Kỹ thuật mới đánh giá chất lượng cọc: Phần 1

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:130

Thêm vào BST

Báo xấu

87
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phần 1 Tài liệu Công nghệ mới đánh giá chất lượng cọc gồm nội dung 3 chương: Chất lượng móng cọc, phương pháp siêu âm truyền qua ống, phương pháp thử động biến dạng lớn. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật mới đánh giá chất lượng cọc: Phần 1

TS. NGUYỄN HỮU ĐẨU CÔNG NGHỆ MỚ I ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỤNG cọc ■ ■ (Tái bản) NHÀ XUẤT BẢN XÂY DựNG HÀ NỒI -2011
LỜI NÓI ĐẨU Trong hơn mười năm qua. CÙU'^ với chính sách cíổi mới của Đảng và Nhà nước, .xây dựng nền móiỉíĩ công trình đã có sựplíár tricìi mạnh m ẽ vé mọi mặt. Nhiêu công nghệ mới trong \'à\ dựng móng cọc đã được áp LỈụniị ở nước ta nììư : cọc ống đường kính lớn, cọc khoan nhồi, cọc ép, cọc vật liợu l ời.... Khi ìiìột cônịị nghệ xúy dựng móng cọc mới được áp dụng, thì nhữnq vêii cầu mới vé tri rlỉức, kiỉìlì nghiệm của các kháu từ khảo sút, thiết kế, thi công vù đánh giá chất lượng sau tììi côiiíị s ẽ dược dặt ra. Ciiốiĩ sách này đ ề cập cỉếìi các CÔIÌÍ> lìghệ mới đánh iịiủ chất lượng móng cọc sau khi rhi r ô n g .XOIIÌỊ. D o đ â y lủ nììữni> cóììĩị nglìệ m ớ i n ên chưa có n h iều tài liệu n ư ớ c n g o à i đ ể thum khảo, chưa có nlìiềií kiìili nghiệm dược tổììg kết, cỉánh giá công h ố ở trong nước. Bản thân tác sỊÌd mặc dù đ ã cô'gííiiíỉ rất nììiêit đê tập lìỢỊ) các tài ỉiệit ở Việt Nam trong các năm gần đày. d ã trao đổi với các cíồìiíỉ Iiỵlìiệp. nhưng vẫn còn riứ nhiều vấn để chưa đề cập được hết troiìị’ cuốn sách nhỏ ìiủy. Moiìịị các àồ/ií^ Hỉỉ^>iệp bạn độc giả coi đớ\' lù sự cô' íỊắng han dầu về tập hợp và ciiní^ C(íp một s ố thông tin cầtì thiết trong lĩnh vực quản ìí và đánh giá cììất lượng lììóiìịị cọc. ì/ìột lĩnh vực nít quan trọììíị trong xây dựng công trình. Ciíôn sách gồm 7 chươin’, 2 pììii lục và pluíiĩ tài liệií tham khảo. Có 5 công nghệ mới được g iớ i th iệu tư ơng đ ối dầy LĨIÌ là : Siêu âm ti uyề/i C/IKI ốní>, th ử đ ộ n g h iến d ạ n g nhỏ, th ử động hiến dạng lớn, thử rĩn/ì ííộiì;^ Sniniííiìiii' vù ílìử (ĩiìlì lìộp Osterherỵ. Mật sô'công nghệ âược giới thiệu khái quát lìliư; thứ cọc có ịịán ílìiết hị, thử hằng rung trở khúng cơ học. Việc lựa chọn như vậy xuất pììát từ các cĩánìì ,!,'/(•/ vê mức cíộ p h ổ hiển vù mức độ tin cậy của chính rác công nghệ dó. Trong các công nghệ âicợc Ịịiới thiện chỉ còn công ìĩiịhệ thử tĩnh động ịStatnamic) là chưa được áp dụng ở Việt Nam. nliirng theo sựcíúnlì giú của túc già, chác chán trong tương lai gần s ẽ được sử dụng troììi^ nước do những ưu điểm (lìa nó về kinh t ế vù k ĩ thuật. Cuốn sách cũng không dê cập íĩếiì cóiìíị nghệ Ịịcimma đ ế đánh giá mật độ hê tông cọc khoan nhồi do các hạn ché của nó vé cĩộ an toàn và hề clầv hê tông đo được, mặc dù đáy là phương pháp được áp dụng cíáii tiên {dầu /iliững năm 90) trong xây dựng cọc khoan nhồi đường kính ìớn (cầu Việt Trì). Đ ố i VỚI m ỗi c ô n g nglìệ, ỉác già d ã cỏ g ắ n í’ trình h ù v đầ\' đ ủ các n ộ i d u n g g ồ m : ng uyên lí, cơ s ở lí thuyết, thiết bị, írình tự thực lìiện. nội cìnìĩg háo cáo và phương pháp giải thích sô liệu đé đánh giá vhất lượiiỊ’ móng cọc. Đóng thời CŨỈÌỊ’ đưa vào các trường hợp thực tế, nhất là các thực tế ở V iệ r Nam. d ế giúp clìo lìoirời đọc có các thông tin cần thiết. Túc giả xin chân ỉhùnh câm ơu cức đồníỊ /ỉíỊliiệp thuộc 'Viện Khoa học công nghệ GTVT đã giúp đỡ nhiều đ ể thực hiện mộĩ s ố công nghệ mới tìvng thực t ế xây dựng và cung cấp vác sô liệu thí nghiệm hiện tnrờiìíỊ dưa vào nội dung sách. Tác giả
Chưưng1 C H Ấ T LƯỢNG MÓNG c ọ c , ĐẬT VÂN ĐÊ Châì lượng móng cọc cũníi "iốũíi nhir chât lượns các bộ phận công trình xây dựng hí'7 là kết quả tổiiíĩ hợp của quá trìiih quan lý chất lượnc từ kháo sát, thiết kế và thi ĩ)ng. Nội di. IS cu ốn sách này hưóìic chu ycu vào quá tiinỉi dánh giá chất lượng m ón g 3C sau khi đã thi côn». Trong đổ. chi dé cập đến các CÒIIÍỈ nsihệ mới để đánh giá chất rợng inóntí cọc trong giai doạn thi cỏnii và sau khi thi còng xong. Khái niệm “công íhệ mới” ứ dây dược hiểu là nhữiiíz cóim Iishệ liên tiến trên thế giới đã áp dụng ở nước . trong nhĩniỉỉ nãm
