Nghiên cứu giải pháp hiệu quả thay thế cọc bê tông thường bằng cọc bê tông ly tâm ứng dụng gia cố nền móng cho công trình trên địa bàn huyện thạnh hóa, tỉnh long an

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN TRẦN MINH TUẤN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP HIỆU QUẢ THAY THẾ CỌC BÊ TÔNG THƯỜNG BẰNG CỌC BÊ TÔNG LY TÂM ỨNG DỤNG GIA CỐ NỀN MĨNG CHO CƠNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN THẠNH HÓA, TỈNH LONG AN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 8.58.02.01 Long An, năm 2020 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN TRẦN MINH TUẤN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP HIỆU QUẢ THAY THẾ CỌC BÊ TÔNG THƯỜNG BẰNG CỌC BÊ TƠNG LY TÂM ỨNG DỤNG GIA CỐ NỀN MĨNG CHO CƠNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN THẠNH HĨA, TỈNH LONG AN LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 8.58.02.01 Người hướng dẫn khoa học: TS ĐỖ ĐẠI THẮNG Long An, năm 2020 i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn công trình nghiên cứu riêng tơi Các số liệu, kết luận văn trung thực chưa cơng bố tạp chí khoa học cơng trình khác Các thơng tin số liệu luận văn có nguồn gốc ghi rõ ràng./ Tác giả TRẦN MINH TUẤN ii LỜI CẢM ƠN Xin cám ơn Thầy TS Đỗ Đại Thắng, Thầy đưa gợi ý để hình thành nên ý tưởng đề tài làm mạnh dạn tiếp cận với hướng nghiên cứu đồng thời, thầy người tận tụy giúp hệ thống hóa lại kiến thức quản lý định lượng phân tích hiểu biết thêm nhiều điều q trình nghiên cứu luận văn Để hồn thành luận văn này, cố gắng nỗ lực thân, nhận nhiều giúp đỡ tập thể cá nhân Tôi xin tỏ lòng biết ơn đến tập thể cá nhân dành cho giúp đỡ quý báu Tơi xin chân thành cảm ơn Q Thầy Cơ thuộc Phịng đào tạo sau đại học trường Đại Học Kinh tế Công nghiệp Long An tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học nghiên cứu khoa học Đề cương Luận văn thạc sĩ hoàn thành thời gian quy định với nỗ lực thân, nhiên khơng có thiếu sót Kính mong Q Thầy Cô dẫn thêm để bổ sung kiến thức hồn thiện thân Xin trân trọng cảm ơn! Tác giả TRẦN MINH TUẤN iii NỘI DUNG TĨM TẮT Hiện nay, cơng trình xây dựng đầu tư đưa vào sử dụng địa bàn huyện Thạnh Hóa mau bị hư hỏng, biểu qua tượng: cơng trình xây dựng khu vực Trụ sở UBND xã Thạnh Phú, Thuận Nghĩa Hịa…trên vùng đất yếu với móng đất tự nhiên dễ bị lún nứt Tất tượng gây an tồn tốn kinh phí thực công tác tu sửa chữa thường xuyên hàng năm Vài năm gần đây, nhiều cơng trình dân dụng địa bàn tỉnh Long An bắt đầu sử dụng phương pháp sử dụng cọc bê tông để xây dựng dự án cơng trình dân dụng, đặc biệt nhiều số khu huyện Thạnh Hoá, vốn đất hồ ao lấp xây nhà nên độ lún cao Hầu hết cơng trình ép cọc bê tông chống lún, công trình khơng ép bị lún, nứt Trong thi cơng cọc bê tơng cọc bê tơng ly tâm ứng suất trước đảm bảo yêu cầu kỹ thuật có giá thành thấp sử dụng vật liệu Cọc bê tơng ly tâm ứng suất trước có độ cứng lớn cọc bê tơng cốt thép thường nên đóng sâu vào đất tận dụng khả chịu tải đất dẫn đến sử dụng cọc đài móng Chi phí xây dựng móng giảm dẫn đến có lợi kinh tế iv ABSTRACT Currently, the construction works invested and used in Thanh Hoa district are quickly damaged, manifested by the phenomena: construction works in areas such as the headquarters of the People's Committee of Thanh Phu Commune, Thuan Nghia Hoa on soft ground with foundations on natural ground that are easy to subside and crack All of these phenomena are unsafe and costly to carry out regular repair and maintenance work every year In recent years, many civil works in Long An