Nghiên cứu ứng dụng cọc khoan nhồi mở rộng đáy dưới công trình cấu lớn trên nến đất yếu ở đồng bằng sông cửu long

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐOÀN QUỐC TUẤN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY DƯỚI CÔNG TRÌNH CẦU LỚN TRÊN NỀN ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành : Cầu, Tuynen công trình xây dựng khác đường ô tô đường sắt Mã số ngành : 2.15.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ T.P HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2004 LỜ I CẢ M ƠN Trướ c hế t em xin châ n nh m ơn q Thầ y Cô tậ n tình truyề n đạ t cho em nhữ ng kiế n thứ c q bá u suố t khó a họ c Xin châ n nh bà y tỏ lò ng biế t ơn sâ u sắ c đế n thầ y Giá o Sư Tiế n Só Khoa Họ c LÊ BÁ LƯƠNG Thầ y Tiế n Só LÊ BÁ VINH hướ ng dẫ n giú p đỡ em rấ t tậ n tình suố t trình thự c hiệ n hoà n nh luậ n vă n nà y Xin tỏ lò ng biế t ơn đế n lã nh đạo tậ p thể cá c thầ y cô Phò ng Đà o Tạ o Sau Đạ i Họ c Trườ ng Đạ i Họ c Bá ch Khoa Thà nh Phố Hồ Chí Minh tạ o thuậ n lợ i suố t khó a họ c tạ i trườ ng Xin châ n nh m ơn bạ n bè đồ ng nghiệ p tạ o mọ i điề u kiệ n thuậ n lợ i hỗ trợ tô i trình thự c hiệ n luậ n vă n Con xin châ n nh bà y tỏ lòng biế t ơn sâ u sắ c đến cha mẹ , nhữ ng ngườ i thâ n khô ng ngạ i khó khă n vấ t vả để tạ o điề u kiệ n thuậ n lợ i cho đượ c ă n họ c trưở ng nh ngà y hô m Tp Hồ Chí Minh, ngà y 30 thá ng 10 nă m 2004 Đ0À N QUỐ C TUẤ N TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng năm 2004 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Đoàn Quốc Tuấn Ngày, tháng, năm sinh: 13-08-1978 Chuyên ngành: Cầu, Tuynen công trình xây dựng khác đường ôtô đường sắt I Phái: nam Nơi sinh: Gia Lai Mã số học viên: CA 13.036 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY DƯỚI CÔNG TRÌNH CẦU LỚN TRÊN NỀN ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1.NHIỆM VỤ: Nghiên cứu ứng dụng cọc khoan nhồi mở rộng đáy công trình cầu lớn đất yếu Đồng Bằng Sông Cửu Long 2.NỘI DUNG: PHẦN I: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN Chương : Nghiên cứu tổng quan cọc khoan nhồi mở rộng đáy PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN Chương : Nghiên cứu đất yếu Đồng Bằng Sông Cửu Long có liên quan đến đề tài Chương : Nghiên cứu giải pháp cấu tạo thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy Chương : Nghiên cứu giải pháp hợp lý tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi mở rộng đáy Chương : Nghiên cứu phương pháp đánh giá chất lượng cọc khoan nhồi Chương : Nghiên cứu ứng dụng cọc khoan nhồi mở rộng đáy cho công trình cụ thể so sánh hiệu kinh tế- kỹ thuật cọc mở rộng đáy cọc thẳng đường kính PHẦN III : KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Chương : Các nhận xét, kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : CÁN BỘ HƯỚNG DẪN GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS LÊ BÁ VINH CHỦ NHIỆM NGÀNH CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày tháng năm 2004 TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG Cán hướng dẫn khoa học : TS LÊ BÁ VINH Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc sỹ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày ………… tháng ……… năm 2004 LUẬN VĂN THẠC SĨ TÓM TẮT LUẬN VĂN Do nhu cầu phát triển kinh tế nước ta thời kỳ đổi tạo đà cho ngành xây dựng phát triển mạnh Hàng loạt đường cao tốc, trung tâm kinh tế thương mại mọc lên với qui mô ngày lớn đại Do đó, việc lựa chọn thiết kế phương án móng hợp lý có ý nghóa quan trọng không giải vấn đề kỹ thuật mà có ý nghóa lớn mặt xã hội Một giải pháp móng sử dụng có hiệu việc ứng dụng móng cọc khoan nhồi đặc biệt móng cọc khoan nhồi mở rộng đáy Do điều kiện địa chất khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long