Đây là mẫu phương án thí nghiệm nén tĩnh cọc bê tông cốt thép phục vụ cho xây dựng. Áp dụng cho các phòng thí nghiệm LAS XD, các nhà thầu thi công, tư vấn giám sát và chủ đầu tư công trình. Phương án thí nghiệm này áp dụng tiêu chuẩn thí nghiệm nén tĩnh cọc bê tông cốt thép mới nhất TCVN 9393 2012
Trang 1
ph¬ng ¸n ThÝ nghiÖm NÐn t¶i träng tÜnh däc trôc
kiÓm tra søc chÞu t¶I cäc BTCT
CÔNG TRÌNH:
ĐỊA ĐIỂM:
I GIỚI THIỆU CHUNG
Công trình có giải pháp thiết kế móng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn với tiết diện 200x200 mm
Mục đích công tác thí nghiệm nén thử tải trọng tĩnh cọc bê tông cốt thép trong công trình nhằm xác định khả năng chịu tải thực tế của cọc, qua đó đánh giá khả năng làm việc lâu dài của cọc trong công trình
- Cọc được thiết kế có tải trọng tính toán là Ptt = 20 tấn
- Tải trọng thí nghiệm là 40 tấn (bằng 200% tải trọng tính toán của cọc)
- Số lượng các cọc thí nghiệm là 03 cọc (được định vị trên mặt bằng móng) bao gồm:
Cọc thí nghiệm số 1: Cọc số 3
Cọc thí nghiệm số 2: Cọc số 12
Cọc thí nghiệm số 3: Cọc số 23
- Quy trình thí nghiệm thực hiện theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9393 : 2012
II PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM
1 Cọc trong công trình được thí nghiệm bằng phương pháp: nén tải trọng tĩnh dọc trục
2 Thí nghiệm được thực hiện theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9393 : 2012
3 Phương pháp thí nghiệm: là phương pháp duy trì tải trọng thí nghiệm tĩnh dọc trục trên đầu cọc thử trong từng cấp tải thí nghiệm
III HỆ THỐNG THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM
1 Cọc thí nghiệm tải trọng tĩnh được tiến hành bằng phương pháp chất đối trọng trước
2 Hệ thí nghiệm
2.1 Hệ đối trọng:
Hệ đối trọng sử dụng trong công trình là một hệ bao gồm nhiều cục bê tông cốt thép đúc sẵn có trọng lượng 5 - 7 tấn/cục và được xếp thành khối trên một hệ dầm
Trang 2
thép Hệ đối trọng bao gồm nhiều cục BTCT đúc sẵn có trọng lượng được chất tải tính bằng 1,2 tải trọng thí nghiệm
Hệ dầm giá chất tải hệ thí nghiệm: là một hệ bao gồm nhiều dầm thép hình chữ I liên kết với nhau đặt trên hệ gối đỡ Dầm truyền lực chính là một hệ 02 dầm thép I - 500mm gia cường hộp Dầm phụ chất tải là một hệ nhiều dầm I - 500mm đặt trên hệ gối đỡ Hệ dầm này được tính toán đủ chịu lực và không biến dạng khi chất tải cũng như trong suốt quá trình thí nghiệm
Hệ gối đỡ: Là một hệ bao gồm nhiều tấm bê tông cốt thép đúc sẵn đặt trên nền đất
có tác dụng đỡ hệ dầm chất tải Hệ gối phải được tính toán đủ tiết diện đảm bảo không gây lún khi chất tải trọng phục vụ thí nghiệm, không gây ảnh hưởng đến sự làm việc của cọc cũng như các thiết bị khác trong quá trình thí nghiệm
2.2 Hệ thống gia tải:
Hệ thống gia tải thí nghiệm trong công trình sử dụng kích thuỷ lực có sức nâng 100 tấn đã được kiểm định và cấp giấy phép cho phép sử dụng Hệ kích này được đặt trên đầu cọc thí nghiệm, trục của kích nén trùng với trục của cọc thí nghiệm Trên đầu kích có bộ phận tự điều chỉnh đảm bảo cho việc truyền lực nén luôn dọc theo trục cọc thí nghiệm
