Cọc trong công trình được thí nghiệm bằng phương pháp dùng tải trọng tĩnh ép dọc trục cọc sao cho dưới tác dụng của lực ép, cọc lún sâu thêm vào đất nền.. Tải trọng tác dụng lên đầu cọ
Trang 1CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc - -
ĐỀ CƯƠNG
THÍ NGHIỆM NÉN TĨNH CỌC
DỰ ÁN:
KHU VĂN HÓA - THƯƠNG MẠI, DỊCH VỤ - NHÀ GA
TRUNG TÂM A1 (KHU PHỨC HỢP WTC BÌNH DƯƠNG NEW CITY)
HẠNG MỤC:
HẦM ĐI BỘ A9
ĐỊA ĐIỂM:
LÔ ĐẤT A1, KHU LIÊN HỢP CÔNG NGHIỆP - DỊCH VỤ - ĐÔ THỊ
BÌNH DƯƠNG
ĐƠN VỊ THỰC HIỆN:
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HỒ CHÍ MINH CÔNG TY CỔ PHẦN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ BÁCH KHOA TP.HCM
Địa Chỉ: 268 Lý Thường Kiệt, Phường 14, Quận 10, Tp Hồ Chí Minh
Điện Thoại: (028) 3864 5398; Fax: (028) 3864 5398
LAS-XD 238
TP HCM, 9/2022
Trang 2TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP HCM
CÔNG TY CP KHOA HỌC CÔNG NGHỆ
BÁCH KHOA TP.HCM ĐT: 028.3864 5398; Fax: 028.3864 5398 Số: 920/22/ĐCTN-BKTECHS
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
Tp HCM, ngày 20 tháng 9 năm 2022
Dự án : KHU VĂN HÓA - THƯƠNG MẠI, DỊCH VỤ - NHÀ GA TRUNG
TÂM A1 (KHU PHỨC HỢP WTC BÌNH DƯƠNG NEW CITY) Địa điểm : LÔ ĐẤT A1, KHU LIÊN HỢP CÔNG NGHIỆP - DỊCH VỤ -
ĐÔ THỊ BÌNH DƯƠNG Hạng mục : HẦM ĐI BỘ A9
Chủ đầu tư : TỔNG CÔNG TY ĐẦU TƯ VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHIỆP - CTCP
Tư vấn Thiết kế : CÔNG TY CỔ PHẦN INNO
Đơn vị thí nghiệm : CÔNG TY CP KHOA HỌC CÔNG NGHỆ BÁCH KHOA TP.HCM
Phê duyệt bởi Chủ đầu tư Tư vấn Thiết kế Tư vấn Giám sát
Đơn vị thí nghiệm Công ty Cổ phần Khoa học Công nghệ Bách Khoa Tp.HCM
1 20/9/2022 11 Đề
cương KS.Nguyễn Hoàng Bảo KS.Hồ Trung Vịnh ThS Nguyễn Hữu Sơn Lần Phát hành Trang Hồ sơ Người lập PTP.KĐ – TN.VLXD Phó Tổng giám đốc
ĐỀ CƯƠNG
XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC BẰNG
PHƯƠNG PHÁP TẢI TRỌNG TĨNH NÉN DỌC TRỤC
Trang 3MỤC LỤC
1 CƠ SỞ LẬP ĐỀ CƯƠNG THÍ NGHIỆM: 1
2 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM 1
3 THUẬT NGỮ VÀ CÁC QUY ĐỊNH 1
4 ĐẶC ĐIỂM CỌC THÍ NGHIỆM 2
5 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM 2
6 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM CỌC 3
7 QUY TRÌNH GIA TẢI 4
8 BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG 6
9 DANH MỤC BÁO CÁO KẾT QUẢ THỬ TĨNH CỌC 7
10 AN TOÀN LAO ĐỘNG 8
Trang 41 CƠ SỞ LẬP ĐỀ CƯƠNG THÍ NGHIỆM:
1.1 Tuân theo Tiêu chuẩn TCVN 9393: 2012 “CỌC – PHƯƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG BẰNG TẢI TRỌNG TĨNH ÉP DỌC TRỤC”;
1.2 Căn cứ yêu cầu thí nghiệm cọc ghi trong thiết kế đã được phê duyệt
2 MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM
Thí nghiệm nén tĩnh cọc ở giai đoạn thăm dò nhằm xác định số liệu cần thiết về cường
độ, biến dạng và mối quan hệ tải trọng – chuyển vị của cọc, làm cơ sở cho thiết kế hoặc điều chỉnh đồ án thiết kế, chọn thiết bị và công nghệ thi công cọc phù hợp
3 THUẬT NGỮ VÀ CÁC QUY ĐỊNH
3.1 Tải trọng giới hạn là tải trọng lớn nhất của cọc chịu được tại thời điểm xảy ra phá hoại
và được lấy bằng:
Tải trọng thí nghiệm lớn nhất được duy trì trong thời gian quy định, cọc đạt độ ổn định quy ước, không gây chuyển vị vượt quá giới hạn cho phép;
Bằng tải trọng lớn nhất khi dừng thí nghiệm cọc;
Bằng tải trọng trước cấp tải gây ra phá hoại vật liệu cọc
3.2 Tải trọng cho phép là tải trọng của cọc tính theo điều kiện đất nền hoặc vật liệu cọc, bằng tải trọng giới hạn chia cho hệ số an toàn
3.3 Tải trọng thiết kế: Tải trọng làm việc dự kiến của cọc theo thiết kế
3.4 Thời gian nghỉ của cọc tối thiểu là 7 ngày kể từ ngày thi công xong cọc (đối với cọc BTCT thi công theo phương pháp ép tĩnh) và 21 ngày kể từ khi thi công cọc (đối với cọc BTCT thi công theo phương pháp khoan hạ)
3.5 Qui định về ổn định qui ước:
Không quá 0.25mm/h đối với cọc chống vào đất hòn lớn, đất cát, đất sét từ dẻo đến dẻo cứng
3.6 Cọc bị phá hoại khi:
Tổng chuyển vị đầu cọc vượt quá 10% đường kính cọc;
Vật liệu cọc bị phá hoại
3.7 Thí nghiệm được xem là kết thúc khi:
Đạt mục tiêu thí nghiệm theo phương án thí nghiệm;
Cọc thí nghiệm bị phá hoại;
Trang 52
Tải trọng thí nghiệm không thể tăng thêm được nữa do cọc lún nhanh không dừng trong quá trình tăng tải
3.8 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;
Việc thí nghiệm có thể được tiếp tục sau khi đã xử lý, khắc phục
3.9 Thí nghiệm bị hủy bỏ nếu phát hiện thấy:
Cọc bị nén trước khi gia tải;
Các sai sót ở mục 3.8 không thể khắc phục được
4 ĐẶC ĐIỂM CỌC THÍ NGHIỆM
Đặc điểm cọc thí nghiệm:
Hạng mục Hầm đi bộ A9
Loại cọc Cọc vuông BTCT 300x300
Vật liệu sử dụng cọc Bê tông C30, Thép CB400-V
Tải trọng thiết kế PTK = 49 Tấn
Tải trọng thí nghiệm PTN = 100 Tấn
5 PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
Cọc trong công trình được thí nghiệm bằng phương pháp dùng tải trọng tĩnh ép dọc trục cọc sao cho dưới tác dụng của lực ép, cọc lún sâu thêm vào đất nền Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được thực hiện bằng kích thủy lực với hệ phản lực là dàn chất tải;
Phương pháp thí nghiệm là phương pháp duy trì tải trọng thí nghiệm tĩnh dọc trục trên đầu cọc thử trong từng cấp tải trọng, hai chu kỳ, tuân theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9393: 2012;
Quy trình gia tải là quy trình gia tải tiêu chuẩn Yêu cầu lưu giữ tải ở cấp tải max cho tới khi đạt độ lún ổn định;
Cọc thí nghiệm tải trọng tĩnh được tiến hành bằng phương pháp chất đối trọng trước
Trang 66 THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM CỌC
6.1 Hệ thống gia tải: bao gồm kích, bơm và hệ thống thủy lực phải đảm bảo không bị rò
rỉ, hoạt động an toàn ở áp lực không nhỏ hơn 150% áp lực làm việc Kích thủy lực phải đảm bảo các yêu cầu sau:
Có sức nâng đáp ứng tải trọng lớn nhất theo dự kiện;
Có khả năng gia tải, giảm tải với cấp tải trọng phù hợp với phương án thí nghiệm;
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 củng chủng loại, cùng đặc điểm kỹ thuật và phải được vận hành trên cùng một máy bơm
Để thí nghiệm cọc trong công trình sử dụng:
Kích thủy lực và đồng hồ áp suất thủy lực: sử dụng 1 kích 300T bố trí kích đảm bảo tải trọng được truyền dọc trục, chính tâm lên đầu cọc; có sử dụng kích có khớp cầu
Thiết bị được kiểm định còn trong thời gian hiệu lực;
Bơm thủy lực: Sử dụng 1 bơm thủy lực có lưu lượng đến 5lít/phút, áp suất 600kg/cm2
Các thiết bị sử dụng tại công trình được kiểm định và hiệu chuẩn định kỳ
6.2 Hệ phản lực: Dùng hệ dầm và đối trọng: Bao gồm 1 dầm chính I300x3m và 2 dầm phụ I500x6m, 30 cục bê tông tải trọng 5 tấn Tổng tại trọng khoảng 151 tấn
Hệ phản lực phải 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:
Các gối kê đủ rộng, nền chắc chắn, cả hệ thống ổn định Điểm gần nhất của gối kê cách tim cọc hơn 3D, và trong mọi trường hợp lớn hơn 1,5m;
Khi lắp đặt xong cọc không bị nén trước
6.3 Hệ đo đạc quan trắc: Hệ thống đo biến dạng bao gồm 4 đồng hồ đo lún có dải đo 1 đến 50mm, độ chính xác 0,01mm Các đồng hồ được kẹp chặt bằng giá từ, giá từ lắp chắc chắn trên kích, đầu đo tựa lên dầm chuẩn Đồng hồ đo được kiểm định của cơ quan chức năng
6.4 Hệ cọc chuẩn: cọc chuẩn cắm chắc chắn, cách tim cọc ≥3D và không nhỏ hơn 1,5m, dầm chuẩn được lắp đặt chắc chắn trên 2 cọc chuẩn
6.5 Hệ thống mốc chuẩn: Hệ thống mốc chuẩn dùng trong công trình không bị biến dạng hoặc chịu ảnh hưởng của tác động bên ngoài
6.6 Chuẩn bị thí nghiệm:
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
Trang 74
Việc thí nghiệm chỉ được tiến hành cho các cọc đã đủ thời gian phục hồi cấu trúc của đất bị phá hoại trong quá trình thi công hoặc bê tông đạt cường độ để thí nghiệm theo quy định của thiết kế (đối với cọc khoan nhồi) Thời gian nghỉ từ khi kết thúc thi công đến khi thí nghiệm được quy định như sau
Tối thiểu 21 ngày đối với cọc khoan nhồi
Tối thiểu 7 ngày đối với các loại cọc khác
Đầu cọc thí nghiệm có thể được cắt bớt hoặc nối thêm nhưng phải 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 làm bằng phẳng, vuông góc với trục cọc, nếu cần thiết phải gia cố thêm để không bị phá hoại cục bộ dưới tác dụng tải trọng thí nghiệm
Cần có biện pháp loại trừ ma sát phần cọc cao hơn cốt đáy móng nếu xét thấy
nó có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm
Kích phải đặc trực tiếp trên tấm đệm đầu cọc, chính tâm so với tim cọc Khi dùng nhiều kích thì phải bố trí các kích sao cho tải trọng được truyền dọc trục, chính tâm lên đầu cọc
Chú thích 1: Không đặt kích trực tiếp lên đầu cọc thí nghiệm
Chú thích 2: Nếu kích không có khớp cầu thì phải lắp ráp sao cho mặt phẳng đầu kích (hoặc tấm đệm đầu kích) tiếp xúc hoàn toàn với mặt phẳng của dầm chính
Hệ phản lực phải lắp đặt theo nguyên tắc cân bằng, đối xứng qua trục cọc, bảo đảm truyền tải trọng dọc trục, chính tâm lên đầu cọc
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)
Chú thích 1: Chân của chuyển vị kế nên tựa trên mặt phẳng nhẵn, tốt nhất là dùng các tấm kính nhỏ
Chú thích 2: Khi dùng thiết bị điện, điện quang để đo chuyển vị đầu cọc, bộ phận thu nhận được gắn chặt vào thân cọc hoặc dụng cụ kẹp đầu cọc
7 QUY TRÌNH GIA TẢI
Trước khi thí nghiệm chính thức, tiến hành gia tải trước nhằm kiểm tra hoạt động của 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 khoảng 5% tải trọng thiết kế sau đó giảm về không, thời gian gia tải và giữ tải: 10 phút;
Thí nghiệm được thực hiện theo quy trình gia tải và giảm tải từng cấp, đến tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến, cấp tải mới chỉ được tăng hoặc giảm khi chuyển vị đầu cọc đạt ổn định quy ước hoặc đủ thời gian quy định;
Trang 8 Chu kỳ thứ nhất: Gia tải đến 100% tải trọng thiết kế, sau đó giảm tải về không Giá trị mỗi cấp gia tải, giảm tải và thời gian giữ tải như trong bảng;
Chu kỳ thứ hai: Gia tải đến cấp tải lớn nhất, sau đó giảm tải về không thời
gian giữ tải mỗi cấp theo bảng
BẢNG: THỜI GIAN THEO DÕI ĐỘ LÚN VÀ GHI CHÉP SỐ LIỆU
Cấp tải trọng thí nghiệm
Thời gian duy trì tải trọng Thời gian theo dõi và
đọc , ghi số liệu
%Ptk
P TK =
49T
CỌC VUÔNG
BTCT 300x300
(PTN = 100T)
Tấn
GIA TẢI SƠ BỘ
CHU KỲ 1
Tối thiểu 1 giờ cho trường hợp tốc độ lún đầu cọc đạt giá trị ổn định quy ước, nếu chưa đạt độ
ổn định phải lưu thêm, nhưng không quá 2 giờ
0;10’; 20’; 30’;45’; 60’; nếu tiếp 90’; 120’
100% 49,00
Tối thiểu 1 giờ cho trường hợp tốc độ lún đầu cọc đạt giá trị ổn định quy ước, nếu chưa đạt độ
ổn định phải lưu thêm, nhưng không quá 6 giờ
0; 10’; 20; 30’;
45’;60’; 2h;…
0% 0,00 60 phút, nhưng không quá 6 giờ 0;10’; 20’; 30’;45’; 60’
CHU KỲ 2
Trang 96
100% 49,00 Như trên Như trên
125% 62,50
Tối thiểu 1 giờ cho trường hợp tốc độ lún đầu cọc đạt giá trị ổn định quy ước, nếu chưa đạt độ
ổn định phải lưu thêm, nhưng không quá 2 giờ
0;10’; 20’; 30’;45’; 60’; nếu tiếp 90’; 120’
150% 75,00 Như trên Như trên
175% 87,00 Như trên Như trên
200% 100,00 Tốc độ lún đầu cọc đạt giá trị ổn định quy ước
và 24 giờ lấy thời gian lâu hơn
0; 10’; 20; 30’;
45’;60’; 2h; 3h; … 11h; 12h; 14h…24h
150% 75,00 Theo dõi trong 30 phút 0; 10’; 20’; 30’
100% 49,00 Như trên Như trên
0% 0,00 60 phút, nhưng không quá 6 giờ 0;10’; 20’; 30’;45’; 60’
Cọc đạt ổn định quy ước khi tốc độ lún không quá 0,25mm/1 giờ (∆s/h≤0,25mm)
∆s: độ lún trong thời gian 1 giờ h thời gian 1 giờ
8 BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG
8.1 TẬP KẾT THIẾT BỊ
Số lượng đáp ứng đủ cho công trình
7 Van, ống thủy lực, các loại chi tiết nối Bộ 1
Trang 108.2 TRÌNH TỰ THI CÔNG, LẮP ĐẶT THIẾT BỊ:
- Đầu cọc có thể được cắt bớt hoặc nối thêm nhưng phải 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 làm bằng phẳng, vuông góc với trục cọc bằng vữa Sika grout GP hoặc Sika Grout 214-11;
- Đặt các gối kê, điểm gần nhất của gối cách tâm cọc lớn hơn 1,5m;
- Đặt kích trên tấm đệm đầu cọc thí nghiệm, chính tâm so với tim cọc thí nghiệm sao cho tải trọng được truyền dọc trục, chính tâm lên đầu cọc;
- Lắp dầm chính trên đỉnh kích;
- Lắp hệ dầm và đối trọng cân đối trên hệ khung dàn chất tải;
- Cắm cọc chuẩn, lắp đặt dầm chuẩn;
- Lắp hệ thống thủy lực: van, đồng hồ, ống, các chi tiết nối, bơm thủy lục;
- Lắp đồng hồ so;
- Báo cáo giám sát trước khi gia tải, và thực hiện đúng quy trình gia tải
9 DANH MỤC BÁO CÁO KẾT QUẢ THỬ TĨNH CỌC
Báo cáo kết quả thí nghiệm:
Thông tin chung
- Đặc điểm công trình;
- Địa điểm hiện trường thí nghiệm;
- Điều kiện địa kỹ thuật;
- Sơ đồ bố trí cọc
Đặc điểm cọc thí nghiệm
- Số hiệu, vị trí cọc;
- Thiết bị và phương pháp thi công cọc;
- Loại cọc;
- Vật liệu cọc;
- Kích thước cọc;
- Cao độ đầu cọc, cao độ mũi cọc;
- Đặc điểm cốt thép;
- Cường độ bê tông;
Trang 118
- Loại cọc thí nghiệm;
- Tải trọng thí nghiệm;
- Chuyển vị lớn nhất
Sơ đồ thiết bị và thí nghiệm
- Ngày thí nghiệm;
- Loại thí nghiệm;
- Số lượng cọc thí nghiệm;
- Mô tả sơ bộ thí nghiệm;
- Sơ đồ bố trí cọc thí nghiệm và hệ thống thiết bị thí nghiệm;
- Sơ đồ bố trí hệ đo đạc quan trắc;
- Các chứng chỉ kiểm định thiết bị thí nghiệm
Quy trình thử
- Chu kì thí nghiệm;
- Quy trình tăng tải, giảm tải;
- Biểu theo dõi, ghi chép số liệu thí nghiệm tại hiện trường
Biểu diễn kết quả thí nghiệm:
+ Biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị;
+ Biểu đồ quan hệ chuyển vị – thời gian;
+ Biểu đồ quan hệ chuyển vị – tải trọng – thời gian
Kết luận, kiến nghị (nếu có) về kết quả thí nghiệm
10 AN TOÀN LAO ĐỘNG
Người công nhân làm việc trên công trường phải mặc quần áo bảo hộ lao động, mũ bảo hộ cứng, giày bảo hộ;
Người điều khiển cẩu phải được đào tạo, có bằng điều khiển xe cẩu hàng;
Cẩu phải được kiểm định theo định kỳ;
Không đứng dưới vật cẩu;
Người không có trách nhiệm không được vào khu vực thí nghiệm;
Các phế liệu, gạch vỡ, bùn nhão, dầu mỡ… trên hiện trường thí nghiệm phải dọn sạch sẽ;
Phải có biện pháp bảo vệ thiết bị, máy móc thí nghiệm khỏi mưa gió, nắng nóng;
Trang 12 Kích, bơm và hệ thống đường ống thủy lực, hệ thống van, đầu nối can được định kỳ kiểm tra và vệ sinh sạch sẽ, thay thế kịp thời các bộ phận hư hỏng;
Việc lắp đặt và tháo dỡ đối trọng cần được thực hiện với biện pháp an toàn thích hợp;
Dỡ bỏ các giá đỡ, và dọn sạch khu vực thí nghiệm để đảm bảo an toàn mặt bằng thi công;
Sau khi kết thúc thí nghiệm, toàn bộ các thiết bị thí nghiệm cần được tháo dỡ, vận chuyển khỏi hiện trường và được bảo dưỡng cẩn thận
Trang 1310
Tên Công trình:
Tải trọng
TN Số đọc chuyển vị kế Độ lún đầu cọc (mm)
