Đánh giá khả năng chịu tải của cọc tại hiện trường là công tác quan trọng và cần thiết sau khi thi công cọc nhằm kết luận chính xác sức chịu tải của cọc theo điều kiện thực tế. Những số liệu thu thập được trong giai đoạn này sẽ là cơ sở để các kỹ sư xây dựng tính toán kết cấu móng nền cho công trình. Đó cũng chính là những lý do chính trả lời cho câu hỏi: Tại sao phải thi công cọc thử? Nội dung chính của bài viết sẽ là quy trình thử tải móng cọc và những yêu cầu kỹ thuật về thử tải móng cọc.
Xem thêm: Những mẫu nhà cấp 4 kiểu mái bằng
1. Tại sao phải thi công cọc thử? Mục đích đóng cọc thử là gì?
Các thí nghiệm hiện trường đánh giá khả năng chịu tải của cọc được thực hiện nhằm kiểm tra và khẳng định độ chính xác của các giá trị thiết kế và chất lượng toàn bộ quá trình thi công. Phổ biến có ba nhóm phương pháp được ứng dụng rộng rãi, bao gồm: thí nghiệm tĩnh, thí nghiệm động và thí nghiệm tĩnh.
Trong nhóm thí nghiệm tĩnh, phương pháp nén tĩnh là giải pháp truyền thống được tin cậy và sử dụng rộng rãi nhất. Kết quả nén tĩnh cọc hiện trường cho phép đánh giá khả năng chịu tải của cọc đơn theo quan hệ giữa tải trọng tác dụng và chuyển vị của cọc mà thực chất là chuyển vị đo được ở đầu cọc.
Trong nhóm thí nghiệm động, phương pháp thử động biến dạng lớn được sử dụng để kiểm tra đối chứng hay thay thế phương pháp nén tĩnh. Phương pháp thử động biến dạng lớn có thể khắc phục được một số nhược điểm của phương pháp nén tĩnh và đặc biệt là sự tiện dụng khi có sự hỗ trợ của kỹ thuật hiện đại.
2. Quy trình thi công đóng cọc thử
a. Thử động
Yêu cầu gồm cả 2 trường hợp kéo và nén, tiến hành tại thời điểm có địa chất tiêu biểu, trước thi công hay trong quá trình thi công.
- Số lượng cọc thử: Từ 0.5 – 1% số lượng cọc thi công và không ít hơn 3 cọc.
- Quy cách cọc: Loại cọc dùng cọc bê tông cốt thép M300, tiết diện 25xm x 25cm. Chiều dài cọc L = 24cm gồm 2 đốt theo tổ hợp 12m đốt đầu + 12m đốt mũi. Độ cao mũi cọc dự kiến 18.8m
Xem thêm: Những mẫu thiết kế nhà cấp 4 mái thái
- Công tác chuẩn bị: Sàn đạo đóng cọc thử phải đủ cứng để khi đóng sàn đạo phải không bị lắc làm giảm năng lượng xung kích của búa. Loại búa nên dùng loại va đập có trọng lượng phần rơi từ 1800kg đến 2500kg, năng lượng xung kích tối thiểu là 4000kgm.
Chất lượng cọc: Cọc phải được chế tạo theo đúng bản thiết kế và phải được nghiệm thu, kiểm tra chất lượng trước khi đóng.
- Quy định khi đóng cọc:
+ Khi mũi cọc còn cách độ cao dự kiến 1m nhưng mật độ đã đạt 2mm/1 nhát
+ Khi mũi cọc đã đạt đến độ cao thiết kế dự kiến và độ chối đạt 2mm< e <=4mm.
+ Khi mũi cọc đạt đến độ cao thiết kế dự kiến nhưng độ chối vẫn lớn hơn 4mm/1 nhát thì phải đóng tiếp cho tới khi thỏa mãn 1 trong 2 điều kiện sau:
- Độ chối e <= 4mm
- Chiều dài đóng thêm tối đa là 1m
- Quy định khi thử
+ Chờ 3 ngày kể từ khi kết thúc việc đóng cọc, vỗ lại bằng 3 hồi búa, mỗi hồi 20 nhát
+ Điều kiện kết thúc việc thử cọc: Độ chối của cọc sau khi vỗ lại đạt từ 2mm đến 3mm/ 1 nhát. Trong trường hợp không đạt độ chối nói trên cần thông báo cho bên thiết kế để phối hợp xử lý.
