Phân tích nguyên nhân và giả pháp xử lý sự cố nghiêng cọc công trình nhà máy xử lý nước thải bình chánh

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ********************** NGUYỄN TRẦN ĐĂNG KHUÊ PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ SỰ CỐ NGHIÊNG CỌC CÔNG TRÌNH NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI BÌNH CHÁNH CHUYÊN NGÀNH MÃ SỐ NGÀNH : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG : 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2008 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - - - - - -X Z- - - - - - Thaày hướng dẫn khoa học: TS TRẦN XUÂN THỌ Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn Thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày………tháng …… Năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN TRẦN ĐĂNG KHUÊ Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 22-01-1983 Nơi sinh: Tp, HCM Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng MSHV: 00906211 Khóa (năm trúng tuyển): 2006 (2006) I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC SỰ CỐ NGHIÊNG CỌC CƠNG TRÌNH NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI BÌNH CHÁNH II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ: Thực phân tích nguyên nhân đưa giải pháp xử lý cố nghiêng cọc cơng trình nhà máy xử lý nước thải Bình Chánh Nội dung: Mở đầu Chương 1: Tổng quan vấn đề cọc chịu tải trọng ngang Chương 2: Nguyên nhân, biện pháp ngăn ngừa khắc phục chuyển vị ngang đầu cọc Chương 3: Thí nghiệm trường xác định sức chịu tải cọc phương pháp kiểm tra chất lượng cọc Chương 4: Phân tích cố chuyển vị ngang cọc cơng trình Nhà máy xử lý nước thải Bình Chánh giải pháp xử lý Kết Luận Kiến Nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 25 – 01 - 2008 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30 - 11 - 2008 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS TRẦN XUÂN THỌ BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH TS TRẦN XUÂN THỌ TS VÕ PHÁN Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chun ngành thơng qua PHỊNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC Ngày………tháng………năm 2008 KHOA QUẢN LÝ NGÀNH Lời cảm ơn Trước hết, em xin chân thành cảm ơn đến tất q Thầy Cơ tận tình truyền đạt cho em kiến thức quý báu suốt năm học qua Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Tiến sĩ TRẦN XUÂN THỌ hướng dẫn giúp đỡ em tận tình suốt q trình thực hồn thành luận văn Xin tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo tập thể thầy Phịng Đào Tạo Sau Đại Học Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh tạo thuận lợi suốt khóa học cao học trường Xin chân thành cảm ơn bạn bè, đồng nghiệp tạo điều kiện thuận lợi hỗ trợ động viên suốt hai năm học qua Con xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, người thân khơng ngại khó khăn vất vả để tạo điều kiện thuận lợi cho ăn học trưởng thành ngày hôm Xin chân thành cảm ơn người bạn giúp đỡ động viên tơi để hồn thành luận văn Tp Hồ Chí Minh, ngày 28 tháng 11 năm 2008 NGUYỄN TRẦN ĐĂNG