phương pháp đánh giá chất lượng cọc khoan nhồi

MỤC LỤC MỞ ĐẦU……………………………………………………………………………….1 Tính cấp thiết đồ án tốt nghiệp Mục tiêu đồ án tốt nghiệp .1 Nội dung phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu CHƢƠNG TỔNG QUAN………………………………………… …….……… 1.1 CÁC PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƢỢNG CỌC KHOAN NHỒI PHỔ BIẾN 1.2 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC 1.3 ĐẶC ĐIỂM KHU VỰC NGHIÊN CỨU .5 CHƢƠNG PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU………………………………… 2.1 PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG CỌC TRONG KHI THI CÔNG 2.2 PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG CỌC SAU KHI THI CÔNG 12 2.2.1 Phƣơng pháp khoan lấy mẫu (Drilling and Coring) .12 2.2.2 Phƣơng pháp siêu âm qua ống thép (Crosshole Acoustic Tests) .14 2.2.3 Phƣơng pháp thử tải trọng tĩnh truyền thống .19 2.2.4 Phƣơng pháp thử động biến dạng lớn PDA : .22 2.2.5 Phƣơng pháp thử động biến dạng nhỏ (PIT) .27 2.3 MỘT SỐ KHUYẾT TẬT ĐIỂN HÌNH ĐƢỢC PHÁT HIỆN KHI KIỂM TRA CHẤT LƢỢNG CỌC NHỒI 32 CHƢƠNG KẾT QUẢ……………………………………………………… 36 3.1 KẾT QUẢ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG CỌC TRONG THI CÔNG 36 3.2 KẾT QUẢ PHƢƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ CHẤT LƢỢNG CỌC SAU THI CÔNG 39 iii 3.2.1 Kết phƣơng pháp siêu âm .39 3.2.2 Kết phƣơng pháp nén tĩnh .40 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………………… 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………………………………… 44 PHỤ LỤC iv DANH MỤC HÌNH HÌNH 1.1 Bản đồ quận Phú Nhuận HÌNH 1.2 Mặt cắt địa chất phƣờng quận Phú Nhuận HÌNH 2.1 Máy KODEN cách bố trí HÌNH 2.2 Ví dụ kết thí nghiệm KODEN 11 HÌNH 2.3 Thí nghiệm đo độ sụt 12 HÌNH 2.4 Lõi khoan có khuyết tật .13 HÌNH 2.5 Thiết bị, bố trí máy siêu âm 15 HÌNH 2.6 Hạ đầu d .17 HÌNH 2.7 Sơ đồ bố trí thí nghiệm thử tải tĩnh 20 HÌNH 2.8 Biểu diễn vật lý công thức động 22 HÌNH 2.9 Sơ đồ nguyên lý thử động PDA 25 HÌNH 2.10 Kết phân tích phần mềm CAPWAP 26 HÌNH 2.11 Mơ hình phƣơng pháp phản hồi âm 28 HÌNH 2.12 Đầu lý tƣởng phƣơng pháp ứng xử nhanh 30 HÌNH 2.13 Thiết bị chủ yếu phƣơng pháp PIT 31 HÌNH 2.14 Tín hiệu vận tốc âm mặt cắt dọc cọc 32 HÌNH 2.15 Kích thƣớc thân cọc bị biến dạng thu hẹp áp lực nƣớc ngầm cao 33 HÌNH 2.16 Tình trạng bê tơng thân cọc bị lồi lõm .33 HÌNH 2.17 Phƣơng pháp siêu âm phát thân cọc có khuyết tật .34 HÌNH 2.18 Khuyết tật đáy cọc sập vách cốt thép khơng bêtơng bám dính 34 HÌNH 2.19 Thân cọc nhồi đứt đoạn trơ cốt thép rút ống sai qui trình 35 HÌNH 2.20 Bê tơng khơng chảy đến biên làm cọc trơ cốt thép 35 HÌNH 3.1 Lắp đặt máy Koden 36 HÌNH 3.2 Thiết bị ghi nhận, xử lí, xuất liệu thí nghiệm 37 HÌNH 3.4 Lắp đặt thí nghiệm nén tĩnh 41 v DANH MỤC BẢNG BẢNG 2.1 Bảng đánh giá chất lƣợng lỗ cọc BẢNG 2.2 Đánh giá chất lƣợng bê tơng thân cọc theo đặc trƣng sóng âm 18 BẢNG 3.1 Bảng kết thí nghiệm KODEN 38 BẢNG 3.2 Bảng kết thí nghiệm siêu âm cọc thử 49 BẢNG 3.3 Kế hoạch tăng tải trọng PT01 .42 vi DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT ASTM: American Society for Testing and Materials, tổ chức tiêu chuẩn quốc tế CSL: Crosshole sonic logging, phƣơng pháp siêu âm qua ống thép PDA: Phƣơng pháp thử động biến dạng lớn PIT: Phƣơng pháp thử động biến dạng nhỏ TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam vii TĨM TẮT Bài đồ án khái qt đƣợc tình hình sử dụng cọc nhồi với phƣơng pháp kiểm tra chất lƣợng cọc Việt