Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu xử lý nền cống dưới đê vùng ven biển cửa sông Hồng bằng giải pháp móng cọc

Đầu tiên là cọc thép được ra đôi vào khoảngnăm 1800, sau đó đến năm 1824 Joseph Aspdin đã phát minh ra xỉ mang Porland,vật liệu không thể thiếu khi tạo thảnh bê tông, tiếp đến năm 1897 A

LỜI CẢM ƠN

alle

Sau một thời gian thu thập tài liệu và nghiên cứu, đến nay luận văn "Nghiên cứu

xử lý nền cống dưới đê vùng ven biển của sông Hồng bằng giải pháp móng cọc" đã hoàn thành và đáp ứng những yêu cầu đề ra.

Tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Phòng đào tao Dai hoc và Sau Đại hoc

trường đại học Thủy Lợi; Cơ sở 2 trường Đại học Thủy Lợi; Khoa Công trình trường Đại học Thủy Lợi; các thầy cô, gia đình, bạn bè và đồng nghiệp, những người đã dạy dỗ,

chỉ bảo và khích lệ động viên mọi mặt.

Tác giả cũng xin chân thành cảm ơn sâu sắc đến TS Bùi Văn Trường và

GS.TS Trịnh Minh Thụ Trường Đại học Thủy Lợi đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ

tác giả trong thời gian làm luận văn.

Mặc dù tác giả đã hết sức cố găng thu thập tài liệu, nghiên cứu và phân tích nhưng do trình độ và thời gian có hạn nên trong luận văn không thẻ tránh khỏi những tồn tại còn hạn chế, tác giả rất mong nhận được mọi ý kiến đóng góp quý báu và trao đôi chân thành Tác giả cũng mong muốn những vấn đề còn tồn tại chưa nghiên cứu sẽ được

tác giả phát triên ở mức độ nghiên cứu sâu hơn.

Xin chân thành cảm ơn!

TP Hồ Chí Minh , ngày 27 tháng 04 năm 2015

Tác giả luận văn

Trần Nhật Vũ

Tôi li Trin Nhật Vũ, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng

"Những nội dung và kết quả trình bay trong Luận văn là trung thực và chưa được ai công

bố trong bắt kỷ công trình khoa học nào

“Tác giả

Trần Nhật Vũ

MO ĐÀU 1

1 Tính cấp thiết của đề ải 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của dé tài

3 Nội dung nghiên cứu của đề tài

4, Các phương pháp nghiên cứu,

CHUONG 1: TONG QUAN VE TINH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ UNG DỤNG.MONG COC TRONG CONG TÁC XU LY NEN 3

1.1 Quá trình phat triển mông cọc 3 1.2 Khái niệm chung vé móng cọc 6 1.3 Phân loại móng cọc 7 1.4 Đặc điểm, điều kiện làm việc, phạm vip dụng và thi công các loại ce 8 L4 Coc tre 5

142 Coe trim 9

143 Coe lô 1.44 Coe thếp " 144.1 Coc ống thép R

1442 Coe thép chữ H la 14.43 Coe xoẩn (coe vit) M4

14.5 Coc bê tông cốt thép đúc sẵn 15

145.1 Coe ứng suất rước l6 14.5.2 Coc khoan nhỗi a 14.5.3 Coc baret 2

1.4.6 Coe xi măng-đấ 24

147 Coc cit 28

1.5 Một số ưu điểm của móng cọc 30

1.6 Một số tổn ti trong thiết kế và thi công mồng cọc 3

1.7 Kếtluận chương 1 32

'CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP XỬ LÝ NEN CONG DUGI DE VUNG VEN BIEN CUA.SONG HONG BANG GIẢI PHÁP MONG COC, 33

2.1.4 Khái quát điều kiện ty nhiên vùng ven bin cửa sông ỗng 33

2.1.2 Địa chất nén dit ving ven biển cửa sông Hang, 34

3⁄2 Cơ sở và nguyên tắc phân loại đt yếu 2

2.3 Giải pháp móng cọc xứ lý nền đất yếu vùng ven biển cửa sông Hồng “4

2.4 Phương pháp tính toán, thiết kế, thi công các loại mồng cọc 46

2.4.1 Yêu cầu kỹ thuật và tinh toán xử lý nén bằng cọc te 462.4.2 Thiết kế, th công xử lý nền bằng cọc cất 4

24.3 Tính oán, thết kể, thi công cọc xi mang đất 56 2.4.3.1 Công nghệ trộn ướt Jet-Grouting 56 24.3.2 Công nghệ trộn khô Dry Jet Mixing 0

24.33 Thidt kế cọc xi ming dit 6

24.34 Phương pháp thi công, 6

244 Tỉnh oán thiết kể, th công xử lý nền bằng cọc bê tông cốt thép (BTCT)

66

24.4.1 Coc bê tông cốt thép đúc sẵn thông thường, a244.2 Coe BTCT ứng suất trước 7024.4.3 Thiết kế thi công cọc bể lông cốt thép đúc sẵn m1

26 Kế luận chương 2 7

CHUONG 3: UNG DỤNG GIẢI PHÁP MONG COC XỬ LÝ NÊN CONG TRÀ LINH

2 ĐÈ BIEN 7 TINH THÁI BÌNH 16

3.1 Giới thiệu tông quan vẻ công trình T6

3⁄2 Tính toán xử lý nền công T83.2.1 Các số liệu đầu vào cho tính toán 783.2.1.1 Điều kiện dja chất 18

3.2.1.2 Tải trong công trình, 80

32.13 Tinh toán ứng suit diy móng 80 3.2.2 Giải pháp móng cọc xử lý nén công trình 83

3.2.3 Tính toán móng cọc xi ming dit xử lý nén 83

3.2.3.1 Cơ sở tính toán cọc Xi ming đất 8

3.2.3.2 Tính chất cơ lý cọc Xi mang - đất (XMĐ), 85

3.2.34 Tính toán số lượng cọc XMĐ vi bổ trí cọc trong móng,

3.23.5 Tính oán ứng suit biển dang phương ấn oge xi măng đất

3.24 Tính toán móng cọc BTCT xử lý nền

3.2.4.1 Tính toán móng cọc bê tông cốithép

3.2.42 Tinh toán kiêm tra bằng phần mềm Plaxis

3.25 So sinh lựa chọn phương én

3.3 Kết luận chương 3

KẾT LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ

1 Những kết quả đạt được của luận văn

2.Mật n tại của luận văn.

3 Kiến nghị và hướng nghiên cứu tiếp

TÀI LIỆU THAM KHAO

102 Hà ng Hà Hà tá

na

us

Bảng 1.1: Bảng so sinh cọc bê tông vuông truyền thống và cọc ly tâm ứng suất trước

l6

Bảng 2.1: Các tinh chất vật lý cơ học của các lớp đắt dnh chủ yếu, 40Bảng 22: Tinh chất vật lý cơ học các lớp đắt rồi chủ yêu 4Bảng 2.3: Che giải pháp móng cọc xử nên cổng dưới dé ven biển cửa sông Hồng

45

Bảng 2.4: Độ sai lệch cho php về hich thước cọc “

Bảng 3.1; Chỉ tiêu ơ lý fe lớp đắt nên 1

Bảng 3.2 Các trường hợp tính toán 80 Bảng 33: Tổng hop lự tac dụng ln by iy vita thi cOng xong 1 Bảng 34: Lực tác dụng lên bản dy —TH giữ ngọt 81 Bảng 35: Lực tác dung lên bản đấy ~ TH ngăn mặn 2 Bảng 3.6: Ung suit diy mong tong các trường hop 8

Bảng 3.7: Tinh chất co lý cia coc xi mang đất 85

Bảng 3.8; Tinh oan ác ci tu co lý của nén tương đương “7 Bing 3.9: Tinh ton chiều sâu chịu lồn 100

DANH MỤC HÌNH VẼHình 1.1: Những thiết bị đóng cọc trong lịch sử 4 inh 1.2: Chức năng của cọc 7

1.3: Chỉ tiết cọc gỗ và một số cách nỗi cọc thông dụng "1.4: Kết edu trụ cầu có hệ móng cọc ông thép dang giếng hình 6 van 13

Hình 1.6: Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn 191.7: Coc bê tông cốt thép ứng suất trước 20Hình! 8: Mặt bằng thi công cọc khoan nhi n

Hình 1.9: Quá trình thi công cọc khoan nhôi 23

inh 1.10: Một số kết cấu và ứng dụng của cọc XMĐ để xử lý nên dắt yếu 5Hình 2.1: Vùng ven biển cửa sông Hồng (tinh Thái Bình) 342.2: Sơ đồ địa chất khu ven biển huyện Thái Thụy, 36

h 2.3: Sơ đồ địa chất khu vực cửa sông ven biển huyện Tiền Hải hộ3.4: Mặt bằng nền đất được nền chất 49Hình 2.5: Sơ đồ bổ tr cọc cát 49Minh 2.6: So đồ tính lần nn đất 3

