Đe cuong thi nghiem cọc khoan nhồi cầu Tân Phong

- Đầu cọc phải được gia cố bằng bê tông mác C35 và tăng cường lưới thép * Gắn đầu đo lên cọc: - Từng cặp đầu đo gia tốc hoặc ứng suất được gắn lên chính 2 mặt đối diện của cọc khoan nhồ

ĐỀ CƯƠNG THÍ NGHIỆM CỌC KHOAN NHỒI

PHƯƠNG PHÁP BIẾN DẠNG LỚN (PDA)

CÔNG TRÌNH: CẦU TÂN PHONG TỪ KM101+506.84 – NH.21B – TỈNH NAM ĐỊNH

1 Căn cứ

Các Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng:

- ASTM - D4945 (USA) Tiêu chuẩn thử động biến dạng lớn

- TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu

2 Mục tiêu

- Thử động cọc theo phương pháp biến dạng lớn (PDA) nhằm xác định khả năngchịu tải của cọc theo đất nền bao gồm: Sức chịu tải tổng cộng, các thành phần sức chống

ở mũi cọc và ma sát thành bên của cọc đóng hoặc cọc khoan nhồi

- Kiểm tra độ đồng nhất và xác định khuyết tật của bê tông cọc khoan nhồi, phục vụcho công tác đánh giá chất lượng thi công cọc khoan bằng phương pháp không phá hoại

3 Yêu cầu

- Thiết bị kiểm tra chất lượng phải đảm bảo độ chính xác, đáp ứng được các yêu cầu

cụ thể về yêu cầu kỹ thuật của công trình

- Cán bộ thực hiện việc kiểm tra phải có kinh nghiệm, phải tuân thủ nghiệm túc cácyêu cầu của dự án

4 Nội dung thí nghiệm thử tải PDA

4.1 Thiết bị

* Thiết bị đo thử tải PDA :

Sử dụng thiết bị đồng bộ Pile Driving Analyzer (PDA) của bao gồm :

- Máy đo ứng suất, gia tốc

- 2 đầu đo gia tốc, 2 đầu đo biến dạng và hệ thống cáp dẫn

- Dây cáp dẫn kết nối với chiều dài 50.0m

- Chương trình phần mềm xử lý CAPWAP chạy trong Windows

- Máy tính chuyên dụng kèm theo

* Thiết bị thử động :

- Cẩu 25-50 tấn, búa thử động trọng lượng búa 12 tấn

- Chiều cao rơi H của búa phụ thuộc vào tải trọng thí nghiệm yêu cầu (P), tảitrọng này do thiết kế quy định

* Thiết bị quan trắc chuyển vị lún: Máy thuỷ bình.

4.2 Trình tự và phương pháp tiến hành : Được thực hiện theo các bước sau.

4.2.1 Lắp đặt thiết bị đo và công tác chuẩn bị

* Chuẩn bị cọc:

- Cọc thử phải có bề mặt nhẵn, phẳng, chiều cao từ đỉnh cọc đến mặt đất xungquanh từ 1.5 m đến 2.0 m

- Đầu cọc phải được gia cố bằng bê tông mác C35 và tăng cường lưới thép

* Gắn đầu đo lên cọc:

- Từng cặp đầu đo gia tốc (hoặc ứng suất) được gắn lên chính 2 mặt đối diện của

cọc khoan nhồi tại vị trí phía dưới cách đầu cọc (nơi trực tiếp nhận năng lượng xung

kích của búa) từ 2.25  3.0 m

- Phương pháp gắn đầu đo:

 Khoan các lỗ 10 trên các mặt đối diện của bê tông cọc

 Liên kết đầu đo vào cọc bằng các bu lông chuyên dụng thông qua các lỗkhoan

* Lắp đặt, nối cáp với đầu đo và máy đo :

Để đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, máy đo được bố trí các vị trí thí nghiệm ítnhất là 10  15m

4.2.2 Tiến hành thử tải trọng động

* Tính toán chiều cao búa rơi

- Theo tiêu chuẩn ASTM D4945-00 chiều cao búa rơi được khuyến nghị chọntrong khoảng 1 - 3.5m, nhưng có thể tăng chiều cao búa rơi khi được sự cho phépcủa tư vấn

- Theo tiêu chuẩn trọng lượng búa được chọn trong khoảng 1-2% tải trọng thínghiệm

- Đơn vị thí nghiệm đề nghị sử dụng búa G = 12 tấn

* Phương pháp tính: (theo TCVN 9394:2012)

- Thả búa rơi tự do xuống đầu cọc khi thí nghiệm bằng phương pháp PDA

- Sử dụng cần cẩu để nâng búa khối lượng G = 12000Kg lên cách đầu cọc Hi(m)

- Năng lượng của một búa là E = G x Hi (T.m)

- Chiều cao rơi thấp nhất của búa là Hmin = Emin/G.

