TIỂU LUẬN BÁO CÁO ĐỀ TÀI: CỌC KHOAN NHỒI TIẾT DIỆN NHỎ PHẦN 1: LỜI MỞ ĐẦU Hiện nay với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân các công trình lớn được xây dựng lên càng ngày càng nhiều, với đòi hỏi của thực tế việc xử lý nền móng cho các công trình lớn này là một vấn đề rất quan trọng và cấp thiết. Việc ứng dụng các công nghệ thi công cọc khoan nhồi là một xu thế tất yếu để khắc phục những nhược điểm của cọc đúc sẵn như gây chấn động mạnh, tiếng ồn lớn, kích thước cọc nhỏ (đường kính và chiều dài).... Cọc khoan nhồi đường kính nhỏ (small diameter bored piles) được nghiên cứu, ứng dụng như một giải pháp trung gian giữa cọc đóng, ép và cọc khoan nhồi tiết diện lớn với các ưu điểm về kỹ thuật, độ an toàn của cọc nhồi đường kính lớn và giá thành tương đương cọc ép. Hơn nữa, đây là một công nghệ đang được áp dụng rộng rãi và có xu hướng phát triển mạnh trong tương lai. Như chúng ta đã thấy trong hầu hết các trường đại học, cao đẳng không đi chuyên sâu vào công nghệ thi công này khiến cho việc tiếp cận của sinh viên trở nên khó khăn nên nhóm chúng em chọn nghiên cứu đề tài này nhằm tổng kết những nội dung liên quan đến những đặc điểm, công nghệ thi công, giám sát, nghiệm thu nhằm cung cấp và chia sẽ những kiến thức về “cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ” đến các bạn trong nhóm học “Công trình trên nền đất yếu”. Trong quá trình nghiên cứu, báo cáo chắc chắn sẽ còn nhiều khuyết điểm và thiếu sót nên rất mong những ý kiến, phản hồi, phê bình từ thầy và các bạn. Nhóm sinh viên thực hiện CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI TIẾT DIỆN NHỎ I. Khái niệm Trong TCVN 93952012: Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu có định nghĩa cọc khoan nhồi (bored pile) là loại cọc tiết diện tròn được thi công bằng cách khoan tạo lỗ trong đất sau đó lấp đầy bằng bê tông cốt thép. Cọc nhồi có đường kính bằng và nhỏ hơn 800mm được gọi là cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ (small diameter bored pile). Dung dịch khoan (stabilizing fluids) là dung dịch gồm nước sạch và các hoá chất khác như bentonite, polime… có khả năng tạo màng cách nước giữa thành hố khoan và đất xung quanh đồng thời làm ổn định thành hố khoan. II. Giới thiệu về cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ Cọc khoan nhồi đường kính nhỏ đã được nghiên cứu phát triển cách đây trên 100 năm xuất phát từ nhu cầu cải tạo sửa chữa các công trình kiến trúc cổ đại tại ltalia do kiến trúc sư P.Lizz phát minh và đưa vào ứng dụng. Với lịch sử phát triển 100 năm cọc khoan nhồi đường kính nhỏ đã sử dụng rộng rãi trên thế giới (Ý, Mỹ, Đức, Trung Quốc ….) với các ứng dụng khác nhau như xây dựng các công trình chen thành phố ,cải tạo sửa chữa , phục hồi các công trình kiến trúc van hóa. Từ năm 2001 đã được ứng dụng trong công trình xây dựng đầu tiên tại thành phố Hà nội, đã dược thị trường xây dựng thành phố Hà nội chấp nhận và phát triển rất mạnh cho đến nay. Hiện nay công nghệ xử lý bằng khoan nhồi đường kính nhỏ đã áp dụng cho hàng ngàn công trình xây dựng dân dụng nhà ở dân cư, nhà cao tầng khách sạn văn phòng . Tuy nhiên ưu thế chính của công nghệ chính là các công trình nhiều tầng xây chen trong thành phố, nơi có mặt bằng thi công chật hẹp, dễ gây ảnh hưởng đến các công trình lân cận. Chính vì vậy, nhiều chủ đầu tư đã quyết định chọn giải pháp thi công này cho công trình của mình. III. Ưu điểm: Cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ có những ưu điểm của cọc khoan nhồi: Về kết cấu: • Độ an toàn trong thiết kế và thi công cao. Bê tông đổ liên tục từ đáy hố khoan lên trên nên tránh được tình trạng chắp nối giữa các cọc. Nhờ tháp dẫn hướng, độ nghiêng lệch của cọc đảm bảo nằm trong giới hạn cho phép. • Không có khớp nối như cọc ép, đảm bảo truyền tải trọng đúng tâm. • Có thể khoan xuyên tầng đất cứng. Khi gặp chướng ngại vật hoặc tầng đất tốt giả định có thể khoan phá để xuống sâu hơn đến tầng đất chịu lực. Xác định được địa tầng mà cọc xuyên qua, từ đó xác định chính xác chiều sâu cọc để đảm bảo an toàn. Xác định được độ ngậm của cọc trong các tầng đất tốt.Cọc khoan nhồi mini có thể khoan tới lớp đất chịu lực tốt mà cọc ép neo không làm được và cọc khoan nhồi không có mối nối nên giải quyết được vấn đề >2 mối nối cho 1 tim cọc so với cọc ép.
CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU TIỂU LUẬN BÁO CÁO ĐỀ TÀI: CỌC KHOAN NHỒI TIẾT DIỆN NHỎ PHẦN 1: LỜI MỞ ĐẦU Hiện với phát triển kinh tế quốc dân cơng trình lớn xây dựng lên ngày nhiều, với đòi hỏi thực tế việc xử lý móng cho cơng trình lớn vấn đề quan trọng cấp thiết Việc ứng dụng công nghệ thi công cọc khoan nhồi xu tất yếu để khắc phục nhược điểm cọc đúc sẵn gây chấn động mạnh, tiếng ồn lớn, kích thước cọc nhỏ (đường kính chiều dài) Cọc khoan nhồi đường kính nhỏ (small diameter bored piles) nghiên cứu, ứng dụng giải pháp trung gian cọc đóng, ép cọc khoan nhồi tiết diện lớn với ưu điểm kỹ thuật, độ an tồn cọc nhồi đường kính lớn giá thành tương đương cọc ép Hơn nữa, công nghệ áp dụng rộng rãi có xu hướng phát triển mạnh tương lai Như thấy hầu hết trường đại học, cao đẳng không chuyên sâu vào công nghệ thi công khiến cho việc tiếp cận sinh viên trở nên khó khăn nên nhóm chúng em chọn nghiên cứu đề tài nhằm tổng kết nội dung liên quan đến đặc điểm, công nghệ thi công, giám sát, nghiệm thu nhằm cung cấp chia kiến thức “cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ” đến bạn nhóm học “Cơng trình đất yếu” Trong trình nghiên cứu, báo cáo chắn nhiều khuyết điểm thiếu sót nên mong ý kiến, phản hồi, phê bình từ thầy bạn Nhóm sinh viên thực Trang | CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CÔNG NGHỆ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI TIẾT DIỆN NHỎ I Khái niệm Trong TCVN 9395-2012: Cọc khoan nhồi – Thi cơng nghiệm thu có định nghĩa cọc khoan nhồi (bored pile) loại cọc tiết diện tròn thi công cách khoan tạo lỗ đất sau lấp đầy bê tơng cốt thép Cọc nhồi có đường kính nhỏ 800mm gọi cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ (small diameter bored pile) Dung dịch khoan (stabilizing fluids) dung dịch gồm nước hoá chất khác bentonite, polime… có khả tạo màng cách nước thành hố khoan đất xung quanh đồng thời làm ổn định thành hố khoan II Giới thiệu cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ Cọc khoan nhồi đường kính nhỏ nghiên cứu phát triển cách 100 năm xuất phát từ nhu cầu cải tạo sửa chữa cơng trình kiến trúc cổ đại ltalia kiến trúc sư P.Lizz phát minh đưa vào ứng dụng Với lịch sử phát triển 100 năm cọc khoan nhồi đường kính nhỏ sử dụng rộng rãi giới (Ý, Mỹ, Đức, Trung Quốc ….) với ứng dụng khác xây dựng cơng trình chen thành phố ,cải tạo sửa chữa , phục hồi cơng trình kiến trúc van hóa Từ năm 2001 ứng dụng cơng trình xây dựng thành phố Hà nội, dược thị trường xây dựng thành phố Hà nội chấp nhận phát triển mạnh Hiện công nghệ xử lý khoan nhồi đường kính nhỏ áp dụng cho hàng ngàn cơng trình xây dựng dân dụng nhà dân cư, nhà cao tầng khách sạn văn phòng Tuy nhiên ưu cơng nghệ cơng trình nhiều tầng xây chen thành phố, nơi có mặt thi cơng chật hẹp, dễ gây ảnh hưởng đến cơng trình lân cận Chính vậy, nhiều chủ đầu tư định chọn giải pháp thi cơng cho cơng trình III Ưu điểm: Cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ có ưu điểm cọc khoan nhồi: - Về kết cấu: • Độ an tồn thiết kế thi công cao Bê tông đổ liên tục từ đáy hố khoan lên nên tránh tình trạng chắp nối cọc Nhờ tháp dẫn hướng, độ nghiêng lệch cọc đảm bảo nằm giới hạn cho phép • Khơng có khớp nối cọc ép, đảm