ĐỀ CƯƠNG THỬ TẢI TĨNH CỌC KHOAN NHỒI ĐƯỜNG CAO TỐC HÀ NỘI HẢI PHÒNG

HANOI – HAI PHONG EXPRESSWAY PROJECT PACKAGE EX10: CONSTRUCTION HAI PHONG CITY SECTION FROM KM 96+300 TO KM 105+417   ---KẾ HOẠCH THỬ TẢI TĨNH CỌC KHOAN NHỒI STATIC LOAD TEST ON WO

HANOI – HAI PHONG EXPRESSWAY PROJECT PACKAGE EX10: CONSTRUCTION HAI PHONG CITY SECTION

(FROM KM 96+300 TO KM 105+417)

 

-KẾ HOẠCH THỬ TẢI TĨNH CỌC KHOAN NHỒI STATIC LOAD TEST ON WORKING PILE

GIỚI THIỆU

Đề cương dưới đây giới thiệu quy trình thí nghiệm nén tĩnh xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi áp dụng cho công trình Cầu Lạch Tray – Dự án Đầu tư xây dựng công trình đường ô tô cao tốc Hà Nội – Hải Phòng

This statement presents the procedures of pile load test for determination of bearing capacity of bore piles, sonic logging test and core test at pile toe of bore pile for Package 10: Km 96+300.00 -:- Km 105+500.00, Ha Noi – Hai Phong Expressway project.

I CƠ SỞ THÀNH LẬP - BASIC OF PREPARATION

 Yêu cầu thí nghiệm của Chủ đầu tư;

 Yêu cầu kỹ thuật, hồ sơ và các bản vẽ do Chủ đầu tư cung cấp;

 TCXDVN 269 : 2002 “Cọc – Phương pháp thí nghiệm tải trọng tĩnh ép dọc trục”;

 Proposal of Employer for testing;

 Technical requirements, documents and drawings provided by the Employer;

 TCXDVN 269 : 2002 “Piles - Standard Test Method for Piles Under Axial Compressive Load”;

II ĐẶC ĐIỂM CỌC THÍ NGHIỆM - DETAIL OF TEST PILES

Cọc thí nghiệm là cọc khoan nhồi đường kính D1500mm và D2000mm Chi tiết cọc thí nghiệm được trình bày trong Bảng 1

The test piles are bore piles D1500mm and D2000mm Details of test piles are showed

in Table 1.

Bảng 1 - Chi tiết cọc thí nghiệm

Table 1 - Details of Test Piles

Chi tiết cọc

(Description)

Abument A2 Pier P1 Pier P4 Pier P18 Pier P20

Đường kính cọc, mm

(Pile diameter, mm)

Chiều dài cọc, m

(Pile length, m)

Tải trọng thiết kế, Tấn

(Designed load, Ton)

782.35 816.16 979.51 1421.48 818.10

Tải trọng thí nghiệm, Tấn

(Designed load, Ton)

1173.53 1224.24 1469.27 2132.22 1227.15

III MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM - TEST PURPOSE

Thí nghiệm nén tĩnh được thực hiện nhằm kiểm tra sức chịu tải của cọc theo thiết kế và chất lượng thi công cọc khoan nhồi

The static load test will be carried out for determination of bearing capacity of piles according to design and quality of bore pile

IV PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM - TEST METHOD

Thí nghiệm được thực hiện bằng tác dụng tải trọng ép dọc trục sao cho cọc sao cho cọc lún thêm vào đất nền Theo phương pháp này, tải trọng tác dụng lên đầu cọc được thực hiện bằng hệ thống kích, bơm thủy lực và đối trọng là giàn chất tải

The test is carried out by the application of an axial static load to a pile so that the pile penetrates into the ground By this method, the vertical pile shall be loaded by means of a hydraulic jacks and pump acting against a kentledge system which is built

on top of the pile

V THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM - TEST EQUIPMENT

5.1 Thiết bị thí nghiệm - test equipment:

Thiết bị thí nghiệm bao gồm hệ gia tải, hệ phản lực và hệ thống đo độ lún

The test equipment consists of apparatus for applying load, reaction system and system of settlement measurement

V.2 Hệ gia tải - The apparatus for applying load:

Hệ gia tải gồm kích thủy lực hoạt động cùng một bơm thủy lực và đồng hồ đo áp lực Hệ thống phải đảm bảo không rò rỉ và hoạt động an toàn dưới áp lực không nhỏ hơn 150% áp lực làm việc

The apparatus for applying load consists of hydraulic jack operating under a hydraulic pump with pressure gauge The system must ensure no leakage and in safe operation with the pressure of more than 150 % of working pressure.

