Cọc khoan nhồi, chắc rằng nhiều bạn đã biết thi công thế nào, có những công tác nào rồi… Thế nhưng cọc khoan nhồi có những thí nghiệm nào, chúng dùng để làm gì, hay cọc khoan nhồi có những thí nghiệm kiểm tra chất lượng nào, liệu bạn đã biết hết chưa? Bài viết này sẽ chia sẻ tất cả những thí nghiệm cọc khoan nhồi cũng như các thí nghiệm kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi mà hiện nay đang được sử dụng phổ biến tại Việt Nam và trên thế giới.
1. Thí nghiệm nén tĩnh cọc khoan nhồi (cọc thí nghiệm):
Mục đích: Dùng để xác định sức chịu tải của cọc và thiết lập biểu đồ quan hệ tải trọng và độ lún của cọc; xác định tính ổn định của nền đất, độ rung, lún…
=> Những số liệu thu thập được trong giai đoạn này sẽ là cơ sở để tính toán kết cấu móng cho công trình.
Mặt đầu cọc được xử lý bằng vữa không co ngót, đảm bảo theo yêu cầu về độ phẳng và thẳng góc với trục cọc. Thí nghiệm nén tĩnh được thực hiện khi bê tông cọc đã đạt cường độ thiết kế (bê tông thường là 28 ngày tuổi). Số chu kỳ thí nghiệm cũng như quá trình gia tải, giảm tải và giữ tải trọng được thiết kế chỉ định theo đề cương thí nghiệm cọc.
Thông thường trình tự kiểm tra cọc như sau : Khoan mũi cọc kiểm tra chất lượng bê tông mũi cọc, kiểm tra mùn lắng đáy cọc => Siêu âm cọc => Thí nghiệm nén tĩnh cọc.
Thí nghiệm nén tĩnh cọc khoan nhồi
Ví dụ các chu kỳ, quy định gia tải, giảm tải và giữ tải trọng thí nghiệm nén tĩnh
Tiện thể, nói thêm về một chút về cọc đúc sẵn (cọc rỗng DUL, cọc đặc thường), đối với các cọc này thì hiện nay để kiểm tra sức chịu tải của cọc thường chỉ áp dụng duy nhất thí nhiệm nén tĩnh này.
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về quy trình thí nghiệm nén tĩnh cọc thì tham khảo TCVN 9393 – 2012: Cọc – Phương pháp thử nghiệm tại hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục.
2. Thí nghiệm OSTERBERG với hộp gia tải O-cell (chỉ có cọc thí nghiệm):
Mục đích: Xác định sức chịu tải, biến dạng chuyển vị của cọc thí nghiệm.
Áp dụng: Thay thế cho thí nghiệm nén tĩnh khi không thể thực hiện chất tải nén tĩnh. Thường sử dụng cho các dự án cọc khoan nhồi vùng sông nước hoặc địa hình khó chất tải nén tĩnh.
Thí nghiệm được phát minh bởi giáo sư người Mỹ Jorj Osterberg từ những năm 1970 và lần đầu áp dụng năm 1984.
+ Thí nghiệm Osterberg thực chất là thí nghiệm nén tĩnh cọc, về mặt nguyên lý hoàn toàn giống với thí nghiệm nén tĩnh, chuyên dụng cho các cọc khoan nhồi và barrette (nhưng vẫn có thể áp dụng cho cọc đúc sẵn).
+ Nguyên tắc thí nghiệm là đặt tải trực tiếp tại mũi hay thân cọc bằng một thiết bị gọi là hộp O-cell, khi đó sử dụng ngay tải trọng cọc, ma sát đất thành bên cọc và sức kháng mũi làm đối trọng để tăng tải.
+ Các hộp Ocell được đặt sẵn trong thân cọc trước khi đổ bê tông cọc khoan nhồi hay cọc barret (hoặc đặt khi đổ bê tông trong nhà máy đối với cọc đúc sẵn).
Khi bơm thủy lực vào O-cell để tăng tải tiến hành đo chuyển vị đầu cọc và mũi cọc hay vị trí đặt hộp tải trọng. Từ đó xây dựng quan hệ tải trọng-chuyển vị và xác định sức chịu tải của cọc.
Thí nghiệm Osterberg
Hàn cố định mâm thép, hộp gia tải O-cell vào lồng thép
Thép chủ cọc khoan nhồi được ngắt tại vị trí đặt O-cell
3. Thí nghiệm Strain Gauge (cọc thí nghiệm):
Mục đích: Kiểm tra ứng suất, biến dạng, xác định sức chịu tải của cọc thí nghiệm.
Đặt thiết bị đo vào cọc khoan nhồi thí nghiệm trong quá trình thi công để đo ứng suất, biến dạng, sức chịu tải của cọc thí nghiệm trong quá trình nén tĩnh.
Lắp đặt thiết bị thí nghiệm Strain Gauge vào lồng thép cọc khoan nhồi
4. Thí nghiệm thử động biến dạng lớn PDA (Pile Dynamic Analysis):
Mục đích: Xác định sức chịu tải của cọc.
Là phương pháp thử tải trọng động xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi dựa trên lý thuyết truyền sóng ứng suất trong thanh đàn hồi.
