BÁO cáo thí nghiệm cọc XI MĂNG đất

Trong quá trình chuyển lên xi măng dc phun vào nền đất bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối với hỗ hợp dạng vữa ướt... 3 -Phạm vi áp dụng của cọc xi măng - đất K

Trường Đại Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải

Lớp:64DCCD1

Nhóm 4: 1:Phan Văn Dần

2:Lê Thị Hiền 3:Phạm Thị Hiền 4:Trịnh Hồng Vân 5:Nguyễn Minh Đức 6:Nguyễn Văn Sỹ 7:Hoàng Trung Kiên

BÁO CÁO Thí Nghiệm

Cọc Xi Măng Đất

Giới thiệu công nghệ cọc xi măng - đất

1

Cọc xi măng – đất được nghiên cứu và phát triển đầu tiên tại Thụy Điển và Nhật Bản từ những năm 1960 Hiện nay công nghệ cọc xi măng – đất được phổ biến trên toàn thế giới Công nghệ thi công cũng đã phát triển hoàn thiện trộn sâu, trộn tổ hợp có phun tia và trộn bề mặt

Ở Việt Nam nước ta, những nghiên cứu được mạnh từ những năm 1980, nhưng số lượng công trình áp dụng công nghệ cọc xi măng – đất đến nay là rất khiêm tốn Trong giai đoạn hiện nay, việc hoàn thiện lý thuyết tính toán

và thực nghiệm để áp dụng rộng rãi sẽ đem lại hiệu quả rất lớn trong công nghệ xử lý nền móng nói riêng và sự phát triển ngành xây dựng nói chung ở nước ta

2 Khái niệm về 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 mixingpile)

- 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 dc 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

chuyển lên xi măng dc phun vào nền đất

(bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp khô hoặc

bằng bơm vữa đối với hỗ hợp dạng vữa ướt)

Video về cọc xi măng đất

3 -Phạm vi áp dụng của cọc xi măng - đất

Khi xây dựng các công trình có tải trọng lớn trên 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 Một trong những biện pháp xử lý hiệu quả và kinh tế là dùng Cọc xi măng đất

− 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 mang cống và đáy cống, sử dụng tường chắn, gia cố đất xung quanh đường hầm, chống trượt đất cho mái dốc, gia cố nền đường, mố cầu dẫn…

3 -Phạm vi áp dụng của cọc xi măng - đất

1 Đường bộ ổn định lún; 2 Ổn định đê cao; 3 Mố cầu; 4 Thành hố đào;

5 Giảm ảnh hưởng từ các công trình lân cận; 6 chống nâng đáy hố đào;

7 Chống dịch chuyển ngang của móng cọc; 8.bến cảng; 9 Đê biển

Các ứng dụng của cọc xi măng đất

4 Ưu, nhược điểm của cọc xi măng - đất

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

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

- Dễ quản lý chất lượng thi công;

- Hạn chế ô nhiễm môi trường

4 Ưu, nhược điểm của cọc xi măng - đất

Tiêu chuẩn thiết kế

5

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 Xây dựng 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 toán 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.)

Tùy theo mục đích sử dụng có thể bố trí cọc theo các mô hình khác nhau.

Ví dụ: Để giảm độ lún bố trí trụ đều theo lưới tam giác hoặc ô vuông Để làm tường chắn thường tổ chức thành dãy

Hình H.1 - Thí dụ bố trí cọc trộn khô: 1 Dải; 2 Nhóm, 3 Lưới tam giác, 4 Lưới

vuông

Các kiểu bố trí cọc

H.1

6

Các kiểu bố trí cọc

6

Hình H.3 - Thí dụ bố trí cọc trôn ướt trên mặt đất:

1 Kiểu tường, 2 Kiểu kẻ ô, 3 Kiểu khối, 4 kiểu diện

Hình H.2 - Thí dụ bố trí cọc

trùng nhau theo khối

Các kiểu bố trí cọc

6

Hình H.4 - Thí dụ bố trí cọc trộn ướt trên biển:

1- Kiểu khối , 2- Kiểu tường, 3-Kiểu kẻ

ô, 4-Kiểu cột, 5-Cột tiếp xúc, 6- Tường tiếp

xúc,7-kẻ ô tiếp xúc,8-khối tiếp xúc

Hình H.5: - Thí dụ bố trí cọc trùng nhau trộn ướt, thứ tự thi công

Chế tạo trụ thử để xác nhận cường

độ dự tính và độ đồng nhất.