Hình 2.7: Quá trình thi công cọc cát 53

Hình 2.8: Thiết bi đồng cọc cát bằng chin động “

Hình 2.9: Thi công cọc cất 5s Hình 2.10: Các công nghệ thi công Jet-Grouting 37

Hình 2.11: Sơ đỗ dây chuyển thiết bị khoan phut vita cao áp (Jet-grouting) 57

Hình 2.12: Thiết bị chế tạo cọc 58

Hình 2.13: Thiết bị trộn vữa và phát điện 58Hình 2.14: Sơ đồ thi công cọc ximăng đất dùng phương pháp Jet grouting 59Hình 2.15: Mẫu cọc XMĐ theo phương pháp Jet Grouting, dự án © Môn Xà No

60 Hình 2.16: Sơ đồ nguyên lý trộn khô 6

Hình 2.17: Quy trình thiết kể lp, gồm thí nghiệm trong phòng, thiết kế chức năng, thir

hiện trường và thiết kế công nghệ “

Hình 2.18: Bồ trí cọc xi măng đất 6

inh 2.20: Cách bổ tr cọc trộn tới trên biển _ 2.21: Sơ đỗ khoan phụt có nút bịt 6

nh 2.23: Máy phụt xỉ ming công nghệ Jet-Grouting ở dự ấn © Môn ~ Xà No

66

2.23: Bidu đồ moment rong cọc khi ci hip, vin chuyển sắp xếp trong bãi

Tủ

Hình 224; Biểu đồ moment trong cọc khi cầu lắp 10

Hình 3.1: Cổng Trả Linh I (pha biển) 16 finh 3.2: Cong Trà Linh I (phía đồng) 76

inh 3.3: Cổng Tra Linh I (phía đồng) nHình 3.4: So đổ mt cắt địa chất uyễn Cổng Trà Linh 79Hình 3.5: Sơ đồ tính tod theo phương pháp mặt trượt tụ trồn cọc Xi ming đắt 84

Hình 3.6: Bổ trí cọc Xi măng đắt 87 inh 3.7: Mô hình bai toán trong Plasix so Hình 3.8: Mô hình bài toán trong giải đoạn 1 89 inh 39: Mô hình bai toán trong giai đoạn 2 90

3.10: Lựa chọn các điểm tính toán ứng suất 0

h 3.11: Chuyển vj đứng của nền khi thi công xong giai đoạn 1 93.12: Chuyển vị thẳng đứng trong nền sau giai đoạn 2 9đ

Hình 3.13: Sơ đỗ bố trí cọc BTCT đúc sẵn 94

nh 3.14 : Sơ đồ tin toán móng cọc % Hình 3.15: Sơ đồ phân bổ ứng suất bản thân và gây lún lôi Hình 3.16: Mô hình bài toán 103

in 3.17: Chia lưới phần từ 103

h 3.18: Điều kiện ban đầu áp lực nước lỗ rỗng 104

3.19: Điều kiện ban mỹ suất I0 3.20; Lập bước tính toán: gồm 2 giai đoạn 105

3.21: Giải đoạn 1.1 — Hạ cọc và thi công bản diy 105

Hình 3.22: Giai đoạn 2 - Xây try pin giữa, gần tải (khi hoàn thành công trình) 106 Hình 3.23: Lựa chọn điểm về chuyển vị - ứng suất 106

inh 3.25: Chuyển vị theo phương đứng

Biểu nomen bin diy cống

Biểu đồ lye cất bản đầy cổng

Biểu đồ chuyển vị đứng của bản day

Lưới chuyển vi

Hình 3.30: Chuyển vị theo phương đứng

inh 3.3L: Trị số ứng sắt hiệu quả trung bình lớn nhất

Hình 3.32: Biểu đồ chuyển vị đứng bản đáy cổng

Tình 3.33: Biểu đỗ momen bản đầy công

Hình 3.34: Biểu đồ lực cắt bản đấy cổng

Hình 3.35: Biểu đồ chuyển vị tại các điểm A,B,C,D,

107 108 108 108 109 109 no H0 m1 ut m1

MỞ BAU

‘inh cấp thiết của đề tài

Nước Việt Nam về địa lý có 3260 km bo gdm 89 cửa sông trải da

theo 29 tinh thành và các thành phố lớn Đặc trưng của vùng cửa sông ven biển

dọc

là có được sự đa dạng về các khu hệ sinh thất có ảnh hường lớn tối hệ théng ti

nguyên ven bd, với chức năng quan trọng như vậ) sản sinh ra những sản phim

có giá trị sir dung cho con người.

Đối với vùng cửa sông ven bi Š thị công các công tinh thiy lợi,

thủy điện, giao thông, dân dụng và công nghiệp còn gặp rất nhiều khó khăn,

cin phải giải quyết rt nhiều vẫn đề Khác nhau như: Logi hình kết cần sử đụng vậtliệu, biện pháp và công nghệ thi công vã các vấn dé xử lý nền của các công tình

đặc biệt là nén của các công trình thủy lợi Vùng cửa sông ven bién là nơi được

hình thành chịu sự chỉ phối bởi chế độ thủy văn cia sông và hii văn của biển,

nên cấu trúc đi nền nơi đây thường rit phức tạp bao gồm các lớp đất yếu

Điều này cho thiy việc xử lý nền móng để xây dựng cơ sử bạ ting bên trê rấtphức tạp và không theo một gi pháp nhắt định nào Việc chon lựa phương án xử

lý nền có vai trò rất quan trọng, trước tiên nó ảnh hưởng tới chất lượng, sự an.toàn của công tình gây tốn kém trong xây dựng và về lâu dai nó ảnh hưởng đếncuộc sống sinh hoạt của người dân, nén kinh té của quốc gia Để lựa chọn mộtphương ấn xử lý nền đúng din đối với môi trường địa chất phức tạp, biến đổi

thường xuyên nơi vùng cửa sông ven biể thì ngoài việc cin nắm bắt được sự thay đỗi của cấu trúc nén, các phương án giải quyết, còn can phải áp dụng phù hợp các.

có ưu và nhược điểm khác phương án Với mỗi biện pháp xử lý nền khác nhau

nhau, trong đó móng cọc là giải pháp được dùng phổ biển cho các công trình Tuy

ên, chỉnghiên cứu tính toán phù hợp với điều kiện địa chất ở nơi x:

nhiên, việc lựa chọn loại móng né sâu, quy mô xử lý là vấn để cần được.

dựng công trình.

Do vậy, nghiên cứu các phương pháp xử lý nền bằng móng cọc và đề xuất giảphip cụ thể phù hợp với điề kiện địa chất vùng của sông ven biển là vấn để cần

Hạc viên: Trần Nhật Vũ T

thiết, có ý nghĩa thực tiễn và khoa học Cụ thể tong để tải này là vùng ven biển

cửa sông Hồng,

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Tim hiể ác phương pháp xử lý nén bằng móng cọc, đưa ra cúc gi pháp

Nghiên cứu cấu trúc địa chất, các phương pháp xử lý nền cổng dưới để vùng

ven biển cửa sông Hồng bằng giải pháp móng cọc,

4 Các phương pháp nghiên cứu.

- Thu thập, tổng hợp phần ích những tà iệu thực tế của các công tình liên quan

ảnh, liệu về thủy văn

chỉ tiêu cơ lý của công trình, hình dạng kích thước của công, liều kiện ky

thuật, chun đánh giá an toàn công tình địa cÍ

- Phương pháp tinh toán lý thuyết xử lý nền cổng

~ Phương pháp mô hình số để mô hình hóa nền công tình, xử lý và tính toán ổn

định công trình

Hạc viên: Trần Nhật Vũ

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE TINH HÌNH NGHIÊN CỨU VA UNG

DUNG MONG CỌC TRONG CÔNG TAC XỬ LY NEN

1.1 Quá trình phát triển móng cọc

Toàn bộ lịch sử nhân lại được phát triển từ vị của nén ting kỹ thuật, trong

đồ địa kỹ thuật luôn luôn được quan tâm và một số vấn đề về địa kỹ hut lạ rtquan trong như việc xây đựng trên cọc Khi con người tiền sử xuất hiện từ các hangdng, họ đã bất đầu xây dụng những nơi ở riêng cho mình,

‘Vio thời kỳ cuối thời kỳ đồ đá, những loại cọc đầu tiên được làm theo dạng.

cây cử được sử dụng sém nhất, con người định ex tại những thung lũng ven sông

trên những ting đất yêu, sinh lẫy hoặc trên những nơi dễ bị ngập lụt để sử dụngnguồn nước và săn bit, Họ dựng những nơi trú ấn trên nền cọc gỗ và gia cổ chắc

di tích được bảo tin &

chin xung quanh những cọc gỗ dé bằng đá, ngày nay nhi

Đông Âu dién hình như trong Rừng đen nước Đức, Vollhynia, và Ba Lan Vào thời

kỹ đồ đã hiện dai, xây dựng trên cọc cây cũng được sử dụng ở những sông, hỗ rit

lớn CẤu trúc này cũng thuận lợi trong khía cạnh phòng thủ trong đánh trận, hơn

400 khu định cư sử dụng cây cir ở Thuy Si, miễn nam nước Đức, và Bắc Ý là những

di tích quen thuộc hay có thể hồi tưởng về pháo dai ki n cổ xung quanh Novgorod

Kremlin bên bờ sông Volkhov Trong quá trình xây dựng, gỗ được sử dụng để củng,

cố các ting đất yếu và để đóng cọc Để đạt được khối lượng và thành quả như vậy

th sự chuẩn bị kỹ thuật và việc tổ chức đồng cọc phải đạt mức độ cao đối với conngười thời đó, Ngày nay, người ta biết những thông tin về kỹ thuật nền móng cổ đại

do sự giới thiệu của Vitruvia, và những mô tà chỉ tit xây dựng cầu được sưu tập

bởi Caesar.

