THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Nước dùng để trộng bê tông phải sạch, không dùng các loại nước chưa các ion axit và cáctạp chất bẩn Bê tông đổ cọc phải đảm bảo độ dính kết và linh động cao để khi đổ bê tông bằng ống đổ

CHƯƠNG 1: MÔ TẢ CÔNG TRÌNH

4 5 6

7 8

+5.000 +8.400 +11.800 +15.200 +18.600 +22.000 +25.400 +28.800

+0.800

T?NG 2 T?NG 3 T?NG 4 T?NG 5 T?NG 6 T?NG 7 T?NG 8 SÂN THU? NG

2100 800 800

Hình 1.1 Mặt đứng công trình thiết kế

Địa điểm xây dựng TP Vĩnh Long

Chủ đầu tư

Đơn vị tư vấn Thiết kế

- Công trình có dạng hình chữ nhật, nằm trên diện tích đất khá trống trải

CHƯƠNG 2: THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

2.1 THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI:

2.1.1 Số liệu thiết kế :

Đường kính cọc : D = 600mm

Bê tông cọc có cấp độ bến B25 (Rb=11.5MPa )

Cao độ mũi cọc thiết kế : -35.5m ( so với mặt đất tự nhiên 0.00m)

Chiều dài thân cọc thết kế: 33.1m

Cao độ ngưng đổ bê tông: -1.5m

Cao độ ngưng đặt cốt thép : -2.4m

2.1.2 Vật liệu :

Xi măng dùng cho cọc nhồi có thể là xi măng thường hay xi măng Pooclang

Nước dùng để trộng bê tông phải sạch, không dùng các loại nước chưa các ion axit và cáctạp chất bẩn

Bê tông đổ cọc phải đảm bảo độ dính kết và linh động cao để khi đổ bê tông bằng ống đổ

sẽ cho sản phẩm bê tông cọc tốt

Phụ gia dùng cho bê tông phải được phía tư vấn chấp nhận

Mẫu bê tông phải được đổ thử theo tiêu chuẩn

Thép dùng cho cọc phải phù hợp theo thiết kế

2.2 CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG :

Phương pháp thi công gầu xoay và dung dịch Bentonite giữ vách:

+ Phương pháp này lấy đất lên bằng gầu xoay được gắn trên can của máy khoan Gầu có răng cắt đất và đổ đất ra ngoài Dùng ống vách bằng thép được hạ xuống bằng máy rung tới độ sâu 1.3m để giữ thành Sau đó vách được giữ bằng dung dịch vữa sét Bentonite + Khi tới độ sâu thiết kế tiến hành thổi rửa đáy hố khoan bằng phương pháp bơm ngược, thổi khí nén Độ sạch của hố được kiểm tra bằng hàm lượng cát trong dung dịch

Bentonite Lượng bùn còn lại lấy ra nốt khi đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng Đối với phương pháp này Bentonite được tận dụng lại thông qua máy lọc 5-6 lần

+ Phương pháp này khắc phục được nhược điểm của phương pháp thổi rửa là thi công nhanh hơn, chất lỏng hố khoan đảm bảo hơn, thích hợp cả trong nền đất sét và cát to Tuynhiên , do giữ vách bằng dung dịch Bentonite không kiểm soát hết được chất lượng hố khoan Có thể sử dụng phương pháp này với các loại đất sét, cát và sỏi , nếu gặp đá thì

�Dựa trên đặc điểm, công nghệ thi công , ưu nhược điểm và mức độ ứng dụng cách

phương pháp hiện nay ta lựa chọn “Phương pháp thứ 3 :Phương pháp gầu xoay và

dung dịch Bentonite giữ vách” Kết hợp với việc đổ lớp bê tông nền ( phục vụ thi

công ) dày 200mm, Mac 200( B15) để thi công cọc khoan nhồi được sạch sẽ, thiết bị cơ giới di chuyển được dễ dàng , đẩy nhanh tiến độ

+ Đây là công nghệ rất phổ biến có ưu điểm là thi công nhanh , đảm bảo vệ sinh môi trường và ít ảnh hưởng đến các công trình xung quanh

2.3 TRÌNH TỰ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI :

*Trình tự thi công cọc nhồi như sau :

1 Định vị vị trí khoan cọc và tiến hành khoan lỗ đặt ống định vị, đất được lấy bằng gầukhoan và được chở đi bằng xe tải