Kích thủy lực đảm bảo các yêu cầu sau:

- Sức nâng đáp ứng được tải trọng theo dự kiến

- Có khả năng gia tải, giảm tải phù hợp với các cấp trong đề cương thí nghiệm

- Có khả năng giữ ổn định không nhỏ hơn 24h

- Hành trình từ 0 -:- 20cm đủ đáp ứng chuyển vị đầu cọc lớn nhất và biến dạng của

hệ phản lực

- Các kích được vận hành trên cùng một máy bơm

Hydraulic jack must ensure the following requirements:

- Lifting capacity meets demands of predicted load

- Should have ability of suitable loading and unloading with every level in testing draft

- Should have ability of stabilization of more than 24 h.

- 0 -:- 20cm of jack stroke is enough to meet demands of maximum pile head movement and deformation of reaction system

- All jacks are operated in the same pumps

Hệ gia tải sau đây được sử dụng để thí nghiệm:

The following apparatus for applying load will be used in the test:

 04 kích thủy lực, lực nâng tối đa (04 hydraulic jacks, maximum lifting capacity)

800 T;

 01 bơm thủy lực, khả năng tạo áp (01 Hydraulic pump, maximum pressure)

10.000psi;

 01 đồng hồ áp, giới hạn đo (01 Pressure gauge, measurement range) 0-60 Mpa.

Trước khi thí nghiệm, các chứng chỉ kiểm định kích thủy lực và đồng hồ áp được trình cho Tư vấn và Chủ đầu tư Các chứng chỉ kiểm định được đính kèm sau đây

Before testing, the inspection and calibration certificates of the hydraulic jack and pressure gauge will be submitted to the Consultant and the Owner These certificates are attached hereinafter.

V.3 Tấm thép đệm (Steel plate) 200x200x7cm: 02 tấm(plates)

Tấm thép đủ cường độ để phân bố tải trọng của kích đồng đều lên cọc

Steel plate is strong enough to uniform place load of jack on piles

V.4 Hệ đo đạc, quan trắc - System of settlement measurement

Hệ quan trắc bao gồm các thiết bị dụng cụ đo tác dụng của tải trọng lên đầu cọc, đo chuyển vị của đầu cọc, máy thủy chuẩn, đầm chuẩn và dụng cụ kẹp đầu cọc

The system of observation consists of measurement apparatus of load on pile heads, measuring pile head movement, gradienter, base beam, pile heads clamping devices.

Trước khi thí nghiệm, các chứng chỉ kiểm định đồng hồ đo được trình cho Tư vấn và Chủ đầu tư

Before testing, the inspection and calibration certificates of the dial gauges will be submitted to the Owner and Consultant

- Đồng hồ đo áp lực được lắp đặt sẵn trong hệ thống thủy lực Đồng hồ đo áp lực được hiệu chỉnh cùng với kích và hệ thống thủy lực tới độ chính xác 5%

The dial gauge of pressure is pre- installed in the hydraulic system The dial gauge of pressure is adjusted with jacks and the hydraulic system with the accuracy of 5 %

- Chuyển vị đầu cọc được đo bằng 04 chuyển vị kế có độ chính xác đến 0.01mm,

có hành trình dịch chuyển đến 50mm được bắt chặt vào 02 dầm chuẩn Các dầm chuẩn phải được lắp đặt ổn định, đảm bảo không bị ảnh hưởng bởi chuyển dịch đất nền và biến dạng của thiết bị

The 4 dial gauges with maximum stroke 50 mm and the accuracy of 0.01 mm will be used for measuring settlement of pile head and being fixed with 02 reference beams The reference beams should be stably installed to ensure no influence of soil movement or deformation of equipment

- Máy thủy chuẩn dùng để kiểm tra thô các chuyển vị

Gradienter is used for roughly checking movements

V.5 Hệ phản lực - Reaction system

Hệ phản lực gồm dầm thí nghiệm, dàn chất tải, đối trọng bên trên P1 và đối trọng bên dưới P2 (hệ 32 neo xoắn, khả năng chịu tải trọng đứng của neo là 70 tấn/neo, khả năng chịu tải trọng nhổ của neo xoắn dự kiến là 40 tấn/neo) Dàn chất tải được tạo thành bởi hệ thống dầm phụ Khối lượng dầm chính và dầm phụ sử dụng cho thí nghiệm bao gồm:

The reaction system contains test beam, loading frame, kentledge P1 and anchorage capacity P2 (32 screw pile, The loading capacity of each anchorage pile is 70 tons and 40 tons for tension capacity repectively) The loading frame is constructed by a system of cross beams The following test beams and cross beam will be used:

 01 dầm chính, kích thước (01 Test beams, size) 1800 x 700 x12000 mm

 22 dầm phụ, kích thước (22 Cross beams, size) 900 x 300 x 12000 mm

Đối trọng bên trên là các gối đỡ và khối bê tông được chất an toàn trên giàn chất tải, cùng với dầm thí nghiệm tạo thành hệ phản lực bên trên cho hệ gia tải Khối lượng của đối trọng sử dụng cho thí nghiệm bao gồm:

The kentledge with concrete blocks placed safely on the loading frame, with test beam

is formed as reaction system of the apparatus for applying load The following reaction system will be used:

 Đối trọng bên dưới P2 là hệ neo xoắn được liên kết vào hệ dầm phụ bằng hệ neo trung gian (xem phụ lục 2) Chiều dài neo xoắn dự kiến từ 14-16 m Khả năng chịu tải trọng đứng của neo là 70 tấn/neo, khả năng chịu tải trọng nhổ của neo xoắn dự kiến là 40 tấn/neo Khả năng chịu tải trọng nhổ của neo xoắn sẽ được quyết định sau khi có số liệu thí nghiệm kiểm tra tại hiện trường

The anchorage system P2 shall be connected to the kentledge with concrete blocks by a cable system (see Appendix 2) The length of anchorage pile is from 14m to16m The loading capacity of each anchorage pile is 70 tons and 40 tons for tension capacity repectively The final tension loading capacity of the pile shall be determined on site by testing.

 Đối trọng bên trên P1 bao gồm hệ gối đỡ, dầm chính và dầm phụ + trọng lượng đối trọng trên giàn Tổng khối lượng đối trọng bên trên và bên dưới (P1+P2) không nhỏ hơn 120% tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến

The kentledge P1 with concrete blocks, test beams and cross beam and weighty

of kentledge Total quantity of kentledge and anchorage system (P1+P2) shall

be over than 120% of maximum testing load.

Khối lượng neo xoắn và đối trọng cho các cọc thí nghiệm được trình bày theo bảng 2:

The quantity of anchorage system and kentledge are showned in Table 2

Bảng 2 - Bảng khối lượng neo + đối trọng Table 2 - Quantity of anchorage system and kentledge

Chi tiết cọc

(Description)

Abument A2 Pier P1 Pier P4 Pier P18 Pier P20

Tải trọng thiết kế, Tấn

(Designed load, Ton)

782.35 816.16 979.51 1421.48 818.10

Tải trọng thí nghiệm, Tấn

(Designed load, Ton)

1173.53 1224.24 1469.27 2132.22 1227.15

Đối trọng neo (P1), Tấn

(anchorage system P1, Ton)

32* 40 = 1280

32* 40 = 1280

32* 40 = 1280

32* 40 = 1280

32* 40 = 1280 Đối trọng bê tông + hệ dầm

+ gối (P2), Tấn

(concrete blocks, test beams,

cross beams P2, Ton)

Tổng đối trọng (P1+P2), Tấn

(Total kentledge P1+

P2,Ton)

VI CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM - TEST PREPARATION

6.1 Xử lý đầu cọc thử tải – Treatment for pile heads for load test

Cọc gia tải được kéo dài lên cao hơn mặt đất tự nhiên/cao độ sau san lấp 30cm Phần cọc kéo dài được gia cố với thép đai và thép chủ như lồng trên cùng của cọc Bê tông phần cọc nối dài có mác C35 được đổ cùng bê tông cọc Trước khi tiến hành thử tải đầu cọc được làm phẳng bằng lớp vữa không co ngót

Loading piles will be extended 30 cm higher than the natural ground/the elevation after aggrading The extended pile parts are reinforced by confinement rebar and main rebar like the top cage of pile The concrete grade of extended piles which is C35 is placed together with the concrete of piles Prior to load test, pile heads are levelled by non- shrinkage grout.

