1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu lựa chọn kết cấu cọc hợp lý thi công xử lý nền, áp dụng cho công trình trạm bơm Nghi Xuyên - Tỉnh Hưng Yên

112 0 0
Tài liệu đã được kiểm tra trùng lặp

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Tiêu đề Nghiên cứu lựa chọn kết cấu cọc hợp lý thi công xử lý nền, áp dụng cho công trình trạm bơm Nghi Xuyên - Tỉnh Hưng Yên
Tác giả Dao Đức Thuần
Người hướng dẫn PGS.TS. Nguyễn Trọng Tu, TS. Đào Văn Hưng
Trường học Đại học Thủy lợi Hà Nội
Chuyên ngành Xây dựng công trình thủy
Thể loại Luận văn thạc sĩ
Năm xuất bản 2013
Thành phố Hà Nội
Định dạng
Số trang 112
Dung lượng 5,45 MB

Nội dung

Kết luận chương 2 39Chương 3: Ap dung lựa chọn kết cấu cọc hợp ly thi công xử lý nền côngtrình trạm bơm Nghỉ Xuyên-tình Hưng Yên 41 3.1Giới thiệu chung về công trình tram bơm Nghỉ Xuyên

Trang 1

LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên lựa chọn kết cau cọc hợp lý thi công xử lý nền, áp

dụng cho công trình trạm bơm Nghi Xuyên - Tỉnh Hưng Yên” Được hoàn thành tại Khoa Công Trình và Phòng Đào tạo Đại học & Sau đại học - Trường

Đại học Thủy lợi Hà Nội.

Tác giả xin bay tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Nguyễn Trọng Tu,

TS Đào Văn Hưng đã tận tình hướng dẫn tác giả hoàn thiện luận văn này.

Xin cảm ơn các thầy cô giáo trong Khoa Công Trình — Trường Dai học Thủy Lợi, các đồng nghiệp trong Phòng Nghiên cứu thủy năng và Năng lượng tái tạo-Viện Thủy điện và năng lượng tái tạo đã cung cấp các số liệu cho luận

x

van.

Xin chân thành cảm ơn các cơ quan, đơn vị và cá nhân nói trên đã truyền

bá kiến thức, tạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập và hoàn thiện luận văn

này Tác giả có được kết quả ngày hôm nay chính là nhờ sự chỉ bảo ân cần của các thầy cô giáo, cùng sự động viên cô vũ của cơ quan, gia đình và bạn bè đồng nghiệp trong thời gian qua Một lần nữa tác gia xin ghi nhớ những dong góp đó.

Với thời gian và trình độ có hạn, luận văn không tránh khỏi những sai sót Rất mong nhận được sự chỉ bảo và đóng góp chân tình của Quý Thầy Cô giáo và các bạn đông nghiệp.

HàNộ¡,ngày thang năm 2013

Tác giả

Dao Đức Thuan

Trang 2

LỜI CAM ĐOANTôi là Đào Đức Thuần, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứucủa riêng tôi Những nội dung và kết quả trình bảy trong Luận văn là trungthực và chưa được ai công bồ trong bat kỳ công trình khoa học nao.

Tắc giả

Dao Đức Thuần

Trang 3

MỤC LỤC

2 Mục đích của

3 Nội dung của luận van

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

5 Kết quả kiến đạt được

Chương 1: Giới thiệu chung

1.1 Tổng quan về các biện pháp xử lý nền cho công trình thủy lợi

1.1.1 Các phương pháp xử lý về kết cấu công trình

1.1.2 Các phương pháp xử lý về mồng

1.1.3 Các phương pháp xử lý nền

1.2 Quá trình phát triển của móng cọc

1.3 Ứng dụng của móng cọc trong việc xử lý nền đất yếu

1.3.1 Khái niệm về nền đắt yếu

1.3.2 Khái niệm chung về móng cọc

1.3.3 Các loại mông cọc thường dùng đẻ xử lý nền đất yếu

1.4 Kết luận chương 1

Chương 2:

Nghién cứu phương pháp xử lý nền bằng cọc bê tông cốt thép

2.1 Các loại cọc bé tông cốt thép xử lý nền

2.1.1 Coe bê tông đúc sẵn

2.1.2 Coe khoan nhồi

2.2 Phân tích đặc điểm chịu lực của các loại cọc bê tông cốt thép

2.2.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc

2.2.1.1 Cọc bê tông cốt thép thường

Trang

13 13 13

16

7 7 17

Trang 4

2.2.1.2 Coe khoan nhồi 182.2.2 Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu dat nền 19

2.2.2.1 Phuong pháp thống kê 19

2.2.2.2 Phương pháp tinh theo cường độ đất nền Hì2.2.2.3 Phương pháp từ kết quả thí nghiệm xuyên động (SPT) 222.2.2.4 Phương pháp từ kết quả thí nghiêm xuyên tinh 22.2.2.5 Phương pháp xác định từ thí nghiệm nén tinh cọc 2B 2.2.2.6 Phương pháp xác định từ thí nghiệm thir động 25

2.3 Phân tích đặc điểm thi công của các loại cọc bê tông cốt thép, 27

2.3.1 Coe bê tông cốt thép đúc sẵn 72.3.2 Cọc khoan nhôi 322.4 Phân tích tinh kính tế của các loại cọc bê tông cốt thép 382.5 Kết luận chương 2 39Chương 3: Ap dung lựa chọn kết cấu cọc hợp ly thi công xử lý nền côngtrình trạm bơm Nghỉ Xuyên-tình Hưng Yên 41 3.1Giới thiệu chung về công trình tram bơm Nghỉ Xuyên 413.2 Tính toán cọc bê tông cốt thép xử ly nền cho trạm bơm Nghỉ Xuyên _ 423.2.1 Các số liệu đầu vào cho tính toán 23.2.1.1 Điều kiện địa chất khu đầu mối 43.2.1.2 Tính chất cơ lý đất nền 443.2.1.3 Điều kiện địa chất thủy văn 443.2.1.4 Kết cấu khu nhà tram 45 3.2.2 Tinh toán ứng suất đầy móng nhà tram 46 3.2.2.1 Trường hợp tính toán 46 3.2.2.2 Tài liệu tính toán 46 3.2.2.3 Phương pháp tinh toán 463.2.2.4 Sơ đồ tính toán 47

Trang 5

3.2.2.5 Lực và tải trọng tác dụng lên đáy móng

3.2.2.6 Tính toán ứng suất đáy móng

3.2.2.7 Tinh toán ồn định

3.2.3 Tính toán lựa chọn kết cấu cọc cho móng cọc xử lý nền

3.2.3.1 Tính toán cọc bê tông cốt thép đúc sẵn

3.2.3.2 Tính toán cọc khoan nhdi

3.2.4 Đánh giá hiệu quả kinh tế các loại cọc xử lý nền

3.2.4.1 Các căn cứ dùng cho tính toán.

3.2.4.2 Kết quả tinh toán

3.2.5 Lựa chọn phương án kết cầu cọc xử lý nén

4g 49

49

sỊ 5 58 61 61 62 633.3 Tinh toán kiểm tra phương pháp xử lý nén móng tram bơm Nghỉ Xuyên.bằng cọc bê tông cốt thép tiết điện vuông

3.3.1 Lựa chọn biện pháp thi công

3.3.2 Tính toán kiểm tra sức chịu tải của nền và cọc

3.3.3 Tính toán kiểm tra ứng suất đáy móng quy ước

Trang 6

Mô phỏng các lớp đắt khu vực trạm bơm Nghỉ Xuyên Mặt bằng đáy mồng nhà trạm

Sơ đồ mặt cất địa chất trạm bom

Sơ đồ bổ trí cọc trong móng,

Sơ dé kiểm tra ứng suất day móng

Sơ đồ khôi móng qui ước

4

7

35 31 35

47 52 64 68 70

Trang 7

Tinh chat cơ lý đắt nền khu vực tram bom

Tính chất cơ lý dat nền khu vực trạm bơm (Tiếp)Bang tổng hợp thí nghiệm xác định độ thấm nước các

lớp đất khu vực trạm bơm

Thông s

‘Hé số tải trọng an toàn dùng cho tính toán

Bang tinh lực, mô men tác dụng vào day móng tram

bơm (TH thi công xong, buồng hút chưa có nước)Bảng tính lực, mô men tác dụng vào đầy mồng trạm bơm (TH vận hành bình thường)

Lục tác dụng lên đáy móng.

