Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi và Chỉ dẫn kĩ thuật thi công: Phần 2

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:53

Thêm vào BST

Báo xấu

191
lượt xem 47
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Chính vì công tác xây dựng có một vị trí quan trọng trong công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước nên phần 2 Tài liệu tiếp tục đi sâu vào mảng công tác xây dựng cọc khoan nhồi với nội dung chi tiết sau: Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi, các dạng hư hỏng và phương pháp sửa chữa cọc khoan nhồi. Mời các bạn cùng tham khảo Tài liệu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi và Chỉ dẫn kĩ thuật thi công: Phần 2

|ỊI. KIỂM TRA CHẤT LƯỘNG CỌ C KHOAN NHỒI Việc kiểm tra cọc khoan nhồi nhằm mục đích khẳng iịnh chất lượng bê tông củng như sự tiếp xúc giữa bê tông ỉằ đất nền tại mũi cọc. Công việc này không liên quan tói nệc thử tải trọng tĩnh cọc mà clii đơn thuần là xác định đch thước hình học cọc (thử ngiiyên cọc). Để kiểm tra cọc, hiện nay người ta hay sử dụng các )iện pháp thăm dò phát hiện các khuyết tật của thân cọc /à mũi cọc. P H Ư Ơ N G PH Ấ P K IỂ M TRA C ác phương pháp kiểm tra : Các phương pháp thường được sử dụng : - Thăm dò động chất lượng cọc móng bằng phương Dháp tiếng vọng âm (tiếng dội âm). - Thăm dò cọc và vách cọc bằng phương pháp siêu âm :ruyền qua. - Thăm dò cọc và vách cọc bằng phương pháp tia ^arnma truyền qua (phương pháp nổi trội hơn cả). Vlột vài phương pháp khác như phương pháp trở kháng :ơ học. 1.1. Kiểm tra bằng tiếng vọng xung lượng cơ học Phương pháp kiểm tra này kliòng chi biểu hiện trong bộ ihổ vì khi sử dụng đã hướng tới sự biến đổi có lợi của 67
phương pháp truyền. Phương pháp có thể diễn tả một vài trường hợp cá b iệ t: cọc ngắn không có lồng cốt thép hoặc cọc đường kính nhỏ (0 ^ 60cm), cọc đóng bằng bê tông cốt thép đúc sẵn. Hình ĨII.l : N gu y ên lí kiểm tra bằn g tiến g vọng a) Nguyên lí : Phương pháp này chỉ thích ứng cho quy luật phân phối sự lan truyền và phản xạ của sóng trong môi trường đồng nhất, bao gồm : - Phát một chấn động vào đầu cọc. - Thu nhận sau khi phản xạ - Đo thời gian hành trình do sóng phát ra với vận tốc lan truyền. Trong khoảng cách không đáng kể giữa đầu phát và đầu thu, chiều cao h của cọc hoặc vật dạng dị thường (khuyết tật...) được cho bởi : 68
h = 1/2VT Trong đó : V - vận tốc truyền sóng T - thời gian truyền sóng Tốc độ V đo trên mẫu do khoan lấy lõi kiểm tra hay là mẫu viên trụ được chế tạo đồng nhát trước. T sóng tnjyẽn t ố i , Sóng phản >ạ. ĐÔ'thi tô’ngcộng trên móy hiện sóng. 1 lỶchukì A % A / Tan so Hình III.2 . 69
Thời gian truyền sóng T được xác định từ khi bắt đầu có tín hiệu trên màn hình của máy hiện sóng, vẽ biểu đồ của dao động sóng hoặc những biến đổi các nửa chu kì trong hàm thời gian. Giá tiị do có tác dụng trong các điểm đo khác nhau của đầu cọc kết hợp với sự kiểm xét tự động đưa đến sự tăng ên rất lớn các số liệu đo nhanh. Cọc được thăm dò ở thời điểm nhỏ hơn 7 ngày sau khi đổ bê tông hoặc sau khi cắt cọc. h) ưu điểm và nhược diêm của phương pháp : Phương pháp tiếng