Nghiên cứu mô hình kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi cho công trình dân dụng

Kết quả của nghiên cứu là một phần mềm hỗ trợ các bên liên quan chủ đầu tư, giám sát, thi công theo dõi tức thời các giá trị chất lượng trong quá trình thi công cọc khoan nhồi, nhận diện

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: Nguyễn Minh Hùng Phái: Nam

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số học viên: 1241870012

I Tên đề tài: NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH KIỂM SOÁT CHẤT LƯỢNG CỌC KHOAN NHỒI CHO CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG

II Nhiệm vụ luận văn:

- Nghiên cứu tổng quan

- Xây dựng mô hình kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi

- Vi tính hóa mô hình

- Kiểm chứng mô hình

III Ngày giao nhiệm vụ: 25-06-2014

IV Ngày hoàn thành nhiệm vụ: 16-03-2015

i

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công

bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc

Học viên thực hiện Luận văn

Nguyễn Minh Hùng

Trong thời gian qua, sự quan tâm và hỗ trợ của gia đình, bạn bè, đồng nghiệp đã giúp tôi có động lực mạnh mẽ để hoàn thành luận văn này

Tôi hy vọng nghiên cứu của tôi sẽ là một trong những đóng góp có ích cho xã hội nói chung và cho ngành xây dựng nói riêng

Thành phố HồChí Minh, ngày 16 tháng 03 năm 2015

Học viên thực hiện Luận văn

Nguyễn Minh Hùng

Nghiên cứu này ứng dụng kỹ thuật thống kê và công nghệ thông tin để xây dựng mô hình kiểm soát quá trình thi công cọc khoan nhồi Kết quả của nghiên cứu

là một phần mềm hỗ trợ các bên liên quan (chủ đầu tư, giám sát, thi công) theo dõi tức thời các giá trị chất lượng trong quá trình thi công cọc khoan nhồi, nhận diện sớm các vấn để về chất lượng, tránh những rủi ro về chất lượng

iv

ABSTRACT

Bored pile is a popular pile foundation and widely used in road and bridge engineering, civil engineering Bored pile construction process is complex, is impacted by human and environmental factors Bored pile process often has quality problems, such as drilling deflection, diameter reduction, pile breaking, etc These problems are difficult to meet in the design formation, and complexly to treat in the site work

The research applied statistical technique and information technology to construct a model of quality control of bored pile process The result is a software which help parties (investors, constructors, construction supervision consultants) to monitor the quality values of bored pile process, identify the quality problems, avoid the quality risks

v

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CẢM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABSTRACT iv

