Kiểm tra chÍt l-ợng cục khoan nhơi
Trong quá trình thi công Khi đã làm xong cục Các quá trình: * ChuỈn bị * Khoan tạo lỡ * Hoàn thành khoan * Cỉt thép
* Đư bê tông * Phá đèu cục * Đài cục Kiểm tra chÍt l-ợng nền: * Các ph-ơng pháp tĩnh * Thử cục kiểu phân tích đĩng lực (PDA) Kiểm tra chÍt l-ợng cục:
* Khoan lÍy mĨu
* Thí nghiệm cục toàn vẹn (PIT) hoƯc âm dĩi (PET) * Thí nghiệm siêu âm, vô tuyến, phờng xạ, hiệu ứng điện - thụ lực, đo sờng ứng suÍt.
ChÍt l-ợng cục khoan nhơi là khâu hết sức quan trụng vì chi phí cho việc chế tạo mĩt cục rÍt lớn cũng nh- cục phải chịu tải lớn. Chỉ cèn sơ xuÍt nhõ trong bÍt kỳ mĩt khâu nào của quá trình khảo sát địa chÍt, khâu thiết kế nền mờng hay khâu thi công cũng đủ làm ảnh h-ịng đến chÍt l-ợng công trình. Việc kiểm tra chÍt l-ợng công trình cục khoan nhơi đ-ợc khái quát trong sơ đơ:
a. Kiểm tra tr-ớc khi thi công:
- Cèn lỊp ph-ơng án thi công tỷ mỷ, trong đờ Ín định chỉ tiêu kỹ thuỊt phải đạt và các b-ớc cèn kiểm tra cũng nh- sự chuỈn bị công cụ kiểm tra. Những công cụ kiểm tra đã đ-ợc cơ quan kiểm định đã kiểm và đang còn thới hạn sử dụng. NhÍt thiết phải để th-ớng trực những dụng cụ kiểm tra chÍt l-ợng này kề với nơi thi công và luôn luôn trong tình trạng sãn sàng phục vụ. Ph-ơng án thi công này phải đ-ợc t- vÍn giám sát chÍt l-ợng thoả thuỊn và đại diện Kiến trúc s-/Kỹ s- là chủ nhiệm dự án đơng ý.
- Cèn cờ tài liệu địa chÍt công trình do bên khoan thăm dò đã cung cÍp cho thiết kế để ngay tại nơi thi công sẽ dùng đỉi chiếu với thực tế khoan.
- Kiểm tra tình trạng vỊn hành của máy thi công, dây cáp, dây cỈu, bĩ phỊn truyền lực, thiết bị hãm, các phụ tùng máy khoan nh- bắp chuĩt, gàu, răng gàu, các máy phụ trợ phục vụ khâu bùn khoan, khâu lục cát nh- máy bơm khuÍy bùn, máy tách cát, sàng cát.
- Kiểm tra l-ới định vị công trình và từng cục. Kiểm tra các mỉc khỉng chế nằm trong và ngoài công trình, kể cả các mỉc khỉng chế nằm ngoài công tr-ớng. Những máy đo đạc phải đ-ợc kiểm định và thới hạn đ-ợc sử dụng đang còn hiệu lực. Ng-ới tiến hành các công tác về xác định các đƯc tr-ng hình hục của công trình phải là ng-ới đ-ơc phép hành nghề và cờ chứng chỉ.
b. Kiểm tra trong khi thi công :
Quá trình thi công cèn kiểm tra chƯt chẽ từng công đoạn đã yêu cèu kiểm tra :
- Kiểm tra chÍt l-ợng kích th-ớc hình hục. Những sỉ liệu cèn đ-ợc khẳng định: vị trí từng cục theo hai trục vuông gờc do bản vẽ thi công xác định. Việc kiểm tra dựa vào hệ thỉng trục gỉc trong và ngoài công tr-ớng. Kiểm tra các cao trình : mƯt đÍt thiên nhiên quanh cục, cao trình mƯt trên ỉng vách. Đĩ thẳng đứng của ỉng vách hoƯc đĩ nghiêng cèn thiết nếu đ-ợc thiết kế cũng cèn kiểm tra.