âm (rong bê tông và p là mật đỏ cua bô tônq. Các độ lệch quân phương tưtììig ứns và Sp được xác định theo công thức sau ; 1 J1 s. = J — r l( x , 0 - 2: V n - 1 i= i x = f Zx, ( 1-3 n Trong tĩường họp cọc khoan nhồi, kjii việc đo được liến hành theo độ sâu của các ống đặt dọc thân cọc thì các X, cliính là đại lượng V, hoặc p, đo được tại độ sâu i của các ống đo. Theo quy phạm Liên Xô cũ, độ đồng nhất là một tiêu chuẩn chất lượng công trìnl hay kết cấu bê tông cốt thép và được xếp iheo giá trị hf) như sau : B ả n g 1.1. Đ á n h giá chất lượng đồng n h ấ t củ a kết cấu bê tông cốt íhép theo G O S T ,17624-87 Hệ số đổng nhất, h(, Chất lượng đồng nbấ*: > 0,9 Rất tốt 0,7 M),9 Tốt 0,55 - 0,70; ( K - 0,595) Đạl yôu cầu < 11,53 Xau ở đây ; s c, = ^ còn gọi là hệ số biếii động, iheo quy phạm Liên Xô cũ thì c, = 13,5% tươn X ứng với đạt yêu cầu, Q s; 6% là mức tốt và Q =: 3 -H4% là mức rất tốt. Khi sử dụng các phương pháp phân tích truyền sóng ứng suất trong thân cọc để đán giá chất lượng, người ta dựa trên khái niệm tiỏ kháng cơ học. Trở kháng cơ học z là đại lượng được xác định theo biểu thức sau: EA z = (1- c E - Mô đun đàn hồi vật liệu tỉián cọc A - Diện tích tiết diện ngang thân cọc c - Tốc độ truyền sóng ứng suất dọc thân cọc c là hằng số đối với mỗi loại vật liệu thân coc, có thể đo trực tiếp từng cọc hoặc t theo bảng cho sẵn. Nó cũng chính là tốc độ rruyến sóng âm trong vật liệu thân cọc.
Theo kết quả phân tích truyền sóng (hay còn gọi là phân tích phương trình sóng) có được sự biến thiên trở kháng cơ học dọc theo độ sâu. Trong ASTM của Mỹ đưa ra tiêu chuẩn đánh giá mức độ khuyết tật thân cọc như sau : (ỈỌI ị3 là hệ số mức độ neuyên vẹn và được xác định theo công thức sau ; z (1-5) z ở đây : z, - Trở kháng cơ học cúa cọc tại tiết diện i z - Trở kháne cơ học theo thiết kế B ảng 1.2, Đrính giá chát lượng cọc íheo hệ sỏ mức độ nguyên vẹn p (ASTM - 1989) Hệ số p Tiiih trạng cọc 1.0 Nguyên vẹn 0 , 8 - 1.0 Khuyết tật r.hẹ 0,6 ^ 0,8 Có khuyết tật Dưới 0,6 Gẫy (^ác phưcmg pháp thử độrm biên dạng lớn PDA, thử động biến dạng nhỏ PIT, rung trở kháng cơ học đều sử dụng phirưng pháp và thang đánh giá nêu ở trên để đánh giá chất lượng cọc. h) Sức chịu tải của cọc đơn Đây là thông số quan trọng nhâì đối với mộl cọc dưn sau khi thi công xong. Nếu yếu tố độ đồng nhất là đảm bảo cho cọc làm việc như một kết cấu nguyên vẹn để truyền lực từ công trình xuống nền đất và đảm bảo tuổi thọ của cọc trong môi trường đất - nước - tiước ngầm, thì sức chịu tải chính là mức truyền tải mà cọc đó đảm bảo được. Sức chịu tải của cọc đofn được xác định từ hai điều kiện : theo vật liệu và theo đất nền. Nếu tính theo vật liệu thì căn cứ vào kết quả đánh giá độ đồng nhất của cọc như đã nêu ở mục trên có thể kể đến yếu tố chất lượng vật liệu thân cọc vào trong tính toán theo công thức sau : Q = Qv, x K , „ (1-6) ở đây ; Q - Sức chịu tải theo vật liệu của cọc (cho phép hoặc giới hạn) Qvi - Sức chịu tải của vậi iiệu lính theo độ bền vật liệu và kích thước hình học thiết kế Kd„ - Hệ số đồng nhất thu được Irong các thí nghiệm đánh giá độ đồng nhất (là ho loặc p như đã nêu ở trên)
Nếu tính theo đất nền có ihế xác định Iheo niộl troiiíi hai phưoim pháp : tínli toái theo đất nền (bằng nhũìiiz cóim thức lÝ thu}él - ihực nshiệm khác nhau) lioặc xác địnl bằng thí nghiệm. Trong phạm vi của vàn đc nehiên cứu. ỏ' đây chi đề cập đến sức chịi tải dọc trục được xác định bằnc ihí nghiệm. Hiện nay, có ba nhóm phươim pháp thí imhiệm đe xác định sức chịu tải dọc irụ: cú cọc đơn : (ti) Thí nịịhiệm tĩnh ; • Nén tĩnh truyền thốníi • Thí nghiệm hộp tải trọiiíi Ostcrbcrc • Thí nghiệm cọc có 2ắn thiết bị (b) Thí nghiệm động : • Thử động Iruyền thốns và sử dụng các côníi thức động truyền thốiiị nh Gherxévanốp, Hiláy... • Thử động biến dạng lớn PDA, hay còn gọi là phân lích