Đang tải... (xem toàn văn)
Đối với các công trình có tải trọng lớn như công trình nhà cao tầng và công trìnhcầu, giải pháp móng cọc được xem là một giải pháp tối ưu. Móng cọc giúp truyền tải trọng từ công trình xuống các lớp đất tốt, đặc biệt là các lớp đá có sức chịu tải lớn xung quanh và dưới mũi cọc. Hầu hết các công trình ở Nam Bộ là móng cọc trong nền đất tốt, điều này đôi khi khiến các sinh viên và kỹ sư ở đây gặp khó khăn khi tính toán và thi công cọc trong nền đá. Trong tiểu luận này, nhóm sẽ tập trung trình bày cách xác định sức chịu tải cọc trong nền đá cũng như các giải pháp thi công cọc trong nền đá.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG BỘ MƠN ĐỊA CƠ NỀN MĨNG BÁO CÁO TIỂU LUẬN MƠN HỌC CƠ HỌC ĐÁ CỌC TRONG NỀN ĐÁ GVHD: PGS.TS BÙI TRƯỜNG SƠN HVTH: NGUYỄN TẤN HOÀI 1870023 HVTH: NGUYỄN ĐỨC PHÚ 1770661 HVTH: LÊ THANH TÍN 1870077 HVTH: HỒNG LONG HẢI 1770363 HVTH: TRẦN HỒNG PHƯỚC 1570705 TP HỒ CHÍ MINH − 10/2019 “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU GIỚI THIỆU TỔNG QUAN XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC TRONG NỀN ĐÁ 2.1 Thiết kế móng cọc 2.1.1 Sức chịu tải cho phép cọc 2.1.2 Sức chịu tải cực hạn cọc 2.2 Sức kháng mũi 10 2.2.1 Sức chịu tải cực hạn mũi cọc theo tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 11 2.2.2 Sức chịu tải cọc theo Coates (1981) Bell (1915) 14 2.2.3 Sức kháng mũi cọc nhồi đá ngun khối khơng nước 15 2.2.4 Sức kháng mũi cọc nhồi đá nứt nẻ khơng nước 15 2.2.5 Sức kháng mũi cọc khoan nhồi đá có nứt nghiêng, nước 20 2.2.6 Một số phương pháp khác tính tốn sức kháng mũi cọc khoan đá 22 2.3 Sức chịu tải cực hạn ma sát bên 23 2.3.1 Sức kháng bên fi cọc nhồi đá ứng với thành nhẵn 25 2.3.2 Sức kháng bên fi cọc nhồi đá ứng với thành nhám 32 2.3.3 Một số phương pháp tính sức kháng bên fi khác cọc nhồi đá 33 XÁC ĐỊNH ĐỘ LÚN CỦA CỌC TRONG NỀN ĐÁ 35 3.1 Trường hợp có lớp đá 35 3.2 Trường hợp có nhiều lớp đá 38 VÍ DỤ TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH THỰC TẾ 39 Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI TRONG NỀN ĐÁ 43 5.1 Đặc điểm thi công cọc khoan nhồi đá 43 5.2 Quy trình thi cơng cọc khoan nhồi đá 45 5.3 Sự cố thi công cọc khoan nhồi đá 46 5.3.1 Cát chảy trình khoan tạo lỗ 46 5.3.2 Sự cố gãy gầu khoan hang động castơ 46 5.3.3 Sự cố bê tông hang động castơ 47 5.4 Giải pháp thi công cọc khoan nhồi đá 48 5.4.1 Sử dụng ống vách phụ qua tầng hang Castơ lớn 48 5.4.2 Đổ bê tông nghèo qua hang Castơ 49 5.4.3 Sử dụng ống vách quây hang Castơ nhỏ 50 5.4.4 Sử dụng gầu khoan đá chuyên dụng 51 THI CÔNG CỌC ÉP TRONG NỀN ĐÁ 52 6.1 Đặc điểm thi công cọc ép đá 52 6.2 Quy trình thi cơng cọc ép đá 54 6.3 Khoan dẫn ép cọc 55 6.4 Khoan thả cọc 55 6.5 Sự cố giải pháp thi công cọc ép đá 57 6.5.1 Cọc bị nghiêng quy định 57 6.5.2 Cọc bị nổ 57 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO 60 Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Móng cọc đá, a) Cọc nhồi, b) Cọc đóng 10 Hình Đồ thị tra hệ số chịu tải Ksp 17 Hình Tương quan RQD khả chịu tải cho phép qb mũi cọc 20 