TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG

TCXD 88 : 1982

CỌC

PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG

Tiêu chuẩn này nêu các phương pháp thí nghiệm tại hiện trường cho các loại cọc, trong đó có cọc vỏ mỏng và cọc cột (sau đây gọi chung là cọc), không phụ thuộc vào vật liệu làm cọc, phương pháp hạ cọc (đóng, hạ bằng cách chấn động và khoan nhồi…) Việc thí nghiệm thực hiện theo chương trình tổng hợp các công tác khảo sát thiết kế và những thí nghiệm kiểm tra khi xây dựng.

Tiêu chuẩn không nêu các phương pháp thí nghiệm cọc trong các trường hợp: đất đóng bằng vĩnh cửu, ngầm ướt đất dưới tác dụng của tải trọng đông, của động đất (trong đó có tải trọng từ các thiết bị công nghệ…) các nhóm cọc, cũng như các phương pháp thử dài hạn và đặc biệt cho mục đích nghiên cứu khoa học

1. Nguyên tắc chung

• Việc thí nghiệm cọc tại hiện tr­ường đ­ược thực hiện với các loại tải trọng nêu trong bảng sau:

• Việc thí nghiệm cọc tại hiện tr­ờng bằng các dạng tải trọng tĩnh khác không nêu ở điều 1.1(tải trọng lớn dần, thay đồi dấu hên tục và sau mỗi cấp tải trọng lại dỡ tải hoàn toàn đến không) cần được tiến hành theo một ch­ương trình riêng.
• Việc thí nghiệm cọc tại hiện trường, cần tiến hành theo một ch­ương trình tổng hợp các công việc khảo sát thiết kế với mục đích nhận đ­ược những tư­ liệu cần thiết để làm cơ sơ lựa chọn phương án móng và xác định các tham số của chúng, trong đó có :

Kiểm tra khả năng hạ cọc đến chiều sâu ấn định cũng nh­ư đánh giá một cách tư­ơng đối tính đồng nhất của đất theo lực chống khi hạ cọc:

Xác dính mối quan hệ giữa sự dịch chuyển của cọc trong đất và tải trọng.

• Việc thí nghiệm cọc tại hiện tr­ờng khi xây dựng cần phải thực hiện với mục tiêu kiểm tra khả năng chịu lực theo tải trọng tính toán đã nêu trong thiết kế móng cọc.

• Việc thí nghiệm cọc tại hiện trường theo ch­ơng trình tổng hợp các công việc khảo sát thiết kế phải tiến hành theo một kế hoạch phù hợp với các yêu cầu nêu trong phụ lục 1 (bắt buộc phải theo).

• Số l­ượng cọc thí nghiệm tại hiện tr­ờng theo ch­ương trình tổng hợp các công việc khảo sát thiết kế (điều 1.3) đư­ợc xác định và đưa vào kế hoạch.

Việc thí nghiệm cọc phải thực hiện tại nơi đặt ngôi nhà hay công trình đang được thiết kế, ở vào khoảng cách không xa hơn 5m và không gần hơn 1m tính đến hố đào lấy mẫu đất để nghiên cứu trong phòng thí nghiệm, ở những nơi thực hiện các nghiên cứu đất ngoài trời cũng như những chỗ tiến hành xuyên tĩnh.

• Số l­ượng cọc thí nghiệm kiềm tra khi xây dựng (điều 1.4) đ­ược xác định theo những nhiệm vụ kĩ thuật trong giới hạn sau đây:

• Khi thí nghiệm tài trọng động (xung kích và chấn động) tới 1% tống số cọc tại công trình đang xét nh­ưng không ít hơn 5 cọc.

• Khi thí nghiệm nén tĩnh – tới 0,5 % tổng số cọc tại công trình đang xét nh­ưng không ít hơn 2 cọc.

• Giá trị vạch chia ớ đồng hồ áp lực khi thí nghiệm cọc bằng ph­ơng pháp nén tĩnh xác định theo tài trọng tối đa truyền lên cọc, số lư­ợng kích và diện tích pit-tông của kích.

• Trong quá trình tiến hành thí nghiệm cọc tại hiện trường cần phải thực hiện việc ghi chép (giới thiệu ở phụ lục 2 và 3) còn kết quả thí nghiệm lập dư­ới dạng biểu đồ (giới thiệu ở phụ lục 4-7).

