Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Tính ứng suất cục bộ của đài móng cọc bằng phương pháp phần tử hữu hạn có sử dụng phần tử bậc cao

LêI CM ¥N Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thủy đề tài:“Tính ứng suất cục bộ của đài móng cọc bằng phương pháp phần tử hữu hạn có sử dụng phần tử bác cao" được

LêI CM ¥N Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng công trình thủy đề tài:

“Tính ứng suất cục bộ của đài móng cọc bằng phương pháp phần tử hữu hạn có sử

dụng phần tử bác cao" được hoàn thành với sự giúp đỡ tận tình của các Thầy giáo,

Cô giáo trong Khoa Công trình, Phòng đào tạo đại học và sau đại học, Trường đại học Thủy lợi cùng các bạn bè và gia đình, đồng nghiệp.

Tác giả xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo, Gia đình, Bạn bè &

Cơ quan đã tạo điều kiện cho tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến GS.TS Phạm Ngọc Khánh đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp.

Tuy đã có những cố gắng nhất định, nhưng do thời gian và năng lực nghiên cứu còn nhiều hạn chế, vì vậy cuốn luận văn này chắc chắn còn nhiều thiếu sót, tác giả kính mong Thầy giáo, Cô giáo, Bạn bè và Đồng nghiệp góp ý để tác giả tiếp tục học tập và nghiên cứu.

Xin chân thành cảm ơn!

Hà nội, ngày 29 tháng 5 năm 2012

Tác giả

Nguyễn Thị Thùy Dương

Tôi xin cam đoạn đây là công trình nghiên cứu của riêng töi Các số liệutrích dẫn là trung thực Các kết quả nghiên cứu trong luận van chưa từng đượcngười nào công bố trong bất kỳ công trinh nào khác,

Nguyễn Thị Thùy Dương

MỠ ĐẦU

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE MONG COC VA NÊN

1.1, GIỚI THIỆU CHUNG VE CAC PHƯƠNG PHÁP XU LÝ NEN MONG CUACAC CONG TRÌNH XÂY DỰNG TREN NEN DAT YEU

1.2 NÊN NHÂN TẠO

121 Đệm gắt

1.2.2 Nên cọc cát

1.23 NÊn cọc với và ọc đất xi ming

1.24 Phương phip gi tải nén trước (5), [6]

13 MONG CỌC

1.3.1 Phân loại cọc

133 Coe động

1.3.3 Nhi cục

1.4, CAC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN MONG COC, DAI COC HIỆN NAY

1.4.1 Tinh theo trang thi giới han thir (về a

1.4.2 Tính theo tang thái giới hạn thứ bai (về điều kiện biến dạng)

1443 Tĩnh theo trạng thái giới hạn thứ ba

1444 Trinh tự tiết kế móng cọc đài tiếp

CHUONG 3: PHƯƠNG PHÁP TÍNH MONG VÀ MONG COC HIEN HANH

2.1 CAC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN UNG SUAT BIEN DANG

2.1.1 Phuong pháp gi tích

3.13 Các phương pháp số 8]

2.13 La chọn phương pháp tinh cho luận văn

32 PHƯƠNG PHÁP PHAN TỪ HỮU HAN TRONG TÍNH TOÁN KET CAU

2.2.1 Nội dung của phương pháp phan tử hữu hạn [8], [9], [13]

3.22 Tính kế clu theo mô hình trơng thích

kiện cường độ)

2.2.3 Giải hệ phương kình co bản

2.3, PHAN TỪ BAC CAO TRONG PHƯƠNG PHÁP PHAN TỪ HỮU HẠN

2.3.1 Khái niệm về phần tử bậc cao [8]

2.3.2 HỆ tọa độ tự nhiên

3.33 Phần từ lục điện bậc cao 20 điễm nút.

2.34, Nế eơ bản về thuật toán và chương trình ma trận độ cũng phần từ

2.4, PHAN MEM TÍNH TOÁN

CHƯƠNG 3: GIẢI BAI TOÁN UNG SUÁT CỤC BỘ CUA MONG

48

59 5ã

BANG PHUONG PHAP PHA

CỔ SỬ DUNG PHAN TỪ BAC

3.1, GIGITHIEU CHUNG

32, TAILIEU BIA CHAT

3.21 Lop | = Dit mộng

3.22 Lop? ~Sét pha déo mềm

3.23 Lớp 3 - Cát hại nhỏ kẹp hat min, xếp

3.24 Lớp 4 - Se pha déo cứng, déo mềm

3.25 Lop S ~ Cit hại nhỏ kẹp hat rung cÌ

TỪ HỮU HẠNCAO,

3.2.6 Lớp 6 Cát hại rung kẹp hại nhỏ, chặt vừa đến chặt

3.2 Lop 7 ~ Cat hại hô lẫn cui si spn, chit đến rất chặt

3.3 TINH TOÁN KET CÁU AI CỌC VÀ COC

343.1 Kết quả tinh toán

3433 Nhận sét

KET LUẬN VÀ Kil

KÉT LUẬN

KIÊN NGHỊ

“TÀI LIỆU THAM KHAO

~ Tài liệu tiếng Việt

GHI

s

5s

58 58 ø

68

0

65 68 68 89 sọ

83

8a sa

Thuật toán giải bai toán theo phương pháp phần tử hữu hạn

"Điều kiện không suy biển của ma trận K

tệ toa độ tự nhiên xác định vị tí của phn từ

Ệ tọa độ tự nhiên áp dụng cho phần tử lục diện

Phần tử lục diện bậc cao 20 điểm nút

Sơ đồ vị tri điểm tích phân

Bản đỗ vị tí công trình

Phối cảnh công trình nghiên cứu

Hg đi móng cọc din hình

Lực đọc tác động lên hệ đãi mông cọc đi hình,

Sơ đồ lưới phin tử bậc thấp phản cha di cọ tinh toàn

Sơ đồ lui phần từ bậc cao phân chia dai cục tính toán

56 56

68

9

9

méc lôc bing bidu

Bảng 1.1 Các phương pháp xử lý nền

Bảng 3.1 Tổng hợp sơ bộ kết quả khảo sắt

Bảng 3.2, Độ sâu mit lop, é đầy tại mỗi hỗ khoan lớp 2

Bảng 3.3 Chi tiêu cơ lý lớp 2

Bảng 3.4 Độ sâu mat lp, bể đây tai mỗi hỗ khoan lớp 3

Bảng 3.5 Möđun biển dạng, áp lự tiêu chuẩn tính toán lớp 3

Bảng 3.6 Độ sâu mat lp, bể đầy tai mỗi hỗ khoan lớp 4

Bảng 3.7 Chỉ iêu cơ lý lớp 4

Bảng 3.8 Độ sâu mat lớp, bể đầy tại mỗi hỗ khoan lớp Š

Bảng 3.9 Môđun biến dang, Ấp lực tiêu chuẩn tinh oán lớp S

Bảng 3.10 Độ siu mặt lớp, bề diy tai mỗi hồ khoan lớp 6

Bảng 3.11 Médun biển dang, áp lục tiêu chuẳn tính toán lớp 6

Bảng 3.13 Độ siu mặt lớp, bề dây tí mỗi bồ khoan lớp 7

Bảng 3.13 Môdun biển dang, ấp lực tiêu chuẳn tính toán lớp 7

Bảng 3.14 Tổng hợp kết quả khảo sắt địa chất

Bảng 3.15 So sinh phát tiễn ứng su trong hệ dai mồng cọc vớ 2 trường hoptính toần,

Bảng 3.16, Tổng hợp kết quả tỉnh todn ứng suất

58 sỹ

sỹ

6 68

68

_222

66 67 6 15

so

[Noi dung luận van này tác giả sử dụng chủ yếu hệ thống kiến thức đã được

liệu dich: Shamsher Prakash & Hari D.Sharma (1999), "Móng

cọc trong thực tế xảy diorg”, Nhà Xuất bản Xây Dụng, thực hiện bởi Nhóm biên

dich Phạm Ngọc Khánh, Lê Mạnh Lân, Trịnh Đình Cham, Nguyễn Van Mao và

‘D6 Hương Giang Phần áp dụng đối với he thống kiến thức này.

trình bầy trong tà

cục bộ của đài móng cọc bing phương pháp phẩn từ hữu hạn có sử dụng phần tử

bậc cao được tác giả trình bày trong chương 4, với các tính toán cho hệ thống

mống cọc nhà ở cao ting OCT3C thuộc Dự án: Khu đô thị mới Cổ Nhuế — Xuân

Đỉnh — Tw Liêm — Hà Nội

Trong những nam gần day cùng với sự phát triển của nên kinh tế đất nướcthì nhu cầu phát triển hạ tầng kiến trúc cũng phát triển tương ứng hàng loạt cáckhu đô thị mới hiện đại, các công trình nhà cao ting, các hệ thống giao thong,thuỷ lợi, thuỷ điện được xây dựng nhằm đáp ứng nhu cầu phát triển của xã hội

Đối với các công trình xây dựng cơ bản thì việc xử lý nến móng bao gi

cũng chiếm phản không nhỏ mà đặc điểm riêng của công tình xây dựng dân

dụng giải pháp xử lý nên mồng trên nền đất yếu là làm mồng cọc

1 Tính cấp thiết của dé tài

Mống cọc là một trong những loại móng được sử dụng rộng rải nhất hiệnnay Người ta có thể đồng, ha những cây cọc lớn xuống các tầng đất sâu, nhờ đó

âm tang khả năng chịu tải trọng lớn cho móng

Mong cọc đã được sử dụng từ rất sớm khoảng 1200 năm trước, những ngườidân thời kỳ đồ đá mới của Thụy Sỹ đã biết sử dụng các cọc gỗ cắm xuống các hồnước nông để xây dựng nhà trên các hồ cạn (Sower 1979), cũng trong thời ky

y, người ta đồng các cọc gỗ xuống vùng đấm lấy để chống quân xâm lược,

đóng các cọc gỗ để làm dé quây,

"Ngày nay, cùng với sự tiến bộ khoa học kỹ thuật nói chung, mồng cọc ngày

càng được cải tiến, hoàn thiện, đa dạng về chủng loại cũng như biện pháp thi

công, phù hợp với yêu cầu của các loại công tinh xây dựng,

“Trong tinh toán thiết kế kết cấu móng công tình còn nhiều hạn chế đặc biệt

Tà tính ứng suất cục bộ giữa đầu cọc và đài cọc

10 có nhiều thuận lợi

"bảng phương pháp phần tử hữu hạn có sử dung phần tử bậc

và phản ánh được ứng xử thực của công trình do đồ để tài có tính cấp thiết

2 Mục đích nghiên cứu của để tài

~ Sử dụng phương pháp tính toán hiện hành để xác định các giá trị ứng suất

‘cue bộ ở vùng dai cọc vùng lan cận tiếp xúc với đầu cọc để tim ra các giá tri ứng

suất tiệm cận với ứng xử thực của kết cấu Trên cơ sở đó giúp cơ quan thiết kế

nghiên cứu biện pháp dai móng cọc hợp lý với các dang công trình:

- Tìm giải pháp thích hợp nhất cho việc tính toán bố trí thép chủ;

~ ong dung cho công trình cụ thể

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

~ Điều tra, khảo sắt, thống kê thực tế

~ Sit dụng mô hình toán và phần mềm hiện đại

4 Kết quả dự kiến đạt được

- Sử dung thuật toán của phương pháp phẩn tử hữu hạn với việc sử dụng

phần tử bậc cao để xác định ứng suất cục bộ tại vùng tiếp xúc giữa đầu cọc và đài

~ „p dụng phương pháp tinh đã chọn cho công trình cụ thé.

