Phương pháp thí nghiệm PDA được sử dụng phổ biến để kiểm tra sức chịu tải của cọc khoan nhồi. Phương pháp này có thể thực hiện nhanh chóng, thí nghiệm được nhiều cọc trong một ngày và ít gây ảnh hưởng đến các hoạt động thi công khác trên công trường. Hãy cùng Hừng Sáng tìm hiểu chi tiết hơn về thí nghiệm PDA ngay sau đây.
Phương pháp kiểm tra PDA là gì?
Phương pháp kiểm tra PDA (Pile Driving Analyzer) hay còn gọi là phương pháp thí nghiệm thử động biến dạng lớn được phát triển bởi công ty PDI, Hoa Kỳ vào đầu những năm 70, sau đó được ứng dụng rộng rãi cho tất cả các công trình có sử dụng cọc khoan nhồi. Thí nghiệm PDA có thể đánh giá được sức chịu tải của cọc, kiểm tra được cả mức độ hoàn chỉnh về chiều dài, cường độ và độ đồng nhất của bê tông.
Việc giám sát và đo đạc cọc sẽ được thực hiện bằng hệ thống PDA / CAPWAP theo tiêu chuẩn ASTM D4945-12. Hệ thống này cần đến sự hỗ trợ của Máy phân tích dẫn động cọc (PDA), được sản xuất bởi PDI Hoa Kỳ. Đây là những thiết bị và phần mềm cần thiết để thực hiện thí nghiệm PDA cọc khoan nhồi, cụ thể:
- PDA the PAL model: Là thiết bị thuộc thế hệ mới nhất của PDA thuộc hãng PDI Hoa Kỳ, được thiết kế tối ưu cho công tác thí nghiệm hiện trường, phù hợp sử dụng ở cả những địa hình phức tạp như ngoài khơi hay trên núi. Máy chính của PAL là máy vi xử lý có màn hình tinh thể, dùng để thu nhận, tính toán xử lý số liệu và cho phép lưu giữ tới gần 1000 thí nghiệm với 13 kết quả tính toán cho từng thí nghiệm. Ngoài máy chính, còn có 2 đầu đo gia tốc, 2 đo biến dạng, dây dẫn và các phụ kiện kèm theo.
- PDA-W Program: PDA-W là phần mềm máy tính, cho phép xử lý, tính toán và xuất file dữ liệu phục vụ cho việc phân tích CAPWAP.
- CAPWAP Program (Case Pile Wave Analysis Program.): CAPWAP là một chương trình phân tích dựa trên các số liệu đo của lực và vận tốc rồi mô hình hóa cọc như là một chuỗi các đoạn nhỏ để tính toán sức kháng của đất nền xung quanh dọc theo thân cọc và tại mũi cọc. CAPWAP cũng cho phép tính chính xác hệ số giảm chấn (Jc-damping factor) giúp cho việc hiệu chỉnh kết quả thí nghiệm PDA theo CASE. Ngoài ra chương trình còn cho phép xây dựng biểu đồ tương quan Lực – Biến dạng giống như biểu đồ nén tĩnh.
Để tiến hành thử nghiệm PDA, các đầu dò biến dạng và gia tốc, được gắn cố định gần đầu cọc cần thử nghiệm (cách đỉnh cọc ít nhất 1,5 đường kính). Các tín hiệu thu nhận được từ đầu đo trong một chu kỳ va chạm sẽ được truyền đến một thiết bị ghi, xử lý số liệu cho phép xác định lực và vận tốc theo thời gian.
Các phép đo tín hiệu lực và vận tốc được thu thập bằng có thể cho phán đoán được tình trạng khuyết tật cũng như sự phân bố sức kháng của đất dọc theo thân cọc (sức chịu tải của cọc).
Kết quả có thể thu được trong báo cáo như sau:
- Năng lực tĩnh của cọc (nén hoặc căng).
- Mô phỏng đường cong lún tải trọng dưới tải trọng tĩnh.
- Tính toàn vẹn của cọc (mọi khuyết tật, vết nứt, rạn nứt hoặc bất kỳ bất thường nào trên trục cọc).
Tiêu chuẩn thí nghiệm PDA
Tiêu chuẩn quốc gia:
- TCVN 11321:2016 “Cọc – Phương pháp thử động biến dạng lớn”.
Tiêu chuẩn quốc tế:
- ASTM “Tiêu chuẩn về vật liệu thử nghiệm của Mỹ” D4945-12.
- Thông số kỹ thuật đóng cọc ICE (Anh)
- BS8004 (mã Tổ chức Tiêu chuẩn Anh – 7.5.2)
- Sổ tay Kỹ thuật Nền móng Canada (1992 – Hiệp hội Địa kỹ thuật Canada).
Tham khảo thêm tài liệu tiếng anh: File PDF
Lợi ích của việc thí nghiệm PDA cọc khoan nhồi
PDA giúp theo dõi các ứng suất truyền động, giúp giảm nguy cơ hư hỏng cọc và cung cấp khả năng chịu lực của cọc trong thời gian thực. Nếu ứng suất cho thấy có nhiều khả năng làm hỏng cọc, thì việc đóng cọc có thể bị dừng lại và các kỹ sư có thể xác định các quy trình lắp đặt thay thế để đảm bảo móng và kết cấu đang được thiết kế an toàn.
Thử nghiệm PDA được lựa chọn như một giải pháp thay thế nhanh chóng và tiết kiệm cho phương pháp thử tải trọng tĩnh đối với những công trình có nhiều hạng mục và các hạng mục thì không tập trung. Việc chờ đợi kết quả thử tĩnh có thể làm chậm tiến độ công trình cũng như tốn kém nhiều chi phí. Khi đó thí nghiệm PDA có thể thực hiện nhiều thử nghiệm cọc hơn trong thời gian ngắn hơn mà các cọc được giám sát trong thời gian thực, do đó có thể cung cấp kết quả ngay lập tức.
Thí nghiệm PDA cũng được xem là giải pháp thích hợp đối với các công trình dưới nước như móng cảng, cầu… hoặc các dự án nhỏ mà việc thử tĩnh gặp nhiều khó khăn.
Thí nghiệm PDA cũng có thể được sử dụng để theo dõi năng lượng hoặc hiệu suất của búa trong quá trình điều khiển.
Thí nghiệm PDA cọc khoan nhồi cho phép đánh giá năng lực, sức chịu tải của cọc nhanh chóng, tiết kiệm được cả thời gian và tiền bạc. So với phương pháp thử tĩnh thì phương pháp này thực hiện nhanh hơn, có thể thử nghiệm được nhiều cọc trong cùng một ngày tuy nhiên nên cân nhắc sử dụng ở khu vực đông dân cư vì có thể gây tiếng ồn khu vực lân cận.
