Đồ án môn học thi công cầu

Giải pháp thi công cầu vượt nút giao cao tốc Long Thành Giầu Dây, thi công bằng đà giáo trụ tạm. Do kiến thức có hạn nên khó tránh khỏi sai sót trong quá trình làm đồ án, tôi rất mong nhận được sự phê bình, góp ý của tất cả bạn đọc. Mọi ý kiến đóng góp xin gửi về địa chỉ email: tandatjr147gmail.com . Xin chân thành cảm ơn

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TP HCM

KHOA CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

ĐỒ ÁN MÔN HỌC THI CÔNG CẦU

ĐỀ TÀI:

THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NHÁNH 5

CẦU VƯỢT NÚT GIAO LT_DG

Ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

Chuyên ngành: Xây dựng cầu đường

Giáo viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Hiển

Giáo viên phản biện : ThS Võ Vĩnh Bảo

Sinh viên thực hiện : Nguyễn Tấn Đạt

Mã số sinh viên : 17H1090004

Lớp : CD17CLCA

T.P Hồ Chí Minh, tháng 2 năm 2022

LỜI CẢM ƠN

Đồ án môn học thi công cầu được thực hiện dựa trên nhiều nguồn tài liệu khác nhau

Do kiến thức có hạn nên khó tránh những sai sót trong quá trình thực hiện, em rất mongnhận được sự phê bình góp ý của quý thầy cô, đó là những bài học quý báu giúp em vữngbước hơn trên con đường hành nghề

Để thực hiện tốt đồ án này, em xin chân thành cảm quý thầy cô trong khoa Công trìnhgiao thông cũng như Viện đào tạo chất lượng cao đã tạo điều kiện để em hoàn thành mônhọc Đặc biệt em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến tiến sĩ Nguyễn Văn Hiển – một ngườithầy tận tình và tâm huyết với hơn 30 năm kinh nghiệm trong ngành, thầy luôn mang đếncho chúng em những buổi học hay, những kiến thức hữu ích Em xin đại diện lớp kínhchúc thầy luôn mạnh khỏe, gặp nhiều may mắn và thành công trong cuộc sống

Chân thành cảm ơn!

