Đề xuất giải pháp thi công ép cọc bê tông cốt thép trong xây dựng nhà xây chen tại thành phố Vĩnh Long

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THI CÔNG ÉP CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG XÂY DỰNG NHÀ XÂY CHEN TẠI THÀNH PHỐ VĨNH LONG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI HUỲNH PHƯỚC MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰN

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THI CÔNG

ÉP CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP TRONG XÂY DỰNG NHÀ XÂY CHEN TẠI THÀNH PHỐ VĨNH LONG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

HUỲNH PHƯỚC MINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN

Header Page 1 of 120.

Header Page 2 of 120.

LỜI CẢM ƠN

Kính thưa quý Thầy, quý Cô Cho đến hôm nay tác giả đã gần kết thúc chương trình học Thạc sĩ chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp Khi hoàn tất Luận văn tốt nghiệp, tác giả muốn gửi lời tri ân đến quý Thầy, quý Cô khoa Đào tạo sau Đại học Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đã giành nhiều thời gian vượt đường xa vào miền Nam để truyền đạt những kiến thức quý báu trong suốt quá trình tác giả theo học lớp Cao học xây dựng 14X4-VL tại Vĩnh Long Cảm ơn quý Thầy, quý Cô và những người đã quan tâm, tận tình giúp đỡ tác giả trong suốt khóa học và thời gian thực hiện luận văn

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Bùi Mạnh Hùng đã tận tình hướng dẫn, định hướng khoa học và thường xuyên giúp đỡ

về mọi mặt để tác giả hoàn thành luận văn

Tác giả xin trân trọng cảm ơn quý Thầy trong Ban giám hiệu trường Đại học Xây dựng Miền Tây đã tạo điều kiện thuận lợi về thời gian và kinh phí giúp tác giả hoàn thành khóa học và luận văn; xin cảm ơn quý Thầy, quý

Cô trong các phòng, ban, khoa và các đồng nghiệp trường Đại học Xây dựng Miền Tây đã động viên, giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Tác giả xin cảm ơn các anh chị trong sở Xây Dựng tỉnh Vĩnh Long đã cung cấp các tài liệu cần thiết để tác giả hoàn thành luận văn

Cuối cùng tác giả bày tỏ lòng biết ơn đối với người thân trong gia đình

đã động viên khích lệ và chia sẻ những khó khăn với tác giả trong suốt thời gian học tập và thực hiện luận văn

Một lần nữa, tác giả xin chân thành cảm ơn!

Header Page 3 of 120.

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc

rõ ràng

Tác giả

Huỳnh Phước Minh

Header Page 4 of 120.

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

Tính cấp thiết của đề tài 1

Mục tiêu nghiên cứu 2

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

Phương pháp nghiên cứu 3

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

Kết cấu của đề tài 3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN SỬ DỤNG MÓNG CỌC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG TẠI THÀNH PHỐ VĨNH LONG 4

1.1.Tổng quan về ép cọc 4

1.2 Đặc điểm địa chất công trình khu vực thành phố Vĩnh Long 4

1.2.1 Khái quát chung về điều kiện địa hình, địa chất công trình khu vực thành phố Vĩnh Long 4

1.2.2 Phân vùng địa chất công trình khu vực thành phố Vĩnh Long 14

1.2.3 Nhận xét về điều kiện địa chất công trình khu vực thành phố Vĩnh Long 17

1.3 Thực trạng các giải pháp nền móng xây dựng công trình dân dụng tại thành phố Vĩnh Long 18

1.3.1 Đặc điểm các công trình xây dựng dân dụng tại thành phố 18

1.3.2 Các giải pháp móng tại thành phố 20

1.3.3 Giải pháp xử lý nền tại thành phố 24

1.4 Đánh giá thực trạng thi công nền móng cọc tại thành phố Vĩnh Long 29 1.4.1 Đánh giá việc sử dụng các giải pháp nền móng cho công trình dân dụng: 29

Header Page 5 of 120.

