Nền móng nhà cao tầng phần 2

CHUONG VIII THIET KE VA THI CONG COC BARET VIIL.1 NHUNG KHAI NIEM CHUNG VỀ CỌC BARÉT 'VHI.1.1 Định nghĩa cọc barét (Barrettes) Cọc barết loại cọc khoan nhổi, khơng thỉ cơng lưỡi khoan hình trịn, mà loại gầu ngoạm hình chữ nhật Coc barét thơng thường có tiết diện hình chữ nhật, với chiểu rộng từ 0,60m đến 1,50m chiểu đài từ 2,20m đến 6,00m Cọc barét cịn có loại tiết điện khác như: Chữ thập +, chữ T, chữ 1, hình góc L, hình ba chac A, v.v Tùy theo điểu kiện địa chất cơng trình tải trọng cơng trình, mà cọc barét có chiều dài từ vài clfục mét đến tăm mét 'VII.1.2 Tóm tắt thi cơng cọc barét Thi cơng cọc barét giống thỉ công cọc khoan nhổi Sử dụng thiết bị cơng chun dụng, với gầu ngoạm phù hợp với kích thước tiết diện cọc barét để đào hố sâu Đồng thời cho dung dịch Bentonite vào hố đào để giữ cho thành hố khỏi bị sập lở Sau đặt lổng cốt thép vào hố đào, tiến hành đổ bê tông vào hố theo phương pháp vữa dâng Dung dịch Bentonite sé trào lên khỏi hố thu hồi lại để xử lý Khi bê tơng đơng cứng hình thành xong cọc barét 'VHI.1.3 Sức chịu tải cọc barét Sức chịu tải cọc barét thường lớn Tùy theo điểu kiện địa chất cơng trình, tùy theo kích thước hình đáng cọc mà sức chịu tải cọc barét đạt từ 600 đến 3600 tấn/mỗi cọc 'VIIL.1.4 Phạm vi áp dụng cọc barét ‘Coc barét thường dùng làm móng cho nhà cao tang Thi du tai tháp đôi Petronas Towers (Malaysia) cao trén 100 tẳng dùng cọc barét 1,20m x 2,80m sâu tới 125m, có him nhiéu tẳng với chiểu sâu 20m Tại cơng trình Sai Gdn Centre, có ting hdm 25 tẳng lẫu, dùng cọc barét có kích thước từ 0,80m x 2,80m đến 1,20m x 6,00m sâu 50m Tại cơng trình Vietcombank Hà Nội, có tẳng hầm 22 tầng lẩu, dùng cọc barét 0,80m x 2,80m sâu 55m Cọc barét cịn dùng làm móng cho tháp cao, cho cầu dẫn, cầu vượt, v.v iil VIIL2 KHẢO SAT DIA CHAT CONG TRINH CHO MONG COC BARET Công việc khảo sát thực theo quy định tiêu chuẩn "Khảo sát địa kỹ thuật phục vụ cho thiết kế va cơng móng cọc” TCXD 160:1987 Trong dẫn kỹ thuật này, quy định cho giai đoạn khảo sát phục vụ thiết kế kỹ thuật 'VIII.2.1 Bố trí điểm khảo sát Các điểm khảo sát khoan, xuyên, nén ngang, cắt cánh cẩn bố trí phạm vi xây dựng cơng trình Khoảng cách điểm khảo sát 30m 'VIIL2.2 Chiểu sâu điểm khảo sát Chiểu sâu khảo sát phải vượt qua vùng chiểu sâu chịu nén cực hạn lớp đất nên mũi cọc tối thiểu mét Phải tìm lớp đá lớp đất tốt để tựa đầu mũi cọc vào Có thể tham khảo tiêu sau để xác định lớp đất tốt: ~ Đất có mơdyn tổng biến dạng Eạ Z 300 KG/cmẺ - Đất có góc ma sát g >40” ~ Đất có số xuyên tiêu chuẩn SPT N > 50 ~ Đất cát chặt có sức chống xuyên tĩnh đầu mũi q; > 110 KG/cm? - Đất sét cứng có sức chống xuyên tĩnh đầu mũi q Z 50 KG/cm” Nếu gặp đá, cần khoan điểm vào đá với độ sâu mét 'VIIL.2.3 Số lượng điểm khảo sát