TCVN 7888:2008  (PHẦN 3)

Vận hành máy cho lực tác dụng lên điểm giữa của thanh truyền lực, tăng tải từ từ đến giá trị 10 % tải trọng uốn tính toán, giữ tải để kiểm tra xem toàn bộ hệ thống gá lắp đã vững chắc, ổn định chưa. Các thanh gối tựa và thanh truyền lực có tiếp xúc đều với cọc không. 

 Các cọc PHC được thí nghiệm uốn nén dọc trục qua 6 giai đoạn:

+ Giai đoạn 1: Tác động tải trọng nén dọc trục là N1. Lực này được duy trì suốt giai đoạn 1. Tiến hành thử uốn trên cọc theo 10 chu kì, mỗi chu kì thử nghiệm theo hai bước sau:

Bước 1: Tăng tải trọng uốn tính toán đạt giá trị P11(+) tương ứng với giá trị mômen uốn tính toán M11 trong bảng 3 theo phương từ trên xuống. Đo bề rộng vết nứt lớn nhất, độ võng và ghi số lượng vết nứt trên thân cọc.

Bước 2: Trả tải trọng uốn về bằng không. Tiến hành thí nghiệm giống bước 1 với tải trọng uốn tính toán P11(-) tương ứng với giá trị mômen uốn tính toán M11 trong bảng 3 theo phương từ dưới lên. Đo bề rộng vết nứt lớn nhất, độ võng và ghi số lượng vết nứt trên thân cọc.

+ Giai đoạn 2: Tiến hành thí nghiệm giống giai đoạn 1 với giá trị tải trọng nén dọc trục là N2 và tải trọng uốn tính toán là P21(+) và P21(-)  tương ứng với giá trị mômen uốn tính toán M21.

+ Giai đoạn 3: Tiến hành thí nghiệm giống giai đoạn 1 với giá trị tải trọng nén dọc trục là N3 và tải trọng uốn tính toán là P31(+) và P31(-) tương ứng với giá trị mômen uốn tính toán M31. Sau khi kết thúc các thí nghiệm của giai đoạn 3, tiếp tục tăng tải trọng uốn P31(+) cho tới khi xuất hiện vết nứt bằng hoặc lớn hơn 0,1mm thì dừng lại. Ghi lại tải trọng uốn gây nứt thực tế, P, độ võng tại điểm giữa của cọc, số lượng vết nứt và bề rộng vết nứt lớn nhất.

+ Giai đoạn 4: Tiến hành thí nghiệm giống giai đoạn 1 với giá trị tải trọng nén dọc trục là N1 và tải trọng uốn tính toán là P12(+) và P12(-) tương ứng với giá trị mômen uốn tính toán M12.

+ Giai đoạn 5: Tiến hành thí nghiệm giống giai đoạn 1 với giá trị tải trọng nén dọc trục là N2 và tải trọng uốn tính toán là P22(+) và P22(-) tương ứng với giá trị mômen uốn tính toán M22.

+ Giai đoạn 6: Tiến hành thí nghiệm giống giai đoạn 1 với giá trị tải trọng nén dọc trục là N3 và tải trọng uốn tính toán là P32(+) và P32(-) tương ứng với giá trị mômen uốn tính toán M32.

6.6.4   Đánh giá kết quả

Mômen uốn nứt lớn nhất thực tế của cọc PHC thí nghiệm khi có tải trọng dọc trục được tính theo các công thức (5):

              (5)

trong đó:

M: Mụmen uốn nứt lớn nhất thực tế, kN.m

P: Tải trọng uốn gõy nứt thực tế được xác định ở giai đoạn 3, kN

g: Gia tốc trọng trường, 9,81m/s2

m: Khối lượng cọc PHC,  , tấn

L: Chiều dài cọc PHC, m

L1: Khoảng cách hai gối đỡ, L1= L - 2, m

D: Đường kính ngoài cọc PHC, m

d: Chiều dày thành cọc PHC, m

n: Độ vừng thực tế tại điểm giữa của cọc dưới tải trọng uốn nứt, m

N3: Tải trọng nén dọc trục ở giai đoạn 3, kN

 Nếu mụmen uốn nứt lớn nhất thực tế của cọc PHC thí nghiệm ở giai đoạn 3 có giá  trị lớn hơn giá  trị Mmax nêu trong bảng 3 và sau 10 chu kỡ của giai đoạn 6 mà cọc vẫn chưa bị phỏ huỷ thỡ cọc PHC đạt yêu cầu về độ bền uốn dưới tải trọng nén dọc trục.