1.4.2 Việc áp dụng các quy chuẩn, tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng 30

1.4.3 Đánh giá hiệu quả kinh tế - kỹ thuật về các giải pháp đã được sử dụng 30

1.4.4 Các tồn tại trong xây dựng nền móng công trình dân dụng 31

1.4.5 Đánh giá giải pháp thi công có sử dụng cọc trong xây dựng công trình dân dụng 32

1.4.6 Khuyến cáo về giải pháp nền móng cho các công trình dân dụng 35 CHƯƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHÁP LÝ VỀ MÓNG CỌC XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG 38

2.1 Nguyên tắc chung về thiết kế nền, móng 38

2.1.1 Các bước tính toán, thiết kế nền, móng 38

2.1.2 Công tác địa kỹ thuật 39

2.1.3 Yêu cầu đặc biệt của công trình 41

2.1.4 Công nghệ thi công nền móng 41

2.2 Giải pháp nền, móng thông dụng cho công trình dân dụng 42

2.2.1 Giải pháp thiết kế móng 42

2.2.2 Giải pháp thiết kế xử lý nền 50

2.2.3 Kinh nghiệm và yêu cầu từ thực tế về giải pháp nền móng 56

2.3 Giải pháp thiết kế và thi công móng cọc ép cho công trình dân dụng 59 2.3.1 Giải pháp thiết kế móng cọc ép 59

2.3.2 Giải pháp thi công móng cọc ép 60

2.3.3 Hạn chế của giải pháp kỹ thuật thi công ép cọc trong đô thị 61

2.4 Cơ sở pháp lý liên quan đến móng cọc 61

2.4.1 Tiêu chuẩn thiết kế, thí nghiệm và thi công cọc 61

2.4.2 Tiêu chuẩn xây dựng xác định sức chịu tải của cọc 67

Header Page 6 of 120.

CHƯƠNG 3 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THI CÔNG ÉP CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP TIẾT DIỆN NHỎ XÂY DỰNG NHÀ THẤP

TẦNG XÂY CHEN TẠI THÀNH PHỐ VĨNH LONG 76

3.1 Đề xuất giải pháp ép và dàn ép cọc tại thành phố Vĩnh Long 76

3.1.1 Đề xuất giải pháp kỹ thuật ép cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ sử dụng tại thành phố Vĩnh Long 76

3.1.2 Đề xuất sản xuất dàn ép cọc 77

3.2 Đề xuất quy trình ép cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ đối với nhà xây chen 81

3.2.1 Quy trình ép cọc bê tông tiết diện nhỏ 81

3.2.2 Thời gian tác dụng các cấp tải đối với cọc thử 84

3.3 Đánh giá kết quả của đề xuất qua thử nghiệm 92

3.3.1 Kết quả thu được từ cọc thử 92

3.3.2 Kết quả sức chịu tải cực hạn của đất nền 93

3.3.3 Ưu điểm của kết quả nghiên cứu và tồn tại cần nghiên cứu tiếp 96

3.4 Đánh giá hiệu quả kinh tế qua kết quả thử nghiệm 97

3.4.1 Đánh giá hiệu quả về kinh tế và về môi trường: 97

3.4.2 So sánh hiệu quả kinh tế giữa phương án đề xuất với phương án cừ tràm 98

3.5 Chi phí chế tạo dàn ép cọc 100

3.6 Hình ảnh minh họa 101

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 104

1 Kết luận 104

2 Kiến nghị 104

TÀI LIỆU THAM KHẢO

Header Page 7 of 120.

DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

Chữ viết tắt Tên đầy đủ

Header Page 8 of 120.

