Nghiên cứu ứng dụng xử lý sự cố cọc khoan nhồi đường kính 1 5m địa chất khu vực cần thơ,luận văn thạc sỹ xây dựng cầu hầm

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRỊNH THẾ THẢO NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG XỬ LÝ CỌC KHOAN NHỒI ĐƯỜNG KÍNH 1500mm ĐỊA CHẤT KHU VỰC CẦN THƠ Chuyên ngành : XÂY DỰNG CẦU – HẦM Mã số ngành : 60.58.25 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN: TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2014 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian năm tham gia chương trình đào tạo sau đại học chuyên ngành Cầu – Hầm Trường Đại học Giao thông Vận tải, nhờ quan tâm Quý Thầy cô giáo Giáo sư, Phó Giáo sư, Tiến sỹ,… Trường đại học Giao thơng Vận tải nhiệt tình truyền đạt cho thân nhiều kiến thức chuyên môn nghiệp vụ Cầu đường Để hồn thành luận văn tơi nhận nhiều đóng góp ý kiến, cung cấp tài liệu tham khảo giúp đỡ nhiệt tình thầy cô, bạn bè trường Đại học Giao thơng vận tải Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn thầy, cô giáo Bộ môn Cầu - Hầm thuộc trường Đạo học Giao thông vận tải, giảng viên: GS.TS Nguyễn Viết Trung, PGS TS Nguyễn Ngọc Long, PGS.TS Trần Đức Nhiệm, … tạo điều kiện giúp đỡ tơi hồn thành luận văn Đặc biệt thời gian làm luận văn thạc sỹ kỹ thuật tơi hướng dẫn, giúp đỡ góp ý nhiệt thành giảng viên hướng dẫn GS.TS Nguyễn Viết Trung.Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến quý thầy cô giáo, người giúp đỡ tơi q trình thực luận văn Do kiến thức chun mơn điều kiện nghiên cứu cịn nhiều hạn chế nên Luận văn cịn thiếu sót Tơi mong nhận ý kiến đóng góp Q thầy giáo, bạn bè đồng nghiệp để luận văn hoàn thiện làm tư liệu hữu ích q trình cơng tác sau Tôi xin chân thành cảm ơn! Học viên: Trịnh Thế Thảo Lớp Cao học Xây dựng Cầu – Hầm K20.1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 01 NỘI DUNG…………………………………………………………………03 CHƯƠNG TÌNH HÌNH ĐỊA CHẤT KHU VỰC CẦN THƠ 03 1.1 Đặc điểm địa chất 03 1.2 Xây dựng móng cơng trình 03 1.3 Đặc điểm địa chất số cơng trình khu vực Cần Thơ 04 1.3.1 Số liệu địa chất quận Ninh Kiều 05 1.3.2 Số liệu địa chất quận Cái Răng 06 1.3.3 Số liệu địa chất quận Ô môn 07 1.3.4 Số liệu địa chất quận Thốt nốt .07 CHƯƠNG CÁC DỰ ÁN TỪNG SỬ DỤNG CỌC KHOAN NHỒI ĐƯỜNG KÍNH 1500 mm Ở CẦN THƠ 09 2.1 Tổng quan 09 2.2 Cấu tạo móng 09 2.3 Tính tốn 20 2.3.1 Tính tốn thiết kế 20 2.3.2 Tính tốn tác giả 22 2.4 Thi cơng, kiểm tra kiểm sốt chất lượng cọc khoan nhồi 22 2.4.1 Khảo sát kế hoạch chuẩn bị 22 2.4.2 Thiết lập máy khoan hạ ống vách 23 2.4.3 Q trình tuần hồn bentonite 26 2.4.4 Làm đáy hố khoan lần 27 2.4.5 Chế tạo lắp dựng lồng cốt thép 29 2.4.6 Lắp đặt ống tremie thổi rửa lần 32 2.4.7 Đổ bê tông 34 2.4.8 Rút ống vách tạm thời 36 2.4.9 Thí nghiệm sóng âm 36 2.4.10 Thí nghiệm nén tĩnh 40 2.4.11 Thí nghiệm tiếp xúc đầu cọc 60 2.4.12 Công tác đập đầu cọc, liên kết cốt thép cọc với cốt thép 62 CHƯƠNG CÁC NGUYÊN NHÂN ĐÃ TỪNG SẨY RA PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN, BIỆN PHÁP PHÒNG NGỪA VÀ KHẮC PHỤC….64 3.1 Một số cố sẩy 64 3.2 Các cố thường gặp 64 3.2.1 Sự cố sập vách hố khoan 64 3.2.2 Sự cố gặp hang bùn nhão .66 3.2.3 Sự cố nghiêng lệch hố khoan khoan 67 3.2.4 Sự cố tụt cốt thép chủ 67 3.2.5 Sự cố trồi cốt thép đổ bê tông 68 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… ……………………………………72 TÀI LIỆU THAM KHẢO VÀ PHỤ LỤC……… ……………………… Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Số liệu địa chất quận Ơ mơn Bảng 1.1: Số