Kỹ Thuật Khoan Dung Dich Pp Kiểm Tra Chất Lượng Cọc Pp Kiểm Tra Sức Chịu Tải - Khoan Cọc Nhồi

Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách.Thường được sử dụng khi thi công những cọc nằm sát với công trình có sẵn hoặc do điều kiện địa chất đăch biệt.*Ưu điểm: không lo vấn đề sập thành hố kh

CỌC KHOAN NHỒI

TRƯỜNG ĐH XÂY DỰNG HÀ NỘI

KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

KĨ THUẬT KHOAN DUNG DICH

PP KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC

PP KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI

NỘI DUNG

QUY TRÌNH THI CÔNG

KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC

KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỌC

PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG

I- PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG

1 Các phương pháp thi công cọc khoan nhồi

Trên thế giới có rất nhiều thiết bị và công nghệ thi công cọc khoan nhồi nhưng

có 2 nguyên lý được sử dụng trong tất cả các phương pháp thi công là:

*Ưu điểm: không lo vấn đề sập thành hố khoan, không gây bẩn vì không sử

dụng bentobite, chất lượng cọc cao

*Nhược điểm: máy thi công phải lớn, khi thi công gây ra tiếng ồn và khó thi

công với cọc dài trên 30m

1-CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI.

1.1 Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách.

I- QUY TRÌNH THI CÔNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

THI CÔNG

1 Các phương pháp thi công cọc khoan nhồi

1.2 Cọc khoan nhồi không sử dụng ống vách.

Đây là công nghệ khoan rất phổ biến Phương pháp này thích hợp với các loại đất sét mềm, nửa cứng nửa mềm, đất cát mịn, cát thô hoặc

có lẫn sỏi cỡ hạt từ 20-100mm.

Có 2 phương pháp dung cọc khoan nhồi không dùng ống vách:

• Phương pháp khoan thổi rửa (phản tuần hoàn).

• Phương pháp khoan gầu.

I- QUY TRÌNH THI CÔNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

THI CÔNG

1 Các phương pháp thi công cọc khoan nhồi

1.2.1 Phương pháp khoan thổi rửa:

•Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá đất,

bơm bentonite xuống để giữ vách hố đào.

•Dung dịch mùn khoan được máy bơm áp lực

đẩy từ đáy hố khoan lên chứa vào bể lắng để

lọc Bentonite tái sử dụng.

*Ưu điểm: phương pháp này có giá thiết bị rẻ,

thi công đơn giản

* Nhược điểm: Tốc độ khoan chậm, chất

lượng và độ tin cậy chưa cao

I- QUY TRÌNH THI CÔNG VÀ PHƯƠNG PHÁP

THI CÔNG.

1 Các phương pháp thi công cọc khoan nhồi

1.2.1 Phương pháp khoan gầu:

• Gầu khoan có dạng thùng xoay cắt đất và

đưa ra ngoài

• Vách hố khoan được giữ ổn định bằng

dung dịch Bentonite

*Ưu điểm: Thi công nhanh, kiểm tra chất

lượng dễ dàng, đảm bảo vệ sinh an toàn và ít

ảnh hưởng đến công trình lân cận

* Nhược điểm: Giá thành cao,đòi hỏi quy trình

công nghệ rất chặt chẽ,cán bộ kỹ thuật và công

nhân có tay nghề cao,có ý thức kỷ luật cao

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Toàn bộ quá trình gồm 8 bước

B8: Kiểm tra chất lượng cọc

B7: Đổ Bê tông và rút ống thép

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

1.Công tác chuẩn bị.

-Điều tra đầy đủ về phương án và lộ trình vận chuyển

-Phải đảm bảo có đủ diện tích hiện trường để lắp đặt thiết bị

-Phải có biện pháp hạn chế tác động của tiếng ồn và chấn động Các biện pháp giảm tiếng ồn như sau:

• Giảm tiếng ồn ở động cơ nổ: Chú ý hướng phát ra tiếng ồn và đặt chụp hút âm ở động cơ nổ

• Điện khí hóa nguồn động lực: Dùng động cơ diện thay thế cho máy

nổ, máy nén khí

• Xây tường bao quanh hiện trường: hiệu quả của việc cách âm bằng tường phụ thuộc rất nhiều vào độ cao và chất liệu làm tường

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

2 Định vị vị trí đặt cọc:

- Dùng máy kinh vĩ để xác định vị trí đặt cọc

- Căn cứ bãn vẽ thiết kế và địa hình thực tế mà định vị tim cọc

- Cách định vị cọc:

• Chọn 2 trục trên bản vẽ vuông góc tạo thành hệ tọa độ khống chế Từ

hệ tọa độ này triển khai vị trí các tim cọc

• Tim cọc được xác định bằng 2 tim mốc A, B vuông góc nhau và cách đề

A, B một khoảng L

• Sai số định vị của cọc sau khi thi công không được lệch quá 1/3 đường kính của cọc

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

3 Công tác hạ ống vách, khoan và bơm dd bentonite.

3.1 Công tác hạ ống vách:

- Ống vách có nhiệm vụ:

•Định vị và dẫn hướng cho máy khoan

•Giữ ổn định cho bề mặt hố khoan và chống sập thành phần trên hố

khoan

•Bảo vệ để đất đá, thiết bị không rơi xuống hố khoan

•Làm sàn đỡ tạm và thao tác để buộc nối và lắp dựng cốt thép, lắp dựng

và tháo dỡ ống đổ bê tông

- Sau khi đổ bê tông xong ống vách sẽ được rút lên và thu hồi lại

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

3 Công tác hạ ống vách, khoan và bơm dd bentonite.

3.1 Công tác hạ ống vách:

- Các phương pháp hạ ống vách:

• Sử dụng chính máy khoang để

hạ ống vách: Đây là phương

pháp phổ biến hiện nay Người ta

lắp vào gầu khoan thêm một đai

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

3 Công tác hạ ống vách, khoan và bơm dd bentonite.

3.2 Công tác khoan tạo lỗ và bơm dd Bentonite:

-Quá trình này được thực hiện sau khi đặt xong ống vách tạm

-Đất lấy ra khỏi lòng cọc được thực hiện bằng thiết bị khoan đặc biệt, đầu khoan lấy đất có thể là loại guồng xoắn cho lớp đất sét hoặc là loại thùng cho lớp đất cát

-Cần khoan có dạng ăng ten gồm 3 ống lồng vào nhau và truyền được chuyển động xoay, ống trong cùng gắn với gầu khoan và ống ngoài cùng gắn với động cơ xoay của máy khoan

-Cao trình dung dịch Bentonite ít nhất phải cao hơn cao trình mực nước ngầm từ 1-2m, thông thường nên giữ cho cao trình dung dịch Bentonite

cách mặt trên của ống vách là 1m

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

5 Công tác chuẩn bị hạ lồng thép.

-Căn cứ vào bản vẽ để gia công thép cho cọc

-Cốt thép được buộc sẵn và đưa lên gần giá hố khoan

-Phụ thuộc vào PP thi công, kết cấu công trình, thiết bị và mặt bằng mà

người ta chia đoạn lồng thép dao động trong khoảng 8-12m

-Cốt thép được đưa xuống hố khoan từng lồng một bằng cần trục

-Khi hạ cốt thép phải tiến hành cẩn thận từ từ giữ cho lồng luôn thẳng đứng

để tránh va vào thành hố khoan

-Để đảm bảo cho chiều dày lớp bê tông bảo vệ người ta sử dụng con kê định

vị lồng thép Con kê là phụ kiện bằng thép bản hay xi măng-cát dày 50mm

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Một số hình ảnh hạ lồng thép:

- Ống đổ bê tông là ống thép dày khoảng mm được chế thành từng đoạn để

có thể tháp lắp tùy ý

- Có 2 cách nối ống hiện nay là nối bằng cáp và nối bằng ren Nối bằng cáp

là biện pháp được sử dụng rông rãi hơn Chỗ nối thường có gioăng cao su

- Ống đổ được lắp từng đoạn từ dưới lên

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Công tác đổ bê tông

21

III-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

7 Công Tác Đổ Bê Tông Và Rút Ống Vách.

• Sau khi rút ống vách phải lấp cát vào hố cọc nếu cọc sâu, lấp hố thu

bentonite và rào chắn tạm bảo vệ cọc

• Không được phép rung động hoặc khoan cọc khác trong vòng 24 giờ kể

từ khi kết thúc đổ bê tông cọc trong phạm vi 5 lần đường kính của cọc

II-QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

III-KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC KHOAN

NHỒI

3.1 Kiểm tra chất lượng cọc trong quá trình thi công (theo TCXDVN

9395-2012)

8.1.1 Kiểm tra dung dịch khoan

Dung dịch khoan phải được chuẩn bị trong các bồn chứa có dung tích

đủ lớn, pha với nước sạch, cấp phối tuỳ theo chủng loại bentonite, điều

kiện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn của địa điểm xây dựng, đảm bảo giữ thành hố khoan trong suốt quá trình thi công khoan lỗ, lắp dựng cốt thép, ống kiểm tra siêu âm, ống đặt sẵn để khoan lấy lõi đáy cọc (nếu có), cẩu lắp ống đổ bê tông và sàn công tác Bề dày lớp cặn lắng đáy cọc

không quá trị số sau:

- Cọc chống: không quá 5 cm;

- Cọc ma sát + chống: không quá 10 cm

Kiểm tra dung dịch khoan bằng các thiết bị

thích hợp Dung trọng của dung dịch trộn

mới được kiểm tra hàng ngày để biết chất

lượng, việc đo lường dung trọng nên đạt

tới độ chính xác 0,005 g/cm³ Các thí

nghiệm kiểm tra dung dịch bentonite tiến

hành theo quy định tại Bảng 1 cho mỗi lô

bentonite trộn mới Việc kiểm tra, nghiệm

thu dung trọng, độ nhớt, hàm lượng cát và

độ pH phải được kiểm tra cho từng cọc

Trước khi đổ bê tông nếu kiểm tra mẫu

dung dịch tại độ sâu khoảng 0,5 m từ đáy

lên có khối lượng riêng vượt quá 1,25

g/cm³, hàm lượng cát lớn hơn 8 %, độ

nhớt quá 28 s thì phải có biện pháp thổi rửa đáy lỗ

khoan để đảm bảo chất lượng cọc.

25

III-KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC KHOAN

NHỒI

Bảng 1- Chỉ tiêu tính năng ban đầu của dung dịch

bentonite

1 Khối lượng riêng Từ 1,05 g/cm³ đến 1,15

6 Độ dày áo sét Từ 1 mm đến 3 mm sau 30

min Dụng cụ đo lượng mất nước

7 Lực cắt tĩnh 1 min: từ 20 mg/cm2 đến

30 mg/cm2 10 min: từ 50 mg/cm2 đến 100 mg/cm2

Lực kế cắt tĩnh

8 Tính ổn định < 0,03 g/cm2

9 Độ pH 7 đến 9 Giấy thử pH

3.1.2 Kiểm tra lỗ khoan Kiểm tra tình trạng lỗ khoan theo các thông số

trong Bảng 2, sai số cho phép của lỗ cọc do thiết kế quy định và tham khảo

Bảng 3.

Tình trạng lỗ cọc - Kiểm tra bằng mặt có đèn rọi

- Dùng siêu âm hoặc camera ghi chụp hình lỗ cọc

Độ thẳng đứng và độ sâu - Theo chiều dài cần khoan và mũi khoan

- Thước dây

- Quả dọi

- Máy đo độ nghiêng

Kích thước lỗ -Calip, thước xếp mở và tự ghi đường kính

-Thiết bị đo đường kính lỗ khoan (dạng cơ, siêu âm ) -Theo độ mở của cánh mũi khoan khi mở rộng đáy

3.1.3 Kiểm tra cốt thép

29

3.1.4 Kiểm tra chất lượng bê tông thân cọc

- Bê tông trước khi đổ phải lấy mẫu, mỗi cọc 3 tổ mẫu lấy cho ba phần, đầu, giữa và mũi cọc, mỗi tổ 3 mẫu

- Cốt liệu, nước và xi măng được thử mẫu, kiểm tra theo quy định cho công tác bê tông Kết quả ép mẫu kèm theo lý lịch cọc

- Phương pháp siêu âm, tán xạ Gamma, phương pháp động biến dạng nhỏ và các phương pháp thử không phá hoại khác được dùng để đánh giá chất lượng bê tông cọc đã thi công, tuỳ theo mức độ quan trọng của công trình, thiết kế chỉ định số lượng cọc cần kiểm tra Đối với các công trình dân dụng và công nghiệp thông thường, khối lượng kiểm tra chất lượng bê tông cọc tối thiểu theo Bảng 5 Cần kết hợp từ 2 phương pháp khác nhau trở lên để kiểm tra Khi cọc có chiều sâu lớn hơn 30 lần đường kính (L/D > 30) thì phương pháp kiểm tra qua ống đặt sẵn là chủ yếu Nếu còn nghi ngờ khuyết tật cần kiểm tra bằng khoan lấy mẫu để khẳng định khả năng chịu tải lâu dài của cọc trước khi có quyết định sửa chữa hoặc thay thế Quyết định cuối cùng do Thiết kế kiến nghị, Chủ đầu tư chấp thuận Thí nghiệm siêu âm tiến hành theo TCVN 9396:2012 Thí nghiệm động biến dạng nhỏ tiến hành theo TCVN 9397:2012