vọng xung lượng cơ học có 2 ưu điểm ; - Trị số đo nhanh có thể thực hiện tới 20 cọc/ngày ở điều kiện bình thường. - Không cần đặt các ống riêng trong kết cáu cọc Phương pháp này có một số nhược điểm : - Với chiều sâu khoảng lõm sóng phản xạ quá yếu để tiếng vọng xuất hiện trên biểu đồ dao động. Một vài khuyết tật không thể dò tìm được do hạn chế của thiết bị hiện nay. - Khr ng thể kết luận được chất lượng 2m đầu tiên của đầu cọc. - Vị trí dạng dị thường cục bộ là kém chính xác trong mặt bằng tiết diện cọc, cũng như chiều sâu mà mà tại đó sai số tương đối từ 6 ^ 30% ở cao độ vùng khuyết tật, - Thí nghiệm chỉ đặt ra kiểm tra chất lượng của tiếp xúc mũi cọc khi tầng nền là đá liền khối (đá nguyên không 70
bị phá vỡ) tức là trở kháng cơ học là nhỏ so với bê tông. Ngi-iợc lại (ví dụ đá mác nơ) không kết luận được. ~ Một cục biếu (u) bê tông giải thích như một khuyết tật nghiêm trọng cũng giống như một tiêu đề về sự thắt (thu hẹp) của tiết diện thân cọc. ~ Cuối cùng khuyết tật xếp hàng đầu trong chiều sâu tổn;g thể cọc và những vấn đề khác nghiêm trọng... thì thiết bị mô tả như những khuyết tật thứ yếu. H lnh ỈII.3 : Bộ thiét bị siêu ăm kiểm tra chát lưo n g bê tông cọc nhôi 1,2. Kiểm tra bằng truyền âm (siêu âm) Bộ thiết bị siêu âm xem hình III.3 Phương pháp có thể khảo sát những thay đổi về chất lượ ng bê tông trên toàn bộ chiều dài cọc và vỊ trí cục bộ khuyết tật có thể xẩy ra. Phương pháp này là khá tốt. lữ . Nguyên lí Thăm dò bằng siêu âm bao gồm : 71
Điểu khiên tòi Hình III.4 : K iềm tra bằng siêu ăm truyên qua - Phát một chấn động siêu âm trong một ống nhựa đầy nước đặt trong thân cọc. - Đầu thu đặt cùng mức trong một ống khác cũng chứa đầy nước, được bố trí trong thân cọc. - Đo thời gian hành trình và biểu lộ độ dao động thu được. Coc ^ Ị . a m Cọc oroom ỏm 50/60 ŨnqXE/m Hình ĨĨĨ.5 : V ùng ả nh h ư ỏ n g cùa kiểm tra bằng siêu ăm truyen qua 72
Chiềj sâu{m') Thốigian (p.s") Biêndộív) 0 1 - 2 - VỊ trC 3' ựwet tạt ì &- Hình III.6 : X ử li các kết quả D ao động được lặp lại ừong một tần số cao ở mức đủ xích lại nhau để ghi các trị số đo rút ra, xem xét kĩ liên tục trẽru suốt chiều dài cọc. Tuy nhiên về tổng thể phương'pháp đo chỉ khảo sát phầm lõi cọc bao quanh các ống để sẵn, bởi vậy nó bỏ qua các khuyết tật ở thành biên cọc (ví dụ bê tông bao cốt thép rất :xấu...) khi đổ bê tông không cẩn thận. K ế t quả đo cho dưới dạng biểu đồ gồm 2 đường cong của hàm chiều sâu cọc : - Đường cong thời gian truyền sóng - Đường cong thay đổi biên độ của sóng thu lại 73
Mỗi một dị thường thể hiện đặc trưng bằng 1 sự giảm đột nhiên của biên độ và sự gia tăng thời gian hành trình. b) Diêu kiện áp dụng : Cần thiết phải dự Idến đặt các ống bằng thép, số lượng ống thay đổi tùy theo kích thước cọc. Các ống phải rất sạch trước khi sử dụng : tẩy rửa chất cặn hoặc bùn đọng trong ống. Tuổi tối thiểu của cọc nếu thực hiện trong điều Idện tốt ứii thăm dò siêu âm phải là 2 ngày. Trong các trường hợp khác, cắt cọc không được thực hiện trước khi đo. Thực tế việc cắt cọc gây nguy hiểm về biến dạng cho các ống để sẵn, cản trở sự truyền sóng, vì khi cắt cọc có thể gây