province have started using the method of using concrete piles to build civil engineering projects, especially in some new areas such as Moc district Hoa, which is used to build houses and ponds, makes the settlement very high Most of the works here have forced concrete piles to prevent subsidence, the works that were not pressed were sunk or cracked In the construction of concrete piles, prestressed centrifugal concrete piles still meet the technical requirements and have the lowest cost due to the use of less material Prestressed centrifugal concrete piles have a hardness greater than ordinary reinforced concrete piles, so they can be driven deeper into the ground than take advantage of the load capacity of the ground, resulting in fewer piles in a foundation Reduced foundation construction costs lead to economic benefits v MỤC LỤC DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG SỐ LIỆU, BIỂU ĐỒ PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP THƯỜNG 1.1 Giới thiệu chung 16 1.2 Phương Pháp tính tốn 17 1.3 Phương pháp thi công cọc BTCT 24 1.4 Đánh giá chi phí thi công cọc BTCT 26 CHƯƠNG 2: CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP LY TÂM ỨNG LỰC TRƯỚC 2.1 Giới thiệu chung 27 2.2 Phương Pháp tính tốn cọc ly tâm ULT 28 2.3 Phương pháp thi công cọc ly tâm ULT 32 2.4 Đánh giá chi phí thi cơng cọc ly tâm ƯLT 39 CHƯƠNG 3: SO SÁNH HAI PHƯƠNG ÁN CỌC BTCT VÀ CỌC BTCT LY TÂM ỨNG LỰC TRƯỚC 3.1 Ưu khuyết điểm phương pháp cọc 41 3.2 Đánh giá so sánh chi phí phương pháp thi công cọc 41 3.3 Đề xuất giải pháp tối ưu lựa chọn cọc 46 CHƯƠNG 4: VÍ DỤ TINH TỐN VỀ SỨC CHỊU TẢI CỦA CÁC LOẠI CỌC TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN THẠNH HÓA VÀ SO SÁNH CÁC KẾT QUẢ 4.1 Khái quát điều kiện tự nhiên yếu tố tác động đến phát triển kinh tế xã hội tỉnh Long An 47 4.2 Tổng quan điều kiện tự nhiên huyện Thạnh Hoá 48 4.3 Điều kiện địa chất khu vực huyện Thạnh Hoá 48 4.4 Ứng dụng cọc ly tâm cơng trình địa bàn huyện 51 4.5 Kết luận đánh giá hiệu kinh tế biện pháp 60 KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC vi DANH MỤC BẢNG BIỂU BẢNG BIỂU TÊN BẢNG BIỂU TRANG Bảng 1.1 Hệ số uốn dọc 19 Bảng 2.1 Kích thước cọc 30 Bảng 2.2 Bảng quy định sai lệch kích thước cọc PC, PHC 31 DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ TRANG Hình 1.1 Phương án cọc trước truyền thống 17 Hình 1.2 Phương án cọc BTCT 18 Hình 1.3 Biểu đồ nén tĩnh cọc, quan hệ S = f (P) 20 Hình 2.1 Cọc BT ứng lực trước PC, PHC 30 Hình 2.2 Máy sàn cát 34 Hình 2.3 Máy rửa đá 34 Hình 2.4 KCS kiểm tra thép 34 Hình 2.5 KCS kiểm tra nịng thép 34 Hình 2.6 Căng dự ứng lực 35 Hình 2.7 Đúc cọc ống theo phương pháp ly tâm 35 Hình 2.8 KCS kiểm tra phân loại cọc tháo khn 35 Hình 2.9 Máy ép tĩnh theo phương pháp cổ điển 36 Hình 2.10 Máy đóng cọc 36 Hình 2.11 Máy khoan tạo lỗ cọc 37 Hình 2.12 Máy Robot đóng cọc 38 Hình 2.13 Mối nối cọc ly tâm dự ứng lực có mã 40 Hình 3.1 Máy bị lún nghiêng mặt yếu 43 Hình 3.2 Máy bị lún mặt có nước 43 Hình 4.1 Bản đồ hành tỉnh Long An 48 Hình 4.2 Trường THPT Thạnh Hóa 53 Hình 4.3 Qúa trình triển khai thi cơng 53 Hình 4.4 Mặt cắt địa chất cơng trình 54 vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT STT TỪ VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ CĐT Chủ đầu tư BQLDA Ban quản lý dự án UBND Ủy ban nhân dân BQL CTXD BCH Bảng câu hỏi CCS Các cộng TVTK/GS Tư vấn thiết kế/giám sát VĐKT Vải Địa Kỹ Thuật LĐKT Lưới Địa kỹ thuật 10 CXMĐ Cọc xi măng đất Ban quản lý cơng trình xây dựng DANH MỤC VIẾT TẮT TIẾNG ANH STT TỪ VIẾT TẮT VIẾT ĐẦY ĐỦ AFTA ASEAN Free Trade Area SPSS Statistical Package for the Social Sciences Essential for geotechnical professionals 2D & 3D finite PLAXIS element software for geotechnical analysis of deformation and stability of soil structures SLOPE SLOPE /W V.5 phần mềm Địa kỹ thuật GEO –SLOPE PHẦN MỞ ĐẦU 1.Sự cần thiết đề tài: Nền móng cơng trình xây dựng nhà ở, đường sá, đê điều, đập chắn nước số cơng trình khác đất yếu thường đặt hàng loạt vấn đề phải giải sức chịu tải thấp, độ lún lớn độ ổn định diện tích lớn Việt Nam biết đến nơi có nhiều đất yếu, đặc biệt lưu vực sông Mê Kông Nhiều thành phố thị trấn quan trọng hình thành phát triển đất yếu với điều kiện phức tạp đất nền, dọc theo dịng sơng bờ biển Thực tế địi hỏi phải hình thành phát triển cơng nghệ thích hợp tiên tiến để xử lý đất yếu Khi xây dựng cơng trình dân dụng, cầu đường, thường gặp loại đất yếu, tùy thuộc vào tính chất lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo cơng trình mà người ta dùng phương pháp xử lý móng cho phù hợp để tăng sức chịu tải đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho cơng trình Đối với đồng Nam Bộ Ngoại trừ trầm tích Đệ tứ khu vực, vùng cao phía đơng bắc, bắc có tầng đất cứng chúng hệ trầm tích phù sa Pleistocen gồm có: tầng sét, sét cát, cát bột sét Ví dụ Mộc Hóa, Đức Hịa, Đức Huệ (Long An), phần Tây Ninh quận 1, 3, 10, 12, Phú Nhuận, Tân Bình, Gị Vấp, (TP Hồ Chí Minh); cịn lại, hầu hết đất có độ cao - 1m so mặt biển đất yếu, yếu, chí yếu Vì chúng nằm hầu hết vùng đầm lầy biển cũ, chiều sâu phẫu diện xuống 30 – 40m lớp bùn nhão lẫn hữu rừng lầy ngọt.( Trích số liệu hồ sơ địa chất thuỷ văn Tp.HCM – 2002, Viện thuỷ lợi Miền Nam) Đất mềm yếu nói chung loại đất có khả chịu tải nhỏ (áp dụng cho đất có cường độ kháng nén quy ước 0,50 daN/ cm2), có tính nén lún lớn, hệ số rỗng lớn (e >1), có mơđun biến dạng thấp (Eo < 50 daN/cm2), có sức kháng cắt nhỏ Khi xây dựng cơng trình đất yếu mà thiếu biện pháp xử lý thích đáng hợp lý phát sinh biến dạng chí gây hư hỏng cơng trình Nghiên cứu xử lý đất yếu có mục đích cuối làm tăng độ bền đất, làm giảm tổng độ lún độ lún lệch, rút ngắn thời gian thi cơng giảm chi phí đầu tư xây dựng Với đặc điểm đất yếu trên, muốn đặt móng xây dựng cơng trình đất phải có biện pháp kỹ thuật để cải tạo tính xây dựng Nền đất sau xử lý gọi nhân tạo 47 Địa chất huyện Thủ Thừa hình thành từ loại trầm tích: trầm tích phù sa non trẻ Holocene trầm tích phù sa cổ Pleistocene, chủ yếu trầm tích phù sa non trẻ Holocene chứa vật liệu sinh phèn Trầm tích Holocene bào phủ khoảng 82,9% diện tích tự nhiên huyện, phủ trùm lên trầm tích phù sa cổ Đặc trưng đơn vị trầm tích có mặt Sulfidic, vật liệu chủ yếu hình thành đất phèn Trầm tích khơng phân chia chiếm khoảng 4,5% diện tích tự nhiên Do vậy, xây dựng cơng trình kết cấu hạ tầng cần tính tốn đầu tư đảm bảo độ ổn định bền vững ■ Nguồn nước mặt: Nguồn nước cung cấp cho huyện Tân Thạnh kênh Dương Văn Dương (kênh Đồng Tiến – Lagrange) thuộc tỉnh Đồng Tháp Long An Kênh 12 nối liền tỉnh Long An tỉnh Tiền Giang Ngoài ra, hệ thống kênh huyện Tân Thạnh, kênh Bảy Thước, kênh 79, kênh 5000 nguồn cung cấp nước quan trọng cho sản xuất đời sống người dân huyện ■ Nguồn nước ngầm: Đặc điểm bật nguồn nước ngầm khu vực huyện Tân Thạnh xuất sâu, giá thành khai thác cao, nên khai thác Trong khu vực huyện Tân Thạnh nước mạch nông xuất độ sâu 30 - 40 mét, ảnh hưởng phèn nên chất lượng không tốt, khả sử dụng cho sinh hoạt bị hạn chế Hơn nữa, Tân Thạnh nước ngầm có hàm lượng tổng độ khống hóa thấp (1-3g/l) pH