KHUÊ TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Phương án móng cọc bê tơng cốt thép chế tạo sẵn, thi cơng phương pháp đóng đất yếu áp dụng rộng rãi nhiều cơng trình Tp.Hồ Chí Minh Tuy nhiên số cơng trình xảy tượng cọc bị chuyển vị ngang lớn giá trị cho phép sau thi công xong Luận văn tập trung nghiên cứu nguyên nhân gây chuyển vị ngang cọc q trình đào đất Mơ để phân tích khả làm việc cọc sau cọc bị chuyển vị ngang Từ so sánh đánh giá với kết thí nghiệm trường Kết chuyển vị ngang đầu cọc phân tích phương pháp phần tử hữu hạn từ 0,3m đến 0,6m phù hợp với chuyển vị quan trắc thực tế (nhóm cọc 5) cơng trình Kết nghiên cứu luận văn tìm nguyên nhân gây chuyển vị ngang cọc Từ đề xuất biện pháp khắc phục cụ thể sau: dùng cừ larssen thi công chắn đất theo dãy, đào đất từ đối xứng để hạn chế áp lực ngang chênh lệch khối đất đào thiết bị thi công nhằm giảm chuyển vị ngang cọc ABTRACT The reinforced concrete pile is widely used in the soft ground areas in the Ho Chi Minh City However, in some construction projects, the lateral deformation of pile after driving is greater than the requirement’s This thesis is focused on researching the reasons that cause the lateral deformation of pile due to excavating The Finite Element Method is modelled to analyse the working stability of pile after being lateral deformation The analysed results will be compared with the field test’s The analysed lateral deformation of pile is from 0.3 m to 0.6 m These results are the same as the lateral deformation that observed in field test (pile group and 5) of construction The thesis research’s results find out the reasons of the lateral deformation of pile after driving The solution to the problems is suggested as sheet pile wall or Larsen placed in rows, then excavated the foundation from inside to outside and symmetrically to prevent the lateral pressure which caused by the differential excavation of soil and working machines MỤC LỤC Trang CHƯƠNG MỞ ĐẦU .1 Chương 1: TỔNG QUAN VỀ NHỮNG VẤN ĐỀ CỌC CHỊU TẢI TRỌNG NGANG 1.1 Đặt vấn đề .4 1.2 Sức chịu tải ngang cọc 1.2.1 Tổng quan sức chịu tải ngang 1.2.2 Các mơ hình biến dạng đất chịu tải trọng ngang .7 1.2.3 Phân loại cọc chịu tải trọng ngang theo độ cứng tương đối .10 1.2.4 Phân tích cọc chịu tải trọng ngang .12 1.2.4.1 Phương pháp theo Brom 12 1.2.4.2 Phương pháp Zavriev .17 1.2.4.3 Mơ hình phản lực Matlock Reese 21 1.2.4.4 Phương pháp đường p-y 22 1.3 Lời giải theo tiêu chuẩn Việt Nam 27 1.4 Hiệu ứng nhóm cọc .31 1.4.1 Ảnh hưởng tải trọng ngang tác dụng lên nhóm 32 1.4.2 Sức chịu tải giới hạn nhóm cọc chịu tải trọng ngang 35 1.5 Nhận xét 37 Chương 2: NGUYÊN NHÂN, BIỆN PHÁP NGĂN NGỪA VÀ KHẮC PHỤC CHUYỂN VỊ NGANG ĐẦU CỌC 38 2.1 Nguyên nhân gây chuyển vị ngang đầu cọc 39 2.1.1 Các ngoại lực tác dụng lên cọc q trình thi cơng 39 2.1.2 Các nguyên nhân gây lực theo phương ngang .41 2.2 Các biện pháp ngăn ngừa khắc phục chuyển vị đầu cọc 46 2.2.1 Những đề xuất ngăn ngừa chuyển vị đầu cọc 47 2.2.1.1 Biện pháp ngăn ngừa nhóm