Tinh toán độ lệch tam Tinh toán giá trị mô men, lực tác dung Kết quả tính toán ứng suất đáy móng.

Tinh toán các thành phần ma sắt thân cọc bê tông cốtthép

Dự toán cho | cọc BTCT thường tiết diện 40x40em

Báo giá cọc ống bê tông cốt thép

Dự toán cho I cọc bê tông khoan nhdi đường kính D600 mm

Tổng hợp chọn búa đóng cocLực tác dụng lên đầu cọc Bing tính góc ma sắt trung bình Trọng lượng đây noi trung bình Tính momen tiêu chuẩn tai tim đáy móng quy ước M,

nh toán lún móng tại tâm inh toán lún góc móng phía bé hút Tinh toán lún góc móng phía bé xả

tơ bản của nhà tram

18 PL PL

PL PL

46

PL PL 4 48 49 49 35 PL PL

PL 66 PL 68 69 7I PL PL PL

Trang 8

Luân văn thạc

MỞ ĐẦU

1 Tính cắp thiết cũa đề tài

Các công trình thủy lợi thường được xây dựng trên các vị trí có nền đất

yếu, phức tap, độ thắm cao, thường xuyên ngập nước vay công tác xử lýnên móng là công tác hết sức quan trong, ảnh hưởng đến sự ôn định trong quátrình làm việc của công trình Ở các vùng đồng bằng, các công trình chủ yếu

14 những trạm bơm tưới, tiêu lớn Chúng thường phải làm việc trong nhữngđiều én bit lợi, phải hoạt động trong mùa mưa bão khi mực nước trong

đồng và ngoài sông đều lớn Để đảm bảo an toàn cho những công trình này,chúng cần phải được xây dựng trên nền ting vững chắc Điều này đòi hỏi cần

phải lựa chọn phương pháp xử lý nén hợp lý

Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý nền móng công trình, trong đóphương pháp sử dụng phổ biến va rộng rãi nhất là xử lý nền bằng cọc bê tông.cốt thép, Thực tế cũng cho thấy phương pháp này đạt được hiệu quả rit cao.Tuy nhiên cũng có rất nhiều loại cọc bê tông cốt thép như cọc tròn, cọc

vuông, cọc đặc, cọc rỗng việc sử dụng loại cọc nao để công trình đảm bảo

được các yêu cầu vẻ kinh tế, kỹ thuật là một van dé vô cùng quan trọng

Vi vậy đề Vghiên cứu lựa chọn kết cầu cọc hợp lý thi công xử h

Gp dung cho công tình tram bơm Nghỉ Xuyên ~ Tinh Hưng Yên” là hết sứ

ối với khoa học và thực tiễn

thiết, có ý nghĩa

2 Mục đích của đề tài

Nghiên cứu và lựa chọn kết cấu cọc hợp lý xử lý nền cho các công trình

ính toán sẽ Tir đó nêu lên điều kiệt áp dụng cho từng loại cọc Các lý luật

được cụ thể hóa trong việc lựa chọn kết cấu cọc thi công xử lý nén công trình trạm bơm Nghỉ Xuyên ~ tỉnh Hưng Yên,

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 1

Trang 9

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

3 Nội dung của luận văn

Đề xuất các giải pháp xử lý nền bằng các loại ki tông cốt

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu dựa trên những tải liệu, kết quả trước đây đã có, kết hợp vớiđiều kiện thực tiễn đưa ra những kết cầu cọc hợp lý trong công tác xử lý nn

công trình

Phan tích điều kiện lam việc của từng loại kết cau cọc xử lý nền

Phan tích lý thuyết và tính toán đánh giá về kinh tế, kỹ thuật cho từng loạikết cầu cọc

Trang 10

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

CHƯƠNG I:

GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 Tổng quan về các biện pháp xử lý nền cho công trình thủy lợi

Nền móng của các công trình xây dụng nồi chung va công tỉnh thủy lợinói riêng khi đặt trên nền đất yếu thường đặt ra hàng loạt vấn đề phải giải quyết như sức chịu tải nền thấp, độ lún lớn và độ én định của cả điện tích lớn nơi đặt công trình Các công trình thủy lợi thường đặt trên lưu vực các sông,nơi có ting đất phù sa khá day, tập trung đất sét và thường xuyên ngập trong

nước Để các công trình này an toàn hoạt động tốt rit Jn các giải pháp và

công nghệ xử lý nền thích hợp

Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý nền đất yếu cho các công trình.căn cứ vào điều kiện địa chất, nguyên nhân và đỏi hoi với công nghệ khác.phục Việc xử lý nền đất yếu nhằm mục đích ting sức chịu tải của nén dat, cải.thiện một số tính chất cơ lý của nền dit yếu như: giảm hệ số rỗng, giảm tính.nén lún, tăng độ chặt, tăng cường độ chống cắt của đất, giảm tính thắm của

at, đảm bảo độ ồn định cho khối đắp,

Việc xử lý khi xây dựng công trình trên nén đắt yếu phụ thuộc rất nl

v

16 như: đặc điểm công trình, đặc điểm địa chất của nền đất, tuy từng.điều kiện cụ thể mà nhà thiết kế lưa ra các biện pháp xử lý thích hợp Cónhiề biện pháp xử lý nền đất yếu như: các biện pháp xử lý kết cấu côngtrình, các biện pháp xử lý về móng, các biện pháp xử lý nền Cụ thé như sau:LILI Các phương pháp xử lý về kết cẫu công trình:

iu công trình có thể bị phá hỏng cục bộ hoặc hoàn toàn do các điều

dạng không thỏa mãn: Lún hoặc lún lệch quá lớn do nền

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 3

Trang 11

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

sức chịu tải bé Các biện pháp về kết cấu công trình nhằm giảm áp lực tácdụng lên mặt nền hoặc làm tăng khả năng chịu lực của kết cấu công trình

Phương pháp này thường dùng vật liệu nhẹ và kết cấu nhẹ, thanh mảnh,

nhưng phải đảm bảo khả năng chịu lực của công trình nhằm mục dich làm.giảm trọng lượng bản thân công trình, tức là giảm được tỉnh tải tác dụng lênmóng Lim ting sự lỉnh hoạt của kết cấu công trình kể cả móng bằng cáchdùng kết cấu tĩnh định hoặc phân cắt các bộ phận của công trình bằng các khe.lún để khử được ứng suất phụ phát sinh trong kết cấu khi xảy ra lún lệch hoặc

lún không déu.Lim ting khả năng chịu lực cho kế ng trình để đủ sứcchịu các ứng lực sinh ra do lún lệch và lún không đều bằng các đai bê tông cốt

thép để tăng khả năng chịu ứng suất kéo khi chịu uốn, đồng thời có thể gia cố.tại các vị trí dự đoán xuất hiện ứng suất cục bộ lớn

1.1.2 Các phương pháp xử lý về móng

Khi xử lý nền theo phương pháp này người ta thường sử dụng những, phương pháp như sau:

Thay đổi chiều s chôn móng nhằm giải quyết sự lớn và khả năng chịu

tải của nên Khi tăng chiều sâu chôn móng sẽ làm tăng trị số sức chịu tải của

nên đồng thời làm giảm ứng suất gây lún cho móng nên giảm được độ lún của.móng Đồng thời tăng độ sâu chôn móng, có thé đặt móng xuống các ting đấtphía dưới chặt hơn, ôn định hơn Tuy nhiên việc tăng chiều sâu chôn móngphải cân nhắc giữa 2 yếu tố kinh tế và kỹ thuật

‘Thay đổi kích thước và hình dáng móng sẽ có tác dụng thay đổi trực tiếp

áp lực tác dụng lên mặt nền, và do đó cũng cải thiện được điều kiện chịu tảicũng như điều kiện biến dang của nền Khi tăng diện tích đáy móng thường,làm giảm được áp lực tác dụng lên mặt nền và làm giảm độ lún của công

Trang 12

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

trình Tuy nhiên đất có tính nén lún tăng dần theo chiều sâu thì biện pháp nảy.không hoàn toàn phủ hợp.

