BÀI GIẢNG NỀN MÓNG CÔNG TRÌNH CẦU ĐƯỜNG THEO 27205

MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 MỞ ĐẦU -2 1.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG 1.2 NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MĨNG THEO 22TCN 272-05 1.3 TRÌNH TỰ THIẾT KẾ NỀN MĨNG -13 CHƯƠNG MĨNG NƠNG 14 2.1 KHÁI NIỆM CHUNG -14 2.2 CẤU TẠO MĨNG NƠNG 23 2.3 THIẾT KẾ MĨNG NƠNG 26 CHƯƠNG MĨNG SÂU .57 3.1 KHÁI NIỆM CHUNG -57 3.2 PHÂN LOẠI CỌC VÀ MĨNG CỌC -60 η = khơng xét đến ma sát đất xung quanh bệ (thiên an tồn). -63 η = 0,75 xét đến ma sát đất xung quanh bệ. -63 3.3 CẤU TẠO CỌC BÊ TƠNG CỐT THÉP ĐƯỜNG KÍNH NHỎ -66 3.4 CẤU TẠO CỌC BÊ TƠNG CỐT THÉP ĐƯỜNG KÍNH LỚN 73 3.5 CẤU TẠO BỆ CỌC 79 3.6 DỰ BÁO SỨC KHÁNG CỦA CỌC THEO SỨC KHÁNG CẮT CỦA ĐẤT -92 3.7 MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 124 3.8 LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MĨNG CỌC -126 CHƯƠNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM CỌC 129 4.1 KHÁI NIỆM CHUNG 129 4.2 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC 131 4.3 THÍ NGHIỆM KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC (ĐỘ NGUN VẸN KẾT CẤU) 178 CHƯƠNG MỞ ĐẦU 1.1 MỞ ĐẦU Khi chịu lực đất xảy tượng ảnh hưởng đến kết cấu bên Vấn đề nghiên cứu tương đối kỹ mơn Cơ học đất Mơn học móng sử dụng kiến thức học đất cụ thể hóa cho phù hợp với điều kiện thực tế đồng thời sử dụng phương pháp nghiên cứu riêng để tính tốn thiết kế loại móng khác Một cơng trình thường chia thành hai phần: - Kết cấu phần trên: Bộ phận cơng trình kể từ mặt móng lên - Kết cấu phần dưới: Bộ phận cơng trình kể từ mặt móng xuống Kết cấu phần gồm phận: Móng Nền - Móng phận liên kết với kết cấu bên cơng trình có nhiệm vụ truyền tồn tải trọng cơng trình phân bố tải trọng xuống đất - Nền vùng đất chịu ảnh hưởng trực tiếp tải trọng móng truyền xuống, giới hạn đường cong dạng bóng đèn tròn, ngồi phạm vi ứng suất gây móng truyền tới khơng đáng kể, khơng gây nên biến dạng đất Kế t cấ u phầ n trê n Mặ t mó ng Cổmó ng Mó ng Nề n Hình 1.1: Cấu tạo móng Hình dạng phụ thuộc vào loại đất làm nền, hình dạng móng tải trọng tác dụng lên móng Nền, Móng phận đặc biệt quan trọng vì: - Đất vật thể rời, phức tạp, số liệu khó đạt độ tin cậy cao, đồng thời lý thuyết móng sai khác nhiều so với thực tế Nền móng mơn khoa học tổng hợp đất đá, kết cấu kỹ thuật thi cơng - Móng mơi trường phức tạp thường điều kiện bất lợi cho vật liệu (ẩm ướt, ăn mòn…) - Thi cơng đặc biệt sửa chữa khó khăn đơi đòi hỏi giá thành cao - Phần lớn cơng trình hư hỏng lãng phí sai sót, đánh giá chưa phần móng (a) (b) Hình 1.2: (a): Móng gạch, (b): Móng bè cho nhà cao tầng Hình 1.3: Móng cọc bê tơng cốt thép - Móng có nhiều loại, phụ thuộc vào nhiều yếu tố: + Nền đất; + Nước đất; + Kết cấu cơng trình bên trên; + u cầu độ tin cậy (mức độ quan trọng cơng trình); + Mơi trường xây dựng; + Cơng nghệ, mơi trường thi cơng 1.1 KHÁI