có chiều dày lớp đất yếu lớn nên việc ứng dụng móng cọc khoan nhồi mở rộng đáy nhằm tăng cường khả chịu tải mũi cọc có ý nghóa, nói giải pháp móng hợp lý cho cầu lớn thi công điều kiện Do đó, việc ứng dụng cọc khoan nhồi mở rộng đáy thực hiện, có ý nghóa to lớn mặt khoa học thực tiễn Phương pháp tính toán, cấu tạo cọc giải pháp thi công phương pháp kiểm tra chất lượng cọc quan tâm nghiên cứu Đồng thời yếu tố ảnh hưởng gây nên khuyết tật cho cọc trình thi công phân tích đánh giá giải pháp hợp lý phòng ngừa khắc phục cố khuyết tật thân cọc đề cập luận văn LUẬN VĂN THẠC SĨ ABSTRACT Thanks to the development of our country’s economics, the capital contructions has strongly developed A number of highways and trading centers has grown on a great scale The choice and design of the foundation play an important part, which not only solves the technical problems but also very meaningful for the society One of the effective solutions of foundation, especially the enlarged bottom bored piles Due to the geological condition, Mekong River Delta is a place of a weak stratum of large thickness Therefore, the application of enlarged – bottom piles to strengthen the bearing capacity of the pile bases is very meaningful and is suitable foundation solution for the big bridges Thus, the study and application of enlarged bottom of bored piles have been carried out practically and scientifically The calculating and constructing methods as well as the testing of piles quality have been taken into account Besides, the factors affecting the constructing that cause the faults of bored piles have been analyzed and assessed Also, some preventive measures and suitable solution to overcome these obstacles have been mentioned in my thesis LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẦN I : TỔNG QUAN MỤC LỤC CHƯƠNG : NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY I Tổng quan Tình hình nghiên cứu, sử dụng cọc khoan nhồi cọc khoan nhồi mở rộng đáy I.1 Caùc nghiên cứu giới cọc khoan nhồi, cọc khoan nhồi mở rộng đáy thiết bị I.2 Các công trình ứng dụng cọc khoan nhồi cọc khoan nhồi mở rộng đáy nước Việt Nam I.2.1 Ở nước ngoaøi: I.2.2 Tại Việt Nam II Những vấn đề tồn liên quan đến chất lượng cọc khoan nhồi II.1 Một số công trình điển hình gặp cố cọc khoan nhồi II.2 Một số hư hỏng khuyết tật điển hình .11 II.3 Phân tích cố xảy trình thi công cọc khoan nhồi 13 II.3.1 Sự cố trình khoan nguyên nhân gây ra: 13 II.3.2 Sự cố cấu tạo, gia công hạ lồng thép 14 II.3.3 Sự cố trình đổ bê tông .14 II.3.4 Sự cố rút ống vách 16 III đáy Các vấn đề liên quan đến tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi mở rộng .16 IV Nhận xét kết luận .17 LUẬN VĂN THẠC SĨ PHẦN II : NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN CHƯƠNG : NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG CÓ LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI I Cấu trúc địa chất .18 I.1 Mặt địa tầng 18 I.1.1 Tầng bồi tích trẻ hay gọi trầm tích Haloxen: 18 I.1.2 Tầng bồi tích cổ hay trầm tích Pleitoxen: 19 I.2 Phân bố đất yếu Đồng Bằng Sông Cửu Long .19 I.2.1 Khu vực I : 21 I.2.2 Khu vực II : 21 I.2.3 Khu vực III : 22 I.2.4 Khu vựv IV : 23 I.2.5 Khu vực V 24 I.3 Mặt cắt dọc địa chất công trình tiêu biểu 25 I.4 Các đặc trưng lý đất công trình tiêu biểu 25 II I.4.1 Cơ sở lý thuyết để thống kê tiêu lý đất .25 I.4.2 Thực thống kê số liệu địa chất công trình cụ thể: 27 Nhận Xét Về Nghiên Cứu Đi Sâu Và Phát Triển : .27 LUẬN VĂN THẠC SĨ CHƯƠNG : NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẤU TẠO VÀ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY I Cấu tạo cọc khoan nhồi mở rỘng đáy .30 I.1 Caùc dạng cọc khoan nhồi mở rộng đáy 30 I.2 Cấu tạo điển hình cọc khoan