• Khả năng chịu tải cua cọc theo kết quả thí nghiệm tại hiện tr­ờng phải được xác định theo tiêu chuẩn thiết kế móng cọc (ở Việt Nam đang dùng TCXD 21 : 1972, nếu tham khảo tài liệu Liên XÔ – SNIP III-17-77).

2. Chuẩn bị thí nghiệm

• Những cọc sẽ tiến hành thí nghiệm tại hiện trường, tr­ước khi đóng vào đất nền cần đư­ợc kiểm tra các yêu cầu: hình học, chất l­ượng bê tông và các điều kiện kĩ thuật khác.

 Chú thích : Với cọc lăng trụ, tiết diện vuông có thể tham khảo tài liệu của Liên Xô GOST 173- 82-72

• Việc hạ các loại cọc, cọc đóng, cọc nhồi (cọc khoan nhồi), sẽ tiến hành thí nghiệm tại hiện trường cần phải thực hiện theo một ch­ơng trình thí nghiệm và tuân theo những quy tắc thi công ghi trong tiêu chuẩn hiện hành ( ở Việt Nam đang dùng TCXD 21 : 1972, nếu tham khảo tài liệu Liên Xô SNIP III – 9-74).

• Những cọc sẽ tiến hành thí nghiệm tải trọng động sau khi hạ xuống đất không được có những vết nứt ngang và dọc có chiều rộng lớn hơn 0,2 mm, ở đầu cọc không được sứt đến mức giảm nhỏ tiết diện ngang cua cọc trên l5%.

• Những cọc sẽ tiến hành thí nghiệm nén tĩnh có phần đầu cọc bị phá hoại thì phần bị phá hoại đó phai đ­ợc cắt đi và sửa lại cho phẳng, không bị nghiêng lớn hơn 1%, những chỗ sứt không sâu hơn 2 cm.

• Tr­ớc khi thí nghiệm nhổ bằng tải trọng tĩnh, cọc phải đ­ược chuẩn bị theo dự kiến về cách đặt tải: thông qua cốt dọc đặt trước ở độ dài khoảng 15 cm, ma sát xung quanh và các ph­ương pháp khác.

• Không yêu cầu những chuẩn bị đặc biệt đối với cọc tr­ước khi thí nghiệm tải trọng tĩnh hướng ngang.

3. Ph­ương pháp thí nghiệm các cọc đóng bằng tải trọng dộng (xung kích hoặc chấn động)

• Tiến hành thí nghiệm cọc đóng bằng tải trọng động (xung kích hoặc chấn động) đề kiểm tra khả năng hạ cọc tới chiều sâu dự định, để đánh giá khả năng chịu tải của cọc theo độ chối cũng như­ để đánh giá một cách t­ương đối tính đồng nhất của đất theo sức chống khi hạ cọc.

Độ chối của cọc tính như­ sau (bằng cm) :

1. a) Độ xuyên sâu bình quân của cọc do 1 nhát búa:

1. b) Độ xuyên sâu cua cọc khi máy chấn động hạ cọc làm việc đ­ược 1 phút.

• Thiết bị:

• Thiết bị dùng đê’ thí nghiệm cọc tại hiện tr­ờng bằng tải trọng động cần phải phù hợp với các yêu cầu của TCXD 21 : 1972 (tài liệu của Liên Xô SNIP III-9-74) yêu cầu đối với thiết bị đóng hoặc rung hạ cọc trong điều kiện thi công.

• Việc đóng cọc ở giai đoạn thử cọc (điều 3.3.1) phải tiến hành với đúng thiết bị dã dùng để đóng cọc có dầu đệm bằng gỗ.

• Độ chính xác của số do độ chối phải không d­ưới lmm. Khi có các thiết bị đo đạc thích hợp cần phải phân rõ chuyển vị không đàn hồi và chuyển vị đàn hồi của cọc.

• Tiến hành thí nghiệm:

• Thí nghiệm cọc bằng tải trọng động cần phải:

• Khi đóng cọc – ghi lại số l­ượng nhát búa cho mỗi mét cọc cầm sâu vào đất và tồng số nhát đóng. Đối với mét cuối cùng phải ghi số nhát búa chơ mỗi l0cm cọc.

• Khi rung hạ cọc – ghi lại thời gian rung để hạ mỗi mét cọc và tổng số thời gian hạ cọc. Đối với mét cuối cùng – ghi thời gian hạ cho mỗi 10 cm cọc.

• Việc xác định độ chối của cọc đóng phải tiến hành ở lúc đóng để thử sau khi cọc đã “nghỉ” tức là có một thời gian gián đoạn giữa nhát đóng cuối cùng và khi bắt đầu đóng để thử.