Hệ thống đo lực: Hệ thống đo lực sử dụng đồng hồ thuỷ lực có dải đo 0-40MPa Đồng hồ đã được kiểm định và cấp giấy phép sử dụng Lực nén tác động lên đầu cọc thí nghiệm được tính thông qua số đọc đồng hồ thuỷ lực và hệ số sức nâng của kích thuỷ lực
Hệ bơm dầu thuỷ lực: Hệ thống bơm dầu thuỷ lực được gắn liền với kích thuỷ lực và cung cấp dầu vào kích nhằm điều chỉnh sức nâng của kích theo ý muốn
2.3 Hệ thống đo biến dạng:
Hệ thống đo biến dạng bao gồm 2 đồng hồ đo lún có dải đo 0-50 mm, có độ chính xác 0,01mm gắn chặt lên thân cọc thí nghiệm thông qua một hệ gá đỡ và gông thép
Hệ gá đỡ đồng hồ đo lún: Là hệ gá đỡ có chân từ tính bằng nam châm vĩnh cửu gắn chặt vào hệ gông thép gắn trên đầu cọc thí nghiệm
Hệ gông đầu cọc: Hệ này được chế tạo bằng 1 khung thép hình đủ cứng và gắn chặt vào thân cọc bằng bulông, không bị ảnh hưởng của hệ thống gia tải nằm trên đầu cọc
Hệ thống mốc chuẩn: Hệ thống mốc chuẩn dùng trong công trình là một hệ thép hình được chôn chân bằng bê tông Độ cứng của hệ mốc chuẩn đảm bảo không bị biến dạng trong quá trình thí nghiệm và không chịu ảnh hưởng do các tác động bên ngoài
Trang 3
IV QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
1 Thí nghiệm nén thử tải trọng tĩnh cọc BTCT tiết diện 200x200 mm trong công trình được tiến hành theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 9393 : 2012
2 Cọc được thiết kế yêu cầu thí nghiệm với tải trọng 40 tấn (bằng 200% tải trọng tính toán của thiết kế)
3 Cọc đã đủ thời gian "nghỉ" theo quy định của qui phạm (07 ngày theo yêu cầu của tiêu chuẩn Việt Nam)
4 Phương pháp gia tải:
Kiểm tra hoạt động của thiết bị thí nghiệm và tạo tiếp xúc tốt giữa thiết bị và đầu cọc: trước khi tiến hành thí nghiêm, các đồng hồ đo lún được điều chỉnh về 0, gia tải trước được thực hiện bằng cách tác động lên đầu cọc 5% tải trọng thiết kế, giữ tải trọng này trong thời gian 10 phút sau đó hạ tải về 0 và không hiệu chỉnh đồng hồ đo lún về 0, các giá trị hiện có của đồng hồ được ghi thành số đọc ban đầu khi tải trọng thí nghiệm bằng 0 tấn
Tải trọng thí nghiệm được chia làm nhiều cấp tải theo qui định, mỗi cấp tải không lớn hơn 25% tải trọng tính toán của thiết kế
Gia tải thí nghiệm: Tải trọng thí nghiệm được gia tải theo theo hai chu trình thí nghiệm
Chu trình I: các cấp tải trọng lần lượt tăng 25%, 50%, 75%,100% tải trọng thiết
kế Mỗi cấp tải được duy trì và theo dõi trong thời gian tối thiểu là 1 giờ và đạt độ lún ổn định quy ước nhưng không duy trì vượt quá hai giờ, riêng cấp tải trọng 100% tải trọng tính toán của thiết kế được quan sát trong 6 giờ (tải trọng 20 tấn) Sau đó tải trọng được giảm theo các cấp 50%, 0% tải trọng thiết kế, khi hạ tải, thời gian quan sát cho mỗi cấp tải trong 30 phút
Chu trình II: các cấp tải trọng lần lượt tăng: 25%, 50%, 75%, 100% tải trọng thiết.