nguyên nhân lệch tâm lực tác dụng búa đóng cọc cọc .48 2.2.1.2 Biện pháp ngăn ngừa nhóm nguyên nhân chênh lệch áp suất đất hai phía cọc 48 2.2.1.3 Biện pháp ngăn ngừa nhóm nguyên nhân thay đổi nội cọc 49 2.2.2 Biện pháp khắc phục sau xảy chuyển vị đầu cọc 50 2.3 Nhận xét 51 Chương 3: THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA CHẤT LƯỢNG CỌC 52 3.1 Các phương pháp thí nghiệm trường xác định sức chịu tải cọc 52 3.1.1 Phương pháp thử nghiệm cọc tải trọng tĩnh ép dọc trục 52 3.1.2 Phương pháp thí nghiệm cọc tải trọng động 54 3.1.3 Phương pháp thử tĩnh hộp Osterberg .56 3.2 Các phương pháp kiểm tra đánh giá chất lượng cọc 60 3.2.1 Phương pháp thử động biến dạng nhỏ (PIT) 60 3.2.2 Phương pháp thử động biến dạng lớn (PDA) .63 3.2.3 Phương pháp siêu âm truyền qua ống cho cọc khoan nhồi, barrete 64 3.2.4 Phương pháp tia Gramma 69 3.2.5 Phương pháp thử tĩnh động STANAMIC (STN) .70 3.3 Nhận xét 70 Chương 4: PHÂN TÍCH SỰ CỐ CHUYỂN VỊ NGANG CỦA CỌC TẠI CƠNG TRÌNH NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI BÌNH CHÁNH VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ 71 4.1 Tổng quan cơng trình nhà máy xử lý nước thải .71 4.2 Đặc điểm địa hình, thủy văn địa chất .72 4.2.1 Đặc điểm địa hình, thủy văn .72 4.2.2 Tình hình địa chất cơng trình 72 4.3 Biện pháp thi công cơng trình 74 4.3.1 Sơ lược thiết kế móng 74 4.3.2 Trình tự thi công 77 4.4 Các kết kiểm tra thí nghiệm trường .82 4.4.1 Tình hình chuyển vị ngang đầu cọc 82 4.4.2 Kiểm tra đánh giá chất lượng sức chịu tải cọc chuyển vị ngang 84 4.4.3 Nhận xét kết thử nghiệm .86 4.5 Phân tích đánh giá nguyên nhân gây chuyển vị ngang đầu cọc cơng trình nhà máy xử lý nước thải 87 4.6 Phân tích chuyển vị ngang đầu cọc phương pháp phần tử hữu hạn 90 4.7 Giải pháp xử lý cố chuyển vị cọc cơng trình nhà máy xử lý nước thải 96 4.7.1 Thay đổi biện pháp thi công .96 4.7.2 Giải pháp xử lý cọc nghiêng 99 4.8 Nhận xét 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 101 TÀI LIỆU THAM KHẢO 103 -1- CHƯƠNG MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Cọc chịu tải trọng ngang toán vừa mang tính thực tiễn vừa mang tính Tính thực tiễn thực tế có nhiều cơng trình móng cọc chịu tải trọng ngang nhiều nguyên nhân khác gây Tính thể chỗ toán cọc chịu lực ngang sở lý thuyết yếu để xây dựng lời giải móng cọc chịu lực tổng quát Sự làm việc móng cọc dựa tương tác kết cấu đất mà chủ yếu làm việc cọc mơi trường đất bao quanh Do cọc có ý nghĩa quan trọng đến làm việc chung móng Vì cọc chịu tải trọng ngang góp phần khơng nhỏ đến sức chịu tải tồn móng Phương án móng cọc BTCT áp dụng rộng rãi nhiều cơng trình xây dựng đất yếu Biện pháp thi công để đưa cọc BTCT chế tạo sẵn vào đất (bằng máy đóng, thiết bị ép… ) nghiên cứu đưa quy trình thi cơng nhiều cơng trình Việt Nam Tuy nhiên, q trình áp dụng thi cơng cịn có nhiều cố, khiếm khuyết xảy xem xét nêu dừng lại việc nêu lên tượng mà chưa có nghiên cứu xác đáng Một số cơng trình móng cọc BTCT thi công khu vực đất yếu huyện Bình Chánh, huyện Cần Giờ – TP.HCM có