Thay đổi loại móng và độ cứng của móng cho phù hợp với điều kiện địa

chất công trình: Có thé thay móng đơn bằng móng băng, móng băng giaothoa, móng bè hoặc móng hộp; trường hợp sử dụng móng băng mà biển dang

vẫn lớn thi cin tăng thêm khả năng chịu lực cho móng Độ cứng của mong

bản, móng băng cảng lớn thì biến dạng bé và độ lún sẽ bé Có thể sử dụngbiện pháp tăng chiều dày móng, tăng cốt thép dọc chịu lực, tăng độ cứng kết

ấu bên trên, bé trí các sườn tăng cường khi móng bản có kích thước lớn

1.1.3 Các phương pháp xử lý nền

Phuong pháp thay nền: Đây là một phương pháp ít được sử dụng khi xử

lý nén đất yếu, công trình xây dựng được thay một phần hoặc toàn bộ nền dityếu trong phạm vi chịu lực công trình bằng nén đắt mới có tính bền cơ học.cao, như làm gối cát, đệm cát Phương pháp này đòi hỏi kinh tế và thời gianthi công lâu dai, áp dụng được với mọi điều kiện địa chất Bên cạnh đó cũng

có tl &t hợp cơ học bằng phương pháp nén thêm đắt khô với điều kiện địachat đất man xóp

Các phương pháp cơ học: La một trong những nhóm phương pháp phổbiến nhất, bao gồm các phương pháp làm chặt bằng sử dụng tải trọng tĩnh(phương pháp nén trước), sử dụng tải trọng động (đầm chắn động), sử dụng các cọc không thấm, sử dụng lưới nền cơ học và sử dụng thuốc nỗ sâu „phương pháp làm chặt bằng giếng cát, các loại cọc (cọc 1, cọc xi măng đất, coe vôi ), phương pháp vai địa kỹ thuật, phương pháp đệm cái để gia cổ

nền bằng các tác nhân cơ học Sử dụng tải trọng động kha phổ biến với điều

kiện địa chất dat cát hoặc đất sỏi như dùng máy dam rung, dam lăn Cockhông thắm như cọc tre, cọc cử trim, cọc gỗ chắc thường được áp dụng với

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 5

Trang 13

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

các công trình dân dụng Sử dụng hệ thống lưới nền cơ học chủ yếu áp dung

để gia cố đất trong các công trình xây mới như đường bộ và đường sắt Sửdụng thuốc nỗ sâu tuy dem lại hiệu quả cao trong thời gian ngắn, nhưngkhông thích hợp với đất sét va doi hoi tinh chuyên nghiệp của nha xây dựng.Phuong pháp vật lý: Gồm các phương pháp hạ mực nước ngằm, phương,pháp dùng giếng cát, phương pháp bắc thấm, điện thắm

Phương pháp nhiệt học: Là một phương pháp độc đáo có thể sử dụng kếthợp với một số phương pháp khác trong điều kiện tự nhiên cho phép Sử dụng

khí nóng trên 800 °C để làm biển đổi đặc tinh lí hóa của nén đất yếu Phương

pháp này chủ yếu sử dụng cho điều kiện địa chất đất sét hoặc đất cát mịn

Phương pháp đỏi hỏi một lượng năng lượng không nhỏ, nhưng kết quả nhanh

và tương đối khả quan

Các phương pháp hóa học: Là một trong các nhóm phương pháp được chú.

ý trong vòng 40 năm trở lại đây Sử dụng hóa chất dé tăng cường liên kếttrong đất như xi mang, thủy tinh, phương pháp Silicat hóa hoặc một số hóa

chất đặc biệt phục vụ mục đích điện hóa Phương pháp xi ming hóa và sirdụng cọc xi ming đất tương đối tiện lợi và phổ biến Trong vòng 20 năm trở

lại đây đã có những nghiên cứu tích cực về việc thêm cốt cho cọc xi mangđất Sử dụng thủy tinh ít phổ biến hơn do độ bền của phương pháp không thực

sự khả quan, còn điện hóa rit ít dùng do đòi hỏi về công nghệ

Phương pháp sinh học: Là một phương pháp mới sử dụng hoạt động của

vi sinh vật để làm thay đổi đặc tính của đất yếu, rút bớt nước Ging trong vùng

địa chất công trình Đây là một phương pháp it được sự quan tâm, do thờigian thi công tương đối dài, nhưng lại được khá nhiều ủng hộ về phương diện

kinh tế cũng như trên phương diện môi trường

Trang 14

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

“Các phương pháp thủy lực Đây là nhóm phương pháp lớn như là sử dụngcọc thấm, lưới thấm, sử dụng vật liệu composite thắm, bắc thắm, sử dụng

bơm chân không, sử dụng điện thẩm Các phương pháp phân làm hai nhóm

chính, nhóm một chủ yếu mang mục dich làm khô đất, nhóm này thường đôihỏi một lượng tương đối thời gian và chỉ phí còn khá cao Nhóm hai ngoài.mục đích trên, còn ding lực nén thủy lực dé gia cổ đất, nhóm nảy đòi hỏi cao

về công nghệ, thời gian thi công giảm di va tính kinh tế được cải thiện đáng

kể Ngoài ra còn có các phương pháp mới được nghiên cứu như rung hỗn hợp,

‘dam xuyên, bơm cát

1.2 Quá trình phát triển của móng cọc

Trong các phương pháp xử lý nền đất yếu, phương pháp xử lý nén bằngmóng cọc là phương pháp sử dụng phố biến và lâu dời nhất Móng cọc được

sử dung cách đây khoảng 1200 năm trước, những người din của thời ký đồ đámới của Thụy Sỹ đã biết sử dụng các cọc gỗ cắm xuống các hồ nông để xây dung

nhà trên các hỗ cạn (Sower, 1979), cũng trong thời kỳ này người ta đóng cọc gỗxuống các vùng dim lay để chồng quân xâm lược, đóng cọc gỗ để làm tường chắn

đất, người ta dùng thân cân, cảnh cây dé làm móng nha

Ngày này cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật nói chung, móng cọcngày cảng được nghiên cứu, cải tiến, hoàn thiện, đa dạng về chủng loại cũng nhưphương pháp thi công, phù hợp với yêu cầu cho từng loại công trình Sự phát tiêncủa kỹ thuật làm cọc đã sản sinh ra rit nhiễu loại coe mới, mở ra cho các nhà thiết

kế

lựa chọn được những loại cọc có tính năng kỹ thuật tốt hơn, phù hợp với từngloại nền, mang lạ lợi ích kinh tế cao hơn