5 Nội dung của luận van

Ma đầu;

“Chương 1 - Tổng quan về móng và nến;

Chương 2 - Phương pháp tính móng và móng cọc bằng các phương pháp hiện hành:

“Chương 3 - Giải bài toán ứng suất cục bộ của móng bằng phương pháp phần.

tử hữu hạn có sử dung phần tử bậc cao;

Kết luận

- Tài liệu tham khảo;

1.1, Gili thiÖu chung c,e ph-ong ph,p xố lý nồnMĂNG CAA C,C CaNG TRxNH X€Y DONG TREN NON SET YÕU

DE công trình tổn tại và sử dụng được một cách bình thường

những các kết cấu phần trên phải có đủ độ bền,

cũng ổn định, có độ bên cần thiết và biến dang nằm trong phạm vi cho phép, Nén

không

in định mà bản thân nền và mồng

là chiều day các lớp đất đá trực tiếp chịu tii trọng của công trình do móng truyềnxuống Móng là phần đưới đất của công trình làm nhiệm vụ truyền ti trọng củacông trình xuống nến Việc thiết kế nên móng là một công việc phức tap vì nó

liên quan đến đặc điểm của công trình thiết kế, nền móng của công trình lân cận,

điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ van của khu đất xây dựng

Chính vì vậy, việc xử lý nền móng thường chiếm tỷ trọng công việc cũng

như kinh phí khá lớn khi xây dựng công trình Trong lĩnh vực xây dựng cơ bản thì

mống của hầu hết các công trình đều được dat trên nên dat, bản thân đất có nhiềuloại khác nhau, trong đó nến đất yếu không đủ khả năng chịu tải trong lại chiếm

dại đa số, thế nên cho đến nay các nhà khoa học đã nghiên cứu và dưa ra rất

nhiều hình thức xử lý nên móng, phù hợp với từng loại nén đất và kết cấu công

tình

Sau đây là tổng kết một số hình thức xử lý nén công trình thường được áp

dụng rộng rai [3] I5], I6] [12]

1.2 NON NHeN TIO

Khi mà nên thiên nhiên không đủ sức chịu, không đủ độ bên và bị biến dang

nhiều, thi người ta xử lý nhân tạo

C6 nhiều phương pháp gia cố nền đất yếu, Tuy thuộc vào tính chất của từng

loại công trình, tuỳ thuộc vào diéu kiện kinh tế- kỹ thuật mà lựa chọn phương

pháp thích hợp Trong bảng dưới đây sẽ trình bày một cách t6m tắt những phương

pháp thông dụng hiện nay [6]

2 Dip nên bing đá hoặc ban;

tsa hi ting bùn nằm dưới nước

fat sbi

IL Dim nền chat 1 Đầm chat ten mật dt

Tác loại đất lỗ rồng lớn, et rời xốp,

và những loại đất dính chưa được

fa Bim bằng các khối nặn

h aca chat ckhi $< 06)

b, Dim ning tri xốp

2 Lam chat đới sâu

4, Ding cọc bing dat ác loại dat 16 hồng lớn

“ie loại dit yếu và có khả nang b.Coe cát thấm nước (bùn, séipha, cất pha

IV: Phương phái Đất số yến (có hệ số thấm,

sm kh Điện hod seu

lien < 0,01 mingay đêm

lí sốt yếu (có hệ số thấm.

< 0,01 mingay đêm

2 Bien thấm

3 Ding ta lửa điện tri xốp và bão hoà nước,

N- Dang phamgĐing sic ning để mang ch

có những tác dụng chủ yếu sau đây:

Sau khi thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới móng công trình đệm cát đồng vai trò như một lớp chịu lực, có khả năng tiếp thu được tải trọng của công

inh và truyền tải trong đó xuống lớp đất thiên nhiên ben dưới

Giảm bớt độ lún toàn bộ và độ lún không đều của công tinh, đồng thời làm

tang nhanh qu cát trong lớp đệm có hệ số thấminh cố kết của đất mém (

lớn).

Lam tang khả năng ổn định của công trình kể cả khi cổ tải trọng ngang tác

dung, vì cát được nến chat sẽ tang lực ma sắt và tăng fe chống trượt

Kích thước móng va chiều sâu chôn móng sẽ được giảm bớt, vì áp lực tínhtoán (sức chịu) của đất nền tăng lên

Phương pháp này có những tác dung tốt như vậy, mà thi công lại đơn giản,

không đòi hỏi các thiết bị phức tap, nên được sử dụng tương đối rộng rãi Tuy vay, trong những trường hợp bất lợi sau day thì không nên sử dung cát đệm:

- Lớp đất yếu phải thay thế có chiếu day lớn hơn 3m Vì lớp đệm cát có.

chiều day lớn hơn 3m thì tốn rất nhiều thi công khó và chi phi lớn,

cốt thép, bằng gỗ, bằng tre ), mang lưới cọc cất làm nhiệm vụ gia cố nền, nênsoi là nên cọc cát Còn các loại cọc cứng là một bộ phận của kết cấu móng (móng

h xuống nén I3], I6] [12]

coe) làm nhiệm vụ truyền tải trọng của công trì

Coe cát có những đặc điểm sau đây

Lam nhiệm vụ như giếng cát, giúp cho nước lỗ rồng trong dat thoát ranhanh, nên làm cho quá tình cố kết của đất tăng lên và độ lún chóng ổn định

hơn

Khi thi công nến cọc cat thì trước hết ống thép (ạo lổ) đã bước đầu làm

giảm thể tích đất Sau đó cát trong các lỗ đó lai tiếp tục nén chặt đất thêm, Tức là

làm cho độ rồng của đất giảm bớt, nước lỗ rồng trong đất thoát ra và do đó làm

cho cường độ của nên móng cọc cát (bao gồm cọc cát và đất giữa các cọc) được

tăng lên, Như vậy là nến đất được tốt lên một cách rõ rệt.

Nén cọc cất được thi công một cách đơn giản với các vật liệu rẻ tiền (cát

thô, sạn sOi) nên giá thành thường st hơn các loại mồng cọc và đệm cát Do những

ưu điểm như vậy nên cọc cát thường được dùng để gia cố nén đất yếu có chiều

đầy lớn 3m)

Trong những trường hợp sau day thi không nên đồng cọc cát:

Đất quá nhão yếu lưới cọc cát không thé Ten chat được đất Chúng tôi đểnghị, khi hệ số rồng nén cha „ > 1 chứng tỏ hiệu quả nến chat của cọc cát rất

và như vậy thì không nên dùng cọc cát.

“Chiều đầy đất yếu nhỏ hơn 2m, thì dùng đệm cát lạ tốt hơn cọc cất,

1.2.3 Nến cọc ví cọc đất - xi mang

1.3.3.1 Coe voi

Coc vôi thường được dùng để nén chat các lớp đất yếu như: than bùn, bùn,xét và sốt pha ở trạng thái d8o nhão [3] [6]

Coe vai có những tác dụng sau đây:

Sau khi cọc voi được đâm chặt, thì đường kính cọc vôi sẽ tăng lên 20% và

đất xung quanh cọc được nến chặt lại

Khi vôi được tôi trong 16 khoan thì dưới nhiệt độ khoảng 120+160 c sẽ tạo

ra một nhiệt lượng khoảng 280 Keal trên Ike canxi, Với một nhiệt lượng lớn như

vậy, nước lỗ rồng trong đất sẽ bốc hơi, làm giảm độ ẩm trong đất và làm cho quá

trình nến chặt đất tang nhanh Mat khác, khi tôi vôi thì thể tích sẽ tang lên

khoảng 2 lần và do đó đất xung quanh cọc cũng được nến chặt thêm nữa

Do những tác dụng của cọc vôi như vậy nên đất sẽ có những biểu hiện tốt

Ten như sau:

Độ ẩm của đất giảm di khoảng 58%

‘Mo dun biển dang tang khoảng 324 lần

Lye dính tang lên khoảng 1,523 lần

“Theo kết quả thực nghiệm cho thấy rằng cường độ chịu nén 1 trục của mỗi

‘cue vôi có thể dat tới 100022500 KPa,

Cường độ của đất giữa các cọc vôi có thể tăng lên khoảng 2 lần và vì thế,sau khi gia cố thì nén cọc vôi có cường độ tang lên khoảng 2+3 lần

"Như vậy là nên đất yếu sau khi được gia cố bằng cọc với, thì cường độ đượctăng lên một cách rõ rệt Tuy nhiên, khi đất ở trang thái quá nhão yếu (thường có{46 st 1, >1) thì cần phải thận trọng khi ding cọc vôi, bởi vì hiệu quả nén chatcủa cọc với sẽ rất bị hạn chế Nhất là đối với loại bùn gốc sét và sét nhão yếu thì

hiệu quá nén chặt ngày càng ít vi vôi tôi và đất sét đều là loại thấm nước ít nên

nước lỗ rồng trong đất được ép thoát ra rất khó Trong trường hợp đó, thì nên

dùng đệm cát, cọc cát hoặc các giải pháp xử lý nên khác.

ở nước ta thì cọc vôi còn được dùng rất it

1.23.2 Coe đất- vôi

Nguyên lý: Lưỡi khoan như các ngoáy trứng khống 16, Lưỡi khoan có đường

kính ÿ 500mm, có tác dụng tạo lỗ và làm đất tơi ra tại chỗ Có thể khoan sâu

10m Khi khoan đến chiều sâu thiết kế, thì bắt đầu quá trình phun vôi Voi bột

được chứa trong xi lô, có dung tích 2,5m3 (đủ cho 1 ca hoạt động) Khi máy vận hành, một bộ phận máy nén khí sẽ tạo nên trong xi lô một áp lực khoảng 10

atmotphe Với áp lực đó vôi bột sẽ đẩy từ xi lô, qua ống dẫn bằng cao su vào cầnkhoan 16, chui ra một lỗ nhỏ ÿ 30mm ở dưới lưỡi khoan và phun vào lòng đất Voibột tác dụng với nước lỗ rồng trong đất tạo nên các liên kết xi mang và xilicathoá Các liên kết đó sẽ gắn kết các hạt khoáng vật trong đất lại và làm cho đất trở

lên cứng hơn lên một cách rõ rộ [6]

Higu quả tác dụng của cọc đất với:

Sau khi máy Alimak tạo nên cọc đất vôi tại chỗ, cường độ của cọc dat vôi

này tuỳ thuộc vào lượng voi phun và tăng dẫn theo thời gian

Kết quả nghiên cứu của viện KHKTXD Bộ Xây dựng cho thấy rằng, lượng voi

cảng nhiều thì độ cứng của cọc càng tăng nhanh

# nước ta, đối với đất yếu có độ Ẩm thiên nhiên khoảng 40+70% thì dùng được lượng vôi khoảng 6z12%6 là hợp lý Với tỷ lệ đó thì cường độ cọc dat được

50% sau 1 tháng và đạt được 70:80 sau 3 tháng Độ bổn của đất thể hiện quasức chống cất của dat Sau khi gia cố bằng cọc vôi đất có thể tang lên hàng chục

lần Sức chống cắt không thoát nước có thể đạt tới 1000 KPa, Nhờ cường độ của

‘coe đất voi tang lên một cách rõ rệt như vậy, nên người ta có thé dig cọc này để

làm tường cit hoặc chịu tải trong công trình.