 Sản phẩm cọc PHC được chấp nhận về độ bền uốn dưới tải trọng nén dọc trục khi tất cả hai cọc thử đều đạt yêu cầu. Tuy nhiên, thí nghiệm kiểm tra độ bền uốn dưới tải trọng nộn dọc trục cóthể bỏ qua khi cósự đồng ý của các bên liên quan.

6.7   Kiểm tra khả năng bền cắt thân cọc PHC.

6.7.1   nguyên tắc thử

Khả năng bền cắt thân cọc được thực hiện đối với cọc PHC. Phộp thử được thực hiện theo sơ đồ trên  hình 5.

Kớch thước tính bằng milimột

Chỳ thích:

L: Chiều dài mẫu thử, m; D: Đường kính ngoài, m; P: Tải trọng cắt, kN; a: Khẩu độ cắt, lấy a=1,0D.

hình 5 - Sơ đồ thí nghiệm độ bền cắt cọc PHC

6.7.2   Dụng cụ và thiết bị thử

 Sử dụng các dụng cụ và thiết bị thử được nêu trong 6.5.2.

6.7.3   Tiến hành thử

 Chuẩn bị mẫu thử: mỗi năm sản xuất sẽ chọn hai cọc PHC làm mẫu thử đại diện cho các loại sản phẩm có cùng  đường kính ngoài.

 Đặt cọc PHC lên hai thanh gối tựa một cách vững vàng. Đặt thanh truyền lực lên cọc. Vị trí lắp đặt hệ thống thử tải được mô tả trên  hình 5.

 Tải trọng cắt tính toán: Tải trọng cắt tính toán được xác định theo cụng thức sau đõy:

  (6)

trong đó: 

P: Tải trọng cắt tính toán, kN

Q: Khả năng bền cắt tính toán được xác định theo bảng 1, kN.

- Vận hành máy cho lực tác dụng lên điểm giữa của thanh truyền lực, tăng tải từ từ đến giá  trị 10% tải trọng cắt tính toán, giữ tải để kiểm tra xem toàn bộ hệ thống gá lắp đó vững chắc, ổn định chưa. các thanh gối tựa và thanh truyền lực cótiếp xỳc đều với cọc không. Tiến hành thử tải ở các cấp tải trọng tương ứng với 20 %, 40 %, 60 %, 80 % và 100 % tải trọng cắt tính toán ở trên . ở mỗi cấp tải trọng dừng lại 5  1 phỳt để xác định độ vừng tại điểm giữa cọc, số lượng vết nứt và bề rộng vết nứt lớn nhất nếu cú.

6.7.4   Đánh giá  kết quả

 Khi thử cắt đến tải trọng cắt tính toán mà không thấy vết nứt hoặc vết nứt có bề rộng không lớn hơn 0,1 mm thỡ cọc PHC đạt yêu cầu qui định đối với độ bền cắt. Trường hợp ngược lại, cọc không đạt yêu cầu về độ bền cắt.

 Sản phẩm cọc PHC được chấp nhận về độ bền cắt khi tất cả hai cọc thử đều đạt yêu cầu. Tuy nhiên, thí nghiệm kiểm tra độ bền cắt thân cọc cóthể bỏ qua khi cósự đồng ý của các bên liên quan.

6.8   Kiểm tra độ bền uốn gãy thân cọc

Kiểm tra độ bền uốn gãy thân cọc được kết hợp với thử nghiệm ở mục 6.5 đối với một trong hai cọc thử đầu tiờn của lụ, tiếp tục tăng tải trọng uốn cho đến khi cọc gãy. Ghi lại tải trọng uốn lớn nhất đạt được, tính toán mụmen uốn gãy, nếu đạt được yêu cầu của 4.2.2 thỡ toàn bộ cọc trong lụ được chấp nhận. Tuy nhiên, thí nghiệm kiểm tra độ bền uốn gãy thân cọc cóthể bỏ qua khi cósự đồng ý của các bên liên quan.