+ ghi chép lại tất cả diễn biến đóng cọc từ lúc hạ cọc đến khi kết thúc công tác thử cọc, có sự giám sát của tư vấn giám giát.
b. Thử tĩnh
Việc thử cọc nhằm xác định tải trọng giới hạn theo đất nền của cọc ứng với chiều sâu thiết kế dự kiến, qua đó quyết định chính thức chiều dài cọc đúc đại trà, sơ đồ bố trí cọc. Phương pháp thử tĩnh được thực hiện như sau:
- Cọc bê tông cốt thép M300, kích thước 25x25cm, chiều dài cọc L = 30cm theo tổ hợp 10 + 10 + 10cm đốt mũi. Cọc sử dụng để ép phải có đầy đủ lý lịch xuất xưởng, đảm bảo chất lượng và cường độ theo thiết kế quy định. Sức chịu tải của cọc là 30T.
- Chọn thiết bị ép: Trên cơ sở tải trọng thử là 50T sẽ lựa chọn thiết bị kích thủy lực ép cọc có khả năng ép cọc tối thiểu 70T. Độ chính xác của đồng hồ đo chuyển vị đầu cọc cần tối thiểu là 0.01mm. Các đồng hồ đo áp lực phải được kiểm định bởi cơ quan chuyên ngành ngay trước khi thử tải. Hệ thống định vị, kích và cọc ép phải đáp ứng yêu cầu giữ ổn định vị trí cọc trên mặt bằng.
Xem thêm: Các kiểu nhà cấp 4 mini đẹp nhất
- Trình tự ép và thử tĩnh:
Điều kiện dừng ép: Mũi cọc đạt tới cao độ thiết kế dự kiến (25,75m) và lực éo tối thiểu 50 T. Lực éo đạt tối thiểu 50T và cọc được hạ vào tầng đất tốt 1 đoạn ít nhất 1m. Chiều sâu ngập trong đất tốt được đánh giá thông qua áp lực kích: tính từ lúc áp lực kích tăng đột biến dự kiến khoảng 40 T trở lên.
Lưu ý: Hệ thống định vị kích và cọc ép cần chính xác, được điều chỉnh đúng tâm cọc và không gây áp lực ngang tác dụng lên đầu cọc. Việc ép và nối cọc được thực hiện theo đúng trình tự và yêu cầu trong quy trình ép cọc. Ghi diễn biến lực ép trong từng giai đoạn 1m. Khi cọc tiếp xúc với đất tốt thì ghi diễn biến lực ép trong từng đoạn 20cm.
Ghi chú:
- Điều kiện tăng cấp tải trọng: Tải trọng được tăng thêm 1 cấp nếu sau thời gian quan sát độ lún của cọc nhỏ hơn 0.20mm và giảm dần đọc trong khoảng thời gian trên.
- Phải ghi chép độ lún trong quá trình gia tải:
+ 15 phút 1 lần trong thời gian giả tải <1h
+ 30 phút 1 lần trong thời gian gia tải 1h đến 6h
+ 60 phút 1 lần trong thời gian gia tải > 6h
- Ghi chép tải, độ lún trong quá trình giảm tải: Tải trọng, độ lún và thời gian được ghi ngay khi được giảm cấp tương ứng và ngay khi bắt đầu giảm xuống cấp mới.
- Điều kiện dỡ tải:
+Khi cấp tải trọng đạt 50 T và thời gian giữ tải theo quy định
+ Khi ở cấp tải trọng bất kì < 50 T mà tổng độ lún do tải trọng thử gây ra vượt quá 45mm hoặc độ lún sau 1h quan sát kể từ sau thời gian giữ tải quy định lớn hơn 0.2mm và tăng dần sau mỗi lần đọc trong khoảng thời gian trên.
- Cọc được nén theo từng cấp, tính tăng của tải trọng thiết kế. Tải trọng được tăng lên cấp mới nếu sau 1 giờ quan trắc độ lún của cọc nhỏ hơn 0.20 mm và giảm dần sau mỗi lần đọc trong thời gian trên. Tùy theo yêu cầu thiết kế, cọc có thể gia tải đều 200% tải trọng thiết kế. Thời gian ở cấp 100%, 150% và 200% có thể kéo dài hơn 6giờ đến 12 hay 24 giờ. Tại cấp tải 100% được giữ tải 6 giờ có thể giảm tải về 0% để quan trắc độ lún đàn hồi và độ lún dư tương ứng với cấp tải trọng thiết kế.
Xem thêm: Những mẫu nhà cấp 4 đơn giản
