chuyên đề nền móng phần 8 ppt

Phép thử cho biết chất l-ợng bê tông cọc có tốt hay không, tính toàn vẹn của cọc khi kiểm tra các khuyết tật lớn của cọc.. Dụng cụ của ph-ơng pháp PIT dùng tìm các khuyết tật lớn và nguy

đóng cọc ( Pile installation recorder, PIR), máy phân tích xuyên tiêu chuẩn (SPT analyzer)

* Máy phân tích cọc theo ph-ơng pháp biến dạng lớn PDA có loại mới nhất là loại PAK Máy này ghi các thí nghiệm nặng cho môi tr-ờng xây dựng ác nghiệt Máy này ghi kết quả của ph-ơng pháp thử biến dạng lớn cho công trình nền móng, cho thăm dò địa kỹ thuật Phần mềm sử lý rất dễ tiếp thu Số liệu

đ-ợc tự động l-u giữ vào đĩa để sử dụng về sau Ch-ơng trình CAPWAPđ cài đặt

đ-ợc vào PAK nên việc đánh giá khả năng toàn vẹn và khả năng chịu tải của cọc rất nhanh chóng

* Sử dụng ph-ơng pháp thử Biến dạng nhỏ (PIT) là cách thử nhanh cho số lớn cọc Phép thử cho biết chất l-ợng bê tông cọc có tốt hay không, tính toàn vẹn của cọc khi kiểm tra các khuyết tật lớn của cọc Các loại máy phân tích PIT dung nguồn năng l-ợng pin, cơ động nhanh chóng và sử dụng đơn chiếc Dụng cụ của ph-ơng pháp PIT dùng tìm các khuyết tật lớn và nguy hiểm nh- nứt gãy, thắt cổ chai, lẫn nhiều đất trong bê tông hoặc là rỗng

C6 Ph-ơng pháp trở kháng cơ học :

Ph-ơng pháp này quen thuộc với tên gọi ph-ơng pháp phân tích dao động hay còn gọi là ph-ơng pháp truyền sóng cơ học Nguyên lý đ-ợc áp dụng là truyền sóng, nguyên lý dao động c-ỡng bức của cọc đàn hồi Có hai ph-ơng pháp thực hiện là dùng trở kháng rung động và dùng trở kháng xung

Ph-ơng pháp trở kháng rung sử dụng mô tơ điện động đ-ợc kích hoạt do một máy phát tác động lên đâù cọc Dùng một máy ghi vận tốc sóng truyền trong cọc Nhìn biểu đồ sóng ghi đ-ợc, có thể biết chất l-ợng cọc qua chỉ tiêu độ

đồng đều của vật liệu bê tông ở các vị trí

Ph-ơng pháp trở kháng xung là cơ sở cho các ph-ơng pháp PIT và PET Hai ph-ơng pháp PIT và PET ghi sóng âm dội Ph-ơng pháp trở kháng xung này ghi vận tốc truyến sóng khi đập búa tạo xung lên đầu cọc

Sự khác nhau giữa ba ph-ơng pháp này là máy ghi đ-ợc các hiện t-ợng vật

lý nào và phần mềm chuyển các dao động cơ lý học ấy d-ới dạng sóng ghi đ-ợc trong máy và thể hiện qua biểu đồ nh- thế nào

4.1.5 Caực sửù coỏ thửụứng gaởp vaứ caựch xửỷ lyự

a Rơi gầu khoan

 Nếu đơn vị thi công không thể lấy gầu lên đ-ợc, cần thông báo ngay cho bên A và t- vấn thiết kế để cùng thống nhất các giải pháp xử lý

 Tùy thuộc vào đặc tính của nền địa chất mà có thời gian chờ lấy gầu một cách hợp lý Tuy nhiên không nên kéo dài thời gian chờ lấy gầu đó của nhà thầu quá lâu

b Rơi lồng thép

 Cũng xử lý t-ơng tự nh- trên

c Thổi rửa quá lâu vẫn không đạt yêu cầu

 Cần kiểm tra lại thiết bị thổi rửa về áp lực thổi xem có đạt qui định nh-

đã nói ở trên không Kiểm tra ống thổi có tắc không?

