Thí nghiệm cọc nền móng

Mục đích của thí nghiệm: kiểm tra trực giác được chất lượng chung của bê tông đáy cọc, phần lắng cặn đáy cọc và phần địa chất tiếp giáp mũi cọc.

Phương pháp thí nghiệm: Để kiểm tra chất lượng bê tông tại mũi cọc người ta thường đặt ống rỗng suốt thân cọc đến cốt cách đáy cọc từ 0,5m đến 1m. Dùng máy khoan khảo sát địa chất thông qua ống này để khoan xuống đáy cọc lấy mẫu bê tông mũi cọc. Sau đó dùng phương pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Standard Penetration Test) nhằm kiểm tra mùn cũng như xác định địa chất dưới mũi cọc.

Quy trình thí nghiệm:

• TCVN 9395:2012 “Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu”
• TCVN 9351:2012 “Đất xây dựng – Phương pháp thí nghiệm hiện trường – Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT)”

Thứ tự các bước thực hiện:

• Chuẩn bị mặt bằng, xác định vị trí đặt máy khoan trên đầu cọc
• Lấy số liệu cao độ đầu cọc, mũi cọc
• Đo chiều dài ống khoan để ước lượng chiều dài bê tông mũi; Đo chiều dài các đoạn của cần khoan
• Thả mũi khoan xuống tới đáy ống. Tiến hành khoan qua lớp bê tông mũi cọc, sau đó tiến hành bẻ lấy lõi
• Rút cần khoan lên để lấy mẫu khoan, rút ống mẫu và mở ống để kiểm tra . Đặt lõi theo đúng trình tự đánh dấu đầu trên đầu dưới của lõi lấy lên được. Đặt thước bên cạnh để đánh giá chiều dài mẫu và đường kính mẫu
• Tiến hành thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT địa chất dưới mũi cọc
• Chụp ảnh mẫu khoan, mẫu thí nghiệm SPT. Chọn mẫu khoan đủ điều kiện gia công nén cường độ để mang tới phòng thí nghiệm chuyên ngành kiểm tra

Báo cáo kết quả:

• Mô tả chung: Tên, vị trí công trình, Chủ đầu tư, Tư vấn thiết kế/ giám sát, nhà thầu thi công, đơn vị thí nghiệm
• Các thông số về cọc thí nghiệm: kích thước, ngày đổ bê tông, ngày thí nghiệm, cao độ liên quan…
• Mô tả quá trình lấy mẫu, mô tả kết quả quan sát lõi bê tông, lớp lắng cặn và địa chất dưới mũi cọc
• Ảnh hiện trường
• Các nhận xét hoặc kiến nghị
• Kết quả thí nghiệm nén kiểm tra cường độ lõi bê tông 

Mục đích của thí nghiệm: Xác định vị trí và mức độ khuyết tật (nếu có) của cọc đóng/cọc khoan nhồi dựa trên sóng phản hồi ghi được trên đỉnh cọc

 
Phương pháp thí nghiệm: Đo ghi sóng lan truyền trong thân cọc khi tác động một xung lực nhẹ lên đầu cọc
 
Quy trình thí nghiệm: TCVN 9397:2012 “Cọc – Kiểm tra khuyết tật bằng phương pháp động biến dạng nhỏ” hoặc theo Tiêu chuẩn nước ngoài tương đương như ASTM D5882, JGJ106-2003,.v.v.
 
Thứ tự các bước thực hiện như sau:

• Làm sạch đầu cọc
• Dán đầu đo gia tốc lên mặt đỉnh cọc
• Bật máy vào các thông số cần thiết
• Dùng búa chuyên dụng gõ lên đầu cọc 5 nhát
• Kiểm tra tín hiệu ghi được của từng nhát búa, nếu tín hiệu không tốt gõ lại
• “Phân tích” tín hiệu ghi được
• Tắt máy chuyển sang cọc khác

 Báo cáo kết quả thí nghiệm:

• Tên, vị trí công trình
• Chủ đầu tư, Tư vấnthiết kế/giám sát, Nhà thầu thi công cọc, đơn vị thí nghiệm
• Các số liệu về cọc thí nghiệm như kích thước cọc, ngày đổ bê tông, ngày thí nghiệm
• Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm
• Biểu đồ sóng truyền trong thân cọc
• Kết luận chung và khuyến nghị biện pháp xử lý trong trường hợp cọc bị khuyết tật: 