bảo truyền tải trọng tâm • Có thể khoan xun tầng đất cứng Khi gặp chướng ngại vật tầng đất tốt giả định khoan phá để xuống sâu đến tầng đất chịu lực Xác định địa tầng mà cọc xuyên qua, từ xác định xác chiều sâu cọc để đảm bảo an tồn Xác định độ ngậm cọc tầng đất tốt.Cọc khoan nhồi mini khoan tới lớp đất chịu lực tốt mà cọc ép neo không làm cọc khoan nhồi khơng có mối nối nên giải vấn đề >2 mối nối cho tim cọc so với cọc ép Trang | CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU • Sử dụng tốt cho trường hợp lớp đất tốt xen kẹp bên lớp đất xấu mà khơng thể đóng ép cọc bê tơng cốt thép thơng thường • Chiều sâu khoan cọc tối đa 40 m điều kiện chống lật loại bỏ.Chiều sâu khoan cọc đảm bảo đài móng giảm kích thước • Đường kính cọc tùy chọn phạm vi từ D300 đến D800 cho sức chịu tải cọc kinh tế • Giá thành rẻ loại móng cọc bê tơng cốt thép khác nhờ vào khả chịu tải đầu cọc cao nên số lượng cọc móng giảm Thêm vào đó, phần đài cọc nhỏ gọn nên tránh tượng đài consol (đài cọc chịu tải trọng lệch tâm) • Dễ kiểm sốt tỷ lệ trộn bê tông cốt thép đổ cọc Mác bê tông cao • Kết cấu thép dài liên tục 11,7 m - Về thi cơng: • Thi cơng nhanh, gọn giám sát chặt chẽ • Khơng phải đào bỏ phần móng cơng trình cũ mà triển khai thi cơng móng cọc khoan nhồi • Thiết bị thi cơng nhỏ gọn nên thi công điều kiện xây dựng chật hẹp Không gây ảnh hưởng phần móng kết cấu cơng trình kế cận • Thi cơng đa dạng với loại cơng trình • Các cơng trình quy mơ trung bình từ 5-7 tầng: Giá thành phương án cọc nhồi nhỏ tương đương cao khơng đáng kể so vói cọc ép tính đến chi phí phần đài giằng giảm • Các cơng trình nhiều tầng xây chen, từ tầng chở lên: Giá thành phương án cọc nhồi nhỏ giảm so với phương án cọc ép có độ an tồn cao Tóm lại, cọc nhồi tiết diện nhỏ đảm bảo ưu điểm cọc khoan nhồi tiết diện lớn có tính kinh tế tốt áp dụng xác IV Nhược điểm: Cùng với đặc điểm cọc khoan nhồi, cọc nhồi tiết diện nhỏ có hạn chế sau: • Khi thi công, việc giữ ổn định cho thành vách hố khoan khó khăn • Khó kiểm tra xác chất lượng bê tơng nhồi vào cọc, địi hỏi lành nghề đội ngũ cơng nhân việc giám sát chặt chẽ nhằm tuân thủ quy trình thi cơng • Chất lượng cọc thường thấp bê tơng có độ sụt lớn, khơng đầm chặt • Chiều sâu thi cơng bị hạn chế giới hạn từ 120→ 150 lần đường kính cọc • Mơi trường thi cơng sình lầy, dơ bẩn (có thể khắc phục phần biện pháp tổ chức mặt thi công tổ chức thi công) • Các thiết bị thi cơng cịn gây tiếng ồn giải pháp cọc ép V Các thiết bị thi công bản: - Máy khoan tạo lỗ - Máy bơm bùn áp lực cao - Máy nén khí thổi rửa cọc, máy trộn bê tơng - Các dụng đo, thí nghiệm kiểm tra Trang | CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU Cần khoan tháo lắp CBGD: PHẠM ANH DU Cần khoan tự hành VI Trình tự thi cơng: Định vị xác tim cọc đưa thiết bị đến vị trí khoan: - Căn vào vẽ thiết kế để triển khai, đặc điểm trường thi cơng cọc nhồi sình lầy (vì phơi khoan dung dịch trộn lẫn) dễ làm dấu định vị cọc, thiết bị khoan di chuyển làm lệch, phá dấu định vị - Do cách làm tiện ích sau : Chọn hai trục vẽ vng góc tạo thành hệ tọa độ khống chế, mốc hệ trục gửi lên chỗ an toàn (có thể bên ngồi khu vực xây dựng) Từ hệ tọa độ triển khai xác định vị trí tim cọc Trước tiến hành khoan vị trí tim cọc phải kiểm tra lại lần - Sai số định vị tim cọc sau thi công không lệch 2cm Định vị cọc lắp dựng thiết bị khoan vào vị trí Trang | CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Khoan tạo lỗ, kiểm tra địa tầng thực tế, kiểm tra độ sâu cọc thiết kế: - Khoan tạo lỗ : • Trước khoan tạo lỗ phải kiểm tra độ thẳng đứng dây dọi tháp dẫn hướng cần khoan để đảm bảo lỗ khoan không bị xiên lệch độ nghiêng cho phép (1/100) • Kiểm tra độ lệch xiên trường tiện lợi nhanh cách xem việc lắp ráp ống đổ bê tông đoạn Ống đổ bê