Do phần cọc nối thêm nằm trong phần khoan tạo lỗ để hạ ống vách nên ma sát của đất nền lên thành cọc là không đáng kể Trong quá trình thí nghiệm có thể bỏ qua phần ma sát trong phần cọc nối dài thêm này

Because the extended piles are within drilling area for installing casing, the friction

of ground over pile wall is inappreciable During the test, the friction can be obmitted

6.2 Thời gian tiến hành thí nghiệm - Time for testing

- Cọc thí nghiệm sẽ được tiến hành siêu âm trước khi thí nghiệm

- Công tác thí nghiệm được tiến hành sau 21 ngày kể từ khi đổ bê tông cọc thí nghiệm

- The test piles will be measured by sonic equipment prior to testing.

- The testing activity will be carried out after 21 days from the day when concrete of testing pile is placed

VII QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM - TEST PROCEDURE

7.1. Công tác chuẩn bị - Preparation works

Trước khi thí nghiệm, cần thực hiện các công việc sau đây:

Before testing, the following works should be prepared:

 Chuẩn bị hiện trường thí nghiệm (Preparation for test site);

 Chuẩn bị đầu cọc thí nghiệm (Preparation for test pile head);

 Vận chuyển thiết bị đến hiện trường (Mobilization of test equipment to test site);

 Kiểm tra khả năng chịu nhổ của neo xoắn (Checking loading tension capacity

of screw piles) ;

 Thi công hệ neo xoắn (Anchorage pile installation) ;

 Lắp đặt thiết bị thí nghiệm (Installation of test equipment)

 Căng neo trung gian bằng thiết bị chuyên dụng (Anchorage cable installation).

7.2 Quy trình gia tải - Loading procedure

Quy trình gia tải được thực hiện theo TCXDVN 269 : 2002 “Cọc – Phương pháp thí nghiệm tải trọng tĩnh ép dọc trục”

The loading test will be complied with TCXDVN 269 : 2002 “Piles – Standard Test Method for Piles Under Static Axial Compressive Load”.

a Gia tải trước (Preloading)

Tiến hành gia tải trước trước khi thí nghiệm nhằm kiểm tra hoạt động của thiết bị thí nghiệm và tạo tiếp xúc tốt giữa dầm thí nghiệm và kích thủy lực Gia tải trước được thực hiện bằng cách gia tải với tải trọng 10 tấn, giữ tải trong vòng 10 phút và giảm tải hoàn toàn

Preloading will be carried out before testing for checking operation of test equipment and for making good connection between test beam and hydraulic jacks The preloading will be performed by application load of 10 tons, maintaining for 10 minutes and then fully reloading.

b Gia tải tiêu chuẩn (Standard loading procedure)

Theo quy gia tải tiêu chuẩn, cọc được gia tải và giảm tải bằng các cấp tải và giữ tải trong khoảng thời gian quy định Các số đọc thô về độ lún, tải trọng và thời gian được ghi lại ngay lập tức trước và sau khi tác dụng tải

Mỗi cấp gia tải và giảm tải được giữ trong khoảng thời gian quy định như trong Bảng 2

According to the standard loading procedure, the load shall be applied in increments and decrements and maintained for specified interval of time The readings of gross settlement, load and time are taken and recorded immediately before and after the application of load

Each load increment and decrement shall be maintained for the specified time interval as shown in Table 2:

Bảng 2 – Quy trình gia tải và giảm tải

Table 3 - Loading and Unloading Procedures

Chu kỳ

(Cycle)

% Tải trọng TK

(% Designed load)

Thời gian giữ tải tối thiểu (Minimum holding time)

1

25 50 75

100 (*)

75 50 25 0

Khi tốc độ lún (till settlement rate)  0.5 mm/h

- nt (ditto)

nt (ditto) -Khi tốc độ lún (till settlement rate)  0.5 mm/h hoặc (or)

12h

30 phút (minutes)

- nt (ditto)

nt (ditto) -Khi tốc độ lún (till settlement rate)  0.5 mm/h hoặc (or)

2h

2

25 50 75 100 125

150 (*) 100 50

0 (*)

30 phút (minutes)

- nt (ditto)

nt (ditto) -Khi tốc độ lún (till settlement rate)  0.5 mm/h

- nt (ditto) -Khi tốc độ lún  0.5 mm/h hoặc 24h

30 phút (minutes)

- nt (ditto) -Khi tốc độ lún (till settlement rate)  0.5 mm/h hoặc (or)

2h

Ghi chú (Note):

1) Cấp tải mới chỉ được thực hiện khi tốc độ lún  0.5 mm/h trong ít nhất 01 giờ;

nhưng không quá 2h

Load to the next increment when the rate of pile settlement  0.5mm/hr for at least 1 hour, but not over 2 hours.