6.9 Kiểm tra độ bền uốn mối nối

Kiểm tra độ bền uốn mối nối được thực hiện giống như kiểm tra độ bền uốn thân cọc. Mối nối được đặt ở vị trí chính giữa của hai thanh gối đỡ. thí nghiệm kiểm tra độ bền uốn mối nối có thể bỏ qua khi cósự đồng ý của các bên liên quan.

7 Ghi nhãn, bảo quản và vận chuyển

7.1 Ghi nhãn 

–   Cọc PC, PHC phải được ghi nhãn in bằng sơn ở vị trí giữa thân cọc, trong đó ghi rõ:

+ Kớ hiệu qui ước cọc PC, PHC

+ Tờn cơ sở sản xuất 

      + Số hiệu lụ

      + Ngày, thỏng, năm sản xuất

–   Cọc PC, PHC khi xuất xưởng phải cóphiếu kiểm tra chất lượng kốm theo, với nội dung:

+ Tờn cơ sở sản xuất 

+ Kớ hiệu qui ước cọc PC, PHC

+ Kết quả thí nghiệm các chỉ tiêu kỹ thuật

      + Số lượng cọc xuất xưởng và số hiệu lụ

      + Ngày, thỏng, năm sản xuất

      + Bản vẽ thiết kế cọc PC, PHC (khi bên mua yêu cầu)

7.2 Bảo quản

Sản phẩm cọc PC, PHC lưu kho được xếp nằm ngang theo lụ, mỗi lụ xếp thành nhiều tầng với chiều cao không quá năm tầng, giữa các lớp phải đặt các miếng kờ thích hợp kể cả tầng sỏt mặt đất. Điểm đặt miếng kờ ở vị trí cách đầu cọc 0,2 chiều dài cọc. Khi xếp cọc chỳ ý sao cho nhãn mác quay về cùng  một phớa và dễ đọc.

7.3  Vận chuyển

 Sản phẩm cọc PC, PHC chỉ được phộp bốc xếp, vận chuyển khi cường độ bờ tụng đạt tối thiểu 75% cường độ thiết kế.

 Sản phẩm cọc PC, PHC phải được xếp, dỡ bằng máy cẩu cósức cẩu thích hợp.

 Khi vận chuyển cọc PC, PHC đi xa phải cóxe chuyờn dụng, các cọc phải được liên kết chặt với phương tiện vận chuyển để tránh xụ đẩy, va đập gõy hư hỏng, biến dạng.

Phụ lục A

(Tham khảo)

tính toán ứng suất hữu hiệu của cọc PHC

ứng suất hữu hiệu của cọc PHC là ứng suất nộn trước tính toán của bờ tụng trong cọc PHC cótính đến các đặc tính biến dạng đàn hồi, co ngút của bờ tụng, sự suy giảm ứng suất do từ biến của bờ tụng và sự suy giảm ứng suất do cốt thộp bị chựng ứng suất.

A.1 Đo kiểm tra lực kéo căng của cốt thộp dự ứng lực trước

Đo kiểm tra lực kéo căng của cốt thộp dự ứng lực trước được thực hiện ớt nhất trên  2 thanh cốt thộp dự ứng lực trước trong mỗi cọc. Chuẩn bị vị trí đo bằng cách khoột bờ tụng ở đầu thanh thộp được đo, giải phúng lực căng và đưa dõy cáp của thiết bị đo sức căng vào vị trí để đo. ứng suất suất kéo căng ban đầu của cốt thộp không được lớn hơn 75 % cường độ chịu kéo của cốt thộp. Đo kiểm tra lực căng của cốt thộp ứng suất chỉ được thực hiện khi cóyêu cầu.

A.2 tính toán ứng suất hữu hiệu của cọc PHC

ứng suất nộn ban đầu trong bờ tụng được tính toán thụng qua lực kéo căng ban đầu của cốt thộp hoặc lực căng cốt thộp được đo kiểm tra thực tế và tổng diện tớch mặt cắt ngang cọc.