ĐạtNguyễn Tấn Đạt

MỤC LỤC

Chương 1 TỔNG HỢP SỐ LIỆU 12

1.1 Thông số hình học 12

1.2 Thông số địa chất 14

Chương 2 THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 15

2.1 Công nghệ thi công 15

2.1.1 Sơ đô các bước thi công 15

2.1.2 Dụng cụ thiết bị thi công cọc khoan nhồi 15

2.2 Thử tải nhầm đánh giá sức chịu tải của cọc khoan nhồi 16

2.2.1 Thử tải trọng tĩnh 16

2.2.1.1 Nguyên tắc 16

2.2.1.2 Quy trình gia tải 18

2.2.1.3 Kết quả 19

2.2.1.4 Xử lý số liệu 19

2.2.1.5 Ưu nhược điểm của phương pháp 20

2.2.2 Thí nghiệm biến dạng lớn (PDA) 21

2.2.3 Phương pháp thử tĩnh bằng hộp Osterbarg 22

2.3 Tính chiều dài ống vách 23

2.4 Các công tác thi công cọc khoan nhồi 25

2.4.1 Công tác định vị mố trụ và cọc 25

2.4.2 Công tác cốt thép 26

2.4.3 Vận chuyển bê tông 28

2.4.4 Hạ ống vách 28

2.4.5 Công tác khoan tạo lỗ 29

2.4.5.1 Công tác chuẩn bị 29

2.4.5.2 Yêu cầu đối với dung dịch bentonite 30

2.4.5.3 Công tác khoan 32

2.4.6 Nạo vét hố khoan 35

2.4.7 Hạ ống Tremic 37

2.4.8 Công tác thổi rửa đáy lỗ khoan 38

2.4.9 Công tác đổ bê tông 39

2.4.9.1 Đổ bê tông cọc 39

2.4.9.2 Lấp đầu cọc (đối với cọc đại trà) 41

2.4.9.3 Rút ống vách 41

2.4.10 Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi 41

2.4.10.1 Một số nguyên nhân gây khuyết tật cọc 41

2.4.10.2 Kiểm tra trong giai đoạn thi công: 44

2.4.10.3 Kiểm tra chất lượng sau khi thi công xong 46

2.4.10.4 Kiểm tra chất lượng cọc sau khi đã thi công xong: 47

2.5 Phòng ngừa các sự cố khi thi công cọc khoan nhồi 47

2.5.1 Đề phòng sụt lỡ thành khi thi công không có ống vách 48

2.5.1.1 Nguyên nhân gây ra sự cố 48

2.5.1.2 Cách phòng tránh 48

2.5.2 Đề phòng không rút được ống chống lên trong thì công có ống vách 49

2.5.2.1 Nguyên nhân 49

2.5.2.2 Cách phòng tránh 49

2.5.3 Đề phòng khung cốt thép bị trồi lên 50

2.5.3.1 Nguyên nhân 50

2.5.3.2 Giải pháp 50

2.5.4 Đề phòng có khí độc ở trong hố khoan 51

2.6 Biện pháp bảo đám chất lượng trong thi công cọc khoan nhồi 52

2.6.1 Tiêu chuẩn vật liệu 52

2.6.2 Biên bản nghiệm thu 52

Chương 3 THIẾT KẾ VÁN KHUÔN 66

3.1 Ván khuôn bệ trụ T4 66

3.1.1 Bố trí ván khuôn 66

3.1.2 Thiết kế ván khuôn bệ trụ 66

3.1.2.1 Lựa chọn dầm rung 66

3.1.2.2 Chiều cao của bê tông tác dụng lên ván khuôn 67

3.1.2.3 Áp lực ngang tác dụng lên ván khuôn 69

3.1.2.4 Tính cho ván khuôn I 69

3.1.2.5 Kiểm toán khả năng chịu lực của thép sườn ngang 71

3.1.2.6 Kiểm toán khả năng chịu lực của thép sườn đứng 73

3.1.2.7 Kiểm toán thanh giằng 74

3.2 Thiết kế ván khuôn thân trụ 75

3.2.1 Cấu tạo ván khuôn thân trụ 75

3.2.2 Kiểm toán ván khuôn 75

3.2.2.1 Chọn đầm rung 75

3.2.2.2 Kiểm toán ván khuôn 76

3.2.2.3 Kiểm toán khả năng chịu lực của sườn ngang 78

3.2.2.4 Kiểm toán khả năng chịu lực của thép sườn đứng 79

Chương 4 THIẾT KẾ HỆ ĐÀ GIÁO THI CÔNG ĐÚC TẠI CHỖ 82

4.1 Các mắt xích tính toán 82

4.2 Tải trọng thiết kế 82

4.2.1 Trọng lượng bản thân bê tông ướt 82

4.2.2 Tải trọng gió 83

4.2.3 Tải trọng thi công 84

4.3 Thiết kế ván khuôn đáy 85

4.3.1 Sơ bộ kích thước và sơ đồ tính 85

4.3.2 Kiểm toán cấu kiện chịu uốn 85

4.4 Kiểm toán dầm ngang H150x150 86

4.4.1 Sơ đồ tính và các kích thước dầm 86

4.4.2 Tổ hợp tải trọng và nội lực 87

4.4.2.1 Tải trọng tác dụng 87

4.4.2.2 Nội lực 88

4.4.3 Kiểm toán cấu kiện chịu uốn theo AISC 89

4.4.3.1 Phân loại tiết diện 89

4.4.3.2 Xét ổn định cục bộ 90

4.4.3.3 Xét ổn định tổng thể 90

4.4.4 Kiểm tra khả năng chịu cắt 91

4.4.5 Kiểm toán khả năng chịu nén của sườn tăng cứng 92

4.4.5.1 Sức kháng tựa của sườn gối 92

4.4.5.2 Sức kháng dọc trục 92

4.5 Kiểm toán dầm dọc H600x200 93

4.5.1 Sơ đồ tính và các kích thước dầm 93

4.5.2 Tổ hợp tải trọng và nội lực 94

4.5.2.1 Tải trọng tác dụng 94

4.5.2.2 Nội lực 95

4.5.3 Kiểm toán cấu kiện chịu uốn theo AISC 96

4.5.3.1 Phân loại tiết diện 96

4.5.3.2 Xét ổn định cục bộ 97

4.5.3.3 Xét ổn định tổng thể 97

4.5.4 Kiểm tra khả năng chịu cắt 98

4.5.5 Kiểm toán khả năng chịu nén của sườn tăng cứng 99

4.5.5.1 Sức kháng tựa của sườn gối 99

4.5.5.2 Sức kháng dọc trục 99

4.6 Kiểm toán xà mũ H600x200 100

4.6.1 Sơ đồ tính và các kích thước dầm 100

4.6.2 Tổ hợp tải trọng và nội lực 101

4.6.2.1 Tải trọng tác dụng 101

4.6.2.2 Nội lực 102

4.6.3 Kiểm toán cấu kiện chịu uốn theo AISC 103

4.6.3.1 Phân loại tiết diện 103

4.6.3.2 Xét ổn định cục bộ 104

4.6.3.3 Xét ổn định tổng thể 104

4.6.4 Kiểm tra khả năng chịu cắt 105

4.6.5 Kiểm toán khả năng chịu nén của sườn tăng cứng 106

4.6.5.1 Sức kháng tựa của sườn gối 106

4.6.5.2 Sức kháng dọc trục 106

4.7 Kiểm toán dầm dọc H400x200 107

4.7.1 Sơ đồ tính và các kích thước dầm 107

4.7.2 Tổ hợp tải trọng và nội lực 109

4.7.2.1 Tải trọng tác dụng 109

4.7.2.2 Nội lực 109

4.7.3 Kiểm toán cấu kiện chịu uốn theo AISC 110

4.7.3.1 Phân loại tiết diện 110

4.7.3.2 Xét ổn định cục bộ 110

4.7.3.3 Xét ổn định tổng thể 111

4.7.4 Kiểm tra khả năng chịu cắt 111

4.7.5 Kiểm toán khả năng chịu nén của sườn tăng cứng 112

4.7.5.1 Sức kháng tựa của sườn gối 112

4.7.5.2 Sức kháng dọc trục 113

4.8 Kiểm toán dầm mũ trụ H250x250 113

4.8.1 Sơ đồ tính và các kích thước dầm 113

4.8.2 Tổ hợp tải trọng và nội lực 114

4.8.2.1 Tải trọng tác dụng 114

4.8.2.2 Nội lực 115

4.8.3 Kiểm toán cấu kiện chịu uốn theo AISC 115

4.8.3.1 Phân loại tiết diện 116

4.8.3.2 Xét ổn định cục bộ 116

4.8.3.3 Xét ổn định tổng thể 116

4.8.4 Kiểm tra khả năng chịu cắt 117

4.8.5 Kiểm toán khả năng chịu nén của sườn tăng cứng 118

4.8.5.1 Sức kháng tựa của sườn gối 118

4.8.5.2 Sức kháng dọc trục 118

4.9 Kiểm toán hệ trụ H250x250 119

4.9.1 Phân loại tiết diện 119

4.9.2 Kiểm toán cấu kiện chịu nén 120

4.9.3 Kiểm toán cấu kiện nén uốn kết hợp 121

Chương 5 THIẾT KẾ MÓNG CỌC ĐÀ GIÁO 124

5.1 Thông số địa chất 124

5.2 Sơ bộ vật liệu và các kích thước 125

5.3 Sức chịu tải cọc đóng 125

5.3.1 Sức chịu tải theo vật liệu 125

5.3.2 Sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền 125

5.3.2.1 Sức kháng mũi cọc 126

5.3.2.2 Sức kháng do ma sát bên 126

5.4 Kiểm tra độ lún cọc đóng 128

5.4.1 Kiểm tra khối móng quy ước 128

5.4.1.1 Kích thước khối móng 128

5.4.1.2 Sức chịu tải đất 129

5.4.1.3 Ứng suất dưới đáy khối móng quy ước 130

5.4.1.4 Kiểm tra ứng suất đáy khối móng quy ước 132

5.4.2 Kiếm tra lún móng cọc 132

5.5 Kiểm tra điều kiện cẩu lắp 133

Chương 6 PHỤ LỤC TÍNH TOÁN BẰNG SAP2000 136

6.1 Dầm kê H150x150 136

6.2 Dầm dọc H600x200 140

6.3 Trụ tạm H250x250 141

DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Sơ đồ bố trí cọc trụ T4 12

Hình 1.2 Kích thước trụ T4 14

Hình 2.1 Sơ đồ thi công 15

Hình 2.2 Gia tải bằng kích thủy lực, lấy dàn chất tải và đối trọng làm phản lực 17

Hình 2.3 Gia ia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực 17

Hình 2.4 Gia tải bằng kích thủy lực, lấy dàn chất tải và đối trọng kết hợp cọc neo làm phản lực 18

Hình 2.5 Biểu đồ mối quan hệ tải trọng và chuyển vị 20

Hình 2.6 Biểu đồ mối quan hệ tải trọng - chuyển vị - thời gian 20

Hình 2.7 Sơ đồ tính chiều dài ống vách trên cạn 25

Hình 2.8 Định vị cọc 26

Hình 2.9 Đặt ống thăm dò trong lồng thép 28

Hình 2.10 Công tác hạ ống vách 30

Hình 2.11 Sơ đồ tuần hoàn vữa sét 32

Hình 2.12 Sơ đồ phương pháp khoan tuần hoàn nghịch 33

Hình 2.13 Gầu khoan tạo lỗ 33

Hình 2.14 Công tác tạo lỗ khoan 35

Hình 2.15 Chết tạo và hạ ống vách 35

Hình 2.16 ống thổi rữa và lắp ống thổi rửa hố khoan 38

Hình 2.17 Lắp ống đổ Bêtông, đổ bêtông trong dung dịch Bentonite và đo mặt dâng bêtông .39

Hình 2.18 Khuyết tật do sặp ống vách và công nghệ đổ bê tông không thích hợp 42

Hình 2.19 Khuyết tật do không làm sạch đáy hố khoan và do bê tông có độ sụt quá thấp43 Hình 2.20 Khuyết tật do mật độ cốt thép quá cao, rút ống chống không đều 43