Emin phải thoả mãn điều kiện:

Mỗi nhát búa đóng xuống đầu cọc sẽ được thiết bị tự động đo và ghi nhận các thông

số sau :

+ Năng lượng xung kích của búa truyền lên cọc (EMX)

+ Sức chịu tải của cọc tại vị trí tương ứng (RMX)

+ Lực lớn nhất đầu cọc (FMX)

+ Ứng suất kéo (nén) lớn nhất xuất hiện trong bê tông cọc (CSX-TSX)

+ Độ nguyên dạng của cọc trong quá trình đóng (BETA)

Toàn bộ các thông số trên của tất cả mọi nhát búa trong quá trình thử động cọc sẽđược lưu trữ trong bộ nhớ của thiết bị đo

- Việc kiểm tra cao độ của cọc so với yêu cầu của thiết kế được thực hiện bằng máythuỷ bình thông qua các vạch đã được đánh dấu bằng sơn trên đầu cọc

Sau khi hoàn thành thử động tại hiện trường tiến hành phân tích số liệu bằng phầnmềm CAPWAP

- Kết quả cung cấp bao gồm :

(1) Sức chịu tải tổng cộng tạm thời P1 của cọc tại cao độ hiện tại ứng với quátrình đóng đi, trong đó được phân ra 2 thành phần : ma sát thành bên vàsức chống mũi cọc

(2) Độ chối e1 tương ứng với sức chịu tải P1

(3) Độ nguyên vẹn của cọc

Khối lượng công tác thử cọc bằng phương pháp PDA tại các hạng mục trong côngtrình theo bảng như sau:

4.2.3 Khối lượng công tác thí nghiệm biến dạng lớn (PDA)

Công tác thí nghiệm bằng phương pháp PDA được xác định theo bảng tổng hợpnhư sau:

Bảng 1: Khối lượng công tác thí nghiệm động PDA

STT Hạng mục công

trình

Số lượng cọc thí nghiệm

Đường kính (mm)

Sức kháng cọc đơn dự kiến (T)

Các ký hiệu:

RMX - Case Static Capacity field estimate (J = 0, 5)

Giá trị RMX đo được tại J = 0,5FMX - Maximum measured pile top force

Lực lớn nhất đo được do búa tác dụng lên đầu cọcEMX - Maximum energy transmitted past the gausses

Năng lượng lớn nhất thu đượcCSX - Maximum compressive stress at pile top

ứng suất nén lớn nhất thu được tại đầu cọcBLOW NO - Nhát búa số ( dùng để phân tích Capwap)

SKIN - Total resistance contributed by Skin Friction

TỔNG SỨC KHÁNG MA SÁT THÀNH BÊN CỦA CỌCTOE - Total resistance contributed by End Bearing

TỔNG SỨC KHÁNG MŨI CỌCTOTAL - Total resistance contributed by Pile

SỨC CHỊU TẢI TỔNG CỘNG CỦA CỌCPILE INTEGRITY - Độ nguyên dạng của cọc

6 Tiến độ thực hiện thí nghiệm

Tổng thời gian thực hiện công tác thí nghiệm kiểm tra sức chịu tải của cọc khoannhồi bằng phương pháp PDA là: 04h00’/cọc

Bảng tiến độ thực hiện công tác thí nghiệm PDA cho 01 cọc

STT Tên thiết bị Ghi chú

2 02 đầu đo gia tốc

3 02 đầu đo biến dạng

ĐỀ CƯƠNGTHÍ NGHIỆM CỌC KHOAN NHỒI

BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM

CÔNG TRÌNH: CẦU TÂN PHONG TỪ KM101+506.84 – NH.21B – TỈNH NAM ĐỊNH

1 Căn cứ

Các Tiêu chuẩn kỹ thuật áp dụng:

TCVN 9396:2012 Cọc khoan nhồi – Xác định tính đồng nhất của bê tông – Phươngpháp xung siêu âm

2 Nguyên lý của phương pháp

Phương pháp siêu âm xác định tính đồng nhất của bê tông dựa trên đặc điểm của quátrình truyền sóng siêu âm trong vật liệu Vật liệu có cấu tạo càng đặc chắc, tốc độ lantruyền sóng siêu âm trong chúng càng lớn Đối với bê tông đặc chắc, tốc độ lan truyềncủa sóng siêu âm trong khoảng 3000÷4500 m/s phụ thuộc vào thành phần, cấp phối củacốt liệu

Trong thí nghiệm siêu âm hai đầu dò (một phát và một thu sóng siêu âm) được thảsong song luôn cùng độ cao suốt chiều dài cọc theo các ống siêu âm đặt sẵn dọc thân cọctrước khi đổ bê tông tạo cọc Thời gian truyền sóng qua vật liệu cọc giữa hai đầu dò được

đo liên tục trong quá trình thả đầu dò Tốc độ truyền sóng siêu âm qua tiết diện cọc dọctheo chiều dài cọc được xác định khi biết khoảng cách giữa hai đầu dò (chính là khoảngcách giữa hai ống siêu âm đã đặt sẵn), ống siêu âm thả đầu dò có đường kính theo bản vẽthiết kế quy định Các cọc khoan nhồi D1500 đặt sẵn 04 ống siêu âm tương ứng 06 mặtcắt/cọc Dựa vào trị số tốc độ truyền sóng siêu âm, biết được chất lượng bê tông cọc.Phương pháp siêu âm cọc theo tiêu chuẩn TCVN 9396:2012

3 Thiết bị thí nghiệm

Thiết bị thí nghiệm siêu âm gồm các bộ phận chính như sau:

- Các đầu dò (đầu thu và đầu phát máy siêu âm)

- Bộ vi xử lý cho phép điều khiển tiến hành đo, lưu giữ, chuyển đổi và hiển thịtrực tiếp số liệu đo

- Phần mềm xử lý, tính toán kết quả

4 Thí nghiệm, chỉnh lý và báo cáo kết quả

Các công việc cần thiết phải thực hiện cho mỗi thí nghiệm siêu âm:

- Chuẩn bị và kiểm tra toàn bộ thiết bị

- Vận chuyển toàn bộ thiết bị tới hiện trường.

Các công việc phải thực hiện tại hiện trường:

- Chuẩn bị đầu cọc: cắt đầu ống siêu âm, bơm đầy nước vào ống, rửa sạch các chấtbẩn trong ống Thử độ thông suốt của các ống siêu âm từ trên theo suốt chiều sâu cọc Đochiều dài thân cọc bằng thước, đánh số và sơ họa vị trí ống siêu âm

- Lắp ráp thiết bị, nối nguồn điện, thử cho đến khi bộ vi xử lý sẵn sàng làm việc

- Xác định mặt cắt cần đo, vào các thông số liên quan đến nhận dạng mặt cắt, têncọc đường kính cọc, chiều dài cọc, tên công trình, tên mố, trụ cần kiểm tra…

- Thả hai đầu dò từ trên xuống theo hai ống siêu âm với tốc độ đều sao cho 2 đầu dòluôn ở cùng một độ cao Theo dõi số liệu hiển thị trên màn hình, điều chỉnh các thangthời gian, tần số để thu được hình ảnh rõ nhất Khi điều chỉnh các thông số hợp lý Theodõi hiển thị trên màn hình, đánh dấu các vị trí nghi ngờ có biểu hiện khuyết tật

- Khi nghi ngờ cần lặp lại thao tác tại vị trí đó cho đến khi rõ ràng nhất

- Đánh giá sơ bộ kết quả siêu âm, lưu toàn bộ số liệu vào máy và thẻ nhớ

- Tháo dỡ vận chuyển thiết bị ra khỏi công trường về phòng thí nghiệm

Các công việc tại phòng thí nghiệm:

- Đưa số liệu vào máy tính

- Phân tích xử lý các số liệu thu được bằng phần mềm thích hợp chuyên dụng, lập

hồ sơ cho từng mặt cắt của từng cọc thí nghiệm

- Lập báo cáo kết quả, in ấn và chuyển giao kết quả

5 Đánh giá kết quả thí nghiệm

Kết quả thí nghiệm siêu âm được thể hiện trên biểu đồ thời gian truyền sóng siêu âmtheo chiều dài cọc trên từng mặt cắt tiết diện cọc Chất lượng cọc được đánh giá theo tiêuchuẩn TCVN 9396:2012:

Mức độ suy giảm của vận tốc truyền xung siêu âm tại điểm nào đó trên thân cọc:

Chất lượng cọc Mức độ suy giảm vận tốc (%)

6 Thiết bị siêu âm hiện đang sử dụng tại Phòng thí nghiệm công trình giao thông LAS-XD 72 – Trường Đại học Công nghệ Giao thông vận tải:

- Tên thiết bị: Máy siêu âm chuyên dụng Crosshole Sonic Logging do hãng OlsonInstrument sản xuất.

- Nước sản xuất: Mỹ

- Các bộ phận gồm:

 Máy chính và máy tính đi kèm có hệ thống thu và hiển thị dữ liệu

 Hai đầu phát và thu dữ liệu được nối với máy tính bằng hai cuộn dây cáp

 Bộ thiết bị đo độ sâu

 Thiết bị ghi lưu trữ số liệu với phần mềm xử lý và màn hình hiển thị

ĐỀ CƯƠNG THÍ NGHIỆM CỌC KHOAN NHỒI

BẰNG PHƯƠNG PHÁP KHOAN MÙN ĐẦU CỌC

CÔNG TRÌNH: CẦU TÂN PHONG TỪ KM101+506.84 – NH.21B – TỈNH NAM ĐỊNH

1 Mục đích

Công tác khoan kiểm tra được thực hiện trên các cọc nhằm xác định các yêu cầu sau:

- Chiều sâu, chiều dày của lớp bê tông mũi cọc

- Bề dày của lớp mùn lắng trong quá trình thi công móng cọc

- Kiểm tra cường độ bê tông mũi cọc

- Kiểm tra nền mũi cọc

- Chiều dài cần khoan : 0.5 đến 5.0 m

- Công suất động cơ : 15 KW

- Công suất thuỷ lực : 3.0 tấn

- Đưa thiết bị khoan đến công trường, vận chuyển vào vị trí cọc cần khoan Lắp đặtống khoan phù hợp, hạ ống khoan xuống đáy cọc Tiến hành khoan để lấy mẫu bê tông vàmùn lắng dưới đáy cọc Chiều sâu khoan xuống dưới mũi cọc ít nhất là 0.6m

- Đưa mẫu khoan lên mặt đất để kiểm tra mùn lắng đáy cọc

- Đánh dấu các mẫu bê tông, cho vào khay đựng, sắp xếp mẫu bê tông theo thứ tựkhoan được Chụp ảnh mẫu bê tông để lưu trữ.

- Tiếp tục khoan các cọc khác như trên

- Các mẫu bê tông khoan được sẽ mang về để gia công theo tiêu chuẩn thích hợp,sau đó tiến hành thí nghiệm kiểm tra cường độ bê tông

5 Gia công mẫu khoan bê tông

- Sử dụng ống khoan có đường kính D = 91mm, mẫu bê tông khoan được có đườngkính khoảng 6875mm Trường hợp ống khoan đặt sẵn có thể bị cong sử dụng ốngkhoan D = 76mm, mẫu khoan thu được có đường kính khoảng 5560mm Gia công mẫu

để đạt được kích thước tiêu chuẩn D ≤ L ≤ 2D (L là chiều dài mẫu, D là đường kính mẫu)

- Sau khi có mẫu chuẩn, tiến hành capping đầu mẫu, tạo mặt phẳng để thí nghiệm

- Ép mẫu khoan bê tông theo TCVN 3118:1993

6 Báo cáo kết quả khoan

Kết quả khoan sẽ được lập thành báo cáo với đầy đủ các thông số kỹ thuật về thiết

bị, vị trí khoan (Tên dự án, công trình, trụ, mố, cọc ), ngày khoan, kết quả ép mẫu bêtông

