KiĨm tra cht lỵng cc khoan nhi
Trong quá trình thi công Khi đã làm xong cc Các quá trình: * Chun bị * Khoan tạo lỗ * Hoàn thành khoan * Ct thép KiĨm tra cht lỵng nỊn: * Các phơng pháp tnh * Thư cc kiĨu phân tích đng lc (PDA) KiĨm tra cht lỵng cc: * Khoan ly mu
Cht lỵng cc khoan nhi là khâu ht sc quan trng vì chi phí cho viƯc ch tạo mt cc rt lớn cịng nh cc phải chịu tải lớn. Ch cần sơ xut nh trong bt k mt khâu nào cđa quá trình khảo sát địa cht, khâu thit k nỊn mng hay khâu thi công cịng đđ làm ảnh hng đn cht lỵng công trình. ViƯc kiĨm tra cht lỵng công trình cc khoan nhi đỵc khái quát trong sơ đ:
4.1.4.1 Kiểm tra trước khi thi cụng.
Cần lp phơng án thi công t m, trong đ n định ch tiêu k thut phải đạt và các bớc cần kiĨm tra cịng nh s chun bị công cơ kiĨm tra. Những công cơ kiĨm tra đã đỵc cơ quan kiĨm định đã kiĨm và đang còn thi hạn sư dơng. Nht thit phải đĨ thng trc những dơng cơ kiĨm tra cht lỵng này kỊ với nơi thi công và luôn luôn trong tình trạng sãn sàng phơc vơ. Phơng án thi công này phải đỵc t vn giám sát cht lỵng thoả thun và đại diƯn Kin trĩc s/K s là chđ nhiƯm d án đng ý.
Cần c tài liƯu địa cht công trình do bên khoan thăm dò đã cung cp cho thit k đĨ ngay tại nơi thi công s dng đi chiu với thc t khoan.
KiĨm tra tình trạng vn hành cđa máy thi công, dây cáp, dây cu, b phn truyỊn lc, thit bị hãm, các phơ tng máy khoan nh bắp chut, gàu, răng gàu, các máy phơ trỵ phơc vơ khâu bn khoan, khâu lc cát nh máy bơm khuy bn, máy tách cát, sàng cát.
KiĨm tra lới định vị công trình và tng cc. KiĨm tra các mc khng ch nằm trong và ngoài công trình, kĨ cả các mc khng ch nằm ngoài công trng. Những máy đo đạc phải đỵc kiĨm định và thi hạn đỵc sư dơng đang còn hiƯu lc. Ngi tin hành các công tác vỊ xác định các đỈc trng hình hc cđa công trình phải là ngi đơc phép hành nghỊ và c chng ch.
4.1.4.2 Kiểm tra trong khi thi cụng.
Quá trình thi công cần kiĨm tra chỈt ch các công đoạn :
- KiĨm tra cht lỵng kích thớc hình hc. Những s liƯu cần đỵc khẳng định: vị trí tng cc theo hai trơc vuông gc do bản v thi công xác định. ViƯc
kiĨm tra da vào hƯ thng trơc gc trong và ngoài công trng. KiĨm tra các cao trình : mỈt đt thiên nhiên quanh cc, cao trình mỈt trên ng vách. Đ thẳng đng cđa ng vách hoỈc đ nghiêng cần thit nu đỵc thit k cịng cần kiĨm tra.
- KiĨm tra các đỈc trng cđa địa cht công trình và thủ văn. C khoan đỵc 2 mét cần kiĨm tra loại đt vị trí thc địa c đĩng khớp với báo cáo địa cht cđa bên khảo sát đã lp trớc đây không. Cần ghi chép theo thc t và nhn xét những điỊu khác nhau, c những điỊu chnh nu cần thit.
- KiĨm tra dung dịch khoan trớc khi cp dung dịch vào h khoan, khi khoan đđ đ sâu và khi xơc rưa làm sạch h khoan xong.
