Ebook Công nghệ mới đánh giá chất lượng cọc- Phần 1

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 B ả n g 1.2, Đrính giá chát lượ

TS NGUYỄN HỮU ĐẨU

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 ê n chư a có n h iề u tài liệ u 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 N am 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 n ít 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

đư ợc g iớ i th iệ u tư ơ ng đ ố i dầy LĨIÌ là : S iêu âm ti uyề/i C/IKI ốní>, th ử đ ộ n g h iế n d ạ n g n h ỏ , th ử động hiến dạng lớn, thử rĩn/ì ííộiì;^ Sniniííiìiii' vù ílìử (ĩiìlì lìộp Osterherỵ M ật 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 h ề clầv hê tông đo được, mặc dù đáy là phương p h á p 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 ỗ i c ô n g nglìệ, ỉác g ià d ã cỏ g ắ n í’ trìn h h ù v đ ầ \' đ ủ cá c n ộ i d u n g g ồ m : n g u yên

lí, cơ s ở lí thuyết, thiết bị, írình tự thực lìiện nội cìnìĩg háo cáo và phương pháp giải thích

sô liệu đ é đánh giá vhất lượiiỊ’ móng cọc Đóng thời CŨỈÌỊ’ đưa vào các trường hợp thực tế, nhất là các thực t ế ở V i ệ 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 đ ỡ nhiều đ ể thực hiện mộĩ s ố công nghệ mới tìv n g thực t ế xây dựng và cung cấp vác sô liệu thí nghiệm hiện tnrờiìíỊ dưa vào nội dung sách.

Tác giả

ĩ)ng Nội di IS c u ố n sách này hưóìic chu ycu vào quá tiinỉi dánh g iá chất lượng m ó n 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 <zần đây và nhũìm CÔHÌỈ nuhệ theo dự báo sẽ vào Việt Nam trong lời gian tới

KHÁI NIỆM CHẤT LUỢNG MÓNG COC’

Klii nói vé chất lưọng móng cọc Ilniờng dirợc quan niệm là chất lượng của cọc đơn,

lặc dù n h ó m c ọ c h ay ánh hưỏìm eiia clài cŨMt: râì quan trọim nhưng k h ô n g phải là vấn

5 được quan tâm ở đây

Châì lượng cúa cọc dơn uom iiai IIOI dung chinh ỉa :

- Độ nguyên vẹn kếl cấu

- Sức chịu tải

a) Độ nguyên vẹìì kết cấn

Là yêu cấu đê cọc đám háo kha Iiãim lìim việc như một bộ phận kết cấu theo đúng

;u cầu của thiêt kê Cụ thê là cọc đi! liêì diệii, vặt liệu ihán cọc có các tính năng độ

;n theo thiết kế, không nứt gẫy hay có các khiiyốl tạt ánh hưởng đến sự làm việc bình ưòfrig của cọc Đế định lượim các yêu cáu nêu trôn Irong thực tê thưòìig dùng các khái

êm sau : độ đồng nhât đôi với cọc bê tónc cốt thép, trứ kháng cơ học với các cọc bằng

ại vật liệu khác như bô tôim, thép

Đ() dồng nhất của bê tòníi thân cọc Iheo ncLiyên lắc của quy luật ngẫu nhiên được

IC đ ị n h t h e o c ô n g thức :

X

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 ;

s = J — r l ( x ,

V n - 1 i = i

x = f Z x , n

0 - 2:

(1-3

Trong tĩường họp cọc khoan nhồi, kjii việc đo được liến hành theo độ sâu của các

ứng với đạt yêu cầu, Q s; 6 % là mức tốt và Q =: 3 -H 4% 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

EA

z =

-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

B ả n g 1.2, Đrính giá chát lượng cọc íheo hệ sỏ mức độ nguyên vẹn p

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 :

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 kếKd„ - 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 :

(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 tro n e "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

d ù n g trong p h ư ơ n g pháp d ó dế sử d u i is phù h ọp \ (Vi dicLi kiện làm v i ệ c c ủ a c ọ c đ a i

nghiên cứu

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'„, - H ệ sô' an toàn, phụ thuộc vào nhiều yếu tố Iihư ; cọc, đất nền, tầm quan trọng

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

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

Kầy d im g th ô n g thường, m ó n g cọc còn c ó 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

- ITii công phần đài, mũ bên trên

sức ch ịu tải ch o phép của cọc CỈƠII được xác định theo công thức sau :

+ 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 I 1 'J i^liíiỊi tliiói b ị c á c p h u' ( ) ' i m p h á p k i ế m I r a d á n h g i á

• C ác c h í liêu cliàì liroii!.; cua COL i!à clìó lạo xonti : kích lliư ớc hình h ọ c , c á 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 â n c h u y ế n : phironi: ỊT:i;;p \an j h ii\ó n , các íiiám sái cliat lượiig tron g tiiai đoai

vận chuyến

+ Đ ó n c cọc :

• K i ế m t r a l ý l ị c h c o c \ à lììili I i a i i i i c o c tiu'ó' c k h i đ ó n g ;

• Tliiết bị đ ó im c ọ c : liiin ỉraiit: ihiél hị (kỹ lliuạL an loàn , lính n ă n g ) , sự làm việ

cù a q u ả búa, d ộ Ihăiie duìm imliiénỉ: cua ^iá d ậ m búa, d ệ m dáu c ọ c cá

ihiết bị phụ Irợ n h ư 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 el i ỏi dàii liói ktii t l iứ d ộ n g , b ộ t h i ế t 1)! PI X ( c á c đ ấ u d o ni á} .) kl.i lỉur doiiLi hÌL'iì dạiìu !ỏ'n;

+ I1ii còim phần lim ; '\('i vluii!^ main s;ii nhu' cloi VOI LấL kèl câu bẽn ticn

(ci) Trình tự tìii roiv^ :

- C h ế l a o lồ n a ih é p v.ì \à)i clìiiw ii tlcn lUii lỉii có im ;

- 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 l ăng;

- Đổ bê tôim thân coc;

- Thi c ô n g phần bên trên dầu coc.

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

• 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 ro i ií i 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 l l iép t r o n s q u á t r ì n h đ ố b ê t ô n s

+ T ạo lỗ c ọ c :

• C ô n g lác dịnh vị : lọa dó cao dộ, độ neliiẽim;

• T hicì bị khoan lạo lò : chú ìi” chi lình Irạim thièì hị làm v iệ c 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 ụhi ệi n c á c đ ặ c t r ư n g k ỹ t huật,

hàm lượng phụ gia,

• C ò 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<ỉ đã đố và độ dâng cao

bẽ tôim troim lỗ cọc (ỉiáiii sál các sự cố troim C|uá IIìiih dố bè tồng, iheo dõi tình irạnu lổim ihéị') ironu klii (lổ bc lonu

Ncu tlùiii: duníi dịcli sét (hoậc lioá phàm khác) (Ic ổn dịnh Ihànli lỗ c ọ c thì cần phái quán lý châì liiựníi (luiií: dịch Iiày vc các Iiiại :

• C h è ' l ạ o d u n g d ị c h clạt c h i t i c u k ỹ I h u ạ l đ ã d ổ ra;

• Đ iề u chinh d u n g dịch (iiiậl (lộ \ ’à tlô nlió'1 ) ilico điồu kiện địa chất c ò n g trình địa châì thuv văn và cõim imliè llii côim cụ thc;

-• Thu liồi, làm s ià u và sư (lụng lai diiim dịch;

• Hệ th ố n g ihiết bị đế kiếm tia ciiáì hroiiíi duiii: dịch tại liiện trường.

