Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Đánh giá sức chịu tải cọc Barrette được xử lý phun vữa thân cọc

Việc áp dụng thành công công nghệ phụt vữa thân cọc trong quá trình thi công đại trà cọc Barrette nói riêng và cọc khoan nhồi nói chung đem tới một giải pháp tiên tiến, hữu ích và tương

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỒ CHÍ MINH, 12/2011

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

Tp HCM, ngày 05 tháng 12 năm 2011

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: PHAN VĂN KHÁNH Giới tính : Nam

Ngày, tháng, năm sinh : 03/09/1985 Nơi sinh : Tỉnh Ninh Thuận Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Khoá (Năm trúng tuyển) : 2009

1- TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI CỌC BARRETTE ĐƯỢC XỬ LÝ PHUN

VỮA THÂN CỌC 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

• Xác định sức chịu tải dọc trục của các cọc Barrette thí nghiệm tại Vincom B bằng các phương pháp giải tích, phương pháp thí nghiệm nén tĩnh hiện trường và phương pháp phần tử hữu hạn - FEM với sự hỗ trợ bởi phần mềm Plaxis 3D Tunel

• Phân tích và đánh giá tác dụng cũng như mức độ ảnh hưởng của biện pháp phun vữa áp lực cao đối với thành phần ma sát dọc thân cọc Barrette

Luận văn gồm có 4 chương: Mở đầu

Chương 1 : Tổng quan về cọc Barrette Chương 2: Công nghệ phun vữa áp lực cao dọc thân cọc Barrette Chương 3: Phương pháp xác định sức chịu tải dọc trục của cọc Barrette thông thường

và cọc Barrette được phun vữa thân cọc

Chương 4: Phân tích sức chịu tải dọc trục cọc Barrette được phun vữa thân cọc Kết luận và kiến nghị

3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : / /2011 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 05/12/2011 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS TRẦN XUÂN THỌ Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

(Họ tên và chữ ký) QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

(Họ tên và chữ ký)

Nghiên cứu sau đại học là sự nỗ lực to lớn của trí tưởng tượng, của sự làm việc chăm chỉ, sáng tạo, bền bỉ của cả các thầy giảng dạy, hướng dẫn và học viên trong quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn nghiên cứu khoa học Sự thành công của quá trình nghiên cứu đòi hỏi một tinh thần làm việc nghiêm túc, kết hợp hài hòa với phương thức làm việc nhóm phù hợp và đặc biệt là sự giúp đỡ về đường hướng nghiên cứu, cũng như các vấn đề kỹ thuật gặp phải trong quá trình thi công thực tế

Điều đầu tiên và trước nhất, tôi muốn bày tỏ tình cảm sâu sắc, lòng biết ơn

chân thành đến cán bộ hướng dẫn TS Trần Xuân Thọ Tất cả những sự trợ giúp về

phương pháp luận, những đề xuất hướng nghiên cứu cũng như các giải pháp mà thầy đưa ra là một phần hết sức có giá trị và quan trọng đối với sự thành công của đề tài nghiên cứu này

Tôi chân thành cảm ơn các giảng viên bộ môn Địa cơ Nền móng - Khoa Kỹ thuật Xây dựng – Trường ĐH Bách Khoa TP Hồ Chí Minh, đã nhiệt tình giảng dạy hướng dẫn trong suốt quá trình tôi học tập, nghiên cứu tại bộ môn

Tôi cũng gửi lời cảm ơn đến công ty Bachy Soletanche Việt Nam, đặc biệt là anh Phạm Quốc Dũng và các đồng nghiệp tại Phòng Kỹ thuật nơi tôi đang công tác, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu khoa học, và đặc biệt đã nhiệt tình giúp đỡ về mặt kỹ thuật thi công thực tế của công nghệ mới mà tôi đang quan tâm nghiên cứu

Cuối cùng, tôi muốn bày tỏ sự biết ơn đến Hội đồng chấm phản biện luận văn, Hội đồng đánh giá luận văn đã làm việc hết lòng, xem xét đánh giá đề tài để phản biện và chỉ ra các thiếu sót trong đề tài nghiên cứu này Đây là các ý kiến vô cùng có giá trị giúp hoàn thiện hướng nghiên cứu cũng như tạo nền tảng vững chắc để phát triển nghiên cứu trong tương lai

Xin cảm ơn tất cả

Phan Văn Khánh

Căn cứ vào việc phân tích hiệu quả kinh tế đạt được tại công trình Vincom B, có thể kết luận rằng phương án cọc Barrette được phun vữa thân cọc là một trong những giải pháp tiên tiến và giảm được chi phí xây dựng kết cấu móng cho các công trình cao tầng trên đất yếu

Based on the analysis of economic efficiency achieved at the Vincom B project, it can be concluded that the shaft grouted Barrettes is one of the innovative, relatively simple and low cost solutions for high-rise buildings on soft soils

 

MỞ ĐẦU 1 Đặt vấn đề

Trong hai thập kỷ gần đây, ngành xây dựng của nước nhà đã gặt hái được nhiều thành tựu đáng kể, với những công trình dân dụng và giao thông có tầm vóc lớn không chỉ trong nước mà cả trong khu vực đã được thực hiện thành công Không nằm ngoài xu hướng chung của thế giới về phát triển đô thị, nhằm tận dụng tối đa không gian, tại các thành phố lớn như Tp HCM, Đà Nẵng, Hà Nội ngày càng nhiều công trình cao tầng, và số tầng hầm lớn được xây dựng Đặc điểm chung của các công trình này thường có mặt bằng thi công chật hẹp, liền kề các công trình hiện hữu khác, tải trọng công trình lớn cùng với các yêu cầu khắc khe về mặt kỹ thuật, và mức độ an toàn cho chính bản thân công trình cũng như các công trình lân cận liền kề Do đó, hệ thống nền móng chống đỡ khối cao tầng bên trên cũng được đòi hỏi về khả năng chịu tải cũng như các yêu cầu kỹ thuật cao hơn So với các loại cọc khác, thì cọc Barrette có nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật cũng như về hiệu quả kinh tế Với sức chịu tải theo điều kiện đất nền và vật liệu khá lớn, cùng với các ưu điểm nổi trội khác, phương án cọc Barrette là một trong những phương án tốt và nên được cân nhắc đến đối với các công trình cao tầng trong khu vực nội thị