kế và được quan sát, duy trì trong 30 phút, tiếp tục tăng tải trọng lên các cấp 125%, 150%, 175%, 200% tải trọng tính toán của thiết kế và được duy trì, theo dõi trong thời gian tối thiểu là 1 giờ nhưng không duy trì vượt quá 2 giờ Riêng cấp 200% tải trọng thiết
kế được duy trì quan sát trong 12 giờ và đạt độ lún ổn định quy ước Sau đó giảm tải trọng thí nghiệm, các bước giảm tải trọng thí nghiệm được tiến hành theo thứ tự 150%, 100%, 50%, 0% tải trọng thiết kế Mỗi cấp giảm tải được theo dõi trong thời gian 30 phút, riêng cấp tải trọng 0% tải trọng thiết kế được theo dõi trong 1 giờ hoặc có thể kéo dài hơn nhưng không quá 6 giờ
BẢNG QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM
Theo TCVN 9393 - 2012
Cấp tải trọng
Thí nghiệm Thời gian duy trì tải trọng thí
nghiệm lên đầu cọc thử Thời gian theo dõi và ghi chép số liệu thí nghiệm
CHU TRÌNH I
Trang 4
25% 5.00 Tối thiểu là 1 giờ và đạt độ lún ổn
định qui ước nhưng không quá 2 giờ Ghi kết quả ở các thời điểm1’,10’, 20’, 30’,45’ và 60’,
100% 20.00
Duy trì trong 6 giờ và đạt độ lún ổn định qui ước Ghi kết quả ở các thời điểm1’,10’,20’,30’,45’,60’,120’,180
’,240’, 300’ và 360’
50% 10.00 30 phút Ghi kết quả ở các thời điểm
1’,10’, 20’ và 30’
0% 0.00 Duy trì trong 1 giờ nhưng cũng có thể kéo dài hơn nhưng không quá 6h Ghi kết quả ở các thời điểm 1’,10’, 20’, 30’, 45’ và 60’,
CHU TRÌNH II
10’, 20’ và 30’
125% 25.00 Tối thiểu là 1 giờ và đạt độ lún ổn
định qui ước nhưng không quá 2 giờ Ghi kết quả ở các thời điểm1’,10’, 20’, 30’,45’ và 60’,
200% 40.00
Duy trì đến 12 giờ và đạt độ lún ổn định qui ước Ghi kết quả ở các thời điểm1’,10’,20’,30’,45’,60’,120’,180
’,240’,300’, 360’, … 150% 30.00 30 phút Ghi kết quả ở các thời điểm1’,10’, 20’ và 30’.
0% 0.00 Duy trì trong 1 giờ nhưng cũng cóthể kéo dài hơn nhưng không quá 6h Ghi kết quả ở các thời điểm1’,10’, 20’, 30’, 45’ và 60’,…
Thời gian ghi chép kết quả như sau: ghi giá trị đầu tiên ngay sau khi tăng tải, ghi kết quả thứ 2 sau 10 phút, kết quả thứ 3 sau 20 phút, kết quả thứ tư sau 30 phút, kết quả thứ 5 sau 45 phút, kết quả thứ sáu sau 60 phút, Từ giờ quan sát thứ 2, ghi kết quả 30 phút 1 lần, giờ thứ 3 trở đi cứ 60 phút ghi 1 lần
Độ lún ổn định quy ước: Độ lún của cọc được gọi là ổn định quy ước khi:
Tốc độ chuyển vị lún của cọc không được quá 0.25mm/1h đối với cọc chống vào lớp đất hòn lớn, đất cát và đất sét từ dẻo đến cứng
Tốc độ chuyển vị lún của cọc không vượt quá 0.10mm/1h đối với cọc ma sát trong đất sét dẻo mềm đến dẻo chảy
Cọc thí nghiệm được xem là bị phá hoại khi:
Khi chưa đạt tới tải trọng thí nghiệm lớn nhất mà tổng chuyển vị lún của cọc đã vượt quá 20 mm (10% đường kính hoặc chiều rộng cọc thí nghiệm theo qui phạm)
Trang 5
Vật liệu cọc bị phá hoại trong quá trình thí nghiệm
Thí nghiệm được xem là kết thúc khi:
Đạt mục tiêu thí nghiệm theo phương án