+ T iế n h àn h c á c k ic m ira ch âì lu'0'ní! th;ìn co c :

• K iế m Ira c h ấ l lượim bé tóiit: b ăim các p h iiư n g pháp phá h o ại : N é n m ẫ u , kh o an

l ấ y l õ i

• Kiểm ira chất lượng bé lỏng băng các pliưoìm pháp không phá hoại NDT : Phương

pháp tliử đ ộ n g biến dạng nho PIT; Phưoìm pháp lliử đ ộ n g b iến d ạ n g lóĩi PDA;

+ Thi công phần bẽn Ircii dau cọc :

• Phá b ỏ phần bê lòim xâu dốii cao trình iliiêì kế hoặc c a o trình b ê tố n g đạt chất

lưọim thiết kế

• Các phần c ò n lại giám sát nlìLi dối vói các kcì cấu bên Irên

Những khuyết tật thưbìig gặip tron J thi côn.u cọc khoan nhồi cho ở bảng sau:

Quan sát và đo đạc Quan sát và đo đạc

2 Đứt gẫy ở thân Thiél bị thi cốne va

phai đi nhi cọc

Thử bằng siêu âm hoặc "õ

Kiểm tra bằng siêu âm hoạc gammã trong các ống chôn sẩn hoặc các

lỗ khoan nằm ngoài lồng Ihép

3 Thân phình ra

hoặc thắt lại

Đi qua Viừne đất xốp Ph(5i hợp kiểm tra chất

ỉượHíĩ bằng quan sát vói rnôt hoăc tổ hơp các phương pháp NDT thường dùng

Như mục 2

Irong nưức klỉôỉi^aSam vách ho:ặc dtiiìu (luiig dicl-ì

nằm ngang

Do ống đổ bc ÍÔIIÍ^ bị rừi khói bé lòim

bằng quan sát kết hợp siêu âm hoặc gainm^ trong các ống hoặc các lỗ khoan nằư ngoài lổng thép

ị

Do khôns; :àm sạch tốt Đo cẩn thận khối

lượng bê tông c ộ n g với như mục 3

Đo cẩn thận khối

lượng bê tông cộng với như mục 2

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:

B ảng 1.4.Thang điểm sử d ụ n g đê xác đ ịn h m ứ c độ kiểm t r a c h ất lượng th â n cọc*

3 Mức độ hiểu biết về điều kiện đất

(qua t liảo sát) và trình độ kinh

5 Tính dự báo được (độ đồng nhất)

6 Điéu kiện thiết kế (kể đến cơ chế

(đề lại)

Có ống vách (nít lên)

Có dùng dung dịch và có ống vách tạm.

Có dùng dung dịch không có ống vách tạm

Va đập hoặc động

Thời hạn dài (tĩnh tải)

1,0

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

Chú ý : Cộiii’ từ niiic I (iớn / Vi'/ lìliiiii v t / i ! Ị/r /fi '(<; , r.iv' / / //('»■

- > ố ( 9 ( / / } / ; ” T í '/ / c ì í ! 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 \ ) / O t ì i i ,

c à d ặ t S c h l l ú c n ) ì ^ l l l ữ l ỉ ĩ ( l ò ì

- 42-^60 kiớiìi tra chííl ỈII'ỌÌIỊ ,'iiiíứii;^ iỌii;^ :i: /! \ P I '

- < 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 I i í ^ l i ị i / i t i C i i i i i ì i ( / } / i \ ; ,■>/; 7 i l m ■'< V ú ' ■ k ■' ' • I I ' ỉ h n ' 1 k í ' r ó t r á i l i n h ì C U I

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 à n s lớn !hì càiie phai CỊIUII' lam iihióii hon ticn châì lượna trọnc sc

lấy th e o sự k h á c biệt íiiĩra ho'p cỉoim IÓ'I1 nhãl \;'i ln)!-! d o ii” Iiho nlial chia i h c o ha cáp dỏ.

Y ế u tố ih ứ hai, là k in h liuh icm \'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 l ố t h ứ b a , là n u í c d ỏ Itiếii liict vc d i c u k ióii (l;ìì IICII \ ii nii'()'c n e ầ m , c ũ n g nliir kinl

n g h iệ m củ a 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 I h ứ n ă m , là t í n h ciư b:ì() e u a c á c clióii kic n (láì IICII C á c yc'u l ố ba, li ốn và n ã r

liên quan đến đ ic u k iệ u 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

củ a c ọ c Đ iề u n à y c ó n a lila là Ihàn c ọ c sc cliỊu I;ii Ixìiìi: ma s.íl, sii'c c h ỏ ìm m ũ i h o ặ c c hai T h ô n g th ư ờ n g v iệ c k iéin Ira cliâì krợiiu dối V(VI cọ c cliỏìm \ Ì ‘U cấu c a o hơn so V(

cọc ma sát do mức s ử 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 iê n , Irọiii: số tlìãi-) nó'u ảnli hirơiiu cua dicu kiẹn Ihiết k ế k h ó iiíĩ 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 đ ộ 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 kh ả năng gâ y 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 n g vữa sét k h ổ n g c ó ỏìm v'ácii tạm thời (.lẻ \ á v ra sự c ó (lo c ó n g u y c ơ lớn tí

nên hang hốc và rỗ Irong bc lông

Yéu to Ihứ X và 9 là loại tai Irọim và ihời gian chất tái, g ồ m lái Irọng ngan g và tái trọiiti diii h;in chrơc xcni là n c u 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 t h ự c l ố là i m u v h i ế m n c u x c l d c n c à t r ọ n g s ố

Các ycii lố 10 \ à I 1 c ó llic xcni là c ó V Iiuhĩa nhất dế xét đến việc cần phái dùng các phu'0'ns pliáp llií n a liièm (lọ riiiuycn vẹn dặc biệl Chúim bao g ồ m tỷ sô của ứim suất Ihirt kế lay llico ứnu siiáì ch o pliép ló'n Iiháì và mức độ nuLiy hicm c h o c u ộ c sô n g con neuòi lioiic ihiệl iiại lứn vổ kinli té nêu xay ra Ịiliá hoại R õ ràim là nếu ứng suất thiết k ế

d ã i Z á n v ó i 1Ó'IÌ I i l ì ã ì c l i o p l i c p i h ì c h i i n ộ l k h u v c ì l ậ t n l i ỏ c ó i h ể s â y r a s ự c ố Đ i ề u n à y ,

còn trư ncii im u \ hicni hơn nêu thiệi liại \'ề línli m ạim con người khi xẩy ra phá hoại

Đ ế ke (tốn inol cách dầy du anii liưo'im CIUI cá c yé'u tò' 10 và 1 1, imười ta đã đề n sh ị sử ciụim cách tíiili sau : tínỉi c á c m ụ c từ 1 đc’n 9 rói cộnu !ạị Lấy tống s ố này nhân với mục

