Qui Trình Thử Tĩnh Tải Cọc Bê Tông

1. MỤC ĐÍCH THÍ NGHIỆM

Thí nghiệm nén tĩnh được tiến hành trước khi thi công cọc đại trà nhằm xác định các số liệu về cường độ, biến dạng và mối quan hệ tải trọng - chuyển vị của cọc làm cơ sở cho thiết kế hoặc điều chỉnh đồ án thiết kế, chọn thiết bị và công nghệ thi công phù hợp.

2. NGUYÊN TẮC THÍ NGHIỆM

Thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp dùng tải trọng tĩnh ép dọc trục cọc sao cho dưới tác dụng của lực ép, cọc lún sâu thêm vào đất nền. Tải trọng tác dụng lên đầu cọc được thực hiện bằng kích thuỷ lực với hệ phản lực là dàn chất tải, neo hoặc kết hợp cả hai. Các số liệu về tải trọng, chuyển vị, biến dạng, … thu được trong quá trình thí nghiệm là cơ sở để phân tích đánh giá sức chịu tải và mối quan hệ tải trọng – chuyển vị của cọc trong đất nền.

3. SỐ LƯỢNG CỌC THÍ NGHIỆM

Do thiết kế quy định, thông thường được lấy bằng 1% tổng số cọc của công trình nhưng trong mọi trường hợp không ít hơn 02 cọc.

4. THIẾT BỊ THÍ NGHIỆM

Thiết bị thí nghiệm bao gồm:

Đối trọng: Sử dụng trong công tác thí nghiệm nén tĩnh cọc tại công trình là những đối trọng bê tông đúc sẵn được xếp thành khối trên một hệ dầm đỡ bằng thép.

Tổng tải trọng lớn nhất : ≥ 120% tải trọng thí nghiệm lớn nhất

Hệ dầm đỡ: Là một hệ thống khung thép hình đã được gia cường, tính toán và chế tạo đủ chịu tải lớn nhất thí nghiệm Pmax = 300 tấn. Dầm chịu lực chính là 01 dầm hộp bằng thép cao I 400 mm gia cường hộp. Hệ dầm phụ là một hệ dầm thép cao - I500mm đặt trên hệ gối đỡ. Hệ dầm này được gia cường 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 cục tải bê tông cốt thép đúc sẵn có kích thước và tải trọng (tấn) khác nhau đủ đỡ hệ đối trọng thí nghiệm đặt trên nền đất có tác dụng đỡ hệ dầm chất tải. Hệ gối 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 suốt quá trình thí nghiệm.

Hệ tải trọng: Là một hệ bao gồm nhiều cục tải bê tông cốt thép đúc sẵn có kích thước và tải trọng (tấn) khác nhau, đối trọng thí nghiệm được đặt trên hệ dầm phụ sao cho cân đối. Tải đối trọng được tính toán theo yêu cầu đề ra đối với từng loại cọc và tải trọng thiết kế yêu cầu.

Hệ thống gia tải:Hệ thống gia tải thí nghiệm trong công trình sử dụng kích thủy lực có sức nâng lớn hơn ≥ 150% tải trọng thí nghiệm lớn nhất, kích thủy lực được các đơn vị có chức năng kiểm định và cấp giấy chứng nhận kiểm định. Hệ kích này đặt trên đầu cọc thí nghiệm, trục của kích thuỷ lực trùng với trục của cọc thí nghiệm, hệ kích và dầm truyền tải đảm bảo truyền lực gia tải đúng tâm cọc thí nghiệm (xem phần phụ lục Giấy chứng nhận kiểm định Kích thủy lực)

Hệ thống đo lực:Hệ thống đo lực sử dụng đồng hồ thủy lực có tải đo 0-600 kg/cm2. Lực nén tác động lên đầu cọc thí nghiệm được tính thông qua số đọc đồng hồ áp lực và hệ số sức nâng của kích thủy lực, được các đơn vị có chức năng kiểm định và cấp giấy chứng nhận kiểm định. (xem phần phụ lục Giấy chứng nhận kiểm định Đồng hồ áp lực)

Hệ thống bơm thủy lực: Hệ thống bơm thủy lực được gắn liền với kích thủy lực bằng các ống dẫn cung cấp dầu vào kích nhằm điều chỉnh sức nâng của kích theo ý muốn lưu lượng bơm 3 lít/ phút, áp suất tối đa 600 kg/cm2.