ra sự bong bê tông liên kế với ống, dẫn đến giá tĩị đo không tốt ở những mét đầu tiên của cọc. c. Tiến độ thực hiện Sử dụng phương pháp siêu âm tiến độ thực hiện được 5 -í- 12 cọc/ngày nhưng phụ thuộc vào : - Số lượng ống đặt trưức trong cọc - Điều kiện tiếp xúc và khoảng cách giữa cọc. Đối với tiếp xúc yếu và khoảng cách giữa chứng rất ngắn, thời gian chết kéo dài khi di chuyển thiết bị (tời, điện, ôtô chuyên dụng...) sẽ hạn chế tiến độ thực hiện. d) ưu điểm và nhược điểm : ưu điểm : - Xác định vị trí của dị thường trong chiều sâu cọc cũng như tiết diện thân cọc (nếu số lượng ống đặt trong chu vi cọc là đủ). 74
- Diễn tả các kết quả trực tiếp. - Ghi liên tục trên toàn bộ chiều dài thân cọc. Nhược điêm : - Phương pháp này không thể hiện chất lượng tiếp xúc mũi cọc, các thăm dò dừng lại cách mũi cọc 10 cm trong trường hỢp tốt. Sự ghi các số đo có thể đồng thdi liên tục sau khi dùng xe khoan, khoan lỗ trong thân cọc, nhưng bước tiến hành này sẽ tăng giá thành thăm dò trong tổng các ti lệ giá cáu thành công trình. - Cần dự kiến đặt tại chỗ các ống thăm dò, như vậy hiệu quả giá thành cọc không phải là không đáng kể. - Khoảng cách lớn nhất giữa các ống đặt sẵn khoảng 1.50m tương ứng với thiết bị hiện nay. 1.3. Kiểm tra bằng truyền tia gam m a : Hình IIL 7 : K iểm tra bàng tia g a m m a truyần qua 75
Phương pháp này xác định vị trí các khuyết tật thân cọc, diễn biến xẩy ra ở mũi cọc và các giá trị nghiêm trong khuyết tật khác. Phương pháp chi ra mức độ đồng chất của bê tông. a ) Nguyên lí : Phương pháp dựa trên cơ sở các hiện tượng hấp thụ của một chùm tia gamma đi qua vật liệu cụ thể. Nếu N - biểu thị số lượng phôtôn (quang tử) gamma tách sóng (dò tìm) sau khi qua một chiều dày X của vật liệu có mật độ y là : Trong đó : - biểu thị số lượng quang tử truyền trong một đơ vị thời gian (N^ - là hoạt tính của nguồn phóng xạ). K - Hệ số phụ thuộc vào năng lượng của tia gamma và bản chất của vật liệu thăm dò. Với điều kiện so chuẩn có thể, quá trình này dẫn đến phép đo mật độ của bê tông, chiều dài của thân cọc, nhờ vào sự ghi số lượng quang tử thu được trong một đơn vị thời gian. b) Diều kiện áp dụng : Phương pháp sử dụng tương tự như thăm dò cọc bằng siêu âm. c) Tiến độ thực hiện : Tiến độ thực hiện giới hạn trong 4 -ỉ- 8 cọc/ngày có xét đến tốc độ di chuyển của đầu đo truyền sóng và sự thận trọng cần thiết khi sử dụng chất đồng vị phóng xạ. 76
ữiiêùsỏu ' (m) ,Vị tri, 'khuyết lât Sô'phô tônỵ^g 300 A(D "sõõ 600 Hình IIỈ.8 : T h i dụ g h i d ư ợ c và uị trí khuyết tật khi kiềm tra băng tia g a m m a truyền qua d) ưu điêm và nhược diêm : ưu điểm : - Chi ra chính xác những dị thường ở các mặt cắt trong chiều dài cọc 77
