BÀI LÀM CHUYÊN ĐỀ THI CÔNG CỌC XI MĂNG ĐẤT

Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất) (Deep soil mixing columns, soil mixing pile) Cọc xi măng đất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng được phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên. Trong quá trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướt).

BÀI TIỂU LUẬN

CHUYÊN ĐỀ THI CÔNG

MỤC LỤC

Lời nói đầu

Chuyên đề 1: Thi công cọc xi măng đất

1 Giới thiệu chung

9 Một số lưu ý khi thiết kế cọc xi măng đất

10.Một số kết quả nguyên cứu và khả năng ứng dụng tại Việt Mam

Chuyên đề 2: Thi công ép cọc bê tông cốt thép

A Ép cọc thông thường

1 Một số định nghĩa định nghĩa

2 Ưu nhược điểm của phương pháp thi công ép cọc

3 Chuẩn bị mặt bằng thi công

4 Vị trí ép cọc

5 Lựa chọn phương pháp thi công ép cọc

6 Các yêu cầu kỹ thuật đối với đoạn ép cọc

Trang 3

4 4 4 5 9 11 14 14 17 17

21 21 22 22 22 24 24

7 Các yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị ép cọc

8 Tính toán chọn cẩu phục vụ

9.Phương pháp ép cọc và chọn máy ép cọc

B Ép cọc BTCT dự ứng lực theo phương pháp khoan+ép

1 Giới thiệu chung về cọc BTCT dự ứng lực

2.Các qui định chung về cọc khoan ép

3.Chuẩn tọa đọ cọc

4.Bảo quản cọc

5.Trình tự thi công

6.Các bước kiểm tra chất lượng cọc

7.Biện pháp an toàn và đảm bảo vệ sinh môi trường

8.Sự cố và biện pháp xử lý

9.Lưu ý trước khi hạ cọc

10.Hàn các đoạn cọc

Chuyên đề 3: Ứng dụng coppha trượt trong thi công lõi thang máy

1 lựa chọn phương pháp thi công

2 mô tả thiết bị - cấu tạo lắp coppha trượt

2.1 mô tả cấu tạo

2.2 biện pháp lắp dựng

2.3.ứng dụng coppha trượt trong thi công lõi thang máy

2.3.1 công tác chuẩn bị

25 25 27 27 29 30 30 30 32 33 33 33 34 36 36 37 37 41 42 42 43 44

2.3.2.láp dựng hệ thông coppha trượt

2.3.3.thi công bê tông

47

lời nói đầu

Môn học Chuyên đề thi công là môn học nằm trong chương trình đào tạo bậc đại học chính quy chuyên ngành Xây dựng dân dụng và công nghiệp của các trường đại học xây dựng trong nước nói chung và trường đại học Kiến trúc TP.HCM nói riêng.

Thời lượng môn học gói gọn trong 6 buổi học tương ứng với 30 tiết giảng dạy trên lớp.Theo đó, giảng viên phụ trách môn học sẽ trình bày và hướng dẫn cho sinh viên phươngpháp nghiên cứu nội dung môn học Nội dung môn học Chuyên đề thi công do các giảngviên của Khoa- bộ môn thống nhất và quy định cụ thể nói về các chuyên đề liên quan đếncác kỹ thuật, công nghệ thi công đã và đang được áp dụng trên thế giới Kết thúc mônhọc, nhiệm vụ của sinh viên là viết 1 bài tiểu luận trình bày những kiến thức mà mình đãtiếp thu được sau khi hoàn thành môn học Đề tài viết tiểu luận do giảng viên quy địnhbao gồm 3 chuyên đề trong đó:

+ 2 chuyên đề đã được giảng viên trình bày trên lớp

+ 1 chuyên đề mở rộng sinh viên tự chọn trên các sách báo, mạng truyền thông

- Chuyên đề 1: Thi công cọc xi măng đất

- Chuyên đề 2: Thi công cọc ép bê tông cốt thép

- Chuyên đề 3: Ứng dụng coppha trượt trong thi công lõi thang máy

Chuyên đề thứ 3 do tôi tự chọn xuất phát từ sự nhận thức của bản thân về tầm quantrọng của việc sử dụng coppha trượt trong ngành xây dựng