2) (*) Lấy thời gian nào lâu hơn – Take the time longer.

7.3. Quy trình ghi số liệu - Procedure of data recording

Trong quá trình gia tải và giảm tải, các số đọc thời gian, tải trọng và độ lún đầu cọc được ghi lại cho mỗi cấp tăng tải và giảm tải theo bảng 3:

During loading and unloading, the readings of time, load and settlement of pile head shall be taken and recorded for every increment and decrement at following table 3:

Bảng 3 (Table 3)

Cấp tải trọng (Level load) Thời gian theo dõi và đọc số liệu

(Time monitoring and reading data)

Cấp gia tải - Loading level

10 phút/1 lần cho 30 phút đầu - 10 minutes / 1 time for first

30 minutes

15 phút/1 lần cho 30 phút sau - 15 minutes / 1 time for 30 minutes after

01 giờ/1 lần cho 10 giờ tiếp theo - 01 hours / 1 time for the next 10 hours

02 giờ/1 lần khi thời gian > 12 giờ - 02 hours / 1 at the time

> 12 hours

Cấp gia tải lại và dỡ tải -

Reloading level and

Unloading level

10 phút/1 lần cho 30 phút đầu - 10 minutes / 1 time for first

30 minutes

15 phút/1 lần cho 30 phút sau - 15 minutes / 1 time for 30 minutes after

01 giờ/1 lần khi thời gian > 1 giờ - 01 hours / 1 time at the time > 1 hours

7.4. Thí nghiệm bị gián đoạn - Load test is discontinued

Thí nghiệm bị gián đoạn nếu xuất hiện một trong các hiện tượng sau:

Test shall be discontinued if any of the following occurs:

 Kích hoặc đồng hồ áp bị hỏng (Faulty jack or pressure gauge);

 Đầu cọc bị nứt, vỡ (Pile head is cracked or broken);

 Số liệu ban đầu không chính xác (Initial readings are incorrect)

7.5. Điều kiện về chuyển vị của cọc thí nghiệm- Settlement condition of test pile

Cho việc nghiệm thu, tổng chuyển vị lún đỉnh cọc dưới tải trọng chất bằng 1.5 lần tải trọng làm việc và sau khi dỡ bỏ tải trọng tiếp sau sẽ không được vượt quá các giá trị sau:

For the inspection, total settlement of test pile under testing load = 1.5* design load and after unloading shall not over the values in table 5:

Bảng 5 – Điều kiện về chuyển vị của cọc thí nghiệm

Table 5 - Settlement condition of test pile

Chuyển vị lún đỉnh cọc

(% của đường kính cọc) Điều kiện chất tải

(Loading condition)

Có tải

(loading)

Không tải

(unloading)

Cho cọc khoan nhồi đúc tại chỗ

VIII KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM - TEST RESULT

8.1. Dạng bảng - Tabular form

Các số liệu tải trọng, thời gian, độ lún ghi chép trong thời gian thí nghiệm được chỉnh lý

và biểu diễn dưới dạng bảng “Số liệu thí nghiệm nén tĩnh” và Tổng hợp kết quả thí nghiệm”

The data including readings of load, time and settlement taken and recorded during testing for tested pile shall be presented in "Pile Load Test Record" and “Summarised Test Results”

8.2. Dạng biểu đồ - Graphical form

Từ số liệu thí nghiệm, các biểu đồ sau đây được thành lập:

From the test data, the following curves shall be established:

 Biểu đồ Tải trọng - Độ lún (Load - Settlement Curve)

 Biểu đồ Độ lún - Thời gian (Settlement - Time Curve)

 Biểu đồ Tải trọng - Thời gian (Load - Time Curve)

 Biểu đồ Tải trọng - Độ lún – Thời gian (Load - Settlement - Time Curve)

IX BÁO CÁO KỸ THUẬT - TECHNICAL REPORT

9.1. Phần thuyết minh - Text part

Phần thuyết minh gồm các nội dung sau (The text part contains the following contents): The text part contains the following contents:

 Giới thiệu (Introduction);

 Cơ sở thành lập đề cương (Basic of preparation);

 Chi tiết cọc thí nghiệm (Details of test piles);

 Mục đích thí nghiệm (Test purpose);

 Phương pháp thí nghiệm (Test method);

 Thiết bị thí nghiệm (Test equipment);