truyền sóng ứng suãt • Thử rung trở kháng cơ học (MlMP-15) (c) Thí nghiệm tĩnh cíộiìfị Sratìuinúc: Đặt tải động nhưng phân lích sự làm việc cứa hệ cọc - đất theo các đặc tnin; tĩn của đất. Trong các chưoTig sau sẽ (lề cập chi liết đèn các công nghệ PDA, Oslcrbecr \ Slalnamic; sẽ giới thiệu M1N'1Ỉ'-15 \a cọc cố can thiôl bi. CVtc còim nchc tniycn hôr như nén tĩnh và nhóm các eỏim lliức dộnti sẽ không tnnh bày vì clã được giớithic nhiều trong các sách giáo khoa và sách chiiycii cỉc khác. Khi xác định sức chịu tái bằng các plnronc, pliáp ihi nghiệm, một vẩn đe râlquí trọng là tiêu chuẩn phá lioại liay cụ thè hơn là dịnh nshĩa (quy Liớc) về irạnụ :hii pl hoại của cọc để xác định sức chịu tải giói liạii của cọc trên bicii đổ quan hệ lả: lọng chuyển vị mà các thí nghiệm thu duực. Trono thù' tái tĩnh truyền thống, niỏt piươi pháp tin cậy nhất và được dùiiu rộim rãi ỏ’ làì cá các mrớc. thì cũng đã có nhici ti( chuẩn phá hoại khác nhau nhii' Davisson, Koncincr, Mazurkcvich... hav các liêu hu: trong quy phạm của Canada. Liên Xô cũ, Truns Quốc... Do mỗi tiêu chuẩn phi ho phù hợp với một quy trình chất tái và điều kiện dất nền nhấl định nên trone "CX 205:1998 “Tiêu chuẩn thiết kc móng cọc” cũng dã đua ra một số tiêu chuẩn ph; hc khác nhau để người kỹ sư lựa chọn. Các cỏnc nchệ mới thí Iiíihiộm sức chịu lai ':iu cc người ta cũng dùng những ticu chuấn phá hoại khác nhau như : trone PDA sử d ạriỉ ti( chuẩn Davisson, trong Osierbcrg sứ dụng hai licLi chiiấn phá hoại khác nhau, 'Jệ: lậ cho sức chống mũi giới han và ma sái thành bèn eiói hạn ... Vì vậy khi áp cỉụi!: c phương pháp thí nghiệm khác nhau, cán pliái nãm vữiio các licii chuán phá hoại đĩ đư dùng trong phươ ng pháp dó dế sử duiis phù họp \ (Vi dicLi kiện làm v iệ c của c ọ c đ a i nghiên cứu.
sức chịu tải cho phép của cọc CỈƠII được xác định theo công thức sau : (1-7) " F„ Q)^f - Sức chịu tải cho phép của cọc đơn Qgi, - Sức chịu tải giới hạn của cọc đơn hay sức chịu tải ứng với điểm phá hoại quy ước trèn đường quan hệ tải Irọng - chuyển vị. F'„, - Hệ sô' an toàn, phụ thuộc vào nhiều yếu tố Iihư ; cọc, đất nền, tầm quan trọng của cống trình, phương pháp chịu tải... Thưòfng R,, có giá trị từ 1,5 3,0. Ngay trên một còng trình cụ thế, khi Qgh được xác định từ các phương pháp thí nghiệm khác nhau thì cũng nên lấy các F„ khác nhau. Tất nhiên, những phương pháp thí nghiệm có độ tin cậy cao, các tiêu chuẩn phá hoại lấy thiên về an toàn hơn thì F^J lấy nhỏ và ngược lại. Nếu thí nghiệm trong giai đoạn sơ bộ thì nên lấy cao hơn, nếu trong giai đoạn thi công đại trà, công nghệ đã ổn định thì lấy Fa, nhỏ hơn. Việc quyết định trị số cụ thể của F^, phụ thuộc vào trình độ chuyên môn của kỹ sư tư vấn, yêu cầu của chủ đầu tư..., theo nguyên tắc an loàn cho móng cọc với chi phí xây dựng thấp nhất. 3. ỌUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG MÓNG c ọ c ('ông tác quản lý chất lượng móng cọc chủ yếu dựa vào nhữiig yêu cầu kỹ thuật đã Jược (ĩề ra trong hổ sơ thiết kế và hồ sơ mời thầu. Nhà thầu cần soạn thảo một chương ;rìnli chi tiết để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật do hổ sơ mời thầu đề ra kèm theo các bước kiểm tra đánh giá và công nghệ kiểm tra đánh giá cần thiết cùng với các tiêu :huẩn kỹ thuật sẽ được áp dụng. Ngoài những yêu cầu chung như một bộ phận kết cấu Kầy d im g thông thường, m ó n g cọc còn có các đặc thù riêng như : - Mức quan trọng về kỳ thuật cũng như chi phí trong công trình; - Là bộ phận khuất, khó tiếp cận trực tiếp để kiểm tra và rất khó sửa chữa, thay thế; - Công nghệ thi công phức tạp, chịu ảnh hưởng của nhiều yếu tố khách quan: địa ;hâì, thiên nhiên, năng lưọỉng... iTico phương pháp thi công có thể chia ra nhiều loại cọc; cọc đóng, cọc ép, cọc đóng rong lỗ khoan trước, cọc xoắn, cọc khoan nhồi, cọc Bê-nôt-tô... Dưới góc độ quản lý :hâì lượng, ở đây tạm xét theo 2 nhóm : cọc đóng và cọc khoan nhồi. 3.1. Đối với cọc đóng (a) Trình tự thi cóng: - Chế t ạ o ; - Vận chuyển ; - Đóng cọc ; - ITii công phần đài, mũ ... bên trên.