MỤC LỤC v

DAMH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT vi

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH vii

DANH MỤC CÁC BẢNG viii

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Nội dung nghiên cứu 2

3 Phương pháp nghiên cứu 2

4 Phạm vi nghiên cứu 2

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 Cọc khoan nhồi 4

1.1.1 Khái niệm cọc khoan nhồi 4

1.1.2 Các dạng cọc khoan nhồi 5

1.1.3 Phương pháp thi công cọc khoan nhồi 5

1.1.4 Quy trình thi công cọc khoan nhồi 6

1.1.5 Công tác kiểm tra và nghiệm thu 11

1.1.6 Các tiêu chuẩn Việt Nam liên quan đến cọc khoan nhồi 12

vi

1.1.8 Kiểm tra sức chịu tải 12

1.1.9 Các sự cố trong khi thi công cọc khoan nhồi 13

1.1.10 Các khuyết tật của cọc khoan nhồi 13

1.1.11 Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi 14

1.2 Chất lượng và kiểm soát chất lượng 15

1.2.1 Khái niệm về chất lượng 15

1.2.2 Khái niệm về kiểm soát chất lượng 16

1.2.3 Các công cụ trong kiểm soát chất lượng 17

1.3 Ứng dụng công nghệ thông tin trong xây dựng 23

1.3.1 Khái quát về CNTT 23

1.3.2 Ứng dụng CNTT trong lĩnh vực xây dựng 24

1.3.3 Một số ứng dụng CNTT cụ thể trong lĩnh vực xây dựng 26

1.4 Các nghiên cứu trước đây 27

1.4.1 Nghiên cứu về kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi 27

1.4.2 Nghiên cứu ứng dụng thống kê trong lĩnh vực xây dựng 27

1.4.3 Nghiên cứu ứng dụng CNTT trong lĩnh vực xây dựng 28

1.5 Nhận xét 29

CHƯƠNG 2 XÂY DỰNG MÔ HÌNH 30

2.1 Mô hình kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi 30

2.2 Xây dựng lớp nền 30

2.2.1 Lưu đồ quy trình 30

2.2.2 Danh mục công tác cần kiểm tra 32

2.2.3 Phân tích các yếu tố cần kiểm soát 33

2.3 Xây dựng lớp thân 37

2.4 Xây dựng lớp đỉnh 38

2.4.1 Lý lịch cọc 39

vii

2.4.2 Biểu đồ kiểm soát dâng bê tông 39

2.4.3 Biểu đồ kiểm soát sự cố 40

2.4.4 Biểu đồ kiểm soát cường độ bê tông 28 ngày 41

2.4.5 Biểu đồ kiểm soát mức chênh lệch bê tông 41

2.4.6 Biểu đồ kiểm soát thời gian đổ bê tông 42

2.4.6 Biểu đồ kiểm soát thời gian đổ bê tông 43

2.5 Kết luận chương 2 43

CHƯƠNG 3 XÂY DỰNG PHẦN MỀM 45

3.1 Các chức năng chính của phần mềm 45

3.2 Yêu cầu hệ thống 46

3.3 Cơ sở dữ liệu 46

3.4 Các giao diện 47

3.4.1 Menu chính 47

3.4.2 Các giao diện nhập dữ liệu 48

3.5 Kết luận chương 3 50

CHƯƠNG 4 KIỂM CHỨNG MÔ HÌNH 51

4.1 Giới thiệu công trình 51

4.2 Kiểm chứng mô hình 54

4.2.1 Dữ liệu thực tế thi công 54

4.2.2 Kết quả kiểm chứng 60

4.3 Kết luận chương 4 65

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 67

TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

viii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

BTCT Bê tông công thép

CNTT Công nghệ thông tin

ERP Enterprise Resource Planning

ix

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1.1: Mặt cắt cọc khoan nhồi 4

Hình 1.2: Các dạng cọc khoan nhồi 5

Hình 1.3: Lồng thép cọc khoan nhồi (Nguồn: Công ty Delta) 6

Hình 1.4: Sơ đồ quy trình thi công cọc khoan nhồi 7

Hình 1.5: Hạ ống vách cọc khoan nhồi (Nguồn: Công ty Delta) 8

Hình 1.6: Công tác khoan tạo lỗ (Nguồn: Công ty CP Đầu tư xây dựng Tuấn Lộc) 9 Hình 1.7: Hạ lồng thép cọc khoan nhồi (Nguồn: Công ty Delta) 10

Hình 1.8: Đổ bê tông cọc khoan nhồi (Nguồn: Công ty Delta) 11

Hình 1.9: Hư hỏng bê tông thân cọc ([28]) 14

Hình 1.10: Lưu đồ xử lý công việc 18

Hình 1.11: Phiếu kiểm tra lỗi đánh máy ([29]) 19

Hình 1.12: Biểu đồ theo dõi sản lượng sản xuất 19

Hình 1.13: Cấu trúc thường gặp của biểu đồ nhân quả 20

Hình 1.14: Ví dụ về biểu đồ phân tán 21

Hình 1.15 Biểu đồ Pareto về tổn thất do khuyết tật của sản phẩm [30] 22

Hình 1.16: Một dạng biểu đồ kiểm soát 23

Hình 1.17: Tỉ lệ người dân sử dụng internet tại Việt Nam [31] 24

Hình 1.18: Các ứng dụng CNTT trong xây dựng 24

Hình 1.19: Các bên liên quan với ứng dụng của CNTT [19] 25

Hình 2.1: Mô hình kiểm soát chất lượng được đề xuất 30

Hình 2.2: Lưu đồ quy trình kiểm soát chất lượng thi công cọc khoan nhồi 31

Hình 2.3: Biểu đồ dâng bê tông 40

Hình 2.4: Biểu đồ Pareto hiển thị tỉ lệ các sự cố trong thi công cọc khoan nhồi 40

Hình 2.5: Biểu đồ hiển thị cường độ bê tông của các cọc đã được thi công 41

Hình 2.7: Biểu đồ cột hiển thị mức chênh lệch khối lượng bê tông so với thiết kế 42 Hình 2.8: Biểu đồ cột hiển thị thời gian đổ bê tông của từng cọc 43

Hình 3.1: Sơ đồ quan hệ giữa các bảng dữ liệu 46

Hình 3.2: Giao diện menu chính của phần mềm 46

Hình 3.3: Giao diện nhập dữ liệu theo hồ sơ thiết kế 47

Hình 3.4: Giao diện nhập dữ liệu ống chống 48

x

Hình 3.5: Giao diện nhập dữ liệu hố khoan 48

Hình 3.6: Giao diện nhập dữ liệu đổ bê tông 48

Hình 3.7: Giao diện nhập dữ liệu lồng thép 49

Hình 3.8: Giao diện nhập dữ liệu chi tiết bentonite 49

Hình 3.9: Giao diện nhập kết quả thí nghiệm 49

Hình 3.10: Giao diện nhập chi tiết sự cố 49

Hình 4.1: Mặt bằng định vị cọc 53

Hình 4.2: Kết quả xuất lý lịch cọc (phiếu kiểm tra tổng hợp) 61

Hình 4.3: Kết quả biểu đồ dâng bê tông 62

Hình 4.4: Biểu đồ Pareto thể hiện các sự cố 62

Hình 4.5: Kết quả tổng hợp sự cố 63

Hình 4.6: Biểu đồ tổng hợp thời gian đổ bê tông 63

Hình 4.7: Biểu đồ tổng hợp độ chênh lệch khối lượng bê tông cọc 64

Hình 4.8: Biểu đồ kiểm soát cường độ bê tông 64

Hình 4.9: Biểu đồ kiểm soát trạng thái thi công 65

xi

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Các phân đoạn cần kiểm soát trong quy trình thi công cọc khoan nhồi 32 Bảng 2.2 Chi tiết khung dữ liệu 37 Bảng 4.1: Dữ liệu về định vị và kích thước cọc 54 Bảng 4.2: Dữ liệu về hố khoan và bê tông cọc 58