 Kiểm tra chất l-ợng Bentonite cấp vào

 Kiểm tra chiều dài ống thổi

 Nếu các điều kiện trên vẫn đảm bảo, nên tổ chức vét lắng lại vì có thể

đã xảy ra sập thành vách khi hạ lồng thép và lắp ống thổi rửa

d Tắc ống đổ bê tông

 Khẩn tr-ơng kéo ống đổ lên để thông ống, sau đó lắp lại nh-ng khi tiếp tục đổ lại, phải đảm bảo đ-a đ-ợc ống đổ xuống ngậm trong bê tông

đ-ợc tối thiểu 2m – 3m theo đúng tiêu chuẩn và lớp bê tông xấu bên trên vẫn đ-ợc đẩy lên trên mặt cọc, sau đó áp dụng các biện pháp kiểm tra phát hiện khuyết tật sau khi thi công xong cọc nh- PDA, siêu âm, PIT v.v ; Điều này là rất khó thực hiện, đòi hỏi nhà thầu phải rất có kinh nghiệm Nếu nhà thầu không thực hiện đ-ợc việc này, phải bàn bạc với các bên liên quan nh- BQLDA, t- vấn thiết kế để cân nhắc khả năng sử lý cọc đó

e Bê tông không đạt độ sụt thiết kế

 Thông th-ờng, độ sụt của bê tông cọc nhồi theo thiết kế là 182 cm Trong tr-ờng hợp kiểm tra độ sụt của bê tông không đạt yêu cầu phải có biện pháp

xử lý

 Bê tông độ sụt thấp quá (khô quá): Có thể sử dụng phụ gia hóa dẻo tại chỗ, nh-ng chỉ nên cho phép nhà thầu sử dụng cùng một loại phụ gia đã dùng tại trạm trộn, tuy nhiên tổng l-ợng dùng phải đảm bảo không v-ợt quá liều l-ợng max của loại phụ gia đó Nếu phải sử dụng loại phụ gia khác, phải đảm bảo không có các t-ơng tác xấu giữa 2 loại phụ gia đó

 Bê tông có độ sụt cao quá (nhão quá): Có thể trộn thêm một l-ợng xi măng khô nhất định (liều l-ợng xi măng không đ-ợc v-ợt quá liều l-ợng max đ-ợc qui định trong tiêu chuẩn) Nếu không kiểm soát đ-ợc việc trộn thêm xi măng đó, tốt nhất là từ chối chấp nhận xe bê tông đó

4.2 THIEÁT KEÁ MOÙNG COẽC BARET

4.2.1 Khaựi nieọm

4.2.1.1 ẹũnh nghúa

Coùc bareựt laứ moọt loaùi coùc nhoài, khoõng thi coõng baống muừi khoan hỡnh troứn, maứ baống loaùi gaàu ngoaùn hỡnh chửừ nhaọt

Tieỏt dieọn coùc hỡnh chửừ nhaọt :

+ Chiều rộng từ 0,6 – 1,5m

+ Chiều dài từ 2,0 – 6,0m

Các loại tiết diện khác tuỳ theo vị trí móng, có thể là chữ thập, chữ T, chữ I, L, Y

Độ sâu : Tuỳ theo điều kiện tính chất công trình và tải trọng cọc có thể đạt tới độ sâu từ vài chục m đến 100m

0,6

2,2~2,8

2,2~2,8m

2,2~2,4 m

2,2 ~ 2,8m

4.2.1.2 Phạm vi áp dụng

Cọc barét thường dùng làm móng cho nhà cao tầng, các tháp cao, cầu vượt ví dụ như :

- Tháp đôi Petronas (Malaysia) cao trên 100 tầng, 450 mét với tầng hầm nhiều tầng sâu tới 20m, dùng cọc barét tiết diện 1,2m x 2,8m, sâu 125m

- Công trình Sài Gòn Center, 25 tầng lầu, 3 tầng hầm dùng cọc barét 0,6m x 2,8m; 1,2 x 6,0m sâu 50m

- Công trình Vietcombank Hà Nội, 22 tầng và 2 tầng hầm, sử dụng móng cọc baret 0,8 x 2,8m sâu 55m

4.2.2 Khảo sát địa chất cho thiết kế và thi công móng cọc barét

Thực hiện theo quy định trong tiêu chuẩn “Khảo sát địa kỹ thuật phục vụ cho thiết kế và thi công móng cọc” TCXD 160 : 1987

