Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu ứng dụng công nghệ cọc bê tông ly tâm ứng lực trước trong thi công công trình ngân hàng Việt Nam Thương Tín, tỉnh Sóc Trăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LỜI CAM ĐOAN

h nghiên cứu của

“Tôi xin cam đoạn đây là công1g tôi Các số liệu kết quả nêu‘rong luận văn là trung thực và kết qua tinh toán được nêu trong luận văn là trung thực

và chưa từng được sử dụng trong bắt kỳ công trình nào khác,

Moi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn này đều được cảm ơn và các thông tin trích din trong luận văn đều được ghi gd nguồn gốc.

Hà Nội ngày thing năm 2017Người làm luận văn

Lý Thanh Trung

LỜI CÁM ƠN

Trước hết, ôi xin chân thỉnh cảm ơn quý thiy cô của tường Đại học Thủy Lợi Hà Nội, đặc bigt là những thiy cô thuộc bộ môn Dia kỹ thuật và những thủy cô đã trực tiếp giảng dạy cho tôi trong thời gian theo học vừa qua

Tôi xin gửi lồi biết om sâu sắc đến TS Nguyễn Quang Tuấn đã tận tinh hướng dn tôi

hoàn thành luận văn này,

Nhân đây, tôi cũng xin bầy tỏ lông bit ơn đến những người thin ong gia đình, bạn

ba và đồng nghiệp đã khích lệ, ủngđộng viên về mọi mặt để tôi hoàn thành luậnvăn này,

Mac dù tôi da có nhiều cố gắng để hoàn thiện luận văn bằng tắt cả sự nhiệt tỉnh và sự

hiểu biết của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu xót, rất mong nhậnđược những đóng góp quý báo của quý thầy cô va các ban

“Tôi xin chân thành cảm ont

ngày tháng năm2017Người làm luận văn.

Lý Thanh Trung

MỤC LỤC

DANH MỤC BANG BIEU vill DANH MỤC CÁC TU VIET TAT VA GIẢI THÍCH THUAT NGỮ ix

MỞ BAU 1

CHUONG 1 TONG QUAN VE CÁC CỌC BE TONG, COC BE TONG UNG LỤi

TRƯỚC VÀ CÁC PHƯƠNG PHAP DANH GIA SUC CHIU TAI CUA COC BE TONG UNG LỰC TRƯỚC.

1.1.Phân loại coe:

1.1.1.CQc bê tông cốt thép thường:

1.2.3.Coe bê tông ly tim tng lực trước 81.3.0 điểm và nhược điểm của oge be tông ly tâm img lực trước °13.1 Ưu điểm 91.3.2 Nhược điểm: 101.4 Các phương pháp kiểm tra kha năng chịu ti của cọc dom 10

1.4.1 Phuong pháp tra bảng thing ke: lò

1.42, Phương pháp tính theo cường độ 21.4.3 Phương pháp tinh từ kết quả thi nghiệm xuyên động (SPT) l31.44, Phương pháp tink từ kết qu thí nghiệm xuyên tình B1.45 Phương pháp xác định từ thí nghiệm nén tinh cọc “41.4.6 Phương pháp xác định từ thí nghiệm thir động: 1sL5 Ảnh hưởng của quá tinh thi công cọc đến súc chịu ti của cọc: 6

1.6, Một số dang hư hỏng thường gặp của cọc bể tông ly tâm ứng lực trước: 7

1.6.1, Cọc bj nứt, gãy khi cầu vận chuyên: 71.6.2 Coc bi nút doc theo thân: Is

1.63 Coc bi vỡ đầu trong qua tỉnh ép cọc ĐÓ

1.6.4 Coe bị nghiêng lệch quá mức cho phép trong quá trinh ép:

CHUONG 2 LY THUYET VE BE TONG UNG LỰC TRƯỚC , PHUONG PHAP

XÁC DINH SUC CHIU TAL CUA CỌC , THỊ CONG COC BE TONG LY TAM UNG LỰC TRƯỚC.

3.1.Khái niệm

2.2 Các phương pháp gây ứng lực:lông ứng lực trước;

3.2.1.Phương pháp căng trước:2.2.2.Phuong pháp căng sau:

2.3.Vật liệu sử dụng cho bê tông ứng lực trước:3.3.1.Bê tông cường độ cao:

2.3.2.Thép cường độ cao:

24, Đánh, giá tổn hao ứng suất trong các giải pháp ứng lực:

2.5 Lý thuyết cầu kiện chịu nén lệch tâm ứng suất trước 2.6.3 Ký hiệu quy ước:

2.6.4 Bê tông sử dụng cho cọc ly tâm ứng lực trước:

2.6.5 Tỉnh toán khả năng chịu tải của cọc bé tông ly tâm ứng lực trước:2.6.6 Quy trinh sản xuất cọc bê tông ly tâm dự ứng lực:

2.7 Phương pháp thi công và nghiệm thu cọc bê tông ly tâm ứng lực trước:2.7.1 Công tác kiểm tra chất lượng cọc khi dua vào công trường:

2.1.2 Công tác bị mặt bằng và phương tiện cơ giới

3.7.3.Các phương pháp thi công hạ cọc hiện hành:

3.8, Các sự cổén quan đến thi công cọc ly tâm ứng lực trước;

'CHƯƠNG 3, AP DUNG TÍNH TOÁN DE XÁC ĐỊNH SUC CHIU TAI CUA COC Ly TAM UNG LỰC TRƯỚC TRONG THI CONG CÔNG TRINH NGAN HÀNG VIET NAM THUONG TIN, TINH SOC TRANG 49

3.1 Giới thiệu công tình 493.11 Vj tr công trnh 49

3.12 Nguyên tắc thiết kế: si

3.13 Không gian kiến trúc si

3.2 Khảo sit dia chất công tình: 33

3.2.1 Số liệu địa chit cng trình 53

3.2.2.Mat cắt dia chất công tình: %

3.3 Mô ti tổng quất kết cầu công trình 35

3.3.1 Các thông số chính ea công trình 5

3.3.2 Hệ thống kết cfu chịu lực chỉnh của công tình: 5s

3.4 Tinh toán sức chịu ti và chọn phương án mồng cọc hợp lý cho công trnh: 603.4.1 Phương ân móng cọc ép thông thường: 603.4.2 Phương én móng cọc bê tông ly tâm ứng lực trước: _3.43 Phương én ming cọc khoan nhi 663.4.4 Tính toán giá thành cho cọc BTCT thường vi cọc bê tông ly tâm ứng lực trước:693.5 Phân tích chuyển vị của cọc bê tông ly tâm ứng lực trước; 703.6 Kết luận chương 3: B

KET LUẬN, KIÊN NGHỊ VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM KHI THI CÔNG VỚI COC BE TONG LY TAM UNG LỰC TRƯỚC 4 ‘TAL LIEU THAM KHẢO 7

DANH MỤC HÌNH ANH Hình 1.1 Công trình sử dụng cọc bể tông cốt thép thường, Hinh 1.2: Công trình sử dụng cọc khoan nhồi

Hình 1.3: Công tình sử dụng cọc bê tông ly tâm ứng lực trước.Tình 1.4: Vết nứt đọc (nhìn bên ngoài và bên trong lồng cọc)

Hình 1.5: Coe bị vỡ đầu sau khi đóng ép

Hình 1.6: Cọc bị gy ngang thân khi ép

Hình 2.1 Sơ đồ phương pháp căng trước

Hình 22 Sơ đồ phương pháp căng sau

Tình 2.3 Sơ đồ biểu diễn các trường hợp nén lệch tim ứng suất trước.