7 Đánh giá kết quả ép mẫu khoan theo AASHTO T24 hoặc ASTM

Outline Testing bored piles using the pile dynamic

analysis (pda) method

Work: Tan Phong bridge - Km101+506.84 – NH.21B - Nam Dinh province

1 the basis to establish test outline

Applied technical standards:

- ASTM - D4945 (USA) Standard for pile dynamic analysis

- TCVN 9395:2012 Bored pile - Construction, check and acceptance

- Pile dynamic analysis (PDA) aims to determine bearing capacity of pilesincluding: total bearing capacity, resistance at pile tips and side friction of driven pilesand cast-in-place piles

- Checking integrity and determining defects of cast-in-place pile concrete to assessworking quality of cast-in-place piles using the nondestructive test method

* Pile Driving Analyzer (PDA):

Use of Pile Driving Analyzer (PDA), which consists of:

+ Strain gauge, accelerometer

+ 2 heads for measuring acceleration, 2 heads for measuring strain andconductor system

+ Cable for connection with length of 50.0m

+ CAPWAP software running in Windows

+ Specialized computer

* Equipment for pile dynamic analysis:

50-ton crane, 12-ton hammer for dynamic test

Stroke dropping free height (H) of the hammer is dependent on required testload (Ptk); this load is determined on the basis of design

The hammer drop height is depending on the testing load of the pile

* Equipment for the observation of settlement displacement: Gradienter

4.2 Order and procedures for implementation: Implemented according to the

following steps

4.2.1 Installation of measuring equipment and preparation

* Preparation of piles:

Test piles must be plain and flat; height from pile tops to the surrounding ground

is from 1.5m to 2.0m in comparison with pile diameter

Pile heads must be consolidated with grade-C35 concrete and strengthened withsteel grid Measuring heads are fixed to piles:

- Couples of acceleration (or strain) measuring heads are fixed to 2 opposite faces ofcast-in-place piles at the position which is 2.25  3 m distant below pile heads(which directly receive energy capacity from the hammer)

- Measuring head fixing method:

Drilling 10 holes on opposite faces of cast-in-place concrete

Connecting measuring heads to piles using specialized bolts through drilledholes

* Installation and connection of cables to measuring heads and device:

In order to ensure safety for human and equipment, measuring device is placed attest positions at least 10  15m

4.2.2 Implementation of dynamic load test:

*Calculate the height of the hammer to fall

- Follow ASTM D4945-00, hammer fall height is recommended during 1-3.5mchoose, but may increase the height hammer falls when the permission of thesupervision consultant

- Standard hammer weight is chosen in the range of 1-2% load experiments

- Proposed experimental unit 12 ton hammer use

*The method of calculation (in TCVN 9394:2012)

- Drop the hammer falls freely to the pile when PDA testing method

- Crane used to lift 12000 Kg mass hammer pile up from Hi (m)

- The energy of a hammer is E = GxH (T.m)

- Minimum height of hammer fall is Hmin = Emin/G

Emin must meet conditions: K = (G + Q)/ Emin <6

Where: - G is the hammer weight = 12000 Kg

- Q is the weight of the pile: Q = Vpile x 2.5 x 1000 Kg

Since then calculated Hmin for each test pile PDA From practical experience we canoffer drop hammer height for the actual stakes (Hchose) Accordingly, the drop hammerfalling at an altitude Hchose sensor captures the signal of the shock forces exerted on thepile, spread down the side and the pile tip This data after treatment in CAPWAPsoftware will give the parameters of the load capacity of the pile

When each blow falls down on pile heads, the device will automatically measureand record the following parameters:

+ Maximum energy transmitted past the gausses (EMX)

+ Case Static Capacity field estimate (RMX)

+ Maximum measured pile top force (FMX)

+ Maximum compressive stress at pile top (CSX-TSX)

+ Integrity of piles during their driving (BETA)

The above-mentioned parameters of all blows during dynamic load test will besaved in memory of the measuring device

- To check pile height in comparison with design requirements is implementedusing a gradienter through marks painted on pile heads After dynamic load test iscompleted at field, data will be analyzed using CAPWAP software

- Results are as follows:

(1) Total temporary bearing capacity P1 of pile at current level iscorresponding to the driving process; in which, it is divided into 2components: side friction and resistance of pile tips

(2) Penetration resistance e1 is corresponding to bearing capacity P1