Mục đích của thí nghiệm: Xác định tính đồng nhất của cọc khoan nhồi/barette/tường trong đất/bê tông liền khối lớn dựa trên biểu đồ phổ siêu âm và tốc độ sóng lan truyền

 
Phương pháp thí nghiệm: Đo ghi thời gian và năng lượng sóng siêu âm truyền trong bê tông bằng một đầu phát và một đầu thu thả trong ống để sẵn trong thân cấu kiện
 
Quy trình thí nghiệm: TCVN 9396:2012 “Cọc khoan nhồi – Xác định tính đồng nhất của bê tông – Phương pháp xung siêu âm” hoặc tiêu chuẩn nước ngoài tương đương như ASTM D5882, JGJ106-2003,.v.v.
 
Thứ tự các bước thực hiện như sau:

• Kiểm tra ống siêu âm xem có chứa đầy nước và đã được thông
• Thả đồng thời 2 đầu đo xuống tận đáy ống
• Bật máy vào các thông số cần thiết
• Chạy test kiểm tra tín hiệu thu
• Kéo đều 2 đầu đo lên theo một vận tốc nhất định
• Scan tín hiệu để có được phổ siêu âm và các biểu đồ cần thiết khác
• Kiểm tra kết quả thu được và đo lại những điểm nghi vấn khuyết tật nếu thấy cần thiết
• Làm tương tự với cặp ống siêu âm khác
• Chuyển sang cấu kiện thí nghiệm tiếp theo

Báo cáo kết quả thí nghiệm:

• Tên, vị trí công trình
• Chủ đầu tư, Tư vấnthiết kế/giám sát, Nhà thầu thi công cọc, Đơn vị thí nghiệm
• Các số liệu về cọc thí nghiệm như kích thước, ngày đổ bê tông, ngày thí nghiệm
• Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm
• Biểu đồ phổ siêu âm và biểu đồ vận tốc sóng theo chiều sâu cấu kiện
• Kết luận chung và khuyến nghị biện pháp xử lý trong trường hợp cấu kiện có khuyết tật 

Mục đích của thí nghiệm: Xác định sức chịu tải của cọc đóng/cọc ép/cọc khoan nhồi/cọc barette dựa trên sóng và ứng suất đo được tại đầu cọc dùng phương pháp CASE và/hoặc CAPWAP.

 
Phương pháp thí nghiệm: Đo ghi sóng và ứng suất đầu cọc khi tác động một xung lực mạnh lên đỉnh cọc đủ làm cọc dịch chuyển 2-3mm
 
Quy trình thí nghiệm: Theo ASTM D4945-00 hoặc theo các tiêu chuẩn riêng do Tư vấn thiết kế quy định.
 
Thứ tự các bước thực hiện như sau:

• Bắt chặt 2 cặp đầu đo gia tốc và biến dạng vào thân cọc đối xứng qua tim cọc, cách đỉnh cọc tối thiểu 2 lần đường kính cọc
• Vào máy các thông số, test tín hiệu các đầu đo. Bắt lại đầu đo nếu cần thiết
• Dùng búa đóng cọc đóng lên đầu cọc 5 nhát
• Kiểm tra chất lượng tín hiệu ghi được của từng nhát búa, nếu tín hiệu không tốt cho đóng lại
• Tắt máy chuyển sang cọc khác

Đối với cọc khoan nhồi/cọc barette bổ xung thêm các bước sau:

• Đổ bê tông nối đầu cọc có casing (nếu cọc chưa có casing)
• Dùng búa chế tạo riêng nặng 1-2% tải trọng dự kiến thí nghiệm, rơi tự do ở độ cao 2-3m.

 Báo cáo kết quả thí nghiệm:

• Tên, vị trí công trình. Chủ đầu tư, Tư vấnthiết kế/giám sát, Nhà thầu thi công cọc, Đơn vị thí nghiệm
• Các biểu đồ quan hệ lực, vận tốc, sức chịu tải, nặng.
• Số liệu về cọc thí nghiệm như kích thước cọc, ngày đóng cọc/đổ bê tông, ngày thí nghiệm
• Bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm
• Năng lượng… theo thời gian
• Biểu đồ quan hệ Tải trọng – Biến dạng và các bản tính nếu có phân tích CAPWAP
• Kết luận chung và khuyến nghị

Mục đích của thí nghiệm: Xác định hình dạng hình học hố khoan nhồi, kiểm tra độ nghiêng, sạt lở của hố khoan nhồi.