Với đặc điểm địa chất tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các khu vực ven sông rạch, việc phân tích tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi cho thấy rằng, thành phần sức kháng ma sát chiếm một tỷ lệ vượt trội so với sức kháng mũi Hơn nữa, theo cơ chế huy động các thành phần sức chịu tải của cọc đường kính lớn, sức kháng ma sát thân cọc hầu như được huy động rất sớm so với sức kháng mũi Đối với các cọc đường kính lớn, chuyển vị để huy động đầy đủ sức kháng mũi đôi khi vượt quá chuyển vị cho phép của công trình Đồng thời, các nghiên cứu, quan trắc thực tế cũng cho thấy rằng sức kháng mũi gần như không được huy động đầy đủ ứng với chuyển vị do tải trọng thiết kế gây ra

Ngoài ra, việc thi công các cọc kích thước lớn nói chung và cọc Barrette nói riêng được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam hiện nay hầu hết sử dụng biện pháp thi công khoan hoặc đào trong bùn bentonite hay vật liệu polyme Trong quá trình thi công luôn chứa đựng các nguy cơ mũi cọc tồn tại lớp bùn cặn lắng gây ảnh hưởng không tốt và làm suy giảm đáng kể sức kháng mũi cọc Do đó, có thể khẳng định thành phần sức kháng ma sát có ý nghĩa rất quan trọng và nhìn chung là thành phần chủ yếu trong sức kháng tổng thể của cọc khoan nhồi

Nhiều kết quả nghiên cứu từ thực nghiệm chỉ ra rằng trong một lớp đất, sức chịu tải của cọc chỉ tăng đến một độ sâu giới hạn Dcr (hay Zcr) Vượt quá độ sâu này, sức kháng ma sát dọc thân cọc có xu hướng là hằng số

Việc áp dụng thành công công nghệ phụt vữa thân cọc trong quá trình thi công đại trà cọc Barrette nói riêng và cọc khoan nhồi nói chung đem tới một giải pháp tiên tiến, hữu ích và tương đối đơn giản để nâng cao sức chịu tải của cọc, tiết kiệm chi phí về vật liệu, thời gian thi công, giảm đáng kể giá thành công trình, đáp ứng được các yêu cầu ngày càng cao và khắc khe về mặt kỹ thuật cũng như mang lại tính hiệu quả kinh tế cao hơn cho các công trình cao tầng ở hiện tại và trong tương lai

2 Mục đích nghiên cứu của luận văn

Với việc sử dụng các dữ liệu địa chất cùng các số liệu thí nghiệm thử tải tĩnh trên cọc Barrette thí nghiệm thông thường và cọc Barrette thí nghiệm được phun vữa áp lực cao thu thập tại công trình Trung tâm thương mại – Văn phòng – Căn hộ cao cấp - Bãi đậu xe ngầm Vincom Khu B (Vincom B), các kết quả tính toán phân tích sức chịu tải cọc theo điều kiện đất nền dựa trên phương pháp giải tích và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) được hỗ trợ bởi phần mềm Plaxis 3D Tunel sẽ được nghiên cứu nhằm đánh giá ứng xử của cọc Barrette cũng như ảnh hưởng của phương pháp phun vữa áp lực cao đối với sức chịu tải cọc, đặt biệt là thành phần sức kháng ma sát dọc thân cọc Barrette

3 Nội dung luận văn

Luận văn được trình bày bao gồm các nội dung được sắp xếp như sau:

Mở đầu

Trình bày tóm lược mục đích và phương pháp nghiên cứu của đề tài luận văn Đồng thời tính khoa học và thực tiễn cũng như các hạn chế còn tồn tại trong nghiên cứu cũng được đề cập

Chương 1 : Tổng quan về cọc Barrette

Chương 2: Công nghệ phun vữa áp lực cao dọc thân cọc Barrette

Chủ yếu trình bày các giải pháp thi công, công nghệ và các tiêu chí kỹ thuật được sử dụng trong phương pháp phun vữa thân cọc Barrette

Chương 3: Phương pháp xác định sức chịu tải dọc trục cọc Barrette thông thường và cọc Barrette được phun vữa thân cọc

Tổng quan các lý thuyết và các phương pháp được sử dụng để tính toán xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi nói chung và Barrette nói riêng có hoặc không có phun vữa áp lực cao dọc thân cọc thường được áp dụng ở Việt Nam hiện nay

Chương 4: Phân tích sức chịu tải dọc trục cọc Barrette được phun vữa thân cọc

Trình bày các phương pháp tính toán ước lượng sức chịu tải cho các cọc Barrette thử nghiệm tại công trình Vincom B Các kết quả tính toán bằng phương pháp giải tích cũng như phương pháp FEM kết hợp với số liệu thu thập từ thí nghiệm nén tĩnh hiện trường sẽ được xem xét nghiên cứu nhằm phân tích ứng xử và đánh giá mức độ cải thiện thành phần sức kháng ma sát dọc thân cọc khi được áp dụng biện pháp phun vữa áp lực cao

Phần kết luận và kiến nghị

Tóm tắt lại các đánh giá, nhận xét của tác giả thông qua các kết quả phân tích được trong quá trình nghiên cứu đề tài luận văn Dựa trên cơ sở đó, tác giả đề nghị hướng nghiên cứu mở rộng trong tương lai

4 Phương pháp nghiên cứu

- Tổng quan cọc Barrette và công nghệ phụt vữa thân cọc - Tổng quan các lý thuyết phân tích và tính toán xác định sức chịu tải cọc Barrette thông thường và cọc Barrette được phun vữa thân cọc bằng áp lực cao

- Xác định sức chịu tải dọc trục của các cọc Barrette thí nghiệm tại Vincom B bằng các phương pháp giải tích

- Xác định sức chịu tải dọc trục của các cọc Barrette dựa trên kết quả thí nghiệm nén tĩnh hiện trường Căn cứ vào các số liệu được đo đạc bởi hệ thống các đầu đo cảm biến, thành phần sức kháng ma sát được tập trung nghiên cứu và phân tích một cách cụ thể nhằm đánh giá tác dụng cũng như mức độ cải thiện của thành phần này khi áp dụng biện pháp phun vữa áp lực cao trên các cọc Barrette

5 Tính khoa học và thực tiễn của đề tài

Mục đích của tác giả khi thực hiện nghiên cứu đề tài luận văn “ Đánh giá sức chịu tải cọc Barrette được xử lý phun vữa thân cọc” nhằm đóng góp thêm kiến thức về các phương

pháp dự đoán sức chịu tải Barrette, đặc biệt là các Barrette được xử lý phụt vữa thân cọc Qua đó, tác giả mong muốn chứng minh các lợi ích của biện pháp phụt vữa đối với sự cải thiện sức kháng ma sát thân cọc, giúp người thiết kế có thêm các kiến thức và cơ sở lý thuyết vững chắc khi đề xuất, áp dụng phương án này cho các công trình trong tương lai không những tại khu vực Tp Hồ Chí Minh, mà còn mở rộng trên cả nước