Trong hạng mục cơng trình khơng điểm cho loại khảo sắt ‘Thi dụ hạng mục cơng trình dùng khoan, xun cắt cánh, thứ phải có từ điểm trở lên Công tác khoan thiết phải thực ¿ (CPT) Nếu chiểu sâu mũi cọc nhỏ 30m nên khảo sát xuyên nh Nếu chiểu sâu mũi cọc lớn 30m nên khảo sát xuyên tiêu chuẩn (SPT) 'VIII.2.4 Các số liệu chủ yếu cần cho thiết kế thi công cọc barét ~ Trụ địa chất, mặt cắt địa chất thể rõ cấu trúc dia ting ~ Những tiêu lý tất lớp đất thí nghiệm mẫu đất ngun dạng phịng thí nghiệm, như: Phân tích thành phẩn hạt, dung trọng thiên nhiên đất y KN/m’ TY trọng đất y, KN/m”; độ ẩm W®%; giới hạn 112 chảy W,%; giới hạn dẻo Wyð; số dẻo W,; độ sệt I,: hệ số rỗnè e2 “$ổ”^ thấm K m/sec; góc ma sát @; lực đính C (kPa); sé nén a (m /KN);, Môdyn tổng biến đạng E„ (kPa); cường độ chịu nén tức thời trục đá R (kPa) ~ Những tiêu lý lớp đất thí nghiệm trường như: Chi số N xuyên tiêu chuẩn SPT; giá trị sức chống đầu mũi q ma sát bên {, thí nghiệm xuyên tĩnh CPT: giá trị sức chống cất khơng nước C, - Chế độ nước đất tính chất ăn mịn 'VIIL.2.5 Khảo sát cơng trình lân cận Các cơng trình lân cận khu vực xây dựng gồm có: Nhà, cầu, đường, cơng trình ngầm, hệ thống ống kỹ thuật v.v Cẩn khảo sát trạng chúng để lập biện pháp thiết kế thi cơng móng cọc tránh ảnh hưởng bất lợi cho ý công trình 'VIIL2.6 Trách nhiệm khảo sát Việc khảo sát địa chất cơng trình chủ đầu tư chịu trách nhiệm Tư vấn thiết kế lập nhiệm vụ khảo sát, đơn vị chuyên nghiệp khảo sát lập để cương cụ thể (được chủ đầu tư tư vấn thiết kế chấp nhận) tiến hành công tác khảo sát thí nghiệm Cuối lập báo cáo tổng kết kết khảo sát VIIL3 TINH SUC CHIU TAI CUA COC BARET “ Tính sức chịu tải cọc barét, giống tính sức chịu tải cọc khoan nhồi, khác tiết 3iện ngang cọc: Cọc khoan nhỗi có tiết diện hình trịn, cịn cọc barét có tiết điện hình chữ nhật chủ yếu Do tham khảo phẩn phụ lục Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCXD 205:1998 chịu Trong chương II sách có trình bày lý thuyết tính tốn sức cọc nhdi vận dụng cho cọc barết ~ Công thức (II - 3) xác định sức chịu tải cọc nhổi chịu nén theo vật liệu làm cọc ~ Các công thức (II - 5); (II - 6) xác định sức chịu tải cọc nhồi chống vào đá đất tốt (sét cứng cuội sỏi ~ Các công thức (II - 10); (II - 11) (II - 12) xác định sức chịu tải cọc nhồi chịu nén tâm làm việc theo loại cọc ma sắt nhổ ~ Công thức (II - 13) xác định sức chịu tải coc nhdi chiu tdi trọng ~ Các công thức (II - 14) đến (II - 19) xác định chịu tải cọc theo kết xuyên tĩnh ~ Công thức (II - 23) xác định sức chịu tải cọc nhổi theo phương pháp Nhật Bản dựa vào thí nghiệm SPT H3 Ngồi việc xác định sức chịu tải cọc theo cơng thức lý thuyết định phải thí nghiệm nén tĩnh cọc trường Đối với coc barét, thí nghiệm phương pháp Ostcrbcrg thích hợp Xác định