73 ®ãng cäc ( Pile installation recorder, PIR), m¸y ph©n tÝch xuyªn tiªu chn (SPT analyzer) * M¸y ph©n tÝch cäc theo ph-¬ng ph¸p biÕn d¹ng lín PDA cã lo¹i míi nhÊt lµ lo¹i PAK. M¸y nµy ghi c¸c thÝ nghiƯm nỈng cho m«i tr-êng x©y dùng ¸c nghiƯt. M¸y nµy ghi kÕt qu¶ cđa ph-¬ng ph¸p thư biÕn d¹ng lín cho c«ng tr×nh nỊn mãng, cho th¨m dß ®Þa kü tht. PhÇn mỊm sư lý rÊt dƠ tiÕp thu. Sè liƯu ®-ỵc tù ®éng l-u gi÷ vµo ®Üa ®Ĩ sư dơng vỊ sau. Ch-¬ng tr×nh CAPWAP® cµi ®Ỉt ®-ỵc vµo PAK nªn viƯc ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng toµn vĐn vµ kh¶ n¨ng chÞu t¶i cđa cäc rÊt nhanh chãng. * Sư dơng ph-¬ng ph¸p thư BiÕn d¹ng nhá (PIT) lµ c¸ch thư nhanh cho sè lín cäc. PhÐp thư cho biÕt chÊt l-ỵng bª t«ng cäc cã tèt hay kh«ng, tÝnh toµn vĐn cđa cäc khi kiĨm tra c¸c khut tËt lín cđa cäc. C¸c lo¹i m¸y ph©n tÝch PIT dung ngn n¨ng l-ỵng pin, c¬ ®éng nhanh chãng vµ sư dơng ®¬n chiÕc. Dơng cơ cđa ph-¬ng ph¸p PIT dïng t×m c¸c khut tËt lín vµ nguy hiĨm nh- nøt g·y, th¾t cỉ chai, lÉn nhiỊu ®Êt trong bª t«ng hc lµ rçng. C6. Ph-¬ng ph¸p trë kh¸ng c¬ häc : Ph-¬ng ph¸p nµy quen thc víi tªn gäi ph-¬ng ph¸p ph©n tÝch dao ®éng hay cßn gäi lµ ph-¬ng ph¸p trun sãng c¬ häc. Nguyªn lý ®-ỵc ¸p dơng lµ trun sãng, nguyªn lý dao ®éng c-ìng bøc cđa cäc ®µn håi. Cã hai ph-¬ng ph¸p thùc hiƯn lµ dïng trë kh¸ng rung ®éng vµ dïng trë kh¸ng xung. Ph-¬ng ph¸p trë kh¸ng rung sư dơng m« t¬ ®iƯn ®éng ®-ỵc kÝch ho¹t do mét m¸y ph¸t t¸c ®éng lªn ®©ï cäc. Dïng mét m¸y ghi vËn tèc sãng trun trong cäc. Nh×n biĨu ®å sãng ghi ®-ỵc, cã thĨ biÕt chÊt l-ỵng cäc qua chØ tiªu ®é ®ång ®Ịu cđa vËt liƯu bª t«ng ë c¸c vÞ trÝ . Ph-¬ng ph¸p trë kh¸ng xung lµ c¬ së cho c¸c ph-¬ng ph¸p PIT vµ PET. Hai ph-¬ng ph¸p PIT vµ PET ghi sãng ©m déi. Ph-¬ng ph¸p trë kh¸ng xung nµy ghi vËn tèc trun sãng khi ®Ëp bóa t¹o xung lªn ®Çu cäc. Sù kh¸c nhau gi÷a ba ph-¬ng ph¸p nµy lµ m¸y ghi ®-ỵc c¸c hiƯn t-ỵng vËt lý nµo vµ phÇn mỊm chun c¸c dao ®éng c¬ lý häc Êy d-íi d¹ng sãng ghi ®-ỵc trong m¸y vµ thĨ hiƯn qua biĨu ®å nh- thÕ nµo. 4.1.5 Các sự cố thường gặp và cách xử lý. a. R¬i gÇu khoan. NÕu ®¬n vÞ thi c«ng kh«ng thĨ lÊy gÇu lªn ®-ỵc, cÇn th«ng b¸o ngay cho bªn A vµ t- vÊn thiÕt kÕ ®Ĩ cïng thèng nhÊt c¸c gi¶i ph¸p xư lý. Tïy thc vµo ®Ỉc tÝnh cđa nỊn ®Þa chÊt mµ cã thêi gian chê lÊy gÇu mét c¸ch hỵp lý. Tuy nhiªn kh«ng nªn kÐo dµi thêi gian chê