Luận văn Kiểm tra chất lượng, phát hiện khuyết tật cọc khoan nhồi- Nguyên nhân- Giải pháp khắc phục

Kiểm tra chất lượng, phát hiện khuyết tật cọc khoan nhồi- Nguyên nhân- Giải pháp khắc phục I. §Æt vÊn ®Ò Cäc khoan nhåi ®ang ®îc sö dông réng r·i t¹i nhiÒu c«ng tr×nh d©n dông, c«ng nghiÖp vµ giao th«ng t¹i ViÖt nam. Lo¹i cäc nµy cã kh¶ n¨ng ¸p dông thÝch hîp cho c¸c c«ng tr×nh cã t¶i träng lín, trong c¸c khu ®« thÞ ®«ng ®óc....Trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y, ngµnh x©y dùng c«ng tr×nh giao th«ng ë níc ta ®· cã nh÷ng tiÕn bé vît bËc. Cïng víi c¸c c«ng nghÖ thi c«ng cÇu tiªn tiÕn nh ®óc hÉng c©n b»ng, ®óc ®Èy, thi c«ng cÇu d©y v¨ng khÈu ®é lín,... ®· vµ ®ang trë nªn phæ biÕn th× c«ng nghÖ thi c«ng cäc khoan nhåi còng ®· ®îc sö dông mét c¸ch réng r·i. Qua thùc tÕ thi c«ng cho thÊy ®· cã nhiÒu sai sãt vÒ mÆt kü thuËt vµ xÈy ra mét sè sù cè ®¸ng tiÕc. §iÒu ®ã cho thÊy cÇn ph¶i quan t©m tíi c«ng t¸c qu¶n lý, kiÓm tra vµ ®¸nh gi¸ chÊt lîng cäc khoan nhåi vµ ®Ò ra c¸c gi¶i ph¸p kh¾c phôc. II. t×nh h×nh ¸p dông c¸c ph¬ng ph¸p kiÓm tra cäc khoan nhåi II.1. T×nh h×nh ¸p dông c¸c ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng vµ x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cäc khoan nhåi trªn thÕ giíi : Trªn thÕ giíi, c¸c ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng vµ x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cäc khoan nhåi ®îc quan t©m tõ rÊt sím. §Õn nay ®· cã rÊt nhiÒu c¸c nghiªn cøu lý thuyÕt, c¸c ph¬ng ph¸p vµ thiÕt bÞ kiÓm tra ®îc ¸p dông cã hiÖu qu¶ trong c«ng t¸c qu¶n lý chÊt lîng cäc khoan nhåi. Cã nhiÒu h·ng chuyªn s¶n xuÊt thiÕt bÞ vµ thùc hiÖn c«ng t¸c kiÓm tra, ®¸nh gi¸ chÊt lîng cäc nh PDI, LOADTEST cña Mü, TNO cña Hµ Lan, Testconsult,... ¨ C¸c ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng cäc : C¸c ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng cäc khoan nhåi ban ®Çu chñ yÕu dùa vµo nguyªn lý ph¶n håi ©m thanh, ph¶n håi xung. N¨m 1983, Trung t©m thÝ nghiÖm ®éng lùc häc ë Delft (Hµ Lan) ®· nghiªn cøu, ph¸t triÓn ph¬ng ph¸p ph¶n håi ©m thanh ®Ó kiÓm tra ®é ®ång nhÊt th©n cäc. Kiểm tra chất lượng, phát hiện khuyết tật cọc khoan nhồi- Nguyên nhân- Giải pháp khắc phục N¨m 1977, Wetman ®Ò xuÊt ph¬ng ph¸p ph¶n håi xung vµ ®o trë kh¸ng cäc ®Ó