Hình 2.21 Thí nghiệm nén tĩnh 47

Hình 3.1 Bố trí ván khuôn trụ T4 66

Hình 3.2 Ván khuôn I,II,III 66

Hình 3.3 Biểu đồ áp lực của bê tông 68

Hình 3.4 Ván khuôn I 69

Hình 3.5 Kích thước tấm ván số IV 75

Hình 4.1 Quy đổi phân bố tải trọng 83

Hình 4.2 Sơ đồ tính ván khuôn đáy 85

Hình 4.3 Mô men ván khuôn đáy 86

Hình 4.4 Kích thước dầm H150x150 86

Hình 4.5 Sơ đồ tính dầm ngang H150x150 86

Hình 4.6 Tải trọng BTU giữa 87

Hình 4.7 Tải trọng bê tông phần hẫng 88

Hình 4.8 Biểu đồ mô men , lực cắt và phản lực gối 89

Hình 4.9 Kích thước dầm H150x150 94

Hình 4.10 Sơ đồ tính dầm ngang H600x200 94

Hình 4.11 Tải trọng truyền vào từ các dầm H150x150 95

Hình 4.12 Biểu đồ mô men , lực cắt và phản lực gối 96

Hình 4.13 Diện tích hiệu dụng 100

Hình 4.14 Kích thước dầm H150x150 101

Hình 4.15 Sơ đồ tính dầm ngang H600x200 101

Hình 4.16 Tải trọng truyền vào từ các dầm H150x150 102

Hình 4.17 Biểu đồ mô men, lực cắt và phản lực gối 103

Hình 4.18 Diện tích hiệu dụng 107

Hình 4.19 Kích thước dầm H150x150 108

Hình 4.20 Sơ đồ tính dầm ngang H600x200 108

Hình 4.21 Tải trọng truyền vào từ các dầm H150x150 109

Hình 4.22 Biểu đồ mô men, lực cắt và phản lực gối 110

Hình 4.23 Diện tích hiệu dụng 113

Hình 4.24 Kích thước dầm H150x150 114

Hình 4.25 Sơ đồ tính dầm ngang H600x200 114

Hình 4.26 Tải trọng truyền vào từ các dầm H150x150 115

Hình 4.27 Biểu đồ mô men, lực cắt và phản lực gối 115

Hình 4.28 Diện tích hiệu dụng 119

Hình 5.1 Bố trí cọc 128

Hình 5.2 Phân bố ứng suất dưới đáy khối móng quy ước 131

Hình 5.3 Sơ đồ tính cọc khi cẩu 133

Hình 5.4 Sơ đồ tính khi dựng cọc 133

Hình 6.1 Khai báo vật liệu, tiết diện, sơ đồ tính 137

Hình 6.2 Khai báo tải trọng bê tông 138

Hình 6.3 Tải trọng vữa bê tông thi công và áp lực do đầm rung 138

Hình 6.4 Tổ hợp tải trọng 139

Hình 6.5 Biểu đồ mô men và lực cắt 140

Hình 6.6 Khai báo vật liệu 140

Hình 6.7 Khai báo tải trọng từ dầm H150x150 truyền xuống 140

Hình 6.8 Biểu đồ mô men và lực cắt 141

Hình 6.9 Khai báo tiết diện trụ và thanh giằng 142

Hình 6.10 Tải trọng kết cấu bên trên truyền xuống 142

Hình 6.11 Tải trọng gió 143

Hình 6.12 Biểu đồ lực dọc mô men và lực cắt 144

DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Thông số địa chất 14

Bảng 2.1 Chỉ tiêu đối với dung dịch bentonite 30

Bảng 2.2 Một số khuyết tật trên cọc 41

Bảng 2.3 Thông số và phương pháp kiểm tra hình học lỗ khoan 44

Bảng 2.4 Sai số cho phép về lỗ khoan cọc theo TCVN 9395_2012 44

Bảng 2.5 Sai số cho phép khi chế tạo lồng thép 46

Bảng 2.6 Một số máy nhỏ của Nhật 49

Bảng 5.1 Phân chia lớp đất 124

Bảng 5.2 Bảng tính 127

Chương 1 TỔNG HỢP SỐ LIỆU 1.1 Thông số hình học

Thể loại nhịp và công nghệ: Dầm liên tục, thi công bằng đà giáo hệ trụ tạm

Thông số nhịp: Cầu liên tục 5 nhịp, chiều dài mỗi nhịp L 35000mm

Bề rộng phần xe chạy: B 8000mm , lan can = 500mm không có lề bộ hành

Thông số móng cọc khoan nhồi tính cho trụ T4:

- Đường kính cọc: D = 1200mm;

+ Tổng số cọc bằng 8 cọc bố trí thành 3 hàng trong đó hàng giữa có 2 cọc+ Khoảng cách cọc: c,t 3600mm;

Hình 1.2 Kích thước trụ T4

1.2 Thông số địa chất

2

Ɵ (Radians)

ɤ KN/

m 3

1 23.85 Đất sét, nâu sẫm, kém chặt 8.30 0.166 15.93 2.120 1.634

2 4.10 Sét lẫn hữu cơ, xám xanh, kém chặt 25.60 0.238 18.45 0.959 0.481

3 6.00 sét lẫn hữu cơ màu xám xanh, rất

4 17.90 Sét gầy, nâu vàng, rất cứng 27.60 0.302 19.87 1.030 0.469

5 3.40 Sét dẻo, nâu vàng, nữa cứng 30.5 0.286 18.85 0.874 0.21

6 100 Sét dẻo, nâu đỏ, cứng 36.0 0.465 20.15 0.593 0 Mực nước ngầm ở độ sâu -3m

Chương 2 THIẾT KẾ PHƯƠNG ÁN THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

2.1 Công nghệ thi công

2.1.1 Sơ đô các bước thi công

Hình 1.1 Sơ đồ thi công

2.1.2 Dụng cụ thiết bị thi công cọc khoan nhồi

- Máy bơm nước hố móng;

- Bộ thiết bị cung cấp Bentonite

2.2 Thử tải nhầm đánh giá sức chịu tải của cọc khoan nhồi

2.2.1 Thử tải trọng tĩnh

Có 2 loại:

- Thí nghiệm nén tĩnh cọc ở giai đoạn thăm dò thiết kế (sau đây gọi là thínghiệm thăm dò) được tiến hành trước khi thi công cọc đại trà nhằm xác địnhcác số liệu cần thiết kế về cường độ, biến dạng và mối quan hệ tải trọng -chuyển vị của cọc làm cơ sơ cho thiết kế hoặc điều chỉnh đồ án thiết kế, chọnthiết bị và công nghệ thi công cọc phù hợp

- Thí nghiệm nén tĩnh cọc ở giai đoạn kiểm tra chất lượng công trình (sau đâygọi là thí nghiệm kiểm tra) được tiến hành trong thời gian thi công hoặc sau khi

thi công xong cọc nhằm kiểm tra sức chịu tải của cọc theo thiết kế và chấtlượng thi công cọc.

2.2.1.1 Nguyên tắc

Dưới tác dụng của lực ép, cọc lún sâu thêm vào đất nền Tải trọng tác dụng lên đầucọc được thực hiện bằng kích thủy lực với hệ phản lực là dàn chất tải, neo hoặc kết hợp cảhai Các số liệu về tải trọng, chuyển vị, biến dạng thu được trong quá trình thí nghiệm là

cơ sơ để phân tích, đánh giá sức chịu tải và mối quan hệ tải trọng - chuyển vị của cọctrong đất nền

Vị trí cọc thí nghiệm do thiết kế chỉ định, thường tại những điểm có điều kiện đất nềntiêu biểu Trong trường hợp điều kiện đất nền phức tạp hoặc ở khu vực tập trung tải trọnglớn thì nên chọn cọc thí nghiệm tại vị trí bất lợi nhất Khi chọn cọc thí nghiệm kiểm tra thìcần chú ý thêm đến chất lượng thi công cọc thực tế

Số lượng cọc thí nghiệm do thiết kế quy định tùy theo mức độ quan trọng của côngtrình, mức độ phức tạp của điều kiện đất nền, kinh nghiệm thiết kế, chủng loại cọc sửdụng và chất lượng thi công cọc trong hiện trường, thông thường được lấy bằng 1 % tổng

số cọc của công trình nhưng trong mọi trường hợp không ít hơn 2 cọc

Hình 1.1 Gia tải bằng kích thủy lực, lấy dàn chất tải và đối trọng làm phản lực

Hình 1.2 Gia ia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực

Hình 1.3 Gia tải bằng kích thủy lực, lấy dàn chất tải và đối trọng kết hợp cọc neo làm

phản lực

2.2.1.2 Quy trình gia tải

Trước khi thí nghiệm chính thức, tiến hành gia tải trước nhằm kiểm tra hoạt động củathiết bị thí nghiệm và tạo tiếp xúc tốt giữa thiết bị và đầu cọc Gia tải trước được tiến hànhbằng cách tác dụng lên đầu cọc khoảng 5 % tải trọng thiết kế sau đó giảm tải về 0, theodõi hoạt động của thiết bị thí nghiệm Thời gian gia tải và thời gian giữ tải ở cấp 0 khoảng

10 min

Gia tải tiêu chuẩn :

Thí nghiệm được thực hiện theo quy trình gia tải và giảm tải từng cấp, tính bằng phầntrăm (%) của tải trọng thiết kế Cấp tải mới chỉ được tăng hoặc giảm khi chuyển vị (độlún) hoặc độ phục hồi đầu cọc đạt ổn định quy ước hoặc đủ thời gian quy định

Quy trình gia tải:

- Gia tải từng cấp đến tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến:

+ Đối với cọc thí nghiệm thăm dò: Bằng tải trọng phá hoại hoặc bằng 250 %đến 300 % tải trọng thiết kế;

+ Đối với cọc thí nghiệm kiểm tra: Bằng 150 % đến 200 % tải trọng thiết kế

- Cấp tải mới chỉ được tăng khi tốc độ lún đầu cọc đạt ổn định quy ước:

+ Không quá 0.25 mm/h đối với cọc chống vào hòn đất lớn, đất cát, đất sét từdẻo đến cứng;

0 + Không quá 0.1 mm/h đối với cọc ma sát trong đất sét dẻo mềm đến dẻo chảyChú ý:

- Mỗi cấp gia tải lấy bằng 10%, 15% hoặc 20% tải trọng thiết kế;

- Thời gian giữ tải 100% tải thiết kế có thể kéo dài 6h để quan sát chuyển vị;

