Thuyết minh về Cọc Barrette

• Phần III: Các phương pháp chống thấm cho công trình Cọc, Tường Barrette.. PHẦN II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CỌC BARRETTE Cọc Barrette: là một loại cọc khoan nhồi, không thi công bằng lưỡi

MỤC LỤC

• Đặt vấn đề.

• Phần I: Một số khái niệm cơ bản.

• Phần II: Thiết kế và thi công cọc Barrette.

• Phần III: Các phương pháp chống thấm cho công trình( Cọc, Tường Barrette).

• Phần IV : Các phương pháp kiểm tra cọc tường Barrette thông dụng.

• Phần V: Các sự cố thường gặp trong thi công cọc, tường Barrette.

-ĐẶT VẤN ĐỀ

Bắt đầu sử dụng từ 1994, 1995 (tòa nhà Vietcombank, Hà Nội)

Thời gian thi công lâu, tốn kém, kỹ thuật phức tạp

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

Cọc Barrette là giải pháp tối ưu cho các công trình nhà cao

tầng trong tương lai ở Việt Nam

PHẦN I: MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN.

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

Dung dịch Bentonite: Là hỗn hợp chất keo, không hòa tan, gốc bentonít, để giử

vững vách hố khoan, hay hố đào

Lồng cốt thép: Hình dạng của lồng thép tùy thuộc vào hình dạng của cọc hay tường

Thường được chế tạo sẵn ở nhà máy và tổ hợp ở công trường

PHẦN II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CỌC BARRETTE

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…

1 THIẾT KẾ CỌC BARRETTE:

1.1 Khảo sát địa chất công trình cho móng cọc:

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

b(m) 0.80 1.00 0.80 1.00 1.20 1.00 1.20 1.50Diện tích S

(m²) 1.76 2.20 2.24 2.80 3.24 3.60 4.30 5.40

1.2.3.Một số loại tiết diện khác:

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

Đường kính Loại thép

Khoảng cách giữacác tim trục cốtthép

Lưu ý

Cốt thép

Hàm lượng cốt thép µ = 0.4÷0.65%

chiều dài cọc

Hình ảnh bố trí cốt thép

• 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.

1.2.5.Thiết kế đài cọc barrette:

1.2.5.1.Bố trí cọc và đài cọc:

a)Bố trí cọc:

Thí dụ: Dự án trung tâm thương mại và khách sạn Vincom Cần thơ 3 tầng hầm và 27 lầu

- Tường vây B800: 76 tấm (sâu 33 - 54m)

- Cọc barrette: 24 cọc (B800x2800mm sâu 71m)

b)Bố trí đài cọc:

Thí dụ: Petronas Towers (Malaysia 1998) cao khoảng 450m (88 tầng).

Công trình này đã dùng 29.000m² tường trong đất

bằng beton cốt thép dày 0.8m sâu 30m để làm các tầng

hầm Đã dùng 2 loại cọc barrette 1.2x2.8m sâu từ

60÷125m và cọc 0.8x2.8m sâu từ 40÷60m Đài cọc là loại

móng bè dày 4.5m làm bằng beton cốt thép

1.2.5.2.Thiết kế đài cọc đơn:

a)Vật liệu làm cọc:

Beton: #250 ÷ #350Cốt thép: Ф12 ÷ Ф32, loại AII

b)Kích thước đài cọc:

Chiều cao đài cọc: h

đ ≥ 1.5bKích thước tiết diện đài cọc:

Cạnh dài: A ≥ a + 2 (250mm ÷ 350mm)Cạnh ngắn: B ≥ b +2 (250mm ÷ 350mm)

Trong đó: b – bề rộng tiết diện cọc

barrette

a – cạnh dài tiết diện cọcbarrette

c)Bố trí cốt thép:

- Ở mặt trên và mặt dưới: Ф12÷32 loại AI, đặt thép có trục tim cách nhau

≈200mm

- Ở 4 mặt bên: Ф12÷32 loại AII, đặt thép có trục tim cách nhau ≈300mm

- Thép đài thường được cấu tạo thành 2 nửa mảng khung rồi nối với nhau

1.2.5.3.Thiết kế đài có 2 cọc barrette:

hđ ≥ 2.0b

A ≥ a + 2 (250÷350mm)

B ≥ 4b +2 (250÷350mm)

Chú ý: khoảng cách giữa 2 mép cọc barrette ≥2b

1.2.5.4.Thiết kế đài có 3 cọc barrette:

hđ ≥ 2.5b, b=0.60m; 0.80m

hđ ≥ 2.0b, b=1.0m; 1.2m; 1.5m

A ≥ a + 2 (250÷350mm)