2 Dùng cần cẩu của máy khoan để hạ ống vách định vị đồng thời bơm dung dịchBentonite

3 Khoan đến độ sâu thiết kế, dùng gầu vét cát lắng đọng đồng sau khi khoan sâu được 30phút

4 Lắp đặt ống TREMIE thổi rửa hố khoan cho đến các đặc trưng yêu cầu

5 Tháo tạm ống TREMIE , Kiểm tra phẩm chất dung dịch Bentonite, hạ lồng cốt thépvào lổ cọc bằng cần cẩu của máy khoan

6 Neo lồng cốt thép vào ống vách

7 Lắp đặt ống đổ bê tông TREMIE và xử lý cặn lắng lần thứ hai

8 Bơm bê tông, nâng ống đổ bê tông lên khi bơm và bảo đảm khoảng bê tông bảo vệ 2m

9 Đổ bê tông hơn cao trình thiết kế 1m rồi rút ống vách lên

10 Kết thúc quá trình thi công cọc, di chuyển máy khoan sang lổ khác

2.4 KIỂM TRA CHẤT LƯƠNG CỌC KHOAN NHỒI BẰNG PHƯƠNG PHÁP SIÊU ÂM :

-Một máy chính tạo xung và ghi lại các tín hiệu đo được

-Một đầu phát và một đầu nhận nối với máy chỉnh bằng 2 cuộn dây

-Một con lăn đo chiều sâu.

-Một dây đấu với máy tính để chuyển tín hiệu

- Cho chạy phát thử nếu thấy tính hiệu thu được tốt thì có thể bắt đầu ghi lại tính hiệu vàđồng thời kéo 2 dây lên Khi tính hiệu xấu cần điều chỉnh 2 dây kéo đầu do lên xuống đểthu

được tính hiệu ổn định và đều

- Sau khi kết thúc ở hai lỗ đầu ,đầu do chuyển sang lổ thứ 3 trong khi đầu phát ở lỗ thứ

2 Cứ như vậy một cọc sẽ được đo 3 lần

- Số liệu ghi lại được trong quá trình đo sẽ được xử lý trong phòng bằng chương trình vitính

Hình 2.2 Sơ đồ nguyên lí cho quá trình thí nghiệm kiểm tra cọc khoan nhồi

*Số lượng cọc thí nghiệm

- Do tư vấn giám sát quyết định,thông thường cứ 10->20% cọc để thử

Hình 2.3 Ảnh thực tế thí nghiệm sức chịu tải của cọc nhồi

2.5 CHỌN THIẾT BỊ THI CÔNG PHẦN MÓNG:

2.5.1 Máy Khoan

Với cọc khoan nhồi D = 600mm khoan đến độ sâu -35.500m so với mặt đất tự nhiên ta

chọn máy KH-100 có các thông số kỹ thuật sau :

Bảng 2-1: Thông số kỹ thuật máy khoan cọc nhồi KH-100

Chiều rộng của bản xích(mm) 500

Hình 2.4 Hình máy khoan cọc nhồi KH-100

Một lồng cốt thép có chiều dài 11,7m

Tính toán thông số cẩu lắp dựa vào các điều kiện trên :

+ Chiều cao cẩu lắp: HCL= h1 + h2 + h3 + h4

h4 = 11.7m (chiều cao lồng thép)

HCL = 0.6 + 1.0 + 1.5 + 11.7 = 14.8m

+ Bán kính cẩu lắp: R = 12m

Chọn cần cẩu bánh xích SQH400 có các thông số kỹ thuật sau :

Bảng 2-2: Thông số kỹ thuật cần cẩu SQH400

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ VÁN KHUÔN DẦM SÀN CỘT

3.1 THIẾT KẾ VÁN KHUÔN SÀN

- Bố trí ván khuôn cho ô sàn điển hình có kích thước: 6.8x7.2 m

- Tổ hợp ván khuôn: Chọn sơ bộ các tấm ván khuôn cho ô sàn có kích thước

Tải trọng Tải trọng tiêu

chuẩn(daN/m2) Hệ số vượt tải

Tải trọng tínhtoán(daN/m2)Tải trọng của vữa bê tông (sàn

Tính toán cho tấm ván khuôn sàn có bề rộng b0, 6mvà l 1,5m.Sơ đồ tính ván

khuôn như một dầm đơn giản, kê lên các gối tựa là đà trên, chịu tải trọng phân bố đều

tt

q , khoảng cách giữa 2 gối tựa lấy l=0.5m

500 500

Hình 3.1 Sơ đồ tính ván khuôn sàn 1.1.2 Kiểm tra điều kiện cho tấm ván khuôn 1500x600x55(HP1560)