( b ) N ộ i ÌỈ H ÌV ^ C /I i á n / v ( h i;! + C hè tạo : • Vật liệu : phưưiiii Ị'-ha|'i !l',i lìLihicin, các dac liiniL" k\ lliuạt... • C ó n s n e h ệ c h é t ạ o : p h . í c I1'J i^liíiỊi. tliiói b ị . c á c ph u' () ' i m p h á p k i ế m I r a d á n h giá • C ác ch í liêu cliàì liroii!.; cua COL i!à clìó lạo xonti : kích lliước hình h ọ c , cá c dậ( t r m m đ ộ b ề n . c á c l i p b.ii' \ 0 . c . i ; clii IÌL'1 k è m i h c d . . . + V ân c h u y ế n : phironi: ỊT:i;;p \an jh ii\ó n , các íiiám sái cliat lượiig trong tiiai đoai vận chuyến. + Đ ónc cọc : • K i ế m t r a l ý l ị c h c o c \ à lììili Ii ai ii i c o c tiu'ó'c k h i đ ó n g ; • Tliiết bị đ óim cọ c : liiin ỉraiit: ihiél hị (kỹ lliuạL an loàn, lính n ă n g ), sự làm việ cùa quả búa, dộ Ihăiie duìm imliiénỉ: cua ^iá. dậm búa, d ệm dáu c ọ c . cá ihiết bị phụ Irợnhư xoi nuớc, uiá (lan. íỉiá liirớna ... • C ôiiíĩ tác dinh \'i : u>a tỉo. (.ao (lo. (ló Iitihióiiii; • C á c t h i ế t bị k i c n i irii Iiliu' tỉo (lo eliỏi dàii liói ktii tl iứ d ộ n g , b ộ t h i ế t 1)! PIX ( c á c đấ u do. niá} ...) kl.i lỉur doiiLi hÌL'iì dạiìu !ỏ'n; • C á c số liệ u u h i ch é p l:ip lio s ơ ih i co im cọ c. + I1ii còim phần lim ; '\('i vluii!^ main .s;ii nhu' cloi VOI LấL kèl câu bẽn ticn. 3.2. Đối vói coc khoan nhoi (ci) Trình tự tìii roiv^ : - C h ế la o lồ n a ih ép v.ì \à)i clìiiwii tlcn lUii lỉii cóim ; - T ạ o l ỗ v à đ ả m b á o d o ổ n (.ỈỊiili. k i i ô i m c a n lăng; - Đổ bê tôim thân coc; - Tiến hànỈT các kiếm \r:\ ch;ìl liioni: Ihãii coc; - Thi c ô n g phần bên trên dầu coc. ( ì ) ) N ộ i C ỈIIIÌ^ (Ịiiíiìì /v r l i í í i : + C h ế tạo lồ n s cò ì thóp \ à \ aii clni\ ÓIÌ : • V â l liệ u : c h ứ n a ch i, p l u i O ì i i i ph;ÌỊ'i I h í i m h i ê n i . c á c d ặ c Irin m k ỹ th uật; • Công imhè gia cỏi)u. cho 1;k) ; phuOìii: ịìháp, ihiẽi bi, các phiíơng pháp kiòm 1 đánh giá; Các phụ kiện kciri llico Iilui' ỏiia chóii >aii. các ihiêt bị do dạc kiếm tra chỏn sái chứns; ch i, phưoìiL; I^liáp lap tỉãl. các lncii pháp biici \ ệ.... 10
• V ậ n c h u y ế n v à l á p ( i ư i m \ à o l õ c o c : phiiXTim p l i á p \'à t h i ế t b ị v ậ n c h u y ể n , c á c c i á n i s á l c h â ì l i r ợ n í : I roi iíi líiai d o ạ i i v ậ n c l i u x é i i . pliu'c)'im p h á p l ắ p d ự n g l ồ i i s c ô ì t h é p v à o l ổ c ọ c . Bi ộn p h á p u iữ c ố địiili l ổ n u cót lliép t r o n s q u á t r ìn h đ ố b ê t ô n s . + Tạo lỗ c ọ c : • C ôn g lác dịnh vị : lọa dó. cao dộ, độ neliiẽim; • Thicì bị khoan lạo lò : chúìi” chi. lình Irạim thièì hị làm việc Troníỉ m ột chu trình kín khi khoan lạo ló cọc, Đạc biẹi lưu ý déìi ihicì bị do độ nghiêne cần khoan (độ Iisĩhicne lỗ khoan), số ónn \'ách \à cliicLi dài các ónu vách cố định hoặc lạm thời, c á c t liic ì bị k ic rn tra -lự ổn d ịn h ih à n h \'ách \'à độ lã iii; cặn c iia đ á y h ố đào . K iể m Ira độ sâu hố dào; • c ỏ i m lác lấp dựim \'à tiÌLÌ co (liiih lồim CÒI tliep •+ C ô i m t ác d ổ b ê t ỏ n a : • V ậ t l i ệ u b ê l ỏ n i : : ch ứn ti ch í, phiKTim p h á p tlií Ii ụhiệin c á c đ ặ c t r ư n g k ỹ thuật, hàm lượng phụ gia, • Cò i i í ỉ n g l i ệ đ ổ : thòi ưiaii vàii c h u \ è n , thicì bị \'ận c h u y ế n , b ơ m b c l ô n g , ố n g treini và các phụ kiẹii chu yéu. >:iáni sát khối iirọnu bê tôn
Những khuyết tật thưbìig gặip tron J thi côn.u cọc khoan nhồi cho ở bảng sau: B ảng 1.3. C ác k h u y ế t tật í hường gặp ỏ cọc kho an nhồi. P h ư ơ n g p h á p xác đ ịnh Thứ Loại hư hỏng NiĩU'yê:n nlìc.n Hư hòu 2, mộl chỗ Hư hỏng nhiều chỗ tự 1 Sai vị trí và Định \ ị s:ai và ih-in cọc Quan sát và đo đạc Quan sát và đo đạc lệch tâm khòrm th;ẳn 2 2 Đứt gẫy ở thân Thiél bị thi cốne va Thử bằng siêu âm Kiểm tra bằng siêu âm phai đi nhi cọc hoặc "õ hoạc gammã trong các ống chôn sẩn hoặc các lỗ khoan nằm ngoài lồng Ihép 3 Thân phình ra Đi qua Viừne đất xốp Ph(5i hợp kiểm tra chất Như mục 2 hoặc thắt lại ỉượHíĩ bằng quan sát vói rnôt hoăc tổ hơp các phương