	3 – 6	3 – 8
Than bùn	> 7	> 6

Phân loại đất theo qc và Fr theo 20 TCN – 174 – 89:

Loại đất	qc, kG/cm2	Fr
Cát hạt thô và trung	> 90	0.3 – 0.8
Cát hạt mịn	< 90	0.5 – 0.7
Cát bụi, cát pha	< 30	1.0 – 3.0
Sét pha	7 – 40	2.0 – 4.0
Sét	7 – 30	4.0 – 9.0
Bùn	0.2 – 5.0