tượng đầu cọc bị chuyển vị ngang sau thi cơng, hạ cọc phương pháp búa đóng, vị trí sau chuyển vị ngang đo sai khác nhiều so với vị trí thiết kế ban đầu sau đóng, khoảng cách sai lệch lên đến 1m vượt phạm vi cho phép quy trình thi cơng Một cơng trình dư luận quan tâm Nhà máy xử lý nước thải – huyện Bình Chánh thuộc dự án Cải thiện mơi trường nước cọc móng trụ cầu Lôi Giang, Rạch Lá đường Rừng Xác – huyện Cần Giờ - 91 - (lớp cát đắp dày 2m, thông số lấy theo kinh nghiệm) Mực nước ngầm mặt đất - Đặc trưng cọc: + kích thước cọc 40x40 cm, khoảng cách trung bình cọc 2m + chiều dài cọc 42m + bê tông mác 300, E=2.9x107KN/m2 + EA = 4640000 KN + EI = 61866.67 KN.m2 *Phân tích kết Sau đóng cọc tiến hành đào đất lần đầu tiên, chênh lệch áp lực đất khối đất bên phải áp lực thiết bị thi công tạo áp lực ngang, đất chuyển vị làm cho cọc bị di chuyển phía bên trái, chuyển vị tổng đất lúc 0.581m (Hình 4.9) Hình 4.9: Đất bị chuyển vị sau đào đất lần Khi đóng cọc cho giai đoạn tiếp theo, cọc đóng tạo áp lực nén xung quanh, đồng thời với áp lực chênh lệch đất tiếp tục đào thiết bị thi công tác dụng lên cọc chuyển vị làm cho đất cọc chuyển vị nhiều Chuyển vị tổng đất lúc 0.638m Đây giai đoạn cọc chuyển vị nhiều nguy hiểm (Hình 4.10) - 92 - Hình 4.10: Đất bị chuyển vị nhiều thời điểm giai đoạn thi cơng Cuối q trình thi công, chênh lêch áp lực đất đào thiết bị thi công ảnh hưởng đến cọc gần Đối với cọc đầu tiên, áp lực khối đất bên trái làm cho cọc dịch chuyển ngược lại phía bên phải (ngược với chiều chuyển vị đào đất lần đầu) Khuynh hướng chuyển vị đất lúc dồn vào hố đào Do lúc chuyển vị đất 0.581m (Hình 4.11) Hình 4.11: Chuyển vị đất có khuynh hướng giảm thời điểm cuối giai đoạn thi công - 93 - *Tình hình chuyển vị cọc (tại thời điểm giai đoạn thi công) a cọc (cọc biên đầu) b cọc (cọc giữa) c cọc (cọc biên cuối) Hình 4.12: Khuynh hướng chuyển vị cọc - 94 - Nhận xét Tại thời điểm giai đoạn thi công, giai đoạn nguy hiểm cọc chuyển vị nhiều, thể hết tình trạng tất cọc tồn q trình thi cơng Đối với cọc biên đầu, sau đào đất lần cọc dịch chuyển hướng (chuyển vị bên trái) Đến giai đoạn q trình thi cơng áp lực chênh lệch khối đất đào thiết bị thi cơng có ảnh hưởng ngày đến cọc đầu tiên, ngược lại áp lực khối đất bên trái lại ngày ảnh hưởng nhiều cho cọc bị dịch chuyển ngược lại Nhìn vào chuyển dịch cọc hình vẽ ta nhận thấy cọc có khuynh hướng dịch chuyển ngược lại Như vậy, cọc biên tùy vào thời điểm có chuyển vị theo hướng ngược chiều Đối với cọc giữa, thời điểm cọc chịu áp lực ngang lớn khối đất chênh lệch đào thiết bị thi công Cọc chuyển vị nhiều nội lực phát sinh cọc lớn Cọc khó chuyển vị ngược lại giống cọc biên thi cơng đến hết q trình áp lực gần cân nên cọc chuyển vị nguyên vị trí chuyển vị cũ Đối với cọc biên cuối, chưa đào đến cọc chuyển vị thiết bị thi công chạy Đồng thời khối đất chênh lệch đào kéo sang phương ngang làm cọc bị chuyển vị theo Nhìn vào hình vẽ ta thấy cọc bị lún bị dịch chuyển ngang Kết luận: chuyển vị vị trí cọc tổng kết theo đồ thị Chuyển vị cọc