bài giảng môn học giám sát thi công công trình, chương 5 pdf

Chng 5: móng cọc Móng cọc (cọc chế tạo sẵn rồi hạ vào đất bằng đóng, rung ép, ép, khoan thả hoặc cọc chế tạo trong lỗ tạo sẵn bằng cách nhồi bê tông, th-ờng gọi chung là cọc nhồi) là giải pháp -a dùng trong xây dựng công trình có tải trọng lớn trên nền đất yếu. Việc lựa chọn cọc chế tạo sẵn (cọc gỗ, bê tông cốt thép hoặc thép) hay cọc nhồi là căn cứ vào các điều kiện cụ thể chủ yếu sau đây để quyết định: Đặc điểm công trình; Độ lớn của các loại tải trọng; Điều kiện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn; Yêu cầu của môi tr-ờng (rung động và tiếng ồn, đất n-ớc thải); ảnh h-ởng đến công trình lân cận và công trình ngầm; Khả năng thi công của nhà thầu; Tiến độ thi công và thời gian hoàn thành của chủ đầu t-; Khả năng kinh tế của chủ đầu t-; V v Có thể tham khảo theo kinh nghiệm trình bày ở bảng 6.14. Bảng 6.14. Lựa chọn loại cọc Cọc đóng Loại cọc Tình hình Cọc ép Bê tông Thép Cọc nhồi Kích th-ớc cọc và tải trọng cho phép Đ-ờng kính (cm) Độ sâu (m) Tải trọng cho phép (tấn) 20-30 15-20 20-40 30-55 20-40 50-120 50-80 25-150 100- 170 80-120 40-60 150- 700 Ph-ơng thức chịu lực của cọc Chống mũi Mũi + ma sát Ma sát 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x Độ sâu lớp đất chịu lực Đến 10 m 10-20 m 20-30 m 30-60 m 0 0 x 0 0 0 0 0 0 0 0 Lớp đất xen kẹp dày hơn 5 m Sét N = 4-10 N = 10-20 Cát pha N = 15-30 N = 30-50 N 50 Cát rời Cuội sỏi: d 10 cm 10-30 cm d 30 cm x 0 x 0 x x x 0 x 0 x 0 x x 0 0 0 0 0 0 x 0 0 0 0 0 0 0 N-ớc ngầm Không hạ đ-ợc mực n-ớc Tốc độ 0,3m/s 0 0 0 0 0 0 0 x ảnh h-ởng đến môi tr-ờng ồn và rung động Xây dựng trên n-ớc Gần công trình lân cận Diện tích chật hẹp 0 0 0 0 x 0 x x 0 0 Chú thích: 0 - Thích hợp trong sử dụng; - Cần nghiên cứu tr-ớc khi sử dụng; x - Nói chung là không thích hợp; N - Chỉ số xuyên tiêu chuẩn. 3.1. Cọc chế tạo sẵn Các công đoạn cần giám sát kỹ đối với cọc chế tạo sẵn (ở đây chủ yếu nói về cọc BTCT) gồm có: Giai đoạn sản xuất cọc (vật liệu và kích th-ớc hình học); Giai đoạn tháo khuôn, xếp kho, vận chuyển; Chọn búa đóng cọc/hạ cọc; Trình tự đóng/hạ cọc; Tiêu chuẩn dừng đóng/hạ; Chấn động và tiếng ồn; Nghiệm thu công tác đóng/hạ cọc. D-ới đây sẽ trình bày ngắn gọn một số yêu cầu chính trong các giai đoạn nói trên. 3.1.1. Giai đoạn sản xuất - Trong sản xuất cọc BTCT, cần chú ý: - Khống chế đ-ờng kính d max của cốt liệu (d max = 1:3 đến 1: 2,5 a thép ); - Cốt liệu (cát+sỏi) không có tính xâm thực và phản ứng kiềm silic; - L-ợng dùng ximăng 300kg/m 3 , nh-ng không v-ợt quá 500kg/m 3 ; - Độ sụt của bê tông 8-18 cm (cố gắng dùng bê tông khô); - Dùng phụ gia với liều l-ợng thích hợp. Chú thích : 1) L-ợng dùng xi măng ( theo tiêu chuẩn Mỹ ACI, 543, 1980) - Trong môi tr-ờng bình th-ờng 335 kg/m 3 ; - Trong môi tr-ờng n-ớc biển 390 kg/m 3 ; - Đổ bê tông d-ới n-ớc ( cọc nhồi ) 335 - 446 kg/m 3 ; 2) Độ sụt của hỗn hợp bê tông ( theo tiêu chuẩn vừa nêu ) - Đúc tại chỗ ( cọc nhồi ) không có n-ớc : 75 - 100mm; - Đúc sẵn : 0 - 75 mm; - Đổ bê tông d-ới n-ớc : 150 - 200 mm. Các kiểm tra cốt liệu và ximăng theo nh- tiêu chuẩn kết cấu bê tông cốt thép. Sai số về trọng l-ợng các thành phần của hỗn hợp bê tông không v-ợt quá các giá trị sau đây: Ximăng : 2%; Cốt liệu thô : 3%; N-ớc+dung