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Từ những năm đầu thế kỷ 21, ngành xây dựng dân dụng phát triển song hành cùng với việc phát triển đô thị Tại các thành phố lớn, nhà cao tầng là mô hình xây dựng được lựa chọn để giải quyết nhu cầu sử dụng mặt bằng ngày càng tăng cho văn phòng, trung tâm thương mại, chung cư,

Để xây dựng nền móng cho nhà cao tầng, cọc khoan nhồi là kỹ thuật móng cọc được áp dụng khá phổ biến hiện nay Vì có sức chịu tải lớn và mang trên mình giá trị xây dựng hàng hàng trăm đến hàng nghìn tỷ đồng, thêm vào đó là hàng trăm đến hàng nghìn con người, nên chất lượng cọc khoan nhồi luôn được quan tâm hàng đầu

Bên cạnh những ưu điểm, việc cọc khoan nhồi cũng có những khuyết điểm như: thường có sự cố xảy ra trong quá trình thi công; chất lượng bê tông cọc khó kiểm soát do bê tông hình thành trong lòng đất; việc kiểm tra chất lượng cần đến các kỹ thuật tân tiến và chi phí đôi khi rất lớn

Qua tìm hiểu thực tế, hầu hết nhà thầu, tư vấn giám sát thi công nhà cao tầng

có sử dụng cọc khoan nhồi tại Việt Nam chỉ dừng ở mức ghi nhận kết quả thi công

mà chưa chú trọng đến kiểm soát chất lượng trong quá trình thi công cọc khoan nhồi

Để giảm thiểu những nguy cơ về chất lượng có thể xảy ra, cần có một hệ thống hỗ trợ kiểm soát chất lượng, cảnh báo và hỗ trợ khắc phục sự cố trong suốt quá trình thi công công trình nói chung và thi công cọc khoan nhồi nói riêng

Tại các quốc gia phát triển, việc ứng dụng công cụ thống kê và công nghệ thông tin để kiểm soát chất lượng công trình đã được triển khai từ đầu thế kỷ 21 Điển hình là hệ thống phần mềm iEngDat (Hệ thống giám sát xây dựng [25]) do Công ty MagicSoft-Asia sản xuất Hệ thống này có phần mềm quản lý cọc khoan nhồi, với chức năng ghi nhận số liệu bằng thiết bị di động và chuyển số liệu qua mạng internet về trung tâm để xử lý

Tuy có nhiều tiện lợi và hiệu quả nhưng các hệ thống tương tự iEngDat có giá thành cao, không phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam Trong khi đó, tại Việt Nam chưa có phần mềm dành riêng cho kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi Hiện nay, công tác kiểm soát chất lượng tại Việt Nam chủ yếu được thực hiện thông qua ghi chép trên giấy hoặc sử dụng phần mềm Excel như công cụ ghi chép điện tử

Trước tình hình trên, đề tài “Nghiên cứu xây dựng mô hình kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi” được lựa chọn nhằm tăng khả năng kiểm soát thời gian thực, đồng thời tăng tính chuyên nghiệp trong công tác kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi nói riêng và hướng đến chuyên nghiệp hóa công tác kiểm soát chất lượng công trình xây dựng nói chung

2 Nội dung nghiên cứu

Nghiên cứu này ứng dụng kỹ thuật thống kê và CNTT để xây dựng mô hình kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi từ giai đoạn thi công đến khi có quả kiểm tra cuối cùng (kiểm tra sức chịu tải)

3 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tài liệu về thi công và kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi

- Xây dựng mô hình kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi

- Ứng dụng phần mềm MS Access để vi tính hóa mô hình

- Kiểm chứng mô hình bằng cách chạy thử phần mềm với dữ liệu của một công trình thực tế

4 Phạm vi nghiên cứu

- Địa điểm nghiên cứu: Thành phố Hồ Chí Minh

- Đối tượng nghiên cứu: Quy trình thi công cọc khoan nhồi

- Giới hạn nghiên cứu:

 Tiêu chuẩn Việt Nam;

 Công trình xây dựng dân dụng

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

* Ý nghĩa khoa học

Nghiên cứu này được xem như một minh họa cho việc ứng dụng thống kê và CNTT vào công tác kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi nói riêng và kiểm soát chất lượng công trình nói chung

* Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả nghiên cứu góp phần hỗ trợ cho công tác quản lý của các bên liên quan (tư vấn thiết kế, chủ đầu tư, nhà thầu thi công, tư vấn giám sát) đối với dự án cọc khoan nhồi nói riêng và dự ánh xây dựng công trình nói chung

Vi tính hóa việc kiểm soát chất lượng mang lại những tiện lợi sau:

 Tìm kiếm thông tin nhanh chóng

 Nhận ra tức thời các bất thường

 Tăng khả năng tùy biến

 Tự động xử lý và xuất dữ liệu

 Đảm bảo tính toàn vẹn và tính hợp lý của dữ liệu

 Tăng khả năng chia sẻ thông tin cho các bên liên quan

1 CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Cọc khoan nhồi

1.1.1 Khái niệm cọc khoan nhồi

Cọc khoan nhồi là cọc được thi công theo phương pháp khoan tạo lỗ trong đất, sau đó lỗ được lấp đầy bằng bê tông [4]

Cấu tạo cọc khoan nhồi:

 Cốt thép: được đặt suốt chiều dài cọc Cốt thép được tính toán từ nhu cầu đặt thép cấu tạo cho cọc và mô hình chịu lực của cọc (cọc chịu nén dọc trục, cọc chịu kéo, cọc chịu tải trọng ngang)

 Bê tông: được đổ lấp đầy suốt chiều dài cọc Mác bê tông được tính toán dựa trên mô hình chịu lực của cọc

Hình 1.1: Mặt cắt cọc khoan nhồi

Cọc khoan nhồi có các ưu điểm sau [3]:

 Có thể được đặt xuyên qua các địa tầng phức tạp

 Thi công không gây tiếng ồn, chấn động đến công trình chung quanh

 Có sức chịu tải lớn

 Số lượng cọc bố trí trong 1 đài ít

 Có thể đạt được độ sâu mà cọc đúc sẵn không đạt được

Bên cạnh các ưu điểm, cọc khoan nhồi có những nhược điểm như:

 Ma sát hông không lớn bằng cọc đúc sẵn

 Khó xác định các khuyết tật của cọc vì cọc hình thành trong lòng đất

 Nhiều khả năng gặp sự cố khi thi công

 Chi phí kiểm tra chất lượng tốn kém

Hình 1.2: Các dạng cọc khoan nhồi

(1): Cọc đơn giản; (2): Cọc mở rộng đáy; (3): Cọc mở rộng đáy và thân

1.1.3 Phương pháp thi công cọc khoan nhồi

a Phương pháp sử dụng ống vách

Phương pháp này thường được sử dụng khi thi công những cọc nằm kề sát với công trình có sẵn hoặc do những điều kiện địa chất đặc biệt

Phương pháp dùng ống vách thép rất thuận lợi cho thi công vì không phải lo việc sập thành hố khoan, công trình ít bị bẩn vì không phải sử dụng dung dịch bentonite, chất lượng cọc rất cao

b Cọc khoan nhồi không sử dụng ống vách

Ưu điểm của phương pháp này là thi công nhanh, ít ảnh hửởng đến các công trình xung quanh Phương pháp này thích hợp với loại đất sét mềm, nửa cứng nửa mềm, đất cát mịn, cát thô hoặc có lẫn sỏi cỡ hạt từ 20-100mm Phương pháp này cần sử dụng dung dịch (bentonite) giữ thành hố khoan trong khi thi công

1.1.4 Quy trình thi công cọc khoan nhồi

1.1.4.1 Công tác chuẩn bị

 Tập hợp các tài liệu kỹ thuật liên quan

 Chuẩn bị mặt bằng (san phẳng, kiểm tra sức chịu tải của nền đối với máy thi công, đào đường rãnh thoát nước, …)

 Thi công các công trình phụ trợ

 Tập kết thiết bị, vật tư

 Nghiệm thu mặt bằng theo yêu cầu thiết kế thi công

Hình 1.3: Lồng thép cọc khoan nhồi (Nguồn: Công ty Delta)

Hình 1.4: Sơ đồ quy trình thi công cọc khoan nhồi

1.1.4.2 Công tác định vị

 Vị trí tim cọc phải được xác định theo đúng hồ sơ thiết kế

 Các sai số có thể xảy ra trong quá trình thi công nhưng phải nằm trong ngưỡng do thiết kế đưa ra

 Công tác xác định vị trí của cọc được thực hiện bằng máy kinh vĩ hoặc hiện đại hơn thì dùng máy toàn đạc

 Các mốc để xác định vị trí cọc cần được gửi vào các công trình lân cận hoặc các vị trí có bảo vệ để tránh mất dấu

1.1.4.3 Công tác hạ ống vách

 Công dụng của ống vách:

o Ổn định bề mặt hố khoan

o Bảo vệ phần trên hố khoan

o Ngăn đất đá rơi xuống hố khoan

o Hỗ trợ công tác lắp dựng lồng thép, lắp và tháo ống đổ bê tông

 Ống vách được thu hồi sau khi đổ bê tông cọc xong

Hình 1.5: Hạ ống vách cọc khoan nhồi (Nguồn: Công ty Delta)

1.1.4.4 Dung dịch khoan (bentonite)

 Dung dịch khoan được dùng để giữ thành hố đào, tránh sạt lở thành hố đào

 Dung dịch khoan hoạt động theo nguyên tắc cân bằng áp lực ngang giữa cột dung dịch trong hố khoan và áp lực của đất nền (kể cả nước ngầm nếu có) quanh vách hố khoan

