TÍNH SCT cọc ứng suất trước và công nghệ khoan thả

Trường Đại học Kiến trúc Thành phố Hồ Chí Minh KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÔN HỌC Đề tài: Tính sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả GVHD: NHÓM: Thành phố Hồ Chính Minh, 2016 LỜI NÓI ĐẦU Công nghệ khoan hạ cọc – khoan thả cọc thay chịu tải cho nhiều loại cọc khác như: cọc nhồi, cọc bê tông cốt thép … Khoan hạ cọc – khoan thả cọc có ưu điểm vượt trội so với công nghệ ép cọc robot, dàn ép tải thi công điều kiện địa chất không cho phép như: lớp thấu kính cát, sét cứng, cát mịn, ép gây chấn động… mà không làm giảm sức chịu tải cọc so với thiết kế ảnh hưởng đến công trình lân cận Thi công khu vực diện tích chật hẹp đô thị có công trình kiến trúc lân cận, không gây tiếng ồn Tận dụng tối đa chiều dài cọc, chặt bỏ đầu cọc thi công đài cọc Lực ma sát thành cọc tăng có vữa chèn xung quanh thành cọc Cùng chiều dài cọc phương án cọc thả có sức chịu tải lớn Khắc phục hư hỏng tiềm ẩn phương án khác xô lệch đầu cọc, vỡ đầu cọc, hạ cọc không cao độ thiết kế Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page MỤC LỤC I Tổng quan công nghệ thi công cọc khoan nhồi ứng suất trước 1.1 Giới thiệu công nghệ 1.2 Các tiêu chuẩn liên quan 1.3 Phạm vi áp dụng 1.4 Ưu điểm cọc bê tông ứng suất trước 1.5 Nhược điểm 1.6 Phân loại II Tính toán sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước ví dụ tính toán 2.1 Các công thức tính toán sức chịu cọc 2.1.1 Chọn kích thước sơ 2.1.2 Tính toán sức chịu tải cọc 2.1.2.1 Theo công thức Nhật Bản TCVN 10304 – 2014: 2.1.2.2 Theo tiêu chuẩn ACI – 543: 11 2.2 Ví dụ tính toán 12 2.2.1 Giới thiệu công trình 12 2.2.2 Bản vẽ móng M1 12 2.2.3 Tính SCT cọc theo vật liệu: 15 2.2.3.1 Chọn kích thước sơ bộ: 15 2.2.3.2 Tính toán mômen gây nứt: 17 2.2.3.3 Tính toán SCT 18 2.2.3.4 Kiểm tra cọc vận chuyển cẩu lắp 19 2.2.4 Tính toán SCT theo đất nền: 20 2.2.4.1 Tính toán SCT theo tiêu lý đất nền: (TCVN 10304 – 2014) 20 2.2.4.2 Tính toán SCT theo kết thí nghiệm SPT trường 23 III Phương pháp thi công khoan thả cọc khoan nhồi ứng suất trước (cọc bê tông ly tâm ứng suất trước) 24 3.1 Công tác chuẩn bị thi công 24 3.2 Yêu cầu cọc thành phẩm vữa 25 3.2.1 Yêu cầu thành phẩm 25 3.2.2 Yêu cầu vữa chèn hông cọc 25 3.2.3 Yêu cầu gia cố mũi cọc 26 3.3 Thiết bị máy thi công 26 3.3.1 Yêu cầu chung 26 3.3.2 Thiết bị máy thi công 26 3.4 Thi công khoan hạ cọc 27 3.4.1 Hạ cọc phương pháp khoan lỗ trước 28 3.4.2 Hạ cọc phương pháp khoan 30 3.5 Kiểm tra nghiệm thu 30 3.6 An toàn lao động 33 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page IV Một số công nghệ thi công nhà sản xuất cọc BTLT 33 4.1 Công nghệ sản xuất CMC Corporation: 33 4.2 Thiết kế sản xuất FECON 35 4.3 Cọc BTLT PC PHC CTY Phương Minh 37 Tài liệu tham khảo 45 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page I Tổng quan công nghệ thi công cọc khoan nhồi ứng suất trước 1.1 Giới thiệu công nghệ: - Ngày cọc bê tông ứng suất trước sản xuất có độ tin cậy cao thân cọc bê tông đặc Cọc chịu va chạm tốt thích nghi với điều kiện địa chất tốt cọc bê tông cốt thép thường Hơn việc thử nghiệm tiện lợi, viêc giám sát - Phương pháp công nghệ dùng thiết bị tạo lỗ lấy đất lên khỏi lỗ Đồng thời bơm vào lỗ loại dung dịch có khả tạo màng giữ thành vách hố đào có trọng lượng riêng nhỉnh nước ngầm đất chút để cân lại áp lực lấy đất lên Tiếp theo làm cặn lắng (bùn lắng đất đá rời) rơi đáy lỗ, đảm bảo tiếp xúc trực tiếp mũi cọc bê tông sau vào vùng đất chịu lực tốt, tăng sức kháng mũi cọc Sau tiến hành đổ bê tông hay bê tông cốt thép phương pháp đổ bê tông nước, nghĩa đổ bê tông liên tục từ đáy lỗ lên, không cho bê tông đổ tiếp xúc trực tiếp với dung dịch giữ thành (ống dẫn bê tông nằm lòng khối bê tông vừa đổ, để bê tông khỏi ống dẫn không trực tiếp tiếp xúc với dung dịch), bê tông đùn dần lên chiếm chỗ dung dịch giữ thành, đẩy đung dịch trào miệng lỗ Sau cùng, bê tông cọc ninh kết, đóng rắn đạt cường độ định, tiến hành đào hở phần đỉnh cọc phá bỏ phần đỉnh cọc – thường phần bê tông chất lượng