DANH MỤC CÁC HÌNH

Số hiệu hình Tên hình

Hình 1.1 Bản đồ quy hoạch sử dụng đất đến năm 2020 Hình 1.2 Bản đồ phân khu địa chất thành phố Vĩnh Long Hình 1.3 Đổ bê tông móng đơn

Hình 1.4 Công tác ghép cốp pha, cốt thép móng băng Hình 1.5 Lắp dựng cốt thép móng bè

Hình 1.6 Móng xây bằng vật liệu gạch Hình 1.7 Cọc xi măng - đất Hình 1.8 Đóng cọc tràm Hình 2.1 Cọc xi măng đất Hình 2.2 Thi công gia cố nền móng bằng cọc tre Hình 2.3 Ép cọc bê tông cốt thép đúc sẵn

Hình 2.4 Biểu đồ xác định hệ số  p và f L

Hình 3.1 Tổng thể dàn ép cọc

Hình 3.2 Mô phỏng sơ đồ dàn ép Hình 3.3 Liên kết 2 thanh dọc và 2 dàn ngang bằng 8 bu lông M14 Hình 3.4 Liên kết chân tháp và thân tháp

Hình 3.5 Cấu tạo khung cố định và khung di động Hình 3.6 Dây cáp, tời điều khiển và buli Hình 3.7 Chất tải thử tĩnh cọc C 1

Hình 3.8 Chất tải thử tĩnh cọc C 2

Hình 3.9 Chất tải thử tĩnh cọc C 3

Header Page 9 of 120.

Số hiệu hình Tên hình

Hình 3.10 Chất tải thử tĩnh cọc C 4

Hình 3.11 Cọc xuyên qua các lớp đất Hình 3.12 Máy ép cọc

Hình 3.13 Ép cọc trên nền nhà hiện hữu Hình 3.14 Thi công cọc cạnh công trình hiện hữu Hình 3.15 Chuẩn bị lắp đặt thép móng Hình 3.16 Lắp đặt cốt thép và cốp pha móng Hình 3.17 Đổ bê tông móng

Header Page 10 of 120.

DANH MỤC CÁC BẢNG

Số hiệu bảng Tên bảng

Bảng 1.1 Các phân vị địa tầng trong cấu trúc nền Bảng 1.2 Các phân vị địa chất công trình thành phố Vĩnh Long Bảng 3.1 Bảng thời gian tác dụng các cấp tải cọc C 1

Bảng 3.2 Bảng thời gian tác dụng các cấp tải cọc C 2

Bảng 3.3 Bảng thời gian tác dụng các cấp tải cọc C 3

Bảng 3.4 Bảng thời gian tác dụng các cấp tải cọc C 4

Bảng 3.5 Ép cọc và thử tĩnh trên các loại đất nền Bảng 3.6 Kích thước và khối lượng cọc Bảng 3.7 Tính chất cơ lý của các lớp đất Bảng 3.8 Bảng so sánh móng cừ tràm và móng cọc BTCT Bảng 3.9 Chi phí chế tạo dàn ép cọc

Header Page 11 of 120.

1

MỞ ĐẦU

Tính cấp thiết của đề tài

Nước ta đang trên đà phát triển nhanh chóng, sự nghiệp công nghiệp hoá - hiện đại hoá đất nước đã thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ ngành xây dựng trong

đó có cơ sở hạ tầng kỹ thuật, đặc biệt là ở khu vực trung tâm các thành phố Thành phố Vĩnh Long nằm cặp sông Cổ Chiên với ba mặt Bắc, Đông, Nam giáp huyện Long Hồ tỉnh Vĩnh Long và Tây giáp tỉnh Đồng Tháp Về hành chính, thành phố Vĩnh Long có 7 phường (gồm các phường: 1, 2, 3, 4, 5,

