Nghiên cứu giải pháp xử lý nối ghép các đoạn cọc bê tông cốt thép dự ứng lực

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA NGUYỄN TRỌNG HUY NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỐI GHÉP CÁC ĐOẠN CỌC BÊTÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC CHUYÊN NGÀNH: CẦU, TUYNEN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG KHÁC TRÊN ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG SẮT MÃ SỐ NGÀNH : 2.15.10 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, 3- 2005 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ THỊ BÍCH THỦY CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT : TS.LÊ BÁ KHÁNH CÁN BỘ CHẤM NHẬN XÉT : TS BÙI ĐỨC TÂN Luận văn Thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 24 tháng năm 2005 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO- SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: NGUYỄN TRỌNG HUY PHÁI : Nam NGÀY THÁNG NĂM SINH: 20/08/1971 NƠI SINH: QUI NHƠN-BÌNH ĐỊNH Chuyên ngành: Cầu, tuynen công trình Mã số ngành: 2.15.10 xây dựng khác đường ôtô đường sắt Khóa: 13 (K 2002) Mã số học viên: CA13-010 I.TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu giải pháp xử lý nối ghép đoạn cọc bêtông cốt thép dự ứng lực II NHIỆM VU VÀ NỘI DUNGÏ: NHIỆM VỤ: Nghiên cứu giải pháp xử lý nối ghép đoạn cọc bêtông cốt thép dự ứng lực 2.NỘI DUNG Chương 1: Nghiên cứu tổng quan dạng móng cọc sử dụng nước ta việc xử lý nối ghép đoạn cọc lắp ghép Chương 2: Một số vấn đề tính toán sức chịu tải cọc bêtông cốt thép dự ứng lực mối nối cọc Chương 3: Nghiên cứu giải pháp xử lí nối ghép đoạn cọc bêtông cốt thép dự ứng lực Chương 4: Công nghệ thi công cọc mối nối cọc bêtông cốt thép dự ứng lực Chương 5: Kết luận kiến nghị III.NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: :09/2/2004 IV.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: :20/3/2005 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : :TS.Lê Thị Bích Thủy CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS.LÊ THIÏ BÍCH THỦY TS.LÊ THIÏ BÍCH THỦY Nội dung đề cương luận văn Thạc só Hội đồng chuyên ngành thông qua Tp HCM, ngày TRƯỞNG PHÒNG ĐÀO TẠO- SĐH tháng năm 2005 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CÁM ƠN Trước tiên, xin bày tỏ nơi lòng biết ơn chân thành đến tất q thầy cô Bộ môn Cầu Đường, Bộ môn Cơ Học Đất Nền Móng, nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn sâu chuyên môn, đồng thời giúp mở rộng thêm tầm nhìn, sở, tảng giúp vững vàng công tác nghiên cứu khoa học Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo hướng dẫn Tiến só- Lê Thị Bích Thủy, cô cung cấp, truyền đạt thông tin q báu với giúp đỡ tận tình giúp hoàn thành luận văn Thạc só Cuối xin gửi đến bạn đồng nghiệp Học viên khóa lời cám ơn chân thành TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỐI GHÉP CÁC ĐOẠN CỌC BÊTÔNG CỐT THÉP DỰ ỨNG LỰC Tóm tắt nội dung nghiên cứu: Trong mười năm qua, với đổi phát triển đất nước, ngành xây dựng nước ta không ngừng phát triển, nhằm đáp ứng tốc độ phát triển kinh tế đất nước, công trình xây dựng mới: cầu cống, bến cảng, sân bay, cao ốc… liên tục xây dựng Hầu hết công trình sử dụng móng cọc Móng cọc thuộc loại công trình sâu, chi phí xây dựng lớn chiếm từ 25÷30% giá trị xây lắp công trình Những hư hỏng móng cọc, đặc biệt cọc bêtông cốt thép dự ứng lực, phần lớn tượng gãy cọc xuất vị trí mối nối, gây thiệt hại lớn tiền của, độ an toàn công trình, tính mạng người Tại nước ta, qui phạm, tài liệu hướng dẫn thiết kế, kiểm định móng cọc, qui trình thi công móng cọc hạn chế, đặc biệt móng cọc bêtông cốt thép dự ứng lực Chính kỹ sư gặp nhiều khó khăn lónh vực Khi công nghệ áp dụng, yêu cầu tri thức, kinh nghiệm từ khâu khảo sát, thiết kế, thi công, đánh giá chất lượng sau thi công đặt Nhằm góp phần làm giảm nhẹ số khó khăn vướng mắc trên, cần có giải pháp thích hợp để khắc phục Nội dung đề tài