Giáo trình nền và móng, ngành xây dựng cầu đường

a Phân loại móng nông Móng nông là các loại móng có độ sâu chôn kể từ mặt đất đến đáy móng nhỏ hơn 5-6cm, móng nông của trụ cầu thường có cấu tạo như hình 1.1 - Theo vật liệu làm móng

- 5 -

CHƯƠNG 1

MỞ ĐẦU 1.1 Khái niệm chung

Trong công trình xây dựng, móng là bộ phận có tác dụng truyền tải trọng bên trên xuống cho đất nền chịu Khi chịu lực, đất có thể xảy ra những hiện tượng ảnh hưởng đến kết cấu bên trên Vấn đề này đã được nghiên cứu tương đối kỹ trong môn Cơ học đất Môn học Nền và Móng sử dụng các kiến thức của Cơ học đất, cụ thể hóa ra cho thích hợp với điều kiện thực tế đồng thời sử dụng các phương pháp nghiên cứu của mình để tính toán và thiết kế kết cấu móng khác nhau Ngoài ra đây là môn học chuyên môn thực dụng cho nên sẽ có một phần không thể thiếu được là các vấn đề thi công nền móng

Nội dung chính trên là mục đích và đối tượng nghiên cứu của môn học này Người ta thường chia công trình xây dựng ra hai phần lớn: Kết cấu phần trên và kết cấu phần dưới

Từ mặt móng trở lên là kết cấu phần trên, từ mặt móng trở xuống là kết cấu phần dưới Kết cấu phần dưới gồm hai bộ phận:

thường được phân biệt ra nền thiên nhiên và

nền nhân tạo Người ta gọi là nền thiên nhiên

khi đáy móng đặt trực tiếp lên đất thiên

nhiên và nền nhân tạo khi đất đã được dung

các biện pháp xử lý nào đó để làm cho cứng

hơn hoặc chặt hơn Thí dụ như xây dựng trên đất bùn nhão người ta đã đào bỏ lớp đất đó

đi và thay bằng tầng đất cát đầm chặt hoặc dùng biện pháp xử lý nào đó để giảm bớt nước cho nền đất trở nên khô cứng hơn

Về lý thuyết mà nói, có thể coi nền như không có giới hạn vì khi chịu tác dụng của tải trọng trên mặt đất bất cứ một điểm nào đó trong nền đều chịu một ứng suất nhất định nhưng trong thực tế thường coi nền là phạm vi đất có ảnh hưởng đáng kể đến công trình Thí dụ giới hạn của nền là các điểm chịu một ưng suất quy ước nào đó

Hình 1.1 Sơ đồ móng trụ cầu

1 – Kết cấu phần trên; 2 – Móng;

3 – Mặt trên móng; 4 – Đáy móng; 5 – Nền

- 6 -

1.2 Phân loại móng

Trong nghành xây dựng cầu, cống hiện nay móng thường chia ra làm hai loại:

Móng nông và móng sâu

a) Phân loại móng nông

Móng nông là các loại móng có độ sâu chôn kể từ mặt đất đến đáy móng nhỏ hơn 5-6cm, móng nông của trụ cầu thường có cấu tạo như hình 1.1

- Theo vật liệu làm móng

+ Móng đá xây: giống như móng gạch xây, móng đá xây phải được thi công từ dưới lên

trên và khả năng tạo hình của đá xây là kém nên cũng làm kéo dài thời gian thi công, giảm hiệu quả kinh tế Móng đá xây ít được sử dụng trong công trình cầu đường có yêu cầu về thời gian ngắn và chất lượng công trình cao

+ Móng bêtông: khả năng tạo hình tốt, thời gian thi công nhanh Khả năng chịu nén tốt

nhưng khả năng chịu kéo rất kém

+ Móng bêtông cốt thép: có các ưu điểm của móng bê tông, đồng thời có khả năng chịu

kéo tốt Hiện tại loại móng này được áp dụng phổ biến và rộng rãi nhất do tính thích ứng trong thi công và khả năng chịu tải tốt

+ Móng bè (móng bản ): móng bè là loại móng có chiều dài và chiều rộng đều lớn hơn

rất nhiều so với chiều dày

- Theo độ cứng của móng

+ Móng cứng: móng có biến dạng của móng rất nhỏ so với biến dạng của nền

+ Móng mềm: móng có biến dạng của móng tương đương với biến dạng của nền

+ Móng nửa cứng: móng có độ cứng trung gian giữa móng mềm và móng cứng

- Theo vị trí tác dụng của tải trọng

+ Móng có tải trọng tác dụng đúng tâm: điểm đặt của tải trọng nằm trọ tâm của móng

- 7 - + Móng có tải trọng tác dụng lệch tâm: điểm đặt của tải trọng nằm lệch khỏi trọng tâm

móng, điểm đặt tải trọng càng xa trọng tâm thì lệch tâm càng lớn

+ Móng có tải trọng ngang lớn thường xuyên: ví dụ khi mố cầu có chiều cao lớn thì áp

lực đất phía sau ongsinh ra lực ngang lớn tác dụng lên móng

- Dựa vào phương pháp thi công

+ Phương pháp thi công tại chỗ

Ưu điểm: Tận dụng được nhân công Tạo ra khối bê tông móng có tinh liên tục và dễ

dàng khắc phục những sai số trong thi công Không đỏi hỏi kỹ thuật thi công quá cao và chính xác

Nhược điểm: Thời gian thi công lâu, dẫn đến chịu ảnh hưởng của yếu tố thiên nhiên Chất

lượng bêtông không tốt bằng phương pháp lắp ghép do diều kiện bảo dưỡng tại hiện trường không đảm bảo như trong nhà xưởng Cần nhiều thiết bị và máy móc phụ trợ trong khi thi công Chi phí quản lý tăng

+ Phương pháp thi công lắp ghép

Ưu điểm: Thời gian thi công nhanh và việc đúc bê tông không cần đòi hỏi phải trình tự,

cho nên rút ngắn được thời gian thi công công trình Chất lượng bê tông đảm bảo do được bảo dưỡng trong nhà xưởng Giảm được số lượng thiết bị và vật liệu phục vụ cho thi công Giảm được chi phí về quản lý

Nhược điểm: Vấn đề chất lượng mối nối thi công, các mặt cắt nối là nơi xung yếu Yêu

cầu khi đúc sẵn phải đảm bảo chính xác thì mới lắp ráp được Khối bê tông móng là kém đồng nhất

Đối với những vị trí xây dựng mà tầng đất mặt có cường độ chịu lực nhỏ hoặc thế nằm không ổn định, móng bắt buộc phải đặt xuống các tầng đất sâu

Móng đặt càng sâu thì thi công càng khó khăn hơn, phải có biện pháp thi công đặc biệt để ngăn nước mặt và nước ngầm chảy vào hố móng trong quá đào đất và xây móng

b) Phân loại móng sâu

Móng sâu gồm có:

- Móng giếng chìm: Móng được cấu tạo như một cái giếng đúc sẵn trên mặt đất, dùng

máy móc hoặc nhân lực đào đất bên trong giếng để nó tụt dần vào trong nền đến độ sâu thiết kế Sơ đồ cấu tạo loại móng này xem hình 1.2a