Viuvia viết rằng có thé dạt được những nỀn móng vững chắc bằng cách sử

dạng những cọc gỗ sối được chuẩn bị một cách đặc biệt hoặc là những cọc hình

thành từ gỗ trăn precalcined và gỗ 6 liu hay mô tả những thiết bị ding đồng ép cọcđơn giản nhất, các chuyên động của trục kéo va con vật cũng được sử dụng, Ceasar

mô tả việc xây dựng c wu bằng gỗ, đoạn qua sông rộng cho quân đội La Mã

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 3

khi d6 cọc gỗ được sử dụng tạo thành trụ edu có thể được xem như một tải liệutham khảo cô điển về cọc.

Hình 1.1: Những thiết bị đồng cọc trong lịch sir

Học viên: Trân Nhật Vũ +

Ngoài ra, một số di tích cần được chủ ý như: nền móng đưới nhà thở NotreDame de Strasbourg ở Pháp là một điều quan tầm Nhà thờ dược xây dựng năm

1015 trên nền ting nền móng trên các cọc gỗ bởi các nhà xây dựng thời La Mã cổ

đại từ lâu đã nỗi tiếng là một trong những think tựu cao quý nhất của

phương Tây Khai quật trong lâu dai Baunard ở London (1974-1976) đã chỉ cho

thấy các bức tường chịu lực cơ bản cũng nằm yên trên những cọc được đóng vào

thé ky thứ 4 bởi các nhà xây dựng La Mã.

‘Va một bước tiễn vượt bậc trong việc ngành kỹ thuật móng cọc khi năm 1740,

Chrisoffer Polhem người Thụy Điễn, một nhà khoa học về vật lý và cơ khí học đã

phát minh ra dụng ew không khác mắy thiết bj đóng cọc mà ngày nay sử dung, Kếđến là phát minh của James Hall Nasmyth, một kỹ sư và nhà sáng chế ngườiScotland đã phát mình ra búa hoi năm 1839 để nâng cao lực đồng khi bị than phiền

từ một kỹ sư công ty đóng tau năm 1938 ring những thiết bị bua đóng lớn nhất vẫn

không đủ lực đóng để rin trực mái chéo, sau đó được ông cãi tiến thêm thành may

đồng cọc vào năm 1843 Từ đó, thúc diy việc phát triển cọc chịu tai lớn hơn, bềnhơn chủ yéu dựa vào vật liệu lâm cọc Đầu tiên là cọc thép được ra đôi vào khoảngnăm 1800, sau đó đến năm 1824 Joseph Aspdin đã phát minh ra xỉ mang Porland,vật liệu không thể thiếu khi tạo thảnh bê tông, tiếp đến năm 1897 A.Raymond lầnđầu tiên tim ra hệ thống cọc được trộn bằng hỗn hợp bê tông mang tinh kinh tế hơn

so với cọc thép, và đến năm 1903 R Beale phát triển thành phương pháp cọc bêtông nhi trong ống thép, đến những năm 1960 đến nay với mây móc công nghệ thi

công phát tiễn cho ra đồi cọc vô, cọc xi ming đất, cọc cát, và cọc kiểu kết hợp với

đất nhất định

nhau để tạo thành cọc phù hợp nhất với những lo n

Có lẽ, không có khu vực nảo trên trái đất không sử dụng cọc, thời gian đã

khẳng định độ tin cậy, tuổi thọ của các nỀn móng từ thời cổ đại trong nhiều vùng,đất rất khác nhau của Châu A Châu A và Châu Phi Điều này cho thấy móng coe

có tm ảnh hưởng rit quan trong rong việc nẵng cao sức chịu ti của nề đất và vốn

đã là một biện pháp Không thể thiểu đối với bắt cứ công trinh xây dựng có quy môtương đối lớn nào trở lên Cho đến ngày nay công nghệ rit tiên tin nhưng vẫn

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 5

“chưa thé áp dụng một biện pháp cải thiện nền nao khác ngoài cọc đổi với những

công trình lớn như nhà cao ting, công trình thủy lợi, cầu ding Vi vậy, mồng cọc

vẫn dang là một đề tà rất được quan tâm cho đến ngày nay như v8 công nghệ làm

coe, vật liệu làm c tông nghệ thi công cọc, biện pháp thi công cọc, chiễu di sọc

cần thiết, phương án rút ngắn cọc vẫn đảm bảo an toàn kỹ thuật

1.2 Khái niệm chung vỀ mong cọc

Méng cọc thuộc loại mồng sâu, nổ bao gồm một cọc hoặc miu cọc lên kết vớinhau bằng một dai cọc có chức năng chung nhất là truyén tải trọng xuống tng đắt,

4 sâu ở những nơi mà ting đắt nông không đủ khả năng chịu lực nhằm những mục

dich thông dụng sau:

m tải trọng công trình xuyên qua nước hoặc lớp đất yếu xuống lớp dat

tốt ở sâu bên đưới bằng mũi cọc Coc làm việc như vậy được gọi là cọc

chống hoặc cọc chịu mũi

= Truyền tai trọng công trinh qua các lớp đất chịu lực xung quanh cọc bằng sự

ma sắt giữa cọc và đất Cge làm việc như vậy gọi là cọc ma sắt hoặc cọc treo,

- Ding để lên chặt đất cải tạo nền tăng khả năng chịu tải của đất

= Truyễn tải trọng công trình qua khỏi độ sâu bị xối lớ

= Neo công trình để chịu lực diy nổi hoặc moment lật

= Coc được hạ nghiêng một góc so với phương thẳng đứng được gọi là cọc

xiên chịu tải trọng ngang, tải trọng nghiêng lớn hoặc làm hệ thông neo.

~ Lam hệ thống neo chịu tải trong ngang từ ấp lực đất tác dụng lên tường cử.

= Lam hệ thống chống va đập cho các bến cảng

~ Chiu tải trong động khi có động đất hoặc cọc dưới các mồng máy,

Cấu tạo mang cọc gồm: Một cục hoặc nhiều cọc được đồng, p hay thi công đỗ ti

chủ các ting đất, đá đủ khả năng chịu tải Dai cọc dùng để liên kết các cọc lạivới nhau và phân bổ ti trong của công trình lên các cọc phía đướ đãi

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 6

Cyeehiv nên Coe shia ko

(Coe chịu kéo (4) Coc chịu ti trọng ngang

Hình 1.2: Chức năng eta cọc

1.3 Phân loại móng cọc

Có thể phân loại cọc theo nhiều cách khác nhau nhưng chung quy dựa vào 5 căn

1, Vật liệu làm cọc: Căn cứ vào vật liệu chính để làm cọc như: cọc gỗ, cọc tre,

thếp hay cọc cọc bê tông, cọc thép, cọc cát, cọc kết hợp giữa bê tông với c

xi mãng đất

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 7

2 Phương pháp chế tạo cọc: Có thé xác định các loại cọc nếu chúng được chế:tạo sẵn hay đúc tại chỗ, Coe gỗ và cọc thép luôn được gia công trước, còncoe bé tông có thể được đúc sẵn hoặc đúc tại chỗ

3 Mức độ lâm dich chuyển đất khí ha cọc: Có thé phân thành 4 loại sau

a/ Coe địch gây chuyển vị lớn: như cọc ép, cọc rung, cọc đóng.

b/ Coc gây chuyên vĩ nhỏ: như cọc thép tiết điện chữ I, cọc ống hở đầy, cọc vít

eí Coe gần như không gây chuyển vị: như cọc khoan nhdi, cọc khoan dẫn.

i Cgc kết hợp gồm hai trong ba loại trên:

- Coe vừa gây chuyển vị nhỏ và chuyển vị lớn: như cọc có phần bên dưới là cọcthép nối với phần bên trên là cọc bể tông,

- Coe vin gây chuyển vị nhỏ và có phần không gây chuyển vi: như cọc có phần

cưới là cọc hở đáy phần trên là bê tông cốt thép,

4, Phuong pháp bạ cọc: Có thé chia thinh cọc đồng, cọc ép, cọc khoan nhỏ

ce khoan dẫn, cọc rung và cọc kết hợp cả đồng và khoan.

5 Phương pháp truyền tải trọng từ cọc vào đất có thé chia thành: cọc chồng haysạc chịu mũi, cọc ma sắt, cọc chẳng và cọc ma sắt phối hợp, cọc chịu ti

trọng ngang

1.4 Đặc điểm, điều kiện làm việc và phạm vi áp dụng các lo

Hiện nay, có rit nhiều loại cọc để xử lý nền đất yêu pho b

cọc

nur cọc tre, cọc

trim, cọc p cọc bể tổng cốt thép, cọc xỉ mang đất, cọc cấc Mỗi một gi

pháp móng cọc đều có những wu nhược điểm và phạm vi ứng dụng nhất định

141 Coctre

Việc sử dụng một số loại tre lâm cọc củ thiện chit lượng nén móng đã được ứng

dụng khá lâu đời Ngày nay tre vẫn rất được ưa chuộng trong việc sử dụng làm cọc

cải thiện khả năng chịu tải cia nền để nâng cao độ chặt của đất và giảm hệ số rổng

của nỀn nâng cao sức chịu ti của nén ở những công trình có tải trong không lớn và

những công trình quy mô nhỏ.