Hệ thống đo chuyển vị: Bao gồm 04 đồng hồ đo lún có khoảng đo lớn nhất 50mm có độ chính xác 0,01mm gắn chặt lên thân cọc thí nghiệm thông qua một hệ gá đỡ từ và gông thép, được các đơn vị có chức năng kiểm định và cấp giấy chứng nhận kiểm định. (xem phần phụ lục Giấy chứng nhận kiểm định Đồng hồ so 04 cái)

Hệ gá đỡ đồng hồ đo chuyển vị: 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 dầm chuẩn: dầm chuẩn hay được gọi là cầu đặt đồng hồ, có đủ độ cứng cần thiết và không bị ảnh hưởng của chấn động thời tiết (có thể là dầm hộp, dầm U,I,V) , khoảng cách từ chân gối đỡ cầu đặt đồng hồ, mốc chuẩn đến tâm cọc thí nghiệm không nhỏ hơn 3D

Hệ thống mốc chuẩn: Hệ thống mốc chuẩn dùng cho công trình là một hệ thép hình được chôn xuống đất. Độ cứng của thanh mốc chuẩn đảm bảo không bị biến dạng trong quá trình thí nghiệm và không ảnh hưởng do các tác động bên ngoài.

5. CHUẨN BỊ THÍ NGHIỆM:

Những cọc được tiến hành thí nghiệm cần được kiểm tra chất lượng theo các tiêu chuẩn hiện hành về thi công và nghiệm thu cọc.

Công tác thí nghiệm nén tĩnh được tiến hành cho cọc đã đủ thời gian phục hồi cấu trúc của đất bị phá hoại trong quá trình thi công hoặc bê tông đạt cường độ. Đối với cọc BTLT ứng suất trước, thời gian nghỉ từ khi kết thúc thi công đến khi thí nghiệm là 07 ngày. Đối với cọc khoan nhồi, thời gian nghỉ từ khi kết thúc thi công đến khi thí nghiệm là 21 ngày.

Đầu cọc thí nghiệm có thể được cắt bớt hoặc nối thêm nhưng phải đảm bảo các yêu cầu sau:

- Khoảng cách từ đầu cọc đến dầm chính phải đủ để lắp đặt kích và thiết bị đo;

- Mặt đầu cọc được làm bằng phẳng, vuông góc với trục cọc, nếu cần thiết phải gia cố thêm để không bị phá hoại cục bộ dưới tác dụng tải trọng thí nghiệm;

- Cần có biện pháp loại trừ ma sát phần cọc cao hơn cốt đáy móng nếu xét thấy nó có thể ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.

Kích phải đặt trực tiếp trên tấm đệm đầu cọc, chính tâm so với tim cọc. Khi dùng nhiều kích thì phải bố trí các kích sao cho tải trọng được truyền dọc trục, chính tâm lên đầu cọc.

Dụng cụ kẹp đầu cọc được bắt chặt vào thân cọc, cách đầu cọc khoảng 0,5 đường kính hoặc chiều rộng tiết diện cọc.

Các dầm chuẩn được đặt song song hai bên cọc thí nghiệm, các trụ đỡ dầm được chôn chặt xuống đất. Chuyển vị kế được lắp đối xứng hai bên đầu cọc và được gắn ổn định trên các dầm chuẩn, chân của chuyển vị kế được tựa lên dụng cụ kẹp đầu cọc hoặc tấm đệm đầu cọc (hoặc có thể lắp ngược lại)

Khoảng cách lắp dựng thiết bị được quy định như sau:

- Từ tâm cọc thí nghiệm đến tâm cọc neo hoặc cánh neo đất lớn hơn 3D nhưng trong mọi trường hợp không nhỏ hơn 2m;

- 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;

- Từ cọc thí nghiệm đến các gối đỡ dầm chuẩn không nhỏ hơn 1,5 m;

- Từ mốc chuẩn đến cọc thí nghiệm, neo và các gối kê dàn chất tải lớn hơn 5D nhưng trong mọi trường hợp không nhỏ hơn 2,5m.

6. QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM

Trước khi tiến hành thí nghiệm, thí nghiệm viên gia tải tải trước nhằm kiểm tra hoạt động của thiết bị và tạo tiếp xúc giữa đầu cọc thí nghiệm và thiết bị thí nghiệm Tiến hành gia tải trước bằng 5% tải trọng thiết kế, giử tải trong 10 phút sau đó giảm tải về cấp 0%, điều chỉnh lại các đồng hồ đo chuyển vị ứng với cấp tải 0%.

BẢNG QUY TRÌNH THÍ NGHIỆM

Quy định tăng và giảm tải

- Gia tải từng cấp đến tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến là 200% Ptk với mỗi cấp gia tải bằng 25% tải trọng thiết kế. Cấp tải mới chỉ được tăng khi tốc độ lún đầu cọc đạt ổn định quy ước (ΔS ≤ 0.25mm) nhưng không quá 2 giờ. Giữ cấp tải trọng lớn nhất cho đến khi độ lún đầu cọc đạt ổn định quy ước hoăc 24 giờ, lấy thời gian nào lâu hơn.

- Sau khi kết thúc gia tải, nếu cọc không bị phá hoại thì tiến hành giảm tải về 0, mỗi cấp giảm tải bằng 2 lần cấp gia tải và thời gian lưu mỗi cấp là 30 phút, riêng cấp tải 0 tấn có thể lâu hơn.

Quy định về phá hoại, dừng và kết thúc thí nghiệm

• Quy định về phá hoại cọc:

- Ở cấp tải nhỏ hơn tải trọng thí nghiệm lớn nhất, độ lún đầu cọc tăng liên tục khi không tăng tải trọng.