Hiện nay tại Việt Nam, móng cọc được sử dụng rộng rai đẻ xử lý nền các

công trình xây dựng trên nền đắt yếu

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 7

Trang 15

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

1.3 Ứng dụng của móng cọc trong việc xử lý nền dit yếu

1.3.1 Khái niệm về nền đất yếu

‘Theo TCXD 245-2000, 22TCN 262-2000 thi dat yếu được định nghĩa và có

các đặc trưng như sau; Dat yêu néu ở trang thái tự nhiên, độ am của chúng gần

‘bing hoặc cao hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn, lực dính C theo kết quả cắtnhanh không thoát nước từ 0,15daN/em2 trở xuống, góc nội ma sắt từ O° - 10°hoặc lực dính từ kết quả cắt nhanh hiện trường Cu £ 0,35daN/em2

Phan lớn các nước trên thé giới thống nhất về định nghĩa nền đất yếu theo sức

chuẩn N như sau:

kháng cắt không thoát nước Su và trị số xuyi

+ Đất yếu: Su € 12,5 kPa hoặc N $ 2;

+ Đất rất yếu: Su € 25 kPa hoặc N € 2;

Nền đất có sức chịu tải yếu (nền dat yếu) là nền dat không đủ sức chịu tai,không đủ độ bền và biến dạng, do vậy không thể làm nền thiên nhiên cho công.trình xây dựng,

Trong thực tế việc đánh giá chính xác được các tính chất cơ lý của nền đất để.lâm cơ sở đưa ra các phương pháp xử lý nền móng phủ hợp đòi hỏi sự kết hop

chặt chẽ giữa kiến thức khoa học và kinh nghiệm của người thiết kế

1.3.2 Khái niệm chung về móng cọc

Móng cọc là một loại móng sâu, thưởng dùng khi tả trọng công trình lớn có lớp đất tốt nằm sâu dưới lòng đất Hai loại cọc phố biển dùng trong mồng cọc làcọc đúc sẵn và cọc khoan nhỏi, ngoài ra còn có cọc khoan trộn sâu

Coe đúc sẵn có thé làm bằng bê tông cốt thép hoặc thép

Coe dé tại chỗ, thường gọi là cọc nhồi, có dạng hình tròn Đường kính cọcnhồi khoảng 0, .0 m, với kích thước thường gặp ở Việt Nam hiện nay là 1,0 ~

Trang 16

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

2,0 m Một dang cọc đỗ tại chỗ khác là cọc Barrette, thường có dạng hình chữ

nhật và thường được dùng làm móng công trình có tả trọng rất lớn

Móng cọc gồm có hai bộ phận chính là: Dai cọc va móng cọc

“Công trình bên ren

‘Mat phẳng mũi ce (iy mồng)

1.3.3 Các loại móng cọc thường dùng để xử lý nền đắt yếu

Hiện nay, do việc phát triển của khoa học và công nghệ cũng như các biện pháp thi công việc thiết kế và thi công móng cọc đã đạt được những bước tiến nhất định Đã có rất nhiễu loại cọc khác nhau dùng dé xử lý nền đất yêu

vi vậy việc thiết kế và thi công cũng có những khó khăn và thuận tiện khác nhau.đối với mỗi phương pháp Sau đây là một sé loại cọc thưởng dùng trong công tác

xử lý nền đất yếu:

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên °

Trang 17

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

Coe gỗ (cọc tre và cọc cir trim) nó có lịch sử phát triển rit lâu đời, hiện nayviệc thiết kế và thi công loại cọc nay cũng đã tương đối hoàn thiện, đã có những.quy phạm, tiêu chuẩn để áp dụng cho việc tinh toán thiết kể, triển khai thi công vàkiểm tra chat lượng Việc thi công cọc gỗ rất đơn giản thuận tiện, trước đây chủ.yếu thi công bằng thủ công gần đây việc thi công đã được sử dụng máy móc, tốc

độ thi công nhanh và đảm bảo chit lượng công trình

Coe cất cũng khá phát triển ở Việt Nam, cọc cát được sử dụng khá nhiều trongviệc xử lý nền đất yếu, ví dụ như: Dự án chỉnh trị hạ lưu sông Tắc - Quán Trường

- Khánh Hoà; Công trình xử lý nền đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh; Tiêu biểu nhất là dự án mở rộng đường Láng - Hoà Lạc - Hà Nội v.v Hiện ở Việt

‘Nam đã có tiêu chuẩn riêng dé áp dụng cho việc thiết kế, thi công, giám sát, kiểmtra chất lượng của cọc cát Cọc cát là một giải pháp xử lý nền được áp dụng phô.biến đối với các trường hợp công trình có tải trọng không lớn trên địa ting códang co bản với chiều diy lớp đất yếu tương đối lớn Nó được áp dụng nhiều nhất

ở đất yếu của vùng đồng bằng Bắc Bộ, Nam Bộ và việc xử lý nền đường công.trình đường bo.

Coe khoan trộn sâu hay còn gọi là cọc xi măng đất cũng mới phát triển gần

day, chủ yếu được ứng dụng cho các công trình không đòi hoi dai cọc vi cọc nàykhông có cốt thép

Coe thép: móng cọc thép có thé đáp ứng được các điều kiện địa chất phức tạp,

độ tin cậy của kết cấu móng trong xây dựng khá cao Coe thép thường được sitdụng cho kết cấu móng các công trình như nhà cao ting, sân bay, bến cảng Với

sự phát triển của kinh tế va công nghiệp, ứng dụng cọc thép ngày cảng trở nên phổ

hơn bởi nó có nhiều tru điểm vượt trội so với những loại cọc khác như độ

bin, cường độ cao của vật liệu, chịu tải trọng cao, khả năng kháng ngang lớn.

Trang 18

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

‘Coe bê tông cốt thép: La loại cọc được sử dụng rộng rãi và phố biến nhất ở'Việt Nam hiện nay Coc bê tông cốt thép bao gồm cả cọc khoan nhồi và cọc bê

tông cốt thép đúc sẵn Có rất nhiều các công ty, cơ sở sản xuất được thành lập dé

cung cấp, thi công cọc bê tông cốt thép đúc sẵn Cgc bê tông cốt thép đúc sẵn áp.dạng tốt nhất cho các công trình có tai trọng không lớn, và chiều sâu lớp đất yếukhông sâu Coe khoan nhồi so với các loại cọc khác mới phát triển gin đây, nhưngđược phát triển rất nhanh và được áp dụng rộng rãi ở Việt Nam Nó thường được

sử dụng dé gia cố nền đất yếu có chiều sâu và tải trọng công trình tương đối lớn,như các nhà cao ting, khu chung cư, các trình công cộng có chiều cao lớn, cáccông trình cầu lớn v.v

1.4 Kết luận chương I

Mông cọc đã được con người đưa vào sử dụng để xứ lý nền đất yếu từ rất lâu,đến nay đã có hàng ngàn năm nghiên cứu và phát triển Nhiều công nghệ xử lý:nên đất bằng các loại móng cọc hiện đại đã ra đời và được áp dụng vào thực tiễntrên toàn thé giới Nhiễu loại móng cọc được con người phát minh ra, di kèm với

nó là nhưng công nghệ thi công hiện đại Tuy nhiên sử dụng loại móng cọc nào,

công nghệ thi công nào, các nhà thiết kế cần căn cứ vào điều kiện cụ thể từng loại

nên, yêu cầu của từng loại công trình để lựa chọn sao cho phù hợp Điều này đòihoi một hệ thống các quy phạm quy chuẩn trong thiết kế thi công móng cọc, đồng.thời cũng đặt ra những yêu cầu về chuyên môn đổi với các nhà tư vấn thiết kế

G nước ta hiện nay khi xây dựng công trình trên nén đất yếu, phương pháp.dùng cọc bé tông cốt thép để xử lý nền thường được sử dụng nhiều nhất Phương

c nhau,

pháp này có thể áp dụng cho nhiều loại công trinh, nhiều loại nén đắt kh:

Tuy nhiên để đảm bảo các yêu cầu về kinh vớikỹ thuật cho công trình, dtừng loại nén đất cụ thé ta cân lựa chọn iu cọc bê tông cốt thép cũng như.phương pháp thi công hợp lý Việc nghiên cứu để lựa chọn kết cấu cọc bê tông cốt

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên „

Trang 19

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

thép cho từng loại nền đất là một phần quan trọng đối với bắt kỳ công trình nào.trước khi đưa ra thí công.