10 rói nhíiii lièp vứi hệ s ố niức dọ im uy 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: c h o các c o c khoan nliỏi d()'ii dữ Irụ, vcu lỏ m ạo hicni iruim bình áp d ụng c h o các Iru C(’) nhicu cọ c và yéu tỏ m ạo hiC'in tliâp nhâl clùim c h o các m ô c ó nhiều c ọ c

Đe minh hoa c h o cách sử d ụ n e báim Ircii, diiứi dây liình bày hai Irườno họp để so sáiili-

riưò'nỊi hop A là n iộl cấu n ho Irèn dưừnu ca o ló e c ó dầy dủ các lài liệu kháo sát đất, ilict) kcl L|ii;i lính loán cln) tliấy kliôim cần cá c 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 c ọ c dược thiết k ế đc'n mức ứng siuit c h o phép thì chi sỏ línli loán ciiối cùim sẽ dòi liói phái dùng một s ố ih í n g h iệm

Ní )1' trôn bc mạt.

'lìont; tm ùnu 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 són g lliay dổi lớn 'ĩh í dụ này dã iiiá ihièì kv sư uiáni sát íl c ó kinh n g h iệm 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 ô n e d ù n s ốim vách bò lai, thì nmi'òi ihièì kố troiiíi ví dụ này CĨIIIS c ó thế loại bo sự cần ihiếl phai đặl các ố n g thăm dò băim cá c h iZÌáni m ức 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 h icm lừ lớn nhất xuốnu nhò nliàì.

2,0 1,5

3,0 3,0

,5 ,0

4,5 3,0

*(29,5)

đòi hỏi các ống chôn sẵn

suất là 1,0 và dùng hệ số mạo hiểm tối đủ

R A = Đánh giá mức mạo hiểm

F = Trọng số

T = Tổng cộng

Đ ể giúp người kỹ sư ra các quyết định phù hợp người ta đã xây dựng sơ đồ quy« đinh như sau:

4 MỨC Đ Ộ C Ơ N G TÁC KIỂM t r a c h Ất LllỢNG

Đối với cọc đĩng khối lượnc cơim tác kieni tra dã được quy định rõ ràng trong các

tiêu ch u ẩ n thi c ơ n g và n g h iệ m thu, nĩi chung khỏiiíỉ sử dung iihicLi các c ơ n g n g h ệ k iểm

tra đặc biệt

Đối với cọc khoan nhồi, trorm TCXD 206 : 199X “Cọc khoan nhồi - yêu cầu về chất lượng thi cơ n g ” đã quy định khối lượng kiểm tra tối thiếu như sau :

B ả n g 1.6 Khối lượng kiếm tr a bê tỏng thán cọc

Thỏng số kiểm tra Phươaií pháp kiểm tra Tý lệ kiểm tra tối thiểu, %

Sự nguyên vẹn của

thân cọc

- So sánh thể tích bê tơng đỏ vào lồ cọc với thế tích hình học của cọc

- Khoan lấy lõi

- Siêu âm, tán xa gamma cĩ đãt ống trước

■

- Phưưng pháp biến dạiìg nhỏ (PIT, MIM), quan sát khuyết tậl qua ống Iđy lõi bằng camera vơ tuyến

- Phương pháp biến dạng lớn PDA

- Thí nshiệin ìnẫu lik đổ bê tỏng

■ Thí nchiộm trên lõi bê tơníi lúc khoan

- Theo tốc độ khoan (khoan tliổi khỏng lấy lõiì

- Súng bạt nấy hoặc siêu âm dối với bê tơng ở đầu cọc

'rhco vêu cầu của giám sát

Chú ý :

/ Thơn^ thường cưn kết lìỢp ĩừ 2 ỊihươiìíỊ pháp khác nhau ỉrỏ lên d ể ỉiến hành so súnh chí một ĩhơnịỊ s ố kiểm tra nêu à bdỉii> ỉìàv Khi cọc cĩ 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 ĩơng hảo vệ, đườììị> kinh cọc vù hình dan^ hề ỉì%óì ảui cốt thép cĩ t h ể kiểm tra i

chỗ âầu cọc, khi đ ã loại hỏ lớp hê ĩơỉìiị cận ở phía ĩỉêỉì cot đầii cọc

Đối với những cơng trình cĩ số lượng cọc trong mỗi mĩng ít, tải trọng truyền 1<

m ĩng lớn, kết cấu bên trên nhậy cảm cao với độ lún khơng đều như các trụ cầu, mĩr tháp cao yêu cầu tỷ lệ kiểm tra cao hơn Trong tiêu chuẩn Pháp đã đưa ra quy địi như sau :

B ả n g 1.7 Q u y đ ịn h tỷ lệ % cọc cần đ ặ t sẵn ống và kiểm t r a đối với

Số lượníỉ cọc kiểm tra

Số lưọTig

ống đặt sẵn

Sô' lượng cọc kiểm tra Các

ông 50/60

Ống 102/114

Tliãm

dù ihàn cọc NDT

K hoan liíỵ lõi tại mũi cọc

Các ống 50/60

Ống 102/114

Thâm

dò thân cọc NDT

Khoan lấy lõi tại mũi cọc

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 1-8Hiện 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

khuyél lật cao hơn

> 0 ,H cho mọi loại

Yêu cầu NDT bề mặt (thứ dộng truyền sóng)

Không nứt gầy đána kể

Yêu cầu đậl ống và kiếm ira sicu

âm iruycn qua

5 C llU Ấ N ĐÁNH GIÁ CHẤT lAJƠN(i C'(X

Đ c dánli íiiá cliãt liiợim c ọ c sau khi ihi CỎIIU XOIIÍI ih ô n e lluròim c ó các nhóm chuán đánh uiá vc các vãn dc sau:

- Vậi liệu c h ế tạo c ọ c

- Hìnli h ọ c c ọ c (kícli ihuức, \'ị Irí dò imliiciií: cao dỏ)

- 'lìiổi lỉiọ

- Khá năiiL; m aim lái

- Đ ộ Iiíiuyẽn vẹn kẽl cãu

T rone 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;’io 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 n ô u 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 tìr e á c lài licu nirớc imoài dc ihani kluio.

5.1 Chuíín vè độ đỏníí n hát cua be ton;4 Xcin pháii 2 clurtynt’ này

5 2 C'hiian vè tro' k h á iiị; CO' h ọ c Xciiì iTliíiii 2 chu'()'ii” Iià\'

5.3 C hiuin vc độ cứnịỉ dộn<i c ù a coc

Đirực clùnt: klii sứ dụim các Ịiliuoìm Ịiliííp liiir clọiii: tlc dánli íziá chất lượng cọ c N hư

r o n i : h á i m 1 s d ã Iiẽii C u c Đ i i ò n i : b õ I iẽii IxiiiL! M Ỹ íỉã k i ê n Iì>’ ỉii s ử ( l ụ n u p h i r o ì V ' p h á p

hir đ ộ n g 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

■Chi tính các giá Irị Iriing ỉiìiih Iiliir IICU o' Hvii Iigiiòi l;i loỊii hò các c ọ c tốt c ó độ c ứ n s tộnt: VU'Ọ'1 quá 159Í g i á trị iriinii hiiìh líiih (hi'(ìc (Ic Iránh ỉzộp Iihữnu c ọ c c ó bầu m ớ r ộ n g

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 c h iệ m 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 mo i s ỏ ' k i c n iiiiliỊ k li á c n h ư s au :

+ Một c ọ c khoan nliổi (lirợc coi là tlal \c u cáu dê imhiệni ihu IICLI d ổ n g thời c ó 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 c o c kliõim bi diVi Liay.

• Nếu ứng suất thiết k ế không vượt quá 40 % ứng suất lón nhất cho phép.

Nếu ứng suất thiết k ế 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 đ ộ n s biến dạng nhỏ

- Tập trung năng lượng sóng vào một phạm vi nhỏ hẹp trên nguyên tắc tận dụng

ác hiện tượng phản xa, khúc xạ, nhiễu xạ Nếu gọi góc mở nhiễu xạ là a , nguồn

;m « = Ị 2 2 ^

D

Như vậy khi bước sórg càng ngắn thì góc mở

àng nhỏ, năng Iưọng àng tập trung hơn Khi

ruycn vào trong môi t, JÒfng bê tông sóng siêu

siêu áni từ dầu phát vào môi triỉờiìiỊ

- Do tập trung được năng lượng c a o nên tạo

ược h iên độ d a o động 1Ó11 c h o c á c hạt trong

lôi trirÒTig c ó s ó n g siêu “im truyển qua.

Khi sóng siêu âm truvền qua môi trường vật liệu bê lỏng được tạo thành từ nhiều

ạt liệu thành phần như đá, sỏi, cát, xi măng các hiện tượns phản xạ, khúc xạ, nhiễu

ạ, khuyếch tán xẩy ra đồng thời và được đặc trưng bằng sự khuếch tán của nãng rợng và tốc độ truyền sóng trong trường hợp này phụ thuộc chủ yếu vào độ đồng íiất, mật độ của vật liệu bê tông hay còn gọi chunc là chất lượng của vật liệu bê

>ng Vì vậy khi tiến hi'inh thu nhận sóng siêu âm sau khi đã được truyền qua một lạni vi nghiên cứu có thể đánh giá đuợc chất lưọìiíi của vật liệu bê tông trong phạm truy ền sóng siêu âm đó

Các tham số sau đây đưực do cUic đe tiến liành nỵliiên cứu :

Tuy nhiôn do nlũnig hạn ch ế vổ kỹ ihiiật do siêu âm và cỊLia kinh nuliiệm Ihưc lõ nuười

ta ihấy rằim chi cấn im hièn cứu vc tốc đ ộ / ihòi <zian iruỵcn ám qua m ỏ i inròHíí vậi liệu hè tông c ũ n g đủ đê’ đánh ciá châì lượim vật liệu bc tỏni: vứi dộ chính xác cần thicl.

a) Vặn lóc sủìì\ị

Có 3 loại sỏnỉz khi có một xung - ỏ' dây là XIUIÍI âni - diện (elcclro - acoustical) tác

d ụ n c lên niột vật ihê rán : Sóim R c y la iu h , R (c ò n íiọi là SÓIIÍI mặt S) với c h u y ế n dộnti

ciia chất đicm theo quỹ đạo clip, sóim cắi s (còn uọi là sónu imaim T) vói cliuyèn dộiiii CIUI chất đicm theo hirổn” viiônu góc vói phưoníi Iriiycn SÓIIU và CI.IỔÌ cùnu là sỏiiti Iién

p ( c ò n u ọ i là són<z d ọ c L ) v ớ i c l i u y ổ n d ộ n g c ú a c h ấ t d i c n i c ì i n u liLi'0'im vớ i p h ir o n t :

iruyổn s ó n g ,

Sự trLiycn sóng nén p (dọc), sóng cãi s (imaim) và sóng mậi R, troim đó Y„ là hưóiii’

iruyổn s ó n e và Y là h u ó ìm c h u y c n đ ộ im của châì d iế m iroiiii bè lòim

Hình 2.2: B i ên (liễn sii'tri(yẽii sám; (lọc

íniờii\i (lóìì^^ nli(ít và (/(//;<; liii'ó'iii^.

N ếu ở m ò i trường v ô hạn 3 c h ié u của vật liệu đàn hổi lý iư o ìig (đ ổ im nliiít (lãn;

hư ớ n g ) thì s ó n g sicu ãm s â y ra tại m ột đ iếm n ào d ó Ironu m ôi irirờim nói Ircn sc c<

d ạ n g s ó n g cđii (sp h cr ica l vvave) như irình bày ơ liình 2 3 (a ) và troim vật liệu khôn;

đ ồ n g nhất (non - h e m o g e ii c i i y ) (v í dụ như bê tônt:) tliì só im cẩu k h ò im c ó dan» đê

x ứ n e như irình b à y ớ hình 2 3 (b ).

Hình 2.3: Sónsị sièỉi àì)i lììnlì cầu ĩroỉìíỊ ỉìiôi trường klìôni^ ^ÌUỈÌ lý tưởn<^

ía) và troỉìịị môi ĩnừyri^ klìôỉìíĩ dổỉìí^ ỉìììcíĩ (b)

TỐC độ Iruyền sóng âm được xác định iheo quan hệ đon giản sau đây :

Trong đó : L - Khoảng cách truyền âm giữa đầu phát và đầu thu

t - Tỉiời gian để <âm truyền qua khoảng L

ì>ng m à âm truyền qua

Tốc độ truyền sóng dọc, đàn hồi trong thiinh - lức trong môi trường đồng nhất đẳng ướng một chiều là :

Trong môi trường 2 chiều ;

Trong môi trường 3 chiều :

(2-4)

(2-5)

Các biểu thức (2-3); (2-4) và (2-5) được dùng để xác định gần đúng tốc độ xung của 5ng siêu âm dọc trong vật liệu bê tông

( 2 - 6 )

Trong sóng mặt ta có quan hệ giũa V và lốc độ chuyển động của chất điểm c như sau ;Trong đó : ơ gọi là sóne ứng suất và pv gọi là trở kháng âm học, gọi tắt là âm trở của vật liệu và đặc trưng cho tùng vật liệu.

Dưới đây cho giá trị âm trở m ột số thành phần của bê tông

V l

( m s ')

E, (MPa)

của môi Irirờng m à bị suy lĩiám niột phần do nội ma sát ỉĩiữa các hạt và giữa cốt liệu với

đá xi măng Sự suy giảm này càĩiíỉ rõ ràn” khi són" siêu âm uặp các khuyết tậT như vết nứl lỗ rỗng, khu vực độ dạc chác kém Kết qua là sóns sicu âm sẽ dễ dàng xác định được đỉnh của chu kỳ dao độntỉ

Tuỳ theo loại vật liệu bê tông, yêu cầu của phép kiếm tra (khuyết tật do nút, độ đồng nhrít hay cường độ ) mà người ta chọn tliời oian truyén ám T hoặc vận tốc âm (hay

3)

hay cường độ ) mà nmrời ta chọn t

c) Phản xạ khúc \ ạ và nhiễu V í / c ủ c i S ÓI Ỉ Í > siêu ủm trong hê tóng

Nếu trong bô tông có vết núl, lỗ rỗng hoặc khuyết tật khác, m à thường trong đó có chứa đầy nước và k h ông khí, thì khi sóng siêu âm gặp các mật phân cách ấy sẽ bị phán

xạ, khúc xạ hoặc nhiẻu xạ và bị đối hưólig

Hệ số phản xạ được xác định theo công thức :

p 2^2 - p v ,

2-7)

p 3 V ; + p , v ,

Trong dó : P i V , - T rở k h án g âm học của môi irường 1

P2V2 - Trỏ' kháng àm học của môi irirừng 2

âm học của bê tông rất lớn so với trở kháng âm học cùa không khí (xem bang 2 10), c mặt phân cách nước - bê tông, k có giá trị 0,6 ^ 0 ,8

(a) Mặt phân cách d o nín : phan xạ

(b) Mặt phân cách không phẳim do nín : phiín xạ một phần và có các phươntỉ hỗn loạn.(c) Mặt phân cách hình cầu lioạc gần như hình cầu cùa khuycl tậl : phán xạ hoàn loàn.(d) Khuyết tật có dạng bâì kỳ : khúc xạ

o á u D íiá l—

>

Cap càp dién 'cho đầu dò

Đo chiếu đài cảp

Hiến thi lin hiéu

Hình 2.6 : So'clổ C(ỉ){ ỉạo ỉìi^ỉiỴỚn íắc

íỉìiết h ị siêu àỉìi ĩỉn y ê ỉỉ qua

Thict hị k iể m ira chất lirợng

vàt liệu bô t ô n g thân c ọ c khoaii

n hồi hay c á c cấu k iện m ó n g

!heo phương pliáp siêu àni

iriiyền qua c ó s ơ đ ổ cấu tạo

nauyèn tắc như sau :

n i i ế t bị kiếm tra bao gồm

nhũim bộ phận cliính sau :

- Một đầu đo phát sóim dao

động đàn hồi (xung siêu âm)

- Một thiết bị điều khiển các

cáp được nối với các đầu đo cho phép tư dộnt: đo chiều sàu hạ đầu đo

- Một bộ thiết bị điện tứ dc ghi nhãn vù dicu chinli tín hiệu iliu được

- Một hệ thống hiển thị tín hiệu

- Một hệ thống ghi nhận và biéìi đổi lín hiệu thành nhữnc đại lượng vật lý đo được

- Cơ cấu định tâm cho 2 đầu đo khi đường kính của đấu đo nhỏ hơn ít nhất 10 mm so với đường kính trong của ống đo

Sai số về số liệu đo của ihiết bị : theo các licLi chuẩn IIIIỚC ngoài (NF P 9 4 -160-1 của Pháp và ASTM C579-83 của Mỹ) thì sai số về đo chiều sãii của đầu đo là giá trị lớn ihất trong 2 trị sô' sau :

- 1/500 khoảng cách giữa các đấu dò và đỉnh ốne,;

- Thu sóng siêu âm bằng đầu đo thứ hai đặt Irong 1 ông khác cũng chứa đầy nước sạch, ở cùng mức cao độ với đầu phát.

- Ghi sự biến thiên biên độ của tín hiệu thu được

c) B ố trí cúc ống đo

Cọc hoặc cấu kiện m óng được kiếm tra cần bố trí trước các ống đo ô n g đo được bịt kín 2 đầu và thả vào lỗ cọc cùim với lồng thép, chúng được cố định vào khung lồng thép

để không bị dịch chuyển khi đổ bê tông

Các ống đặt sẩn có thể bằrm kim loại hay châì dẻo Ong kim loại có iru điểm là nốivới nhau dễ dàng b ằn g vặn ren nên mối nối kín không bị nước vữa xi m ăng vào trong ống gây tắc, ch úng có độ cứng lÓTi, dính kết tốt với bê tông và làm tăng độ cứiig củc lồng cốt thép Nhược điểm của ống kim loại là tốc độ Iruyền âm lóìi, trở kháng cao, dề

bị mất liên tục trong quá trình truyền sóng âm, đổng thời nhậy với nhiễu xạ của vật cản giá thành cao

Ống bằng chất dẻo so với ống kim loại rẻ hon, tốc dộ truyền sóng ở giữa của nước Vỉ

bê tông nên k hó dẫn đến nhiễu xạ Nhược điếm của ống nhựa là dính kếl với bê tôrtị không tốt, dễ bị vỡ hoặc mối nối bị hở vữa xi mãng lọl vào irong ống Do đ() cứng nhc

nên ố n g dễ bị c o n g vặn trong quá trình đổ bê tông nên cán trở các đầu đo x u ố n g đếr

đáy ống hay rút lên khi đo Khi bê lông đồng cứng xung qvianh ống nhựa dỏ tạo thànl khe hở cản trở truyền sóne, âni Vì vAv tronẹ tiêu chiiấn cùa Anh và M ỹ kltuyến níỊh nếu dùng ống nhự a thì nên đo siêu âm truyền qua ốní; troim vòng 15 ngày, dùiig ốnj thép thì trong vòng 45 ngày sau khi đổ để tránh hiện iượim này Đường kính trong củ: ống được chọn phụ thuộc vào đườnu kính imoài của đầu đo đc đam báo đầu đo d chuyển dễ dàng trong ốnỉĩ, nhưng ỐIIÍĨ không quá to iinh hưởng đốn độ nguyên vẹn củ

bê tông móng Đ ầ u đo thưòiiiỉ có đường kính ngoài 25 4- 35mni, đường kính trong củ

ống đ o chô n sẩn th ư ờn g chọn không nhỏ hơn 40^ SOmiTi

Số lượng ố n g đ o chôn sẵn phụ

th u ộ c vào kích thước cọc khoan

hoặc cấu k iện m ó n g nhằm đê

kiểm tra được n h iều nhất khối

lượng bê tô n g tro n g khi góc quét

của ch ù m tia siêu âm bị hạn chế

(xem hình 2.7)

Hình 2.7: Bỏ'Iri CÚI OIIV cỉo

Theo T C X D 206 : 1998, điều 5.6

quy định như sau :

1 trục);

Đưòng kính của ống 38 - 50 - 60 inm

Phương pháp siêu âm có đặt trước ống trong kiểm tra chất lượng m óng nói chung, chẳng những dùng cho cọc khoan nhồi mà còn cho lường trong đất (hình 2.8 a,b), cho cọc chữ nhật (barette) (hình 2.8 c) và cho cá khối móng lứn như thân đập bằng bê tông hoặc bằng đá xây (hình 2 8d)

nhật (ÌHiretíe); (I :Tììãn (ỉập hoặc khối tììóiìỊỊ lớii.

/à thả một đầu phát với 2 đầu thu đặt ờ 2 bên (hình 2.9a) khi phần móng nằm trên mặt

các định được độ sâu của khuyết tật (ví dụ là vết nứt)

Trong trườnu họp cọc có đường kính nhỏ như ỏ' cônu irình bến số 3 cánc Tiêii Sa -

Đà Nẵng cọc 0 5 5 cni chỉ đật trước 1 ỏViỉí <1>5 cm, đã dùim pliirơnu pháp do đế 2 đáu đo chênh cao trình 100 cni và liến hành đo như 2 đáu đo đặt ở 2 ốim soníi son<z nhaii 1’hạm

vi clo được thể hiện như trên hình 2 10

{Xijjphát

H ìn h 2.9 : Tliăni dò khuyết tậl l)é lÓDỊi nìỏnỊị Ììằỉiịị siêu ãiìi Í/IKI lổ klìOíiii

a ) C h o p l u í i ì I Ì I ÓI Ì Í > l ộ t r ê n m ậ t ( l ấ l : h ) C h o p h ầ n n i ó n ị ị I I Ũ I Ì I ( h ( ớ i I i i ặ í ( l ( Ì !

íỉ) Sô'ìirợiìíỊ cọc cầii kiểru tra

Số lượng cọc cần kiểm tra (đi iheo

là sô' cọc cần đặt trước các ốim đo) phụ

thuộc vào nhiều yếu tố như : độ tin cậy

của côiiiĩ nghệ dùng trong thi công, kỹ

năng và kinh nghiệm của kíp thợ, điéii

kiện thi công tại hiện trườim, đicu kiện

địa chấl công trình, địa chất thuỷ văn

tính chất làm việc của cọc và tầm quan

trọng ciia công Irình Theo T C X D 206:

1998 thì số lượim cọc cần kiếm ira

k h ô n s íl hơn 25% số cọc ihi cỏnsỉ và

có kết họp với các p h ư ơ n s pliáp kiếm

tra khác Đối với các d ạng m ong có số

lượng cọc ít nhưng tầm quan Irọng cúa

móng đó đối với cả công trình là lớn

như mố,trụ trong các c ô n g irình cầLi khẩu độ ló'n hoặc iháp cao ihì cần tãn c 'V lệ CỌ(

kiểm tra lên cao hon nĩra T h eo liôu cliiián cùa Pliáp tliì vcu cáu cua việc dặt ốns, kiổn

tra phụ ihuộc vào số lượnc cọc tron g m ó n g và cácli thức tiếp nhận lực ciìa C)C (xcn

báng 2.3 dưới đây)

Hìitìi 2.1 0 : Dìnìiị 2 (líiii do rùiií^ (lủl 'r(>iií

n i ô t í 5/ í , " í l o

R à n g 2.3 Q u y đ ịn h tý lệ % cọc cán (íặt san ỏnịí và kiêm t r a đối với cô n g trình

th ô n g th ư ờ n g (I)TU 13.2, P l-212, 9-1992, P h á p )(N - lổng số cọc thi côim, n - số cọc tronu 1 móim trụ)

C ác ônuỊ Ổ n u Ị 1'hàm cỉò K hoan ỉiíy ^

I M)/6() ị ỉ 0 2 /! 14 I Ihàii cọc lòi lai

ỈOOSO- 100

( m m )

0 0

T h ă m dò ihân cọc

trong/cỉưòìití kính ngoài - llico niin)

Ihường được bố trí 1 ống Irong 1

cọc Đáy ống này thường đặt cao

hơn đáy cọc khoan hay cấu kiện

m óng đế sau này tiến hành khoan

kiếm tra chất lượng bê tôníí mũi cọc

và độ lắng cặn m ùn khoan (xem

hình 2.9)

(') Thời i>ian dược phép kiểm tra

siéii âni sau khi đ ổ hê tâìĩí’

Theo tiêu chuẩn Pháp việc thí

nghiệm siêu âm chí có thê thực hiện

được tôi thiểu sau 7 ngày kể từ khi

đo sau 24 giờ tuy nhiên nếu đế càng gần tuổi đạt đủ cường độ thiết k ế thì càng tốt Theo kinh nghiệm thực tế ở Việt Nam, tốt nhất là sau khi đố bê tông 3 ^ - 7 ngày tuỳ theo vật liệu bê lông có dùng hay không dùng các phụ gia tăng nhanh quá trình đông cứng

Hình 2.11: B ô ỉri on^ (ỉểklìoaìì ở mili cọc

T h a o tâc đo :

Khi tiến h ành đo b ằng 2 đầu trên 2 ống khác nhau phải luôn điều chỉnh để đảm bảo 2 đầu đo đều n ằ m trên cùng m ột m ặt phẳng n gang (cao độ) của cọc Khi tiến hành đo

b ằng 2 đầu trong cù n g 1 ốn g phải luôn giữ c ố định k h o ản g cách giữa 2 đầu đo

T ro n g trưòng hợ p 2 đầu đ o đã cù n g tới đáy các ống đo, cần điều chỉnh thêm các cáp dẫn nhằm đ ảm bảo sao cho thời gian truyền sóng âm giữa đầu phát và đầu thu là nhỏ nhất và biên đ ộ củ a tín hiệu nhận được là lớn nhất

Đ ể theo dõi tốt vị trí của các điểm đo, gốc của điểm đo chiều dài cáp phải tương ứng với m é p trên của ốn g đ o chôn sâu nhất

Khi tiến h àn h kéo các đầu đ o từ vị trí sâu nhất lên, thao tác đ o được tiến hành cùng

m ột lúc các đại lượng vật lý cần đo Tốc độ k éo dây lên lớn nhất kh ô n g được vượt quá

2 0 m / s, n ế u k é o n h a n h q u á bi ểu đ ồ h ì n h d ạ n g s ón g sẽ k h ò n g phản ảnh đ ú n g c h ấ t lirợnị

m ôi trường sóng siêu âm đi qua T h eo độ sâu của ống đo cứ mỗi khoảng nhất định tiếr hành thao tác đo có thể b ằng tay hoặc đặt tự động V ù n g nghi có khuyết tật (sự biếr đổi đột biến về thời gian truyền sóng lớn hofii 2 0 %) cần tiến hành thao tác đo lại bằnị cách giảm k h o ả n g đ o nh ỏ hơn nữa và tăng biến thiên biên độ của tín hiệu nhận được

B á o cáo kết q u ả đ o :

Kết quả đo phải b ao g ồ m lối thiổu các thông tin sau đây :

- Tiêu chuẩn sử d ụ n g

- Tên cơ q uan và người chịu trách nhiệm thực hiện do

- M ặt b ằng c ô n g trình và vị trí, ký hiệu m óng và cọc được thí nghiệm

- Đ ặc điểm của cọc thí ng h iệm ;

(a) N gày đổ bê tông và các sự c ố (nếu có) đã xẩy ra

(b) C ao độ m ặt b ằ n g và cao độ đáy cọc đã quy về hệ cao độ quy ước

(c) Kích thước tiết diện cọc kèm theo các biên bán thi công và nghiệm thu hiện trường

- X á c định vỊ trí các ố n g đo đã được đánh số trên bản vẽ, có ghi cao độ chính xác V gắn theo hưófng phương Bắc c h uẩn hoặc hưóTig thượng hạ lưu sông

- Các số liệu q u y về cao độ q u y ước của các đấu trên của các ống đo

chiều sâu đo

- N hận xét có liên q uan tới kết quả thí ng h iệm đặc biệt là sự giảm của biên độ tí hiệu thu được; các sự c ố và các thao tác trong quy định không lường được trước và c khả n ãng ảnh h ư ở ng tới kết quả đo

- H ồ sơ k iểm định (so với c h uẩn ) của thiết bị đo

3 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ ĐO KlỂM TRA

a) Đành giá độ đồng nhất

Sự đồna nhất được hiểu là đồng đều về chất lượng bê tông thân cọc dọc theo chiều dài cũng như trên toàn tiết diện ngang của cọc Để đánh giá sự đồng nhất người ta dựa vào c L đặc trưng âm ghi nhận được như; vận tốc, biên độ, năng lượng và thời gian

Để phán đoán về chất lượng bê tông thân cọc có thể tham khảo kinh nghiệm của Liu xin Lu (T.ung Quốc - 1997) sau đây ;

Bảng 2.4 Các cãn cứ phán đoán chất lượng bê tỏng thân cọc

Theo kinh nghiệm của Mỹ, Pháp và Anh nếu biểu đồ tốc độ (hay thời gian) truyền sóng am có đột biến lón hơn 20% thì có khuyết tật lớn (phải xem xét) Vùng không có khuyết tật xung có biên độ biến đổi bình thường, vùng có khuyết tật biên độ xung suygiảm rõ rệt

Hình 2.12: Hình (lạniỊ són^ XIIIIÌỊ đi qua VÙIĨỊÌ có và khôii^ có khuyết tật

Tlieo kinh n g h iệm thực liễn ở Việt N am , chù yếu dựa v;io sự biến dổi đội bièii và mức độ suy g iảm của vận tốc truyền để xác định vị trí và mức độ khuyết tật Nêii mức

độ suy siả m đột biến < 1 5 % xem n h ư khuyết tật nhẹ, nếu mức độ suy giám này lon hơn

35 -^40% phải xem xét khá n ã n e cọc bị gián đoạn hay nứt gầy T rong phạm vi niứe độ suy giảm từ 15% đến 35% cần xem xét căc nhàn tố khác nữa như điều kiện chịu lực của cọ c,tầm q u an Irọng cử-a cọc có khuyết tật và của cá m ó n g có cọc đó,khá năng sửa chữa đè’ q u y ết định có xử lý hay khóiiR xử lý hoặc xél đến sự giam yếu cúa cọc trong lính toán V iệc đ án h giá này còn phải xem xét cùng với nhiéu yêu tó khác, dặc biẹt U'| phạm vi vùng nghi có khuyết tật theo chiều dứng, cũng như irên loàn tiết diện ngang cúa cọc

h) Xúc (ÍỊiìh vị trí và p h ạ m vi k h u yế t tật

N g u y ên tắc của việc xác định vị trí và phạm vi k h u y ết tật hì dựa vào sự Iruycn sóng

âm n hư đã trình bày trong hình 2.5

Vùng bống

> Vu n g

bò n g '

K h u y ế t tậ l ờ g iữ a

H ìn h 2.13 : N \u \'ê n /v hô í r i d i h ỉ ĩ ỉ i i i ~

pliúí sièỉi (ỉỉỉì (ìẽ Aííí' (íịỉììi pliciiìì vị kììỉíxéỉ lậỉ

V iệc xác định vị irí khuyết tậl bê tông ihâii cọc (xốp rỗnu, haim hốc, Iiứl aẫv, tha)

đối tiết di ện h a y lẫn b ù n đất .) được ihực hiện trên c ư sò' các biêu dô biến đối lỏe đ(

và phạin vi phân b ố theo chiều sâu của khuyết lật dó ironR phạm vi một inặt cát (tanị: xem xét Kết hợp nhiều m ặt cắt kháo sát có ihế xác định được phạm vi khỏiic 2Ìan ciií khuyết tật T ro n g trường h ọ p cán Ihiêì, sau khi đã xác định được vùníỉ imhi cỏ khiiyế

tật có t h ế d ù n g phương pháp q u é l lia sóim âm iheo cá hai phía đế xác định phạm V

tính được k h o ả n g cách truyền sóim âm (k h o án e cách ỉiiữa 2 đầu do ilico (ỉưòTií: chco)

Sơ đồ b ố trí các đầu đo như ironỵ hình 2.11

r j Xíh cíịnh ciíòrỵ cìộ hê rôn,íỊ thihì cọc

Vạl liệu bé lỏii';, là niỏi iruủno khône đồng nlìàì và đẳng hướng, chất lượns cùa nó phụ tliiiộc vào râì n'iiéu yếu lố nên các đặc iruìm âm học đo được của nó cũng chịu ảnh hươim cua nhiều nb'\n lố Các nhan tô' này là :

- Độ am và lý lệ nước xi mãiie;

- Chiổu (lài đu'ò'n,j: iniyồn;

-1 lình dantỉ và k"ch Ihưót mẫu:

- Độ lớn, thành phần khoání:, tý lộ cấp pliối của chất liệu

C ó llic ih ấ y rõ c;"c anh h ư ỏ n g đ ó q u a c á c kết qiui n íihiêii cứu sau ;

V ã n tố c xu n g (krrỹsec)

2.1 4 : Aỉìlì lìicàìì'-^ của loại vậỉ liệu lủỉìì cất liệií íliô clìO hê íôn^

' ^ỉ cỉỉỉií, ('UỘi sõ i vù (lú \'ỏi) ír o ỉìỊị iịìiU ỉì hệ C ìiú ỉì^ íìộ c liịií ììéỉì

khối lập Ị)lỉif'(yỉ!i' và vận lổc rruyứn AUỈIỈ^

( ị Ị ì c o J H B i u ì ^ e y và S G M i ỉ ỉ a r d , 1 9 9 6 )

H ìn h 2.15 : Ánh hưàiii' củu tỷ lệ lìưóvl.xì niàiìiỊ H ình 2.16 : Ánh liưỏinỊ ( ủa t\’ lệ Iiưới lxi mủinị (0,30 -h0,50) troníỊ quLin hệ iỊÌiĩa CƯỜHÌỊ dộ chịu (0,45 -r-O.ốS) troiìi’ quuìì hệ iỊÌữn í ườniị dộ i lìịu nén R và vận tốc SÓ/IÍỊ dọ c r, R = fị\'i) nén R \’ủ rận tốc sỏìnị lìíịaní’ V , R = f ị l ù

lù àườtiỊỊ tni/ìiỊ hình (Theo A.Galaii - 1990) àiíờiìỊỊ íninỵ hình (Theo A.Gídun - 1990)

W hitehurst (1966) đã xây dựng bảng quan hệ giữa tốc độ xung truyền qua và chất lượng bê tông Ịihư sau :

Bảng 2.5 Quan hệ giữa tốc độ xung và chất lượng bê tỏng Tốc độ xung (m/sec) Đánh giá chất lượiig

Tijou (1984) đã xây dựng mối tương quan giữa cưòfng độ bê tông và vận tốc âm như sau ;

Bảng 2.6 Quan hệ giữa cường độ bê tong và vận tốc âm Vận tốc âm, m/sec Cường độ nén, MPa '''ận tốc âm, m/sec Cường độ nén, MPa

Theo lổng kết từ các kinh nghiệm thực tiễn, tiêu chuẩn Trung Quốc đã đưa ra bảng đánh giá chất lượiig bê tông thân cọc theo vận tốc âm truyền qua như sau ;

Bảng 2.7 Đánh giá chất lượng bê tông thân cọc theo vận tốc âm truyền qua Vận tốc âm

Trong trường hợp cần xác định cường độ bê tông thân cọc khoari nhồi từ các số liệu

- Xây dựng tương quan cường độ vận tốc siêu âm truyền qua cho từng cọc từng độ sâu đổ bê tông trên cơ sở đo đạc ở các mẫu thí nghiệm lấy khi đổ bê tông thân cọc theo từng tuổi bê tông

- Tiến hành đo siêu âm thông qua các lỗ đặt sẵn và suy ra cường độ của bê tông thân cọc

- Nếu không làm được trước các mẫu thí nghiệm như nói ở trên, có thể tiến hành khoan lấy lõi, gia công thành các mẫu nén đổ xác định cường độ và vận tốc siêu âm truyền qua của bê tồng thay đổi theo độ sâu đc xây dựng tương quan nói trên

thử động đơn giản và cho biết

ngay kết quả tại hiện trưòĩig

đ ộ n g th ư ờ n g được h iể u là

d ù n g các c ô n g thức đ ộ n g ch o

các cọc đ ó n g M ô h ìn h c h u n g

củ a tất cả các c ô n g th ứ c đ ộ n g

đơn giản được trìn h b à y tro n g

Nếu th ế n ăn g của b ú a b ằng cô n g sinh ra để cọc thắng sức khJ;ng không đổi của đất R thì ;

T rong đó : W - T rọ n g lượng quả búa

h - C hiều cao rơi búa s- Đ ộ lún của cọc R- Sức k h á n g kliông đối của đất

Đ ể k h ắc p h ụ c sự đơ n giản noá đến m ức thô thiển này, đĩi có nhiềư công thức khác

n hau được xây d ự n g b ằ n g cá^h đưa thêm vào các hệ số thực nghiệm nhằm kể đến các

điều kiện búa, đ ệ m , vật liệu cọc và đất nền khác n h a u để c ố gắng cho được các kết

q u ả phù hợ p với thực t ế (đ ú n g hơ n là phù hợ p với kết quá >hử tĩnh) Đ ã có h àn g trãiĩi công thức thực n g h iệ m n h ư vậy, nhưng nổi tiế n e hơn cả do :'ó sự phù hợp cao, có căn

cứ hợ p lý, nên được sử dụ n g rộng rãi là các công thức E ng in eerin g Nevvs, Hiley và

c â y nhưn<z dòi hỏ i c hi p h í c a o với t hò i s i a n cliLiấn bị k é o dài v à k h ô n s phá i I l I c n à o c ũ n g

thực hicn dirợc do khó khăn vể liến dộ và mặt băng Do vậy đã nẩy sinh nhu cầu tìm

mot cách liếp cặn có co' sở khoa học, lin cậy hưn và cho kôt quá ciiính xác hon khi đóng

c ọ c n ó i c h u n t : v à i h ử đ ộ n g n ó i r i ô n g

Từ cuối thế ký trước, đã cho rằnc hiện tưựnsi đónsỊ cọc được nió phỏng lốt hơn bằng

lý thuyết truyền sóng Lời giai phươnu irình đạo hàm riêns cho sự truyền sóng một ciiiểu dã đuực plìál iriển với các phươim trìnli mỏ tá riêng các phân tích đ ó n s cọc Tuy

n h i è n d o c ó c á c k h ỏ k h ă n khi n i ô tà liệ t h ố n g búa - c ọ c - đất, n ê n c á c kết q u á đạt đ ư ợ c

theo con đường lính toán giai tích râì hụn ctiố Đấii nhữim năm 60 sau khi có máy tính

số, Sinith đã xày dựng một thuật toán và bộ chươim Irình dê xác định các lời íỉiải rời rạc cho sự iniyển sóng ihực tế và đưực aọi là “ phươns trình sóng” iroiìg phân tích đóng cọc Giữa những nãin 60 được sự tài trự cúa Cục Đườna bộ Liên bang Mỹ, Goble, Rausche

\à cár còng sự ờ Viện Công lìghệ Casc đã phái tricn và xây dựng Ihành phần mcm

CAPWAPC với mô hình hệ búa - cọc - dất lièn tục và đuực ứng dụng khá rộim rãi vói tôn gọi là “ Phưưng pháp thử động bien dạng lớn” Tên cọi này xuất phát lừ yêu cầu cơ

bán cúa phiKíiig pháp là phái lác d ộ im m ộ i lực lẽn c ọ c th ích h ợp đ ể g â y b iế n d ạ n g đủ

iớ n , đ ể p h á i h u y đ ư ự c s ứ c k h á i i L ĩ lứ n n h ấ t c L Ìa h ệ c ọ c - đ ấ t

C ác CO' sứ củ a phtrơng p h áp Iiàv là :

Khi một thanh chịu va chạm ở mộl đấu với

mội khối lưọìm thì một vùns nliỏ vật liệu ban

dầu bị Iicn (hình 3.2) Sự nén iiày g;ây nên một

biến dạng E và có một lực F = c (A) E (A là diện

lích ticì diện nsaiiíi, E là inóđun Y o u n s của

hanh), Khi đó F nén đoạn bên cạnh Đổng Ihời

j() vật liệu bị Iicn nên gây ra sự chuyến dộng cúa

;ác phần lử, Do đó chúim la nói về tốc độ hạt LI

rong thanh Klii cho mộl phần tứ có khối lưọìm

11 niột tốc độ trons một khoáne ihời sian At, thì

)liần tử đó sẽ được cia tốc và íiây nên một lực

U ủ t

^ C.M ; c = Ậ = 5

i L C A t

Hình 3.2: Tính ỉỳ ỉệ

quán tính (u/At)m Lực q uán tính này cân bằng với lực biến dạng, vì được đặt troriiĩ thờigian gia tốc p hần tử nên biến dạng sẽ được truyền với tốc độ nhất định c, được gọi là tốc

độ sóng ứng suất (m/s)

X ét trên hình 3.2, m ặt sóng sẵn sàng truyền từ m ột điểm đang đứng yên Trong

điểm này bị nén, đ iểm dịch ch u y ển m ột đoạn ô

Biến d ạng này được gây bởi m ột biến d ạng trên k h o ản g AL do đó :

Q uan hệ này có thể m ở rộng để chứa ứng suất ơ

hoặc lực F

H ằng số tỷ lệ E A /c thường được gọi là trở k h áng (ký hiệu là z) vì nó là lực m à cọc

V í dụ 1 : M ộ t cọc bị m ột vật cứng đập vào với tốc độ 3m/s Hỏi lực lớn nhất khi cọc

2.2 Tốc độ sóng

Bây giờ ta xét hình 3.3 và sự cân bằng giữa lực ;