lẫn với dung dịch giữ thành bắt đầu đổ bê tông đẩy dần lên đỉnh cọc trình đổ bê tông 1.2.Các tiêu chuẩn liên quan:       TCVN 7888 - 2014: Cọc Bê tông ly tâm ứng lực trước TCVN 10667 - 2014: Cọc bê tông ly tâm – thi công nghiệm thu TCVN 10304:2014 : Móng cọc – tiêu chuẩn thiết kế TCVN 9395:2012 - Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu Cọc khoan nhồi : Japanese Specification for Highway Bridges ACI - 543 1.3.Phạm vi áp dụng: Cọc khoan nhồi ứng suất trước giải pháp cho công trình chịu tải trọng lớn Cọc khoan nhồi ứng suất trước áp dụng rộng rãi vào loại công trình nhà cao tầng ,công trình cầu, hầm công trình cảng biển vv 1.4.Ưu điểm cọc bê tông ứng suất trước: -Được thị trường chấp nhận rộng rãi dự án xây dựng móng sở thiết bị rộng lớn ự án xây dựng công nghiệp dân dụng, đường sắt, đường bộ, cầu cảng -Các thông số kĩ thuật hoàn hảo, lựa chọn thiết kế rộng rãi -Sản xuất theo công nghệ ly tâm, ép, bảo dưỡng nước, với tiến bọ công nghệ bảo đảm dộ dặc bê tông > C60 (cọc PC) Cọc ống bê tông độ cao có độ > C80 (cọc PHC) Khả chịu lực cao cọc bê tông đúc sẵn thông thường từ 2-4 lần Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page -Cọc có khả chống nứt, chống uốn cao Công nghệ cốt thép ứng lực trước tốt nhiều so với cọc bê tông đúc sẵn -Chất lượng cọc ổn định, thông số kĩ thuật đáng tin cậy -Cọc có chất lượng đúc có độ tin cậy cao thân cọc bê tông đặc Cọc chịu va chạm tốt thích nghi với điều kiện địa chất tốt cọc bê tông cốt thép thường Hơn việc thử nghiệm tiện lợi, viêc giám sát -Việc vận chuyển cọc tiện lợi , không gây ô nhiễm môi trường đáp ứng yêu cầu bảo vệ môi trường -Dễ dàng kiểm soát chất lượng nhà máy nhờ điều kiện sản xuất công nghiệp -Tuổi thọ công trình cao dùng bê tông mác cao mo men uốn nứt lớn -Chống ăn mòn môi trường xâm thực -Giảm thiểu công tác bê tông trường, lợi điểm đặc biệt dự án nằm khu trung tâm thành phố -Nối cọc: mối nối thiết kế có mô men kháng uốn tương đương với mô men kháng uốn thân cọc -Dưỡng hộ nước nóng cho sản phẩm chất lượng cao , tăng tiến độ cung cấp -Tiến độ thi công nhanh 1.5.Nhược điểm: -Do sử dụng bê tông cốt thép cường độ cao phí vật liệu tốt cọc thường tiết diện -Kĩ thuật chế tạo phức tạp hơn, đòi hỏi đội ngũ kĩ thuật lành nghề -Phải sử dụng thiết bị chuyên dụng để thi công đóng ép cọc -Chi phí đàu tư dây chuyền sản xuất, lắp đặt thiết bị lớn 1.6.Phân loại: 1.6.1 Theo chủng loại mã ký hiệu sản phầm - Cọc bê tông ứng lực trước thường (kí hiệu: PC) - Cọc bê tông ứng lực trước cường độ cao (PHC) (NPH) 1.6.2 Theo hình dạng kích thước đường kính (D mm) - Hình dạng cọc : cọc thân thẳng (PC), (PHC) cọc thân đốt (NPH) - Đường kính (D mm): Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước (PC, PHC, NPH) có loại: 300, 350, 400, 450, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 1200 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page II Tính toán sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước ví dụ tính toán 2.1 Tính toán sức chịu tải cọc: 2.1.1 Chọn kích thước sơ bộ: - Dựa theo tải trọng tác động TCVN 2737 - 2012 kết hợp TCVN 10304 – 2014 7888 – 2014 để ta chọn kích thước sơ bộ) theo công thức sau: + Xác đinh SCT theo tiêu cường độ đất nền: + Xác định SCT theo vật liệu ta tính theo TCVN 5574 – 2012 xem cọc cấu kiện chịu nén, uốn tuân theo nguyên tắt mục 4.2, 4.3 mục TCVN 5574 – 2012 Chọn đường kính cọc ống UST (theo tiêu chuẩn 7888 – 2014 JIS A 5337 – 1982) Thường ta lựa chọn theo kích thước nhà sản xuất cho ta cọc ống bảng 1: Sau tra bảng ta có thông số sau: + Bê tông cọc có:  Cường độ chịu nén bê tông  cu = 600 - 800kg/cm2  Cường độ bê tông sau căng cáp:  cp =0.7 x  cu - kg/cm4  Cường độ chịu kéo:  bt =( 0.1 – 0.09)  cu kg/cm2  Mô đun đàn hồi bê tông cọc: Ec = 4.0 x 105 kg/cm2 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page  Mô đun đàn hồi bê tông cọc sau căng cáp: Ec’ = 3.5 x 105 kg/cm2 Hình: Chi tiết mặt cắt cọc ống ƯST Bảng: Thống kê thông số cọc Đường kính cọc Loại Chiều dày Bán kính ro Bán kính ri Bán kính bố trí cáp rp Diện tích cọc