 Dung dịch khoan thường được pha chế từ hợp chất bentonite tạo thành dạng lỏng

 Dung dịch khoan được pha chế tùy theo điều kiện địa chất, thuỷ văn, nước ngầm, thiết bị khoan

 Dung dịch khoan cần được kiểm tra liên tục từ lúc khoan cho đến khi kết thúc đổ bê tông

 Dung dịch khoan đã dùng có thể được thu hồi và sử dụng lại sau khi được xử lý lọc cát

 Dung dịch khoan được quy định tại mục 6 của Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9395:2012 [11]

1.1.4.5 Khoan tạo lỗ

Hình 1.6: Công tác khoan tạo lỗ (Nguồn: Công ty CP Đầu tư xây dựng Tuấn Lộc)

 Lỗ cọc được tạo bằng máy khoan chuyên dùng

 Công tác khoan có thể dùng ống vách hay không tùy thuộc thiết kế

 Công tác khoan được quy định tại mục 7 của Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9395:2012 [11]

 Lồng thép nếu cần nối phải đảm bảo đúng tâm

 Lồng thép phải được thả thẳng đứng, tránh va chạm vách hố khoan

Hình 1.7: Hạ lồng thép cọc khoan nhồi (Nguồn: Công ty Delta)

 Ống thăm dò (dùng để kiểm tra chất lượng cọc về sau) được ghép chung với lồng thép

 Công tác gia công và hạ lồng thép được quy định tại mục 8 của Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9395:2012 [11]

1.1.4.8 Đổ bê tông

 Bê tông trước khi đổ phải được kiểm tra theo tiêu chuẩn hiện hành và có

độ sụt theo yêu cầu của thiết kế

 Độ sụt của bê tông thông thường là 18cm đến 20cm

 Công tác đổ bê tông được quy định tại mục 10 của Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9395:2012 [11]

Hình 1.8: Đổ bê tông cọc khoan nhồi (Nguồn: Công ty Delta)

Kiểm tra và nghiệm thu công tác thi công cọc khoan nhồi bao gồm [11]:

 Kiểm tra dung dịch khoan

 Kiểm tra công tác khoan và hố khoan

 Kiểm tra cốt thép và công tác hạ lồng thép

 Kiểm tra bê tông trước và sau khi đổ

 Kiểm tra sức chịu tải của cọc

1.1.6 Các tiêu chuẩn Việt Nam liên quan đến cọc khoan nhồi

 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9393:2012, Cọc – Phương pháp thí nghiệm

hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục

 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9395:2012, Cọc khoan nhồi – Thi công và

nghiệm thu

 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9396:2012, Cọc khoan nhồi – Xác định tính

đồng nhất của bê tông – Phương pháp xung siêu âm

 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9397:2012, Cọc - Thí nghiệm kiểm tra

khuyết tật bằng phương pháp động biến dạng nhỏ

1.1.7 Kiểm tra chất lượng bê tông cọc

Các phương pháp thường được sử dụng:

 Siêu âm

 Phóng xạ Gamma

 Thử động biến dạng nhỏ (PIT)

 Thử động biến dạng lớn (PDA)

 Khoan lấy lõi

 Khoan kiểm tra tiếp xúc mũi cọc-đất

1.1.8 Kiểm tra sức chịu tải của cọc

Các phương pháp thường được sử dụng:

 Nén tĩnh

 Thử động biến dạng lớn (PDA)

 Thử tĩnh bằng hộp OSTERBERG

 Thử tĩnh động (STN)

1.1.9 Các sự cố trong khi thi công cọc khoan nhồi

Thông qua việc thu thập thông tin từ một số tài liệu đáng tin cậy ([7], [8]), các sự cố cọc khoan nhồi có thể được liệt kê như sau:

a) Không rút được đầu khoan lên

b) Không rút được ống vách lên

c) Sập vách hố khoan

d) Gặp hang caster khi khoan

e) Không hạ được lồng thép

f) Trồi lồng thép khi đổ bê tông

g) Rơi lồng thép khi đổ bê tông

h) Tắc ống đổ bê tông

i) Hỏng ống siêu âm

1.1.10 Các khuyết tật của cọc khoan nhồi

Thông qua việc thu thập thông tin từ một số tài liệu đáng tin cậy ([7], [8], [16]), các khuyết tật thường gặp của cọa khoan nhồi được liệt kê như sau:

a) Hư hỏng bê tông mũi cọc

b) Hư hỏng bê tông thân cọc

c) Hư hỏng bê tông đầu cọc

Hình 1.9: Hư hỏng bê tông thân cọc ([28])

1.1.11 Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi

Sức chịu tải của cọc khoan nhồi là yếu tố quyết định về chất lượng sau cùng của cọc

Sức chịu tải theo thiết kế của cọc được lấy bằng giá trị nhỏ nhất của các giá trị sức chịu tải được tính toán theo các phương pháp khác nhau [4]:

QaTK=min(Qai) (kN)

Trong đó:

+ QaTK là sức chịu tải thiết kế

+ Qai là sức chịu tải tính theo cách thứ i Các giá trị Qai được tính khái quát như sau :