NIỆM, PHÂN LOẠI VÀ PHẠM VI SỬ DỤNG Căn vào chiều sâu chơn móng, người ta phân móng thành loại móng sau: 1.1.1 Móng nơng Hình 1.4: Móng Nơng Phạm vi áp dụng: Nếu tầng đất chịu lực( tầng đất bản) tốt cách mặt đất độ sâu Df = 3-5m ta đào đất đến độ sâu xây móng trực tiếp lên tầng đất Đặc điểm móng nơng: - Chiều sâu chơn móng Df =3-5m - Thi cơng móng hố móng đào trần, - Truyền lực vào đất chủ yếu mặt phẳng đáy móng, bỏ qua ảnh hưởng ma sát xung quanh móng 1.1.2 Móng sâu Hình 1.4: Móng cọc Thường dùng trường hợp tải trọng tương đối lớn mà lớp đất tốt lại nằm sâu Đặc điểm móng sâu: - Chiều sâu chơn móng Df > 5m - Thi cơng móng khơng phải dùng phương pháp hố móng đào trần mà dùng nhiều phương pháp khác - Truyền lực vào đất mặt phẳng đáy móng xung quanh móng Các loại móng sâu - Móng cọc: + Móng cọc đóng Móng cọc đường kính nhỏ sử dụng loại cọc vng tròn Ở nước ta thường dùng loại cọc bêtơng cốt thép có tiết diện hình vng, cạnh từ 25 ÷ 45cm Cọc đường kính nhỏ đúc sẵn xưởng chun dụng đúc trường Móng cọc bêtơng cốt thép đường kính nhỏ sử dụng phổ biến cơng trình cầu nước ta KÕt cÊu phÇn trªn BƯ cäc Cäc NỊn Hình 1.4a: Cọc BTCT đường kính nhỏ + Móng cọc khoan nhồi, cọc Barret Hình 1.4b: Cọc khoan nhồi Đây loại móng dùng phổ biến nước ta Người ta dùng dụng cụ khoan để tạo lỗ rỗng đất; khoan đến độ sâu thiết kế, đặt cốt thép đổ bêtơng lòng cọc Tại Việt Nam, thường sử dụng loại cọc có đường kính 1,0 ÷ 1,5m (có thể lên đến 2,0m), chiều dài từ 30 ÷ 50m (có thể đến 100m) Cọc barrette dạng cọc khoan nhồi, khơng thi cơng mũi khoan hình tròn mà loại gầu ngoạm hình chữ nhật Cọc barrette thường có tiết diện chữ nhật với chiều rộng từ 0.6m ÷ 1.5m; chiều dài từ 2.2m ÷ 6.0m Cọc barrette có loại tiết diện khác như: chữ thập (+), chữ T, I, chữ L, hình ba chạc… Biện pháp thi cơng cọc barrette giống thi cơng cọc khoan nhồi Cọc barrette thường dùng làm kết cấu tường tầng hầm nhà cao tầng Hình 1.4c: Cọc barrette + Móng cọc ống Cọc ống loại cọc tiết diện lớn, đường kính cọc từ 0.8 ÷ 2.0m, có dạng hình ống, chiều dài cọc thường từ 20 ÷ 50m, chế tạo sẵn thành đoạn xưởng cơng trường lắp ghép lại với trường thi cơng Ở Việt Nam nay, cọc ống thường chế tạo từ bêtơng cốt thép dự ứng lực Riêng cơng trình cầu Nhật Tân, cọc ống thép lần áp dụng Việt Nam Trước đây, thi cơng trụ nơi nước sâu (như cầu Thanh Trì) thường sử dụng ống thép để làm vòng vây ngăn nước Sau thi cơng xong ống thép lại nhổ lên tái sử dụng với chức vòng vây Với móng cọc ống thép ống thép sau hồn thành nhiệm vụ làm vòng vây sử dụng ln làm cọc cho móng tức ống thép khơng nhổ lên mà vĩnh viễn nằm móng (xung quanh bệ móng – khơng cơng trình khác, cọc nằm bệ móng) Hình 1.4d Cọc ống Hình 1.4e Một số hình ảnh móng cọc ống thép - Móng giếng chìm Móng giếng chìm loại móng mà cách hạ giống hạ giếng nước, kết cấu giếng đúc thành đốt cao ÷ 6m, sau đất bên lòng giếng đào đi, giếng đánh chìm dần xuống