Đường kính số lượng cáp (mm) (mm) (cm) (cm) (cm) (cm2) Tổng diện tích cáp ƯST (cm2) 2.1.2 Tính toán SCT cọc: 2.1.2.1 Theo công thức Nhật Bản: - Sức chịu tải lâu dài: - Sức chịu tải tức thời tới hạn theo vật liệu: Trong đó: Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page Tính ứng suất hữu hiệu cọc bê tông ứng lực trước theo TCVN 7888 – 2014 Với công thức xác định số liệu liên quan: Ứng suất tổn thất từ biến co ngót: Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page Ứng suất tổn thất chùng ứng suất: Hoặc viết lại theo TCVN 10304: Trong đó: qb cường độ sức kháng đất mũi cọc xác định sau: Khi mũi cọc nằm đất rời qb = 300 Np cho cọc đóng (ép) qb = 150Np cho cọc khoan nhồi Khi mũi cọc nằm đất dính qb = cu cho cọc đống qb = cu cho cọc khoan nhồi u chu vi tiết diện ngang cọc fi cường độ sức kháng trung bình (ma sát đơn vị) lớp đất thứ “i” thân cọc li chiều dài đoạn cọc nằm lớp đất thứ “i” Ab diện tích tiết diện ngang mũi cọc 2.1.2.2 Theo tiêu chuẩn ACI – 543: Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 10 - Phải kiểm soát tốc độ khoan, tốc độ kéo cần khoan cho phù hợp với điều kiện thi công để tránh sập thành hố khoan - Khối lượng vữa chèn hông cọc vữa gia cố mũi cọc tuân thủ theo thiết kế kết hợp với điều kiện thực tế - Vữa chèn hông cọc phải đầy, có tượng sụt giảm vữa chèn hông phải bơm bổ sung xác định nguyên nhân để xử lý - Cấp phối vữa chèn hông cọc vữa mũi cọc phải kiểm soát nghiệm thu theo yêu cầu thiết kế - Việc xác định tầng đất chịu tải tham khảo giá trị dòng điện thiết bị động lực xoay mũi khoan kết hợp thông số lực xoay trực tiếp mũi khoan khoan cọc thử - So sánh kết thí nghiệm cọc thử với kết khảo sát địa chất - Khi khoan tạo lỗ phải xác định tim cọc gửi tim cọc theo hai trục vuông góc Khi hạ cọc phải đo khoảng cách đến hai tim gửi Giá trị lệch tâm cọc cho phép không vượt giá trị nêu Bảng trừ có yêu cầu khác thiết kế - Phải xác định độ nghiêng cần khoan máy trắc đạc Độ nghiêng cuối hạ cọc không vượt 1/100 - Cần theo dõi phù hợp đất khoan với tài liệu khảo sát địa chất công trình, quan sát đất khoan tình trạng hạ cọc, đặc biệt cuối trình khoan phải kiểm tra vị trí mũi khoan vị trí mũi cọc, tránh làm xáo trộn đất hay khoan sâu Kiểm tra độ sâu hạ cọc so với độ sâu khoan vào tầng đất tốt - Kiểm soát lớp đất mũi cọc: - So sánh tương quan cột địa tầng với thay đổi số thể công suất thiết bị khoan để xác định địa tầng - So sánh đất khoan với địa tầng báo cáo khảo sát địa chất - Sử dụng kết khảo sát địa chất để đánh giá tổng hợp Trường hợp xác lập tương quan độ cứng lớp địa chất thông qua số thể công suất thiết bị khoan cần có thiết bị đo ghi liên tục Khi khoan gần đến độ sâu mũi cọc, giữ tốc độ khoan không đổi, kiểm soát trị số công suất thiết bị khoan để xác định thay đổi địa tầng 3.5.3 Sai số cho phép lỗ khoan cọc Sai số cho phép lỗ khoan cọc không vượt giá trị nêu Bảng 1, trừ có quy định khác thiết kế Bảng – Sai số cho phép lỗ khoan cọc Đường cm kính cọc, Sai số kính cm Sai số vị trí cọc, cm Sai số độ đường Cọc đơn, cọc thẳng cọc, móng băng theo đứng, trục ngang, cọc biên % nhóm cọc D ≤ 100 -0,1 D ≤ -5 D > 100 -5 Cọc móng băng theo trục dọc, cọc phía nhóm cọc D/6 ≤ 10 D/4 ≤ 15 10 + 0,01 H 15 + 0,01 H Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 31 CHÚ THÍCH: 1) Giá trị âm sai số cho phép v ề đường kính cọc tiết diện cọc cá biệt 2) Sai số độ nghiêng cọc xiên không lớn 15 % góc nghiêng cọc 3) Sai số cho phép độ sâu hố khoan ± 10 cm 4) D đường kính cọc, H khoảng cách cao độ mặt đất thực tế cao độ cắt cọc thiết kế 3.5.4 Công tác hàn nối cọc - Khi hàn nối, phải loại bỏ yếu tố phát sinh ảnh hưởng bất lợi đến tính học cọc, tiến hành hàn nối điều kiện yêu cầu hàn theo TCVN 7506:2005 - Thợ hàn phải đạt chuẩn yêu cầu theo TCVN 6700-1:2000 có chứng tương đương khác - Trước hàn phải chuẩn bị đầy đủ thiết bị, dụng cụ bảo hộ lao động Phải kiểm tra độ chồng khít mặt bích, bề mặt mối hàn phải làm khô ráo, - Độ lệch trục đường hàn không mm Khoảng cách hở hai mặt bích không mm - Lựa chọn điện áp, cường độ dòng