Phương pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (Standard Penetration Test - SPT)

Like và chia sẻ bài viết
I - Phương pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (Standard Penẻtation Test - SPT)
1 - Mục đích thí nghệm
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) là thí nghiệm xuyên động được sử dụng rộng rãi ở nước ta, nhất là ở các nước Âu - Mỹ, được tiến hành trong suốt qua trình khoan để đánh giá:
- Độ chặt tương đối của cát.
- Trạng thái đất loại sét.
- Độ bền của đất loại sét ở trạng thái ứng suất một trục.
- Kết hợp với công tác khoan lấy mẫu để phân loại đất.
Ưu điểm của thí nghiệm SPT là thiết bị đơn giản, thao tác, ghi chép và sử lý kết quả dễ dàng, dùng cho nhiều loại nền đất, kết hợp lấy mẫu đất và có khả năng thí nghiệm thí nghiệm ở độ sâu lớn hơn thí nghiệm xuyên tĩnh, giảm khối lượng mẫu thí nghiệm trong phòng tại các lỗ khoan địa chất công trình.

2 - Thiết bị, dụng cụ thí nghiệm (theo tiêu chuẩn BS 1377:1975 và BS 5930:1981)
- Ống mẫu tách đôi có đường kính trong F35mm, đường kính ngoài F50mm, dài 457mm, có ren ngoài ở 2 đầu.
- Lưỡi vát dài 76mm, F ngoài 50mm, F trong 35mm, ren trong để nối với ống vát.
- Đầu nối dài 152mm, F ngoài 50mm, F trong 35mm, ren trong để nối với ống vát và cần khoan, có lỗ thông hơi và nước 13mm.
- Búa (hay quả tạ) nặng 63,5 kg (hay 140 funt).
- Cần định hướng có ren ngoài đẻ nối vào cần khoan và gắn mặt bích dày để khống chế búa rơi tụ do ở độ cao 76 cm (hay 30 inch).
Thiết bị và dụng cụ phải được sản xuất bằng thép tốt, không bị biến dạng khi va đập.
Khi lấy mẫu tháo hai đầu ren, tách đôi ống mẫu.
Nhược điểm chính của ống mẫu là đường kính nhỏ nên khôg thể đủ kích thước mẫu cho thí nghiệm cắt và nén.

3 - Trình tự thí nghiệm
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn tiến hành đồng thời với khoan khảo sát địa chất công trình. Tuỳ mức độ phức tạp của cấu trúc địa chất (mức độ phân chia các lớp đất) mà trong mỗi khoản độ sâu tù 1 ¸ 3m (trung bình 1,5m) thực hiện đóng SPT một lần.

Trước khi đóng SPT vét sạch đáy lỗ khoan, lắp thiết bị, dụng cụ thí nghiệm, đánh dấu 3 khoảng với mỗi khoảng dài 150mm. Ống mẫu được đóng sâu vào trong đất 450mm và được chia làm 3 lần mỗi lần ngập 150mm. Ghi số nhát búa N của 2 lần cuối (30cm) là sức kháng xuyên tiêu chuẩn (hay giá trị N). Đồng thời lấy mẫu lưu hay có thể lấy mẫu không nguyên trạng để phân tích xác định tên thành phần hạt. Thông thường kết hợp khoan lấy mẫu địa chất công trình và thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn tại cùng một vị trí.
Trong quá trình thí nghiệm xác định chiều sâu mực nước dưới đất.

4 - Xử lý kết quả thí nghiệm
Trong đất cát hạt mịn, số lần đóng búa N cần thiết để hạ ống mẫu tiêu chuẩn xuống độ sâu 30 cm cuối cố thể thay đổi tuỳ thuộc vào độ sâu mực nước ngầm. Nếu N* là số nhát búa thực hiện để hạ ống mẫu xuống 30 cm cuối ở độ sâu dưới mực nước ngầm trong đất cát hạt mịn thì giá trị N thực tế cần được hiệu chỉnh theo công thức sau của Terzaghi và Pek :
N = 15 + ½( N - 15)
Kết quả thí nghiệm SPT trong lỗ khoan địa chất công trình được ghi trực tiếp trong sổ quan trắc địa chất thuỷ văn - địa chất công trình lỗ khoan với các số liệu N30 (số nhát búa ở khoảng thí nghiệm thứ hai - 30cm), N45 (số nhát búa ở khoảng thí nghiệm thứ ba - 45cm) - N30 + N45
Khi lập cột địa tầng (thiết đồ) lỗ khoan địa chất công trình có thí nghiệm SPT, tiến hành vẽ biểu đồ biến đổi giá trị N theo chiều sâu thí nghiệm.

5 - Sử dụng kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn
- Đánh giá độ chặt tương đối của cát (theo Terzaghi và Pek


Giá trị N (số búa)
Trạng thái đất
Độ bền qu(kg/cm2)
< 2
Chảy
< 0,25
2¸4
Dẻo chảy
0,25¸0,5
4¸8
Dẻo mềm
0,5¸1
8¸15
Dẻo cứng
1¸2
15¸30
Nửa cứng
2¸4
> 30
Cứng
> 4

- Xác định trạng thái đất và độ bền của đất loại sét trong trạng thái ứng suất một trục (qu) - Theo Terzaghi và Pek.


Giá trị N (số búa)
Trạng thái đất
Độ bền qu(kg/cm2)

<2
Chảy
< 0,25


2¸4
Dẻo chảy
0,25¸0,5


4¸8
Dẻo mềm
0,5¸1


8¸15
Dẻo cứng
1¸2


15¸30
Nửa cứng
2¸4


>30
Cứng
>4


Độ bền kháng nén của đất trong trạng thái ứng suất một trục có thể được xác định tuỳ thuộc vào giá trị N, căn cứ vào những tương quan sau đây :
- Đất sét: qu = N / 4
- Đất sét bụi: qu = N / 5
- Đất sét pha cát và đất bụi: qu = N / 7,5
CÁC THIẾT BỊ KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT TẠI HIỆN TRƯỜNG




Thiết bị xuyên tĩnh CPTu (GEO-TECH Thụy Điển)

Thiết bị nén ngang APA-GEO (Pháp)

Thiết bị cắt cánh hiện trường EVT 2000 (GEO-TECH Thụy Điển)




Thiết bị đo áp lực nước lỗ rỗng Piezometer

Thiết bị đo điện trở suất của đất 16GL (P.A.S.I Ý)

Thí nghiệm SPT
-----------------------------------------------------------
Viết và chia sẻ bình luận: Like để cập nhật các bài viết qua facebook. Cảm ơn bạn đã ghé thăm, ủng hộ!

About Tứ Đoàn Ngọc

Đoàn Ngọc Tứ chào mừng bạn tới với website và cảm ơn bạn đã ủng hộ trang này.