Giải pháp xử lý nền, khối lượng cọc thử nghiệm Giải pháp đưa ra xử lí nền của Dự án bằng cọc xi măng đất như sau: Thi công cọc xi măng đất theo công nghệ trộn ướt... Mục đích thi công th
Trang 1BIỆN PHÁP TỔ CHỨC THI CÔNG
CỌC XI MĂNG ĐẤT THỬ NGHIỆM
DỰ ÁN NÂNG CẤP ĐƯỜNG PHÁP VÂN – CẦU GIẼ
Trang 2Mục lục
I Giới thiệu chung 3
II Phạm vi và khối lượng xử lý nền 3
1 Phạm vi xử lý cọc đất gia cố xi măng 3
2 Giải pháp xử lý nền, khối lượng cọc thử nghiệm 3
3 Mục đích thi công thử nghiệm: 4
III.Vật liệu thi công 5
IV Tổ chức thi công 6
1 Bố trí thi công 6
2 Thiết bị thi công 6
3 Nhân lực trực tiếp thi công 8
V Chi tiết các bước thi công, kiểm soát thi công, kiểm tra chất lượng cọc 8
1 Chi tiết các bước thi công: 8
2 Kiểm soát chất lượng cọc trong quá trình thi công: 9
3 Kiểm tra chất lượng cọc thử nghiệm: 9
VI Tiến độ thi công 10
VII Biện pháp bảo đảm giao thông và an toàn lao động 10
1 Công tác đảm bảo giao thông 10
2 Biện pháp bảo đảm an toàn lao động 11
3 Vệ sinh môi trường 12
4 Kết luận 13
Trang 3I Giới thiệu chung
Dự án nâng cấp tuyến đường Pháp Vân – Cầu Giẽ thành đường cao tốc có điểm đầukm181+300, tại vị trí nút giao Pháp Vân giao đường Pháp Vân – Cầu Giẽ với đường Vànhđai 3 của Hà Nội Điểm cuối Dự án K211+256 Chiều dài của tuyến khoảng 29km
Địa điểm: Thành phố Hà Nội
II Phạm vi và khối lượng xử lý nền
1 Phạm vi xử lý cọc đất gia cố xi măng
Quy mô Dự án sau khi hoàn thiện:
Cấp đường: Đường cao tốc loại A
Phạm vi thi công cọc đất gia cố xi măng D600 gia cố nền xử lí lún nền đường
Chiều dài tuyến xử lí nền bằng cọc xi măng đất phần đường dài: 1.010 m và phầnđường đầu cống km 191+638 về hai phía mỗi bên 20m
Địa chất vị trí khoan cọc thử gần vị trí hố khoan địa chất LKC-7( Km191+530)
Hố khoan LKC-7 có các lớp địa chất như sau:
Lớp - KQ1: Cát đắp nền đường cao tốc dày 3,9m, cao độ +1,13m đến +5,03m
Lớp - 3: Sét ít dẻo đến rất dẻo màu xám nâu, xám đen lẫn hữu cơ, dẻo chảy - chảy,
có chiều dày 13,2m từ, cao độ -12,07m đến +1,13m
Lớp - 8: Cát sét, cát bụi màu xám nâu, xám vàng trạng thái xốp - chặt vừa có chiềudày 7,0m, cao độ -19,07m đến -12,07m
Sau khi khảo sát mặt bằng hiện trạng, điều kiện địa chất, tổ chức nhân sự, huy độngmáy móc thiết bị, nhà thầu lập biện pháp thi công chi tiết phần thi công thử nghiệm cọc ximăng đất gia cố nền cụ thể dưới đây
2 Giải pháp xử lý nền, khối lượng cọc thử nghiệm
Giải pháp đưa ra xử lí nền của Dự án bằng cọc xi măng đất như sau:
Thi công cọc xi măng đất theo công nghệ trộn ướt
Đường kính cọc D = 600mm
Trang 4Cao độ mặt đất: + 4,5
Cao độ đỉnh cọc: + 4,5m
Cao độ đáy cọc: - 11,5m
Khối lượng cọc thử nghiệm: 03 cọc L=16,0m
Hàm lượng xi măng: 01 cọc có hàm lượng 250kg/m3; 01 cọc có hàm lượng300kg/m3; 01 cọc có hàm lượng 350kg/m3
Vị trí thi công thử nghiệm mép phải đường Pháp Vân – Cầu Giẽ Km191+495;Km191=500; Km191+505
3 Mục đích thi công thử nghiệm:
Xây dựng quy trình công nghệ thi công phù hợp:
Xác định tính phù hợp của thiết bị thi công cọc đất xi măng: máy khoan, bộ thiết bịphun xi măng, các thiết bị định lượng tự động
Xác định năng suất của thiết bị trong điều kiện hiện trường
Xây dựng quy trình công nghệ thi công phù hợp
Tiến hành các thí nghiệm hiện trường và trong phòng để xác định:
Giá trị tiêu chuẩn của E50 và cường độ kháng nén Qu và các chỉ tiêu cơ lý của đấtsau gia cố ở tuổi 28 ngày có thỏa mãn các trị số đã đưa vào tính toán hoặc được tư vấn xemxét chấp thuận
Sức chịu tải tính toán của cọc thỏa mãn yêu cầu và tối thiểu đạt theo yêu cầu thiếtkế
Biến dạng lún của nền hỗn hợp (mô đun biến dạng nền hỗn hợp) phù hợp với dự báohoặc nằm trong phạm vi được tư vấn thiết kế xem xét chấp thuận
Ngoài ra còn đánh giá:
Sự phù hợp giữa điều kiện đất tự nhiên và hiệu quả công tác gia cố cọc đất xi măng Đánh giá sự biến động theo vị trí của điều kiện đất nền được gia cố
Trang 5III Vật liệu thi công
Nguyên tắc chung cho công tác vật liệu: Nhà thầu sử dụng nguyên vật liệu theo đúng
hồ sơ thiết kế Vật liệu trước khi sử dụng phải trình mẫu và được sự chấp thuận của TVGS
và BQL Các vật liệu đều có chứng chỉ về nguồn gốc xuất xứ, chứng chỉ về chất lượng củanhà sản xuất và phù hợp với các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam, tiêu chuẩn thi công vànghiệm thu của dự án Vật liệu sử dụng cho công tác thi công xử lý thử nghiệm cọc đất gia
cố xi măng dự kiến như sau:
+ Xi măng: Từ kết quả thí nghiệm trộn và nén trong phòng lựa chọn xi măng PC 40
– Bút Sơn để xử dụng cho hạng mục này Khi thi công thử nghiệm sẽ dùng xi măng bao, thicông đại trà sẽ sử dụng xi măng rời
+ Nước: Nước phục vụ cho thi công là nước giếng khoan được bơm vào bể đào trải
bạt khu vực đặt trạm trộn
+ Thiết kế hỗn hợp vữa xi măng:
Hỗn hợp vữa xi măng sử dụng cho công trình với tỉ lệ nước/ xi măng(W/C)
Lựa chọn W/C = 0,8 trong quá trình thi công có thể điều chỉnh cho phù hợp
Tỷ trọng riêng của xi măng sử dụng là 3.15 (kg/lít);
Thiết kế trộn vữa xi măng xnhư sau:
Với hàm lượng gia cố là 250kg/m³ thì:
Khối lượng xi măng/mdài cọc D600(chưa bao gồm hao hụt 5%) có: C = 70,65kg/md
và W = 0.8*70,65 = ~ 56,52 lít/md
Lượng dung dịch vữa xi măng trộn cho 1 md là: 70,65/895*1000 = ~ 78,94 lít/md Lượng vữa trên phân đoạn phun 25cm là: 78,94/4 = 19,735 lít/phân đoạn
Lượng vữa của 1 cọc là: 78,94/m x 16m = 1263 lít = 1,263 m3
Lượng xi/ cọc = 70,65 x 16 = 1130,4 kg = ~ 22,6 bao
Với hàm lượng gia cố là 300kg/m³ thì:
Khối lượng xi măng/mdài cọc D600(chưa bao gồm hao hụt 5%) có: C = 84,78kg/md
và W = 0,8*84,78 = 67,83 lít/md
Lượng dung dịch vữa xi măng trộn cho 1 md là: 84,78/895*1000 = ~ 94,726 lít/md.Lượng vữa trên phân đoạn phun 25cm là: 94,726/4 = 23,682 lít/phân đoạn
Trang 6Lượng vữa của 1 cọc là: 94,726/m x 16m = 1515,6 lít = 1,5156 m3.