- Do công nghệ phụt vữa áp lực cao xung quanh thân cọc Barrette chỉ mới được đưa vào áp dụng tại Việt Nam trong một thời gian ngắn, do đó chưa có số liệu thí nghiệm thực tế cũng như công trình khoa học nào được thực hiện nhằm nghiên cứu sự cải thiện các tính chất cơ lý của vùng đất nền lân cận dọc thân cọc trong phạm vi được phụt vữa, nhằm cung cấp các bằng chứng và sự hiểu biết đầu đủ về bản chất sự cải thiện thành phần sức kháng ma sát khi được áp dụng biện pháp phụt vữa dọc thân cọc

Cọc Barrette được người Pháp cải tiến từ cọc nhồi tiết diện tròn để tạo ra sức chịu tải lớn hơn với cùng một thể tích bê tông sử dụng Trình tự thi công bao gồm giai đoạn khoan đào tạo thành hố khoan sâu trong nền đất với sự hỗ trợ của các thiết bị và biện pháp giữ ổn định thành vách (thường gặp nhất là hệ vách chống bằng thép hoặc bê tông cốt thép (BTCT) và dung dịch bentonite hoặc polyme), sau đó đặt lồng cốt thép và đổ bê tông vào trong hố tạo thành cọc Khác với cọc khoan nhồi tiết diện tròn thông thường, cọc Barrette thường có tiết diện hình chữ nhật với chiều rộng từ 0,60m đến 1,50m và chiều dài từ 2,20m đến 6,00m Ngoài ra, cọc Barrette còn có các loại tiết diện tổ hợp khác như: chữ thập +, chữ T, chữ I, chữ L, hoặc dạng ba chạc Ү, vv… nhằm đáp ứng với các yêu cầu thiết kế cho các trường hợp đặc biệt

Trong vòng bốn thập kỷ gần đây, cọc Barrette đã được áp dụng một cách rộng rãi trên toàn thế giới (theo Charler W.W Ng, N ASCE, và G.H.Lei (2003) [37]), điển hình như tòa tháp đôi Pentronas (Malaysia) khởi công xây dựng từ năm 1995 hoàn thành năm 1998, cao trên 100 tầng, với hệ móng công trình bao gồm các cọc Barrette kích thước 1.2m x 2.8m, chiều sâu lớn nhất tới 125m Toà tháp Mega Tower ở Hồng Kông cao 480m, được chống đỡ bởi một hệ thống móng bao gồm 240 cọc Barrette 2.80m x 1.20m và 2.80m x 1,00m chiều dài cọc trung bình là 83m

Tại Việt Nam, phương án cọc Barrette còn khá mới mẻ, trong nước còn ít các đơn vị có năng lực về kỹ thuật và công nghệ thi công loại cọc này Trong vài năm gần đây, cùng với sự cải tiến liên tục về công nghệ thi công và quản lý chất lượng, cọc Barrette đã được ứng dụng thành công cho nhiều dự án lớn tại thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, và Hà Nội Điển hình tòa nhà Sài Gòn Centre tại 65, Lê Lợi, Q.1, Tp HCM với 25 tầng cao và 3 tầng hầm, gồm 46 cọc Barrette kích thước 0,6x2,8m và 1,2 x2,8m sâu 50m Tổ hợp công trình Everich tại đường 3-2, Q.11, Tp HCM với 27 tầng cao và 2 tầng hầm, tổng cộng 154 cọc barrtett kích thước 0,8x2,8m và 1,2x2,8m sâu tối đa 54m Cao ốc văn phòng và căn hộ - 101, Láng Hạ tại quận Đống Đa ,Hà Nội , cao 27 tầng và 2 tầng hầm, với 54 cọc Barrette kích thước 1,0x2,8m và 1,5

 x 2,8m sâu 43m Hay tòa nhà văn phòng làm việc của EVN tại 11 Cửa Bắc, quận Ba Đình, Hà Nội với 2 tháp, cao 33 và 29 tầng, 3 tầng hầm với tổng cộng 176 cọc Barrette kích thước1,2x2,8m, đến 1,5x2,8m sâu từ 36m – 46m

(a) (b) Hình 1- 1: (a)Tòa tháp Pentronas (Malaysia); (b) Tòa tháp Mega Tower (Hồng Kông)

1.2 Ưu và nhược điểm cọc Barrette

• Ưu điểm cọc Barrette

Cũng như các dạng cọc khoan nhồi khác, quá trình thi cơng cọc Barrette thường khơng gây chấn động mạnh, ảnh hưởng hệ kết cấu chịu lực của các công trình lân cận, ngồi ra trong báo cáo của Ramaswamy và Pertusier (1986) [37] chỉ ra rằng quá trình thi cơng cọc Barrette cũng đáp ứng được các yêu cầu về điều kiện hạn chế tiếng ồn, và các điều kiện đảm bảo vệ sinh mơi trường, nên rất thích hợp cho các công trình xây chen trong nội thị các thành phố

Do được đổ bê tơng trực tiếp tạo thành một thể thống nhất nên cọc khoan nhồi nĩi chung và cọc Barrette nĩi riêng khắc phục được các nhược điểm đứt gãy thân cọc, suy giảm khả năng chịu tải trọng ngang tại các vị trí mối nối trong cọc BTCT đúc sẵn

Năng lực đào khá lớn, với các cọc Barrette kích thước lớn cĩ thể đạt đến độ sâu từ 80m-100m và trong một số trường hợp đặc biệt cĩ thể lớn hơn

Với tiết diện hình chữ nhật cĩ kích thước lớn, cọc Barrette cĩ thể huy động sức chịu tải cọc theo đất nền và theo vật liệu khá cao, cũng như khả năng chịu moment uốn, hay tải trọng ngang theo phương cạnhdài rất tốt, giúp giảm đáng kể số lượng cọc, rút ngắn chiều sâu khoan, tiết kiệm khối lượng vật tư đài cọc, và thời gian thi cơng

So với cọc khoan nhồi tiết diện trịn, với đặc trưng hình học của tiết diện cọc Barrette rõ ràng vượt trội hơn hẳn về tính kinh tế Bởi với cùng thể tích vật liệu, khi chuyển từ tiết diện trịn sang tiết diện chữ nhật thì diện tích xung quanh cọc tăng lên đáng kể do đĩ cĩ huy động được sức kháng ma sát hơng - một thành phần quan trọng đối với sức chịu tải cọc khoan nhồi lớn hơn hẳn so với cọc trịn Cụ thể nếu xét cọc nhồi tiết diện trịn cĩ đường kính R, nếu quy đổi tương đương về diện tích sang tiết diện chữ nhật với kích thước thì diện tích xung quanh sẽ tăng thêm trên mỗi mét dài cọc là