dịch phụ gia : 2%; Hồ sơ nghiệm thu cho cọc BTCT gồm: Bản vẽ kết cấu cọc; Phiếu kiểm tra vật liệu cọc; Phiếu nghiệm thu cốt thép; C-ờng độ ép mẫu bê tông; Ph-ơng pháp d-ỡng hộ; Phiếu kiểm tra kích th-ớc cọc (tham khảo bảng 7.15). Chất l-ợng mặt ngoài cọc phải phù hợp yêu cầu: - Mặt cọc bằng phẳng, chắc đặc, độ sâu bị sứt ở góc không quá 10 mm; - Độ sâu vết nứt của bê tông do co ngót không quá 20mm, rộng không quá 0,5mm; - Tổng diện tích mất mát do lẹm/sứt góc và rỗ tổ ong không đ-ợc quá 5% tổng diện tích bề mặt cọc và không quá tập trung; - Đầu và mũi cọc không đ-ợc rỗ, ghồ ghề, nứt/sứt. Chất l-ợng cọc tr-ớc khi đóng cần kiểm tra gồm có việc xác định độ đồng nhất và c-ờng độ bê tông (siêu âm + súng bật nẩy theo một số tiêu chuẩn hiện hành nh- 20TCN: 87, TCXD171: 1987, và TCXD 225: 1998), vị trí cốt thép trong cọc (cảm ứng điện từ); kích th-ớc cọc ở đầu và mũi. Tỷ lệ % số cọc cần kiểm tra do t- vấn giám sát và thiết kế quyết định trên cơ sở công nghệ chế tạo và trình độ thành thạo nghề của nhà thầu. Bảng 6.15 Độ sai lệch cho phép về kích th-ớc cọc (TCXD 286:2003) TT Kích th-ớc cấu tạo Độ sai lệch cho phép 1 Chiều dài đoạn cọc 10 m 30 mm 2 Kích th-ớc cạnh 5 mm 3 Chiều dài mũi cọc 30 mm 4 Độ cong của cọc 10 mm 5 Độ võng của đoạn cọc 1% chiều dài đốt cọc 6 Độ lệch mũi khỏi tâm 10 mm 7 Góc nghiêng của mặt đầu cọc với mặt thẳng góc với trục cọc: + cọc tiết diện đa giác + cọc tròn Nghiêng 1% Nghiêng 0.5% 8 Khoảng cách từ tâm móc treo đến đầu đoạn cọc 50 mm 9 Độ lệch của móc treo so với trục cọc 20 mm 10 Chiều dày lớp bảo vệ bê tông 5 mm 11 B-ớc xoắn thép đai 10 mm 12 Khoảng cách giữa các thanh cốt thép chủ 10 mm 13 Đ-ờng kính cọc rỗng 5 mm 14 Chiều dày thành lỗ 5 mm 15 Kích th-ớc lỗ rỗng so với tim cọc 5 mm 3.1.2. - Giai đoạn tháo khuôn, xếp kho, vận chuyển Những h- hỏng có thể xẩy ra ở giai đoạn này th-ờng gặp là: - Vận chuyển, xếp kho khi c-ờng độ bê tông ch-a đạt 70% c-ờng độ thiết kế; - Cẩu móc không nhẹ nhàng, vị trí và số l-ợng các móc thép để cẩu làm không đúng theo thiết kế quy định. Để tránh hỏng gẫy cọc, thông th-ờng dùng 2 móc cho cọc dài d-ới 20 m và 3 móc cho cọc dài 20 - 30m. Tuỳ thuộc vào cách đặt móc cẩu mà nội lực sẽ đ-ợc tính toán t-ơng ứng theo nguyên tắc sau: Khi số móc trên cọc ít hơn hoặc bằng 3 thì vị trí của móc xác định theo sự cân bằng của mô men âm (hình 7.5) còn nếu số móc lớn hơn 3 thì vị trí của móc xác định theo sự cân bằng phản lực (hình 7.6). Những kiểm toán nói trên phải đ-ợc thông hiểu giữa ng-ời thiết kế và thi công để tránh nứt hoặc gẫy cọc tr-ớc khi đóng. Điều này càng đặc biệt quan trọng khi chúng ta dùng cọc bê tông cốt thép dài trên 30 m hay cọc BTCT ứng suất tr-ớc. . (m) Tải trọng cho phép (tấn) 20-30 15- 20 20-40 30 -55 20-40 50 -120 50 -80 25- 150 100- 170 80-120 40-60 150 - 700 Ph-ơng thức chịu lực của cọc Chống mũi Mũi + ma sát Ma sát 0 0 0 0 0 0 0 0 0 x Độ sâu. tiếng ồn, đất n-ớc thải); ảnh h-ởng đến công trình lân cận và công trình ngầm; Khả năng thi công của nhà thầu; Tiến độ thi công và thời gian hoàn thành của chủ đầu t-; Khả năng kinh tế của. 1987, và TCXD 2 25: 1998), vị trí cốt thép trong cọc (cảm ứng điện từ); kích th-ớc cọc ở đầu và mũi. Tỷ lệ % số cọc cần kiểm tra do t- vấn giám sát và thi t kế quyết định trên cơ sở công nghệ chế