điện, tốc độ hàn thích hợp theo điều kiện phương pháp hàn để không xảy lỗi cho đường hàn.Trong trường hợp có mưa gió thổi mạnh 10 m/s phải dừng công tác hàn có biện pháp khắc phục để điều kiện thời tiết không ảnh hưởng đến chất lượng đường hàn, trường hợp phải có xác nhận tư vấn giám sát trước hàn - Công tác kiểm tra nghiệm thu mối hàn tiến hành mắt thường, số trường hợp có yêu cầu đặc biệt kiểm tra mối hàn thiết bị thí nghiệm không phá hủy Khi phát sai sót mối hàn phải tiến hành xử lý theo yêu cầu tư vấn giám sát trường - Công tác hàn, điều kiện hàn thao tác hàn phải ghi chép đầy đủ theo biểu mẫu (xem Phụ lục C) 3.5.5 Xoay, ép hạ cọc - Khi xoay, ép ghì hạ cọc phải đo chiều dài cọc, kiểm soát chặt chẽ số thể công suất thiết bị, vị trí mũi khoan đặc biệt khoan gần đến tầng chịu lực - Khi hạ cọc phương pháp xoay, tránh tác dụng momen xoắn mức gây hư hại cọc - Trường hợp xoay ép cọc đến tầng chịu lực thiết kế phải ngừng thi công trao đổi với bên liên quan để tìm cách xử lý - Trường hợp khoan xảy tượng khác thường, số thể công suất thiết bị khoan tăng cao đột ngột phải xin ý kiến xử lý bên liên quan 3.5.6 Cắt đầu cọc Cắt đầu cọc phải đảm bảo không gây hư hại cho kết cấu thân cọc 3.5.7 Vữa chèn hông cọc - Kiểm soát chất lượng vữa chèn hông cọc tỷ lệ nước/xi măng, dung trọng vữa cường độ nén vữa - Cường độ nén vữa giá trị trung bình mẫu thời điểm mẫu 28 ngày ứng với loại cấp phối sử dụng Khối lượng kiểm tra cường độ vữa tối thiểu tổ mẫu (3 mẫu)/cọc/mỗi loại cấp phối Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 32 - Mẫu kiểm tra cường độ nén vữa chèn hông cọc lấy từ vữa trào hạ cọc lấy trực tiếp từ máy trộn với đường kính 50 mm chiều cao 100 mm Cường độ nén mẫu vữa 28 ngày lấy từ vữa trào hạ cọc không nhỏ 0,5 MPa, lấy từ máy trộn không nhỏ 10 MPa trừ có yêu cầu khác thiết kế - Khối lượng thí nghiệm quy định Bảng 2, trừ có yêu cầu khác thiết kế 3.5.8 Vữa gia cố mũi cọc - Kiểm soát chất lượng vữa gia cố mũi cọc tỷ lệ nước/xi măng đo dung trọng hỗn hợp vữa - Cường độ nén vữa xi măng kiểm tra mẫu trụ với đường kính 50 mm chiều cao 100 mm Giá trị cường độ nén lấy bình quân mẫu cho lần thí nghiệm Khi yêu cầu cụ thể thiết kế, giá trị cường độ nén mẫu vữa 28 ngày lấy máy trộn tùy thuộc vào cấp phối vữa không nhỏ 20 MPa Khối lượng thí nghiệm quy định Bảng 2, trừ có yêu cầu khác thiết kế Khối lượng thí nghiệm vữa Giai đoạn thi công Số lượng mẫu thí nghiệm Khi thi công cọc thử tổ mẫu cho cọc Khi thi công đại trà Khi có nối cọc tổ mẫu cho 30 cọc Khi không nối cọc tổ mẫu cho 20 cọc - Hồ sơ nghiệm thu công tác thi công cọc gồm có: a) Hồ sơ thiết kế duyệt; b) Biên nghiệm thu định vị trục móng cọc; c) Chứng xuất xưởng cọc; d) Chứng kiểm định thiết bị; e) Phương pháp hạ cọc, nhật ký hạ cọc biên nghiệm thu cọc; f) Hồ sơ hoàn công cọc, sai lệch vị trí thiết kế mặt bằng, chiều sâu cọc, đường kính mở rộng mũi cọc (nếu có), chiều sâu bơm vữa chèn hông, chiều sâu bơm vữa gia cố (nếu có), cấp phối vữa, thay đổi, bổ sung chấp thuận (nếu có); g) Kết thí nghiệm vữa chèn hông cọc vữa gia cố mũi cọc; h) Kết thí nghiệm nén tĩnh dọc trục cọc, khối lượng thí nghiệm nén tính không nhỏ % số lượng cọc không cọc, trừ có yêu cầu khác thiết kế; i) Các kết thí nghiệm khác theo yêu cầu thiết kế (nếu có); k) Hồ sơ cố hạ cọc biện pháp xử lý (nếu có) 3.6 An toàn lao động a) Công tác an toàn lao động tuân thủ theo TCVN 5308:1991; b) Các máy thiết bị phải tuân thủ quy trình vận hành quy trình an toàn, đặc biệt xe cẩu máy khoan; c) Công nhân vận hành máy thi công cọc, cẩu, thợ hàn, cắt cọc, phải có đủ chứng theo quy định; Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 33 d) Lắp đặt hệ thống biển báo khu vực nguy hiểm, khu vực cọc vừa thi công xong, hạn chế di chuyển qua khu vực này; e) Trước thi công phải chuẩn bị máy móc, thiết bị thi công, máy phát điện, thiết bị phụ trợ, dây cáp bảo đảm an toàn sẵn sàng hoạt động; f) Khi vận hành cẩu cần kiểm tra trọng lượng vật nâng, vận hành máy khoan cần kiểm tra độ cứng đất để tránh bị lật, cần phải lót tôn Khi ngừng thi công phải