Hình Quan hệ Ncs với góc nghiêng ω sức kháng cắt 21 Hình Sự đẩy ngang đá 23 Hình Thí nghiệm Hassan O’Neill (1997) 24 Hình Mơ tả số RF 25 Hình Đồ thị tra hệ số α 27 Hình Đồ thị tra hệ số β (j = Em/Ec) 28 Hình 10 Bảng tra độ nhám thành hố khoan 29 Hình 11 Đồ thị tra hệ số αβ 29 Hình 12 Bảng phân loại đá R1, R2, R3, R4 30 Hình 13 Đồ thị tra hệ số α 31 Hình 14 Bảng hệ số hiệu chỉnh độ nứt nẻ 31 Hình 15 Đường cong tải trọng - độ lún (P-s) 35 Hình 16 Đồ thị tra giá trị n trường hợp đá thành nhẵn 36 Hình 17 Nhà máy Nhiệt điện Vũng Áng 46 Hình 18 Nhà máy xi măng Dầu khí 12/9 47 Hình 19 SHP Building Lạch Tray 48 Hình 20 Ống vách phụ qua hang castơ 49 Hình 21 Bê tơng nghèo lấp hang castơ 50 Hình 22 Ống vách quây qua hang Castơ 50 Hình 23 Gầu khoan đá 51 Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn Hình 24 Thi công ép cọc đá 52 Hình 25 Khoan dẫn ép cọc 55 Hình 26 Khoan thả cọc 56 Hình 27 Kiểm tra độ nghiêng, vết nứt gia cố cọc 57 Hình 28 Bộ kẹp cọc thi công ép cọc 58 Hình 29 Khoan lõi bê tơng cọc thí nghiệm kiểm tra cọc 58 Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng Hệ số giảm cường độ Ks đá 13 Bảng Giá trị s m 18 Bảng Loại đá để tìm m 19 Bảng Dự báo Em/Ec dựa RQD (Carter Kulhawy, 1988) 26 Bảng Đánh giá hệ số αE từ tiêu RQD đá 26 Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn GIỚI THIỆU TỔNG QUAN Cọc vật thể dạng cắm vào đất theo phương trục Cọc kết cấu có chiều dài lớn so với bề rộng tiết diện ngang, đóng hay thi cơng chỗ vào lịng đất, đá, để truyền tải trọng cơng trình xuống tầng đất, đá, sâu nhằm cho cơng trình bên đạt yêu cầu trạng thái giới hạn quy định Trong xây dựng, cọc dùng với nhiều mục đích khác để gia cố đất (cọc tre, cọc tràm, cọc cát, ); làm móng cho cơng trình (cọc bê tơng, cọc thép, ); làm vách đứng ngăn đất nước (cọc ván bê tông cốt thép, cọc ván thép); để định vị mặt đất (cọc tiêu, cọc mốc, ) Cắm cọc vào đất thường dùng cách: đóng cọc nhờ lực va chạm búa đóng cọc; búa rung ấn cọc nhờ thiết bị chuyên dùng; ép cọc lực tĩnh, khoan đất nhồi vật liệu vào thành dạng cọc nhồi Đối với cơng trình có tải trọng lớn cơng trình nhà cao tầng cơng trình cầu, giải pháp móng cọc xem giải pháp tối ưu Móng cọc giúp truyền tải trọng từ cơng trình xuống lớp đất tốt, đặc biệt lớp đá có sức chịu tải lớn xung quanh mũi cọc Hầu hết cơng trình Nam Bộ móng cọc đất tốt, điều đơi khiến sinh viên kỹ sư gặp khó khăn tính tốn thi cơng cọc đá Trong tiểu luận này, nhóm tập trung trình bày cách xác định sức chịu tải cọc đá giải pháp thi công cọc đá Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC TRONG NỀN ĐÁ 2.1 Thiết kế móng cọc 2.1.1 Sức chịu tải cho phép cọc Cọc nằm móng cọc đơn chịu tải trọng dọc trục phải tính theo sức chịu tải đất với điều kiện: - - Đối với cọc chịu nén: N c ,d R 0 Rc ,d ; Rc ,d = c ,k n k Nt ,d R 0 Rt ,d ; Rt ,d = c ,k n k Đối với cọc chịu kéo: Trong đó: - Nc,d Nt,d tương ứng trị tính tốn tải trọng nén tải trọng kéo tác dụng lên cọc (lực dọc phát sinh tải trọng tính tốn tác dụng vào móng tính với tổ hợp tải trọng bất lợi nhất) - Rc,d Rt,d