Gia tải theo chu kì

Chu kỳ thứ nhất: Gia tải đến tải trọng quy định (thông thường tới 100% tải trọng thiếtkế), sau đó giảm về 0 Giá trị mỗi cấp gia tải và thời gian giữ tải giống như gia tải theotiêu chuẩn

Gia tải đến cấp tải cuối của chu kỳ thứ nhất, thời gian giữ tải là 30 phút mỗi cấp tải,khi đã gia tải đến cấp tải cuối của chu kỳ thứ hai thì giảm về 0

2.2.1.3 Kết quả

Thí nghiệm được xem là kết thúc khi cọc bị phá hoại:

- Tổng chuyển vị đầu cọc vượt quá 10% đường kính cọc hoặc chiều rộng tiếtdiện cọc có kể đến biến dạng đàn hồi;

- Vật liệu làm cọc bị phá hoại

2.2.1.4 Xử lý số liệu

Từ các số liệu thí nghiệm, tiến hành phân tích, xử lý và thành lập các biểu đồ quan hệ:

- Tải trọng – chuyển vị;

- Chuyển vị - thời gian các cấp tải;

- Tải trọng – thời gian;

- Chuyển vị - tải trọng – thời gian

Hình 4.1 Biểu đồ mối quan hệ tải trọng và chuyển vị

Hình 4.2 Biểu đồ mối quan hệ tải trọng - chuyển vị - thời gian

2.2.1.5 Ưu nhược điểm của phương pháp

Ưu điểm: Không cần dùng máy móc hiện đại

Nhược điểm :

- Chi phí rất cao khi gặp điều kiện khó khăn về mặt bằng

- Kết quả thử tải là sức chịu tải tổng cộng của cọc (không cho biết riêng : sức chịu tải của mũi cọc và sức chịu tải thân cọc).

- Tốn nhiều thời gian, phương tiện kỹ thuật

2.2.2 Thí nghiệm biến dạng lớn (PDA)

Nguyên lý của phương pháp này dựa trên việc đo và phân tích sóng ứng suất truyềntrong thanh cứng và liên tục do lực va chạm mạnh ở một đầu gây ra Người ta dùng mộtquả búa nặng từ 10÷20 tấn tạo một lực va chạm trên đầu cọc đủ gây được dịch chuyểncho thân cọc, trên thân cọc gắn các đầu cảm biến đo được ứng suất, chuyển vị và gia tốctruyền sóng Thông qua phần mềm phân tích những số liệu đo ghi, người ta thu được cáckết quả:

- Nội lực trong thân cọc khi đóng búa

- Độ dịch động của thân cọc

- Năng lượng búa đóng

- Sức chịu tải của cọc đơn

- Chẩn đoán mức độ khuyết tật của cọc thông qua hệ số nguyên vẹn β

- Đối với công trình dưới nước như móng cảng, cầu, hoặc các dự án nhỏ là giảipháp thích hợp

- Dễ dàng kiểm soát được sự hồi phục hay giãn ra của đất sau khi đóng đi và vỗlại

Phương pháp này cũng là phương pháp nén tĩnh nhưng thay vì chất tải trên đầu cọcthì người ta đặt các hộp Osterberg tại một số mặt cắt ở thân cọc và mũi cọc trước khi đổ

bê tông, các hộp này làm việc như những kích lá tạo nên lực đẩy lên trên và xuống phíadưới Trọng lượng thân cọc và lực ma sát thành bên của phần cọc phía trên vị trí đặt hộp

có vai trò như các cọc neo làm đối trọng Mỗi vị trí mặt cắt đo bố trí 3 hộp nối thông vớinhau để khi bơm dầu các hộp đều cùng làm việc Các đầu đo lực và chuyển vị gắn sẵntrong hộp, theo đường truyền dẫn về thiết bị đo và phân tích số liệu

Sau khi bê tông đạt cường độ người ta tiến hành thử cọc bằng cách bơm dầu để tạo áplực trong các hộp Osterberg và theo số liệu đo vẽ biểu đồ quan hệ giữa lực tác dụng vớichuyển vị của mũi và thân cọc P-S từ đó nội suy sức chịu tải giới hạn của cọc ở giai đoạnphá hoại Phương pháp này có thể xác định sức chịu tải giới hạn thông qua quan hệ:

- Cho kết quả độ chính xác cao

- Có thể kiểm tra được sức chịu tải của mỗi lớp đất cọc đi qua ( thông qua giá trịsức kháng ma sát thành bên và sức kháng mũi của đất nền)

- Tiết kiệm thời gian và không chiếm dụng mặt bằng vì vậy có thể áp dụng vớinhững cọc giữa sông, cọc xiên

 Nhược điểm:

- Chi phí hơi cao nhưng rẻ hơn so với thử tải truyền thống

- Cần có đội ngũ chuyên gia kỹ thuật cao thực hiện thí nghiệm

2.3 Tính chiều dài ống vách

Ống vách được chế tạo bằng thép bản cuốn và hàn thành từng đoạn ống tại các xưởng

cơ khí chuyên dụng Đường kính ống vách theo yêu cầu thiết kế, chiều dày ống váchthường từ 6mm đến 16mm; chiều dài các đoạn ống vách thường từ 6m đến 10m phụthuộc vào đặc điểm thiết bị, vật tư và cẩu lắp, các yêu cầu kỹ thuật của cọc Ống vách sửdụng để thi công cọc khoan nhồi phải có chứng chỉ đảm bảo chất lượng

Biện pháp khoan gầu xoay và các biện pháp khoan tuần hoàn thành vách được giữ ổnđịnh bằng dung dịch khoan là chính, nhưng trên miệng lỗ khoan cần bố trí một đoạn ốngchống vách bằng thép với vai trò :

- Tạo thành vòng cổ áo giữ cho đất nền quanh mép lỗ khoan không bị lở do áplực mặt đất và những va chạm cơ học

- Chống giữ vách lỗ khoan nằm trong lớp đất phía trên thường là lớp mềm yếunhư cát chảy, bùn nhão dễ bị sụt lở

- Chịu áp lực chủ động của đất nền tác dụng lên thành vách trong phạm vi mà áplực thủy tĩnh của vữa sét chưa đủ lớn để cân bằng

- Tăng chiều cao cột áp của dung dịch khoan làm tăng áp lực lên thành lỗ khoan

ở đoạn phía dưới không có ống chống vách

- Giữ cho vữa sét trong khi khoan và vữa bê tông trong khi đúc cọc không bị rửatrôi do ảnh hưởng của dòng nước ngầm lưu động trong phạm vi lớp đất phíatrên mặt đối với trường hợp khoan cọc trên mặt đất hoặc trên đảo Giữ vữa sét

và có vai trò như ván khuôn bảo đảm cho vữa bê tông không bị hòa tan trongnước khi khoan cọc trên sàn đạo hoặc khoan trên hệ nổi

- Dẫn hướng cho đầu khoan đi thẳng theo tim cọc ở những mét khoan đầu tiên Như vậy việc sử dụng đoạn ống chống phía trên miệng lỗ khoan là không thể thiếuđối với các biện pháp có sử dụng dung dịch khoan để chống vách Để đảm bảo được vaitrò trên kích thước và cấu tạo của ống vách phải thỏa mãn những yêu cầu sau :

- Ống chống dùng bằng ống thép cán đối với cọc khoan đường kính nhỏ hoặcđược chế tạo từ thép bản bằng cách cuốn lại theo đường xoắn ốc và hàn, chiềudày thành ống δ=6÷16mm Mỗi đoạn ống được chế tạo dài từ 6÷10m Đường

kính trong ống bằng với đường kính của cọc Khi phải nối dài ống chống, cácđoạn ống nối với nhau bằng biện pháp hàn tại chỗ

- Cao độ chân ống vách đặt phía dưới đường xói cục bộ theo tính toán là 1m vàvượt qua tầng đất yếu Độ ngàm vào nền tối thiểu phải đạt được bằng 2 lầnđường kính ống để đảm bảo giữ ổn định cho đoạn ống khi khoan

- Ống vách phải hạ đến vị trí mà tại đó áp lực của đung dịch khoan trong ốnglớn hơn áp lực ngang chủ động của đất nền tác dụng lên thành lỗ khoan

- Khi khoan trong vùng ngập nước cao độ miệng ống đặt cao hơn mức nước thicông là 2m Trường hợp khoan trên cạn hoặc trên đảo nhân tạo, đỉnh cọc phảicao hơn mặt đất xung quanh tối thiểu 0,3m và cao hơn mực nước ngầm 2m Căn cứ vào các yêu cầu trên, chiều dài ống chống có thể xác định như sau :