- Kiểm tra các đƯc tr-ng của địa chÍt công trình và thụ văn. Cứ khoan đ-ợc 2 mét cèn kiểm tra loại đÍt ị vị trí thực địa cờ đúng khớp với báo cáo địa chÍt của bên khảo sát đã lỊp tr-ớc đây không. Cèn ghi chép theo thực tế và nhỊn xét những điều khác nhau, cờ những điều chỉnh nếu cèn thiết.
- Kiểm tra dung dịch khoan tr-ớc khi cÍp dung dịch vào hỉ khoan, khi khoan đủ đĩ sâu và khi xục rửa làm sạch hỉ khoan xong.
- Kiểm tra cỉt thép tr-ớc khi thả xuỉng hỉ khoan. Các chỉ tiêu phải kiểm tra là đ-ớng kính thanh, đĩ dài thanh chủ, khoảng cách giữa các thanh, đĩ sạch dèu mỡ.
- Kiểm tra đáy hỉ khoan: Chiều sâu hỉ khoan đ-ợc đo hai lèn, ngay sau khi vừa đạt đĩ sâu thiết kế và sau khi để lắng và vét lại. Sau khi thả cỉt thép và thả ỉng trémie, tr-ớc lúc đư bê tông nên kiểm tra để xác định lớp cƯn lắng. Nếu cèn cờ thể lÍy thép lên, lÍy ỉng trémie lên để vét tiếp cho đạt đĩ sạch đáy hỉ. Để đáy hỉ không sạch sẽ gây ra đĩ lún d- quá mức cho phép.
- Kiểm tra các khâu của bê tông tr-ớc khi đư vào hỉ. Các chỉ tiêu kiểm tra là chÍt l-ợng vỊt liệu thành phèn của bê tông bao gơm cỉt liệu, xi măng, n-ớc, chÍt phụ gia, cÍp phỉi. Đến công tr-ớng tiếp tục kiểm tra đĩ sụt, đúc mĨu để kiểm tra sỉ hiệu, sơ bĩ đánh giá thới gian sơ ninh.
- Các khâu cèn kiểm tra khác nh- nguơn cÍp điện năng khi thi công, kiểm tra sự liên lạc trong quá trình cung ứng bê tông, kiểm tra đĩ thông của máng, m-ơng đờn dung dịch trào từ hỉ khi đư bê tông ...
c. Các ph-ơng pháp kiểm tra chÍt l-ợng cục nhơi sau khi thi công :
Nh- ta đã thÍy ị sơ đơ các ph-ơng pháp kiểm tra chÍt l-ợng cục nhơi, th-ớng cờ hai loại băn khoăn: chÍt l-ợng của nền và chÍt l-ợng của bản thân cục.
Sau khi thi công xong cục nhơi, vÍn đề kiểm tra cả hai chỉ tiêu này cờ nhiều giải pháp đã đ-ợc thực hiện với những công cụ hiện đại.
Tuy chúng ta mới tiếp cỊn với công nghệ cục khoan nhơi ch-a lâu nh-ng về kiểm tra, chúng ta đã ban hành đ-ợc TCXD 196:1997 làm cơ sị cho việc đánh giá cục nhơi. Tiêu chuỈn này mới đề cỊp đến ba loại thử: nén tĩnh, ph-ơng pháp biến dạng nhõ PIT và ph-ơng pháp siêu âm. Tình hình các công nghệ kiểm tra cục nhơi trong n-ớc và thế giới hiện nay là vô cùng phong phú.
Cờ thể chia theo các ph-ơng pháp tĩnh và đĩng. Lại cờ thể chia theo mục đích thí nghiệm nh- kiểm tra sức chịu của nền và chÍt l-ợng cục.
Ngày nay cờ nhiều công cụ hiện đại để xác định những chỉ tiêu mà khi tiến hành kiểm tra kiểu thủ công thÍy là hết sức khờ.