- 8 -

Hình 1.2 Các loại móng sâu

- Móng giếng chìm hơi ép: Có cấu tạo và nguyên lý cơ bản giống móng giếng chìm

thường, nhưng do móng đặt quá sâu hoặc địa chất xung quanh không cho phép hút nước để đào và xây, người ta phải bịt mặt trên các giếng tạo thành một buồng kín, sau

đó dùng hơi ép dùng hơi ép bơm vào buồng này để đẩy nước ra và tiến hành đào đất,

hạ nó xuống tầng đặt móng (xem sơ đồ hình 1.2b)

Một loại móng khác cũng có thể coi là móng sâu nhưng nguyên lý cấu tạo khác các loại móng trên đó là móng cọc Móng cọc là loại móng dùng cọc làm bộ phận truyền tải bên trên xuống cho các tầng đất sâu chịu Trong móng cọc hiện nay có thể chia hai loại chính là móng cọc nhỏ và móng cọc đường kính lớn

- Móng cọc nhỏ là loại móng dùng cọc đường kính hoặc kích thước tiết diện nhỏ, hình

1.2c Đường kính của cọc thường nhỏ hơn 0,6m

- Móng cọc vừa và lớn là móng cọc đường kính từ 0,6m trở lên Đường kính của cọc có

thể lớn 3 – 4m, hoặc có thể lớn như giếng chìm có đường kính tới 5 – 6m (hình 1.2d)

- 9 -

1.3 Nguyên lý chung tính toán và thiết kế móng theo trạng thái giới hạn

1.3.1.Khái niệm về trạng thái giới hạn

Trạng thái giới hạn được hiểu là ngưỡng cuối cùng về phương diện kỹ thuật mà công trình không có bất kỳ một sự cố nào (về độ võng, nứt, biến dạng, mất ổn định) cả về sự toàn vẹn lẫn việc khai thác, sử dụng một cách bình thường

Theo đó khi tính toán thiết kế một bộ phận công trình nói chung phải kiểm toán ba trạng thái giới hạn (TTGH):

Trạng thái giới hạn 1: Tính toán về cường độ ổn định của nền móng

Trạng thái giới hạn 2: Tính toán về biến dạng, lún của nền móng

Trạng thái giới hạn 3: Tính toán về sự hình thành và phát triển khe nứt (chỉ sử dụng cho tính toán kết cấu móng)

1.3.2.Tính toán thiết kế móng theo trạng thái giới hạn

FS: Hệ số an toàn, phụ thuộc loại nền và tính chất của tải trọng, công trình

- Đối với bản thân móng:

Trong đó:

max

 : ứng suất lớn nhất trong móng do tải trọng công trình và phản lực đất gây ra

R: cường độ cho phép (cường độ tính toán) của đất nền tương ứng với sự phá hoại của ứng suất

b Tính toán theo TTGH 2:

Việc tính toán nền theo TTGH 2 trong thực tế là tính toán nhằm hạn chế lún của các dạng nền trừ các loại nền đất sét cứng, cát rất chặt, đất nửa đá và đá Thiết kế phải đảm bảo các điều kiện sau: S < [S]

∆S < [∆S]

- 10 - Trong đó: S, S: chuyển vị lún, lún lệch do tải trọng gây ra

a) Móng nông xem xét các vấn đề sau:

1 Sức chịu tải thông thường

2 Lật hay mất tiếp xúc quá mức

3 Trượt tại đáy móng

b) Móng cọc và cọc khoan nhồi xem xét các vấn đề sau:

1 Sức chịu nén dọc trục của cọc đơn

2 Sức chịu nén của nhóm cọc

3 Sức chịu nhổ của cọc đơn

4 Sức chịu nhổ của nhóm cọc

5 Khả năng chọc thủng của cọc vào lớp đất yếu phía dưới đáy móng

6 Sức chịu tải ngang của cọc đơn và nhóm cọc

(2) Thiết kế móng theo TTGH sử dụng

 Lún,

 Chuyển vị ngang (do nền đất đắp phía sau mố)

 ổn định tổng thể (trượt sâu khi móng đặt trên mái dốc)

 Xói với lũ thiết kế

Xem xét lún phải dựa trên độ tin cậy và tính kinh tế

Các tiêu chuẩn chuyển vị thẳng đứng và ngang đối với móng phải được phát triển phù hợp với chức năng và loại kết cấu, tuổi thọ phục vụ dự kiến, và các hậu quả của các chuyển vị không cho phép đối với khả năng làm việc của kết cấu Các tiêu chuẩn chuyển vị chấp nhận được phải được thiết lập bằng các phương pháp thực nghiệm hay phân tích kết cấu, hoặc cả hai

- 11 -

Độ lún gây ra bởi tải trọng của nền đắp sau mố cầu phải được nghiên cứu Trong những vùng có động đất, phải xem xét khả năng lún của móng trên cát do rung gây ra bởi động đất Chuyển vị ngang của móng phải nhỏ hơn chuyển vị ngang cho phép là 38mm

(3) Thiết kế móng theo TTGH đặc biệt theo quy định

- 12 -

Chương 2

MÓNG NÔNG TRÊN NỀN THIÊN NHIÊN

2.1.KHÁI NIỆM CHUNG

Đối với ngành xây dựng cầu đường, để làm móng trụ, mố cầu thường dùng các móng xây

đá hộc, móng bê tông và móng bê tông cốt thép

*Móng đá hộc: Xây với vữa xi măng, dùng với cầu cống nhỏ và trung, tải trọng không

lớn

* Móng bê tông: Đây là móng phổ biến nhất trong các loại móng nông, Rbt≥100 kg/cm2

nếu móng nằm trong môi trường bị phá hoại thì Rbt≥200 kg/cm2

* Móng bê tông cốt thép:

- Khối lượng công trình nhỏ do đó giảm nhẹ phần nào công tác đào đất thi công móng

- Có thể thiết kế các loại móng lắp ghép bằng bê tông cốt thép đưa đến khả năng cơ giới hóa và công nghiệp hóa toàn bộ quá trình thi công công trình

- Thường dùng bê tông mác lớn hơn 200 và cốt thép có đường kính Ф10 ÷ Ф30

- 13 - 2.2 CẤU TẠO MÓNG NÔNG

Khi thiết kế móng nông bước thứ nhất phải giả định các kích thước của móng Hình dạng của móng tùy thuộc vào điều kiện địa chất, địa chất thủy văn, tải trọng cũng như cấu tạo của công trình bên trên

2.2.1 Độ sâu đặt móng

Độ sâu đặt móng căn cứ vào mặt cắt địa chất để chọn Độ chôn sâu dưới mặt đất sau khi xói lở lớn nhất của đáy móng, tối thiểu là:

h= Δh + Δk Trong đó: h: độ sâu chôn móng

Δh: độ sâu đặt móng trong đất để đảm bảo ổn định của trụ, tùy thuộc vào điều kiện cường

-Móng mố trụ cầu đặt trên tầng đá yêu cầu phải phá hết lớp phong hóa trên mặt và đáy móng vào lớp cứng sâu hơn 25cm

-Nếu trụ cầu đặt ở những sông không thông thuyền thì đỉnh móng thường lấy thấp hơn mực nước thấp nhất tối thiểu là 0,5m Nếu ở sông thông thuyền thì khoảng cách đó tùy thuộc vào cấp sông