nhồi mở rộng đáy dạng hình chuông 31 I.2.1 Cấu tạo lồng cốt thép : 31 I.2.2 Lắp đặt ống thăm dò để kiểm tra chất lượng cọc: 34 I.2.3 Yêu cầu chất lượng bê tông: .34 I.2.4 Xây dựng công thức tính toán xác định kích thước cọc khoan nhồi mở rộng đáy dựa sở lý thuyết tạo vòm 35 I.2.5 Cấu tạo bố trí cọc móng: 42 I.2.6 Nhận xét kiến nghị: 43 II Giải pháp thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy 44 II.1 Sơ lược lịch sử phát triển phướng pháp thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy 44 II.1.1 Phương pháp Chicago(1892) : .44 II.1.2 Phương pháp Gow: 44 II.1.3 Phương pháp móng sâu Kida (1930): 44 II.1.4 Phương pháp thi công cọc có đường kính lớn(London-1966): 45 II.1.5 Phương pháp thi công móng sâu đào máy theo kiểu “Kitanaga” (1971): .45 II.1.6 II.2 Phương pháp thi công Đức (1972) 46 Thiết bị thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy .46 II.2.1 Giới thiệu chung: .46 II.2.2 Thieát bị thi công phần cọc thẳng .49 LUẬN VĂN THẠC SĨ II.2.3 Thiết bị khoan mở rộng đáy 52 II.2.4 Các thiết bị hỗ trợ .57 II.3 III Công nghệ thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy 60 II.3.1 Điều kiện lựa chọn phương pháp thi công 60 II.3.2 Các phương pháp thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy 60 II.3.3 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy 65 cố thường gặp trình thi công giải pháp khắc phục 73 III.1 Giai đoạn khoan tạo lỗ .73 III.1.1 Oáng vaùch: 73 III.1.2 Vữa bentonite: 74 III.1.3 Thiết bị tốc ñoä khoan .75 III.1.4 n định làm hố khoan 75 III.2 Trong giai đoạn cấu tạo, gia công hạ lồng thép 76 III.3 Giai đoạn đổ bê tông coïc 77 IV Các khuyết tật thường gặp cọc khoan nhồi giải pháp khắc phục 78 IV.1 Các khuyết tật thường gặp nguyên nhân gây chúng: .78 IV.2 Một số giải pháp khắc phục sửa chữa khuyết tật cọc khoan nhồi 79 V IV.2.1 Vữa 80 IV.2.2 p lực bơm khối lượng vữa bơm 81 IV.2.3 Thi công bơm vữa 82 Nhận Xét Về Nghiên Cứu Đi Sâu Và Phát Triển 84 LUẬN VĂN THẠC SĨ - 172 - ƒ Chất lượng bê tông vữa bentonite yếu tố ảnh hưởng lớn đến chất lượng cọc vấn đề phải quan tâm kỹ lưỡng ƒ Về vấn đề khảo sát thủy văn : vấn đề khảo sát thủy văn thông thường cần phải xác định thêm số tiêu sau: Thành phần khoáng vật hạt sét, tiêu hoá đất, hoá nước, tượng cát chảy đất yếu để có sở lựa chọn phương pháp giữ thành vách cho phù hợp (lựa chọn bentonite, ống vách, giải pháp chống ăn mòn cốt thép) ƒ Yêu cầu thời gian thi công : thời gian khoan tạo lỗ ngắn tốt (không 24 giờ), thời gian cho phép đỗ bê tông không ƒ Đối với vấn đề khắc phục sửa chữa khuyết tật thân cọc, xử lý đất mũi cọc phương pháp hữu hiệu phun vữa ƒ Việc khắc phục sửa chữa khuyết tật cọc khoan nhồi khó khăn tốn kém, không đạt hiệu mong muốn Do nên đề phòng xảy cố gây nên khuyết tật chuẩn bị đối phó khắc phục sửa chữa khuyết tật cọc Về vấn đề tính toán sức chịu tải (SCT) cọc khoan nhồi : a Nhóm công thức xác định sức chịu tải cọc dựa kết thí nghiệm đất trường : ƒ Đối công thức xác định sức chịu tải cọc theo tiêu chuẩn AASHTO Mỹ, AIJ Nhật kiến nghị sử dụng Trong để tính toán sức chịu tải mũi thành phần ma sát hông kiến nghị sử dụng đường kính đáy mở rộng hiệu chiều dài cọc hiệu tính toán sau: D0 = D – (0.1 ÷ 0.2)m - 173 - LUẬN VĂN THẠC SĨ L1 = Lcọc – H Trong : Do : đường kính đáy mở rộng hiệu quả, xét đến ảnh hưởng thiếu bê tông cục ảnh hưởng cặn lắn vách hố mở rộng D : đường kính đáy mở rộng (đường kính thiết kế) L1 : chiều dài cọc hiệu để tính toán thành phần ma sát hông Lcọc : chiều dài thực cọc H : chiều cao phần đáy mở rộng ƒ Đối với phương pháp thực nghiệm xác định thành phần sức kháng hông fs sức kháng mũi qp đơn vị đất rời đất dính phương pháp ALSAMMAN, (1995) GWIZDALA, (1984) kiến nghị sử dụng b Nhóm công thức xác định sức chịu tải cọc