Đề cương cọc thử

- Đối với xi măng xỉ lò cao dự kiến sử dụng làm vật liệu gia cố cho trụ đất – xi măng đã được thí nghiệm trộn thử trong phòng, yêu cầu kỹ thuật của xi măng xác định theo bảng dưới đây: 1

BIỆN PHÁP THÍ NGHIỆM CHO CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG

Gói thầu

Địa điểm

: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG D1 : Xã Bình Hưng – Huyện Bình Chánh – Tp.Hồ Chí Minh

I.

Cơ sở pháp lý :

- Luật xây dựng số 50/2014/QH13 ngày 18/06/2014 của Quốc hội Nước Cộng hòa Xã hội Chủ Nghĩa Việt Nam;

- Nghị Định số 112/2009/NĐ-CP ngày 14/12/2009 của chính phủ về quản lý chi phí đầu

tư xây dựng công trình;

- Nghị Định số 12/2009/NĐ-CP ngày 12/02/2009 của chính phủ về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình;

- Nghị Định số 83/2009/NĐ-CP ngày 15/10/2009 của chính phủ về sửa đổi, bổ sung một

số điều Nghị Định 12/2009/NĐ-CP ngày 12/02/2009 về quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình;

- Nghị Định số 15/2013/NĐ-CP ngày 06/02/2013 của Chính Phủ về quản lý chất lượng công trình;

- Thông tư số 03/2009/TT-BXD ngày 26/03/2009 của Bộ Xây Dựng quy định chi tiết một số nội dung của Nghị Định số 12/2009/NĐ-CP;

- Dự án ” KHU DÂN CƯ NGUYÊN SƠN ” sử dụng phương pháp trộn sâu hay trụ đất

- Phương pháp trộn sâu hay cọc đất - ximăng là quá trình cải tạo các đặc tính địa chất vốn có, chủ yếu là đất sét yếu, bằng phương pháp trộn các vật liệu gia cố, như xi măng vào đất tự nhiên Cọc đất - xi măng có thể được thi công bằng phương pháp trộn cơ học bằng cách trộn khô hay trộn ướt (dạng vữa) Việc trộn các loại vật liệu gia cố vào đất tự nhiên tại các lớp đất khác nhau sẽ tạo thành các trụ đất có cường độ, độ sâu và đường kính như đã được xác định

- Gia cố nền đất yếu – phương pháp cọc đất xi măng: TCVN 9403:2012

- Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu Tiêu chuẩn thiết kế, 22TCN 262 – 2000

- Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình, 22TCN 259 – 2000

- Đất xây dựng – Phương pháp lấy, bao gói, vận chuyển và bảo quản mẫu, TCVN

2683 – 2012

- Thí nghiệm nén một trục nở hông: ASTM D2166

- Xi măng xỉ lò cao – Yêu cầu kỹ thuật: TCVN 4316:2007

- Cọc – phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục: TCVN 9393 - 2012

PHẦN 1: CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU

- Vật liệu gia cố phải là xi măng loại xi măng xỉ lò cao sẽ được lựa chọn dựa trên kết quả thí nghiệm cọc đất trong phòng Hàm lượng xi măng sử dụng được quy định dựa theo kết quả thi công thử đối với trụ đất – xi măng - dự kiến với hàm lượng xi măng: 240 kg/m3

- Về mặt tổng quát, loại xi măng sử dụng phải được thí nghiệm và đạt các yêu cầu

kỹ thuật theo tiêu chuẩn hiện hành: Xi măng Poóc lăng xỉ lò cao – TCVN 4316:2007

- Đối với xi măng xỉ lò cao dự kiến sử dụng làm vật liệu gia cố cho trụ đất – xi măng (đã được thí nghiệm trộn thử trong phòng), yêu cầu kỹ thuật của xi măng xác định theo bảng dưới đây:

1 Cường độ nén

2 Độ mịn, xác định theo phương pháp bề mặt

riêng

3 Thời gian đông kết

4 Độ ổn định thể tích, xác định theo phương pháp

Le Chatelier

- Tần suất lấy mẫu thí nghiệm xi măng : theo quy định của dự án

Ghi chú

- Lấy mẫu và chuẩn bị mẫu theo TCVN 4787:2009 (thay thế TCVN 4787:2001)

- Cường độ nén xác định theo TCVN 6016:2011( thay thế TCVN 6016:1995)

- Độ mịn xác định theo TCVN 4030:2003

- Thời gian đông kết và độ ổn định thể tích xác định theo TCVN 6017: 1995

- Thành phần magiê ôxit (MgO), sulfua triôxit (SO3) và mất khi nung (MKN), xác định theo TCVN 141:2008 (thay thế TCVN141:1998)

Hình 1: Một số thiết bị thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý xi măng

a Tủ dưỡng mẫu b Bộ kim Vica (Ý) c: Máy nén mẫu 300KN

d: Cân phân tích e Bộ gá ép chẻ và nén f Bình khối lượng riêng

- Công tác thí nghiệm kiểm tra tỷ trọng vữa được thực hiện theo tiêu chuẩn ASTM D4380

- Tần suất lấy mẫu thí nghiệm tỷ trọng vữa xi măng : theo quy định của dự án

Hình 2: Cân tỷ trọng vữa theo ASTM D 4380

PHẦN 2: CÔNG TÁC KHOAN LẤY MẪU TRỤ ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG

- Công tác khoan kiểm tra sẽ được tiến hành tại các vị trí ¼ đường kính cọc, tính từ tâm cọc CDM Chất lượng cọc CDM sẽ được xác nhận thông qua:

- (1) Tính liên tục của cọc;

- (2) Chiều dài trụ và cường độ trụ;

- Công tác khoan kiểm tra đ ng nh t và tính liên t c c a tr b ng cách khoan l yồng nhất và tính liên tục của trụ bằng cách khoan lấy ất và tính liên tục của trụ bằng cách khoan lấy ục của trụ bằng cách khoan lấy ủa trụ bằng cách khoan lấy ục của trụ bằng cách khoan lấy ằng cách khoan lấy ất và tính liên tục của trụ bằng cách khoan lấy lõi th i đi m không s m h n 14 ngày sau khi thi côngở thời điểm không sớm hơn 14 ngày sau khi thi công ời điểm không sớm hơn 14 ngày sau khi thi công ểm không sớm hơn 14 ngày sau khi thi công ớm hơn 14 ngày sau khi thi công ơn 14 ngày sau khi thi công Các mẫu lõi thu được khi khoan kiểm tra phải được bảo dưỡng và duy trì độ ẩm cho đến khi thí nghiệm trong phòng để kiểm tra cường độ nén sau 28 ngày kể từ ngày hoàn thành thi công cắm trụ

- Công tác khoan được tiến hành bằng máy khoan XY-1A, sử dụng ống khoan lấy mẫu xi măng đất chuyên dụng và khoan theo phương pháp khoan xoay bơm rửa bằng nước sạch

- Mẫu khoan sẽ được bọc bằng bao plastic chuyên dụng hoặc bằng ống đựng mẫu PVC, đảm bảo giữ được độ ẩm của mẫu

- Tính liên tục của cọc sẽ được xác nhận bằng cách kiểm tra bằng mắt trên mẫu lõi thu được từ tất cả các lỗ khoan lõi và khả năng phục hồi lõi trên 1 mét của tất cả các lỗ khoan

lõi phải hơn 85% theo “Khả năng phục hồi lõi đất” (SCR) Đường kính lõi theo chỉ dẫn kỹ thuật của dự án.

Hình 3: Cách xác định SCR của trụ đất gia cố xi măng

Lấy lõi theo chiều dài từng mét và đựng trong hộp đựng lõi như trong hình 4

Hình 4: Ví d v h p đ ng m u ụ về hộp đựng mẫu ề hộp đựng mẫu ộp đựng mẫu ựng mẫu ẫu

- Ký hiệu mẫu khoan tại hiện trường phải tuân thủ theo quy định sau đây Việc thực hiện khoan phải bằng thiết bị chuyên dụng để tránh xáo động mẫu khoan, gây ảnh hưởng đến kết quả thử nghiệm trong phòng

Tên công trình:

Chiều dài mẫu khoan: cm

Kí Hiệu Mẫu Khoan

Hình 5: Công tác kiểm tra chiều dài và mô tả mẫu lõi

Ki m tra xác nh n có xi măng trong m u khoan lõi ểm tra xác nhận có xi măng trong mẫu khoan lõi ận có xi măng trong mẫu khoan lõi ẫu khoan lõi

S d ng dung d ch phenolphthalein r c lên m u lõi đó ngay sau khi khoan đ xác nh nục của trụ bằng cách khoan lấy ắc lên mẫu lõi đó ngay sau khi khoan để xác nhận ẫu lõi đó ngay sau khi khoan để xác nhận ểm không sớm hơn 14 ngày sau khi thi công ận

r ng xi măng có đằng cách khoan lấy ư c tr n vào đ t hay không Các m u lõi đã r c phenolphthalein sẽ đ i màuất và tính liên tục của trụ bằng cách khoan lấy ẫu lõi đó ngay sau khi khoan để xác nhận ắc lên mẫu lõi đó ngay sau khi khoan để xác nhận ổi màu thành màu tím đ do ph n ng v i xi măng (ki m) có trong đ t tr n nh minh h a trong hìnhớm hơn 14 ngày sau khi thi công ềm) có trong đất trộn như minh họa trong hình ất và tính liên tục của trụ bằng cách khoan lấy ư ọa trong hình

dướm hơn 14 ngày sau khi thi côngi đây

Hình 6: Ki m tra xác nh n có xi măng trong m u khoan lõiểm tra xác nhận có xi măng trong mẫu khoan lõi ận có xi măng trong mẫu khoan lõi ẫu khoan lõi

 Đặc tính kỹ thuật của máy khoan và bộ dụng cụ khoan :

Hình 7:Bộ dụng cụ lấy mẫu- NSX: Maika – Nhật Bản

 Bố trí nhân sự :

- Một kỹ sư địa chất công trình hoặc trung cấp địa chất công trình: có nhiệm vụ kiểm soát toàn bộ quá trình khoan, lấy mẫu, ghi lại nhật ký khoan trong suốt quá trình khoan và thí nghiệm tại hiện trường

- Một thợ khoan: có trách nhiệm điều khiển máy khoan, nâng thả bộ dụng cụ khoan, lấy mẫu và các công tác khác trong suốt quá trình khoan

- Hai công nhân khoan: có trách nhiệm hỗ trợ thợ khoan thực hiện các công tác trên

 Quy trình khoan :

- Bước 1: Chuẩn bị toàn bộ các thiết bị cần thiết, dung dịch khoan (nước sạch), kiểm tra tình trạng máy móc một cách cẩn thận

- Bước 2: Lắp đặt máy khoan tại vị trí được đề nghị sao cho vững chắc, ổn định

- Bước 3: Lắp đặt và kết nối bộ dụng cụ khoan với cần chủ đạo và bắt đầu cho khoan mở lỗ

- Bước 4: Bắt đầu khoan và bơm nước tuần hoàn cho tới khi bộ khoan cụ xuyên vào đất đá tới chiều sâu lấy mẫu dự kiến Người thợ khoan phải điều chỉnh tốc độ khoan nhằm bảo đảm tính nguyên dạng của mẫu CDM

- Bước 5: Thực hiện công tác lấy mẫu

- Bước 6: Nâng ống mẫu lên trên bề mặt, cho mẫu DSMC vào ống nhựa PVC bọc mẫu, và để mẫu vào chồ mát

- Bước 7: Tiếp tục thực hiện công tác khoan cho tới điều kiện dừng khoan hoặc tuân theo các chỉ dẫn của kỹ sư hiện trường

- Cường độ của cọc sẽ được xác nhận bằng thí nghiệm nén không hạn chế nở hông trên các mẫu lõi cụ thể như sau :

- Mẫu thí nghiệm nén không hạn chế nở hông sẽ được tiến hành trên 1 cọc kiểm tra, cụ thể 03 thí nghiệm cho 01 cọc : 01 vị trí tại giữa độ sâu cọc, 01 vị trí tại 1/3 chiều dài phía trên cọc, 01 vị trí tại 1/3 chiều dài phía dưới cọc

- Mẫu thí nghiệm phải được chọn bởi tư vấn giám sát

Thí nghiệm các chỉ tiêu cường độ kháng nén: Qumax; 50; E50

Mẫu sau khi lấy được đưa về phòng thí nghiệm, tiến hành gia công mẫu với tỷ lệ chiều cao/đường kính = 2  2.5 lần

- Trường hợp mẫu có H/D ≤ 2, thì kết quả phải được hiệu chỉnh theo chiều cao mẫu theo ASTM C42/42M-04 theo bảng chi tiết dưới dây:

- Sau đó tiến hành bảo dưỡng mẫu trong tủ bảo dưỡng (điều kiện bảo dưỡng t=20+3oC, độ ẩm đạt 90-95%) Sau 28 ngày tuổi tiến hành thí nghiệm trên máy nén Humbolt để xác định các thông số qumax; E50; 50, …

- Thí nghiệm được thực hiện theo ASTM D 2166

- Tốc độ nén được chọn 0,5% -1.0% biến dạng mẫu

Căn cứ theo quy trình ASTM D 2166 đế xuất khi báo cáo thí nghiệm cần cung cấp thêm thông số của mẫu gồm dung trọng và độ ẩm tự nhiên của mẫu khoan (nếu có thể).

- Dùng cân và tủ sấy để xác định các chỉ tiêu về dung trọng tự nhiên và độ ẩm tự nhiên của mẫu khoan

Bảng 1: Danh mục thiết bị kiểm định hiệu chuẩn

127/KĐIT

15/04/2017 11/08/2017

Hình 8: Một số thiết bị phục vụ cho công tác thí nghiệm trong phòng

a Tủ sấy mẫu b Tủ dưỡng ẩm c Cân phân tich

d Máy nén Humbold (Mỹ) & phần mềm tự ghi dữ liệu

- Công thức xác định Qu :

Ghi chú/ Note:

P : Lực nén mẫu (kN)

A : Tiết diện mẫu tại thời điểm P (m2)

H : Chiều cao ban đầu của mẫu (cm)

H : Sự thay đổi chiều cao mẫu dưới tác dụng của lực P(cm)

- Công thức tính :

qu50 = 50 x qu

E50 = qu50 / 50

- Cường độ của mỗi mẫu thử thu được từ thí nghiệm nén không hạn chế nở hông phải lớn hơn 500 kN/m2

A

P

  

 1

0

A A

H

H







PHẦN 3: CÔNG TÁC THÍ NGHIỆM NÉN TẢI TĨNH CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG

- Thí nghiệm nén tĩnh cọc nhằm để đánh gía khả năng chịu tải và biến dạng của trụ thông qua mối quan hệ độ lún-tải trọng thu được trong quá trình thí nghiệm

- Thí nghiệm nén tĩnh cọc được thực hiện theo phương pháp gia tải tĩnh từng cấp lên cọc đất xi măng theo phương dọc trục – TCVN 9393:2012 Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được tạo ra bằng kich thuỷ lực với dàn đối trọng Hệ dàn đối trọng phải đủ lớn để có thể chịu được các giá trị tải trọng thí nghiệm tác dụng lên đầu cọc một cách an toàn theo yêu cầu của thiết kế Dàn đối tải có trọng lượng  1.5 lần tải trọng lớn nhất dự kiến tác dụng lên đầu cọc Các số đo độ lún của đầu cọc phải được đọc ghi trong các khoảng thời gian hợp lý cho từng cấp tải tác dụng Các cấp tải sau chỉ được áp dụng khi độ lún đầu cọc tại cấp áp lực trước là ổn định hoặc được xem là ổn định Độ lún đầu cọc được đo bằng 04 đồng hồ độ chính xác tới 0.01mm

và phải được đặt trên hệ giá ổn định không thay đổi vị trí trong quá trình thí nghiệm Sơ đồ thí nghiệm trình bày trong phụ lục cuối đề cương

Thông tin trụ thử nghiệm :

- Tải trọng chu kỳ 2(tải trọng thí nghiệm) : 392 KN;

- Số cọc thí nghiệm :02 cọc.

a Hệ gia tải :

- Hệ gia tải gồm kích thủy lực, bơm và hệ thống thủy lực nối với nhau Các thông

số kỹ thuật của kích thủy lực như sau:

Kích thủy lực :

 Sức nâng lớn nhất : 80- 100 tf;

 Hành trình tối đa : 150mm

 Độ chính xác : Sai số 2%

Đồng hồ đo chuyển vị :

Chuyển vị đầu trụ được đo bằng đồng hồ đo chuyển vị với hành trình dịch chuyển 50 mm độ chính xác 0.01mm Bốn đồng hồ đo chuyển vị được lắp đặt trên các dầm chuẩn có đặc điểm kỹ thuật sau:

Các đồng hồ đo chuyển vị được lắp đặt trên các thanh dầm chuẩn (thép vuông) Các thanh được gắn chặt trên bàn nén D= 800 thông qua mối liên kết hàn các dầm phụ

Dầm chính :

Sử dụng 01 dầm chính đặt phía trên kích thủy lực, bàn nén, trụ thí nghiệm và phía dưới dầm phụ Dầm chuẩn có đặc điểm kỹ thuật như sau:

 Dầm chính được gia cường thêm để đảm bảo độ cứng và tính bị biến dạng trong quá trình thử tải bằng các thép tấm dày 20 mm, bố trí dọc theo theo dầm chính với khoảng cách

1 m tính từ tim dầm chính và đối xứng qua trục của dầm chính (tổng cộng: 8 miếng thép tấm dày 20 mm cho 1 dầm chính) Các thép tấm được hàn 3 mặt

Dầm phụ :

Sử dụng 03 dầm phụ đặt phía trên dầm chính và gối tải Dầm phụ có đặc điểm kỹ thuật như sau:

 Số lượng : 03 thép I400, được hàn liên kết với nhau

 Vật liệu : Thép I400 có gia cường, dài 6 m

Bảng 2: Danh mục thiết bị thí nghiệm nén tĩnh (dự kiến)

nghiệm

Ghi chú

1 Dầm chính I400, dài 3.0 m 01

2 Dầm phụ I400, dài 6.0 m, được hàn

liên kết với nhau

01

Dàn chất tải :

- Dàn chất tải bao gồm hệ thống dầm phụ và dầm chính Hệ thống dầm phụ được lắp đặt cân bằng trên hai gối tựa cách đều tim trụ thí nghiệm theo quy định ≥ 3D (khoảng cách

từ tim cọc đến tim gối tựa: 2.5m; D: đường kính cọc D= 1000 mm), tạo thành dàn chất tải Khoảng cách hai gối tựa phải thỏa quy định trên, nhằm đảm bảo độ lún cọc không bị ảnh hường bởi gối đỡ, dầm đỡ thiên phân kế

- Dầm chính (dầm thí nghiệm) đặt trên kích thủy lực, bàn nén, đầu cọc và trực tiếp dưới hệ dầm phụ có chức năng truyền tải trọng từ dàn chất tải trọng quá trình thí nghiệm Khoảng cách từ đầu cọc thí nghiệm đến dầm chính đủ lớn đề lắp đặt hệ thống thủy lực Dầm chính cùng với dàn chất tải và hệ đối trọng làm thành hệ phản lực khi gia tải lên đầu cọc (Xem bảng vẽ chi tiết) Các kích thước sai khác sẽ thay đổi tùy thuộc vào chênh cao giữa đầu cọc và mặt phẳng nền cát san lấp sẽ được điều chỉnh bằng các thép tấm giữa dầm và kích thủy lực; chiều cao gối tựa

Đối trọng :

- Đối trọng gồm các bê tông có kích thước 1x1x2 m, trọng lượng trung bình: 5 tấn/

bê tông, được xếp cân đối trên mặt phẳng dàn chất tải Tổng trọng lượng đối trọng, dầm chính

và hệ thống dầm phụ có trọng lượng không nhỏ hơn 1.5 lần tải trọng thí nghiệm lớn nhất (Pmax=392 KN≈ 40 tons; Pthí nghiệm =1.5 x 40= 60 tons)

Chuẩn bị thí nghiệm :

Căn cứ theo đề cương của tư vấn thiết kế, đơn vị thí nghiệm tiến hành công tác thí

kiến thử nghiệm đến độ sâu của đầu trụ, kích thước hố đào dự kiến 2.0 x 2.0 m Trong quá trình đào, cần chống vách nhằm giảm thiểu quá trình sạt các thành vách hố đào, bảo đảm an toàn cho nhân viên tạo phẳng đầu trụ cũng như không ảnh hưởng đến gối tựa dầm đặt tải (có thể sử dụng cừ hoặc các thép tấm để chống) Trong quá trình thí nghiệm cần hạ mực nước ngầm đến cao độ đầu cọc

- Sau đó, đầu cọc được làm phẳng bằng sikaground và kiểm tra độ bằng phẳng bằng thước nivo (áp dụng cho tất cả các cọc xi măng đất)

Quy trình thí nghiệm :

Kiểm tra thiết bị :

- Bàn nén có chiều dày =25 mm đủ cứng, đường kính 1000 mm, dùng nivo kiểm tra độ bằng phẳng trước khi tiến hành thí nghiệm

- Trước khi thí nghiệm chính thức, tiến hành gia tải trước nhằm kiểm tra họat động của thiết bị và tạo tiếp xúc tốt giữa thiết bị và đầu cọc Gia tải trước được tiến hành bằng cách tác dụng lên đầu cọc khỏang 5% tải trọng thiết kế, giữ tải trọng 10 phút, sau đó dở tải vế 0 Thời gian giữ tải ở cấp 0 là 10 phút

Quy trình gia tải :

- Thí nghiệm được thực hiện theo quy trình gia tải và giảm tải từng cấp, tính bằng

Tải trọng (các khối bê tông 1x1x2 m

Đồng hồ so 50 mm +0.01 mm