2.2.2.Các kích thước của móng

-Kích thước bình diện của mặt trên móng thường làm lớn hơn kích thước mặt công trình một đoạn bằng gờ móng Δ (mục đích làm gờ móng để phòng sự sai lệch vị trí khi thi công móng) Đối với mố trụ cầu Δ = 0,2 ÷ 1m

Hình 2.2.a)Lực tác dụng đúng tâm, cấu tạo móng đối xứng

b)Lực tác dụng lệch tâm, cấu tạo hố móng không đối xứng

-Nếu tải trọng tác dụng có thêm cả lực ngang và mômen uốn

lớn thì đáy móng nên cấu tạo không đối xứng để ứng suất

đáy móng phân bố đều hơn, hay nói cách khác là làm sao cho

trọng lực đi gần trọng tâm đáy móng

Trong trường hợp móng đặt trên tầng đá nằm nghiêng, để giảm bớt khó khăn cho thi công

có thể cấu tạo móng thành nhiều bậc(hình 2.3)

2.3.TÍNH TOÁN MÓNG NÔNG THEO TRẠNG THÁI GIỚI HẠN

2.3.1.Đặt vấn đề

1, Các bước thiết kế

- Bước 1: Căn cứ vào kết cấu công trình bên trên, tải trọng truyền qua các bộ phận công trình, điều kiện địa chất và địa chất thủy văn để sơ bộ xác định các kích thước chủ yếu của móng: độ sâu đặt móng, kích thước đáy móng Chú ý: phải đưa ra một số phương án, sau

- Theo phương tác dụng lên cầu: gồm có:

+ Lực thẳng đứng: trọng lượng bản thân kết cấu, trọng lượng các đoàn xe

+ Lực nằm ngang dọc cầu: lực hãm xe, lực co rút do nhiệt độ, lực gió dọc cầu

+ Lực nằm ngang ngang cầu: lực gió ngang cầu, lực lắc ngang của đoàn xe, lực ly tâm nếu cầu nằm trên đường cong

- Theo qui trình: chia làm 3 loại

+ Lực chủ: Là các lựa thường xuyên tác dụng lên cầu như tĩnh tải (trọng lượng bản than kết cấu), hoạt tải thẳng đứng (trọng lượng các phương tiên đi trên cầu), áp lực đất lên các công trình tường chắn, lực lý tâm phát sinh ở những loại cầu nằm trong đường cong do xe chạy sinh ra

+ Lực phụ: Là các loại lực không thường xuyên tác dụng như: lực hãm xe, lực gió, lực co rút do nhiệt độ, lực va chạm của tàu thuyền

+ Lực đặc biệt: các lực tương đối lớn và ít tác dụng đến công trình như: lực động đất, lực tác dụng trong thời gian thi công

Hinh 2.4

Trong đó: Ntt: nội lực tính toán

Ntc: nội lực tiêu chuẩn

n: hệ số thay đổi tải trọng (hệ số vượt tải)

1 : hệ số xung kích, đối với công trình móng lấy 1  1

m: hệ số điều kiện chịu lực

k: hệ số đồng nhất củ vật liệu

Rtc: cường độ tiêu chuẩn của vật liệu

Rtt: cường độ tính toán của vật liệu

F: các đặc trưng tiết diện của kết cấu, ví dụ đối với móng là diện tích

* Khi tính toán thiết kế một bộ phận công trình phải kiểm toán 3 TTGH:

- TTGH1 gồm: các vấn đề về cường độ, về mỏi, về ổn định bộ phận của công trình Nội lực dùng là nội lực tính toán Ntt

- TTGH2 gồm: các vấn đề về biến dạng của bộ phận công trình Nội lực tính toán là nội lực tiêu chuẩn ( đối với nền khi tính lún thì tính với tải trọng tĩnh tiêu chuẩn)

- TTGH3: kiểm toán chống nứt cho công trình bê tông cốt thép

2.3.2.Tính toán móng theo trạng thái giới hạn thứ nhất(TTGH I)

1, Kiểm toán ứng suất đáy móng (về cường độ đất nền)

- Ứng suất đáy móng phụ thuộc vào tải trọng tính toán, kích thước đáy móng và độ cứng đáy móng

- Khi kiểm toán dùng tải trọng tác dụng bên trên là tải trọng tính toán Ntt

- Công thức kiểm toán:

Wx, Wy: môđun chống uốn của tiết diện đáy móng đối với trục x và y

- Nếu trục trung tâm của móng không trùng với trục dọc, trục ngang cầu thì dùng công thức (2-1)

- Nếu trục trung tâm của móng trùng với tim dọc và ngang cầu thì chia làm hai trường hợp:

+ Trường hợp tổ hợp lực chủ và phụ dọc cầu:

- Khi tính toán thấy min  0 chứng tỏ độ lệch tâm

của hợp lực lớn hơn bán kính lõi đáy móng, nhưng giữa đáy móng và đất không thể chịu được ứng suất kéo nên ứng suất sẽ phân bố lại thành một hình tam giác và ứng suất lớn nhất sẽ được tính theo công thức:

2

3 2

max

N b

 : độ lệch tâm của hợp lực đối với trục trung tâm

a, b: cạnh dài, cạnh ngắn của đáy móng

- Nếu móng đặt trên nền đất dưới tổ hợp lực chủ thì phải đảm bảo:

max Rtt

 

- Nếu móng đặt trên nền đất dưới tổ hợp lực chủ và phụ thì phải đảm bảo:

max  1, 2 Rtt (cường độ đất nền được tăng thêm 20%)

- Cường độ tính toán của đất nền Rtt được tính theo qui trình Đối với đất cát lấy theo phụ lục 24 (qui trình); đối với các loại đất khác được tính theo công thức:

+  : dung trọng của đất từ đáy móng trở lên (kN/m3

) + b: bề rộng móng (m)

+ h: chiều sâu chôn móng (m)

- Cường độ tính toán nén dọc trục ở nền đá được xác định theo công thức:

R’= m.k.Rcz

b

3(b/2-e) e

max

- 18 - Trong đó:

+ Rcz: cường độ giới hạn (bình quân) chịu nén một trục của mẫu đá thí nghiệm ở trạng thái bão hòa nước theo qui định hiện hành

+ k: hệ số đồng nhất của đất theo cường độ giới hạn chịu nén một trục, khi không có

số liệu thí nghiệm, lấy k = 0,17

+ m: hệ số điều kiện làm việc, lấy m = 3

- Nếu dưới đáy móng ở một độ sâu z nào đó có một lớp đất yếu thì khi kiểm toán theo

TTGH1 phải kiểm tra cả ứng suất trên mặt tầng đất yếu theo công thức:

        

Trong đó:

+ z: ứng suất trên mặt tầng đất yếu

+  : trọng lượng riêng của các lớp đất trên mặt

- Đối với móng trụ cầu khi kiểm toán áp suất đáy móng, qui trình có qui định: nếu đáy sông có độ sâu H (chiều sâu của mức nước thấp nhất đến đường xói lở lớn nhất) thì cường