- KiĨm tra ct thép trớc khi thả xung h khoan. Các ch tiêu phải kiĨm tra là đng kính thanh, đ dài thanh chđ, khoảng cách giữa các thanh, đ sạch dầu mỡ.
- KiĨm tra đáy h khoan: ChiỊu sâu h khoan đỵc đo hai lần, ngay sau khi va đạt đ sâu thit k và sau khi đĨ lắng và vét lại. Sau khi thả ct thép và thả ng trémie, trớc lĩc đỉ bê tông nên kiĨm tra đĨ xác định lớp cỈn lắng. Nu cần c thĨ ly thép lên, ly ng trémie lên đĨ vét tip cho đạt đ sạch đáy h. ĐĨ đáy h không sạch s gây ra đ lĩn d quá mc cho phép.
- KiĨm tra các khâu cđa bê tông trớc khi đỉ vào h. Các ch tiêu kiĨm tra là cht lỵng vt liƯu thành phần cđa bê tông bao gm ct liƯu, xi măng, nớc, cht phơ gia, cp phi. Đn công trng tip tơc kiĨm tra đ sơt, đĩc mu đĨ kiĨm tra s hiƯu, sơ b đánh giá thi gian sơ ninh.
- Các khâu cần kiĨm tra khác nh ngun cp điƯn năng khi thi công, kiĨm tra s liên lạc trong quá trình cung ng bê tông, kiĨm tra đ thông cđa máng, mơng đn dung dịch trào t h khi đỉ bê tông ...
4.1.4.3 Cỏc phương phỏp kiểm tra chất lượng cọc nhồi sau khi thi cụng.
Nh ta đã thy sơ đ các phơng pháp kiĨm tra cht lỵng cc nhi, thng c hai loại băn khoăn: cht lỵng cđa nỊn và cht lỵng cđa bản thân cc.
Sau khi thi công xong cc nhi, vn đỊ kiĨm tra cả hai ch tiêu này c nhiỊu giải pháp đã đỵc thc hiƯn với những công cơ hiƯn đại.
C thĨ chia theo các phơng pháp tnh và đng. Lại c thĨ chia theo mơc đích thí nghiƯm nh kiĨm tra sc chịu cđa nỊn và cht lỵng cc.
Ngày nay c nhiỊu công cơ hiƯn đại đĨ xác định những ch tiêu mà khi tin hành kiĨm tra kiĨu thđ công thy là ht sc kh.
a. KiĨm tra bằng phơng pháp tnh : Phơng pháp gia tải tnh :
Phơng pháp này cho đn hiƯn nay đỵc coi là phơng pháp trc quan, dƠ nhn thc và đáng tin cy nht. Phơng pháp này dng khá phỉ bin nớc ta cịng nh trên th giới. Theo yêu cầu mà c thĨ thc hiƯn theo kiĨu nén, kéo dc trơc cc hoỈc đy
C hai qui trình nén tnh chđ yu đỵc sư dơng là qui trình tải trng không đỉi (Maintained Load, ML) và qui trình tc đ dịch chuyĨn không đỉi (Constant Rate of Penetration, CRP).
Qui trình nén với tải trng không đỉi (ML) cho ta đánh giá khả năng chịu tải cđa cc và đ lĩn cuả cc theo thi gian. Thí nghiƯm này đòi hi nhiỊu thi gian, kéo dài thi gian tới vài ngày.
Qui trình nén với tc đ dịch chuyĨn không đỉi (CRP) thng ch dng đánh giá khả năng chịu tải giới hạn cđa cc, thng ch cần 3 đn 5 gi.