theo chiều rộng hố đào 60 chuyển vị (cm) 50 40 cọc1 cọc2 30 cọc3 20 10 0 10 15 20 25 chiều rộng hố móng (m) 30 35 40 - 95 - Các cọc biên đầu chuyển vị tăng dần sau chuyển vị giảm phần đất bên trái gây áp lực ngang khối đất bên phải ngày xa gây ảnh hưởng Các cọc có tốc độ chuyển vị tăng nhanh chịu ảnh hưởng thường xuyên khối đất chênh lệch đào thiết bị thi công Tuy nhiên cọc biên đầu, khối đất bên phải ngày xa cọc có khuynh hướng cân làm cho chuyển vị giảm trở lại Đối với cọc biên cuối chưa đào tới cọc chuyển vị, chuyển vị lún nhiều thiết bị thi công chạy bên Chuyển vị tăng tiến hành đào gần tới giảm khơng cịn thiết bị thi cơng ngưng đào Sau mơ tính tốn chương trình máy tính, cọc có chuyển vị 0.3m ≤ e ≤ 0.6m chiếm phần lớn, chuyển vị phù hợp với kết quan trắc thực tế công trình khu xử lý nước thải (chuyển vị nhóm cọc chiếm phần lớn kết quan trắc thực tế) Tuy nhiên có số cọc có chuyển vị lớn (nhóm cọc 2) hộp nối cọc bị hư hỏng dẫn đến sơ đồ làm việc cọc thay đổi Quy luật chuyển vị cọc chuyển vị ngày tăng sau giảm dần khối đất bên phải thiết bị thi cơng ngày ảnh hưởng khối đất bên trái lại ảnh hưởng theo chiều ngược lại, làm cho đất có khuynh hướng cân * Sức chịu tải cọc sau bị chuyển vị ngang (bằng phương pháp phần tử hữu hạn) Sau bị chuyển vị ngang, để kiểm tra sức chịu tải lại cọc, tiến hành thử tĩnh tải Sau vẽ đường cong quan hệ tải trọng chuyển vị đứng Từ khống chế chuyển vị đứng cọc theo tiêu chuẩn (1/10d = 40mm), tính sức chịu tải cịn lại cọc Tác giả chọn cọc (cọc có chuyển vị lớn mơ hình) để tiến hành thử tĩnh tải, nhằm xác định sức chịu tải lại cọc sau - 96 - cọc bị chuyển vị ngang Mối quan hệ tải trọng chuyển vị đứng thể theo đồ thị Đồ thị tải trọng - chuyển vị -20 1000 2000 3000 4000 5000 chuyển vị (mm) -40 -60 -80 đường cong p-y -100 -120 -140 -160 -180 Tải trọng (kN) Chuyển vị đứng cọc theo tiêu chuẩn 1/10d = 40mm, tính sức chịu tải cọc sau bị chuyển vị ngang 13795 kN (137.95T), thỏa mãn yêu cầu thiết kế với hệ số FS=3 (3Ptk=3x45T=135T) Kết phù hợp với thử nghiệm PDA trường 4.7 Giải pháp xử lý cố chuyển vị cọc cơng trình nhà máy xử lý nước thải Từ nguyên nhân tác giả đưa biện pháp khắc phục cố cọc bị nghiêng hàng loạt cơng trình nhà máy xử lý nước thải Bình Chánh 4.7.1 Thay đổi biện pháp thi công Việc cọc bị nghiêng phần biện pháp thi công không phù hợp Những cọc đóng ban đầu sau đào đất, bị cân trạng thái tự nhiên tạo áp lực ngang lớn khối đất chưa đào gây Sau đó, việc đóng cọc làm đất xung quanh nén lại tác dụng vào cọc đóng Các cọc đóng bị chịu áp lực ngang khối đất chưa đào, lại chịu thêm áp lực ngang chèn ép đất đóng cọc nên chuyển vị nhiều Đồng thời thiết bị thi công bên gây áp lực ngang lớn Từ nguyên nhân trên, để hạn chế chuyển vị ngang cọc, tác giả kiến nghị thay đổi biên pháp thi cơng sau: chia nhóm dãy cọc giới hạn tường chắn thép để hạn chế áp lực - 97 - ngang (giảm áp lực ngang đất thiết bị thi công đứng sau tường chắn thép), đóng cọc hàng loạt từ ngồi để hạn chế việc ép đất cọc đóng dồn vào Đồng thời thi công đào theo dạng