Đang tải... (xem toàn văn)
Chương 7 Thiết kế thi công và nghiệm thu công tác địa kỹ thuật đặc biệt: Đắp đất tôn trên nền đất yếu (bao gồm các phụ lục tính toán chi tiết); Chương 8 Thiết kế thi công và nghiệm thu móng cọc công trình: các phương pháp tính toán.
Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - CHƯƠNG Thiết kế thi công nghiệm thu công tác địa kỹ thuật đặc biệt: Đắp đất tôn đất yếu 7.1 Mở đầu Đắp đất tôn đất yếu có đề cập số tiêu chuẩn ngành Xây dựng, giao thông, thủy lợi Đây công tác Địa kỹ thuật đặc biệt, làm việc tương tự móng nông, song có kích thước lớn Các tiêu chuẩn hành có nhiều hạn chế Chương trình bày vấn đề liên quan đến công tác làm sở để xây dựng tiêu chuẩn Việt Nam năm 2014 Đắp đất tôn đất yếu toán có ý nghĩa to lớn khoa học, kỹ thuật, công nghệ, xã hội môi trường Do trình thành tạo, vùng đồng sông Cửu Long sông Hồng nằm phổ biến lớp đất yếu Đặc tính đất yếu có cường độ thấp, dễ bị phá hỏng mang thêm tải trọng, có độ lún cao kéo dài có nhiều lỗ rỗng hệ số thấm nhỏ Trong trình phát triển 30 năm qua có nhiều công trình tôn đất yếu b ị hư hỏng nặng, có độ lún lớn, phá hoại nén đẩy chồi công trình lân cận Theo thống kê, khoảng 70% công trình xây dựng bị hư hỏng có nguyên nhân móng độ lún mức cho phép Tôn đất yếu để xây dựng nhà ở, khu công nghiệp, đường giao thông, cụm dân cư, tuyến dân cư đồng bằng, ven biển khu vực sông Cửu Long năm qua cho nhi ều học quí Những công trình bị lún tới 3m, nứt, không an toàn sai sót công tác khảo sát, thiết kế thi công Một số sai sót thường mắc phải là: - Nhà tư vấn không kể đến độ lún lớp đất đắp Trong nhiều trường hợp độ lún lớp đất đắp chiếm tới 90% - 95% độ lún tổng thể (độ lún công trình chiếm từ – 10%) - Không kể đến độ lún theo thời gian - Hệ số an toàn thấp, số trường hợp đất lớp đất đắp bị phá hỏng có biến dạng ngang Đẩy chồi công trình lân cận cung trượt - Không thực công tác kiểm tra chất lượng trình thi công theo lớp Không tiến hành so sánh dung trọng khô trường dung trọng thu từ kết thí nghiệm phòng - Lựa chọn sai giải pháp xử lý đất yếu Thí dụ xử lý cọc tràm, cọc tre, cọc nêm có chiều dài hạn chế (nhỏ 5m), bên lớp đất yếu có chiều dày đến -69 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - 15 – 20m Chiều rộng lớp đất đắp từ 50m đến hàng trăm mét Như phải xét đến độ lún tổng thể khối đất đắp Độ lún công trình cọc ngắn đóng vai trò thứ yếu Nói chung việc gia cố cọc ngắn để xử lý đất yếu mang tính chất gia tăng sức chịu tải - Thiếu tài liệu quan trắc lún công tác tôn đất yếu Ở số dự án tôn đất yếu sử dụng nhựa để rút ngắn thời gian cố kết Trong trường hợp phải dự tính độ lún theo thời gian tiến hành quan trắc để xác định thời gian dỡ tải xây dựng công trình - Khi đắp đất tôn đất yếu có dòng chảy phải có giải pháp chống xói mòn Xói mòn đất phụ thuộc vào tốc độ dòng chảy, hướng