lÊy gÇu ®ã cđa nhµ thÇu qu¸ l©u. b. R¬i lång thÐp. 74 Còng xư lý t-¬ng tù nh- trªn. c. Thỉi rưa qu¸ l©u vÉn kh«ng ®¹t yªu cÇu. CÇn kiĨm tra l¹i thiÕt bÞ thỉi rưa vỊ ¸p lùc thỉi xem cã ®¹t qui ®Þnh nh- ®· nãi ë trªn kh«ng. KiĨm tra èng thỉi cã t¾c kh«ng? KiĨm tra chÊt l-ỵng Bentonite cÊp vµo. KiĨm tra chiỊu dµi èng thỉi. NÕu c¸c ®iỊu kiƯn trªn vÉn ®¶m b¶o, nªn tỉ chøc vÐt l¾ng l¹i v× cã thĨ ®· x¶y ra sËp thµnh v¸ch khi h¹ lång thÐp vµ l¾p èng thỉi rưa. d. T¾c èng ®ỉ bª t«ng. KhÈn tr-¬ng kÐo èng ®ỉ lªn ®Ĩ th«ng èng, sau ®ã l¾p l¹i nh-ng khi tiÕp tơc ®ỉ l¹i, ph¶i ®¶m b¶o ®-a ®-ỵc èng ®ỉ xng ngËm trong bª t«ng ®-ỵc tèi thiĨu 2m – 3m theo ®óng tiªu chn vµ líp bª t«ng xÊu bªn trªn vÉn ®-ỵc ®Èy lªn trªn mỈt cäc, sau ®ã ¸p dơng c¸c biƯn ph¸p kiĨm tra ph¸t hiƯn khut tËt sau khi thi c«ng xong cäc nh- PDA, siªu ©m, PIT v.v ; §iỊu nµy lµ rÊt khã thùc hiƯn, ®ßi hái nhµ thÇu ph¶i rÊt cã kinh nghiƯm. NÕu nhµ thÇu kh«ng thùc hiƯn ®-ỵc viƯc nµy, ph¶i bµn b¹c víi c¸c bªn liªn quan nh- BQLDA, t- vÊn thiÕt kÕ ®Ĩ c©n nh¾c kh¶ n¨ng sư lý cäc ®ã. e. Bª t«ng kh«ng ®¹t ®é sơt thiÕt kÕ. Th«ng th-êng, ®é sơt cđa bª t«ng cäc nhåi theo thiÕt kÕ lµ 182 cm. Trong tr-êng hỵp kiĨm tra ®é sơt cđa bª t«ng kh«ng ®¹t yªu cÇu ph¶i cã biƯn ph¸p xư lý. Bª t«ng ®é sơt thÊp qu¸ (kh« qu¸): Cã thĨ sư dơng phơ gia hãa dỴo t¹i chç, nh-ng chØ nªn cho phÐp nhµ thÇu sư dơng cïng mét lo¹i phơ gia ®· dïng t¹i tr¹m trén, tuy nhiªn tỉng l-ỵng dïng ph¶i ®¶m b¶o kh«ng v-ỵt qu¸ liỊu l-ỵng max cđa lo¹i phơ gia ®ã. NÕu ph¶i sư dơng lo¹i phơ gia kh¸c, ph¶i ®¶m b¶o kh«ng cã c¸c t-¬ng t¸c xÊu gi÷a 2 lo¹i phơ gia ®ã. Bª t«ng cã ®é sơt cao qu¸ (nh·o qu¸): Cã thĨ trén thªm mét l-ỵng xi m¨ng kh« nhÊt ®Þnh (liỊu l-ỵng xi m¨ng kh«ng ®-ỵc v-ỵt qu¸ liỊu l-ỵng max ®-ỵc qui ®Þnh trong tiªu chn). NÕu kh«ng kiĨm so¸t ®-ỵc viƯc trén thªm xi m¨ng ®ã, tèt nhÊt lµ tõ chèi chÊp nhËn xe bª t«ng ®ã. 4.2 THIẾT KẾ MÓNG CỌC BARET. 4.2.1 Khái niệm. 4.2.1.1 Đònh nghóa. Cọc barét là một loại cọc nhồi, không thi công bằng mũi khoan hình tròn, mà bằng loại gầu ngoạn hình chữ nhật. Tiết diện cọc hình chữ nhật : 75 + Chiều rộng từ 0,6 – 1,5m. + Chiều dài từ 2,0 – 6,0m. Các loại tiết diện khác tuỳ theo vò trí móng, có thể là chữ thập, chữ T, chữ I, L, Y Độ sâu : Tuỳ theo điều kiện tính chất công trình và tải trọng cọc có thể đạt tới độ sâu từ vài chục m đến 100m. 0,6 2,2~2,8 2,2~2,4m 2,2~2,8m 2,2~2,4 m 2,2 ~ 2,8m 4.2.1.2 Phạm vi áp dụng. Cọc barét thường dùng làm móng cho nhà cao tầng, các tháp cao, cầu vượt ví dụ như : - Tháp đôi Petronas (Malaysia) cao trên 100 tầng, 450 mét với tầng hầm nhiều tầng sâu tới 20m, dùng cọc barét tiết diện 1,2m x 2,8m, sâu 125m. - Công trình Sài Gòn Center, 25 tầng lầu, 3 tầng hầm dùng cọc barét 0,6m x 2,8m; 1,2 x 6,0m sâu 50m. - Công trình Vietcombank Hà Nội, 22 tầng và 2 tầng hầm, sử dụng móng cọc baret 0,8 x 2,8m sâu 55m. 4.2.2 Khảo sát đòa chất cho thiết kế và thi công móng cọc barét. Thực hiện theo quy đònh trong tiêu chuẩn “Khảo sát đòa kỹ thuật phục vụ cho thiết kế và thi công móng cọc” TCXD 160 : 1987. 4.2.2.1 Bố trí các điểm khảo sát. - Các điểm khoan, xuyên, cắt cánh, nén ngang phải bố trí trong khu vực xây dựng công trình. - Khoảng cách giữa các điểm khảo sát 30m. 76 - Chiều sâu hố khoan : + Chiều sâu hố khoan phải lớn hơn vùng chòu nén cực hạn của các lớp đất dưới mũi cọc tối thiểu là 2m (qua vùng tính lún 2m). + Phải tìm được lớp đất đá tốt để đặt mũi cọc. - Chỉ tiêu lớp đất tốt đặt mũi cọc có thể tham khảo sau đây: + Modun biến dạng E o 300 kG/cm 2 . + Đất có góc ma sát trong 40 o . + Chỉ số xuyên tiêu chuẩn N 50. + Cát chặt có sử dụng khoan xuyên tónh q c 110 kG/cm 2 . + Sét vùng có sử dụng khoan xuyên tónh q c 50 kG/cm 2 . + Nếu gặp đá, cần khoan vào đá 3 điểm với độ sâu 6m. 4.2.2.2 Số lượng các điểm khảo sát. - Trong mỗi hạng mục công trình khoan 3 điểm cho mỗi loại khảo sát. - Nếu độ sâu mũi cọc <30m nên khảo sát bằng xuyên tónh (CPT). - Nếu độ sâu mũi cọc >30m nên khảo sát bằng xuyên tiêu chuẩn (SPT). 4.2.3 Sức chòu tải của cọc baret. Tương tự như sức chòu tải của cọc khoan nhồi, chỉ khác ở diện tích, hình dáng mặt cắt ngang của cọc. Một số phương pháp tính sức chòu tải thường dùng hiện nay : + Sức chòu tải theo phương thẳng đứng của cọc đơn theo vật liệu. + Sức chòu tải của cọc chống. + Sức chòu tải của cọc ma sát (theo kết quả TN trong phòng). + Sức chòu tải theo kết quả thí nghiệm xuyên tónh. + Sức chòu tải theo kết quả thí nghiệm tiêu chuẩn. + Sức chòu tải theo nén tónh tại hiện trường (do cọc thường có sức chòu tải lớn nên chỉ sử dụng cho cọc baret có SCT nhỏ ≤ 700 tấn). + Sức chòu tải theo Osterberg (thí nghiệm hiện trường). 4.2.3.1 Sức chòu tải theo vật liệu làm cọc. P v : ( m 1 m 2 R b F b + R a F a ) m 1 : hệ số điều kiện làm việc khi đổ bê tông. m 2 : hệ số đổ bê tông trong bentonite = 0,7. 4.2.3.2 Sức chòu tải của cọc chống. 77 Khi mũi cọc đặt vào lớp đất, đá có modun biến dạng E o 500 kG/cm 2 cọc được coi là cọc chống : P c = mRF Khi cọc ngậm vào đất, đá 0,5m; R (cường độ tính toán của đất đá dưới chân cọc) xác đònh như sau : 1,5 n d n h k n R R đ R n : Cường độ tiêu chuẩn của mẫu đá nén dọc trục bão hòa nước. k đ : Hệ số an toàn đối với đất = 1,4 h n : Độ sâu ngàm cọc váo đá d n : Đường kính ngoài của phần cọc ngàm vào đá, bằng chiều rộng hay cạnh ngắn của cọc. 4.2.3.3 Sức chòu tải của cọc theo thí nghiệm trong phòng. P đ = m(m R .RF+U m fi .f i .l i ) Tương tự như cọc khoan nhồi. 4.2.3.4 Sức chòu tải theo kết quả xuyên tónh (CPT). - Sức chòu tải của cọc : P’ x = P mũi + P xq - Sức chòu tải cho phép : 2 P 3 P xq mũi x P P mũi = q p .F : sức chòu tải ở mũi cọc p xq = n 1i ifi hqn : sức chòu tải ở mặt bên cọc q p : Sức cản phá của đất ở thân cọc : q p = k qc i ci q q si α : lực ma sát đơn vò của thành cọc ở lớp đất thứ i, chiều dài h i . q ci : Sức cản mũi xuyên ở lớp đất thứ i. k; i : hệ số – tra bảng (1-6 trang 14). 4.2.3.5 Sức chòu tải theo kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT). Công thức hay dùng nhất là công thức dưới đây của Nhật Bản : P SPT = 3 1 NF + (0,2N S L S + cL c ).2(a+b) Trong đó : 78 : hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công cọc : = 15 đối với cọc nhồi, = 15 đối với cọc đóng. N : Số SPT của đất dưới thân cọc. N s : Số SPT trung bình các lớp cát cọc cắm qua. L s : Chiều day các lớp đất cát cọc đi qua C : lực dính trung bình của các lớp đất sét. L c : Chiều dày các lớp đất sét cọc đi qua. a : Cạnh dài của tiết diện cọc, b : Cạnh ngắn của tiết diện cọc. F : Diện tích tiết diện ngang dưới chân cọc. > Lựa chọn giá trò nhỏ nhất để thiết kế cọc. 4.2.4 Thiết kế cọc baret. 4.2.4.1 Vật liệu làm cọc. - Bêtông : Cọc berét dùng bêtông mác 250 – 400. - Cốt thép : Thép cọc : loại CII. Thép đai : loại CI, CII. 4.2.4.2 Bố trí cốt thép. Cọc barét thường dùng cho các công trình cao tầng (nhà cao trên 40m, cầu vượt cầu dẫn) có M,N và Q lớn, thông thường cọc barét bố trí thép suốt theo chiều dài cọc. Yêu cầu về cấu tạo cốt thép : - Thép dọc : Đường kính : Þ16 - Þ32. Khi thép càng dài nên chọn đường kính càng lớn và ngược lại. Khoảng cách thép dọc 20 cm. Hàm lượng thép 0,4 – 0,65%. Thép dọc được bố trí suốt chiều dài thân cọc. - Thép đai : Đường kính Þ12 – Þ16. Khi tiết diện cọc càng lớn thì đai đường kính càng lớn và ngược lại. Khoảng cách thép đai 30 cm. - Thép gia cường : Đường kính Þ12 đặt vuông góc với cạnh dài để tăng độ cứng cho lồng cốt thép, khoảng cách 30 cm theo chiều dài cọc. Đặt cốt gia cường cần chú ý sao cho thuận tiện khi đổ bêtông. - Cốt thép cọc cấu tạo thành lồng thép, chia thành từng đoạn tùy theo khả năng của cần cẩu, chiều dài cây thép - Lớp bêtông bảo vệ : Chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép 7cm. Dùng các cục kê để tạo khoảng cách với thành hố khoan. Khi nước trong đất 79 có tính ăn mòn thì tăng lớp bêtông bảo vệ lên 10 – 12cm kết hợp với sử dụng ximăng chống ăn mòn. - Bố trí các ống đường kính 60mm dùng để tải đầu phát và thu của thiết bò siêu âm kiểm tra chất lượng cọc. Khoảng cách các ống siêu âm 1,5m theo chiều dài cọc. Bố trí thép trong thân cọc baret. 80 Sụ ủo boỏ trớ coỏt theựp trong moựng coùc baret. 81 Mặt bằng móng cọc barrette (tháp đôi Petronas (Malaysia) 4.2.5 Thiết kế đài cọc. Do cọc có nhiều loại tiết diện nên đài cọc có nhiều hình dạng, nhiều loại. Tùy theo vào số lượng cọc, yêu cầu của công trình (có thể kết hợp với các chức năng khác). Các loại đài cọc thường có trong thực tế : - Đài cọc đơn : Cho 1 cọc - Đài cọc của nhóm cọc. - Đài cho tổ hợp toàn bộ các cọc trong công trình (dạng móng bè trên cọc berét). Yêu cầu vật liệu : - Bêtông mac 250 – 400. - Cốt thép 16 - 32 loại CII. Kính thước đài cọc : - Chiều cao đài h đ 1,5b; (b : Chiều rộng tiết diện cọc barét); - Kích thước tiết diện đài cọc : + Cạnh dài A a+2 (250 300mm); + Cạnh ngắn B b+2 (250 300mm). Trong đó a là cạnh dài, b là cạnh ngắn. 82 . baret 0 ,8 x 2,8m sâu 55m. 4.2.2 Khảo sát đòa chất cho thiết kế và thi công móng cọc barét. Thực hiện theo quy đònh trong tiêu chuẩn “Khảo sát đòa kỹ thuật phục vụ cho thiết kế và thi công móng. x 2,8m, sâu 125m. - Công trình Sài Gòn Center, 25 tầng lầu, 3 tầng hầm dùng cọc barét 0,6m x 2,8m; 1,2 x 6,0m sâu 50m. - Công trình Vietcombank Hà Nội, 22 tầng và 2 tầng hầm, sử dụng móng. đến 100m. 0,6 2,2~2 ,8 2,2~2,4m 2,2~2,8m 2,2~2,4 m 2,2 ~ 2,8m 4.2.1.2 Phạm vi áp dụng. Cọc barét thường dùng làm móng cho nhà cao tầng, các tháp cao, cầu vượt ví