- Phương pháp khoan kiểm tra tiếp xúc đáy cọc với đất tiến hành trong ống đặt sẵn, đường kính từ 102 mm đến 114 mm cao hơn mũi cọc từ 1 m đến 2 m, số lượng ống đặt sẵn để

khoan lõi đáy cọc theo quy định của Thiết kế, tham khảo Bảng 5 Khi mũi cọc tựa vào cuội hòn lớn, có thể bị mất nước xi măng ở phần tiếp xúc đáy cọc - cuội sỏi, cần thận trọng khi đánh giá chất lượng bê tông cọc

Bảng 5- Khối lượng kiểm tra chất lượng bê tông

cọc

- Siêu âm, tán xạ Gamma có đặt ống

trước

- Phương pháp động biến dạng nhỏ

- Khoan lấy lõi (nếu cần thiết)

- Khoan kiểm tra tiếp xúc mũi cọc-đất

IV- Kiểm tra chất lượng cọc sau thi công

4.1 Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn

-Sức chịu tải của cọc đơn do thiết kế xác định Tuỳ theo mức độ quan trọng của

công trình và tính phức tạp của điều kiện địa chất công trình mà thiết kế quy định

số lượng cọc cần kiểm tra sức chịu tải

-Số lượng cọc cần kiểm tra sức chịu tải được quy định dựa trên mức độ hoàn

thiện công nghệ của Nhà thầu, mức độ rủi ro khi thi công, tầm quan trọng của

công trình, nhưng tối thiểu là mỗi loại đường kính 1 cọc, tối đa là 2 % tổng số

cọc Kết quả thí nghiệm là căn cứ pháp lý để nghiệm thu móng cọc

-Phương pháp kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn chủ yếu là thử tĩnh (nén tĩnh,

nhổ tĩnh, nén ngang) theo tiêu chuẩn hiện hành Đối với các cọc không thể thử

tĩnh được (cọc trên sông, biển ) thì dùng phương pháp thí nghiệm động biến

dạng lớn (PDA), Osterberg, Statnamic –

Tiến hành thử tĩnh cọc có thể trước hoặc sau khi thi công cọc đại trà Để xác

định phương án thiết kế có thể tiến hành thử tĩnh cọc ngoài móng công trình đến phá hoại trước khi thi công đại trà; để chấp nhận chất lượng thi công có thể tiến

hành thí nghiệm khi thi công xong Đầu cọc thí nghiệm phải cao hơn mặt đất

xung quanh từ 20 cm đến 30 cm và có ống thép dày từ 5 mm đến 6 mm, dài

khoảng 1 m bao để đảm bảo không bị nứt khi thí nghiệm và phản ánh đúng chất lượng thi công Thí nghiệm nén tĩnh tiến hành theo TCVN 9393:2012

IV Kiểm tra chất lượng cọc sau thi công

Các phương pháp kiểm tra:

Phương pháp thử động biến dạng nhỏ

Phương pháp chấn động song song

Phương pháp sóng ứng suất trong

Phương pháp khoan và lấy mẫu

Phương pháp xung siêu âm

Phương pháp tia gamma

Phương pháp nội soi bê tông

33

PHƯƠNG PHÁP XUNG SIÊU ÂM

PHƯƠNG PHÁP XUNG SIÊU ÂM

35

Trên cơ sơ các kết quả đo khoảng cách giữa tâm hai đầu đo (khoảng cách giữa tâm hai ống đo cùng một mặt cắt thử nghiệm) và thời gian truyền xung giữa hai đầu đo đó, vận tốc truyền xung siêu âm trong bê tông tại một độ sâu thử nghiệm được tính theo công thức:

V = L/T (1)

trong đó:

V là vận tốc truyền xung siêu âm, tính bằng mét trên giây (m/s);

L là khoảng cách giữa tâm hai đầu đo, tính bằng mét (m);

T là thời gian truyền xung siêu âm qua chiều dài L, tính bằng giây (s).

CHÚ THÍCH: Trong trường hợp khoảng cách giữa tâm hai đầu đo ≤ 30 cm, cần chú ý giá trị vận tốc truyền xung trong bê tông có thể bị ảnh hưởng đáng

kể do sai số khi xung siêu âm phải truyền qua môi trường nước và vật liệu

làm ống siêu âm

PHƯƠNG PHÁP XUNG SIÊU ÂM

PHƯƠNG PHÁP XUNG SIÊU ÂM

37

PHƯƠNG PHÁP XUNG SIÊU ÂM

PHƯƠNG PHÁP XUNG SIÊU ÂM

39

PHƯƠNG PHÁP XUNG SIÊU ÂM

TRÊN ĐÂY LÀ BÀI THUYẾT TRÌNH NHÓM 5

* * * CÁM ƠN THẦY GIÁO VÀ CÁC BẠN ĐÃ LẮNG

NGHE