độ tính toán được tăng thêm một giá trị nữa là 0,1H, có nghĩa là:

max Rtt 0,1 H

2, Kiểm toán ổn định vị trí

a, Ổn định chống lật

- Khi kiểm toán thường giả định điểm tâm quay khi lật là

mép ngoài cùng của đáy móng

- Để kiểm toán ổn định chống lật dưới một tổ hợp tải lực

nào đó ta chuyển tất cả các lực về trọng tâm đáy móng

(hình 2.8)

- Hệ lực tác dụng ở trọng tâm đáy móng gồm: H, N, và M

Trong đó:

b' b

N O

1 e e

e

2 4

- 19 - N: tổng các thành phần lực thẳng đứng tác dụng lên công trình

N = P1 + P2 + +Pn =  Pi

H: Tổng các thành phần lực nằm ngang tác dụng phía trên công trình

H = T1 + T2M: mômen của tất cả các lực đứng và ngang đối với trọng tâm đáy móng

+ Nếu e = y : móng cân bằng giới hạn

* Điều kiện cân bằng ổn định không lật:

m

y 

Với : m là hệ số điều kiện làm việc

m = 0,8 khi móng đặt trên nền đá, m = 0,7 khi móng đặt trên nền đất

b, Ổn định chống trượt

- Điều kiện:

.

H m

f N Theo qui trình qui định, kiểm toán ổn định chống trượt m = 0,8

f : hệ số ma sát trượt giữa đáy móng và đất nền lấy như sau:

e

- 20 -

- Điều kiện ổn định chống trượt sâu:

1,25

o tr

M K M

 

Trong đó: Mô: mômen ổn định

Mtr: mômen trượt

- Tâm trượt nguy hiểm nhất tìm theo phương pháp đúng dần (cơ học đất)

2.3.3.Tính toán móng theo trạng thái giới hạn thứ hai(TTGH II)

- Theo TTGH2 phải kiểm toán biến dạng hay độ lún của nền nhỏ hơn một giá trị giới hạn qui định nào đó

- Qui trình thiết kế cầu cống theo TTGH có hướng dẫn:

+ Chỉ cần tính lún cho những công trình có sơ đồ tĩnh định ngoài khi chiều dài nhịp lớn hơn 50m đối với cầu đường sắt, lớn hơn 100m đối với cầu đường ôtô và thành phố

+ Độ lún được tính theo phương pháp “phân tầng công lún” (cơ học đất)

+ Độ lún S của nền trụ cầu phải nhỏ hơn 1,5 L (cm) Độ chênh lệch về lún của hai trụ

cạnh nhau phải nhỏ hơn 0,75 L Trong đó L là chiều dài của nhịp ngắn gác lên trụ cầu

- e = M/N : độ lệch tâm của hợp lực tác dụng lên đáy móng

- : bán kính lõi của đáy móng,   W F /

- W: Mômen chống uốn của tiết diện đáy móng, W = Jx/y

- Jx: mômen quán tính của đáy móng đối với trục x

- y: khoảng cách từ trục trung tâm đến cạnh chịu áp suất nhỏ hơn

- F: diện tích đáy móng

- m: được qui định như sau:

1 Móng trên nền đất

- Khi tính trụ giữa với tải trọng tĩnh 1,0

- Khi tính trụ giữa với tổ hợp lực chủ + phụ 1,0

- Khi tính mố với tổ hợp lực chủ + phụ cho cầu lớn và trung 1,0

- Khi tính mố với tổ hợp lực chủ + phụ cho cầu nhỏ 1,2

2 Móng trên nền đá

- Khi tính cho trụ và mố với tổ hợp lực chủ + phụ 1,2

1, Định vị hố móng ở nơi khô (không có nước)

- Căn cứ vào đường tim dọc cầu và các mốc qui định vị trí của từng móng, trước tiên xác định trục dọc và ngang của mỗi móng; đánh dấu cố định bằng cọc chắc chắn, nằm xa nơi thi công để tránh va chạm làm sai lệch vị trí

- Hình dạng của hố móng căn cứ vào cấu tạo của móng để xác định, nên làm đơn giản, không nên có các góc lõm (sẽ khó thi công) Kích thước hố móng làm rộng hơn kích thước thực, thường là 0,5 - 1,5m, để làm chỗ đặt ván khuôn và chỗ đứng cho công nhân

- Khi đào đất, xây móng để theo dõi kích thước của móng người ta làm một khung định vị xung quanh hố móng Khung định vị này, gồm những tấm ván tựa trên những cọc nhỏ đường kính khoảng 14 -15mm Các cạnh của khung định vị sẽ bố trí song song với các cạnh của hố móng và cách mép hố móng khoảng 1 - 1,5m Trên khung định vị đánh dấu các vị trí mép hố móng , trên những dấu này căng dây để xác định phạm vi đào và xây hố móng (hình 2.9)

- Khi thi công cần theo dõi cao độ các bộ phận của kết cấu (đáy móng, mặt trên móng….)

- Ở những sông không thông thuyền và mực nước nông, có thể

xác định tim móng mố, trụ bằng cách đo đạc trực tiếp và đánh

dấu vị trí trục dọc, trục ngang của móng, hoặc tiến hành đo đạc

trên cầu tạm Cọc định vị phải cách xa móng, khi đo bằng máy

bố trí các sàn tạm trên các cọc gỗ xung quanh cọc định vị

- Ở những móng cọc đặt ở chỗ nước sâu, công tác đo đạc định

vị thường phải làm gián tiếp Tim của các trụ nằm ở giữa sông

thường được xác định bằng phương pháp tam giác đạc (hình 2.10)

Kích thước và chu vi móng sau này sẽ dựa vào các công trình vòng vây để đánh dấu

2.4.2 Đào đất và chống vách hố móng

1, Hố móng đào trần

- Móng nông xây ở những nơi không có nước

ngầm thì chỉ cần đào lớp đất trên mặt đến độ sâu

thiết kế để xây móng, hố đào này được gọi là hố

móng đào trần Tùy thuộc vào tính chất của

từng loại đất mà quyết định hình dạng vách hố

móng cho phù hợp

- Khi thi công hố móng đào trần phải thi công nhanh để tránh nước mưa làm đất nền bị giảm cường độ Nếu khối lượng đất đào và kích thước móng lớn yêu cầu thời gian thi công kéo dài cần phải chú ý làm rãnh thoát nước mưa không nên để hố móng bị úng ngập nước lâu dài (hình 2.11)

Mo 2Tru 2Tru 1

4

375

6

- 23 -

- Để bảo vệ hố móng không được để vật liệu, đất đào, máy móc thi công gần mép hố

móng Xung quanh hố móng cần để một đường bảo vệ rộng từ 1 - 1,5m Nếu hố móng

tương đối sâu khi đào nên để vách hố thành từng bậc, mỗi bậc sâu khoảng 1 - 1,5m (hình

2.12)

- Đối với những nơi chật hẹp, hố móng

phải đào thẳng đứng và lúc đó phải có

biện pháp chống vách hố móng thích

hợp

2, Chống hố móng bằng ván lát

- Khi thi công móng ở dịa điểm chật hẹp không cho phép mở rộng hố móng, đất vách hố

rời rạc, dễ sụp đổ (những công trình mới xây dựng nằm gần những công trình cũ) thì phải chống vách hố móng Nếu mực nước ngầm thấp hơn đáy

hố móng thì dùng biện pháp chống hố móng bằng ván lát là

rất thích hợp

- Tác dụng của ván lát: giữ cho vách hố móng được ổn định, hạn chế bớt việc gây lún