nghiên cứu giải pháp xử lí nối ghép đoạn cọc bêtông cốt thép dự ứng lực (DƯL), biết xử lí nối ghép cọc giải pháp công nghệ mục đích khắc phục hạn chế cọc đúc sẵn lónh vực mà người quan tâm trình thiết kế thi công cọc ảnh hưởng lớn đến chất lượng cọc suốt trình khai thác Luận văn chia thành chương Chương I Nghiên cứu tổng quan dạng móng cọc sử dụng nước ta việc xử lý nối ghép đoạn cọc lắp ghép Chương II Một số vấn đề tính toán sức chịu tải cọc bêtông cốt thép dự ứng lực mối nối cọc Chương III Nghiên cứu giải pháp xử lý nối ghép đoạn cọc bêtông cốt thép dự ứng lực Chương IV Công nghệ thi công cọc mối nối cọc bêtông cốt thép dự ứng lực Chương V Kết luận kiến nghị ABSTRACT Since the last ten years, parallel to the improvement of the nation, the nation construction has been improving unceasingly In order to facilitate the national economic improvement, new construction of bridge/culvert, port, airport, sky building… Has been constructing Most of this construction has been required by pile foundation Pile foundation is of deep construction, high cost up to 25 ÷30 % of construction cost The failure of the pile foundation especially prestressed concrete pile has been result of broken splice in which cause serious result in money, construction life service as well as human life hazard In our country, pile foundation is still something new All Norm, Guide Books to design, Quality control the foundation pile, method of pile construction is restrained, especially prestressed concrete pile foundation Therefore, Engineer is still facing many problems in this matter Since a new technology to be applied, then, requirement of knowledge, experience in surveys, design, execution, quality assessment after completion would be considered In order to reduce the problem and difficulties in this matter of pile foundation, we need to have the suitable solution to overcome it I would hereby, in this essay, refer to the “Research on the methods of prestressed concrete pile section joint for extension" The essay is divided into Chapter as follow: Chapter I Overall research on various pile foundation that are being used in our country and pile section joint for extension Chapter II Calculation load bearing capacity for prestressed concrete pile and pile splice Chapter III Research on the methods of prestressed concrete pile section joint for extension Chapter IV Method construction of prestressed concrete pile and splice of pile Chapter V Summary and suggestion MỤC LỤC NHIỆM VỤ LUẬN VĂN LỜI CÁM ƠN TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN MỤC LỤC CHƯƠNG I NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC DẠNG MÓNG CỌC HIỆN ĐANG SỬ DỤNG Ở NƯỚC TA VÀ VIỆC XỬ LÝ NỐI GHÉP CÁC ĐOẠN CỌC LẮP GHÉP 1.1 1.2 1.2.1 1.2.2 1.2.3 1.3 1.3.1 1.3.1.1 1.3.1.2 1.3.1.2a 1.3.1.2b 1.3.1.2c 1.3.1.2d 1.3.1.3 1.3.2 1.3.2.1 1.3.2.2 1.3.2.3 1.3.3 1.3.3.1 1.3.3.2 1.3.3.3 1.3.3.4 1.4 Giới thiệu chung Giới thiệu khái quát điều kiện, đặc điểm, địa chất, thủy văn khu vực đồng sông Cửu Long Tổng quát Đặc điểm khí hậu Đặc điểm địa chất, thủy văn Nghiên cứu tổng quan dạng móng cọc Nhóm cọc đúc sẵn phạm vi áp dụng Cọc đóng bêtông cốt thép (BTCT) Cọc bêtông cốt thép dự ứng lực (BTCT DƯL) Mối nối hàn Mối nối ma sát Mối nối dự ứng lực Mối nối chốt Cọc ép bêtông cốt thép Nhóm cọc gia công sẵn phạm vi áp dụng Cọc thép (cọc H) Cọc ống thép Cọc hỗn hợp Nhóm cọc đúc chỗ phạm vi áp dụng Cọc khoan nhồi Tường đất bêtông đổ chỗ Móng barrette Móng giếng chìm hở Nhận xét đánh giá 2 5 10 10 11 11 12 13 13 15 16 18 18 20 21 21 22 Luận văn cao học Học viên: Nguyễn Trọng Huy Bảng 4.4: Số liệu búa đóng a Năng lượng Truyền (Kip.ft) Hãng sản xuất 225,00 200,00 165,00 149,00 107,177 83,88 79,6 68,898 58,248 48,7 Delmag Raymond Delmag Mishubishi Delmag Delmag Kobe Delmag Delmag Raag Soá hieäu D80-13 RU-200 D62-22 MH80B D46-32 D46-32 K42 D30-32 D25-32 