đối xứng từ để áp lực đất cân Sau đào xong nhóm dãy cọc gia cố cọc lại với đài bê tông cốt thép, rút tường chắn thép lên tiếp tục chắn cho nhóm dãy cọc Trình tự thi cơng thể theo hình 4.13 TƯỜNG CHẮN THÉP HƯỚNG THI CÔNG HƯỚNG THI CÔNG TƯỜNG CHẮN THÉP THIẾT BỊ THI CƠNG THIẾT BỊ THI CƠNG Hình 4.13: Trình tự thi cơng đối xứng kết hợp tường chắn thép * Mơ tính toán phương pháp phần tử hữu hạn Chuyển vị cọc 1, 2, thay đổi biện pháp thi công - 98 - a cọc (cọc biên đầu) b cọc (cọc giữa) c cọc (cọc biên cuối) Chuyển vị cọc 1, 2, thay đổi biện pháp thi công tổng hợp đồ thị 40 Chuyển vị cọc theo chiều rộng hố đào 35 chuyển vị (cm) 30 25 20 cọc1,3 15 cọc2 10 0 10 15 20 25 chiều rộng hố m óng (m ) 30 35 40 - 99 - Khi thay đổi biện pháp thi cơng chuyển vị cọc có thay đổi đáng kể, đặc biệt cọc (cọc giữa) có chuyển vị nhỏ Chuyển vị cọc 0.04m ≤ e ≤ 0.07m, đạt theo tiêu chuẩn thiết kế (e ≤ 0.4d = 0.16m) Tuy nhiên cọc biên chuyển vị lớn 0.15m ≤ e ≤ 0.4m, chưa đạt theo tiêu chuẩn thiết kế (e ≤ 0.2d = 0.08m) Tuy nhiên so với biện pháp thi công ban đầu khắc phục chuyển vị ngang Mặc dù khắc phục nhiều chuyển vị ngang biện pháp thi cơng có tường chắn thép tốn nhiều thời gian chi phí 4.7.2 Giải pháp xử lý cọc nghiêng Sau cọc nghiêng, tiến hành xử lý kiểm tra khả chịu tải cọc, cọc đạt yêu cầu chịu tải tiến hành liên kết đầu cọc sàn liên tục Tuy nhiên cọc chuyển vị ngang lớn phải tiến hành thí nghiệm trường để xác đinh xác nguyên nhân gây chuyển vị ngang Đồng thời thực nén tĩnh để xác định xác khả chịu tải cọc sau bị chuyển vị Nếu mặt bố trí cọc cịn cho phép tiến hành đóng cọc bù để tăng cường sức chịu tải hệ móng 4.8 Nhận xét Trình tự thi cơng khác làm giảm chuyển vị cọc ứng suất đất Do biện pháp thi công quan trọng, đặc biệt thi cơng nơi có địa chất khơng tốt Chuyển vi cọc cịn xảy ra, việc thiết kế cọc cho vùng đất yếu cần nghiên cứu phát triển để hạn chế thấp cố xảy Trong trường hợp cụ thể cơng trình nhà máy xử lý nước thải trình tự thi cơng cọc để xác định nguyên nhân gây chuyển vị đầu cọc Khơng phân tích từ giai đoạn thi cơng đóng cọc mà cịn phải xem xét phân tích từ giai đoạn chuẩn bị thi công đến thời điểm trước thi cơng bệ móng liên kết cọc Ngun nhân dẫn đến chuyển vị cọc sau: - 100 - Do chênh lệch áp lực đất tác dụng phía phát sinh q trình thi công đào đất Thiết bị đào thi công đào đất mái dốc hệ cọc phát sinh tải trọng cộng dồn với áp lực đất gây chuyển vị Sơ đồ thi công không phù hợp, áp lực đất bị nén chặt phía nên đào đất làm giải phóng áp lực gây xơ ngang cọc Các sai sót chủ yếu đến từ biện pháp thi công không phù hợp, cụ thể sau: Yêu cầu thiết kế tiến hành san lấp tồn mặt thi cơng đến cao độ thiết kế cao cao độ dừng cọc Do đó, q trình thi cơng đóng cọc, người ta phải dùng cọc dẫn để đóng phần nằm sâu đất để đạt cao độ thiết kế Đoạn nằm sâu đất khó kiểm sốt vị trí cọc độ thẳng đứng cọc Trình tự thi cơng theo biện pháp thi công không phù hợp bao gồm: - Việc đào đất không cân nguyên nhân cọc bị chuyển vị ngang - Cách bố trí máy đào nằm mái dốc sửa mái dốc