trọng lượng thân Đốt hạ xong lại tiếp tục đúc đốt phía lặp lại việc đào đất đánh chìm Các đốt giếng đúc chỗ đúc sẵn từ nơi khác chở đến vị trí móng hạ vào Hình 1.4f Móng giếng chìm èng vËn chun vËt liƯu èng cho ngu êi lªn xng Móng giếng chìm loại móng có khả V¸ch ng¨n chịu tải cao, kết MNTC hợp với lao động thủ cơng q trình thi cơng Tuy nhiên tốc độ thi cơng èng cÊp khÝ nÐn èng th¶i khÝ tương đối chậm, khó Nu íc gia t¶i giới hóa thi cơng, chịu ảnh TÊm trÇn ng¨n Khoang lµm viƯc hưởng thời tiết Một số cơng trình cầu Việt Nam sử dụng loại móng Hình 1.4g Móng giếng chìm ép làm móng cho kết cấu nhịp cầu Long Biên, Chương Dương, Bãi Cháy… Trường hợp cần làm khơ khu vực đào lấy đất đáy giếng để q trình đào đất dễ dàng hợn, q trình đào đất người ta sử dụng khí nén bơm ép đẩy nước ngồi, ta có móng giếng chìm ép Thường móng giếng chìm ép chủ động thiết kế Tuy nhiên với giếng chìm thơng thường, đơi q trình thi cơng gặp phải khó khăn mà lúc khảo sát khơng phát ra, người ta phải bổ sung thêm trần ngăn phía để biến giếng chìm bình thường thành giếng chìm ép 1.2 NGUN LÝ TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MĨNG THEO 22TCN 272-05 1.1.3 Tổng qt Móng cơng trình phải thiết kế theo trạng thái giới hạn quy định để đạt mục tiêu thi cơng được, an tồn sử dụng Bất kể dùng phương pháp phân tích kết cấu phương trình 1.3.2.1-1 (TCN272-05) ln ln thỏa mãn với ứng lực tổ hợp ghi rõ chúng Mỗi cấu kiện liên kết phải thỏa mãn Phương trình với trạng thái giới hạn, trừ quy định khác Đối với trạng thái giới hạn sử dụng trạng thái giới hạn đặc biệt, hệ số sức kháng lấy 1.0 Mọi trạng thái giới hạn coi trọng ∑ηiYiQi ≤ ΦRn= Rr (1.3.2.1-1_22TCN 272-05) với : ηi= ηDηRηl > 0,95 (1.3.2.1-2_22TCN 272-05) Đối với tải trọng dùng giá trị cực đại Yi: ηi= (1/ηDηRηl ) ≤ 1.0 (1.3.2.1-3_22TCN 272-05) : Yi : hệ số tải trọng; hệ số nhân dựa thống kê dùng cho ứng lực Φ : hệ số sức kháng; hệ số nhân dựa thống kê dùng cho sức kháng danh định (ghi Phần 5, 6, 10, 11 12 22TCN 272-05) ηi : hệ số điều chỉnh tải trọng; hệ số liên quan đến tính dẻo, tính dư tầm quan trọng khai thác ηD : hệ số liên quan đến tính dẻo (Điều 1.3.3) ηR : hệ số liên quan đến tính dư (Điều 1.3.4) ηl : hệ số liên quan đến tầm quan trọng khai thác (Điều 1.3.5) Qi : ứng lực Rn : sức kháng danh định Rr : sức kháng tính tốn = ΦRn Các cấu kiện liên kết cầu phải thoả mãn phương trình 1.3.2.1-1 cho tổ hợp thích hợp ứng lực cực hạn tính tốn quy định cho trạng thái giới hạn (mục 1.3.5) 1.1.4 Tải trọng tác dụng Các tải trọng lực thường xun thời sau phải xem xét đến: Tải trọng thường xun (Bảng 1.1) Ký hiệu Tên tải trọng DD tải trọng kéo xuống (xét tượng ma sát âm) DC tải trọng thân phận kết cấu & thiết bị phụ phi kết cấu DW tải trọng thân lớp phủ mặt tiện ích cơng cộng EH tải trọng áp lực đất nằm ngang EL ES hiệu ứng bị hãm tích luỹ phương pháp thi cơng 10 tải trọng đất chất them EV áp lực thẳng