dựa đặc trưng lý đất nền: ƒ Theo TCXD 205 : 1998: Để ứng dụng tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi mở rộng đáy Tác giả kiến nghị bổ sung hệ số ảnh hưởng n1 sử dụng đường kính đáy mở rộng hiệu D0 chiều dài cọc hiệu L1 công thức tính toán thể sau : Qtc = m(mRqpn1Ap + uΣmffili) (4 – 89) Trong : n1 : hệ số chiết giảm kể đến ảnh hưởng gia tăng diện tích mũi cọc: - Chọn n1 = 0.8 D 2.0m - Choïn n1 = 1.0 D 1.5m - 174 - LUẬN VĂN THẠC SĨ ƒ Theo 20 TCN 21-86: ta nhận thấy chất công thức giống với công thức xác định sức chịu tải cọc theo TCXD 205 : 1998 Do kiến nghị sử dụng công thức theo TCXD 205 : 1998 (có kiến nghị bổ sung) để tính toán sức chịu tải cọc khoan nhồi mở rộng đáy ƒ Đối với công thức dự tính sức chịu tải cọc khoan nhồi mở rộng đáy theo tiêu cường độ đất nền, kiến nghị sử dụng công thức theo TCXD 195 – 1997 (kiến nghị có bổ sung) : sử dụng đường kính đáy mở rộng hiệu D0, chiều dài cọc hiệu L1 tính toán kiến nghị bổ sung hệ số n xét đến ảnh hưởng gia tăng diện tích mũi cọc lấy sau : - Chọn n = 0.8 D 2.0m - Choïn n = 1.0 D 1.5m Khi công thức tính thể sau : Qu = Asfs + nApqp Công thức dự tính sức chịu tải cho phép cọc khoan nhồi mở rộng đáy (theo viện nghiên cứu thiết kế xây dựng thành phố BẮC KINH TQ) kiến nghị sử dụng : Pa = πdΣfiLi + nRjAp Vấn đề kiểm tra, đánh giá chất lượng cọc khoan nhồi: ƒ Trong điều kiện thi công bình thường kiến nghị sử dụng phương pháp siêu âm để kiểm tra cọc Trừ trình thi công có xảy cố : chất lượng bê tông không đạt, trục trặc đổ bê tông mà siêu âm không phát khuyết tật kiến nghị sử dụng phương pháp tán xạ tia gamma nghi ngờ tiếp tục cho tiến hành khoan lấy lõi cọc Mặt khác, có xu hướng LUẬN VĂN THẠC SĨ - 175 - sử dụng ống đặt sẵn thép thay cho ống nhựa PVC để siêu âm cọc, điều ảnh hưởng nhiều đến biểu đồ sóng cọc Khi sử dụng ống sắt biểu đồ sóng có độ đồng cao mật độ vật chất thép cao nhiều so với bê tông, điều làm cho lầm tưởng bê tông có độ đồng tốt, khuyết tật bê tông khó phát Vì vậy, kiến nghị không nên sử dụng ống đặt sẵn thép mà nên dùng ống nhựa PVC ƒ Qua phân tích chương tác giả luận văn kiến nghị sử dụng phương pháp thử tónh hộp tải trọng OSTERBERG vìø phương pháp phương pháp ưu việt để đánh giá sức chịu tải cọc khoan nhồi ƒ Trong trường hợp lý không sử dụng phương pháp thử tải tónh hộp tải trọng OSTERBERG công trình cầu lớn (thông thường phải sử dụng nhiều cọc khoan nhồi) để đánh giá khả chịu tải cọc tác giả kiến nghị sau: trước tiên ta thử động biến dạng lớn (PDA) cọc sau tiến hành thử tải tónh truyền thống cọc So sánh kết điều chỉnh biến đầu vào phương pháp động để kết thử động phù hợp với kết thử tónh Sau đó, ta tiến hành thử động cọc lại với biến đầu vào điều chỉnh bước trước Lúc kết thử động không sai khác nhiều với kết thử tónh ta yên tâm sử dụng phương pháp thử động PDA thay cho phương pháp thử tải tónh truyền thống để xác định sức chịu tải cọc lại - 176 - LUẬN VĂN THẠC SĨ II CÁC VẤN ĐỀ CẦN NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Nghiên cứu đặc tính truyền tải trọng của cọc khoan nhồi mở rộng đáy điều kiện địa chất Đồng Bằng Sông Cửu Long Nghiên cứu giải pháp bơm vữa với áp lực cao để cải thiện khả chịu tải mũi cọc khoan nhồi Nghiên cứu làm việc ổn định bê tông mũi cọc nhằm kiểm tra ổn định trượt phần bê tông vị trí mở rộng Nghiên cứu ảnh hưởng thời gian thi công độ nhớt bentonite đến sức chịu tải cọc W W W TÀI LIỆU THAM KHẢO HOÀNG VĂN TÂN, TRẦN ĐÌNH NGÔ, PHAN XUÂN TRƯỜNG, PHẠM XUÂN, NGUYỄN HẢI: Những Phương Pháp Xây Dựng Công Trình Trên Đất Yếu – NXB Xây Dựng, 1997 JOSEPH E BOWLES, P.E., S.E: Foundation Analysis and Design – Mcgraw-Hill Companies, Inc., 1997 LÊ BÁ LƯƠNG: Ngiên Cứu Tính Toán Thiết Kế Móng Cọc Khoan Nhồi Cho Các Công Trình – Tài Liệu Hội Thảo Về