Cọc thí nghiệm bị phá hoại (bao gồm phá hoại vật liệu cọc hoặc phá hoại đất nền)
Thí nghiệm phải tạm dừng nếu phát hiện thấy:
Các mốc chuẩn đặt sai, không ổn định hoặc bị phá hỏng
Kích hoặc thiết bị đo không hoạt động hoặc không chính xác
V BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG
1 Công tác chuẩn bị thí nghiệm: Công tác này bao gồm nhiều bước tiến hành tuần tự nhằm phục vụ tốt cho công tác thí nghiệm Các bước chuẩn bị bao gồm:
a) Kiểm tra và gia cố đầu cọc thí nghiệm: việc kiểm tra và gia cố đầu cọc thí nghiệm phải tuân theo quy định của tiêu chuẩn TCVN 9393 - 2012
Khi ra hiện trường kiểm tra, các cọc thí nghiệm đã đạt yêu cầu để tiến hành thí nghiệm và đã được gia cố lại mặt cọc theo yêu cầu của thiết kế
Kiểm tra độ nghiêng của cọc so với tiêu chuẩn cho phép đối với cọc thí nghiệm, tất cả các cọc thí nghiệm đều đã đạt yêu cầu về sai số độ nghiêng (nằm trong phạm vi sai số cho phép -1% chiều dài cọc)
b) Kiểm tra hệ thống thiết bị thí nghiệm:
Hệ thống thiết bị thí nghiệm khi chuyển đến công trình phải được kiểm tra chặt chẽ trước khi đưa vào sử dụng Kích thuỷ lực phải được kiểm tra sức nâng, các đồng hồ được kiểm tra về độ nhạy
Hệ thống đối trọng phải kiểm tra về tổng tải trọng đảm bảo vượt tối thiểu bằng 1,3 lần tải trọng dự kiến thí nghiệm
Kiểm tra mức độ an toàn của hệ dầm giá chất tải và hệ gối đỡ
c) Chất tải phục vụ thí nghiệm:
Việc chất đối trọng phục vụ công tác thí nghiệm được thực hiện bằng cần trục ô tô có sức nâng 16 tấn
Việc lắp đặt các tấm gối đỡ phải đảm bảo theo quy định của quy phạm để đảm bảo không gây ảnh hưởng tới sự làm việc của cọc trong quá trình thí nghiệm đến hệ mốc chuẩn và các thiết bị khác (khoảng cách từ cọc thí nghiệm đến điểm gần nhất của các gối
kê lớn hơn 3D nhưng trong mọi trường hợp không nhỏ hơn 1.5m - D là đường kính hoặc chiều rộng tiết diện cọc)
Trang 6
Sau khi lắp đặt xong hệ gối đỡ, tiến hành việc xếp hệ dầm chất tải Hệ dầm này phải được kiểm tra các liên kết đảm bảo chắc chắn trước khi tiến hành chất đối trọng
Chất đối trọng: khi chất đối trọng bê tông lên giá thép, các khối bê tông được liên kết với nhau (dạng xếp kiêu gạch) thành khối vững chắc, đảm bảo an toàn khi thí nghiệm Lắp đặt ống dẫn truyền lực (cọc giả) lên đầu cọc thí nghiệm đảm bảo đồng trục với trục cọc thí nghiệm nếu cần
Sau khi tiến hành kết thúc quá trình chất đối trọng phục vụ thí nghiệm, cán bộ kỹ thuật phụ trách thí nghiệm kiểm tra tính ổn định của toàn bộ hệ thống thiết bị thí nghiệm lần cuối cùng trước khi tiến hành thí nghiệm
2 Tiến hành công tác thí nghiệm: Công tác thí nghiệm chỉ được tiến hành sau khi đã hoàn tất các bước nêu trên
a) Sau khi chuẩn bị xong đầu cọc thí nghiệm phải báo cho chủ đầu tư, tư vấn giám sát công trình kiểm tra cọc đủ điều kiện tiến hành thí nghiệm mới được chuyển sang bước thi công tiếp theo
b) Sau khi thực hiện xong phần việc nêu trong điều 1.c ở trên, cán bộ thi công công trình