C1. Kiểm tra bằng ph-ơng pháp tĩnh : Ph-ơng pháp gia tải tĩnh :
Ph-ơng pháp này cho đến hiện nay đ-ợc coi là ph-ơng pháp trực quan, dễ nhỊn thức và đáng tin cỊy nhÍt. Ph-ơng pháp này dùng khá phư biến ị n-ớc ta cũng nh- trên thế giới. Theo yêu cèu mà cờ thể thực hiện theo kiểu nén, kéo dục trục cục hoƯc đỈy theo ph-ơng vuông gờc với trục cục. Thí nghiệm nén tĩnh đ-ợc thực hiện nhiều nhÍt nên chủ yếu đề cỊp ị đây là nén tĩnh.
Cờ hai qui trình nén tĩnh chủ yếu đ-ợc sử dụng là qui trình tải trụng không đưi (Maintained Load, ML) và qui trình tỉc đĩ dịch chuyển không đưi (Constant Rate of Penetration, CRP).
Qui trình nén với tải trụng không đưi (ML) cho ta đánh giá khả năng chịu tải của cục và đĩ lún cuả cục theo thới gian. Thí nghiệm này đòi hõi nhiều thới gian, kéo dài thới gian tới vài ngày.
Qui trình nén với tỉc đĩ dịch chuyển không đưi (CRP) th-ớng chỉ dùng đánh giá khả năng chịu tải giới hạn của cục, th-ớng chỉ cèn 3 đến 5 giớ.
Nhìn chung tiêu chuỈn thí nghiệm nén tĩnh của nhiều n-ớc trên thế giới ít khác biệt. Ta cờ thể so sánh tiêu chuỈn ASTM 1143-81 (Hoa kỳ), BS 2004 (Anh) và TCXD 196-1997 nh- sau :
Qui trình nén chỊm với tải trụng không đưi
Chỉ tiêu so sánh ASTM D1143-81 BS 2004 TCXD 196-1997 Tải trụng nén tỉi đa, Qmax Đĩ lớn cÍp tăng tải Tỉc đĩ lún ưn định qui -ớc CÍp tải trụng đƯc biệt và thới gian giữ tải của cÍp đờ Đĩ lớn cÍp hạ tải 200% Qa* 25% Qa 0,25 mm/h 200%Qa và 12 t 24h 50%Qa 150%Qa~200%Qa 25% Qa 0,10mm/h 100%Qa, 150% Qa với t 6h 25%Qa 200%Qa 25%Qmax 0,10 mm/h (100%&200%)Qa = 24h Qa = 25%Qmax Qui trình tỉc đĩ chuyển dịch không đưi
Chỉ tiêu so sánh ASTM D 1143-81 BS 2004 TCXD 196-1997 Tỉc đĩ chuyển dịch Qui định về dừng thí nghiệm 0,25-1,25mm/min cho cục trong đÍt sét 0,75~2,5mm/min cho cục trong đÍt rới Đạt tải trụng giới hạn đã định tr-ớc Chuyển dịch đạt 15%D Không thể qui định cụ thể Đạt tải trụng giới hạn đã định tr-ớc Chuyển dịch tăng trong khi lực không tăng hoƯc giảm trong khoảng 10mm Chuyển dịch đạt 10%D
Ch-a cờ qui định cho loại thử kiểu này.
Ghi chú: Qa = khả năng chịu tải cho phép của cục
Về đỉi trụng gia tải, cờ thể sử dụng vỊt nƯng chÍt tải nh-ng cũng cờ thể sử dụng neo xuỉng đÍt. Tuỳ điều kiện thực tế cụ thể mà quyết định cách tạo đỉi trụng. Với sức neo khá lớn nên khi sử dụng biện pháp neo cèn hết sức thỊn trụng.
Ph-ơng pháp gia tải tĩnh kiểu Osterberrg :
Ph-ơng pháp này khá mới với thế giới và n-ớc ta. Nguyên tắc của ph-ơng pháp là đư mĩt lớp bê tông đủ dày d-ới đáy rơi thả hệ hĩp kích (O-cell) xuỉng đờ, sau đờ lại đư tiếp phèn cục trên. Hệ điều khiển và ghi chép từ trên mƯt đÍt. Sử dụng ph-ơng pháp này cờ thể thí nghiệm riêng biệt hoƯc đơng thới hai chỉ tiêu là sức chịu mũi cục và lực ma sát bên của cục. Tải thí nghiệm cờ thể đạt
đ-ợc từ 60 tÍn đến 18000 tÍn. Thới gian thí nghiệm nhanh thì chỉ cèn 24 giớ, nếu yêu cèu cũng chỉ hết tỉi đa là 3 ngày. Đĩ sâu đƯt trang thiết bị thí nghiệm trong mờng cờ thể tới trên 60 mét. Sau khi thử xong, bơm bê tông xuỉng lÍp hệ kích cho cục đ-ợc liên tục.
