Tài liệu Nghiên cứu, phân tích – tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo lý thuyết và theo thí nghiệm hiện trường

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu của bản thân. Các số liệu kết quả trình bày trong luận văn này là đúng sự thật, có nguồn gốc rõ ràng và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nghiên cứu nào. Tác giả Đinh Hoàng Hải i LỜI CẢM ƠN Luận văn được hoàn thành là thành quả của sự cố gắng, nỗ lực hết mình và sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ thuật trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội, đặc biệt dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy TS. Nguyễn Văn Lộc. Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn, đã tận tâm hướng dẫn trong suốt quá trình từ khi lựa chọn đề tài, xây dựng đề cương đến khi hoàn thành luận văn. Tác giả xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ thuật, Khoa Công trình đã giúp đỡ và tạo điều kiện tác giả hoàn thành luận văn này. Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Tác giả Đinh Hoàng Hải ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỌC VÀ MÓNG CỌC ..............................................3 1.1. Khái niệm chung về cọc và móng cọc: .....................................................................3 1.2. Khái quát về cọc khoan nhồi ....................................................................................4 1.3. Công nghệ thi công cọc khoan nhồi: ........................................................................5 1.3.1. Phương pháp khoan dùng ống vách: .....................................................................5 1.3.2. Phương pháp khoan không dùng ống vách: ..........................................................6 1.3.3 Các bước thi công cọc khoan nhồi: ........................................................................9 1.3.3.1. Chuẩn bị:.............................................................................................................9 1.3.3.2. Dung dịch khoan: ...............................................................................................9 1.3.3.3. Tạo lỗ khoan: ....................................................................................................10 1.3.3.4. Gia công và hạ lồng thép: .................................................................................11 1.3.3.5. Vệ sinh hố khoan: .............................................................................................13 1.3.3.6. Đổ bê tông: .......................................................................................................15 1.4. Kết luận chương I: ..................................................................................................16 CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN CỌC VÀ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI .......................................................................................................................................17 2.1. Khái niệm về sức chịu tải của cọc đơn ...................................................................17 2.2. Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo độ bền vật liệu............................17 2.3 Tính toán sức chịu tải cọc theo đất nền ...................................................................19 2.4. Phương pháp thí nghiệm cọc tại hiện trường: ........................................................35 2.5. Kết luận chương 2: .................................................................................................42 CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN ỨNG DỤNG CHO CÔNG TRÌNH BỆNH VIỆN MẮT Ở THÀNH PHỐ SÓC TRĂNG.........................................................................................44 3.1. Giới thiệu về công trình ..........................................................................................44 3.2. Tính toán các loại tải trọng tác dụng lên công trình và tính toán nội lực cho từng chân cột ..........................................................................................................................49 3.3. Phân tích và đề xuất các phương án móng. ...........................................................52 3.3.1 Phương án móng nông trên nền thiên nhiên. ........................................................52 iii 3.3.2 Phương án móng sâu – móng cọc. ........................................................................52 3.3.2.1. Cọc khoan nhồi .................................................................................................53 3.3.2.2. Cọc barrette : ....................................................................................................53 3.3.2.3. Cọc bê tông ứng suất trước :.............................................................................54 3.4. Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi .............................................................55 3.4.1. Chọn loại móng cọc và vật liệu làm cọc. ...........................................................55 3.4.1.1 Chọn loại móng cọc. ........................................................................................55 3.4.1.2 Chọn kích thước cọc và đài cọc........................................................................55 3.4.2. Tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo vật liệu làm cọc ........................56 3.4.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo đất nền : .......................................................57 3.4.3.1 Theo Meyerhof : ................................................................................................57 3.4.3.2 Theo TCXD 197- 1997 :....................................................................................57 3.4.4 Xác định số lượng cọc ........................................................................................58 3.3.4.1. Xác định số lượng cọc cột điển hình. ...............................................................58 3.4.4.2. Bố trí cọc. .........................................................................................................59 3.4.5 Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc. ...................................................................60 3.4.6 Kiểm tra móng cọc và nền của nó theo trạng thái giới hạn về cường độ. ........62 3.4.7 Kiểm tra độ lún của móng cọc. ...........................................................................66 3.5. Xác định sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm hiện trường ...................................70 3.6. Sử dụng phần mềm Geoslop tính toán sức chịu tải của cọc. ..................................75 3.6.1 Trường hợp tính toán ............................................................................................75 3.6.2 Tính ứng suất và biến dạng cho móng cọc theo modul SIGMA/W .....................77 3.7. Phân tích các kết quả tính và nhận xét. ..................................................................83 3.8. Kết luận chương 3 ..................................................................................................84 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ .............................................................................................85 1. Kết luận và kiến nghị .................................................................................................85 2. Một số điểm còn tồn tại .............................................................................................85 3. Hướng nghiên cứu tiếp theo ......................................................................................85 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................87 iv DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Cấu tạo móng cọc .............................................................................................3 Hình 1.2 Mô phỏng quá trình thi công cọc khoan nhồi ...................................................5 Hình 1.3 Thi công cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách ................................................6 Hình 1.4 Ống vách trong thực tế thi công .......................................................................6 Hình 1.5: Thi công cọc khoan nhồi không dùng ống vách..............................................7 Hình 1.6: Phương pháp khoan gầu ..................................................................................8 Hình 1.7: Thi công cọc khoan nhồi .................................................................................9 Hình 1.8: Lồng thép đã hoàn chỉnh ...............................................................................12 Hình 1.9: Vệ sinh lỗ khoan ............................................................................................15 Hình 2.1: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng cọc neo làm phản lực ................................35 Hình 2.2: Gia tải bằng kích thủy lực, dùng dàn chất tải và đối trọng làm phản lực......36 Hình 2.3 Quan hệ giữa tải trọng và độ lún của cọc .......................................................36 Hình 2.4: Mô hình thí nghiệm Osterberg ......................................................................37 Hình 2.5: Sơ đồ nguyên lý thử động biến dạng lớn PDA ............................................39 Hình 3.1: Mặt bằng tầng 1 tòa nhà chính bệnh viện......................................................41 Hình 3.2: Mặt cắt đứng tòa nhà chính theo phương ngắn .............................................46 Hình 3.3 : Mặt cắt địa chất khu vực xây dung bệnh viện ..............................................47 Hình 3.4 : Mô phỏng mô hình tòa nhà chính của bệnh viện trên Sap ...........................49 Hình 3.5 : Số thứ tự chân cột trong Sap2000 ................................................................50 Hình 3.7 : Mặt cắt móng cọc trong đất ..........................................................................55 Hình 3.8 : Bố trí cọc trong đài 4 cọc. ............................................................................60 Hình 3.9: Bố trí móng cọc cho toàn bộ các cột của công trình .....................................60 Hình 3.10: Sơ đồ khối móng quy ước của đài 4 cọc ....................................................63 Hình 3.11a. Biểu đồ quan hệ giữa độ lún và tải trọng tác dụng lên cọc .......................73 Hình 3.11b. Biểu đồ quan hệ giữa độ lún và thời gian tác dụng lực ............................74 Hình 3.12. Sơ đồ tính lún cho móng cọc .......................................................................77 Hình 3.13 Phác họa sơ đồ tính bằng Sigma/W .............................................................78 Hình 3.14 Sơ đồ mô hình tính toán của bài toán .........................................................79 Hình 3.15: Kiểm tra lỗi bài toán ....................................................................................80 v Hình 3.16 : Chạy bài toán ..............................................................................................80 Hình 3.17 Lưới chuyển vị...........................................................................................81 Hình 3.18 Đường đẳng chuyển vị theo phương đứng ..................................................81 Hình 3.19 Đường đẳng chuyển vị ngang ......................................................................82 Hình 3.20: Giá trị độ lún tại điểm tâm móng ..............................................................82 Hình 3.21 Biểu đồ chuyển vị theo phương Y ...............................................................83 vi DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 2.1. Bảng xác định hệ số k tc .................................................................................19 Bảng 2.2. Sức kháng ma sát giữa thành cọc và đất f i ....................................................20 Bảng 2.3. Hệ số m f ........................................................................................................21 Bảng 2.4- các hệ số của công thức (2.4)........................................................................22 Bảng 2.5- Trị số q p ........................................................................................................23 Bảng 2.6. Bảng xác định hệ số K c và α theo loại đất ....................................................27 Bảng 2.7. Hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất γ cf .............................................32 Bảng 2.8 - Các hệ số α1, α2 , α3 và α4 trong công thức (2.24) ...................................33 Bảng 2.9. Cường độ sức kháng q b , của đất dính dưới mũi cọc nhồi .............................34 Bảng 3.1 : Kích thước nhà dự án: ..................................................................................45 Bảng 3.2 : Bảng các chỉ tiêu cơ lí có được từ thí nghiệm ............................................48 Bảng 3.3: Kết quả tính toán nội lực chân cột từ phần mềm Sap2000v14 .....................50 Bảng 3.4: Tính ứng suất tại tâm móng. .........................................................................68 Bảng 3.5: Biểu ghi số liệu thí nghiệm. ......................................................................6872 vii MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Những năm gần đây, cùng với sự phát triển chung của đất nước, những tòa nhà cao tầng xuất hiện ngày càng nhiều tại Việt Nam. Giải pháp cọc khoan nhồi được coi là một giải pháp nền móng hiệu quả để chịu lực cho các công trình lớn.Vì vậy, cọc khoan nhồi ngày càng được áp dụng tại Việt Nam. Ước tính hàng năm tại nước ta thi công từ 50000 – 70000 mét dài cọc khoan nhồi. Hiện nay, có rất nhiều đề tài nghiên cứu về cọc khoan nhồi, trong đó đề tài nghiên cứu xác định sức chịu tải cọc khoan nhồi là khâu quan trọng nhất. Để dự báo sức chịu tải của cọc khoan nhồi có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau như theo chỉ tiêu cơ lý đất nền, chỉ tiêu cường độ đất nền hay theo kết quả xuyên tiêu chuẩn SPT... Hiện nay, đề tài “Nghiên cứu, phân tích – tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo lý thuyết và theo thí nghiệm hiện trường” là rất cần thiết, nhằm xác định hệ số hiệu chỉnh kết quả tính toán theo lý thuyết dựa trên thực tế ứng dụng cho từng khu vực có địa chất tương đồng. Vì vậy việc nghiên cứu, phân tích – tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo lý thuyết và theo thí nghiệm hiện trường là hết sức cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiến. 2. Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài: - Nghiên cứu mô phỏng tính toán trên cơ sở lý thuyết và kết quả thí nghiệm thực tế. - Phân tích, so sánh đánh giá kết quả tính toán lý thuyết với kết quả thí nghiệm thực tế, tối ưu hóa trong việc tính toán sức chịu tải móng công trình xây dựng. - Kiến nghị và khuyến cáo khi sử dụng. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu - Phân tích, xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo lý thuyết và theo thí nghiệm hiện trường - Ứng dụng tính toán xử lý nền cho công trình Bệnh viện mắt Sóc Trăng. 1 4. Nội dung nghiên cứu của đề tài: - Nghiên cứu tổng quan về cọc khoan nhồi, phân loại cọc khoan nhồi. - Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi. - Một số phương pháp xác định, kiểm tra sức chịu tải của cọc bằng thí nghiệm hiện trường. - Tính toán ứng dụng cho công trình Bệnh viện mắt Sóc Trăng. 5. Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp phân tích lý thuyết: nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán sức chịu tải của cọc khoan nhồi. - Phương pháp xác định sức chịu tải của cọc theo thí nghiệm. - Phương pháp phần tử hữu hạn, với việc sử dụng phần mềm Geo-slope, Plaxis để phân tích, kiểm tra biến dạng. 6. Kết quả dự kiến đạt được - Hiểu biết cơ sở lý thuyết tính toán móng cọc khoan nhồi. - Ứng dụng tính toán móng cọc khoan nhồi xử lý nền cho công trình Bệnh viện mắt Sóc Trăng. 2 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỌC VÀ MÓNG CỌC 1.1. Khái niệm chung về cọc và móng cọc [2] Móng cọc là loại móng sâu, có tác dụng truyền tải trọng từ công trình tới lớp đất có cường độ lớn ở đầu mũi cọc và xung quanh móng. Móng cọc gồm 3 bộ phận: cọc, đài cọc và đất bao quanh. Cọc là bộ phận chính có tác dụng truyền tải trọng công trình lên đất ở mũi cọc và lớp đât xung quanh. Đài cọc có tác dụng tạo liên kết giữa các cọc thành một khối liên kết và phân bố tải trọng công trình lên các cọc. Đất bao quanh được lèn chặt tiếp thu một phần tải trọng công trình chống uốn cho cọc. Hình 1.1 Cấu tạo móng cọc 1- cọc; 2- đài cọc; 3- kết cấu phần trên * Phân loại cọc: theo 4 cơ sở + Phân loại: theo tác dụng làm việc giữa đất và cọc: - Cọc chống: truyền tải trọng lên lớp đất đá có cường độ lớn, vì thế lực ma sát ở mặt xung quanh cọc thực tế không xuất hiện và khả năng chịu tải của cọc chỉ phụ thuộc khả năng chịu tải của đất đầu mũi cọc. 3 - Cọc treo (cọc ma sát): Đất bao quanh cọc là đất chịu nén (đất yếu) và tải trọng được truyền lên nền nhờ lực ma sát ở xung quanh cọc và cường độ của đất đầu mũi cọc + Theo phương pháp hạ cọc xuống đất, gồm có: cọc bê tông cốt thép đúc sẵn và cọc thép, cọc vít, cọc khoan nhồi (TCVN 1034:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế). 1.2. Khái quát về cọc khoan nhồi [3] Cọc khoan nhồi là một loại cọc tiết diện tròn được thi công bằng cách khoan tạo lỗ trong đất sau đó lấp đầy bằng bê tông cốt thép. Cọc khoan nhồi không gây đẩy chèn đất xung quanh, vì việc hạ cọc làm thay đổi rất ít trạng thái ứng suất trong đất. Cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính nhỏ: Đường kính từ 300 - 700mm (cọc mini); chịu tải trọng từ 30 - 160 tấn/đầu cọc; thường dùng cho các nhà 4, 5 tầng. Trên thực tế, loại cọc mini-btct dùng tốt cho các nhà có diện tích 70m2 × 4 tầng. Cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính lớn: Thường cọc có đường kính D = 800 - 3000mm, sâu 35 - 60m và có thể >100m. Ở Việt Nam, cọc khoan nhồi dùng cho nhà cao tầng: D = khoảng 800 - 1500mm, dùng cho móng trụ cầu: D = khoảng 1000 - 2500mm So với các loại cọc khác thì cọc khoan nhồi thi công thuận lợi trong các vùng gần công trình đã xây dựng trước, trong khu đông dân cư. Quá trình thi công ít ảnh hưởng đến công trình bên cạnh và không gây tiếng ồn lớn. Với đặc điểm thi công là công đoạn khoan tạo lỗ đi trước nên có thể kiểm tra lại điều kiện địa chất công trình của từng cọc và có thể dễ dàng thay đổi kích thước, nhất là chiều sâu để phù hợp với điều kiện địa chất công trình thực tế. 4 Hình 1.2 Mô phỏng quá trình thi công cọc khoan nhồi Phạm vi áp dụng của cọc khoan nhồi: + Thích hợp với các loại nền đất đá, kể cả vùng có hang castơ. + Thích hợp sử dụng cho móng công trình có tải trọng lớn như: Nhà cao tầng có tầng ngầm, các công trình cầu (cầu dầm đơn giản, cầu khung T, cầu dầm liên hợp liên tục, cầu treo dây xiên, nhất là khi kết cấu siêu tĩnh vượt khẩu độ lớn, tải trọng truyền xuống móng lớn mà lại yêu cầu lún rất ít hay hầu như không lún). 1.3. Công nghệ thi công cọc khoan nhồi [4] Trên thế giới có rất nhiều công nghệ và các loại thiết bị thi công cọc khoan nhồi khác nhau. Ở Việt nam hiện nay chủ yếu sử dụng 2 phương pháp khoan cọc nhồi với các loại thiết bị và quy trình khoan khác nhau như sau: 1.3.1. Phương pháp khoan dùng ống vách: Phương pháp này thường được sử dụng khi thi công những cọc nằm kề sát với công trình có sẵn hoặc do những điều kiện địa chất đặc biệt. Cọc khoan nhồi có dùng ống vách thép rất thuận lợi cho thi công vì không phải lo việc sập thành hố khoan, công trình ít bị bẩn vì không phải sử dụng dung dịch Bentonite, chất lượng cọc rất cao. Nhược điểm của phương pháp này là máy thi công lớn, cồng kềnh, khi máy làm việc thì gây rung và tiếng ồn lớn và rất khó thi công đối với những cọc có độ dài trên 30m. 5 Hình 1.3 Thi công cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách Hình 1.4 Ống vách trong thực tế thi công 1.3.2. Phương pháp khoan không dùng ống vách: Đây là công nghệ khoan rất phổ biến. Ưu điểm của phương pháp này là thi công nhanh, đảm bảo vệ sinh môi trường và ít ảnh hưởng đến các công trình xung quanh. Phương pháp này thích hợp với loại đất sét mềm, nửa cứng nửa mềm, đất cát mịn, cát thô hoặc có lẫn sỏi cỡ hạt từ 20-100mm. 6 Hình 1.5: Thi công cọc khoan nhồi không dùng ống vách Có 2 phương pháp dùng cọc khoan nhồi không sử dụng ống vách: a. Phương pháp khoan thổi rửa (phản tuần hoàn): Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá đất, dung dịch Bentonite được bơm xuống hố để giữ vách hố đào. Mùn khoan và dung dịch được máy bơm và máy nén khí đẩy từ hố khoan lên đưa vào bể lắng để lọc tách dung dịch Bentonite tái sử dụng. Công việc đặt cốt thép và để bê tông tiến hành bình thường. - Ưu điểm: Phương pháp này có giá thiết bị rẻ, thi công đơn giản, giá thành hạ. - Nhược điểm: Tốc độ khoan chậm, chất lượng và độ tin cậy chưa cao. b. Phương pháp khoan gầu: 7 Hình 1.6: Phương pháp khoan gầu Theo công nghệ khoan này, gầu khoan thường có dạng thùng xoay cắt đất và đưa ra ngoài. Cần gầu khoan có dạng Ăng-ten, thường là 3 đoạn truyền được chuyển động xoay từ máy đào xuống gầu nhờ hệ thống rãnh. Vách hố khoan được giữ ổn định nhờ dung dịch Bentonite. Quá trình tạo lỗ được thực hiện trong dung dịch Bentonite. Trong quá trình khoan có thể thay các gầu khác nhau để phù hợp với nền đất đào và để khắc phục các dị tật trong long đất. - Ưu điểm: Thi công nhanh, việc kiểm tra chất lượng dễ dàng thuận tiện, đảm bảo vệ sinh môi trường và ít ảnh hưởng đến các công trình lân cận. - Nhược điểm: Phải sử dụng các thiết bị chuyên dụng giá đắt, giá thành cọc cao. Phương pháp này đòi hỏi quy trình công nghệ rất chặt chẽ, cán bộ kỹ thuật và công nhân phải thành thạo, có ý thức tổ chức kỷ luật cao. Do phương pháp này khoan nhanh hơn và chất lượng đảm bảo hơn các phương pháp khác, nên hiện nay các công trình lớn ở Việt Nam chủ yếu sử dụng phương pháp này bằng các thiết bị của Đức (Bauer), Italia (Soil-Mec) và của Nhật (Hitachi). 8 1.3.3 Các bước thi công cọc khoan nhồi: Hình 1.7: Thi công cọc khoan nhồi 1.3.3.1. Chuẩn bị: Chuẩn bị dung dịch khoan, cốt thép cọc, ống siêu âm, thùng chứa đất khoan, máy khoan và các thiết bị phụ trợ (cần cẩu, máy bơm, máy trộn dung dịch, máy lọc cát, tổ hợp ống đổ, sàn công tác phục vụ đổ bê tông, xe chở đất khoan) cùng các thiết bị để kiểm tra dung dịch khoan, lỗ khoan,.. 1.3.3.2. Dung dịch khoan: Đây là loại dung dịch làm nhiệm vụ thay thế chỗ cho đất được lấy ra khỏi hố đào, chúng phải có khả năng tạo màng keo (tỉ lệ keo > 95%) phủ lên bề mặt thành đất hố đào nhằm tăng tính ổn định của thành vách hố đào. Lựa chọn dung dịch khoan phụ thuộc vào điều kiện địa chất thủy văn, nước ngầm, thiết bị khoan. Dung dịch bentonite dùng giữ thành hố khoan nơi địa tầng dễ sụt lở cho mọi loại thiết bị khoan, giữ cho mùn khoan không lắng đọng dưới đáy hố khoan và đưa mùn khoan ra ngoài phải đảm bảo được yêu cầu giữ ổn định vách hố khoan trong suốt quá trình thi 9 công cọc. Khi mực nước ngầm cao (lên đến mặt đất) cho phép tăng tỷ trọng dung dịch bằng các chất có tỷ trọng cao như barit, cát magnetic. Dung dịch polime hoặc các hoá phẩm khác ngoài các chức năng giữ ổn định thành hố khoan phải kiểm tra ảnh hưởng của nó đến môi trường đất-nước (tại khu vực công trình và nơi chôn lấp đất khoan). Dung dịch bentonite trước khi đưa xuống hố khoan để tiến hành khoan phải đảm bảo các thông số theo bảng sau (TCVN 9395:2012) Tên chỉ tiêu Chỉ tiêu tính năng Phương pháp kiểm tra 1. Khối lượng riêng Từ 1,05 g/cm³ đến 1,15 g/cm³ Tỷ trọng kế hoặc Bom kế 2. Độ nhớt Từ 18 s đến 45 s Phễu 500/700 cm³ 3. Hàm lượng cát <6% 4. Tỷ lệ chất keo > 95 % Đong cốc 5. Lượng mất nước < 30 mL/30min Dụng cụ đo lượng mất nước 6. Độ dày áo sét Từ 1 mm đến 3 mm sau 30 min Dụng cụ đo lượng mất nước 7. Lực cắt tĩnh 1 min: từ 20 mg/cm2 đến 30 Lực kế cắt tĩnh mg/cm2 10 min: từ 50 mg/cm2 đến 100 mg/cm2 8. Tính ổn định < 0,03 g/cm2 9. Độ pH 7 đến 9 Giấy thử pH 1.3.3.3. Tạo lỗ khoan: Trước khi khoan tạo lỗ, kiểm tra độ thẳng đứng theo dây dọi (hoặc dựa vào mực thuỷ chuẩn) của tháp dẫn hướng cần khoan để đảm bảo lỗ khoan không bị xiên lệch quá độ 10 lệch nghiêng cho phép(1/100). Trong quá trình khoan tạo lỗ, dung dịch khoan sẽ được tạo ra và đi tuần hoàn từ đáy giếng khoan rồi trồi lên hố lắng và mang theo một phần bùn khoan nhỏ lên cùng. Nếu trong quá trình khoan gặp địa tầng thấm lớn, dung dịch khoan sẽ bị thấm nhanh, phải nhanh chóng điều chỉnh tỉ trọng của dung dịch bằng cách hoà thêm vào một lượng bột sét tương thích. Ngoài nhiệm vụ vận chuyển mùn khoan trên hố lắng, dung dịch còn có nhiệm vụ giữ cân bằng thuỷ tĩnh nhằm ổn định thành hố khoan. Do đó, trong mọi trường hợp ngừng thi công do thời tiết hay phải ngừng qua đêm… người kỹ thuật phải xác định và bảo đảm dung dịch luôn đầy trong hố khoan. Lỗ khoan cần đảm bảo theo quy định sau (TCVN 9395:2012): Phương pháp kiểm tra - Kiểm tra bằng mặt có đèn rọi - Dùng siêu âm hoặc camera ghi chụp hình lỗ cọc Độ thẳng đứng và độ sâu - Theo chiều dài cần khoan và mũi khoan - Thước dây - Quả dọi - Máy đo độ nghiêng Kích thước lỗ - Calip, thước xếp mở và tự ghi đường kính - Thiết bị đo đường kính lỗ khoan (dạng cơ, siêu âm..) - Theo độ mở của cánh mũi khoan khi mở rộng đáy Độ lắng đáy lỗ - Thả chuỳ (hình chóp nặng 1 kg) - Tỷ lệ điện trở - Điện dung - So sánh độ sâu đo bằng thước dây trước và sau khi vét, thổi rửa CHÚ THÍCH: Kích thước lỗ khoan khuyến khích Nhà thầu tự kiểm tra để hoàn thiện công nghệ, hiện tại trong thực tế chưa bắt buộc phải đo đường kính lỗ (chỉ khống chế chiều sâu, độ lắng đáy và khối lượng bê tông). Thông số kiểm tra Tình trạng lỗ cọc 1.3.3.4. Gia công và hạ lồng thép: Cốt thép được gia công theo bản vẽ thiết kế thi công. Nhà thầu phải bố trí mặt bằng gia công, nắn cốt thép, đánh gỉ, uốn đai, cắt và buộc lồng thép theo đúng quy định. 11 Cốt thép được chế tạo sẵn trong xưởng hoặc tại công trường, chế tạo thành từng lồng, chiều dài lớn nhất của mỗi lồng phụ thuộc khả năng cẩu lắp và chiều dài xuất xưởng của cốt chủ. Lồng thép phải có thép gia cường ngoài cốt chủ và cốt đai theo tính toán để đảm bảo lồng thép không bị xoắn, méo. Lồng thép phải có móc treo bằng cốt thép chuyên dùng làm móc cẩu, số lượng móc treo phải tính toán đủ để treo cả lồng vào thành ống chống tạm mà không bị tuột xuống đáy hố khoan, hoặc cấu tạo guốc cho đoạn lồng dưới cùng tránh lồng thép bị lún nghiêng cũng như để đảm bảo chiều dày lớp bê tông bảo hộ dưới đáy cọc. Hình 1.8: Lồng thép đã hoàn chỉnh Cốt gia cường thường dùng cùng đường kính với cốt chủ, uốn thành vòng đặt phía trong cốt chủ khoảng cách từ 2,5 m đến 3,0 m, liên kết với cốt chủ bằng hàn đính và dây buộc theo yêu cầu của thiết kế. Khi chuyên chở, cẩu lắp có thể dùng cách chống tạm bên trong lồng thép để tránh hiện tượng biến hình. 12 Định tâm lồng thép bằng các con kê chế tạo từ thép trơn hàn vào cốt chủ đối xứng qua tâm cọc, hoặc bằng các viên tròn xi măng - cát, theo nguyên lý bánh xe trượt, cố định vào giữa 2 thanh cốt chủ bằng thanh thép trục. Chiều rộng hoặc bán kính con kê phụ thuộc vào chiều dày lớp bảo hộ, thông thường là 5 cm. Số lượng con kê phải đủ để hạ lồng thép chính tâm. Nối các đoạn lồng thép chủ yếu bằng dây buộc, chiều dài mối nối theo quy định của thiết kế. Lồng thép được gia công thành từng lồng dài 5,8m hay 11,7m tuỳ thuộc vào thiết kế. Khi hạ lồng thép phải giữ cho lồng thẳng đứng, đoạn nọ nối với đoạn kia phải đảm bảo đúng tâm lồng thép. Khi thả lồng thép phải chú ý không để đầu lồng thép chọc vào thành vách. Lồng thép khi thả không được để chạm đáy và phải cách đáy hố khoan khoảng 100 mm như trong bản vẽ thiết kế. Ống siêu âm (thường là ống thép đường kính 60 mm) cần được buộc chặt vào cốt thép chủ, đáy ống được bịt kín và hạ sát xuống đáy cọc, nối ống bằng hàn, có măng xông, đảm bảo kín, tránh rò rỉ nước xi măng làm tắc ống, khi lắp đặt cần đảm bảo đồng tâm. Chiều dài ống siêu âm theo chỉ định của thiết kế, thông thường được đặt cao hơn mặt đất san lấp xung quanh cọc từ 10 cm đến 20 cm. Sau khi đổ bê tông các ống được đổ đầy nước sạch và bịt kín, tránh vật lạ rơi vào làm tắc ống. Số lượng ống siêu âm cho 1 cọc thường quy định như sau: - 2 ống cho cọc có đường kính 60 cm; - 3 ống cho cọc có đường kính từ 60 cm đến 100 cm - 4 ống cho cọc có đường kính lớn hơn 100 cm. 1.3.3.5. Vệ sinh hố khoan: Trước khi đổ bê tông cần xử lý cặn lắng đáy lỗ khoan. Nếu lớp lắng lớn hơn 10cm thì phải tiến hành xử lý cặn lắng. Đây là công đoạn quan trọng nhất trong quá trình thi công cọc khoan nhồi. Trong quá trình khoan, lượng phôi khoan không trồi lên hết. Thêm vào đó, khi ngừng khoan, những phôi khoan lơ lửng trong dung dịch sẽ lắng trở 13