Đối với các công trình dưới nước như móng cảng, cầu… hoặc các dự án nhỏ mà việc thử tĩnh gặp khó khăn thì việc thử động biến dạng lớn bằng thiết bị phân tích đóng cọc – PDA là giải pháp thích hợp. Tuy nhiên nhược điểm của phương pháp là gây ra tiếng ồn lớn, không thích hợp khi làm trong thành phố.
Dùng tải trọng thả mạnh vào đầu cọc để đo sức chịu tải của cọc trong thí nghiệm PDA
5. Thí nghiệm siêu âm cọc khoan nhồi:
Mục đích: Kiểm tra chất lượng bê tông cọc (khuyết tật bùn đất, túi khí…).
Là thí nghiệm được sử dụng nhiều nhất, có thể nói là cần thiết đầu tiên khi muốn kiểm tra chất lượng bê tông cọc. Thời gian bắt đầu thí nghiệm phương pháp xung siêu âm tối thiểu sau 7 ngày tính từ khi đổ bê tông cọc.
Người ta đặt các thiết bị đầu thu đầu phát vào trong các ống thép DN60/ DN114, sau đó tiến hành thí nghiệm siêu âm giữa các mặt cắt, mỗi lần thí nghiệm cho kết quả một mặt cắt, số mặt cắt siêu âm do thiết kế quy định.
Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về quy trình thí nghiệm siêu âm hãy tham khảo TCVN 9396 – 2012: Cọc khoan nhồi – Xác định tính đồng nhất của bê tông – Phương pháp siêu âm.
Số lượng cọc tối thiểu cần kiểm tra chất lượng cọc theo TCVN 9396-2012
Sơ đồ thí nghiệm siêu âm kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi
Cọc có 1 ống thép DN114 và 2 ống thép DN60
=> Tối đa có 3 mặt cắt siêu âm
6. Thí nghiệm khoan lõi cọc khoan nhồi:
Mục đích: Kiểm tra chất lượng bê tông tại mũi cọc và kiểm tra chiều dày cặn lắng bên dưới mũi cọc tiếp xúc với đất.
Cùng với thí nghiệm siêu âm, đây là thí nghiệm thường được sử dụng nhất.
Chỉ tiến hành khoan lấy lõi thông qua ống thép DN114. Ống này thường đặt cách mũi cọc 1,5-2m. Sau khi khoan lấy lõi xong, tiến hành khoan tiếp hết phần bê tông (khoan thủng tới đất) sau đó lấy mẫu đất bên dưới mũi cọc, TCVN 9395-2012 cho phép lớp cặn lắng đáy cọc không quá 5cm đối với cọc chống và không quá 10cm đối với cọc ma sát + cọc chống.
Lõi bê tông lấy tại đáy cọc (đoạn trong phạm vi 1,5m tại đáy cọc) bằng cách khoan thông qua ống DN114
7. Thí nghiệm thử động biến dạng nhỏ PIT (Pile Integrity Test):
Mục đích: Kiểm tra tính toàn vẹn cọc (chất lượng) như khuyết tật bùn đất, túi khí…
Xác định vị trí và mức độ khuyết tật (nếu có) của cọc đóng/cọc khoan nhồi hoặc cọc đúc sẵn dựa trên sóng phản hồi ghi được trên đỉnh cọc. Người ta dùng búa liên kết với máy đo gõ vào đỉnh cọc, sau đó đo xung sóng phản hồi, trường hợp có khuyết tật lớn thì có thể phát hiện được. Thí nghiệm này ít được sử dụng cho cọc khoan nhồi do chỉ phát hiện được các khuyết tật lớn và thường cho ra kết quả sai lệch. Thường chỉ áp dụng khi cọc khoan nhồi không thể tiến hành thí nghiệm siêu âm và thường dùng hơn trong cọc đúc sẵn.
Thí nghiệm thử động biến dạng nhỏ PIT (Pile Integrity Test)
8. Thí nghiệm Koden:
Mục đích: Xác định hình dạng hình học hố khoan, kiểm tra độ nghiêng, sạt lở của hố khoan.
Sử dụng máy Koden thả đầu dò xuống tâm hố khoan. Điều khiển cho tang cuốn thả đầu dò xuống và thu tín hiệu, vẽ biên dạng hố.
Hiện nay hầu hết tư vấn giám sát đều yêu cầu nhà thầu thực hiện thí nghiệm này để nghiệm thu hố khoan.
Thí nghiệm Koden xác định hình dạng hình học hố khoan, kiểm tra độ nghiêng, sạt lở hố khoan
Tổng kết nhanh lại: Có khoảng 8 thí nghiệm thông dụng nhất cho cọc khoan nhồi và mục đích của chúng như sau:
8 thí nghiệm cọc khoan nhồi thông dụng nhất hiện nay
Kết bài:
Vậy là mình đã chia sẻ xong các thí nghiệm thông dụng ở cọc khoan nhồi hiện nay cũng như mục đích của chúng. Nếu bạn muốn theo đuổi nghề QS thì tìm hiểu các khóa học từ cơ bản đến nâng cao (bóc tách khối lượng cọc nhồi, nhà cao tầng, lập giá, Excel…) tại trang chủ nhé.
Chúc bạn thành công!