* Sức chịu tải tính theo độ bền vật liệu:

Qa1 = Ru.Ab + Rsn.As (kN)

(Ru là cường độ tính toán của bê tông cọc nhồi ; Au là diện tích

bê tông cọc; Rsn là cường đọ tính toán của cốt thép dọc trục ; As là diện diện tích cốt thép dọc trục)

* Sức chịu tải tính theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền

Qa2 = Qtc/ktc (kN)

(Qtc là sức chịu tải cho phép của cọc, được tính từ các chỉ tiêu

cơ lý của đất nền ; ktc là hệ số an toàn)

* Sức chịu tải tính theo chỉ tiêu cường độ của đất nền

* Qa4 là sức chịu tải theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh, Qa5 là sức chịu tải theo kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn Việc tính toán các giá trị này dựa vào thí nghiệm địa chất nơi sẽ đặt móng công trình

* Qa6 là kết quả tính sức chịu tải trong vùng có động đất Việc tính toán giá trị cũng phụ thuộc vào lớp đất được lựa chọn đặt mũi cọc

và thông thường phải là lớp đất tốt có độ dày lớn hơn 4m

Cách tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi như trên cho thấy sức chịu tải của cọc khoan nhồi phụ thuộc vào các yếu tố sau:

 Vật liệu cấu tạo của cọc (bê tông, cốt thép)

 Điều kiện địa chất

Nói cách khác, chất lượng cọc ảnh hưởng đến sức chịu tải của cọc nên cần kiểm soát chất lượng cọc để đảm bảo mục tiêu chất lượng (sức chịu tải của cọc theo thiết kế)

1.2 Chất lượng và kiểm soát chất lượng

1.2.1 Khái niệm về chất lượng

Chất lượng là một khái niệm quen thuộc với cuộc sống ngay từ thời cổ đại Tuy nhiên, chất lượng cũng là một khái niệm gây nhiều tranh cãi Tùy theo đối tượng sử dụng, "chất lượng" có ý nghĩa khác nhau nên cách hiểu về chất lượng cũng

đa dạng [1]

Theo Viện Tiêu chuẩn Anh (BSI) thì “Chất lượng của sản phẩm hoặc dịch vụ

là khả năng đáp ứng nhu cầu được tuyên bố dựa trên toàn bộ các tính năng và đặc điểm của sản phẩm hoặc dịch vụ đó”

Theo Giáo sư Juran (Hoa Kỳ) thì "Chất lượng là sự phù hợp với nhu cầu" Theo Giáo sư Crosby (Hoa Kỳ) thì “Chất lượng là sự phù hợp với các yêu cầu hay đặc tính nhất định"

Theo quan điểm của Kaoru Ishikawa (Nhật Bản) thì “Chất lượng là sự thỏa mãn nhu cầu với chi phí thấp nhất”

Theo Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN ISO 9001:2008 thì “Chất lượng là mức độ của một tập hợp các đặc tính vốn có đáp ứng các yêu cầu”

1.2.2 Khái niệm kiểm soát chất lượng

ISO 9000:2005 [27] xác định kiểm soát chất lượng như "Một phần của quản

lý chất lượng tập trung vào việc thực hiện các yêu cầu chất lượng"

Theo định nghĩa trên trang web techtarget.com [24]: Kiểm soát chất lượng (Quality Control) là một thủ tục hoặc một tập hợp thủ tục được thiết lập nhằm đảm bảo rằng sản phẩm hoặc dịch vụ được thực hiện tuân thủ bộ quy định các tiêu chuẩn chất lượng hoặc đáp ứng theo yêu cầu của khách hàng

Theo [5]: Kiểm soát là quá trình nhằm duy trì một chuẩn mực Quá trình kiểm soát là một quá trình phản hồi, theo dõi đối tượng đang được kiểm soát, so sánh với các chuẩn mực và hiệu chỉnh khi có sai lệch với chuẩn mực

Kiểm soát chất lượng bao gồm các bước [5]:

1- Xác định đại lượng kiểm soát: Là đặc tính của sản phẩm cần được kiểm soát

2- Thiết lập phép đo: Là việc xác định đơn vị đo lường và phương pháp đo cho các đại lượng kiểm soát

3- Thiết lập mục tiêu chất lượng: Là giá trị chuẩn mà các đại lượng kiểm soát

cần phải thỏa mãn

4- Đo lường giá trị thực: Là đo lường giá trị của các đại lượng kiểm soát Việc đo lường không chỉ được thực hiện khi có sản phẩm mà còn được thực hiện ngay trong quá trình sản xuất ra sản phẩm

5- So sánh tìm sai lệch: Là việc so sánh giá trị đo thực tế của đại lượng kiểm soát với giá trị chuẩn (mục tiêu chất lượng) Nếu sai lệch quá mức cho phép thì cần thực hiện điều chỉnh

6- Hiệu chỉnh theo sai lệch: Là việc loại bỏ các nguyên nhân gây ra sai lệch hoặc điều chỉnh quy trình nhằm đảm bảo mục tiêu chất lượng đã đề ra Trong nghiên cứu này, một mô đun chuyên gia sẽ được xây dựng để khuyến cáo hiệu chỉnh sai lệch

