Đang tải... (xem toàn văn)
Cọc khoan nhồi đường kính nhỏ đã được nghiên cứu và ứng dụng từ rất lâu trên thế giới trong xử lý nền móng các công trình dân dụng, công trình ngầm. Tuy nhiên ở Việt Nam công nghệ này mới chỉ được nghiên cứu và ứng dụng trong một vài năm trở lại đây, tuy nhiên nó đã nhanh chóng chứng tỏ là một giải pháp có hiệu quả cho các công trình xây chen của một số đo thị lớn như Hà Nội, Sài Gòn, Đà Nẵng...
Bộ giáo dục và đào tạo Bộ xây dựng Trờng đại học kiến trúc hà nội PHM C MNH KHểA: 2008-2011 LP: CH08X ứNG dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ trong thi công tầng hầm các công trình xây chen trong phố tại Hà Nội Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CHUYấN NGNH XY DNG DN DNG V CễNG NGHIP M số: 60.58.20 NGI HNG DN KHOA HC TS. Lấ ANH DNG Hà Nội - 2011 Bộ giáo dục và đào tạo Bộ xây dựng Trờng đại học kiến trúc hà nội PHM C MNH ứNG dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ trong thi công tầng hầm các công trình xây chen trong phố tại Hà Nội Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CHUYấN NGNH XY DNG DN DNG V CễNG NGHIP Hà Nội - 2011 lời cảm ơn Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với TS. Lê Anh Dũng Bộ Xây dựng, ông Tạ Minh Hoàng giám đốc Công ty TNHH Xử lý Nền móng Công trình Đất Việt những ngời đã tận tình giúp đỡ, hớng dẫn, cung cấp tài liệu và đa ra nhiều ý kiến quý báu, cũng nh tạo điều kiện thuận lợi động viên tác giả trong quá trình thực hiện luận văn. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy giáo cô giáo, các cán bộ của khoa Sau đại học, khoa Xây dựng trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội đã tận tình hỗ trợ, giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu. Tác giả Phạm Đức Mạnh Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và cha từng đợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hà Nội, ngày tháng 02 năm 2011 Tác giả luận văn Phạm Đức Mạnh Mục lục Mở đầu 1 1. Lý do nghiên cứu 1 2. Mục đích của đề tài 2 3. Phạm vi & phơng pháp nghiên cứu 2 4. ý nghĩa thực tiễn của đề tài 3 Chơng 1 - Tổng Quan về công nghệ cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ & thi công hố đào sâu 4 1.1 Tổng quan về thi công các hố đào sâu 4 1.1.1 Một số phơng pháp gia cố thành hố đào phổ biến hiện nay 5 1.1.2 Một số sự cố và nguyên nhân của sự cố khi thi công hố đào 16 1.1.3 Vấn đề thi công tầng hầm công trình xây chen tại Hà Nội 18 1.2 Tổng quan về cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ 19 1.2.1 Khái niệm 19 1.2.2 Lịch sử phát triển 19 1.2.3 Phạm vi ứng dụng 20 1.2.4 Lịch sử ứng dụng công nghệ cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ ở Việt Nam 23 Chơng 2 - Cơ sở khoa học của việc ứng dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ trong thi công tầng hầm các công trình xây chen trong phố tại Hà Nội 27 2.1 Đặc điểm điều kiện địa chất thủy văn tại Hà Nội 27 2.2 Cơ sở lý thuyết cho việc ứng dụng công nghệ 29 2.2.1 Xác định tải trọng tác dụng lên t ờng chắn 29 2.2.2 Tính toán kết cấu chắn giữ bằng cọc hàng kiểu conson 30 2.2.3 Tính toán kết cấu chắn giữ bằng cọc hàng với một tầng chống 40 2.2.4 Tính toán kết cấu chắn giữ bằng cọc hàng với nhiều tầng chống 41 2.2.5 Thiết kế tờng bằng phơng pháp số 43 2.3 Các phơng pháp khoan tạo lỗ khi thi công cọc khoan nhồi 44 2.3.1 Thi công cọc khoan nhồi bằng khoan khô 44 2.3.1 Thi công cọc tạo lỗ theo công nghệ tạo lỗ ớt 45 2.4 Vấn đề thi công tờng chắn cọc khoan nhồi trên thế giới 45 2.4.1 Thi công tờng dạng dãy cột (Contiguous pile wall) 45 2.4.2 Thi công tờng dạng cọc hàng (Secant pile wall) 50 2.5 Một số thiết bị thi công khoan tạo lỗ cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ ở Việt Nam và trên thế giới 54 2.5.1 Máy thi công cọc đờng kính nhỏ Clo Zironi CR18 54 2.5.2 Máy thi công cọc đờng kính nhỏ Clo Zironi CR14 55 2.5.3 Máy thi công cọc đờng kính nhỏ Casagrande C6 55 2.5.4 Máy thi công cọc đờng kính nhỏ Stealth T15000 56 2.5.5 Máy khoan cọc nhồi đờng kính nhỏ sử dụng trong nớc 57 Chơng 3 nghiên cứu ứng dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ trong thi công hố đào tầng hầm của các công trình xây chen có từ một đến hai tầng hầm trong phố tại Hà nội 59 3.1 Đặc điểm các công trình xây chen trong phố tại Hà Nội 59 3.1.1 Mặt bằng và điều kiện thi công 59 3.1.2 Những vấn đề đặt ra khi thiết kế và thi công các công trình xây chen trong phố với một đến hai tầng hầm 62 3.2 Phân tích lựa chọn phơng án cọc hợp lý cho công trình xây chen có từ một đến hai tầng hầm trong phố cổ Hà Nội 64 3.3 Phân tích lựa chọn phơng án tờng cọc khoan nhồi sử dụng trong điều kiện xây chen tại Hà Nội 67 3.4 Tính toán thiết kế biện pháp 68 3.5 Qui trình công nghệ thi công tầng hầm công trình xây chen sử dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ (trờng hợp sử dụng tờng cọc khoan nhồi kiểu dãy cột) 68 3.5.1 Công tác định vị cọc 69 3.5.2 Hạ ống chống casing 69 3.5.3 Công tác khoan tạo lỗ, kiểm tra địa tầng, kiểm tra độ sâu 70 3.5.4 Công tác lấy phôi khoan 71 3.5.5 Công tác thép và hạ ống đổ 71 3.5.6 Công tác thổi rửa đáy hố khoan 73 3.5.7 Công tác đổ bê tông 75 3.5.8 Kiểm tra chất lợng cọc 76 3.5.9 Thi công hố đào 77 3.6 Các sự cố thờng gặp khi thi công cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ làm tờng cọc vây 80 3.7 Các phơng pháp thực nghiệm để quản lý chất lợng khi thi công hố tầng hầm công trình xây chen sử dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ 80 3.8 Giới thiệu ví dụ thiết kế biện pháp thi công hố đào tầng hầm cho công trình sử dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ làm cọc vây tại Hà Nội 81 Kết luận và kiến nghị 91 1. Kết luận 91 2. Kiến nghị 91 3. Hớng nghiên cứu phát triển đề tài 92 Tài liệu tham khảo 93 Phụ lục tính toán DANH MụC CáC BảNG BIểU Bảng 1.1 Một số loại cừ đợc sử dụng phổ biến ở Việt Nam hiện nay 5 Bảng 1.2 Một số công trình tại Hà Nội đã ứng dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ trong thi công tầng hầm 20 Bảng 1.3 Một số công trình tại Hà Nội sử dụng móng cọc nhồi đờng kính nhỏ 24 Bảng 1.4. Một số loại cừ đợc sử dụng phổ biến ở Việt Nam hiện nay 25 Bảng 2.1 Phân vùng Hà Nội theo mức độ thuận tiện cho xây dựng công trình 28 Bảng 2.2 Hệ số tỉ lệ m 35 Bảng 2.3 Hệ số k 35 Bảng 2.4 Hệ số tỉ lệ c 36 Bảng 2.5 Nội lực và chuyển dịch của cọc trong nền đàn hồi 39 Bảng 2.6 Một số thông số kỹ thuật máy Clo Zironi CR18 54 Bảng 2.7 Một số thông số kỹ thuật máy Clo Zironi CR14 55 Bảng 2.8 Một số thông số kỹ thuật máy Casagrande C6 56 Bảng 2.9 Một số thông số kỹ thuật máy Stealth T15000 57 Bảng 2.10 Thông số kỹ thuật của máy khoan cọc nhồi đờng kính nhỏ sử dụng ở Việt Nam 57 Bảng 3.1 Khoảng cách nhỏ nhất giữa hệ kết cấu chắn giữ hố đào và công trình lân cận khi sử dụng các thiết bị thi công khác nhau 65 Bảng 3.2 Giá thành thi công cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ 66 Bảng 3.3 Chỉ tiêu cơ lý lớp 1&2 82 Bảng 3.4 Chỉ tiêu cơ lý lớp 3 83 Bảng 3.5 Chỉ tiêu cơ lý lớp 4 83 Bảng 3.6 So sánh kết quả thu đợc tại một số công trình đã thi công 89 DANH MụC CáC HìNH Vẽ, Đồ THị Hình 1.1 Cọc cừ Larssen 6 Hình 1.2 Cọc cừ dạng thép hình I 6 Hình 1.3 Gia cố thành hố đào sử dụng hệ tờng cừ thép 7 Hình 1.4 Tờng cọc xi măng đất 9 Hình 1.5 Tờng cọc bản bê tông cốt thép 10 Hình 1.6 Tờng chắn bằng cọc khoan nhồi 12 Hình 1.7 Thi công tờng cọc khoan nhồi 13 Hình 1.8 Tờng chắn Barrette cho một hố đào sâu 14 Hình 1.9 Thi công tờng chắn Barrette 15 Hình 1.10 Nứt công trình liền kề do thi công hố móng (Hàng Mã - Hà Nội) 16 Hình 1.11 Lún công trình liền kề do thi công hố móng trung tâm đào tạo Trờng đại học Kinh tế Quốc dân-Hà Nội 16 Hình 1.12 Sụp đổ công trình Viện KHXH do thi công hố móng của công trình cao ốc Pacific (43-45-47 Nguyễn Thị Minh Khai - Q1-HCM) 17 Hình 1.13 Móng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ tại Hà Nội 20 Hình 1.14 Tờng cọc khoan nhồi 21 Hình 1.15 Tờng cọc khoan nhồi kiểu dãy cột 21 Hình 1.16 Tờng cọc hàng liên tục (hard/solf) 22 Hình 1.17 Tờng cọc hàng liên tục (hard/firm) 22 Hình 1.18 Tờng cọc hàng tổ hợp 22 Hình 1.19 Mẫu tờng cọc thi công trong thực tế 22 Hình 1.20 Phơng án tăng khả năng chống giữ của tờng cọc 23 Hình 1.21 Kết quả thi công trong thực tế 23 Hình 1.22 Tờng cọc khoan nhồi tại một công trình xây chen trong phố tại Hà Nội 24 Hình 2.1 Sơ đồ phân khu địa chất công trình lãnh thổ Hà Nội theo mức độ thuận lợi đối với xây dựng 28 Hình 2.2 Tính cọc conson bằng phơng pháp cân bằn tĩnh 30 Hình 2.3 Sơ đồ chuyển dịch của cọc bản conson và phân bố áp lực đất 32 Hình 2.4 Sơ đồ tính toán theo Blum 33 Hình 2.5 Qui luật biến đổi của hệ số nền 34 Hình 2.6 Sơ đồ tính toán coi cọc nh dầm trên nền đàn hồi 36 Hình 2.7 Sơ đồ tính toán theo phơng pháp m 38 Hình 2.8 Chuyển vị và góc xoay của cọc ở đáy hố móng dới tác động của lực đơn vị và mô men đơn vị 38 Hình 2.9 Sơ đồ tính toán cân bằng tĩnh chắn giữ bằng cọc với 1 tầng chống 40 Hình 2.10 Sơ đồ tính toán theo phơng pháp dầm đẳng trị 41 Hình 2.11 Sơ đồ tính toán theo các giai đoạn thi công 42 Hình 2.12 Máy khoan cọc bằng guồng xoắn của hãng Bauer 44 Hình 2.13 Dây chuyền thi công cọc khoan nhồi bằng phơng pháp khoan khô 44 Hình 2.14 Máy khoan sử dụng cần khoan CFA-Komatsu 46 Hình 2.15 Kích thớc máy khoan EM400SM-KOMATSU (mm) 46 Hình 2.16 Đánh dấu vị trí cọc 48 Hình 2.17 Hạ ống chống (casing) 48 Hình 2.18 Khoan cọc 49 Hình 2.19 Lắp đặt lồng thép 49 Hình 2.20 Đổ tông 49 Hình 2.21 Rút ống đổ 49 Hình 2.22 Hoàn thành tấm tờng 50 Hình 2.23 Tờng dẫn để thi công các cọc khoan nhồi 51 Hình 2.24 Thi công hệ tờng dẫn (guide wall) 52 Hình 2.25 Lắp đặt ống chống (casing) 52 Hình 2.26 Khoan cọc thứ nhất và thứ 2(A và B) 52 Hình 2.27 Đổ bê tông cọc thứ nhất và thứ 2 (A và B) 52 Hình 2.28 Khoan cọc thứ 3(cọc C-male pile) 53 Hình 2.29 Sử dụng cẩu để lắp đặt lồng thép cho cọc thứ 3(cọc C-male pile) 53 Hình 2.30 Đổ bê tông cho cọc thứ 3(cọc C) 53 Hình 2.31 Hoàn thành đơn nguyên tờng 53 Hình 2.32 Máy thi công cọc đờng kính nhỏ Clo Zironi CR18 55 Hình 2.33 Máy thi công cọc đờng kính nhỏ Clo Zironi CR18 55 [...]... công trình sử dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ hoàn toàn có thể đợc đợc ứng dụng nh một giải pháp cho vấn đề này 1.2 Tổng quan về cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ 1.2.1 Khái niệm: Cọc nhồi có đờng kính bằng hoặc nhỏ hơn 600mm đợc gọi là cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ, cọc có đờng kính lớn hơn 600mm đợc gọi là cọc khoan nhồi đờng kính lớn; 1.2.2 Lịch sử phát triển Cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ (Small diameter... vị của cọc nhỏ, giảm đợc kích thớc của đài móng công trình Bên cạnh đó móng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ là giải pháp khá kinh tế so với các phơng án gia cố nền móng công trình khác Bảng 1.2: Sức chịu tải của cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ sử dụng làm cọc chịu tải Đờng kính cọc (mm) Sức chịu tải (tấn /cọc) D300 D400 D500 D600 30-60 40-80 80-150 160-180 Hình 1.13: Móng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ tại... trúc văn hoá 20 1.2.3 Phạm vi ứng dụng a/ Làm cọc chịu tải trọng công trình: Cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ đợc sử dụng phổ biến trong vai trò làm cọc chịu tải trọng trong công trình Tại Việt Nam kết cấu móng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ tỏ ra hiệu quả cho các công trình có chiều cao từ 9-15 tầng trong điều kiện xây chen Trong điều kiện mặt bằng chật hẹp cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ có thể đợc khoan. ..Hình 2.34 Máy thi công cọc đờng kính nhỏ Clo Zironi CR14 56 Hình 2.35 Máy thi công cọc đờng kính nhỏ Casagrande C6 56 Hình 2.36 Máy thi công cọc đờng kính nhỏ Stealth T15000 58 Hình 2.37 Máy khoan cọc nhồi đờng kính nhỏ sử dụng ở Việt Nam 58 Hình 3.1 Mặt bằng biện pháp thi công - Nhà máy gia công thiết bị điện... (nếu có) tác dụng lên cọc tăng gây bất lợi khi dùng cọc ván chịu lực nh cọc ma sát trong vùng đất yếu; - Khó thi công theo đờng cong có bán kính nhỏ, chi tiết nối phức tạp làm hạn chế độ sâu hạ cọc; - Khi thi công dễ ảnh hởng đến các công trình lân cận 12 d/ Sử dụng tờng cọc khoan nhồi [1] Nội dung của phơng pháp: Sử dụng các cọc khoan nhồi đợc khoan sát nhau trên đỉnh của tờng cọc thờng đổ 1 dầm bo... dụng, cọc khoan nhồi bảo đảm an toàn cho các công trình hiện có xung quanh; - Trong chắn giữ hố đào có thể kết hợp sử dụng neo, văng chống để nâng cao khả năng chắn giữ; 13 Hình 1.7: Thi công tờng cọc khoan nhồi [21] - Quá trình thi công móng cọc, dễ thay đổi các thông số của cọc (chiều sâu, đờng kính) Tăng sức chịu tải của cọc nhờ việc tăng đờng kính và chiều sâu cọc, làm giảm bớt số lợng cọc cũng... dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ; - Tìm hiểu qui trình thi công, những vấn đề thực tế nảy sinh và đề xuất giải pháp để nâng cao hiệu quả, mức độ an toàn khi sử dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ trong thi công tầng hầm công trình xây chen; - Phân tích, so sánh, đánh giá kết quả thi công thực tế với kết quả tính toán thiết kế theo các phơng pháp phổ biến hiện nay Phạm vi và phơng pháp nghiên cứu Luận văn. .. mới này Do đó việc nghiên cứu: ứng dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ trong thi công tầng hầm các công trình xây chen trong phố tại Hà Nội là yêu cầu cấp bách của thực tế Mục đích của đề tài Nội dung của luận văn tập trung vào một số vấn đề sau: Thông qua việc đánh giá các chỉ tiêu về hiệu quả kinh tế cũng nh kỹ thuật của việc ứng dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ trong thi công tầng hầm các công trình... so với các phơng án khác cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ sẽ là lựa chọn hiệu quả của chủ đầu t, các nhà thầu thiết kế trong hiện tại và tơng lai cho các công trình xây chen trong phố tại Hà Nội Từ năm 2004 trở lại đây một số nhà thầu qua việc nghiên cứu đặc điểm các công trình có 1 đến 2 tầng hầm trong phố tại Hà Nội đã ứng dụng công nghệ khoan cọc nhồi đờng kính nhỏ với đờng kính D300, D400, D500, D600... trình Khi thi công các hố đào có chiều sâu lớn có thể kết hợp với hệ văng chống thép hình hoặc neo để nâng cao khả năng chắn giữ của tờng 1.2.4 Lịch sử ứng dụng công nghệ cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ ở Việt Nam a/ Tình hình ứng dụng công nghệ trong thực tế Tại Việt Nam nói chung và tại Hà Nội nói riêng từ năm 2001 cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ đã đợc ứng dụng trong công trình xây dựng đầu tiên, đã đợc thị . và đào tạo Bộ xây dựng Trờng đại học kiến trúc hà nội PHM C MNH KHểA: 2008-2011 LP: CH08X ứNG dụng cọc khoan nhồi đờng kính nhỏ trong thi công tầng hầm các công trình xây chen