Ngày nay, hầu hết các công trình nhà cao tầng được xây rất nhiều và giải pháp giaothông chính là thang máy, việc làm coppha để thi công lõi thang máy là một công tác rấtquan trọng và cần độ chính xác cao, với coppha thông thường thì không hiệu quả kinh tế

và rất nguy hiểm cho công nhân khi làm ở độ cao mà sức gió thổi lớn, coppha trượt đãgiải quyết được các vấn đề trên và rất hiệu quả khi úng dụng vào thi công lõi thang máycho nha cao tầng

THI CÔNG CỌC XI MĂNG ĐẤT

Công nghệ cọc vữa ra đời và áp dụng tại Nhật Bản khoảng 30 năm, cùng với những ưuđiểm : thi công nhanh, tiết kiệm, ít ô nhiễm, gọn nhẹ… đặc biệt kiểm tra chất lượng hoàn toànbằng điện toán nên có độ chính xác, chất lượng cao Nên hiện nay công nghệ cọc vữa và chùmcông nghệ cọc vữa cải tiến được áp dụng phổ biến tại Nhật Bản và các nước Đông Nam Ákhác

1 Giới thiệu chung

Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất) -(Deep soil mixing

columns, soil mixing pile)

Cọc xi măng đất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng được phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên Trong quá trình dịch chuyển lên,

xi măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướt)

2.Phạm vi ứng dụng

Khi xây dựng các công trình có tải trọng lớn trền nền đất yếu cần phải có các biện pháp xử

lý đất nền bên dưới móng công trình, nhất là những khu vực có tầng đất yếu khá dày như vùngNhà Bè, Bình Chánh, Thanh Đa ở thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh ở đồng bằng sông Cửu Long

Cọc xi măng đất là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu Cọc xi măng đất được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý móng và nền đất yếu cho các công trình xây dựng giao thông, thuỷ lợi, sân bay, bến cảng…như: làm tường hào chống thấm cho đê đập, sửa chữa thấm mangcống và đáy cống, gia cố đất xung quanh đường hầm, ổn định tường chắn, chống trượt đất chomái dốc, gia cố nền đường, mố cầu dẫn

3.Ưu điểm

So với một số giải pháp xử lý nền hiện có, công nghệ cọc xi măng đất có ưu điểm là khả năng xử lý sâu (đến 50m), thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thô cho đến bùn yếu), thi côngđược cả trong điều kiện nền ngập sâu trong nước hoặc điều kiện hiện trường chật hẹp, trong nhiều trường hợp đã đưa lại hiệu quả kinh tế rõ rệt so với các giải pháp xử lý khác.(nếu sử dụng phương pháp cọc bê tông ép hoặc cọc khoan nhồi thì rất tốn kém do tầng đất yếu bên trên dày Với 1 trường hợp đã áp dụng với lớp đất dày 30m, thì khi sử dụng phương pháp cọc-đất xi măng tiết kiệm cho mỗi móng xi lô khoảng 600 triệu đồng

Ưu điểm nổi bật của cọc xi măng đất là:

Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp, không có yếu tố rủi ro cao Tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt đủ cường độ(Ví dụ tại dự

án Sunrise) Tốc độ thi công cọc rất nhanh

Hiệu quả kinh tế cao Giá thành hạ hơn nhiều so với phương án cọc đóng, đặc biệt trong tình hình giá vật liệu leo thang như hiện nay

Rất thích hợp cho công tác sử lý nền, sử lý móng cho các công trình ở các khu vực nền đất yếu như bãi bồi, ven sông, ven biển

Thi công được trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập nước

Khả năng sử lý sâu (có thể đến 50m)

Địa chất nền là cát rất phù hợp với công nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao

4.Tiêu chuẩn thiết kế

Tại Việt Nam, tiêu chuẩn thiết kế - thi công – nghiệm thu cọc xi măng đất là TCXDVN

385 : 2006 "Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng" do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ Xây dựng đề nghị, Bộ Xâydựng ban hành theo Quyết định số 38/2006/QĐ-BXD ngày 27 tháng 12 năm 2006

Tiêu chuẩn của nước ngoài thì có Shanghai-Standard ground treatment code DBJ08-40-94.(Tuy nhiên trong các tài liệu tính tóan này chỉ chủ yếu đề cập đến vấn đề lực thẳng đứng là chính mà chưa thấy đề cập đến vấn đề thiết kế khi công trình chịu tải trọng ngang.)