có trách nhiệm thông báo cho chủ đầu tư, đơn vị tư vấn thiết kế và đơn vị tư vấn giám sát biết mới được tiến hành thí nghiệm
c) Việc tiến hành thí nghiệm được thực hiện theo quy trình nêu trong điều IV-4 đã nêu ở trên d) Việc thí nghiệm phải được tiến hành liên tục cho đến khi kết thúc thí nghiệm Khi có
sự cố hoặc có những bất thường trong quá trình thí nghiệm, kỹ thuật thi công công trường
có trách nhiệm thông báo kịp thời cho chủ đầu tư, đơn vị thiết kế và tư vấn giám sát để có biện pháp xử lý thích hợp
e) Các số liệu ghi chép phải đầy đủ, rõ ràng không tẩy xoá và được chuyển về văn phòng
xử lý kịp thời
f) Nhân lực bố trí thí nghiệm: Trong mỗi hệ thí nghiệm bố trí 02 người theo dõi ( 01 kỹ thuật viên ghi chép kết quả, 01 công nhân phụ việc)
g) Phải dùng bạt che chắn khu vực thí nghiệm tránh các ảnh hưởng của thời tiết cũng như các tác động khác từ bên ngoài ảnh hưởng tới kết quả thí nghiệm
VI BIỆN PHÁP AN TOÀN LAO ĐỘNG
1 Nghiêm cấm những người không có trách nhiệm, nhiệm vụ đi lại hoặc có mặt trong phạm vi mặt bằng đang thi công
2 Khi cẩu đang hoạt động, nghiêm cấm tất cả mọi người đi lại hoặc đứng trong tầm hoạt động của cẩu
Trang 7
3 Khi làm việc trên cao, công nhân vận hành phải có những thiết bị an toàn theo quy định an toàn lao động
4 Kỹ thuật viên phụ trách phải thường xuyên kiểm tra mức độ an toàn của thiết bị tham gia thi công: Cẩu, móc của đối trọng, móc cẩu, cáp cẩu, gối kê chân cẩu, gối kê hệ đối trọng, mức độ an toàn và ổn định của hệ giàn dầm thép chất đối trọng
5 Sau khi hoàn tất việc chất đối trọng phục vụ công tác thí nghiệm, kỹ thuật viên công trình phải kiểm tra một lần cuối, nếu đảm bảo an toàn mới được tiến hành các công việc tiếp theo
6 Nghiêm cấm tất cả mọi người không có trách nhiệm sử dụng các thiết bị thí nghiệm Chỉ kỹ thuật viên được chỉ định thí nghiệm mới được phép sử dụng các dụng cụ nói trên
VII CÔNG TÁC TỔNG HỢP TÀI LIỆU LẬP BÁO CÁO VÀ TIẾN ĐỘ THỰC HIỆN
1 Công tác tổng hợp tài liệu và tính toán kết quả phải được tiến hành ngay sau khi kết thúc thí nghiệm hiện trường
a) Các số liệu thí nghiệm của từng cọc thí nghiệm được chuyển về văn phòng để tổng hợp và tính toán kết quả thông báo cho thiết kế chậm nhất không quá 3 ngày kể từ ngày kết thúc thí nghiệm cây cọc đó
b) Việc tổng hợp viết báo cáo kết quả thí nghiệm được thực hiện ngay sau khi kết thúc thí nghiệm cọc cuối cùng, giao nộp chậm nhất sau 03 ngày cho chủ đầu tư và thiết kế
2 Sau khi thí nghiệm đến tải trọng lớn nhất phải thông báo cho chủ đầu tư, tư vấn giám sát đến nghiệm thu tại hiện trường mới được phép hạ tải trọng thí nghiệm
3 Phải có biên bản nghiệm thu thí nghiệm hiện trường cho từng cọc thí nghiệm có đầy
đủ chữ ký của các bên liên quan ngay sau khi kết thúc thí nghiệm
4 Sau khi tiến hành xong công tác thi công hiện trường phải tiến hành giải phóng mặt bằng trả cho đơn vị thi công giai đoạn sau