Diing cọc với đất làm tường eit: tường cit bằng cọc vôi đất làm thành 1 dãyxất nhau tuỳ theo yêu cầu của từng loại công trình ,p lực chủ động của đất cànglớn, tức là lực đạp của đất càng khỏe thì càng cần nhiều dãy cọc

"Người ta có thể dùng cọc đất voi để làm tường eit bảo vệ mái đốc và bảo vệ

thành hố mồng

"Dùng cọc voi đất làm nén cho móng công trình

Do cọc đất voi có khả năng làm tăng sức chịu tải của nến (thông thường làtir 3+5 lin, theo kết quả nón tĩnh tại hiện trường với bàn nén 10.000cm2) nênngười ta có thé ding cọc vôi để gia cố nến, Cần lum ý rằng vì cọc đất vôi có sứcchịu tải thấp (khoảng 40:60 KN) nên không thể tính như mồng cọc vôi để gia cốnến Phải coi cả tổ hợp cọc và đất là nén Sức chịu tải của nén cần phải xác địnhbằng kết quả thí nghiệm nén tinh tại hiện trường với mặt nén lớn (10.000em2)

th.

“Theo kinh nghiệm của chúng tôi thì thông thường nên lấy khoảng cách giữa các

Khoảng cách các cọc tuỳ thuộc vào mức độ xấu c nén và tải trọng công

cọc là0m75 như vậy bàn nén Im? vừa tram lên được 4 cọc

Chiều dai của cọc thì phải vượt qua chiều sâu chịu lực nén giới hạn của đất

nên dưới móng, Lưới cọc phải trùm ra ngoài diện ích dy móng, mỗi phần là b/£

(trong đó b là chiều rộng đầy mồng.)

1.3.3.3 Coe đất - xi mang: |6]

Xi mang là một loại chất liên kết tối Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu

thực nghiệm và dua vào sử dụng cọc dat- xi mang cho mot số công trình ở Hài Nội, Hải Phòng.

Hiện nay, ở nước ta, do công nghệ chế tạo và bảo quản voi bột còn nhiều khó khan nên đã cải tiến máy phun với Alimakt thành phun xi măng để thi công cọc đất xi mang,

Vi quy trình phun bot xi mang cũng giống như phun vôi bot Phải chú ý

xăng xi mang trước khi đổ vào xi 10, để đảm bảo không bị xi mang vồn cục và các

bị tắc xi mang Ing 7%, 906, 11%, 13% và 15%, Kết quả cho

hat đều phải có

không phun được Với lượng xỉ

thấy ring, ding xi măng (cùng tỷ 18) thì sức chịu ti của đất tăng lên rõ rệt hơn cùng voi Theo kết quả thí nghiệm của Viện KHKTXD, chúng ta thấy rằng

ích thước nhỏ hơn 0,20 mm Nếu không tÌ

~ Gia 66 bằng xi mang tốt hơn vôi.

= Bùn gốc cất thì gia cố cổ hiệu quả hơn bùn gốc sết

"Ngoài ra, người ta đã kiểm tra độ bến của cọc đất - xi mang ở một công,inh tại Hà Nội bằng xuyên tĩnh Qua kết quả thí nghiệm xuyên, thấy rõ rằng tại

bản thân cọc, thì sức kháng xuyên tang lên 45 lần, so sánh giữa đất trước khi gia

cố và sau khi gia cố bằng cọc đất xi mang

“Thực tế, người ta đã dùng cọc đất xi mang (tỷ lệ 15% tức 25kg xỉ mang cho

1 m đài để làm tường cit, Kết quả rất tốt ở công trình nhà ở 5 ting tại 40 Lý

“Thường Kiệt - Hà Nội, nhờ tường cit bằng cọc đất xi mang mà nên móng các

lu 2m50 thẳng

hố đào (làm đệm cáo s

công trình cũ ở lần cận được bảo vệ

dang, không bị sụt lớ, mặc dù đất rất yếu.

"Ngoài ra cọc xi mang- dat cũng được dùng làm nén chịu lực cho 1 ngôi nhà tầng tại Hà Nội Coe 6 500mm, dai 10m và cự ly 0,75m x 0,

50 KPa.

1m, Nhờ phương.

pháp này đã năng sức chịu tải của nên từ 60 KPa lên

'Nếu so với phương ấn mồng cọc bêtông thì ở 2 công tình đó, đã tiết kiệm

được một nửa chỉ phí cho nền móng,

"Ngoài ra do ấp dung cọc đất- xi mang cho việc gia cố nến đất yếu tại mộtnhà máy đóng tàu ở Hải Phòng Phương án này so với phương án cũ (đệm cát)cũng tit kiệm được khoảng 2/5 giá thành nền móng

"Những kết quả thực tế cho thay rõ triển vọng áp dụng cọc dat- xi mang để

gia cổ nến đất yếu rấ tốt,

1.2.4 Phương pháp gia tí

1.2.4.1 Đặc điền và phạm

Khi gặp nén đất yếu như than bùn, bùn, sét và sốt pha do nhão, cất pha bão

hoà nude.thi người ta có thể dùng phương pháp này

Phuong pháp gia tải nén trước có 2 mục dich

chịu tải của đất nên

“Tăng cường st

“Tăng nhanh thời gian cố kết, tức là làm cho độ lún ổn định nhanh hơn.

Muốn đạt được mục đích đó thì người ta thực hiện các biện pháp sau day

+ Chất tải trong (bằng cát, sỏi, gach, đá bằng hoặc lớn hơn tả trọng công

trình định thiết kế xây dựng lên nén đất yếu, để cho nên chịu tải trước và lún

trước khi xây dựng thực.

“Tuỳ theo yêu cầu cụ thể của công trình và điều kiện địa chất công trình, địa

chất thuỷ văn của địa điểm xây dựng mà tiến hành từng bước xử lý tir đơn giản

đến phức tạp Tức là từ phương pháp nén trước không dùng giếng thoát nước, đến

phương pháp nền trước kết hợp dùng giếng thoát nước.

1.2.4.2 Phương pháp nén trước không đùng giếng thoát nước [6]

Điễu kiện địa chất công trình:

Muốn đạt được mue đích là làm cho đất nền chặt lạ thì phải làm cho nước

16 rồng được ép thoát ra ngoài Do đó, điều kiện cơ bản là phải có nước thoát ra

được Theo chúng tôi thì những trường hợp sau đây là thích hợp cho phương pháp gia tải trước không đùng giếng thoát nước.

a Cấu tạo địa ting như sau: Trên cùng là lớp đất hay đất trồng trot (hoặcmột lớp đất loại sét nào 46), 6 giữa là lớp đất yếu và dưới cùng là lớp đất cát Khichịu tải rong thì nước lỗ rồng trong lớp đất yếu sẽ được ép thoát ra lớp cất nằm

dưới

b Có cấu tgo địa tầng như sau: trên cùng là lớp đệm cát nhân tạo Giữa là

lớp đất yếu cần được nén chat Dưới đó là lớp cát tự nhiên

Nhu vậy, dưới tác dung của ngoại lực, nước lỗ rồng từ ting đất yếu có thể

được ép thoát ra với hướng thoát nước hai chigu- lên trên và xuống dưới

© Cấu tạo địa tầng : Dưới lớp đất yếu là lớp đất sét không thấm nước Như

vậy, bắt buộc trên lớp đất yếu phải có lớp cất để thoát nước lỗ rổng cho lớp đấtyếu Nếu lớp cát đó là lớp cát thiên nhiên thì tốt Nếu không thi phải làm một lớp

‘dem cất nhân tạo dưới mồng công trình để thoát nước và để cho móng lún đều

"Để đảm bảo điều kiện thoát nước tốt cho lớp đất yếu chúng tôi để nghị nênbạn chế chiều dày ting đất yếu trong trường hợp này là h, < âm

Tinh toán gia tải nén trước.

Vé độ lớn của áp lực nến trước, người ta thường lựa chọn như sau:

a Dùng áp lực nến rước bing đúng tải trong của công tình sẽ xây dựng,

b Dang áp lực nến trước lớn hơn tải trọng của công tinh (thường lớn hơn

khoảng 20%) để tang nhanh quá

tránh cho nền đất yếu bị phá hoại

1.2.4.3 Phương pháp nén trước dùng giếng cát

inh cố kết một ít, không nên chọn lớn quá để

"Như trên đã nói, mục dich của việc sử dụng giếng cat là để tạo điều kiệnthoát nước nhanh cho ting đất yếu và do quá trình cố kết sẽ nhanh hơn, độ Kin

chóng ồn định hơn.

Giữa giếng cát và cọc cát có những chỗ giống nhau và có những chỗ khác

nhau,

“Kích thước (đường kính và cl

nhau, nhưng khoảng cách giữa các giếng cát thì lớn hom giữa các cọc cát Do

1 dai) của cọc cất và giếng cát tương tự như

khoảng cách khác nhau đó, mà nhiệm vụ của cọc cát và giếng cát khác nhau,

Coe cát làm nhiệm vụ nén chat đất, nang cao sức chịu tải của đất nên là chủ.yếu Đương nhiên cọc cát cũng có tác dung thoát nước lỗ rồng

Con nhiệm vụ chủ yếu của giếng cát là thoát nước lỗ rồng, tăng nhanh quáinh cố kết, làm cho độ lún của đất nén chóng én định Đương nhiên giếng cátcũng góp phân gia cường nên đất yếu

Như vậy là cọc cát và giếng cát khác nhau ở cách m việc và mục đích sử

dụng,

Thi công nền giếng cát:

Cat dùng làm giếng và lớp đệm trên giếng cát đều phải bing c‹ vàng (cát

hạt thô) Nếu không có cát vàng bạt to,

có hệ số thấm lớn, tứ là K> 3nưngày đêm:

'ó thể dùng cất hat vừa, mầu vàng mỡ,

Đường kính ống thép để thi công giếng cất nên chọn d, = 35:45cm là tốt

nhất

‘Thi công giếng cát cũng giống như thi công cọc cát loại 6-505 hoặc 2-801

"Nếu chiều sâu giếng cát lớn hơn 12m, thì dùng loại CKT- 25 hoặc CKT- 30.

‘Voi đường kính ống thép d, 35z45em thi nên dùng máy rung (chấn động ở trên đầu ống thép) có lực kích thước là 100 +200KN.

"Để do áp lực nước lỗ rồng trong dat nên, người ta dùng thiết bị xách tay do

ngay tại hiện trường,

nước ta (Viện KHKTXD) cũng đã có loại thiết bị này, máy do áp lực nước

16 rồng xách tay của Thuy Điển

Chi ý là: Nếu hệ số thấm của đất K, < 1.10” cm/sec và hệ số cổ kết C,

<1.107 m2ƒ ngày đêm thì tác dụng, ing cát sẽ bị hạn chế

1.2.44, Phương pháp nén trước dùng tấm thấm bằng giấy (coc bản nhựa)

Nhu trên đã nị mục đích của việc dùng bảng thấm bằng giấy (cong gọi là

cọc bản nhựa) là để thoát nước lỗ rồng cho nền đất yếu Như vậy, để tang nhanhquá trình cổ kết và làm cho độ lún của nên đất chồng ổn định

Nối chung, tác dụng của cọc bản nhựa cũng như giếng cá, nhưng có nhiều

tu điểm lớn

= Coc bản nhựa chế tạo trong nhà máy nên có thể sản xuất được một

khối lượng rất lớn

- Thi công nhanh bằngmáy chuyên ding.

- Tác dung tốt hơn giếng cát trong việc thoát nước lỗ rồng Do đó quá

trình cố kết đất nhanh hơn.

‘Theo tổng kết của công ty Kato (Nhật Bản) thì một thanh cọc bản nhựa có

tác dụng thoát nước như một giếng cát có đường kính 18em cùng chiểu dai, Độ

án trước (độ cổ kết) do cọc bản nhựa lớn hơn do giếng cát có thể dạt 80%

-Gi thành của cọc bản nhựa chi bằng 25 giếng cát đối với các nước

có điều kiện công nghiệp hoá thiết bi thi công cọc bản nhựa)

& Thuy Điển và Nhật Bản đã dùng phương pháp cọc bản nhựa này từ năm

1963 & nước ta mới nhập kỹ thuật này hơn mười năm nay, trên thết bị còn ít va

mới áp dung cho một số công trình dân dụng

"Đánh giá chất lượng gia cổ nền bằng cọc bản nhựa.

Kinh nghiệm thực tế của Nhật Bản và Thuy Điển cho thấy rằng: Coe bảnnhựa có tác dụng gia cố đất nền, làm tăng độ bền của đất yếu lên một cách rõ rệt

vẻ Nhật Bản, người ta làm một số thí nghiệm so sánh giữa giếng cát và cọc

cất bản nhựa Thí nghiệm được tiến hành trên một lớp đất yếu có chiều day Sm,

dưới cùng một cấp ti trọng nến trước như nhau, sau một thời gian cố kết như.

nhau, thì độ lún của nên gia cố bằng cọc cát là $1,4em: còn độ lún của nền gia cốbằng cọc bản nhựa là 65,2em, Điều đó chứng tỏ rằng cọc bản nhựa có hiệu quảthoát nước lỗ tổng và cố kết đất tốt hơn giếng cất

1.3 măng cặc

Từ thời đại xa xưa, loài người đã biết dùng cọc để làm móng nhà Các di tích khảo cổ tìm thấy ở nhiều nơi trên thế giới cho biết từ mấy tram năm trước

công nguyên người ta đã dùng cọc để làm móng nhà sàn trên mat nước hồ, Có thể

người ta làm nhà trên mặt nước nhim mục dich chống lại sự tiến công của quân thị của thi dit hoặc để kiếm thức an (tôm, cá ) được để đàng Ngày nay móng

cọc cũng được dùng với những mmụe dich: Tạo điều kiện xây dựng trên những khu

đất không thuận lợi cho mồng nông.

Hiện nay, trong xây dựng dan dựng và công nghiệp, móng cọc ngày càng,

được sử dụng nhiều, sở di như vậy là đo móng cọc có các ưu điểm như: giảm chỉ

phí vật liệu, giảm khối lượng công tác đất, có thể giảm hoặc tránh được ảnh hường của nước ngắm đối với công tá thi công, cơ giới hoá cao và thường lún

Mong cọc có những ưu điểm rất lớn nên được ứng dụng rộng ri Các nhà

Khoa học đã tip trùng nghiên cứu và đã đưa ra nhiều loại vật liệu chế tạo cọc, các hình thức móng cọc như: [7], 0]

1.3.1 Phân loại cọc

“Theo vat liệu làm cọc người ta chia ra: cọc gỐ, cọc tre, cọc bê tông, cọc bà

tông cốt thép, cọc thếp, cọc thép bể tông, cọc liên hợp

Theo phương pháp thi công, cọc được phân ra

= Coe đóng: là cọc chế tạo sẵn, được đồng xuống đất bà 1g búa máy hoặc,

xuống đất bằng máy rung, bằng phương pháp ép hoặc xoắn có thể khoan din

hoặc không.

~ Coe nhdi: Được đồ tại chỗ trong các hố khoan hoặc hổ tạo

ống thiết bị

1.3.2, Coe đóng

13.2.1 Coe gỗ

Coc gỗ có thể được thi công từ một cây gỗ, Loại này có chiều dai từ 4,5 đến

nh 18z36em Khi cần phải tang chiều đài của cọc gỗ thì người tanối các đoạn gỗ lại với nhau Nếu cần tăng tiết diện của cọc, thì có thể ghép 3hoặc 4 cây gỗ lại với nhau bing buloong Khi độ ẩm thay đổi gỗ dễ bị mục, do

đó, cọc gỗ phải luôn nằm dưới mực nước ngắm thấp nhất

12m, đường

1.3.2.2 Coe bê tông cốt thép đúc sẵn

1.3.2.2.1, Coe bê tong cốt thép hình lang tru

Loại cọc này được chế tạo với các loại kích thước sau:

“Tiết diện 20 X 20cm, chiều dai 3+7m

Tiết diện 25x25cm, 30x 30cm; 3+8m

Tiết diện 30x 30m; 9+12m

“Tiết diện 35 x35 em ; I3: 15m

“Tiết diện 40 x40 em; lớm

Khi chiều dài cọc lớn hơn 16m, nếu dùng cốt thép không dự ứng lực thì tiết

điện cọc phải lớn, tốn vật liệu gây khó khăn cho vận chuyển và hạ cọc Do vậy

khi cần chiều dài cọc lớn hơn 16m, người ta dùng thép dự ứng lực thực tế để chếtạo cọc Dùng thép dự ứng lực, có thé chế tạo cọc với chiều dai đến 25m,

1.3.2.2.2 Coc bétong cốt thép tiết điện vuông với lỗ rồng un

Ming cọc được sử dụng nhiều trong xây dựng dân dụng và công nghiệp, do

vay một yêu cầu dat ra là phải tiết kiệm chỉ phí b&tông, cốt thép và phải giảm

trọng lượng cọc Nhằm mục đích đó, người ta diing cọc rỗng Để đảm bio chế tạođược thuận tiện người ta thấy nên tạo lỗ rỗng theo toàn bộ chiều đài của cọcBetông để chế tạo coe cần dùng loại mác 300

Coe tiết điện vuông với lỗ rồng tròn không vất nhọn ở đầu vì làm như vayphức tap trong chế tạo và nhất là lúc đó chiều dày bêtông ở mũi cọc sẽ bé, dễ bị

vỡ khi vận chuyển, cất xếp và đóng coe Nếu cần bịt kín môi cọc khi hạ xuốngdat, thì người ta chế tạo mai cọc riêng biệt rồi sau đó gắn vào lỗ rỗng của cọc tạo

thành nhân dat nén chat Có thé dùng loại cọc này để hạ vào đất sét dẻo mềm, dẻo

cứng, cất, pha xốp, hoặc chặt trung bình Khi đất cứng và nữa cứng nếu dùng

loại cọc này thì phải chứ ý đảm bảo cho b&tông thành cọc không bị phá vỡ do đồng hoặc rung khi hạ coc.

Khi dùng cọc ngắn tiết diện vuông với 16 rỗng và có mũi bằng bêtông (mũicọc được chế tạo riêng) đóng vào đất chặt trung bình thì tiết kiệm được 20:25%betong so với cọc đặc có cùng tiết diện và khi đồng cọc có thể dùng búa nhẹ hơn.Coc rồng với mũi hở hoặc bịt kín được dùng khi tải trọng không lớn

13.2.2 Coe nối

“Trong thực tiễn có khi phải xây dung nhà và công trình lên vùng đất yếu cóchiều day lớn Nếu cùng một cọc nguyên thi sẽ gập nhiều khó khăn không thểvượt qua được, như không cẩu nâng, vận chuyển được, búa máy phải có bộ phận

định hướng quá cao Trong trường hợp này dùng cọc nối sẽ có lợi

Diy là loại cọc có tiết diện đặc hoặc rồng, cọc ống được nối từ những đoạn

có chiều đài đến 8m Chiều đài tổng cộng của các đoạn nối lại có thể đạt đến 30m

hay hơn nữa Các đoạn cọc được nối lại với nhau bằng buloong hay moi hàn Sau

khi hạ đoạn cọc thứ nhất đến độ sâu nhất định, người ta đưa đoạn thứ hai lên thiết

bị hạ cọc rồi nổi với đoạn thứ nhất, xong lại tiếp tục hạ cọc Cứ như vậy người ta

tạo được cây cọc nối với chiều dai cần thiết Có thể nối bằng cách đặt sin matbích hàn với thép cọc trong cọc, sau đó đổ bêtông cọc, Khi thi công dùng phương

pháp hàn và hàn theo chu tuyến để nối hai mat bích của hai đoạn cọc với nhau

Coc nối có những nhược điểm như khó bảo đảm cho trục các đoạn cọc trùng

nhau, khí hạ cọc, các đoạn cọc có thể gây hoặc đứt chỗ nối Các mặt bích théptiếp xúc với đất có thể bị An mòn nhất là khi mối nối đó không được quét bi tum

bay quét các màng bảo vệ khác lại nằm trong phạm vi đất lấp hay nước ngắm có

tính an mòn mạnh Nếu tại chỗ nối, các đoạn tiếp xúc không tốt với nhau thì tại

đồ, sức chịu tải của cọc theo vật liệu sẽ giảm, hơn nữa, việc nối các đoạn cọc lại với nhau tiến hành khi hạ cọc sẽ kéo dai thời gian thi công, làm tăng giá thành LÀ.22.4 Coc thấp

Coc tháp có hình dạng giống như cái tháp ngược có tiết diện ngang ở đầucọc 60x60, 70x70, Ä0x80em Tiết diện mũi cọc 5x5 em, 10x10cm Bẻtông chế

tạo cọc được dùng loại mác > 200, lớp bảo vệ không mồng hơn 25mm.

Két qua thực nghiệm cho thấy với kích thước cọc đà 1,25+3,5m, tiết diện ở

đầu cọc 50 x50 + 80 x 80cm, tiết diện mũi cọc 10 x 10cm thi cọc thấp có sức chịutải tăng 2,5z3,5 lần so với cọc lãng trụ khi thể tích và độ lún của chúng như nhau

Do vậy móng cọc thấp được dùng khá nhiều ở Liên Xô cũ ở Việt Namtrước day đã dùng cho moi số công trình ở Hà Nội, Hải Phong,

Vi làm việc như một cái nêm nên cọc thấp thực hi được hai chức năng:

= Nền chặt một thể tích đất khá lớn trong quá trình hạ cọc làm cho trọng

lượng thể tích của đất trong vùng đó tăng lên nhiều

- Truyền áp lực pháp tuyến với trị số nhỏ qua mat bên của cọc lên đất đã

‘duge nén chặt Tuy nhiên cọc thấp thì dùng được trong một s6 điều kiện địa chất

‘cong trình nhất định và theo một số chuyên gia thi trong những điều kiện như vậy

không cần dùng móng cọc Hiện nay, ở Việt Nam cọc tháp không dùng nữa.

= Coc nêm: Tương tự như cọc thấp nhưng chỉ vat bai mặt bên đối diện hai mặt bên còn lại là không vit.

2.2.5 Coc betong cốt thép dúc sắn với dế mở rong,

“Trong nhiều trường hợp sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc lớn hơnnhiều so với súc chịu tải theo đất nén, Do vậy muốn tang sức chịu tải của cọc có

thể không cần tang tiết diện cọc trên toàn bộ chiều dài mà chỉ cần tăng đế So với

‘coe không tăng đế, loại cọc có để mở rộng chịu được tả trọng lớn hơn nhiều, nhất

là khi làm móng neo

~ Có thể mỡ rộng đế bằng cách nổ min, ding cọc vit, ding phương pháp cơ

học, dùng vòng đệm hình côn Trong một số trường hợp người ta tang sức chịu tải

“của cọc bằng cách bơm vữa xi măng, bơm licát vào nền dưới chân cọc.

= Mở rộng chân cọc bang phương pháp nổ min.

Để mở rộng chân cho cọc bêtông cốt thép chế tạo sin, người ta khoan đến

độ sâu cần thiết rồi dat min xuống đáy hố đổ bêtông vào, Min nổ sẽ tạo thành bầu

rồng và bê tông sẽ 4p vào, tạo thành đầu bêtông phình to Hạ cọc betong cốt thépchế tạo sẵn vào bầu đó ta được cọc với dé mở rộng

1.3.2.2.6, Coc Xoain

Coc xoắn bao gồm hai bộ phan là thân cọc bing bêtông cốt thép hay ốngthép va đế bằng kim loại đúc hay han với 1,25 vòng xoắn Đường kính vòng vit

bing 33,5 đường kí

‘quay bing dong cơ điện và nhờ hệ thống bánh răng truyền động làm cho cọc bị

xoay và xuyên vào đất Trong thực tế người ta cũng hạ cọc xoắn bằng thủ công,

bằng cách liên kết những cánh tay đòn với cọc rồi dùng sức người để đẩy cánh

h thân cọc Coc được hạ xuống đất: nhờ thiết bị đặc biệt

đồn làm cọc xoay và xuyên vào đất, Coc xoắn có thể dùng khi phi

dat yếu có chiều đàylớn.

Xuyên qua lớp

+ Coc có vòng đệm hình côn

"Đây là cọc betong cối thép chế tạo sn được lắp them vòng còn 1, Vòng côn

có một hình nón cut úp ngược hoặc hình tháp bằng bétong cốt thép có lỗ ở chínhgiữa để cọc xuyên qua Ngoài ra còn có một số lỗ khác để giảm bớt sức cản khi

ha cọc

Mặt xung quanh của vòng đệm nghiêng một góc 70+80 _ so với đường nằm

ngang nhờ đó đất được nén chặt khi ha vào đái Sau khi đóng cọc đến độ sâu thiết

kế, người ta hạ vòng côn xuống đất đến độ sâu lớn hơn chiều cao của vòng cônrồi liên kết với cọc,

Loại cọc này làm tang sức chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang lên rất nhiều Khi có tải trọng ngang nhờ có đất tiếp xúc với mat xung quanh của côn đã được nén chat và bể mặt tiếp xúc đồ lớn nên sức cản sẽ lớn Do đó, mồng cọc có

‘dem hình côn chịu được tải trọng ngang lớn mấy lần so với cọc có cùng tiết diện

nhưng không lắp côn.

- Tăng để cọc bằng phương pháp cơ học

Người ta ding phương pháp cơ học để tăng để cọc bêtông cốt thép chế tạo

- Coe bom

"Ngoài các phương pháp tạo để mổ rộng như đã nóu, ở Hunggari người ta đã

‘dang loại cọc bơm Đặc điểm của loại cọc này là nền dưới chân cọc được gia cốtảng phương pháp ximang hoá hoặc phương pháp hai dung địch của lusten (thuỷtinh lỏng + chất hoá rin) tạo thành một khối như cọc có đế mỡ rộng Các dung

dich này được bơm vào đất qua ống thép đạt theo trục dọc của cọc,

= Coc bơm có thé làm dưới dạng cọc bêtông cối thép chế ạo sẵn cũng như

eoe nhổi

2.3.1 Coc nang

C6 thé dng cọc lãng trụ để làm cọc nang Lúc đó mũi cọc chi vát một phía

và được ha xuống từng cập một Coe được trang bị mũi cọc có cấu tạo đặc biệt vàcác cọc được liên kết bản lễ với nhau ở đầu cọc Khi hạ cọc, ấp lực của đất theomặt nghiêng của cọc sẽ gay ra momen làm cọc bị quay trong đất quanh bản lề ởđầu cọc Nếu cọc đài thì nó sẽ không quay được nhiễu trong đất và momen uốntrong cọc sẽ lớn Do đó, chiếu đài cọc nang nên lấy bang 4+4m mồng cọc nang

có thể là móng bang hoặc móng đơn

Loại cọc này được chế lạo sấn bằng những edu kiện có kích thước tit điện

ngang 25 x25cm và 30 x 30cm, đài 60 + 80cm Các đoạn cọc được lấp đối đầuvới nhau rồi hàn trong quá tình ép cọc Loại cọc này ding để gia cường, sửa

chữa móng rất thích hợp vì lúc đó trọng lượng của công trình sẽ được dùng làm

đối trong để ép cọc Do ding phương pháp ép nên khi thi công không gây ra sự

chấn động ảnh hưởng đến đoạn cọc ngắn nên khi thỉ công trong điều kiện chật

chội - thường gặp khi sửa nhà- sẽ không gặp khó khan

kế thì đổ betong vào lòng ống

Coe ống đường kính lớn: nhờ máy rung công suất ớ người ta có thể hạ các

ống thành mỏng bing bêtông cốt thép (còn gọi là cọc ống) có đường kính lớn

xuống dat, được dùng trong thực tế có đường kính từ 1,0 + 6m Kinh nghiệm xây

dựng cho thấy dùng loại cọc ống có đường kính từ 1=3m là kinh tế hơn cả Dođược hạ xuống đất bằng máy rung nên trọng lượng của cọc ống nhỏ vì vậy chi phívat liệu ít hơn, Các máy rung có công suất lớn hơn cho phép dễ dàng hạ cọc ống

cđến độ sâu 0m hoặc hơn nữa, phương pháp này có các ưu điểm:

- Toàn bộ quá trình chế tạo hạ cọc ống được cơ giới hoá hoàn toàn nên

giảm thoi gian thi công

= Tan dụng được độ bên vật liệu móng nên giảm dược chỉ phí betong đáng

Vi các ưu điểm vừa nêu cọc ống được dùng khá nhiễu trong xây dựng cẩu

1g như xây đựng dân dụng, công nghiệp

Khi ha cọc ống đến đá cứng, người ta khoan vào đá dat cốt thép rồi đổ

bêtông dé liên kết cọc ống với đá

Chiều sâu ngàm cọc ống vào đá tuỳ thuộc vào loại đá xác định theo tính

toán.

Khi chân cọc ống tỳ lên đất nó phải được cắm sâu vào lớp đất chắc >2m và

bể dày lớp chịu lực phải 1,54 (d - đường kính cọc ống) Nếu phía dưới lớp chịulực là lớp đất yếu, thì phải kiểm tra áp lực là lớp đất yến

Tiện nay, người ta dùng 2 loại cọc ống

Lắp ghép từ những đoạn cọc ống chế tạo sẵn

- Lắp ghép từ những đoạn cọc ống mà bản thân mỗi đoạn này được ghép từ

những panen.

Loại thứ hai có thé dùng khi cọc ống có đường kính > 3m, Các panen được

chế tạo trong máy cán riêng Tại các hiện trường các panen được liên kết với nhau

nhờ các cốt thép ngang chờ sắn rồi rất kín các nổi lại

“Các đốt cọc ống có thể được chế tạo trong máy ly tâm hoặc trong vần khuôn

thẳng đứng,

Méng cọc ống được dùng dang đài thấp và đài cao Loại đài cao hay được ding hơn.

Đài móng liên kết các cọc lại phải có bể dy bảo đảm ngầm coc vào đài cọc

ống phải ngàm vào dài > 2m.

“rong mat bằng cọc có đường kính không lớn và tỷ số giữa bể dài và bếrong méng mà bảo đảm đủ độ cứng thì bố trí cọc theo một hàng sẽ kinh tế hơn

1.3.2.3 Coe thép

“Trong thực tiễn cọc thép được dùng dưới dạng thép hình hoặc ống tròn vớicác loại đường kính lớn nhỏ khác nhau hoặc ống thép có tiết điện ngang hình dagiác Ngoài ra, còn nhiều loại cọc ống tiết diện khác Coe ống thép khi hạ xuống

đất có thể được bit kin mũi và sau đó lòng ống được đổ bêtông hoặc vữa xi mang cất vàng Trong thực tế đã dùng cả loại ống thép đường kính 108 + 159mm.

“Các phương pháp ha cọc:

Coe chế tạo sẵn được hạ xuống đất bằng các phương pháp sau:

Đồng bằng búa máy (búa treo rơi tự do, hút thuỷ lục, búa hơi đơn động, búa

đđiesen)

= Hạ cọc bằng phương pháp ép:

+ Thiết bi ép dùng đổi trọng là các tảng bê tông,

Hign nay ở Việt Nam dùng loại máy ép cọc thuỷ lực gồm đỉnh (tả trọng gây

ra ở đỉnh cọc) hoặc ép ôm còn gọi là ép má trấu tỳ vào thân cọc rồi kéo xuống

Khi ding phương pháp ép trước thì đối trọng là các ting bétong đặt trên khung thép, khung thép liên kết với giá đỡ và định vị để hạ cọc, Lúc đó cần phải có cần

cẩu để nâng chuyển giá đỡ, dối trọng cọc Nếu dùng phương pháp ép sau thì đốitượng là trọng lực công trình Phương pháp ép sau có thể dùng khi xây dựng mới

hoặc gia cường, sửa chữa móng, nếu là công trình xây mới thì đổ bêtông đài cọc

h côn để sau đó ép cọc qua Ngoài ra, cần chôn sẵn các móc

neo để sau đó neo kích, Sau khi xây dựng được số ting đủ trọng lượng làm dối

phải chữa sin 16

trọng và khi kết cấu đã đủ độ bền thì bit đầu tiến hành ép cọc qua các lỗ chừaxẵn Sau khi ép song toàn bộ các cọc thì dat thép, đổ bêtông mác 300 có phụ gia

trương nở để khoá đâu cọc

Phương pháp ép cọc có ưu điểm là không gây chấn động và tiếng ồn khi thicông, nhưng sức ép không lớn, chiều dài và tiết điện cọc bị hạn chế Khi chiềucọc lớn thì phải nối nhiều đoạn tốn thời gian thi công và thêm kính phí, Khi ép

eo gap lớn cát hoặc đất dính ở trang thái do cứng thì khó ép cọc qua nếu sức ép không lớn 2p cọc tốn điện năng, thường kéo dài thời gian thi công,

Khi dùng phương pháp ép cọc sử dụng đối trọng là máy ủi hay cần edu thi

phải có den tích thi công khá rộng.

“Các phương pháp ha cọc đã nêu có thể ha trực tiếp hoặc có khoan dẫn

Đối với cọc ống đường kính lớn có thể dưới gầu ngoạm để đào đất ra rồi đổ

bêtông vào lòng ống để tang sức chịu tải theo vật liệu làm cọc,

1.3.3, Nhới cọc

Hiện nay có ba cách thi công cọc nỉ

- Thi công trong hố có ống chống vách và ống này được rút ra khỏi đất

“Thuộc loại nay có cọc Straux, cọc đầm nhanh, cọc Frank

- Thi công trong hố có ống chống vách và ống này để lạ trong đất không rút

- Thi công trong hố khoan khong có ống chống vách Thuộc loại này có cọc

khoan nhồi, cọc nhồi rung, cọc nh hơi.

13.3.1 Coe Straux

Loại cọc này do kỹ su Straux để xuất vào nam 1899 Để thi công loại cọcStraux người ta tạo hố khoan có ống chống vách với đường kính 30:40em Saukhi khoan đến độ sâu thiết kế người ta tiến hành vét sạch hố khoan rồi sau đó đổ

một mé bötông vào ống chống vách Mẻ betong đổ vào phải tạo thành ở trong ống

một lớp cao đến Im, Dùng đầm betong và từ từ rút ống lên Khi rút ống lên phải

chú ý là lớp bêtông cong lại trong ống chống vách phải không bé hơn 30:40cm

để cho thân cọc khỏi bi phân đoạn Sau đó đổ mẻ bêtông tiếp theo và công việclại tiếp tục như vậy

Coc Sưaux có thể gia cường bằng cốt thép Muốn vậy phải đặt khung cốtthếp vào ống vách rồi đổ bêtông va dim Nếu cọc tỷ trên đá cứng thì có thể tạo để

mờ rộng Chiều dai cọc Straux có thể đến 10: 12m loại cọc này có các tu điểm

Khi thi công không gây chấn động mạnh nên không ảnh hưởng xấu đối vớicông trình lân cận hoặc khi sửa chữa móng nhà có thể thi công trong phòng có

chiều cao hạn chế như ting hầm Vi ding khoan nén có thể xuyên qua các lớp đất

chắc hoặc đá cứng va biết được địa ting.

Tuy nhiên, cọc Straux có các nhược điểm: Khi thi công đất không được nếntrước do vậy than cọc có hình dạng không đều Vùng nào đất yếu hơn thi thân cọc

sẽ phình to hon, Do vậy chỉ phí betong tăng lên 30: 50% nhưng tính toán vẫn lấy

ch tiết điện cọc bing tiết điện ống chống:

Khi khoan đất sẽ bị yếu di do vậy ma sit gữa các cọc và đất giảm Coc này

vì phải khoan và kéo dài thời gian thi công,

1.3.3.2 Coc đầm nhanh

"Để thí công cọc dim nhanh, người ta đồng ống chống vách bằng thép xuốngđất Loại ống này có đường kính 35+42 cm được bịt kin ở phía dưới bing đếngang Để giảm nước ngắm khỏi chảy vào ống người ta dùng vòng đệm dày12mm để lót giữa ống không rồi hạ khung thép vào khung cốt thép gồm 6:8 cốt18mm với đai xoắn $6 Đồ bêtông mác 200 vào ống vách đến 1/3 chiều cao ống.Phần trên của ống vách được gắn một bộ phận bằng thép nhằm làm chỗ đồng để

rút ống lên, Muốn rút ống lên, người ta đóng vào bộ phận thép gắn thêm đó mấy

nhất xuống dưới rồi lại đóng theo chiều ngược lại Khi đóng như vay ống thiết bịđược hạ xuống rồi nâng lên sau mỗi đợt đóng xuống rồi đóng lên như vậy ống

được nàng lên Sem sau khi nâng ống chống vách lên được 1/2 chiéu dài của

nó thì đổ mẻ bêtông thứ hai và quá tình được lặp lại Bua được dùng ở đây là loại

"búa máy có thể thực hiện 60:80 nhất dap trong 1 phút

‘Voi cách đâm bêtông như vậy thân cọc sẽ phình ra làm tang ma sắt giữa đất

và mặt xung quanh cọc do đó có thể truyền được một phần tải trong đáng kể qua

mật Xung quanh cọc,

Nếu dùng máy rung thì quá trình kỹ thuật cũng như trên, Lúc này máy rung

sẽ làm cho bêtông được dim chat và nhé ống chống vách đán din Loại cọc này

soi là cọc nhồi

‘Sau khi thi công xong một cọc chuyển máy sang thi công cọc khác Khoảngcách giữa các cọc khoảng bằng Lãm nhưng không thi công ngay cọc kế đó màphải cách một cọc để khỏi phá hỏng thân cọc vừa mới thi công do độ bến của

ng cò thấp, Sau khi bêtông các cọc thi công trước đạt 25% độ bên thiết kếthì mới thi công coe nằm giữa các cọc đã thi công

Loại cọc này có thé thi công với chiều dai đến 25m, Mỗi ca máy làm được 40m cọc nghĩa là bằng năng suất đóng cọc bẻtông cốt thép và lớn hơn nhiều so

ối năng suất th công cọc Straus.

Kinh nghiệm nhi cọc đâm nhanh trong đất á sét và ét trim tích hồ và dim

lấy cho thấy khi dùng khung cốt thép hàn không kĩ và dé tron betong có kích

thước lớn, những hòn đá có thé chèn vào cốt thép và có thể gây hư hồng ở một sốchỗ, Do đó chất lượng đâm bétông cọc đầm nhanh phải được kiểm trả

Khi nước ngắm cao có thể thi công xong rồi mới đào hố để thi công đài cọc.Lúc đồ than cọc trong phạm vi chiều sâu đặt đài cọc được nhồi không phải bằngbêtông mà bằng cát, rối được đào đi cùng với đái

'Nếu cần mở rộng đế thì sau khi đóng ống thiết bị đến độ sâu thiết kế datmìn xuống ống, đổ bêtông vào, rút ống lên một đoạn bằng 1.5m để khi min nổống khỏi bị hỏng Min được nối với day để điều khiển nổ Khi min nổ tạo thành

"bầu rồng, để betong tràn vào đầy bấu Sau đó tiếp tục đổ bêtông vào, đảm chát

theo qui trình trên.

= Coe nhỏi khoan: Đây là loại cọc được nhéi trong hổ khoan không có ống

chống vách Vách hổ khoan được giữ cho sập nhờ lực dính của đất sét còn khi

khoan trong cát thì vách hố được giữ bằng huyền phù sét bentonit bơm vào hố

khoan.

Khi đổ bétong thì dng ống chuyển vị th Dung tích của phễu phái

không bé hơn đung tích của ống.

“Trước khi nhồi bêtông, người ta đổ bêtông vào đây ống mà ống này được

day kín bằng nap ở dưới Trong cả quá trình nh6i cọc bêtông trong hổ độ

phải ngập ống thép một khoảng 2m < h < 4m, Quá trình đổ bêtông được tiến hành

liên tục

Khi thi công cần lưu ý là không được dùng máy rung để đấm bêtông vì ự

rung động sẽ làm cho vách hố khoan bi sip và đất sẽ trộn lẫn với bêtông Nếu cần

se chịu tải của cọc thi có thể tang đế, Lúc đó đầu cần phải khoan được gắn một

bộ dao Dao này sẽ khép vào quá trình khoan Khi cần mở rộng hố khoan thì điềukhiển máy để mỡ các lưỡi dao cần khoan tiếp tục quay làm các lưỡi dao này cạpvào đất tạo thành bầu mở rộng Đường kính của bầu có thể đại tới 3,5m

Loại cọc này có các ưu điểm: có thể thi công cọc dai 30m hay hơn nữa và

xuyên qua được bất cứ loại đất nào, Ngoài ra, khi thi công không gay chấn dong,

Tuy nhiên loại cọc này có một số nhược điểm: khi thi công cùng lúc phảdùng 2 cẩu: 1 để chuyển betong đến, 1 để đổ bẻtông và giữ ống thép Như vậy sẽ

kếo dài thời gian thi công, làm tang giá thành Việc kiểm tra chất lượng than cọcđược tiến hành bằng cách so sánh thé tích bêtông tính toán và thự tế chỉ phí lúcthi công Tất nhiên cách kiểm tra này không đáng tin cậy Đất xung quanh cọc

không được nén chat, do đó ma sát giữa mat xung quanh cọc và đất sẽ bé hơn

nhiều so với cọc đồng

1.3.3.3 Coc hình ré cay

Hãng Fondedite của Italia áp dụng rộng rãi loại cọc hình dé cây Loại cọc

này dược tạo ra bằng cách khoan lỗ rồi nhồi bẻtông Coc có thể được thi công

thẳng đứng hoặc xiên nhờ máy khoan xoay đặc biệt có số vòng quay lớn hon có

thể khoan xuyên qua công trình và móng mà không gây chấn động Người ta

dùng các mũi khoan có đường kính khác nhau tuỳ thuộc vào sức chịu tải cần thiết

đối với cọc Để khỏi bị sập lở vách hố khoan, người ta dùng khí nén, nước hoặc

huyền phù Bentonit, Nếu thi công có dùng khí nén và dung dich đặc biệt như xi măng chất hoá dễo thì thân cọc càng phình to,

Ma sắt giữa mat xung quanh cọc rễ cây và đất bao quanh lớn hơn so với cọcbétong thông thường vì lúc đó đất quanh cọc được xi măng hoá Do đó sức chịutải của cọc rễ cây ting lên Thiết bị khoan có kích thước không lớn nên dễ đàngthi công trong điều kiện chật choi như tầng hầm với những ưu điểm như khi thi

‘cong không gây chấn động cọc xuyên trực tiếp qua móng công trình và liên kết

chặt chế với móng nên không cần kết cấu truyén lực bổ sung khi sửa chữa, tangcường méng cho công trình Do vậy loại cọc này dùng để sửa chữa mồng đất rất

tốt

1.3.3.4 Coc Franki

Ding ống thiết bị đóng xuống đất đến độ sau thiết kế, Đổ bêtông vào ốngđến độ cáp 0,8+ Im Hạ búa vào trong ống và đóng mạnh làm bẻtông nén vào đấttạo thành dé mở rộng Sau đó đặt khung cốt thép vào và đổ bêtông rồi đấm bảngbúa, đồng thời rút ống lên Vì đất quanh than cọc được nén chat nên đường kính

10 220% so với đường kính ống thiết bị

1.33.5 Coc Raimond

Đây là loại cọc nhồi có vỏ thép để Iai trong đất được các công ty xây đựng

của Mỹ sử dụng

ở day vai trò của ống thiết bị được thay thế bởi vỏ thép rất mong dạng hình

nồn được tảng độ cứng bằng các sườn hình sóng và cốt xoắn, vỏ bao gồm nhiềuđoạn được lồng vào nhau, ở giữa có lõi bằng g6 Lõi g6 có đường kính lớn hơnđường kính của đoạn vỏ dưới cùng Ding búa đồng lõi gỗ xuống đất các đoạn võ

xẽ nối tiếp nhau xuống theo.

Khi đạt đến độ sâu thiết kế, nhổ lõi gỗ ra, bỏ khung cốt thép vào và tiến

hành nhổi bétông

1.3.3.6 Coe khoan nhdi đường kính lớn và barét

‘Theo qui phạm trước kia ta có thể coi cọc nhéi có đường kính D >80em là

eoe nhồi đường kính lớn Hiện nay ở Hà Nội Thành phố Hồ Chí Minh đã và

đang có khá nhiều công tinh liên doanh với nước ngoài với số ting khá lớn, tảitrọng truyền xuống mỗi móng thường lớn Với điều kiện địa chất công tinh ở Hà

Noi, Thành phố Hồ Chí

cư dong đi

Minh tầng cuội sỏi nằm ở độ sâu lớn, lại trong vùng dan thường là xây chèn cho nên cọc khoan nhồi đường kính lớn được dùng khá nhiều, trong xây dựng cấu, cọc nhỏi đường kính lớn cũng đã được ứng, dụng làm mồng cầu Việt Tủ.

vẽ nhiều nước tren thế giới loại cọc này đã được dùng từ khoảng 40 năm nay,công nghệ thi công loại cọc này đã đóng bộ Hiện nay, tư liệu về cọc khoan nhồi

đường kính lớn khá nhiều nhưng trong phạm vi cuốn sách này chúng tỏi chỉ trình bày một số nét cơ bản nhất

Coe nhỏi đường kính lớn có các tt điểm:

~ §fe chịu ti lớn, có thể đạt hàng chục nghìn KN

= $6 lượng cọc cho mỗi mồng ít

- Khi thi công không gây chấn động đáng kế nên không ảnh hưởng về

phương điện chấn động đối với công trình lân cận.

- Khong gây tiếng ồn đáng kể như khi đóng cọc,

~ Nếu chịu tải đúng tâm thì có thể không dat thép cho cọc mà chỉ cần datthếp chờ để liên kết với đi cọc hoặc với cột, do vậy iết kiệm được th

Đảng thời loại coe nay c nhược điển:nạ có cá

~ Khi th công, việc giữ thành hố khoan có thể rất khó khăn

~ Khi khoan để tạo cọc nhồi đường kính lớn gần móng các ngôi nhà đang sử

‘dung nếu Không dùng ống chống vách đẩy đủ hay khong ding cọc ván để kè neocẩn thận thi công trình lân cận có thể bị hư hỏng

= Chất lượng bêtông cọc thấp vi không được đảm Trong thực tế gap không ít

trường hợp cọc nhồi bị khuyết tật trầm trọng

~ Khi coe đã thi công xong nếu phát hiện ra khuyết tt trim trọng thì việc xử

lý gặp rất nhiều khó khăn và rất tốn kém

- Khi cọc nhồi đường kính lớn có chiều dài lớn thì trong lượng bản thân củacọc tính đến chân cọc sẽ lớn làm tang tải trọng truyền xuống nền

“Các thi công cọc khoan nhồi đường kính lớn: khi khoan qua đất có thể ding

buồng xoắn, dùng gầu xú

Khi khoan vào đá thì dùng chong khoan trọng lượng khá lớn để phá đá hoặcdùng các loại mũi khoan đặc biệt có răng để phá đá Nhiều nước trên thế giới có

những loại máy khoan với mũi khoan khác nữa.

Cách giữ vách hổ khoan

"Đây là khâu rất hệ trọng khi thi công cọc khoan nhi

Khi khoan trong đất dính trên mực nước ngắm nếu đất đủ khả năng tự giữ vách thi không cần các biện pháp giữ vách Tuy nhiên trước khi thi công đại tra

cn phải khoan thử một số hố và phải để trong thời gian không it hon bốn giờ

- Giữ vách bằng huyền phà Bentonit: Tiết diện lỗ khoan có dang hình tn

(coe) hoặc hình dang bat kỳ (barét) Đường kính cọc (hoặc bể dày của barét) bằng

đường kính thiết bị khoan Trong quá trình khoan tạo lỗ, người ta bơm huyền phù

bbentonit vào lỗ khoan Có thể thêm đất sết, xi mang và các chất phụ gia vào

huyén phù, betôni Trong trường hợp đặc biệt có thể thay bentônít bằng

bipotime.

- Ding ống chống vách: Lỗ khoan trong đất thực hiện bảng thiết bi cơ khí

(guống xoán, gấu dio ) có ding ống chống vách mà đáy ống luôn nằm dưới đầy

hố khoan, ống chống vách có thể ấn xuống đến chiều sâu cuối cùng bing cách

rung hay ấn có lắc kết hợp với chuyển động xoay xuống dn theo lỗ khoan

‘Duimg kính của cọc là đường kính ngoài của ống chống vách Máy của hãng

Benôtô của Pháp để thi công cọc nhồi có dùng ống chống vách ống chống vách

có thể để lại tong đất hoặc rút lên tuy nhiên khi độ sâu lớn thì ma sát ean lại việcrút ống rất lớn có thể làm ống bị vỡ hoặc không thể rút lên được

~ Làm sạch hố khoan: Sau khi khoan xong, đầy hổ khoan cần được làm sạch

các đất đá của vụn khoan bằng phương pháp rửa ngược

`Nếu không làm sạch đáy hố khoan thì sau này cọc sẽ bị lún thêm

~ Mrội chân coe Trong đất dính có thé dùng các loại mũi khoan có lưỡi

để mở rộng chân, dùng phương pháp bơm,

Đặt cốt thép: Nếu cọc chịu uốn, chịu kéo hoặc cọc nghiêng thì phải bố trí

cốt thép trên suốt chiều đài của cọc Lồng cốt thép bao gồm các thanh thép doc

bố trí (heo chu tuyến hình tròn và xung quanh được liên kết bằng các cối thép dai

vòng hoặc lò xo.

"Nếu lồng thép của cọc quá dai thì phải ghép nối nhiều đoạn với nhau Việcghếp nối có thể thực hiện trước hoặc trong khi hạ lồng thép vào 16 khoan Khi

ghép nối phải đảm bảo đoạn nối chồng cần thiết

"Đồ be tông: Be tông để tạo cọc nhồi phải có độ sụt cần thiết Khi không có

ống chống vách thì phải dùng ống d6 be tông có phéu ở bên trên ống này dich

chuyển theo phương thẳng đứng và đáy ống luôn nằm thấp hơn mặt bê tông trong

lỗ khoan giảm tình trang bêtông bị bẩn Tuy nhiên, mỗi phương pháp đổ bêtông chỉ phù hợp trong những điều kiện nhất định Bắt buộc phải dat một đoạnống ở đầu cọc để bảo vệ cho vách Đoạn dng này phải được rút lên nhẹ nhàng để

mật bê tông khỏi thay đổi đột ngột

Các khuyết tật có thể gặp khi thi công cọc khoan nhéi barế:

Coc hoặc barét có thể bị phinh ra khi qua đất yếu hoặc qua castơ mà khong

dùng ống chống vách bị rất ra khỏi lỗ khoan trong quá trình đổ be tong Coc có

thể giảm tiết điện do đất sập vào hoặc do không khí choán 16 Chất lượng bê tôngthường thấp và dé bị khuyết tật vì không được dim chặt trong quá trình đổ,

Khi làm cọc nhỏi qua castơ nếu có ống bọc để lại trong đoạn có caste thì

thân cọc không bị phình ra nhưng nếu chiều cao của ca lớn thì đoạn cọc qua

castơ có thé bị uốn Nếu khi thi công không dùng ống chống vách hoặc có dùng

nhưng khi đổ bẻ tong rút ống lên thì sẽ dẫn đến tinh trạng be tông bị phình ra

nhiều, Nếu caste lớn thì bê tông bị to® ra ngoài không tạo thành thân cọc được.

Hiện nay, nhiều hãng của nhiều quốc gia có chế tạo nhiều loại máy khoanhiện đại để thi công cọc nhồi đường kính lớn

Máy khoan hãng Benôtô của Pháp để thi công cọc nhỏi Máy Benôtô thựcbiện được cả ba quá trình khoan, lấy đất ra và hạ ống chống vách bằng thép ống

chống vách được hạ xuống nhờ những kích thuỷ lực Các kích thuỷ lực được đặt ở

ích hợp để tạo cho ống chuyển động quay và chuyển động theo phươngthẳng đứng, ống chống vách có đường kính ngoài 670, 880, 970 và 1180mm

vi tí

Chiều đài mỗi đoạn ống 2m, 4m, 6m

Máy Benôtô có bộ phận đặc biệt để tạo bầu mở rộng với đường kính dén

2,3m Sau khi khoan xong, đổ bê tong vào ống (nếu cần thì đặt cốt thép) rồi rút

ống lên bằng cách dùng kích thuỷ lực tạo cho ống chuyển động quay và tịnh tiến

Loại cọc này khi thi công với độ nghiêng lớn hơn 1-6 thì sẽ gặp khó khan.

Máy của hãng Laur - Normandi hạ ống chèn bảng máy rung chuyển dạođộng doc và quay, Hầu hết các thiết bị thi công cọc nhồi đều truyền các dao động

như thế

nước Anh có những thiết bị để thi công cọc khoan nhồi đường kính đến

2,5m, mở rộng chân đến Sm,

Máy hãng Koto Nhật Bản: loại 20 TH khoan được bằng hai cách: phương

pháp gu ngoạm (giống máy Benôtô của Pháp) và hương pháp - xoay (giống như

các máy khoan của hãng Kalond của Hoa Kỳ) nên hơn hẳn máy các nước khác Loại máy này thi công được cọc nhồi sâu 27m, đường kính < 2m.

Máy 50 - TH khoan được theo 3 phương pháp: gầu ngoạm, khoan xoay

(bằng gầu khoan) và phương pháp khoan xoay kết hợp với rửa nước ngược tuần

hoàn Nhờ rửa nước ngược tuần hoàn mà làm sạch liên tục đầy lỗ khoan, làm sạch mũi khoan Máy khoan sâu 300m, đường kính < 2m Thiết bị của hãng Williams

Hoa Kỳ khoan các lỗ có đường kính > 3m, sâu hơn 30m,

Kiểm tra chất lượng cho cọc nhồi baret:

"Phải tiến hành ki n tra ở 3 giai đoạn: trước, trong và sau khi đổ be tông.

Trước khi đổ bê tông phải kiểm tra vách hố khoan có đảm bảo chất lượng.không, cặn ba ở đầy hố khoan đã dọn sạch chưa

"Để kiểm tra trong khi đổ be tông cần phải lap cho mỗi cọc một đường conglông theo từng mẻ một Nếu lượng

so với bình thường thì phải có biện pháp xử lý kịp thời Khi bê tong đã đổ xong

thụ be tông thấp quá hoặc cao quá 30%

người ta kiểm tra chất lượng cọc bảng các phương pháp:

đi và sóng phản xạ trong các moi trường không đồng chất, do thời gian từ lúc

truyền sóng di và lúc phần xa lại để tim ra khoảng cách mà sóng truyền Việc tiếnhành ở các điểm khác nhau của thân cọc Phải sau ít nhất 17 ngày mới kiểm tra

theo phương pháp này và tim ra khuyết tật trong than cọc cũng như chất lượng bê

tong cọc.

Phương pháp này đo nhanh và không cần đạt các ống sẵn trong cọc nhưng

có nhược điểm là chỉ đo được trong phạm vi độ sâu không quá 15m không kiểmtra chất lượng cọc ở 2 mét cuối cọc, sai số vị trí khuyết tật 6 -30% phương pháp

này ngày nay ít dùng

“rên day đã trình bày khá nhiều loại cọc Mỗi loại cọc déu có ưu nhược

điểm, có tác các điều kiện ứng dung hợp lý và phải có các thiết bị cần thiết để thi

công từng loại cọc

"Việc chọn loại cọc thí "hợp bảo đảm điều kiện kỹ thuật, kinh tế phụ thuộc.điều kiện địa chất công trình, dia chất thuỷ văn, đặc điểm củ công trình, ti trong

công trình, công trình lần cận, khả năng đơn vị th công (Máy móc thiết bị đồng

bộ, đội chuyên thi công các loại cọc phức tạp), khả năng kinh tế của chủ đâu tư, năng lực kinh nghiệm của người tiết kế

4 C,C PHIYNG PH,P TÍNH TO,N MĂNG CÁC, Spr CÁC HIÖM

Dưới tác dụng của tii trong và các tác động thì móng cọc cũng có thể đạt

trạng thái giới hạn Đổi với móng cọc, cần tính toán theo 3 trang thái giới han,

+ Trang thái giới han I: Kiểm tra về cường độ đổi với cọc, dài cọc và về ổnđịnh đối với nên cụ

+ Trạng thai giới hạn thứ 2: Kiểm tra về biển dang đối với nên cọc

+ Trạng thất giới hạn 3: Kiểm tra về điều kiện hình thành và mỡ rộng các

vết nứt đối với cọc và mồng cọc

1.4.1, Tinh theo trạng thái giới han thứ nhất (vẻ điều kiện cường độ)

1.4.1.1 Tính toán móng cọc chống

€ day ta chỉ cần tinh đối với mỗi cọc cũng là tính cho toàn móng cọc chống.

‘Tinh toán cọc móng phải đảm bảo hai điều kiện:

6625)(6-26)

“Trong đó

`N,, H, : Tai trong tính toán tác dụng lên đâu cọc thứ I theo phương dọc trực

và ngang (ứng với tổ hợp tải trong bất lợi nhấp)

P,P ssức chịu tải tính toán dọc trục và ngang trục của cọc thứ Ì

k,¿ hệ số tin cậy, khi xác định sức chịu của cọc bằng tính toán, kể cả theo kết quả

AVA khi xác

thí nghiệm động khong kể tới biến dang đàn hồi của đất thì lấy k,

định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm hiện trường bảng tả trọng tinh,thăm dò finh, cũng như theo kết quả thí nghiệm động có kể đến biến dạng đàn hồi

Cong thức (5-25 ) và (5-26), xét về toàn móng thì có thể nói day là điều kiện

để cọc và xung quanh cọc làm việc như một khối mồng hoàn chỉnh,

b- Đổi với nền của móng cọc:

* Trường hợp mồng chỉ chịu ti trong thẳng đúng thì biểu thức tính toán là

Trong đó:

U„=2(a xb)¡ Fy

Nj : Tải trong tinh toán tác dụng lên mat nén của móng cọc

= (ax b) = điện tích đầy bệ coe,

R,,!: Cường độ giới hạn của móng cọc

+ Cường độ chống cất (tu chuẩn) của đất ở mật bên của khối “cọc - đất"

ở lớp đất thứ

TCXD.

trong bing 2,

có chiêu day h, Trị số t,được lấy gần đúng

+ Trường hợp móng cọc chịu tác dung của tii trọng ngang lớn:

Cin phải xết ổn định cường độ của cả khối (gồm đất và công trình), dùngphương pháp mat trượt trụ tròn (đi qua đầu mũi cọc hoặc cắt qua các cọc, trên

mặt trượt cắt qua các cọc thì phải tính đến sức chống cắt của các cọc) Bỏ qua sức

chống truợt ở hai mật bên của khổi trượt

EM,

Ta có công thức: Ku ST) >[KI

142. nh theo trạng thái giới hạn thứ hai (vẻ điều kiện biến dang)

1.4.2.1 Tính toán móng cọc chong

Khổng chế độ lún và chuyển dịch ngang của cọc

"Những P, và Pay lấy theo kết quả thí nghiệm tải trong tĩnh, ứng với trị số S„„

và A,„.„, trên biểu đổ thí nghiệm quan hệ giữa tải trọng và độ lún (hoặc chuyển

Py =Py yh, + by)

‘Tinh lún tra theo TCXD với P, < Ry.

Kim tra theo điều kiện

H,<<P„ (A,)

ính theo trạng thái giới hạn thứ ba

~ Theo sự xuất hiện vết nức

= Theo độ mở rộng cho vết nức

ảnh tự thiết kế móng cọc đài thấp,

1.4.4.1 Các số liệu cần thiết để thiết kế

= Tài liệu về công trình

~ Tài liệu về đất nên,

1.44.2 Nội dung và trình tự thiết kế

= Chọn loại móng coc: Móng cọc chống hay móng cọc treo, cọc đứng bay cọc xiên.

~ Xác định độ sâu dat đài cọc và sơ bộ chọn kích thước dai cọc;

+ Chọn độ sâu đài cọc: Căn cứ vào điều kiện làm việc của công trình và

tỉnh hình địa chất

+ Kích thước đài cọc bao gồm: Kích thước, mat bằng đài cọc, chiều day đài

"Bước này chỉ chọn sơ bộ đến phần bố trí cọc sẽ quyết định chọn lại

= Chọn loại cọc, xác định kích thước cọc và sức chịu tải của coe:

+ Kích thước cọc:

Tiết điện cọc: từ 20x20 em đến 45x45cm

Chiếu dài cọc: + Coc chống

+ Coc treo

+ Xác định sức chị tải (ngang, đọc true) của cọc:

C6 kích thước cọc, tính được sức chịu tải của cọc bằng trị số nhô nhất trong hai loại trên,

- Xác định s lượng cọc và bố trí cọc

- Số lượng cọc: n== BB:

= Bố trí cọc: Có 2 cách bố trí cọc:

+ Bố trí sao cho cọc chịu tii trong công

“Theo cách này thường khoảng cách các cọc không đều nhau

h truyền xuống là như nhau

++ Bố trí các cọc đều nhau; Theo cách này tì các cọc chịu lực không giống

nhau

~ Kiểm trả sức chịu tải của coe:

~ Tỉnh toán kiểm tra móng cọc và nến móng cọc theo trang thái giới hạn 1 hay trang thấ giới hạn 2 uỷ theo loại công tình.

~ Tính toán bệ cọc và cọc theo trang thái gi hạn 3 (tứ tính toán kiểm tra

khe nit) theo quy phạm thiết kế các cấu kiện bê tông cốt thép.

“Trong thiết kế cần để ra phương án thí nghiệm kiểm tra cọc theo thí nghiệm

h

tải trọng động, khi cần thiết kiểm tra theo thí nghiệm tải trong

Tám lại, Khi thiết kế móng cọc thì việc tính toán chủ yếu được các nhà khoa học tập trung vào nghiên cứu chính là tính toán khả năng chịu tải của cọc và nến.

Rigng phần đài cọc thì chưa nghiên cứu nhiều Đài cọc chi yếu được chọn theo

cấu tạo, sau tính toán kiểm tra đài cọc nhưc Tính toán kiểm tra nữ và tính toán

kiểm tra chọc thing dai cọc Hiện nay véi sự ra đời của phương pháp phân tử hữuhạn và sự phát triển mạnh mể của máy tính thì việc tính toán đài cọc đã được cácnhà thiết kế sử dụng một số phần mềm tính toán két cấu để tinh toán đài cọc nhutphn mềm Sap90, Sép2000, uy nhién vi đây không phải là phẩn mềm déchuyên tinh cho mang cọc và đài cọc nên Khi sử dụng việc mô tả sự làm việc đồng

thời của cọc và đài cọc khá khó khăn, đò hỏi người tính toán phải nhiều kinh nghiệm, chính vì vậy ma việc áp dụng rộng rai là rất khó Chính vì the’ mà nhà.

cấu xây dựng phan mềm chuyên dung dùng để tinh toán đài cọc và móng cọc dé

sử dụng, phát triển rộng rãi là nhu edu rất edn thiết và rất lớn Nắm bắt đượcnhư edu này của thực tế mà học viên đã chọn "Tính ứng suất cục bộ cia dai móng

coc bằng phương pháp phần tử hữu han có sử dung phần tử bác cao" làm đề tài

luận văn Hạc sỹ kỹ thuật

CHIYNG 2: ph¬ang ph,p tính ming vụ măng các

hiÖn hpnh

1 C,C PHIYNG PH,P TÝNH TO,N øNG SUÊT BION DÒNG

Hiện nay, có rất nhiều phương pháp để xác định ứng suất và biển dang trong

th cho một

công trình thông thường các phương pháp tính toán hiện hành chỉ

cọc chịu tải lớn nhất Có thể kể ra một số phương pháp sau;

- Phương phí

~ Phương pháp số

- Ngoài ra còn có các phương pháp thực nghiệm cũng giúp ta tìm được.

ứng suất và biến dạng khi đựa vào mô hinh tương thích.

Mỗi phương pháp đều có tính tu-nhược điểm Việc áp dụng là dựa vào

yêu cầu, tính chất, mức độ của bài toán đặt ra [8], [9], [12]

2.1.1, Phương pháp giải tích

Nội dung của phương pháp: tim nghiệm giải ích thỏa mãn các phương trình.

vi phân tại mọi điểm trên công trình và thỏa mãn các điều kiện biên trên bể

(như phương pháp Sức bến vật liệu, phương pháp Lý thuyết đàn hồi

Phuong pháp Sức bền vật liệu

Nội dung của phương pháp: coi công trình như một thanh được ngàm chặt

vào nên, chịu uốn và kéo nến đồng thời: giả thiết về sự phân bố ứng suất pháp 6,

trên mat phẳng nằm ngang là đường thẳng tị số tại biên được xác định theo công

thức nén lệch tâm.

Un điểm: Phương pháp Sức bên vật liệu được coi là phương pháp tính toán

cơ bản, giúp ta tính toán ứng suất biến dạng đơn giản, dễ ding Tính được các giáUti, Gy, Gy, tại các điểm dang xét, từ đó xác định được ứng suất chính vàphương chính tại mọi điểm khác nhau

“Nhược điềm: Kết quả tính toán có sai số khá lớn, không tính được ứng suất

cục bộ, không phản ánh đúng trạng thái ứng suất biến dạng của công trình

Nguyen nhân là do khi tinh toán theo phương pháp Sức bén vặt liệu, ta coi công

trình như một thanh được ngàm chật vào nên, chịu uốn và kéo nén đồng thời: giả