pháp NDT thường dùng 4 Có hane hốc Do khoan qua cát Như mục 3 Như mục 2 Irong nưức klỉôỉi^aSam vách ho:ặc dtiiìu (luiig dicl-ì 5 Mũi cọc xốp Do vách lớ ỉioiic Phối hợp kiểm tra chất khỏim SÌÌLỈI lioiin luọng baiig LỊuaii sál toàn đáv với kiểm tra siêu âm lioặc ganima trong các ống qua đáy cọc 6 Thấu kính cát Do ống đổ bc ÍÔIIÍ^ bị Như mục 3 Như mục 2 nằm ngang rừi khói bé lòim 7 Hư hỏng ngoài Do độ sụt của bê ÍÔMÍĨ Nliư mục 3 Kiểm tra chất lượng lồng thép thấp hoặc cốt ihép quá bằng quan sát kết hợp dày siêu âm hoặc gainm^ trong các ống hoặc các lỗ khoan nằư ngoài lổng thép 8 Rỗ tổ ong hoặc D o krợi)cT iixỵỳQ không Như mục 3 Như mục 2 mất \ữa hoặc cản bằng hoặc đổ bê tạo thành hang tỏn.g trực tiếp vào nước trong bê tỏng 9 Lẫn cá c mảnh Do khôns; :àm sạch tốt Đo cẩn thận khối Đo cẩn thận khối vụn ■ lượng bê tông cộ n g lượng bê tông cộng ị với như mục 3 với như mục 2 12
Việc lựa chọn phưoìig pháp kiểm tra cần dựa trên sự phân tích hợp lý các yếu tố có thể ánh hưởng đến chất lượng thi công và tầm quan trọng của công trình, cũng như chất lượng cọc. Trong “Sổ tay cọc khoan nhồi” của Q ic Đường bộ Liên bang Mỹ năm 1988, đã chi’ dẫn việc lựa chọn các phương pháp kiểm tra theo 11 điểm sau: Bảng 1.4.Thang điểm sử dụn g đê xác định m ức độ kiểm t r a chất lượng th ân cọc* Thứ Đánh giá độ rủi ro Trọng Mô tả hệ số tự 1 2 3 số 1 Giá trị hợp đồng móng (10*USD) 0,25 0 ,2 5 -1 ,0 1,0 1,0 2 Kinh nghiệm và thiết bị của nhà thầu tốt trung bình yếu 1,5 3 Mức độ hiểu biết về điều kiện đất (qua t liảo sát) và trình độ kinh nghiệm cùa thanh tra địa kỹ thuật cao trung bình thấp 1,5 4 Klió khăiì và sự phức tạp của thi công Thấp Trung bình Cao 1,5 5 Tính dự báo được (độ đồng nhất) của các điểu kiện đất Cao Trung bình Thấp 1,5 6 Điéu kiện thiết kế (kể đến cơ chế sức kháng của cọc) Ma sát Hỗn hợp Cọc chống 1,0 7 Phương pháp thi công Khô Có ống vách 1,0 (đề lại) Có ống vách 0,5 (nít lên) Có dùng dung 1.5 dịch và có ống vách tạm. Có dùng dung 2.5 dịch không có ống vách tạm 8 Loại tải trọng Dọc trục Dọc trục Ngang 3,0 nghiêng 9 Độ dài chất tải Tải trọng di Va đập Thời hạn dài 1,0 động tác hoặc động (tĩnh tải) động ngắn không va đập hoặc thấp 10 Mức ứng suất theo tỷ lệ so với ứng suất lớn nhất cho phép. [ 0 ,0 3 ]x l,2 [0,67]xl,2 [1,0x1,2]** 1,0 11 Mức rui ro cho đời sống hoặc thảm hoạ kinh tế nếu hư hỏng xẩy ra trong thời hạn phục vụ kết cấu Thấp Trung bình Cao 2,0 13
Chú ý : Cộiii’ từ niiic I (iớn / Vi'/ lìliiiii v t/i! Ị/r /fi '( ố ( 9 ( / / } / ; ” T í '/ / c ìí! c á c k i ứ n i n \ i I / ; w / h í o V ' ^ i l i o ỉ ự k í “ ‘i ' h í :.I ! i H i h i c ú c k i é i i i t r a \ I ) Í / O t ì i i , c à d ặ t Schl l ú c n ) ì ^ lllữ lỉĩ ( l ò ì - 42-^60 kiớiìi tra chííl ỈII'ỌÌIỊ ,'iiiíứii;^ iỌii;^ :i: /! \PI' - < 42 i lìi kiènì tra chút liíựi :J, ỉlh'iir^ lììiíiíiì * D â \ c h ỉ l à k h i i v é i i Iií^liị .i/it iC i i i i i ì i ( /}/i\; ,■>/; 7 i l m ■'< V ú ' ■ k ■' ' •I I' ỉ h n ' 1 kí' r ó t r á i li n h ì CUI. hệ sỏ 1 .2 k h i c lù ri; ốiỉ'j. Vih-ịĩ ^nl' lụi, T r o n g b á n íỉ n à y , y ế u lổ d áu t ic ii là u iá Ii'ị 1'LUI h o Ịi d n iii: ih i c o im n iỏ n ụ , đ irơ n c n h ic i "iá Irị họp đồng c àn s lớn. !hì càiie phai CỊIUII'. lam iihióii hon ticn châì lượna. trọnc sc lấy th eo sự k h ác biệt íiiĩra ho'p cỉoim IÓ'I1 nhãl \;'i ln)!-! d o ii” Iiho nlial chia ih c o ha cáp dỏ. Y ếu tố ihứ hai, là kinh liuhicm \'à kha iiiiiiL; lliic! hi cua nhii ihaii.Tất Iihièti niức đ( mạo hiếm càng nhỏ khi dùiìii Iihà thầu có niiiẽu kinh Iiiiliiộin \ a iraníi bị lốt. Y ế u lố t h ứ b a , là n u í c d ỏ Itiếii liict vc d ic u k ióii (l;ìì IICII \ ii nii'()'c n e ầ m , c ũ n g nliir kinl n g h iệ m của k v sư địa kỹ ihual íJa\' là \ c u io kh:t 'nien nhicii khi ihi c õ n ỵ c ọ c khoai nhồi. Y ế u lô ih ứ tư, là k h ó k h a n \ ; i su' phức tạỊT cu a du' ;iii, \ í dụ Iilui' clộ sâu d ặ c biệt cứ cọc hoặc các diều kiện làm \ iẹc h;Vl lợi. Y ế u t ố Ih ứ n ă m , là tín h ciư b:ì() eu a c á c clióii kicn (láì IICII. Các yc'u lố ba, liốn và n ã r liên quan đến đ icu k iệu en' h:in 'ai;i d;íl 11C11, r;!l a ' y n;::hi;i v;i ;U!