8, và 9) và bốn xã (xã Tân Hội, xã Tân Hòa, xã Tân Ngãi, xã Trường An) Trong tương lai bốn xã này sẽ trở thành phường Toàn thành phố có diện tích

tự nhiên 48,01km2; dân số 147.039 người; mật độ 3.063 người/km2

Thành phố Vĩnh Long là trung tâm thương mại, dịch vụ, công nghiệp của tỉnh, cơ sở vật chất, hạ tầng kỹ thuật và xã hội được quan tâm đầu tư và phát triển đã làm cho bộ mặt đô thị thay đổi nhanh chóng, đồng thời là nơi tập trung các cơ quan hành chính sự nghiệp đầu ngành của tỉnh, các doanh nghiệp Nhà nước… đã làm tăng thêm nguồn lực cho sự phát triển Đội ngũ cán bộ khoa học

kỹ thuật không ngừng lớn mạnh là động lực lớn cho sự phát triển của thành phố Cùng với sự phát triển mạnh của thành phố Vĩnh Long, nhu cầu xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp trong khu vực cũng rất lớn

Để công trình xây dựng an toàn và sử dụng theo đúng công năng thiết kế thì trước hết nền và móng của chúng phải hợp lý, đảm bảo cho công trình xây dựng đạt được độ ổn định theo các yêu cầu kỹ thuật quy định và giá thành lại tiết kiệm Muốn có các giải pháp nền, móng khả dĩ vừa đảm bảo về mặt kỹ thuật, vừa đảm bảo về hiệu quả kinh tế, đòi hỏi người thiết kế, thi công phải

có sự hiểu biết thực tế của điều kiện địa chất, sao cho các giải pháp nền móng phù hợp với đặc điểm điều kiện địa chất công trình tại khu vực xây dựng và

Header Page 12 of 120.

2

công nghệ thi công thích hợp Nhất là đối với những công trình thấp tầng xây chen trong đô thị

Do vậy, đề tài luận văn thạc sỹ “Đề xuất giải pháp thi công ép cọc bê

tông cốt thép trong xây dựng nhà xây chen tại thành phố Vĩnh Long” sẽ

góp phần định hướng cho các chủ đầu tư, người thiết kế, cơ quan quản lý chất lượng xây dựng sử dụng hợp lý công nghệ, máy và thiết bị thi công khi xử lý nền móng trong điều kiện mặt bằng chật hẹp

Mục tiêu nghiên cứu

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn tập trung vào nội dung sau:

- Hệ thống hóa cơ sở lý luận về xử lý nền móng nhà thấp tầng

- Đề xuất phương án gia cố nền móng thích hợp cho khu vực thành phố Vĩnh Long trên cơ sở tổng kết và đánh giá công trình nghiên cứu thực nghiệm

về ép cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ

Ngoài ra mục tiêu nghiên cứu nhằm ứng dụng cho loại công trình xây dựng dân dụng cấp 4 gồm: xây mới; sửa chữa, nâng cấp Vì hiện nay, để ứng phó với tình hình biến đổi khí hậu và chống ngập, cao độ của các công trình giao thông hầu như đều được nâng lên, xu hướng nâng nền nhà ở trở thành nhu cầu cấp thiết Giải pháp đặt móng trên nền đất hiện hữu vừa thuận tiện cho thi công, vừa có thể kết hợp với móng cũ và tận dụng tường có sẳn sẽ góp phần giảm giá thành cho công trình

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Công tác thi công xử lý nền bằng cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ có cạnh từ 10 - 20cm, chiều dài cọc từ 2,5 - 4,0m

Phạm vi nghiên cứu: Các công trình xây dựng dân dụng cấp 4, chiều cao tới 3 tầng, thi công trong điều kiện chật hẹp trong phạm vi thành phố Vĩnh Long

Header Page 13 of 120.