- Diễn tả ngay kết quả tại công trường - Ghi liên tục trên suốt chiều dài cọc - Có thể dò tìm các khuyết tật của tiếp xúc mũi cọc nếu các ống đặt sẵn đủ sâu, gần đáy lỗ khoan cọc 5cin). Trong từng trường hợp ứng với mỗi thời điểm sẽ thu được các số đo thể tích dạng elip soide tròn xoay mà trục chính là chiều dày vật chất tia truyền qua và trục nhỏ khoảng 15cm. Óng 5ũ/60 Ống 50/6ũ ỏng X ìl/m Hình ỈỈỈ.9 : V ừng ả nh h ư ở n g của kiểm tra bầng tia g a m m a truyần qua Nhược điểm : - Khoảng cách lớn nhất giữa các ống đặt sẵn là 80cm tương ứng với các cọc có đường kính Im, bố trí 3 ống thăm dò. - Phương pháp cho kết quả ngay tại công trường do vậy sự thận trọng rất cần thiết khi sử dụng và điều khiển nguồn phóng xạ. - Phương pháp đòi hỏi sự như nhau của cọc có số lượng khá đủ các ống đặt trước để thăm dò. 1.4. Kiểm tra tính nguyên dạng của cọc PIT (hay gọi là phương pháp biến dạng nhỏ) Bô thiết bi PIT xem hình III. 11 78
H ìn h III. 10 : K iểm tra cọc bàng thiết bị P ỈT. Sơ dò đo Hình III.II : Bộ thiết bị P IT kiểm tra chát lương cọc nhồi 79
a) Nguyên lí : - Phát một chấn động vào đầu cọc bằng búa gõ tiêu chuẩn. - Thu nhập sóng phản xạ từ chân cọc lên đầu cọc bằng đầu đo gia tốc. - Phân tích tốc độ dịch chuyển sau mỗi lần gõ búa, xây dựng biểu đồ quan hệ giữa tín hiệu và độ dài của cọc, xác địiih vùng khuyết tật xẩy ra trong cọc. b) Điêu kiện áp dụng : - Tiếp điểm giữa búa gõ và đầu cọc phải đảm bảo tiếp xúc thật tốt. - Đầu đo gia tốc vào thân cọc phải thỏa mãn tiêu chuẩn kĩ thuật đo. c) Tiến độ thực hiện : Trong điều kiện kĩ thuật chuẩn bị tốt, một ngày một người thao tác vận hành máy có thể đo được tối đa 350 cọc. d) ưu điểm và nhược điểm : ưu điểm : - Phát hiện các khuyết tật trong phạm vi cho phép nhanh, giá thành chi phí hạ. - Thi công kiểm tra chất lượng nhanh trong bất kì điều kiện thời tiết nào. Nhược điểm : - Chỉ phản ánh chính xác tính nguyên dạng của cọc trong giới hạn chiều dài cọc $ 30D (D ; đường kính cọc). 80
1.5. K h o a n lấy lỗi Phương pháp kiểm tra này khá tốn kém trong trường lỢp khoan lấy lõi liên tục trong toàn bộ chiều dài cọc, thực tể tự nó cho phép đánh giá chất iượng tiếp xúc giữa mũi cọc với đất nền Để khoan lấy lõi, bê tông phải đạt tuổi tối thiểu 4 ngày. M ặt khác còn phải kể đến sự cắt các hạt đá to trong bê tông (cỡ hạt 15/25), lõi khoan về đường kính lí thuyết nhỏ hơn 75mm. Người ta thường sử dụng máy khoan ống vách 2 thành (đúp) đường kính 80- lOOmm. 1.5.1. K hoan lấy lõi mủi cọc : Khi đặt ống thép đường kính 102/114 mm cách đáy mũi cọc khoảng 50 cm thì chi phí cho công việc này với giá tương đối nhỏ. Khi đã phát hiện một khuyết tật ở mủi cọc, ống này cho phép làm sạch bề mặt phân giới giữa bê tông - đát nền, lấy ra nước nhủ tương nhờ vào khí nén. Khoan lấy lõi bê tông 50 cm cuối cùng của cọc cần thiết phải tuân theo một cơ sở là cọc ít ra cũng đồng nhất trên một chiều dài. Khoan xuyên lần lượt chọn tốc độ khoan cho mỗi lần (thông thường 5cm) và quan sát, theo dõi tất cả quá trình khoan có thể giúp các chuyên gia trong công tác phân tích và lí giải chi tiết. Cách kiểm tra lõi khoan cho thấy đều liên quan đến tính không đồng nhất của bê tông (Sự tách lớp,, rỗng và íhông liên tục trong khi đổ bê tông) và chất lượng tiếp xúc bê tông - đất nền tại mũi cọc. Có thể phân biệt nhanh những chỗ vỡ, chỗ gẫy theo tiến trình khoan, những chỗ íhông liên tục khi đổ bê tông. Trường hợp cần thiết có thổ chụp ảnh theo tiến trình khoan, v ề nguyên tắc chung, 81