Hình 2.4 Coe bé tông ứng lực trước PC, PHCHình 2.5 Doạn đầu cọc

Hình 2.6 Đoạn cọc nối thêm

Hình 2.7 Hình ảnh quy tình sản xuất và kiểm tra chất lượng cọc.

Hình 2.8: Đúc cọc ông theo phương pháp ly tâm

Hình 2.9: Kỹ sự kiểm tra phân loại cọc ngay kh tháo khuôn

Hình 2.10 :Máy ép tinh theo phương cổ điển.

Hình 2.11: Máy đồng cọc

Hình 2.12: Máy khoan tạo lỗ cọc

Hình 2.13: Máy Robot ép cọc

Hình 2.14: Chỉ tiết của mỗi nối cọc

Hình 2.15:Mồi nối cọc ly tâm dự ứng lực có bản mãHinh 2.16: Công tắc nối cọc ở công trường

Hình 2.17: Bê đãiu cọc khi ép

Hình 2.18: Sự cố nứt cọc khi vận chuyển

Hình 2.19: Máy bị lún nghiêng do mặt bằng yếu.

Hình 2.20: Máy bị Kin do mặt có nước

Hình 3.4: Mặt cắt địa chất công trình

Hình 35: Sơ đồ không gianính toán của công tinh

Hình 3.6: Mô hình đã tính toán của cọc

Hình 3.7: Các điểm chảy do của đắt

Hình 3.8:Hình 3.

Hình 3.10: Chuyển vị ngang dge thân cọc

“huyền vị ngang của cọc theo hai phươngChuyển vị ngang tại đỉnh cọc

DANH MỤC BANG BIẾU

Bảng 1.1: Hệ số tốn dọc

Bang 1.2: Hệ số các loại búa.

Bảng 2.l:Bảng kích thước cọc.

Bảng 2.2: Thông số cọc.

Bảng 3.1: Bảng xác định các dại lượng của địa chất công tỉnh,

Bing 3.2: Bảng tinh tải do tường gach.Bảng 3.3: Bảng hoạt ti trên các sin

Bảng 3.4: Bảng các tổ hợp tải trong tác dụng lên kết cấu khung

Bảng 35: Kết quả tính toán cọc ép thông thường,

Bảng 3.6: Kết quả tinh toán cọc bê tổng ly tâm ứng lực trước

Bang 3.7: Kết quả tính toán cọc khoan nhôi

Bing 3.8: So sinh các loại cọc.

Bảng 3.9: bảng dự toán cho 1 cọc bé tông cốt thép thường với chiễu di 10m

Bang 3.10: Bảng báo giá cọc bê tông ly tâm ứng lực trước của nhà máy,

DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NCU BT trọng lượng bản thân cấu kiện bê tông ct thép

DEAD: tinh tải do tường gạch, gạch lit nn, LIVE : hoạt tai chất đầy trên sản.

GioXduong : tải trong gió tác dụng theo chiều đương trục X 'GioXâm: tải trong gió tác dụng theo chiều âm trục X

GioYduong : tải trọng gió tác dụng theo chiều đương trục Y

GioYm: ải trong gi tác dụng theo chiều âm trục Y

ULT: ứng lực trước.

MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề

Trong các công trình xây dựng sử dụng cọc b tông cốt thép thưởng có các mặt hạn

cọc bê tông cốt thép thường do biến dạng khôngtương thích giữa thép và bê tông.

Khi cọc chịu kéo và uốn, phần bê tông trong cọ phát sinh các vết nứt làm giảm khả

năng chống ăn min của cọc, từ đó làm giảm tuổi thọ của cọc, nhất là trong các mỗi

trường ăn mòn mạnh Để khắc phục các hạn chế của cọc bê tông cổ! thép thường thi ta sử dụng cọc bê tông ly tâm ứng sudt trước vì có các ưu điểm:

Bê tông được nên trước ở điễu kiện khai thắc phần bề tong Không suắt hiện ứng suất

ko (hoặc nếu có suất hiện thi giá tri nhỏ không gây ni) Do bé tông được ứng suất

trước, kết hợp với quay ly tâm đã làm cho cọc đặc chắc chịu được tai tròng cao không

nứt tăng khả năng chống thắm, chống an môn cốt thép, Do sử dụng bé tông và thếp

cường d@cao nên tết điện cốt thếp giảm dẫn đến trọng lượng của cọc giảm, thuận lợi

cho việc vận chuyển, thi công,

Cae bê tông ly tâm ứng suất trước có độ cứng lớn hơn cọc bê tông cốt thép thường nên có thể đóng sâu vào nền đất hon tận dụng khả năng chịu tải của đắt nền dẫn đến sử dụng ít cọc trong một dai móng hơn Chỉ phí xây dựng mồng giảm dẫn đến có lợi về

2.Mục đích của đề tài

“Trên cơ sở khảo sắt thực tế và các kết quả nghiên cứtủa các tác giả trong và ngoàibê tông ứng lực trước Chúng ta vận dụng vio cọc bê tông ly tâm ứng lực

“hay thé cọc bé tông cốt thép thường bằng cọc bê tông ly tim ứng lực trước cho các

công trình xây dựng,

Bằng các ứng dụng c

kiện th công thụ tế đễ sử dụng cọc bể tông ly tim ứng lực trước đạt hiệu qu cao

3 Đồi tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài:

"Nghiên cứu tong quan về cọc bê tông ly tâm ứng lực trước.

Đối tượng nghiên cứu lả phương án cọc bê tông ly tâm ứng lực trước, khả năng nghiêncứu áp dung của phương pháp, cùng các phương pháp tính toán và thi công liên quanđến cọc be tông ly tâm ứng lực trước.

Điều kiện địa chất công tình chung khu vực địa bản tinh Sóc Trăng và điều kiện dia chất công trình tại vị trí dự án áp dụng (Ngân hàng Việt Nam Thương Tín).

Tim hiểu các công thức tính toán liên quan đến cọc bê tông ly tâm ứng lực trước tại"Việt Nam cụ thé là địa bản tinh Sóc Trăng

Ung dụng các phương pháp nghiên cứu dưới day để tinh toán cho một vải công trìnhtại Sóc Trăng , Áp dụng tính toán cọc ly tâm cho công trình cụ thể là Ngân hàng ViệtNam Thương Tín

4 Nội dung nghiên cứu cũa đề tài

Tinh toán móng cọc theo TCXD 205-1998

Tinh toán sức chị ti và bổ tri cho mồng cọc ly tim ứng lực trướcPhan tích kết quả và nhận xét, chọn ra phương án cọc hợp lý nhất

Phương pháp giải tích.

Phương pháp khảo sắt thực tế

Phuong pháp nghiên cứu lý thuyếc 6.Nội dung của đề tài:

Nội dung báo cáo gém 3 chương:

“Chương 1: Tổng quan về cọc bê tông, cọc bê tông ly tâm ứng lực trước và các phương

pháp đánh giá sức chịu tải của cọc bê tông ly tâm ứng lực trước.

Chương 2: Lý thuyết về bê tông ly tâm ứng lực trước, phương pháp xác định sức chịu.

tải của cọc, thi công cọc bê tông ly tâm ứng lực trước.

