Sử dụng thiết bị thi công cọc barret thi công tường vây, tường chắn đất

Vài điều về cọc BarretCọc barrette hay còn gọi là cọc barette, cọc baret, cọc ba ret cọc ba rét, thực chất là một loại cọc nhồi bê tông, nhưng khác cọc khoan nhồi về hình dạng tiết diệ

Sử dụng thiết bị thi công cọc barret để thi công tường vây, tường chắn đất.

Vài điều về cọc Barret

Cọc barrette ( hay còn gọi là cọc barette, cọc baret, cọc ba ret cọc ba rét), thực

chất là một loại cọc nhồi bê tông, nhưng khác cọc khoan nhồi về hình dạng tiết diện, và phương pháp tạo lỗ: tạo lỗ bằng máy đào (cũng có khi gọi là máy cạp) để đào đất hoặc các phương pháp khác chứ không chỉ dùng phương pháp khoan bằng máy khoan Tiết diện cọc nhồi là hình tròn còn barrette là chữ nhật, chữ thập, chữ I, chữ H và được tạo lỗ bằng gầu ngoạm Cọc Barrette được người Pháp cải tiến từ cọc nhồi để tạo ra sức chịu tải lớn hơn với cùng một thể tích bê tông sử dung

Cọc barrette thường sử dụng máy khoan tường vách dạng răng được khoan đào với gầu ngoạm với lực kẹp rất lớn Bề dày mặt tường vách có thể khoan từ 400 đến 1500

mm Loại này được dùng cho các trường hợp không sử dụng cọc lam nền móng để tráng choán chỗ

Cọc barrette có sức chịu tải lớn hơn nhiều so với cọc nhồi (có thể lên hơn 1000T) nên dùng cho những công trình có tải trọng dưới móng rất lớn Móng barrette thường sử dụng khi kết hợp làm tường vây và thường dùng cho loại nhà có 2 tầng hầm trở lên tuy nhiên giá thành thi công loại móng này thường đắt hơn nhiều(do công nghệ thi công) so với dùng cọc khoan nhồi.Trong dự tính sức chịu tải của cọc khoan nhồi, sức chịu tải theo

ma sát bên đóng vai trò quan trọng

Ta làm một ví dụ:

Nếu xét một cọc Barrette có kích thước là 2.8 m x 0.8 m có diện tích mặt cắt là 2.24 m2 Diện tích này tương đương với một cọc nhồi có đường kính là 1.75 m2 Tuy nhiên diện tích mặt bên của cọc barret là 7.2 m2/m còn cọc khoan nhồi tương đương điện tích là 5.5 m2/m Như vậy có thể nhận thấy rằng cọc barrette là hiệu quả hơn về chỉ tiêu kinh tế đồng/m3 bê tông sử dung Sức mang tải của cọc này có thể tăng lên tới 30% do tăng sức mang tải bên

Tuy nhiên cọc barrette thi công là khó hơn để đảm bảo chất lượng dặc biệt là làm sạch đáy cọc trước khi đổ bê tông

Dùng cọc barrette để chịu sức tải thẳng đứng thì thận trọng, trong nhiều trường hợp, cọc barette cần phải đụng tầng đá, mặt đá có thể nghiêng, cho nên cái mũi cạp đất của máy barrette bị chận lại, không móc được hết đất, cho nên khi đổ bê-tông, nó chỉ chịu trên một góc của barrette thôi Có thể trường hợp này không xảy ra trên các đất phù sa đồng bằng sông

A Sử dụng thiết bị thi công cọc Barret thi công

tường vây, tường chắn đất.

I.Cọc, tường Barrets

Cọc Barrette: là một loại cọc khoan nhồi, không thi công bằng lưỡi khoan hình tròn mà là thi công bằng máy đào gầu ngạm hình chữ nhật

Cọc baret thường là hình chữ nhật có kích thước: chiều rộng 0.6÷1.5m, chiều dài 2.2÷6.0m Và cọc baret có thể có nhiều

tiết diện khác nhau như: +,T, I, L…

Ưu điểm cọc barret

Chịu tải trọng lớn (có thể đến

vài ngàn tấn

• Làm việc lệch tâm (chịu N,

M,Q) => Tường chắn (các tòa nhà có

tầng hầm)

• Chiều sâu lớn (<100m)