oại khoan lỗ này nhà thầu chi thực hiện trong phần giữa của thân cọc. 1.6. Cam era vô tuyến thu nhỏ Đấy là biện pháp quan sát, theo dõi công việc khoan, àm cho thấy rõ vách cọc trên màn hình vô tuyến. 1.6.1. Thiết bị Bao gồm : - Một Camera kín, hình viên trụ đưòng kính ngoài 48 mm cỏ lắp những đầu khác nhau để quan sát dọc trục hoăc vi trí cuc bô. 82
Hình III. 12. - Một dây cáp dài khoảng lOOm nối với camera với trung tâm điều khiển thiết bị : - Một trung tâm điều khiển thiết bị - M ột máy thu vô tuyến (màn hình theo dõi điện tử) - M ột máy ghi từ tính có hiệu năng cao Sơ đồ nguyên lí của thiết bị theo dõi tại chỗ và lắp đặt trên ôtô đặc biệt. 1.6.2. Những ứng dụng Quá trình theo dõi đáp ứng đặc biệt về quan sát tháy rõ chất lượng tiếp xúc bê tông - đất nền tại mũi cọc và vách coc. 83
Trường hợp khi thăm dò có khuyết tật tại thân cọc, bằng quan sát của Camera vô tuyến trong lỗ khoan, đánh giá mức độ nghiêm trọng so với giới hạn cho phép. 1.6.3. Điều kiện áp dụng Camera thả xuống lỗ khoan có đường kính trong 65 mm. Cần phải lau chùi sạch sẽ ống khoan trước khi sử dụng, nếu cần thiết thì phải bố trí ngay tại công trường một khối lượng nước riêng biệt để rửa. Công tác lau chùi này có thể thực hiện khá dễ dàng nhờ một máy tạo nhũ. Vlặt khác để tăng thêm sự theo dõi trên màn hình, đôi khi cần thiết phải bơm nước trong suốt dưới áp lực nhỏ trước camera tức là gây ra sự kết tủa các hạt huyền phù nhờ các tác động thích hợp. 1.6.4. Tiến độ thực hiện Phương pháp khó dự kiến tiến độ thực hiện vì chủ yếu gặp các trở ngại sau đây : khả năng tiếp xúc, e ngại sụt lở vách khoan, độ trong của nước... M ặt khác nếu điều kiện tốt, người ta có thể dự kiến như sau (trừ thời gian khoan lấy lõi) : - Quan sát tiếp xúc bê tông - đất nền : 3 - 4 cọc/ngày - Quan sát suốt chiều sâu cọc : 2 cọc/ngày - Quan sát khuyết tật ở độ cao định trưóc : 2 cọc/ngà}/ 2. CHỈ DẪN ĐẶT ỐNG Các cọc được trang bị các ống đặt sẵn thẳng đứng trước khi thăm dò : 84
- Kiểm tra thân cọc bằng phương pháp siêu âm tnayền qua hoặc truyền qua tia gamma. - Khoan lấy lõi về mức độ tiếp xúc bê tông - đất nền - Kiểm tra hiện thực có thể xẩy ra ở mũi cọc bằng camera vô tuyến thu nhỏ. - Sau khi khoan thủng, rửa cọc bằng bơm vữa Hình III.13 : S o dò quan sát bằng C am éra vô tuyến cục nhỏ 2.1. Dạng ống và đưòng kính ống - Ống để thăm dò thân cọc : là các ống thép mà đường kính trong phải nhỏ hơn 50mm. ó n g thuộc loại "đúc" tên gọi thông thường 50/60 mm hay 2" có chiều dài 6m có ren ở đầu với bước ren như đường ống dẫn gas hay sử dụng là phù hợp. 85
- ố n g thăm dò thân cọc và khoan láy lõi ở mũi : là ống thép có đường kính trong ^ lOOmm (01O2/114mm loặc 4" chẳng hạn, cũng có ren ở đầu như bước ren của ống gas, Nếu thấy cần thiết, ống phải rửa sạch trước khi đặt vào vị trí bằng một chế phẩm khử dầu mỡ để tránh tạo một mạng dầu làm hại đến vấn đề dính bám giữa ống - bê tông, Thực tế khi thăm dò thân cọc bằng phương pháp siêu âm, sự dính kết xấu giữa ống thép và bê tông làm giảm yếu rát ớn những sóng siêu âm biểu hiện trên biểu đồ ghi sự thaj> M Ậ T CẮTA-A Ô'ngíẾ^50/60 Hĩnh IỈL14 : B ố tri và đ ịn h vị ống thăm dò và khoan láy lõi trong cọc có dư ờ n g k ín h trong ^ l,0 0 m . 86