0000 K22 Số nhát đập phút (max/min) Kiểu b Dies Dies Dies Dies Dies Dies Dies Dies S-A Dies 45/36 40/30 50/60 60/42 53/37 53/36 52 52/36 52/37 46 52 Khoảng cách để truyền lượng (in) n/a 40 n/a n/a 98 n/a n/a 39 98 Trọnglượng Phần va đập (Kip) 37,275 60,0 27,077 17,6 19,58 17,375 9,2 13,472 12,370 15,2 4,8 Trong lượng chung (Kip) 58,70 42,83 43,9 30,82 26,41 22,0 Sự tổn thất lượng làm giảm lượng thực tác động tới cọc so với lượng truyền tính theo lí thuyết búa Thông thường, nhà chế tạo búa cung cấp việc bảo dưỡng thời hạn hoạt động thích hợp búa để lượng tổn thất tối thiểu Tỷ lệ lượng thực truyền cho cọc lượng tính theo lí thuyết gọi hiệu suất búa Với búa diezen hiệu suất 50% búa bảo dưỡng kém, cỡ 90% búa bảo dưỡng tốt Khối lượng búa vận tốc cuối búa lúc va đập xác định lượng thực búa truyền cho cọc 4.3.3.3.Những phụ kiện khác dùng hạ cọc Những phận hệ thống đóng cọc gồm: cọc, đệm cọc, đầu đóng, đệm búa đóng cọc 1.Đệm búa: Tất thiết bị đóng cọc kiểu va đập trừ búa trọng lực phải trang bị với vật liệu đệm búa có bề dày thích hợp để ngăn ngừa hư hại cho búa cọc đảm bảo tác động đóng cọc đồng Đệm búa phải làm vật liệu bền, giữ tính chất đồng đóng Không sử dụng đệm búa gỗ, cáp thép amiăng Phải đặt va đập đệm búa để đảm bảo nén đồng vật liệu đệm Đệm búa phải kiểm tra bắt đầu đóng cọc sau lần 100 đóng cọc Đệm búa phải thay trước cho phép đóng cọc tiếp tục bề dày đệm búa bị giảm 25% bề dày ban đầu Trước người ta dùng chủ yếu đệm gỗ cứng Còn nay, nói chung chúng thay đệm phiến lát mỏng chế tạo nhôm mica lớp xen kẽ không biến dạng tồn nên chúng truyền toàn lượng búa vào cọc Vì mà đệm có hiệu suất cao đệm gỗ cứng Một loại đệm búa khác đệm học gồm xi lanh, pít tông lò xo, thiết kế để có tính chất đàn hồi không đổi trình đóng 119 Luận văn cao học Học viên: Nguyễn Trọng Huy cọc Những đệm loại giảm lực cao kéo dài khoảng thời gian va đập búa 2.Đe : Là mũ thép đỉnh cọc dùng để phân bố va đập búa lên cọc Điều quan trọng đe phải có kích cỡ xác để tiếp xúc hoàn toàn với cọc Hình dạng kích cỡ đe phải làm tương tự với cọc Đầu truyền động Các cọc đóng với búa va đập phải lắp khớp với đầu truyền động thích hợp để phân phối nhát búa đầu vào cọc Đầu truyền động phải có tâm thẳng hàng với tâm búa cọc dẫn hướng giá búa không lắc lư tự Đầu truyền động phải khít với xung quanh đầu cọc cho ngăn ngừa việc truyền lực xoắn đóng giữ cho búa cọc thẳng hàng xác Đối với cọc bê tông đúc sẵn bê tông ứng suất trước, đầu cọc phải phẳng vuông góc với trục dọc cọc để phòng ngừa tác động lệch tâm từ đầu truyền động Đệm cọc Các đầu cọc bê tông phải bảo vệ đệm cọc, tránh làm cọc hư hỏng mức Khi sử dụng gỗ ván, bề dày tối thiểu đặt đầu cọc trước đóng không nhỏ 15cm Phải bố trí đệm cọc đóng, đệm bị nén nửa bề dày ban đầu bắt đầu cháy Các kích thước đệm búa phải đủ phân phối nhát búa toàn tiết diện ngang cọc Đệm cọc có tác dụng để bảo vệ cọc khỏi bị hư hại, đồng thời truyền toàn lượng búa vào cọc phân bố lực va đập búa lên đầu cọc Cọc dẫn Cọc dẫn cọc phải giữ trì thẳng hàng đóng Cọc dẫn phải vật liệu kích thước cho cho phép cọc đóng tới chiều dài xác định cần thiết Trong tình định nơi đầu cọc phải đóng xuống mặt đất mực nước ngầm phận thép cứng (gọi đoạn dẫn) sử dụng phần kéo dài cọc Đoạn dẫn phải đủ cứng để lượng búa truyền 4.4 CÔNG TÁC HẠ CỌC: 4.4.1.Côngviệc côngtrường Cần khảo sát trường để nhận biết vật cản đánh dấu chỗ đóng cọc Những vật cản nằm mặt đất công trình xây dựng tồn nằm đất đường ống nước, đường ống nước, đường cáp điện ngầm.v.v… Việc chuẩn bị cọc bảo vệ cọc, nối đoạn cọc bọc cọc Những cọc đóng cọc bê tông đúc sẵn phải có bảo vệ mũi cọc 120 Luận văn cao học Học viên: Nguyễn Trọng Huy Thông thường, lớp phủ cọc nhằm mục đích: (1) Bảo vệ vật liệu cọc, (2) Giảm ma sát cọc vùng có đất mềm xung quanh kéo cọc xuống gây ma sát âm, lớp phủ thân cọc sơn, bitum nhựa đường Bước cuối trình hạ cọc bao gồm: nâng cọc, đặt cọc thẳng