Phương pháp thí nghiệm: Cho một đầu dò gồm các mắt phát và thu sóng siêu âmchạy dọc theo hố khoan, máy thu số liệu sẽ vẽ ra biên dạng của hố khoan.

Quy trình thí nghiệm: Theo qui trình riêng của từng hãng sản xuất thiết bị hoặc theo các tiêu chuẩn riêng do Tư vấn thiết kế quy định

Thứ tự các bước thực hiện như sau:

• Lắp đặt hệ đầu dò và tang cuốn trên miệng hố khoan, sao cho đầu dò nằm đúng tâm hố khoan
• Đấu nối với bộ thiết bị điều khiển để đọc và hiển thị
• Bật máy vào các thông số cần thiết
• Chạy test kiểm tra tín hiệu thu
• Điều khiển cho tang cuốn thả đầu dò xuống và bắt đầu thu tín hiệu, vẽ biên dạng
• Kiểm tra kết quả thu được và đo lại những điểm nghi vấn khuyết tật nếu thấy cần thiết
• Chuyển sang cấu kiện thí nghiệm tiếp theo

Báo cáo kết quả thí nghiệm:

• Kết quả thí nghiệm do máy in ra ngay tại hiện trường
• Các nhận xét và khuyến nghị (Nơi bất thường xảy ra như giảm đường kính, sụp đổ vách hố…)

Mục đích của thí nghiệm: Xác định sức chịu tải ngang của cọc và thiết lập biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị ngang.

Phương pháp thí nghiệm: Gia tải từng cấp tới tải trọng thí nghiệm lớn nhất; chuyển vị lớn nhất hoặc tải trọng phá hoại

Quy trình thí nghiệm:  ASTM D3966-07 hoặc theo các tiêu chuẩn riêng do Tư vấn thiết kế quy định.

Thứ tự các bước thực hiện:

• Gia công đầu cọc, cắt tẩy đầu cọc đến phần bê tông đặc chắc.
• Xác định vị trí gia tải bên thân cọc, cọc đối tải hoặc xếp hệ đối trọng +dầm làm đối tải
• Lắp đặt kích, lực kế.
• Lắp đặt hệ đồng hồ đo chuyển vị, lắp đặt máy trắc đạc (nếu có yêu cầu)
• Lắp đặt hệ bơm, đồng hồ thuỷ lực
• Gia tải theo quy trình và ghi chép số liệu hiện trường.

Báo cáo kết quả thí nghiệm:

• Tên, vị trí công trình
• Chủ đầu tư, Tư vấn thiết kế/giám sát, nhà thầu thi công cọc, đơn vị thí nghiệm
• Hồ sơ cọc thí nghiệm
• Số liệu ghi chép hiện trường
• Biểu đồ quan hệ tải trọng và chuyển vị
• Biểu đồ quan hệ tải trọng, chuyển vị và thời gian
• Các nhận xét trong đó có đưa ra tải trọng giới hạn theo De Beer, Chin.

Mục đích của thí nghiệm: Xác định sức chịu tải của cọc và thiết lập biểu đồ quan hệ tải trọng chuyển vị.

Phương pháp thí nghiệm:  Gia tải từng cấp theo chu kỳ tới tải trọng thí nghiệm lớn nhất hoặc tải trọng phá hoại.

Quy trình thí nghiệm: TCVN 9393:2012 “Cọc – Phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục”, ASTM D1143-81 hoặc theo các tiêu chuẩn tương đương khác.

Thứ tự các bước thực hiện:

• Công tác chuẩn bị
• Gia công đầu cọc thí nghiệm
• Lắp đặt hệ kích
• Lắp đặt gối đỡ, dầm chính, dầm phụ, lắp đặt đối trọng hoặc hệ neo
• Lắp đặt hệ đồng hồ đo chuyển vị
• Gia tải theo quy trình và ghi chép số liệu hiện trường

Báo cáo kết quả thí nghiệm:

• Tên, vị trí công trình
• Chủ đầu tư, Tư vấn thiết kế/giám sát, nhà thầu thi công cọc, đơn vị thí nghiệm
• Hồ sơ cọc thí nghiệm
• Số liệu ghi chép hiện trường
• Biểu đồ quan hệ tải trọng và độ lún
• Biểu đồ quan hệ tải trọng, độ lún và thời gian
• Các nhận xét trong đó có đưa ra tải trọng giới hạn theo De Beer, Chin…

Mục đích của thí nghiệm: Để xác định khả năng chịu tải của cọc barrette/cọc nhồi, mà có khả năng chịu lực lớn khó có thể kiểm tra bằng phương pháp kentledge thông thường.