tương ứng trị tính tốn sức chịu tải trọng nén sức chịu tải trọng kéo cọc - Rc,k Rt,k tương ứng trị tiêu chuẩn sức chịu tải trọng nén sức chịu tải trọng kéo cọc, xác định từ trị riêng sức chịu tải trọng nén cực hạn Rc,u sức chịu tải trọng kéo cực hạn Rt,u - hệ số điều kiện làm việc, kể đến yếu tố tăng mức độ đồng đất sử dụng móng cọc, lấy cọc đơn lấy 1.15 móng nhiều cọc - n hệ số tin cạy tầm quan trọng cơng trình, lấy 1.2; 1.15; 1.1 tương ứng với tầm quan trọng cơng trình cấp I, II, III - k hệ số tin cậy theo đất lấy sau: Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn o Trường hợp cọc treo chịu tải trọng nén móng cọc đài thấp có đáy đài nằm lớp đất tốt, cọc chống chịu nén không kể đài thấp hay đài cao lấy k =1.4 (1.2) Riêng trường hợp móng cọc chịu nén cột, cọc đóng ép chịu tải 600kN, cọc khoan nhồi chịu tải 2500kN lấy k =1.6 (1.4) o Trường hợp cọc treo chịu tải trọng nén móng cọc đài cao, đài thấp có đáy đài nằm lớp đất biến dạng lớn, cọc treo hay cọc chống chịu tải trọng kéo trường hợp móng cọc đài cao hay đài thấp, trị số k lấy phụ thuộc vào số lượng cọc móng sau: Móng có 21 cọc ……… k =1.4 (1.25) Móng có 11 đến 20 cọc ……… k =1.55 (1.4) Móng có 06 đến 10 cọc ……… k =1.65 (1.5) Móng có 01 đến 05 cọc ……… k =1.75 (1.6) 2.1.2 Sức chịu tải cực hạn cọc Sức chịu tải cực hạn cọc xác định theo công thức: P = Qp + Q f Trong đó: - Qp sức chịu tải cực hạn kháng mũi - Qf sức chịu tải cực hạn ma sát hông Sức chịu tải mũi cọc đá xây dựng chủ yếu theo phương pháp bao gồm: - Sử dụng lý thuyết học lời giải giải tích sức chịu tải để tính tốn sức chịu tải cực hạn mũi cọc - Sử dụng thông số dựa kinh nghiệm để xác định áp lực cho phép mũi cọc Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn - Sử dụng thí nghiệm thử tải trường để ước tính sức chịu tải mũi cọc Khi thiết kế cọc tựa lên ngàm vào đá thường tính tốn cọc cọc chống (sức kháng mũi cọc lớn, sức kháng bên nhỏ so với sức mũi nên bỏ qua) Do cọc đóng tựa vào khoan ngàm vào lớp đá nên bê tông chế tạo cọc cần phải sử dụng bê tông mác cao (mác 500) để phát huy hiệu sức chịu tải cực hạn - Đối với cọc đóng, ép thường thiết kế mũi cọc tựa lên đá mềm - Đối với cọc khoan nhồi, mũi cọc khoan xun qua ngàm vào tầng đá Hình Móng cọc đá, a) Cọc nhồi, b) Cọc đóng 2.2 Sức kháng mũi Có nhiều phương pháp xác định sức chịu tải cọc đá: - Phương pháp lý thuyết - Phương pháp bán thực nghiệm - Phương pháp thực nghiệm Sức chịu tải cực hạn cọc kháng mũi tính tốn xác định theo cơng thức tổng quát sau: Qp = q p Ab Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 10 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn 5.3 Sự cố thi công cọc khoan nhồi đá 5.3.1 Cát chảy trình khoan tạo lỗ Cơng trình Cảng nhập than nhà máy Nhiệt điện Vũng Áng công ty Cổ phần Thi công Cơ giới Lắp máy Dầu khí thi cơng năm 2013 Cọc khoan nhồi D1200, dài 32m, ngàm vào lớp đá phong hóa 2m Thi cơng sử dụng ống vách khoan tạo lỗ, thiết bị máy đập cáp Quá trình khoan đến độ sâu 28m vào lớp đá xảy cố vướng chùy đập vào ống casing không đưa lên Trong khắc phục cố, ống casing bị