làm tăng tải trọng tác dụng phía mái dốc * Biện pháp ngăn ngừa, kinh nghiệm thực tiễn trường hợp là: - Chia khu vực thi công riêng biệt: phân biệt nhóm cọc theo khu vực có cao độ, sau đóng xong khu vực tiến hành làm móng trước đóng khu vực lân cận - Tổ chức thi công đào vận chuyển đất không cho thiết bị đứng mái dốc làm tăng áp lực ngang đất * Các kết luận nguyên nhân, biện pháp ngăn ngừa chuyển vị ngang sở để rút kinh nghiệm thi cơng cơng trình có quy trình thi cơng tương tự - 101 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ kết nghiên cứu cố cọc bị chuyển vị ngang Nhà máy xử lý nước thải điều kiện thi công cọc đất yếu địa chất khu vực miền Nam-Việt Nam, tác giả rút số kết luận sau: Các nguyên nhân gây chuyển vị đầu cọc là: - Sự chênh lệch áp lực đất tác dụng không cân phía cọc - Tải trọng thiết bị thi công nguyên nhân gây tải trọng ngang tác dụng lên cọc - Quá trình thi cơng đóng cọc, đào đất, đóng cọc làm cho cọc đóng sau tạo lực nén ngang vùng đất xung quanh tác dụng lên cọc đóng trước - Sự thay đổi sơ đồ làm việc cọc hư hỏng hộp nối cọc Kết luận kết phân tích phần tử hữu hạn so sánh với quan trắc thực tế - Chuyển vị ngang đầu cọc phân tích phương pháp phần tử hữu hạn từ 0.3m đến 0.6m phù hợp với chuyển vị quan trắc thực tế cơng trình - Một số cọc có chuyển vị lớn hộp nối cọc bị hư hỏng dẫn đến sơ đồ làm việc cọc thay đổi - Sức chịu tải cọc sau bị chuyển vị ngang 13795 kN (137.95T), thỏa mãn yêu cầu thiết kế với hệ số FS=3 (3Ptk=3x45T=135T) Kết phù hợp với thử nghiệm PDA trường Từ nguyên nhân gây chuyển vị ngang đầu cọc thi công cọc đất yếu, cần phải thực số vấn đề sau: - Tổ chức sơ đồ thi công hợp lý nhằm loại bỏ chênh lệch áp lực ngang tác dụng lên cọc do: đào đắp đất không cân bằng, áp lực thiết bị thi công chạy bên - Kiểm tra kỹ công đoạn thực hộp nối cọc, hư hỏng hộp nối làm thay đổi sơ đồ tính cọc - 102 - - Cần phải tổ chức quan trắc cọc suốt trình thi cơng để theo dõi, kiểm tra phát cọc có chuyển vị ngang lớn để có biện pháp khắc phục kịp thời Giải pháp khắc phục thực tế cọc bị chuyển vị ngang: thực thí nghiệm trường để xác định nguyên nhân gây chuyển vị ngang Sau nén tĩnh trường xác định sức chịu tải cọc sau cọc bị chuyển vị ngang Từ tính tốn số lượng cọc phải đóng bù thêm để thay cọc bị chuyển vị ngang Kiến nghị Biện pháp thi công cọc vùng đất yếu có chiều dày lớn nhân tố định chuyển vị ngang cọc Do cần có biện pháp thi công hợp lý để hạn chế chuyển vị ngang Việc khảo sát, kiểm tra chất lượng cọc phép thử PIT, PDA, nén tĩnh để xác định chất lượng vật liệu cọc khả mang tải dọc trục cọc nhiều thời gian chi phí, dẫn đến tiến độ cơng trình bị chậm trễ làm giảm hiệu dự án Khi cọc có chuyển vị ngang lớn xảy trường hợp cọc bị phá hoại mặt vật liệu bị thay đổi sơ đồ làm việc cọc (hư hỏng hộp nối) Trong trường hợp, cọc bị chuyển vị ngang muốn phép tận dụng lại phải dựa vào kết quan trắc kết thử nghiệm để đảm bảo khơng cịn chuyển vị ngang giá trị khả chịu tải cọc sau chuyển vị ngang Hướng nghiên cứu Cần nghiên cứu cách tổng quát để