• Thi công tầng hầm theo

phương pháp Top – Down., kết hợp dễ

dàng

Nhược điểm

Cọc barrette thi công là khó hơn

để đảm bảo chất lượng dặc biệt là làm

sạch đáy cọc trước khi đổ bê tông

Dùng cọc barrette để chịu sức

tải thẳng đứng thì thận trọng, trong

nhiều trường hợp, cọc barette cần phải đụng tầng đá, mặt đá có thể nghiêng, cho nên cái mũi cạp đất của máy barrette bị chận lại, không móc được hết đất, cho nên khi đổ bê-tông, nó chỉ chịu trên một góc của barrette thôi Có thể trường hợp này không xảy ra trên các đất phù sa đồng bằng sông

II.Thi công cọc Barret

1.THIẾT KẾ CỌC BARRETTE

a.Khảo sát địa chất công trình cho móng cọc

Móng hay móng nền, nền móng hay móng nhà là kết cấu kỹ thuật xây dựng nằm

dưới cùng của công trình xây dựng như các

tòa nhà, cầu, đập nước ) đảm nhiệm chức

năng trực tiếp tải trọng của công trình vào

nền đất bảo đảm cho công trình chịu được

sức ép của trọng lực từng các tầng, lầu khối

lượng của công trình đảm bảo sực chắc

chắn của công trình Móng phải được thiết

kế và xây dựng và thi công công trình

không bị lún gây ra nứt hoặc đổ vỡ các

công trình xây dựng Nền móng là phần đất

nằm dưới đáy móng chịu toàn bộ hoặc

phần lớn tải trọng công trình đè xuống, còn

gọi là nền đất, nơi chịu toàn bộ tải trọng

của công trình, lại là thành phần của công

trình được chôn sâu và kỹ Móng nhà là

một trong những yếu tố quan trọng nhất

cần được lưu ý khi xây nhà hoặc các công

trình khác Đây là nơi quyết định cho sự

kiên cố, bền vững và là nền tảng nâng đỡ

cả công trình

Việc khảo sát địa kỹ thuật là khâu

quan trọng, mấu chốt Trước tiên phải

nghiên cứu lịch sử thành tạo địa chất và điều kiện địa chất công trình tại địa điểm xây dựng, tham khảo những tài liệu đã có tại khu vực sẽ xây dựng công trình và những công trình lân cận Xác định số lượng, vị trí và chiều sâu các điểm khảo sát cùng với phương pháp khảo sát

Về khối lượng công tác khảo sát phải bao quát toàn bộ diện tích xây dựng công trình, các hạng mục nhỏ đến đâu thì số điểm khảo sát tối thiểu cũng không được ít hơn 3

Về vị trí các điểm khảo sát thì phải bố trí theo chu vi móng và một số điểm ở ngay giữa công trình để thiết lập được các mặt cắt địa chất Về chiều sâu các điểm khảo sát, phải vượt qua tầng chịu nén Ha Thông thường đối với móng cọc, chiều sâu các hố khoan và các hố xuyên phải vượt qua đầu mũi cọc dự kiến từ 7 m 50 đến 10 m, như vậy mới đủ số liệu địa chất để thiết kế cọc và tính lún cho móng cọc Cần xác định mực nước dưới đất theo mùa và tính chất ăn mòn đối với bêtông Đặc biệt đối với nền móng các công trình lân cận cần tiến hành quan sát đo vẽ, chụp ảnh

VD: Trong nhiều trường hợp cọc barrette cần phải đụng tầng đá, mặt đá có thể

nghiêng, cho nên mũi cạp đất của máy đào bị chận lại, không móc được hết đất, cho nên khi đổ beton, nó chỉ chịu trên một góc của barrette thôi

b.Giai đoạn Thiết kế cọc barrette:

-Vật liệu làm cọc barrette:

Beton: #250 ÷ #350

Cốt thép:

Thép chủ: Ф16 ÷ Ф32 loại AII

Thép đai: Ф12 ÷ Ф16 loại AI hoặc AII

-.Bố trí cốt thép cho cọc barrette hình chữ nhật:

• Chiều dài toàn bộ lồng cốt thép được nối bởi nhiều đoạn, dài từ 6÷12m

• Để đảm bảo cho lớp beton bảo vệ cốt thép dày ≥7cm phải đặt các con kê

• Đặt sẵn các ống bằng kim loại hoặc bằng chất dẻo có đường kính khoảng 60mm

Ghi chú: Cấu tạo lồng cốt thép rất đa dạng, tùy theo tư vấn thiết kế ; tùy theo

kích thước cọc barrette, tùy theo điều kiện địa chất, tùy theo tải trọng công trình và tùy theo thiết kế thi công mà có thể thay đổi cho phù hợp.