- Cọc không đạt độ lún ổn định quy ước sau 1 ngày đêm (24 giờ) giữ tải ở bất cứ tải trọng nào.

- Ở bất cứ tải trọng nào, tổng chuyển vị vượt quá 10% kích thước cọc .

- Vật liệu cọc bị phá hoại.

- Tốc độ lún cọc tại mỗi cấp tải lớn gấp 5 lần cấp tải trước đó (độ lún tăng đột ngột).

• Thí nghiệm phải tạm dừng nếu phát hiện thấy các hiện tương sau:

- Các mốc chuẩn đặt sai, không ổn định hoặc bị phá hỏng.

- Kích không hoạt động.

- Hệ phản lực không ổn định.

- Đầu cọc bị vỡ, dầm nén bị nghiêng.

- Đất nền bị phá hoại.

Việc thí nghiệm có thể được tiếp tục sau khi đã xử lý hoặc khắc phục

• Kết thúc thí nghiệm:

- Đạt mục tiêu thí nghiệm theo đề cương.

- Cọc thí nghiệm bị phá hoại.

7. BÁO CÁO KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM

Báo cáo kết qủa thí nghiệm nén tĩnh cọc thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 9393:2012, bao gồm:

- Thuyết minh báo cáo kết quả.

- Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm.

- Bảng số liệu thí nghiệm tại hiên trường.

- Các biểu đồ kết quả thí nghiệm:

• Biểu đồ quan hệ Tải trọng - Chuyển vị.
• Biểu đồ quan hệ Chuyển vị - Thời gian
• Biểu đồ quan hệ Tải trọng- Thời gian - Chuyển vị
• Biểu đồ quan hệ Tải trọng - Thời gian

- Kết luận và kiến nghị.

8. XỬ LÝ VÀ GIA CƯỜNG ĐẦU CỌC THÍ NGHIỆM

- Đầu cọc có thể phải cắt bớt đi hoặc nối thêm sao cho hợp lý công tác này do nhà thầu thí nghiệm xử lý sao cho phù hợp với với tính chất công việc thí nghiệm được giao (điều này tùy thuộc vào mặt bằng thi công cũng như thiết bị thí nghiệm).

- Láng vữa Sika GP tạo phẳng bề mặt cọc.

Kiểm tra hệ thống thiết bị thí nghiệm, sức nâng của kích thuỷ lực, máy bơm dầu, kiểm tra về độ nhạy và đồng đều của đồng hồ đo áp lực và đồng hồ đo chuyển vị. Thời hạn kiểm định của các thiết bị, công cụ đo.

9. CÔNG TÁC AN TOÀN VÀ PHÒNG CHỐNG CHÁY NỔ TẠI CÔNG TRÌNH

Ngoài việc tuân thủ nội quy an toàn lao động trong xây dựng, cần phải chấp hành các quy định sau đây trong thí nghiệm:

- Người không có trách nhiệm không được vào khu vực thí nghiệm.

- Kiểm tra mức độ an toàn của hệ thống dầm chất tải, bệ đỡ và gối đỡ.

- Vào mùa mưa gió đơn vị thí nghiệm phải có bạt che mưa.

- Do công tác thí nghiệm nén tĩnh được tiến hành ngoài hiện trường và sử dụng các thiết bị có trọng lượng lớn nên cần có các biện pháp bảo vệ an toàn thích hợp nhằm tránh xảy ra tai nạn lao động và hư hại máy móc thiết bị thí nghiệm.

- Trong thời gian tiến hành thí nghiệm, không cho phép các họat động của thiết bị khác họat động gần khu vực thí nghiệm để đảm bảo an toàn và chính xác cho các số liệu thu thập trong quá trình thí nghiệm.

- Sau khi kết thúc thí nghiệm, toàn bộ các thiết bị thí nghiệm cần được tháo dỡ, vận chuyển khỏi hiện trường và được bảo dưỡng cẩn thận.

- Để phòng cháy, luôn luôn có biện pháp ngăn ngừa nguồn gây cháy và môi trường dễ cháy, cũng như có những quy định cụ thể về việc sử dụng vận hành, bảo quản máy móc thiết bị, vật liệu và các sản phẩm có thể là nguồn gây cháy. Các chất dễ cháy được xếp đặt gọn gàng hợp lý và cách ly với môi trường dễ cháy.

Tham khảo:

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

CÔNG TY TNHH SUMICONS

• Địa chỉ: 214 đường số 8, Linh Xuân, Thủ Đức, Tp.HCM

Xưởng cọc:

• 135 Bưng Ông Thoàn, P.Phú Hữu, Q.9, TP.HCM
• 85 Đường Đông Minh, Đông Hòa, Dĩ An, Bình Dương (cách Big C Dĩ An, Quốc lộ 1K 1km)

• Hotline: 0981.222.225 - 0937.567.898
• Email: epcocsumicons@gmail.com