Thí nghiệm nén tĩnh cọc là phương pháp tiêu chuẩn và tin cậy nhất hiện tại để xác định sức chịu tải thực tế của cọc dưới lòng đất.
Mục đích thí nghiệm
Thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp dùng tải trọng tĩnh ép dọc trục cọc sao cho dưới tác dụng của lực ép cường độ lớn, cọc lún sâu dần vào đất nền. Mục tiêu chính nhằm thu thập biểu đồ tương quan phân tích giữa Tải trọng - Độ lún (Chuyển vị) theo thời gian.
Áp dụng Tiêu chuẩn: TCVN 9393:2012 – Cọc – Phương pháp thử nghiệm tại hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục. Tiêu chuẩn này quy định cho cọc thẳng đứng, cọc đơn xiên và không phụ thuộc công nghệ thi công.
Quy định số lượng cọc thử nghiệm: Thông thường số lượng cọc bắt buộc sử dụng để thí nghiệm bằng 1% tổng số cọc của toàn dự án, tuy nhiên ở mọi quy mô công trình, số cọc chọn không được phép ít hơn 2 cọc.
Các thiết bị đo lường chuyên dụng
Hệ thống thí nghiệm nén tĩnh cọc yêu cầu một tổ hợp máy móc khổng lồ bệ vệ tại hiện trường:
- Đối trọng phi kim: Các cục đối trọng bê tông đúc sẵn, xếp thành khối cân bằng trên dàn dầm thép (Tải trọng tối đa > 120% tải tĩnh thiết kế).
- Hệ dầm đỡ (Gông thép): Hệ thống khung thép I định hình nguyên khối chịu tải, đảm bảo không võng biến dạng.
- Dàn kích thủy lực gia tải: Hệ thống kích nâng (Jack) có sức nâng ấn tượng (> 150% tải trọng lớn nhất).
- Trạm áp lực đo lực: Kết nối với kích thủy lực qua các van bơm dầu chịu áp suất cao.
- Hệ thống cảm biến đo chuyển vị: Cụm 4 đồng hồ vạn năng đo lún có khoảng đo max 50mm, độ lệch chính xác 0.01mm.
- Hệ gá đỡ chân từ tính: Sử dụng nam châm vĩnh cửu gắn kẹp đồng hồ vào đầu cọc và gờ dầm chuẩn.
Quy trình thử tĩnh cọc ép tại hiện trường
- Dựng giàn tải: Lắp đặt hệ dàn chịu lực, gông cọc và kiểm tra hiệu chuẩn thiết bị mốc chuẩn.
- Gia tải theo cấp: Điều chỉnh các trạm ép thủy lực bơm tải theo các biên độ cấp tăng dần và giảm dần.
- Đo đạc giữ tải: Duy trì tải trọng trên đỉnh cọc trong các mốc thời gian quy định theo TCVN.
- Phân loại thử nghiệm:
- Nén kiểm tra (Không phá hoại): Gia tải tới hạn rồi xả áp về 0.
- Nén thăm dò (Có phá hoại): Ép đứt giới hạn sụp nền để lấy thông số tuyệt đối.
- Nghiệm thu: Vẽ biểu đồ nội suy xác định sức chịu tải thực tế của cọc nhằm phục vụ lập cấu kiện phần ngầm.