4.2.2.1 Bố trí các điểm khảo sát

- Các điểm khoan, xuyên, cắt cánh, nén ngang phải bố trí trong khu vực xây dựng công trình

- Khoảng cách giữa các điểm khảo sát  30m

- Chiều sâu hố khoan :

+ Chiều sâu hố khoan phải lớn hơn vùng chịu nén cực hạn của các lớp đất dưới mũi cọc tối thiểu là 2m (qua vùng tính lún 2m)

+ Phải tìm được lớp đất đá tốt để đặt mũi cọc

- Chỉ tiêu lớp đất tốt đặt mũi cọc có thể tham khảo sau đây:

+ Modun biến dạng Eo  300 kG/cm 2 + Đất có góc ma sát trong   40o + Chỉ số xuyên tiêu chuẩn N  50

+ Cát chặt có sử dụng khoan xuyên tĩnh qc 110 kG/cm2 + Sét vùng có sử dụng khoan xuyên tĩnh qc 50 kG/cm2 + Nếugặp đá, cần khoan vào đá 3 điểm với độ sâu 6m

4.2.2.2 Số lượng các điểm khảo sát

- Trong mỗi hạng mục công trình khoan 3 điểm cho mỗi loại khảo sát

- Nếu độ sâu mũi cọc <30m nên khảo sát bằng xuyên tĩnh (CPT)

- Nếu độ sâu mũi cọc >30m nên khảo sát bằng xuyên tiêu chuẩn (SPT)

4.2.3 Sức chịu tải của cọc baret

Tương tự như sức chịu tải của cọc khoan nhồi, chỉ khác ở diện tích, hình dáng mặt cắt ngang của cọc

Một số phương pháp tính sức chịu tải thường dùng hiện nay :

+ Sức chịu tải theo phương thẳng đứng của cọc đơn theo vật liệu + Sức chịu tải của cọc chống

+ Sức chịu tải của cọc ma sát (theo kết quả TN trong phòng) + Sức chịu tải theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh

+ Sức chịu tải theo kết quả thí nghiệm tiêu chuẩn

+ Sức chịu tải theo nén tĩnh tại hiện trường (do cọc thường có sức chịu tải lớn nên chỉ sử dụng cho cọc baret có SCT nhỏ ≤ 700 tấn)

+ Sức chịu tải theo Osterberg (thí nghiệm hiện trường)

4.2.3.1 Sức chịu tải theo vật liệu làm cọc

Pv : ( m1m2RbFb + RaFa) m1 : hệ số điều kiện làm việc khi đổ bê tông

m2 : hệ số đổ bê tông trong bentonite = 0,7

4.2.3.2 Sức chịu tải của cọc chống

Khi mũi cọc đặt vào lớp đất, đá có modun biến dạng Eo 500 kG/cm2 cọc được coi là cọc chống :

Pc = mRF Khi cọc ngậm vào đất, đá  0,5m; R (cường độ tính toán của đất đá dưới chân cọc) xác định như sau :



















n d n h k n

R R

đ

Rn : Cường độ tiêu chuẩn của mẫu đá nén dọc trục bão hòa nước

kđ : Hệ số an toàn đối với đất = 1,4

hn : Độ sâu ngàm cọc váo đá

dn : Đường kính ngoài của phần cọc ngàm vào đá, bằng chiều rộng hay cạnh ngắn của cọc

4.2.3.3 Sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm trong phòng

Pđ = m(mR.RF+U mfi.fi.li) Tương tự như cọc khoan nhồi

4.2.3.4 Sức chịu tải theo kết quả xuyên tĩnh (CPT)

- Sức chịu tải của cọc : P’x = P mũi + Pxq

- Sức chịu tải cho phép :

2

P 3

x

P mũi = qp F : sức chịu tải ở mũi cọc pxq = 



n

1 i i

fi h q

n : sức chịu tải ở mặt bên cọc

qp : Sức cản phá của đất ở thân cọc : qp = kqc

i ci

q

qsi  α : lực ma sát đơn vị của thành cọc ở lớp đất thứ i,

chiều dài hi

qci : Sức cản mũi xuyên ở lớp đất thứ i

k; i : hệ số – tra bảng (1-6 trang 14)