hạ cọc Trong nâng cọc cần phải thận trọng để cọc không bị hư hại thời gian nâng Để cọc thẳng, dùng dây dọi, cọc thẳng đứng đặt nghiêng cọc xiên, cần đánh dấu vẽ cọc trước hạ cọc Cọc thiết bị hạ cọc phải kiểm tra kó Cuối việc hạ cọc, mặt thi công đóng cọc, cần khảo sát mặt trước đóng cọc, rà phá bom mìn, dỡ bỏ chướng ngại vật Xác định tọa độ tim cọc Lí lịch cọc, sơ đồ đóng cọc 4.4.2 Chuẩn bị cọc Ngoài việc làm vuông vắn đầu cọc trước đóng, cọc phải chuẩn bị thêm để đóng theo quy định sau Búa rơi tự búa diezen loại búa sử dụng phổ biến để đóng cọc loại Theo hướng dẫn sơ bộ, nói chung tỉ lệ khối lượng cọc khối lượng búa không vượt 2/1 búa đóng cọc nước khí không vượt 4/1 búa diezen 4.4.2.1 Thép bịt mũi cọc Khi cần thiết phải bịt mũi cọc kim loại theo thiết kế Kỹ sư đồng ý, đầu nhọn cọc phải tạo hình dạng cẩn thận để đảm bảo lực nén đồng mũi cọc Chóp bịt mũi cọc thép phải chế tạo từ thép đúc phù hợp với ASTM A27 4.4.2.2 Thi công nối ghép cọc liên kết chốt Cọc phải đóng tới cao độ mũi cọc khả chịu lực cho vẽ, quy định đặc biệt kỹ sư chấp thuận Trong thi công cọc BTCT DƯL vấn đề quan trọng nối ghép đoạn cọc Thi công mối nối chốt kết hợp với sử dụng keo epoxy, phương pháp thường mang lại hiệu cao kinh tế để đảm bảo liên kết tốt phải chờ thời gian khoảng từ 30’ – 2h tùy thuộc vào đặc tính loại keo epoxy nhiệt độ môi trường vị trí mối nối Trong liên kết thường sử dụng thép làm khóa có tác dụng chống uốn kéo dài qua khỏi đầu tiết diện nối Khi đầu mặt cắt lắp đặt vào, ống thép liên kết chốt đặt vào đầu đốt cọc trước, chiều dài thép thường lấy 30 – 40d, d – đường kính thép Kích thước thép thường chiếm khoảng 3% diện tích bê tông vị trí mối nối Việc lắp đặt thép lúc khó khăn Trong mối nối chốt, hỗn hợp vữa keo epoxy sử dụng để làm chức dính bám tùy theo loại mối nối mà hỗn hợp vữa phải đảm bảo yêu cầu riêng 121 Luận văn cao học Học viên: Nguyễn Trọng Huy THI CÔNG MỐI NỐI KEO: Có hai dạng keo liên kết sử dụng thông dụng: Keo SIKADUR-731 sử dụng nhiều sữa chữa cầu nước ta nhiều năm qua Keo cung cấp theo 2kg, gồm có hộp, hộp A chứa nhựa epôxy trộn hoá chất dẻo bột độn màu trắng, hộp B chứa hoá chất rắn màu đen Bột độn ximăng thông thường mà Silicafume có độ mịn nhỏ hạt ximăng 100lần Trước dán đổ hộp B vào hộp A khuấy máy khoan điện cầm tay có gắn cần khuấy, tốc độ trộn không 600vòng/phút, phải trộn 2-3phút Sau bôi keo lên bề mặt bêtông cần dán, độ dày keo dán từ 10mm-30mm Đặc biệt keo bôi lên bề mặt ẩm ướt mà dính bám tốt, khả chịu tải trọng động cao Tuỳ theo điều kiện thi công, người ta chọn tỷ lệ liều lượng chất hoá rắn cho thời gian hoá rắn khoảng 20 phút đến 30 phút Cường độ nén keo dán thường đạt từ 800-1000KG/cm2, cường độ kéo thường đạt từ 180-200KG/cm2, môđuyn biến dạng vào khoảng 85000KG/cm2 Keo CONCRESIVE 1438 loại keo kết dính thành phần gốc nhựa epoxy dùng cho nhiều mục đích kết dính Hai thành phần có hai màu khác để dễ nhận biết trộn không đồng đều, thành phần A màu trắng thành B màu đen trộn theo thể tích tỷ lệ 2:1(A:B)sẽ cho hỗn hợp keo dẻo mịn Sử dụng để kết dính cực tốt hầu hết tất vật liệu xây dựng có khả chịu tác động học Đặc tính: Gồm thành phần, thành phần A, dạng keo màu trắng; thành phần B, dạng lỏng sệt, màu đen Tỉ trọng hỗn hợp: 1200-1250 kg/lít Độ dày không võng 35 C 13mm (ASTM D2730) Nhiệt độ võng nhiệt 480C (ASTM D648) Nhiệt độ ứng dụng : Tối thiểu 50C : Tối đa 350C Sau 7ngày bão dưỡng Cường độ kéo 300C 25N/mm2 Độ giãn điểm đứt (ASTM D638) 0.7% Môđuyn đàn hồi 5500N/mm2 Cường độ nén 70N/mm2 Cường độ cắt nghiêng 35N/mm2 THI CÔNG Việc chuẩn bị bề mặt tốt quan trọng để đạt chất lượng tối đa vật liệu Bề mặt phải sạch, không dính tạp chất, khô Keo CONCRESIVE 1438 bám dính vào bề mặt ẩm độ dính bám tốt bề mặt khô 122 Luận văn cao học Học viên: Nguyễn Trọng Huy Trộn thành phần A B theo tỉ lệ 2:1 vào thùng trộn sạch, khô để trộn, trộn hỗn hợp thật lại màu xám đồng Thời gian làm việc (350C) 25 phút, thời gian dính tối thiểu 90 phút Hình 4.4 Thi công nối ghép cọc BTCT DƯL 4.4.2.3.