 Thi công trên cạn:

Cao độ đỉnh ống lấy theo giá trị lớn nhất giữa hai giá trị : cao hơn CĐTN 0.3 hoặc caohơn mực nước ngầm (MNN) 2,0m

Hình 1.1 Sơ đồ tính chiều dài ống vách trên cạn

Xét lớp đất 1: Chiều dày lớp đất nằm phía trên MNN:

0.98 ( 3) 3.98

Áp lực chủ động tại chân ống vách :

- a = 0.3m: chiều cao nhô lên khỏi mặt đất của ống vách;

- H là chiều sâu chôn ống vách;

Phương trình cân bằng áp lực tại chân ống vách :

Dựa vào mốc giới do bên A bàn giao tại hiện trường, căn cứ vào tọa độ gốc và hệ tọa

độ của các cọc thi công Dùng máy toàn đạc điện tử định vị các lỗ khoan chẩn bị thi công.Các trục được đánh dấu cẩn thận và được gửi ra các vị trí cố định xung quanh côngtrường để thường xuyên kiểm tra tim cọc trong thời gian thi công và bàn giao sau này Tim cọc được xác định bằng bốn tim mốc kiểm tra A1, A2 và B1, B2 được đóng bằngcác cọc tiêu thép D =14, chiều dài cọc 1,5 m vuông góc với nhau và đều cách tim cọc mộtkhoảng cách bằng nhau được bố trí như hĩnh vẽ:

Chiều dài lòng thép phụ thuộc vào đoạn chia, thông thường các đoạn chia dài 12 và

14 lớn nhất là 15m vì chiều cao cẩu móc thường không vượt quá 15m Lồng thép có chiềudài lớn hơn 15m phải được phân thành từng đốt sau đó được tổ hợp tại công trường, chú ýđốt dài nhất phải đặt ở phía dưới để việc hạ lồng thép xuống dễ dàng hơn

Để dễ dàng cho việc chế tạo lòng thép, cần phải sử dụng cốt thép đặc biệt làm vòngđai lắp dựng hoặc vòng cỡ Đường kính vòng đai phải tuân thủ hồ sơ thiết kế, vòng đaiphải đảm bảo độ cứng để có thể giữ vững lòng thép và các ống thăm dò khuyết tật khinâng chuyển.

Cốt thép tăng cường lòng thép:

Trường hợp toàn bộ hệ thống cốt thép vành đai không làm cứng lồng khi nâng chuyểncần phải gia công lồng thép, cốt thép này có thể nằm lại hoặc tháo dở dần khi hạ lòng thépnếu gây cản trở việc hạ các ống đổ bê tông Cốt thép này gồm các loại sau:

0 Các thành giằng cứng để chống lại sự làm méo ô van lồng cốt thép;

1 Các thanh thép giữ cho lồng cốt thép không bị đổ nghiêng và bị xoắn

Móc treo:

Móc treo phải bố trí sao cho khi cẩu lồng thép không gây biến dạng lớn, cần phảichọn cốt thép chuyên dùng làm móc cẩu và phải gia công móc treo theo đúng vị trí móccẩu được tính toán trước

Ống thăm dò:

Để kiểm tra không phá hủy các cọc đã thi công xong, cần phải đặt trước các ống thăm

dò bằng thép hoặc bằng nhựa có nắp đậy ở đáy, có kích thước phù hợp với phương phápthăm dò trên suốt chiều ài cọc:

- Dùng ống 50/60mm để thăm dò bằng siêu âm;

- Ống 102/114mm để khoan lấy mẫu bê tông ở đáy hố khoan và được đặt caohơn chân lòng thép 1m và không trùng với vị trí cốt thép chủ;

- Đối với cọc có L lớn hơn 25m cần phải sử dụng ống thăm dò bằng thép

Hình 1.1 Đặt ống thăm dò trong lồng thép

Nâng chuyển và xép dở lòng thép:

Đối với các cọc có đường kính lớn, không được nâng chuyển lồng thép tại 1 hoặc 2điểm mà phải giữ lồng thép ở nhiều điểm để hạn chế biến dạng

Lồng thép phải được tập kết ở bãi láng bằng bê tông hoặc những khu bãi sạch sẽ, khôráo Lồng thép phải được xếp trên nhiêu con kê bằng gỗ để tránh biến dạng và khôngđược chồng lên nhau.

Dựng và đặt lồng thép vào lỗ khoan

Trước khi hạ lồng phải kiểm tra cao độ bố điểm xung quanh và 1 điểm giữa đáy hốkhoan, cao độ đáy được lệch vượt quá quy định cho phép 100mm

Các thao tác lắp và dựng lồng thép phải được thực hiện nhanh chống để hạn chết tối

đa lượng mùn khoan sinh ra trước khi đổ bê tông (không được quá 1h kể từ khi thu dọnxong lỗ khoan)

Luôn giữ lồng thép cách đáy hố khoan 100mm

2.4.3 Vận chuyển bê tông

Các phương tiện vận chuyển bê tông phải đảm bảo kín không làm chảy mất vữa ximăng Nếu trạm trộn xa công trường thì phải vận chuyển bằng xe trộn tự hành, xe trộncấp trực tiếp bê tông vào ống dẫn hoặc cho máy bơm bê tông, máy bơm cung cấp phảiđảm bảo đủ tốt, đủ công suất để thi công cọc liên tục

2.4.4 Hạ ống vách

Tác dụng của ống vách:

- Định vị và dẫn hướng cho máy khoan

- Giữ ổn định cho bề mặt hố khoan và chống sập thành phần trên hố khoan

- Bảo vệ để đất đá, thiết bị không rơi xuống hố khoan

- Làm sàn đỡ tạm và thao tác để buộc nối và lắp dựng cốt thép, lắp dựng và tháo

dỡ ống đổ bê tông

- Sau khi định vị xong vị trí tim cọc, quá trình hạ ống vách được thực hiện bằngthiết bị rung Có 2 loại đường kính ống D = 1 m và 1,2 m Máy rung kẹp chặtvào thành ống và từ từ ấn xuống; khả năng chịu cắt của đất sẽ giảm đi do sựrung động của thành ống vách ống vách được hạ xuống độ sâu đến độ sâu thiết

kế Trong quá trình hạ ống, việc kiểm tra độ thẳng đứng được thực hiện liêntục bằng cách điều chỉnh vị trí của máy rung thông qua cẩu, ống vách được hạxuống độ sâu đỉnh cách mặt đất 0,5 m

- Rung hạ ống vách: Từ hai mốc kiểm tra đặt thước để chỉnh cho vách ống váchvào đúng tim Thả phanh cho vách cắm vào đất, sau đó lại phanh giữ Ngắmkiểm tra độ thẳng đứng Cho búa rung chế độ nhẹ, thả phanh từ từ cho váchchống đi xuống, vừa rung vừa kiểm tra độ nghiêng lệch (nếu ống vách bịnghiêng, xê dịch ngang thì dùng cẩu lái cho ống vách thẳng đứng và đúng tâm)cho tới khi xuống hết đoạn dẫn hướng 2,5m Bắt đầu tăng cho búa hoạt động ởchế độ mạnh, thả phanh chùng cáp để ống vách xuống với tốc độ lớn nhất

- Vách chống được rung cắm xuống đất tới khi đỉnh của nó cách mặt đất 0,6 mthì dừng lại Xả dầu thuỷ lực của hệ rung và hệ kẹp, cắt máy bơm Cẩu búarung đặt vào giá Công đoạn hạ ống được hoàn thành ống vách được hạ xuốngvới sai số của tâm móng theo cả hai phương không được lớn hơn 30mm

- Sau khi hạ ống vách dùng thước nivo áp vào thành trong ống vách để kiểm tra

độ thẳng đứng

Chú ý:

- Khi hạ ống vách nếu áp lực ở đồng hồ lớn thì ta phải thử nhổ ngược lại và nhổống vách lên chừng 2cm, nếu công việc này dễ dàng thì ta mới được phép đóngống dẫn xuống tiếp

- Do ống vách có nhiệm vụ dẫn hướng cho công tác khoan và bảo vệ thành hốkhoan khỏi bị sụt lở của lớp đất yếu phía trên, nên ống vách hạ xuống phảiđảm bảo thẳng đứng Vì vậy, trong quá trình hạ ống vách việc kiểm tra phảiđược thực hiện liên tục bằng các thiết bị đo đạc và bằng cách điều chỉnh vị trícủa búa rung thông qua cẩu

