Thí nghiệm xuyên tĩnh

1. Căn cứ tiêu chuẩn áp dụng

Thí nghiệm xuyên tĩnh (Cone Penetration Test – CPT) được thực hiện theo:

  • TCVN 9352:2012 – Đất xây dựng – Phương pháp xuyên tĩnh bằng thiết bị xuyên hình nón.

2. Mục đích thí nghiệm

Thí nghiệm xuyên tĩnh nhằm:

  • Xác định sức kháng xuyên mũi (qc)
  • Xác định ma sát thành (fs)
  • Đánh giá chỉ số ma sát (Rf)
  • Phân loại đất nền theo chiều sâu
  • Xác định ranh giới các lớp đất
  • Phục vụ thiết kế móng nông, móng cọc và xử lý nền đất yếu

3. Thiết bị, dụng cụ

  • Thiết bị xuyên tĩnh (CPT) tiêu chuẩn
  • Mũi xuyên hình nón góc 60°
  • Hệ thống gia tải thủy lực
  • Bộ đo lực xuyên mũi và ma sát thành
  • Cần xuyên, bộ phận neo giữ thiết bị
  • Hệ thống ghi số liệu tự động hoặc đồng hồ cơ

Yêu cầu thiết bị:

  • Diện tích mũi xuyên: 10 cm² hoặc 15 cm²
  • Tốc độ xuyên: 20 ± 5 mm/s
  • Thiết bị phải được hiệu chuẩn định kỳ theo ISO/IEC 17025

4. Công tác chuẩn bị

  • Xác định vị trí thí nghiệm theo hồ sơ khảo sát
  • Kiểm tra, hiệu chuẩn thiết bị
  • Chuẩn bị hệ neo chống lật
  • Kiểm tra độ thẳng đứng của cần xuyên
  • Ghi nhận điều kiện hiện trường

5. Trình tự thực hiện

Bước 1: Lắp đặt thiết bị

  • Cố định khung máy và hệ neo
  • Lắp cần xuyên và mũi xuyên
  • Kiểm tra hệ thống đo lực

Bước 2: Tiến hành xuyên

  • Ép mũi xuyên xuống đất với tốc độ tiêu chuẩn
  • Ghi nhận liên tục:
    • Sức kháng mũi (qc)
    • Ma sát thành (fs)
  • Ghi số liệu theo từng khoảng 10 cm hoặc liên tục tự động

Bước 3: Kết thúc thí nghiệm

  • Dừng khi đạt chiều sâu thiết kế hoặc gặp lớp từ chối
  • Rút cần xuyên
  • Kiểm tra và bảo quản thiết bị

6. Tính toán và xử lý số liệu

6.1 Các thông số chính

  • Sức kháng xuyên mũi:

qc=QcAq_c = \frac{Q_c}{A}qc​=AQc​​

Trong đó:

  • Qc – Lực tác dụng lên mũi xuyên
  • A – Diện tích mũi xuyên
  • Chỉ số ma sát:

Rf=fsqc×100%Rf = \frac{f_s}{q_c} \times 100\%Rf=qc​fs​​×100%

6.2 Biểu đồ kết quả

Lập các biểu đồ theo chiều sâu:

  • qc – chiều sâu
  • fs – chiều sâu
  • Rf – chiều sâu

Căn cứ vào biểu đồ để phân loại đất và xác định ranh giới lớp đất.


7. Báo cáo kết quả

Báo cáo thí nghiệm bao gồm:

  • Thông tin công trình
  • Vị trí, cao độ thí nghiệm
  • Thiết bị sử dụng
  • Biểu đồ qc, fs, Rf
  • Nhận xét, đánh giá địa tầng
  • Kết luận và kiến nghị

8. Ý nghĩa và ứng dụng

Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT có ưu điểm:

  • Không cần lấy mẫu
  • Độ chính xác cao
  • Thực hiện nhanh
  • Phù hợp khảo sát nền đất yếu

Ứng dụng trong:

  • Thiết kế móng cọc
  • Xác định sức chịu tải nền đất
  • Kiểm tra xử lý nền
  • Đánh giá ổn định công trình
📞