- Cấu tạo chống hố móng bằng ván lát: Ván lát thường dùng khi chiều sâu hố móng < 4m

Ván lát dùng loại gỗ dày 4- 8cm Thanh chống đứng dùng gỗ vuông hoặc tròn có d = 12-

16cm Thanh chống ngang có d = 14- 22cm (hình 2.13)

Thi công đến đâu đặt ván lát đến đó, thanh chống đứng được thay dần bằng những loại dài

hơn, sau đó đặt thanh chống ngang và nêm chặt

3

2

1

1 2

3

- 24 -

3, Chống vách hố móng bằng cọc ván

- Khi xây dựng công trình tại vị trí có nước

ngầm, để chống nước ngầm chảy vào hố

móng, dùng tường cọc ván

- Cấu tạo tường cọc ván gồm:(hình 2.14)

+ Cọc ván: làm bằng ván gỗ hoặc thép hoặc

BTCT Trên mép có cấu tạo kiểu mộng hay

chốt để liên kết với nhau chống nước chảy

vào hố móng Dùng búa để đóng vào trong

đất Cọc ván phải được đóng vào trong đất

đến độ sâu nhất định để đảm bảo độ ổn định và hạn

chế nước luồn qua chân cọc vào đáy hố móng

+ Cột định vị và các khung định hướng để giữ cho

các cọc ván nằm đúng vị trí thiết kế trong quá trình

đóng

+ Tầng chống ngang và dọc để giữ cho cọc ván ổn

định dưới tác dụng của áp lực đất Thanh chống

được đặt dần trong quá trình hút nước và đào đất bên trong hố móng

- Khi tầng đất không thấm nước nằm gần giữa đáy móng thì chân cọc đóng ngập vào tầng

này (hình 2.15) Nếu tầng đất không thấm nước ở quá sâu, thì chân cọc ván phải đảm bảo

đóng đến độ sâu làm sao cho áp lực thủy động dòng nước luồn dưới chân cọc

ván vào hố móng không làm trôi những hạt đất ở dưới đáy hố (hình 2.16)

Thông thường độ sâu t của chân cọc được đóng

vào trong tầng sét hoặt cát sỏi to không được nhỏ

quá 1m, tầng đất cát nhỏ rời rạc không nhỏ quá 2m

- Vị trí đầu trên của cọc ván tùy thuộc vào mực nước

ngầm; nếu mực nước ngầm thấp thì đâo trần với các

lớp đất phía trên, cọc ván dung để chống vách hố

móng ở những tầng đất dưới mực nước ngầm

- Khi hố móng đào tương đối sâu mà vật liệu làm

cọc lại ngắn thì có thể dung biện pháp cọc ván nhiều tầng

- Đối với những hố móng không sâu lắm, nếu dung cọc ván cứng (thép) có thể không cần

dùng thanh chống ngang Với những hố móng sâu phải dùng thanh chống ngang, và có

- 25 - Tùy thuộc vào điều kiện chịu lực mà chọn loại cọc ván làm bằng các loại vật liệu khác nhau cho phù hợp như: cọc ván gỗ, cọc ván thép, cọc ván BTCT, hay cọc ván bằng chất dẻo (hình 2.17)

- Cường độ áp lực chủ động:

p   Z (kN/m2) Trong đó:  : trọng lượng thể tích của đất (T/m3

) a: hệ số áp lực ngang chủ động , 2 0 

45 / 2

a tg

Z: độ sâu của điểm tính áp lực kể từ mặt đất (m)

Nếu trên mặt đất có tải trọng phân bố đều thì áp lực lên tường chắn là:

p   Z  q  (kN/m2)

- 26 - Với : q: cường độ tải trọng phân bố đều trên mặt hố móng

- Cường độ áp lực bị động:

p   Z (kN/m2) Với : a: hệ số áp lực ngang bị động, 2 0 

* Đối với ván lát: Thường kiểm toán tấm ván dưới cùng (chịu tải trọng lớn nhất) Tấm

ván chịu lực như một dầm liên tục gối lựa là các thanh đứng khẩu độ của dầm là l1, giả thiết lực phân bố đều theo chiều rộng b (hình 2.18)

Hình 2.18

Điều kiện bền:

2

1 1 2

3 5

* Đối với thanh chống đứng

- Thanh chống đứng là gối lựa của ván lát, tải trọng tác dụng do ván lát truyền sang Tính

là dầm giản đơn chịu tải trọng rải đều q2 hoặc q3

Kiểm toán ứng suất:

- 27 -

u

M R W

2

2 2 2

8

q l

2

3 3 3

8

q l

* Đối với thanh chống ngang:

Kiểm toán thanh chống ngang:

Fi: diện tích tiết diện ngang thanh chống ngang thứ i

Ri : lực tác dụng lên thanh chống ngang thứ i

+ Lực tác dụng lên thanh chống ngang số 1: 2 2

1

2

m

* Tính cọc ván có nhiều tần chống ngang

Đối với tường cọc ván có nhiều tầng chống ngang không cần kiểm toán sự mất ổn định

mà chỉ cần kiểm toán về cường độ

độ tính toán chịu uốn Ru = 100daN/cm2

Nẹp đứng làm bằng gỗ có tiết diện 15*15 cm2, khoảng

cách giữa các nẹp l1= 1,8m

Thanh chống có đường kính 15cm, khoảng cách giữa các

thanh l2=2,1m; l3=1,2m; hệ số uốn dọc của thanh  = 0,4; []n = 130 daN/cm2

Đất đào móng là đất cát ở trạng thái rời rạc có trọng lượng thể tích tự nhiên =1,9 T/m3; góc ma sát trong của đất là 330

2.4.4.Thi công móng ở nơi có nước mặt

Tùy thuộc vào độ sâu để chọn biện pháp thi công cho phù hợp

- Ở phía trong, chân mái dốc làm cách mép hố móng một khoảng b > h.tg(450- / 2) Khi nước chảy mạnh (V > 1m/giây) phải gia cố mặt đập phía ngoài bằng đá hộc hoặc rọ đá Nếu tốc độ nước chảy < 2m/s thì có thể dùng bao gai đựng đất sét đắp vòng vây ( chiều cao vòng vây < 4m, đắp thành độ dốc một bên còn 1 bên dựng đứng) Đối với sông miền núi vận tốc nước < 3m/s thì xây đá rồi đắp đất thành vòng vây

n n t

n d

V h W

g

 (T)

Với: V : vận tốc dòng nước (m/s)

hn: chiều sâu của nước mặt (m)

n: trọng lượng riêng của nước

g : gia tốc trọng trường, lấy g = 9,81m/s2

b 1-2m

1:1-3 :2

< 0,5m

1:5

1:2-Hình 2.21

1 Cọc ván gỗ 2 Thanh chống

3 Đất đắp

- Thường dùng khi nước mặt sâu từ 2 -3m

- Gồm một tường cọc ván để ngăn nước mặt, nước

ngầm cũng như vách hố móng và đất đắp phía ngoài

vòng vây để tăng thêm khả năng chống thấm của cọc

ván (hình 2.21)