2.4.5 Công tác khoan tạo lỗ

2.4.5.1 Công tác chuẩn bị

Trước khi tiến hành khoan tạo lỗ cần thực kiện một số công tác chuẩn bị như sau: Đặt áo bao: Đó là ống thép có đường kính lớn hơn đường kính cọc 1,6-1,7 lần, cao0,7-1m để chứa dung dịch sét bentonite, áo bao được cắm vào đất 0,3-0,4m nhờ cần cẩu

Điều chỉnh và định vị máy khoan nằm ở vị trí thăng bằng và thẳng đứng; có thể dùng

gỗ mỏng để điều chỉnh, kê dưới dải xích Trong suốt quá trình khoan luôn có 2 máy kinh

vĩ để điều chỉnh độ thăng bằng và thẳng đứng của máy và cần khoan

Kiểm tra, tính toán vị trí để đổ đất từ hố khoan đến các thiết bị vận chuyển lấy đấtmang đi

Kiểm tra hệ thống điện nước và các thiết bị phục vụ, đảm bảo cho quá trình thi côngđược liên tục không gián đoạn

Khoan tạo lỗ, bơm dung dịch Bentonite giữ thành

Hình 1.1 Công tác hạ ống vách

2.4.5.2 Yêu cầu đối với dung dịch bentonite

Bentonite là loại đất sét thiên nhiên, khi hoà tan vào nước sẽ cho ta một dung dịch sét

có tính chất đẳng hướng, những hạt sét lơ lửng trong nước và ổn định trong một thời giandài Khi một hố đào được đổ đầy bentonite, áp lực dư của nước ngầm trong đất làm chobentonite có xu hướng rò rỉ ra đất xung quanh hố Nhưng nhờ những hạt sét lơ lửng trong

nó mà quá trình thấm này nhanh chóng ngừng lại, hình thành một lớp vách bao quanh hốđào, cô lập nước và bentonite trong hố Quá trình sau đó, dưới áp lực thủy tĩnh củabentonite trong hố thành hố đào được giữ một cách ổn định Nhờ khả năng này mà thành

hố khoan không bị sụt lở đảm bảo an toàn cho thành hố và chất lượng thi công Ngoài ra,dung dịch bentonite còn có tác dụng làm chậm lại việc lắng xuống của các hạt cát ởtrạng thái hạt nhỏ huyền phù nhằm dễ xử lý cặn lắng

Dung dịch Bentonite trước khi dùng để khoan cần có các chỉ số sau (TCVN

9395-2012 Cọc khoan nhồi - thi công và nghiệm thu):

Bảng 1.1 Chỉ tiêu đối với dung dịch bentonite

Phương pháp kiểm

tra

1 Khối lượng riêng Từ 1.05 g/cm³ đến 1.15 g/cm³

Tỷ trọng kế hoặc Bomê kế

6 Độ dày áo sét Từ 1 mm đến 3 mm sau 30 min

Dụng cụ đo lượng mất nước

Diễn giải một số chỉ tiêu:

- Khối lượng riêng: Trong khi khoan do sự hòa tan của bùn khoan vào dung dịchcho nên tỉ trọng có xu hướng tăng lên vì vậy muốn ngăn ngừa ảnh hưởng bấtlợi đến việc khoan ta cần duy trì ở tỉ trọng thấp liên tục, điều này có nghĩa làviệc hòa tan ít các hạt đất vào trong dung dịch và khả năng hình thành đượclớp màn bảo vệ mỏng và khỏe

- Sự tách nước: đựng mẫu dung dịch vữa sét trong bình thủy tinh khoảng 10 giờnếu không thấy sự phân tách nước và dung dịch thì xem như sự phân tầng đảmbảo tuy nhiên nếu có sự phần tầng khoảng 5% trên toàn bộ chiều cao thì vẫndùng được dưới sự thận trọng cần thiết

- Độ pH: cho thấy sợ hư hỏng của dung dịch do sự trộn lẫn của xi măng, do sựtăng pH nên dung dịch bị keo hóa và giá trị giới hạn của pH không vượt quá

12 Có thể cỉa thiện sự nhiễm xi măng của dung dịch khi dung dịch trộn với bêtông bằng cách trộn FCL

- Độ nhớt: để đo độ nhớt người ta dùng phiễu đo độ nhớt, số lượng đo ở Nhật là500cc nhưng ở nước khác là 946cc Phương pháp đo như sau: cho 500cc dungdịch vào trong phễu, lấy ngón tay bịt miệng của phễu đỏ ngón tay ra rồi đo thờigian (bằng giây) cần thiết để chảy hết khối lượng vữa thời gian đó biễu thị độnhớt phiễu 500cc/500cc

2.4.5.3 Công tác khoan

 Khoan tuần hoàn thuận:

Sau khi hạ ống vách, cẩu búa rung xuống và lắp đặt giàn khoan lên sàn đạo

Trộn dung dich khoan bentonite vào trong cần khoan, đất cát được quấy nhuyễn lầnvào bentonite chảy tràn qua mặt ống vách theo máng dẫn về bể và lắng đọng ở đây cònphần sạch được tràn qua bể chứa

Bể chứa gồm 3 ngăn:

- Ngăn giữa chứa bentonite tinh chế và dung dịch tốt từ máy trộn cấp đến

- Hai ngăn biên là bể lắng, giữa bể lắng và chứa thông nhau bằng 1 cửa tràn

Hình 3.1 Sơ đồ tuần hoàn vữa sét

Phạm vi áp dụng: chỉ khoan tới những độ sâu thấp

 Khoan tuần hoàn nghịch:

Dùng máy bơm hút bentonite từ lòng cọc kéo theo cả bùn cát đưa về bể lắng và dùngmáy bơm khác bơm bù dung dịch khoan ở bể chứa vào lỗ cọc bên ngoài cần khoan Lưu ýlượng bơm vào phải luôn lượng hút từ lỗ cọc ra, việc bơm bù dung dịch vào lỗ khoanphải được tiến hành nhịp nhàn để đảm bao dung dịch trong lòng cọc luôn ỗn định

Để máy bơm hút dung dịch ra khỏi cần khoan được liên tục thì khoảng cách chiều cao

từ tâm máy bơm đến mặt thoáng dung dịch bên trong lỗ cọc H > 7m do vậy việc bơm bùdung dịch vào là rất quan trọng

Hình 3.2 Sơ đồ phương pháp khoan tuần hoàn nghịch

Hạ mũi khoan: Mũi khoan được hạ thẳng đứng xuống tâm hố khoan với tốc độkhoảng 1,5m/s Góc nghiêng của cần dẫn từ 78,50-830, góc nghiêng giá đỡ ổ quay cầnKelly cũng phải đạt 78,50-830 thì cần Kelly mới đảm bảo vuông góc với mặt đất

Hình 3.3 Gầu khoan tạo lỗ

Việc khoan:

- Khi mũi khoan đã chạm tới đáy hố máy bắt đầu quay

- Tốc độ quay ban đầu của mũi khoan chậm khoảng 14-16 vòng/phút, sau đónhanh dần 18-22 vòng/phút

- Trong quá trình khoan, cần khoan có thể được nâng lên hạ xuống 1-2 lần đểgiảm bớt ma sát thành và lấy đất đầy vào gầu

- Nên dùng tốc độ thấp khi khoan (14 v/p) để tăng mô men quay

Do địa chất công trình có lớp đá phong hóa rất lớn nên sử dụng máy KH125-3 khoanđến lớp đá phong hóa, tiếp tục khoan cho đến khi nào không thể khoan được nữa (theokinh nghiệm của nhà thầu chỉ khoan sâu được từ 2 đến 2,5m) thì dùng máy khoan đáBauer BG22 khoan

Rút cần khoan:

- Việc rút cần khoan được thực hiện khi đất đã nạp đầy vào gầu khoan; từ từ rútcần khoan lên với tốc độ khoảng 0,30,5 m/s Tốc độ rút khoan không được quá

nhanh sẽ tạo hiệu ứng pít-tông trong lòng hố khoan, dễ gây sập thành Chophép dùng 2 xi lanh ép cần khoan (kelly bar) để ép và rút gầu khoan lấy đất rangoài