hạ vật nâng giữ ổn định; g) Không đứng vị trí vật nâng Khi xếp dỡ cọc phải xác định trạng thái vị trí móc cẩu, tránh gây chấn động mạnh làm gãy cọc, sử dụng gỗ chèn để cọc không bị lăn; h) Cần có biện pháp an toàn tránh rơi vật dụng xuống hố khoan IV MỘT SỐ CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ SẢN XUẤT CỌC BÊ TÔNG LY TÂM ĐƯỢC ỨNG DỤNG HIỆN NAY 4.1 Công nghệ sản xuất cọc bê tông ly tâm ứng lực trước CMC Corporation: a Giới thiệu: Sản xuất ép tĩnh cọc bê tông mạnh CMC Corp., CMC đơn vị liên doanh với công ty Điện Lực việc sản xuất phân phối sản phẩm bê tông ly tâm dự ứng lực Liên doanh KPCECO & CMC chuyên nghiệp lĩnh vực sản xuất sản phẩm cọc bê tông cốt thép dự ứng lực sử dụng cho việc xử lý móng công trình dân dụng công nghiệp tỉnh Khánh Hòa nói riêng tỉnh Nam Trung Bộ nói chung Sản phẩm cọc bê tông cốt thép dự ứng lực liên doanh KPCECO & CMC sản xuất nhà máy, bao gồm kích thước theo yêu cầu Chủ đầu tư có mác bê tông từ 500 trở lên Hoạt động sản xuất kinh doanh liên doanh KPCECO & CMC tuân thủ theo hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001:2008 (Hệ thống kiểm soát Viện Tiêu Chuẩn Anh BSI), đó, sản phẩm trước xuất xưởng công trình thông qua phận kiểm tra nghiêm ngặt nhằm đảm bảo chất lượng, độ tin cậy tiêu chuẩn kỹ thuật theo quy định Nhà máy Bê tông ly tâm dự ứng lực Khánh Hòa đặt Lô C5, C6, C7, C8 Cụm Công nghiệp Đắc Lộc, Vĩnh Phương, Nha Trang chuyên sản xuất ống bê tông dự ứng lực, cọc vuông dự ứng lực, cọc tròn dự ứng lực b Quy trình sản xuất: Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 34 c Thông số kỹ thuật: Thông số kỹ thuật ống bê tông ly tâm Loại ống Chiều dài Đường kính Đường kính Tải trọng Tải trọng Tải trọng Trọng (mm) (m) (mm) vỉa hè H10xX60 H30xXB80 lượng (kg) D300 D400 D600 D800 D1.000 D1.200 D1.500 D1.900 D2.000 5.000 5.000 5.000 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 2.500 STT Loại cọc Φ300 Φ350 Φ400 A B C A B C A B 420 520 720 960 1.200 1.400 1.780 2.200 2.320 Chiều dài (m) 6÷12 6÷12 6÷12 300 400 600 800 1.000 1.200 1.500 1.900 2.000 x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x x 800 1.000 1.480 1.320 2.050 3.060 4.280 5.730 6.450 Thông số kỹ thuật cọc bê tông ly tâm dự ứng lực Bề dày Diện Moment Lực dọc Khối Moment Moment thành tích quán tính trục cho lượng uốn nứt uốn phá hủy cọc bê tông tiết diện phép đơn vị (tf.m) (tf.m) (cm) (cm2) (cm4) (tf.m) (t/m) 2,5 3,8 50 452 34.608 3,5 6,3 45 0,118 4,0 8,0 40 3,5 5,3 60 616 64.115 5,0 9,0 55 0,161 6,0 12,0 50 5,5 8,3 80 804 109.378 0,199 7,5 13,5 75 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 35 STT Loại cọc Φ450 Φ500 Φ600 Φ700 Φ800 C A B C A B C A B C A B C A B C Bề dày Diện Moment Lực dọc Khối Chiều Moment Moment thành tích quán tính trục cho lượng dài uốn nứt uốn phá hủy cọc bê tông tiết diện phép đơn vị (m) (tf.m) (tf.m) (cm) (cm2) (cm4) (tf.m) (t/m) 9,0 18,0 70 7,5 11,3 100 6÷12 930 166.571 0,242 11,0 19,8 90 12,5 25,0 85 10,5 15,8 125 6÷12 1.159 255.325 15,5 27,0 115 0,301 17,0 34,0 105 17,0 25,5 170 6÷12 10 1.571 510.510 25,0 45,0 155 0,408 29,0 58,0 145 27,0 40,5 220 6÷12 11 2.039 918.014 38,0 68,4 200 0,530 45,0 90,0 190 40,0 60,0 280 6÷10 12 2.564 1.527.873 55,0 99,0 250 0,666 65,0 130,0 235 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 36 4.2 Thiết kế sản xuất cọc bê tông ly tâm dự ứng lực (PC/PHC) - FECON Nhà máy FECON Pile Hà Nam – Công suất: 5000m/ngày (2 dây chuyền sản xuất) – Đường kính cọc: D300 – D1000 mm, chiều dài tối đa 27m  Nhà máy FECON Pile Cảng Nghi Sơn, Khu Kinh tế Nghi Sơn, THanh Hóa – Công suất: 4000m/ngày – Đường kính cọc: D500 – D800 mm  Hệ thống quản lý chất lượng: ISO 9001, 2000, 5S (Nhật Bản) Sản xuất theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 7888 – 2008; tiêu chuẩn Nhật Bản JIS A5335 – 1987, JIS A5373 – 2004   4.3 Cọc bê tông ly tâm dự ứng lực PC & PHC (Công ty CP Phương Minh) - a Giới thiệu:  Tên gọi: Cọc ống PC hay PHC  Phân loại: Theo khả chịu lực: có lọai A, B C (xem bảng Thông số Kỹ thuật) Theo đường kính: D = 250-1200mm  Chiều dài : Từ 7- 22 m  Bê tông cường độ cao: Sử dụng bê tông Mác cao từ 60Mpa – 100Mpa  Thép ứng suất trước: Sử dụng thép cường độ cao PC Bar có giới hạn bền không nhỏ 1420Mpa hay PC Wire có giới hạn bền không nhỏ 1770Mpa Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 37 Tiêu chuẩn sản xuất thử nghiệm: Đáp ứng theo tiêu chuẩn JIS A 5335-1987 JIS A 5337-1982 TCVN 7888:2008   Ưu điểm: Quay ly tâm sau đổ làm bê tông trở nên đặc chắc, giảm số Nước-Xi măng cường độ bê tông tính bền vững bê tông Cọc BTLT DƯL tận dụng tối đa sức chịu tải vật liệu giá thành cọc giảm 15~20% so với cọc BTCT có sức chịu tải tương đương Cọc sản xuất với bê tông mác cao: 60MPa (đối với cọc PC) 80MPa (đối với cọc PHC) nên khả chịu tải cao, Khả chống uốn cao Cọc chuẩn hóa theo tiêu chuẩn quốc tế nên dễ dàng thích hợp với Dự án có yếu tố nước Thời gian sản xuất ngắn (thời gian kể từ sản xuất đến thi công ngày dưỡng hộ nước nóng áp suất thường, dưỡng hộ lò cao áp (auto clave) thi công sau 8~10h) Cọc chế tạo nhà máy dễ dàng kiểm soát chất lượng Về thi công cọc BT ly tâm DƯL thi công dễ dàng nhiều hình dạng cọc hình tròn (khi hàn nối đoạn cọc với nhau, mặt bích hai đoạn cọc giống hệt nhau, không cần tốn nhiều thời gian để cân chỉnh hai đoạn cọc với nhau) Đồng thời có nhiều thiết bị thi công đại sản xuất để phục vụ thi công loại cọc (máy robot thi công 400~500m/ngày) Cọc sản xuất với công suất cao dễ dàng đáp ứng tiến độ thi công cho Chủ đầu tư Cọc sản xuất với chiều dài thay đổi khác tùy theo nhu cầu sử dụng (từ 6~20m) đem lại nhiều lựa chọn cho khách hàng Giảm thiểu công tác bê tông trường, lợi điểm đặc biệt dự án đô thị Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 38 b Thông số kỹ thuật: Đường Chiều dày kính thành cọc Outside Diameter (D, mm) Thickness (D, mm) 300 60 350 65 400 75 450 80 500 90 600 100 700 110 800 120 1000 140 1200 150 Cấp tải Level load A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C A B C Mô men uốn Khả Chiều dài nứt Ứng suất hữu hiệu bền cắt cọc Crackmoment bending (kN.m) 24,5 34,3 39,2 34,3 49,0 58,9 54,0 73,6 88,3 73,6 107,9 122,6 103,0 147,2 166,8 166,8 245,2 284,5 264,9 372,8 441,4 392,4 539,6 637,6 735,8 1030,0 1177,0 1177,0 1668,0 1962,0 Effective prestress(N/mm2) 3,92 7,85 9,81 3,92 7,85 9,81 3,92 7,85 9,81 3,92 7,85 9,81 3,92 7,85 9,81 3,92 7,85 9,81 3,92 7,85 9,81 3,92 7,85 9,81 3,92 7,85 9,81 3,92 7,85 9,81 Shearing strength (kN) 99,1 125,6 136,4 118,7 150,1 162,8 148,1 187,4 204,0 180,5 227,6 248,2 228,6 288,4 313,9 311,0 392,4 427,7 406,1 512,1 557,2 512,1 646,5 704,4 762,2 961,4 1047,0 1059,0 1337,0 1457,0 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Length (L, m) Từ 6m đến 13m Từ 6m đến 13m Từ 6m đến 16m Từ 6m đến 16m Từ 6m đến19m Từ 6m đến 19m Từ 6m đến 24m Từ 6m đến 24m Từ 6m đến 24m Từ 6m đến 24m Page 39 c Bản vẽ: Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 40 d Một số hình ảnh: 4.4 Công nghệ thi công hạ cọc ống BTLT (Nakabory Sotobory) – Công ty CP đầu tư xây dựng móng Phú Sỹ Công ty PHUSY chuyển giao công nghệ Khoan ép cọc (Nakaborry) công nghệ khoan thả (Sotobory) cho phép khắc phục nhược điểm nói nâng cao sức chịu tải cọc đất a Công nghệ cọc NAKABORRY: Còn gọi khoan ép: Dùng thiết bị khoan với mũi khoan guồng xoắn (ruột vịt), thông qua lòng cọc ống, khoan lấy đất lòng mũi cọc bên kết hợp ép cọc đưa cọc vào sâu lòng đất Công nghệ thi công cọc ống ly tâm BTCT DƯL với đường kính D=0.5-0.8m, chiều sâu hạ cọc Lmax=50m · Trường hợp để tăng lực chống đầu mũi tiến hành mở rộng đầu cọc hai phương pháp o PP 1: Mở rộng đầu cọc lưỡi khoan mở rộng o PP2: Mở rộng đầu cọc hệ thống phun khí vữa cao áp · Sau thi công 28 ngày, thực công tác kiểm tra chất lượng như: thử PDA nén thử tĩnh cọc Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 41 Thiết bị khoan cọc Nakaborry Mũi phun cao áp Kiểm tra mũi cọc mở rộ b Công nghệ cọc SOTOBORY (công nghệ cọc khoan thả): · Dùng máy khoan, khoan vào đất, đá để tạo lỗ rộng đường kính thân cọc, thành vách hố khoan giữ nhờ hệ thống ống vách thép (casting) với chiều dài