Trang 20

Luân văn thạc

CHƯƠNG 2:

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NEN BẰNG CỌC BE TONG

CÓT THÉP

2.1 Các loại cọc bê tông cốt thép xử lý nền

2.1.1 Coe bê tông đúc sẵn

Coe bê tông cốt thép đúc sẵn là loại cọc được sử dụng rộng rãi nhất trong xây.dựng móng sâu và chịu lực ngang lớn Coc bê tông cốt thép đúc sẵn bao gồm cọc

có ứng suất trước và không có ứng suất trước Coc bê tông cốt thép thường (cọc

không ứng xuất trước), mác bê tông thường cọc từ 250 đến 350, với loại cọc nàytiết diện cọc thường nhỏ, sức chịu tải của cọc nhỏ nên cọc thưởng được sử dụngcho những công trình có tải trọng không lớn Đối với cọc bê tông có ứng suất

trước mác bê tông thường từ 350 đến 450, loại cọc này có sức chịu tả lớn, có thểxuyên qua các lớp cát chặt, sỏi cuội Tuy nhiên 6 nước ta hiện nay, loại cọc bêtông cốt thép thường vẫn được sử dụng phổ biến hơn Trong phạm vi luận văn.này, tác giả tập trung nghiên cứu các loại cọc bê tông cốt thép thường dé xử lý nềnđất yếu

Coe bê tông cốt thép thường là loại cọc thường được sử dụng trong thi công.

nền móng hon so với loại cọc bê tông cốt thép có ứng suất trước ở nước ta hiện nay Trong thực tế thi công cọc thường gặp một số dang tiết diện như: hình tròn,hình vành khăn, hình vuông, hình vuông khoét 15, Ngoài ra chúng ta còn bắt gặpdạng tiết diện như: hình tam giác, hình chữ I, chữ T, hình đa giác tuy nhiên đây

là những dạng rit it khi được áp dụng trừ một số trường hợp đặc biệt

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 1

Trang 21

a b c d

Hinh 2.1: Các tiết diện ngang phô biển thân cọc bê tông cốt thép đúc sin

a Hình tron; b Hình vành khan; e Hình vuông; d Hình vuông khoét lỗ

Hình 2.2: Một số hình ảnh vẻ cọc bê tông đúc sẵn

Nhin chung cọc bê tông cốt thép thường bao gồm 2 loại là cọc bê tông cốtthép ti diện đặc và cọc bê tông cốt thép tiết diện rỗng Tùy vào từng điều kiệnloại đất nền nhất định mà người ta lựa chọn sao cho phù hợp với yêu cầu về kinh

tế và kỹ thuật của công trình Thép chịu lực chính của loại cọc này thường sử

Trang 22

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

‘dung thép AII hoặc cao hơn Số lượng và kích thước thép được xác định theo tínhtoán kết cấu cọc (theo kinh nghiệm đường kính thép cọc không nên bé hơn ® 12),

số thanh chon chin và bé trí đổi xứng Thép dai cọc tumg ứng với các quy định sử.dụng cấu kiện bê tông cốt thép Việc bồ trí thép đai cọc có thể có thay đổi chủ yếu

để tiết kiệm, khi đó thép đai được bố trí day ở hai dau và thưa dan vào giữa

+ Cấu tạo đoạn cọc mũi: Đoạn cọc mũi có cấu tạo hai đầu mút khác nhau, đầu

cọc có cấu tạo thích hợp với nhiệm vụ tiếp nhận tải trọng thi công (đóng hoặc ép)

thể có khi gặp chướng ngại

vật cứng bắt ngờ trong đất Trong trường hợp biết chắc không tồn tại các đị vật

trong khi đầu mũi u tác động của lực tập trung

cứng cần phải khắc phục trong đất nền có thể chế tạo mũi cọc giống đầu cọc, điều.này không những dé dàng cho chế tạo cọc mà việc đóng cọc cũng it bị nghiêng

lệch hơn cọc có miii nhọn

+ Cấu tạo đoạn nổi: Đoạn nỗi có hai đầu giống nhau và giống đầu cọc củađoạn cọc mũi Chiều đài đoạn nồi có thé khác chiều dai đoạn cọc mũi chủ yếu là

tu thuộc vào địa chất khu vực và biện pháp thi công ma quyết định

+ Móc cầu: Thép móc cấu nên sử dụng thép thuộc nhóm AI Số lượng và

khoảng cách tuỷ thuộc vào chiều đài đoạn cọc mà lựa chọn Nếu chiều dải đoạncọc Ld < 6+7m, chỉ nên bố trí hai móc câu cách đều đầu cọc một đoạn a = (0,2+0,25)L4; với đoạn cọc dai Ld từ 10+20m nên bố trí ba móc cấu: hai móc cách

0314 Trong thay vào đó có

đều đầu cọc một đoạn a > 0.211đ; móc thứ ba cách một đầu

thực tế, móc thứ ba cho cọc dài nhiều khi không được bố trí

lỗ x6 thanh treo hoặc buộc dây Các loại đoạn cọc ống ring, đường kínhlớn không theo

Hiện nay loại cọc này thường được sử dụng dé xử lý nền những công trình có

tải trong không quá lớn, chiều sâu lớp đất yêu không quá sâu như: nhà ở, công

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 15

Trang 23

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

trình công cộng có chiều cao đến 5 ting; móng các trạm bơm, móng các cầu có tảitrọng nhỏ, làm hàng cử bảo vệ mái dé,

2.1.2 Coe khoan nhổi

Coc khoan nhồi là loại cọc tiết diện tròn được thi công bằng cách khoan 16trong lòng đất sau đó lắp đầy bằng bê tông cốt thép Loại cọc này đang được áp

‘dung rộng rãi để xử lý nền các công trình có tải trong lớn như: các tba nhà caotầng, cầu có tai trọng lớn, Coc khoan nhồi có tiết diện và độ sâu mũi cọc lớnhơn nhiều so với cọc bê tông đúc sẵn Do đó số lượng cọc trong một dai cọc ít và

việc bổ tri các dai cọc (cùng các công trình ngằm) trong công trình được dễ đảng

hơn

So với các loại cọc khác, cọc khoan nhỏi có lịch sử tương đối mới năm 1908

én 1920, các lỗ khoan cọc nhỏi cỡ nhỏ (đường kính 0.3m, dai 6-12m) được thicông bằng các máy khoan lỗ chạy bằng hơi nước, thậm chí bằng ngựa Cuốinhững thập niên 40 và đầu 50, công nghệ khoan cọc nhồi đã khá phát triển, Người

ta có thể làm cọc mở rộng chân, khoan phá đá, cũng như biết sử dụng dung dịch

(bentonie) để giữ thành hồ khoan Coc khoan nhồi được du nhập vào Việt Namđầu thập ký 90 Kích thước cọc phổ biến ở Việt Nam là: đường kính 1-2m, chiều

Trang 24

Luân văn thạc.

2.2 Phân tích đặc điểm chịu lực của các loại cọc bê tông cốt thép

2.2.1 Xác định sức chịu tải của cọc theo vật liệu làm cọc

2.2.1.1 Cọc bê tông cốt thép thường,

~ Sức chịu tải theo vật liệu cọc bê tông cốt thép thường được tinh theo công,

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 1

Trang 25

Ry- cường độ chịu nén của bê tông

‘Aj diện tích mặt cắt ngang cọc

'R,- cường độ chịu nén của thép,

b- là cạnh góc vuông đôi với cọc vuông

d- là đường kính đối với cọc tròn

Ly- chiều đài tính toán của cọc, không kể phần cọc nằm trong lớp đắt

yếu bên trên.