AnanA

 

%100).11

(2

22).(

−+=−

+

ππ

ππ

π

nnR

RnR

nR

(1.1) Do có thể sử dụng các thiết bị thi công tường vây để thi công cọc Barrette, vì vậy

phương án cọc Barrette hoàn toàn thích hợp với các công trình có hệ thống tường vây được thi công đồng thời, giúp giảm chi phí và tiến độ cần thiết để vận chuyển máy móc, huy động thiết bị, cũng như dễ dàng trong việc bố trí mặt bằng công trường (Johnson và các cộng sự (1992) [37])

Một ưu điểm rất hữu ích đối với các công trình thi công đào hầm bằng phương pháp top down là với khả năng chịu tải lớn, hoàn toàn có thể bố trí một cột được gánh đỡ bởi một cọc Barrette, do đó giúp phương án thiết kế hệ cột chống tạm - kingpost được dễ dàng, và tiết kiệm

Có thể nói rằng, cọc Barrette là một trong những giải pháp móng cọc khoan nhồi tiên tiến nhất hiện nay, được áp dụng hết sức rộng rãi trên thế giới Riêng tại Việt Nam trong những năm gần đây đã bước đầu chứng tỏ được các ưu thế và được áp dụng ngày một nhiều trong các công trình cao tầng có tầm vóc, và quy mô lớn

• Nhược điểm cọc Barrette

Mặc dù cọc Barrette có nhiều ưu điểm vượt trội về mặt kỹ thuật, và tính kinh tế, nhưng nó vẫn không hoàn toàn khắc phục được nhược điểm của cọc khoan nhồi nói chung như:

Chi phí cao, đòi hỏi thiết bị, công nghệ thi công hiện đại, quy trình kiểm tra, quản lý chất lượng cọc rất chặt chẽ và tốn kém

Dễ xảy ra các hiện tượng biến dạng, sạt lỡ thành vách hố khoan dẫn đến kích thước tiết diện cọc rất khó kiểm soát theo thiết kế

Bê tông cọc được thi công trong điều kiện không lý tưởng, thường xảy ra các hiện tượng nhiễm bẩn bê tông trong quá trình thi công nếu không tuân thủ nghiêm ngặc các quy trình, có thể dẫn đến các khuyết tật gây hư hỏng cọc, không thể sử dụng lại, gây tốn kém và mất thời gian

Chịu ảnh hưởng đáng kể bởi các tính chất hóa lý cũng như điều kiện dòng chảy của nước ngầm trong đất, gây ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bê tông cọc

Một trong những nhược điểm xuất phát từ đặc điểm của biện pháp thi công khoan đào trong dung dịch bùn khoan là rất khó kiểm soát chất lượng nền đất dưới mũi cọc Mặc dù việc xói rửa mũi cọc được tiến hành nhằm loại bỏ lớp bentonite hoặc polyme cũng như vật liệu

 khoan dưới mũi cọc, tuy nhiên luôn chứa đựng tiềm ẩn mũi cọc tồn tại lớp bùn cặn lắng của các vật liệu này và làm ảnh hưởng xấu đến sức kháng mũi cọc

Đồng thời quá trình khoan đào cũng làm suy giảm áp lực ngang của các lớp đất xung quanh thân cọc, phá hủy kết cấu khung hạt, cùng với sự ảnh hưởng của lớp bentonite có tác dụng như màng bôi trơn tồn tại giữa mặt tiếp xúc của cọc và đất, do đó làm giảm sức kháng ma sát thân cọc Theo Sliwinski and Fleeming (1974) [32] chỉ ra rằng trong các lớp đất dính, như đất sét, bentonite ít có ảnh hưởng đến ma sát dọc thân cọc Tuy nhiên, điều này hoàn toàn ngược lại đối với các loại đất rời như cát Hầu như ma sát dọc thân cọc trong lớp cát giảm khá mạnh Các tác giả trên đề nghị trong các phương pháp tính toán thông qua ứng suất hữu hiệu và hệ số ma sát thì nên giảm sức kháng ma sát từ 10% – 30% Theo Tomlinson (1996) [32] phát biểu rằng nếu cọc được đào bằng gàu ngoạm trong nước hoặc bentonite, quá trình này sẽ làm rời rạc kết cấu khung hạt đất Đây là nguyên nhân làm suy giảm đáng kể sức kháng ma sát dọc thân cọc cũng như sức chịu mũi cọc Do đó, tác giả này đề nghị khi tính toán thiết kế nên lấy theo giá trị thấp của dung trọng đất rời

1.3 Phạm vi ứng dụng

Với kích thước lớn, cọc Barrette có thể huy động sức chịu tải theo vật liệu và đất nền khá cao Như được đề cập ở phần trên, các lợi điểm của cọc Barrette được phát huy tối đa đối với các công trình xây dựng dân dụng cũng như cầu đường có tải trọng dưới chân cột lớn, xây chen trong khu vực đông đúc, và đặc biệt là đối với các công trình có sự kết hợp giữa hệ thống móng cọc cùng tường vây và phương pháp thi công các tầng hầm là “Top down” hoặc “Semi – top down” Tuy nhiên, do giá thành thi công trên một đơn vị cọc Barrette còn khá cao, vì vậy phương án cọc Barrette hầu như không đạt hiệu quả kinh tế như mong muốn đối với các công trình xây dựng vừa và nhỏ

1.4 Trình tự thi công cọc Barrette

Một cách tổng quát, trình tự thi công cọc Barrette bao gồm các công đoạn: - Thi công đào cọc Barrette bằng gàu ngoạm chuyên dụng, sử dụng dung dịch bentonite hoặc polyme để hỗ trợ giữ ổn định thành vách hố đào

- Hạ lồng thép đã được gia công xuống hố đào - Đổ bê tông theo phương pháp ống đổ trimie trong dung dịch bentonite • Giai đoạn thi công đào Barrette

Việc đào cọc Barrette được thực hiện bởi gàu ngoạm hình chữ nhật tương ứng với kích thước cọc được thiết kế, treo trên xe cẩu vận hành bằng dây cáp hoặc hệ thống truyền động thủy lực Trong quá trình đào, dung dịch bentonite hoặc polyme được sử dụng và thường được giữ thấp hơn đỉnh tường dẫn 0,6m và cao hơn mực nước ngầm không nhỏ hơn 1,5m

Dung dịch bentonite hay polyme sẽ được trộn bằng máy trộn tốc độ cao và chứa trong các silô đã được lắp đặt sẵn với mục đích cho các loại vật liệu có thời gian hydrate hóa trước khi đưa vào hố đào