3

Phương pháp nghiên cứu

Đề tài sử dụng kết hợp các phương pháp phân tích hệ thống, tổng hợp và phương pháp chuyên gia để phân tích so sánh định tính và định lượng

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học: Góp phần cải tiến phương pháp xử lý nền móng trong

điều kiện mặt bằng chật hẹp ở thành phố Vĩnh Long

Ý nghĩa thực tiễn: Góp phần nâng cao chất lượng công trình, giảm giá

thành xây dựng và hạn chế ô nhiễm môi trường

Kết cấu của đề tài

Ngoài phẩn mở đầu, kết luận và kiến nghị luận văn có kết cấu gồm 3 chương:

Chương 1: Tổng quan sử dụng móng cọc xây dựng công trình dân dụng tại

thành phố Vĩnh Long

Chương 2: Cơ sở khoa học và pháp lý về móng cọc xây dựng công trình dân

dụng

Chương 3: Đề xuất giải pháp thi công ép cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ

xây dựng nhà thấp tầng xây chen tại thành phố Vĩnh Long

Header Page 14 of 120.

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui

lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện

– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

Header Page 15 of 120.

104

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1 Kết luận

Luận văn nghiên cứu “Đề xuất giải pháp thi công ép cọc bê tông cốt

thép trong xây dựng nhà xây chen tại thành phố Vĩnh Long” với mục tiêu

nghiên cứu là đề xuất phương án gia cố nền móng thích hợp cho khu vực thành phố Vĩnh Long sẽ góp phần định hướng cho chủ đầu tư, tư vấn thiết kế,

cơ quan quản lý chất lượng xây dựng sử dụng hợp lý công nghệ, máy và thiết

bị thi công khi xử lý nền móng trong điều kiện mặt bằng chật hẹp

Giải pháp này ứng dụng cho các loại công trình xây dựng dân dụng cấp

4, chiều cao tới 3 tầng, thi công trong điều kiện chật hẹp cho công trình xây mới, sửa chữa, nâng cấp sẽ làm tăng hiệu quả cho chủ đầu tư công trình Đây là giải pháp đặt móng trên nền đất hiện hữu vừa thuận tiện cho thi công, vừa tận dụng được sức chịu tải của lớp đất mặt, đạt được độ ổn định theo các yêu cầu

kỹ thuật quy định và có thể kết hợp với móng cũ, tận dụng tường có sẵn sẽ góp phần đẩy nhanh tiến độ thi công và giảm giá thành xây dựng công trình

Vì vậy, nếu áp dụng giải pháp này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao trong việc xây dựng các công trình nhà ở gia đình (tới 3 tầng), đồng thời hạn chế được các tác động xấu ảnh hưởng đến môi trường như: tiếng ồn phát ra từ động cơ, bụi, bùn, đất

2 Kiến nghị

- Đối với thiết bị ép cọc: Cần cải tiến thiết bị ép cọc để tháo lắp các bộ phận được dễ dàng hơn, có thể cơ động di chuyển trong phạm vi mặt bằng chật hẹp và có thể thi công cọc bê tông cốt thép có tiết diện 20x20cm, dài 4m Đồng thời nghiên cứu tiếp giải pháp neo vào đất để thay đối trọng áp dụng cho những công trình trong địa bàn quá chật hẹp, việc vận chuyển đối trọng vào vị trí thi công khó khăn

Header Page 16 of 120.

105

- Do luận văn chỉ nghiên chỉ cứu công trình xây dựng nhà dân dụng cấp

4, chiều cao tới 3 tầng Vì vậy, tải trọng truyền xuống móng không quá lớn nên có thể thử tĩnh bằng phương pháp đã nêu Hướng tới, nếu thực hiện công trình có quy mô lớn hơn thì cần phải có thiết bị thử tĩnh theo tiêu chuẩn để xác định số liệu chính xác hơn

- Hiện nay, nhu cầu nhà ở ngày càng phát triển, chủ đầu tư và đơn vị tư vấn thiết kế luôn chọn phương án an toàn và hiệu quả Vì vậy, giải pháp này

có thể nghiên cứu tiếp để thực hiện xây dựng các công trình dân dụng trên địa bàn tỉnh Vĩnh Long nói riêng và các tỉnh ĐBSCL nói chung

Header Page 17 of 120.