- Tính toán như tính cọc ván nhiều tầng

b, Vòng vây cọc ván gỗ kép

- Dùng khi nước sâu từ 2 -4m

- Gồm hai tường cọc ván , giữa hai lần tường đắp

bằng đất cát hoặc đất sét pha (hình2.22)

- Tường ngoài có tác dụng giữ đất phía trong và tăng thêm độc cứng của vòng vây Tường đóng sâu xuống đất ít nhất là 2m Tường trong có tác dụng ngăn nước và giữ ổn định cho vách hố móng Chân cọc phải đóng sâu > 2m

- Đầu 2 tường cọc ván được liên kết với nhau bằng thanh giằng Khoảng cách giữa tường tùy thuộc vào loại đất:

Nếu đắp bằng đất cát trung bình hay cát thô:

hn : độ sâu của nước mặt

hk: độ sâu từ nước mặt đến đáy hố móng

- 31 -

3, Vòng vây cọc ván thép

- Dùng trong trường hợp nước sâu hoặc đất cứng hoặc đất có lẫn cuội sỏi

- Vòng vây cọc ván thép có khả năng chịu lực cao, đồng thời tương đối kín nước Ngoài ra người ta còn dùng vòng vây cọc ván thép ở giữa hai tường có đất đắp hoặc đổ bê tông

- Khi mực nước từ 4 -6m thì làm vòng vây có hình dạng như mặt bằng của đáy móng Khi mực nước > 8m thì dùng vòng vây cọc ván thép hình tròn (hình 2.23)

- Giả thiết lượng nước thấm vào hố móng chỉ chảy qua đáy hố còn vòng vây thì tương đối kín thì lượng nước có thể tính gần đúng như sau:

- Đào đất bằng các dụng cụ cơ giới thì chú ý khi cách độ sâu thiết kế đáy hố móng khoảng 0,3 -0,5m thì dừng lại và đào bằng thủ công để tránh ảnh hưởng của máy khi làm việc đến tính chất tự nhiên của đất

- Khi đào đất xong phải quan sát và lấy mẫu đất thí nghiệm để xác định lại tính chất tự nhiên của đất xem có phù hợp với các yêu cầu khi thiết kế không

- Trước khi xây hoặc đổ bêtông móng đối với nền đất cần san phẳng và đầm chặt nền đất Rải một lớp cát thô hoặc đá dăm dày 10 -20cm để mặt nền được khô ráo

- Trường hợp nền là loại đất cát thì phải thi công bằng phương pháp đào ngầm dưới nước, đào sâu hơn độ sâu thiết kế của đáy hố móng, rồi dùng phương pháp đổ bêtông dưới nước

để tạo ra một tầng bịt đáy hố móng Sau khi tầng bêtông này đông cứng, hút nước trong vòng vây để tiếp tục xây hố móng

- Trường hợp đáy móng đặt trên tầng đá, sau khi đào hết lớp đất mặt phải tiến hành phá hết lớp đá phong hóa Nếu trong nền đá có nhiều khe nứt thì cũng phải bịt đáy hố móng bằng lớp bêtông dưới nước

2.4.7.Xây dựng móng

- Khi thi công móng thường dùng một số phương pháp đổ bêtông dưới nước

Các phương pháp này phụ thuộc vào khối lớp bêtong và độ sâu của nước trong hố móng

- Nếu khối lượng bêtông ít, nước trong hố móng không sâu có thể đổ bêtông

bằng túi bao tải Bêtông cho vào túi bao tải buộc lại bằng dây thừng với một nút để tháo

Hạ nhẹ nhàng bao tải đến gần sát đáy hố, đứng trên bờ kéo dây cởi nút miệng túi cho bêtông tụt xuống Tiếp tục đỏ bằng nhiêu bao tải một lúc, chú ý nhẹ nhàng

- Khi khối lượng bêtông nhiều, nước trong hố tương đối sâu thường dùng phương pháp đổ bêtông dưới nước bằng ống dịch chuyển thẳng đứng (hình 2.24)

+ Ống làm bằng thép đường kính khoảng 200 300mm, bề dầy của thành ống khoảng 4 5mm, ống được ghép lại từ những đoạn dài 1 -2m

-+ Phía trên ống nối với một thùng hình phễu để chứa bêtong Ống được đeo vào một cần trục hoặc xà ngang và có thể dễ dàng nâng lên, hạ xuống

tông vào phễu Lớp bêtong dưới chân

cọc ngày càng dầy lên và chỉ có lớp

bêtông trên mặt là tiếp xúc với

nước.Chân ống thép phải luôn ngập

vào trong lớp bêtông khoảng 0,8 -

1m

Tùy vào diện tích của hố móng và

bán kính phạm vị bêtong có thể tràn

ra của mỗi ống mà quyết định số ống

đổ bêtông Bán kính hoạt động của một ống khoảng 3 -4,5m Phải đảm bảo đổ bêtông liên tục, yêu cầu năng suất tối thiểu là 0,3m3/h cho mỗi mét diện tích hố móng

Nếu đáy hố móng quá rộng thì có thể phân thành từng khối để đổ bêtông dần Sau khi đổ bêtông dưới nước xong đợi cho bêtông đông cứng, đạt khoảng 50% cường độ thiết kế thì hút nước trong hố móng ra, đục bỏ lớp bê tông trên mặt dày khoảng 10 -15cm vì lớp này tiếp xúc với nước sẽ không đảm bảo chất lượng

- Ngoài ra, còn sử dụng phương pháp đổ bêtông dưới nước theo kiểu vữa dâng: dùng các ống thép như trên, sau khi đặt ống vào hố móng xung quanh được chèn bằng các vật liệu đường kính lớn (đá hộc, đá dăm, đá cuội), cho vữa xi măng cát vào trong ống và đổ liên tục, vữa sẽ phun ra và lấp vào các khe hổng giữa các viên đá tạo thành một khối liên kết chặt (hình 2.25) Sau khi hút hết nước ra, tiến hành lắp ván khuôn đổ bê tông móng

Phêu chua vua xi mang

Ông thepÔng boc bao vê bang luoi thep

Đa hôc xêp

- 34 -

2.5 Tăng cường nền

2.5.1 Khái niệm

- Đất yếu là các loại đất có sức chịu tải kém, tính nén lún lớn

Ví dụ : đất cát rời rạc (hệ số rỗng e > 0,7); đất dính ở trạng thái chảy dẻo hoặc chảy (độ sệt

IL > 0,75); các loại đất bùn lẫn nhiều tạp chất hữu cơ (độ sệt IL > 1)

- Nếu đặt công trình trực tiếp lên nền đất yếu thì dễ bị mất ổn định hoặc lún lớn làm cho công trình bị nứt vỡ

- Khi xây dụng móng trên nền đất yếu, có các biện pháp xử lý cho phù hợp Có các biện pháp xử lý sau:

+ Các biện pháp xử lý cơ học: nhằm tăng độ chặt của đất bằng cách đầm nén, đóng các loại cọc rẻ tiền, thay đất, cọc cát, giếng cát, bấc thấm, bệ phản áp, gia tải trước, cố kết động( đầm chặt lớp mặt)…