Công trình vĩnh trung plaza, đường Hùng Vương , Q.3 TP ĐÀ NẴNG, thi công tầng chắn tầng hầm đào 3m, đường kính cọc 1.2m, L=9m, thi công cọc móng đường kính 1m , L=12m

Do công ty Tenox Kyusyu thực hiện

Công trình khách sạn ĐẢO XANH TP ĐÀ NẴNGM, tường chắn đất hai tầng hầm đào sâu

do đó: DV = Vro - Vr

DV = DVr (4)Biểu thức (4) cho thấy:

Sự thay đổi thể tích khối đất khi gia cố chính là sự thay đổi thể tích lỗ rỗng trong khối đất.

Quá trình cố kết thấm

Ngoài tác dụng nén chặt đất, cọc xi măng đất còn có tác dụng

Làm tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền

Do cọc xi măng đất được đưa vào nền dưới dạng khô nên hỗn hợp cát - xi măng – vôi sẽhút nước trong đất nền để tạo ra vữa xi măng, sau đó biến thành đá xi măng

Quá trình tạo vữa xi măng làm tổn thất một lượng nước lớn chứa trong lỗ hổng của đất, nghĩa là làm tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất Quá trình này xảy ra ngay sau khi bắt đầu gia cố và kéo dài cho đến khi nền đất được gia cố xong, toàn bộ cọc xi măng đất trở thành một loại bê tông

Quá trình biến đổi hoá lý

Đây là quá trình biến đổi hoá lý phức tạp, chia làm hai thời kỳ: thời kỳ ninh kết và thời kỳ rắn chắc Trong thời kỳ ninh kết, vữa xi măng mất dần tính dẻo và đặc dần lại nhưng chưa có cường độ Trong thời kỳ rắn chắc, chủ yếu xảy ra quá trình thuỷ hoá các thành phần khoáng vật của clinke, gồm silicat tricalcit 3CaO.SiO2, fero-aluminat tetracalcit 4CaO.Al2O3Fe2O3:

3CaO.SiO2 + nH2O ═> Ca(OH)2 + 2CaO.SiO2(n-1)H2O

2CaO.SiO2 + mH2O ═> 2CaO.SiO2mH2O

3CaO.Al2O3 + 6H2O ═> 3CaO.Al2O3.6H2O

4CaO.Al2O3Fe2O3 + nH2O ═> 3CaO.Al2O3.6H2O +CaO.Fe2O3.mH2O

Quá trình gia tăng cường độ của cọc gia cố và sức kháng cắt của đất nền

Khi gia cố nền đất yếu bằng cọc XMĐ, sức kháng cắt của cọc xi măng đất dưới tác dụng của tải trọng ngoài xác định theo định luật Coulomb

ﺡ = σ tgφ,

với φ là góc ma sát trong của đất

Khi trộn thêm xi măng và vôi vào cát, do hình thành liên kết xi măng - vôi trong cọc nên khả năng chịu lực nén và lực cắt của cọc gia cố tăng lên đáng kể

Lúc đó, sức kháng cắt của cọc XMĐ xác định theo biểu thức

ﺡ = σ tgφ + Cxm ,

với Cxm là lực dính được tạo nên bởi liên kết xi măng - vôi

Giá trị Cxm có thể xác định được nhờ thí nghiệm cắt các mẫu chế bị ở trong phòng Như vậy, khác với cọc XMĐ có độ bền lớn nhờ lực dính trong hỗn hợp tạo cọc tăng lên Độ bền của cọcXMĐ phụ thuộc vào lực dính trong liên kết xi măng - vôi, nghĩa là phụ thuộc vào hàm lượng

xi măng và vôi trong hỗn hợp

5.Các kiểu bố trí cọc xi măng đất

6.Các công nghệ khoan phụt

Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất), được thi công tạo thành theo phương pháp khoan trộn sâu Dùng máy khoan và các thiết bị chuyên dùng (cần khoan, mũi khoan…) khoan vào đất với đường kính và chiều sâu lỗ khoan theo thiết