đứng thân đất đắp 4.3.2 Thí nghiệm siêu âm cọc 1.1.1.85 Giới thiệu chung Khi sóng siêu âm truyền qua mơi trường vật liệu bê tơng tạo thành từ nhiều vật liệu thành phần đá, sỏi, cát, xi măng… Các tượng phản xạ, khúc xạ, nhiễu xạ, khuyếch tán xảy đồng thời đặc trưng khuyếch tán lượng tốc độ truyền sóng trường hợp phụ thuộc chủ yếu vào độ đồng nhất, mật độ … vật liệu bê tơng hay gọi chung chất lượng vật liệu bê tơng Vì tiến hành thu nhận sóng siêu âm vật liệu bê tơng phạm vi nghiên cứu đánh giá chất lượng vật liệu bê tơng phạm vi truyền sóng siêu âm 1.1.1.86 Ngun lý thiết bị thí nghiệm a) Ngun lý cấu tạo thiết bị • Thiết bị kiểm tra lượng vật liệu bê tơng thân cọc khoan nhồi hay cấu kiện móng theo phương pháp siêu âm truyền qua sơ đồ cấu tạo ngun tắc sau : • Một đầu phát sóng dao động đàn hồi (xung siêu âm) với cấp dẫn phân xung có tần số sóng phạm vi 20÷100 kHz • Một đầu thu sóng có cáp dẫn; 190 Hình 4.62 Sơ đồ cấu tạo ngun tắc thiết bị siêu âm truyền qua • Một thiết bị điều khiển cáp nối với đầu đo cho phép tự động đo chiều sâu hạ đầu đo; • Một phận thiết bị hạ điện tử ghi nhận điều chỉnh tín hiệu thu được; • Một hệ thống hiển thị tín hiệu; • Một hệ thơng ghi nhận biến đổi tín hiệu thành đại lượng vật lý đo được; • Cơ cấu tâm cho đầu đo đường kính đầu đo nhỏ 10mm so với đường kính ống đo Sai số số liệu đo thiết bị: theo tiêu chuẩn nước ngồi (NF P94-160-1 Pháp ASTM C579-83 Mỹ) sai số đo chiều sâu đầu đo giá trị lớn trị số sau: • 1/500 khoảng cách đầu đo đỉnh ống 191 • cm • Sai số phép đo thời gian 3% thời gian chuyển động sóng thu b) Phương pháp kiểm tra Thăm siêu âm truyền qua cấu kiện móng cơng trình bê tơng có đặt trước hai ống song song theo phương thẳng đứng bao gồm bước sau: • Phát xung siêu âm từ đầu đo đặt ống chứa đầy nước truyền qua bê tơng cấu kiện móng cơng trình • Thu sóng siêu âm đầu đo thứ hai đặt ống khác chứa đầy nước sạch, mức cao độ với đầu phát • Đo thời gian truyến sóng đầu đo suốt chiều cao ống • Ghi biến thiên biên độ tín hiệu thu c) Bố trí ống đo Cọc cấu kiện móng kiểm tra cần bố trí trước ống đo.ống đo bịt kín đầu thả vào lỗ cọc với lồng thép, chúng cố định vào khung lồng thép để khơng bị dich chuyển đổ bê tơng Các ống làm kim loại chất dẻo Ống kim loại có ưu điểm nối với dễ dàng vặn ren nên mối nối kín khơng bị nước vữa xi măng vào gây tắc, chúng có độ cứng lớn, dính kết tốt với bê tơng làm tăng độ cứng lồng cốt thép Nhược điểm ống im loại tốc độ truyền âm lớn, trở kháng cao, dễ bị liên tục q trình truyền âm, đồng thời nhậy với nhiễu xạ vật cản, giá thành cao Ống chất dẻo so với ống kim loại rẻ hơn, tốc độ truyền sóng nước bê tơng nên khó dẫn đến nhiễu xạ Nhược điểm ống nhựa dính kết với bê tơng khơng tốt, dễ bị vỡ mối nối bị hở vữa xi măng lọt vào ống Do độ cứng ống nhỏ nên ơng dễ bị cong vặn q trình đổ bê tơng nên cản trở đầu đo xuống đến đáy ống hay rút lên đo Khi bê tơng đơng cứng xung