Thiết Kế Và Xây Dựng Nhà Cao Tầng Tại Tp HCM (tập 2), tháng 01/1997 LÊ KIỀU: Phương Pháp Gia Tải Kiểu Osterberg Kiểm Tra Chất Lương Cọc Khoan Nhồi – Tạp chí Xây Dựng số 05/1999 LÊ ĐỨC THẮNG: Tính Toán Móng Cọc – NXB Giao Thông Vận Tải, 1998 N.A.XUWTOOVICH: Cơ Học Đất (bảng dịch) – Nhà Xuất Mir Maxcơva, 1987 NGUYỄN BÁ KẾ, NGUYỄN HỮU ĐẨU: Chất lượng Móng Cọc Quản Lý Đánh Giá – NXB Giao Thông Vận Tải, 2002 NGUYỄN BÁ KẾ: Thi Công Cọc Khoan Nhồi – NXB Xây Dựng, Hà Nội, 1999 NGUYỄN HỮU ĐẨU: Công Nghệ Nhồi Trong Tầng Sét Dẻo Nhão – NXB Xây Dựng Hà Nội, 2000 10 R.WHITLOW: Cơ Học Đất (tập + 2) – NXB Giáo Dục, 1999 11 TRẦN THỊ HỒNG: Nghiên cứu Ứng Dụng Thiết Bị Công Nghệ Khoan Cọc Nhồi Mở Rộng Đáy Trong Điều Kiện Địa Chất KHCN Tập 3, số 7, 8/2002 12 VŨ CÔNG NGỮ, NGUYỄN THÁI: Thí Nghiệm Đất Hiện Trường Ứng Dụng Trong Phân Tích Nền Móng – NXB Khoa Học Kó Thuật, 2003 13 VŨ CÔNG NGỮ: Thiết Kế Tính Toán Móng Nông - Tủ sách NXB Xây Dựng Hà Nội BẢNG 2-1 : TỔNG HP CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA CÁC LỚP ĐẤT Công trình : CẦU CÁI GIA LỚN (TỈNH ĐỒNG THÁP) Thành phần hạt P% Tên TÊN LỚP STT Sỏi sạn lỗ khoan Độ sâu CGL01 " Riêng cho cát Hạt cát Bột Từ Từ Từ Từ Từ Từ Từ 10 5.0 2.0 1.0 0.5 0.25 0.1 Từ Sét Độ Từ đến đến đến đến đến đến đến đến đến 10 6.0 - 6.5 Tỷ trọng trọng mẫu 2.0 - 2.5 Dung Dung 18.5 56.6 8.3 W 15.6 40.5 thiên khô γw γd trọng hòa ∆ g/cm3 g/cm3 1.77 1.80 1.22 1.28 2.68 2.69 roãng TN Sr n eo % % 100 54 99 52 nghæ nghỉ rỗng rỗng khi lớn nhỏ khô ướt nhất αd αw e max e 1.197 1.102 Giới Chỉ hạn hạn số Độ chảy dẻo dẻo sệt Wl Wp Ip B % % % 33.8 24.2 9.6 33.0 23.7 9.3 1.81 10.0 - 10.5 1.0 10.2 31.6 13.8 43.4 53.5 1.66 1.08 2.69 97 60 1.491 40.5 26.6 13.9 1.94 " 14.0 - 14.5 2.0 11.3 31.6 14.0 41.1 36.0 1.75 1.29 2.68 89 52 1.078 35.4 25.4 10.0 1.06 " 18.0 - 18.5 1.0 7.9 37.0 45.0 41.5 1.75 1.24 2.69 95 54 1.169 37.0 23.0 14.0 1.32 " 22.0 - 22.5 1.0 9.7 37.8 13.8 37.7 39.3 1.77 1.27 2.68 95 53 1.110 37.4 23.0 14.4 1.13 CGL02 3.0 - BÙN SÉT CAÙT " " 3.2 2.0 6.6 5.0 - 5.2 5.0 20.6 33.7 18.0 6.5 9.2 - 9.4 1.0 3.0 9.4 0.25 1.389 1.319 1.221 1.146 1.090 1.138 1.109 1.059 1.017 0.986 C kG/cm2 o 0.072 o 0.067 o 0.046 o 19 35' 17 50' 0.112 0.175 0.245 0.306 14 37' 0.104 0.165 0.224 0.286 13 35' 0.044 0.128 0.175 0.224 0.275 o 11 8' 0.078 0.120 0.165 0.214 0.265 10 59' o 0.070 o 0.09 o 0.08 o 0.08 o 0.08 o 0.07 o 0.06 o 0.03 o 0.182 2.70 90 57 1.308 44.2 30.5 13.7 0.95 1.246 1.203 1.153 1.116 1.088 0.118 0.147 0.167 0.196 49' 16.2 39.5 1.77 1.27 2.69 95 53 1.118 42.5 26.0 16.5 0.82 1.079 1.051 1.013 0.987 0.967 0.098 0.118 0.133 0.153 08' 28.9 46.6 1.72 1.17 2.70 96 57 1.308 42.9 26.1 16.8 1.22 1.203 1.126 1.026 0.968 0.926 0.098 0.118 0.137 0.157 29' " 13.3 - 13.5 1.0 4.0 12.4 28.0 19.9 34.7 45.4 1.67 1.15 2.71 91 58 1.357 38.4 24.9 13.5 1.52 1.295 1.246 1.168 1.101 1.042 0.118 0.157 0.196 0.235 55' 11 " 16.9 - 17.1 4.0 9.0 44.2 15.1 39.2 1.74 1.25 2.70 91 54 1.160 34.2 27.8 6.4 1.78 1.116 1.083 1.040 1.013 0.992 0.098 0.118 0.137 0.176 49' 7.1 20.6 12 " 20.8 - 21.0 1.0 25.7 26.6 17.8 28.9 38.2 1.75 1.27 2.70 92 53 1.126 35.0 21.7 13.3 1.24 1.091 1.066 1.032 1.009 0.994 13 " 25.0 - 25.2 12.0 15.9 32.8 15.6 23.7 37.6 1.75 1.27 2.69 91 53 1.118 32.7 26.8 5.9 1.83 1.080 1.051 1.013 0.987 0.969 14 " 29.1 - 29.3 6.0 45.9 1.70 1.17 2.70 95 57 1.308 39.9 23.2 16.7 1.36 1.239 1.190 1.130 1.089 1.059 42.2 1.7 1.2 2.7 93.9 54.8 1.2 38.5 1.78 1.29 2.73 94 53 1.116 4.0 CGL01 28.0 - 28.5 33.0 17.7 10.8 28.5 2.5 20.2 20.3 57.0 43.3 25.3 18.0 0.73 1.048 1.008 0.953 0.917 0.891 " 32.0 - 32.5 6.3 21.6 17.1 55.0 34.2 1.84 1.37 2.72 94 50 0.985 38.8 21.6 17.2 0.73 0.922 0.881 0.826 0.792 0.768 " 36.0 - 36.5 4.5 25.7 16.0 53.8 39.0 1.82 1.31 2.72 99 52 1.076 42.3 