-.Thiết kế đài cọc barrette:

2.THI CÔNG CỌC BARRETTE

TOÀN BỘ QUÁ TRÌNH GỒM 5 BƯỚC

♣ Thi công tường dẫn

♣ Đào đất - giữ vách hố đào bằng dung dịch bentonite

♣ Thổi rửa hố đào bằng phương pháp luân chuyển bentonite

♣ Đặt khối (CWS) và tấm chắn nước

♣ Gia công lắp đặt ống đổ bê tông và đổ bê tông theo phương pháp rút ống

2.1.Đào hố cọc

Cũng như thi công cọc khoan nhồi chất lượng thi công tường trong đất chủ yếu phụ thuộc vào khâu bentonite

Đào đất tường chắn

Tổng quát:

Đào đất dùng gàu chữ nhật do cẩu điều khiển bằng cáp Trong khi đào dung dịch bentonite được giữ ở mức độ cách cốt đỉnh tường dẫn 0,4m độ thẳng đứng của hố đào được kiểm tra bằng mắt thường theo dây cáp cẩu khi hạ gàu vào hố đào

Cần cẩu dùng để đào nên đứng cách mép hố đào tối thiểu là 4m Mọi sự di chuyển của cần cẩu phải hết sức thận trọng

Tường chắn dược thi công thành từng tấm panel riêng biệt, giữa chúng là khớp nối và thường là một gioăng cao su chắn

nước Có 3 loại tấm panel được dùng là:

panel khởi đầu, panel tiếp và panel

đóng

a Thiết bị đào hố:

Máy đào gàu ngạm: là thiết bị

dùng để đào đất loại sét và loại cát, được

điều khiển bằng thuỷ lực hay dây cáp

Máy đào gầu phá:

gắn đầu phá với những bánh xe răng cưa cỡ lớn có gắn lưỡi kim cương

Máy cẩu phục vụ cạp tường

Gầu cạp thủy lực

Gầu đào thủy lực

Máy trộn bentonite

b Chuẩn bị hố đào:

Đào bằng tay một hố đào có kích thước đúng

bằng kích thước thiết kế của cọc barrette và sâu khoảng

0.80-1.00m

Đặt vào hồ đào nói trên một khung cữ bằng thép

chế tạo sẵn

Nếu không có khung cữ bằng thép thì có thể đổ

bêtông hoặc xây tường gạch tốt với ciment mác cao

c.Chế tạo dung dịch bentonite:

• Trộn 20÷50kg bột bentonite với 1m3 nước

• Cho dung dịch vào bể chứa

• Sử dụng dung dịch bentonite một cách tuần hoàn

Dung dịch khoan bùn được đưa về trạm xử lí Các tạp chất bị khử đi, còn lại là dung dịch khoan như mới để tái sử dụng

Dung dịch sau khi xử lí phải có đặc tính sau:

• Dung trọng <1.2

• Độ nhớt Marsh từ 35÷40s

• Độ tách nước <40cm3

• Hàm lượng cát ≤5%

d.Đào hố cọc barrette bằng gàu ngạm:

Gàu đào phải thả đúng cữ định hướng đặt sẵn Hố đào phải đảm bảo đúng vị trí và thẳng đứng

Phải đảm bảo cho kích thước hình học hố đào đúng thiết kế và không bị sạt lở Muốn vậy, phải đảm bảo dung dịch bentonite thu hồi về chỉ chứa cặn lắn ≤5%

Trong lúc đào phải cung cấp thường xuyên dung

dịch bentonite mới, tốt vào đầy hố đào, bề mặt của dung dịch bentonite phải đảm bảo cao hơn mực nước ngầm ngoài hố đào 2m

Khi đào đến độ sâu thiết kế phải tiến hành thổi rửa bằng nước có áp Dùng bơm chìm để hút cặn lắng bằng đất, cát nhỏ lên Còn cát to, cuội sỏi, đá vụn thì dùng gầu ngoạm vét sạch Trên thực tế thường rót khó vét sạch nên cho phép chiều dày lớp cặn lắng dưới đáy hố ≤10cm