Đóng cọc thử Cọc thử cọc neo để thử tải trọng tónh nêu vẽ, phải cung cấp theo chiều dài định đóng vị trí cao độ kỹ sư hướng dẫn Nói chung, chiều dài cọc thử lớn chiều dài ước tính cọc sản xuất để thay đổi theo điều kiện đất Cọc thử phải đóng theo cách đếm nhát búa kỹ sư xác định cao độ ước tính mũi cọc Cọc thử không đạt độ chối độ sâu cao độ mũi cọc ước tính cho vẽ ft, phép để “hồi phục” thời gian từ 12 tới 24 theo xác định kỹ sư trước đóng lại, cọc thử đóng tới độ cao vẽ không đạt độ chối yêu cầu phải nối đóng đạt khả chịu lực yêu cầu 4.4.2.4 Độ xác đóng cọc: Cọc phải đóng với sai lệch không 1/100L trục cọc thẳng đứng trục cọc xiên so với vẽ Các cọc móng không vị trí cho vẽ ¼ đường kính cọc in, lấy theo số lớn sau đóng 4.4.2.5 Xác định sức chịu tải cọc Các cọc phải đóng tới khả chịu lực cho vẽ quy định đặc biệt Khả chịu lực cọc kỹ sư xác định quy định đặc biệt cách sử dụng phương pháp sau tổ hợp phương pháp Phương pháp A - Công thức cọc kinh nghiệm Khi không đóng tới độ chối, theo thực hành khả chịu lực cọc xác định phương pháp kinh nghiệm Trừ có quy định khác quy định đặc biệt sử dụng công thức (ENR) sau đây: P= 2WH với búa rơi tự (trọng lực) S + 0.1 123 (4.3) Luận văn cao học P= Học viên: Nguyễn Trọng Huy 2E với tất búa khác S + 0.1 (4.4) Trong đó: P = khả chịu lực tính theo pound W = trọng lượng phần va đập búa, tính pound H = chiều cao rơi tính ft E = lượng nhát búa tạo tính pound - ft Giá triï nhát búa thực tế áp lực buồng quan sát (búa điêden song động) S = độ xuống sâu trung bình tính theo in theo nhát búa 5tới 10 nhát cuối búa trọng lực 10 đến 20 nhát cuối cho loại búa khác Các công thức áp dụng khi: Búa rơi tự (trọng lượng búa đơn động) Đầu cọc không bị xơ ra, nát vụn bị hư hại khác Độ xuống sâu (thâm nhập) nhanh đồng đầu Độ nảy trở lại không đáng kể Không dùng cọc dẫn Độ xuống sâu theo nhát búa đo lần đóng lần đóng lại với búa khởi động trước hoạt động với đủ lượng sau thời gian cọc ổn định, theo xác định kỹ sư Phương pháp B - phân tích phương trình sóng Khi có quy định khả chịu lực cực hạn cọc xác định việc phân tích phương trình sóng Các tính chất đất, cọc thiết bị đóng cọc sử dụng phân tích cho vẽ, theo quy định quy định đặc biệt theo xác định kỹ sư số liệu nhà thầu cung cấp, lỗ khoan thử nghiệm sản xuất thử nghiệm động lực cọc (phương pháp C) Khả chịu lực tính toán cọc phải 0,364 khả chịu lực cực hạn tính toán theo xác định phân tích phương trình sóng Khi khả chịu lực cực hạn xác định từ phân tích phương trình sóng hiệu chỉnh từ kết thử nghiệm động lực cọc, khả chịu lực tính toán phải 0,4444 khả chịu lực cực hạn tính toán Phương pháp C - thử nghiệm động lực cọc Các đo đạc động lực kỹ sư làm đóng cọc gọi cọc thử nghiệm động lực Khả cực hạn cọc xác định với phân tích thử nghiệm động lực cọc Trước đặt lên giá búa, nhà thầu phải làm cho cọc bê tông cọc gỗ định lấy số liệu đo đạc tốc độ sóng phải khoan sẵn vào cọc lỗ, buộc dụng cụ cần thiết Không cần lấy số liệu đo đạc tốc độ sóng trước đóng cọc cọc thép Khi đo đạc tốc độ sóng, cọc phải đặt vị trí nằm ngang cách khỏi mặt đất không tiếp xúc với cọc khác Kỹ sư cung cấp thiết bị, vật liệu nhân lực cần thiết để khoan lỗ cọc để lắp dụng cụ 124 Luận văn cao học Học viên: Nguyễn Trọng Huy Nhà thầu phải buộc dụng cụ vào cọc sau cọc đặt giá búa, cung cấp cho người kỹ sư phương tiện hợp lý để tới cọc để buộc dụng cụ sau cọc dựng giá búa Một mặt diện tích có kích thước tối thieåu x ft (1,2 x 1,2 m) (16 ft2) thiết kế để nâng lên tới đầu cọc cọc nằm giá búa nhà thầu cung cấp Nhà thầu phải đóng cọc tới độ sâu thiết bị thử nghiệm động lực cho biết đạt khả chịu lực tính toán cho vẽ hợp đồng, trừ có thị khác Nếu kỹ sư thị phải giảm lượng đóng truyền cho cọc cách dùng thêm đệm giảm lượng búa để trì ứng suất chấp nhận cọc Nếu thiết bị thử động