Đề cương thí nghiệm cọc khoan nhồi

Ph©n ViÖn Khoa häc C«ng nghÖ X©y dùng MiÒn Nam South Branch of Institute for Building Science and Technology IBST/S §Ò c−¬ng thÝ nghiÖm cäc khoan nhåi 2 - Biểu mẫu ghi chép thí nghiệm t

Trang 1

ĐỀ CƯƠNG THÍ NGHIỆM CỌC KHOAN NHỒI

CÔNG TRÌNH: CHUNG CƯ KHỞI THÀNH HẠNG MỤC : THÍ NGHIỆM CỌC KHOAN NHỒI D800-1000MM ĐỊA ĐIỂM : PHƯỜNG BÌNH KHÁNH, Q.2, TP.HCM

TP HCM, 12/2018

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG PHÂN VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG MIỀN NAM

South Branch of Institute for Building Science and Technology (IBST/S)

Địa chỉ/Add: 20/5B Quốc lộ 13-Khu phố 3-Phường Hiệp Bình Phước-Quận Thủ Đức-Tp HCM

Tel : 08.7270092 /7270166 - Fax: 08.7270167

Trang 2

ĐỀ CƯƠNG THÍ NGHIỆM CỌC KHOAN NHỒI

CÔNG TRÌNH: CHUNG CƯ KHỞI THÀNH HẠNG MỤC : THÍ NGHIỆM CỌC KHOAN NHỒI D800-1000MM ĐỊA ĐIỂM : PHƯỜNG BÌNH KHÁNH, Q.2, TP.HCM

CHỦ ĐẦU TƯ TƯ VẤN THIẾT KẾ

TƯ VẤN GIÁM SÁT NHÀ THẦU

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG PHÂN VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG MIỀN NAM

Địa chỉ/Add: 20/5B Quốc lộ 13-Khu phố 3-Phường Hiệp Bình Phước-Quận Thủ Đức-Tp HCM

Tel : 08.7270092 /7270166 - Fax: 08.7270167

Trang 3

Ph©n ViÖn Khoa häc C«ng nghÖ X©y dùng MiÒn Nam

§Ò c−¬ng thÝ nghiÖm cäc khoan nhåi 1

A ĐỀ CƯƠNG THÍ NGHIỆM CỌC KHOAN NHỒI

- Thí nghiệm nén tĩnh

- Thí nghiệm siêu âm (Sonic)

- Khoan lõi kiểm tra mùn mũi cọc

CÁC CƠ SỞ LẬP ĐỀ CƯƠNG

- Căn cứ Luật Xây dựng số 50/2014/QH13 ngày 18/06/2013 và các văn bản hướng dẫn thực hiện;

- Nghị định số 46/2015/NĐ-CP ngày 12/05/2015 của Chính phủ về việc Quản lý dự

án đầu tư xây dựng công trình;

- TCVN 9393 - 2012 Cọc - Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục

- Tiêu chuẩn thí nghiệm siêu âm TCVN 9396 : 2012 - Cọc khoan nhồi - Xác định tính đồng nhất của bê tông-Phương pháp xung siêu âm

- TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi- Thi công và nghiệm thu

- Các bản vẽ thiết kế thi công

Trang 4

- Biểu mẫu ghi chép thí nghiệm tại công trường

- Các biểu mẫu trong báo cáo kết quả thí nghiệm

Trang 5

Chiều dài (m)

Số lượng (cọc)

Tải trọng thiết kế (tấn)

Tải trọng thí nghiệm (tấn)

cọc neo Các số liệu về tải trọng, chuyển vị biến dạng thu được trong quá trình thí nghiệm

là cơ sở để phân tích, đánh giá sức chịu tải và mối quan hệ tải trọng - chuyển vị của cọc trong đất nền

- Có sức nâng đáp ứng tải trọng lớn nhất theo dự kiến;

- Có khả năng gia tải, giảm tải với cấp tải trọng phù hợp với yêu cầu thí nghiệm;

Trang 6

- Có khả năng giữ tải ổn định không ít hơn 24 giờ;

- Có hành trình đủ để đáp ứng chuyển vị đầu cọc lớn nhất theo dự kiến cộng với biến dạng của hệ phản lực;

- Khi sử dụng nhiều kích, các kích nhất thiết phải cùng chủng loại, cùng đặc tính kỹ thuật và phải được vận hành trên cùng một máy bơm

Các thông số kỹ thuật của kích, máy bơm thuỷ lực như sau:

Tấm đệm đầu cọc và đầu kích bằng thép bản có đủ cường độ và độ cứng đảm bảo phân

bố tải trọng đồng đều của kích lên đầu cọc

Trang 7

Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được đo bằng đồng hồ áp lực lắp đặt sẵn trong hệ thống thủy lực Đồng hồ áp lực được hiệu chỉnh với độ chính xác đến 5%

Chuyển vị của cọc được đo bằng 4 đồng hồ đo chuyển vị với hành trình dịch chuyển là 100mm, độ chính xác đến 0,01mm hoặc 4 sensor đo tự động hành trình lớn nhất 200

mm, độ chính xác 0.01 mm Các đồng hồ được lắp cố định trên dầm chuẩn đặt đối xứng qua hai bên cọc với khoảng cách đến cọc là bằng nhau

Các thiết bị đo tải trọng và chuyển vị phải được kiểm định và hiệu chỉnh định kỳ Các chứng chỉ kiểm định thiết bị phải trong thời gian hiệu lực

Các bộ phận dùng để gá lắp thiết bị đo chuyển vị gồm dầm chuẩn, dụng cụ kẹp đầu cọc phải đảm bảo ít bị biến dạng do thời thiết

Các thông số kỹ thuật của đồng hồ đo chuyển vị, dầm chuẩn, đồng hồ áp lực như sau:

Sensor đo chuyển vị

- Hành trình lớn nhất : 200mm;

Trang 8

Hình 1: Hình minh họa hệ thiết bị sensor đo chuyển vị tự động

Dầm chính được lắp đặt trực tiếp dưới dàn chất tải làm điểm tựa trực tiếp cho kích thuỷ lực, cùng với dàn chất tải được tạo thành bởi hệ thống dầm phụ và hệ thống neo xoắn tạo thành hệ phản lực cho hệ gia tải (phương pháp thí nghiệm cọc neo xoắn sẽ được trình bày chi tiết trong phần Phụ lục)

Sử dụng hệ phản lực sau đây để thí nghiệm:

Trang 9

Sử dụng hệ neo xoắn kết hợp tải bê tông làm đối trọng cho cọc khoan nhồi

D1000mm

Dự kiến hệ thống 64 cọc xoắn chiều dài khoảng 15 - 20m được sử dụng làm móng cho các gối kê dàn chất tải và đồng thời làm hệ thống cọc neo cho cọc D1000; Ptn = 1850T

- Sức chịu tải trọng nén dự kiến của mỗi cọc xoắn là 40T;

- Sức chịu tải trọng nhổ dự kiến của mỗi cọc xoắn là 25T;

Sử dụng hệ neo xoắn làm đối trọng cho cọc khoan nhồi D800mm

Dự kiến hệ thống 42 cọc xoắn chiều dài khoảng 15-20m được sử dụng hệ thống cọc neo cho cọc thí nghiệm D800; Ptn = 850T

Sức chịu tải trọng nhổ của mỗi cọc xoắn dự kiến là 25T (kết quả chính thức về khả năng chịu nhổ của cọc xoắn sẽ được thực hiện tại công trường);

Trang 10

Trang 11

- Trọng lượng : 3 tấn;

- Số lượng : 16

c Đối trọng & Gối tựa

- Vật liệu : Bê tông;

- Kích thước : (1000 x 1000 x 2000)mm;

- Trọng lượng : 4.8 tấn/ đối trọng

Dàn chất tải được kê lên các gối kê Các gối kê phải có diện tích đáy đủ lớn để chịu được

áp lực do đối trọng và trọng lượng bản thân dàn chất tải gây ra, đảm bảo luôn ổn định, không bị lún nghiêng ảnh hưởng tới kết quả thí nghiệm, đồng thời bảo đản an toàn tuyệt đối trong suốt quá trình thí nghiệm

5 QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM

6.1 Công tác chuẩn bị

Những cọc sẽ tiến hành thí nghiệm cần được kiểm tra chất lượng theo các tiêu chuẩn hiện hành về thi công và nghiệm thu cọc

Đầu cọc được gia công để đảm bảo các yêu cầu sau:

- Khoảng cách từ đầu cọc đến dầm chính phải đủ để lắp đặt kích và thiết bị đo;

- Mặt đầu cọc được bằng làm phẳng đảm bảo mặt phẳng đầu cọc vuông góc với trục cọc Phải đảm bảo bê tông đầu cọc chất luợng tốt, có cuờng độ như thiết kế quy định, khi cần thiết phải gia cường đầu cọc để không bị phá hoại cục bộ dưới tác dụng của tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến

Hệ kích phải đặt trực tiếp trên tầm đệm đầu cọc, chính tâm so với tim cọc

Hệ phản lực được lắp đặt theo nguyên tắc cân bằng, đối xứng qua trục cọc, bảo đảm truyền tải trọng dọc trục, chính tâm lên đầu cọc, đồng thời tuân thủ các quy định sau:

- Dàn chất tải được lắp đặt trên các gối kê ổn định;

- Dầm chính và hệ dầm chịu lực phải được kê lên các trụ đỡ hoặc các gối kê;

- Khi lắp dựng xong, đầu cọc không bị nén trước khi thí nghiệm

Các dầm chuẩn được đặt song song hai bên cọc thí nghiệm, các trụ đỡ dầm được chôn chặt xuống đất Chuyển vị kế được lắp đối xứng hai bên đầu cọc và được gắn ổn định lên các dầm chuẩn, chân của chuyển vị kế được tựa lên dụng cụ kẹp đầu cọc hoặc tấm đệm đầu cọc (hoặc có thể lắp ngược lại)

Chỉ tiến hành thí nghiệm khi cọc đã đủ thời gian nghỉ (thời gian từ khi kết thúc thi công đến khi thí nghiệm) theo quy định (> 21 ngày đối với cọc khoan nhồi, > 7 ngày đối với các loại cọc khác)

6.2 Quy trình gia tải

a Kiểm tra thiết bị

Trước khi thí nghiệm chính thức, tiến hành gia tải trước nhằm kiểm tra hoạt động của

Trang 12

thiết bị thí nghiệm và tạo tiếp xúc tốt giữa thiết bị và đầu cọc Gia tải trước bằng cách tác dụng lên đầu cọc 9 tấn tải trọng thiết kế, giữ 10 phút sau đó giảm về 0, theo dõi hoạt động của thiết bị thí nghiệm

b Quy trình gia tải

Thí nghiệm được thực hiện theo quy trình gia tải từng cấp Quy trình gia tải của các cọc thí nghiệm được thực hiện theo bảng sau:

Bảng 2 Quy trình gia tải

Chu kỳ Tải trọng (%

tải trọng TK)

Thời gian giữ tối thiểu (phút)

Thời gian theo dõi lún (phút)

Trường hợp cọc bị phá hoại dưới cấp tải trọng lớn nhất thì giảm về cấp tải trọng trước

đó và giữ tải theo quy định

Trang 13

6.3 Quy định về thời gian đọc đồng hồ đo chuyển vị

Trong quá trình gia và giảm tải, tiến hành theo dõi và đọc đồng đo chuyển vị đầu cọc ngay sau khi gia tải hoặc giảm tải và theo các khoảng thời gian quy định, cụ thể: 0’-10’- 20‘-30’-45’-60’-90’-120’, 1 giờ mỗi lần đọc tiếp theo, với cấp tải theo dõi lâu hơn 12 giờ,

từ giờ thứ 12 trở đi có thể đọc 2 tiếng 1 lần

6.4 Quy định về tạm dừng thí nghiệm

Thí nghiệm phải tạm dừng nếu phát hiện thấy các hiện tượng sau đây:

- Các mốc chuẩn đặt sai, không ổn định hoặc bị phá hỏng;

- Kích hoặc thiết bị đo không hoạt động hoặc không chính xác;

- Hệ phản lực không ổn định;

- Đầu cọc bị nứt vỡ

Việc thí nghiệm có thể được tiếp tục sau khi đã xử lý, khắc phục

6.5 Quy định về huỷ bỏ kết quả thí nghiệm

Thí nghiệm bị huỷ bỏ nếu phát hiện thấy:

- Cọc đã bị nén trước khi gia tải (cọc bị nén do các ngoại lực tác động có ảnh hưởng đến độ chính xác của kết quả thí nghiệm trước khi tiến hành quy trình gia tải);

- Các tình trạng trong mục 5.4 không thể khắc phục được

6.6 Quy định về cọc bị phá hoại

Cọc được xem là phá hoại khi xảy ra một trong các trường hợp sau:

- Tổng độ lún cọc vượt quá 10% đường kính cọc;

- Vật liệu cọc bị phá hoại

6.7 Quy định về kết thúc thí nghiệm

Thí nghiệm được xem là kết thúc khi:

- Đạt mục tiêu thí nghiệm theo đề cương được duyệt;

- Cọc thí nghiệm bị phá hoại khi tổng chuyển vị đầu cọc vượt quá 10% chiều rộng tiết diện cọc hoặc vật liệu cọc bị phá hủy;

6 BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Báo cáo thí nghiệm nén tĩnh sẽ được lập với các nội dung sau:

- Cơ sở lập báo cáo;

Trang 14

7 TIẾN ĐỘ

Bắt đầu

Ngày Kết thúc Ngày thi công

I Công tác thí nghiệm hiện trường

1

Vận chuyển tập kết đối trọng, hệ

dầm và thiết bị đến công trường

(Khi có thông báo thí nghiệm)

Trang 15

3 HỆ GIA TẢI

Hệ gia tải bao gồm kích thủy lực, bơm thủy lực và đồng hồ áp

- 01 kích thủy lực có lực nâng tối đa là 100 tấn

- 01 bơm thủy lực

- 01 đồng hồ áp giới hạn đo 0-60 Mpa

Trước khi thí nghiệm, các chứng chỉ thiết bị phải được trình cho Chủ đầu tư, tư vấn giám sát

- Thi công cọc xoắn đến độ sâu 15 - 25m bằng phương pháp xoay

- Số lượng cọc xoắn là 3 cọc, trong đó 1 cọc giữa thí nghiệm, 2 cọc còn lại dùng làm đối trọng

Trang 16

- Lắp đặt thiết bị thí nghiệm nhổ cọc xoắn

6.2 Quy trình gia tải

- Thí nghiệm nhổ được thực hiện theo quy trình như sau:

Trang 17

Stt Tải trọng thí nghiệm (Tấn) Thời gian giữ tải cho mỗi cấp tải trọng

Ghi chú: Chuyển vị tối đa cho phép của cọc neo là 45mm

Trang 18

PHỤ LỤC 2

BIỆN PHÁP THÍ NGHIỆM CỌC D1000mm, Ptn = 1850T

Trang 23

PHỤ LỤC 3

BIỆN PHÁP THÍ NGHIỆM CỌC D800mm, Ptn = 850T

Trang 29

PHÂN VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG MIỀN NAM (IBST/S)

PHỤ LỤC 4:

BẢNG PHÂN TÍCH MỐI NGUY VÀ ĐÁNH GIÁ RỦI RO TRONG THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH

(HAZARD ANALYSIS AND RISK ASSESSMENT WORKSHEET

Mức rủi ro ban đầu (Initial Risk

Index)

Phương pháp kiểm soát (Proposed Control Measures)

Mức rủi ro tồn tại (Residual Risk

loading frame)

3 3 9

* Chất lượng cần cẩu phải được kiểm

tra thường xuyên (The quality of crane must be checked

áp suất (Stop testing due to under

Trang 30

capacity of jacks or pressure

hoses used)

load with adequate factor of safety)