liệu địa chất quận Thốt nốt Bảng 2.1: Bảng tóm tắt kết thí nghiệm mẫu nguyên dạng .18 Bảng 2.2: Bảng tóm tắt kết thí nghiệm mẫu nguyên dạng .19 Bảng 2.3: Bảng tóm tắt kết tính tốn thiết kế 20 Bảng 2.4: Danh sách cọc khoan nhồi đường kính 1.5m 22 Bảng 2.5: Thông số Bentonite 26 Bảng 2.6: Thành phần cường độ bê tông cọc .34 Bảng 2.7: Số lượng cọc thí nghiệm siêu âm 37 Bảng 2.8: Thiết bị thí nghiệm siêu âm cọc .37 Bảng 2.9: Số liệu thí nghiệm nén tĩnh 43 Bảng 2.10: Danh sách thiết bị thí nghiệm nén tĩnh 43 Bảng 2.11: Số liệu cọc 45 Bảng 2.12: Chu trình chất tải 45 Bảng 2.13: Bảng tổng hợp kết thí nghiệm .46 Bảng 2.14: Số liệu cọc 50 Bảng 2.15: Chu trình chất tải 50 Bảng 2.16: Bảng tổng hợp kết thí nghiệm 51 Bảng 2.17: Số liệu cọc .55 Bảng 2.18: Chu trình chất tải 55 Bảng 2.19: Bảng tổng hợp kết thí nghiệm 56 Bảng 2.20:Số lượng cọc tiếp xúc kiểm tra đầu cọc 60 Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 2.1: Bản vẽ mặt cắt đọc cầu………………………………………………… Hình 2.2: Bản vẽ mặt cọc trụ P16, P17, P18……………………………… 10 Hình 2.3: Bản vẽ mặt cọc trụ P19, P20…………………………………… 10 Hình 2.4: Bản vẽ mặt cọc trụ P38, P43…………………………………… 10 Hình 2.5: Mặt cắt lỗ khoan địa chất… …….……………………………… 11 Hình 2.6: Địa chất trụ P16 – P20… … …………………………………… 12 Hình 2.7: Địa chất trụ P16 – P20… … …………………………………… 13 Hình 2.8: Địa chất trụ P38 .… … …………………………………… 14 Hình 2.9: Địa chất trụ P38…… … … …………………………………… 15 Hình 2.10: Địa chất trụ P43……… … …………………………………… 16 Hình 2.11: Địa chất trụ P43……… … …………………………………… 17 Hình 2.12: Thiết bị khoan…… … …………………………………………… 24 Hình 2.13: Khoan tạo lỗ……… … ……………………………………… .24 Hình 2.14: Thiết bị thí nghiệm Koden……… … ………………………………25 Hình 2.15: Cung cấp dung dịch khoan……… … …………………………… 28 Hình 2.16: Chế tạo lồng thép……… … ………………………… ………… 29 Hình 2.17: Bố trí ống siêu âm……… … ………………………….………30 Hình 2.18: Chi tiết bu lơng cốt thép……… … ……………………………… 31 Hình 2.19: Hạ lồng thép…… … …………………………… ……………… 32 Hình 2.20: Lắp đặt ống trime.… …………………………………….………….33 Hình 2.21: Đổ bê tơng cọc….… …………………………………….………….34 Hình 2.22: Thiết bị thí nghiệm siêu âm …………………………… ……… ….39 Hình 2.23: Thí nghiệm nén tĩnh.… …………………………………….…… …41 Hình 2.24: Thí nghiệm nén tĩnh.… …………………………………….… …42 Hình 2.25: Biểu đồ quan hệ tải trọng độ lún………………….…….…….47 Hình 2.26: Biểu đồ quan hệ độ lún thời gian………………………… ….48 Hình 2.27: Biểu đồ quan hệ tải trọng, độ lún thời gian………………… 49 Hình 2.28: Biểu đồ quan hệ tải trọng độ lún………………….……….….52 Hình 2.29: Biểu đồ quan hệ độ lún thời gian……………………….….….53 Hình 2.30: Biểu đồ quan hệ tải trọng, độ lún thời gian……………….… 54 Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Hình 2.31: Biểu đồ quan hệ tải trọng độ lún………………….… …….55 Hình 2.32: Biểu đồ quan hệ độ lún thời gian…………………………….56 Hình 2.33: Biểu đồ quan hệ tải trọng, độ lún thời gian……………… 57 Hình 2.34: Minh họa thí nghiệm tiếp xúc đầu cọc…….………………… ….60 Hình 2.35: Thí nghiệm lấy lõi………………………….………………… …….62 Hình 2.36: Lõi bê tơng lấy……………………….………………… …… 62 Hình 2.37: Liên kết cốt thép cọc với cốt thép bệ…………………….