2.2.1.2 Coc khoan nhồi

Kha năng chịu tải theo vật liệu cọc được tính theo công thức:

0ø, = k.m(Ry.A, + R,.A,)

Trong đó:

Ry-curimg độ chịu nén của bê tông

Trang 26

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

A diện tích mặt cắt ngang cọc

R,- cường độ chịu nén của thép

Ace điện tích cốt thép bổ trí trong cọc

kem- hệ số điều kiện làm việc, k.m=0,7

Coc khoan nhồi thường có diện tích mặt cắt ngang lớn, nên khả năng chịu tảicủa cọc khoan nhồi lớn hơn khả năng chịu tải của cọc bê tông đúc sẵn rất nhiều

Vi vậy để chịu được tải trọng của công trình khi thi công móng công trình khôngcần bố trí nhiều cọc như đồi với cọc bê tông đúc sẵn

2.2.2 Xác định sức chịu tai của cọc theo chí tiêu dat nền

2.2.2.1 Phương pháp tra bảng thing kê

Sức chịu tải của cọc đơn được dùng là

2,5 cho cọc chịu kéo

Qc bao gồm hai thành phan là khả năng chịu mũi và khả năng bám.trượt bên hông

Oe = My Og +MY mự, fle

Trong đó:

m,- hệ số điều kiện làm việc tai mũi cọc, lấy mạ=0,7 cho sét, mụ=1 cho

cất

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 19

Trang 27

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

mu- hệ số điều kiện làm việc của đất bên hông, lấy bằng 0,9-1 cho cọcthường, bằng 0,6 cho cọc khoan nhồi

Qu khả năng chịu tải của mũi cọc, tra bảng

f+ khả năng ma sát xung quanh coc

Fe tiết diện cọc

L¿- chiều day lớp phân tố thứ i, trong tính toán nên chia dat nền thành

các lớp phân tổ có chiều dây L, “2m

Qu- cường độ chịu tải của đất đưới mũi cọc

F.- diện tích mũi cọc

my- hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên cọc, phụ thuộc phương

pháp tạo lỗ khoan (tra bảng 3.10 giáo trình nên méng-Dai học bách khoa ĐàNẵng)

f- ma sắt bên của đất va thân cọc (tra bảng A2 TCXDVN205-1998)

Trang 28

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

2.2.2.2 Phương pháp tính theo cường độ của đắt nền

Ashe „ AppFS,” FS,

an toàn cho thành phan ma sát lấy bằng 1,5-2,0

FS,,- hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc lay bằng 2

+ Thành phần ma sát xung quanh cọc Q,

= Dvds

a=

Trong đó:

U,- chu vi cọc (em)

fy =Cy + Kd;tang, với K, = (1 — sing) VOCR

+ Sức chịu tải của mũi cọc Qy

Theo phương pháp Terzaghi

,3CN, + ð¿N, + 0,6yRN, (đôi với cọc tròn)

Q, = 13CN, + 6,N, + 0,AybN, (đối với cọc vuông)

No, Nạ„N, Hệ số sức chịu tải phụ thuộc vao ma sat tại độ sâu mũi cọc dotrọng lượng bản than dat T/m2

€- lực dính của đất T/m2.

- trọng lượng thể tích của dat ở độ sâu mũi cọc, Tim3

'ô¿- ứng suất hiệu quả theo phương pháp thẳng đứng tại mũi cọc

Theo phương pháp Meyerhof

Q,=CN +ạN,

Theo TCVN 205-1998

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hop W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên aa

Trang 29

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

Q„ = CNe +6,N, +yRN,

3.2.2.3 Phương pháp từ kết quả thí nghiệm xuyên động (SPT)

SPT được thực hiện bằng tách đường kính 5,lcm, dài 45cm, đóng bằng búa

rơi tự do nặng khoảng 63,5kg, với chiều cao roi là 76 em Dém số búa dé đóng.cho từng 15cm ống lún trong dat (3 lần đếm), 15cm đầu không tính, chi dùng giá.trị số búa cho 30em sau là N (búa), được xem như là số búa tiêu chuân N Quy.phạm TCXD205-1998 cho phép dùng công thức của Meyerhof:

Om = KINA, + KNGÁy

Trong đó:

K,=400 cho cọc đồng và Kị=120 cho cọc khoan ni

¿=2 cho cọc đóng và Kạ=1 cho cọc khoan nhéi

N- số búa dưới mũi cọc

Nạ» số búa trung bình suốt chiều dai cọc

Ac điện tích t diện mũi cọc, m2

A¿- điện tích mặt bên cọc trong phạm vi lớp dat rời

Hệ số an toàn áp dụng cho công thức này là 2,5-3,0

2.2.2.4 Phương pháp tính từ két qué thí nghiệm xuyên tinh

Xuyên tĩnh được thực biện bằng mũi cọc tiết diện 10cm2, góc đỉnh 600,xuyên trong đất để đo sức chống xuyên Rp cho từng 20cm độ sâu dưới đắc Từ giátrị Rp này khả năng chịu tải của mũi cọc được tính như sau:

Qu= Kr Kp

Trong đó:

Rạ- khả năng chống xuyên tại mũi cọc

Trang 30

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

Kr- hệ số tra theo loại đất và loại cọc, được lấy trung bình bằng 0,5 cho cọc.thường và 0,3 cho cọc nhồi

Hệ số an toàn cho mũi cọc được lấy bằng 3

Khả năng ma sát xung quanh cọc:

"Được tính cho từng lớp i mà cọc xuyên qua tương ứng với Rpi,

trường hợp này thay đồi khá lớn: cọc bê tông œ=30-40 cho đất sét từ

cứng, a=150 cho đất cát ; cọc khoan nhỏi a=15-35 cho dat sét từ yêu dén cứng,œ=80-120 cho đất cát

Hệ số an toàn cho ma sát được lấy bằng 2

ấp gia tải thực biện lá

Sức chịu tải trọng nén thẳng đứng cho phép của cọc tính theo công thức:

ee

0 Tức

Trong đó;

‘Qe sức chịu tai cho phép của cọc

K,- Hé số an toàn, xác đình theo điều A1 phụ lục A TCXD 205-1998.Sức chịu tải tiêu chuân theo kết quả thử chúng bằng tải trọng nén, nhỏ được vàtheo hướng ngược được xác định theo công thức

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 23

Trang 31

mẽ 0 đối với cọc chịu nền dọc trục hoặc nền ngang.

me0,8 đối với cọc chịu nhỏ khi độ sâu cọc vào trong đất >4m

m=0,6 đối với cọc chịu nhỏ khi độ sâu cọc vào trong đất <4m

Qa sức chịu tải cực hạn của cọc được xác định theo điều E.3.3 đến E.3.5 của

phụ lục 1 TCXD 205-1998.

K¿- hệ số an toàn lấy theo đất, lấy theo những chi dẫn của điều E.4.3 của

“TCXD 205-1998

re chống giới hạn Q, của cọc được xác định như sau (hình dưới)

+ La giá trị tải trọng gây ra độ lún tăng liên tục

+ Li giá trị ứng với độ lún ŠS,, trong trường hợp còn lại

¬¬

Trong đó:

Sạa-trị số lún giới hạn trung bình cho tiêu chuân thiết kế nền móng, được quy.định theo nhiệm vụ thiết kế hoặc lấy theo tiêu chuẩn đối với nhà và công trình;š-hệ số chuyển từ độ lún lúc thử đến độ lún lâu dài của cọc, thông thường lấy.bằng 0,1 Khi có cơ sở thí nghiệm và quan trắc lún đầy đủ có thé lấy bằng 0.2

Trang 32

có đường kính lớn ta có thé ding một số phương pháp như: phương pháp của

Davisson, phương pháp của Canadian Foundation Engineering Manual (cụ thể tham khảo TCXDVN 205-1998).