              (7)

trong đó:

fcgp: ứng suất nén ban đầu trong bờ tụng, MPa

Fi: Tổng lực kéo căng ban đầu của cốt thép, Fi = fpj x Aps, N

Aps: Tổng diện tớch cốt thép dự ứng lực trước, mm2

fpj: ứng suất kéo căng ban đầu của cốt thép dự ứng lực trước, MPa

Ag: Tổng diện tớch mặt cắt ngang cọc, mm2

fci: ứng suất cho phép tại thời điểm truyền ứng suất, MPa

ứng suất kéo căng của cốt thép dự ứng lực trước (fpj) không được lớn hơn 75% cường độ chịu kéo của cốt thép (fpu). ứng suất nén trong bờ tụng do lực kéo căng của cốt thép (fcgp) phải nhỏ hơn ứng suất nén cho phép của bờ tụng tại thời điểm truyền ứng suất (fci). ứng suất nén cho phép của bờ tụng tại thời điểm truyền ứng suất bằng 60% cường độ chịu nén cho phép của bờ tụng tại thời điểm truyền ứng suất (f’ci). Cường độ chịu nén cho phép của bờ tụng tại thời điểm truyền ứng suất bằng 75 % cường độ chịu nén thiết kế của bờ tụng (f’c).

A.2.2 Tính toán mất mát ứng suất

A.2.2.1 ứng suất mất mát do biến dạng đàn hồi (ES)

                  (8)

(9)

trong đó:

ES: ứng suất mất mát do biến dạng đàn hồi

Es: Môđun đàn hồi của cốt thép dự ứng lực trước

Eci: Môđun đàn hồi của bê tông tại thời điểm truyền ứng suất

fcir: ứng suất nén trong bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực ngay tại thời điểm truyền lực vào bê tông

fg: ứng suất nén trong bê tông tại trọng tâm thép dự ứng lực do trọng lượng của cấu kiện tại thời điểm truyền lực vào bê tông. 

A.2.2.2   ứng suất mất mát do từ biến (CR)

              (10)

  (11)

trong đó:

kc: Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ lệ khối lượng/bề mặt của kết cấu được xác định theo 22TCN-272-05

kf: Hệ số xét đến ảnh hưởng của tỷ lệ thể tích/bề mặt của kết cấu

ti: Tuổi bê tông lúc bắt đầu chịu lực, ngày

t: Tuổi bê tông tại thời điểm đóng cọc, ngày

f’c: Cường độ chịu nén thiết kế của bê tông, MPa

H: Độ ẩm, %

A.2.2.3 ứng suất mất mát do co ngót (SH)

              (12)

  (13)

trong đó:

  t: Thời gian khô, ngày

kh: Hệ số độ ẩm

ks: Hệ số kích thước được xác định theo 22TCN-272-05

A.2.2.4  ứng suất mất mát do chùng ứng suất (RE)

              (14)

trong đó:

fpj: ứng suất căng của cốt thép dự ứng lực trước, MPa

r: Tỷ lệ chùng ứng suất của loại cốt thép sử dụng, %

Tổng ứng suất bị mất mát:

              (15)

ứng suất hữu hiệu trong cốt thép dự ứng lực trước:

              (16)

Tỷ lệ ứng suất hữu hiệu trong cốt thép và giới hạn chảy của cốt thép không được lớn hơn 0,8.

ứng suất hữu hiệu trong bê tông:

              (17)

trong đó:

  fe: ứng suất hữu hiệu trong bê tông, MPa

Aps: Tổng diện tích cốt thép dự ứng lực trước, mm2

Ag: Diện tích mặt cắt ngang của cọc, mm2

Phụ lục B

(Tham khảo)

Tính toán sức kháng nén dọc trục của cọc

Sức kháng nén dọc trục tính toán của cọc (Pr) được đưa ra nhằm cung cấp thông tin cho việc tính toán lựa chọn sức chịu tải của cọc trong quá trình thiết kế và lựa chọn thiết bị thi công phù hợp. Sức chịu tải làm việc thực tế của cọc được lấy không lớn hơn 70 % sức kháng nén dọc trục tính toán theo vật liệu sử dụng của cọc. Sức kháng nén dọc trục tính toán của cọc được tính theo công thức sau:

Pr = . Pn (18)

Đối với cấu kiện có cốt thép đai xoắn:

Pn= 0,85*(0,85 x f’c x (Ag-Aps)- fse x Ag) (19)

trong đó:

Pr: Sức kháng nén dọc trục tính toán của cọc, KN

: Hệ số sức kháng, đối với cấu kiện chịu nén có đai xoắn =0,75

Aps: Tổng diện tích cốt thép dự ứng lực trước, mm2

Ag: Diện tích mặt cắt ngang của cọc, mm2

fse: ứng suất hữu hiệu trong cốt thép dự ứng lực trước

f’c: Cường độ chịu nén thiết kế của bê tông