lực cho thấy đóng không tâm cọc, nhà thầu phải tức khắc chỉnh lại hệ thống đóng cọc cho thẳng hàng Búa phải khởi động trước bắt đầu đóng lại cách đóng 20 nhát cho cọc khác Yêu cầu cọc ngập xuống tối đa đóng lại phải in (15,2 cm) tổng số lượng nhát búa tối đa yêu cầu 50, lấy trường hợp xảy trước Sau đóng lại, kỹ sư cung cấp cao độ cắt đầu cọc quy định cọc đóng sâu thêm thử nghiệm thêm Phương pháp D – thử nghiệm tải trọng tónh Thử nghiệm tải trọng phải tiến hành theo phương pháp đề xuất ASTM D1143 cách sử dụng phương pháp thử nghiệm thử tải nhanh thử nghiệm tới lúc phá hoại lún sụt ba lần tải trọng tính toán, lấy trường hợp xảy trước Thiết bị thử nghiệm hệ thống đo phải phù hợp với ASTM 1143 Khi phương pháp thử nghiệm yêu cầu sản xuất cọc chịu kéo (neo), cọc chịu kéo phải loại đường kính cọc sản xuất phải đóng vị trí cọc vónh cửu Tải trọng phá hoại cọc thử nghiệm chịu tải trọng nén dọc trục tải trọng tạo độ lún lúc phá hoại đầu cọc bằng: Sf = S + (0,15 + 0,008 D) (4.5) Trong đó: Sf = độ lún lúc phá hoại theo in D = đường kính bề rộng cọc tính theo in S = biến dạng đàn hồi tính in Cao độ đỉnh cọc thử nghiệm phải xác định sau đóng trước thử nghiệm tải trọng để kiểm tra độ nâng lên cọc Cọc bị nâng lên ¼” phải đóng lại kích cao độ ban đầu trước thử nghiệm 4.4.3.Một số cố thường xảy trình đóng cọc bêtông cốt thép DƯL: Một số vấn đề đặc biệt gặp phải trình đóng cọc thay đổi chiều dài không dự kiến cọc vùng đóng, trồi cọc nới lỏng Những vấn đề trình bày tóm tắt sau: 125 Luận văn cao học Học viên: Nguyễn Trọng Huy Sự thay đổi chiều dài không dự kiến cọc khu vực nhiều lí khác như: Những chướng ngại vật, biến đổi điều kiện địa chất, tồn trình hình thành hang động đá vôi việc đất bị nén trình đóng cọc Theo kinh nghiệm cọc đóng bị trồi lên cọc chuyển dịch hạ vào đất dính Cần theo dõi trồi cọc cách đo độ cao đỉnh chúng Quá trình đóng lại tới đạt sức kháng xuyên cũ theo cao độ đầu cọc Việc đóng lại cọc nên bắt đầu trình đóng cọc vượt phạm vi ảnh hưởng để không gây tượng trồi cho cọc đóng Ngoài ra, dự kiến, người ta ghi lại tượng trồi lên giảm theo hàm mũ khoảng cách đến vị trí đóng cọc Vấn đề thường xuất lớp cát mịn, chặt bị ngập chịu cắt, thường xuất lớp cát mịn, chặt bị ngập nước lớp phù sa hữu cơ, trình hạ cọc ngừng lại, áp lực kẽ rỗng âm biến làm giảm cường độ đất theo thời gian Điều gây sức kháng cọc giảm theo thời gian gọi chùng Vỗ nhẹ lên cọc đóng phải tiến hành cho điều kiện đất Nếu sau vỗ lại mà phát thấy sức kháng cũ giảm cọc cần phải đóng thêm đạt sức kháng danh định Trong trình hạ cọc ta thường gặp cố sau đây: - Cọc hạ không theo chiều dài dự đoán thiết kế ban đầu - Do tượng nén chặt đất trình đóng cọc, cọc nhóm cọc, công trình lân cận bị trồi lên hạ cọc - Cọc thường xuyên vỡ đầu, chưa đạt chiều dài độ chối thiết kế - Do chuyển vị lún cố kết đường đắp sau mố, gây ma sát âm tác dụng lên hệ móng cọc, làm cho hệ móng chuyển vị bị gãy cọc vị trí mối nối 4.5.NHẬN XÉT: Hiện nay, nước ta chưa ban hành qui trình thi công nghiệm thu cọc bêtông cốt thép DƯL, nên nhà sản xuất phải tự tìm kiếm chủ yếu công trình nước thiết kế Mặc khác ban hành tiêu chuẩn thiết kế cụ thể cho cọc DƯL, kỹ sư thiết kế ngại đưa vào công trình.Từ nguyên nhân chủ yếu trên, làm cho công nghệ thi công cọc bêtông cốt thép DƯL chưa sử dụng phổ biến thi công Cọc bêtông cốt thép DƯL đặc biệt thích nghi cho công trình chịu tải trọng ngang lớn công trình cảng biển, thềm lục địa; công trình thi công vùng đất yếu có chiều dày tầng đất yếu lớn móng đặt vùng địa chất có nước ngầm bị nhiễm mặn co’ khả bị xâm thực ăn mòn bêtông nhanh Vì tính ưu việt nhằm tạo chủ động cho kỹ sư thiết kế việc lựa chọn dạng phương án móng thiết 126 Luận văn cao học Học viên: Nguyễn Trọng Huy kế, việc cấp bách nhà nước cần ban hành tiêu chuẩn thiết kế qui trình thi công cọc bêtông cốt thép DƯL Công nghệ xử lí mối nối vấn đề tồn tại, chưa chọn công nghệ phù hợp cho khu vực Việt Nam mà dừng mối nối hàn Do đó, vấn đề nghiên cứu chọn giải pháp mối nối cho thích hợp với điều kiện thực tế Việt Nam vấn đề xem xét Mặc khác kỹ thuật thi công mối nối ta nhiều hạn chế so với giới Xử lí tượng hư hỏng mối nối, vấn đề phức tạp, công nghệ nước ta tiếp tục hoàn thiện 127 Luận văn cao học Huy Học viên: Nguyễn Trọng CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1.KẾT LUẬN: Các loại móng cọc thường sử dụng nước ta cọc BTCT thường cọc khoan nhồi Trong giới hạn loại cọc có nhiều ưu đảo đảm khả chịu lực cho hệ móng Tuy nhiên, cọc BTCT thường chiều dài cọc có hạn chế vìđộ mảnh yêu cầu λ=L0/B nhỏ, sức chịu tải cọc thấp số lượng cọc móng nhiều dẫn tới kích thước kết cấu móng tăng, tốn nhiều thời gian thi công Một vấn đề khác số lượng mối nối nhiều, khó kiểm soát chất lượng mối nối mà nguyên nhân chiếm tỉ trọng lớn hư hỏng kết cấu móng Đối với cọc khoan nhồi: sức chịu tải cọc lớn, phù hợp với móng cầu có tải trọng tác dụng lớn giá thành cọc cao, chất lượng cọc khó kiểm soát Chính năm gần đây, cọc BTCT DƯL bắt đầu đưa vào sử dụng có thuận lợi sau: 1.Bền trình khai thác, khả chịu tải cao, khả chống cắt, chống uốn lớn, không bị phát sinh vết nứt trình khai thác, chống xâm thực môi trường 2.Đảm bảo an toàn, không phát sinh vết nứt suốt trình vận chuyển, nâng nhấc, thi công 3.Cọc BTCT DƯL có khả chịu kéo tốt bê tông nén trước nên cọc phù hợp với cọc chịu kéo biển 4.Khả chịu tải trọng ngang lớn, thích hợp cho công trình cảng 5.Cọc BTCT DƯL có vìđộ mảnh yêu cầu λ lớn, khả chống lại ổn định tốt cọc BTCT thường 6.Các mối nối thực dễ dàng, độ tin cậy cao, đặc biệt mối nối chốt, có nhiều ưu việt mặt chịu lực tính kinh tế Mối nối chốt liên kết nhờ thép chờ liên kết hai đầu đoạn cọc keo epoxy tăng cường dính bám, nhờ keo epoxy lấp kín lỗ rỗng, tránh tượng ăn mòn cốt thép, mà hạn chế mối nối ma sát mối nối hàn Ngoài liên kết chốt, tạo thành cọc liên tục, tránh tượng tập trung ứng suất chịu lực đồng thời việc thi công liên kết chốt thực đơn giản, nhanh gọn, tốn so với loại liên kết khác, khắc phục hạn 128 Luận văn cao học Huy Học viên: Nguyễn Trọng chế mối nối ma sát, mối nối hàn mối nối dự ứng lực khả làm việc, thi công.Vì nên sử dụng loại liên kết cho móng cọc dạng công trình như: Cầu, cảng, công trình nhà cao tầng Điều cho thấy mối nối phù hợp cho điều kiện thi công Việt Nam Tuy nhiên loại mối nối nước ta chưa áp dụng Do để có kết luận tốt đề nghị quan nghiên cứu cần tiến hành nghiên cứu sâu mối nối để có kết luận xác 7.Đặc biệt phù hợp cho móng cọc khu vực có địa chất bị nhiễm mặn, hàm lượng SO42- Cl+ cao, hạn chế khả ăn mòn bêtông cốt thép, bêtông nén chặt trước 8.Phát huy sức chịu tải tác dụng với đất nền, sau thi công 9.Độ tin cậy chất lượng thi công BTCT DƯL cao cọc khoan nhồi trình thi công cọc tương tự cọc BTCT thường mà công nghệ thi công quen thuộc nước ta 10.Độ xác theo phương thẳng đứng kiểm soát nghiêm ngặt 13.Không giống cọc khoan nhồi; cọc bêtông DƯL, không sử dụng bentonite, tránh ô nhiễm môi trường, không sử dụng biện pháp thi công phức tạp nên đẩy nhanh tốc độ thi công, hiệu kinh tế cao 11.Chi phí vận chuyển máy móc thiết lập công trường thấp 12.Một vấn đề quan trọng cọc BTCT DƯL kinh tế so với cọc BTCT thường cọc khoan nhồi chịu tải trọng 5.2.KIẾN NGHỊ: Cọc BTCTDƯL có nhiều thuận lợi trình sử dụng chúng hạn chế lí sau: 1.Việc xử lí mối nối cọc chưa thật tốt, điều kiện mối nối bị ăn mòn dẫn đến an toàn cọc trình khai thác, cần có công trình nghiên cứu cụ thể ban hành qui trình thi công chống ăn mòn mối nối Trong dạng mối nối mà phân tích (chương 4) mối nối có nhiều ưu việt kiến nghị với quan nghiên cứu cần có thí nghiệm 2.Cần có phân biệt rõ ràng dạng mối nối, để thiết kế cho phù hợp công trình để đảm bảo độ an toàn cho công trình 3.