Nhìn chung tiêu chun thí nghiƯm nén tnh cđa nhiỊu nớc trên th giới ít khác biƯt. Ta c thĨ so sánh tiêu chun ASTM 1143-81 (Hoa k), BS 2004 (Anh) và TCXD 196-1997 nh sau :
Qui trình nén chm với tải trng không đỉi
Ch tiêu so sánh ASTM D1143-81 BS 2004 TCXD 196-1997 Tải trng nén ti đa, Qmax Đ lớn cp tăng tải Tc đ lĩn ỉn định qui ớc Cp tải trng đỈc biƯt và thi gian giữ tải cđa cp đ Đ lớn cp 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 tc đ chuyĨn dịch không đỉi
Ch tiêu so sánh ASTM D 1143-81 BS 2004 TCXD 196-1997 Tc đ chuyĨn dịch Qui định vỊ dng thí nghiƯm 0,25-1,25mm/min cho cc trong đt sét 0,75~2,5mm/min cho cc trong đt ri Đạt tải trng giới hạn đã định trớc ChuyĨn dịch đạt 15%D Không thĨ qui định cơ thĨ Đạt tải trng giới hạn đã định trớc ChuyĨn dịch tăng trong khi lc không tăng hoỈc giảm trong khoảng 10mm
ChuyĨn dịch đạt 10%D
Cha c qui định cho loại thư kiĨu này.
VỊ đi trng gia tải, c thĨ sư dơng vt nỈng cht tải nhng cịng c thĨ sư dơng neo xung đt. Tu điỊu kiƯn thc t cơ thĨ mà quyt định cách tạo đi trng. Với sc neo khá lớn nên khi sư dơng biƯn pháp neo cần ht sc thn trng.
Phơng pháp gia tải tnh kiĨu Osterberrg :
Phơng pháp này khá mới với th giới và nớc ta. Nguyên tắc cđa phơng pháp là đỉ mt lớp bê tông đđ dày dới đáy ri thả hƯ hp kích (O-cell) xung đ, sau đ lại đỉ tip phần cc trên. HƯ điỊu khiĨn và ghi chép t trên mỈt đt. Sư dơng ph- ơng pháp này c thĨ thí nghiƯm riêng biƯt hoỈc đng thi hai ch tiêu là sc chịu mịi cc và lc ma sát bên cđa cc. Tải thí nghiƯm c thĨ đạt đỵc t 60 tn đn 18000
tn. Thi gian thí nghiƯm nhanh thì ch cần 24 gi, nu yêu cầu cịng ch ht ti đa là
3 ngày. Đ sâu đỈt trang thit bị thí nghiƯm trong mng c thĨ tới trên 60 mét. Sau khi thư xong, bơm bê tông xung lp hƯ kích cho cc đỵc liên tơc.
Tin s Jorj O. Osterberg là chuyên gia địa k thut c tên tuỉi, hiƯn sng tại Hoa k. Ông vỊ hu năm 1998 nhng là giáo s danh d cđa Northwestern University, ViƯn s ViƯn Hàn lâm K thut, 1985 là giảng viên trng Tersaghi, năm 1988 là thành viên ViƯn nỊn mng sâu. Năm 1994 phơng pháp thư tnh Osterberg ra đi với tên O-Cell, đỵc cp chng ch NOVA. Chng ch NOVA là dạng đỵc coi nh giải Nobel vỊ xây dng cđa Hoa k.
Phơng pháp thư tnh O-Cell c thĨ dng thư tải cc nhi, cc đng, tng barettes, thí nghiƯm tải hông cc, thí nghiƯm cc làm kiĨu gầu xoay (Auger Cast Piles).
b. Phơng pháp khoan ly mu li cc :
Đây là phơng pháp thư khá thô sơ. Dng máy khoan đá đĨ khoan, c thĨ ly mu bê tông theo đng kính 50~150 mm, dc sut đ sâu d định khoan.