- Đất lấy lên được tháo dỡ, đổ vào nơi qui định và vận chuyển đi nơi khác

Trong quá trình khoan người lái máy phải điều chỉnh hệ thống xi lanh trong máykhoan dể đảm bảo cần khoan luôn ở vị trí thẳng đứng Độ nghiêng của hố khoan khôngđược vượt quá 1% chiều dài cọc

Khi khoan qua chiều sâu của ống vách, việc giữ thành hố được thực hiện bằng vữabentonite

Trong quá trình khoan, dung dịch bentonite luôn được đổ đầy vào lỗ khoan Sau mỗilần lấy đất ra khỏi lòng hố khoan, bentonite phải được đổ đầy vào trong để chiếm chỗ.Như vậy chất lượng bentonite sẽ giảm dần theo thời gian do các thành phầm của đất bịlắng đọng lại Mực nước trong hố khoan phải luôn cao hơn mực nước ngầm tĩnh cao nhấtcủa các tầng nước ngầm chảy qua hoặc lân cận lỗ khoan 1m

Hai hố khoan ở cạnh nhau phải khoan cách nhau 23 ngày để khỏi ảnh hưởng đến bêtông cọc Khoan hố mới phải cách hố khoan trước là L >=3d

Hình 3.4 Công tác tạo lỗ khoan

 Kiểm tra hố khoan

Sau khi khoan xong, dừng khoảng 30 phút đo kiểm tra chiều sâu hố khoan, nếu lớpbùn đất ở đáy lớn hơn 1 m thì phải khoan tiếp nếu nhỏ hơn 1 m thì có thể hạ lồng cốt thép

2.4.6 Nạo vét hố khoan

Lớp mùn khoan có khả năng ảnh hưởng đến khả năng làm việc của cọc Vì vậy khikiểm tra độ sâu hố khoan cần xác định chiều sâu lớp mùn khoan cần nạo vét

Dùng gàu hình trụ có chế độ làm việc gần giống như gàu ngoặm máy xúc lắp vàomáy khoan để nạo vét Những công việc tiếp theo của thi công cọc nhồi chỉ được phéptiếp tục khi độ sâu hố khoan đạt đến độ sâu thiết kế (Đo bằng thước dây).

Hình 1.1 Chế tạo và hạ ống vách

 Chế tạo khung cốt thép

Địa điểm buộc khung cốt thép phải lựa chọn sao cho việc lắp dựng khung cốt thépđược thuận tiện, tốt nhất là được buộc ngay tại hiện trường Do những thanh cốt thép đểbuộc khung cốt thép tương đối dài nên việc vận chuyển phải dùng ô tô tải trọng lớn, khibốc xếp phải dùng cẩn cẩu di động Ngoài ra khi cất giữ cốt thép phải phân loại nhãn hiệu,đường kính độ dài Thông thường buộc cốt thép ngay tại những vị trí gần hiện trường thicông sau đó khung cốt thép đươc sắp xếp và bảo quản ở gần hiện trường, trước khi thảkhung cốt thép vào lỗ lại phải dùng cần cẩu bốc chuyển lại một lần nữa Để cho nhữngcông việc này được thuận tiện ta phải có đủ hiện trường thi công gồm có đường đi khôngcản trở việc vận chuyển của ô tô và cần cẩu Đảm bảo đường vận chuyển phải chịu đủ áplực của các phương tiện vận chuyển

Khung cốt thép chiếm một không gian khá lớn nên ta khi cất giữ nhiều thì phải xếplên thành đống, do vậy ta phải buộc thêm cốt thép gia cường Nhưng nhằm tránh các sự

cố xảy ra gây biến dạng khung cốt thép tốt nhất ta ta chỉ xếp lên làm 2 tầng

Khung cốt thép của cọc được chế tạo tại hiện trường Khung cốt thép được chế tạotrên các giá đỡ định hình sẵn, mỗi đoạn khung có 3 giá đỡ, các giá đỡ này đặt trên cùngmột độ cao Để đảm bảo độ dày của lớp bảo vệ 10 cm thường có gắn ở mặt ngoài của cốtthép chủ một dụng cụ định vị cốt thép Dụng cụ định vị cốt thép làm bằng bê tông cấp độbền B25 được gắn vào các vị trí xác định trên lồng cốt thép theo thiết kế

 Hạ khung cốt thép

Lồng cốt thép sau khi được buộc cẩn thận trên mặt đất sẽ được hạ xuống hố khoan

Dùng cần cẩu nâng lồng cốt thép lên theo phương thẳng đứng rồi từ từ hạ xuống tronglòng hố khoan, đến khi đầu trên của lồng cốt thép cách miệng ống vách khoảng 120 cmthì dừng lại Dùng hai ống thép tròn 60 luồng qua lồng thép và gác hai đầu ống thép lênmiệng ống vách

Tiếp tục cẩu lắp đoạn lồng thép tiếp theo như đã làm với đoạn trước, điều chỉnh đểcác cây thép chủ tiếp xúc dọc với nhau và đủ chiều dài nối thì thực hiện liên kết theo yêucầu thiết kế

Sau khi kiểm tra các liên kết thì rút hai ống thép đỡ lồng thép ra và cần cẩu tiếp tục hạlồng thép xuống theo phương thẳng đứng Công tác hạ lồng thép đựợc lặp lại cho đến khi

hạ đủ chiều sâu thiêt kế, lồng thép được đặt cách đáy hố đào 10 cm để tạo lớp bê tông bảo

vệ

Lồng thép được đặt đúng cos đài móng nhờ các thanh thép chờ đặt cách đều theo chu

vi lồng thép Đầu dưới được liên kết với thép chủ còn đầu trên được hàn vào thành ốngvách, các thanh thép này được cắt rời khỏi ống vách khi công tác đổ bê tông kết thúc

Để tránh sự đẩy nổi lồng cốt thép khi thi công đổ bê tông cần đặt ba thanh thép sắthình tạo thành một tam giác đều hàn vào ống vách để kìm giữ lồng thép lại

Phải thả từ từ và chắc, chú ý điều khiển cho dây cẩu ở đúng trục tim của khung tránhlàm khung bị vặn

 Biện pháp buộc cốt chủ và cốt đai

Bố trí cự ly cốt chủ như thiết kế cho cọc Sau khi cố định cốt dựng khung, sau đó sẽđặt cốt đai theo đúng cự ly quy định, có thể gia công trước cốt đai và cốt dựng khungthành hình tròn, dùng hàn điện để cố định cốt đai, cốt giữ khung vào cốt chủ, cự ly đượcngười thợ điều chỉnh cho đúng

Giá đỡ buộc cốt chủ: Cốt thép cọc nhồi được gia công sẵn thành từng đoạn với độ dài

đã có ở phần kết cấu, sau đó vừa thả vào lỗ vừa nối độ dài

Do vậy việc thi công các khung cốt thép có ngoài yêu cầu về độ chính xác khi giacông và lắp ráp còn phải đảm có đủ cường độ để vận chuyển, bốc xếp, cẩu lắp Do phảibuộc rất nhiều đoạn khung cốt thép giống nhau nên ta cần phải có giá đỡ buộc thép đểnâng cao hiệu suất

 Biện pháp gia cống khung cốt thép không bị biến dạng

Thông thường dùng dây thép để buộc cốt đai vào cốt chủ, khi khung thép bị biến dạngthì dây thép dễ bị bật ra Điều này có liên quan đến việc cẩu lắp do vậy ta phải bố trí 2móc cẩu trở lên

Cho dầm chống vào trong khung để gia cố và làm cứng khung, khi lắp khung cốt thépthì tháo bỏ dầm chống ra Đặt một cột đỡ vào thành trong hoặc thành ngoài của khungthép.