Sau khi đào xong

cuối cùng kích

phép của cạnh

ngắn là ±5cm,

cạnh dài là

là ±10cm, độ

nghiêng theo

so với hố đào

2.2.Chế tạo lồng thép và thả vào hố đào

cho cọc barrette:

Sai số cho phép về kích thước hình học của lồng thép như sau:

• Cự ly giữa các cốt thép dọc:±1mm

• Cự ly giữa các cốt thép đai: ±2mm

• Kích thước cạnh ngắn tiết diện: ±5mm

• Kích thước cạnh dài tiết diện: ±10mm

• Độ dài tổng cộng của lồng thép: ±50mm

Nối các đoạn lồng cốt thép lại với nhau khi thả xong từng đoạn có thể dùng phương pháp buộc (nếu cọc chỉ chịu nén) hoặc dùng phương pháp hàn điện (cọc chịu cả

N, M,Q)

2.3.Đổ beton cọc barrette:

Trước khi đổ bêtông phải lập đường cong đổ bêtông cho một cọc barrette, theo từng ôtô beton một Một đường cong đổ beton phải có it nhất 5 điểm phân bố đều đặn trên chiều dài cọc

Đổ bêtông bằng phểu hoặc máng nghiêng nối với ống dẫn Đầu ống bêtông có nút tạm, khi bêtông đầy, trọng lượng beton sẽ đẩy nút xuống làm cho beton chảy liên tục xuống hố đào, cách làm này nhằm tránh beton bị phân tầng

Ống đổ beton có chiều dài bằng chiều dài cọc Trước lúc đổ beton, nó chạm đáy, sau đó được nâng lên khoảng 15cm để dòng beton chảy xuống liên tục

Khi beton từ dưới đáy hố dâng lên thì cũng rút ống dẫn beton lên dần nhưng phải đảm bảo đầu ống luôn ngập trong beton tươi môt đọan 2÷3m

Tốc độ đổ beton không được quá chậm cũng không được quá nhanh, tốc độ hợp lí

là 0.6 m3/phút

Không nên bắt đầu đổ beton vào ban đêm mà nên đổ vào sáng sớm Phải đổ beton liên tục cho xong từng cọc trong 1 ngày

Phải thường xuyên theo dõi và ghi chép mức cao của mặt beton tươi dâng lên sau mỗi ôtô đổ vào hố cọc

Phải tính được lượng beton cần thiết đổ đầy mỗi cọc để chủ động trong thi công Khối lượng beton thực tế thường lớn hơn khối lượng beton tính toán (theo kích thước hình học của cọc) khoảng 5÷20%, nếu quá 20% thì phải kiểm tra lại

THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TƯỜNG TRONG ĐẤT.

1/Những khái niệm chung về tường trong đất:

a) Định nghĩa:

- Tường trong đất là một bộ phận kết cấu công trình bằng bêtông cốt thép được đúc tại chỗ hoặc lắp ghép

b) Phạm vi áp dụng tường trong đất:

• Làm tường hầm cho nhà cao tầng

• Các công trình ngầm: đường tàu điện ngầm, đường cầu chui, cống thoát nước, gara ôtô dưới đất

• Làm tường chắn đất, làm kè bờ cảng

2/ Thi công tường trong đất

• a/ Đào hố cho panen đầu tiên

• Bước 1: đào một phần hố đến chiều cao thiết kế

• Bước 2: đào phần hố bên cạnh , cách hố đầu tiên một dải đất

• Bước3: đào nốt phần đất còn lại ( đào trong dd bentonite) để hoàn thành một hố

cho panen đầu tiên theo thiết kế

b/ Hạ lồng thép, đặt gioăng chống thấm và đổ bêtông cho barrette đầu tiên

- Bước 4: hạ lồng cốt thép vào hố đào sẵn, trong dd bentonite Sau đó đặt gioăng

chống thấm CWS( nhờ có bộ gá lắp băng thép chuyên dụng) vào vị trí

- Bước 5: đổ bêtông theo phương pháp vữa dâng,

thu hồi dd bentonite về trạm xử lí

- Bước 6: hoàn thành đổ bêtông cho toàn bộ panen

thứ nhất

c) Đào hố cho panen tiếp theo và tháo bỏ gioăng

chống thấm.

- Bước 7: đào một phần hố sâu đến cột thiết kế đáy

panen ( đào trong dd trong bentonite)

- Bước 8: đào tiếp đến sát panen số 1.

- Bước 9: gỡ bộ gá lắp gioăng chống thấm bằng gàu

đào khỏi cạnh của panen số1

Tháo bộ gá gioăng

d) Hạ lồng thép, đặt gioăng chống thấm vá đổ bêtông cho panen thứ 2.

- Bước 10: hạ lồng cốt thép xuống hố đào chứa đầy dd bentonite Đặt bộ gá lắp

cùng với gioăng chống thấm CWS vào vị trí

- Bước 11: đổ bêtông cho panen thứ 2 bằng phương pháp vữa dâng,

- Bước 12: tiếp tục đào hố cho panen thứ 3 ở phía bên kia của panen số 1.

• Tiếp tục tiến hành như vậy để hoàn thành bức từơng barrette như đã thiết kế

• Chế tạo các chỗ nối (Joints) :

Phần lớn các trường hợp người ta đều

chế tạo các nối giữa hai ô kế cận nhau Các cấu

trúc nối này dung phương pháp CWS gọi là nối

CWS có gắn bộ phận cản nước Khi việc tái xử lý

bentonite đang tiến hành thì ta đưa nối CWS có

bộ phận cản nước xuống hố cùng với sườn tăng

cường sát với mực nước thấp nhất của sườn Nối

CWS sẽ được rút ra theo chiều ngang sau khi đã

hoàn toàn đào xong đất ô kế cận bằng các phương

tiện cơ khí, phương tiện đào đất, bằng dụng cụ hút

bằng hơi Cấu trúc CWS có thể dùng như một

dụng cụ hướng dẫn cho các thiết bị đào đồng thời

bảo đảm được tính liên tục về phương diện hình học cho tường chắn

2.4.1 Nguyên tắc của khớp nối CWS: Khớp nối CWS là một tấm chắn sườn có

thể rút ra sau khi đào panel kế bên cho phép thi công các khớp nối kín nước giữa các panel tường một cách dễ dàng

2.4.2 Lắp dung và tháo dỡ khớp nối CWS: Trước khi luân chuyển dung dịch

Bentonite, các khớp nối CWS được lắp dựng tại đầu các panel đã đào xong Các panel khởi đầu có khớp nối ở cả hai đầu và các panel tiếp chỉ có khớp nối ở một dâu Khớp nối CWS gồm các tấm rời được liên kết với nhau bằng bu lông trong quá trình hạ xuống hố đào Khớp nối được hạ xuống quá cốt đáy vài mét hoặc vào tầng ít thấm Một thanh chắn nước bằng cao su được gắn vào khớp nối Người ta có thể dùng chính xác máy đào để lắp dựng và tháo dỡ khớp nối CWS Khi đào hố đào mới bên cạch khớp CWS cũng dược sử dụng để dẫn hướng cho gầu đào một cách hữu hiệu

2.4.3 Các thuận lợi khi dùng khớp nối CWS:

Tháo dỡ tấm chán dễ dàng không phụ thuộc vào công tác

đó bê tông, giảm bớt căng thẳng vào cuối giờ đổ bê tông, dê dựng

tổ chức sản xuất;

Là dường dẫn tuyệt vời cho gầu đào khi đào panel bên

cạnh;

Cho phép lắp tấm chăn nước cao su dễ dàng; Làm ván khuôn

tạo hình khối cho tấm panel bảo vệ panel mới đổ khi đào tấm bên cạnh

giữ dược về sinh cho khớp nối 2.5 Đặt thép chịu lực Lồng thép chịu

lực được chế tạo trước trên công trường Sau khi lắp đặt khớp CWS và

luân chuyển Bentonite xong lồng thép được hạ xuống hố đào bằng cẩu

bánh xích Lồng được cài bằng các cữ bảo vệ bằng bê tông hoặc bằng

thép để đảm bảo duy trì chiều dài, lớp bảo vệ cột thép tối thiểu Các

lồng thép thường được gia công thành từng đoạn dài 12m, các lồng

được liên kết với nhau bằng bu lông chữ U phần uốn chồng được thực