suốt chiều dài thân cọc ngắn tùy điều kiện địa chất · Sau vệ sinh hố khoan, tiến hành bơm vữa xi măng vào hố khoan từ đáy lên, thể tích vữa tính toán đủ để lấp đầy phần Vrỗng Cọc hố khoan · Dùng cẩu phụ trợ cẩu hạ cọc vào lỗ khoan, trình hạ cọc vào hố khoan đảm bảo cọc thẳng đúng, tim · Sau thi công 28 ngày, thực công tác kiểm tra chất lượng như: thử PDA nén thử tĩnh cọc ƯU ĐIỂM: Thi công khu vực diện tích chật hẹp đô thị có công trình kiến trúc lân cận, không gây tiếng ồn ◦ Tận dụng tối đa chiều dài cọc, chặt bỏ đầu cọc thi công đài cọc ◦ Lực ma sát thành cọc tăng có vữa chèn xung quanh thành cọc ◦ Cùng chiều dài cọc phương án cọc thả có sức chịu tải lớn ◦ Khắc phục hư hỏng tiềm ẩn phương án khac xô lệch đầu cọc, vỡ đầu cọc, hạ cọc không cao độ thiết kế Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 42 Khoan tạo lỗ Hạ cọc vào hố khoan Hạ ống vách thép Sơ đồ dây chuyền khoan cọc Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 43 CÁC HỢP ĐỒNG THI CÔNG THỰC HIỆN STT Công trình Địa điểm Tên quan ký HĐ Giá trị thực (đồng) Năm thực CÔNG NGHỆ NAKABORY VÀ SOTOBORY Thi công khoan ép cọc BTLT dự ứng lực D500 & 700 - Công trình Trạm nghiền xi măng Thăng Long Thi công khoan ép cọc BTLT dự ứng lực D600 – Công trình Nhà Xã hội Thi công khoan ép cọc BTLT dự ứng lực D600 – Công trình ngân hàng Sacombank chi nhánh Cà Mau Thi công khoan ép cọc BTLT dự ứng lực D600 – Công trình chung cư Golden Age Thi công khoan ép cọc BTLT dự ứng lực D600 – Công trình Chùa Quan Thế Am – Đà Nẵng Khu công nghiệp Hiệp Phước – Nhà Bè – TP HCM 19/19 Lạc Long Quân – Tân Bình – TP HCM Thi công khoan ép cọc BTLT dự ứng lực D600 – Công trình VTV Nha Trang 7B Phạm Phú Thứ, TP Nha Trang Công ty CP Xi măng Thăng Long Tổng Công ty CP Đền Bù Giải Tỏa 19.919.687.427 20092010 19.845.210.000 2010 19.845.210.000 164A Nguyễn Tất Thành – Tp Cà Mau Công ty TNHH Kỹ thuật xây dựng Toàn Thịnh Phát 3.900.000.000 2011 Phường Long Bình Tân – TP Biên Hòa Công ty TNHH Phúc Đạt 4.667.000.000 2010 Quận Ngũ Hành Sơn – TP Đà Nẵng Chùa Quan Thế Âm 6.250.000.000 2010 Công ty CP Truyền Thông XD Thành An 4.084.173.905 2014 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 44 TÀI LIỆU THAM KHẢO TCVN 10304 – 2014: Móng cọc – tiêu chuẩn thiết kế TCVN 7888 – 2012: Cọc bê tông ly tâm ứng lực trước TCVN 10667 – 2014: Cọc bê tông ly tâm – Khoan hạ cọc – thi công TCVN 9395 – 2012: Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu cọc khoan nhồi TCVN 5574 – 2012: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông bê tông cốt thép JIS A 7201:2009 Standard practice for execution of spun concrete piles (Tiêu chuẩn thực hành thi công khoan hạ cọc bê tông ly tâm) Japanese Specification for Highway Bridges ACI – 543R – 00: Design, Manufacture, and Installation of Concrete Piles (Thiết kế, chế tạo lắp đặt cọc bê tông) Đồ án móng: tính toán cọc bê tông ly tâm dự ứng lực BẢNG PHÂN CÔNG NHIỆM VỤ CHUYÊN ĐỀ STT Tên Hoàng Minh Thiện (nhóm trưởng) Nguyễn Ngọc Sinh MSSV 15720811132 Nguyễn Hữu Ban 13520800041 15720811109 Nhiệm vụ Tính toán SCT BT ly tâm UST ví dụ tính toán Tính toán SCT BT ly tâm UST ví dụ tính toán Tính toán SCT BT ly tâm UST ví dụ tính toán Phương pháp thi công khoan thả cọc khoan nhồi UST Một số công nghệ thi công nhà sản xuất cọc BTLT Tổng quan công nghệ thi công cọc khoan nhồi UST Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 45 [...]... - Tính toán SCT theo vật liệu làm cọc UST (theo tiêu chuẩn JIS A 5337 – 1982 tiêu chuẩn Nhật Bản) - Tính toán SCT theo đất nèn theo TCVN 10304 – 2014 - Bản vẽ mặt bằng và chỉ tiêu lớp đất: Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả Page 11 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả Page 12 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất. .. vào kết quả SCT của nền theo điều kiện độ bền vật liệu làm cọc Pv, tính toán SCT đất nền theo TCVN 10304 – 2014, theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT ta có: Pvl = 235 (T) > PSPT = 224 (T) > Qa = 180 (T)  Do vậy ta chọn Qa = 180 (T) để tính toán cọc