quanh ống nhựa dễ tao thành khe hở cản trở q trình truyền âm Vì tiêu chuẩn Anh Mỹ kiến nghị dùng ống nhựa nên đo siêu âm truyền qua ống vòng 15 ngày, dùng ống thép vòng 45 ngày sau đổ bê tơng tránh tượng Đường kính ống chọn phụ thuốc vào đường kính ngồi đầu đo để đảm bảo đầu đo di chuyển dễ dàng ống, ống khơng q to ảnh hưởng đến độ ngun vẹn bê tơng móng Đầu đo thường có đường kính ngồi 25÷35mm, đường kính ống đo chơn sẵn thường chọn khơng nhỏ 40÷50mm 192 Hình 4.62 Bố trí ống đo Số lượng ống đo chơn sẵn phụ thuộc vào kích thước cọc khoan cấu kiện móng nhằm kiểm tra nhiều khối lượng bê tơng góc qt chùm tia siêu âm bị hạn chế Theo TCXD 206 :1998, điều 5.6 quy định: • D ≤ 60 cm: Đặt ống ( ống cọc đầu phát thu nằm trục); • 60< D< 120 cm : ống; • D> 120 cm : ống Tiêu chuẩn Trung Quốc quy định: • D< 350 mm : ống • 350 < D < 800 : ống • D > 800 mm : ống Tiêu chuẩn Mỹ quy đinh chi tiết hơn: • D ≤ 750 mm : ống, góc ơng 1800 • 750 < D < 1050 mm : ống, góc ống 1200 • 1050 2400 mm : ống, góc ống 450 • Đương kính ống 38 – 50 – 60 mm Phương pháp siêu âm có đặt ơng trước kiểm tra chất lượng móng nói chung, dùng cho cọc khoan nhồi mà cho tường đất (hình 4.63 a,b), cho cọc hình chữ nhật (barette) ( hình 4.63c) cho khốn móng lớn thân đập bê tơng xây (hình 4.63d) 193 Hình 4.63 Bố trí ống đo siêu âm Cũng gặp trường hợp nghi ngờ chất lượng bê tơng móng làm xong cân kiểm tra móng cũ đẻ tìm biện pháp gia cố, ta phải tạo lỗ cách khoan thả đầu phát với đầu thu đặt bên ( hình 4.64 a) phần móng nằm mặt đất, tạo lỗ cho đầu phát thu (hình 4.64 b) phần móng mằm phía mặt đất (bị khuất), u cầu lỗ khoan phải để cự ky hai đầu pát thu khơng đổi Khi dao động sóng âm đạt giá trị lớn sau ổn định ( hình 4.64 b) ta xác định độ sâu khuyết tật ( ví dụ vết nứt) Hình 4.64 Thăm dò khuyết tật bê tơng móng siêu âm qua lỗ khoan a) Cho phần móng lộ mặt đất; b) Cho phần móng nằm đất 194 Trong trường hợp cọc có đường kính nhỏ cơng trình bên số cảng Tiên Sa – Đà Nẵng cọc ɸ 55 cm đặt ống ɸ5 cm, dùng phương pháp đo để đầu chênh cao trình 100 cm tiến hành đo đầu đo đặt ống song song Phạm vi đo thể hình 4.65 d) Số lượng cọc cần kiểm tra Số lượng cọc cần kiểm tra (đi theo số cọc cần dặt trước ống đo) phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: độ tin cậy cơng nghệ thi cơng, kỹ kinh nghiệm kíp thợ, điều Hình 4.65 Dùng hai đầu đo đặt kiện thi cơng trường, ống đo điều kiện địa chất, điều kiện thủy văn tính chất làm việc cọc tầm quan trọng cơng trình Theo TCXD 206 :1998 số lượng cọc cần kiểm tra khơng 25% số cọc thi cơng có kết hợp biện pháp kiểm tra khác Đối dạng móng có số lượng cọc tầm quan trọng móng với cơng trình lớn nhự mố, trụ cơng trình cầu có độ lớn tháp cao cần tăng tỷ lệ cọc kiểm tra lên cao Theo tiêu chuẩn Pháp u cầu đặt ống, kiểm tra phụ thuộc vào số lượng cọc móng cách thức tiếp nhận lực cọc (xem bảng 4.4 đây) Loại ống to Hình 4.66 Bố trí ống để