Ỉ1 !uro'ng dÍMi quá Irìn ihi công cọc khoan nliồi. Do cló Iiuưòi la dã sư diiii;! 111('1 irọim số i;;u) liưn cho cá ba yc lố này so với yếu tố giá li ị hop đỏiiu (1,5 và I .U) Yếu tố ihứ sáu, là điểu kicii ihicl kc tiíiy luíi cliíiih \;ìc luvn là co' chế chịu tái Irọn của c ọ c . Đ iề u n à y c ó nalila là Ihàn cọ c sc cliỊu I;ii Ixìiìi: ma s.íl, sii'c c h ỏ ìm m ũ i hoặc c hai. T h ô n g thường v iệ c kiéin Ira cliâì krợiiu dối V(VI cọc cliỏìm \ Ì ‘U cấu c a o hơn so V( cọc ma sát do mức sử d ụ n u ứnu suãì cho phép cao lioii và dòi hoi làm sạcli mũi cọc cẩ thận hơn. T u y n h iên , Irọiii: số tlìãi-) nó'u ảnli hirơiiu cua dicu kiẹn Ihiết k ế khóiiíĩ phái I yếu tố cơ bán. Yếu tố thứ 7, là phirơim pháp thi cónii vói bốn phirơim pháp khác nhau. Phươim phá ít c ó khả n ă n g g à y k h u y c ì ỉât và uo dó Í1 dòi !k)Ì kỹ ihuài kicin tra độ n g u y ê n vẹn, â ĩ biệt là phưoĩig pháp ihi còne kb.ỏ (cổ ỏim vách de lai khi cán thièì phái có ống vách) c p hư ơ n g p h á p n à y sử d ụ im iro im C.icu k iệ n d á ì lò ì \ à íl co k h a n ăim u â y ra sự c ố . T iẽ theo là phương pháp ố n s václi, ón ’ \ ách sẽ rút Icii sau khi đổ bê lónti. Các phưong phc' có khả năng gây ra khuyêì lậl lóV; là hai phuơim pháp \'ũ'a SCI, (một phương pháp dùr ố n g vách tạm thời và phiroìie pliá-^ ihứ hai là kliòiii: dìini: óim \á c h tạm Ihời). PhưoT pháp d ù ng vữa sét k h ổ n g c ó ỏìm v'ácii tạm thời (.lẻ \ á v ra sự có (lo c ó n g u y c ơ lớn tí nên hang hốc và rỗ Irong bc lông 14
Yéu to Ihứ X và 9 là loại tai Irọim và ihời gian chất tái, gồm lái Irọng ngang và tái trọiiti diii h;in chrơc xcni là n cu y hicni hơn so \'ó'i lài irọng dọc trục và các hoạt tải ngắn han. Chãi lai clìLi kỳ thrợc xcni tà truiiíz bình ỉíiữa hai điều kiện chất tải tĩnh và động, n h u n g th ự c lố là i m u v h i ế m n c u x c l d c n c à tr ọ n g số . Các ycii lố 10 \ à I 1 c ó llic xcni là có V Iiuhĩa nhất dế xét đến việc cần phái dùng các phu'0'ns pliáp llií naliièm (lọ riiiuycn vẹn dặc biệl. Chúim bao g ồ m tỷ sô của ứim suất Ihirt kế lay llico ứnu siiáì cho pliép ló'n Iiháì và mức độ nuLiy hicm ch o cuộc sông con neuòi lioiic ihiệl iiại lứn vổ kinli té nêu xay ra Ịiliá hoại. R õ ràim là nếu ứng suất thiết k ế dã iZán vói 1Ó'IÌ I i l ì ã ì clio p licp ihì ch i in ộl k h u v c ì lật nliỏ c ó ih ể s â y ra sự cố . Đ iề u n ày, còn trư ncii im u\ hicni hơn nêu thiệi liại \'ề línli mạim con người khi xẩy ra phá hoại. Đ ế ke (tốn inol cách dầy du anii liưo'im CIUI các yé'u tò' 10 và 1 1, imười ta đã đề n shị sử ciụim cách tíiili sau : tínỉi các m ục từ 1 đc’n 9 rói cộnu !ạị. Lấy tống số này nhân với mục 10. rói nhíiii lièp vứi hệ số niức dọ imuy liÌL'm là 1, 2 ỉioậc 3 tuỳ ihuộc vào sự mất mát về línlt inanu là iiliicLi khá nãni: khỏiii: xây ra, có thii x;')y ra nhuìm khôn" chắc chán, hoặc ciiàc chắn xây ra phá hoai. Đối vứi các cỏim Irình cãii. vếu tô mạo hiếm nhất được áp (Iuiií: ch o các co c khoan nliỏi d()'ii dữ Irụ, vcu lỏ mạo hicni iruim bình áp dụng ch o các Iru C(’) nhicu cọ c và yéu tỏ m ạo hiC'in tliâp nhâl clùim ch o các m ô c ó nhiều cọc. Đe minh hoa ch o cách sử d ụ ne báim Ircii, diiứi dây liình bày hai Irườno họp để so sáiili- riưò'nỊi hop A. là niộl cấu nho Irèn dưừnu cao lóe. có dầy dủ các lài liệu kháo sát đất, ilict) kcl L|ii;i lính loán cln) tliấy kliôim cần các ihí imhiệm NDT. l'iiy nhiên, dó là khi mức liim siial lliiẽì ké chí là 0.67 và lâv hộ số mạo hiêm trun bình. Nếu kết cấu này cấn su duiiii dcn hộ số an loàn lối tla là 3 và các cọc dược thiết k ế đc'n mức ứng siuit ch o phép thì chi sỏ línli loán ciiối cùim sẽ dòi liói phái dùng một số ihí nghiệm Ní )1' trôn bc mạt. 'lìont; tmùnu liợp B, trìnli bày niộl cầu trên sỏim có nhịp lớn, các chi s ố đánh giá độ miK) lìicni ihii'0'im được chọii lổn ho'n. và chí số lóim CỘIIÍĨ cuối cùng sỗ lớn hơn rất nhiổii. Đ ò i vói điểu kiện dât dã chọn các chi sô niao hicni ló'n nhất do điều kiện sóng lliay dổi lớn. 