Hình 1- 3: Tường dẫn hướng bằng bê tông cốt thép  

 Hình 1- 4: Mặt bằng và mặt đứng tường dẫn thép điển hình Dung dịch bùn khoan sau khi sử dụng được thu hồi, qua máy sàng lọc rồi được bảo quản để sử dụng lại

 Hình 1- 6: Gàu ngoạm đào Barrette trong đất

 

 

 Hình 1- 7: Gàu đào Barrette dạng xoay • Giai đoạn gia công lồng thép và hạ lồng thép

Lồng thép được thi công trước với từng phân đoạn lồng tương ứng với khả năng nâng của các thiết bị cũng như sao cho thuận tiện trong công tác thi công Thông thường do chiều dài cọc khá lớn, lồng thép được tách thành nhiều phân đoạn có thể bao gồm 1 đến 2 lồng thép tùy thuộc vào năng lực nâng của cần cẩu và điều kiện không gian công trường Các đoạn lồng thép này sẽ được liên kết với nhau trong quá trình hạ lồng thép Các ống thép phục vụ thí nghiệm cũng như phụt vữa được định vị và lắp đặt sẵn trong lồng thép Khi việc tái chế bentonite hoàn tất, lồng thép được hạ xuống hố đào

 

Hình 1- 8: Gia công và hạ lồng thép Nhằm định vị lồng thép trong hố đào và đảm bảo chiều dày lớp bê tông bảo vệ theo đúng thiết kế, lồng thép được gắn với các con kê bê tông với cường độ tương tự với cường độ bê tông của cọc Barrette, dày khoảng 50mm - 70mm và đường kính tùy thuộc vào chiều dày lớp bê tông bảo vệ được yêu cầu, thông thường từ 150mm –đến 200mm

Trong suốt quá trình gia công và hạ lồng thép, từng lồng thép được ghi số hiệu (bảng tên cho từng lồng) và được giám sát một cách kĩ lưỡng để đảm bảo các công tác cẩu lắp và hạ lồng thép chính xác so với thiết kế, tránh tình trạng nhầm lẫn về vị trí thép gia cường

• Công tác đổ bê tông

Trước khi được đổ vào hố khoan tạo cọc, bê tông phải được thí nghiệm nhanh ngay hiện trường để xác định độ sụt và độ linh động đáp ứng theo đúng thiết kế, nhằm hạn chế nguy cơ tắt ống đổ

Hỗn hợp bê tông được đổ vào hố đào qua ống tremie hay còn gọi là phương pháp đổ bê tông bằng ống tremie Các ống này có đường kính từ 250mm đến 300mm và được nối, hạ xuống hố đào từ những đoạn dài 0,5m; 1,0m; 2,0m; 3,0m hoặc 4,0 m Việc lắp sẵn một nút chặn bằng xốp trong ống tremie cũng như trong suốt quá trình đổ bê tông phải đảm bảo ống triemie ngập trong bê tông tối thiểu một khoảng 2,5m -3,0m là nhằm hạn chế hiện tượng bê tông trộn lẫn với vật liệu bùn khoan gây giảm chất lượng, ảnh hưởng đến cường độ của bê tông

Hình 1- 9: Đổ bê tông cọc Barrette

1.5 Nhận xét

Từ kinh nghiệm làm việc của tác giả đúc kết rằng, đối với các công trình cao tầng, tải trọng chân cột lớn, đặc biệt là các tòa cao ốc được xây chen trong khu vực đông dân cư, thì phương án cọc Barrette hầu như đạt được nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật cũng như tính kinh tế so với các phương án cọc khoan nhồi khác

Tuy nhiên, như được đề cập ở trên, các nhược điểm trong biện pháp thi công có thể gây ảnh hưởng không tốt đến sức chịu tải của cọc khoan nhồi nói chung và cọc Barrette nói riêng, đặc biệt là đối với thành phần sức kháng ma sát dọc thân cọc – một thành phần quan trọng và hầu như chiếm ưu thế trong sức chịu tải tổng thể

Đồng thời, với xu hướng phát triển đô thị hiện nay đòi hỏi ngày càng cao hơn nữa các kỹ thuật và công nghệ thi công cọc nhằm khắc phục các nhược điểm, nâng cao sức chịu tải của cọc, tạo điều kiện giảm số lượng, rút ngắn chiều dài cọc cũng như tiến độ thi công, giúp giảm chi phí xây dựng, mang lại nguồn lợi lớn hơn cho chủ đầu tư

Nhìn chung, với điều kiện địa chất tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các khu vực ven sông rạch, thường bao gồm lớp bùn sét trạng thái chảy, nhão phân bố đến độ sâu 15m – 25m, bên dưới là các lớp đất sét hay sét pha trạng thái dẻo nhão đến dẽo mềm phân bố ở độ sâu trung bình 50m-70m, và các lớp sét, sét pha trạng thái dẻo cứng, đến cứng hoặc các lớp cát, cát pha trạng thái chặt vừa đến chặt phân bố đến độ sâu khá lớn trong các điều kiện địa chất như trên, việc phân tích sức chịu tải cọc khoan nhồi cho thấy thành phần sức kháng ma sát dọc thân cọc chiếm tới 60%-85%

Hơn nữa, đối với các cọc đường kính lớn, thành phần sức kháng ma sát dọc thân cọc được huy động hoàn toàn gần như tức thời ứng với chuyển vị tương đối nhỏ Fellenius và Brom (1969), Fellenius (1972) đã trình bày một kết quả của độ chuyển dịch tương đối giữa cọc tiết diện vuông có kích thước B = 30cm và lớp đất sét xung quanh đủ huy động sức kháng ma sát thân cọc cực đại là 2mm - 3mm Theo một công thức kinh nghiệm được trình bày trong sách “ Móng cọc – Phân tích và Thiết kế” của Vũ Công Ngữ và Nguyễn Thái, độ chuyển dịch tương đối này trong đất loại sét khoảng 0.01B [9] Nhìn chung, chuyển vị đỏi hỏi đạt ma sát hông cực đại chỉ khoảng 0,5% - 1%D Trong khi đó, việc huy động sức kháng mũi là đòi hỏi một chuyển vị cọc khá lớn, khoảng 10% - 15%D, hoặc hơn (Bruce (1986) [29])

Hình 2 - 1: Biểu đồ quan hệ của các thành phần sức chịu tải và chuyển vị điển hình

Đồng thời, việc đảm bảo chất lượng mũi cọc khoan nhồi là rất khó khăn và không tin cậy Mặc dù việc xói rửa mũi cọc được tiến hành nhằm loại bỏ phần bùn bentonite cũng như vật liệu khoan dưới mũi cọc, tuy nhiên luôn chứa đựng các tiềm ẩn mũi cọc tồn tại lớp bùn cặn lắng vượt quá giới hạn cho phép và làm ảnh hưởng đến sức kháng mũi cọc