Chương 3: Áp dung tinh toán đẻ xác định sức chịu tải của cọc bê tông ly tâm ứng lực.trước trong thi công công trình Ngân Hàng Việt Nam Thương Tin, tỉnh Sóc Trăng

-Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đỀ tài:

`Với diều kiện thực tẾ xây dựng hiện nay đại da số các công trinh đều sử dụng cọc be

tông cho các công trình nhà cao ting, nhất là cọe ly tâm ứng lực trước nên việc nghiên cứu đề ải này hoàn toàn áp dụng được cho thực tiễn

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE CÁC CỌC BE TONG COC BÊ TONG UNG LỰC TRƯỚC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP DANH GIÁ SUC CHIU TÀI CỦA CỌC BÊ TONG ỨNG LỰC TRƯỚC

1.1.Phân loại cọc:

ie bê tông cắt thập thường:

Li loại cọc được sin xuất ti xưởng hoặc công trường bing bé tông cốt thép đúc sẵn

và dùng thiết bị đồng, hoặc ép xuống đắt, Loại cọc phổ biển thường có tiết điện vuông,

thể chiachiều dai cọc quá lớn, cụ

cạc thành những đoạn ngắn để thuận tiện cho việc chế tạo và phù hợp với thết bị

chuyên chớ và thiết bị hạ cọc.

Cạnh cọc thường gặp ở Việt Nam hiện nay là 02 + 0.4m, chiễu dài cọc thường nhỏ

hơn 12m vì chiều dai tối đa của 1 cây thép là 117m Bê tông diing cho cọc có mắc từ

250 + 350 (tương đương cấp độ bền (B20 + B25) Khả năng chịu tải theo vật liệu cọc

bê tông cốt thép thường được tính theo công thức:

"Đường kính cọc thường là ớm, 08m, Im, 1.2m, lắm, Chiễu đãi sọc không hạn chế tùy theo điều kiện địa chất công trình, từng địa điểm xây dựng và quy mô công trình.

Coe khoan nhỗi có iết diện và độ sâu mũi cọc lớn hơn nhiỄu sơ với cọc đúc sin, nên

mặc dù sức kháng đơn vị nhỏ đi, nhưng sức chịu tải vẫn lớn hơn, do đó số lượng cọc.

trong một đồi cọ ít, việ bổ trí di cọ trong các công tỉnh ngằm cũng dễ ding hơn vi

‘vy khi tải trọng công trình rất lớn thì ta nên sử dụng cọc khoan nhầi.Khả năng chịu tải theo vật liệu cọc được tính theo công thức

Trong đó:

Rb ~ cường độ chịu nén của bê tông.Ác — diện tích mặt cắt ngang cọc,

cường độ chịu nên của thép.

km — hệ số điều kiện làm vige, km = 0,7

1-1-3,Cục bê tông ly tâm ứng lực trước:

Là loại cọc được sản xuất trên dây chuyển, bảo đường trên dây chuyển và thực hiệnhoàn toàn trong nhà máy Coc bê tông ly tâm dự ứng lực có hai loại hình dang: cọctrồn và cọc vuông.

Coe cổ đường kính tir 300 + 1000 (mm) Dược sản xuất bằng phương phip quay ly ấp độ bin chịu nén cia bê tông từ B40 đến B60, Chiều đãi vi bÈ diy thành

sọc tùy thuộc vio đường kinh ngoài của cọc Với cọc có đường kính ngoài 300mm thìchỉ

tâm có

dai cọc tối đa là 13m và chiều dày thành cọc là 60mm, với cọc có đường kính

ngoài 1000mm thì chiều dài cọc tối dali 24m, chiều đầy thành cọc à 140mm,1.2.Pham vi ứng dụng:

1L2.1.Cục bề tông cắt thép hiring:

Cạc bê tông cốt thép thường có mắc bể tông là mác 250 đến mác 350 Với loại cục này

tiết diện cọc chủ yếu nằm trong loại cọc nhỏ, là loại nhỏ hơn 45x4Sem sức chịu tải củacọc theo vật liệu vi vậy cũng không lớn.

Cạc nhỏ thường là giải pháp tố uu cho công trinh có ti trong không lớn, kh ải trọng

chân cậ lớn, đội hỏi nhiễu cọc trong một nhóm cọc do đồ dai cọc rất lớn va vig bổ tí

đài cọc trong công trình ngầm cũng gặp khó khăn,

Coc bê tông cốt thép thường sử dụng thích hợp và tốt trong môi trường khu dẫn cư

mới, tại những nén địa chất mới san lấp, đất nén có chướng ngại vật Trong trường hop

này, cọc bê tông cốt thép thường cỏ khả năng xuyên qua các lớp địa chất phức tạp và

chướng ngại vật ma vẫn dim bảo cọc không bị nứt gay, kỹ thuật viên hoàn toàn có thể

kiểm soát được chất lượng cọc đã ép.

Mình 1.1: Công trình sử dụng cọc bé tông cốt thép thường, 1.2.2.Cạc khoan nhôi:

Coe khoan nhí „ nêncó tiết diện và độ sâu mũi cọc lớn hơn nhiều so với cọc đúc

mặc đù sức kháng đơn vị nhỏ đi, nhưng sức chịu tải vẫn lớn, do đó số lượng cọc trong một dai cọc ít việc bố t dai cọc trong các công tình ngim cũng đễ ding hơn vi vậy

Khi tải trong công trình rit lớn khoảng 15 ting thì 1a nên dùng cọc khoan nhi.

Uw điểm của cọc khoan nhỗi là cọc có thể đặt vào những lớp đt ắt cứng thậm chí tới

đá mà cọc đóng không thẻ tới được.

Một ưu điểm khác của cọc nhỗi là sức chịu tải ngang tất lớn việc thi công cọc nhỗi có chấn rung nhỏ hơn nhiều so với thi công cọc đồng, thi công cọc nhồi không gây tồi đất xung quanh không day các cọc sẵn có xung quanh sang ngang.

Coe khoan nhỗi có sức chịu tải ngang rất lớn nên việc thi công cọc nhồi cỏ chắn rung nhỏ hơn nhiều so với thi công cọc đóng, thi công cọc nhi không gây trồi đất xung quanh, không đẩy các cọc sẵn có xung quanh sang ngang nên cọc khoan nhdi hoàn

toàn có thể áp dung để xây dựng nhà cao ting ti các khu dân cư đông đúc, nhà xây

chen, nhà xây liền kề mặt phố, nha biệt thự vì nó khắc phục được các sự cỗ lún nứt các nhà liền k, ấy lạ thăng bằng các nhà đã xây dựng bị nghiêng lún tong khi sử dụng gia cổ mồng nhà bị yếu, có thé thi công tỉ các địa điểm chat hẹp hoặc trong ngỡ ngắch

nhỏ.

Hình 1.2: Công trình sử dụng cọc khoan nhồi

1.2.3.Cục bê tông ly tâm ứng lực trước:

lều so với cọc bể tông cốt thấp thưởng

nên tận dụng được khả năng chịu tải của đất nén do đó số lượng cọc trong một đài ít,

việc bổ tri và thi công cũng d& dàng, tết kiệm chỉ phi xây dựng dai móng.

Do sử dụng bê tông và thép cường độ cao nên giảm tiết diện cốt thép dẫn đến giảm,

trọng lượng thuận tiện cho việc vận chuyển, thi công kinh tế hơn.

XMột vụ điễm khác của cọc bể tông ly âm dự ứng lực à sức chịu tãi ngang lớn do bề

tong trong cọc được ứng lực trước nên tăng khả năng chịu kéo của bê tông vi thể tăng khả năng chống thắm, chồng ăn mòn.

Coe ống ly tim ứng lực trước được sử dụng trong trường hợp nền địa chit không có chướng ngại vật như đắt ruộng hoặc đất mới san lấp Việc thi công cọc có thé dùng nhiều phương pháp như cọc hạ bằng bia, máy ép phương pháp xoắn hoặc phương

pháp xối nước.

Hình 1.3: Công trình sử dụng cọc bề tông ly tâm ứng lực trước

1.3.Uu điểm và nhược điểm của cọc bê tông ly tâm ứng lực trước : 13.1 Win diém:

= Coe được sản xuất trong nhà máy bing quy tinh khép kin nên chất lượng cọc ổn

định, dé kiểm soát khi thi công và đảm bao chất lượng.

