- ϕ: chu vi xung quanh cọc (chu vi của diện tích kín trong trường hợp cọc thép
d. Trường hợp 4:
3.4.1.2 Các biện pháp thi cơng cọc vật liệu rờ
Trên thế giới cĩ khá nhiều phương pháp thi cơng cọc vật liệu rời, một số sẽ đuợc giới thiệu ở phần dưới đây:
Đầm rung
Phương pháp đầm rung làm tăng tỷ trọng của các loại đất rời dạng hạt bằng cách dùng một thiết bị gọi là “vibroflot” chìm dần vào trong đất dưới sức nặng bản thân, đầm và rung cùng với nước ( Baumann and Bauer, 1974; Engelhardt and Kirsch, 1977). Sau khi đạt tới một độ sâu nhất định vibroflot được rút ra, cát được đổ thêm vào và được đầm. Quá trình cứ thế tiếp tục để cuối cùng cĩ được Cọc vật liệu rời.
Phương pháp Vibro-Compozer
Phương pháp này rất phổ biến ở Nhật Bản cho các loại đất sét yếu với gương nước ngầm cao (Aboshi et al. 1979; Aboshi and Suematsu, 1985; Barksdale, 1981). Trình tự thi cơng tạo thành cọc thường gọi là cọc đầm cát. Trước hết người ta ấn một ống chống xuống đến độ sâu dự kiến bằng cách dùng một búa nặng vừa rung vừa đĩng ở đầu ống chống. Sau đĩ đổ cát vào ống chống và rút dần ống chống ra bằng cách dùng một búa rung ở đáy ống. Cứ tiếp tục như thế cho đến khi tạo được một cọc vât liệu rời được đầm chặt.
Phương pháp Cased Borehole (đầm trong lỗ khoan cĩ ống chống)
Cọc được thi cơng bằng cách dùng một quả tạ nặng đầm vật liệu rời trong một lỗ đã khoan trước (thường nặng 15-20kN) từ độ cao khoảng 1.0-1.5m. Phương pháp này khá rẻ và cĩ thể thay cho biện pháp đầm rung. Tuy nhiên phương pháp này gây ra xáo động nền đất và do đĩ khả năng ứng dụng cĩ thể hạn chế đối với các loại đất nhạy cảm.
Phương pháp thay - rung (Vibro - Replacement Method)
Dùng để cải thiện các loại đất dính bằng cách sử dụng thiết bị giống như đầm rung. Cĩ thể thi cơng khơ hoặc ướt. Trong thi cơng ướt, đầu tiên tạo một hố bằng cách
dùng vibroflot và nước để đạt tới độ sâu cần thiết. Sau đĩ rút vibroflot ra, tạo nên một lỗ khơng chống lớn hơn so với bản thân đầm. Sau đĩ làm sạch hố và đổ cuội sỏi vào. Thi cơng khơ chỉ khác ở chỗ khơng dùng nước phun trong quá trình tạo lỗ khoan.
Khả năng chịu tải tối đa (Ultimate Bearing Capacity) của cọc vật liệu rời đơn chiếc.
Cọc vật liệu rời thường được thi cơng xuyên qua lớp đất yếu tới tận lớp đất chịu lực. Nhưng chúng cũng cĩ thể dùng như cọc ma sát, với mũi cọc kết thúc trong lớp đất yếu nhưng ở độ sâu nơi đất cĩ thể đạt sức bền tương đối. Cọc vật liệu rời cĩ thể bị phá huỷ theo kiểu cọc đơn hoặc nhĩm. Cĩ các cơ chế phá huỷ cọc đơn.
Kết luận
Cọc cát/ cọc đá là một trong những biện pháp gia cường nền đất vạn năng nhất. Cĩ thể thi cơng chúng nhằm gia cường nhiều loại nền đất khác nhau, bằng nhiều kỹ thuật khác nhau như đầm rung (vibro-compaction), thay – rung (vibro-Replacement), đầm trong lỗ khoan (rammed granular piles), vibro-compozer, vibro-wings, sand or gravel compaction piling...Nếu đất được cải thiện theo phương thức gia cường, làm chặt và tiêu thốt nước. Chúng đều tỏ ra cĩ hiệu quả trong điều kiện bình thường và cĩ động đất.
Khả năng chịu tải của nền được cải thiện từ 50 đến 100% trong khi lún giảm đi 3-4lần. Đáng lưu ý là lún hầu như chỉ xảy ra trong giai đoạn chất tải, và cịn lại rất nhỏ ở giai đoạn sau thi cơng.
Trước kia cọc vật liệu rời được dùng để chịu các tại trọng nén. Tuy nhiên chỉ cần cải tiến đơi chút bằng cách lĩt đáy một tấm bản thép/bê tơng/lưới địa kỹ thuật và neo lại bằng một sợi dây thép hoặc cáp là các lực kéo cĩ thể được chuyền tới đáy cọc và khi đĩ vật liệu rời trở thành một cái neo cọc vật liệu rời, làm việc cĩ khi cịn hay hơn cọc đặc vì nĩ thường chỉ bị phình ra ở mũi cọc trong khi khả năng chịu tải lại cao hơn đáng kể. Neo cọc vật liệu rời GPA trở thành cĩ thể nén được, biến dạng triệt giảm ở phần sâu và chỉ cĩ một phần biến dạng rất nhỏ xảy ra ở gần đầu cọc.
Nền đất được gia cường bằng cọc vật liệu rời, nếu chịu tải đồng nhất thơng qua một lớp vật liệu rời nửa cứng chỉ xảy ra lún rất ít và rất đều so với nền đất chưa được
xử lý. Nếu huy động thêm được hiện tượng nở ra của vật liệu làm cọc thì nền đất cịn trở nên cứng chắc hơn là lún ít hơn nữa.
Một số hình ảnh thi cơng cọc vật liệu rời dùng để gia cố nền đất yếu:
Hình 14: Mơ hình thi cơng cọc vật liệu rời
Hình 16: Giai đoạn bơm vật liệu rời vào tầng đất yếu
Hình 17: Hồn thành quy trình 1 cọc vật liệu rời
3.4.2. DÙNG SÀN GIẢM TẢI GIẢM LÚN CƠNG TRÌNH