Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT – Cone Penetration Test

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

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 60^o. 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.

 

 

 

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.

Hệ thống truyền lực

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

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

Cáp tín hiệu.

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

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) q_c: 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

q_c = Q_c/F_c

Trong đó:

q_c: Sức kháng xuyên đơn vị, kG/cm²

Q_c: Lực tác dụng lên đáy mũi xuyên, kG

F_c: Diện tích tiết diện đáy mũi xuyên, cm²

• Ma sát thành đơn vị (Sleeve Friction) f_s: 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.

f_s = Q_s/F_s

Trong đó:

f_s: Ma sát thành đơn vị, kG/cm²

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

F_s: 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.

Q_t = Q_c + Q_s

Trong đó:

Q_t: Sức kháng xuyên tổng, kG

Q_c: Lực tác dụng lên đáy mũi xuyên, kG

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

• Tỷ sức kháng xuyên F_r: Là tỷ số giữa ma sát thành đơn vị f_s và sức kháng xuyên đầu mũi q_c.

F_r = f_s/q_c

• 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 q_c, f_s và u. Trục tung mô tả độ sâu xuyên.

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 F_r 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 q_c và F_r 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

Trạng thái của đất loại cát theo sức kháng xuyên q_c (theo RXN 33-70)

Loại cát	Sức kháng xuyên mũi qc, kG/cm2	Độ chặt	Hệ số rỗng e
Hạt to và vừa	< 50 50 – 150 > 150	Rời Chặt vừa Chặt	> 0.70 0.70 – 0.55 < 0.55
Hạt nhỏ	< 30 30 – 100 > 100	Rời Chặt vừa Chặt	> 0.75 0.75 – 0.60 < 0.60
Hạt mịn ít ẩm	< 30 30 – 100 > 100	Rời Chặt vừa Chặt	> 0.80 0.80 – 0.60 < 0.60
Hạt mịn bão hoà nước	< 15 15 – 60 > 60	Rời Chặt vừa Chặt	> 0.80 0.80 – 0.60 < 0.60

 

Độ sệt của đất loại sét theo sức kháng xuyên q_c

Sức kháng xuyên mũi qc, kG/cm2	Trạng thái
> 50 30 -50 10 -30 < 10	Cứng Nửa cứng Dẻo cứng Dẻo mềm và dẻo chảy

 

Góc ma sát trong của cát hạt to, vừa và nhỏ

Sức kháng xuyên mũi qc, kG/cm2	Góc ma sát trong (độ) khi độ sâu xuyên, m
	< 2	2 – 5	> 5
10 20 40 70 120 200 300	28 30 32 34 36 38 40	27 29 31 33 35 37 39	26 28 30 32 34 36 38

 

Áp lực tính toán quy ước R_o theo tiêu chuẩn TCN – 174 89

Sức kháng xuyên mũi qc, kG/cm2	Áp lực tính toán quy ước Ro, kG/cm2
10 20 30 40 50 60	1.2 2.2 3.1 4.0 4.9 5.8

 

V. MỘT SỐ HÌNH ẢNH THỰC HIỆN THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH CPT CỦA CHÚNG TÔI

Để biết thêm thông tin chi tiết về dịch vụ, Quý khách vui lòng liên hệ tới số Hotline: 0903 372 300 (Call, SMS, Zalo) hoặc E-mail: geotechnics@geotechnicsvn.com