Công nghệ ứng dụng cọc ống thép NIPPON STEEL

1. Móng cọc 2. Một số ứng dụng thực tế cọc ống thép 3. Quy trình chế tạo cọc ống thép 4. Các loại cọc ống thép 5. Hàn nối cọc ống thép 6. Độ bền cọc ống thép 7. Ưu điểm cọc ống thép 8. Phương pháp đóng cọc 9. Quản lý thi công

CÔNG NGHỆ ỨNG DỤNG CỌC ỐNG THÉP TẬP ĐOÀN NIPPON STEEL © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION MÓNG CỌC MÓNG TRỤ CẦU - Cầu đường - Cầu đường sắt KẾT CẤU CẦU CẢNG (Cầu tàu, bờ kè, đê biển v.v …) MÓNG TÒA NHÀ © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION MỘT SỐ ỨNG DỤNG THỰC TẾ CỌC ỐNG THÉP Tƣờng cọc ống ván thép Móng cọc ống ván thép Móng Cọc © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved Cầu cảng kết cấu thép [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION QUY TRÌNH CHẾ TẠO CỌC ỐNG THÉP Đặc điểm chế tạo ống thép hàn xoắn Không bị giới hạn chiều rộng cuộn thép, mặt kinh tế sản xuất hàng loạt ống thép với nhiều đường kính khác cách thay đổi góc xoay ・ © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION CÁC LOẠI CỌC ỐNG THÉP Độ Bền Uốn (MPa) Quy cách Cọc ống thép Cọc ống ván thép Độ Bền Kéo (MPa) Tỉ Lệ uốn Độ giãn dài (%) SKK400 JIS 235≦ 400≦ - 18≦ SKK490 JIS 315≦ 490≦ - 18≦ NSPP520 NSC 400-600 520-720 ≦0.9 20≦ SKY400 JIS 235≦ 400≦ - 18≦ SKY490 JIS 315≦ 490≦ Cọc ống ván thép Cọc ống thép © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION 18≦ HÀN NỐI CỌC ỐNG THÉP (HÀN NỐI TẠI CÔNG TRƢỜNG) ・Theo Hiệp hội kỹ thuật cọc ống thép cọc ống ván thép (JASPP)， tiêu chuẩn hóa công đoạn hàn (hình dạng đường rãnh, điều kiện mối hàn vv ) JASPP joint Độ xuyên sâu ・Kiểm tra chất lượng sau thi công ・Kiểm tra mắt X quang Sóng siêu âm ・Chụp X quang ・Kiểm tra sóng siêu âm ・Kiểm tra độ xuyên sâu © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION ĐỘ BỀN CỦA CỌC ỐNG THÉP (CHỐNG ĂN MÕN) CÁCH XỬ LÝ THÔNG THƢỜNG: Trong lòng đất  Kiểm tra độ ăn mòn cho phép (thông thƣờng có bề mặt bên ống thép bị ăn mòn 1mm) Cảng biển  Lựa chọn sơn phủ chống ăn mòn điện cực Trong Lòng Đất (Không tính đến tác động chất ăn mòn) Sau tiến hành kiểm tra 26 vị trí toàn nƣớc Nhật, lƣợng ăn mòn trung bình đo lƣờng đƣợc thể hình bên phải ⇒ Theo nghiên cứu, cho dù 100 năm mức ăn mòn lòng đất 1mm © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION ƢU ĐIỂM CỦA CỌC ỐNG THÉP CỌC ỐNG THÉP CỌC BÊ TÔNG Độ bền thi công Cao (Khó bị vỡ) Thấp (Dễ vỡ) Độ tin cậy kết cấu Cao (Sản phẩm nhà máy) Thấp (Khó quản lý công trƣờng) Khả thi công Cọc dài 60m Thƣờng dƣới 30-40m Vì mặt cắt rỗng、sức kháng đóng cọc nhỏ Vì mặt cắt đặc、Sức kháng đóng cọc lớn Diện tích thi công nhỏ hẹp Có thể (Tiết kiệm diện tích) Không thể (cần dùng nhiều loại máy để đóng) Thao tác Dễ dàng (Trọng lƣợng nhẹ) Khó (Trọng lƣợng lớn) Tốc độ thi công Nhanh Chậm Kích thước móng Tƣơng đối nhỏ (Đƣờng kính ống: Nhỏ, Số cọc: ít) Lớn (Đƣờng kính ống lớn, Số cọc : Nhiều) © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION PHƢƠNG PHÁP ĐÓNG CỌC Đóng cọc đúc sẵn Phương pháp đóng cọc Đóng búa Đóng cọc búa Đóng cọc rung Khoan đào Cọc khoan đào Đào sẵn hạ cọc Đóng cọc xoay Đóng cọc đúc chỗ Khoan đào cọc máy Đóng cọc thép xi măng Ống bọc (Ống lót) Khoan tuần hoàn nghịch Khoan đất Móng sâu ① ② © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved ③ ④ ⑤ [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION ĐỘ SÂU THI CÔNG CÓ THỂ CỦA CỌC ỐNG THÉP ĐỘ SÂU (m) 10 Cọc đóng Búa 20 30 40 50 60 Kết cao Cọc PHC Cọc ống thép 93m Cọc PHC khoan đào Cọc Khoan Nhồi Cọc ống thép khoan & nhồi Cọc ống thép & ximăng đất Cọc Xoay 64m 78m Coc ống thép Ống vách Cọc đúc chỗ Khoan tuần hoàn nghịch Khoan đất • Cọc ống thép đóng sâu • Chất lƣợng tin cậy © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved 85m [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION DIỆN TÍCH CẦN THIẾT THI CÔNG Cọc ống thép (Đóng cọc búa) Cọc RC (Ống vách) • Chỉ cần diện tích nhỏ để thi công cọc ống thép © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC Tải trọng Độ lún Cọc đóng xung kích Cọc đóng xung kích Cọc đổ chỗ Cọc đổ chỗ Sự liên quan độ lún khả chịu tải: Cùng điều kiện đất nền, phương pháp thi công khác quan hệ sức chịu tải độ lún khác Việc thi công cọc ống thép không làm rời rạc đất xung quanh có khả chịu tải lớn © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION SO SÁNH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỰC HẠN Ru  qd A  U  Li f i Khả chịu tải cực hạn = Khả chịu tải mũi cọc+Khả chịu tải thành cọc Khả chịu tải mũi cọc (kN/m2) Đóng cọc búa Khoan đóng cọc N：SPT-N Giá trị Cọc tổ hợp ống thép xi măng đất Cọc đổ chỗ Khả chịu tải thành cọc （kN/m2) N：SPT-N Gíá trị C：Độ dính © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved Đất cát Đất sỏi 300N (≦12000) 150N (≦7500) 300N (≦12000) 200N (≦1000) 150N (≦7500) 200N (≦1000) 3000 5000 Đất cát Đất sét Đóng cọc búa 2Ｎ（≦100） C or 10N(≦150) Khoan đóng cọc ２Ｎ（≦100） 0.8c or 8N(≦100) Cọc tổ hợp ống thép xi măng đất 10Ｎ（≦200） C or 10N(≦200) Cọc đổ chỗ 5Ｎ（≦200） C or 10N(≦150) [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION Khả chịu tải thành cọc Kết cấu đất Khả chịu tải mũi cọc QUẢN LÝ THI CÔNG (KHẢ NĂNG CHỊU TẢI) Thí nghiệm gia tải xung kích 14 Thí nghiệm gia tải nhanh Cọc ống thép  Nhờ quản lý đƣợc sức chịu tải động nhƣ thí nghiệm gia tải xung kích nên kiểm soát đƣợc khả chịu tải với độ xác cao © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION SO SÁNH THIẾT KẾ VỚI CỌC RC Ví dụ: Móng cầu đƣờng bộ, lớp đất yếu, dự tính lớp chịu tải 40m m m 粘 土 　 N =1 m γ = 8k N / m c= k N/ m Đóng cọc RC đúc chỗ Φ1200，20 ống Đóng cọc ống thép (Cọc xoay) Φ1000 (cánh φ1500), 11ống 粘 土 　 N =3 33 m γ = 8k N / m c= k N/ m ↑Hướng dọc trục ↑ Hướng dọc trục • Số lƣợng kích thƣớc cọc ống thép cọc RC © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION SO SÁNH TỐC ĐỘ THI CÔNG Độ sâu lớp chịu tải khoảng 40 m Độ sâu lớp chịu tải khoảng 60m Đƣợc đánh giá dựa Tiêu chuẩn Đo lƣờng (Công trình Công cộng) Nhật Cọc ống thép (đặc biệt đóng búa) tốc độ thi công nhanh hơn, giảm chi phí xây dựng rút ngắn thời gian thi công Khả cạnh tranh với cọc RC © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION KẾT LUẬN Cọc ống thép: ・Đặc tính: Cƣờng độ cao, dễ thi công, độ tin cậy cao Do đó: ・Giảm kích thƣớc móng ・Rút ngắn thời gian thi công ・Móng có tuổi thọ cao, độ tin cậy cao Vì vậy, tùy thuộc điều kiện , có đƣợc kết cấu tối ƣu cho cọc móng (bao gồm tính kinh tế) © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV/STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION [...]