tông có đầu hở để đưa bê tơng xuống đáy hố, lỗ khoan bị lệch nghiêng khơng thể đưa ống đổ xuống đáy hố được, tự thân ống kim loại xuống theo đường dây dọi trọng lượng thân ống gây • Trong q trình khoan tạo lỗ, dung dịch khoan tuần hoàn từ đáy giếng khoan trồi lên hố lắng mang theo phần mùn khoan nhỏ lên Nếu trình khoan gặp địa tầng thấm lớn, dung dịch khoan bị thấm nhanh, phải nhanh chóng điều chỉnh tỉ trọng dung dịch cách hòa thêm vào lượng bột sét bentonite tương thích • Ngoài nhiệm vụ vận chuyển mùn khoan lên hố lắng, dung dịch cịn có nhiệm vụ giữ cân thủy tĩnh nhằm ổn định thành hố khoan Do đó, trường hợp ngừng thi công thời tiết hay phải ngừng qua đêm, người kỹ thuật phải xác định chắn hố khoan đầy dung dịch không bị thấm thời gian ngừng thi công - Kiểm tra địa tầng: • Trước tiên kỹ thuật viên thi công kỹ sư giám sát phải đọc kỹ hồ sơ khảo sát địa chất để nắm rõ địa tầng mô tả thi công Kỹ thuật viên phải có nhiều kinh nghiệm để nhận biết địa tầng thực tế sai lệch nhiều gần cột địa tầng mô tả hồ sơ khảo sát ban đầu Điều phải dựa vào tốc độ khoan, màu sắc dung dịch, thành phần mùn khoan, mức độ rung, lắc máy khoan • Kết địa tầng cọc ghi rõ hồ sơ lí lịch cọc • Trong trường hợp địa tầng mô tả lý lịch cọc khác biệt với hồ sơ khảo sát địa chất ban đầu, giám sát thi công phải báo cho bên tư vấn thiết kế biết để có định cần thiết - Kiểm tra độ sâu hố khoan: Dùng thước dây có treo dọi thả xuống hố khoan sau vệ sinh hố khoan đo chiều dài cần khoan (hoặc ống đổ bê tơng) để xác định xác độ sâu Sơ đồ: Định vị - khoan dẫn Trang | CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Sơ đồ: Hạ ống casing Sơ đồ: Khoan tạo lỗ Trang | CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Hạ ống casing tiến hành khoan Dung dịch sét bơm tuần hoàn xuống đáy hố khoan Trang | CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Dung dịch sét trào lên miệng hố khoan mang theo mùn khoan Công tác lấy mùn khoan: Một phần mùn khoan đưa lên theo dòng dung dịch, nhiên sau khoan phải dùng mũi vét đặc biệt để vét hết đất lại đáy, mũi vét điều kiện địa tầng khác phải dùng loại gầu vét khác Sơ đồ: Lấy mùn khoan Trang | CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Vệ sinh hố khoan lấy phôi khoan từ lỗ cọc Công tác hạ lồng thép ống đổ: • Căn vào vẽ thiết kế để kiểm tra cốt thép Đường kính thép đai, thép dọc, loại thép kiểm tra giám sát hai bên trước đưa vào giếng khoan • Chiều dài phần sắt nối chống cốt thép≈20d (với d : đường kính cốt thép dọc) Gia cơng lồng sắt Trang | CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU • Kiểm tra kê bảo vệ neo lồng sắt vào miệng hố khoan • Ống đổ phải làm bùn đất Vữa bê tơng cịn dính lần đổ trước lúc bảo quản di chuyển Sơ đồ: Hạ lồng thép ống đổ Công tác vệ sinh đáy hố khoan: Đây công đoạn quan trọng q trình thi cơng cọc khoan nhồi Trong q trình khoan lượng phơi khoan khơng thể trồi lên hết Thêm vào đó, ngừng khoan, phôi khoan lơ lửng dung dịch lắng trở lại xuống đáy hố khoan, phơi khoan có kích thước lớn mà dung dịch khơng thể đưa lên khỏi hố khoan Vì vậy, sau khoan đến chiều sâu thiết kế cần tiến hành vệ sinh hố khoan Có phương pháp vệ sinh hố khoan : - Phương pháp dùng khí nén : • Dùng ống PVC ống kim loại có đường kính từ 60 đến 100 mm (càng lớn dễ bơm) đưa vào lịng ống đổ bê tơng xuống tới đáy hố Dùng khí nén áp suất cao, thổi ngược dung dịch từ lịng ống đổ ngồi • Trong đó, phía ngồi vành xuyến (khoảng khơng gian thành ống đổ thành giếng khoan), dung dịch khoan cấp bổ sung liên tục di chuyển vào bên ống đổ ngồi Trong qúa trình vận động, dung dịch mang vật liệu thơ cịn sót lại giếng lên khỏi miệng giếng Q trình tiến hành khơng cịn cặn lắng, khơng cịn vật liệu thơ lẫn dung dịch Chú ý : + Trong q trình bơm khí nén, hố khoan phải luôn