B ≥ 7b +2 (250÷350mm)

Chú ý: khoảng cách giữa 2 mép cọc barrette ≥2b

1.2.5.5.Thiết kế đài cọc dạng móng bè có nhiều cọc

barrette:

1- Khoảng cách giữa các cọc barrette (theo cạnh ngắn của tiết diện cọc) là ≥2b tínhtheo mép cọc, hoặc ≥3b tính theo trục tim cọc (b là cạnh ngắn của tiết diện cọc barrette)

2- Chiều dày của đài cọc hđ ≥ 3b

2 THI CÔNG CỌC BARRETTE:

2.1.1.Thiết bị đào hố:

2.1.2.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

2.1.3.Chế tạo dung dịch bentonite:

a)Tính chất dung dịch bentonite mới:

• Dung trọng nằm trong khoảng 1.01 ÷1.05

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 hố cọc barrette, phải kiểm tra lại lần cuối cùng kích thước hình học hố đào Sai số cho phép của cạnh ngắn là ±5cm, cạnh dài là ±10cm, chiều sâu là

±10cm, độ nghiêng theo cạnh ngắn là 1% 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:

Cấp phối beton thường dùng như sau:

• Cốt liệu nhỏ: (đá dăm 1x2cm hoặc 2x3cm, cát vàng: 45 %

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

PHẦN III: CÁC PHƯƠNG PHÁP CHỐNG THẤM CHO MÓNG

Các phương pháp chống thấm cho công trình (Cọc Barrette)

 Thêm phụ gia chống thấm vào trong bêtông

- Sơn quét nhiều lớp có một lớp cốt

- Sơn quét nhiều lớp được gia cố bằng nhiều lớp cốt

3.Dán chống thấm:

- Dán chống thấm có lớp bảo vệ bằng đất sét

- Dán chống thấm không lớp bảo vệ

- Dán chống thấm có lớp bảo vệ là vữa trát

- Dán chống thấm có lớp bảo vệ là tấm beton

- Chống thấm bằng phương pháp ngâm tẩm

5.Rót chống thấm:

6.Dán chống thấm kết hợp trát chống thấm:

- Dán chống thấm kết hợp trát chống thấm

thấm

PHẦN IV : CÁC PHƯƠNG PHÁP KiỂM TRA

 Phương pháp tiếng vọng âm

 Phương pháp siêu âm truyền qua

 Phương pháp tia gamma truyền qua

 Phương pháp trở kháng cơ học

 Phương pháp biến dạng nhỏ

 Khoan lấy lõi

 Camera vô tuyến thu nhỏ

1.Phương pháp tiếng vọng âm

Nguyên lý: Dựa trên quy luật phân phối sự lan truyền và phản xạ của sóng

trong môi trường đồng nhất, bao gồm:

• Phát một chấn động vào đầu cọc

• Đo thời gian truyền sóng phát ra với vận tốc lan truyền.

Ưu điểm:

• Trị số đo nhanh

• Không cần đặt các ống riêng trong kết cấu cọc

Nhược điểm:

• Chỉ kiểm tra chiều sâu <15m

• Một vài khuyết tật không thể tìm do hạn chế của thiết bị hiện nay

• Không thể kết luận được chất lượng 2m đầu tiên

2.Siêu âm:

Nguyên lý:

• Phát một chấn động siêu âm trong một ống nhựa đầy nước đặt trong thân cọc

• Đầu thu đặt cùng mức trong một ống khác cũng chứa đầy nước, được bố trí trong thân cọc

• Đo thời gian hành trình và biễu diễn độ dao động thu được

Ưu điểm:

• Xác định vị trí của dị thường trong chiều sâu cọc cũng như tiết diện thân cọc

• Diễn tả các kết quả trực tiếp

• Ghi liên tục trên toàn bộ chiều dài thân cọc

Nhược điểm:

• Không thể hiện chất lượng tiếp xúc mũi cọc (thường cách mũi 10cm)

3.Kiểm tra bằng truyền tia gamma:

Nguyên lý: Dựa trên cơ sở các hiện tượng hấp thụ của một chùm tia gamma đi

qua vật liệu cụ thể

• Đặt các ống bằng thép, số lượng ống thay đổi tùy theo kích thước cọc

• Các ống phải rất sạch (tẩy rửa trước khi dùng)

• Tuổi tối thiểu của cọc khi thăm dò là ≤ 2 ngày.

