1. Mục Đích Thí Nghiệm Thử Tĩnh Cọc Cho Dự Án Little House
Thí nghiệm nhằm đo sức chịu tải của cọc trước khi thi công ép cọc đại trà. Dữ liệu về cường độ, biến dạng và mối quan hệ giữa tải trọng và chuyển vị của cọc cung cấp cơ sở cho việc thiết kế và điều chỉnh dự án, cũng như chọn lựa thiết bị và công nghệ thi công phù hợp.
Các khối thép làm tải trọng cho quy trình ép tĩnh cọc
2. Nguyên Tắc Thí Nghiệm:
Thử nghiệm được thực hiện bằng cách áp dụng tải trọng tĩnh để ép theo hướng dọc trục của cọc, đưa cọc chìm sâu hơn vào đất. Áp lực lên đầu cọc được tạo ra thông qua sử dụng hệ thống kích thủy lực, trong đó có hệ thống phản lực bao gồm dàn chất tải, neo, hoặc sự kết hợp của cả hai. Các dữ liệu về tải trọng, chuyển vị, biến dạng, và các thông số khác thu được trong quá trình thí nghiệm đóng vai trò cơ sở để phân tích và đánh giá khả năng chịu tải của cọc, cũng như mối quan hệ giữa tải trọng và chuyển vị của cọc trong đất nền.
3. Số Lượng Cọc Thí Nghiệm
Theo quy định thiết kế, thường sẽ chọn số lượng cọc thí nghiệm tương đương với 1% tổng số cọc của công trình. Tuy nhiên, trong mọi tình huống, số lượng này không được 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 đã đúc sẵn và 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.
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, được gia cường chịu lực và không biến dạng 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 khác nhau, đủ đỡ hệ đối trọng thí nghiệm đặt trên nền đất để đảm bảo ổn định.
Hệ gối được tính toán đủ tiết diện để không gây lún khi chất tải trọng và không ảnh hưởng đến sự làm việc của cọc và thiết bị khác.
Hệ Tải Trọng: Bao gồm nhiều cục tải bê tông cốt thép đúc sẵn, 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.
Hệ Thống Gia Tải: Sử dụng kích thủy lực có sức nâng lớn hơn ≥ 150% tải trọng thí nghiệm lớn nhất.
Kích thủy lực được kiểm định và cấp giấy chứng nhận kiểm định để đảm bảo độ an toàn và chính xác.
Hệ Thống Đo Lực: Sử dụng đồng hồ thủy lực có tải đo 0-600 kg/cm2 để đo lực nén tác động lên đầu cọc thí nghiệm.
Hệ thống đo lực được kiểm định để đảm bảo độ chính xác.
Hệ Thống Bơm Thủy Lực: Gắn liền với kích thủy lực, cung cấp dầu để điều chỉnh sức nâng của kích.
Lưu lượng bơm là 3 lít/phút, áp suất tối đa 600 kg/cm2.
Hệ Thống Đo Chuyển Vị: Bao gồm 04 đồng hồ đo lún với khoảng đo lớn nhất là 50mm và độ chính xác 0,01mm.
Hệ thống đo chuyển vị được kiểm định để đảm bảo độ chính xác.
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 và Hệ Mốc Chuẩn: Hệ dầm chuẩn có đủ độ cứng và không bị ảnh hưởng bởi chấn động thời tiết.
Hệ mốc chuẩn dùng cho công trình là một hệ thép hình được chôn xuống đất và không bị biến dạng trong quá trình thí nghiệm.
5. Chuẩn Bị Thí Nghiệm
Kiểm Tra Chất Lượng Cọc: Các cọc cần được kiểm tra chất lượng theo tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu cọc.
Thời Gian Nghỉ Cho Cọc: Thí nghiệm nén tĩnh được thực hiện cho cọc sau thời gian phục hồi cấu trúc đất bị phá hoại trong quá trình thi công hoặc bê tông đạt cường độ.