cấp dung dịch đủ nhằm ổn định thành giếng + Trong thực tế, để kiểm tra độ hố khoan, giám sát hai bên tiến hành cho vào giếng đá 1x2 cm Trong trình thổi dùng lưới hứng lại để kiểm tra Khi Trang | 10 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU lượng đá 1x2 cm từ đáy hố khoan thổi lên miệng hố phần lượng đá đổ vào chấp nhận công tác vệ sinh đạt yêu cầu Sơ đồ : Thổi rửa đáy hố khoan - Phương pháp bơm ép ngược : • Đối với địa tầng có tính bở rời, dễ bị sạt lở địa tầng cát, cát, bùn lỏng, ta phải dùng bơm ép ngược q trình vệ sinh hố khoan • Dùng máy Diezel bơm ép dung dịch vào ống đổ, luồng dung dịch tuần hoàn ống đổ xuống đáy thoát miệng ống đổ tuần hoàn lên vành xuyến ống đổ thành lỗ khoan, trào hố dung dịch Trong q trình tuần hồn này, dung dịch mang theo vật liệu bở rời lên khỏi hố khoan Chú ý : Trong trình ép ngược ta phải kê máng máy chuẩn bị dụng cụ đổ bê tông cho đầy đủ Khi dừng ép ngược phải đổ bê tơng ngay, tránh tình trạng vật liệu bở rời lắng đọng Trang | 11 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Thổi rửa đáy hố khoan, dung dịch lẫn mùn khoan trào miệng ống Quy trình đổ bê tơng: Mác bê tông ghi vẽ thiết kế Đây điều kiện quan trọng thi công cọc nhồi Người thi công giám sát phải tuân thủ theo điểm sau : + Cấp phối đá 1x2 cm phải tiêu chuẩn, không lẫn lộn loại tạp chất khác + Cát phải đảm bảo chất lượng đổ bê tông, không để lẫn lộn cuội sỏi tạp chất Trước đổ bê tông phải kiểm tra dung tích cơng cụ đo lường cấp phối để qui ngược lại lượng bê tông tương ứng cần thiết Thời gian đổ bê tông cho cọc không (để đảm bảo chất lượng, cường độ bê tơng suốt chiều dài cọc) Nếu q trình thi cơng đổ bê tơng ống bị tắc cần có biện pháp xử lýnhanh chóng, kể thời gian xử lý thời gian đổ bê tông không vượt giới hạnnêu Trong trường hợp khơng xử lý phải ngừng thi cơng 24 giờ, sauđó vệ sinh hố khoan lại lần (theo phương pháp nêu trên) tiếp tục đổ bê tông Trước đổ bê tông cần phải kểm tra van trượt bong bóng cao su đặt vào miệng ống đổ Van trượt bong bóng cao su để vào miệng ống đổ dùng tay kéo thử lên xuống nhẹ nhàng không lỏng chặt q Trang | 12 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Sơ đồ: Quy trình đổ bê tông Rút ống đổ : Kỹ thuật viên giám sát theo dõi cao độ mức bê tông dâng lên hố khoan cách tính sơ lượng bê tông đổ qua mẻ trộn theo đường kính danh định cọc (thực tế đường kính lớn 20→ 40% tùy theo địa tầng khoan qua) Khi nâng ống đổ lên chiều cao nâng không vuợt 1.5m Độ ngập ống đổ bê tơng đạt u cầu cho rút ống Khi bê tông dâng lên miệng hố khoan lớp bê tông thường bị nhiễm bùn trình dâng lên Nên cho lớp bê tông trào khỏi miệng hố khoan, bỏ bằngmắt thường xác định lớp bê tông đạt yêu cầu ngừng đổ Phương pháp kiểm tra: Có hai phương pháp kiểm tra: nén tĩnh siêu âm Phương pháp kiểm tra nén tĩnh: thường chọn phương án giá rẻ + Trong vẽ thi công cọc Đơn Vị Thiết kế chọn số cọc Thí Nghiệm( số lượng cọc thí nghiệm phụ thuộc tổng số cọc cơng trình).Quy định 15 cọc bắt buộc phải có cọc thí nghiệm + Trong q trình thi cơng cọc khơng thí nghiệm để sắt leo chờ phục vụ cho neo nén tĩnh cọc thí nghiệm sau này.Nếu diện tích rộng nén tính chất tải cách thơng thường đối ép cọc Phương pháp siêu âm: thường khơng thường chọn giá cao + Trong q trình thi cơng đơn vị thi công phải đặt 02 ống thép chờ suốt chiều dài cọc phục vụ cho siêu âm sau này.Đường kính ống thép phụ thuộc đơn vị thiết kế đưa thường D40 - D60 ≥ Đây nguyên nhân đội giá thành nên cao.