LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại Viện Đào tạo sau Đại học, trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo, các bạn cùng lớ
Trang 1LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn của TS Nguyễn Thanh Sơn Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác Các tài liệu tham khảo trong luận văn đều có cơ sở khoa học và có nguồn gốc hợp pháp
Hải Phòng, ngày…… tháng…… năm 2015
Tác giả
KS Vũ Đức Giang
Trang 2LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu tại Viện Đào tạo sau Đại học, trường Đại học Hàng Hải Việt Nam, được sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của các thầy
cô giáo, các bạn cùng lớp tôi đã tích lũy cho mình được một số kiến thức nhất định
về chuyên môn Xây dựng Công trình thủy và đã được giao đề tài luận văn Thạc sỹ
“Nghiên cứu ứng dụng và quy trình thi công cọc Barrette để đề xuất quy trình nghiệm thu kỹ thuật” Đề tài của tôi được hoàn thành với sự nỗ lực, cũng như cố gắng của bản thân cùng sự hướng dẫn tận tình của TS Nguyễn Thanh Sơn Tuy nhiên, do thời gian và trình độ của tôi có hạn, vấn đề nghiên cứu có liên quan đến nhiều lĩnh vực chuyên môn khác nhau, … nên chắc chắn vẫn còn tồn tại một số thiếu sót nhất định cần được các thầy cô, các bạn đồng nghiệp góp ý cho tôi tiếp tục hoàn thiện luận văn
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo khoa Công trình, Viện Đào tạo sau Đại học trường Đại học Hàng hải Việt Nam đã tạo điều kiện để tôi có thể hoàn thành tốt công việc của mình
Đặc biệt, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến TS Nguyễn Thanh Sơn
đã trực tiếp hướng dẫn thực hiện luận văn Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến gia dình , bạn bè và đồng nghiệp đã tạo ra mọi điều kiện tốt nhất để tôi hoàn thành luận văn thạc sỹ
Xin trân trọng cảm ơn!
Trang 3MỤC LỤC
Lời cam đoan i
Lời cảm ơn ii
Mục lục iii
Danh mục các hình v
Danh mục các bảng vi
Danh mục sơ đồ vi
Mở đầu 1
1 Tính cấp thiết của đề tài 1
2 Mục đích nghiên cứu 2
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2
4 Phương pháp nghiên cứu 2
5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài 2
Chương 1 Tổng quan về công nghệ cọc Barrette 3
1.1 Khái niệm chung về cọc Barrette 3
1.2 Lịch sử hình thành và phát triển cọc Barrette 4
1.3 Chất lượng Barrette và phương pháp đánh giá kiểm định chất lượng 7
1.4 Thực trạng khảo sát, thiết kế, thi công và đánh giá kiểm tra chất lượng Barrette trong các công trình xây dựng ở Hà Nội 18
1.5 Một số nhận xét 24
Chương 2 Ứng dụng và quy trình thi công cọc Barrette ở nước ta với điều kiện của các tỉnh phía Bắc 25
2.1 Ứng dụng cọc Barrette 25
2.2 Thi công cọc Barrette trong điều kiện các tỉnh phía Bắc Việt Nam 41
2.3 Các sự cố thường xảy ra trong quá trình thi công cọc Barrette 74
2.4 Một số nhận xét 78
Trang 43.2 Nội dung quy trình và yêu cầu kỹ thuật cơ bản khi thi công cọc Barrette 80 3.3 Đề xuất quy trình và yêu cầu kỹ thuật thi công cọc Barrette trong điều
kiện các tỉnh phía Bắc (đặc biệt tại thành phố Hà Nội) 93
Kết luận và kiến nghị 105
1 Kết luận 105
2 Kiến nghị 105
Tài liệu tham khảo 106
Trang 5DANH MỤC HÌNH
Số hiệu
1.6 Nén tĩnh cọc bằng đối trọng bê tông cốt thép 15 1.7 Nguyên lý tạo lực và truyền lực của hộp tải 17 2.1 Nền móng và tường vậy cọc barrette 26
2.13 Đào hố cho panel (barrette) đầu tiên 66
2.15 Hạ lồng cốt thép, đặt gioăng chống thấm và đổ bê
2.16 Đào hố panel thứ 2, tháo bộ gá và tu sửa gioăng
2.17
Hạ lồng thép, đặt gioăng chống thấm, đổ bê tông cho panel thứ 2 và tiếp tục đào hố thi công panel
Trang 6DANH MỤC BẢNG, BIỂU
Số hiệu
bảng,
biểu
1.1 Bảng số liệu kiểm tra chất lượng siêu âm 14 2.1 Các đặc điểm cơ bản của các khoáng sét được trình
2.2 Một số loại gầu thung kiểu nâng cáp 71 2.3 Các thông sô kỹ thuật của gầu DH6 Hãng Bauer
3.1 Chỉ tiêu tính năng ban đầu của dung dịch bentonite
3.3 So sánh các tiêu chí của bentonite và SuperMud 97,98,99
DANH MỤC SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ
Số hiệu sơ
2.1 Các bước cơ bản như thi công barrette 63
Trang 7
MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Cùng với sự phát triển của kinh tế, xã hội cũng như là đòi hỏi sự phát triển
đa dạng, phong phú của các công trình xây dựng có kết cấu, kiến trúc khác nhau , đặc biệt các công trình tầng hầm nhà cao tầng có tải trọng lớn và công trình ngầm
đã thúc đẩy sự ra đời, sự phát triển không ngừng các giải pháp và công nghệ thi công móng cọc Cho đến thời điểm hiện tại bây giờ, bên cạnh sự phát triển vượt bậc thì móng cọc nói chung và móng cọc nhồi nói riêng, trong đó có công nghệ cọc Barrettte đã trở thành các giải pháp hữu hiệu để giải quyết các vấn đề của bài toán nền móng cho nhà cao tầng, tầng hầm khi xây dựng trên các dạng nền là đất trầm tích có chiều dày lớn, lớp chịu tải cao nằm sâu[10] Với những đặc điểm mang tính
ưu việt, so với các loại móng khác, việc thi công cọc barrette luôn có độ phức tạp cao hơn và chứa đựng nhiều yếu tố rủi ro đòi hỏi có sự kiểm soát chặt chẽ thường xuyên ở các công đoạn của quá trình thi công
Đối với công nghệ cọc Barrette, ngoài đáp ứng thỏa mãn vấn đề về sức chịu tải như móng cọc, thì công nghệ cọc Barrette còn là sự lựa chọn để đáp ứng ý đồ kiến trúc cho nhà cao tầng và độ ổn định của tường tầng hầm, đồng thời yêu cầu kỹ thuật của công nghệ cọc Barrette có những điểm khác biệt đòi hỏi trình độ thi công
ở mức độ cao Điều đó cho chúng ta thấy rằng, khi công nghệ cọc Barrette đã thi công xong mà chất lượng kém không sử dụng được thì sẽ phát sinh kinh phí rất lớn Thực tế đã chỉ ra rằng, chất lượng cùng với hiệu quả thi công công nghệ cọc Barrette phụ thuộc không chỉ vào sự lựa chọn hợp lý thiết bị, quy trình thi công mà quan trọng hơn là lựa chọn đó phải phù hợp với đặc điểm, điều kiện đất nền của từng khu vực Nói cách khác, với các dạng đất nền khác nhau tốt nhất nên có các quy trình thi công cọc khác nhau Theo đó phải có nghiệm thu các quy trình kỹ thuật chất lượng tương ứng
Trang 8chiều hướng gia tăng trong tương lai Tuy nhiên công nghệ cọc Barrette được áp dụng ở Hà Nội với khoảng thời gian chưa đủ nhiều để tự nó có thể bộc lộ đầy đủ những bất cập cũng như khẳng định tính phù hợp Cho đến thời điểm hiện tại, vẫn chưa có một công trình nghiên cứu tổng kết thực tiễn để đề ra các quy trình thi công cũng như quy trình nghiệm thu chất lượng công nghệ cọc Barrette nên cũng chưa có quy phạm và quy trình nghiệm thu cọc Barrtte Do đó đề xuất một quy trình nghiệm thu chất lượng công nghệ cọc Barrette rất có ý nghĩa và cấp thiết
2 Mục đích nghiên cứu
- Nghiên cứu tổng quan về công nghệ cọc Barrette
- Ứng dụng công nghệ Barrette đối với tầng hầm nhà cao tầng, từ đó đề xuất quy trình thi công trong điều kiện một số tỉnh phía Bắc (đặc biệt tại Hà Nội)
- Quy trình kỹ thuật nghiệm thu cọc Barrette
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu ứng dụng và quy trình thi công cọc Barrette trong các công trình xây dựng dân dụng của một số tỉnh phía Bắc
4 Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp phân tích
- Phương pháp thống kê
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm
- Tài liệu quy trình, quy phạm
- Lấy ý kiến chuyên gia
5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài
- Góp phần hoàn thiện các quy trình kỹ thuật xây dựng Việt Nam
- Nâng cao chất lượng, kỹ thuật thi công công trình
Trang 9NỘI DUNG LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ CỌC BARRETTE
1.1 Khái niệm chung về công nghệ cọc Barrette
Cọc barrette (hay người ta còn gọi là cọc barette, cọc baret, cọc ba ret, cọc
ba rét), thực chất là một loại cọc nhồi bê tông, nhưng khác với cọc khoan nhồi về hình dạng cũng như 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 của cọc khoan 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
Các loại cọc Barrette thông thường có tiết diện là hình tròn hoặc là hình chữ nhật, với chiều rộng từ 0,6m đến 1,5m, và chiều dài từ 2,20m đến 6m Ngoài ra cọc Barrette còn có thể có các loại tiết diện khác như hình góc L, hình ba chạc… Tùy theo điều kiện địa chất công trình và tải trọng công trình mà có có chiều dài từ 12m đến 30m, cá biệt có những công trình có thể sâu đến 100m 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 thì có sức chịu tải lớn hơn nhiều so với cọc khoan 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 thànhthi 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
Trang 10tương đương điện tích là 5,5 m2/m Như vậy ta có thể nhận thấy rằng cọc barrette
là hiệu quả hơn về chỉ tiêu kinh tế đồng/m3 bê tông sử dụng Sức mang tải của cọc này có thể tăng lên tới 30% do tăng sức mang tải bên[2]
Tuy nhiên cọc barrette thi công là khó khăn 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 chặn 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 khô ng xảy ra trên các đất phù sa đồng bằng sông
1.2 Lịch sử hình thành và phát triển cọc Barrette
1.2.1 Công nghệ Barrette trên thế giới và xu hướng phát triển
Ở các nước châu Âu, châu Mỹ và rất nhiều nước trên thế giới có rất nhiều công trình nhà cao tầng đều được xây dựng có cọc barrette và tầng hầm Một số công trình đặc biệt có thể xây dựng được nhiều tầng hầm[7,14]
Tiêu biểu một số công trình ở trên thế giới:
- Tòa nhà Đại Lầu Tân Hàng-Trung Quốc-70 tầng: Tường barrette,2 tầng hầm
- Tháp đôi Kuala Lumpur city Centre-Malaysia - Cao 85 tầng: Cọc barrette, tường barrette