Nghiên cứu soát xét tcxd 2051998 móng cọc tiêu chuẩn thiết kế

  • Số trang: 89 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 27 |
  • Lượt tải: 0
nhattuvisu

Đã đăng 26946 tài liệu

Mô tả:

1 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin chân thành cảm ơn khoa Sau đại học Trường đại học Kiến trúc Hà Nội, thầy giáo hướng dẫn TS. Trần Hữu Hà, các thầy cô đã giảng dạy, cơ quan tác giả đang công tác, các bạn đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi, động viên tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn. Do trình độ và thời gian có hạn, chắc chắn luận văn còn có những hạn chế cần được hoàn thiện thêm. Tác giả rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp để hoàn thiện và nâng cao đề tài nghiên cứu này. 2 MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU………………………………………………………………4 1. Lý do chọn đề tài......................................................................................4 2. Mục đích nghiên cứu................................................................................4 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu............................................................5 4. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................5 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:.................................................5 6. Nội dung của luận văn..............................................................................5 CHƯƠNG 1.TỔNG QUAN VỀ MÓNG CỌC VÀ CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ MÓNG CỌC....................................................................................6 1.1. Móng cọc - sự hình thành và phát triển....................................................6 1.1.1. Khái niệm.................................................................................................6 1.1.2. Lịch sử phát triển......................................................................................7 1.1.3. Tình hình sử dụng móng cọc ở Việt Nam................................................8 1.1.4. Một số ưu điểm và phạm vi sử dụng........................................................8 1.1.5. Phân loại cọc, móng cọc...........................................................................9 1.2. Các tiêu chuẩn hiện hành về thiết kế móng cọc.....................................26 1.2.1. Khái quát về tiêu chuẩn thiết kế móng cọc trên thế giới........................26 1.2.2. Các tiêu chuẩn về thiết kế móng cọc do Việt Nam ban hành:................27 1.2.3. Tình hình sử dụng các tiêu chuẩn thiết kế trong lĩnh vực tư vấn xây dựng ở Việt Nam hiện nay................................................................................28 1.2.4. Tổng quan về TCXD 205:1998..............................................................30 CHƯƠNG 2.CƠ SỞ KHOA HỌC...................................................................35 2.1. Các quan điểm thiết kế móng cọc...........................................................35 2.1.1. Thiết kế cọc theo sức chịu tải cho phép..................................................35 2.1.2. Thiết kế cọc theo hệ số thành phần........................................................36 2.2. Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền.............................................39 2.2.1. Công thức tổng quát về sức chịu tải dọc trục của cọc............................39 2.2.2. Sức kháng mũi của cọc Qp......................................................................40 2.2.3. Sức kháng bên của cọc...........................................................................42 2.2.4. Hiện tượng ma sát âm.............................................................................44 2.3. Các phương pháp tính toán sức chịu tải dọc trục của cọc từ các thí nghiệm trong phòng..........................................................................................46 3 2.3.1. Phương pháp tính toán sức chịu tải của theo các chỉ tiêu cường độ đất nền…………………………………………………………………………….46 2.4. Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu.............................................56 2.4.1. Sức chịu tải theo vật liệu của cọc đúc sẵn..............................................56 2.4.2. Sức chịu tải theo vật liệu của cọc khoan nhồi........................................59 2.5. Những nội dung đề nghị điều chỉnh của TCXD 205:1998.....................60 2.5.1. Về phương pháp xác định sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu.. .60 2.5.2. Về phương pháp xác định sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền....61 CHƯƠNG 3.MỘT SỐ VÍ DỤ TÍNH TOÁN...................................................63 3.1. Công trình nhà hành chính hiệu bộ - trường Đại học Kỹ thuật hậu cần CAND - Bộ Công An........................................................................................63 3.1.1. Giới thiệu chung về công trình...............................................................63 3.1.2. Điều kiện địa chất...................................................................................63 3.1.3. Giải pháp kết cấu nền móng:..................................................................65 3.1.4. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu...........................................65 3.1.5. Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền............................................66 3.2. Công trình Khối nhà ăn - ở -hội trường - Trung đoàn hải quân 962......71 3.2.1. Giới thiệu chung về công trình...............................................................71 3.2.2. Điều kiện địa chất...................................................................................71 3.2.3. Giải pháp kết cấu nền móng:..................................................................73 3.2.4. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu...........................................73 3.2.5. Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền............................................74 3.3. Công trình tổ hợp khách sạn dầu khí Việt Nam.....................................78 3.3.1. Giới thiệu chung về công trình...............................................................78 3.3.2. Điều kiện địa chất...................................................................................78 3.3.3. Giải pháp kết cấu nền móng:..................................................................80 3.3.4. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu...........................................80 3.3.5. Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền............................................81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………..……………………………85 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………..……………………………..…87 4 PHẦN MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1. Lý do chọn đề tài Hiện nay với sự phát triển của nền kinh tế, các công trình cao tầng được xây dựng ngày càng nhiều, các công trình này có tải trọng lớn xây dựng trên nền đất yếu nên thường sử dụng móng cọc để truyền tải trọng xuống lớp đất tốt phía dưới, làm giảm biến dạng và lún không đều, làm tăng độ ổn định của công trình, có khả năng chịu tải trọng ngang lớn. Mặt khác, nhu cầu xây dựng thường tập trung ở các đô thị lớn như Hà Nội, Hải Phòng,TP Hồ Chí Minh ..., các đô thị này có điều kiện địa chất yếu và phức tạp, vì vậy móng cọc với nhiều phương pháp thi công đa dạng như: cọc đóng, cọc ép, cọc khoan nhồi... có thể sử dụng làm móng cho các công trình có điều kiện địa chất địa hình phức tạp mà các loại móng nông không thể đáp ứng được, đã đang và sẽ được sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng vừa và lớn. Hiện nay trong thiết kế móng cọc ở Việt Nam các kỹ sư thiết kế thường quen sử dụng Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCXD 205:1998. Tiêu chuẩn này có hiệu lực từ năm 1998, đã đáp ứng được cơ sở khoa học và hướng dẫn thiết kế móng cọc, tuy nhiên sau một thời gian dài đưa vào ứng dụng đã phát sinh nhiều bất cập trong việc xác định sức chịu tải của cọc và một số vấn đề liên quan trong tính toán thiết kế do xuất hiện nhiều phương pháp khảo sát cũng như thí nghiệm cọc và thi công cọc nên cần thiết phải có sự nghiên cứu đánh giá soát xét và chỉnh sửa tiêu chuẩn này để đưa vào ứng dụng một cách hiệu quả hơn Vì lý do đó tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu soát xét TCXD 205:1998: móng cọc tiêu chuẩn thiết kế” CHƯƠNG 2. Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu soát xét TCXD 205:1998 từ đó đưa ra các đề nghị chỉnh sửa một số nội dung của tiêu chuẩn cho phù hợp với thực tiễn xây dựng hiện nay. 5 CHƯƠNG 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: soát xét các nội dung xác định sức chịu tải của cọc theo TCXD 205:1998. Đối tượng nghiên cứu là cọc bê tông cốt thép có tiết diện đặc và cọc khoan nhồi. CHƯƠNG 4. Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu soát xét TCXD 205:1998 bằng các phương pháp lý thuyết và thực nghiệm, kết hợp với việc so sánh với các tiêu chuẩn nước ngoài và các vấn đề thực tiễn đặt ra từ đó đưa ra các kiến nghị chỉnh sửa một số nội dung của tiêu chuẩn. Dùng các ví dụ trong thiết kế một số công trình cụ thể để so sánh kết quả giữa TCXD 205:1998 và đề xuất chỉnh sửa. CHƯƠNG 5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Đề xuất kiến nghị chỉnh sửa TCVN205:1998 trong việc xác định sức chịu tải của cọc Góp phần làm sáng tỏ sức làm việc thực của cọc khi chịu tải, giảm lãng phí khi thiết kế và thi công cọc. Giảm thiểu sự khác biệt giữa sức chịu tải của cọc theo thiết kế và thực tiễn sử dụng. CHƯƠNG 6. Nội dung của luận văn Luận văn được chia làm 3 chương:  Phần mở đầu và phần kết luận kiến nghị  Chương 1: Tổng quan về móng cọc và các tiêu chuẩn móng cọc.  Chương 2: Cở sở khoa học.  Chương 3: Một số ví dụ tính toán 6 PHẦN II - NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN CHƯƠNG 7. TỔNG QUAN VỀ MÓNG CỌC VÀ CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ MÓNG CỌC. 7.1. Móng cọc - sự hình thành và phát triển Khái niệm Móng cọc là loại móng dùng những cây cọc hạ xuống các tầng đất tốt ở sâu nhờ đó làm tăng khả năng chịu tải của móng. Móng cọc gồm hai bộ phận 7 chính là cọc và đài cọc. Hình 1.1a Hình 1.1b móng cọc đài thấp móng cọc đài cao Cọc: là kết cấu có chiều dài lớn hơn rất nhiều so với bề rộng của tiết diện được hạ xuống các tầng đất đá sâu hơn phía dưới nhằm mục đích cho công trình bên trên đạt các yêu cầu của các trạng thái giới hạn. Đài cọc: là kết cấu dùng để liên kết các cọc với nhau và truyền tải trọng của công trình xuống cọc. 8 Lịch sử phát triển Móng cọc được sử dụng từ rất sớm, các di tích khảo cổ cho thấy nhiều nơi trên thế giới cho thấy từ mấy trăm năm trước công nguyên loài người đã biết đóng các cọc gỗ cắm xuống hồ để xây dựng nhà trên các mặt hồ, , người ta đóng các cọc gỗ để làm đê quai chắn đất, dùng thân cây, cành cây để làm móng nhà ... Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật móng cọc ngày càng được cải tiến, hoàn thiện, đa dạng về chủng loại cũng như phương pháp thi công, phù hợp với yêu cầu cho từng loại công trình xây dựng: Với công trình chịu tải trọng trung bình có thể dùng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn trong nhà máy hoặc bãi đúc cọc, thi công bằng phương pháp đóng, rung, hoặc ép xuống độ sâu thiết kế. Loại cọc này có ưu điểm là giá thành rẻ, dễ dàng kiểm tra được chất lượng cọc, máy móc thi công tương đối đơn giản. Tuy nhiên, các chấn động khi thi công bằng phương pháp đóng làm ảnh hưởng đáng kể đến các công trình lân cận, khi gặp địa chất có lớp đất tốt xen kẹp bên trên lớp đất xấu thì thi công khó khăn và có thể không hạ được cọc xuống độ sâu thiết kế. Trường hợp này có thể dùng cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ, loại cọc này có ưu điểm là có thể xuyên qua các tầng đất cứng, thiết bị thi công nhỏ gọn nên có thể thi công trong điều kiện xây dựng chật hẹp, không gây ảnh hưởng đối với phần nền móng và kết cấu của các công trình kế cận, tuy nhiên cọc nhồi tiết diện nhỏ cũng có các nhược điểm như công nghệ phức tạp tốn nhiều công đoạn, đòi hỏi bên thi công phải có chuyên môn và kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi, mặt bằng thi công sình lầy do dung dịch sét. Với công trình có chịu tải trọng lớn như các nhà cao tầng, móng trụ cầu, cọc khoan nhồi hoặc cọc barrette là giải pháp thường được lựa chọn. Các cọc này có ưu điểm là sức chịu tải lớn dẫn đến số lượng cọc trong mỗi móng ít, khi thi công không gây chấn động đáng kể nên ít ảnh hưởng đến công trình lân cận. Tuy nhiên khi thi công cọc việc giữ hố khoan có thể rất khó khăn, khi khoan để tạo cọc nhồi đường kính lớn gần móng các công trình lân cận nếu không dùng 9 ống chống vách đầy đủ hay không dùng cọc van để kè neo cẩn thận thì công trình lân cận có thể bị hư hỏng, chất lượng bê tông thấp vì không được đầm và khi đã phát hiện khuyết tật thì xử lý rất khó khăn. Tình hình sử dụng móng cọc ở Việt Nam. Sau chiến tranh, nhiều đô thị bị tàn phá và phải xây dựng lại hoàn toàn. Nhiều công trình lớn đã, đang và sẽ được xây dựng. Địa tầng ở các thành phố lớn ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long rất phức tạp, phía trên là lớp đất yếu có chiều dày lớn, vì vậy móng cọc ngày càng được sử dụng rộng rãi. Công nghệ và và thiết bị thi công móng cọc thời gian qua cũng đã được phát triển. Các thiết bị thi công cọc nhồi, cọc barrette đã được nhập về. Máy ép cọc có lực ép lớn cũng đã có mặt ở Việt Nam. Vật liệu chế tạo cọc thời gian qua cũng đã đáp ứng cơ bản yêu cầu kỹ thuật. Và quan trọng hơn cả là kinh nghiệm về công tác tư vấn, thi công của người Việt Nam đã được nâng cao, chất lượng thi công đã được cải thiện đáng kể. Một số ưu điểm và phạm vi sử dụng. Móng cọc sử dụng hợp lý đối với các công trình chịu tải trọng lớn mà lớp đất tốt nằm ở dưới sâu, giảm được biến dạng và lún không đều. Khi dùng móng cọc lảm tăng độ ổn định của công trình có chiều cao lớn, chịu tải trọng ngang lớn như nhà cao tầng, nhà dạng tháp ... Móng cọc với nhiều phương pháp thi công đa dạng như: cọc đóng, cọc ép, cọc khoan nhồi... nên có thể sử dụng làm móng cho các công trình có điều kiện địa chất địa hình phức tạp mà các loại móng nông không thể đáp ứng được như vùng có đất yếu hoặc công trình trên sông, biển. Sử dụng móng cọc làm giảm chi phí vật liệu, giảm khối lượng công tác đất, giảm được ảnh hưởng của nước ngầm đến công tác thi công. 10 Móng cọc được sử dụng rộng rãi trong các công trình dân dụng và công nghiệp, cầu đường, thủy lợi - thủy điện Phân loại cọc, móng cọc 7.1.1.1.Cọc hạ bằng búa Cọc gỗ: Thường dùng để làm móng của các nhà trên ao hồ, các công trình nhỏ hoặc tạm thời. Chiều dài các cọc gỗ nguyên(không nối, không ghép) thông thường là 5-8m đường kính 20-30cm. Đỉnh cọc gỗ phải được bảo vệ bằng đai thép dày 8mm rộng 5-7cm để khi đóng cọc không bị nứt nẻ. Mũi cọc gỗ được vót nhọn và bịt thép để dễ đóng và không bị tòe. Khi cọc gỗ cần có chiều dài lớn thì có thể nối các cây gỗ lại với nhau. Khi cần có tiết diện lớn thì có thể ghép ba hoặc bốn cây gỗ lại với nhau. Bảng 1.1. Các loại tiết diện của cọc gỗ Loại tiết diện Diện tích tiết I W Chu vi diện(cm2) (cm4) (cm3) cọc(cm) 0.79d2 0.049d4 0.1d3 3.14d 2.25d2 0.365d4 0.365d3 6.28d 2.73d2 0.540d4 0.540d3 6.74d Cọc gỗ có ưu điểm là nhẹ, vận chuyển dễ dàng, chế tạo đơn giản. Tuy nhiên hiện nay ít được sử dụng do hiệu quả kinh tế thấp, sức chịu tải kém, dễ bị mục dưới ảnh hưởng của môi trường, yêu cầu cọc nằm dưới mực nước ngầm để tránh 11 mối mọt và độ tin cậy không cao. Cọc gỗ có thể làm bằng các thân cây nguyên hình hoặc các thanh gỗ xẻ. Cọc tre : Sử dụng loại tre gốc, đặc chắc, khi thi công dùng búa để đóng cọc xuống đất. Cọc tre thường được sử dụng để gia cố nền đất sét yếu bão hòa nước, ưu điểm của cọc tre là giá thành rẻ, thi công đơn giản không đòi hỏi nhiều máy móc phức tạp, tuy nhiên lý thuyết về sử dụng cọc tre để gia cố nền còn chưa hoàn chỉnh và gây nhiều tranh cãi, thực tế có nhiều công trình sau khi xử lý nền bằng cọc tre bị lún quá mức cho phép nên thực tế chỉ sử dụng cho các công trình chịu tải trọng nhỏ, quy mô từ 1-2 tầng và yêu cầu cọc nằm dưới mực nước ngầm để tránh mối mọt. Cọc bê tông cốt thép: Cọc bê tông cốt thép là loại cọc được dùng phổ biến nhất. So với cọc gỗ thì cọc bê tông cốt thép có nhiều ưu điểm rõ rệt như: điều kiện áp dụng không phụ thuộc vào tình hình mực nước ngầm, tiết diện và chiều dài của cọc có thể cấu tạo tủy theo ý muốn, cường độ vật liệu tương đối lớn. Nhược điểm chính của cọc bê tông cốt thép là trọng lượng quá lớn, gây khó khăn cho công tác vận chuyển và hạ cọc. Mặt khác, chính do trọng lượng bản thân quá lớn để phù hợp với sơ đồ chịu lực trong quá trình vận chuyển và treo cọc mà lượng cốt thép trong cọc sẽ không cần nhiều khi cọc ở trong móng, tức là khi công trình đã sử dụng. Thực tế trong quá trình thi công cọc, hiện tượng nứt cọc thường xảy ra ngay cả khi trong những trường hợp đã dùng nhiều cốt thép. Để nâng cao tính ổn định chống nứt, tiết kiệm thép, tăng sức chịu tải và giảm trọng lượng của cọc người ta dùng cọc bê tông cốt thép ứng suất trước.Tiết diện ngang của cọc bê tông cốt thép thường có dạng hình vuông, tròn, tam giác, chữ I, chữ T .... Loại cọc tiết diên vuông được dùng rộng rãi hơn cả vì nó có ưu điểm chủ yếu là chế tạo đơn giản, không cần những thiết bị phức tạp, có thể chế tạo tại công trường. Kích thước tiết diện của loại cọc này thường là 20x20cm, 25x25cm, 30x30cm, 35x35cm. 12 40x40cm... Chiều dài cọc bê tông cốt thép thường nằm trong khoảng 4-25m, có khi đạt tới 40-50m. Tại một số công trình đặc biệt người ta đã dùng cọc dài đến 100m. Thông thường cọc được chế tạo thành từng đoạn rồi nối lại với nhau trong quá trình hạ, chiều dài mỗi đoạn cọc khoảng 6-8m. Hiện nay cọc bê tông cốt thép ứng suất trước được sử dụng khá phổ biến. Ở cọc bê tông cốt thép ứng suất trước, người ta đặt vào một lực nén trước tạo bởi việc kéo cốt thép, nhờ tính đàn hồi, cốt thép có xu hướng co lại và sẽ tạo nên lực nén trước, lực nén trước này gây nên ứng suất nén trước trong bê tông và sẽ triệt tiêu hay làm giảm ứng suất Hình 1.2: Cấu tạo cọc BTCT thường kéo do tải trọng gây ra do vây làm hạn chế sự phát triển của vết nứt. Sự kết hợp rất hiệu quả đó đã tận dụng được các tính chất đặc thù của hai loại vật liệu, đó là trong khi thép có tính đàn hồi và cường độ chịu 13 kéo cao thì bê tông là vật liệu dòn và có cường độ chịu kéo rất nhỏ so với cường độ chịu nén. Như vây ứng lực trước chính là tạo ra trong cọc một cách có chủ ý các ứng suất tạm thời nhằm tăng cường sự làm việc của vật liệu, do đó chỉ cần một lượng cốt thép nhỏ là đủ đảm bảo phù hợp với sơ đồ chịu lực trong quá trình vận chuyển và treo cọc. Tại khu vực phía nam cọc ly tâm ứng suất trước được sử dụng rất rộng rãi và dần thay thế cho cọc vuông tiết diện đặc không ứng suất trước truyền thống vì những ưu điểm vượt trội của nó như giảm trọng lượng bê tông(do cọc rỗng), giảm được tối đa lượng cốt thép mà vẫn đảm bảo khả năng chịu lực của cọc, do vậy giảm được giá thành của công trình. Cọc ống ly tâm thường được thi công chế tạo tại xưởng, với quy trình cơ bản như sau: - Tạo khung thép: Thép đai được cuốn tròn quanh khung thép dọc nhờ máy cuốn thép, trong quá trình cuốn, thép đai được hàn vào thép dọc luôn. - Căng thép dọc: khung thép sau khi được căng trước nhờ máy và chốt an toàn ở 2 đầu nhờ những bulong sẽ được đưa vào hệ thống cốp pha tròn. - Đổ bê tông: bê tông được đổ khoảng 2/3 thể tích của khối cốp pha. - Quay ly tâm: khung thép sau khi được đổ bê tông sẽ được đưa vào hệ thống quay ly tâm ở đó sẽ được quay theo từng cấp độ khoảng 10 đến 15 phút. - Hấp nóng bê tông: sau khi được quay ly tâm, cọc ống sẽ được đưa vào hệ thống hấp nóng. 14 III 18 LOÃ I III MAËT CAÉT I-I THEO A MAËT CAÉT II-II MAËT CAÉT III-III CHI TIEÁT LOÃ I IV IV CHI TIEÁT MUÕI CHI TIEÁT I GHI CHUÙ CHI TIEÁT ÑAÀU COÏC CHI TIEÁT NOÁI COÏC 1. SAÉT CAÊNG 18 DAÂY Ø7.1 (JISG 3137). SAÉT ÑAI Ø4 (JISG 3532). THEÙP NEO Ø12 (SIJ G3112). 2. BEÂ TOÂNG ÑUÙC COÏC M500. 3. MOMENT UOÁN NÖÙT Mcr >=17 Tm, MOMENT PHAÙ HUÛY Mu >= 25.5Tm. 4. KHAÛ NAÊNG CHÒU TAÛI DOÏC TRUÏC = 170T 5. CHIEÀU DAØI COÏC LÔÙN NHAÁT Lmax=18M Hình 1.3. Cấu tạo cọc BTCT ly tâm ƯST MAËT CAÉT IV - IV 15 Cọc thép: Cọc thép thường được sử dụng trong các công trình vĩnh cửu và chịu tải trọng ngang lớn, và đặc biệt được dùng dưới dạng cọc ván thép trong xây dựng bến tàu và thi công hố móng. Tiết diện cọc thường dùng là chữ I, C hoặc loại cọc ống thép (rỗng bên trong) . Loại cọc này có sức chịu tải cao, tuy nhiên dễ bị gỉ khi tiếp xúc với nước đặc biệt là nước mặn, mặt khác thép là vật liệu đắt tiền vì vậy ít được sử dụng trong thực tế đặc biệt là ở Việt Nam. Ngoài ra còn có các loại cọc liên hợp cọc thép – bê tông, tuy nhiên loại cọc này ít được sử dụng. 7.1.1.2.Cọc hạ bằng phương pháp xoắn. Cọc xoắn được dùng trong các công trình cầu cảng, thủy lợi và một số công trình loại khác như móng cột điện cao thế, cọc neo khi thí nghiệm tải trọng tĩnh... Cọc xoắn gồm hai phần chính: thân cọc và đế cọc. Thân cọc được làm bằng thép hoặc bê tông cốt thép. Đế cọc có hình giống mũi khoan. Đường kính đế cọc có thể đạt tới 3m nhưng không được lớn hơn 4,5 lần đường kính thân cọc. Đế cọc được làm bằng thép hoặc gang hoặc phần ngoài làm bằng thép còn phần trong bằng bê tông cốt thép. Loai cọc này được hạ vào trong đất nhờ một thiết bị đặc biệt tạo ra mô men xoắn. Ưu điểm của cọc xoắn là hạ cọc êm. Điều này rất quan trọng khi xây dựng công trình mới nằm ngay bên cạnh những công trình cũ. Vì có đáy mở rộng nên cọc xoắn chịu tải trọng dọc trục lớn, nhát là chịu kéo. 7.1.1.3.Cọc hạ bằng phương pháp xói nước. Trường hợp hạ cọc có tiết diện lớn xuống sâu trong điều kiện đất chặt thì kinh nghiệm thực tế cho thấy rằng, nếu dùng búa thì sẽ rất khó hạ tới chiều sâu thiết kế. Một trong những biện pháp để khắc phục khó khăn đó là dùng phương 16 pháp xói nước. Cọc hạ có xói nước cũng có cấu tạo giống như cọc hạ bằng búa, chỉ khác là ở giữa hoặc xung quanh cọc có gắn thêm các ống để dẫn nước. Cọc hạ theo phương pháp này có thể tiến hành theo các cách sau: Hoặc chỉ xói nước để cho trọng lượng bản thân cọc làm cho nó hạ gần đến chiều sâu thiết kế (cách khoảng 1,5-2m) rồi lại dùng búa đóng tiếp, hoặc vừa xói nước vừa dùng búa để đóng. 7.1.1.4.Cọc hạ bằng phương pháp rung. Trong những năm vừa qua người ta đã và đang phát triển loại móng cọc hạ bằng phương pháp rung (gọi là móng cọc ống) . Cọc ống là một kết cấu vỏ mỏng bằng thép hoặc bê tông cốt thép có dạng hình ống và được hạ sâu vào trong đất chủ yếu bằng tác dụng rung của các máy chấn động. Nhờ phương pháp đó, có thể hạ cọc ống tới chiều sâu lớn hơn 50m. So với các loại móng sâu khác thì móng cọc ống có những ưu điểm nổi bật sau đây:  Có thể áp dụng các phương pháp công nghiệp hóa trong xây dựng và cơ khí hóa toàn bộ các công tác thi công, chính nhờ có ưu điểm này mà việc áp dụng loại móng cọc ống sẽ có hiệu quả kinh tế lớn.  Tốn ít vật liệu hơn.  Sử dụng được cao nhất khả năng chịu lực của vật liệu.  Có thể hạ cọc xuống rất sâu mà không cần dùng giếng chìm hơi ép là loại móng khi thi công sẽ ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe công nhân.  Hầu như có thể áp dụng được với tất cả các trường hợp địa chất phức tạp. Cọc ống có thể làm bằng thép hoặc bê tông cốt thép. Hiện nay cọc ống bê tông cốt thép là loại cọc được dùng phổ biến hơn cả. 17 Cọc ống bê tông cốt thép được chế tạo thành nhiều đốt có chiều dài từ 612m tùy thuộc điều kiện chế tạo và điều kiện vận chuyển. Sau khi hạ đến độ sâu thiết kế người ta có thể lấp đầy phần rỗng bên trong hoặc chỉ lấp một phần. Tiết diện và cốt thép của cọc ống được xác định tính toán với tải trọng lắp ráp, tải trọng động khi rung, và tải trọng công trình trong quá trình sử dụng. Cọc ống có đường kính d0,6m thường có chân cọc bịt kín và sau khi hạ thì lấp đầy phần rỗng bên trong bằng bê tông nếu hạ đến lớp đất cứng. Trong trường hợp đất yếu thì có thể không cần lấp đầy phần rỗng bên trong để trị số sức chịu tải của cọc tính theo vật liệu không lớn hơn nhiều so với trị số tính theo cường độ đất nền (tiết kiệm vật liệu). Cọc ống có đường kính d=0,6-0,8m có thể không cần bịt chân và có thể để nguyên lõi đất bên trong sau khi hạ. Cọc ống có đường kính d=0,8-1,0m thường lấp đầy hoặc chỉ lấp một phần bên trong. Cọc ống có đường kính d1,0m có thể chỉ lấp một phần bên trong. Mác bê tông dùng để chế tạo cọc không được nhỏ hơn 300 đối với cọc bê tông cốt thép thường và không được nhỏ hơn 400 đối với cọc bê tông cốt thép ứng suất trước. Mác bê tông để lấp đầy phần rỗng bên trong cọc ống không được nhỏ hơn 150. Trong cọc ống bê tông cốt thép thường, để làm cốt thép dọc người ta dùng loại cốt thép cán nóng có gờ CT5, để làm cốt thép đai thì dùng CT3. Trong cọc ống bê tông cốt thép ứng suất trước người ta thường dùng thép cán nóng 252C và 35C để làm cốt thép dọc và đai. Tỷ lệ cốt thép dùng 3-5% đối với cọc bê tông cốt thép thường và 3% đối với cọc ống bê tông cốt thép ứng suất trước. Đối với cọc ống có đường kính d1,6m thì không nên dùng cốt thép dọc có đường kính d<12mm và cốt thép đai có d<6mm. Đối với cọc ống có đường kính d>1,6 thì đường kính thép cốt thép dọc có đường kính d18mm và cốt thép đai 18 có d8mm. Trong trường hợp cọc ống không lấp đầy bê tông hoặc trường hợp cần phải tăng cường độ của cọc ống khi hạ trong đất sét chặt có nhiều đa hòn lớn thì nên bố trí cốt thép thành hai hàng. Để ghép đốt cọc ống lại với nhau cần cấu tạo các mối nối đặc biệt theo kiểu bu lông hoặc hàn. Cấu tạo kiểu bu lông là chắc chắn hơn cả và rất thuận tiện cho việc ghép các đốt cọc ống lại với nhau hoặc liên kết cọc ống với máy chấn động. Trong những năm gần đây người ta đã cải tiến nhiều loại cọc ống. Một trong những loại cọc ống mới là sau khi hạ sẽ lấp đầy đất (bằng máy đầm rung). Việc áp dụng loại cọc ống này trong trụ cầu sẽ giảm đi rất nhiều khối lượng bê tông, giảm giá thành. 7.1.1.5.Loại cọc đổ tại chỗ. Cọc nhồi Cọc nhồi được sử dụng cho công trình chịu tải trọng lớn như móng trụ cầu, nhà cao tầng, đường kính cọc từ 60-300cm, các cọc có đường kính <76cm được xem là cọc nhỏ, cọc có đường kính>76cm được xem là cọc lớn. Chiều dài cọc tùy theo điều kiện địa chất công trình từng địa điểm xây dựng. Thí dụ ở Hà Nội cọc thường cắm vào tầng cát lẫn cuội sỏi ở độ sâu 40-50m, ở thành phố Hồ Chí Minh cọc nhồi thường cắm vào lớp sét pha nửa cứng ở độ sâu 30-50m. Bê tông chế tạo cọc nhồi mác 250 trở lên. Cốt thép được bố trí theo tính toán, nếu cọc chịu nén đúng tâm thì chỉ cần bố trí đến 1/3 chiều dài cọc, nếu cọc chịu uốn, chịu kéo, chịu nhổ thì cần bố trí cốt thép hết cả chiều dài cọc. 800 150 500 150 19 100 40 140 40 Hình 1.4. Cấu tạo cọc khoan nhồi Việc tạo lỗ có nhiều cách: có thể đào bằng thủ công hoặc khoan bằng tổ hợp khoan hiện đại. Với việc dùng các tổ hợp khoan hiện đại người ta có thể hạ cọc xuống độ sâu rất lớn. Vách hố khoan được giữ cho khỏi sập nhờ huyền phù 20 ben tô nít bơm vào hố khoan hoặc sử dụng ống chống vách. Quy trình thi công gồm các bước sau: Hình 1.5. Thi công cọc khoan nhồi
- Xem thêm -