2.2.2.6 Phương pháp xác định từ thí nhiệm thứ dong

Công tác thử động được thực hiện cho trường hợp thi công bằng búa đóng.Baa được chọn để có thể tương quan với khả năng chịu tải giới hạn của cọc.

Năng lượng búa: E, >25Qu

WotWe

K

‘Va thỏa mãn điều kiện: Eạ

Trong đó:

Wee trong lượng búa

`W,- trong lượng cọc và mũ chụp đầu cọc

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 25

Trang 33

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

K-hé số lấy theo bang sau:

Loại búa Cocgỗ | Cọcthép | Coc bê tông

Loại búa song động hay Diézn ống, 50 Số 5.0Loại búa don động 35 40 5.0 Bia trọng lực 20 25 50

Sức chịu tải cực han của cọc xác định theo công thức Hiley như sau;

100% đồ với búa rơi tự do điều khién tự động và búa diesel

75% đối với búa rơi tự do nâng bằng cáp tii

50-8594 đới búa hơi nước đơn động.

We trong lượng cọc, T

W- trong lượng của búa, T

h- chiều cao rơi búa, m

.e- hệ số phục hồi, một số giá trị của e như sau:

e=0,55 đối với cọc bịt thép

e=0,4 đối với cọc thép có đệm đầu cọc bằng gỗ mén

0,25 đối với cọc bê tông cốt thép, đệm bằng gỗ

e độ lún cọc dưới một nhát búa khi thí nghiệm (độ chối),m

Trang 34

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

cy biến dang đàn hồi của đầu cọc, đệm đầu cọc và cọc dẫn,m

‘cx: biến dang đàn hồi của c‹ c, m: c;=Q,L/AE,

.cạ- biển dang của nên, thường lay bằng 0,005m

‘Ac diện tích tiết diện cọc, m”

E- modun dan hồi của vật liệu cọc, im"

Hệ số an toàn khi áp dụng công thức Hilley Es>3

2.3 Phân tích đặc điểm thi công của các loại cọc bê tông cốt thép

1 Bước 1: Công tác chuẩn bị đóng cọc

Trước khi đóng cọc, chúng ta cần làm các công tác chuẩn bị sau:

- Chuẩn bị cọc: Coe bê tông cốt thép thưởng được đơn vị thi công đặt mua tạicác cơ sở sản xuất cầu kiện bê tông cốt thép đúc sẵn, hoặc do đơn vị thi công tự.chế tạo tại nơi gần công trình rồi vận chuyén đến công trường Khi xếp cọc lên xevận chuyển cần đặt lên hai thanh đỡ bằng gỗ, thanh gỗ đặt cách đầu và mũi cọc.một khoảng 0,21 (I: chiều cao cọc)

Khu vực xếp cọc đạt ngoài khu vực đóng cọc Đường từ nơi xếp cọc đến bãiđóng phải dé dàng, thuận lợi, không map mô Nếu cọc xếp thành đồng thi giữa các

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 27

Trang 35

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

lớp phải được kê bằng các thanh gỗ, các thanh gỗ đặt cách đầu và mũi cọc mộtkhoảng 0,21

“Trên bản vẽ thi lên pháp thi công phải thể hiện phương án di chuyểncọc, di chuyển giá búa, vị trí xếp cọc, đường đi của xe vận chuyển cọc sao chothuận tiện và rút ngắn thời gian thi công

Phải nghiên cứu trình tự đóng các cọc Khi đóng không đóng theo cách lên ép.đất Có hai sơ đồ đóng cọc chính sau:

+ Sơ đồ khóm cọc: ở đây thứ tự đóng cọc đi từ giữa ra xung quanh, nếu đóng

ngược lại đi từ ngoài vào trong thi dit ở giữa sẽ bị nén chặt din, đóng các cọc &giữa sẽ khó xuống, có khi không xuống đến độ sâu qui định hoặc làm nỗi các cọc

xung quanh lên.

+ Sơ đỗ ruộng cọc: thứ tự đóng lấy hàng giữa đóng theo hàng ra hai bên Nếu

bãi đồng cọc lớn người ta có thé phân ra các khu vue dé đồng.

~ Vận chuyển thiết bị và búa đóng cọc đến công trình, lắp ráp thiết bị đóng.coe, kiểm tra phương, hướng của thiết bị giữ cọc

2 Bước 2: Lắp cọc vào giá búa

~ Với cọc ngắn: dùng day cáp treo cọc của giá búa móc vào móc ở đầu cọc,sau đó kéo từ từ cho cọc dan dân ở vị trí thang đứng rồi kéo vào giá búa

~ Với cọc đài và nặng để lắp cọc vào giá tiền hành như sau: trước tiên đưa cọc.lại gần giá, móc day cáp treo cọc của giá búa vào móc cau phía đầu cọc, móc dây.cắp treo búa của giá búa vào móc câu phía mũi cọc Nẵng hai móc lên ding thời,khi kéo cọc lên ngang tầm Im, rút đầu cọc lên cao dé cọc dần dần trở về vị tríthẳng đứng, sau đó ghép vào giá búa.

3 Bước 3: Kỹ thuật đồng cọc

Trang 36

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

Sau khi đựng cọc vào giá búa, tiến hành chỉnh cọc vào đúng vị trí thiết kếbằng máy kinh vĩ Trước khi đóng phải kiểm tra phương hướng của thiết bị giữ

cọc, có định vị trí của thiết bị đó để tránh di động trong quá trình đóng cọc Hiện

nay có rất nhiều phương pháp để ha cọc khác nhau Tùy thuộc vào từng hoàn cảnh

cụ thể để lựa chọn cho hợp lý Sau đây là một số phương pháp hạ cọc thường.được sử dụng:

~ Hạ cọc bằng búa rơi tự do: Người ta dùng tời để kéo búa lên cao rồi thảxuống rơi vào đầu cọc - nhờ trọng lượng rơi của quả búa đập mạnh trên đầu cọc

khiến cho cọc hạ sâu xuống nên, chỉ dùng với trường hợp cọc nhỏ và ngắn

- Hạ cọc bằng búa hơi đơn động: Bia hơi đơn động hoạt động được nhờ sự

dẫn động của khí nén Búa hoạt động được nhờ sự cung cắp khí nền của một máy

khí nén di kèm kết cấu búa giản đơn, đầu cọc ít bị phá hoại, tốc độ đóng cọc vàlực xung kích do búa tạo ra lớn - hiệu quả nói chung tương đổi cao.