chùy đập kéo dịch chuyển gây hở chân, cát tràn vào khiến chùy bị vùi lấp sâu Hình 17 Nhà máy Nhiệt điện Vũng Áng 5.3.2 Sự cố gãy gầu khoan hang động castơ Tại hạng mục Nhà nghiền xi măng dự án Nhà máy xi măng Dầu khí 12/9, cọc khoan nhồi D800 Cơng ty Delta thi công năm 2014 Theo báo cáo khảo sát địa chất cọc độ sâu xuyên qua tầng hang động castơ Đơn vị thi công sử dụng công nghệ khoan tạo lỗ máy khoan Bauer BG28, ống casing dài m Q trình khoan đến vị trí tầng hang castơ dung dịch bentonite hao hụt đột biến, tụt khoảng từ 3m đến 20m Khi khoan qua lớp đá phong hóa mạnh đến lớp đá xanh nứt nẻ, gầu cắt khơng có tượng bất thường Tuy Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 46 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn nhiên, trình cắt khoảng 30cm bất ngờ bị gẫy cần Kelly khơng rút cần lên khỏi hố khoan Đơn vị thi công chọn giải pháp khắc phục đưa đốt cần khoan lên khỏi hố khoan, đưa máy khoan khỏi vị trí để tiến hành xử lý gầu khoan rơi hố Hình 18 Nhà máy xi măng Dầu khí 12/9 5.3.3 Sự cố bê tông hang động castơ Cơng trình trung tâm thương mại SHP Building Lạch Tray, Ngơ Quyền, Hải Phịng cơng ty Cổ phần thi cơng giới lắp máy dầu khí thi công năm 2015 Đơn vị thi công sử dụng công nghệ khoan tạo lỗ máy khoan SOILMEC SR80C, ống casing dài 6m Quá trình khoan diễn biến bình thường khơng có tượng dung dịch bentonite, nghiệm thu quy trình đổ bê tơng dâng hố khoan phạm vi cho phép Tuy nhiên kết thúc đổ bê tông tiến hành rút ống đổ, bê tông tụt xuống hố khoan Nhà thầu xử lý việc lắp thêm ống đổ tiếp tục thi công bê tông Khi thi công đập đầu cọc phát khơng thấy lồng thép, dự đốn xảy tụt lồng thép, nhà thầu chọn giải pháp đào hố móng sâu xuống thêm 2.5m so với cao độ cắt đầu cọc thấy lồng thép; tiến hành đào sâu thêm 0.5 m nữa, đập đầu cọc đủ chiều dài nối thép, đổ bù bê tông Nguyên nhân bê tông bị tụt ban đầu chưa xác định tụt đáy cọc hay cửa Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 47 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn hang nằm bên cạnh cọc Tuy nhiên lồng thép bị tụt xác định nguyên nhân sập tầng hang castơ mũi cọc, lồng thép bị chìm xuống Hình 19 SHP Building Lạch Tray 5.4 Giải pháp thi công cọc khoan nhồi đá 5.4.1 Sử dụng ống vách phụ qua tầng hang Castơ lớn Tại hạng mục Silô, dự án Nhà máy xi măng Dầu khí 12/9 thiết kế cọc khoan nhồi đường kính D1200 Giải pháp thi cơng khoan tạo lỗ qua hang castơ sâu 5.5m đề xuất sử dụng ống vách phụ, cụ thể: - Bước 1: Sử dụng ống vách mở rộng D1590 dày 14mm, chiều dài L = 6m rung hạ búa rung đến cao độ cho phép - Bước 2: Khoan lòng ống vách mở rộng máy khoan BAUER BG28, gầu khoan D1500 khoan xuyên qua hang castơ Dùng ống vách thép phụ D1280 dày 8mm ép hạ qua hang đến hang castơ - Bước 3: Sau qua hang castơ tiếp tục khoan gầu khoan D1200 vào tầng đá gốc thi công lồng thép, đổ bê tông bình thường Báo Cáo Tiểu Luận Mơn Học “Cơ Học Đá” || 48 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn - Bước 4: Rút ống vách mở rộng, ống vách phụ giữ lại đất với bê tơng cọc Hình 20 Ống vách phụ qua hang