Tre ding làm cọc là loại re tươi, giả, trẻ đực, dang long thẳng, chọn đoạn có

đường kính từ 70-100mm, dai 1,5-4m, chặt vat ở mũi cọc Thông thường đóng

20-25 cạcfm.

Coe tre để sử dụng được lâu bén cần phải đóng dưới mực nước ngằm Nếu trong

nền đất khô, tre sẽ mau bị phá hủy Nếu trong mỗi trường thích hợp cọc te có thể

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 5

sử dụng được trong 50-60 năm Nếu cọc tre làm việc trong vùng đất khô ướt thatthường th cọc rất nhanh bị mục nát

Cọc tre là cọc được sử đụng phố biển ở Việt Nam, dùng cho những công trìnhquy mô tả rong nhỏ thấp ting Cọc te được sử dụng để nâng cao độ chit cia đất,giảm h số ring nang cao sức chị tải của đắt nền cho những công trình 6 ti rong

truyền xuống không lớn hoặc để gia cổ cử kẻ vách hồ dio.

142 Coe trim

Coe cừ tràm được người Pháp sử dụng cách đây trên 100 năm ở miền Nam, ví

dâu nhà hát TP.HCM, chung cư Thanh Đa Quận Binh Thanb-TP.HCM (xây dựng

vào khoảng năm 1968-1972) đều ding cờ trầm Một th gian tdi khi ma cọc bềtông cốt thép chưa được sử dụng rộng rai, hay những căn hộ ở TP.IICM nói riêng

và miễn Tây Nam Bộ nói chung thường dùng cử trim như một giải pháp gia cổ

móng khi xây trên nên đất yêu cho đến tận ngày nay, điều này minh chứng cho kinh

nghiệm cuả những người đi trước tong việc sử dụng cử trầm như một giải pháp

hiệu quả giai cố nền móng cho những công trình thấp ting tải trọng nhỏ,

Coe trim giống như một sé loại cọc gỗ khác ding thích hợp và cỏ hiệu quả để

xử ý nên đất yêu dưới các công tỉnh dan dụng và công nghiệp cũng như các công

trình khác với quy m6 vừa và nhỏ khí ứng suất trung bình dưới để móng không vượt quá08 kGfem

CC loại đất yếu đăng thích hợp cho cọc tim và mồng cục trm có thé bao gồm các loại cát nhỏ, ít bụi ở trạng thái rời bão hòa nước, các loại đất inh (cắt ph st,

sét pha cát va sét) ở trạng thái đẻo mềm, déo chảy va chảy, các loại đất bùn, đất than.

bùn, và han bùn,

Cục trim chỉ được dùng rong trường hợp mông cọc di thấp và chủ yếu chị ti

trọng thing đứng là chin, không thích hợp đổi với mồng cọc di cao khỉ cổ tải trong ngang tác dụng,

(Coe trim không nên dùng ở những nơi xày ra hiện tượng động đắt và xuất hiệncác dại At

Cae yêu cầu chung đối với công tác khảo sát khi thié

coe trim cũng giống như các loại cọc khác, được quy định trong tiều chuẩn 20TCN

160 : 87 cũng như trong tiêu chuẩn 20TCN 21 : 86 của bộ xây dựng.

Phương pháp hạ cọc cũng giống cọc tre và những loại cọc gỗ khác cỏ thể đồng

hoàng thổ có tính lún ướt

kế các công tình trên móng,

thủ công hoặc đồng bằng máy,

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 9

14.3 Coe gb

(Coe gỗ là loại cọc đã phát triển tr lâu đời ma cả thé giới đã và dang sử dạng đểchịu tải trọng công trình, Một số loại cọc gổ được sử dụng tùy vào khả năng ứng

chiều đãi cọc và Khả năng cung cấp

Tại Việt Nam, ngoài re và trim được sử dụng phổ biển th bên cạnh đồ cây gi, thông, muỗng, Keo, bach din cũng được sử dụng làm cọc do cổ chiều đi lớn hơn

và khả năng chịu lự tốt hơn Những loại cọc này được sử dụng ở những vùng cóting đắt yến diy hay cổ tằm ảnh hướng tương đối quan trọng như cải thiện nễn cầuđường, nin cổng,

Trên thé giới, người ta đã sử dụng cọc gỗ tir rit sớm và cho đến nay cọc gỗ vẫn.

đang được các nước sử dụng đặc biệt là những ving nguồn cung cấp cây cỗi kim coe tốt chẳng hạn như cây thông vàng ở ving Nam Mỹ và ở bờ biển Tay Douglas

Eir có thể tạo những cây cọc dài trên 20m đến 37m

Coc gỗ thích hợp nhất là cọc ma sát sử dụng ở những noi đất có dạng hạt, thôngthường chúng được sử dụng như cọc ma sát trong các lớp cát, bùn và đắt sét có độ.chat thấp, Không thể đồng cọc vào lớp đất có cường độ cao như những lớp sỏi sét

cứng hoặc đá vì chúng có thé bị hong trong lúc ép cọc Ngoài ra, để đảm bảo sự làm.

việc Ổn định của cọc thì chỉ ly sức chịu ti của cọc đưới 30 tin theo Peck, Hanson

và Thombum 1974,

Coe nằm trong ting đất bao hồn nước hoặc ting đắt luôn đảm bảo độ ẩm tốt cho

se thì cọc sẽ bin vững rất lâu dải Tuy nhign, nên tránh sử dụng cho những công

ce vĩ sinh vật tin công và tuổi thọ của cọc chỉ

ven biển vi khi đó cọc gỗ

con vai ba thắng

Hạn chế tối đa việc nối cọc, trong trường hợp cọc chỉ chịu nén không chịu kéo,chiu uốn và lực cất thi cổ những cách đơn giản để nỗi cọc như dùng ông thép,miếng thép với bu lông để liên kết hoặc có thể dùng lõi thép và vòng đai bọc ngoàicoe gỗ Còn nếu cọc chịu kéo, chịu uốn và lực cất thì trước đây người ta thườngdàng cách ốp gỗ kết hợp với những thanh sắt và bu lông để iên kết nhưng tắt tốn

công Ngày nay đối với trường hợp này người ta sẽ ding biện pháp móng cọc khác.

thuận tiện hơn

Coe gỗ khác có thể đóng thủ công hoặc đóng bằng máy Những cọc vớihid đài lớn thì hãi đồng, ép bằng máy d đạt hiệu quả kỹ thuật hơn C6 thé khoandẫn để việc đồng ép cọc dễ dng và chính xác hơn,

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 10

144 Cục thập

Trên thé giới, móng cọc thép là một loại móng đã được giới thiệu sử dụngkhoảng những năm 1800 để có thé đáp ứng các điều kiện địa chất phức tạp, độ tin

Học viên: Trân Nhật Vũ n

cây của kết cấu móng trong xây dựng khả cao Có các loại cọc thép như: cọc théphình chữ H, cọc Ống thép, cọc vít (cpe xoắn) cọc tiết điện hộp, cọc ông hình thấp vàeoe thép có thể kết hợp với cọc khác để đạt hi qua theo từng công trình cụ th

Coe Ống và cọc ễt diện chữ H được sử dụng phổ biển nhất trong thực ế xây dựng

14.4.1 Coe ông thép

Với sự phát tiễn về kinh tế và công nghiệp, ứng dụng cọc ông thép ngày cảngtrở nên phố biến hơn trong qué tình phát iển 46th, ải hiện cơ sở hạ ng nhưđường si, cầu cảng, nhà ở và những công trình khác Coe ống thép mang lại nhiều

ưu điểm vượt trội so với cọc bê tông bởi độ bền và cường độ cao của vật liệu, đạt

“được khả năng chịu tải trong cao và khả năng kháng ngang lớn.