* Dừng thí nghiệm do rơi tải

bê tông từ dàn chất tải (Stop

testing due to concrete blocks

fall down from loading frame )

2 2 4

* Tải bê tông không bị vỡ và được xếp chắc chắn trên dàn chất tải (Concrete

blocks must be undamaged and placed

stably on the loading frame)

(Stop testing due to clash

between loading frame with

crane or contructor machines

else)

2 2 4

* Dựng rào chắn cho khu vực thí

nghiệm (Make hard baricade for the testing area)

1 1 1

Trang 31

Chú giải/ Annotation:

F – Frequency of

Occurrence 5-Frequent 4-Probable 3-Occasional 2-Remote 1-Improbable

(Tần suất xảy ra) (Thường xuyên) (Có thể xảy ra) (Thỉnh thoảng) (Ít xảy ra) (Không xảy ra)

S – Severity of Hazard 5-Catastrophic 4-Major 3-Serious 2-Appreciable 1-Minor

(Mức độ nguy hại) (Thảm khốc) (Rất nghiêm trọng) (Nghiêm trọng) (Bình thường) (Rất nhẹ)

20-25 Intolerable (Very high) Risk shall be reduced by whatever means possible

Rất cao Rủi ro phải được giảm thiểu bằng mọi cách

15-19 Undersirable (High) Risk shall only be accepted if futher risk reduction is not

practicable

Cao Rủi ro được chấp nhận khi không còn cách giảm thiểu

8-14 Tolerable (Medium) Risk shall be accepted subject to demonstration that the level

of risk is as low as reasonable

Trang 32

Bình thường Rủi ro được chấp nhận khi mức độ rủi ro ở mức hợp lý

Trang 33

II THÍ NGHIỆM SIÊU ÂM

Trang 34

1 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

Thí nghiệm kiểm tra chất lượng bằng phương pháp siêu âm được tiến hành nhằm đánh giá sự đồng nhất và các khuyết tật của bê tông cọc Kết quả thí nghiệm là sự cảnh báo hoặc sự xác định gián tiếp về tồn tại khuyết tật trong bê tông

2 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM

2.1 Nguyên lý thí nghiệm

Thí nghiệm kiểm tra chất lượng bê tông cọc bằng phương pháp siêu âm dựa trên nguyên

lí truyền dao động đàn hồi trong môi trường vật chất Các đặc trưng của xung siêu âm như: vận tốc truyền xung, biên độ xung, thời gian truyền xung, năng lượng truyền xung

sẽ chủ yếu phụ thuộc vào độ đồng nhất, mật độ của vật liệu bê tông

Đối với vùng bê tông không có khuyết tật giá trị vận tốc xung ổn định và đồng đều, biên

độ xung biến đổi bình thường, thời gian truyền xung ổn định Đối với vùng bê tông có khuyết tật biểu đồ vận tốc xung có sự thay đổi theo chiều giảm (thông thường giảm

20%), biên độ xung suy giảm rõ rệt, thời gian truyền xung tăng mạnh (thông thường tăng 20%), năng lượng truyền xung giảm mạnh (thông thường giảm 50%)

Việc phân tích các đặc trưng của sóng siêu âm, kết hợp với các điều kiện làm việc cụ thể khác của cọc sẽ gián tiếp xác định được các khuyết tật trong bê tông cọc

Trang 35

Máy bao gồm các bộ phận sau:

- Các đầu dò (đầu thu & đầu phát siêu âm) Đầu phát có khả năng phát sóng siêu âm

có tần số từ 20.000 Hz đến 100.000 Hz;

- Cáp truyền tín hiệu có độ dài 100m;

- Bộ vi xử lý cho phép điều khiển tiến trình đo, lưu giữ, chuyển đổi và hiển thị trực tiếp số liệu đo (nếu cần);