Ưu điểm:

• Chính xác

• Diễn tả kết quả ngay tại công trường

• Ghi liên tục suốt chiều dài cọc

• Có thể dò tìm các khuyết tật của tiếp xúc mũi cọc nếu các ống đặt sẵn đủ sâu, gần đáy lỗ khoan cọc (<5 cm)

Nhược điểm

• Sử dụng nguồn phóng xạ => thận trọng

• Phương pháp đòi hỏi sự như nhau của cọc có số lượng khá đủ các ống đặt trước đểthăm dò

PHẦN V: Các sự cố thường gặp trong thi công cọc Barrette.

Các sự cố điển hình trong công tác thi công cọc Barrette:

 Không rút được ống vách lên trong thi công đào có ống vách

 Sập vách hố đào

 Trồi cốt thép khi đổ bêtông

 Các hư hỏng về bêtông cọc barrette

• Thiết bị tạo lỗ bị nghiêng lệch nên thiết bị nhổ ống vách không phát huy hết công suất

• Đầu ngạm cuả máy đào va chạm mạnh vào thành ống vách làm cong vênh, méo

• Thời gian giữa 2 lần lắc ống vách quá dài cũng làm khó rút ống lên, đặc biệt là ống

đã xuyên qua tầng chịu lực

• Bê tông đổ một lượng quá lớn mới rút ống vách lên hoặc chế tạo bêtông có độ sụt quá thấp làm tăng ma sát giữa bêtông và ống vách

Biện pháp khắc phục:

• Chọn phương pháp thi công và thiết bị thi công hợp lý sao cho đạt năng suất cao

• Sau khi kết thúc việc làm hố cọc và trước khi đổ beton thì thường xuyên rung lắc ống và thử nâng ống lên khoảng 15 cm có được hay không (trong khi thử thì không được đổ beton)

2 Sự cố sập vách hố đào

Nguyên nhân ở trạng thái tĩnh:

• Duy trì cột áp lực dd ben không đủ

• Mực nước ngầm có áp lực tương đối cao

Nguyên nhân ở trạng thái động:

• Khi hạ cốt thép va vào thành hố phá vỡ màng dung dịch hoặc thành hố

• Thời gian chờ đổ beton quá lâu làm cho dd ben bị tách nước nên không còn khả năng bảo vệ vách hố khoan

Cách phòng tránh và biện pháp khắc phục:

• Sử dụng dung dịch giữ thành hố khoan hợp lý

• Áp dụng phương pháp thi công phù hợp

• Duy trì tốc độ đào đều đặn tránh đào nhanh quá và chậm quá.

• Kiểm tra dung dịch bảo vệ hố đào trong quá trình chờ đổ beton để đưa ra biện pháp phòng tránh thích hợp

3 Sự cố do trồi cốt thép khi đổ bêtông.

Nguyên nhân 1: Do thành ống vách bị méo mó, lồi lỏm

 Kiểm tra kỷ thành trong của ống vách nhất là ở phần đáy Nếu bị biến dạng thì phải nắn sửa

Nguyên nhân 2: Khoảng cách giữa mép ngoài lồng thép và mép trong của ống

vách nhỏ quá vì vậy cốt liệu to sẽ bị kẹp vào giữa nên rút ống vách lồng thép sẽ bị lôi lên theo

 Sàn lọc cốt liệu cho kỷ và khoảng cách thành trong ống vách và thành ngoài của cốt đai phải lớn đảm bảo gấp 2 lần đường kính lớn nhất của cốt liệu

Nguyên nhân 3: Do bản thân cốt thép bị cong vênh.

Khâu gia công cốt thép phải đảm bảo đúng theo quy định, kiểm tra lồng thép trước khi hạ xuống lỗ đào

Hư hỏng về beton cọc barrette:

• Kỷ thuật, thiết bị đào không được chính xác

• Sự mất dung dịch bất ngờ hoặc sự trồi lên của đất bị sụp lở vào hố đào

• Khâu làm sạch hố đào không được thực hiện hoặc làm thì sơ sài => bề mặt tiếp xúc beton và đất không tốt nhất là phần mũi cọc

• Do phản ứng hóa học giữa beton với đất nền và dung dịch bảo vệ thành hố làm cho beton kém chất lượng

• Thiết bị đổ beton không thích hợp

• Sử dụng beton có cấp liệu không hợp lý và đầm quá nhiều làm phân tầng beton

• Sai sót trong việc nối ống đổ beton và việc rút ống đổ quá nhanh làm cho beton trong cọc bị khuyết

• Lực đẩy của mực nước ngầm lớn làm cho beton trôi khi đổ

Biện pháp xử lý:

• Khoan tạo lỗ

• Bơm nước xói rửa

• Bơm vửa xi măng mác cao