dòng chảy kích thước hạt đất - Trong số trường hợp đắp đất tôn bị sạt lở mái dốc Phải kiểm tra độ ổn định mái dốc - Chuyên đề thừa hưởng kết nghiên cứu học đất móng, nghiên cứu đất yếu,khảo sát đất nền, xử lý đất yếu kết thiết kế, thi công tôn đất yếu Một số kinh nghiệm thực tế tài liệu tham khảo nước sử dụng để cung cấp cho kỹ sư, nhà quản lý số liệu tham khảo Tôn đất yếu phải tuân thủ bước sau đây: Khảo sát đất yếu Quy hoạch tôn hợp lý có kể đến vấn đề môi trường, dòng chảy, điều kiện tự nhiên địa lý Khảo sát đất đắp Tính toán cường độ chịu tải đất yếu Dự tính độ lún tổng cộng độ lún theo thời gian Kiểm tra độ ổn định mái dốc chống xói mòn Có biện pháp gia cố đất yếu trường hợp không đảm bảo yêu cầu cường độ, độ lún thời gian xây dựng công trình Tiến hành quan trắc theo dõi độ lún đất đắp công trình theo qui phạm Hướng dẫn kỹ thuật thiết kế tôn đất yếu đề cập toàn diện đến vấn đề nêu nhằm đáp ứng nhu cầu thực tiễn, điều kiện kinh tế, kỹ thuật công nghệ -70 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - 7.2 Một số kiến thức Cơ học đất 7.2.1 Các tiêu vật lý đất: Hình 7.1 Các pha đất VT = Thể tích tổng thể = VS + WW + Va VS = Thể tích hạt đất VW = Thể tích nước Va = Thể tích khí VV = Thể tích lỗ rỗng mS = Trọng lượng hạt đất VT mW = Trọng lượng nước VT m = Tổng trọng lượng = PS + PW Hệ số rỗng e = VV/VS = Hệ số lỗ rỗng Trị số e đất sét thường thay đổi từ 0,3 – 1,5 đất cát thay đổi khoảng từ 0,4 đến 1,0 Đất sét hữu Thành phố Hồ Chí Minh có giá trị thay đổi từ đến 3,0 Độ ẩm tự nhiên đất xác định Wn = mw ms (7.1) Độ ẩm đất thường có giá trị nhỏ 100 Dung trọng đất xác định ρ= m mw m = s V V (7.2) Dung trọng khô đất xác định ρd = ms V (7.3) Đối với đất bão hòa nước Sr = 100% dung trọng đẩy đất xác định: -71 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - ρ’ = ρ – ρW (7.4) ρW = dung lượng nước ≈ t ấn/m3 ρ = Dung trọng đất 7.2.2 Phân loại đất 7.2.2.1 Phân loại theo dung trọng (xem bảng 7.1) Dung trọng đất tiêu biểu theo đề nghị Hansbo (1975), Holtz (1981) trình bày đây: Bảng 7.1 Dung trọng đất Dung trọng (tấn/m3) Loại đất ρsat ρd ρ’ Cát sỏi sạn 1,9 – 2,4 1,5 – 2,3 1,0 – 1,3 Cát bụi đất sét 1,4 – 2,1 0,6 – 1,8 0,4 – 1,0 Đá nghiền 1,9 – 2,2 1,5 – 2,0 0,9 – 1,2 Than bùn 1,0 – 1,1 0,1 – 0,3 0,0 – 0,1 Cát bụi sét hữu 1,3 – 1,8 0,5 – 1,5 0,3 – 0,8 7.2.2.2 Phân loại theo sức kháng cắt không thoát nước (theo qui phạm Canada) Bảng 7.2 Phân loại đất theo kinh nghiệm Trạng thái Sức khoáng cắt không thoát nước kPA Rất yếu(chảy) 200 Nhận biết trường Nắm tay dễ dàng vài cm khối đất Ngón tay dễ dàng vài cm Ngón tay vài cm ấn tương đối mạnh Tạo thành vết lõm ấn ngón tay tương đối mạnh Tạo thành vết móng tay ngón Khó khăn tạo thành vết móng ngón -72 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - tay 7.2.2.3 Phân loại theo kết xuyên tiêu chuẩn (SPT) (theo Terzaghi Peck) Bảng 7.3 Phân loại đất theo SPT cắt cánh Trạng thái đất N30 Sức kháng cắt không thoát nước Cu, kPa ≤2 ≤ 12 Dẻo chảy 2–4 12 - 25 Dẻo mềm 4–8 25 - 50 Dẻo cứng – 15 50 - 100 Nửa cứng 15 – 30 100 - 200 ≥ 30 ≥ 200 Chảy Cứng 7.2.3 Khảo sát đất 7.2.3.1 Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (Standard Penetration Testing) Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT có nguồn gốc từ Mỹ Hiện dùng rộng rãi toàn giới theo tiêu chuẩn ASTMD 1586 Số nhát đập N để mũi xuyên vào đ ất 30cm với tạ nặng 63,5kg rơi chiều cao 76cm dùng để đánh giá trạng thái đất nền, xác định tiêu lý áp d ụng để tính toán móng - - Sức kháng cắt không thoát nước đất sét túy (c ≠ 0, φ ≠ 0) xác định: Cu (kg/cm2) = N Sét dẻo cao 10 (7.5) Cu (kg/cm2) = N Sét dẻo vừa 15 (7.6) Cu (kg/cm2) = N Sét dẻo 20 (7.7) Góc ma sát φ (C = 0) xác định φ= N + C (C = 10,15,20) (7.8) -73 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - Trong đó: 10, 15, 20 tương ứng với cát rời, chặt vừa chặt - Modun biến dạng E0 E0 = C ( N 6) mv (7.9) = 40 N > 15 = N ≤ 15 C(kg/cm2) Sét Cát bụi Cát trung Cát thô Cát sạn Sạn cát 3,5 4,5 10 12 7.2.3.2 Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT (Cone Penetation Testing) Thí nghiệm xuyên tĩnh có nguồn gốc từ Mỹ, phát triển rộng rãi Âu Châu dùng Việt Nam từ thập kỷ 80 Mũi xuyên có đư ờng kính 35,7 mm, diện tích 10 cm2 góc nhọn mũi 60 ép vào đất với tốc độ 2cm/s để xác định sức kháng xuyên qc Một số thiết bị cho phép xác định ma sát thành fS - Sức kháng cắt không thoát nước Cu đất sét xác định tương quan sau: cu = qc pv (MPa) Nk (7.10) qc : Là sức kháng xuyên pv0 : Ứng suất tải trọng thân đất vị trí mũi xuyên Nk : Hệ số xuyên Đối với đất sét cố kết bình thường Nk = 10 – 15 - 20, với đất sét cố kết Nk = 15 – 20 Các kết nghiên cứu Việt Nam (Bùi Đình Nhu ận đồng nghiệp - 1985) đề xuất Nk = 14 – 30 giá trị trung bình 20.Như sức kháng cắt không thoát nước dự tính bằng: cU = - qc 20 (7.11) Môđun đàn hồi E0 đất tính bằng: ES = αqc Giá trị E0 tham khảo là: -74 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - Bảng 7.4 Sức kháng xuyên modun đàn hồi theo kinh nghiệm quốc tế qc (MPa) E0 (MPa) 15 3–6 qc > 4,5 – 7,5 qc < 3,0 – 6,0 qc < Cát pha 10 – 35 Cát < 100 w < 70% – 6,0 w >70% 2–4 3-5 7.2.3.3 Thí nghiệm cắt cánh (Vane Test) Thí nghiệm cắt cánh có nguồn gốc từ Thụy Điển, thiết bị có độ tin cậy cao để xác định sức kháng cắt không thoát nước trường Đường kính cánh cắt phổ biến D = 60 mm chiều cao cánh H = 120 mm Momen quay cánh cắt M đo sức kháng cắt không thoát nước đất sét xác định -75 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - cu = 6M D ( D 3H ) (7.12) Sức kháng cắt không thoát nước đất sét thông số quan trọng để đánh giá khả chịu tải trượt đất đắp 7.2.3.4 Thí nghiệm xuyên trọng lượng WST (Weight Sounding Test) Thiết bị xuyên trọng lượng có nguồn gốc từ Thụy Điển đưa vào sử dụng Việt Nam vòng 25 năm qua V ới trọng lượng 100kg, số nửa vòng quay cho 20cm đầu xuyên vào lòng đất cho phép xác định cường độ modun biến dạng độ chặt đất Bảng 7.6 Quan hệ sức kháng xuyên trọng lượng modun đàn hồi Số nửa vòng quay Nwst/20cm Modun đàn hồi ES,MPa -10 ≤ 10 10 – 30 10 – 20 20 – 50 20 – 30 40 – 80 30 – 60 ≥80 ≥ 60 Độ chặt đất đắp cát xác định bảng sau đây: Bảng 7.7 Quan hệ sức kháng xuyên độ chặt Trạng thái đất Độ chặt tương đối Nwst/20 – 0,15 100 Rất rời 7.2.4 Tính toán sức chịu tải Dự tính sức chịu tải đất lớp đất đắp tương tự việc dự tính sức chịu tải cho móng nông -76 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - - Xác định sức chịu tải tới hạn nền, ứng suất giới hạn qu gây phá hỏng đất theo tiêu cường độ, có kết khảo sát - Dự tính sức chịu tải cho phép, ứng suất cho phép qa với hệ số an toàn Theo kinh nghiệm hệ số an toàn phải lớn Nghĩa là: q a = qu/2 - Độ lún cho phép ứng suất cho phép qa Ứng suất tới hạn qu móng nông xác định: qu = cNc + q’Nq + 0.5ρ’BNᵞ (7.13) qu = Ứng suất tới hạn B = Chiều rộng móng (Chiều rộng lớp đất đắp) C’ = Độ dính hữu hiệu đất lớp đất đắp q’ = Ứng suất hữu hiệu đất đắp độ sâu chôn móng (trong trường hợp có đào thiên nhiên trước đắp) ρ’ = dung trọng hữu hiệu đáy móng Nc, Nq, Nᵞ: Hệ số cường độ chịu tải đất nền, phụ thuộc vào góc ma sát Bảng 2.8 Xác định hệ số cường độ chịu tải Φ độ Nc Nq Nᵞ 5,14 1,0 5,38 1,09 0,07 5,63 1,20 0,15 5,90 1,31 0,24 6,19 1,43 0,34 6,49 1,57 0,45 6,81 1,72 0,57 7,16 1,88 0,71 7,53 2,06 0,86 7,92 2,25 1,03 10 8,35 2,47 1,22 11 8,80 2,71 1,44 12 9,28 2,97 1,69 13 9,81 3,26 1,97 14 10,37 3,59 2,29 15 10,98 3,94 2,65 16 11,63 4,34 3,06 -77 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - 17 12,34 4,77 3,53 18 13,10 4,07 4,07 19 13,93 5,80 4,68 20 14,83 6,40 5,39 21 15,82 7,07 6,20 22 16,88 7,82 7,13 23 18,05 8,66 8,20 24 19,32 9,60 9,44 25 20,72 10,66 10,88 Trong trường hợp đắp đất thiên nhiên đất sét yếu (φ = 0) ta có công thức qu = 5,14cu qa = qu/2 (7.14) 7.2.5 Tính toán độ lún đất 7.2.5.1 Tổng độ lún lớp đất đắp Theo số liệu thống kê khoảng 70% cố lĩnh v ực xây dựng lún mức cho phép Độ lún đất nền đất đắp tải trọng công trình tính bằng: St = Si + Sc + Ss Trong đó: (7.15) St = Độ lún tổng cộng Si = Độ lún tức sau gia tải Sc = Độ lún cố kết Ss = Độ lún cố kết thứ phát Độ lún tức không tạo lên thay đổi thể tích đất Độ lún cố kết chiếm giá trị lớn kéo dài theo thời gian Có thay đổi thể tích lỗ rỗng đất thay đổi theo thời gian nước thoát Đối với đất đắp có kích thước lớn thay đổi hệ số lỗ rỗng ∆e, trị số hệ số rỗng ban đầu e0, chiều sâu lớp đất yếu H0 định trị độ lún cố kết Sc = e1 e0 e H= H0 e0 e0 (7.16) e1: Là hệ số rỗng sau cố kết -78 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - - Trong số trường