Xác lập cường độ thiết kế

Phân tích thiết kế để đáp ứng các yêu cầu chức năng tổng thể

Điều chỉnh tính năng trộn nếu cường

7 Tính toán cọc xi măng đất

2 Về ổn định:

Về tính toán ổn định, ý tưởng chính trong phương pháp tính toán là quy đổi nền đất yếu sau khi gia cố thành nền tương đương có cường độ kháng cắt được tăng lên theo tỷ lệ cọc XMĐ gia cố trên một đơn vị diện tích

Cường độ dộ kháng cắt của nền gia cố tính theo công thức:

Trong đó: S1 là độ lún bản thân khối gia cố.

S2 là độ lún của đất chưa gia cố dưới mũi trụ

Độ lún của bản thân khối gia cố dc tính theo công thức:

qH qH

Etb aEc + (1-a)Es

Trong đó:

q - tải trọng truyền lên khối gia cố (kN)

H – chiều sâu của khối gia cố (m)

a - tỷ lệ diện tích gia cố (%).

Ec - mô đun đàn hồi của vật liệu cọc, có thể lấy lấy E = (50÷100)C

Es – mô đun biến dạng của đất nền giữa các trụ,

có thể lấy Es = 250Cu

Loại đất Địa điểm

Đặc trưng đất tự nhiên Cường độ kháng nén 1 trục

90 ngày ngày28 ngày90 Sét pha Hà Nội 1,30 45 37 24 13 0,16 3,36 3,97 4,43 4,48

7 Tính toán cọc xi măng đất

3 Tính chất của xi măng đất

Ngoài ra nếu sử dụng công nghệ của Nhật Bản bằng loại máy TENUOCOLUMN thì tỷ lệ xi măng, tỷ lệ N/X và cường độ của mẫu được trình bày trong bảng:

Bảng các chỉ tiêu khi sử dụng máy TENUOCOLUMN

Loại đất tại chỗ Lượng xi măng

(kg/m³)

Tỷ lệ N/X(%)

Cường độ mẫu(Kg/cm²)

Nguyên lý thông dụng:

8

Công nghệ trộn ướt

Công nghệ trộn khô

1 Công nghệ trộn ướt:

Nguyên lý thông dụng:

8

Công nghệ trộn ướt ( khoan

phụt vữa cao áp) là một quá

trình bê tông hóa chất Nhờ

có tia nước và tia vữa phun

ra với áp suất cao và tốc độ

lớn các phần tử xung quanh

lỗ khoan bị xói tơi và hòa trộn

với vữa phụt đông cứng tạo

ra một khối đồng nhất “xi măng

- đất” Nguyên lý công nghệ

theo 3 cách sau: công nghệ đơn pha, công nghệ hai pha và công nghệ ba pha

1 Công nghệ trộn ướt:

Nguyên lý thông dụng:

8

Quy trình thi công theo công nghệ trộn ướt có thể theo 5 bước sau:

Bước 1: Đinh vị máy khoan vào đúng

vị trí khoan cọc

Bước 2: Bắt đầu khoan vào đất xuống

đến độ sâu theo thiết kế

Bước 3: Bắt đầu bơm vữa theo quy

định và trộn đều trong khi mũi khoan

đang đi xuống

Bước 4: Tiếp tục hành trình khoan đi

xuống, bơm vữa và trộn đều, đảm bảo lưu lượng vữa theo đúng thiết kế

Bước 5: Khi đến độ sâu mũi cọc, dừng

khoan và dừng bơm vữa và tiền hành

quay mũi ngược lại và rút cần khoan lên, kết hợp trộn đều 1 lần và nén chặt vữa trong lòng cọc, nhờ cấu tạo mũi khoan

Bước 6: Sau khi mũi khoan được rút lên khỏi miệng hố khoan, 01 cây cọc

vữa được hoàn thành Thực hiện công tác dọn dẹp phần phôi vữa rơi vãi ở

hố khoan, chuyển máy sang vị trị cọc mới

2 Công nghệ trộn khô:

Nguyên lý thông dụng:

8

Quy trình thi công theo công nghệ trộn khô có thể theo 5 bước sau:

Bước 1: Đinh vị máy khoan vào

đúng vị trí kho- an cọc bằng máy

toàn đạc điện tử

Bước 2: Bắt đầu khoan, mũi

khoan đi xuống độ sâu theo

thiết kế đồng thời phá tơi đất

Bước 3: Bắt đầu phun xi

măng và trộn đều vào đất trong

khi mũi khoan đang đi lên

Bước 4: Hành trình khoan xoay

bơm và trộn đều xi măng vào

đất lưu lượng đúng thiết kế

Bước 5: Kết thúc thi công cọc xi măng đất theo đúng độ sâu theo thiết kế.

9 Các bước thi công cọc xi măng - đất

- Bước 1: Đặt máy khoan tại

vị trí tim cột để bắt đầu

khoan xuống

- Bước 2: Máy khoan bắt

đầu khoan xuống vị trú dự

kiến cột (chưa bơm vữa)

- Bước 3: Máy khoan đã

khoan xuống sâu hơn và bắt

đầu tiến trình vừa khoan vừa

bơm vữa

- Bước 4: Sau khi đã khoan – bơm vữa trộn đến độ sau thiết kế, cho

quay ngược chiều mũi khoan để rút lên

- Bước 5: Kết thúc chu trình thi công một cột xi măng đất.

Máy thi công

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 XMĐ có

đường kính vừa và nhỏ 0,4 - 0,8m Công nghệ này chủ yếu dùng để thi

10

Máy thi công

Hệ thống thiết bị điều khiển và định hướng cọc đất gia cố

Máy thi công

Máy khoan cọc xi măng đất Vũ Hán SB-5B Series

10

Máy thi công

Máy khoan cọc xi măng đất Vũ Hán SB-5B Series

Máy thi công

Máy khoan cọc đất xi măng Vũ Hán SB-5B Series

Mẫu mũi khoan

10

Máy thi công

Bộ phận phun vữa xi măng

10

- Tại Nhật Bản: Riêng từ 1977 đến 1993, lượng đất gia cố bằng xi măng ở

Nhật vào khoảng 23,6 triệu m3 cho các dự án ngoài biển và trong đất liền, với khoảng 300 dự án Hiện nay hàng năm thi công khoảng 2 triệu m3

- Tại Trung Quốc: công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970, tổng khối lượng

xử lý bằng cọc xi măng đất ở Trung Quốc cho đến nay vào khoảng trên 1 triệu m3

- Tại Châu Âu, nghiên cứu và ứng dụng bắt đầu ở Thụy Điển và Phần Lan bắt đầu từ năm 1967

Phạm vi và thực tế ứng dụng

12

• Tại Việt Nam:

- Năm 2000 Dự án cảng Ba Ngòi (Khánh Hòa) đã sử dụng 4000m cọc xi măng đất có đường kính 0,6m thi công bằng trộn khô; xử lý nền cho bồn chứa xăng dầu đường kính 21m, cao 9m ở Cần Thơ

- Năm 2004 cọc xi măng đất được sử dụng để gia cố nền móng cho nhà máy nước huyện Vụ Bản (Hà Nam), xử lý móng cho bồn chứa xăng dầu ở Đình Vũ (Hải Phòng),

- Năm 2005, một số dự án cũng đã áp dụng cọc xi măng đất như: dự án thoát nước khu đô thị Đồ Sơn - Hải Phòng, dự án sân bay Cần Thơ, dự án cảng Bạc Liêu

- Tại thành phố Đà Nẵng, cọc xi măng đất được ứng dụng ở Plazza Vĩnh Trung dưới 2 hình thức: Làm tường trong đất và làm cọc thay cọc nhồi

- Tại Tp Hồ Chí Minh, cọc xi măng đất được sử dụng trong dự án Đại lộ Đông Tây,

Phạm vi và thực tế ứng dụng

12

Một số hình ảnh về sử dụng cọc xi măng đất ở Việt Nam

Phạm vi và thực tế ứng dụng

12

Một số hình ảnh về sử dụng cọc xi măng đất ở Việt Nam

Phạm vi và thực tế ứng dụng

12

Một số hình ảnh về sử dụng cọc xi măng đất ở Việt Nam

Video thi công cọc xi măng đất

THE END