23.3 19.0 0.83 1.010 0.955 0.876 0.829 0.799 " 40.0 - 40.5 5.8 28.5 14.6 51.1 39.0 1.80 1.29 2.73 95 53 1.116 43.1 23.7 19.4 0.79 1.056 1.002 0.921 0.873 0.841 4.0 32.1 19.0 13.4 28.5 34.3 1.80 1.34 2.72 91 51 1.030 33.9 21.2 12.7 1.03 1.002 0.983 CGL02 31.0 - 31.2 09 ' 0.168 0.216 0.294 0.392 0.549 21 ' 0.153 0.235 0.265 0.323 0.353 44 ' 0.216 0.260 0.240 1.29 2.71 90 52 1.101 39.5 25.5 14.0 0.80 1.052 1.016 0.969 0.936 0.911 " 35.3 - 35.5 1.2 25.8 27.0 19.3 26.7 37.9 1.80 1.31 2.70 96 51 1.061 39.5 27.6 11.9 0.87 0.987 0.926 0.853 0.814 0.786 " 39.1 - 39.3 1.4 15.4 20.3 20.0 42.9 41.1 1.73 1.23 2.71 93 55 1.203 48.3 28.3 20.0 0.64 1.140 1.096 1.036 0.996 0.966 10 " 45.0 - 45.2 1.0 CGL01 44.0 - 44.5 " " 46.0 - 46.5 3.0 48.0 - 48.5 2.0 CGL02 47.1 - 47.3 " " 2.0 49.2 - 49.4 1.0 4.0 2.71 92 53 1.117 47.4 92 53 1.117 43.4 17.6 0.68 4.7 16.3 18.1 60.9 50.4* 1.70* 1.13 2.74 97 59 1.425 58.1* 32.8* 25.3 0.70 2.73 91 39 0.635 29.0 0.45 31.4 29.9 9.2 27.5 21.2 22.1 2.02 2.01 10.8 23.6 21.0 42.6 30,6* 1.85 19.8 28.3 15.7 31.2 20.4 2.01 2.01 1.65 1.42 1.67 1.67 2.72 2.70 2.72 2.72 93 92 89 88 39 47 39 39 0.648 30.7 0.901 0.629 29.1 CGL01 51.0 - 51.45 6.5 49.0 23.4 6.3 2.5 12.3 19.1 2.66 34 27 1.349 0.617 0.629 29.7 14.4 50.0 15.9 5.5 2.5 10.4 18.1 2.65 34 23 1.284 0.631 2.0 49.0 15.7 16.6 4.1 12.6 18.6 2.65 37 26 1.236 0.592 Lớp 4: CÁT hạt nhỏ lẫn bột sét " 53.0 - 53.45 1.9 8.8 46.3 18.1 9.8 3.2 11.9 21.2 2.66 36 26 1.269 0.657 sỏi sạn " 55.0 - 55.45 3.1 7.5 45.0 19.7 11.3 3.7 9.7 18.5 2.66 36 26 1.264 0.647 CGL02 50.0 - 50.45 14.9 16.2 14.1 14.5 48.4* 24.7* 23.7 4.6 1.3 20.3 25.9 15.5 31.7 20.6 1.67 2.0 53.0 - 53.45 0.56 2.71 29.1 25.8 21.5 1.28 51.0 - 51.2 " 25.9 26.7 23.0 39.5 9.7 1.77 1.28 9.8 28.0 30.2 37.8 1.76 17.6 16.7 11.5 13.0 0.41 0.25 0.26 0.28 1.080 1.050 1.068 1.031 0.606 0.587 0.617 0.599 0.868 0.842 0.607 0.590 0.601 0.581 o 0.274 0.353 0.510 1.77 38.0 41' 0.235 36.7 28.9 23.2 37.1 0.286 0.374 0.484 0.960 0.946 0.938 27.4 19.1 15.8 34.7 9.6 0.231 0.150 3.0 1.2 56' 0' 33.2 - 33.4 41.2 - 41.4 0.069 0.078 0.118 0.157 0.275 0.396 0.517 " " 55' 0.209 3.0 0.098 0.137 0.176 0.216 1.4 SÉT dẻo chảy dẻo cứng 0,144* 0,233* 0,306* 0,388* ϕ độ 1.17 dẻo mềm dính 1.68 Lớp 2: SÉT CÁT Lực ma sát 0,160* 0,252* 0,337* 0,428* 1.053 1.013 0.961 0.923 0.897 Góc nội 10 LỚP 3: cấp áp lực P ( kG/cm ) 0.25 0.5 0.75 43.5 32.4 22.7 10.1 26.2 33.9 23.8 Cường độ kháng cắt t ứng với cấp áp lực P ( kG/cm ) 0.5 1.5 2.13 " LỚP 1: THÍ NGHIỆM CẮT TRỰC TIẾP Hệ số rỗng e ứng với 9.1 THÍ NGHIỆM NÉN NHANH 1.011 0.980 0.955 0.975 0.933 0.901 0.561 0.543 0.530 0.572 0.552 0.537 0.808 0.784 0.765 0.569 0.553 0.540 0.555 0.538 0.526 0.294 0.333 0.392 0.470 57 ' 0.255 0.314 0.372 0.412 28 ' 0.286 0.363 0.451 0.561 4' 0.336 0.466 0.683 0.918 12 58' 0.320 0.529 0.451 0.451 0.446 0.653 0.877 o 0.243 o 0.226 o 0.216 0.415 0.338 0.305 12 25' 0.647 0.843 1.098 12 37 ' 0.647 0.862 1.156 15 12 ' 0.608 0.882 1.196 16 26 ' Bảng 6-2 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY THEO CÔNG THỨC GỐC CÓ ĐIỀU CHỈNH (Theo thí nghiệm Trong Phòng - TCXD 195 : 1997- VIỆT NAM) BỘä PHẬN: CỌC TRỤ T4 TÊN CẦU: CẦU KHÁNH AN VÀO SỐ LIỆU Tiết diện cọc (đường kính cọc) Chiều dài cọc Chu vi cọc Diện tích mặt cắt ngang cọc Mác thết kế bê tông cọc Cường độ tính toán bê tông cọc Trọng lượng riêng bê tông Số cốt thép dọc Đườngkính cốt thép Cường độ giới hạn chảy cốt thép Cường độ tính toán cốt thép PP thi công cọc:'1': có bentonite, '0': không Hệ số sức chịu tải mũi cọc Hệ số sức chịu tải ma sát hông Hệ số an toàn cho sức c.tải mũi cọc Hệ số an toàncho sức c.tải ma sát hông 1500 63.6 4.71 4.52 300 600 2.5 32 25.0 24000 16000 0.55 2.5 d L P Ap M Ru gb nt dt Rc Ran Nc a FSp FSs Các số liệu thí nghiệm địa chất