castơ 5.4.2 Đổ bê tông nghèo qua hang Castơ Tại hạng mục Silo Clinker, cọc D1000m xuyên qua hang castơ lớn chiều sâu 5m, khơng có nước ngầm lưu thông, giải pháp đề xuất sử dụng bê tông nghèo lấp đầy hang, bê tông đông cứng, tiến hành khoan qua hang, cụ thể: - Hạ ống vách theo lỗ khoan, dùng máy khoan BG28 khoan đến cao trình miệng hang Castơ - Vét bùn đất đá hang, đợi lắng khoảng 30 phút tiến hành đổ bê tông M100 Chiều cao đổ bê tông vượt qua cửa hang Castơ 1m - Sau đổ bê tông ngày tiến hành khoan trở lại, xuyên qua lớp bê tông lấp hang Castơ đến độ sâu thiết kế Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 49 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn Hình 21 Bê tơng nghèo lấp hang castơ 5.4.3 Sử dụng ống vách quây hang Castơ nhỏ Đối với hang castơ nhỏ khơng có lưu lượng nước chảy qua, kích thước hang m dùng đất sét thả xuống để bịt kín hang castơ tiến hành khoan qua hang bình thường, kết hợp khoan với giữ vách dung dịch bentonite Khi chế tạo lồng thép đặt sẵn ống vách có bề dày nhỏ 6-8mm, đường kính với đường kính cọc gắn vào lồng thép cọc, ống vách thép làm ván khuôn cọc để lại sau đổ bê tơng cọc Chiều cao ống vách tính từ đáy cọc đến qua cửa hang 1m Hình 22 Ống vách quây qua hang Castơ Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 50 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn 5.4.4 Sử dụng gầu khoan đá chuyên dụng Để hạn chế lưỡi khoan bị kẹt hang castơ giải pháp đề xuất cố định máy khoan giá, trình khoan cần khoan đảm bảo giữ thẳng đứng Sử dụng lưỡi khoan chuyên dụng, gầu khoan qua hang castơ với chiều cao tối thiểu 3.5m đảm bảo cho lần khoan với chiều sâu 3m thẳng đứng, không xảy tượng lỗ khoan bị xiên Hình 23 Gầu khoan đá Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 51 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn THI CÔNG CỌC ÉP TRONG NỀN ĐÁ 6.1 Đặc điểm thi công cọc ép đá Hình 24 Thi cơng ép cọc đá Khác với phương pháp thi công khác, ép cọc bê tông không gây tiếng ồn, không gây chấn động cho cơng trình lân cận Người ta kiểm tra chất lượng cọc ép cách tốt cách: đoạn cọc ép thử lực ép người ta tiến hành xác định sức chịu tải cọc qua lực ép cuối Phương pháp thực nhanh, gọn, biết sơ tải trọng ép cọc Trước thi công cọc, cần tiến hành khoan thăm dị đất vùng có khả xuất tầng đá hang castơ phạm vi khu vực xây dựng để xác định: - Chiều sâu xuất tầng đá - Chiều dày tầng đá lân cận vị trí đặt mũi cọc hay vị trí đặt mũi cọc (có phải vị trí đỉnh hang castơ hay khơng) Khi khoan thăm dị, khoan vào đá chiều dày tầng đá nhỏ 5m cần tiếp tục khoan mũi khoan vào tấng đá với chiều dày tầng đá tối thiểu 5m Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 52 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn Có phương pháp ép cọc bê tơng sau: - Ép neo: Áp dụng cơng trình vừa nhỏ, mặt thi công chật hẹp - Ép tải: Áp dụng cơng trình vừa lớn, mặt thi công rộng rãi - Ép cọc máy ép robot: Áp dụng cơng trình thi cơng lớn, mặt thi công rộng Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 53 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn 6.2 Quy trình thi cơng cọc ép đá Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 54 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn 6.3 Khoan dẫn ép cọc Trên thực tế, khoan dẫn ép cọc phương pháp sử dụng bentonite để thi công nhằm hạn chế sập thành hố khoan Khi địa chất hố móng phức tạp, có nhiều lớp đá cứng không ổn định, để đảm bảo chiều sâu cọc quy định thiết kế, cọc cần phải xuyên qua lớp đất đá không ổn định Tuy nhiên, cường độ đá lớn nhiều cường độ bê tông cọc làm cho cọc xuyên qua ép Để giải tượng này, người ta tiến hành khoan dẫn khoan mồi trước thi cơng với đường kính khoan khoảng ¾ cạnh cọc Việc khoan dẫn ép cọc cịn giúp giải tác hại việc ép cọc bê tơng tới cơng trình liền kê khiến móng nhà liền kề yếu gây nên đùn đất khiến nhà bên bị lún, nứt, phồng Hình 25 Khoan dẫn ép cọc 6.4 Khoan thả cọc Khoan thả cọc việc sử dụng loại máy khoan để khoan vào đất, đá nhằm tạo lỗ rộng so với đường kính thân cọc, thành vách hố khoan giữ hệ thống ống vách Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 55 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn thép (casting) với chiều dài xuyên suốt chiều dài thân cọc hay ngắn tùy theo điều kiện địa chất Sau vệ sinh hố khoan, tiến hành bơm đẩy vữa xi măng vào hố khoan từ đáy lên, thể tích vữa tính tốn cho đủ để lấp đầy phần thể tích rỗng Cọc bê tơng hố khoan Sử dụng cần cẩu phụ trợ để cẩu hạ cọc bê tơng vào lỗ khoan, q trình phải đảm bảo cọc thẳng đứng, tâm Sau thi cơng khoảng 7-10 ngày thực công tác kiểm tra chất lượng thử PDA nén thử tĩnh cọc Hình 26 Khoan thả cọc Ưu điểm việc khoan thả cọc: - Khoan thả cọc có ưu điểm vượt trội so với công nghệ ép cọc robot, dàn ép tải thi cơng hầu hết điều kiện địa chất, không làm giảm sức chịu tải cọc so với thiết kế, không ảnh hưởng đến cơng trình lân cận - Thi cơng khu vực diện tích chật hẹp thị có cơng trình kiến trúc lân cận, khơng gây tiếng ồn - Tận dụng tối đa chiều dài cọc, chặt bỏ đầu cọc thi công đài cọc Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 56 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn - 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 6.5 Sự cố giải pháp thi công cọc ép đá 6.5.1 Cọc bị nghiêng quy định Trường hợp cọc bị nghiêng quy định (1%) cọc gặp dị vật bị gãy q trình thi cơng Giải pháp cho tình gia cố cọc để tận dụng lại khoan bổ sung cọc Hình 27 Kiểm tra độ nghiêng, vết nứt gia cố cọc 6.5.2 Cọc bị nổ Trường hợp có nguyên nhân: - Do chất lượng thi cơng cọc: thiết bị thi công đơn vị ép cọc chưa cân chỉnh chuẩn, giàn ép bị nghiêng nên cọc bị ép lệch tâm, kẹp chỉnh chưa với kích thước cọc nên lực bóp q mạnh dẫn đến vỡ cọc cục Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 57 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn Hình 28 Bộ kẹp cọc thi công ép cọc - Do chất lượng cọc sản xuất từ nhà máy không đảm bảo Hình 29 Khoan lõi bê tơng cọc thí nghiệm kiểm tra cọc Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 58 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Khi tính tốn cọc đá, để thiên