Phân tích kết quả thử tải

4.3. Ph−ơng pháp thử tải OSTERBERG

4.3.5. Phân tích kết quả thử tải

4.3.5.1. Xác định sức chịu tải giới hạn theo đất nền của cọc

Theo ″Quy trình kỹ thuật thử tải cọc bằng ph−ơng pháp OSTERBERG:

DB32/T291 – 1999” của Trung Quốc[2], sức chịu tải giới hạn theo đất nền của cọc đ−ợc tính theo công thức sau:

Q = Q+– G+ + Q- (4.2)

-Q+, Q- t−ơng ứng là các giá trị sức chịu tải giới hạn của phần cọc trên và phần cọc d−ới chọn đ−ợc sau khi thử theo các điều kiện (4) của mục 3. ở

đây cần lưu ý rằng chỉ trong trường hợp thử đặc biệt - gây phá hoại sức kháng của nền - nh− đr trình bày ở mục 4 thì Q+ và Q- mới có giá trị khác nhau, còn trong tr−ờng hợp thử không gây phá hoại thì Q+ = Q-.

-G+ là trọng l−ợng bản thân của phần cọc trên hộp tải có xét đến hiệu ứng đẩy nổi khi phần cọc này nằm d−ới mức n−ớc ngầm.

ưλλλλ là hệ số phản ánh ảnh hưởng của loại đất ở dưới mũi cọc:

Với đất dính λλλλ = 0,8; với cát λλλλ=0,7.

Hình 4.5: Thiết bị đo chuyển vị thẳng đứng ở đỉnh cọc

4.3.5.2. Cách chuyển đổi tương đương từ kết quả thử theo phương pháp OSTERBERG về kêt quả thử theo ph−ơng pháp thử tĩnh truyền thống

1) Vì sao lại phải thực hiện việc chuyển đổi tương đương?

Câu hỏi này đ−ợc đặt ra cho các kỹ s− thực hành, bởi vì với kết quả nhận

đ−ợc nh− đr trình bày ở các mục từ (1) đến (4) nêu ở trên đr có thể cơ bản đánh giá đ−ợc sức chịu tải giới hạn của cọc rồi. Theo chúng tôi đây là việc làm cần thiết và hữu ích, bởi vì:

Việc phân tích - đánh giá kết quả thử theo phương pháp OSTERBERG vẫn dựa trên các nguyên tắc của thử tải tĩnh truyền thống, trong đó biểu đồ quan hệ Q-s là một công cụ quan trọng cho phép phân tích có định l−ợng về sức chịu tải của cọc mà một bài toán cơ học vẫn th−ờng làm.

Mục tiêu của việc thử tải trong phần lớn các tr−ờng hợp không chỉ dừng ở việc xác định khả năng chịu tải theo đất nền của cọc mà còn muốn có một hình

ảnh cụ thể hơn so với lý thuyết chung cũng nh− so với kết quả tính toán theo lý thuyết đó về tương tác giữa cọc với đất nền xung quanh để từ đó có những ứng xử thích hợp hơn trong thiết kế móng cọc và trong quá trình xử lý thi công sau này.

2) Cách chuyển đổi tương đương theo [2] :

Q = K.( Q+ - G) + Q- (4.3)

s=s’+∆∆∆∆s (4.4)

∆∆∆∆s = ∆∆∆∆s1 + ∆∆∆∆s2 = Q-.L + K_. (Q+ - G) (4.5) A.E 2.A.E

Trong đó:

- Q là sức chịu tải giới hạn theo đất nền của cọc quy đổi về điểm đặt lực ở trên đỉnh cọc theo cách thử tĩnh truyền thống;

- s là chuyển vị thẳng đứng quy đổi của đỉnh cọc do lực Q quy đổi gây ra;

-s’ là biến dạng đàn hồi quy đổi của đất nền dưới mũi cọc do lực Q quy đổi g©y ra;

-Äs là biến dạng đàn hồi dọc trục quy đổi của cọc do lực Q quy đổi gây ra;

-K là hệ số quy đổi;

-L là chiều dài của phần cọc trên hộp tải;

-E là modul đàn hồi của bê tông cọc;

-A là diện tích mặt cắt ngang của cọc.

So sánh kết quả chịu tải của cọc xử lý đáy và cọc không xử lý đáy.

Công trình KaengNam Hà Nội landmark tower thiết kế cọc khoan nhồi cho 4 vùng chính gồm:

- Vùng 1: Toà nhà 70 tầng

- Vùng 2: Toà nhà 47 tầng A và B - Vùng 3: Nhà chuyển tiếp

- Vùng 4: Gara ngầm

Tại vùng 3 nhà chuyển tiếp cọc khoan nhồi thiết kế dạng A4, bêtông mác 40MPA sâu 65 mét, chạm đá cát kết 2,0 mét, sức chịu tải 2000 tấn. Cọc thí nghiệm số 6 đ−ợc thi công với quy trình nh− các cọc khoan nhồi khác. Dùng máy khoan tuần hoàn ng−ợc S600 khoan tạo lỗ đến chiều sâu thiết kế sau đó tiến hành các công tác khac nh− làm sạch đáy, hạ lồng thép, đổ bê tông theo đúng quy trình thi công. Riêng cọc thí nghiệm này đ−ợc gắn thiết bị thí nghiệm để thử tải. Với quy trình trên nh−ng không xử lý xói rửa đáy nh− các cọc vùng 1 và 2.