+ Các biện pháp xử lý hóa học: nhằm tăng cường liên kết về kết cấu của hạt đất, tăng cường lực dính kết, làm giảm lượng nước trong đất bằng các loại hóa chất

2.5.2 Biện pháp cơ học

a, Phương pháp dùng đệm cát (thay đất)

- Trường hợp đáy móng là một tầng đất yếu tải trọng cho phép quá nhỏ, để có thể chịu được lực cần đặt đáy móng sâu hơn, như vậy thi công khó khăn và giá thành công trình tăng cao Với những công trình chịu tải trọng không lớn lắm hoặc không yêu cầu chặt chẽ biến dạng lún có thể dùng biện pháp thay đất

- Phương pháp thay đất nghĩa là đào bỏ lớp đất xấu trên mặt với độ sâu tùy theo yếu cầu tính toán và thay vào bằng một lớp cát lẫn cuội sỏi đầm chặt Lớp cát đệm sẽ làm cho ứng suất đáy móng phân bố rộng ra do đó giá trị nhỏ đi khi truyền xuống tầng đất xấu bên dưới

RH: cường độ tính toán của đất xấu ở độ sâu H

- Cách tính: Dự kiến hm, giả định ht  tính được qH, RH, thay vào công thức xem có thỏa mãn không

- Các mặt tính toán khác: tính lật, trượt, lún (tính như móng nông)

- Đệm cát thường đắp bằng các loại cát to, sạch thành từng lớp 15 -20cm, khi đầm cần tưới nước với độ ẩm hợp lý

- Đệm cát thường không nên dùng ở chỗ

nước ngầm lên xuống vì cát có thể bị cuốn

trôi hoặc giảm độ chặt

b, Phương pháp cọc cát

- Khác với các loại cọc cứng khác (bê

tông, bê tông cốt thép, cọc gỗ, cọc tre…)

mạng lưới cọc cát làm nhiệm vụ gia cố

nền đất yếu nên còn gọi là nền cọc cát

1, Nguyên lý và phương pháp thi công

+ Phương pháp cọc cát nghĩa là người ta

dùng cọc gỗ hoặc một loại công cụ khác

đóng vào trong đất yếu, sau đó nhổ cọc lên

và lấp đầy bằng cát to hoặc vừa vào lỗ cọc làm thành cọc cát

- 36 -

- Khi đóng xuống đất, tỷ lệ khe hở của đất sẽ giảm đi vì đất bị dồn ép lại, đồng thời cọc cát làm cho nước ở trong tầng nước chảy vào lỗ cọc sẽ làm đất rắn chắc lại

- Hiện nay thường dùng phương pháp đóng cọc thép (thay cho cọc gỗ) xuống đất Dùng

ống thép có d = 20 -70cm đầu có mũ gỗ hoặc nắp đậy dùng búa đóng xuống, sau đó dùng cần trục hoặc kích nhổ ống thép lên, mũ gỗ để ở lại trong đất hoặc nắp đấy mở ra, lỗ cọc hình thành Trong quá trình nhổ ống thép lên sẽ lấp cát thông qua lòng ống

- Ngoài dùng cát, người ta còn dùng vôi hoặc xi măng trộn cát đổ vào trong lỗ cọc, để lợi dụng tính hút nước của vôi và xi măng , hút một số nước ở trong đất, đồng thời bản thân cọc cát vì hút nước sẽ trương to lên, làm cho đất được rắn chắc hơn

- Tùy theo từng loại đất mà định ra etk

+ Đất có tính chất cát thì: etk = emax - Id (emax - emin)

- 37 - .

2 3

tk tk

tầng đất yếu xuống tầng đất phía dưới

có sức chịu tải cao hơn, thường dùng

cọc tre và cọc tràm có chiều dài từ

3-6m, có đường kinh từ 5-10m Mật độ

đóng cọc càng dày càng tốt, theo kinh nghiệm thường đóng 20-25 cọc cho 1m2

2.5.3 Biện pháp hóa học

a, Bơm vữa xi măng

* Điều kiện sử dụng của phương pháp này:

- Căn cứ vào độ lớn của các vết nứt và khe hở trong tầng đất, không được nhỏ hơn 0,15mm đến 0,25mm, nếu là đất cát thì đường kính hạt bé nhất không được nhỏ hơn 0,4mm

- Lưu tốc của nước mạch phải dưới 100m/1 ngày đêm

- Thành phần hóa học của nước phải không có tác dụng ăn hỏng xi măng

* Phương pháp thi công

- Khoan lỗ trong nền, đặt các ống bơm vào trong lỗ và bơm vữa xi măng Để vữa xi măng không tràn lên mặt đất thì phải bịt chặt khe hở giữa ống bơm và thành lỗ khoan

- Nếu độ sâu bơm vữa lớn thì phải phân đoạn bơm từ dưới lên trên Chiều cao mỗi đoạn không quá 4 -5m

- Áp lực bơm vữa thường dùng từ 0,25 đén 0,5atm

- Độ đặc của vữa xi măng tùy theo độ lớn của vết nứt hoặc độ lớn khe hở của đất mà định

- Cường độ của nền sau khi xi măng đông cứng có thể đạt tới 10 -15kG/cm2

b, Phương pháp silicat hóa

- Nếu khe hở của đất nhỏ không thể dùng phương pháp bơm vữa xi măng được, lúc đó có thể dùng phương pháp bơm chất hóa học để tăng cường nền đất

- 38 -

- Chất hóa học thường dùng là keo thủy tinh (Na2O.nSiO2)và clorua canxi (CaCl2) Đầu tiên bơm keo thủy tinh vào trong nền đất, sau đó bơm dùng dịch CaCl2, hai chất hóa học này tiếp xúc với nhau phát sinh phản ứng hóa học tạo ra màng keo silicat có tính chất keo dĩnh các hạy đất lại với nhau

- Ngoài phương pháp trên còn dùng phương pháp một dung dịch, nghĩa là trước khi bơm keo thủy tinh thì hòa lẫn cới dung dịch axit photphoric, sau đó mang hỗn hợp này bơm vào trong đất, sau vài giờ sẽ sinh ra keo silicat

- Tầng đất sau khi được tăng cường bằng phương pháp silicat hóa, tính chất công trình của

nó sẽ tốt lên rất nhiều

- 39 -

Chương 3

MÓNG CỌC

3.1 KHÁI NIỆM VÀ PHÂN LOẠI

3.1.1 KHÁI NIỆM CHUNG

- Móng cọc là loại móng dùng cọc để truyền tải trọng của công trình xuống các tầng đất nền nằm sâu dưới đất

- Móng cọc là một trong những loại móng được sử dụng rộng rãi nhất hiện nay Người ta đóng hạ những cây cọc xuống tầng đất sâu, nhờ đó làm tăng khả năng chịu tải trọng cho móng

- Móng cọc được sử dụng hợp lý đối với các công trình chịu tải trọng lớn mà lớp đất tốt nằm dưới sâu, giảm được biến dạng lún và lún không đều

- Dùng móng cọc làm tặng tính ổn định cho công trình có chiều cao lớn, tải trọng ngang lớn như: nhà cao tầng, nhà tháp, cầu lớn…