1.2.3 Các công cụ trong kiểm soát chất lượng

1.2.3.1 Lưu đồ (flow chart)

Lưu đồ là hình thức trình bày bằng hình tượng các bước tiến hành trong một quá trình Lưu đồ dưới dạng sơ đồ hóa để mô tả một quá trình đang hiện hành và/hoặc thiết kế quá trình mới

Các đối tượng được sử dụng trong vẽ lưu đồ:

Công dụng của lưu đồ:

 Giúp các bên liên quan hiểu rõ quá trình

 Giúp phân tích các mối quan hệ trong quá trình để tăng cường hợp tác

 Hỗ trợ huấn luyện cho nhân viên mới

Hình 1.10: Lưu đồ xử lý công việc

1.2.3.2 Phiếu kiểm tra (check sheets)

Phiếu kiểm tra là hình thức thu thập dữ liệu thực tế để làm cơ sở cho kiểm

soát chất lượng Có nhiều hình thức của phiếu kiểm tra tùy theo thực tế của sản

phẩm, dịch vụ mà thiết kế hình thức tương ứng

Phiếu kiểm tra có các công dựng như: Thống kê các lý do sản phẩm bị trả lại; Thống kê các sự cố, khuyết tật; Thống kê nguyên nhân gây ra sự cố; Kiểm tra thời gian làm việc

Từ những thống kê lỗi, khuyết tật hay sự cố, người quản lý có thể nhận ra những vấn đề nổi cộm (có tần suất lớn) để có hướng khắc phục và phòng ngừa

Bắt đầu

Công việc

đạt Kết thúc

Hình 1.11: Phiếu kiểm tra lỗi đánh máy ([29])

Trong ví dụ trên (hình 1.10), phiếu kiểm tra thống kê số lỗi đánh máy của người thư ký Có tất cả 28 lỗi đã bị mắc phải, trong đó lỗi đánh sai ký tự có số lần mắc phải lớn nhất Nhìn vào phiếu kiểm tra này, người thư ký có thể tự khắc phục những sai sót để giảm thiểu lỗi đánh máy trong tương lai

1.2.3.3 Biểu đồ cột (bar chart)

Biểu đồ cột cung cấp cách nhìn tổng quan về kết quả sản xuất trong một thời

kỳ nhất định Biểu đồ cột giúp nhà quản lý đánh giá, xác định những vấn đề đã xảy

ra như phát hiện sai số về đo đạc, chênh lệch giữa lý thuyết và thực tế,

Hình 1.12: Biểu đồ theo dõi sản lượng sản xuất

Biểu đồ trong ví dụ trên (hình 1.11) cho thấy đang có sự chênh lệch giữa thực tế và kế hoạch sản xuất Từ đó nhà quản lý cần có giải pháp để cải thiện tiến độ sản xuất

1.2.3.4 Biểu đồ nhân quả (cause-effect diagram)

Biểu đồ nhân quả (còn được gọi là biểu đồ xương cá) được dùng để trình bày những nguyên nhân của một vấn đề từ đó có phương hướng khắc phục và phòng ngừa những sự cố trong quá trình sản xuất, các khuyết tật của sản phẩm

Biểu đồ nhân quả do Giáo sư người Nhật Kaoru Ishikawa sáng tạo năm 1953

và đã được vận dụng rất nhiều trong thực tế quản lý

Hình 1.13: Cấu trúc thường gặp của biểu đồ nhân quả

Kết quả của một công việc thường được hình thành từ các nhóm nguyên nhân như: Đo lường; Con người; Thiết bị; Môi trường; Vật liệu; Phương pháp Mỗi nhóm nguyên nhân sẽ có những chi tiết được liệt kê và phân tích để từ đó xác định đâu là nguyên nhân gây lỗi trong quá trình sản xuất

Công dụng của biểu đồ nhân quả:

 Hỗ trợ nhận định vấn đề gây ra biến động chất lượng

 Hỗ trợ nhà quản lý xử lý vấn đề từ nguyên nhân đến giải pháp

 Tạo thói quen tìm hiểu nguyên nhân gây ra sự cố về chất lượng

1.2.3.5 Biểu đồ phân tán (scatter chart)

Biểu đồ phân tán hay còn gọi là biểu đồ quan hệ là công cụ dùng để phân tích và theo dõi mối quan hệ giữa các đặc tính (biến số) với nhau

Mối quan hệ giữa các đặc tính nghĩa là sự thay đổi của một đặc tính có khả năng làm thay đổi các đặc tính khác

Từ biểu đồ phân tán, quan hệ giữa 2 biến có thể được nhận dạng là đồng biến (tương quan thuận), nghịch biến (tương quan nghịch) hay không xác định (không có mối tương quan)

Công dụng của biểu đồ phân tán:

 Hỗ trợ nhận định mối tương quan giữa các đại lượng cần đo lường

 Hỗ trợ tiên đoán xu hướng chất lượng

Hình 1.14: Ví dụ về biểu đồ phân tán

Biểu đồ trong ví dụ trên (hình 1.13) cho thấy giá trị Y có tương quan thuận với giá trị X