x¸c ®Þnh khuyÕt tËt trong cäc vµ ®é cøng cña hÖ cäc- ®Êt nÒn. §©y chÝnh lµ c¬ së lý thuyÕt cho c¸c thiÕt bÞ kiÓm tra chÊt lîng cäc khoan nhåi nh lµ PIT cña h·ng PDI-Mü, MIMP cña Ph¸p. Còng tõ nguyªn lý nµy mét sè ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng cäc ®îc ®Ò xuÊt nh lµ ph¬ng ph¸p chÊn ®éng song song, ph¬ng ph¸p sãng øng suÊt trong. Tuy nhiªn c¸c ph¬ng ph¸p nµy chØ ®îc sö dông trong c¸c trêng hîp ®Æc biÖt. Ph¬ng ph¸p siªu ©m truyÒn qua nhê c¸c èng ®Æt s½n trong cäc còng lµ mét ph¬ng ph¸p ®îc sö dông phæ biÕn trªn thÕ giíi. Ph¬ng ph¸p nµy dùa vµo vËn tèc ©m truyÒn trong bª t«ng ®Ó ®¸nh gi¸ chÊt lîng cäc. §· cã nhiÒu thiÕt bÞ kiÓm tra ®îc chÕ t¹o, trong ®ã thiÕt bÞ ®îc sö dông nhiÒu nhÊt lµ CSL (Crosshole Sonic Logging) cña h·ng Olson Instrument. Ngoµi c¸c ph¬ng ph¸p nªu trªn, ngêi ta cßn sö dông mét sè ph¬ng ph¸p sau ®Ó kiÓm tra chÊt lîng cäc : ph¬ng ph¸p khoan lÊy lâi, ph¬ng ph¸p tia gamma, ph¬ng ph¸p néi soi bª t«ng. ¨ C¸c ph¬ng ph¸p thö t¶i x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cäc khoan nhåi : Trong c¸c ph¬ng ph¸p thö t¶i cäc khoan nhåi th× ph¬ng ph¸p thö t¶i tÜnh truyÒn thèng lµ ph¬ng ph¸p cho ®é chÝnh x¸c cao nhÊt vµ còng ®îc sö dông sím nhÊt. Tuy nhiªn, khi c¸c cäc khoan nhåi ®îc thi c«ng s©u h¬n, ®êng kÝnh cäc lín h¬n dÉn ®Õn søc chÞu t¶i cäc rÊt lín th× ph¬ng ph¸p thö t¶i tÜnh truyÒn thèng gÆp khã kh¨n. Nh÷ng n¨m 60, ViÖn c«ng nghÖ Case ®· x©y dùng “Ph¬ng ph¸p thö ®éng biÕn d¹ng lín PDA” ®Ó kiÓm tra søc chÞu t¶i cäc khoan nhåi dùa trªn lý thuyÕt truyÒn sãng trong cäc. §Õn nay, ph¬ng ph¸p nµy ®-îc sö dông phæ biÕn vµ ®îc ®a vµo quy tr×nh cña nhiÒu níc. §Çu nh÷ng n¨m 1980, gi¸o s ngêi Mü Jorj O. Osterberg cña Trêng §¹i häc Northwestern, Florida ®· ®a ra mét c«ng nghÖ nÐn tÜnh míi mµ Kiểm tra chất lượng, phát hiện khuyết tật cọc khoan nhồi- Nguyên nhân- Giải pháp khắc phục sau nµy mang tªn «ng lµ “Ph¬ng ph¸p thö t¶i tÜnh b»ng hép t¶i träng Osterberg”. T¶i träng thö t¸c dông lªn cäc ®îc truyÒn tõ hép t¶i träng ®Æt s½n trong th©n cäc tríc khi ®æ bª t«ng. Cho ®Õn nay ph¬ng ph¸p nµy ®· ®îc ¸p dông réng r·i vµ ®îc ®a vµo tiªu chuÈn cña nhiÒu níc. C«ng ty Loadtest ®ang lµ h·ng gi÷ ®éc quyÒn vÒ s¶n xuÊt c¸c thiÕt bÞ cña ph¬ng ph¸p nµy. Ph¬ng ph¸p thö t¶i cäc khoan nhåi míi nhÊt lµ “Ph¬ng ph¸p