Nu đng kính cc lớn, c thĨ phải khoan đn 3 lỗ nằm trên cng mt tit diƯn ngang mới tạm c khái niƯm vỊ cht lỵng bê tông dc theo cc. Phơng pháp này c thĨ quan sát trc tip đỵc cht lỵng bê tông dc theo chiỊu sâu lỗ khoan. Nu thí nghiƯm phá hủ mu c thĨ bit đỵc cht lỵng bê tông cđa mu. Ưu điĨm cđa phơng pháp là trc quan và khá chính xác. Nhỵc điĨm là chi phí ly mu khá lớn. Nu ch khoan 2 lỗ trên tit diƯn cc theo chiỊu sâu cả cc thì chi phí xp x giá thành cđa cc. Thng phơng pháp này ch giải quyt khi bằng các phơng pháp khác đã xác định cc c khuyt tt. Phơng pháp này kt hỵp kiĨm tra chính xác hoá và sư dơng ngay lỗ khoan đĨ bơm phơt xi măng cu chữa những đoạn hng.
Phơng pháp này đòi hi thi gian khoan ly mu lâu, quá trình khoan cịng phc tạp nh phải dng bentonite đĨ tng mạt khoan lên b, phải ly mu nh khoan thăm dò đá và tc đ khoan không nhanh lắm.
Phơng pháp này khá kinh điĨn và đỵc dng phỉ bin. Phơng pháp thư là dạng k thut đánh giá kt cu không phá hủ mu thư (Non-destructive evaluation, NDE). Khi thư không làm h hng kt cu, không làm thay đỉi bt k tính cht cơ hc nào cđa mu. Phơng pháp đỵc Châu Âu và Hoa k sư dơng khá phỉ bin. Cách thư thông dơng là quét siêu âm theo tit diƯn ngang thân cc. Tu đng kính cc lớn hay nh mà b trí các lỗ dc theo thân cc trớc khi đỉ bê tông. Lỗ dc này c đng kính trong xp x 60 mm v lỗ là ng nha hay ng thép. C khi ngi ta khoan tạo lỗ nh phơng pháp kiĨm tra theo khoan lỗ ni trên, nêu không đĨ lỗ trớc.
Đầu thu phát c hai kiĨu: kiĨu đầu thu riêng và đầu phát riêng, kiĨu đầu thu và phát gắn liỊn nhau.
Nu đng kính cc là 600 mm thì ch cần b trí hai lỗ dc theo thân cc đi xng qua tâm cc và nằm sát ct đai. Nu đng kính 800 mm nên b trí 3 lỗ. Đng kính 1000 mm, b trí 4 lỗ... Khi thư, thả đầu phát siêu âm xung mt lỗ và đầu thu lỗ khác. Đng quét đĨ kiĨm tra cht lỵng s là đng ni giữa đầu phát và đầu thu. Quá trình thả đầu phát và đầu thu cần đảm bảo hai đầu này xung cng mt tc đ và luôn luôn nằm cng đ sâu so với mỈt trên cđa cc.
Phc tạp cđa phơng pháp này là cần đỈt trớc ng đĨ thả đầu thu và đầu phát siêu âm. Nh th, ngi thi công s c chĩ ý trớc những cc s thư và làm tt hơn, mt yu t ngu nhiên trong khi chn mu thư. Nu làm nhiỊu cc c ng thư siêu âm quá s l- ỵng yêu cầu s gây ra tn kém.
Phơng pháp thư bằng phng xạ (Carota):
Phơng pháp này cịng là mt phơng pháp đánh giá không phá hủ mu thư (NDE) nh phơng pháp siêu âm. Cách trang bị đĨ thí nghiƯm không khác gì phơng pháp siêu âm. ĐiỊu khác là thay cho đầu thu và đầu phát siêu âm là đầu thu và phát phng xạ. Nớc ta đã sản xut loại trang bị này do mt cơ s cđa quân đi tin hành.