khoan mũi cọc 102/104 (đường kính trong/ đường kính ngồi – theo mm) thường bố trí ống cọc Đáy 195 ống thường đặt cao đáy cọc khoan hay cấu kiện móng để sau tiến hành khoan kiểm tra chất lượng bê tơng mũi cọc độ lắng cặn mùn khoan (xem hình 4.66) Bảng 4.4: Quy định tỷ lệ % cọc cần đặt sẵn ống kiểm tra cơng trình thơng thường (DTU 13.2, P1-212.9-1992, Pháp) e) Thời gian phép kiểm tra siêu âm sau đỏ bê tơng Theo tiêu chuẩn Pháp việc thí nghiệm siêu âm thức tối thiểu sau ngày kể từ kết thúc đổ bê tơng cọc Trong tiêu chuẩn Mỹ lại cho tiến hành đo sau 24 nhiên để gần tuổi đạt cường độ tốt Theo kinh nghiêm thực tế Việt Nam, tốt su đổ bê tơng 3÷ ngày tùy theo vật liệu bê tơng có dùng hay khơng dùng phụ gia tăng nhanh qua trình đơng cứng Thao tác đo: Khi tiến hành đo đầu ống khác phải ln ln điều chỉnh để đảm bảo đầu đo nằm mặt phẳng nằm ngang (cao độ) cọc Khi tiến hành đo đầu ống phải ln giữ cố định khoảng cách đầu đo Trong trường hợp đầu đo tới đáy ống đo, cần điều chỉnh thêm cáp dẫn nhằm đảm bảo thời gian truyền sóng âm đầu phát đầu thu nhỏ biên độ tín hiệu nhận lớn 196 Để theo dõi vị trí điểm đo, gốc điểm đo chiều dài cáp phải tương ứng với mép ống đo chơn sâu Khi tiến hành kéo vị trí đầu đo từ vị tri sâu lên, thao tác đo tiến hành lúc đại lượng vật lý cần đo Tốc độ kéo dây lớn khơng vượt q 20m/s, kéo nhanh q biểu đồ hình dạng sóng khơng phản ứng chất lượng sóng âm truyền qua Theo độ sâu ống đo Hình 4.67 Mơ hình thí nghiệm siêu âm khoảng định tiến hành thao tác đo, tay tự động Vùng nghi có khuyết tật (sự biến đổi đột ngột thời gian truyền sóng lớn 20%) cần thiết tiến hành thao tác đo lại cách giảm khoảng cách nhỏ tăng biến thiên độ tin hiệu nhận Báo cáo kết đo: • Kết đo phải bao gồm tối thiếu thơng tin sau đây: • Tiêu chuẩn sử dụng • Tên quan người chịu trách nhiệm đo • Mặt cơng trình vị trí, ký hiệu móng cọc thí nghiệm • Đặc điểm cọc thí nghiệm: • Ngày đỏ bê tơng cố (nếu có) xảy • Cao độ mặt va cao độ đáy cọc quy định cao độ quy ước 197 • Xác định vị trí ống đo đánh số vẽ, có ghi cao độ xác gắn theo phương ngang bắc chuẩn hướng thượng hạ lưu sơng • Các số liệu quy cao độ quy ước đầu ống • Đồ thị biểu diễn quan hệ thời gian truyền tín hiệu đầu phát đầu thu chiều sâu • Nhận xét có liên quan đến kết thí nghiệm đặc biệt giảm biên độ tin hiệu thu được; cố thao tác quy định khơng lường trước có khả ảnh hưởng đến kết đo • Hồ sơ kiểm định (so với chuẩn) thiết bị đo Hình 4.68 Thiết bị thí nghiệm siêu âm 1.1.1.87 Đọc diễn dịch kết a) Đánh mức độ đồng Sự đồng hiểu đồng chất lượng bê tơng thân cọc dọc theo chiều dài, tồn tiết diện ngang cọc Để đánh giá đọ đồng người ta dựa vào đặc trưng âm ghi nhận như; vận tốc, biên độ, lượng, thời gian truyền dựa vào hình dáng sóng âm thu nhận Để phán đốn chất lượng bê tơng thân cọc tham khảo kinh nghiệm Liu xin Lu (Trung Quốc -1997) sau đây: Bảng 4.5: Căn phán đốn chất lượng bê tơng thân cọc Theo kinh nghiệm Mỹ, Pháp Anh biều đồ tốc độ (hay thời gian) truyền sóng âm có đột biến lơn 20% có khuyết tật lớn (phải xem xét) Vùng khơng có khuyết tật xung có biên độ biến đổi bình thường, vùng có khuyết tật biên độ suy giảm rõ rệt 198 Hình 4.69 Hình dạng sóng xung qua vùng có khơng có khuyết tật Theo kinh nghiệm thực tiễn Việt Nam, chủ yếu dựa vào biến đổi đột biến tố độ suy giảm vận tốc truyền để xác định vị trí mứ đọ khuyết tật Nếu đọ suy giảm đột biên < 15% xem khuyết tật nhẹ, mức độ suy giảm lớn từ 35÷ 40% ơhair xem xét khả cọc bị gián đốn hay nứt gãy Trong mức độ suy giảm từ 15% đến 35% cần xem xét nhân tố khác điều kiện chịu lực cọc, tầm quan trọng co khuyết tật móng có cọc đó, khả sửa chữa để định có xử lý hay khơng xử lý xét đến suy giảm yếu tố cọc tính tốn Việc đánh giá phải xem xét vớ nhiều yếu tố khác, đặc biệt phạm vi vùng nghi ngờ có khuyết tật theo chiều đứng, tồn tiết diện nhang cọc b) Xác định vị trí phạm vi khuyết tật Việc xác địn vị trí khuyết tật bê tơng thân cọc (xốp rỗng, hang hốc, nứt gãy,thay đỏi tiết diện hay lẫn bùn đất ) thực sở biểu đồ biến đổi tốc độ truyền âm theo độ sâu Dựa theo tung độ độ sâu người ta xác định vị trí phạm vi phân bố theo chiều sâu khuyết tật phạm vi mặt phẳng xem xét Kết hợp nhiều mặt căt khảo sát xác định phạm vi khơng gian khuyết tật Trong trường hợp cần thiết, sau xác định vùng nghi có khuyết tật dùng phương pháp tia qt sóng âm theo hai phía để xác định phạm vi khuyết tật Ngun lý phương pháp cố định đầu đo vị trí có khuyết tật, đầu di chuyển theo phương đứng để nhận tia qt Tại vị trí đo phải tính khoảng cách truyền sóng âm (khoảng cách giừa đầu đo theo đường chéo) Sơ đồ bó trí đầu đo hình 4.70 199 Hình 4.70 Ngun lý bố trí đầu thu- phát siêu âm để xác định khuyết tật c) Xác định cương độ bê tơng thân cọc Vật liệu bê tơng mơi trường đồng đẳng hướng, chất lượng cua phụ thuộc vào nhiều yếu tố nên đặc trưng âm học đo chịu ảnh hưởng nhiều nhân tố Các nhân tố là: • Độ ẩm tỷ lệ nước xi măng • Nhiệt độ tuổi bê tơng lúc kiểm tra • Chiều dài đường truyền • Hình dạng kích thước mẫu • Cốt thép bê tơng (song song hay vng goc với phương truyền âm) • Độ lớn, thành phần khống vật, tỷ lệ cấp phối chất liệu Có thể thấy rõ ảnh hưởng qua kết nghiên cứu sau: Whitehurst (1996) xây dựng quan hệ tốc độ xung truyền qua vật liêu bê tơng sau: Bảng 4.6: Quan hệ cường độ bê tơng vận tốc âm 200 Hình 4.71 Ảnh hưởng loại vật liệu làm cốt liệu thơ cho bê tơng quan hệ cường độ chịu nén khối lập phương vận tốc truyền xung (theo J.H Bungey S.G.Millard, 1996) Bằng thí nghiệm thực phòng, điều kiện khác so với thực tế, J.C.Tijou (1984) xây dựng mối quan hệ vận tốc âm sau: Bảng 4.7: Quan hệ tốc độ xung chất lượng bê tơng 201 Theo tổng kết từ kinh nghiệm thực tiễn, tiêu chuẩn Trung qc đua bảng đánh giá chất lượng bê tơng thân cọc theo vân tộc truyền âm sau: Bảng 4.8: Đánh giá chất lượng bê tơng thân cọc theo vận tốc âm truyền qua Trong trường hợp cẫn xác định cường độ bê tơng thân cọc khoan nhồi từ số liệu đo vận tốc siêu âm truyền qua thu phải tiến hành bước sau: Xây dựng tương quan cường độ vận tốc siêu âm trun qua cho cọc cọc độ sâu đổ bê tơng sở đo đạc mẫu thí nghiêm lấy đổ bê tơng thân cọc theo tuổi bê tơng Tiên hành đo siêu âm thơng qua lỗ đặt sẵn suy cường độ của bê tơng thân cọc Nếu khơng làm trước mẫu thí nghiệm nói trên, tiến hành khoan lấy lõi, gia cơng thành mẫu nèn để xác định cường độ vận tốc siêu âm truyền qua bê tơng thay đổi theo độ sâu để xâu dựng tương quan nói 1.1.1.88 Một số ngun nhân làm cọc hư hỏng Dưới làm ví dụ khuyết tật cọc, ngun nhân rút ống đổ bê tơng lên q cao gây thấu kính bùn cọc • Do Hình 4.72 Cọc hư hỏng thối thân cọc thu hẹp tiết diện cọc; • Bê tơng giảm chất lượng lẫn đất sạt lở từ thành cọc; 202 rút casing tạo • Mũi cọc thổi rửa đáy hố khoan khơng đạt u cầu sạt vách; • Do ống đổ bê tơng rút cao mặt bê tơng tạo thấu kính bùn\đất\bentonite lòng cọc; • Các khoảng rỗng cọc tạo dùng bê tơng có độ sụt q lớn; • Bê tơng bị rỗ xi măng; • Hình thành vùng bê tơng bị lẫn bùn bentonite bơm bê tơng q nhanh Cọc khoan nhồi sử dụng rộng rãi nhiều cơng trình dân dụng, cơng nghiệp giao thơng Việt Nam Loại cọc có khả áp dụng thích hợp cho cơng trình có tải trọng lớn, khu thị đơng đúc Một yếu tố xuất q trình thi cơng ảnh hưởng lớn đến khả làm việc cọc việc hình thành khuyết tật ảnh hưởng tới tính ngun dạng cọc Để đánh giá tính ngun vẹn chất lượng bê tơng cọc, phổ biến người ta dùng phương pháp thí nghiệm khơng pháp huỷ (NDT) áp dụng sóng siêu âm phép thử (Crosshole Logging Sonic - CLS) Bảng 4.9 Một số kiểu khuyết tật ngun nhân thường gặp Chất lượng Ký hiệu Suy giảm vận tốc hay gia tăng thời bê tơng Tốt Nghi ngờ có khuyết tật Bê tơng Kết luận gian tới T ≤ 15% Bê tơng tốt N > 15% < 30% Trên cọc có khuyết tật nhỏ, bê tơng bị giảm mác bị nước bùn xâm nhập K ≥ 30% Xuất khuyết tật cọc, có nước bùn cọc, bị bùn đất xâm nhập vào tiết diện cọc bê tơng chất lượng Khơng có tín KTH Khơng nhận tín hiệu hiệu Do đất xâm nhập số khuyết tật làm tín hiệu (ví dụ ống siêu âm khơng liên kết với bê tơng cọc ) Nước NC 1450m/s - 1525m/s 203 Nước xâm nhập nước đổ vào ống thí nghiệm q Hình 4.73 Biểu đồ kết siêu âm cọc nhồi có khuyết tật 204 ... thép 1.1.1.6 Phân loại theo kích thước móng Hình 2.5: (a) Móng đơn cột, (b) Móng băng dọc, (c) Móng băng giao nhau, (d) Móng bè có sườn ngang dọc o Móng đơn Móng đơn loại móng có ba kích thước... 17 Hình 2.6: Móng đơn cột o Móng băng Móng băng móng có chiều dài lớn nhiều so với chiều rộng chiều dày Hình 2.7: Móng băng tường 18 Hình 2.8: Móng băng cột o Móng bè Móng bè loại móng có chiều... tính Hình 2.10: Móng cứng A L Các loại móng cứng: + Móng băng tường, vách; + Móng băng cột, móng bè có độ cứng lớn ( có chiều cao móng lớn hệ sườn dày); + Móng đơn cột o Móng mềm Móng có độ cứng