Với các nguyên nhân như trên, các kỹ sư thiết kế thường có xu hướng xem rằng cơ chế làm việc của cọc khoan nhồi cơ bản là cọc ma sát, và bỏ qua hoặc đánh giá thấp thành phần sức chịu mũi cọc (Lizzi (1981) [29]) Như vậy, có thể thấy rằng thành phần ma sát là rất quan trọng và mang yếu tố quyết định Việc cải thiện thành phần sức kháng ma sát dọc thân cọc sẽ mang lại một sự cải thiện đáng kể và hiệu quả về sức chịu tải tổng thể

Tuy nhiên, như được đề cập ở phần trên, có thể nhận thấy rằng biện pháp thi công khoan đào cọc trong dung dịch bentonite hay polyme gây ra hai nguyên nhân chính ảnh hưởng trực tiếp và đáng kể đến thành phần sức kháng ma sát dọc thân cọc khoan nhồi nói chung và Barrette nói riêng:

- Hiện tượng suy giảm áp lực ngang của các lớp đất quanh thân cọc Các báo cáo của Ng và các cộng sự (2000) cũng như của Fellenius và cộng sự (1999) [32] đã chứng minh hiện tượng này

- Ảnh hưởng của lớp áo bôi trơn hình thành bởi bùn betonite được sử dụng trong quá trình thi công Cemak (1976) [37] đã chỉ ra rằng mức độ ảnh hưởng của hiện tượng này càng đáng kể nếu thời gian lưu trữ bentonite trong hố đào càng lâu, do chiều dày lớp áo này có xu hướng gia tăng cùng thời gian lưu trữ dung dịch bùn bentonite

Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu thực nghiệm chỉ ra rằng trong một lớp đất, sức chịu tải của cọc chỉ tăng đến một độ sâu giới hạnDc(hay Zcr), trong khoảng 30÷40 lần đường kính của cọc Vượt qua độ sâu này, sức chịu tải của cọc (bao gồm sức chống mũi và ma sát thành) là hằng số, tức là:

⎩⎨⎧

==

>

==

>

)()(

)(

)(

cp

cp

cs

cs

zzqzzq

zzfzzf

(Theo TCXD 205-1998 [16]; Meyerhof (1976), Coyle

và Castello (1981); Châu Ngọc Ẩn (2005) [3]) Dựa trên các số liệu phân tích từ các thí nghiệm thử tải tĩnh hiện trường, Eide và Bellis (1992) [34] đã chỉ ra các giá trị sức kháng ma sát trung bình của đất sét cứng và cát chặt (Bangkok) nằm trong phạm vi từ 78 kPa– 130 kPa Littlechild, Plumbridge và Free (1998) [34] chỉ ra rằng đối với các lớp đất sét, giá trị sức kháng

 ma sát (đối với các cọc thông thường) nằm trong phạm vi 30 kPa– 150 kPa , và đối với lớp đất cát là 65 kPa – 170 kPa

Với mục đích cải thiện sức kháng ma sát dọc thân cọc, nguyên lý cơ bản của phương pháp phụt vữa thân cọc là bơm các loại vữa lỏng bằng áp lực cao thông qua các ống thép (tube a manchette – TAM) đặt sẵn trong quá trình gia công lồng thép [46] Với áp lực bơm cao, vữa sẽ chèn ép các lớp đất tạo thành lớp bao phủ, làm gia tăng độ chặt sít và cải thiện tính chất cơ lý của lớp đất tại vị trí cục bộ quanh thân cọc, đồng thời khôi phục áp lực ngang của đất cũng như loại bỏ ảnh hưởng của lớp bùn betonite Đối với các cọc Barrette được phụt vữa, sức chịu tải của cọc phần lớn được huy động từ thành phần sức kháng ma sát thân cọc, đặc biệt là trong phạm vi được phụt vữa

Đã có nhiều nghiên cứu như Gouvenot và Gabaix (1975) [41], Littlechild, Plumbridge và Free (1998) [34], Stocker (1983) [40], Hamza và Ibrahim (2000) [37] chứng ming rằng, sức chịu tải cọc Barrette được phụt vữa tăng lên từ 1,5 – 2,0 lần so với các cọc thông thường, trong đó, riêng thành phần ma sát thân cọc tăng từ 1,5 – 3,0 lần Ngoài ra, Littlechild, Plumbridge và Free (1998) [34] còn cho thấy rằng sức kháng ma sát trong cát lớp đất sét và cát hầu như không bị suy giảm theo thời gian

2.2 Lịch sử phát triển công nghệ phun vữa thân cọc

Công nghệ phun vữa thân cọc (shaft grouting hoặc skin grouting) lần đầu tiên được nghiên cứu áp dụng trên các cọc khoan nhồi có đường kính 660 mm và được trình bày bởi Gouvenot và Gabaix (1975) [41]

Trong 2 thập kỷ vừa qua, biện pháp phụt vữa cọc đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới Điển hình như dự án hệ thống đường giao thông và đường sắt trên cao tại Bangkok (BERTS) được hoàn thành năm 1998, sử dụng 16000 cọc khoan nhồi đường kính từ 0,8m đến 1,5m được áp dụng biện pháp phụt vữa thân cọc để gánh đỡ toàn bộ 45km đường sắt và đường cao tốc trên các lớp cát và sét Bangkok Dự án xây dựng trạm xe lửa Nam Cheong thuộc hệ thống đường sắt phía Tây do tập đoàn Đường sắt Kowloon-Canton đầu tư, sử dụng 274 cọc Barrette phụt vữa thân cọc với kích thước cọc từ 0,8mx2,8m đến 1,5m x2,8m, kết hợp với 44 cọc tròn đường kính 2,5m, và 14 cọc Barrette thông thường cho trạm chính Ngoài ra còn sử dụng 8 cọc Barrette phụt vữa thân cọc bên dưới hầm dẫn

Dự án Trung tâm thương mại quốc tế (ICC – hay còn gọi là tòa tháp Mega Tower) thuộc tổ hợp công trình Mega Tower – Quảng trường Union – Trạm xe lửa Kowloon ở Hồng Kông cao 480m, sử dụng các cọc Barrette kích thước 1,5m x 2,8m và 1,0m x 2,8m chiều dài cọc trung bình 83m, chiều dài cọc lớn nhất 104m, chiều dài phun vữa 25m

Hình 2 - 4: Công trình Sài Gòn M&C Công trình có 40 tầng cao và 4 tầng hầm được thi công theo phương pháp top-down Hai cọc thử có kích thước 1,0m x 2,8m sâu 44m và phun vữa 15m từ cao trình mũi cọc Các kết quả thí nghiệm cho thấy rằng các cọc thử hoàn toàn đáp ứng được tải trọng thiết kế mỗi cọc là 19000 kN, cũng như tải thử 150% tải làm việc