Kết quả thí nghiệm cho thấy sức chịu tải của cọc đạt tải trọng thiết kế 2000 tÊn

NhËn xÐt

Từ kết quả thí nghiệm cho hai cọc khoan nhồi tại hai khu vực khác nhau với cùng một quy trình thi công nh− nhau, ở cọc khoan nhồi đ−ợc xử lý đáy bằng phuơng pháp xói rửa và bơm phụt vữa xi măng cho kết quả thí nghiệm sức chịu tải tăng lên 1,6 lần so với cọc không xử lý đáy.

Kết luận và kiến nghị KÕt luËn

Tóm lại các phương pháp xử lý đáy lỗ khoan cọc nhồi trước và sau khi đổ bê tông là những giải pháp để xử lý nền móng công trình tăng khả năng chịu tải cọc khoan nhồi. Tr−ớc những yêu cầu xây dựng nhà cao tầng ở vùng Hà Nội hiện nay trong các biện pháp thi công xử lý đáy đr được trình bày có hai phương pháp

đem lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cho các công trình, đó là phương pháp khoan mở rộng đáy và xói rửa bơm phụt vữa xi măng là các biện pháp không thể thiếu

đ−ợc khi thiết kế thi công cọc khoan nhồi với các nhà cao tầng ở Hà Nội. Việc xử lý đáy tăng khả năng chịu tải của cọc không những là yêu cầu mà con là biện pháp thi công đảm bảo an toàn ổn định lâu dài cho các toà nhà cao tầng. Hiện nay xây dựng các toà nhà cao tầng là các dự án đầu t− của các nhà đầu t− n−ớc ngoài đều có yêu cầu xử lý đáy bằng các phương pháp trên. Việc xử lý đáy không chỉ đơn thuần là tăng khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi mà còn là tiêu chuẩn thi công đối với dự án xây dựng. Vì vậy phương pháp xử lý đáy lỗ khoan cọc nhồi là biện pháp thi công không thể thiếu đ−ợc với các công trình xây dựng nhà cao tầng ở Hà Nội nói riêng ở Việt Nam nói chung. Do vậy việc nghiên cứu và tiếp tục hoàn thiện các phương pháp xử lý đáy nhằm đưa ra các giải pháp tối ưu

đem lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật cho các công trình là việc làm cấp thiết và có ý nghĩa khoa học trong thời điểm hiện nay.

Các phương pháp xử lý đáy cọc khoan nhòi đr được nghiên cứu trình bày trên đây bao gồm biện pháp khoan mở rộng đáy, xói rửa áp lực cao và bơm phụt vữa bê tông đáy cọc khoan nhồi đr đ−ợc giới thiệu quy trình cũng nh− thiết bị máy móc để thi công đảm bảo tính thiết thực của đề tài nghiên cứu. Các phương pháp xử lý đáy làm tăng đường kính đáy cọc khoan nhồi cũng như tạo vữa bê tông mác cao gia cường đáy cọc tạo thành chân đế vững chắc tăng sức chịu tải

cho các cọc khoan nhồi. Các ph−ơng pháp trên đr đ−ợc áp dụng vào thực tế cho các công trình xây dựng nhà cao tầng ở Hà Nội. Đặc biệt là các nhà siêu cao tầng nh− tổ hợp Kaeng Nam Hà nội landmark tower cao 70 tầng trên đ−ờng Phạm Hùng là toà nhà cao thứ 17 thế giới và cao nhất việt Nam đr áp dụng ph−ơng pháp khoan xói rửa và bơm vữa bê tông mác cao cho kết quả tốt đẹp đảm bảo tăng tải trọng làm việc cũng nh− an toàn tuyệt đối lâu dài cho công trình.

Các phương pháp xử lý đáy lỗ khoan cọc nhồi trên đây là các biện pháp chưa

đ−ợc phổ biến rộng rri và áp dụng cho các công trình xây dựng vì thế nghiên cứu hoàn thiện và phát triển công nghệ xử lý đáy cần đ−ợc đ−a vào áp dụng cho các công trình xây dựng ở Hà Nội. Đây là một ph−ơng pháp dễ thi công, giá thành hạ, phù hợp với điều kiện địa chất vùng Hà Nội cũng nh− các thiết bị thi công

đơn giản, mức đầu t− chi phí thấp, mang lại hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao cho các dự án, công trình.

Qua các nghiên cứu và khảo sát thực tế các phương pháp xử lý đáy lỗ khoan cọc nhồi tại vùng Hà Nội tác giả đề xuất các kiến nghị sau

Kiến nghị

- Kiến nghị bổ xung tiêu chuẩn bê tông đáy cọc khoan nhồi nhằm đảm bảo

đáy cọc phải được xử lý trước khi tiến hành các công tác xây dựng tiếp theo.

- Bổ xung tiêu chuẩn thi công cọc khoan nhồi áp dụng cho các công trình xây dựng nhà cao tầng ở Việt Nam.