Từ đi thể ky XX, móng cọc Ống thép đã được sử dụng tại nhiều nước như Đức

(1930), Nga (1931) Năm 1954, móng cọc ống thép dạng đơn đã được sir dụng

trong xây dựng bên cảng Shiogama (Nhật Bản) Năm 1964, hệ vòng vây cọc ông.

thép lần đầu tiên được sử dụng tụi Nhật Bản Năm 1969, móng cọc ống thép đãđược áp dụng cho cẩu vượt sông Ishikari ở Hokkaido Tinh đến nay, hàng nghìn.mỏng cọc ông thép đã được xây dựng ở Nhật Bán, châu Âu, châu Mỹ:

Móng cọc ống thép thường được chia làm 2 loại: dạng đơn và dang giếng

Móng cọc ông thép dạng đơn được phát triển tương tự như các loại móng cọcphổ biễn như cọc khoan nhỏi hay cọc đóng (ép) BTCT Hệ móng gồm cúc cọc được

bố tí độc lập với số lượng và khoảng cách các cọc phụ thuộc vào thiết kế, Tuynhign, một trong những tổn tại của dạng mồng cọc này la đi với các trụ cầu tại khuvực nước sâu, vẫn phải thi công hệ vòng vay cọc ván bao quanh để ngăn nước, phục.

vụ công tác thi công bộ và thân trụ Coe ống có thé sử dụng như cọc ma sắt, cọc chống và kết hợp giữa ma sắt và chống thm chí cả cọc chống vào đá

Hệ móng cọc ống thép dang giếng gồm rit nhiều cọc ống thép được liên kết vớinhau bằng khóa nỗi vớ tác dung không những làm chịu lực như kết cẩu chỉnh của

mỏng mà còn ngăn nước tạm thời trong giai đoạn thi công Méng cọc ống thép dạng

giếng cổ thé dưới dang hình trên, chữ nhật và hình 6 van Pham vi áp dung mồng

này cho các vùng nước sâu để giảm được thờ gian thi công công trình

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 1ø

Cho đến nay, việc áp dụng cọc ống thép, đặc biệt là móng cọc ống thép dạng.

giống vẫn chưa được ấp đụng phổ biến ở Việt Nam Tuy nhiên, có một số dự án xâycdựng cầu lớn như cầu Bính (Hải Phòng), cầu Thanh Trì, Nhật Tân (Hà Nội) đã áp

dụng các dạng khác nhau cia cọc Ống thếp

“Tiêu chuẫn kỹ thuật vật liệu lâm cọc ống thép cho các cầu hiện nay chủ yếu theotiêu chuẩn Nhật Ban (tương đương với tiêu chuẩn ASTM của Mỹ) như SKY400,

SKY490 (cầu Thanh Tri, cầu Nhật Tân) theo IS A5525

HÓA NỘI KIEU ÔNG ÔNG.

Tình 1.4: Kết cấu trụ cầu có hệ móng cọc ống thép dạng giếng hình 6 van,

144.2 Coe thép chữH

Coe thép tết điện chữ H sử đụng thích hợp để xuyên qua các lớp đất dể cứng

(Coe chữ H làm dịch chuyển it it whit khi đồng v mi chúng có thể dễ dingđồng qua những lớp đắt chặt mà không gây rồi đắt

Coe thép tiết điện chữ H được sử dụng như cọc chống, cọc chịu kéo, chịu uốn

Coe thép chữ H được đóng qua lớp đắt mềm tới ting đất cứng chịu lực ở dưới

Nhưng khi đóng qua những lớp đất cứng gỗ ghê mũi cọc để bị hỏng nên lực chẳng

Học viên: Trần Nhật Vũ 1B

mũi đáng bị lo ngại, vì vậy cọc này cần được bảo vệ mũi bằng cách bọc kim loại

cứng ở mũi cọc

Hình 1.5: Một số loại cọc xoắn

Coe xoắn thường được sử dụng để chịu tải trọng nhẹ, cọc nảy gồm một ống rồng

bằng kim loại, phần đầu dưới có cánh thép xoắn ốc

Loại cọc này được thi công bằng cách sử dụng moment xoắn khoan xoay tiếtdiện thép hình xoắn de xuống đất mà không cần đảo đất

Ưu điểm của loại cọc này là kết cấu hoặc trang thiết bị có thể lip đặt trực tiếplên nén móng ngay sau khi cọc được thi công xong Tùy vào cấu tạo của cánh thép

mà cọc cũng có thé chịu tải trong lớn, như trong hình Š đầu cọc có cánh thép rộnggan 500mm và được hàn nhiều tắm thép, loại cọc này có thể chịu tải đến 1000 tấn

Một số cầu tau ở Hai Phong cũng được xây dựng trên các cọc thép xoắn có

đường kính Sng cọc 30cm, chiều dai 18m, đường kính vit Im.

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 1

Kết cấu của cọc được chọn tủy theo tính chất của đắt Đối với những đất chắc thibắn kính của vít nhỏ, nhưng bước vit thì dai Đối với những đất mềm th đường kínhvit lớn, mà bước vit lại nhỏ Những đất rắn chắc hoặc chứa nhiều đá ting to thi

không dùng được loại cọc này.

6 mũi cọc và đầu cọc có khoan những lỗ nhỏ để phun nước x6i lở đắt giúp chocông tác vặn cọc ăn sâu xuống đất được dé dàng.gần đây người ta đã thiết kế những.coe vít só đường kính rất lớn để chịu tải lớn hơn Ông cọc vít sẽ được lắp bằng bê

tông sau khi khoan Xong

“Tiết diện của cọc chu tải trong thiết kế xác định theo ứng suit nén cho phép của

bê tong trong cọc, còn phần vỏ thép và phin vít thi tính theo moment xoắn khi van

‘coe Moment này phải thẳng lực ma sát ở mặt bên của cọc và thắng lực cản của đất

nên vào cánh vit và mũi cọc,

Những cọc thép ngâm lâu trong nước thường bị gi và hủy hoại, đặc biệt quả

vinh diễn ra trong nước mặn nhanh hơn trong nước ngọt

Phin cọc thép ở cao trình mặt nước và ở trong không khí gin nước thì bị gi mạnhnhất Phin cọc thép nằm trong đắt hư hong chậm hơn phin ở trong nước Coc chôntrong cát đồng chất thi bin lâu hơn cọc chôn trong đắt sét

Để tránh gi cho cọc thép thường người ta quét nhựa bi tum, hắc in, chất chống

si lên bề mặt cọc thép,

LAS Coe bê tông cốt thép đúc sẵn

Coc bê tông cốt thép thường có thé chế tạo tại xưởng hoặc ngay tai công trường,sau đó dùng thiết bị đóng, ép xuống đất Cấp độ bên chịu nén của bê tông đúc cọc

phải từ B15 trở lên (tương đương với Mác bê tông 250 trở en),

“Tiết điện cọc: hình vuông, chữ nhật, hình tron, tam giác, chữ T, chữ thập trong

đó, cọc có tiết diện vuông được sử dụng phổ biến nhất

Kích thước cọc: Chiều đãi và

trọng công trình Coe thường có dạng hình vuông, cạnh cọc 0.1-Im, Ở Việt Nam,

coe đúc sẵn tại các nhà xưởng thường cỏ kích thước 0.20 4m Nếu chiều đãi của

se quá lớn cỏ thé chia nhỏ thành đoạn ngắn để thuận tiện cho quả trinh ché tạo,

t diện cọc phụ thuộc vào yêu cầu tính toán từ tải

vận chuyển và phù hợp với thiết bị hạ cọc,

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 1s

145.1 Coc ứng suất trước

Coc bê tông ứng suất trước hiện nay dang din thay th cho cọc bé tông vuôngđúc sẵn truyền thống vì những ưu điểm vượt trội như sau:

Bing 1: Đăng so sinh cọc bể tông vuông truyền thông

và cọc ly tâm ứng suất trướcChi tiêu so ‘Coe bê tông vuông truyền ‘Coe bê tông ly tâm ứng

sánh thống suit trước

~ Thấp chủ sử đụng thường tir |= Thép chủ sir dụng thép có, 414-22, thép dai từ ÿ6-ÿ8— | cường độ cao từ 47.1-69.1,

tủy theo kích cỡ cọc thép đai từ ÿ 3-44 tùy theo

- Lượng bê tông sử dụng nhiều | kích cỡ coe 1.Giá thành | do đúc đặc ~ Lượng bê tông sử dụng vì

sản phẩm — |- Chiểu dai cọc hạn chế do cin | lòng cọc rỗng

nhiều bích nối ~ Chiều dài của cọc có thể

sản xuất đến 20m, nên

~ Thép sử dụng là thép thường, _ |- Thép sử dung la thép có.

bê tông đỗ và di bằng tay nên - | cường độ cao

cắp độ bên chịu nén thp từ B20- |- Bê tông sau khi đồ vào

B25 khuôn sẽ được quay lì âm

ông việc dưỡng hộ không _ |tạo độ nén lớn nên cấp độđồng đều nên có tink trạng nit | bn chịu nén cao B40:B60

chân chim trên cọc ~ Sản phẩm được hip dưỡng,

2 Chất lượng ham dược Hộp dường

~ Đỗ bằng phương pháp thủ công | hộ nên đạt độ cứng cao, chất

sản phẩm cọc eee hàn be lie, oenên có thé có những lỗ hồng bên | lượng đồng du không bi ran

trong mà mắt thường không nhìn | nứtthấy dẫn đến việc cọc có thé bị _ | - Bê tông được quay ở tốc độnứt, gây trong quá trình thi công _ | cao nên sẽ bám rat chặt vào

và chịu tải công tình thép và các ngốc ngách của

khuôn nên cọc sẽ rit it

khuyết tật

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 16

3 Thời gian,

chỉ phí

chuyển và thi

~ Việc sản xuất tn nhiều thời

gian và diện tích Sau khi đỗ bê

tông thi it nhất 2 ngày mới gỡ ván khuôn.