Đối với cọc BTLT ứng suất trước, nghỉ ít nhất 7 ngày sau khi ép cọc bê tông.
Đối với cọc khoan nhồi, nghỉ ít nhất 21 ngày sau khi kết thúc thi công.
Chuẩn Bị Đầu Cọc Thí Nghiệm: Đầu cọc có thể cắt hoặc nối thêm, đảm bảo:
Khoảng cách từ đầu cọc đến dầm chính phải đủ cho kích và thiết bị đo.
Mặt đầu cọc phải phẳng, vuông góc với trục cọc, cần gia cố thêm nếu cần thiết để không bị phá hại dưới tải trọng thí nghiệm.
Loại trừ ma frất nếu cọc cao hơn cốt đáy móng để tránh ảnh hưởng đến kết quả thí nghiệm.
Lắp Đặt Kích và Thiết Bị Đo: Kích đặt trực tiếp trên tấm đệm đầu cọc, chính tâm so với trục cọc. Nếu sử dụng nhiều kích, bố trí sao cho tải trọng truyền dọc trục cọc và 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.
Chuẩn Bị Thiết Bị Đo Chuyển Vị: Dầm chuẩn đặt hai bên cọc, trụ đỡ dầm chôn chặt xuống đất.
Chuyển vị kế đặt đối xứng hai bên đầu cọc, gắn ổn định trên dầm chuẩn.
Khoảng Cách Lắp Đặt Thiết Bị: Từ tâm cọc thí nghiệm đến tâm cọc neo hoặc cánh neo đất ít nhất 3D nhưng không ít hơn 2m.
Từ cọc thí nghiệm đến điểm gần nhất của các gối kê ít nhất 3D nhưng không ít hơn 1,5m.
Từ cọc thí nghiệm đến các gối đỡ dầm chuẩn ít nhất 1,5m.
Từ mốc chuẩn đến cọc thí nghiệm, neo và các gối kê dàn chất tải ít nhất 5D nhưng không ít hơn 2,5m.
| Cấp tải trọng
thí nghiệm |
Thời gian duy trì tải trọng thí nghiệm
lên đầu cọc thử |
Thời gian theo dõi và ghi chép
số liệu thí nghiệm |
| 5% | Giữ trong 10’, để loại trừ các biến dạng do xếp tải gây ra. | |
| 0% | Ghi số liệu ban đầu. | |
| 25% | Tối thiểu là 1 giờ và đạt độ lún ổn định quy ước 0,25 mm/giờ, nhưng không quá 2 giờ. | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0; 10’; 20’; 30’; 45’ và 60’. |
| 50% | Tối thiểu là 1 giờ và đạt độ lún ổn định quy ước 0,25 mm/giờ, nhưng không quá 2 giờ. | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0; 10’; 20’; 30’; 45’ và 60’. |
| 75% | Tối thiểu là 1 giờ và đạt độ lún ổn định quy ước 0,25 mm/giờ, nhưng không quá 2 giờ. | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0; 10’; 20’; 30’; 45’ và 60’. |
| 100% | Duy trì trong 06 giờ và đạt độ lún ổn định quy ước. | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0; 10’,20’; 30’; 45’, 60’; 120’ và tiếp tục 60’ một lần cho đến hết thời gian quy định. |
| 50% | 30 phút | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0 ; 10’, 20’ và 30’. |
| 0% | 60 phút | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0 ; 10’; 20’; 30’; 45’ ;& 60’ |
| 25% | 30 phút | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0, 10’, 20’ và 30’. |
| 50% | 30 phút | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0, 10’, 20’ và 30’. |
| 75% | 30 phút | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0, 10’, 20’ và 30’. |
| 100% | 30 phút | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0, 10’, 20’ và 30’. |
| 125% | Tối thiểu là 1 giờ và đạt độ lún ổn định quy ước 0,25 mm/giờ, nhưng không quá 2 giờ. | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0, 10’, 20’ và 30’, 45’ và 60’. |