• Thời gian “nghỉ” phải xác định theo ch­ương trình thí nghiệm hiện trường và phụ thuộc vào thành phần, tính chất, trạng thái của đất mà cọc xuyên qua và đất d­ưới mũi cọc. Thời gian này không nhỏ hơn:

3 ngày đêm – với đất cát trừ cát nhỏ và cát bụi no n­ước

6 ngày đêm – với đất sét hoặc đất không đồng nhất.

Chú thích :

1) Khi cọc xuyên qua đất cát và dưới mũi cọc là loại cát hạt thô ở trạng thái chặt hoặc đất sét ở trạng thái cứng, thời gian “nghỉ” cho phép giảm xuống 1 ngày đêm.

2)Khi cọc xuyên qua loại cát nhỏ và cát bụi no nước, thời gian “nghỉ” không ít hơn 10 ngày đêm; xuyên qua đất sét ở trang thái mềm và dẻo chảy- không ít hơn 20 ngày đêm(trừ cầu và những công trình giao thông thuỷ lợi)

• Đóng cọc thử phải tiến hành từ 3 đến 5 nhát búa. Độ cao rơi búa phải đồng đều cho tất cả các nhát, và lấy độ chối trung bình lớn nhất để tính toán.

Chú thích : Khi cần thiết phải kiểm tra độ chối sau khi đã thử độchối, cho phép đóng bằng 30 nhát búa, trong trường hợp này độ chối trung bình của 10 nhát bua cuối cùng xem là độ chối tại mũi cọc khi thi công xong..

• Xử lí kết quả thí nghiệm:

• Trong quá trình thí nghiệm cọc bằng tải trọng động cần thực hiện việc ghi chép theo chỉ dẫn ở phụ lục 2.

• Kết qủa thí nghiệm của mỗi cọc về những thay đổi của độ chối theo chiều sâu và sự phụ thuộc của tổng số nhát búa và chiều sâu hạ cọc cần phải lập d­ưới dạng biểu đồ (chi dẫn ở phụ lục 4). Tỷ lệ xích các biểu đồ lấy nh­ư sau: theo trục thẳng đứng là chiều sâu đóng, tỷ lệ 1:100, theo trục ngang – độ chối, tỷ lệ l:1 và 1 cm ứng với 50 nhát búa khi đóng và 1 phút khi rung hạ cọc.

4. Ph­ương pháp thí nghiệm cọc bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục

• Tiến hành thí nghiệm cọc bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục đề xác định khả năng chịu ép của chúng và mối quan hệ chuyển dịch của cọc trong đất và tải trọng.

• Thiết bị:

• Tùy thuộc vào ph­ơng pháp gia tái và hệ thống tiếp thu phản lực (phụ lục 8), ng­ười ta phân chia thiết bị thí nghiệm cọc bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục thành:

• Thiết bị có hệ thống dầm hoặc giàn liên kết với những cọc neo làm chỗ tựa cho kích thủy lực.

• Thiết bị mà chỗ tựa cho kích thủy lực là hệ thống xếp vật nặng.

• Thiết bị liên hợp có hệ thống dầm hoặc dàn liên kết với cọc neo cùng với giá chất tải làm chỗ tựa cho kích thủy lực.

• Thiết bị để thí nghiệm bao gồm hệ thống tựa, kích hoặc quả nặng đã biết trọng lư­ợng, hệ thống mốc đo và thiết bị đo.

4.2.2. Tải trọng truyền lên cọc phải chính tâm, đồng trục.

Chú thích :

• Khi dùng thiết bị kích thủy lực, kết cấu chỗ tựa của kích trên cọc cần phải bảo đảm thất chính xác sự đồng trục giữa tải trọng và cọc.

• Khi sử dụng hệ thống xếp vật nặng, trọng lượng mỗi vật nặng cũng như giá xếp tải cần phải khi ghi rõ bằng sơn để những số liệu đó không bị bong đi.Để loại trừ khả năng truyền tải trọng lên cọc thí nghiệm ảnh hưởng tới các thiết bị đo và lấp mặt các số đo, và để bảo đảm an toàn khi thí nghiệm, giá chất tải phải được lắp đặt trên những gối đỡ đặc biệt.

• Khi thí nghiệm cọc có dùng cọc neo thì phải căn cứ vào tải trọng lớn nhất mà ch­ương trình thí nghiệm đã định, sức chịu nhổ tới hạn (tính cho đất) của các neo, độ bền của neo khi chịu kéo để xác định số lư­ợng neo.