Ống siêu âm thường đặt 50% tổng số cọc kiểm tra 25% + Loại cọc áp dụng rộng rãi khâu quản lý chất lượng thi công đảm bảo Việc đảm bảo chất lượng thi cơng loại cọc khó so với loại cọc khoan nhồi đường kính lớn Cần phải phải làm chủ cơng nghệ, làm hỏng khó sửa chữa khơng sửa chữa Tùy Kinh tế chủ cơng trình mà có biện pháp thí nghiệm khác Với cơng trình lớn thường chọn hai phưong án - Trang | 13 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CỌC KHOAN NHỒI TIẾT DIỆN NHỎ I Xác định sức chịu tải cọc a Sức chịu tải theo cường độ vật liệu cọc Hầu hết trường hợp thiết kế thực tế cọc chịu lực nén tâm đài truyền vào từ cơng trình bên trên, vật liệu cọc bêtơng cốt thép thường Dùng cơng thức tính tốn cấu kiện bêtông chịu nén tâm TCVN 5574 : 2012 sau: Diễn giải công thức: Pvl = φ(γcb γ’cb RbAb+RscAst) Ast : tổng diện tích cốt thép dọc cọc Ab : diện tích bêtơng tiết diện cọc Rsc : cường độ tính tốn nén cốt thép Rb : cường độ tính tốn nén bêtơng cọc, cường độc tính tốn gốc bêtông nhân với hệ số điều kiện làm việc γcb.γ′cb sau: γcb = 0,85 kể đến đổ bêtông khoảng không gian chật hẹp hố khoan, ống vách γ’cb kể đến phương pháp thi công cọc, trường hợp phổ biến cọc khoan nhồi tương ứng trường hợp ghi TCVN 10304: 2014 nền, việc khoan đổ bêtơng vào lịng hố khoan dung dịch khoan nước chịu áp lực dư (không dùng ống vách) γ’cb = 0,7 Các trường hợp khác xem mục 7.1.9 tiêu chuẩn φ - Hệ số uốn dọc cọc Xác định hệ số φ dựa vào độ mảnh λ Trị số φ lấy theo bảng sau: Bảng: Hệ số uốn dọc φ b Sức chịu tải theo tiêu lý đất Sức chịu tải cực hạn Sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc,u (KN), xác định theo công thức sau: Rc,u = γc( γcq qp Ab + u ∑γcf fi li (kN) Trong đó: γc - hệ số điều kiện làm việc cọc, γc=1 γcq - hệ số điều kiện làm việc đất mũi cọc Ab - diện tích tiết diện ngang mũi cọc u - chu vi tiết diện ngang thân cọc Trang | 14 CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU γcf - hệ số điều kiện làm việc đất thân cọc, phụ thuộc vào phương pháp tạo lỗ điều kiện đổ bê tông – xem Bảng 5- TCVN 10304 : 2014 fi - cường độ sức kháng trung bình lớp thứ I thân cọc (kPa) lấy theo Bảng 3- TCVN 10304 : 2014 li - chiều dài đoạn cọc nằm lớp đất thứ i (m) qp - cường độ sức kháng đất mũi cọc: qp = 0.75𝛼4 (𝛼1 𝛾′𝐼 𝑑 + 𝛼2 𝛼3 𝛾𝐼 ℎ) o Hệ số 𝛼1 𝛼2 𝛼3 𝛼4 xác định theo Bảng - TCVN 10304 : 2014 Trang | 15 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Trang | 16 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Sức chịu tải cho phép theo tiêu lý đất Sức chịu tải cho phép: Rc = Trong đó: 𝛾0 𝛾𝑛 𝛾𝑘 Rc,u 𝛾0 - hệ số điều kiện làm việc 𝛾𝑛 – hệ số tin cậy tầm quan trọng công trình 𝛾𝑘 – hệ số tin cậy theo đất c Sức chịu tải cho phép theo tiêu cường độ đất Sức chịu tải cực hạn Sức chịu tải cực hạn Rc,u (kN), cọc theo đất nền: Rc,u = Qb + Qf = qbAb + u∑ fi li Trong đó: Ab – diện tích tiết diện ngang mũi cọc u – chu vi tiết diện ngang cọc fi - cường độ sức kháng trung bình lớp thứ I thân cọc (kPa) lấy theo Bảng 3- TCVN 10304 : 2014 li - chiều dài đoạn cọc nằm lớp đất thứ i (m) qp - cường độ sức kháng đất mũi cọc: qp = 0.75𝛼4 (𝛼1 𝛾′𝐼 𝑑 + 𝛼2 𝛼3 𝛾𝐼 ℎ) o Hệ số 𝛼1 𝛼2 𝛼3 𝛼4 xác định theo Bảng - TCVN 10304 : 2014 Sức kháng đất mũi cọc ( phương pháp Meyerhof) Tổng quát ( 𝝋 ≠ 𝟎, 𝒄 ≠ 𝟎) Cường độ sức kháng : Qb=(cN’c + 𝑞′𝛾,𝑝 N’q)Ab Trong đó: N’c, N’q - hệ số sức chịu tải đất mũi cọc; 𝑞′𝛾,𝑝 - áp lực hiệu lớp phủ cao trình mũi cọc (có trị số ứng suất pháp hiệu theo phương đứng đất gây cao trình mũi cọc) (kPa) Đối với đất dính túy ( 𝝋 = 𝟎, 𝒄 ≠ 𝟎) Cường độ sức kháng : Qb = cuN’cAb Trong đó: N’c - hệ số sức chịu tải đất mũi cọc; cu - cường độ sức kháng khơng nước Ab - diện tích tiết diện ngang mũi cọc (m) Đối với đất rời ( 𝝋 ≠ 𝟎, 𝒄 = 𝟎 ) Cường độ sức kháng đất rời mũi cọc: Qb= 𝑞′𝛾,𝑝 N’qAb Xác định chiều sâu ngầm thực tế mũi cọc vào đất LB: Trang | 17 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Nếu lớp đất chiều sâu ngàm thực tế LB chiều dài cọc Nều nhiều lớp chiều sâu ngàm thực tế LB chiều sâu đoạn cọc cắm vào đất cứng Nếu chiều sâu mũi cọc LB nhỏ ZL 𝑞′𝛾,𝑝 lầy theo giá trị áp lực lớp phủ độ sâu mũi cọc Nếu chiều sâu mũi cọc LB lớn ZL 𝑞′𝛾,𝑝 lấy giá trị áp lực lớp phủ dộ sâu ZL Có thể xác định giá trị ZL hệ số k N’q Bảng G.1 – TCVN 10304 : 2014 Sức kháng trung bình thân cọc Tổng quát ( 𝝋 ≠ 𝟎, 𝒄 ≠ 𝟎) Đối với đất dính cường độ sức kháng trung bình thân cọc trường hợp tổng quát xác định theo : ′ tg 𝛿 fi = 𝛼 cu,i + ki̅̅̅̅̅ 𝜎𝑣,𝑧 𝑖 Trong đó: cu,i - cường độ sức kháng khơng nước lớp đất dính thứ “i”; ki - hệ số áp lực ngang đất lên cọc, phụ thuộc vào loại cọc: cọc chuyển vị (đóng, ép) hay cọc thay (khoan nhồi barrette); ′ 𝜎𝑣,𝑧 - ứng suất pháp hiệu theo phương đứng trung bình lớp đất thứ “i”; 𝛿𝑖 - góc ma sát đất cọc, thông thường cọc bê tông 𝛿𝑖 lấy góc ma sát đất 𝜑𝑖 , cọc thép 𝛿𝑖 lấy 2𝜑𝑖 /3 α - hệ số phụ thuộc vào đặc điểm lớp đất nằm lớp dính, loại cọc phương pháp hạ cọc, cố kết đất trình thi công phương pháp xác định cu Khi không đầy đủ thơng tin tra α biểu đồ Hình G.1 (theo Phụ lục A tiêu chuẩn AS 2159 -1978) Trang | 18 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Biểu đồ xác định hệ số α Đối với đất dính túy ( 𝝋 = 𝟎, 𝒄 ≠ 𝟎) Đối với đất dính cường độ sức kháng trung bình thân cọc lớp đất thứ i xác định theo phương pháp ỏ, theo fi xác định theo công thức: fi= αcu,i Đối với đất rời ( 𝝋 ≠ 𝟎, 𝒄 = 𝟎 ) Đối với đất rời, cường độs ức kháng trung bình thân cọc lớp đất cát thứ “i”: ′ ̅̅̅̅̅ fi = 𝛼 cu,i + ki𝜎 𝑣,𝑧 tg 𝛿𝑖 Theo công thức (G.6) xuống sâu, cường độ sức kháng thân cọc tăng.Tuy nhiên tăng đến độsâu giới hạn ZLnào khoảng 15 lần đến 20 lần đường kính cọc, d, thơi khơng tăng Vì cường độsức kháng thân cọc đất rời tính sau: ′ ̅̅̅̅̅ Trên đoạn cọc có độ sâu nhỏ ZL , fi= k 𝜎 𝑣,𝑧 Trên đoạn cọc có độ sâu lớn ZL , fi= k ̅̅̅̅̅̅ 𝜎′ 𝑣,𝑧𝐿 Sức chịu tải cho phép theo tiêu cường độ đất Sức chịu tải cho phép: Rc = 𝛾0 𝛾𝑛 𝛾𝑘 Rc,u = 𝛾0 𝛾𝑛 𝑄𝑏 (𝛾 𝑘𝑏 𝑄𝑓𝑏 +𝛾 𝑘𝑓 ) Trong đó: 𝛾0 - hệ số điều kiện làm việc 𝛾𝑛 – hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình 𝛾𝑘 – hệ số tin cậy theo đất 𝑄𝑏 – sức kháng đất mũi cọc (kN) Trang | 19 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU 𝑄𝑓𝑏 - sức kháng đất thân cọc (kN) 𝛾𝑘𝑏 – hệ số tin cậy thành phần sức kháng đất mũi cọc 𝛾𝑘𝑏 = ; áp dụng cho cơng trình vĩnh cửu, dài hạn, kết cấu quan trọng 𝛾𝑘𝑏 = ; áp dụng cho cơng trình tạm thời, ngắn hạn, kết cấu không quan trọng 𝛾𝑘𝑏 – hệ số tin cậy thành phần sức kháng đất thân cọc 𝛾𝑘𝑏 = ; áp dụng cho cơng trình vĩnh cửu, dài hạn, kết cấu quan trọng 𝛾𝑘𝑏 = 1.5 ; áp dụng cho cơng trình tạm thời, ngắn hạn, kết cấu không quan trọng d Sức chịu cọc theo kết xuyên tĩnh Sức chịu cực hạn Đối với cọc khoan nhồi làm việc chịu nén, cho phép xác định sức chịu tải cọc điểm xuyên tĩnh Rc,u, mà không sử dụng số liệu sức kháng đất ống ma sát mũi xuyên tĩnh, theo công thức: Rc,u= qbAb+ u∑𝛾𝑐𝑓 fi li Trong đó: qb - cường độ sức kháng đất mũi cọc, lấy theo Bảng 15, phụ thuộc vào trị trung bình sức kháng mũi xuyên qc, đoạn 1d lên phía 2d xuống phía cao trình mũi cọc, d - đường kính cọc; Ab - diện tích tiết diện ngang mũi cọc; u - chu vi tiết diện ngang thân cọc; fi - cường độsức kháng trung bình lớp đất thứ“i”, lấy theo Bảng 15; li - chiều dài đoạn cọc nằm lớp đất thứ“i”; 𝛾𝑐𝑓 - hệ số phụ thuộc vào công nghệ thi công cọc, lấy sau: a) cọc đổ bê tông hố khoan khô 𝛾𝑐𝑓 = 1; b) cọc đổ bê tông nước hay dung dịch sét, trường hợp có dùng ống vách 𝛾𝑐𝑓 = 0,7 Sức chịu tải cho phép Xác định sức chịu tải cho phép: Rc3 = 𝛾0 𝛾𝑛 𝛾𝑘 Rc,u Trong đó: 𝛾0 - hệ số điều kiện làm việc 𝛾𝑛 – hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình 𝛾𝑘 – hệ số tin cậy theo đất Trang | 20 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU e Sức chịu tải theo kết xuyên tiêu chuẩn Sức chịu tải cực hạn Do cọc xuyên qua đất dính đất rời, tính tốn sức chịu tải chịu tải cho phép cọc theo công thức Viện kiến trúc Nhật Bản (1988): Rc,u = qbAb + u∑( fc,i lc,i + fs,i ls,i) Trong đó: qb – cường độ sức kháng đất mũi cọc fc,i – cường độ sức kháng đoạn cọc nằm lớp đất dính thứ i fc,i = 𝛼𝑝 fLcu,i 𝛼𝑝 – hệ số điều chỉnh cho cọc đóng, phụ thuộc vào tỷ lệ sức kháng cắt khơng nước đất dính cu trị số trung bình áp suất pháp hiệu thẳng đứng 𝑓𝐿 – hệ số điều chỉnh theo độ mảnh h/d cọc đóng fs,i - cường độ sức kháng trung bình đoạn cọc nằm lớp đất rời thứ i Sức chịu tải cho phép Rc4 = 𝛾0 𝛾𝑛 𝛾𝑘 Rc,u Trong đó: 𝛾0 - hệ số điều kiện làm việc 𝛾𝑛 – hệ số tin cậy tầm quan trọng cơng trình 𝛾𝑘 – hệ số tin cậy theo đất Trang | 21 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU f Tổng hợp lựa chọn sức chịu tải thiết kế cọc Các loại sức chịu tải tính tốn cho kết sau: - Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc - Sức chịu tải theo tiêu lý - Sức chịu tải theo tiêu cường độ - Sức chịu tải theo kết xuyên tĩnh - Sức chịu tải theo kết xuyên tiêu chuẩn Chọn sức chịu tải nhỏ đem thiết kế II Kiểm tra khả chịu tải cọc - Theo quy định TCVN 10304:2014, tải trọng nén dọc trục tác dụng lên cọc cần so sánh với sức chịu tải tính tốn theo vật liệu theo đất (Qa) tính tốn - Tải trọng cơng trình truyền lên móng tải trọng tính tốn (có hệ số vượt tải) theo tiêu chuẩn Việt Nam, tiêu chuẩn tính tốn theo phương pháp Trạng thái giới hạn Trang | 22 CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU PHẦN 3: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ I Kết luận Trong trình nghiên cứu đề tài sử dụng “cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ xây dựng nhà dân dụng”, chúng em nhận thấy việc sử dụng cọc khoan nhồi có hiệu tiện lợi xây dựng với ưu điểm kỹ thuật, độ an tồn cọc nhồi đường kính lớn giá thành cọc ép, phạm vi áp dụng cọc nhồi đường kính nhỏ rộng, từ cơng trình thấp tầng đến cao tầng, áp dụng điều kiện khác nhau, không ảnh hưởng đến cơng trình lân cận, sử dụng làm cọc nhổ, cọc chịu uốn… Tuy có số hạn chế, có đội ngũ nhân lực chất lượng, giàu kinh nghiệm biện pháp tổ chức thi cơng hợp lý hồn tồn khắc phục Tóm lại, với ưu điểm thấy với thiết bị thi công nhỏ gọn, cọc khoan nhồi đường kính nhỏ thi cơng tốt điều kiện mặt chật hẹp mà sức chịu tải cọc cao, đồng thời mang nhiều lợi ích hiệu kinh tế , cọc khoan nhồi đường kính nhỏ lựa chọn cho chủ đầu tư, thiết kế tương lai II Kiến nghị Do việc thi cơng cọc địi hỏi yêu cầu kỹ thuật cao, thiếu kỹ sư, nhân công lành nghề, nên cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ chưa sử dụng rộng rãi Cần giảm giá thành thi cơng, tìm nhiền biện pháp thi cơng mới, đào tạo bộ, kỹ sư giỏi, lành nghề giúp cho việc thi công cọc thuận lợi phương án “cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ” phát triển mạnh mẽ phổ biến TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Châu Ngọc Ẩn (2005) “Nền Móng”, nhà xuất Đại học Quốc Gia Tp.HCM [2] Châu Ngọc Ẩn (2004) “ Cơ học đất”, Nhà xuất Đại học Quốc Gia Tp.HCM [3] TCVN 10304-2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 9395-2012: Cọc khoan nhồi – Thi công & nghiệm thu TCVN 5574-2012: Kết cấu bê tông bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế [4] Các nguồn khác Trang | 23 ... trình thi cơng cọc khoan nhồi Trong q trình khoan lượng phôi khoan trồi lên hết Thêm vào đó, ngừng khoan, phơi khoan lơ lửng dung dịch lắng trở lại xuống đáy hố khoan, phơi khoan có kích thước... thi công phải báo cho bên tư vấn thiết kế biết để có định cần thiết - Kiểm tra độ sâu hố khoan: Dùng thước dây có treo dọi thả xuống hố khoan sau vệ sinh hố khoan đo chiều dài cần khoan (hoặc ống... hoàn xuống đáy hố khoan Trang | CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CBGD: PHẠM ANH DU Dung dịch sét trào lên miệng hố khoan mang theo mùn khoan Công tác lấy mùn khoan: Một phần mùn khoan đưa lên theo