kế Đất trong quá trình khoan không được lấy lên khỏi lỗ khoan mà bị phá vỡ kết cấu, được các cánh mũi khoan nghiền tơi, trộn đều với chất kết dính (chất kết dính thông thường là xi măng hoặc vôi, thạch cao… đôi khi có thêm chất phụ gia và cát).Phương pháp xử lý bằng cọc đất - xi măng khá đơn giản: bao gồm một máy khoan với hệ thống lưới có đường kính thay đổi tuỳ thuộc theo đường kính cột được thiết kế và các xi lô chứa

xi măng có gắn máy bơm nén với áp lực lên tới 12 kg/cm2 Các máy khoan của Thuỵ Điển và Trung Quốc có khả năng khoan sâu đạt đến 35 m và tự động điều chỉnh định vị cần khoan luôn thẳng đứng Trong quá trình khoan lưỡi được thiết kế để trộn đầu đất và

xi măng, xi măng khô được phun định lượng liên tục và trộn đều tạo thành những cọc đất

- xi măng đường kính 60 cm Thời gian khoan cho một bồn có đường kính 34 m từ 45 -

60 ngày

Quá trình phun (hoặc bơm) chất kết dính để trộn với đất trong hố khoan, tuỳ theo yêu cầu

có thể được thực hiện ở cả hai pha khoan xuống và rút lên của mũi khoan hoặc chỉ thực hiện ở pha rút mũi khoan lên Để tránh lãng phí xi măng, hạn chế xi măng thoát ra khỏi mặt đất gây ô nhiễm môi trường thông thường khi rút mũi khoan lên cách độ cao mặt đất

từ 0.5m đến 1.5m người ta dừng phun chất kết dính, nhưng đoạn cọc 0.5m đến 1.5m này

vẫn được phun đầy đủ chất kết dính là nhờ chất kết dính có trong đường ống tiếp tục được phun (hoặc bơm) vào hố khoan.

Khi mũi khoan được rút lên khỏi hố khoan, trong hố khoan còn lại đất đã được trộn đều với chất kết dính dần dần đông cứng tạo thành cọc xi măng đất

Hiện nay trên thế giới có hai công nghệ được áp dụng phổ biến là công nghệ của Châu

Âu và công nghệ của Nhật Bản

Hiện nay ở Việt Nam phổ biến hai công nghệ thi công cọc xi măng đất là: Công nghệ trộn

khô (Dry Jet Mixing) và Công nghệ trộn ướt (Wet Mixing hay còn gọi là

Jet-grouting)là công nghệ của Nhật Bản.

- Trộn khô là quá trình phun trộn xi măng khô với đất có hoặc không có chất phụ gia

- Trộn ướt là quá trình bơm trộn vữa xi măng với đất có hoặc không có chất phụ gia.Mỗi phương pháp trộn (khô hoặc ướt) có thiết bị giây chuyền thi công kỹ thuật, thi công phun (bơm) trộn khác nhau

Hiện nay trên thế giới đã phát triển ba công nghệ Jet-grouting: đầu tiên là công nghệ S, tiếp theo là công nghệ T, và gần đây là công nghệ D + Công nghệ đơn pha S: Công nghệ đơn pha tạo ra các cọc xi măng đất có đường kính vừa và nhỏ 0,4 - 0,8m Công nghệ này chủ yếu dùng để thi công nền đất đắp, cọc

+ Công nghệ hai pha D: Công nghệ hai pha tạo ra các cọc xi măng đất có đường kính từ 0,8 -1,2m Công nghệ này chủ yếu dùng để thi công các tường chắn, cọc và hào chống thấm

+ Công nghệ ba pha T: Phụt ba pha là phương pháp thay thế đất mà không xáo trộn đất Công nghệ T sử dụng để làm các cọc, các tường ngăn chống thấm, có thể tạo ra cột

Soilcrete đường kính đến 3m

Hiện nay ở Việt Nam, Trung tâm Công nghệ Máy xây dựng và Cơ khí thực nghiệm thuộcViện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải đã nghiên cứu và chế tạo thành công thiết bị điều khiển và định lượng xi măng để thi công cọc đất gia cố Qua đó, Trung tâm

đã làm chủ được việc chế tạo hệ điều khiển, hệ định lượng và phun xi măng; tổ hợp thiết

bị thi công cọc gia cố đã được ứng dụng thành công và cho hiệu quả cao tại công trường

So với sản phẩm cùng loại của CHLB Đức, thiết bị do Trung tâm chế tạo có tính năng kỹ thuật tương đương nhưng giá thành chỉ bằng 30% So với thiết bị của Trung Quốc, thiết

bị có nhiều tính năng ưu việt hơn hẳn: Do sử dựng máy cơ sở là loại búa đóng cọc di chuyển bằng bánh xích, nên tính cơ động cao, tốc độ làm việc của thiết bị khoan lớn, năng suất gấp 1,5-2 lần Đặc biệt, tổ hợp thiết bị được trang bị hệ thống điều khiển hiện đại, toàn bộ các thao tác thi công cọc gia cố được tự động hóa theo các chương trình, các

số liệu về lượng xi măng sử dụng trên từng mét cọc được hiển thị, lưu giữ và in thành bảng kết quả thi công cho từng cọc Đây chính là những chỉ tiêu rất quan trọng đánh giá chất lượng của thiết bị cũng như chất lượng của cọc gia cố được thi công

Đây là lần đầu tiên ở trong nước chế tạo được tổ hợp thiết bị thi công cọc gia cố Thiết bị

có giá thành thấp, phù hợp với khả năng tài chính của các đơn vị thi công Thiết bị cũng được các nhà thầu sử dụng để thi công tại sân bay Trà Nóc

7.Trình tự thi công cọc xi măng đất

Thi công cải tạo nền đất yếu bằng cọc xi măng đất có thể theo các bước sau:

- Định vị và đưa thiết bị thi công vào vị trí thiết kế;

- Khoan hạ đầu phun trộn xuống đáy khối đất cần gia cố;

- Bắt đầu quá trình khoan trộn và kéo dần đầu khoan lên đến miệng lỗ;

- Đóng tắt thiết bị thi công và chuyển sang vị trí mới

8.Tính toán cọc xi măng đất

Bài toán gia cố đất có 3 tiêu chuẩn cần được thỏa mãn:

1 Tiểu chuẩn cường độ: c, phi của nền được gia cố phải thỏa mãn điều kiện sức chịu tải dưới tác dụng của tải trọng công trình

2 Tiêu chuẩn biến dạng: Mô đun biến dạng tổng của nền được gia cố phải thỏa mãn điều kiện lún của công trình

3 Điều kiện thoát nước: Áp lực nước lỗ rỗng dư trong đất cần được "giải phóng" càng nhanh càng tốt

Ổn định tổng thể của các cọc đất gia cố xi măng

Có hai dạng phá hoại chính cần phải xem xét đối với trường hợp mất ổn định tổng thể đó là: mất ổn định do trượt ngang các cọc đất gia cố; mất ổn định khi khối cọc quay quanh mép của khối, (Public Work ResearchCenter, 2004)

2 Phá hoại của đất dưới đầu mũi mỗi trụ đơn lẻ: Nếu trụ quá ngắn (L < 3D), tải trọng tác dụng trên đỉnh trụ, do không được triệt tiêu hết (thông qua ma sát giữa trụ và đất), sẽ

truyền xuống mũi trụ và gây ra phá hoại cắt của đất dưới trụ (punching failure) Sức chịu tải của nền trong trường hợp này là tải trọng gây ra phá hoại cắt của đất dưới đầu mũi củamỗi trụ đơn lẻ Các công thức tính sức chịu tải truyền thống của Terzaghi, Meyerhof, Vesis, Hanson đều dùng được tuy nhiên cần lưu ý là bề rộng móng B lúc này sẽ chính

là đường kính trụ

3 Phá hoại xảy ra ngay trong vùng được gia cố (mắt trượt phá hoại chạy qua cả trụ lẫn đất): với kiểu phá hoại này các cọc đất gia cố và đất xung quanh các cọc di chuyển theo một khối khi mất ồn định Tính toán sức chịu tải của nền như cho trường hợp móng nông đặt trên nền không có trụ gia cố Dùng các công thức tính sức chịu tải nêu trên Tuy nhiêncần lưu ý là tính chất cơ lý (c, phi) của nền sẽ được xem là tổng hợp của c, phi của đất và trụ

4 Phá hoại xảy ra tại vùng đất dưới đầu mũi trụ Đây là dạng mất ổn định tổng thể là cả khối cọc và đất giữa các cọc quay quanh mép của khối cọc Tính toán tương tự như

trường hợp 3 Tải trọng tác dụng trên bề mặt cộng với trọng lượng của khối trụ+đất sẽ được qui về thành tải trọng tương đương đặt lên lớp đất dưới đầu mũi trụ

Tính toán biến dạng của nền gia cố bằng trụ vật liệu rời thì phải tùy vào độ cứng của trụ cũng như dạng liên kết đầu mũi trụ để đưa ra sơ đồ tính phù hợp Nếu trụ là dạng floating(không được đưa xuống tầng đất chịu tải) thì nên tính toán lún bằng cách qui đổi trụ+đất thành nền đồng nhất có E tương đương để tính Nếu trụ tương đối cứng lại được đưa xuống tầng chịu tải thì tính lún nền bằng độ lún của trụ có lẽ phù hợp hơn Lưu ý là trong tính toán lún nền gia cố bởi trụ, độ lún tổng không có ý nghĩa mấy Độ lún lệch quan trọng hơn rất nhiều Về chuyện lún lệch thì lại liên quan đến sự truyền tải trọng xuống trụ

và đất nền như thế nào (arching effect)

Hiện nay có 3 quan điểm:

- Quan điểm xem cọc xi măng đất làm việc như cọc Sơ đồ này đòi hỏi trụ phải có độ cứng tương đối lớn (trụ đá hoặc trụ bê tông - vibro-concrete column) và các trụ phải đượcđưa xuống tầng đất chịu tải (bearing layer) Nếu tính theo sơ đồ này thì lực từ móng chuyền xuống sẽ chủ yếu đi vào các columns (đất nền dưới móng không chịu tải) Với trụkhông được đưa xuống tầng chịu lực, có thể dùng phương pháp tính với cọc ma sát để tính

- Quan điểm xem các cọc và đất làm việc đồng thời Nền trụ+đất dưới móng được xem như nền đồng nhất với các số liệu cường độ c, phi được nâng cao (được tính từ c, phi của đất và của vật liệu làm trụ) Công thức qui đổi c, phi tương đương dựa trên độ cứng của trụ, đất và diện tích đất được thay thế bởi trụ.(tính tóan như đối với nền thiên nhiên)

- Một số các nhà khoa học lại đề nghị tính tóan theo ca 2 phương thức trên nghĩa là sức chịu tải thì tính tóan như "cọc" còn biến dạng thì tính tóan theo nền

Sở dĩ các quan điểm trên chưa thống nhất bởi vì bản thân vấn đề phức tạp, những nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm còn hạn chế Có người đề xuất cách tính toán như sau:

+ Tính sức chịu tải của một cọc như cọc cứng.

+ Tính số cột cần thiết (Căn cứ lực tác dụng, khả năng chịu tải của đất móng giữa các cột)

+ Tùy thuộc tỷ lệ diện tích thay thế giữa cột va đất để tính tóan tiếp

- Nếu tỷ lệ này >20% thi coi khối đất+Cột là một khối và tính tóan như một khối móng quy ước

- Ngược lại thì tính tóan như móng cọc

9.Một số lưu ý khi thiết kế và ti công cọc xi măng đất

Do việc thiết kế cọc xi măng đất thường được dựa trên nhưng giả thiết do vậy công tác thí nghiệm là rất quan trọng Sau đây là một số thí nghiệm cần lưu ý khi thiết kế:

a.Thí nghiệm xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng CPTU;

Khi thi công ngoài hiện trường cần có một số thí nghiệm, đo và quan trắc như sau:

a.Thí nghiệm xuyên cắt tiêu chuẩn, kết quả thí nghiệm sức kháng cắt được so sánh với kết quả thí nghiệm trong phòng, giá trị hàm lượng xi măng được chấp thuận là giá

trị sao cho cường độ kháng cắt của cọc tương đương với kết quả phòng thí nghiệm;

b.Thí nghiệm nén ngang;

c Thí nghiệm nén tĩnh một cột;

d.Thí nghiệm đào cột;

e Thí nghiệm chất tải trên một cột;

f Thí nghiệm chất tải toàn phần;

g.Quan trắc đo lún trên hiện trường;

h Quan trắc đo áp lực nước trong khối gia cố;

i Quan trắc do độ lún theo độ sâu của tầng đất của khối gia cố……

Dựa trên các kết quả thí nghiệm và quan trắc người kỹ sư thiết kế và thi công đề ra nhữngbiện pháp cần thiết cho việc xử lý nền móng công trình

10.Một số Kết quả nghiên cứu và khả năng ứng dụng tại Việt Nam.

Khi tính toán sức chịu tải của nền gia cố bởi cọc, 4 giả thiết phá hoại sau đây thường được dùng để kiểm tra:

1 Trụ bị phá hoại do biến dạng nở hông (bulging deformation): Tất cả các loại cọc mềm (highly compressible) như trụ đá, trụ cát, trụ vữa xi măng đều có xu hướng biến dạng

nở hông dưới tác dụng của tải trọng đứng Biến dạng nở hông thường xảy ra ở phần đầu trụ nơi ứng suất hông trong đất tương đối nhỏ Khi xảy ra biến dạng hông, ứng suất hông trong đất có thể giả thiết là đạt tới Rankine's passive limit (phá hoại bị động) Sức chịu tảicủa nền tính theo sơ đồ này được tính bằng tải trọng gây ra biến dạng nở hông cho từng trụ đơn lẻ

2 Phá hoại của đất dưới đầu mũi mỗi trụ đơn lẻ: Nếu trụ quá ngắn (L < 3D), tải trọng tác dụng trên đỉnh trụ, do không được triệt tiêu hết (thông qua ma sát giữa trụ và đất), sẽ truyền xuống mũi trụ và gây ra phá hoại cắt của đất dưới trụ (punching failure) Sức chịu tải của nền trong trường hợp này là tải trọng gây ra phá hoại cắt của đất dưới đầu mũi củamỗi trụ đơn lẻ Các công thức tính sức chịu tải truyền thống của Terzaghi, Meyerhof, Vesis, Hanson đều dùng được tuy nhiên cần lưu ý là bề rộng móng B lúc này sẽ chính

4 Phá hoại xảy ra tại vùng đất dưới đầu mũi trụ Tính toán tương tự như trường hợp 3 Tải trọng tác dụng trên bề mặt cộng với trọng lượng của khối trụ+đất sẽ được qui về thành tải trọng tương đương đặt lên lớp đất dưới đầu mũi trụ.

Một khi công nghệ này trở nên phổ biến thì giá thành xây lắp sẽ giảm và ưu điểm của phương pháp xử lý bằng cọc xi măng đất càng được nâng cao.

KHU DÂN CƯ 584-TÂN KIÊN, HUYỆN BÌNH CHÁNH,TP.HCM

THI CÔNG CỌC TƯỜNG VÂY 1 HÀNG CỌCĐƯỜNG KÍNH CỌC 1m, L = 12m, HL XM 260KG/M3

CÔNG NGHỆ THI CÔNG ÉP CỌC

A ÉP CỌC THÔNG THƯỜNG

1 Một số định nghĩa

Cọc ép là cọc được hạ bằng năng lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầucọc

Tải trọng thiết kế là giá trị tải trọng do Thiết kế dự tính tác dụng lên cọc

Lực ép nhỏ nhất (Pep)min là lực ép do Thiết kế quy định để đảm bảo tải trọng thiết

kế lên cọc, thông thường lấy bằng 150 - 200% tải trọng thiết kế;

Lực ép lớn nhất (Pep)max là lực ép do Thiết kế quy định, không vượt quá sức chịutải của vật liệu cọc; được tính toán theo kết quả xuyên tĩnh, khi không có kết quảnày thì thường lấy bằng 200 - 300% tải trọng thiết kế

2 Ưu nhược điểm của phương pháp thi công ép cọc

Hiện nay có nhiều phương pháp để thi công cọc như búa đóng, kích ép, khoannhồi Việc lựa chọn và sử dụng phương pháp nào phụ thuộc vào địa chất côngtrình và vị trí công trình.Ngoài ra còn phụ thuộc vào chiều dài cọc, máy móc thiết

bị phục vụ thi công.Một trong các phương pháp thi công cọc đó là ép cọc bằngkích ép

Ưu điểm:

-Êm, không gây ra tiếng ồn

- Không gây ra chấn động cho các công trình khác

-Khả năng kiểm tra chất lượng tốt hơn: từng đoạn cọc được ép thử dưới lực

ép và ta xác định được sức chịu tải của cọc qua lực ép cuối cùng

Nhược điểm:

-Không thi công được cọc có sức chịu tải lớn hoặc lớp đất xấu cọc phảixuyên qua quá dầy