thö t¶i tÜnh ®éng STATNAMIC”. Ph¬ng ph¸p nµy ®îc thÝ nghiÖm lÇn ®Çu tiªn vµo n¨m 1988 ë Canada. Tõ n¨m 1989 nã ®· b¾t ®Çu dîc øng dông trong thùc tÕ ë c¸c níc Canada, Hµ Lan, NhËt B¶n,... N¨m 1995, Héi nghÞ quèc tÕ lÇn thø nhÊt vÒ STATNAMIC tæ chøc tõ ngµy 27-30/9 ®· tËp hîp gÇn 200 nhµ khoa häc trªn thÕ giíi. Trong Héi nghÞ nµy ®· th«ng b¸o c¸c nghiªn cøu lý thuyÕt vµ thùc nghiÖm ®îc tiÕn hµnh ë nhiÒu níc, ®©y còng lµ diÔn ®µn ®Ó trao ®æi ®Ó hoµn thiÖn h¬n ph¬ng ph¸p nµy. HiÖn nay, h·ng TNO cña Hµ Lan, mét h·ng ®i ®Çu trong nghiªn cøu ph¬ng ph¸p STATNAMIC ®ang cã hÖ thèng thiÕt bÞ ®îc sö dông phæ biÕn nhÊt. II.2. T×nh h×nh ¸p dông c¸c ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng vµ x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cäc khoan nhåi ë ViÖt Nam : ë níc ta trong nh÷ng n¨m gÇn ®©y cäc khoan nhåi ®· ®îc sö dông phæ biÕn trong x©y dùng nÒn mãng c¸c c«ng tr×nh x©y dùng, giao th«ng, c¶ng,...ViÖc kiÓm tra ®¸nh gi¸ chÊt lîng vµ søc chÞu t¶i cña cäc khoan nhåi ®· ®îc quan t©m chó ý. ¨ C¸c ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng cäc : Ph¬ng ph¸p tia gama lµ ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng cäc khoan nhåi ®îc sö dông lÇn ®Çu tiªn ë níc ta trong x©y dùng cÇu ViÖt Tr× (vµo ®Çu nh÷ng n¨m 90). Tuy nhiªn nã cã h¹n chÕ vÒ ®é an toµn vµ bÒ dµy bª t«ng ®o ®îc, do ®ã kh«ng ®îc ¸p dông réng r·i. HiÖn nay, c¸c ph¬ng ph¸p kiÓm tra chÊt lîng cäc khoan nhåi ®îc sö Kiểm tra chất lượng, phát hiện khuyết tật cọc khoan nhồi- Nguyên nhân- Giải pháp khắc phục dông phæ biÕn trong níc lµ ph¬ng ph¸p thö ®éng biÕn d¹ng nhá (PIT, MIMP) vµ ph¬ng ph¸p siªu ©m truyÒn qua. HÇu hÕt c¸c cäc khoan nhåi ®îc kiÓm tra ®Òu ¸p dông ®ång thêi c¶ hai ph¬ng ph¸p nµy. ¨ C¸c ph¬ng ph¸p thö t¶i cäc khoan nhåi : Ph¬ng ph¸p thö t¶i tÜnh lµ ph¬ng ph¸p ®îc sö dông ®Çu tiªn ®Ó x¸c ®Þnh søc chÞu t¶i cäc khoan nhåi. Ngoµi ra, hiÖn nay ph¬ng ph¸p thö ®éng biÕn d¹ng lín còng ®ang ®îc sö dông phæ biÕn ë níc ta. HÇu hÕt c¸c c«ng tr×nh cã sö dông cäc khoan nhåi ®Òu ¸p dông ph¬ng ph¸p thö t¶i nµy. Ph¬ng ph¸p thö t¶i tÜnh b»ng hép t¶i träng Osterberg ®îc ¸p dông lÇn ®Çu tiªn ë níc ta trong c«ng tr×nh cÇu Mü ThuËn vµo ®Çu n¨m 1998, tiÕp ®ã lµ cÇu L¹c QuÇn vµo cuèi n¨m 1998. §Ó cã thÓ ¸p dông phæ biÕn ph¬ng ph¸p nµy cÇn ph¶i ®µo t¹o ®îc ®éi ngò c¸n bé cã tr×nh ®é tay nghÒ cao. Ph¬ng ph¸p thö t¶i tÜnh ®éng STATNAMIC lµ ph¬ng ph¸p chØ míi ®- îc nghiªn cøu vÒ mÆt lý thuyÕt ë ViÖt Nam. N¨m 1995, t vÊn Anh ®· ®Ò nghÞ ¸p dông cho thö cäc t¹i c¶ng container T©n ThuËn nhng kh«ng ®îc phÝa ViÖt Nam chÊp thuËn, nguyªn nh©n cã thÓ do t¹i thêi ®iÓm ®ã c«ng nghÖ nµy cßn qu¸ míi ®èi víi chóng ta. Víi u thÕ vÒ ®é tin cËy vµ gi¸ thµnh hîp lý, trong thêi gian tíi ch¾c ch¾n ph¬ng ph¸p thö t¶i tÜnh ®éng STATNAMIC sÏ ®îc ¸p dông trong viÖc thö t¶i cäc khoan nhåi ë ViÖt Nam. III. C¸c ph¬ng ph¸p kiÓm tra cäc khoan nhåi III.1. III.1.1. KiÓm tra chÊt lîng cäc trong qu¸ tr×nh thi c«ng : Giíi thiÖu chung : Trong giai ®o¹n thi c«ng (tríc khi h×nh thµnh cäc), c¸c chØ tiªu cÇn kiÓm tra gåm cã : ChÊt lîng lç cäc tríc khi ®æ bª t«ng; ChÊt lîng vµ khèi lîng bª t«ng ®æ vµo cäc; Kiểm tra chất lượng, phát hiện khuyết tật cọc khoan nhồi- Nguyên nhân- Giải pháp khắc phục Lång cèt thÐp trong lç cäc. NÕu thi c«ng b»ng ph¬ng ph¸p ít (dïng dung dÞch sÐt hoÆc ho¸ phÈm kh¸c ®Ó gi÷ æn ®Þnh thµnh lç cäc) th× ph¶i kiÓm tra chÊt lîng dung dÞch : ChÕ t¹o dung dÞch ®¹t chØ tiªu kü thuËt; §iÒu chØnh dung dÞch theo ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt thuû v¨n vµ c«ng nghÖ khoan cô thÓ. III.1.2. KiÓm tra chÊt lîng lç cäc : ChÊt lîng lç cäc lµ mét trong c¸c yÕu tè cã ý nghÜa quyÕt ®Þnh ®Õn chÊt lîng cäc. ViÖc khoan vµ dän lç cäc, sau ®ã lµ c¸ch gi÷ thµnh v¸ch lç cäc lµ nh÷ng c«ng ®o¹n quan träng, ¶nh hëng ®Õn chÊt lîng lç cäc tèt hay xÊu. C¸c chØ tiªu vÒ chÊt lîng lç cäc bao gåm vÞ trÝ, kÝch th-íc h×nh häc, ®é nghiªng lÖch, t×nh tr¹ng thµnh v¸ch vµ líp cÆn l¾ng ë ®¸y lç. Díi ®©y tr×nh bµy c¸c th«ng sè ®¸nh gi¸ chÊt lîng vµ ph¬ng ph¸p kiÓm tra chóng. B¶ng C¸c th«ng sè cÇn kiÓm tra vÒ lç cäc TT Th«ng sè kiÓm Ph¬ng ph¸p kiÓm tra tra 1 2 3 T×nh tr¹ng lç cäc VÞ trÝ, ®é th¼ng ®øng vµ ®é s©u KÝch thíc lç - KiÓm tra b»ng m¾t cã thªm ®Ìn däi - Dïng ph¬ng ph¸p siªu ©m hoÆc camera ghi chôp thµnh lç cäc - §o ®¹c so víi mèc vµ tuyÕn chuÈn - So s¸nh khèi lîng ®Êt lÊy lªn víi thÓ tÝch h×nh häc cña cäc - Theo lîng dïng dung dÞch gi÷ thµnh v¸ch - Theo chiÒu dµi têi khoan - Qu¶ däi - M¸y ®o ®é nghiªng, ph¬ng ph¸p siªu ©m - MÉu, calip, thíc xÕp më vµ tù ghi ®é lín nhá ®êng ... - tailieumienphi.vn