Từ năm 2008 đến nay, BSV đã thành công khi áp dụng vào đại trà biện pháp phun vữa thân cọc nhằm nâng cao đáng kể sức chịu tải của Barrette Điển hình như dự án Vincom B, với 28 tầng cao và 6 tầng hầm tọa lạc tại Tp Hồ Chí Minh Hệ thống móng gánh đỡ công trình bao gồm 132 cọc Barrette được phụt vữa thân cọc kích thước từ 0,8x2,8m đến 1,5mx2,8m, chiều

 dài cọc từ 46m đến 69,5m, phụt vữa từ cao độ -26m đến mũi, với chiều dài phụt vữa trong phạm vi 25m đến 47,5m

Hình 2 - 5: Công trình VinCom B Dự án Golden Square Complex tại Đà Nẵng với 21 đến 38 tầng cao và 2 tầng hầm, , khởi công năm 2008 Với tổng cộng 173 cọc Barrette, trong đó có 71 cọc Barrette thông thường kích thước 0,6m x2,8m, sâu từ 28,5m đến 45m, và 102 cọc Barrette 0,8mx2,8m, được phụt vữa sâu từ 39,5m đến 48,5m

Hình 2 - 7: Công trình Sunrise City Hệ móng cọc của công trình này bao gồm 111 cọc Barrette thông thường kích thước 0,8mx2,8m, sâu 53m, và 126 cọc Barrette được phụt vữa, kích thước 1,0x2,8m sâu 72m cùng 38 cọc Barrette phụt vữa kích thước 0,8x2,8m, sâu 61m

 

Hình 2 - 8: Mặt bằng hệ móng cọc công trình Sunrise City

2.3 Nguyên lý sự cải thiện sức kháng ma sát của các cọc phụt vữa

Theo Littlechild, Plumbridge và Free (1998) [34] dựa trên các nghiên cứu từ các cọc thử của dự án BERTS phát biểu rằng với hàm lượng thể tích của lượng vữa phụt dọc bề mặt cọc và đất sẽ tương đương với chiều dày trung bình của lớp vữa xấp xỉ 25mm Với chiều dày lớp vữa như trên thì diện tích bề mặt cọc chỉ tăng thêm khoảng 3%, do đó, nó không phải là nguyên nhân đẫn đến việc gia tăng đáng kể sức kháng ma sát thành cọc như đã được ghi nhận Hiện tượng này theo quan điểm của Stocker (1983) [40] và Troughton cùng Stocker (1994) [34] giải thích là do những nguyên nhân như sau:

- Lớp bê tông thân cọc ngoài cùng bị nứt, phá vỡ và đẩy ngược ra ngoài về phía đất nền bằng lượng vữa áp lực cao

- Sự gia tăng áp lực ngang làm gia tăng cục bộ độ chặt của đất tại vùng phụt vữa - Đối với đất có dạng hạt rời, hiện tượng xi măng hóa các hạt đất do sự liên kết của vữa phun có thể cải thiện đáng kể các tính chất vật lý và đặc biệt là các tính chất về cường độ của đất nền

- Ngoài ra, vữa còn có tác dụng chèn lấp các lỗ rỗng, các khe nứt, các hốc hoặc các vùng bị xói, khắc phục các khiếm khuyết trên bề mặt thân cọc, từ đó cải thiện đáng kể sự tiếp xúc giữa bề mặt thân cọc và đất nền xung quanh

 

Hình 2 - 9: Lớp vữa xi măng được phun quanh thân cọc Barrette

Những ưu điểm của cọc Barrette phun vữa áp lực

Biện pháp phun vữa thân cọc giúp khôi phục hay thậm chí gia tăng áp lực ngang tác dụng lên thân cọc, nén chặt đất nền xung quanh cọc, xi măng hóa các hạt đất đối với các loại đất hạt rời, giúp gia tăng các chỉ tiêu cơ lý và cường độ của đất nền xung quanh cọc Do đó gia tăng đáng kể sức kháng ma sát cũng như sức chịu tải của cọc

Giảm đáng kể chiều sâu thi công cọc, do đó hạn chế rất nhiều khó khăn và sự cố có thể phát sinh trong quá trình thi công cọc

Cho phép bỏ qua sức kháng mũi khi không thể kiểm soát được độ sạch của đáy hố khoan bằng cách tăng chiều dài phun vữa dọc theo thân cọc để tăng sức kháng ma sát thành

Có thể kết hợp phun vữa ở mặt bên để tăng ma sát và phun vữa ở đáy để tận dụng sức chống mũi

Khắc phục các hư hỏng, khuyết tật trên thân cọc có thể xảy ra Tận dụng tối đa sức chịu tải theo vật liệu cọc

Rút ngắn thời gian thi công, giảm giá thành thi công móng cọc

- Xi măng: 100kg; - Nước: 66,6lít; - Bentonite: 1,5kg; - Bentoryl 186: 150ml - Daracem 100 (Phụ gia siêu hoá dẻo, giảm lượng nước): 400 ml

2.4.2 Thiết bị

™ Ống phun vữa

Ống phun vữa hay còn được gọi là ống Tube A Manchette - TAM thường sử dụng là các ống thép đường kính ngoài từ 49mm - 60mm được khoan trước các lỗ phun với khoảng cách thông thường từ 0.5m – 1.0m và cách đáy ống từ 0.5m – 1.5m Sau đó các lỗ này được bọc ngoài bởi màng cao su tạo thành các van một chiều (gọi là các sleeve)

 

 Hình 2 - 12: (a) Các packer được sử dụng trong thực tế; (b) Cấu tạo lòng packer Việc bố trí các ống phun vữa phải được thiết kế để đảm bảo vữa có thể phủ đều ra bên ngoài thành cọc Thông thường, đối với các cọc Barrette có bề dài 2,8m bao gồm 8 ống phun, trong đó có 6 ống phun chủ đạo và 2 ống phun dự phòng Phạm vi phun vữa của mỗi lỗ được tính từ đỉnh của lỗ phun đến đáy của lỗ phun bên trên Các ống phun vữa phải lắp đặt sao cho hàng lỗ thấp nhất cao hơn đáy cọc tối thiểu 0.5m Hàng lỗ cao nhất thấp hơn 1m tính từ cao trình đất cần phun vữa

Hình 2 - 13: Lắp đặt ống Manchette trong lồng thép

 ™  Bơm phục vụ cho quá trình bơm vữa

Bơm dùng cho công tác phun vữa phải là loại tạo ra áp lực tối thiểu 1000 kN/m2 Có thể dùng các chủng loại bơm thuộc kiểu cánh quạt (áp lực không đổi) hoặc khung và piston trao đổi (áp lực dao động) Áp lực tối đa là 4000 kN/m2