= Do bê tông được ứng suất trước nên cọc bê tong ly âm ứng suất trước sẽ không bị

"biến dang, bj nứt trong quá trình vận chuyển, lắp dựng và sử dụng.

~ Do bê tông được ứng suất trước, ết hợp với quay ly tâm da lâm cho bể tông của cọc

đặc chắc chịu được tải trong cao, không nứt, ting khả năng chống thắm, chẳng ăn

mòn cốt thép, ăn môn sulphate trong gai đoạn khai thie công trình

= Do sử đụng bể tông và thấp cường độ cao nên giảm tiết diện bê tông và cốt thép din

cđến trọng lượng cọc giảm thuận lợi cho việc vận chuyển, thi công lên hiệu quả kinh tế

cao hơn cọc thông thường.

~ Cọc có chiều dai lớn hơn cọc bê tông cốt thép thưởng nên có ít mỗi nồi hơn.

- Sức chịu tải theo đắt nin tăng do: Với cùng tiết điện thì cọc tron có điện tích ma sắt nhiễu hơn cọc vuông v th ting khả năng chịu ải

= Do cọc có hình dang trồn nên cọc có khả năng chịu tải đều

ậc sử dụng bê tông cường độ cao sẽ làm giảm kích thước ngang của cấu kiện, giảm trọng lượng của cấu kiện, sẽ làm tăng higu quả kinh tế, kỹ thuật

= Có độ cứng lớn hơn do đó có độ võng và biển dạng b hon,

~ Khả năng chịu cắt của cọc tương đối kém.

= Khả năng chịu tải trọng do đập kém

~ Cọc chỉ nên được ứng dụng tại những địa điểm có điều kiện địa chất tương đối ổn định mềm có thé đồng ép trực tiếp dược, nhưng vùng cổ lớp da phong hỏa hoặc cắt

chat phải dùng biện pháp khoan dẫn

+ Kinh phí đầu tư nhà máy lớn

1.4.Các phương pháp kiểm tra khả năng chịu tải của cọc đơn: 1.4.1 Phương pháp tra bảng thống kê:

Phương pháp này dựa trên quy phạm củaSức chịu tái của cọc đơn được dùng là

Kar= 1.75 cho móng dưới cọc.

Qte — xác định gồm 2 thành phần là khả năng chịu mũi và khả năng bám trượt bên

9, = Mp dy A HUY Mm, Sols 06)

Trong đó:

10

mạ — hệ số điều kiện làm việc tại mũi cọc, lẤy mạ = 0,7 cho sét, mr = I cho cất

mỹ ~ hệ số điều kiện làm việc của đất bên hông, lẤy mý= (0,9 + 1) cho cọc.

L6 cho cọc khoan nhôi.

«am — khả năng chị tôi mũi cọc, tr bảng,— khả năng ma sắt xung quanh cọc

Fe - tiết diện cọc.

Liu chiều di phân đoạn và chu vi cọc.

Đối với cọc trong đất yếu với độ sệt B < 0,6 và cất có Dé < 0.33 (trang thái rời) thì

cquy phạm khuyén cáo nên xác định bằng phương pháp nén tinh.

B: Độ sật

Dy: độ chặt tương đối

Riêng đối với cọc khoan nhồi, trị số qm được xác định thep phương pháp sau.

Trường hợp trong cát

g,,= 0,75.8.(7.D.Aj +#.L.BỆ) 7Trong đó:

Aj, BỆ- tra theo bing Ø”

71 - đụng trong của dit nén đưới vả trên mũi cọc L.D— chiều đi cọc và đường kính cọc.

Trường hợp trong sét

Trị sổ gm được tra bảng theo độ sẽ B

1.4.2 Phương pháp tính theo cường độ:

0, 0, _ AF,

FS, FS, FS, (18)

`Với FS là hệ số an toàn cho thành phần ma sắt FSs

Fp là hệ số an toàn cho sức chống đưới mi cọc FSp = 3

14.2.2 Site chịu tải cia mãi cọc (gp)a Theo phương pháp Terzaghi:

Gp =13.C.Ne +o" Ng #06, 7.8 Ny (đối với cọc tròn), (1.10)dy =13.C.Ne + Ny +04, 7 b, Ny (đối với cọc vuông) (1.11)

Ne, Nq Ny Tra bảng 3.5 rang 174 sách Nén Móng của TS, Châu Ngọc Ấn [1]

b Theo phương pháp Meyethof

y= C.Ne+q.Na (1.12)

‘Tea biểu đồ 3.28 trang 178 sách Nén Mông của TS Châu Ngọc An [1]

© Theo TCVN 205-1998

Qu=C.Netgy, Naty: RN, (33)

1.4.3 Phương pháp tinh từ kết quả thí nghiệm xuyên động (SPT).

Xuyên động (SPT) được thực hiện bằng ống tách đường kính 5,Lem, dài 45cm, đóng bằng búa roi tự do nặng khoảng 63,5kg, với chiều cao roi là 76em Đếm số búa để

đóng cho từng 15cm ống lún trong dat (3 lần đếm), 15cm đầu không tinh, chỉ ding gid

trị số búa cho 30cm sau là N (búa), được xem như là số búa tiêu chuẩn N.

Quy phạm (TCXD 205- 1998) cho phép dùng công thức của Meyerhof (1956).

Oy= Ky.N.Ac + Ky Nụ, tLe d1)

Trong đó:

Ki =400 cho cọc đồng và Ky = 120 cho cọc khoan nhi

Kz = 2 cho cọc đồng và Kz = 1 cho cọc khoan nhồi.

N - số biia đưới mũi cọc,

Nip số búa trung bình suốt chiều đầi cọc.

Hệ số an ton áp đụng cho công thức trên là 24 + 10,

1.4.4, Phương pháp tinh từ kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh.

Xuyên tĩnh được thực hiện bằng mũi côn tiết diện 10em?, góc đình 60”, xuyên trong đất để đo site chống xuyên Ry cho từng 20em độ siu dưới đắt

Từ giá trị Rp này, quy phạm cho phép tinh qm và fs như sau:Khả năng chịu tải mũi cọc.

“Trong đó;

Ry — khả năng chống xuyên tại mũi cọc.

Ky hệ số tra theo loại đất và loại ege, được lẫy trung bình K; = 0,5 cho cọc thường và 0,3 cho cọc khoan nhồi.

số an toàn cho mũi cọc được.Kha năng ma sắt xung quanh.

Được tinh cho từng lớp i mà cọc xuyên qua tương ứng với Rp, hệ số œ trong trường

hop này thay đổi khá lớn.

Coe bê tông a = (30 + 40) cho sét từ yếu đến cứng œ = 150 cho cát

Coe khoan nhỏi= (15 + 35) cho sết từ yếu đến cứng « = (80 + 120) cho cát.

Hệ số an toàn cho ma sit được lầy PS = 2

IAS Phương pháp xác định từ thí nghiệm nén tĩnh cọc.

Đây là phương pháp chính xác nhất để xác định khả năng chịu tải của cọc đơn, tuy nhiên phương pháp này thực hiện phúc tạp va tén kém nhiều kinh phí.

Quy định đôi hỏi số lượng cọc phải tiền hành công ác thử nén nh (3 + 5) số lượng:cọc thiết kể.

Mỗi cắp gia tải thục hiện lấy bằng 1/10 Qu theo thi

“Tương quan độ lún S theo lực nén P cho ta xác định giá trị phá hoại stchịu tải cựchạn của cọc Qu

Trong điều kiện dat yêu, biểu đồ thể hiện đường cong đều thi giá trị Qu có thể được

chọn tại độ lún A = 0.1.15]

“Trong trường hợp tải trọng của cọc quá lớn không thể thực hiện để đạt đến giá trị xácđịnh tải trong giới hạn thì ta có thé dùng phương pháp của Davisson như sau:

Qu được xác định tại giao điểm của biểu đồ với đường thẳng S có phương trình biểu

diễn.

s=5+0,0038+2 =|—E_ | p+0,0038+ Pm (1p

120 LE 120

5 — độ biển dạng đàn hồi của cọc dưới tác dung của cắp tải P,

1.4.6, Phương pháp xác định từ thí nghiệm thie động:

“Công tác thử động được thục biện cho trường hợp thi công bằng búa đóng Bia đượcchọn dé có thể tương quan với khả năng chịu ti giới hạn của cọc.

Năng lượng búa: E; > 250,

Loại Búa Coe gỗ | Coe thép | Coc bê tông.

Loại búa song động 5.0 55 số

Loại búa đơn động, 3⁄5 40 50

Đứa trong lực 20 25 50

Đối với đất sét do đặc tính nhạy nên cúc mảng nước bao xung quanh hat sẽ bị phá

hoại khi đóng bia, âm cho đắt bị phá hoại cấu trúc và tử nê yếu di, do đồ cùng đồng

búa nhanh trong đất sét cọc cảng dễ xuống, độ chối tăng lên, người ta got là độ chốt

giả Ngưng lại một thời gian, đồng tiếp cọc khó xuống hơn do dit sét có Khả năng

phục hồi

Ngược lại tong dit cát, cảng đóng nhanh cọc cùng khó xuống do ứng suất bị dồn nénngay tại mũi cọc trở nên rit cũng và căn trở cọc khó xuống được, ta cũng có độ chối

gid Ngưng lại thời gian dé cát ở dưới mũi cọc giãn ra cọc đóng sẽ xuống được.

Để thử độ chỗi của cọc khi đồng cọc ta cần phải nghỉ một thôi gian như sau: 3 ngày

cho cất và 7 ngày cho đt sốt

1.3.Anh hưởng của quá trình thi công cọc đến sức chịu tai của cọc:

Khi thi công cọc, di

tạm thời giảm xuống còn Sur (Sur = Su / St trong đó St là độ nhạy của đất sét) Tuyếtbị xio trộn, đo đó sức kháng cắt không thoát nước của đất sé

nhiên, sau một thời gian đài cọc nghỉ, ấp lực nước lỗ rổng dư sẽ tiêu tan din, ở đa số đất sét sẽ có hiện tượng sức kháng cất sẽ phục hỗi một hoặc toàn phần theo thời gian

"Với cọc nhỗi nếu ta không giữ thành bằng dung dich (bentonite hoặc polyme), có thể

6 những tảng, cục sé bị 1, đặc biệt nếu chúng lỡ trong quả trình đổ bê tông thì chất

lượng bê tông km đi Sức khng cắt của đất sét xung quang cọc sẽ bị giảm do hit im từ nước thừa trong quả trình đông kết bê tông Còn nếu khi khoan cọc nhồi có sử dựng

dung địch, mà đáy lỗ khoan lại không được vệ sinh sạch sẽ min khoan trước khi đỏ bê.tông, thi sức kháng mỗi giảm di rất nhiễu Tuy nhiên bê tông tươi trong cọc nhồi lại cómột ưu điểm khác là: Xi măng sẽ có phần ứng hóa học với đt sét xung quanh (người

ta tin dung phản ứng này trong việc gia cổ đắt sét bằng xi mang h vôi) Hơn nữa,

thành phần của cọc nhổi thường sin si hơn so với cọc đúc sin, do dé sức kháng

ấn Với

được cải thiện một pl at dính bão hỏa nước, ta nên sử dụng sức kháng.

không thoát nước Sy ,đŠ dự báo sức chịu tải của cọc vi đây là trường hợp nguy hiểm

hơn Khi có tải trọng tác dung, oàn bộ tải trong sẽ do nước lỗ rồng dư tiếp nhận Với đất dính thoát nước kém nước lỗ rỗng dư tiêu tán cực kỳ chậm (coi như không tiêu tin), Do dé thời gian đầu, ứng suất hữu hiệu a” không đối, cho nên sức kháng cắt

không đổi Vi vậy ta sử dung Sy để tinh toán.

Sau một khoản thai gian đài, nước 15 rồng sẽ iêu tén dẫn, và do đồ ti trong bn ngoài sẽ truyền din lên hạt đất, ứng suit hữu hiệu 0° tăng lên, lâm cho sức kháng cắt cũng

tăng lên Như vậy, độ an toàn của công trình cũng tăng lên.

Tôm li thời điễm nguy hiểm nhất với đắt dinh là khỉ công tình vừa thi công xong,

nước chưa kịp thoát đi

Ngược lại với một số dat dính "quá có kết mạnh” (OCR > 1), có hiện tượng “chủng”

hay “mềm” di, tức là sức kháng cắt giảm theo thời gian, nguyên nhân của _ hiện tượng,

này là khí chịu ải trong đất "quá cổ kết mạnh” có thể bị nở ngang do đồ hút nước ở

các ving lần cận Độ ẩm tăng lên kim sức kháng cắt giảm đi Trường hợp này, nên

đánh giá sức chịu tải theo thông số thoát nước.

1.6 Một số dang hur hông thường gặp của cọc bê tông ly tâm ứng lực trước:

1.6.1 Coe bị nút, gay khi cẫu vận chuyén:

Trên thực tế, một số đơn vị thi công cho công nhân ding móc cfu móc tr tế tạ 2

đầu cặc để cấu chuyển mà khôngtính toán kiểm tra vì nghirễng cọc bé tông ng suất trước có độ cứng rất kin, cọc không bị tốn hại Ở một số công trình đã xây ra hiện tượng gây cọc khi cấu bằng cách này, vừa gây tổn thất lớn vỀ vật tư, vừa gây nguy hiểm cho thiết bị (cần cầu, si lan) và những người dang ở bên dưới

trường hợp cọc bi nứt do cách cẩu chuyển này nhưng rit ít khi được quan tâm.

phat hiện, tốn hại này tuy không lớn nhưng ảnh hưởng đến tuổi thọ của cọc, trong khi

tuổi thọ của cấu kiện này trong công tình cing thường là nhân tổ quyết dịnh đến

tuổi thọ của cả công trìnhNguyên nhân

“Thông thường cọc dng bê tông ứng lực trước không đặt trước được móc cẩu nhỗ ra

khỏi cọc mà chi đánh dấu điểm cau trên thân cọc bằng sơn tại nhà máy chế tạo Theo ui định, việc câu cọc ống phải đăng vòng cầu quảng qua thân cọc ti điểm cẩu để

năng chuyển cọc, sau khi nâng chuyển xong thi tháo vòng cầu ra

Việ lip và thio vòng cầu khả mắt thời gian nên dẫn đến tỉnh trạng Đơn vi thi công

không tuân thủ nghiêm túc qui trình này.b Cách khắc phục;

Sự cổ này hoàn toàn có thể phòng tránh được một cách dễ dàng, chủ yéu đòi hỏi sự

tuân thủ qui trình nghiêm túc.

- Trong giai đoạn thiết kế, người thiết kế cần thể hiện rõ các qui định về việc cầu chuyên, cẫu dụng cũng như kẻ xếp cọc, Các quí định này cần xuất phát ti tinh toần cụ

thể cho từng trường hợp làm việc, từng kích cỡ cọc,

tững nhóm cọc não có độ cứng đủ lớn, cho phép cấu ti 2 đầu mút (hoặc những

nhóm cọc nào không cho phép cẩu tại 2 đầu mút) cũng nên ghỉ rõ, giúp Nhà sản xuất,

Don vị thi công và Giám sát biết để thực hiện đúng, đảm bảo an toàn trong lao động.

“Trong giai đoạn thi công, những chỗ nào thiết kể chưa qui định hoặc chưa thể hiện

10 thì phải yêu cầu thiết kế làm rõ, không nên tự thực hiện theo ý chủ quan của minh,cẩn thận nhất là tiến hành tính toán kiểm tra lại (việc tính toán khá đơn giản, có thểthực hiện bằng tay!),

~ Tư vấn ám sit cin đặc biệt quan tâm đến những yéu tổ ảnh hưởng nhiễu đến ch

lượng công trình và an toàn lao động, khi edn thiết có thể yêu cầu thí nghiệm đỏ tìmcác khuyết in bê trong cọc rong quả trình nghiệm thu cọc (phương ấn

tốt nhất la kiểm tra quá tinh chế tạo cọc để ngăn ngừa ngay từ đầu các yêu tổ có thể

gay khuyết tật cho cọc).

1.62 Coe bj mit đục theo thân:

Trong quả trình ép cọc „thấy có hiện tượng cọc bị nứt dọc theo thân cọc, các khe

nứt này rộng ra khi lực ép tăng dẫn

Hình 1.4: Vết nút dọc (nhìn bên ngoài và bên trong long cọc)a Nguyên nhân:

Trường hợp này cho thấy cốt dai xoắn cầu tgo trong cọc không đủ Khả năng chịu tác

động của các ngầm kẹp của Robot do lực kẹp cọc quá cao hoặc do trong quả trình sản

xuất ván khuôn cọc không kín khít lên khi qua ly tâm cọc bị mắt nước xi măng tạo.

thành các khe rỗng không chịu được lực lên khi ép bị phá hoại.

b Cách khắc phục

Trong quả trình sản xuất phải kiểm tra độ hở của vin khuôn nếu hờ phải ding đệmthêm vào ván khuôn cho kín khít chánh cho cọc bị mắt nước xi ming

Điều chính lực kẹp cọc cho phủ hợp với từng loại cọc (trên mỗi Robots ép cọc đền có van điều chỉnh lưu lượng dầu và van điều chỉnh áp lực đầu cho mỗi bộ phận của máy) và thir di thử lại vài lần néu thấy được mới tiễn hành ép cọc

1.63 Cục bị vỡ đầu trong quá trình ép cục:

Hiện tượng này gặp khá phổ biến, sau kh cọc đã gp âu vào nén, mức độ vỡ từ nhẹ(chi bị vỡ một phn bể tông đầu cọ) đến nặng đoàn bộ đầu cọc vỡ nt, thậm chỉ bung

‘ca vòng thép tắm đầu cọc ).

a, Nguyên nhân,

Vo đầu cọc khi đóng là hiện tượng phổ biển không những của cọc ống bê tông ứng lực.

trước mà côn của tắt cũ ắc loại cọc b tôn, ty nhiền qua phân ích từ thực té cấu ạo

se và giải pháp thì công hạ cọc, chúng tôi nhận thấy ở cọc ống bê tông ứng lực trước

có một số đặc điểm riêng nên dễ bị vờ đầu hon, mặc di bê tông và cốt thép của chúngcó cường độ cao hơn so với cọc bê tông thông thường nhiều

~ Bề day không lớn so với đường kính ngoài, đường kính ngoài của cọc càng lớn thiKết cẫu cọc thuộc loại cũng méng Đường kính ngoài cing lớn thi ma sắt hông và sic

kháng mũi cảng lớn, dẫn đến sức chịu tải của cọc theo đất nén lớn.

= Do trong quá trinh ép cọc ding cọc dẫn ép dẫn cọc xuống đắt người vận hành cẫ thả

không căn chỉnh hai mặt đầu cọc dẫn và cọc ép tiếp xúc hết vào nhau làm cho cọc chịu

lực không đều gây ra vỡ đầu cọc.

- Đầu cọc không có cấu tạo đặc biệt để chịu ứng suất phát sinh do lực ép bị lệch tim

ngoài vòng thép tắm quanh miệng cọc Tuy nhiên vòng thép này có chiều cao (theo.

phương trục cọc) không lớn (khoảng 150-200mm) so với phạm vĩ ảnh hưởng của lực

xung kích nên hiệu quả không cao Mat khác thiểu các chỉ tiết neo để liên kết vòng

nhiều trường hợp vòng thép bị tách ra khỏi phần bêtông trong quá trình thi công cũng như khai thác.

~ Cấu tạo mũi cọc điển hình của các nha sản xuất cọc ống cũng chưa thật sự hợp lý vì đều làm loại mũi bằng không thấy khuyến cáo nên dùng cho trường hợp nào, dễ dẫn

đến việc Đơn vị thiếtTheo TCXD 205:1998 *

hi ing mũi cọc này thích hợp cho mọi trường hợp địa chất

~ điều 3.3.3 [4] thì loại mũi

bằng chỉ nên dùng trong nén đắt sét ding nhất Thực tế cho thầy n

Móng cọc ~ Tiêu chuẩn thiết kể

cọc loại bằng làm

cho việc ép cọc khó khăn hon mũi loại nhọn nhiễu và đầu cọc đễ bị lệch khỏi phương hạ cọc, cọc khó xuống khi độ chỗi nhỏ, lực ép lớn rắt d gây vỡ đầu cọc.

b Cách khắc phục

- Chỉ nên đồng ép vừa đủ khoảng 70% theo sức chị tải vật liệu của cọc để ha cọc,

không lựa chọn cọc có đường kính nhỏ mà ép sâu dẫn đến độ mảnh lớn (đường kính

cọc cảng lớn thì độ mảnh của thành cọc cảng lớn)

~ Khi ding cọc din để ép cọc xuống âm mặt đắt phải căn chỉnh sao cho mặt cọc din và

mặt cọc ép phải khít tiếp xúc hệ vào nhau chánh ép lệch cọc

20

~ Clu tạo lại đầu cọc cho hợp lý hơn trong việ chịu các ải xung lục, đảm bảo bê tong vi thép (thép cốt, thép hình) thành một khối thẳng nhất, khó bi tích rời (như thêm các

râu thép neo vành thép vào bê tông).

~ Sử dụng đệm dẫu cọc thích hợp (không quả cứng cũng như không quá mềm),

~ Cấu tạo mũi cọc loại nhọn thay cho loại bằng.

16.4 Coe bj nghing lệch quá mize cho phép trong quá trình áp:

Trường hợp này thường xây ra đổi với các cọc được tổ hợp từ nhiễu phân đoạn trong quá trình ép, cảng về giai đoạn cuối của quá trình ép cọc cảng lệch nhiều, cả về tọa độ đầu cọc trên mặt bằng và về độ nghiêng của trục cọc, có thể làm cọc gẫy ngang

thân như trong hình vẽ này.

Hình 1.6: Coe bị gly ngang thân khi ép

a, Nguyên nhân,

"Những nguyên nhân chủ quan gây nghiêng lệch cọc khi hàn mũi cọc bị lệch, trục cọc,

mặt phẳng đầu cọc không vuông góc trục cọc, gặp rit phổ biển ở các cọc đúc tại

1g bê tông ứng lực trước vi được đúc,

sông trường nhưng hầu như rt it khi gặp ở cọc

tại nhà máy trong những điều kiện khá chuẩn Trừ việc đồng cọc trên mái đất nghiêng

là nguyên nhân khách quan gây nghiêng lệch đối với mọi loại cọc (phái chấp nhận) th

trong thực tẾ cọc ống bê tông ứng lực trước bị nghiêng lệch chủ yếu là do dùng mũi

sọc loại bằng và công tác nổi cọc thực hiện không chun (nd cọc bị vénh do đoạn mỗi

a

sọc đã xiên, cổ tỉnh nắn cho thẳng), phân đoạn cọc càng ngắn thi cọc cổ càng nhiễu mỗi nối, khả năng lệch khỏi trục chính của cọc cảng nhiều.

b, Cách khắc phục

- Khi chọn edu tạo mũi cọc nếu không vi những lý do đặc biệt thi nên ding mũi cọc

loại nhọn, về mặt kỹ thuật thi cảng nhọn càng tốt (nhưng về mặt kinh tế thì ngược lại)

- Chỉ i đoạn cọc chọn cảng lớn cảng tốt trong điều kiện sản xuất, vận chuyển, cẩu lắp và khả năng thi công cho phép Điều này còn giúp rút ngắn thời gian hạ cọc, tăng

độ tin cậy về khả năng chịu lực theo vật liệu của cọc.

Khi cọc đã bị xiên hin nối đoạn tiếp theo có thé đệm thêm mặt bích để giảm độ xiên

hoặc phải ép xiên theo đoạn trước đã xiên không có Lin cho cọc thẳng rồi ép sẽ làm.

coc bi gly ngang thân.1.6.5 Coe gặp vật cải

Đang ép cọc xuống bình thường, chưa đạt được độ sâu thiết kế bỗng nhiên xuống

chậm hẳn lại hoặc không xuống.

Coe bị dịch chuyển trong mỗi hành trình ép

Ep cọc vào ting đá nghiêng, mũi cọc bị chạy nghiêng đi,Có thể là do gây cọc hoặc là

cọc bị nghiêng chộch rồi gãy.a Nguyên nhân.

= Cổ thé cọc gặp vật căn như đá mé côi, hay một lớp đá mỏng, hoặc các vật cản khác

trong quá trình san lắp mặt bằng không loại bỏ.

~ Thực tế thi có nhiề cách để kiểm tra cọc đã đạt yêu cầu mà để nghị đồng ép, nếu ép cố thi có thé vỡ cọc, mắt tim, tốn cọc bù, tốn thời gian chờ.

17 Kết luận chương 1:

Từ những vấn để đã được nêu ở trên cho thấy mỗi loại cọc đều có những wu nhược

điểm riêng của nó Vi4p dụng loại cọc nào tuy thuộc vio quy mô, đặc điểm và vị tríxây dựng của công trình.

“Cùng với thực té xây dựng tại Sóc Trăng, ta thấy rằng cọc bê tông ứng lực trước là loạicọc hoàn toàn có thể áp dụng tại Sóc Trăng nói riêng và ở nước ta nói chung Việcnghiên cứu và áp dụng công nghệ cọc bê tông ứng lực trước cho các công trình xây

cưng theo điều kiện đất nền Sóc Trăng ni riêng và ở nước ta nói chung là hợp lý và

cần thiết

CHUONG 2 LÝ THUYET VE BÊ TONG UNG LỰC TRƯỚC , PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHIU TAI CUA CỌC , THỊ CONG CỌC BE TONG LY TÂM ỨNG LỰC TRƯỚC.

2.1.Khái niệm về bê tông ứng lực trước:

Bê tông ứng lực rước là bẽ tông tong đồ thông qua lục nén trước đổ tạo ra và phân bổ

một phan ứng suất bên trong phủ hợp nhằm cân bằng với một lượng ứng suất do ti

ng ứng lực trước, ứng suất được to ra bằng cách

Bé tông thường có cường độ chịu kéo rit nhỏ so với cường độ chịu nén BS là nhân tổ dẫn đến vige xuất hiện một loi vật liệu hỗn hop "bê tông cốt thép"

Việc xuất hiện sớm các vết nứt trong bê tông cốt thép do biển dang không tương thích

giữa thị tông li điểm khỏi đầu cho một loại vật liệu mới đó là "bê tông ứng

suất trước” việc tạo ra ứng suất nén cổ định cho một loại vật liệu chịu nén tốt nhưng

chịu kéo kém như bể tông sẽ lm tăng đáng kể khả năng chịu kéo vi ứng suất kéo xảy.

ra khi ứng suất nén đã bị vô hiệu.

Sự khác nhau cơ bản giữa bê tông cốt thép và bê tông ứng lực là ở chỗ, trong khi bê tông cốt thép chỉ là sự kết hợp đơn thuần giữa bê tông và cốt thép để chúng cùng làm

việc một cách bị động thì bê tông ứng lực trước là sự kết hợp một cách tích cực có chủ

§ giữa bê tông cường độ cao và thép cường độ cao.

Trong cấu kiện bề tông ng lực trước người ta đặt vào một lục nén trước tạo bai việc

kéo cốt thép, nhờ tính đàn hồi cốt thép có xu hướng co lại và sẽ tạo nên lực nén trước, lực nến này sẽ gây nên ứng suất rong bê tông và sẽ tất tiêu hay giảm ứng suất kéo do

tải trọng sử dụng gây ra Do vậy làm tăng khả năng chịu kéo của bê tông và lim hạn

chế sự phát tiễn của vết nứt

Sự kết hợp rất hiệu quả đó đã tân dung được các tinh chất đặc thù của hai vật liệu, đó

là trong khi thép có tính đàn hồi và cường độ chịu kéo cao thì bê tông lại dòn và có.

cường độ chịu kéo nhỏ so với cường độ chịu nén của nó, Như vậy ứng lực trước chính

e ứng suất tạm thời nhằm ting cường sự

lâm việc của vật liệu trong các điều kiện sử dụng khác nhau Chính vì vậy bê tông ứng.

lực trước đã trở thành một sự kết hợp lý tưởng giữa hai loại vật liệu hiện đại có cường,

độ cao,

So với bé tông cốt thép thường thì bê tông ứng lực trước có các wu điểm cơ bản saucần thiết và có thể dùng được thép cường độ cao

Ứng suất rong thép thông thường giảm từ 100Mpa đến 240Mpa, như vậy để phần ‘bj mat đi chi là một phi bạn đầu thi ứng s

cao vio khoảng 1200Mpa đến 2000Mpa Để đạt được điều này tì việc

ứng su nhỏ của ứng s của thép ban

dẫu phải

sử dụng thép cường độ cao là thích hợp nhất

“Cần phải sử đụng bê tông cường độ cao trong bé tông ứng lực trước vi loại vật liệu này

số khả năng chịu kéo, chịu cắt, chịu uốn cao va sức chíu tải cao Bê tông cường độ cao

nứt do co ngói, có modun din hai cao hơn, biển dang do từ biến ít hơn do

Ít xây ra

4 ứng suất trước trong thép sẽ bị mắt it hơn Việc sử dụng bé tông cường độ cao sẽ làm giảm kích thước ngang của cấu kiện, giảm trọng lượng của cầu kiện, vượt nhịp lớn.

sẽ làm tăng hiệu quả kinh tế, kỹ thuật

C6 khả năng chống nứt cao hơn (do khả năng chống thấm tốt hơn) dùng bê tông ứng

lực trước người ta có thể tạo ra các cầu kiện không xuất hiện các khe nút trong vũng

bê tông chịu kéo hoặc hạn chế sự phát triển của bề rộng vết nút khỉ chịu tải trọng sử

dung.Cé độ cứng lớn hơn đo đó có độ võng và biến dang bé hơn.