đưa phương pháp thi công cho trường hợp tương tự Đưa cách tính tốn trường hợp cọc chịu tải trọng ngang khác để phù hợp với điều kiện địa chất vùng - 103 - TÀI LIỆU THAM KHẢO R.Whitlow (1999) Cơ Học Đất (bản dịch) NXB Giáo Dục Châu Ngọc Ẩn (2002) Nền móng NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM Lê Bá Lương (1989) Công trình đất yếu điều kiện Việt Nam Trường ĐHBK TP.HCM Vũ Công Ngữ - Nguyễn Thái (2006) Móng cọc-Phân tích Thiết kế NXB Khoa học Kỹ thuật Hồng Văn Tân, Trần Đình Ngơ, Phan Xuân Trường, Phạm Xuân, Nguyễn Hải (1997) Những phương pháp xây dựng cơng trình đất yếu Nhà xuất xây dựng Nguyễn Bá Kế, Nguyễn Hữu Đẩu (2002) Chất lượng móng cọc quản lý đánh giá Nhà Xuất Bản Giao Thông Vận Tải Cung Nhất Minh, Diệp Vạn Linh, Lưu Hưng Lục (1999) Thí nghiệm kiểm tra chất lượng cọc Nhà Xuất Bản Xây Dựng Hà Nội Lê Kiều Phương pháp gia tải tĩnh kiểu Osterberg kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi Tạp Chí Xây Dựng Số 05/1999 Tuyển Tập Tiêu Chuẩn Xây Dựng Của Việt Nam (tập III, Tiêu Chuẩn Thiết Kế) (1997) Nhà Xuất Bản Xây Dựng Hà Nội 10 John Atkinson (1993) An introduction to the mechanics of soil and foundations, The McGraw-Hill Press 11 D.M.Wood (1990) Soil behaviour and critical state soil mechanics Cambridge University Press 12 Joseph E Bowles, P.E.,S.E (1997) Foundation analysis and design, The McGraw-Hill Companies, Inc 13 H G Poulos, E H Davis Pile Foundation Analysis And Sign John Wiley & SonS - 104 - 14 Braja M Das Priciples of foundation engineering Pws - Kent Publishing Company, Boston 15 M J Tomlinson, Ceng, Fice, Fistruucte Pile design and construction practice A Viewpoint Publication 16 Plaxis manual version 8.2 - 105 - LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ Tên: NGUYỄN TRẦN ĐĂNG KHUÊ Ngày tháng năm sinh: 22/01/1983 Nơi sinh: TP HCM Địa liên lạc: số 7, đường 10, phường Thảo Điền, Q2, TP.HCM Điện thoại: 08.38989942 - 0938192745 Nghành tốt nghiệp: Kỹ Sư Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 09/2001 – 01/2006: Sinh viên ngành Xây dựng Dân dụng & Công nghiệp – khoa Kỹ thuật Xây dựng - trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh 09/2006 – 12/2008: Học viên sau Đại Học ngành Địa kỹ thuật Xây dựng - trường Đại Học Bách Khoa Tp.Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC 2006 – 2008: Phịng Tài ngun & Mơi trường quận Bình Thạnh Tp.Hồ Chí Minh ... đầu cọc làm cọc bị nghiêng Đó nguyên nhân gây cố nghiêng cọc cơng trình nhà máy xử lý nước thải Bình Chánh Từ cố trên, tác giả phân tích nguyên nhân gây cố nghiêng cọc giải pháp khắc phục cố nghiêng. .. TÀI: PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC SỰ CỐ NGHIÊNG CỌC CƠNG TRÌNH NHÀ MÁY XỬ LÝ NƯỚC THẢI BÌNH CHÁNH II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ: Thực phân tích nguyên nhân đưa giải pháp xử lý. .. cọc nghiêng, phương pháp kiểm tra chất lượng cọc ¾ Phân tích ngun nhân gây cố nghiêng cọc cơng trình nhà máy xử lý nước thải Bình Chánh ¾ Giải pháp xử lý khắc phục cố nghiêng cọc cơng trình nhà