Hình 2 - 14: Hệ thống các máy bơm vữa ™ Hệ thống thiết bị điện tử điều khiển và kiểm soát quá phun vữa cọc Barrette

Hiện nay, nhà thầu Bachy Soletanche Việt Nam (BSV) là một trong những đơn vị thi công cọc Barrette có áp dụng biện pháp phụn vữa áp lực cao ở Việt Nam Đơn vị này sử dụng hệ thống SINNUS là một dây chuyền điện tử để điều khiển và giám sát quá trình bơm phụt vữa, thông qua việc kết nối với các máy móc thiết bị khác [45]

Hình 2 - 15: Sơ đồ hoạt động của hệ thống SINNUS

Việc trộn thử vữa chuẩn và lấy mẫu thí nghiệm phải được thực hiện một cách đầy đủ trước khi áp dụng cho quá trình trộn vữa đại trà Các tiêu chí kỹ thuật quan trọng như độ nhớt, trọng lượng riêng và cường độ chịu nén của mẫu vữa chuẩn phải đạt được theo yêu cầu của thiết kế Thông thường các tiêu chí kỹ thuật thường được áp dụng như sau [45]:

- Cường độ tại tuổi 14 ngày của mẫu vữa thường phải đạt từ 20Mpa trở lên - Độ nhớt η ≤ 40s ;

- Dung trọng G ≥ 1,65kg/lít ™ Quá trình phá nước

Để đảm bảo khả năng phụt vữa một cách dễ dàng, bê tông thân cọc và màng cao su bao quanh lỗ phun vữa sẽ được chọc thủng bằng nước áp lực cao trong vòng 24 giờ sau khi đổ bê tông [45]

Hình 2 - 16: Quá trình phá nước thử nghiệm

2.4.4 Quá trình phun vữa áp lực cao

Quá trình phụt vữa được tiến hành trong khoảng thời gian 7 ngày kể từ khi kết thúc việc đổ bê tông thân cọc Vữa xi măng sẽ được bơm với áp lực tối đa không vượt quá 40 bar qua các van một chiều (sleeve) xuyên qua các vết nứt bê tông trên thân cọc được tạo ra trong quá trình phá nước Hàm lượng vữa tối thuận thông thường là 35l/m2 Vữa được bơm theo trình tự từ sleeve dưới cùng lên trên 6 ống TAM sẽ được sử dụng trước tiên Nếu xuất hiện hiện tượng tắt ống tại vị trí đang bơm , hoặc hàm lượng vữa mong muốn không đạt được tại các sleeve cá biệt nào đó thì việc phụt bổ sung sẽ được tiến hành thông qua các sleeve lân cận, hoặc 2 ống phụt vữa dự phòng để đạt được lượng vữa bơm trung bình lớn hơn 25 lít/ m2 [45].Tại cùng một cao trình, tỉ lệ khoảng 6 trên 8 manchette được bơm vữa được xem là tốt nhất

Trong suốt quá trình bơm vữa, hệ thống SINNUS với sự điều khiển của người kỹ sư sẽ liên tục cập nhật, thể hiện và lưu trữ các thông số Trong đó, áp lực vữa được xác định chính xác bằng máy đo số liệu áp lực Tốc độ đo lưu lượng được thể hiện cẩn thận bằng lưu lượng kế điện tử, có thể đo được nhiều loại lưu Các số liệu ghi chép giá trị tức thời bằng bộ biến đổi và lưu lượng kế từ mỗi đường dây bơm vữa được truyền đến hộp điều khiển được gọi là Arc-SINNUS

Arc – SINNUS nhận giá trị từ bộ chuyển đổi áp lực và lưu lượng kế rồi gửi đến màn hình hiển thị thông tin của máy tính Mỗi Arc-SINNUS có thể quản lý hai dây chuyền bơm vữa

Trên màn hình, mỗi cửa sổ máy bơm thể hiện giá trị khối lượng tức thời, áp lực và lưu lượng đo Đường cong lưu lượng đo và tốc độ xử lý áp lực của máy tính cũng được thể hiện, Người điều khiển hệ thống SINNUS được sự giúp đỡ của máy tính để quản lý quy trình phun

 vữa phù hợp với các thông số cụ thể (tín hiệu khối lượng, tín hiệu lưu lượng, và giới hạn áp lực) để đảm bảo hướng dẫn công việc thi công phụt vữa tốt nhất

Mỗi giá trị về khối lượng, áp lực và lưu lượng được lưu lại và phân tích sau Lưu lượng kế được sự điều khiển của máy tính đo khối lượng vữa được bơm ra Kiểm tra ngoài công trường sẽ được thực hiện để xác định lưu lượng kế trong những khoảng thời gian yêu cầu

Sau khi quá trình phun vữa hoàn tất, các ống TAM sẽ được bơm vữa xi măng lấp lòng

(a) (b) Hình 2 - 17: (a) Phun vữa thân cọc; (b) Vữa phun qua các ống TAM

™ Các tiêu chí dừng bơm vữa

Quá trình bơm vữa sẽ được dừng lại nếu như: - Hàm lượng vữa phụt đã đạt yêu cầu - Áp lực vữa đạt ngưỡng 40 bar - Xuất hiện hiện tượng vữa trào ngược lên trên mặt đất

 Hình 2 - 21: Quy trình tổng quát thi công cọc Barrette áp dụng phun vữa áp lực cao

2.5 Nhận xét

Mặc dù công nghệ phun vữa thân cọc bằng áp lực cao chỉ mới được giới thiệu và đưa vào sử dụng tại Việt Nam trong thời gian không lâu, tuy nhiên công nghệ này đã nhanh chóng khẳng định được sự phù hợp và tính khả thi của mình trong điều kiện xây dựng và địa chất tại khu vực thành phố Hồ Chí cũng như các khu vực khác trên cả nước

Ngoài ra, biện pháp phun vữa thân cọc còn có thể là một giải pháp khả thi và đơn giản để khắc phục các khuyết tật có thể xảy ra trên thân cọc

Việc kết hợp công nghệ phun vữa áp lực cao trên cọc Barrette mang lại thêm một phương án thiết kế hiệu quả và toàn diện cho các công trình cao tầng có quy mô và tải trọng chân cột lớn Bằng sự thành công về mặt kỹ thuật và hiệu quả kinh tế từ các công trình đã được thực hiện, phương án Barrette được phụt vữa áp lực cao dọc thân cọc đã khẳng định được tính khả thi của mình và thực sự là một phương án tốt nên được xem xét và cân nhắc