2.2 Các phương pháp gây ứng lực:3.3.1.Phương pháp căng trước:

Cốt thép ứng lực trước được neo một đầu cỗ định vào bệ còn đầu kia được Ko ra với

le kéo N dưới tác dung của lực N, cốt thép được kéo trong giới hạn dan hdi và sẽ giãn

ra một đoạn tương ứng với các ứng suất xuất hiện trong thanh, điểm B của thanh

lực Nhành đỗ bê tông cầu.

chuyễn sang điểm B,(xem hình 2.1) ,Trong trang thái kéo căng cốt thép như thé

được truyền ti các bệ tỳ hoặc các đầu mặt của coffa người ta ti

kiện Sau khi bê tông đông cứng và đạt được cường độ cin thiết thì thả tự do các cốt trước ra Như một lò so bị kéo căng, cốt thép có xu hướng co ngắn lại

25

nhưng nhờ lực dính của nó với bê tong cho nên edu kiện sẽ bị ép bằng lực N đã ding

khi kếo cốt thép,

Hình 2.1: Sơ đồ phương pháp căng trước.

ác Trước khi buông cốt thấp UIT ~ b) sau kh buông cắt thập UIT:

1- CẮT thép ứng lực trước 4 — Thiết bị kéo thép.

2~ Bộ căng 3.~ Thiễ bị cổ định edt thép ing lục trước.

3 Vấn khuôn; 6 ~ Tục trung hòa

Tay theo loại và mặt ngoài của cốt thép mà lực N được truyền lên bê tông qua các đầu

mit khi ding các bộ phận neo hoc la nhờ lực dinh giữa cốt thép với bê tông trên suốt

chiểu dai của cấu kiện (trường hợp bám dính) Trong trường hợp sau, để làm cốt thép.

căng trước, người ta dũng cốt thép có gờ (có bé mặt xử xi) hoặc tao thép xoắn lại để

đảm bảo cốt thép tự neo suốt chiểu đài của cấu kiện và đảm bảo sự cùng làm việc

nguyên khối với bé tông Phương pháp này có thé dùng khi ch tạo các cầu kiện cia những kết cầu chỉ ồi hỏi lực N tương đối nhỏ để ép bê tông va trong thời gian bé tông đông cứng, lực N đỏ có thể truyền lên bệ tỷ hoặc lên đầu mặt của copfa trong quá trình

thi công

2.2.2.Phuwong pháp cing sau:

Trước hết đặt các cốt thép thông thường vào các ống rảnh bằng tôn, kẽm hoặc bằng

vật liệu khác để tạo các rãnh dọc, rồi đổ bể tông sau khi bê tông đông cứng thì tiến hành luồn và căng cốt thép ứng lực Trong trường hợp này người ta ding những cấu kiện đã được chế tạo để làm bệ tỳ Khi kéo căng cốt thép phản lực được truyền lên các đầu mặt của cầu kiện (thông qua đầu neo) và gây ra ứng suit nền trong bê tông ở các

1

tết của nó như trường hợp căng trước Dễ tạo ra liên kết (lực dính) giữa bê tông

và giúp cốt thép khỏi bị ăn mòn thì phải phun vữa xi măng có áp lực vào các khe hở.

giữa cốt thép và ống rãnh Phương pháp căng sau dùng khi chế tạo các cấu kiện yêu

sầu có lực ép bê tông tương đổi lớn

Ưu điểm của phương pháp căng sau là không tốn coffa, kiểm soát được ứng suất nén tạo ra ong cấu kiện Không cin bệ tỷ đơn giản dễ thi công.

ác Trước khi buông cốt tháp ULT - b) sau khi buông cốt tháp ULT1- CẢI thấp tng lực trước 4~ Thi bi hich

3- Cấu kiện BICT; 5-Neo

3- Ong rãnh; 6 — Trục trung hòa2.3.Vit ligu sử dụng cho bê tông ứng lực trước:

-33.1.Bê tông cường độ co:

BG tông ứng suit trước yêu cu sử dụng bể tông đạt cường độ chịu nền cao trong thời

gian ngắn với cường độ chịu kéo tương đối cao hơn so với bê tông thông thường, độ co ngói thấp, tính từ biến thấp nhất và giá trị môđun đàn hồi lớn.

2.3.2.Tháp cường độ cao:

Thép ứng suất trước có th l si, cp hoặc thanh thép hợp kim

Thép sợi sử dụng cho bê tông ứng lực trước nói chung tuân theo TCVN 6284 cốt thépng ứng lực trước [6] Soi thép được quấn thành cuộn và được ct là lắp 6 nhả máy

hay hiện trường Trước khi thi công, sợi thép cần được vệ sinh bé mặt để tăng lực dínhkết với bê tong

Cap ứng suất trước phô biển nhất là loại cáp 7 sợi, có cường độ chịu kéo tới hạn fp là.

1720Mpa và 1860Mpa, kết dính hoặc không kết dinh.

3.4, Đánh giá tổn hao ứng suất trong các giải pháp ứng hs

Trong quá tinh chế tạo và sử dụng cu kiện bê tông cốt thép có xảy ra hiện tượng ứng

suất kéo trước bị tổn that làm ảnh hưởng rit nhiều đến sự làm việc của kết cầu Nhữngtổn thất thường xảy ra bao gầm:

Sự dio ứng suất trong cốt thép (khi kéo căng vio bệ tỷ)

Các biến dang của khuôn của các neo và các bộ phận kẹp (p các mỗi nỗi giữa các

khối lắp ghép, ép các vòng đệm của neo).

‘Tan thất do các chủm hoặc các thanh cốt thp riêng r không được kéo căng đều nhau “Tên thất do co ngot và do từ biến của bê tông Do tác động của tải trọng có chu ky Do do ứng suất rong cốt thép (hi kéo căng cốt thép vào bê tông)

2.5 Lý thuyết cd kiện chịu nén lệch tim ứng suất trước:

Hình 2.3: Sơ đồ biểu diễn các trường hợp nén lệch tâm ứng suất trước.

3.5.1.Trường hợp lệch tâm bé:

sấu kiện chỉ chịu Khi cấu kiện chịu nén có độ lệch tâm bé trong khoang giới hạn t

nên tong trường hợp này độ lệch tâm =0, M = 0, tinh toán như phần eign chin én ding tâm ứng suất trước,

2.5.2.Tracimg hop lệch tâm lớn:

“Trong trường hợp ch âm lớn lúc đó giá tỉ độ lệch tâm e + 0, cấu kiện phân ra hai

vũng kéo nén rõ ột khi đ việc ứng suất trước trong cấu kiện sẽ làm giảm hoặc rệt

tiêu ứng suất kéo trong vùng cấu kiện chịu kéo.

2.6.Cg¢ bê tông ly tứng lực trước:2.6.1.Phiin loại cọc:

Coe bé tông ly tâm ứng lực trước thường (PC) là cọc bê tông ly tâm ứng lực _ trướcđược sản xuất ủng phương pháp quay ly tâm có cấp độ bin chịu nén của bê tông

không nhỏ hơn B40.

2

trước được sin xuất bằng phương pháp quay ly tâm có cấp độ bin chịu nền của bê

tông không nhỏ hơn B60.2.6.2.Hink dáng cọc:

Coc PC, PHC có hình trụ rỗng có đầu cọc, đầu mối nối hoặc mũi cọc phủ hợp Đường kinh ngoài và chiều diy thành cọc không đổi tại mọi tết điện của thân cọc

1+ Chiều dai cọc,

D: Đường kink ngoài cọc,

4d: Chiéu dày thành cọc a: Đầu cọc hoặc đầu mỗi nổi by Mũi cọc hoặc đầu mắt nối

Hình 2.6: Đoạn cọc nối thêm

30