• Chiều sâu của các mũi neo không đ­ợc v­ợt quá chiều sâu của mũi cọc thí nghiệm.

• Khoảng cách tính theo các đ­ờng trục từ cọc thí nghiệm đến cọc neo cũng như đến điểm gối gần nhất của giá xếp tải, hoặc đến điểm đặt mốc cố định không đư­ợc nhỏ hơn 5 lần cạnh lớn nhất của tiết diện ngang cọc thử­ (với đường kính d­ưới 800mm) .

Khi thí nghiệm cọc ống, cọc nhồi có đư­ờng kính lớn hơn 800 mm, các cọc có mở rộng mũi cũng như­ cọc vít thì khoảng cách giữa cọc thử và neo (tính từ cạnh đến cạnh) cho phép giảm tới 2d, trong đó d-đường kính của cọc ống, cọc nhồi, mũi mở rộng (của cọc có mở rộng mũi) hoặc cánh vít (của cọc vít).

• Độ vồng lớn nhất của kết cấu chịu phản lực của kích không đ­ược lớn hơn 0,004 khẩu độ tính toán của kết cấu đó.

• Việc đo chuyền vị của cọc phải tiến hành bằng những thiết bị chuyên dùng (đồng hồ đo chuyển vị, đo độ uốn v.v…) với độ chính xác không dưới 0,1mm. Số l­ượng các thiết bị đo, đặt đối xứng ở 2 bên cọc với khoảng cách đến cọc bằng nhau (nhỏ hơn 2m), không ít hơn 2 cái.

Giá trị chuyển vị của cọc đ­ợc xác định bằng trung bình cộng của các số đo trên các thiết bị.

• Khi sử dụng thiết bị đo độ đong phai dùng dây thép đ­ường kính 0,3mm, phải kéo căng trư­ớc khi thí nghiệm trong thời gian 2 ngày với tải trọng 4 kg. Khi thí nghiệm, giá trị sức căng tác động lên dây phải vào khoảng 1,0-1,5 kg.

Các thiết bị đo cần bảo vệ tốt, chống tác động trực tiếp của tia nắng mặt trời, gió mạnh, bụi cát và nư­ớc mưa.

• Hệ thống mốc chuẩn của các thiết bị đo cần phải bảo vệ chống các va chạm ngẫu nhiên trong quá trình làm việc, còn kết cấu của nó phải loại trừ đư­ợc khả năng biến dạng nhiệt, ảnh h­ưởng biến dạng của đất.

Khi tiến hành thí nghiệm ở trong n­ước, hệ thống mốc chuẩn cần phải làm phù hợp với thiết kế.

• Các thiết bị dùng để đo chuyển vị của cọc cũng như­ các đồng hồ áp lực ( khi ding kích thủy lực) cần đ­ược hiệu chỉnh chính xác.

• Tiến hành thí nghiệm:

• Việc thí nghiệm nén tĩnh đối với cọc đóng cần tiến hành sau thời gian “ nghỉ” quy định ở điều 3.3.2.

Đối với những cọc hạ bằng phương pháp khác, thời điểm bắt đầu thí nghiệm được định theo ch­ương trình, nhưng không sớm hơn 1 ngày đêm sau khi hạ cọc.

Các cọc nhồi (khoan nhồi) phải thí nghiệm sau khi bê tông đã đạt cường độ thiết kế.

• Việc gia tải phải tiến hành đồng đều, tránh các xung lực, phải theo từng cấp, trị số của các cấp tải trọng theo ch­ương trình thi nghiệm, như­ng không lớn hơn 1/10 tải trọng lớn nhất tác dụng lên cọc đã ghi ở ch­ương trình thí nghiệm.

Khi mũi cọc chống vào đất hòn lớn, cát có lẫn cuội sỏi và ở trạng thái chặt, cũng như đất sét ở trạng thái cứng thì đối với 3 cấp tải trọng đầu, cho phép lấy bằng1/5 giá trị cao nhất của tải trọng lên cọc theo ch­ương trình thí nghiệm .

• Với mỗi cấp tải trọng ghi lại số đọc ở các thiết bị đo: ghi số đầu tiên -ngay sau khi đặt tải, 4 số ghi tiếp theo cứ l5 phút 1 lần, 2 số ghi sau đó – 30 phút 1 lần và tiếp theo là 1 giờ 1 lần đến khi chuyên vị (độ lớn) đã tắt (gọi là ổn định quy ư­ớc ghi ở điều 4.3.4).