III Phương pháp thi công khoan thả cọc khoan nhồi ứng suất trước (cọc bê tông ly tâm ứng suất trước) Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công... thuật theo quy định Nhà máy Bê tông ly tâm dự ứng lực Khánh Hòa đặt tại Lô C5, C6, C7, C8 Cụm Công nghiệp Đắc Lộc, Vĩnh Phương, Nha Trang chuyên sản xuất ống bê tông dự ứng lực, cọc vuông dự ứng lực, cọc tròn dự ứng lực b Quy trình sản xuất: Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả Page 34 c Thông số kỹ thuật: Thông số kỹ thuật ống bê tông ly tâm Loại ống Chiều dài... kính cọc (mm) Loại Ap (cm2) Ac (cm2) Ao (cm2) (kg/cm2) Ứng suất ban đầu của bê tông: - 500 A 7.13 1256.64 1249.51 9829.64 Tính tổn hao cường độ do từ biến và co ngót của bê tông: ( ) Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả Page 16 là hệ số kể đến ảnh hưởng từ biến là hệ số xét ảnh hưởng của co ngót của bê tông Cuối cùng ta tính được: - Giảm cường độ do chùng ứng suất. .. có:  Cường độ chịu nén của bê tông:  Cường độ bê tông sau khi căng cáp: 11  Cường độ chịu kéo:  Mô đun đàn hồi của bê tông cọc: Ec = 4.0 x 105 kg/cm2  Mô đun đàn hồi của bê tông cọc sau khi căng cáp: Ec‟ = 3.5 x 105 kg/cm2 Bảng: Thống kê thông số cọc Đường kính cọc Loại Chiều dày Bán kính ngoài ro (mm) 500 (mm) (cm) A 100 25 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công... 2.2.4 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất nền 2.2.4.1 Tính toán SCT cọc theo chi tiêu cơ lý đất nền (TCVN 10304 – 2014) - Sức chịu tải cực hạn của cọc tính theo công thức: - Sức chịu tải cho phép của cọc tính theo công thức: Trong đó: FSs: Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 1,5 – 2 FSp: Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc, lấy bằng 2 -3 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước. .. khoan Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả Page 27 - Hạ cọc trong hố khoan bằng trọng lượng bản thân của cọc Khi cọc không thể tự hạ bằng trọng lượng bản thân thì tiến hành xoay ép ghì đầu cọc để mũi cọc đạt độ sâu thiết kế - Chuẩn bị biện pháp xử lý trong trường hợp cọc bị đẩy ngược lên - Trước khi vữa gia cố mũi cọc và vữa chèn hông cọc đông cứng không gây các... phép của cọc tính theo công thức: Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả Page 21 Trong đó: FSs : Hệ số an toàn cho thành phần ma sát bên, lấy bằng 2 FSp : Hệ số an toàn cho sức chống dưới mũi cọc, lấy bằng 3 2.2.4.2 Tính toán SCT cọc theo kết quả thí nghiệm SPT ngoài hiện trường - Sử dụng số liệu thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT để tính toán SCT giới hạn của cọc theo... suất trước và công nghệ thi công khoan thả Page 13 2.2.3 Tính SCT của cọc theo vật liệu 2.2.3.1 Chọn kích thước sơ bộ - Chọn đường kính cọc ƯST: D500 - Áp dụng tiêu chuẩn JIS A 5337 – 1982 - Kích thước theo nhà sản xuất cọc ống D500 như sau: Đường kính (mm) Chiều dày (mm) Loại Chiều dài (m) Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước và công nghệ thi công khoan thả Page 14 600 - 100 A Bê tông cọc. .. thức chung tính toán thành phần ma sát bên tác dụng lên cọc: Trong đó: : Lực dính giữa thân cọc và đất (T/m2) : Ứng suất hữu hiệu của đất theo phương vuông góc với mặt bên cọc (T/m2) : Góc ma sát giữa cọc và đất nền : Ứng suất hữu hiệu của đất theo phương ứng : Diện tích xung quanh cọc : Hệ số áp lực ngang của đất BẢNG TÍNH THÀNH PHẦN SCT CỌC DO MA SÁT STT 2 Tên lớp Đất Sét xám trắng, dẻo cứng Lớp phâ ... cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 11 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi công khoan thả Page 12 Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất. .. chọn Qa = 180 (T) để tính toán cọc III Phương pháp thi công khoan thả cọc khoan nhồi ứng suất trước (cọc bê tông ly tâm ứng suất trước) Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước công nghệ thi... Page Tính ứng suất hữu hiệu cọc bê tông ứng lực trước theo TCVN 7888 – 2014 Với công thức xác định số liệu liên quan: Ứng suất tổn thất từ biến co ngót: Sức chịu tải cọc bê tông ly tâm ứng suất trước