Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 359: 2005 về Cọc

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 359:2005 về Cọc – Thí nghiệm kiểm tra khuyết tật bằng phương pháp động biến dạng nhỏ, do Bộ Xây dựng ban hành ngày 19/12/2005, là một trong những văn bản quan trọng trong lĩnh vực xây dựng. Tiêu chuẩn này được áp dụng để kiểm tra chất lượng cọc móng của các công trình xây dựng, giúp phát hiện các khuyết tật có thể ảnh hưởng đến hiệu quả và an toàn của công trình.

Table of Contents

1. Giới thiệu chung về TCXDVN 359:2005

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 359: 2005 về Cọc

1.1 Mục đích và phạm vi áp dụng

TCXDVN 359:2005 được xây dựng nhằm mục đích:

Phát hiện và đánh giá mức độ khuyết tật của cọc móng trong quá trình thi công.
Đảm bảo chất lượng và an toàn cho công trình xây dựng.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho:

Cọc móng của các công trình xây dựng.
Cọc đơn chế tạo bằng bê tông cốt thép hoặc thép, hạ theo phương thẳng đứng hoặc xiên.
Phương pháp thí nghiệm động biến dạng nhỏ không áp dụng cho cừ ván thép, cọc có trên một mối nối hoặc cọc có đường kính tiết diện lớn hơn 1,5 m.

1.2 Nguyên lý hoạt động của phương pháp động biến dạng nhỏ

Phương pháp động biến dạng nhỏ dựa trên nguyên lý đo lường sự thay đổi vận tốc sóng ứng suất lan truyền dọc trục cọc khi có tác động của xung lực. Sự thay đổi này phản ánh các biến động trong kích thước hình học hoặc mật độ vật liệu của cọc, từ đó giúp xác định vị trí và mức độ khuyết tật.

2. Quy định chung về thí nghiệm

2.1 Đề cương thí nghiệm

Trước khi tiến hành thí nghiệm, cần lập và phê duyệt đề cương thí nghiệm, trong đó nêu rõ

Số hiệu cây cọc thí nghiệm.
Đường kính và chiều dài cọc theo thiết kế và hoàn công.
Điều kiện đất nền.
Vị trí tạo xung và vị trí đặt đầu đo vận tốc.
Cao độ đầu cọc tại thời điểm thí nghiệm.
Các biên bản hiện trường theo dõi quá trình thi công cọc.

2.2 Yêu cầu đối với người thực hiện thí nghiệm

Người thực hiện thí nghiệm phải có chứng chỉ xác nhận năng lực chuyên môn về thí nghiệm động biến dạng nhỏ do cơ quan có thẩm quyền cấp.

2.3 Thiết bị thí nghiệm

Thiết bị thí nghiệm phải là loại chuyên dùng cho công tác kiểm tra cọc bằng phương pháp động biến dạng nhỏ, có chứng chỉ hiệu chuẩn định kỳ 2 năm/lần (nếu nhà cung cấp thiết bị không yêu cầu thời gian hiệu chuẩn ngắn hơn).

2.4 Kết hợp với các phương pháp thí nghiệm khác

Để đảm bảo độ chính xác cao, cần kết hợp phương pháp động biến dạng nhỏ với một số phương pháp thí nghiệm khác khi kiểm tra khuyết tật của cọc.

3. Thiết bị và quy trình thí nghiệm

3.1 Thiết bị thí nghiệm

Thiết bị thí nghiệm bao gồm:

Thiết bị tạo xung lực: Thường sử dụng búa cầm tay hoặc quả nặng, tác động theo phương dọc trục cọc với thời gian tác động nhỏ hơn 1 ms và không gây hư hỏng cục bộ trên đầu cọc.
Đầu đo vận tốc và lực (nếu có): Bao gồm một hoặc nhiều đầu đo vận tốc và đầu đo xung lực (điều này không bắt buộc).
Thiết bị thu và hiển thị tín hiệu: Nhận tín hiệu từ các đầu đo, thực hiện một số xử lý ban đầu và hiển thị tín hiệu trên màn hình.

3.2 Quy trình thí nghiệm

Quy trình thí nghiệm bao gồm các bước sau:

Kiểm tra thiết bị: Trước khi thí nghiệm, kiểm tra hoạt động của thiết bị. Nếu phát hiện thiết bị hoạt động không bình thường thì phải dừng thí nghiệm.
Đo sóng: Tiến hành gõ và đo sóng tại các điểm đã định trên bề mặt đầu cọc. Búa phải được gõ để tạo ra xung lực theo phương dọc trục cọc. Tại mỗi điểm cần thực hiện phép đo cho ít nhất 3 nhát búa.
Thu thập số liệu hiện trường: Cùng với việc đo sóng, cần thu thập các số liệu hiện trường có liên quan đến cọc thí nghiệm, như số hiệu cây cọc, đường kính và chiều dài cọc, điều kiện đất nền, đường kính và chiều dài ống chống, ngày đổ bê tông, vị trí tạo xung và đầu đo vận tốc, cao độ đầu cọc tại thời điểm thí nghiệm, và các biên bản hiện trường theo dõi quá trình thi công cọc.

4. Phân tích tín hiệu và đánh giá khuyết tật

4.1 Mục đích phân tích tín hiệu

Mục đích của phân tích tín hiệu là phát hiện dấu hiệu của khuyết tật, xác định vị trí và dự báo mức độ của khuyết tật.

4.2 Phương pháp phân tích

Có thể thực hiện phân tích tín hiệu theo các phương pháp sau:

Phương pháp phản xạ xung: Xác định độ sâu có thay đổi kháng trở trên cơ sở số liệu đo vận tốc ở đầu cọc.
Phương pháp ứng xử nhanh: Phân tích tín hiệu theo tần số.
Phương pháp “tín hiệu phù hợp”: Dự báo mức độ khuyết tật dựa trên sự phù hợp của tín hiệu đo được với mô hình lý thuyết.

Khi sử dụng phương pháp “tín hiệu phù hợp”, cần lưu ý rằng độ tin cậy của kết quả phân tích còn thấp do phương pháp này còn nhiều hạn chế về thiết bị thí nghiệm, phương pháp đo và thuật toán. Chỉ nên coi dự báo mức độ khuyết tật như một trong những thông tin để tham khảo khi xem xét đánh giá mức độ khuyết tật của cọc.

4.3 Đánh giá mức độ khuyết tật

Mức độ khuyết tật của cọc được đánh giá dựa trên hệ số khuyết tật (_)

1,0: Cọc nguyên vẹn.
0,8 ≤ _ < 1,0: Hư hỏng nhẹ
0,6 ≤ _ < 0,8: Hư hỏng.
_ < 0,6: Đứt gãy.

Khi phân tích tín hiệu, cần chú ý đến các dạng điển hình của biểu đồ vận tốc, như cọc không có khuyết tật, cọc có kháng trở đột ngột giảm gần đầu cọc, cọc có kháng trở đột ngột giảm dưới sâu, và cọc có kháng trở đột ngột tăng dưới sâu.