sức chịu tải cọc phương pháp Osterberg Phương pháp thử tĩnh hộp Ostcrberg giáo sư người Mỹ Jorj O.Osterberg phát minh từ đầu năm 80 Đến nay, phương pháp áp dụng rộng rãi nhiều nước Ở Việt Nam áp dụng phương pháp 'Osterherg thành công cầu Mỹ Thuận cơng trình Vietcombank Tại cầu Mỹ Thuận thử với sức tải 3600 cơng trình Vietcombank Towcr thử với sức tải 2400 1, Nguyên lý thí nghiệm Osterberg Đo chuyển vi hộp Chuyển vị mũi cọcÐo chuyển vị hộp Chevéy vi mili coc a) Trude thif bị Chất tải hộp Ostcrberg Hình VIII - 1: Sơ đổ bổ trí thiết bị chất tải theo phương pháp thử tĩnh hộp 0sterberg “Trong trinh thi công, người ta đặt hộp tải trọng Ostcrhcrg vào đáy cọc với thiết bị đo (xem hình VIII-l) “Thực chất hộp tải trọng Osterherg loại thủy lực lớn, có tiết diện hình trịn, hình vng hay hình chữ nhật Sau 28 ngày, bê tơng cọc ninh kết xong, tiến hành thí nghiệm 114 Khi tăng áp lực cách bơm dầu vào hộp Osterberg, đối trọng trọng lượng thân cọc Một lực thẳng đứng hướng xuống hộp Osterberg gây nên xác định sức chống đất nên lên mũi cọc; thời lực thẳng đứng, hướng lên hộp Osterberg gây nên xác định lực ma sát đất vào thành cọc Từ đó, xác định sức chịu tải cọc tổng số sức chống đầu mũi sức ma sắt thành Theo nguyên lý cân lực, ta có hệ phương trình sau: Pụ=G + P„„, 0,75) giá trị sức ma sắt thành f, lấy dấu ầm 'VIIILS THIẾT KẾ 'VIIL5.1 Vật liệu chủ yếu làm cọc barét: ~ Bê tông thường dùng mác 300” đến 450” (dùng khoảng 450 KG xi măng PC30 cho m” bê tông) Pa, ~ Cốt thép: + Thép chủ thường dùng ®16 đến ®32 loại AII + Thép đai thường dùng ®12 đến @16 loại AI All P£+L vere V£ +1 tế+1 ugui tx / 3pnu AL nu Kv Buys ipa top SAz #1 zt Khen “Sitteug se #d 125 §A 12S Soule PG 104 val vient 0Z+ 81 ‘gu mu 99 Buy) ipa top *A€'T + TL vu Áp Buys 19a top *A9 + Z ‘Bupo Rup tA 199 FAz + S'T zl 91+ S491 MOI OUP *A£ + €`[ :SMI 043 *A€ + S'Z viet wert §1*+#'1 2u td 12] iq 39) MIDI O49 FA `[ :§MI O9 *AZ + €`L O49 FA €`[ :S8 49 *AZ IDL £1*+1 Buna 1D) om wD) E2) *A €1 aaa sist 61+t1 agp yoy Fos FOND 49 UBT 10S lộn) tu *A €1 SAST #1+911 #1 198 10nd ugy IED] Cima yI+€T lJz1!4 ADL yd wg | syT yd upg lạ >!4 OTST 98 OH Creel SAST *A €1 *A €1 1A up ug2 2} 3À) 80A (30) 2411, x wpa unyd uộp{ nạtG Bugur (awawejsng oayi) %p oau ngq yury 6uenp uịp 2X pp ® ps gH : E - X GuRG 176 Ghi chú: P¿: Áp lực phun đầu lỗ khoan Áp lực giới hạn đất( xác định theo Pressiomètre ) Vz: Thé tich vata lý thuyết cho bầu neo 1RS: Bdm ép vữa lặp nhiều lẫn với áp suất cao < MPa IGU: Bơm ép vữa lẩn với áp suất thấp ~ IMPa Cả trường hợp, măng sét mét đài ống phun phải có từ đến để đảm bảo phun vữa cho tốt Bảng X - 4: Hưởng dẫn sử dụng biểu đổ xác định q; Loại đất Tên biểu đổ Cudi sồi Chội sỏi lẫn cát Cát lẫn cuội sỏi Cát thô Cát trung, Cát nhỏ Cat bụi 1-3-5 Cái pha nhẹ Sét va