an tồn bỏ qua sức chịu tải cọc ma sát hông chủ yếu cọc làm việc chịu mũi Tuy nhiên, số trường hợp cần vào chiều dài cọc điều kiện địa chất lớp đất bên mũi cọc để định Có nhiều tác giả đưa công thức xác định sức chịu tải cọc đá Hầu hết kết xác định sức chịu tải cọc phụ thuộc vào chất lượng đá; mức độ phong hóa; chất lượng mẫu khoan; số lượng, khoảng cách, hướng bề rộng vết nứt đá Vì trước thiết kế cần tiến hành khảo sát đánh giá toàn diện đá vị trí xây dựng cơng trình Đồng thời người kỹ sư phải biết đánh giá lựa chọn phương pháp tính tốn phù hợp với loại đá mà thiết kế Do phần cọc thiết kế tựa lên ngàm vào đá có cường độ tương đối lớn Vì thiết kế cọc cần xem xét điều kiện thiết bị thi công, lựa chọn tiết diện cọc mác bê tông chế tạo cọc cho phù hợp để tận dụng tối đa sức chịu tải Khi khoan thăm dò, khoan vào đá chiều dày tầng đá nhỏ 5m cần tiếp tục khoan mũi khoan vào tấng đá với chiều dày tầng đá tối thiểu 5m Khi thi công, cần thiết phải thực thí nghiệm siêu âm để kiểm tra chất lượng bê tông cho 100% số lượng cọc khoan nhồi Đồng thời phải khoan lấy lõi bê tông mũi cọc để thực thí nghiệm nén mẫu kiểm tra cho 100% số lượng cọc cọc gặp hang castơ Khi thi công cọc đá nên cố gắng cho cọc ngàm vào lớp đá không phong hoá, chiều sâu ngàm tối thiểu 0.5m Lý bên lớp đá khơng phong hố có lớp đá phong hố với cường độ thấp, mũi cọc cắm vào lớp đá phong hóa không huy động chịu tải Trong đá vơi vùng Quảng Ninh, Quảng Bình,… ln có rủi ro xuất hang Castơ khó lường, gây rủi ro lên q trình thi cơng Cần phải khảo sát địa chất cẩn thận, đưa quy trình thi cơng nghiêm ngặt, có giải pháp ứng phó kịp thời có cố xảy Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 59 | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bùi Trường Sơn, Địa chất cơng trình, NXB Đại học gia TP.HCM [2] Võ Phán, Hồng Thế Thao (2016), Phân tích tính tốn móng cọc, Nhà xuất Đại học Quốc gia TP Hồ Chí Minh, TP Hồ Chí Minh [3] GS.TS Vũ Cơng Ngữ, Móng cọc – Phân tích thiết kế, NXB khoa học kỹ thuật, Hà Nội [4] Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10304:2014, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế, Hà Nội [5] Michael Tomlinson, John Woodward, Pile design and construction practice [6] Geo publication, Foundation design and construction, Hongkong [7] Chew Siow Jin, Prediction of shaft resistance of bored pile in limestone, Malaysia [8] Timothy Morton, Assessing driven steel pile capacity on rock using empirical approaches, Canada Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || 60 | Trang ...“CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH DANH MỤC BẢNG BIỂU GIỚI THIỆU TỔNG... Trong đó: - RF hệ số nhám không thứ nguyên - r chiều cao trung bình cạnh thơ - r bán kính danh nghĩa đến đáy cạnh thô - Lt tổng khoảng cách dọc theo tường biên cách cạnh thô - Ls chiều dài danh... THAM KHẢO 60 Báo Cáo Tiểu Luận Môn Học “Cơ Học Đá” || | Trang “CỌC TRONG NỀN ĐÁ” GVHD: PGS.TS Bùi Trường Sơn DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình Móng cọc đá, a) Cọc nhồi, b) Cọc đóng 10 Hình