| 150% | Tối thiểu là 1 giờ và đạt độ lún ổn định quy ước 0,25 mm/giờ, nhưng không quá 2 giờ. | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0, 10’, 20’ và 30’, 45’ và 60’. |
| 175% | Tối thiểu là 1 giờ và đạt độ lún ổn định quy ước 0,25 mm/giờ, nhưng không quá 2 giờ. | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0, 10’, 20’ và 30’, 45’ và 60’. |
| 200% | Duy trì trong 24 giờ và đạt độ lún ổn định quy ước, lấy thời gian nào lâu hơn. | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0; 10’;20’; 30’; 45’, 60’; 120’ và tiếp tục 60’ một lần cho đến hết thời gian quy định. |
| 150% | 30 phút | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0, 10’, 20’ và 30’. |
| 100% | 30 phút | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0, 10’, 20’ và 30’. |
| 50% | 30 phút | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0, 10’, 20’ và 30’. |
| 0% | 1giờ | Ghi kết quả ở các thời điểm: 0’, 10’, 20’, 30’, 45’,60’ |
Cọc được sử dụng cho thử nghiệm tĩnh cọc
6. Quy Trình Thí Nghiệm:
Trước khi tiến hành thí nghiệm, thí nghiệm viên thực hiện gia tải trước để kiểm tra hoạt động của thiết bị và tạo tiếp xúc giữa đầu cọc thí nghiệm và thiết bị thí nghiệm. Gia tải trước được thực hiện bằng 5% tải trọng thiết kế, giữ tải trong 10 phút, sau đó giảm tải về cấp 0%. Đồng thời, 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 dự kiến là 200% Ptk. Mỗi cấp gia tải tăng 25% tải trọng thiết kế.
Chỉ tăng cấp tải mới khi tốc độ lún đầu cọc ổn định theo quy ước (ΔS ≤ 0.25mm), nhưng không quá 2 giờ.
Giữ cấp tải trọng lớn nhất cho đến khi độ lún đầu cọc ổn định theo quy ước hoặc 24 giờ, lấy thời gian nào lâu hơn.
Sau khi kết thúc gia tải, nếu cọc không bị phá hoại, tiến hành giảm tải về cấp 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 kéo dài hơn.
Quy định về phá hoại, dừng và kết thúc thí nghiệm:
Phá hoại cọc có thể xảy ra ở cấp tải nhỏ hơn tải trọng thí nghiệm lớn nhất, khi độ lún đầu cọc tăng liên tục.
Nếu cọc không đạt độ lún ổn định quy ước sau 1 ngày đêm (24 giờ) giữ tải ở bất cứ tải trọng nào, thí nghiệm dừng.
Thí nghiệm cũng dừng khi tổng chuyển vị vượt quá 10% kích thước cọc, vật liệu cọc bị phá hoại, hoặc tốc độ lún cọc tăng đột ngột.
Các hiện tượng như mốc chuẩn đặt sai, không ổn định, hoặc bị hỏng, kích không hoạt động, hệ phản lực không ổn định, đầu cọc bị vỡ, dầm nén bị nghiêng, hoặc đất nền bị phá hoại đều là lý do tạm dừng thí nghiệm.
Sau khi xử lý hoặc khắc phục, thí nghiệm có thể tiếp tục.
Kết thúc thí nghiệm khi đạt mục tiêu theo đề cương hoặc khi cọc thí nghiệm bị phá hoại.
7. Báo Cáo Kết Quả Thí Nghiệm:
Báo cáo kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc được thực hiện theo tiêu chuẩn TCVN 9393:2012 và bao gồm các yếu tố sau:
Thuyết Minh Báo Cáo Kết Quả:
Mô tả chi tiết về quy trình thí nghiệm, các bước thực hiện, và điều kiện thử nghiệm.
Miêu tả các biến động và hiện tượng quan trọng trong quá trình thí nghiệm.