Nam giới, trình bày số phƣơng pháp thí nghiệm kiểm tra chất lƣợng cọc khoan nhồi nhƣ: Koden, siêu âm, PIT, PDA, khoan lấy mẫu, nén tĩnh Kết thu đƣợc từ thí nghiệm đƣợc đánh giá đạt chất lƣợng, cọc sẵn sàng cho việc thi công phần cơng trình bên Các thí nghiệm siêu âm bê tông thân cọc, KODEN hay nén tĩnh đƣợc thực chặc chẽ, đảm bảo chất lƣợng thí nghiệm Bài báo cáo c n trình bày đƣợc nguyên nhân gây tình trạng khuyết tật cọc nhồi để lƣu ý q trình thi cơng nhằm tránh sai sót đáng tiếc với cơng trình Qua đồ án giúp sinh viên tiếp cận đƣợc công việc giám sát, đánh giá chất lƣợng cọc khoan nhồi, phục vụ hữu ích cho công việc tƣơng lai Kết luận: Bài đồ án thực đƣợc mục tiêu đề tài, đánh giá đƣợc chất lƣợng cọc khoan nhồi qua kết thí nghiệm trƣờng viii MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Đồ án tốt nghiệp công trình nghiên cứu khoa học đƣợc sinh viên đại học thực vào học kì cuối để tốt nghiệp trƣờng, tổng kết kiến thức đƣợc học suốt trình theo học chƣơng trình đại học, với kiến thức học hỏi đƣợc từ ngƣời có kiến thức chun mơn nghành đề tài nghiên cứu.Hiện việc thi cơng cọc khoan nhồi cơng trình có tải trọng lớn đƣợc phổ biến rộng rãi, nên việc kiểm tra, đánh giá chất lƣợng cọc khoan nhồi vơ thiết yếu để đảm bảo an tồn cho cơng trình sau này, đồ án sâu vào nghiên cứu phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng cọc khoan nhồi, ứng dụng kiểm tra chất lƣợng cọc thực tế, phát sai xót để khắc phục kịp thời Mục tiêu đề tài Tìm hiểu phƣơng pháp đánh giá chất lƣợng cọc khoan nhồi, ứng dụng vào việc kiểm tra, đánh giá chất lƣợng Nội dung phạm vi nghiên cứu - Nội dung: + Các phƣơng pháp kiểm tra chất lƣợng cọc khoan nhồi phổ biến + Thí nghiệm kiểm tra chất lƣợng cọc khoan nhồi thực tế + TCVN đánh giá chất lƣợng cọc khoan nhồi - Phạm vi nghiên cứu: + Thực cơng trình OFFICETEL 202B Hoàng Văn Thụ, quận Phú Nhuận Phƣơng pháp nghiên cứu - Phƣơng pháp thu thập tham khảo tài liệu: + Tìm hiểu phƣơng pháp thi cơng cọc khoan nhồi từ TCVN 9395:2012 + Tìm hiểu phƣơng pháp siêu âm cọc khoan nhồi từ TCVN 9396:2012 + Tìm hiểu phƣơng pháp thử tải tỉnh cọc khoan nhồi từ TCVN 9393:2012… - Phƣơng pháp thí nghiệm thực tế: + Tiến hành tham gia thí nghiệm kiểm tra chất lƣợng cọc khoan nhồi - Phƣơng pháp phân tích số liệu: + Phân tích kết thí nghiệm để xác định chất lƣợng cọc nhồi + Phân tích kết thí nghiệm để xác định khuyết tật cọc thi công - Phƣơng pháp chuyên gia: + Trao đổi tiếp thu ý kiến lĩnh vực chất lƣợng cọc khoan nhồi khuyết tật chúng từ anh kĩ sƣ, thầy có chun mơn CHƢƠNG TỔNG QUAN 1.1 CÁC PHƢƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƢỢNG CỌC KHOAN NHỒI PHỔ BIẾN - Chất lƣợng cọc sau thi công thƣờng thể tiêu chất lƣợng sau : + Độ nguyên vẹn (tính toàn khối cọc); + Sự tiếp xúc đáy cọc đất nền; + Sự tiếp xúc thân cọc đất đá xung quanh - Hiện nay, có nhiều phƣơng pháp kiểm tra chất lƣợng cọc khoan nhồi Các phƣơng pháp phổ biến nhƣ phƣơng pháp thử động biến dạng nhỏ (PIT), phƣơng pháp siêu âm truyền qua,phƣơng pháp thử động biến dạng lớn (PDA), đƣợc giới thiệu qua đồ án - Ngoài ra, nƣớc tiên tiến khác nhƣ Mỹ, Anh, Pháp, ngƣời ta thực phƣơng pháp khác nhƣ: chấn động song song, phƣơng pháp tia gamma, phƣơng pháp hộp tải trọng osterberg, phƣơng pháp nội soi bê tông Vì tính cần thiết nhƣ điều kiện kinh tế, kĩ thuật nƣớc ta chƣa có điều kiện phổ biến phƣơng pháp nêu 1.2 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGOÀI NƢỚC 1.2.1 Các nghiên cứu nƣớc * Nguyễn Minh Hùng- Nghiên cứu mơ hình kiểm sốt chất lượng cọc khoan nhồi cho cơng trình dân dụng, nghiên cứu giúp ta hiểu đƣợc q trình thi cơng cọc khoan nhồi bƣớc kiểm tra chất lƣợng cọc khoan nhồi trƣớc, sau thi công * GS TS Nguyễn Văn Quảng- Chỉ dẫn kĩ thuật thi công kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi, nghiên cứu khái quát cụ thể phƣơng pháp kiểm tra chất lƣợng cọc đƣợc sử dụng phổ biến nƣớc ta giới * PGS TS Đoàn Thế Tƣờng- Vấn đề sử dụng hiệu cọc khoan nhồi, nghiên cứu sử dụng kết thí nghiệm cọc khoan nhồi gần để đƣa cách sử dụng hiệu cọc khoan nhồi 1.2.2 Các nghiên cứu nƣớc * Ruwan Rajapakse- Bored piles, nghiên cứu trình bày cụ thể cách thiết kế, xây dựng kiểm tra chất lƣợng cọc khoan nhồi * D A Brown, J P Turner, and R J Castelli- Drilled Shafts: Construction Procedures and LRFD Design Methods, nghiên cứu trình bày qui trình thiết kế xây dựng tƣờng đất * ASTM International- ASTM D6760 Standard Test Method for Integrity Testing of Concrete Deep Foundations by Ultrasonic Crosshole Testing," ed West Conshohocken, PA: ASTM, 2008, nghiên cứu trình bày tiêu chuẩn đánh giá chất lƣợng tồn vẹn bê tơng qua phƣơng pháp siêu âm *ACI- ACI 228.2R-98, Nondestructive Test Methods for Evaluation of Concrete in Structures, ed, 1998, phƣơng pháp thử nghiệm sức chịu tải không phá hủy cọc * G Mullins and A K Ashmawy- Factors Affecting Anomaly Formation in Drilled Shafts, Florida Department of Transportation (FDOT),March 2005, phƣơng pháp nghiên cứu yếu tố tạo nên khuyết tật cọc thi công cọc khoan nhồi * J M Amir- Pile Intergrity Testing, April 2009, nghiên cứu kiểm tra cọc khoan nhồi * M W O'Neil and L C Reese- Drilled Shafts: Construction Procedures and Design Methods, FHWA,August 1999, nghiên cứu trình bày phƣơng pháp thiết kế qui trình xây dựng cọc khoan nhồi * Olson Engineering- Crosshole Tomography Method & Crosshole Sonic Logging Method, phƣơng pháp siêu âm thân cọc * J K Alter- Hollow Threaded Rebar for Cross Hole Sonic Logging Access Tubes Combined with Longitudinal Concrete Reinforcing in Drilled Shafts, DFI Journal, vol 5, pp 16-22, 2011 Phƣơng pháp siêu âm khắc phục khuyết tật cọc phƣơng pháp gia cƣờng * J M Amir and E I Amir- Critical Comparison of Ultrasonic Pile Testing Standard, p 5, 2008, đánh giá cọc phƣơng pháp siêu âm * M Al-Mosawe, Y Al-Shakarchi, and A a A-Saidi- Influence of Defect in the Concrete Piles using Non-Destructive Testing, Journal of Engineering, vol 3, Sep 2006, ảnh hƣởng cọc khuyết tật Hình 3.4 Lắp đặt thí nghiệm nén tĩnh Sau bảng kế hoạch tăng tải trọng thí nghiệm cọc PT01 cơng trình 41 Bảng 3.3 Kế hoạch tăng tải trọng PT01 Chu kì Test CK1 CK2 % Tải trọng thiết kế 5% 0% 20% Tải trọng TN(Tấn) 40 160 Áp lực (Bar) 6,2 25 Thời gian (phút) 10 10 60 40% 60% 80% 100% 320 480 640 800 50 75 100,1 125,1 60 60 60 360 60% 20% 0% 20% 40% 60% 80% 100% 120% 480 160 160 320 480 640 800 960 75 25 25 50 75 100,1 125,1 150,1 30 30 60 30 30 30 30 30 60 140% 160% 180% 200% 220% 240% 260% 280% 300% 1120 1280 1440 1600 1760 1920 2080 2240 2400 175,2 200,2 225,2 250,2 275,3 300,3 325,3 350,3 375,4 60 60 60 60 60 60 60 60 1440 260% 2080 220% 1760 180% 1440 140% 1120 100% 800 60% 480 20% 160 0% Vì mức độ cung cấp tài 325,3 30 275,3 30 225,2 30 175,2 30 125,1 30 75 30 25 30 360 liệu công ty Thời gian đọc (Phút) 10 10 Lớn 1h đến độ lún nhỏ 0,25mm/h nhƣng không Nhƣ Nhƣ Nhƣ Đến độ lún