Tiến sĩ Jorj O. Osterberg là chuyên gia địa kỹ thuỊt cờ tên tuưi, hiện sỉng tại Hoa kỳ. Ông về h-u năm 1998 nh-ng là giáo s- danh dự của Northwestern University, Viện sĩ Viện Hàn lâm Kỹ thuỊt, 1985 là giảng viên tr-ớng Tersaghi, năm 1988 là thành viên Viện nền mờng sâu. Năm 1994 ph-ơng pháp thử tĩnh Osterberg ra đới với tên O-Cell, đ-ợc cÍp chứng chỉ NOVA. Chứng chỉ NOVA là dạng đ-ợc coi nh- giải Nobel về xây dựng của Hoa kỳ.
Ph-ơng pháp thử tĩnh O-Cell cờ thể dùng thử tải cục nhơi, cục đờng, t-ớng barettes, thí nghiệm tải ị hông cục, thí nghiệm ị cục làm kiểu gèu xoay (Auger Cast Piles).
C2. Ph-ơng pháp khoan lÍy mĨu ị lđi cục :
Đây là ph-ơng pháp thử khá thô sơ. Dùng máy khoan đá để khoan, cờ thể lÍy mĨu bê tông theo đ-ớng kính 50~150 mm, dục suỉt đĩ sâu dự định khoan.
Nếu đ-ớng kính cục lớn, cờ thể phải khoan đến 3 lỡ nằm trên cùng mĩt tiết diện ngang mới tạm cờ khái niệm về chÍt l-ợng bê tông dục theo cục.
Ph-ơng pháp này cờ thể quan sát trực tiếp đ-ợc chÍt l-ợng bê tông dục theo chiều sâu lỡ khoan. Nếu thí nghiệm phá hụ mĨu cờ thể biết đ-ợc chÍt l-ợng bê tông của mĨu. Ưu điểm của ph-ơng pháp là trực quan và khá chính xác. Nh-ợc điểm là chi phí lÍy mĨu khá lớn. Nếu chỉ khoan 2 lỡ trên tiết diện cục theo chiều sâu cả cục thì chi phí xÍp xỉ giá thành của cục. Th-ớng ph-ơng pháp này chỉ giải quyết khi bằng các ph-ơng pháp khác đã xác định cục cờ khuyết tỊt. Ph-ơng pháp này kết hợp kiểm tra chính xác hoá và sử dụng ngay lỡ khoan để bơm phụt xi măng cứu chữa những đoạn hõng.
Ph-ơng pháp này đòi hõi thới gian khoan lÍy mĨu lâu, quá trình khoan cũng phức tạp nh- phải dùng bentonite để tỉng mạt khoan lên bớ, phải lÍy mĨu nh- khoan thăm dò đá và tỉc đĩ khoan không nhanh lắm.
C3. Ph-ơng pháp siêu âm :
Ph-ơng pháp này khá kinh điển và đ-ợc dùng phư biến. Ph-ơng pháp thử là dạng kỹ thuỊt đánh giá kết cÍu không phá hụ mĨu thử (Non-destructive evaluation, NDE). Khi thử không làm h- hõng kết cÍu, không làm thay đưi bÍt kỳ tính chÍt cơ hục nào của mĨu. Ph-ơng pháp đ-ợc Châu Âu và Hoa kỳ sử dụng khá phư biến. Cách thử thông dụng là quét siêu âm theo tiết diện ngang thân cục. Tuỳ đ-ớng kính cục lớn hay nhõ mà bỉ trí các lỡ dục theo thân cục tr-ớc khi đư
bê tông. Lỡ dục này cờ đ-ớng kính trong xÍp xỉ 60 mm võ lỡ là ỉng nhựa hay ỉng thép. Cờ khi ng-ới ta khoan tạo lỡ nh- ph-ơng pháp kiểm tra theo khoan lỡ nời trên, nêu không để lỡ tr-ớc.