Lượng xi/ cọc = 84,78 x 16 = 1356 kg = ~ 27,1 bao
Với hàm lượng gia cố là 350kg/m³ thì:
Khối lượng xi măng/mdài cọc D600(chưa bao gồm hao hụt 5%) có: C = 98,91kg/md
và W = 0,8*98,91 = 79,128 lít/md
Lượng dung dịch vữa xi măng trộn cho 1 md là: 98,91/895*1000 = ~110,51 lít/md.Lượng vữa trên phân đoạn phun 25cm là: 110,51/4 = 27,628 lít/phân đoạn
Lượng vữa của 1 cọc là: 110,51/m x 16m = 1768,2 lít = 1,768 m3
Lượng xi/ cọc = 98,91 x 16 = 1582,56 kg = ~ 31,65 bao
Thùng trộn vữa xi măng:
Thùng trộn vữa xi măng có đường kính 1,8m cao 1m, dung tích thùng = 3,14 x2,0x2,0/4 x0,83 = 2,6m3 Đảm bảo đủ dinh tích trộn 1 lần cho các cọc thử với khối lượngvữa của mỗi cọc ở trên
Thời gian trộn vữa xi măng dự kiến phục vụ thi công cho 1 cọc là 20 phút
IV Tổ chức thi công
1 Bố trí thi công
Đơn vị thi công bố trí 01 tổ thi công gồm và 01 dây truyền thi công cọc xi măng đất
để thực hiện công việc thi công cọc thử nghiệm
2 Thiết bị thi công
Nhà thầu sử dụng máy khoan cọc xi măng đất SP – 5B30 có các chứng chỉ kiểmđịnh an toàn của thiết bị và đã được Chủ đầu tư, Tư vấn giám sát kiểm tra
Trang thiết bị phải bền vững, đảm bảo trộn ở tốc độ yêu cầu
Số lần trộn được xác định là số lần quay của mũi khoan trong hỗn hợp gia cố đấttrong 1m dài trong khi mũi khoan, khoan xuống và rút lên và được phải được tính theocông thức:
T = M (Nd/Vd + Nu/Vu),
Trong đó:
T: số lần trộn trên 1 md (n/m)ΣM: tổng số cánh trộn
Nd: tốc độ cánh trộn khi khoan xuống (vòng/phút)Vd: tốc độ hạ xuống của cánh trộn khi khoan xuống (m/phút)Nu: tốc độ cánh trộn khi khoan xuống (vòng/phút)
Vu: tốc độ rút của cánh trộn khi rút lên (m/phút)
Trang 7Số lần quay gàu theo quy định không được nhỏ hơn 350 Gàu trộn phải được thiết kếsao cho đảm bảo được tính đồng nhất của hỗn hợp đất và chất gia cố/chất ổn định Dung saichênh lệch đường kính của gàu trộn không được vượt quá 5%.