sét pha ˆ Kỹ thuật phun vữa IRS Pị >P, | 1GU Pị < Pị SG-1 SG-2 II-3-5 AL-l AL -2 Đá Marnes Đá vôi Đá vôi biến chất mảnh vụn 1-3-7 MC- MC- Pu mảnh vụn 113-8 >RI >R2 X.3.5 Một số điều cần ý thiết kế neo Phải đặt bầu neo vào lớp đất tốt vùng trượt Chiểu đài tự neo Ly (xem hình X - 14) phụ thuộc vào vị trí ia bdu neo Bán kính bẫu neo xác định theo cơng thức (X - 3) Thơng thường có đường kính lỗ khoan © = 85 +.245mm va dudng kinh bau neo Ds = 150 + 650mm 4, Chiêu dai bẩu neo Lạ xác định theo công thức (X - 4) Bau neo thường có chiểu dài Lạ = + 18m (phổ biến Lạ = 8m) Góc đốc neo (xem hình X - 8) thông thường À < 45 phụ thuộc vào vj tf bau neo Cốt thép có cường độ cao, khơng bị tụt trượt bầu nco Có thể dùng cốt thép thường cốt thép có ứng suất trước Nếu mơi trường có tính ăn mịn cốt thép phải mạ kẽm Dùng xi măng thông thường PC30 PC40 Nếu mơi trường có tính © 40 ie ° Biểu đổ X - 1: Cat + cuội sỏi il SerquD 8% ‘ac (MPa) [xốPTeHTvừAT 16 CHAT T + RAT CHAT ăn mịn dùng ximăng bến sulfat ea) °6—_ (w£wM L4 [ st st < ĐN9 LyN oo ss 09 Ẹ sy a OND ayy eud apo + bud ps + [ st oo su so ¢ : O [9NA293đ] 93g nặn } SZ x QO NFB or oe FT EỊ (aw) tHỊ 1v HH en Fn ed fae Foy rv cử 179 sợ Buod lọt Tp 200WƑd "9© X BỊ 4? P+} l0Ayq+ sanuvw ya NyHa yd Iga yar sceys Nya yo 180 NYHd ya (an) °b PRE 0L § Chế 9% es 4+ số qupw ofou epy Buoud 8a v= x 99 9B š + Pa h rị vơ so 80 “Ế =f (aw) 'd = (ea 181 X.4 THỊ CƠNG NEO PHỤT Hình X - 18: Sơ đổ cấu tạo neo Sơ đỗ cấu tạo chung neo thể hình X — 15 Trình tự thi cơng u cầu kỹ thuật neo sau: X.4.1 Khoan tạo lỗ Sử dụng máy khoan chuyên dùng để khoan tạo lỗ Lỗ khoan thơng thường có đường kính ® = 85 + 245mm Khoan đến chiều dài thiết kế Nếu khoan gặp chướng ngại vật phải phá bỏ lưỡi khoan phá chuyên dụng Nếu thành hố đào đất sụt lở phải dùng Bentonite để giữ thành Nếu dung dịch Bentonite khơng giữ thành khỏi lở, phải dùng ống vách tạm thép Phải đảm bảo cho hố khoan tạo lỗ kích thước hình học theo thiết kế thuận tiện cho việc đút ống ghen cốt thép (bó cáp thép) vào hố khoan Chú ý: Khi thiết kế cơng phải tránh khoan tạo lỗ neo vào móng (nhất cọc móng) cơng trình lân cận (nếu có) hệ thống cơng trình ngẫm khác Lễ khoan phải thẳng (khơng bị cong queo) có độ nghiêng với thiết kế Sai số cho phép độ nghiêng + 2,5” Thiết bị khoan xem phần a phẩn X - X.4.2 Phun vữa tạo bầu neo Sau kiểm tra lỗ khoan đạt yêu cầu kỹ thuật, thiết bị phun vữa chuyên dụng đặt vào lỗ khoan 'Vữa phun chế tạo xi măng Porland thơng thường PC30 PC40, hịa trộn với nước với tỷ lệ nước xi măng 1,7 đến 2,4 Vữa Xi muãng trộn thêm phụ gia cần Nếu lượng vữa tiêu thụ lớn (lượng vữa thực tế gấp hai lắn lượng vữa tính tốn) nên dùng vữa xi măng cát Nếu mơi trường quanh neo có tính ăn mịn mạnh, ding xi ming bén sulfat Áp lực phun áp dụng sat ~ Bơm ép vữa lặp lại nhiều lẫn với trường địa chất đá nứt nẻ đất loại sét áp suất khoảng MPa, môi - Bơm ép vữa lẫn với áp suất khoảng ! MPa môi trường địa chất đất rời (cáo Khối lượng vữa phun dùng từ I,L đến lần lượng vữa tính toán lý thuyết, tùy thuộc vào phương pháp phun ép vữa điểu kiện địa chất (xem bang X ~ 3) Việc phun vữa tao bau neo dude coi hoàiFthành lượng vữa phản hồi lượng vữa phun vào, tứcdà bầu neo no vữa, không tiếp nhận thêm X.4.3 Lắp đặt neo Bằng X - 5: Các kích thước tiều chuẩn độ bền đặc trưng thép làm neo ứng suất trước Lại thép Thép khơng hợp kìm: ~ Loại day sợi ~ Loại tấp day ~ Loại cáp xodn Thép hợp kim thấp: ~ Cấp 1030/815 Ề Cấp 1230/1080 Thép Không rỉ: = Logi ~ Loại Đường kính | Độ đặc trưng | Diện tích tiết danh định (mm) | quy định (KN) diện (mm) 7.0 129 152 15,7 604 186 232 265 385 100 139 150 182 18.0 300 380 165 223 265 32 36 40 25= 568 830 1048 1300 600 m„ 552 804 1018 1257 491 mì 1252 1018 443 600 385 491 1300 1287 12.7 40 209 990 t2 804 183 Thanh neo thường làm thép tròn có gai cường độ cao bó cáp chế tạo sẵn 'Thép làm neo thường có loại sau: a Thép không hợp kim: ~ Loại đơn ® = Tmm ~ Loại cáp sợi, có đường kính bó cáp d = 12,9 + 15,7mm ~ Loại cáp xoấn sợi, có đường kính bó cáp d = 12,7 + 18mm b Tháp hợp kim thấp, có đường kính © = 25 + 40mm c Thép khơng rỉ: ~ Loại dây đơn ® = 7mm - Loại có ® = 25 + 40mm Thanh neo làm thép thường thép ứng suất trước Khi thiết kế dùng thi công loại thép ứng suất trước tham khảo kích cỡ tiêu chuẩn độ bền thép ghi bang X - 'Quy định tỷ lệ tiết diện dây neo lỗ khoan sau: Diện tích tiết điện ngang dây neo thép khơng vượt 15% diện tích lỗ khoan dây gồm nhiều loại song song 20Z diện tích lỗ khoan dây neo đơn Thanh neo đặt vào ống ghen lỗ khoan Nếu nặng 200 KG, phải dùng thiết bị nâng khí Thanh neo phải đặt vào ống ghen vữa xi măng ống thể lỏng, chưa sơ ninh Sau phun ép vữa tiếp vào ống ghen neo thép (hoặc bó cáp) liên kết chặt chẽ với bẩu neo vữa xi măng đông cứng X.4.4 Đặt neo vào chế độ làm việc Sau bau neo tạo nên vữa xi măng đông cứng (cường độ đạt 30N/mm)) đặt neo vào chế độ làm việc Các dây neo khóa chốt niêm /khi dây neo gồm nhiều sợi, xem hình X~ 16a), khóa bu lơng khỏa (khi có neo đơn xem hình X ~ 16) Sai số cho phép trục neo, khóa chốt nêm cho dây neo gồm nhiễu sợi + 5° khóa bu lơng neo cho dây neo đơn + 2,5” (xem hình X 16) C6 hai céch sử dụng neo: a) Neo tam thời, neo dùng thời gian ngẩn (dưới 18 tháng) thường dùng thi công tẳng hdm cho nhà cao ting Sau làm xong tang ham giải phóng neo b) Neo vĩnh cửu, neo có thời gian sử dụng lâu dài (trên l8 tháng) thường dùng neo tường chấn cơng trình giao thơng “Chú ý: Trong din kỹ thuật nói đến neo tạm thời Quy định lực kéo neo sau: 184: ~ Đối với neo ứng suất trước thực lực kéo sử dụng Ty