'ĩh í dụ này. dã iiiá ihièì kv sư uiáni sát íl c ó kinh nghiệm trong việc ihi côiií: cọc khoan nhồi ớ đicLi kiộii Liứt. Ví dụ này cho Ihấy ánh hưỏìiíĩ của sự thay đổi trong tliièì kế và ihi c ồ n s dối vói kcì cỊuả (ínli toán. V í dụ, nếu dùim ố n g vách bỏ lại trên SLIOI c h i é u lià i c ọ c thì c h í s ố c u ố i c ì i i m l í n h đu'ọ'c sẽ I h ấ p h o ìi m ứ c đ ò i h ỏ i p h ả i đ ặ t c á c ÓIIII tham (iò, niãc dù vẫn uiá ihiốt thi còim irớt. Nêu k h ône d ù n s ốim vách bò lai, thì nmi'òi ihièì kố troiiíi ví dụ này CĨIIIS có thế loại bo sự cần ihiếl phai đặl các ốn g thăm dò băim cách iZÌáni mức ứn" suất ihiốt k ế 1Ó'I1 nhất XLiốim 0,4. Lưu ý rằng, c ó thể ííây ra hiệu quà tirưiiẹ fự bằiiíi cách lãnu chất lu'ọ'im (Irình clộ) cúa kỹ sư tư vấn eiám sát và th;iv mức niạo hicm lừ lớn nhất xuốnu nhò nliàì. 15
Bảng 1.5, Ví dụ tính toán Trường hợp A IVườne hợp B Cầu nhỏ thông thường trong đất dính Các trụ cầu írên S Ô I I Í Ĩ nhịp lớn có một được khảo sát tốt. hoặc hai cọc troníỊ đất alluvi biến động No Ra T Ra F T 1.0 1,0 1.0 3.0 ,0 3,0 2,0 1,5 3,0 2,0 1,5 3,0 2,0 1,5 3,0 3,0 1,5 3,0 1,0 1,5 1,5 3.0 1,5 4,5 1,0 1,5 1,5 3,0 1.5 4,5 2,0 1,0 2,0 3,0 ,5 4,5 1,0 1,5 1,5 3,0 ,0 3,0 *( 2,0 3,0 1,0 ) 1,0 ,0 1,0 3^ơ_ ,0 3,0 3,0 1.0 1,0 3,0 ,0 3,0 15,5 37,5 *(29,5) 10 1,2 X (mức ứng suất 0,67) 1,2 x 0,67 x 37,5 = 30,1 X 15,5= 12,36 *(0 67v?t)
17
4 . MỨC ĐỘ CÔNG TÁC KIỂM tra ch Ất LllỢNG Đối với cọc đóng khối lượnc côim tác kieni tra dã được quy định rõ ràng trong các tiêu ch u ẩn thi c ô n g và n g h iệm thu, nói chung khỏiiíỉ sử dung iihicLi các c ô n g n gh ệ k iểm tra đặc biệt. Đối với cọc khoan nhồi, trorm TCXD 206 : 199X “Cọc khoan nhồi - yêu cầu về chất lượng thi công” đã quy định khối lượng kiểm tra tối thiếu như sau : B ảng 1.6. Khối lượng kiếm tra bê tỏng thán cọc Thỏng số kiểm tra Phươaií pháp kiểm tra Tý lệ kiểm tra tối thiểu, % - So sánh thể tích bê tông đỏ vào lồ cọc 100 với thế tích hình học của cọc - Khoan lấy lõi 1 ^ 2% phươiig pháp khác Sự nguyên vẹn của - Siêu âm, tán xa gamma có đãt ống trước 10 ^ 25% phương pháp khác ■ thân cọc - Phưưng pháp biến dạiìg nhỏ (PIT, > 50 MIM), quan sát khuyết tậl qua ống Iđy lõi bằng camera vô tuyến - Phương pháp biến dạng lớn PDA 4% và không ít hơn 5 cọc Độ mở rộng hoặc Khoan đườiig kính nhỏ (36 ĩnm) ớ vùng 2 ^ 3 cọc lúc làm thử hoặc theo độ ngàm của míii m ở rộng đáy hoặc xuyên quii mũi cọc bảng 1.7 c ọ c v à o đá - Thí nshiệin ìnẫu lik đổ bê tỏng ■Thí nchiộm trên lõi bê tôníi lúc khoan 'rhco vêu cầu của giám sát Cường độ bê lông - Theo tốc độ khoan (khoan tliổi khỏng thân cọc lấy lõiì - Súng bạt nấy hoặc siêu âm dối với bê tông ở đầu cọc Chú ý : /. Thôn^ thường cưn kết lìỢp ĩừ 2 ỊihươiìíỊ pháp khác nhau ỉrỏ lên d ể ỉiến hành so súnh chí một ĩhônịỊ s ố kiểm tra nêu à bdỉii> ỉìàv. Khi cọc có LỈD > ĨO tlìỉ phương pháp kiểm (ra qua ốriị đặt sẵn s ẽ là chủ yếu (L - rhiéỉi dùi, D - đirờn^ kíỉilì); 2. Lớp hẻ ĩông hảo vệ, đườììị> kinh cọc vù hình dan^ hề ỉì%oùì ảui cốt thép có th ể kiểm tra i chỗ âầu cọc, khi đ ã loại hỏ lớp hê ĩôỉìiị cận ở phía ĩỉêỉì cot đầii cọc Đối với những công trình có số lượng cọc trong mỗi móng ít, tải trọng truyền 1< móng lớn, kết cấu bên trên nhậy cảm cao với độ lún không đều như các trụ cầu, mór tháp cao... yêu cầu tỷ lệ kiểm tra cao hơn. Trong tiêu chuẩn Pháp đã đưa ra quy địi như sau : 18