Phương pháp thí nghiệm: Hộp tải trọng (O-cell) được lắp trong phần kết cấu phía dưới. O-cell tác động hai chiều; chiều phía trên nghịch với lực ma sát sườn và chiều phía dưới nghịch với lực đáy và ứng suất sườn dưới (nếu có).

Quy trình thí nghiệm: Tiêu chuẩn ASTM D1143M-07 – Tiêu chuẩn kiểm tra cho nền móng sâu dưới tác động của lực thẳng đứng.  

Thứ tự các bước thực hiện:

• Chuẩn bị công trường
• Lắp O-cell và thiết bị đo lường trong lồng thép
• Hoàn thành việc đào hố cho barrette/cọc nhồi
• Đổ xi măng vào phần đáy hố
• Đặt lồng thép vào trong hố
• Đổ bê tông cho barrette/cọc nhồi
• Chờ bê tông đủ tuổi
• Lắp hệ thống đo chuyển dịch và bơm thủy lực
• Gia tải theo tiêu chuẩn sau khi bê tông bắt đẩu có độ chịu lực
• Ghi chú thông số chuyển dịch và áp suất

Báo cáo kết quả thí nghiệm:

• Tên, vị trí công trình
• Chủ đầu tư, tư vấn thiết kế/giám sát, nhà thầu thi công cọc, đơn vị thí nghiệm
• Chứng chỉ hiệu chuẩn thiết bị
• Số liệu ghi chép hiện trường về chuyển dịch và áp suất
• Biểu đồ quan hệ tải trọng và độ lún (phía trên của O-cell)
• Biểu đồ quan hệ tải trọng và độ lún (phía dưới của O-cell)
• Biểu đồ quan hệ giữa tải trọng và độ lún với thời gian (so sánh với phương pháp thông thường)
• Các nhận xét trong đó có đưa ra tải trọng giới hạn cho cọc thử
• Phụ lục bao gồm bảng và thông số thu thập  

Mục đích của thí nghiệm: Xác định nội lực của cọc, ma sát của các lớp đất xung quanh cọc, sức kháng mũi của lớp đất dưới mũi cọc và rất nhiều quan hệ trong quá trình chịu tải.

 
Phương pháp thí nghiệm: Lắp đặt các cảm biến biến dạng vào trong thân cọc khi thi công.  Khi tiến hành các thí nghiệm gia tải như nén tĩnh, cân bằng lực (Osterberg/ O-cell), nhổ dọc trục hoặc nén ngang dùng thiết bị đo ghi lại các biến dạng thu được từ các cảm biến trong thân cọc đem phân tích, từ các biến dạng có thể tính được ứng suất, nội lực, ma sát, sức kháng mũi.
 
Quy trình thí nghiệm: Đo ghi theo thời gian trong suốt quá trình thử tải.
 
Thứ tự các bước thực hiện:

• Thiết kế các vị trí lắp đặt cảm biến, thường là theo các lớp địa chất.
• Lắp đặt các cảm biến biến dạng (strain gage) và dây tín hiệu vào các lồng cốt thép cọc.
• Khi hạ các lồng thép tiến hành nối dây dẫn tín hiệu lên miệng hố khoan
• Chờ sau khi đổ bê tông thân cọc đến khi bê tông đạt cường độ có thể thử tải.
• Đo ghi bằng máy xách tay hoặc tự động theo thời gian suốt quá trình gia và giảm tải.
• Xử lý số liệu

Báo cáo kết quả thí nghiệm:

• Tên, vị trí công trình
• Chủ đầu tư, Tư vấn thiết kế/giám sát, nhà thầu thi công cọc, đơn vị thí nghiệm
• Hồ sơ cọc thí nghiệm
• Số liệu ghi chép hiện trường
• Các biểu đồ kết quả