~ Chi phi thi công cao do có khối lượng lớn hơn với cọc ứng suất

~Do được hip đưỡng hộ nên chỉ sau 4 gid là có thé tách.

khuôn nên năng suất cao và íttốn diện tích khu sản xuất.

Chỉ phi thi công

thường được ép bằng robot,

yon doi

năng suất cao

công trước cùng kích cỡ.

-Chi phí vận chuyển cũng ting | - Chi phí vận chuyểnrẻ hơn

do số lượng và khối lượng vận

chuyển trên I chuyến lớn hon

~Do die bằng phươp phip thi] - Do duge căng lve wo ing

công nên chiễu dai bị han chế, | suit rude và quay ly tim, độ

ge ngắn phá sử dụng nhiều tông cao

đoạn nối tim tim cọc không đồng | nên có thể sản xuất được cọc

4, Chiễu đài | tâm và khả năng cọ chịu lực cất | có chiễu di lớn hơn, giảm

cọc vàkách |kếm đoạn nối nên giảm được chỉ

eB coe ~ Không thé sin xuất cọc có kích | phi, ting độ chịu lực của cọc

thước lớn, ở Việt Nam tối dala |- Có thể sản xuất được cọc có400x400 đường kính lớn lên đến Lôm

phục vụ cho những dự én lớn

“TNỗith của cọc bêtông cỗ — [“Doepcđượcqmylylâm,

s Tags, | Hi hấp doc vốt nứt nhỏ mà | độ bin chin nén eu cọc cao,

mắt thường không thể nhữn thấy | vi được căng lực rước nên

ee được gần như loại bo hin các vết

nức

~Cũc vũ nữtlàm hiến cho môi |-Hằunhzkhôngcôvấtnữt trường xung quanh cọc xâm thực | nén ngăn chặn được việc

6.Độ an môn | dễ ding phá hủy kết cầu thép, | xdm thye của môi tường

vàkhả ning |đặcbiệtrấtnhanhtưongmôi — | xung quanh cọc gia tăng MỖI

chịu it, tốn | trường có các chất ăn mon, nước |thọ của cọc

lo, nước mặn.

-Đổi với công trình có tải trọng

Hạc viên: Trần Nhật Vũ

ổn và thường xuyên chịu lực tác động ngang như bến bãi, cầu cảng thi cọc bê tông đễ bị nứt

‘ely do mác thấp và khả nang

chịu cắt, uốn của cọc kém

Coe tròn bê tông ly tâm dự ứng lực được sản xuất tho tiêu chuẩn JIS A

5335-1987 của Nhat Thép cường độ cao theo tiều chun JIS G 3137-1994

Việc sử dụng cọc bê tông ứng suất trước giúp tiết kiệm hơn từ 25-35% so vớicọc bé tông cốt thép thông thường Coc ly tâm cũng cổ thể dip ứng được các nhưcầu đa dạng của các công trình xây dựng từ cầu đường đến dân dụng và côngnghiệp, Bên cạnh đó, việc sản xuất, quản lý tong mỗi trường nhà mấy nên chấtlượng cọc cũng đảm bảo đồng đều và én định Ngày nay, cọc ứng suất trước côn có

¢ điện thường gặp cạnh dài từ 300-500mm cũng sản xuất tại

loại sọc vuông với

nhà máy dễ dàng cho việc vận chuyển và thiết ké thi ông

Hiện nay, cọc BTCT đúc sẵn được sử dụng rit phổ biến cho các công trình vi dé

F

theo quy phạm TCXD VN 189:1996; TCXD VN 205:1998 Quy tình th công phổ

ự kiểm soát được chất lượng cọc Coe bé tông cốt thép đúc sẵn được áp dụng

biến và có tiêu chuẩn, quy phạm thit kế quy định Giải pháp sử dụng cọc BTCT

đúc sẵn có thé tận dụng được khả năng làm việc của lớp đất tốt phia duéi Nhữngđối với những công trình tải trọng lớn ma bể day lớp đắt yếu lớn (45-50M) thì biện

phip này không hiệu quả

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 18

Học viên: Trân Nhật Vũ 19

‘Mai cọc ứng suất trước bn

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 20

1.4/52 Coe khoan nhồi

Coe khoan nhồi là một loại móng sâu được thi công bằng cách đổ bê tông tơivào hỗ khoan trước đó.Cọc khoan nhồi được giới thiệu vào Việt Nam vào đầu thập

cho

kỹ 90, và được sử dung nl nay với mục dich giúp cải thiện nén công

trình trong các lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp như chung cư cao ting,

Hà Nội, cầu Mỹ Thuận, cầunhà công nghiệp, lĩnh vực cầu đường như cầu Việt Tri

Bình Phước.

Coc khoan nhdi có tiết diện và chiều dài lớn hon nhiều so với một số loại cọckhác, nên vie bổ ti cọc đưới ác đãi oe t hơn và dB ding hơn, Các công nghệ thicông cọc khoan nhỏi đường kính lớn đã giải quyết các vẫn đề kỹ thuật móng sâutrong nền địa chất phức tạp; ở những nơi ma các loại cọc đóng bằng búa xung kíbúa rung hay cọc thép không thực hiện được hoặc chúng đòi hỏi chỉ phi cao, tiến độthi công kéo dài và hơn thé nữa chất lượng công trình không đảm bảo độ bên Cọc.nhồi có sức chịu tải ngang lớn việc thi công cọc nhdi có những rung chin nhỏ hơn

là cọc đồng, đồng thời không gây trdi đất và day các cọc xung quanh sang ngang,

“Tuy nhiên, nếu gặp phải lớp cất rời diy thi việc giữ thành hỗ khoan là một khó khăntương đối lớn vì nó có thể gây sạt lờ vào hồ khoan và cát chảy có thé gây mắt én

định cho các cọc xung quanh, nghiêm trọng hơn sẽ gây bư hại cho công trình lân

cận Sức kháng đơn vị cũng giảm di nhiều so với cọc đồng cọc ép do quá trnnhKhoan làm cho dtr ra, đồng thời cũng làm xảo trộn đất,

Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhỏi cũng khó khăn hơn các loại cọc Khác vi

thân cọc được đổ bê tông không nhìn bằng mắt thường được Bên cạnh đó, chỉ phí

công trình sử dụng cọc khoan nhỗi lớn vì thiết bị công kénh và đt tiễn Ngoài ra,

chất lượng cọc còn phải tùy thuộc vào trình độ và công nghệ đỗ bê tông Với đặc

điểm thi công khoan tạo lỗ trước nên có thể kiểm tra lại điều kiện địa chất côngtrình của từng cọc và có thể đễ dàng thay đổi kích thước, nh là chiều sâu để phù

hợp với điều kiện địa chất công trình thực tế

Coe khoan nhỏi có kich thước mặt cắt, chiều di sọc lớn (đường kinh cọc tới3m, chiều dit cọc có thề dii đến 120m), So với các loại cọc khác (rit cọc ép) thi

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 2

‘coe khoan nhdi thi công thuận lợi trong các vùng đông dân cư, gần công trình đã

xây trước.

Coc khoan nhdi thích hợp với các loại nén dat đá, kể cả vùng có hang casto,những công trình cổ tải trọng nặng, địa chất d hay có địa ting thay đổi

phúc tạp

Thich hợp cho nền móng các công trình cầu vượt trong thành phố hay khu dân

sư đông đúc vi nó đảm bảo được các vẫn đề vỀ môi tường cũng như tiến độ thisông cin phải nhanh Nhà cao ting có ting him hay các công trình yêu cầu độ lúnrit it hay hầu như không lần công cổ thể sử dung phương pháp cọc khoan nhi

iéu chuẩn sử dụng cho cọc khoan nhỏi: TCXD 195:1997; TCXD 205:1998;

'TCXD 206:1998; 22TCN1999

Ƒ

Học viên: Trân Nhật Vũ 2

eet Bước aed se

Tình 1.9: Quả trình thi công cọc khoan nhỗi

Bước I : Thi công cọc khoan nhỗi có đặt sẵn ống thép

Buse 2 : Khoan thủng đáy cọc theo ông đặt sẵn

Bước 3 : Dũng nước ấp lực ao thé sạch min khoan đáy cọc

Bước 4 : Bom vữa xi mang xuống đáy cọc.

"Ngoài ra, côn có các tiết diện khác như chữ T; chữ I: hình thập +

Thi công cọc baret cũng giếng như cọc khoan nhỗi, sử dụng các thiết bị chuyên

dạng, với các giu ngoạm ph hợp với kích thước tit điện cọc baret để đảo các hỗ

sâu Đồng thời cho dung dich bentonite vào hỗ dio để giữ cho thành hồ khỏi bị sp

lỡ, Sau 46 đặt lồng cốt thép vào hỗ dio, rồi tiến hành đổ bê tông vào hỗ theo

phương pháp vữa ding Dung dich bentonite sẽ trào lên khỏi hỗ và được thu hồi li

để xử lý Khi bê tông đông cứng cũng là lúc hình thành xong cọc baret.