Đèu thu phát cờ hai kiểu: kiểu đèu thu riêng và đèu phát riêng, kiểu đèu thu và phát gắn liền nhau.
Nếu đ-ớng kính cục là 600 mm thì chỉ cèn bỉ trí hai lỡ dục theo thân cục đỉi xứng qua tâm cục và nằm sát cỉt đai. Nếu đ-ớng kính 800 mm nên bỉ trí 3 lỡ. Đ-ớng kính 1000 mm, bỉ trí 4 lỡ... Khi thử, thả đèu phát siêu âm xuỉng mĩt lỡ và đèu thu ị lỡ khác. Đ-ớng quét để kiểm tra chÍt l-ợng sẽ là đ-ớng nỉi giữa đèu phát và đèu thu. Quá trình thả đèu phát và đèu thu cèn đảm bảo hai đèu này xuỉng cùng mĩt tỉc đĩ và luôn luôn nằm ị cùng đĩ sâu so với mƯt trên của cục.
Phức tạp của ph-ơng pháp này là cèn đƯt tr-ớc ỉng để thả đèu thu và đèu phát siêu âm. Nh- thế, ng-ới thi công sẽ cờ chú ý tr-ớc những cục sẽ thử và làm tỉt hơn, mÍt yếu tỉ ngĨu nhiên trong khi chụn mĨu thử. Nếu làm nhiều cục cờ ỉng thử siêu âm quá sỉ l-ợng yêu cèu sẽ gây ra tỉn kém.
Ph-ơng pháp thử bằng phờng xạ (Carota):
Ph-ơng pháp này cũng là mĩt ph-ơng pháp đánh giá không phá hụ mĨu thử (NDE) nh- ph-ơng pháp siêu âm. Cách trang bị để thí nghiệm không khác gì ph-ơng pháp siêu âm. Điều khác là thay cho đèu thu và đèu phát siêu âm là đèu thu và phát phờng xạ. N-ớc ta đã sản xuÍt loại trang bị này do mĩt cơ sị của quân đĩi tiến hành.
Giỉng nh- ph-ơng pháp siêu âm, kết quả đục biểu đơ thu phờng xạ cờ thể biết đ-ợc nơi và mức đĩ của khuyết tỊt trong cục.
C4. Ph-ơng pháp đo âm dĩi :
Ph-ơng pháp này thí nghiệm kiểm tra không phá hụ mĨu để biết chÍt l-ợng cục, cục nhơi, cục barrettes. Nguyên lý là sử dụng hiện t-ợng âm dĩi (Pile Echo Tester, PET). Nguyên tắc hoạt đĩng của ph-ơng pháp là gđ bằng mĩt búa 300 gam vào đèu cục, mĩt thiết bị ghi gắn ngay trên đèu cục Íy cho phép ghi hiệu ứng âm dĩi và máy tính sử lý cho kết quả về nhỊn định chÍt l-ợng cục.
Với sự tiện lợi là chi phí cho kiểm tra hết sức thÍp nên cờ thể dùng ph-ơng pháp này thí nghiệm cho 100% cục trong mĩt công trình. Nh-ợc điểm của ph-ơng pháp là nếu chiều sâu của cục thí nghiệm quá 20 mét thì đĩ chính xác của kết quả là thÍp.
C5. Các ph-ơng pháp thử đĩng:
Các ph-ơng pháp thử đĩng ngày nay đã vô cùng phong phú. Với khái niệm đĩng lực hục của cục, thị tr-ớng công cụ thử nghiệm cờ rÍt nhiều trang thiết bị nh- máy phân tích đờng cục để thử theo ph-ơng pháp biến dạng lớn (PDA), máy ghi kết quả thử theo ph-ơng pháp biến dạng nhõ (PIT), máy ghi saximeter, máy phân tích hoạt đĩng của búa (Hammer Performance Analyzer,