… …… 63 Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài: Hiện với phát triển kinh tế quốc dân cơng trình lớn xây dựng ngày nhiều, cọc khoan nhồi sử dụng rộng rãi cơng trình xây dựng nhà cao tầng, cầu cảng Với đòi hỏi thực tế việc sử lý móng cho cơng trình lớn vấn đề quan trọng cấp thiết Việc ứng dụng cọc khoan nhồi xu tất yếu để khắc phục nhược điểm cọc đúc sẵn gây chấn động mạnh, dịch chuyển đất ảnh hưởng đến cơng trình lân cận, tiếng ồn lớn, Kích thước cọc nhỏ (đường kính chiều dài) Cơng nghệ cọc khoan nhồi giải vấn đề kỹ thuật móng sâu địa chất phức tạp, móng cọc khoan nhồi sử dụng giải pháp tất yếu cho cơng trình chịu tải trọng lớn nước ta Để nâng cao sức chịu tải cọc, việc tăng độ sâu chơn cọc đường kính cọc giải pháp tối ưu khơng nên lựa chọn đường kính cọc lớn 1500mm việc xử lý mùn mũi cọc không đạt chất lượng làm giảm sức chịu tải mũi cọc có nhiều khó khăn cơng nghệ thi cơng Nên chọn đường kính cọc 1500mm tốt Tuy nhiên, nhận thấy thiết kế thi công nghiệm thu cọc khoan nhồi chuỗi kỹ thuật phức tạp, nhiều cố, việc kiểm soát chất lượng cọc khoan nhồi nhiều điều phải xem xét Mục tiêu nghiên cứu đề tài: - Làm quen với phương pháp nghiên cứu khoa học - Hệ thống hóa nội dung liên quan đến công nghệ thi công cọc khoan nhồi (lý thuyết, đặc điểm (ưu nhược điểm), kỹ thuật tổ chức giám sát, tính tốn thi cơng cơng nghệ cọc khoan nhồi) - Dựa kinh nghiệm kết theo dõi thực tế thi công nghiệm thu cọc khoan nhồi đường kính 1500mm, kết hợp với lý thuyết nghiên cứu cọc khoan nhồi Phân tích tổng hợp rút tồn gặp phải nguyên nhân gây tồn - Kiến nghị giải pháp cần quan tâm thực thiết kế thi cơng nghiệm thu cọc khoan nhồi đường kính 1500mm - Trên sở lý thuyết thực tiễn nhận xét cách khách quan khả ứng dụng biện pháp quản lý, tổ chức thi công biện pháp sử lý xự cố Phạm vi nghiên cứu: - Nghiên cứu tổng quan công nghệ thi cơng cọc khoan nhồi có đường kính 1500mm cơng trình nhà cao tầng, cầu cảng khu vực cần thơ Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp quan sát, điều tra - Phương pháp Tổng kết kinh nghiệm - Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết Kết cấu luận văn: Mở đầu Nội dung Chương 1: Tình hình địa chất khu vực cần thơ Chương 2: Các dự án sử dụng cọc khoan nhồi đường kính 1.5m cần thơ (Cấu tạo móng, cách tính tốn thi cơng) Chương 3: Các cố sẩy Phân tích nguyên, nhân hậu cách khắc phục Kết Luận   Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Kết luận: Từ kết thí nghiệm mặt cắt ta thấy sơ đồ sóng siêu âm tất mặt cắt ổn định Tại mặt cắt thí nghiệm khơng có thay đổi đột ngột bước sóng kết luận chất lượng bê tông cọc trụ P43 đồng đều, khơng có khuyết tật Cọc đảm bảo chất lượng Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật PHỤ LỤC D Số liệu nén tĩnh cọc số - trụ P16 Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Số liệu nén tĩnh cọc số - trụ P18 Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Số liệu nén tĩnh cọc số - trụ P38 Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Học viên: Trịnh Thế Thảo Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ xậy dựng TCXDVN 205:1998, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế Bộ xậy dựng TCXDVN 272:2005, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế Bộ xậy dựng TCXDVN 269:2002, Cọc – Phương pháp thí nghiệm tải trọng ép dọc trục Bộ xậy dựng TCXDVN 9395:2012, Cọc khoan nhồi – Thi công nghiệm thu TS Nguyễn Hữu Đẩu, Công nghệ đãnh giá chất lượng cọc, NXB Xây Dựng, Hà Nội 2000 GS.TS Vũ Cơng Ngữ, Nguyễn Thái, Móng cọc – Phân tích thiết kế, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội, 2004 GS.TS Nguyễn Viết Trung, Th.S Lê Thanh Liêm, Cọc khoan nhồi cơng trình giao thơng, NXB Xây Dựng GS.TS Nguyễn Viết Trung, Th.S Nguyễn Tuấn Anh, K.S Lê Quang Hanh, Cọc khoan nhồi vùng có hang động CASTƠ SPT Capability to Estimate Undrained Shear Strength of Fine-Grained Soil