B ản g 1.7. Q uy định tỷ lệ % cọc cần đặt sẵn ống và kiểm t r a đối với còng trìn h giao thòng (DTU 13.2, P1 - 212.9 - 1992, Pháp) (N - cổng số cọc thi CÔIIÍĨ, n - số cọc trong một móng trụ) 1 n4 Cácli thức Số lưẹmg Số lượníỉ Số lưọTig Sô' lượng tiếp nhận ống đặt sẵn cọc kiểm tra ống đặt sẵn cọc kiểm tra N lực của Các Ống Tliãm Khoan Các Ống Thâm Khoan cọc ông 102/114 dù ihàn liíỵ lõi ống 102/114 dò thân lấy lõi 50/60 cọc tại mũi 50/60 cọc tại mũi NDT cọc NDT cọc Chỉ có ma 50 100 0 100 1 50+100 0 50^100 0 Ma sát 50 100 30 100 >30 50^100 >20 cục bộ và mũi cọc > 50 100 > 30 5(>^I(X) 20 50^100 >20 50-100 > 10 Cliỉ có 30 mũi cọc >50 100 50:100 50; ItX) > 30 50;1(X) -30 50:100 >20 ... Năm 1993, Cục Đường bộ Liên bang Mỹ đã có một chưcmg trình nghiên cứu về công ỉc thi công cọc khoan nhồi cho móng cầu và dã đưa ra các kiến nghị như sau : Bảng 1-8 Hiện nay, ở Việi Nam việc quy định khối hrợng công tác kiểm tra rất tuỳ tiện,không ăn cứ vào các yếu tố ảnh hưởng đến chất luọTig cọc như nêu trên, mà thường căn cứ ào chủ quan cuả người thiết kế hay chủ đầu tư. 19
B àng 1.8 - T ổng 1” t ^ è r c - “hi S n g I ) "' Yêu cầu đậl ống và ki -Â .. K Yêu cầu i n T Kr> NDT bề m fií mặt âm iruycn qu Yêu cầu kicm tra chát (thứ dộng truyền sóng) Dán lương bàng quan . ,, , vi v Không nứt gầy Dộ címg đủ' Phản xạ mui Mức írng suất rõ ràiiị; đána kể k ----- --------- r Ihiết kế lớn nhấi B F B B F i 0 ,H cho mọi loại X. = I í ' ỉ i < tíM •••• Chú ý : + C ọ í - = Khônỉi \'èti
5. CllUẤN ĐÁNH GIÁ CHẤT lAJƠN(i C'(X Đ c dánli íiiá cliãt liiợim cọc sau khi ihi CỎIIU XOIIÍI. ihône lluròim có các nhóm chuán đánh uiá vc các vãn dc sau: - Vậi liệu c h ế tạo c ọ c - Hìnli học cọc (kícli ihuức, \'ị Irí. dò imliiciií:. cao dỏ) - 'lìiổi lỉiọ - Khá năiiL; maim lái - Đ ộ Iiíiuyẽn vẹn kẽl cãu Trone 5 nlióni chuan irêii. 4 nhóm dấu dã clưoc nêu \à thao luận irona các tiêu chuấn và c á c s á c h i h a n i kh;’i o k h á c . C á c liẽii cluuìn TCXI^ 2 0 5 \ à ' Ĩ C X D 2 0 6 - 1 9 9 8 đ ã nôu k h á .lầy du. Tiiy nhiên, dôi với Iihóin tliứ 5 Iiìv là vc (lọ imuyêii vẹn còn chưa được đề cập .lèn troni: các licLi chiiàn iréii. Dirói dá\ sò loni: hơp các ihoim tin có liên quan đến vấn .lé này tìreác lài licu nirớc imoài dc ihani kluio. 5.1. Chuíín vè độ đỏníí nhát cua be ton;4. Xcin pháii 2 clurtynt’ này 5.2. C'hiian vè tro' kháiiị; CO' h ọc. Xciiì iTliíiii 2 chu'()'ii” Iià\' 5.3. Chiuin vc độ cứnịỉ dộn’ ỉii s ử ( l ụ n u p h i r o ì V ' p h á p hir động dc xác dịiih độ euìm (ỉộnu cua coe khi bị ntilii nuò’ là ciiất krợng kém đế so ;ánb \'ó'i yiá trị dộ cirne độni: liiiiii: bmh cu;i t;'n_ coc L'(' cùim cliicii dài và đu’ò'nc kính ớ ■ÌIIIII \'ị In' nuì đã biẽl là tõi. Nóu l\ so il(') (I.s.s ilìì COL dirợc cliáp nhạn (nchiệm ihu). ■Chi tính các giá Irị Iriing ỉiìiih Iiliir IICU o' Hvii Iigiiòi l;i loỊii hò các c ọ c tốt có độ cứ n s tộnt: VU'Ọ'1 quá 159Í giá trị iriinii hiiìh líiih (hi'(ìc (Ic Iránh ỉzộp Iihữnu c ọ c c ó bầu m ớ rộng I(i'n tiẽ l d i ệ n tliiêt k ê ( l i i ệ n luxviig i h i à í i m \ ; i \ ra n li u n u k l i ó i m á n h h ư ò ì m x ấ u đ ế n c h ấ t irợnu). PhươntỊ pháp này clii >ir cluDi: khi co kỹ SU' llií Iiiỉhiệin nhiổLi kinh n ch iệm và iùng cùim một lliiết bị cliroc hiỌu chỉnh loi. 5.4.Một sỏ kien riỊ[ỉhi khác C ụ c Đ i r ờ i i g b ộ L i ê n h a n g M ỹ c ò i i clua i:i moi s ỏ ' ki c n iiiiliỊ k li ác n h ư s au : + Một c ọ c khoan nliổi (lirợc coi là tlal \c u cáu dê imhiệni ihu IICLI dổng thời có các !icu kiện sau: • C á c k i ê m U\1 lỉ iõi ii i lhLiònj: c l i o lliã\ la uVl, • Nêu Iroim ihí Iiiiliiệm llur dộiii: ( bión (.laiiii Iiho) cho Ihãy rõ ràim lín hiêu phán xạ lừ mũi cọc ihì hầu nhu' kluiNci I;ji iicu có cũnu klióim vượt quá 45-Ì-50 tiết diẹn imaim ciia c ọ c và co c kliõim bi diVi Liay. 21
• Nếu ứng suất thiết kế không vượt quá 40 % ứng suất lón nhất cho phép. Nếu ứng suất thiết kế nằm trong khoảng 40-^80 % úng suất lớn nhất cho phép, th cần thăm dò độ đồng nhất bằng các ống đật trước và khuyết tật không vượt quá 12^ 159; tiết diện ngang của cọc. Nếu ứng suất thiết k ế vượt quá 80 % ứng suất lớn nhất cho phép, thì phải thực hiệi tất cả các biện pháp đánh giá chất lượng có thế có được. Ngoài ra, còn một số chuẩn khác được đề nghị cho phương pháp thử động biến dạn nhỏ như phương pháp cataloge hay chuẩn về tần số dao động... sẽ được trình bày chi tié hơn trong chương về phương pháp thử độ n s biến dạng nhỏ. 22