- Xác định khoảng cách các xà ngang đỡ ván khuôn theo các điều kiện:

- Theo điều kiện bền:

�

- Kiểm tra điều kiện độ võng theo công thức:

4 max

1

128

tc

q l f

128

tc

q l f

E I

�

�Trong đó:

E là mô đun đàn hồi của thép, E2.1 10� 6 kG cm/ 2;

Hình 3.3 Sơ đồ tính toán đà dưới

- Kiểm tra điều kiện về cường độ của đà trên:

4 max

1128

tc

q l f

Vậy lớp đà dưới có tiết diện 50x100x2mm thì thỏa mãn khả năng chịu lực và độ võng

Ta tính toán chiều cao cột chống cho tầng điển hình có chiều cao 3.6m Cột chống xà gồ được

tính toán như cấu kiện chịu nén Bố trí hệ giằng cột chống theo hai phương để giữ ổn định hệ ván khuôn

- Giá trị tải trọng truyển vào cột chống:

- Vậy chọn cây chống K103 của Hòa Phát

3.2 THIẾT KẾ VÁN KHUÔN DẦM

3.2.1 Thiết kế ván khuôn thành dầm

Sử dụng tấm cốt pha HP để làm cốt pha cho dầm chính

Các tấm HP liên kết với nhau bằng các sườn dọc bên trong, các sườn ngang bênngoài và các ty xuyên để giữ ván khuôn chịu được tải trọng của bê tông và áp lực củađầm rung Ta sử dụng các thanh chống xiên và các cọc giữ các thanh chống xiên nàylại Sau đó ta tiến hành kiểm tra độ võng của tấm cốt pha cũng như của các thanh sườnchống thỏa điều kiện cho phép

- Áp lực tác dụng lên cốt pha thành dầm

Tải trọng tính toán(daN/m 2 )

Trọng lượng bê tông 0.6x2600=1560 1.3 1014

Tải trọng do đổ bê tông bằng máy 400 1.3 520

- Kiểm tra điều kiện bền: max �  

3.2.3 Kiểm tra các sườn đứng

Sườn đứng là các thanh thép hộp 50x50x2mm đặt cách nhau 0.5m

Sơ đồ tính: xem sườn đứng như là dầm đơn giản 1 nhịp với các gối tựa là thanh sườnngang bằng thép hộp 50x50x2mm đặt cách nhau 0.5m

q=1443 (daN/m)

600Hình 3.5 Sơ đồ tính toán sườn đứng(daN,m)

- Kiểm tra điều kiện bền: max � 

3.2.4 Kiểm tra các sườn ngang

Sơ đồ tính: sườn ngang là dầm liên tục nhiều nhịp chịu tải trọng tập trung từ sườnđứng truyền vào, nhận các ty làm gối đỡ

Ta chọn khoảng cách các ty bằng 0.3m Như vậy ta đặt các sườn ngang theo cấu tạo

để ổn định hệ ván khuôn thành dầm

 Chọn sườn ngang là các thanh thép hộp 50x50x2mm

3.2.5 Tính toán ván khuôn đáy dầm

Ta chọn tiết diện dầm lớn nhất là 400×600mm 2để tính toán còn những tiết diện dầmnhỏ hơn ta tính toán tương tự

Ván khuôn đáy dầm sử dụng ván khuôn thép, dùng loại tấm 1500×400×55mm 3 mãhiệu HP-1540 Ngoài ra còn sử dụng các tấm gỗ để chêm những chổ ván khuôn cònthiếu Tấm ván khuôn tựa lên các đà ngang bằng thép hộp 50x50x2 mm, đà ngang tựalên các cây chống đơn HP Để thuận tiện cho việc thi công, ta chọn khoảng cách giữacác đà ngang là l 750mm.

a Tải trọng tác dụng

Tải trọng tác dụng lên cốt pha đáy được tính toán bảng sau:

Bảng 3.3 Tải trọng lên cốt pha đáy

Tải trọng tính toán(daN/m 2 )