hợp độ lún đất đắp (nền) lún với công trình Tuy nhiên có khác biệt chiều dày đất đắp, tải trọng, chiều dày lớp đất yếu phát sinh độ lún lệch, biến dạng nứt tường Xác định độ sâu vùng ảnh hưởng Hình D1 Biểu đồ xác định độ sâu lớn có ảnh hưởng tải trọng đất đắp theo dạng hình thang có chiều dài lớn (Theo Schmertmann 1967) Trên hình mô tả quan hệ L/H Z/H Biểu đồ D1 cho phép xác định độ sâu lớn bị ảnh hưởng đáng kể ứng suất lớp đất đắp theo kinh nghiệm Mỹ Đất đắp nén giả thiết đồng nhất, đẳng hướng đàn hồi H: Chiều cao đất đắp; L: Chiều rộng bề mặt khối đất đắp; Z: Độ sâu từ đáy lớp đất đắp; Δσ: Phụ tải đất đắp; σ: Ứng suất ban đầu độ sâu Z; Δσ/ σ = 10% Ứng suất đất đắp 10% ứng suất ban đầu đất; Δσ/ σ = 20% Ứng suất đất đắp 20% ứng suất ban đầu (trước đắp đất) -124 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - Ví dụ: Chiều cao lớp đất đắp H = 1,8m Chiều rộng bề mặt đất đắp L = 2,5m L/H = 1,39 Z/H = 3,5 tương ứng với Δσ/ σ = 20%, Z = 6,3m Z/H = 5,2 tương ứng với Δσ/ σ = 10%, Z = 9,4m Để khảo sát cho dự án đắp đất phải tiến hành khoan xuyên đến độ sâu 10m -125 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - CHƯƠNG Thiết kế thi công nghiệm thu móng cọc 8.1 Mở đầu Móng cọc, móng sâu có chiều rộng đường kính nhỏ nhiều lần chiều dài Móng cọc có chức truyền tải trọng công trình xuống lớp đất sâu Mục tiêu tăng sức chịu tải giảm lún cho công trình Thiết kế, thi công, nghiệm thu móng cọc phải đảm bảo yêu cầu sau đây: - Công trình không bị sập đổ - Công trình không bị lún mức cho phép - Được thiết kế, thi công nghiệm thu phù hợp với giá thành hợp lý 8.2 Nhận xét tiêu chuẩn móng cọc Các tiêu chuẩn móng cọc, móng sâu tập hợp chương Việt Nam có tiêu chuẩn thiết kế, thi công, nghiệm thu, nến tĩnh, thử tải cọc Một số nhận xét là: 8.2.1 Tồn tiêu chuẩn khác móng cọc ngành xây dựng, giao thông thủy lợi 8.2.2 Có nhầm lẫn sử dụng hệ số an toàn để thiết kế móng cọc 8.2.3 Không phân biệt rõ trạng thái đàn hồi trạng thái giới hạn cọc 8.2.4 Khi thí nghiệm cọc cho giá trị chuyển vị đầu cọc, độ lún 8.2.5 Sự khác đáng kể dùng công thức tĩnh động để đánh giá sức chịu tải cọc 8.2.6 Việc nén tĩnh cọc theo quy trình khác nhau, dẫn đến việc lựa chọn sức chịu tải không hợp lý 8.2.7 Hệ số an toàn cho móng cọc lớn 8.2.8 Lạm dụng sử dụng cọc khoan nhồi Sức chịu tải cọc khoan nhồi lấy thấp 8.2.9 Các tiến kỹ thuật công nghệ móng cọc chưa cập nhật 8.2.10 Sự khác thiết kế, thi công nghiệm thu móng cọc t rình bày chi tiết phụ lục (Nguyễn Trường Tiến, Trịnh Xuân Quyết, Lê Đức Thắng, Phan Văn Thuận) -126 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - 8.3 kết luận kiến nghị 8.3.1 Móng cọc bao gồm loại cọc dóng, cọc é, cọc khoan nhồi, tường đất, cọc đất xi măng ( thi công theo công nghệ Nhật cọc vít Cọc xi măng đất có gia cường ống thép có cánh ) Vật liệu làm cọc làm bê tông, xi