Bảng Tổng Hợp Kết Quả Thí Nghiệm:
Tổng hợp dữ liệu số liệu quan trọng như tải trọng, chuyển vị, thời gian, và các thông số khác theo từng cấp tải.
Bảng Số Liệu Thí Nghiệm Tại Hiện Trường:
Chứa thông tin chi tiết về điều kiện hiện trường, đặc điểm đất nền, và các yếu tố ảnh hưởng đến thí nghiệm.
Các Biểu Đồ Kết Quả Thí Nghiệm:
Biểu Đồ Quan Hệ Tải Trọng – Chuyển Vị: Hiển thị sự biến động của chuyển vị tại các cấp tải trọng khác nhau.
Biểu Đồ Quan Hệ Chuyển Vị – Thời Gian: Thể hiện mối liên quan giữa chuyển vị và thời gian trong suốt quá trình thí nghiệm.
Biểu Đồ Quan Hệ Tải Trọng – Thời Gian – Chuyển Vị: Kết hợp tải trọng, thời gian, và chuyển vị để cung cấp cái nhìn tổng thể về hiệu suất của cọc.
Biểu Đồ Quan Hệ Tải Trọng – Thời Gian: Hiển thị sự biến động của tải trọng theo thời gian.
Kết Luận và Kiến Nghị:
Tóm tắt kết quả thí nghiệm và rút ra các kết luận chính.
Đưa ra những kiến nghị và đề xuất cho các bước tiếp theo hoặc cải thiện quá trình.
Báo cáo này sẽ cung cấp thông tin đầy đủ và minh bạch về kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc, giúp hiểu rõ về tính chất và hiệu suất của cọc trong điều kiện thử nghiệm.
8. Xử Lý Và Gia Cường Đầu Cọc Thí Nghiệm
Đối với việc xử lý đầu cọc, có thể thực hiện công tác cắt giảm hoặc nối thêm để đảm bảo tính chất công việc thí nghiệm phù hợp với mặt bằng thi công và thiết bị thí nghiệm.
Sử dụng láng vữa Sika GP để tạo phẳng bề mặt của cọc.
Kiểm tra hệ thống thiết bị thí nghiệm, bao gồm sức nâng của kích thủy lực, máy bơm dầu, đồng đều của đồng hồ đo áp lực và đồng hồ đo chuyển vị. Đồng thời, kiểm tra thời hạn kiểm định của các thiết bị và 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 quá trình thí nghiệm:
Người không có trách nhiệm không được phép vào khu vực thí nghiệm.
Kiểm tra mức độ an toàn của hệ thống dầm chất tải, bệ đỡ và gối đỡ.
Trong 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 phù hợp để 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 bất kỳ hoạt động nào của các thiết bị khác xâm phạm khu vực thí nghiệm để đảm bảo an toàn và chính xác của các số liệu thu thập trong quá trình thí nghiệm.
Sau khi hoàn thành 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 ngăn cháy, luôn phải có biện pháp ngăn chặn nguồn gây cháy và tạo môi trường không dễ cháy. Đồng thời, cần có các quy định chi tiết về việc sử dụng, vận hành, bảo quản máy móc thiết bị, vật liệu, và các sản phẩm có thể làm phát sinh nguy cơ cháy. Các chất dễ cháy cần được sắp xếp gọn gàng và được cách ly an toàn khỏi môi trường dễ cháy.
Đội ngũ KTS 139Design kiểm tra kỹ lưỡng trước khi tiến hành ép cọc
Khách hàng có nhu cầu tư vấn thiết kế thi công nội thất, đừng ngần ngại hãy liên hệ ngay đến 139Design để được tư vấn tận tâm nhất:
VĂN PHÒNG ĐẠI DIỆN
Địa chỉ: Căn LV2 011, Lake View 2 Thủ Thiêm, Đường D4, P. Bình An, TP. Thủ Đức
Điện thoại: 038.6868.139 – 082.8382.888
Email: 139Designarc@gmail.com
Website: https://139Design.vn