Điều kiện thi công từ khâu sản xuất, đến khâu lắp dựng hạn chế nên áp dụng phạm vi nhỏ công trình vốn nước Để việc áp dụng cọc BTCT DƯL rộng rãi nhà 129 Luận văn cao học Huy Học viên: Nguyễn Trọng nước cần phải, ban hành tiêu chuẩn thiết kế qui trình thi công, nghiệm thu cọc bêtông DƯL cho công trình xây dựng Đây hành lang pháp lí cho việc áp dụng đại trà công nghệ mà có nhiều tính ưu việt phân tích Đầu tư trang thiết bị thi công Hiện tồn giới 5.Cần tăng cường tiếp cận công nghệ tiên tiến nước 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1].Bộ Xây dựng - Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCXD 205-1998 – NXBXD 1998 [2].Bộ Xây dựng - Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 269-2002–NXBXD 2002 [3].BGTVT - Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN272-01- NXBGTVT 2001 [4].Bùi Anh Định – Nguyễn Sỹ Ngọc, Nền móng công trình cầu đườngNXBGTVT 2000 [5].Hiệp hội giao thông vận tải Hoa Kỳ-Tiêu chuẩn thiết kế cầu AASHTO-LRFD – 1998 [6].Hiệp hội tiêu chuẩn Nhật Bản – Tiêu chuẩn thiết kế cọc bêtông dự ứng lực JIS A 5375:2000 [7].Hiệp hội thí nghiệm vật liệu Hoa Kỳ - Qui định chung bêtông dự öùng löïc – Designation: C 1089-97 [8].Joseph.E.Bowles – Foundation analysis and design – 5th Edition – International Edition [9].Lareal Nguyeãn Thành Long- Lê Bá Lương - Nguyễn Quang Chiêu – Vũ Đức Lực - Công trình đất yếu điều kiện Việt Nam - NXBGT 1999 [10].Lê Đức Thắng - Tính toán móng cọc [11].Nguyễn Bá Kế- Thi công cọc khoan nhồi - NXBGTVT 1999 [12].Nguyễn Hữu Đẩu-Công nghệ đánh giá chất lượng cọc - NXBXD 2000 [13].Nguyễn Viết Trung – Thiết kế kết cấu bêtông cốt thép đại - NXBGT 2001 [14].Nguyễn Trâm-Nguyễn Tiến Oanh-Lê Đình Tâm-Phạm Duy Hoà - Thi công móng trụ mố cầu-NXBXD 1999 [15].Nguyễn Thị Minh Nghóa - Dương Minh Thu-Mố trụ cầu - Trường ĐHGTVT 1996 [16] N.I.POLIVANOV – Thiết kế cầu bêtông cốt thép cầu thép - NXBKHKT 1979 [17].H.G Poulos – E.H.Davis - Pile Foundation analysis and Design, The Univesity of Sydney 1987 [18].Shamsher Prakash - Hari D Sharma - Móng cọc thực tế xây dựng – Bản dịch NXBXD 1999 [19].Vũ Mạnh Lãng - Thiết kế thi công cầu đường theo tiêu chuẩn tiên tiếnNhà xuất GTVT 1997 [20].Viện tiêu chuẩn Anh (BSI) – Hướng dẫn thực hành móng - Bản dịch NXBXD 2002 TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC I.LÝ LỊCH: -Họ tên: Nguyễn Trọng Huy -Phái: Nam -Sinh ngày: 20/8/1971 -Nơi sinh : TP.Qui Nhơn – Tỉnh Bình Định II.ĐỊA CHỈ LIÊN LẠC: -Nhà riêng: 165/9 Lê Văn Thọ P11, Q Gò Vấp, TP HCM -Điện thoại: 08.5892202 - 0913887893 -Cơ quan: Công ty tư vấn Quốc tế Thái Bình Dương (PCI) -Điện thoại: 08.5260722 III.QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: -Năm 1990-1995: Sinh viên Trường Đại Học Giao thông vận tải Hà Nội -Tốt nghiệp đại học : Năm 1995 -Hệ : Chính qui -Trường Đại Học Giao thông vận tải Hà Nội -Chuyên ngành : Xây Dựng Cầu Đường -Năm 2002: Trúng tuyển Cao Học Khóa 13- Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM -Chuyên ngành : Cầu, Tuynen công trình xây dựng khác đường ôtô đường sắt -Mã số học viên: CA 13.010 -Mã số ngành :2.15.10 IV.QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC: -Từ 1995-1999: Công tác Viện Khoa Học Kỹ Thuật Giao Thông Vâän Tải (RITST) -Từ 1999 -2004 : Công tác Công Ty Tư Vấn Thiết Kế Giao Thông Vận Tải Phía Nam (TEDI South) -Từ 2004-nay :Công tác Công ty tư vấn Quốc tế Thái Bình Dương (PCI) ... cọc b? ?tông cốt thép dự ứng lực mối nối cọc Chương 3: Nghiên cứu giải pháp xử lí nối ghép đoạn cọc b? ?tông cốt thép dự ứng lực Chương 4: Công nghệ thi công cọc mối nối cọc b? ?tông cốt thép dự ứng. .. xử lý nối ghép đoạn cọc lắp ghép Chương II Một số vấn đề tính toán sức chịu tải cọc b? ?tông cốt thép dự ứng lực mối nối cọc Chương III Nghiên cứu giải pháp xử lý nối ghép đoạn cọc b? ?tông cốt thép. .. NHIỆM VỤ: Nghiên cứu giải pháp xử lý nối ghép đoạn cọc b? ?tông cốt thép dự ứng lực 2.NỘI DUNG Chương 1: Nghiên cứu tổng quan dạng móng cọc sử dụng nước ta việc xử lý nối ghép đoạn cọc lắp ghép Chương