Sự sai khác nhau ở các dụng cự đo không được v­ượt:

50% – khi độ lún nhô hơn lmm:

30% – khi độ lún từ 1 ~ 5mm:

20% – khi độ lún lớn hơn 5mm:

• Tốc độ lún (chuyển vị) của cọc trong đất nh­ư sau đ­ược coi là ổn định quy ­ước:

• Không quá 0,lmm sau 1 giờ quan sát cuối cùng nếu như­ mũi cọc thí nghiệm đặt lên đất cát hoặc đất sét từ trạng thái cứng đến gần dẻo.

• Không quá 0,1mm sau 2 giờ quan sát cuối cùng, nếu nh­ư mũi cọc thí nghiệm đặt lên đất sét dẻo mềm đến chảy.

• Khi thí nghiệm cọc cho móng các cầu thì độ lún đ­ợc xem là ổn định khi:

• Không v­ợt quá 0,1mm sau 30 phút cuối cùng, khi mũi cọc tựa lên đất hòn lớn, đất cát, đất sét ở trạng thái cứng.

• Không v­ượt quá 0,lmm sau 1 giờ cuối cùng, khi mũi cọc tựa lên sét ở trạng thái nửa cứng và gần cứng.

Chú thích : Khi có cơ sở thích ứng, cho phép tiến hành thí nghiệm không theo ổn định quy ước.

• Cần phải tăng tải trọng thí nghiệm tới khi độ lún không nhỏ hơn 40mm, trừ tr­ường hợp mũi cọc tựa vào đất hòn lớn, cát chặt cũng như­ sét ở trạng thái cứng, các tr­ường hợp này tài trọng phải đ­ược tăng như­ ch­ương trình thí nghiệm đã nêu, nh­ưng không nhỏ hơn 1,5 giá trị sức chịu tải của cọc xác định theo kết quả xuyên tĩnh ghi trong SNIP 11-17-77 (ở Việt Nam đang dùng TCXD 21 : 1972 tiêu chuẩn thiết kế móng cọc) hoặc tải trọng tính toán tác dụng lên cọc.

Khi thí nghiệm kiểm tra trong quá trình thi công, tải trọng lớn nhất không đư­ợc v­ượt quá khả năng chịu tải của cọc xác định theo điều kiện bền của vật liệu.

Chú thích : Khi không có trị số ổn định quy ước sau 1 ngày đêm thì việc ngừng thí nghiệm không phụ thuộc vào trị số của độ lún.

• Tiến hành dỡ tải sau khi đạt tới tải trọng lớn nhất (theo điều 4.3.6). Dỡ tải từng cấp, mỗi cấp lớn gấp đôi cấp gia tải.

• Tiến hành quan trắc chuyền vị (lún) đàn hồi của cọc với mỗi cấp tải trọng trong vòng 15 phút.

Sau khi đã dỡ tải hoàn toàn tới không, cần quan trắc chuyển vị đàn hồi trong vòng 30 phút, trong tr­ường hợp đất d­ưới mũi cọc là cát, 1 giờ, trong tr­ờng hợp dư­ới mũi cọc là đất sét, cứ 15 phút ghi số đọc 1 lần.

4.4. Xử lí kết quả thí nghiệm:

• Trong quá trình thí nghiệm cọc bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục cần tiến hành ghi chép (chỉ dẫn ở phụ lục 3).

• Kết quả thí nghiệm cho mỗi cọc phai lập ớ dạng biểu dỗ quan hệ lún (chuyền vị) và tải trọng S = f (P) và thay đổi của độ lún (chuyền vị) theo thời gian của từng cấp tải trọng     S = f (t) chỉ dẫn ở phụ lục 5).

Tỉ lệ xích của các biểu đồ lấy như­ sau: ở trục tung cứ 1 cm bằng 1 mm chuyển vị: ở trục hoành cứ 1 cm bằng 5 tấn tải trọng và 1mm ứng với 10 phút tác động tải trọng. Cho phép giảm nhỏ tỉ lệ xích của các biểu đồ trong tr­ường hợp cần thiết.

TCXD 88 : 1982 CỌC – PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG
TCXD-88-1982-Coc-Phuong-phap-thi-nghiem-hien-truong.pdf

668.3 KiB
2220 Downloads
Chi tiết

Thời gian:

27/10/2015