~ Hạ coe bằng búa hơi song động: Người ta dùng búa hơi song động để đóngcác cọc thép, cọc bêtông cốt thép — và được sử dụng nhiều tại các công trình Thủy

lợi, đường sông, có ưu điểm là thân máy kín và phần chỉ tiết may

bảo vệ tối

én trong được

nên có thể dùng để đóng cọc ở dưới nước Búa hơi song động có nhược

điểm như búa hơï song động là phải có tht bj đi kèm (đường ống mềm dẫn khínén, các máy tạo khí nén di động) tương đổi cồng kénh mặc dit xung lực lớn số.lần xung kích nhiều và hiệu suất cao, song việc vận chuyển hơi nặng né và khó.khăn Người ta cũng dùng búa hơi song động để nhỗ cọc khi cằn thiếc

- Ha cọc bằng búa diézen: Bản thân búa là một động cơ diézen, năng suất

công tác cao nên được sử dụng gần như phổ biển Nó có thể đùng đẻ đóng các loạicọc (bê tông cốt thép, thép, cọc đặc, cọc ông

- Ha cọc bằng búa chan động (hay còn gọi là búa rung): Thiết bị rung dùng dé

ha các cọc có diện tích mặt cắt ngang nhỏ (it chi chỗ thể tích của đất) vi vậy nó

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 29

Trang 37

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

rit thích hợp để ha các cọc thép, cọc ván va các ống thép (dùng để giữ vách chocác cọc nhồi khi không sử dung bentonite)

“Thiết bị rung hạ cọc (bao gồm cả máy rung hạ cọc và búa rung) chi dùng đẻ

hạ cọc ở các vùng đất mềm (đất thịt, đất sét mém ) khi hạ cọc thắng đứng.(Không đùng để hạ cọc xiên) Ngoài ra nó cũng được dùng dé nhé cọc (các loạicọc bản và các loại cọc ống

~ Hạ cọc có kèm xói nước: Khi hạ cọc tại các vùng có lớp đất cứng ma cọckhông xuống được, người ta dùng phương pháp hạ (đóng, rung) có kèm theo xói

nước Nhờ có xói nước mà tốc độ hạ cọc sẽ tăng nhanh đồng thời bảo đảm đầu

‘ege không bị phá hoại khi tăng lực ở đầu cọc

Khi sử dụng phương pháp nay cần lưu ý rằng, do xói nước nhiều nên nó cùng

có nguy cơ lầm các công trình lân cận bị lún sụt Hạ cọc có kèm xói nước chỉ áp

‘dung để hạ các cọc thẳng đứng Thường dùng nhất là khi ha các cọc ống bê tôngcốt thép có mặt cắt lớn (kết hợp với đóng cọc) tai các vùng có cát, đá dim hay:cuội sỏi nhỏ Nó hoàn toàn không thích hợp với các lớp đắt có cuội sỏi lớn (đá củ

đậu) và cũng không thích hợp khi phải xuyên qua ting đắt cứng có chiều diy > 50

~ Hạ cọc sau khi khoan lỗ: Tại vùng dat mềm, để tránh các sự cố đáng tiếc khi

hạ cọc sau khi ảnh hưởng đến các công trình hiện hữu lân cận hoặc ảnh hưởng đến.tuyến ống ngầm hiện hữu có thé dịch chuyển hoặc trồi lên người ta dùng giải

"pháp khoan tạo lỗ sau đó mới cho cọc vào lỗ khoan va hạ tiếp tục

- Hạ cọc bằng phương pháp ép tĩnh: Hiện nay, việc hạ cọc trong Thanh phố ở.nơi đông dân cư người ta áp dụng phương pháp ép cọc (nén tĩnh) Phương pháp ép.

cọc này không gây tiếng én và không gây chấn động vì an toàn cho các

công trình hiện hữu kế cận.

Trang 38

Luân văn thạc

Hình 2.5 Một số hình ảnh thi công cọc bê tông cốt thép đúc sẵn

tững sự cố khi thi công cọc bê tông đúc sẵn

“Trong thi công cọc bê tông cốt thép đúc sẵn thường gặp phải một số sự có sau:

~ Coe bị nghiêng quá quy định (lớn hơn 1%): Có nhiều nguyên nhân gây rahiện tượng này khi đồng cọc nhưng nguyên nhân khách qua chủ yếu là do quátrình đóng, ép cọc gây nên Trong một số trường hợp có thể do cọc được chế tạo

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 31

Trang 39

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

tại chỗ bị lệch không thẳng, nguyên nhân này thường ít gặp vì đa số các loại cọc

bê tông đều được chế tạo trong các nhà máy với cắc điều kiện khá chuẩn Sai sót

trong quá trình nỗi cọc cũng gây nên hiện tượng này.

~ Coc đang ép dé thi gặp đi vật, ở cát, via sét cứng bat thưởng Khi gặp phải sự

cố này thường cọc sẽ không đóng ti

~ Cọc bị nứt vỡ trong quá trình đóng và ép cọc,

~ Đối với cọc ống, cọc rỗng trong quá trình thi công thường gặp nhiều sự cố.hơn so với các loại cọc bê tông đặc như: bị nút gây ngay khi vận chuyển cọc đến

thân cọc, đầu cọccông trình, cọc bị mit tr 8 bị vỡ hơn trong quá trình đóng

"Nhìn chung khi gặp phái những sự cổ này đều phải xứ lý bằng cách nhỏ lên ép

lại hoặc ép bổ sung cọc mới.

2.3.2 Coc khoan nhồi

Qua trinh thi công cọc khoan nhôi cũng được tiến hành qua các giai đoạn sau:khoan tạo lỗ, hạ lồng thép xuống lỗ, đỗ bê tông

1 Công tác khoan tạo lỗ

- Vận chuyển thiết bị đến công trường: Tắt cả thiết bj, phương tiện máy móc thi công, trang bị an toàn, công cụ, phụ kiện, dụng cụ có liên quan đến bảo hộ lao động, v.v trước khi đưa vào công trường phải qua kiểm định của cơ quan kiếm.định có chức năng hành nghề hợp pháp

~ Chuẩn bị máy khoan: Trước khi khoan, máy khoan phải được bảo dưỡng vàvận hành thir đảm bảo không bị trục trặc trong quá trình khoan.Cằn khoan phảiđược điều chỉnh cho thẳng đứng và đúng tim cọc, độ nghiêng của cần khoankhông vượt quá 1%.

- Công tác ống vách và khoan tạo lỗ: Ống vách được chế tạo trước trong

xưởng, trước khi hạ ông vách không bị móp méo Việc hạ dng chác phải đảm bảo

Trang 40

Luân văn thạc sỹ kỹ thuật

khi ống vách đến độ cao yêu cầu của thiết kế Trong quá trình khoan tạo lỗ phảithường xuyên theo dồi các lớp địa chất mà mũi khoan đi qua và đổi chứng với tảiliệu khảo sát địa chất.

“Trong quá trình khoan dung dich bentonite phải được cấp bổ sung liên tục vàotrong hồ khoan Phải thường xuyên bơm dung dich bentonite xuống hé khoan saocho mực dung dich trong hỗ khoan phải luôn luôn cao hơn mực nước ngoài Ốngvách (mực nước ngằm) I,5m

Để đảm bảo cho hồ khoan én định không bị sụt lở cần hạn chế đến mức tối đa.các va đập hoặc các lực xung kích tác dụng vào hồ khoan

“Trong điều kiện địa chất phúc tạp cần phải điều chính độ dung địch bentonite

cho thích hợp đề tránh ảnh hưởng đền chat lượng hồ khoan

~ Lam sạch lỗ khoan: Sau khi công tác khoan tạo lỗ kết thúc can tiến hànhngay công tác rửa và vệ sinh hé khoan Dùng các phương pháp thích hợp (vétbằng giu vét, thổi rửa, bơm hút ) để làm sạch day hồ khoan trước khi đỗ,béténg Độ dãy của lớp đất rời hoặc cặn chim dưới đáy lỗ (nếu có) phải ghi vào

nhật ký khoan tạo lỗ và không vượt qúa quy định sau: Cọc chống 30mm, cọc ma

Cốt thép đưa vào sử dụng phải đúng kích thước và chủng loại theo đúng yêu

của thiết kế, Cối thép phải được kiểm tra trước khi ha xuống

Lồng thép cọc được chế tạo sẵn thành các lồng ngắn theo đúng hồ sơ thiết kế

sau đó đưa ra vị trí thi công tổ hợp và hạ xuống cao độ thiết kế, đầu nối dùng mỗi

Nghiên cứu lụa chọn kết cấu cọc hợp W thi công xử lý nền,

“áp đụng cho công trình trạm bơm Nghỉ Xuyén-Hueng Yên 3

Ngày đăng: 21/07/2024, 17:19

w