1.2.3.6 Biểu đồ Pareto

Biểu đồ Pareto được đặt tên của nhà kinh tế học Vilfredo Pareto (Ý)

Biểu đồ Pareto là một đồ thị hình cột thể hiện tần suất của các nguyên nhân dẫn đến vấn đề nảy sinh trong thực tế Các nguyên nhân sẽ được trình bày từ trái sang phải với tần suất giảm dần

Biểu đồ Pareto giúp nhìn ra các nguyên nhân cần được ưu tiên giải quyết, so sánh mức độ cải thiện các vấn đề nảy sinh

Hình 1.15 Biểu đồ Pareto về tổn thất do khuyết tật của sản phẩm [30]

Biểu đồ trong hình trên (hình 1.14) cho thấy nguyên nhân A chiếm tỉ lệ cao nhất trong các nguyên nhân và cần được tập trung xem xét để khắc phục

1.2.3.7 Biểu đồ kiểm soát (control chart)

Biểu đồ kiểm soát được xây dựng dựa trên cơ sở thu thập dữ liệu từ thực tế

để phản ánh về sự ổn định của quá trình

Các số liệu có thể được thu thập bằng cách ghi chép bằng tay trên phiếu kiểm tra hoặc lưu trữ tự động bằng công nghệ cảm biến gắn với máy vi tính

Thông qua số liệu thể hiện trên biểu đồ kiểm soát, nhà quản lý sẽ so sánh giá trị thực với các giới hạn đã được đặt ra, từ đó phát hiện trực quan những bất thường xảy ra trong quá trình sản xuất

Biểu đồ kiểm soát bao gồm đường giá trị thực, đường trung tâm (Center Line – CL), đường giới hạn kiểm soát trên (Upper Control Limit - UCL), đường giới hạn kiểm soát dưới (Lower Control Limit - LCL)

Hình 1.16: Một dạng biểu đồ kiểm soát

Biểu đồ trong hình trên (hình 1.15) cho thấy có điểm nằm ngoài mức giới hạn trên và nhà quản lý cần xem xét sản phẩm tại điểm này

1.3 Ứng dụng công nghệ thông tin (CNTT) trong xây dựng

1.3.1 Khái quát về sự phát triển của CNTT

Từ những năm 70 của thế kỷ 20 đến nay, CNTT đã góp phần thúc đẩy phát triển hầu hết các lĩnh vực trong cuộc sống và đã trở thành yếu tố cốt lõi trong tất cả các ngành sản xuất

Bước sang thế kỷ 21, internet (mạng thông tin toàn cầu) đã đưa CNTT đi sâu vào từng ngóc ngách của xã hội Mạng internet giúp việc trao đổi thông tin đạt tốc

độ thần kỳ và không có biên giới về địa lý Vì vậy, ngành xây dựng cũng như các

ngành khác đã ứng dụng internet để tăng cường kiểm soát công việc dù là công việc

đó xảy ra ở bất kỳ nơi nào

Hình 1.17: Tỉ lệ người dân sử dụng internet tại Việt Nam [31]

1.3.2 Ứng dụng CNTT trong lĩnh vực xây dựng

Hình 1.18: Các ứng dụng CNTT trong xây dựng

Cách đây hơn 25 năm, CNTT đã bắt đầu được ứng dụng trong ngành xây dựng Từ những ứng dụng tính dự toán, hỗ trợ vẽ thiết kế cho đến những ứng dụng điều khiển thi công và kiểm tra chất lượng công trình, CNTT đã và đang cho thấy

sự cần thiết trong quá trình phát triển của ngành xây dựng Cũng từ đó khái niệm

“công trường toàn cầu” không còn xa lạ, khi mà các công trình khắp nơi trên thế giới được kiểm soát thông qua mạng internet

Hình 1.19: Các bên liên quan với ứng dụng của CNTT [19]

* Lợi ích của CNTT trong xây dựng đã được nhìn nhận như sau:

 Tối ưu hóa chi phí

 Tối ưu hóa thời gian

 Tự động hóa công tác

 Tăng cường kết nối và hợp tác

 Tăng năng suất

 Tăng tính chính xác

 Ngăn ngừa tắc nghẽn công việc

 Tăng cường quản lý

 Giám sát tức thời

 Giảm thiểu rủi ro

1.3.3 Một số ứng dụng CNTT cụ thể trong lĩnh vực xây dựng

 Thiết kế, tính kết cấu:

AUTOCAD, REVIT Vẽ thiết kế 2D, 3D AutoDesk

SAP2000, ETABS Tính toán kết cấu công trình Computers and

Structures, Inc TEKLA Tính toán kết cấu công trình Trimble Navigation

Institute

 Quản lý, dự toán, tiến độ, chất lượng:

MS PROJECT Quản lý dự án, tiến độ Microsoft

PRIMAVERA Quản lý dự án, tiến độ Oracle

BENTLEY BIM Mô hình thông tin xây dựng Bentley

SMARTBid Lập kế hoạch thi công HarmonySoft

eCMS Quản trị tổng thể xây dựng Computer Guidance