Bảng tính toán thời gian khoan trung bình 1 cọc dài 16m
Ghi chúKhoan xuống
Vd(m/phút)
Rút lên Vu(m/phút)
Khoan xuống(phút)
Rútlên(phút)
Tổng cộng(phút)
Nd: tốc độ cánh trộn khi khoan xuống nhỏ nhất đạt: 27,6 (vòng/phút)
Vd: tốc độ hạ xuống của cánh trộn khi khoan xuống: 0,7 (m/phút)
Nu: tốc độ cánh trộn khi khoan xuống nhỏ nhất đạt: 10,36 (vòng/phút)
Vu: tốc độ rút của cánh trộn khi rút lên: 1,5 (m/phút)
T: Năng lượng trộn nhỏ nhất của máy đạt /md = 8 x(27,6/0,7 + 10,36/1,5) = 370,7lần/md
Cần trộn phải có chiều dài không nhỏ hơn chiều dài của cọc đất-xi măng Cánh trộncũng phải có đường kính không nhỏ hơn đường kính của cọc d600 như đã được quy địnhtrong thuyết minh thiết kế
Sau khi trộn xong một cọc phải ghi chép lại giữ liệu thi công, dữ liệu ghi chép phảicho thấy số hiệu cọc, thời gian, độ sâu của cọc, hàm lượng vữa xi măng đã sử dụng trongquá trình trộn và số lần quay Quá trình trộn cho tất cả các cọc được lắp đặt phải được ghichép lại và trình nộp để kiểm tra tính nguyên vẹn và chất lượng của sản phẩm hoàn chỉnh
Số lượng thiết bị dự kiến như sau:
7 Hệ thống điều khiển hàm lượng xi măng
Trang 83 Nhân lực trực tiếp thi công
Nhà thầu bố trí nhân lực cho công tác thi công cọc thử nghiệm gồm 11 người, cụ thể như sau:
TT Vị trí/ nghề nghiệp Số lượng (người) Ghi chú
V Chi tiết các bước thi công, kiểm soát thi công, kiểm tra chất lượng cọc
1 Chi tiết các bước thi công:
Công việc thi công 3 cọc thử nghiệm tại Km191+500 dưới sự chứng kiến của cácbên: Ban QLDA, Tư vấn thiết kế, tư vấn giám sát với trình tự các bước sau:
Bóc lớp kết cấu, đất đá trên mặt bằng, san phẳng theo cao độ thiết kế
Định vị tim cọc: Dùng thước triển khai vị trí cọc định khoan, sai số trong phạm chophép là nhỏ hơn 10cm Định vị tim cọc thi công bằng cọc tre hoặc gỗ
Di chuyển máy khoan vào vị trí, điều chỉnh mũi khoan trùng tim cọc đã định vị, điềuchỉnh cân bằng máy bằng hệ thống thủy lực trên máy và được kiểm tra bằng thước bọt thủykiểm tra trên cần khoan, quả dọi treo trên giàn khoan
Kiểm tra thiết bị phun, thiết bị kiểm tra định lượng vữa xi măng, chuẩn bị vữa ximăng gia cố
Khoan phun tạo cọc: Vận hành cho máy khoan khoan xuống các lớp đất, đầu trộn sẽcắt và phá kết cấu đất đến độ sâu yêu cầu đồng thời phun hỗn hợp vữa xi măng được đưavào thân cọc bằng bơm thông qua lỗ ở đầu mũi khoan, áp lực bơm điều chỉnh phù hợp vớitốc độ đi xuống Chi tiết thông số máy kiểm tra thực tế trên máy và ghi trong hồ sơ nghiệmthu, phiếu in của cọc Khi mũi khoan đạt độ sâu thiết kế thì đảo chiều quay của mũi khoanngược lại vừa quay vừa rút lên
Di chuyển máy sang vị trí thi công cọc tiếp theo trên nguyên tắc hạn chế đi lên vị trívừa khoan và lặp lại các bước như trên
- Các thông số được ghi chép trong nhật ký thi công và biên bản nghiệm thu từngcọc kèm phiếu in chi tiết từng cọc
- Khi thi công cọc đất gia cố xi măng từng khối, căn cứ vào cao độ đáy móng củakhối đó để xác định cao độ của đỉnh cọc, qua đó khống chế được chiều dài cọc thi công.Chi tiết từng hàng cọc được thể hiện chi tiết trong bản vẽ bố trí cọc kèm theo
- Tổng thời gian thi công cho 01 cọc dự kiến chậm nhất 34 phút (tùy thuộc vào địachất, chiều dài phần phun xi măng, tốc độ vòng quay của máy thi công)
Trang 92 Kiểm soát chất lượng cọc trong quá trình thi công:
Kiểm soát chất lượng cọc trong quá trình thi công, nhìn chung các khâu sau đây sẽphải được triển khai:
Kiểm soát tính thẳng đứngbằng thiết bị quả dọi đolường trên máy chủ
Kiểm soát
vật liệu
Hàm lượng ximăng
Đo và ghi nhận bằng thiết
bị kiểm soát dữ liệu, phiếu
3 Kiểm tra chất lượng cọc thử nghiệm:
3.1 Thí nghiệm xác định cường độ kháng nén cực hạn của cọc thử nghiệm:
Thí nghiệm này tuân theo điểm 6.2 – chỉ dẫn kỹ thuật dự án và tiêu chuẩn TCVN 9437-2012
+ Kiểm tra công tác khoan cọc thử bằng khoan lấy lõi cọc ở 14, 28 ngày tuổi và nénmẫu xác định cường độ kháng nén Qu, E50 và sánh với yêu cầu thiết kế đưa ra
Thí nghiệm nén nở hông của tất cả các trụ thử nghiệm phải được thực hiện trên cácmẫu khoan được lấy sau 14 ngày và 28 ngày
Sử dụng ống mẫu thích hợp đảm bảo lấy 100% lõi khoan và tiến hành thí nghiệmnén nở hông để đảm bảo cường độ và chất lượng cùng với độ đồng nhất ở các độ sâu khácnhau của trụ
Sử dụng mũi khoan để lấy được mẫu có đường kính lõi tối thiểu đạt 76mm Đườngkính mẫu phải là 50mm hoặc lớn hơn và chiều cao mẫu phải gấp hai lần đường kính Mô tảchi tiết lõi khoan, thống kê chiều dài các thỏi mẫu, xếp và chụp ảnh lõi khoan
Vị trí khoan lấy mẫu được định vị ở 2 vị trí như hình vẽ bên dưới;
Trang 10Các mẫu sau khoan được bảo quản nguyên trạng trong các ống chứa mẫu để giữnguyên độ ẩm cho tới khi thí nghiệm theo TCVN 2683-1991 và các qui định khác hiệnhành
+ Hoặc trong trường hợp khoan mẫu có thể mũi khoan bị lệch ra ngoài đường kínhcọc nên không lấy được mẫu để thí nghiệm nén trong phòng thì kiến nghị xin chuyển sangnén tĩnh cọc đơn để kiểm ra chất lượng của cọc
3.2 Thí nghiệm xác định mô đuyn đàn hồi Ep của trụ thử:
Thí nghiệm xác định mô đuyn đàn hồi của trụ thử được xác định theo phương phápnén tĩnh bằng bàn nén Thí nghiệm này tuân theo chỉ dẫn kỹ thuật và tiêu chuẩn TCVN9393:2012 – “Cọc – phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọctrục”
Các nội dung của thí nghiệm này như sau:
Thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn để xác định sức chịu tải của trụ thực hiện dựa theo tiêuchuẩn TCVN 9393:2012 Kết quả thí nghiệm cho biết sức chịu tải cực hạn của trụ đơnứng với độ lún bằng 10% đường kính trụ
Thí nghiệm chỉ được thực hiện khi cọc đạt tối thiểu 28(xem lại cái quy trình có thểthí nghiệm sớm hơn qua 7 hoặc theo thiết kế ) ngày Quy trình thí nghiệm nén tĩnh cọcđơn và đánh giá kết quả thực hiện như sau:
1 Bàn tải trọng: Bàn tải trọng phải là bản cứng, đường kính D=800mm(Chiều dầy )
Tim cọc với tim bản tải trọng phải duy trì cho đồng tâm Sau khi đặt bàn nén lên đầucọc (bề mặt cọc phải được làm phẳng trước đó) phải kiểm tra mức độ bằng phẳng nằmngang của bàn nén
2 Việc chất tải được thực hiện bằng kích hoặc các quả tạ đã biết trọng lượng Kíchphải được hiệu chỉnh, kiểm định từ trước Tải trọng đo được với sai số không quá 5%
so với cấp áp lực tác dụng
3 Chiều sâu, chiều dài và bề rộng của hố thí nghiệm: cao độ đáy bàn tải trọng giốngnhư cao độ thiết kế mặt đáy móng Chiều dài và bề rộng hố thí nghiệm ở chỗ cao độ thínghiệm, phải lớn hơn tối thiểu gấp 1.5 lần kích thước bản tải trọng, điểm đỡ dầm tiêu
D/4
Vị trí khoan(1) (trong vòng D/4)
200
300 300 D=600
Vị trí khoan(2)
Trang 11chuẩn phải ở phía ngoài hố thí nghiệm và phải đảm bảo không bị lún trong suốt quátrình thí nghiệm.