3 Chuẩn bị mặt bằng thi công

Phải tập kết cọc trước ngày ép từ 1 đến 2 ngày (cọc được mua từ các nhà máy sản xuấtcọc)

Khu xếp cọc phải đặt ngoài khu vực ép cọc, đường đi vận chuyển cọc phải bằng phẳng,không gồ ghề lồi lõm

Cọc phải vạch sẵn trục để thuận tiện cho việc sử dụng máy kinh vĩ cân chỉnh

Cần loại bỏ những cọc không đủ chất lượng, không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật

Trước khi đem cọc đi ép đại trà, phải ép thí nghiệm 1 – 2% số lượng cọc

Phải có đầy đủ các báo cáo khảo sát địa chất công trình, kết quả xuyên tĩnh

Từ các giao điểm các đường tim cọc, ta xác định tâm của móng, từ đó ta xác định tâmcác cọc

5.Lựa chọn phương án thi công ép cọc

Phương án 1

Nội dung: Tiến hành đào hố móng đến cao trình đỉnh cọc, sau đó mang máy móc, thiết bị

ép đến và tiến hành ép cọc đến độ sâu cần thiết

Ưu điểm :

-Đào hố móng thuận lợi, không bị cản trở bởi các đầu cọc

-Không phải ép âm

-Việc di chuyển máy móc, thiết bị thi công gặp nhiều khó khăn

-Với mặt bằng thi công chật hẹp, xung quanh đang tồn tại những công trình thì việc thi công theo phương án này gặp nhiều khó khăn, đôi khi không thực hiện được

Phương án 2

Nội dung: Tiến hành san phẳng mặt bằng để tiện di chuyển thiết bị ép và vận chuyển sau đó tiến hành ép cọc theo yêu cầu Như vậy, để đạt được cao trình đỉnh cọc cần phải

ép âm Cần phải chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép để cọc

ép được tới chiều sâu thiết kế Sau khi ép cọc xong ta sẽ tiến hành đào đất để thi công phần đài, hệ giằng đài cọc

Ưu điểm:

-Việc di chuyển thiết bị ép cọc và vận chuyển cọc có nhiều thuận lợi kể cả khi gặp trời mưa

-Không bị phụ thuộc vào mực nước ngầm

-Tốc độ thi công nhanh

Nhược điểm:

-Phải thêm các đoạn cọc dẫn để ép âm

-Công tác đào đất hố móng khó khăn, phải đào thủ công nhiều, thời gian thi công lâu vì rất khó thi công cơ giới hóa

6.Các yêu cầu kỹ thuật đối với đoạn ép cọc

Cốt thép dọc của đoạn cọc phải hàn vào vành thép nối theo cả 2 bên của thép dọc vàtrên suốt chiều cao vành

Vành thép nối phải phẳng, không được vênh

Bề mặt ở đầu hai đoạn cọc nối phải tiếp xúc khít với nhau

Kích thước các bản mã đúng với thiết kế và phải ≥ 4mm

Trục của đoạn cọc được nối trùng với phương nén

Kiểm tra kích thước đường hàn so với thiết kế, đường hàn nối cọc phải có trên cả 4mặt của cọc Trên mỗi mặt cọc, chiều dài đường hàn không nhỏ hơn 10cm

7.Yêu cầu kỹ thuật với thiết bị ép cọc

Lực ép danh định lớn nhất của thiết bị không nhỏ hơn 1,4 lần lực ép lớn nhất

Pép max yêu cầu theo quy định thiết kế

Lức nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc khi ép đỉnh, không gây lực ngangkhi ép

Chuyển động của pittông kích phải đều, và khống chế được tốc độ ép

Đồng hồ đo áp lực phải tương xứng với khoảng lực đo

Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện để vận hành theo đúng quy định về an toàn laođộng khi thi công

Giá trị đo áp lực lớn nhất của đồng hồ không vượt quá 2 lần áp lực đo khi ép cọc

Chỉ huy động từ (0,7 ÷ 0,8) khả năng tối đa của thiết bị ép cọc

Trong quá trình ép cọc phải làm chủ được tốc độ ép để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

1 đoạn cọc dài 6m thì khung giá phải từ 7 ÷ 8m mới có thể ép được cọc Vì vậy khi thiết

kế cọc ép, chiều dài một đoạn cọc phải khống chế bởi chiều cao giá ép trong khoảng 6 –8m