- Móng cọc có nhiều phương pháp thi công đa dạng như: cọc đóng, cọc ép, cọc khoan nhồi…có thể sử dụng làm móng cho các công trình có điều kiện địa chất, địa hình phức tạp mà các loại móng nông không đáp ứng được như vùng có đất yếu hoặc công trình trên sông…

có những loại cọc đóng sâu đến 50m (có thể lên tới 100m)

Ngoài ra móng cọc còn cho phép thi công nhanh, không phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết và còn rất kinh tế về việc sử dụng vật liệu trong móng

1, Cọc gỗ

- Dùng cho móng cọc các cầu nhỏ, cầu trung và các kết cấu tạm thời

-Ưu điểm: rẻ, chịu lực tương đối tốt và tốn ít công chế tạo, búa và thiết bị hạ cọc

đơn giản Nếu toàn bộ cọc nằm dưới mực nước ngầm thì sử dụng được rất lâu

- Nhược điểm: sức chịu tải nhỏ, bị hạn chế về chiều dài và tiết diện, dễ bị phá hoại bởi nấm, các loại sâu mọt, hà

- Yêu cầu về chất lượng gỗ làm cọc: (hình 3.2)

Dùng các loại gỗ chắc (gỗ thông, gỗ lim ), cứng và thẳng, đường kính cây gỗ thường

từ 22 -34cm và dài từ 4 -16m Cọc có thể làm bằng than cây nguyên hình hoặc gỗ xẻ Độ cong cho phép của cọc theo chiều dọc là 1% độ dài, không được dùng loại gỗ cong hai chiều Độ thon vót của cọc không nên quá 1cm trên 1m

- 41 - Khi gia công cọc cần

Nếu cần cọc dài có thể nối các cây gỗ lại , nhưng mỗi cọc chỉ nối một lần, mối nối phải

ở dưới mặt đất 1m Mối nối giữa các cọc lân cận phải chênh nhau ít nhất 1,5m

Để tăng đường kính cọc hoặc lợi dụng gỗ nhỏ, có thể ghép 3 hay 4 cây gỗ lại bằng

bulông gọi là cọc tổ hợp

2, Cọc bêtông cốt thép

- Cọc bêtong cốt thép đúc sẵn là loại cọc được sử dụng rộng rãi nhất trong xây dựng móng sâu và chịu lực đẩy ngang lớn

* Ưu điểm: Điều kiện sử dụng không phụ thuộc vào nước ngầm, điều kiện địa hình; chịu

được tải trọng lớn; chiều dài, tiết diện cọc cấu tạo tùy theo ý muốn; cường độ vật liệu làm cọc lớn, giá thành vật liệu hạ vì tận dụng được vật liệu địa phương (cát, sỏi,đá) ; có thể cơ giới hóa trong thi công; chất lượng cọc đảm bảo tốt vì cọc được đúc dễ kiểm tra chất lượng

* Nhược điểm: Trọng lượng cọc lớn, gây khó khăn cho việc vận chuyển và hạ cọc, cọc dễ

bị nứt trong quá trình vận chuyển Mặt khác, do trọng lượng bản thân lớn, mà cốt thép bố trí trong cọc chủ yếu là để chịu tác dụng của trọng lượng bản thân cọc, nên tốn nhiều thép

* Cấu tạo:

- Cọc BTCT thường dùng bêtong M 250 -300; cọc BTCT ứng suất trước dùng bêtong

M400 cho móng cọc đài cao,bêtong M400 cho móng cọc đài thấp

- Chiều dài cọc từ 5 -25m, có khi lên tới 40 -45m Nếu cọcdaif thì chế tạo thành từng đốt dài khoảng 6 -8m rồi nối lại với nhau khi đóng

- Cọc BTCT thường làm theo hình trụ, có tiết diện ngang hình vuông, hình chữ nhật, hình tròn, hay hình tam giác, đa giác, hình chữ I, để giảm trọng lượng cọc thường làm cọc rỗng (hình 3.3)

Hình 3.2 - Cấu tạo cọc gỗ

- 42 -

Hình 3.3- Các dạng tiết diện ngang các cọc BTCT đúc sẵn

Kích thước tiết diện thường 20x20cm,25x25cm,30x30cm,35x 35cm,40x40cm

- Cốt thép trong cọc BTCT gồm có: cốt thép dọc và cốt thép đai (cốt thép đai xoắn ốc hay đai rời) Loại thép thường dùng là CT3 và CT5

+ Cốt thép dọc: mỗi cọc dùng ít nhất 8 thanh phân bố đều theo tiết diện, đường kính nên dùng từ 13 - 25mm

+ Cốt thép đai dùng loại đường kính từ 6 đến 8mm, ở giữa thân cọc khoảng cách bước xoắn của cốt thép đai là 20cm, ở đầu và chân cọc khoản cách cốt đai dầy hơn (từ 1 -5cm) Ngoài ra, do đầu và chân cọc là bộ phận chịu ứng suất tạp trung lớn nhất trong khi đóng cọc, nên ngoài cốt đai dầy hơn người ta còn bố trí thêm lưới thép mắt ô vuông có cạnh từ

Hình 3.4 – Cấu tạo chi tiết cọc BTCT (kích thước: cm

1 Cốt chịu lực 2 Cốt thép đai

3 Cốt thép gia cường mũi cọc 4 Cốt thép gia cường đầu cọc

5 Cốt thép vận chuyển, cẩu lắp

- 43 -

Hình 3.5 – Mặt cắt ngang thân cọc

Hình 3.6 - Cấu tạo cốt thép đai cho cọc

Hình 3.7 – Chi tiết cốt thép mũi cọc

Cốt thép số 3 có đường kính   20cm, dài từ 750 - 1000mm, dùng để tăng cường độ

cứng cho mũi cọc và định vị tim

cọc

Hình 3.8 – Lưới thép đầu cọc và

cốt thép móc cẩu

Hình 3.9 – Cấu tạo thép chờ và đai

thép đầu cọc khi cọc có mối nối

- 44 -

Hình 3.10 – Chi

tiết mối nối cọc

3,Cọc nhồi (CọcBê Tông đổ tại chỗ)

- Đây là loại móng sâu thịnh hành nhất trong xây dựng ở nước ta trong 10 năm trở lại đây

- Cọc khoan nhồi là những loại cọc được chế tạo bằng cách khoan lỗ trong lòng đất sau đó

đổ bêtong

- Quá trình thi công cọc khoan nhồi:

+ Chuẩn bị thi công (chuẩn bị mặt bằng)

+ Dùng ống thép có có nút nhọn đóng xuống đất, sau đó đổ bêtong vào trong ống, quá trình đổ bê tong nhấc dần ống thép lên cho đến khi trong lỗ được đổ đầy bêtong mới thôi (hình 3.11)

khi đổ bêtong để làm thành loại

cọc bêtong tại chỗ có ống vách, song như vậy kinh phí tăng lên rất nhiều

- Để đào lỗ cọc hiện nay có một số dụng cụ thường dùng:

+ Lưỡi khoan xoắn dùng cho các loại đất mềm dính

+ Gầu ngoạm hai cánh hoặc bốn cánh cho các loại đất rời rạc lẫn cuội sỏi

+ Khoan bánh răng khi gặp các tầng đá

+ Khoan đập khi gặp các tầng đá rất cứng

341

31

2