Ging nh phơng pháp siêu âm, kt quả đc biĨu đ thu phng xạ c thĨ bit đỵc nơi và mc đ cđa khuyt tt trong cc.
d. Phơng pháp đo âm di :
Phơng pháp này thí nghiƯm kiĨm tra không phá hủ mu đĨ bit cht lỵng cc, cc nhi, cc barrettes. Nguyên lý là sư dơng hiƯn tỵng âm di (Pile Echo Tester, PET). Nguyên tắc hoạt đng cđa phơng pháp là g bằng mt bĩa 300 gam vào đầu cc, mt thit bị ghi gắn ngay trên đầu cc y cho phép ghi hiƯu ng âm di và máy tính sư lý cho kt quả vỊ nhn định cht lỵng cc.
Với s tiƯn lỵi là chi phí cho kiĨm tra ht sc thp nên c thĨ dng phơng pháp này thí nghiƯm cho 100% cc trong mt công trình. Nhỵc điĨm cđa phơng pháp là nu chiỊu sâu cđa cc thí nghiƯm quá 20 mét thì đ chính xác cđa kt quả là thp.
Các phơng pháp thư đng ngày nay đã vô cng phong phĩ. Với khái niƯm đng lc hc cđa cc, thị trng công cơ thư nghiƯm c rt nhiỊu trang thit bị nh máy phân tích đng cc đĨ thư theo phơng pháp bin dạng lớn (PDA), máy ghi kt quả thư theo phơng pháp bin dạng nh (PIT), máy ghi saximeter, máy phân tích hoạt đng cđa bĩa (Hammer Performance Analyzer, HPA), máy ghi kt quả gc nghiêng cđa cc (angle analyzer), máy ghi kt quả đng cc ( Pile installation recorder, PIR), máy phân tích xuyên tiêu chun (SPT analyzer) ...
* Máy phân tích cc theo phơng pháp bin dạng lớn PDA c loại mới nht là loại PAK. Máy này ghi các thí nghiƯm nỈng cho môi trng xây dng ác nghiƯt. Máy này ghi kt quả cđa phơng pháp thư bin dạng lớn cho công trình nỊn mng, cho thăm dò địa k thut. Phần mỊm sư lý rt dƠ tip thu. S liƯu đỵc t đng lu giữ vào đa đĨ sư dơng vỊ sau. Chơng trình CAPWAPđ cài đỈt đỵc vào PAK nên viƯc đánh giá khả năng toàn vĐn và khả năng chịu tải cđa cc rt nhanh chng.
* Sư dơng phơng pháp thư Bin dạng nh (PIT) là cách thư nhanh cho s lớn cc. Phép thư cho bit cht lỵng bê tông cc c tt hay không, tính toàn vĐn cđa cc khi kiĨm tra các khuyt tt lớn cđa cc. Các loại máy phân tích PIT dung ngun năng lỵng pin, cơ đng nhanh chng và sư dơng đơn chic. Dơng cơ cđa phơng pháp PIT dng tìm các khuyt tt lớn và nguy hiĨm nh nt gãy, thắt cỉ chai, ln nhiỊu đt trong bê tông hoỈc là rỗng.
f. Phơng pháp tr kháng cơ hc :
Phơng pháp này quen thuc với tên gi phơng pháp phân tích dao đng hay còn gi là phơng pháp truyỊn sng cơ hc. Nguyên lý đỵc áp dơng là truyỊn sng, nguyên lý dao đng cỡng bc cđa cc đàn hi. C hai phơng pháp thc hiƯn là dng tr kháng rung đng và dng tr kháng xung.
Phơng pháp tr kháng rung sư dơng mô tơ điƯn đng đỵc kích hoạt do mt máy phát tác đng lên đâ cc. Dng mt máy ghi vn tc sng truyỊn trong cc. Nhìn biĨu đ sng ghi đỵc, c thĨ bit cht lỵng cc qua ch tiêu đ đng đỊu cđa vt liƯu bê tông các vị trí .
Phơng pháp tr kháng xung là cơ s cho các phơng pháp PIT và PET. Hai phơng pháp PIT và PET ghi sng âm di. Phơng pháp tr kháng xung này ghi vn tc truyn sng khi đp bĩa tạo xung lên đầu cc.