...DIỆN TÍCH CẦN THIẾT THI CÔNG Cọc ống thép (Đóng cọc bằng búa) Cọc RC (Ống vách) • Chỉ cần diện tích nhỏ để thi công cọc ống thép © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV /STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỦA CỌC Tải trọng Độ lún Cọc đóng xung kích Cọc đóng xung kích Cọc đổ tại chỗ Cọc đổ tại chỗ Sự liên quan giữa... N/ m Đóng cọc RC đúc tại chỗ Φ1200，20 ống Đóng cọc ống thép (Cọc xoay) Φ1000 (cánh φ1500), 1 1ống 粘 土 　 N =3 33 0 m γ = 1 8k N / m 3 c= 3 0 k N/ m 2 ↑Hướng dọc trục ↑ Hướng dọc trục • Số lƣợng và kích thƣớc cọc ống thép sẽ ít hơn cọc RC © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV /STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION SO SÁNH TỐC ĐỘ THI CÔNG Độ sâu... chuẩn Đo lƣờng (Công trình Công cộng) của Nhật Cọc ống thép (đặc biệt đóng bằng búa) tốc độ thi công nhanh hơn, giảm chi phí xây dựng và rút ngắn thời gian thi công Khả năng cạnh tranh với cọc RC © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV /STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION KẾT LUẬN Cọc ống thép: ・Đặc tính: Cƣờng độ cao, dễ thi công, độ tin cậy... CỰC HẠN Ru  qd A  U  Li f i Khả năng chịu tải cực hạn = Khả năng chịu tải mũi cọc+ Khả năng chịu tải thành cọc Khả năng chịu tải mũi cọc (kN/m2) Đóng cọc bằng búa Khoan và đóng cọc N：SPT-N Giá trị Cọc tổ hợp ống thép và xi măng đất Cọc đổ tại chỗ Khả năng chịu tải thành cọc （kN/m2) N：SPT-N Gíá trị C：Độ dính © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved Đất cát Đất sỏi 300N (≦12000) 150N (≦7500)... 3000 5000 Đất cát Đất sét Đóng cọc bằng búa 2Ｎ（≦100） C or 10N(≦150) Khoan và đóng cọc ２Ｎ（≦100） 0.8c or 8N(≦100) Cọc tổ hợp ống thép và xi măng đất 10Ｎ（≦200） C or 10N(≦200) Cọc đổ tại chỗ 5Ｎ（≦200） C or 10N(≦150) [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV /STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION Khả năng chịu tải thành cọc Kết cấu đất Khả năng chịu tải mũi cọc QUẢN LÝ THI CÔNG (KHẢ NĂNG CHỊU TẢI) Thí nghiệm... độ lún và khả năng chịu tải: Cùng điều kiện đất nền, phương pháp thi công khác nhau thì quan hệ giữa sức chịu tải và độ lún cũng khác nhau Việc thi công cọc ống thép không làm rời rạc nền đất xung quanh và vẫn có được khả năng chịu tải lớn © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV /STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION SO SÁNH KHẢ NĂNG CHỊU TẢI CỰC... nghiệm gia tải xung kích 14 Thí nghiệm gia tải nhanh Cọc ống thép  Nhờ quản lý đƣợc sức chịu tải động nhƣ thí nghiệm gia tải xung kích nên có thể kiểm soát đƣợc khả năng chịu tải với độ chính xác cao © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV /STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION SO SÁNH THIẾT KẾ VỚI CỌC RC Ví dụ: Móng cầu đƣờng bộ, lớp đất yếu, dự... dễ thi công, độ tin cậy cao Do đó: ・Giảm kích thƣớc nền móng ・Rút ngắn thời gian thi công ・Móng có tuổi thọ cao, độ tin cậy cao Vì vậy, tùy thuộc điều kiện , có đƣợc kết cấu tối ƣu cho cọc móng (bao gồm cả tính kinh tế) © 2010 Nippon Steel Corporation All Rights Reserved [Confidential] Nippon Steel Corporation NPV /STEEL PIPE PILE DRIVING DEMONSTRATION