4.2.3.5 Sức chịu tải theo kết quả xuyên tiêu chuẩn (SPT)

Công thức hay dùng nhất là công thức dưới đây của Nhật Bản :

PSPT =

3

1

NF + (0,2NSLS + cLc).2(a+b)

Trong đó :

 : hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công cọc :  = 15 đối với cọc nhồi,  = 15 đối với cọc đóng

N : Số SPT của đất dưới thân cọc

Ns : Số SPT trung bình các lớp cát cọc cắm qua

Ls : Chiều day các lớp đất cát cọc đi qua

C : lực dính trung bình của các lớp đất sét

Lc : Chiều dày các lớp đất sét cọc đi qua

a : Cạnh dài của tiết diện cọc, b : Cạnh ngắn của tiết diện cọc

F : Diện tích tiết diện ngang dưới chân cọc

> Lựa chọn giá trị nhỏ nhất để thiết kế cọc

4.2.4 Thiết kế cọc baret

4.2.4.1 Vật liệu làm cọc

- Bêtông : Cọc berét dùng bêtông mác 250 – 400

- Cốt thép : Thép cọc : loại CII Thép đai : loại CI, CII

4.2.4.2 Bố trí cốt thép

Cọc barét thường dùng cho các công trình cao tầng (nhà cao trên 40m, cầu vượt cầu dẫn) có M,N và Q lớn, thông thường cọc barét bố trí thép suốt theo chiều dài cọc

Yêu cầu về cấu tạo cốt thép :

- Thép dọc :

 Đường kính : Þ16 - Þ32 Khi thép càng dài nên chọn đường kính càng lớn và ngược lại Khoảng cách thép dọc  20 cm

 Hàm lượng thép   0,4 – 0,65%

 Thép dọc được bố trí suốt chiều dài thân cọc

- Thép đai :

 Đường kính Þ12 – Þ16 Khi tiết diện cọc càng lớn thì đai đường kính càng lớn và ngược lại Khoảng cách thép đai  30 cm

- Thép gia cường :

 Đường kính Þ12 đặt vuông góc với cạnh dài để tăng độ cứng cho lồng cốt thép, khoảng cách  30 cm theo chiều dài cọc

 Đặt cốt gia cường cần chú ý sao cho thuận tiện khi đổ bêtông

- Cốt thép cọc cấu tạo thành lồng thép, chia thành từng đoạn tùy theo khả năng của cần cẩu, chiều dài cây thép

- Lớp bêtông bảo vệ : Chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép  7cm Dùng các cục kê để tạo khoảng cách với thành hố khoan Khi nước trong đất

có tính ăn mòn thì tăng lớp bêtông bảo vệ lên 10 – 12cm kết hợp với sử dụng ximăng chống ăn mòn

- Bố trí các ống đường kính 60mm dùng để tải đầu phát và thu của thiết

bị siêu âm kiểm tra chất lượng cọc Khoảng cách các ống siêu âm 1,5m theo chiều dài cọc

Bố trí thép trong thân cọc baret

Sơ đồ bố trí cốt thép trong móng cọc baret

Mặt bằng móng cọc barrette (tháp đôi Petronas (Malaysia)

4.2.5 Thiết kế đài cọc

Do cọc có nhiều loại tiết diện nên đài cọc có nhiều hình dạng, nhiều loại Tùy theo vào số lượng cọc, yêu cầu của công trình (có thể kết hợp với các chức năng khác)

Các loại đài cọc thường có trong thực tế :

- Đài cọc đơn : Cho 1 cọc

- Đài cọc của nhóm cọc

- Đài cho tổ hợp toàn bộ các cọc trong công trình (dạng móng bè trên cọc berét)

Yêu cầu vật liệu :

- Bêtông mac 250 – 400

- Cốt thép 16 - 32 loại CII

Kính thước đài cọc :

- Chiều cao đài hđ 1,5b; (b : Chiều rộng tiết diện cọc barét);

- Kích thước tiết diện đài cọc :

+ Cạnh dài A  a+2 (250  300mm);

+ Cạnh ngắn B  b+2 (250  300mm)

Trong đó a là cạnh dài, b là cạnh ngắn