Sức chị tải của cọc baret thường rất lớn Tủy theo điều kiện địa chất công trình,

tủy theo kich thước và hình đáng của cọc mà sức chị tải của cọc có th dat từ

600-3600 tin! cọc

Coe baret thường ding lim móng cho nhà cao ting Như tòa thấp đôi nỗi tiếng

Petronas tower của Malaysia cao trên 100 tng đã dùng cọc baret chữ nhật I.2x2.8m

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 3

sâu tới 125m, có nhiều ting him với chiều sâu 20m Tại Việt Nam thì có công trình.Centre 3 ting him và 25 ting lầu với kích thước cọc baret chữ nhật 0.6x2.8m đến1.2x2.8m sâu 50m; Vietcombank Ha Nội có 2 ting hằm 22 ting lầu dùng cọc baret

Gin đây, công nghệ tổ hợp được phát triển kết hợp trộn với phun tia, máy trộn

bi mặt Hiện nay, công nghệ xi mang dit sử dụng nhiều nhất tại Nhật Bản và các

nước vùng Seandinave.

Coe xi ming đất là hỗn hợp giữa đắt nguyên trang nơi gia cỗ và xỉ măng đượcphun xuống nền đất bởi các thiết bị khoan phun Mũi khoan được khoan xuống lâmtoi dit cho đến khi đạt độ sâu lớp đắt cần gia cổ thi quay ngược lại và di chuyển lên

trên trong quá tinh đó xi măng cũng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nên

đối với hỗn hợp khô hoặc bơm bằng vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướn).

Kỹ thuật thi công nhanh không phức tạp, không có yếu tổ rũ ro cao Tiết kiệmthời gian đến hon 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt ds cường độ Hiệu quảKinh tẾ của sọc xi măng đắt cao, giả thành thấp hơn nhiễu so với phương ấn cọcđồng, cọc ép, cục khoan nhi

Dễ dàng điều chỉnh cường độ cọc bằng cách điều chỉnh hàm lượng xi măng, dễ

quản lý chất lượng thi công.

Coe xi măng đắt rất thích hợp cho công tác xử lý nén, xử lý mồng cho các côngtrình ở khu vục nền đất yêu như bãi bi, ven sông, ven biển như xây dựng nhà ở,nhà cao ting, bến cảng, biển, m6 chu thành hồ do,

Hạc viên: Trần Nhật Vũ z

Voi mặt bing chật hep, mật bằng ngập nước vẫn có thể xử lý cho công trình cótải trọng lớn vì cọc có thé xử lý sâu đến Sm Dia chất nn là cát là rất phi hợp vớiphương pháp gia cổ bằng cọc xi măng đất với độ tin cậy cao,

Chống th

hưởng đến kết cắu Có thể tạo ma được một tường chống thắm nằm dưới bản đáy,

cho cổng đưới đê, có thé xuyên qua bản dây cổng mà không ảnh

“đồng thời phải lấp bit được các hang hốc ở nên và mang cổng

Hình 1.10: Một số kết su và ứng dung của cọc XMD để xử lý nÊn đất yếu

“Các ứng dung của trộn sâu ( Terashi, 1997)

1- Gia cố nền (ôn định/lún) cho đường cao tốc.

2- Ôn định chống trượt co mái đê cao

3- Mồ cầu mé trụ và đường dẫn đầu

-‡ Thành hồ đào

5- Giảm ảnh hưởng từ cắc công trình lân cân

6- Chống ning đáy hỗ đào

1- Chống chuyển dich ngang cia mông cọc

8- Xây dựng cầu cảng

.9- Gia cố nền cho các tường phá song

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 3

Ung dụng của cọc xỉ măng dat trong việc xử lý nên:

Pham vi áp dung:

Phuong pháp trộn dưới sâu thích hợp với các loại đất khác nha như đất sét déo

bảo hồ: bao gm bùn nhão, đắt bùn, đất sét và đắt sét bột, v.v DO sâu gia cổ từvải mét đến 50 + 60m, Ap dụng tt nhất cho độ sâu gia cổ từ 15 + 20m và loi đắt

yếu khoáng vật đất sét có chứa đá cao lanh, đá cao lanh nhiều nước và đá măng tô.

th iệu quả tương đối cao; gia cỗ loại đất tính sét có chứa da silie và hàm lượng

chat hữu cơ cao, độ trung hòa (pH) tương đối thấp thì hiệu quả tương đối thấp

‘Coe xi ming đất là một trong những giải pháp xử lý nén móng, áp dụng rộng rãi

trong việc xử lý nền đất yêu cho các công trình Xây Dựng, Giao thông, Thủy lời,Sân bay, Bến cảng làm tường hảo chống thắm cho đê đập, sửa chữa thắm mang.cống và diy cống, gia cỗ đất xung quanh đường him, én định tường chắn, chốngtrượt đất cho mái đốc, gia cổ nền đường

[Neo chúc năng làm tang cường độ chịu tải của đất nén, trụ đắt xỉ mang côn

được dùng trong các trường hợp sau.

+ Giảm độ lần công trình;

+ Tăng khả năng chống trượt mái dốc;

+ Ôn định thành hồ móng.

tí đẫm

~ _ Thi công nhanh tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ.

đúc cọc và dat đủ cường độ lâu như cọc bé tông cốt thép, kỹ thuật thi công

không phức tạp, không có yếu tổ rủi ro cao.

= Pham vi áp dụng rộng, thích hop với nhiễu loại đất nén yếu

= _ Rất thích hợp cho công tác xử lý nỀn, xử lý móng cho các công trình ở các

khu vực nền đất yếu như bai bồi, ven sông, ven biển

~ Thi công được trong điều kiện mặt bằng chit hep, mặt bằng ngập nước

= Có thể xử lý đưới móng hoặc kết cấu hiện có mà không ảnh hưởng đến công

tình, Thiết bị nhỏ gọn, cỏ th thi công trong không gian hạn chế chiều cao,

nhiều chướng ngại vật Ít chắn động, ít tiếng én, hạn chế tối da ảnh hưởng

fr với các công trình lân cận.

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 26

~ _ Hiệu quả kinh tế cao, giá thành hạ hơn nhiễu so với phương án cọc đóng, đặc.

biệt trong tình hình giá vật liệu leo thang như hiện nay.

~ Kha năng xử lý sâu (có thể đến S0m) đối với phương pháp Jet Grouting; tir

15-20m đối với phương pháp trộn khô Dry Jet Mixing.

~ _ Có thể xử lý cục bộ, không làm ảnh hưởng đến các lớp đất tố.

= Dia chất nên là eit rt phù hợp với công nghệ gia cổ xi măng, độ tn cây ca

= Big dang nền dit gia cổ rất nhỏ vì vậy giảm thigu các ảnh hưởng lún đối với

các công trình lân cận; tăng sức kháng cắt ồn định nền móng công trình

= DE ding điều chỉnh cường độ bằng cách điều chỉnh him lượng xi ming khỉ

thi công

= DE quản lý chất lượng thi công

= Han chế được 6 nhiễm

= Đối với phương án trộn khô Dry Jet Mixing thì không edn nước cho quá trình

tạo vữa dung dich Hoạt động không có nước sẽ làm công trường sạch sẽ hơn

cũng như giảm thiêu khối lượng phá hoại công trình

= Hàm lượng xi mang hoặc vôi sử dụng ít hơn và quy trình kiém soát chất

lượng khi trộn Khô đơn giản hơn là phương án trộn ướt

đá, hoặc khi cần xuyên qua các lớp đắt cứng hoặc tắm bé tông.

Không thi công được nếu phan xử lý ngập trong nước.

+ Phương pháp thi công

~ Khoan phụt truyền thống:

Khoan phut truyền thông (còn được gọi là khoan phụt có nút bịt) được thực hiện.

và gây ra các chuyển vị quá giới hạn trong lòng

it 6 lẫn rác, đất sét, cuội

theo sơ đồ hình 2 Mục tiêu của phương pháp là sử dụng áp lục phụt đ ép vữa xỉmăng (hoặc ximăng — sét) lắp day các lỗ rỗng trong các kẽ rỗng của nén đá nứt né.Giin đây, đã có những củi tiễn để phụt vữa cho công trình dit (đập dt, thân để,

Hạc viên: Trần Nhật Vũ Fa

Phương pháp nay sử dụng khá phổ biến trong khoan phụt nén đá nứt nẻ, quythi công và kiểm tra đã khi hoàn chỉnh, Tuy nhiễn, với dit cất mịn hoc đấtbùn yếu, mực nước ngằm cao hoặc nước có áp thì không kiểm soát được dòng vữa

sé i (heo hướng nào

~ Khoan phụt kiểu ép dit: là biện pháp sử dung via phụt cổ áp lực, ép vữa chiếm

chỗ của đất

Khoan phạt thẩm thấu: là biện phấp ép vữa (hường là hoá chit hoặc ximang

‘eye mịn) với áp lực nhỏ để vita tự đi vào các lỗ rỗng Do vật liệu sử dụng có giá

thành cao nên phương pháp này ít áp dung.

~ Khoan phụt ao áp (Jet ~ grouting)

Công nghệ trộn xi măng với đất tai chỗ- dưới sâu tạo ra cọc XMĐ được gọi làcông nghệ trộn su (Deep Mixing-DM) Phương pháp này dựa vào nguyên lý cắtnham thạch bằng dòng nước áp lực Khi thi công, trước hét dùng mấy khoan để đưa

ống bơm có vòi phun bằng hợp kim vào tới độ sâu phải gia cổ (nước + XM) với dp

lực khoảng 20 MPa từ vòi bơm phun xả phá vỡ tằng đất Với lực xung kích của

dong phun va lực li tâm, trong lực sẽ trộn lẫn dung dịch vữa, rồi sẽ được sắp xếp, lại theo một tỉ lệ có qui luật giữa đất và vữa theo khối lượng hạt Sau khi vữa cứng thành cột XMD.

lại s

LAT Cục cát

Việc sử dụng cọc cát được nha bác học Nga M.X Voikow để nghị đầu tiên vào.

năm 1840 và sau đó là g 10 sư V.I kurdyumov năm 1886 Qua hơn một thập ky

phương pháp nay đã được tiếp tục nghiên cứu, bỗ sung và được ứng dụng ở nhiềunước trên thé giới như Liên Xô, Trung Quốc, Anh, Pháp, Hà Lan và Mỹ

Hiện nay, cọc cắt cũng là giải pháp thi công cả thiện nền cho các công tình trên

nên đất yéu ở Việt Nam với giá thành vừa phải, nguyên liệu sẵn có trong tự nhiên,

phin nào rit ngắn thời gian thì công đáp ứng chit lượng phủ hợp vỀ yêu cầu ky

thuật như nhà ở, cầu cổng trong đó nén đường được sử dung nhiều nhất Coe cát

đã và đang được sử dụng trong một số công trình trọng điểm trong nước, điển hình như: dự án đường cao tốc Hỗ Chí Minh - Trung Luong, Cầu Gi - Ninh Bình, Hà Nội - Hải Phòng, Hà Nội - Lào Cai

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 3

Coe cát có một số đặc điểm sau:

= Có ắc đụng làm cho độ rồng, độ âm của nền giảm di, trọng lượng th tích,

mô dun biển dạng, lực dính, góc ma sit trong tăng lên do vậy biển dạng của giảm và cường độ

~_ Dưới tác dụng của tải trọng, cọc cát và vùng đất được nén chặt xung quanh.

se cũng làm việc đồng thời, đất được nền chặt đều rong khoảng cách giữa

sắc cọc,

+ của nền đắt diễn biển nhanh hơn nhiều so

= Khi đồng cọc cát, quá trnh cổ

ới nÊn đất thiên nhiên hoặc nỀn đất ding cọc cứng,

~_ Vật liệu cát dùng làm cọc là loại vật liệu rẻ hơn nhiều so với các loại vật liệu.

làm cọc khác như: cây 26, thép, bê tông hay bê tông cốt thép và không bị

nước ăn min nếu nước có tính xâm thực.

= _ Thiếtbị thí công cọc cát đơn giản không đòi hỏi thiết bị phức tạp

= Toi Việt Nam, nhìn chung giáthảnh phương án cọc cát rẻ hơn so với một số

phương án cọc khác như cọc gỗ, cọc bê tông cốt thép.

Coe cát là một giải pháp xử lý nỀn được áp dụng ph biến đối với các trường

hợp công tinh có ti trong tương đối lớn, Coe cát được sử dụng để lên chặt và giúp cho nén thoát nước nhanh chóng, đạt én định về lún nên cổ thể nói phủ hợp với các

loại đắt yêu không có hàm lượng chất hữu cơ cao hoặc dit quá nhão yếu không thé

nến chặt được, có chiều dày khá lớn (15-20m)

VỀ mặt thi công, cọc cát có phương pháp thi công tương đối đơn giản không đòi

hỏi nhiều thi bị phức tạp nên giá thành thi công cọc cát rẻ hơn so với một số

1.8 Mật số wu điểm cin móng cọc

Hiện nay, móng cọc có thể đáp ứng được các loại tải trong khác nhau từ tải

trọng nhỏ như nhà dân dụng cấp 4 cho đến các công trình có tải trọng lớn như nhàsao ing, công trình thủy lợi, giao thông, nhà công nghiệp,

Đối với cọc gỗ, rong dé bao gồm cả cọc re, cọc trim với những ưu điểm như:

= Trọng lượng vật liệu nhẹ, giảm được tải trọng nền công trình và cũng dễ

đảng cho quá trình vận chuyển, gi thành vận chuyển tương đối thấp

- Nguồn cung cấp vật liệu dồi dio và chất lượng tốt vì Việt Nam thuộc nước

nhiệt đói nên gid thành cọc gỗ thấp và đáp ứng được nhu cầu sử dụng của người dân

~ _ Thiết bj thi công cọc gỗ tương đối đơn giản có thé thú công bằng tay đ

coe tre và cọc trim Thời gian thi công nhanh, chi pl hi công thấp Đối với

một số loại cọc gỗ khác có thể nổi dai thêm dùng để chéng xuyên qua những.ting đất yếu day tới đất tốt, hoặc tăng sức kháng hông của cọc,

~_ Tuổi thọ sử dụng cọc gỗ rất bền lâu nêu được đóng ngập dưới mực nước

ngầm hoặc mỗi trưởng độ am cao.

= _ Ngoài ra, việc sử dụng cọc gỗ được xem là thân thiện với môi trường hơn so

với các loại cọc khác Nhìn chung, cọc gỗ rất phù hợp đổi với những công.

trình có quy mô nhỏ về tả trong và chỉ xây dựng không lớn nhưng vẫn đảmbảo được khả năng chịu lực tốt, độ bền tương đối cao

Đối với những loại cọc khác có thể chịu tai trong lớn hơn như cọc cát, cọc xi

măng đắt, cọc thép, cọc bé tông cốt thép, thi việ thi công không còn gặp nhiềuKhó khăn như trước đây vì máy móc và các thiết bị đã được cải tin rất nhiều, gip

cho biện pháp thi công đơn giản, qui tình thi công nhanh Ngoài ra, một số loại cọc

cũng được áp đựng cho các công trình có tải trọng nhỏ hơn với mục đích đảm bảo.

an toàn, kéo đãi thời gian sử dung nền cho công trình và đôi khi Iai tết kiệm được

chỉ phí xử lý nền Chẳng hạn như ding cọc khoan nhồi mini tiết diện nhỏ đườngkính 300 thay cho các cọc re, cọc trim, cọc p đối với các nhủ ở din dụng hay nhà

công nghiệp có tải trọng nhỏ.

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 30

i song song với việc đất nước xây dựng cơ sở hạ ting, thi bên cạnh đó áp dụng

các biện pháp thi công mồng cọc ngày nay trở nên phổ biến, nên dường như những

khỏ khan trong công tác thi công hầu như được rút kinh nghiệm dẫn và trở nên tối

ưu hon, Như trước diy, việc đồng ép cọc gỗ hay cọc đúc sẵn thường dùng những

phương án thủ công thi nay có thể kết hợp sử dụng máy móc đồng ép rung, hay

ng robot

1.6 Một số ton tại trong thiết kế va thi công móng cọc

Nước ta là nước dang phát triển, vì vậy việc thiết kế, thi công các công trình xử

ind

lý nén bằng mồng cọc nói chung còn tôn tại nhiều được giải quyết

ề khảo st: Đội ngũ Khảo sất có thể còn chưa chuyên nghiệp, công cụ Khảo sit

chưa được sit dụng 1 cách tối ưu hoặc thiếu máy mée để việc khảo sát nhanh hơn

“Tài liệu khảo sắt còn nhiều chỗ chưa e! xác, chưa đánh giá hết thực trạng và ứng

xử của đắt nễn Do đó, đưa ra những chỉ tiêu cơ lý đất nền nhiều khi vẫn chưa chính.xác đội khi đựa vào kinh nghiệm, sự chủ quan dẫn đến tinh trang đưa giả pháp

mồng cọc không được chuẫn xác gây mắt an toàn do se lần lúc th công hay cả khỉ công trình đã được đưa vio sử dụng, hoặc Ini quá dư ải gây tổ tht chỉ phí thi công

Về thiết kẻ: đội ngũ thiết kế đôi khi còn non trẻ nên vẫn thiểu nhiều kinh nghiệm

và chuyên môn chưa cao Ở những công trình có quy mô lớn việc thiết kế có những.

Ý kiến trái chiều giữa các 18 chức chuyên môn do quy phạm chưa thống nhất, chưa

cquy định hoặc việc thiết kế cần phải có những may móc tiên tiến để thi công, nên

thường phải thuê nước ngoài thiết kế và thi công, vi dụ như him đường bộ Kim

Lid „ cầu vượt Thanh TH, ).Ngoài ra, vi thiết kế cũng cần rt nhiề tải liệu mẫu

tham khảo nước ngoài, việc hạn chế trình độ ngoại ngữ cũng là một nguyên nhân

cho việc cập nhật những thiết kế tiên tiễn của thé giới

Về thi công:

- Nhân lực: Mặc đủ với đội ngũ nhân công nhiều nhưng việc đào tạo vé chuyên

môn cho đi ngũ thi công vẫn rất kém Tại Việt Nam, việc quy định và kiểm định chất lượng của nhân công còn lỏng lêo và cũng chưa có 1 cơ sở nào được tổ chức để

Hạc viên: Trần Nhật Vũ 3