4 Tầng đệm: Phía dưới bản tải trọng bố trí lớp cát vàng tạo phẳng, chiều dày trungbình khoảng 50mm, được đầm thủ công đến K95, lớp cát đệm khi lắp ráp bản tải trọng
ở đáy hố không được có nước đọng
5 Quan trắc lún:
bằng 2 đồng hồ thiên phân kế có hành trình tối thiểu 50mm, độ chính xác 0.01mm.Đồng hồ thiên phân kế được gắn lên dầm tiêu chuẩn và đặt đối xứng qua tim cọc Độlún của cọc là giá trị trung bình cộng của 2 đồng hồ Các đồng hồ phải được bảo vệ tốttrong quá trình thí nghiệm, không bị chịu tác động trực tiếp của mưa nắng
6 Tải trọng và cấp tải trọng:
Đối với thí nghiệm tải trọng trên cọc sẽ sử dụng lại, lượng gia tải tổng phải bằng 1.5lần trị số tải trọng thiết kế (5T x 1.5 = 7.5T) Cấp gia tải được chia làm 06 cấp: 25%,50%, 75%, 100%, 125% và 150% tải trọng thiết kế (Ptk = 5T) được chia thành các cấptải: 1.25T, 2.50T, 3.75T, 5.00T, 6.25T và 7.5T Trong cấp gia tải đầu tiên (25%Ptk)phải tính đến tải trọng của các thiết bị đã tạo một lực ban đầu lên bàn tải trọng Tảitrọng có thể chất bằng cát hoặc đá hoặc bê tông trong trường hợp cần khống chế đểgiảm chiều cao đắp miễn là phải xác định được tải trọng được chất lên để gia tải
7 Thời gian đọc đo lún:
Trong giờ thứ nhất sau khi gia tải của từng cấp thì 1’, 5’, 10’, 20’, 30’, 45’, 60’ riêngbiệt đọc một lần, sau đó cứ cách nửa giờ cho đọc 1 lần đến khi nào đạt được tiêu chuẩn
ổn định
8 Tiêu chuẩn ổn định:
khi mỗi giờ trong 2 giờ liên tục có lượng lún nhỏ hơn trị số quy định ghi sau đây thì
có thể tăng thêm một cấp tải trọng: Khi thí nghiệm tải trọng cọc đơn, tiêu chuẩn ổnđịnh lấy 0.1 mm/giờ
9 Điều kiện chấm dứt thí nghiệm:
Đối với thí nghiệm kiểm tra, khi lượng gia tải tổng đạt tới 1.5 lần tải trọng thiết kếthì có thể chấm dứt thí nghiệm Khi xuất hiện một trong những hiện tượng sau đây thì
có thể chấm dứt thí nghiệm:
- Lượng lún tích lũy đã lớn hơn 10% đường kính cọc
- Lượng lún của bản tải trọng dưới tác dụng của một cấp tải trọng nào đó lớn hơngấp 02 lần của cấp trước đó đồng thời qua 24 giờ vẫn chưa ổn định
- Cọc thí nghiệm bị phá hoại