2.4.7 Hạ ống Tremic

Mỗi đoạn ống dài 3m được nối với nhau bằng các ren, một số ống có chiều dài thayđổi 0,5m , 1,5m , 2m để lắp linh động, phù hợp với chiều sâu hố khoan Đáy ống cuốicùng hình vát, đường kính ống là 273mm, đoạn trên cùng làm le ra tì vào giá đỡ bắcngang qua miệng ống vách

- Chuẩn bị: Tập kết ống tại vị trí thuận tiện cho thi công kiểm tra các ren nối

- Lắp giá đỡ: Giá đỡ dùng làm hệ đỡ của ống đổ bê tông Giá đỡ có cấu tạo đặcbiệt bằng hai nửa vòng tròn có bản lề ở hai góc Với chế tạo như vậy có thể dễdàng tháo lắp ống thổi rửa

- Lắp ống đổ: Ống đổ có đầu vát được hạ đầu tiên, tiếp theo hạ các ống đổ cóchiều dài 3m, cuối cùng hạ các ống có chiều dài linh động để phù hợp chiềusâu hố đào

2.4.8 Công tác thổi rửa đáy lỗ khoan

Để đảm bảo chất lượng của cọc và sự tiếp xúc trực tiếp giữa cọc và nền đất, cần tiếnhành thổi rửa hố khoan trước khi đổ bê tông

Phương pháp thổi rửa lòng hố khoan: ta dùng phương pháp thổi khí

Việc thổi rửa tiến hành theo các bước sau:

- Dùng cẩu thả ống thổi rửa xuống hố khoan, ống thổi rửa có đường kính 90 ,chiều dài mỗi đoạn là 3m được thả vào giữa ống đổ Các ống được nối vớinhau bằng ren Một số ống có chiều dài thay đổi 0,5m , 1,5m , 2m để lắp linhđộng, phù hợp với chiều sâu hố khoan Đoạn dưới ống có chế tạo vát hai bên

để làm cửa trao đổi giữa bên trong và bên ngoài Phía trên cùng của ống thổirửa có hai cửa, một cửa nối với ống dẫn để thu hồi dung dịch bentonite và cát

về máy lọc, một cửa dẫn khí có 45 , chiều dài bằng 80% chiều dài cọc

- Tiến hành: Bơm khí với áp suất 7at và duy trì trong suốt thời gian thổi rửa đáy

hố Khí nén sẽ đẩy vật lắng đọng và dung dịch bentonite bẩn về máy lọc

Hình 1.1 ống thổi rữa và lắp ống thổi rửa hố khoan

Lượng dung dịch sét bentonite trong hố khoan giảm xuống Quá trình thổi rửa phải bổsung dung dịch Bentonite liên tục Chiều cao của nước bùn trong hố khoan phải cao hơnmực nước ngầm tại vị trí hố khoan là 1,5m để thành hố khoan mới tạo được màng ngănnước, tạo được áp lực đủ lớn không cho nước từ ngoài hố khoan chảy vào trong hố khoan.Thổi rửa khoảng 20-30 phút thì lấy mẫu dung dịch ở đáy hố khoan và giữa hố khoanlên để kiểm tra Nếu chất lượng dung dịch đạt so với yêu cầu của quy định kỹ thuật và đo

độ sâu hố khoan thấy phù hợp với chiều sâu hố khoan thì có thể dừng để chuẩn bị chocông tác lắp dựng cốt thép

Thu hồi ống thổi khí

2.4.9 Công tác đổ bê tông

Trước khi đổ bê tông người ta rút ống lên cách đáy cọc 30cm

Bê tông sử dụng: Công tác bê tông cọc khoan nhồi yêu cầu phải dùng ống dẫn do vậy

tỉ lệ cấp phối bê tông đòi hỏi phải có sự phù hợp với phương pháp này, nghĩa là bê tôngngoài việc đủ cường độ tính toán còn phải có đủ độ dẻo, độ linh động dễ chảy trong ốngdẫn và không hay bị gián đoạn, loại bê tông có:

- Với mẻ bê tông đầu tiên phải sử dụng nút bằng bao tải chứa vữa xi măng nhão,đảm bảo cho bê tông không bị tiếp xúc trực tiếp với nước hoặc dung dichkhoan, loại trừ khoảng chân không khi đổ bê tông

Tùy vào tình hình thực tế tại công trường, sẽ quyết định đổ bê tông từ xe bơm haydùng xe chở bê tông chuyên dụng đổ trực tiếp vào phễu Nếu dùng xe chở bê tông chuyêndụng phải có biện pháp gia cố chống tải trọng xe bê tông làm xạc vách hố khoan bằngcách lót 2 tấm thép dày 2cm phân bố tải trọng đều trên mặt đất Đối với cọc thí nghiệm,

do phải đổ bê tông lên tận mặt đất tự nhiên nên khi đổ bằng xe chở bê tông chuyên dụng,khi bê tông dâng lên cách mặt đất khoảng 2-3m thí ống đổ vẫn ngập trong bê tông từ 4-5m để dùng cấn cẩu nâng ống đổ lên (ống đổ vẫn ngập trong bê tông tối thiểu 2m) đồngthời nhồi ống đổ liên tục để bê tông trong ống đổ tạo áp đẩy bê tông trong hố khoan dânglên

Bê tông được đổ vào phểu sẽ đẩy nút hãm đi tận đáy hố Nhấc ỗng dẫn lên để núthãm và bê tông tháo ra ngoài lập tức hạ ống dẫn xuống để đoạn mũi ống dẫn ngập vàophần bê tông vừa mới tháo ra Tiếp tục đổ bê tông vào phễu và được đổ liên tục Bê tôngđược đưa xuống sâu trong lòng khối bê tông đổ trước, qua miệng ống tràn ra xung quanh

để nâng phần bê tông lúc đầu lên Bê tông được đổ liên tục đồng thời ống dẫn cũng cùngđược rút lên dần với yêu cầu ống dẫn luôn chìm vào trong bê tông khoảng 2-3m

Vì vậy bê tông cần phải có độ linh động lớn để phần bê tông rơi từ phễu xuống có thểgây ra áp lực đẩy được cột bê tông lên trên Như vậy, chỉ có một lớp bê tông trên cùngtiếp xúc với nước được đẩy lên trên và phá bỏ sau này Phần bê tông còn lại vẫn giữnguyên chất lượng như khi chế tạo

Khi dung dịch Bentonite được đẩy trào ra thì cần dùng bơm cát để thu hồi kịp thời vềmáy lọc, tránh không để bê tông rơi vào Bentonite gây tác hại keo hoá làm tăng độ nhớtcủa Bentonite

Khi thấy đỉnh bê tông dâng lên gần tới cốt thép thì cần đổ từ từ tránh lực đẩy làm đứtmối hàn râu cốt thép vào vách

Để tránh hiện tượng tắc ống cần rút lên hạ xuống nhiều lần, nhưng ống vẫn phải ngậptrong bê tông như yêu cầu trên

Ống đổ tháo đến đâu phải rửa sạch ngay Vị trí rửa ống phải nằm xa cọc tránh nướcchảy vào hố khoan

Để đo bề mặt bê tông ta dùng quả dọi nặng có dây đo

Bê tông cung cấp tới công trường cần có độ sụt đúng qui định 18 đến 20 cm, do đócần có người kiểm tra liên tục các mẻ bê tông Đây là yếu tố quan trọng quyết định đếnchất lượng bê tông

Thời gian đổ bê tông không vượt quá 5 giờ

ống đổ bê tông phải kín, cách nước, đủ dài tới đáy hố

Miệng dưới của ống đổ bê tông cách đáy hố khoan 30 cm Trong quá trình đổ miệngdưới của ống luôn ngập sâu trong bê tông đoạn 2 m

Không được kéo ống dẫn bê tông lên khỏi khối bê tông trong lòng cọc

Bê tông đổ liên tục tới vị trí đầu cọc

 Xử lý bentonite

Bentonite sau khi thu hồi lẫn rất nhiều tạp chất, tỉ trọng và độ nhớt lớn Do đóBentonite lấy từ dưới hố khoan lên để đảm bảo chất lượng để dùng lại thì phải qua tái xử

lý Nhờ một sàng lọc dùng sức rung ly tâm, hàm lượng đất vụn trong dung dịch bentonite

sẽ được giảm tới mức cho phép

Bentonite sau khi xử lý phải đạt được các chỉ số sau theo tiêu chuẩn đã được nêu trên

2.4.9.2 Lấp đầu cọc (đối với cọc đại trà)

Tháo dỡ toàn bộ giá đỡ của ống phần trên

Cắt các thanh thép treo lồng thép

Lấp đá 1x2 và đá 4x6 vào đầu cọc, lấp bằng mặt đất tự nhiên

2.4.9.3 Rút ống vách

Dùng máy rung để rút ống lên từ từ

Để tránh trường hợp ống dẫn kéo lên không theo phương thẳng đứng làm thay đổi tiếtdiện cọc cần phải bố trí máy kính vĩ để theo dõi hai phương trong quá trình rút ống

2.4.10 Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi