Chỉ dẫn thiết kế thi công cọc Barét, tường đất neo đất – GS.TSKH Nguyễn Văn Quảng

• Phần IV: Các phương pháp chống thấm cho công trình Cọc, Tường Barrette.. GiỚI THIỆUCọc Barrette: là một loại cọc khoan nhồi, không thi công bằng lưỡi khoan hình tròn mà là thi công bằ

C ỌC &TƯỜNG BARRETTE

Tài liệu tham khảo

• Chỉ dẫn thiết kế và thi công cọc Barét, tường trong đất và neo trong đất –

GS.TSKH Nguyễn Văn Quảng

• Thiết kế chống thấm cho công trình –Đặng Bình Minh

• Internet & ebook

MỤC LỤC

• Phần I: Một số khái niệm cơ bản liên quan đến

cọc, tường Barrette.

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

• Phần III: Thiết kế và thi công tường Barrette.

• Phần IV: Các phương pháp chống thấm cho

công trình( Cọc, Tường Barrette).

• Phần V : Các phương pháp kiểm tra cọc tường

Barrette thông dụng.

• Phần VI: 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

Ph ần I: 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

Gầu ngạm đất mềm

Máy đào gầu phá: gắn đầu phá với

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

Ph ần II: THIẾT KẾ VÀ THI

CÔNG CỌC BARRETTE

GiỚI THIỆU

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.THI ẾT KẾ CỌC BARRETTE:

1.1.Kh ảo 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

barrette thôi.

TCVN 160 : 1987 – “Khảo sát

địa kĩ thuật phục vụ cho thiết

kế và thi công móng cọc”

(m²) 1.76 2.20 2.24 2.80 3.24 3.60 4.30 5.40

1.2.3.M ®t so loai tiet di¾n khác:

P=600T÷1600T

P=1000T÷2000T

P=1000T÷1800T P=1600T÷3200T

P=1600T÷3000T

1.2.4.Bo trí cot thép cho coc barrette

hình chñ nh¾t:

Đường kính

Loại thép

Khoảng cách giữa các tim trục cốt thép Lưu ý

1.2.4.Bo trí cot thép cho coc barrette

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.

5. Thiet ke đài coc barrette:

b)B ố trí đài cọc của nhóm cọc:

Thí dụ: Công trình đã dùng 2500m2 tường trong đất dày 0.8m sâu khoảng 22m và 58 cọc barrette 0.8m x 2.8m sâu 55m.

c)B ố trí đài cọc cho tổ hợp nhiều cọc

barrette:

Thí dụ: Petronas Towers (Malaysia)

Petronas Towers (1998) cao khoảng 450m.

1.2.5.2.Thi ết kế đài cọc đơn:

a)V ật liệu làm cọc:

Trong đó: b – bề rộng tiết diện cọc barrette

a – cạnh dài tiết diện cọc barrette

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

Beton: #250 ÷ #350

Cốt thép: Ф12 ÷ Ф32, loạiAII

b)Kích thước đài cọc:

Chiều cao đài cọc: hđ ≥ 1.5b

Kích thước tiết diện đài cọc:

1.2.5.3.Thi ết kế đài có 2 cọc barrette:

1.2.5.4.Thi ết kế đài có 3 cọc barrette:

hđ ≥ 2.5b

&

hđ ≥ 2.0b

b=0.60m; 0.80m 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.Thi ết kế đài cọc dạng móng bè có

nhi ều cọc barrette:

1Khoảng cách giữa các cọc barrette (theo cạnh ngắn của tiết diện cọc) là ≥2b tính

theo mép cọc, hoặc ≥3b tính theo trục tim cọc (b là cạnh ngắn của tiết diện cọc

barrette)

2Chiều dày của đài cọc hđ ≥ 3b

2.THI CÔNG CỌC BARRETTE:

1 Đào hố cọc:

1. Thiet b …đào ho:

2.1.2.Chuan b …ho đào:

Nếu không có khung cữ bằng thép thì có thể

đổ bêtông hoặc xây tường gạch tốt với ciment mác cao.

3

3. Che tao dung d …chbentonite:

a) Tính chất dung dịch bentonite mới:

• Dung trọng nằm trong khoảng 1.01 ÷1.05

• Độ nhớt Marsd >35s

• Độ tách nước <30cm

• Hàm lượng cát bằng 0

• Đường kính hạt <3mm

b)S ử dụng và xử lý dung dịch bentonite:

• Trộn 20÷50kg bột bentonite với 1m 3 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 d ịch sau khi xử lí phải có đặc tính sau:

• Dung trọng <1.2

• Độ nhớt Marsh từ 35÷40s.

• Độ tách nước <40cm 3

• Hàm lượng cát ≤5%.

2.1.4 Đào hố cọc barrette bằng gàu ngạm:

Gàu đào phải thả

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.Ch ế tạo lồng thép và thả vào hố đào

• Kích thước cạnh ngắn tiết diện:

• Kích thước cạnh dài tiết diện:

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)

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

m 3 /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.

Ph ần III: THIẾT KẾ VÀ THI

CÔNG TƯỜNG TRONG ĐẤT.

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:

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

TƯỜNG TRONG ĐẤT

• Làm tường chắn đất, làm kè bờ cảng

TƯỜNG TRONG ĐẤT

TƯỜNG TRONG ĐẤT

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

TƯỜNG TRONG ĐẤT

TƯỜNG TRONG ĐẤT

TƯỜNG TRONG ĐẤT

b/ H ạ 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

TƯỜNG TRONG ĐẤT

TƯỜNG TRONG ĐẤT

TƯỜNG TRONG ĐẤT

c) Đào hố cho panen tiếp theo và tháo bỏ

gio ăng chống thấm.

- B ước 7: đào một phần hố sâu đến cột thiết

kế đáy panen ( đào trong dd trong

TƯỜNG TRONG ĐẤT

TƯỜNG TRONG ĐẤT

Tháo bộ gá gioăng

TƯỜNG TRONG ĐẤT

TƯỜNG TRONG ĐẤT

d) H ạ lồng thép, đặt gioăng chống thấm vá

đổ bêtông cho panen thứ 2.

- B ước 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, như panen số 1

- 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

TƯỜNG TRONG ĐẤT

TƯỜNG TRONG ĐẤT

TƯỜNG TRONG ĐẤT

• 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.

TƯỜNG TRONG ĐẤT

TƯỜNG TRONG ĐẤT

TƯỜNG TRONG ĐẤT

Ph ần IV: CÁC PHƯƠNG PHÁP

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

✓Thêm phụ gia chống thấm vào trong bêtông

1.Thêm phụ gia vào trong bêtông

Phụ gia Sika Phụ gia Hysuka

2.Ch ống thấm bằng sơn quét

Sơn quét nhiều lớp

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

Bề mặt dán chống thấm có lớp bảo vệ bằng

hạt khoáng

Dán chống thấm bảo vệ bằng gạch xây

Dán chống thấm có lớp bảo vệ là vữa trát

Dán chống thấm có lớp bảo vệ là tấm beton

Ch ống thấm bằng phương pháp

ngâm tẩm

5.Rót chống thấm

6.Dán chống thấm kết hợp trát

ch ống thấm

Dán chống thấm kết hợp trát chống thấm

Trát chống thấm kết hợp với rót chống thấm

Ph ần V : CÁC PHƯƠNG

PHÁP KiỂM TRA

Phan V: Các phương pháp

ki ểm tra cọc, tường Barrette.

✓ 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.Ph ương 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

• Thu nhận sau khi phản xạ

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

Màn hình hiển thị

Máy hiện sóng

Đầu thu Đầu

phát

•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 2mđầu 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

Tời Đo chiều dài cáp

Ghi kết quả đo

Hiển thị tín hiệu Điều khiển tời

<1.5m

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

Nh ược điểm

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

3.Ki ểm 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

Ti ến hành

•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)

Ph ần VI: Các sự cố thường

g ặp trong thi công cọc, tường

Barrette.

Các sn co đien hình trong công tác thi công coc, tư¤ng Barrett.

▪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, tường

barrette

▪…

S ự cố không rút ống vách lên được

trong thi công đào có ống vách

•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 => tăng ma sát của vách với đất khi muốn rút vách lên thẳng

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

S ự cố sập vách hố đào

Nguyên nhân ở trạng thái tĩnh:

• Duy trì cột áp lực dd ben không đủ

Trong tầng cụi sỏi có nước chảy hoặc

không có nước => trong hố khoan mất dd

ben

• Thời gian chờ đổ beton quá lâu làm cho

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

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

H ư hỏng về beton cọc, tường

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 vàviệc rút ống đổ quá nhanh làm cho betontrong cọc bị khuyết

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

• Khoan tạo lỗ.

• Bơm nước xói rửa

• Bơm vửa xi măng mác cao

Bi ện pháp sử lý

THANKS FOR ATTENTION