Trọng lượng bê tông 0.6x2600=1560 1.2 1872

Trọng lượng tấm cốp pha tiêu

Hoạt tải do người và dụng cụ

Tải trọng Tải trọng tiêu

Tải trọng tính toán(daN/m 2 )

Tải trọng do đổ bê tông bằng

Tổng tải trọng tác dụng lên

1m2 cốp pha đáy dầm 1713.8 2119.3

3.2.6 Sơ đồ tính ván khuôn đáy dầm

Mỗi ván khuôn dầm được kê lên 2 đà ngang cách nhau l 75cm nên sơ đồ làm việc

như dầm liên tục 2 nhịp chịu tải trọng phân bố đều với gối tựa là các đà ngang đỡ dầmbằng thép hộp 50x50x2mm

- Tải trọng phân bố đều trên mét dài là:

q 0.75 P� 0.75 1713.8 1285.35daN / m� 

q 0.75 P� 0.75 2119 1589daN / m� 

Hình 3.7 Sơ đồ tính ván khuôn đáy dầm

3.2.7 Kiểm tra điều kiện

- Theo điều kiện bền:

�

- Kiểm tra điều kiện độ võng

3.3.1 Tải trọng tác dụng lên tấm cốt pha

H = 0.75m ( H R với R=0.75 m: trường hợp đầm trong )

n = 1.3: hệ số vượt tải

γ : là trọng lượng riêng của bê tông

Loại tải trọng Giá trị tiêu chuẩn (kG/m2) Giá trị tính

toán(kG/m2)Tải trọng động do đổ bê tông

vào ván khuôn ( dùng vòi bơm )

Bảng 3- 2: Tải trọng tác dụng trong quá trình đổ bê tông

- Tổng tải áp lực phân bố đều trên mét dài ván khuôn thành cột là:

3.3.2 Sơ đồ tính toán ván khuôn thành cột:

Sơ đồ tính: Chọn khoảng cách giữa các gông cột là 0.5m Kích thước tấm ván khuôndài 1.5m nên sơ đồ tính ván khuôn cột là dầm liên tục 2 nhịp, chịu tác dụng của tảitrọng bố đều có các gối tựa là các gông cột

Hình 3.12 Sơ đồ tính ván khuôn cột 3.3.3 Kiểm tra điều kiện

- Kiểm tra theo điều kiện bền:

A N N

- Chiều cao cốt pha cột là 3m

- Áp lực ngang lớn nhất do gió quy về tải tập trung:

1

 = arctan(0.252 ) = 7o

0 2

3.4 CHỌN THIẾT BỊ THI CÔNG PHẦN THÂN

3.4.1 Chọn cần trục tháp:

Công trình có chiều cao: 48.1m ( so với mặt đất tự nhiên )

Chiều rộng công trình : 27.2m

Chiều dài công trình : 44.8m

Độ cao nâng cần thiết : H

[H] H = hct + hat + hck + htr

Trong đó :

hct = 48.1 m : chiều cao công trình

hat = 1.0 m : chiều cao an toàn

hck = 1.7 m : chiều cao cấu kiện ( chọn trường hợp khi sử dụng cần trục để cẩu dàn giáo )

htr = 1.0 m : chiều cao treo buộc

�R = 31.2 +44.8 = 54.6m2 2

Chọn cần trục tháp mã hiệu QTZ-6021 của hãng Đông Sơn có các thông số sau :

o Tầm với max Rmax = 60 m

o Tầm với min Rmin = 16.35 m

o Sức cẩu max Qmax = 10T

o Sức cẩu min Qmin = 2.1 T

o Chiều cao cơ bản H = 58m

o Vận tốc nâng tối đa 120 m/ph ứng với Qmin

o Vận tốc nâng tối thiều 30 m/ph ứng với Qmax

Chọn máy vận thăng hiệu : PGX-800-16 có các thông số sau :

 Tải trọng 0,8 T

 Chiều cao nâng H = 55 m

 Vận tốc nâng : 1.6 m/s

3.4.3 Chọn máy bơm bê tông :

Sử dụng máy bơm bê tông để đồ bê tông sàn, dầm

Chọn máy bơm bêtông B5RZ44-40 có các thông số :

o Lưu lương bơm : 90 m3/h

o Áp suất bơm là : 70bar

o Thể tích xilanh : 72lít.

o Sức chứa phiểu nạp liệu là 500lít

o Năng suất động cơ là : 90KW

o Trọng lượng là 5160kg.