Loại đất Cđộ Cdày Lớp đáy lớp lớp li c >0:dính u số: (m) (m) MNN MĐTK 2a -1.50 -22.3 20.80 -27.0 4.70 -30.2 3.20 -36.0 5.80 -59.6 23.60 -67.30 7.70 -72.5 5.20 0.00 0.00 0.00 71.00 Sức chịu tải cực hạn ma sát hông : Qs = As.fs=P.L.fs fs d = a.cu (đất dính), fs r = sv.Ks.tgja (đất rời) gw cu d d d d d d r tỷ số Zc/d Kstgja tra Hình 2, 3- TCXD 195 với j = j' - 3o j' sv= Z.gdn N.laiï :rời 'd':dính, 'r ': rời mm m m m2 kg/cm2 t/m2 t/m3 mm t/m2 t/m2 Zc t/m3 t/m2 m 0.56 0.6 1.06 4.9 0.92 4.8 1.02 7.2 0.84 10.0 0.91 7.8 1.67 liD licn s vD svcn Kstgja o 4.0 29 22 19 21 16 37 m t/m2 m 9.8 - - 5.2 - t/m2 - 10.3 - fs d fs r với: £10 (svD) (svcn) t/m2 0.15 - t/m2 0.3 2.7 2.6 4.0 5.5 4.3 - gwtb = 0.997 - t/m2 1.6 - Qs taán 32.3 59.6 39.8 108.2 611.7 155.3 38.0 - Tổng cộng: 1045.0 Sức chịu tải cực hạn mũi cọc : Qp = nAp.qp = qp = Nc.cu = ,với: cu= đất dính qp = Nq.svp = 520 , với: svp= 15.3 đất rời SỨC CHỊU TẢI TÍNH TOÁN CỦA CỌC: 877 1882.4 Nq= 68 (n lấy 0.8) (tra hình 1, với j = j' - 3o = Sức C.tải cho phép theo đất Qa = Qs/FSs+Qp/FSp - Wp 877 Sức C.tải cho phép theo vật liệu Qa = Ru.Ap + Ran.Fa 2966 34 o ) Bảng 6-3 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI THEO CÔNG THỨC GỐC (Theo thí nghiệm Trong Phòng - TCXD 195 : 1997- VIỆT NAM) BỘä PHẬN: CỌC TRỤ T4 TÊN CẦU: CẦU KHÁNH AN VÀO SỐ LIỆU Tiết diện cọc (đường kính cọc) Chiều dài cọc Chu vi cọc Diện tích mặt cắt ngang cọc Mác thết kế bê tông cọc Cường độ tính toán bê tông cọc Trọng lượng riêng bê tông Số cốt thép dọc Đườngkính cốt thép Cường độ giới hạn chảy cốt thép Cường độ tính toán cốt thép PP thi công cọc:'1': có bentonite, '0': không Hệ số sức chịu tải mũi cọc Hệ số sức chịu tải ma sát hông Hệ số an toàn cho sức c.tải mũi cọc Hệ số an toàncho sức c.tải ma sát hông 1500 66.0 4.71 4.91 300 600 2.5 32 25.0 24000 16000 0.55 2.5 d L P Ap M Ru gb nt dt Rc Ran Nc a FSp FSs Các số liệu thí nghiệm địa chất Loại đất Cđộ Cdày Lớp đáy lớp lớp li c >0:dính u số: (m) (m) MNN MÑTK 2a -1.50 -22.3 20.80 -27.0 4.70 -30.2 3.20 -36.0 5.80 -59.6 23.60 -67.30 7.70 -72.5 5.20 0.00 0.00 0.00 71.00 Sức chịu tải cực hạn ma sát hông : Qs = As.fs=P.L.fs fs d = a.cu (đất dính), fs r = sv.Ks.tgja (đất rời) cu gw d d d d d d r tỷ số Zc/d Kstgja tra Hình 2, 3- TCXD 195 với j = j' - 3o j' sv= Z.gdn N.laiï :rời 'd':dính, 'r ': rời mm m m m2 kg/cm2 t/m2 t/m3 mm t/m2 t/m2 Zc t/m t/m licn s vD svcn Kstgja o m 0.56 0.6 1.06 4.9 0.92 4.8 1.02 7.2 0.84 10.0 0.91 7.8 1.67 liD 4.0 29 22 19 21 16 37 m t/m2 m 9.8 - - 5.2 - t/m2 - 10.3 - fs d fs r với: £10 (svD) (svcn) t/m2 0.15 - 0.3 2.7 2.6 4.0 5.5 4.3 - gwtb = 0.997 t/m2 - t/m2 1.6 - Qs taán 32.3 59.6 39.8 108.2 611.7 155.3 38.0 - Tổng cộng: 1045.0 Sức chịu tải cực hạn mũi cọc : Qp = Ap.qp = qp = Nc.cu = ,với: cu= đất dính = Nq.s = , vớ i: svp= 15.3 q đất rời 520 p vp SỨC CHỊU TẢI TÍNH TOÁN CỦA CỌC: 1094 2554.0 Nq= 68 (tra hình 1, với j = j' - 3o = Sức C.tải cho phép theo đất Qa = Qs/FSs+Qp/FSp - Wp 1094 Sức C.tải cho phép theo vật liệu Qa = Ru.Ap + Ran.Fa 3197 34 o ) Bảng - TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY THEO CÔNG THỨC GỐC (Theo thí nghiệm Hiện Trường(SPT) - TCXD 195 : 1997- VIỆT NAM) BỘä PHẬN: CỌC TRỤ T4 TÊN CẦU: CẦU KHÁNH AN VÀO SỐ LIỆU Tiết diện cọc (đường kính cọc) Chiều dài cọc Chu vi cọc Diện tích mặt cắt ngang cọc Mác thết kế bê tông cọc Cường độ tính toán bê tông cọc Trọng lượng riêng bê tông Số cốt thép dọc Đườngkính cốt thép Cường độ giới hạn chảy cốt thép Cường độ tính toán cốt thép PP thi công cọc:'1': có bentonite, '0': khoâng d L P Ap M Ru gb nt dt Rc Ran 1500 66.00 4.71 4.91 300 600 2.5 32 25.0 24000 16000 mm m m m kg/cm t/m t/m mm t/m t/m Sức C.tải cho phép theo đất Các số liệu thí nghiệm địa chất Chỉ số N 20 40 60 Cđộ đáy lớp Lớp số: (m) -10 độ sâu(m) -20 -30 -40 -50 -60 -70 MNN MđTK 2a -1.50 -22.3 -27.0 -30.2 -36.0 -59.6 -67.30 -72.5 - Cdày lớp li Loại đất (m) N.laiï : rời 20.80 4.70 3.20 5.80 23.60 7.70 5.20 - -80 71.00 SỨC CHỊU TẢI TÍNH TOÁN CỦA CỌC: Công thức: Qa = Qas+Qap - Wp gw N cu>0:dính t/m3 'd':dính, 'r ': rời d d d d d d r tb gw = t/m2 Qas = P.SbNi.li tb Wp=L.Ap.