- Phần mềm xử lý, tính toán kết quả CHA đi kèm theo máy

5 Môi trường nước

6 Thiết bị kiểm tra

7 Máy ghi

Trang 36

4.1 Ống siêu âm

Các ống siêu âm được đặt sẵn suốt chiều dài thân cọc trước khi đổ bê tông, ống được làm bằng thép Các ống phải bảo đảm độ cứng, không bị biến dạng, cong vênh, phải được đặt thẳng đứng với khoảng cách giữa các ống tương đối đều nhau trên bề mặt tiết diện cọc

4.2 Chuẩn bị thí nghiệm tại hiện trường

- Vận chuyển, tập kết thiết bị tới hiện trường;

- Kiểm tra ống siêu âm: cắt đầu, thông ống và làm sạch lòng ống, kiểm tra độ thẳng

và độ thông suốt bằng đầu dò thử, ống phải được bơm đầy nước;

- Chuẩn bị và kiểm tra hoạt động của toàn bộ thiết bị;

- Lắp ráp thiết bị, nối nguồn điện, thử cho đến khi bộ vi xử lý sẵn sàng làm việc;

- Chỉ thực hiện thí nghiệm tối thiểu sau 07 ngày, kể từ ngày kết thúc việc đổ bê tông cọc

- Tiến hành lấy số liệu tại tất cả các mặt cắt thí nghiệm;

- Tại hiện trường, nếu thấy có sự suy giảm vận tốc truyền xung hoặc tăng thời gian truyền xung, thì phải thí nghiệm lại ở cao độ của vị trí đó để khẳng định khuyết tật

- Tiếp tục như trên cho các cọc khác tại hiện trường

Trang 37

Hình 2 Minh hoạ thí nghiệm siêu âm

4.4 Xử lý kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm siêu âm được đưa ra dưới dạng biểu đồ các đặc trưng của xung siêu

âm (vận tốc, biên độ, thời gian, năng lượng truyền xung) Trước đó cần phân biệt để xử

lý hoặc loại bỏ các xung bị ảnh hưởng do nhiễu Kết hợp các đặc trưng của xung siêu âm

để đánh giá sự đồng nhất và vị trí khuyết tật của bê tông cọc

- Mức độ suy giảm của tốc độ truyền sóng siêu âm tại điểm nào đó trên thân cọc

Chất lượng cọc

Tốt Khuyết tật nhẹ Khuyết tật nặng

Mức độ suy giảm vận tốc, %

10 10-20

>20 Trong mọi trường hợp, kết quả thí nghiệm siêu âm cần được hiểu là sự cảnh báo hoặc sự xác định gián tiếp về tồn tại khuyết tật trong bê tông Để khẳng định và đánh giá đặc điểm của khuyết tật cần kết hợp thực hiện thêm các phương pháp khác như khoan lấy lõi

để thí nghiệm xác định cường độ nén của bê tông vv

5 BÁO CÁO KẾT QUẢ

Kết quả thí nghiệm siêu âm được lập thành báo cáo bao gồm 2 phần: thuyết minh và phụ lục Trong phần thuyết minh nêu Sơ đồ vị trí cọc thí nghiệm, số liệu thí nghiệm ở dạng biểu đồ cho từng cọc sẽ được tập hợp trong phần phụ lục của báo cáo

Phần thuyết minh bao gồm:

- Cơ sở lập báo cáo;

- Mục đích thí nghiệm;

- Nội dung, kết quả thí nghiệm: nguyên lý thí nghiệm, thiết bị thí nghiệm, quy trình thí nghiệm, khối lượng thí nghiệm, phương pháp xử lý kết quả và phân tích đánh giá chất lượng;

- Kết luận và kiến nghị

Trang 38

III KHOAN MÙN KIỂM TRA MŨI CỌC

Tiêu đề	Đề Cương Thí Nghiệm Cọc Khoan Nhồi
Tác giả	KS. Hoàng Minh Phương
Trường học	Viện Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng - Phân Viện Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng Miền Nam
Thể loại	Đề cương
Năm xuất bản	2018
Thành phố	Thành phố Hồ Chí Minh

Định dạng
Số trang	77
Dung lượng	13,63 MB

Đề cương thí nghiệm cọc khoan nhồi

Vấn đề bảo vệ môi trường