(gb-gw ) b= Qap = 1.5 NmAp Qas Qap Wp tấn 0.15:Rời 0.43:Dính 1.56 2.06 1.92 2.02 1.84 1.91 2.67 1.997 16.0 13.0 18.7 21.7 18.3 50.0 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 0.43 50.0 =Nm Toång cộng: 1983 Sức C.tải cho phép theo đất Qa = Qas + Qap - Wp 1983 Sức C.tải cho phép theo vật liệu Qa = Ru.Ap + Ran.Fa 3197 taán 152.38 84.30 219.42 1036.29 285.53 1778.00 368.00 -163 Bảng 6-6 TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY (Theo - AASHTO - 1992 ) BỘä PHẬN: CỌC TRỤ T4 TÊN CÔNG TRÌNH: CẦU KHÁNH AN VÀO SỐ LIỆU 1500 mm, đáy cọc,dd: Đường kính thân cọc,d: Chiều dài cọc L Diện tích mặt cắt ngang thân cọc Ap Mác thết kế bê tông cọc M Cường độ tính toán bê tông cọc Ru Trọng lượng riêng bê tông gb Số cốt thép dọc nt Đườngkính cốt thép dt Cường độ giới hạn chảy cốt thép Rc Cường độ tính toán cốt thép Ran PP thi công cọc:'1': có bentonite, '0': không Hệ số sức chịu tải ma sát hông a Hệ số an toàn yêu cầu FS 2400 63.6 1.77 300 600 2.5 32 25.0 24000 16000 0.55 2.5 mm m m2 kg/cm2 t/m2 t/m3 mm t/m2 t/m2 Sức Chịu Tải Của Cọc Theo Đất Neàn Qu = Qs + QT - W = 3480.4 taán Qu £ 0.7Qs + W = 1115 taán Qa = Qu/FS = 1392.2 taán Qs = p dS fsi li = 1352 taán QT = qT*At = 2297 taán W = L.Ap.(gb-gn) = 168.59 Sức chịu tải cực hạn ma sát hông: Qs = p dS fsi li fsi = ai.cui , fsi £ 26.8t/m2 Cho đất dính fsi = gi'.hi.bi, ; fsi £19.5t/m2 Cho đất rời Các số liệu thí nghiệm địa chất Lớp số: MNN MĐTK 2a Cđộ đáy Cdày lớp Csâu đến lớp li lớp hi (m) -1.50 -22.3 -27.0 -30.2 -36.0 -59.6 -67.30 -72.5 (m) (m) 20.80 4.70 3.20 5.80 23.60 7.70 5.20 - 10.40 23.15 27.10 31.60 46.30 61.95 68.40 - C.dài cọc đất, h: 71.00 Loại đất gdn cu t/m3 t/m2 N cu>0:dính N.laiï :rời 'd':dính, 'r ': rời d d d d d d r gwtb = 0.56 1.06 0.92 1.02 0.84 0.6 4.9 4.8 7.2 10.0 7.8 0.91 1.67 Đất dính: qT £ 390t/m2; qT = Neáu dd £ 1.9m, qT=Nc.cut; qT = Nc=6[1+0.2(h/dd)]; Nc £ ; Nc = Neáu dd >1.9m, qT=FR.Nc.cut qT = FR = FR=[2.5/(a.dd/12+2.5b)]; a=0.0071+0.0021(h/dd); a £ 0.015; a = b= b=0.45(cut )0.5 ; 0.5 £a £1.5; 16.0 13.0 18.7 21.7 18.3 50.0 kohảng li = d cách mũi cọc a =0.55, khoảng lại βi = 1.5−0.244 `hi ; 1.2 > bi > 0.25 fs i bi svi' = Qs gi'.hi đ.dính đất rời t/m2 t/m2 t/m2 5.8 0.3 30.0 14.1 2.7 59.6 18.1 2.6 39.8 22.5 4.0 108.2 35.4 5.5 611.7 48.8 4.3 155.3 0.250 56.7 14.2 347.1 - 0.997 2297 Lực dính không thoát nước cut = r 0.00 9.00 0.00 2.00 0.015 0.5 1352.0 Tổng cộng: Sức chịu tải cực hạn mũi cọc: Qp = 0.25pdd2.qT = Loại dất mụi cọc, 'd': dính; 'r ': rời: a =0, khoảng li=1.5m cách MĐTK Chỉ số SPT = Đất rời: qT = Nếu dd£1.3m:qT= 5.85N £ 438.7,qT= Nếu dd>1.3m:qT=5.85(50/12dd);qT = SỨC CHỊU TẢI TÍNH TOÁN CỦA CỌC: 1392 Qa = Qu/FS Sức C.tải cho phép theo đất Sức C.tải cho phép theo vật liệu Qa = Ru.Ap + Ran.Fa taán 1392 3197 taán taán 507.81 507.81 50 t/m2 t/m2 t/m2 ... NỀN ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1.NHIỆM VỤ: Nghiên cứu ứng dụng cọc khoan nhồi mở rộng đáy công trình cầu lớn đất yếu Đồng Bằng Sông Cửu Long 2.NỘI DUNG: PHẦN I: NGHIÊN... : NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY I Tổng quan Tình hình nghiên cứu, sử dụng cọc khoan nhồi cọc khoan nhồi mở rộng đáy I.1 Các nghiên cứu giới cọc khoan nhồi, cọc khoan. .. cọc khoan nhồi cọc khoan nhồi mở rộng đáy Nghiên cứu đặc tính lớp đất yếu lớp đất chịu lực Đồng Bằng Sông Cửu Long Thiết lập công thức xác định góc mở rộng đáy đường kính giới hạn phần đáy mở