măng, thép, nhựa, gỗ, luồng tre, cọc tràm 8.3.2 Các tiêu chuẩn Việt Nam móng cọc, tường đất có giớ hạn về: - Lựa chọn sức chịu tải thấp Sử dụng hệ số an toàn cao ( lên đến FS=7) phổ biến FS = – Gây lãng phí cho công trình - Không kể đến , kể đến ma sát âm chưa - Các kỹ sư thường không tính đến độ lún móng cọc hiệu ứng nhóm - Thiếu tiêu chuẩn sản xuất cọc bê tông đúc sẵn - Chỉ quan tâm tính toán móng cọc theo tiêu chuẩn giới hạn khả làm việc cọc - Dự tính sức chịu tải cọc nhồi thấp Vì lấy bê tông có giá trị từ 50 – 70 kg/cm2 Trong thực tế nâng giá trị lên lần - Lựa chọn công nghệ thi công cọc không ưu tiên sử dụng cọc nhồi Vì gây lãng phí cho ph ần móng cọc Có phần móng chiếm tới 30% - 40% chi phí xây lắp công trình 8.3.3 Việc sử dụng tiêu chuẩn nước, song thiếu kinh nghiệm thực tiễn Việt Nam làm cho thiết kế không tối ưu, phù hợp với đất Việt Nam Trong phần phụ lục trình bày số nội dung khảo sát, thiết kế, thi công cọc 8.4 Kiến nghị 8.4.1 Cần thiết biên soạn lại TCVN móng cọc 8.4.2 Cần thiết biên soạn TCVN móng cọc chịu tải trọng áp lực đất, va chạm động đất 8.4.3 Phải có thí nghiệm ly tâm cho móng cọc 8.4.4 Phải có thí nghiệm Động lực học cho móng cọc 8.4.5 Kết hợp mô hình số, thí nghiệm ly tâm, thí nghiệm mô hình 1:1 để biên soạn TCVN 8.4.6 Cần phân biệt loại cọc -127 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - 8.4.7 Cho phép Hội Cơ học đất Địa kỹ thuật công trình Hiệp Hội Bê tông cọc phía Nam biên soạn TCVN Móng cọc (Xem Phụ lục B4) 8.4.8 Đề cương biên soạn TCVN Thiết kế móng cọc 8.4.8.1 Những quy định chung Yêu cầu kỹ thuật Phạm vi sử dụng Định nghĩa, thuật ngữ 8.4.8.2 Vật liệu cọc Cọc bê tông cốt thép - Bê tông cốt thép, nên dùng bê tông có mác 300 - 350 - Có đai thép Cọc thép - Ống thép, thép hình - Ăn mòn: 0.01 mm/ năm - xâm thực 0.04 mm/ năm - trung bình 0.1 mm/ năm - Xâm thực 8.4.8.3 Một số yêu cầu công tác khảo sát Địa hình Địa chất công trình, địa chất thủy văn Thí nghiệm cọc phục vụ khảo sát, thiết kế, thi công nghiệm thu Khảo sát trường: xuyên tĩnh, xuyên động, cắt cánh, nén ngang, CPTU 8.4.8.4 Thiết kế cọc móng cọc Trạng thái giới hạn thứ nhất: Độ bền ổn định Trạng thái giới hạn thứ hai: - Độ lún công trình - Lún ảnh hưởng -128 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - - Hạ mức nước ngầm Tải trọng tác dụng lên cọc: - Trọng lượng nhà, trọng lượng móng - Ma sát âm - Tải trọng đất đắp Ảnh hưởng trình thi công sử dụng - Độ lún - Tiếng ồn - Đào hố móng - Xây cất tương lai 8.4.8.4.1 Khả chịu tải theo nền: Pa < Pu /FS - Công thức tĩnh: Pu C m.li fmi qb Ab i 1 a Thí nghiệm phòng b Xuyên, cắt cánh, nén ngang c Thí nghiệm động tĩnh Sức chịu tải nhóm cọc: - Cọc chống - ma sát Thí nghiệm động Đo sóng ứng suất -129 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - a) Hệ số an toàn: - Kinh nghiệm thực tế - Phương pháp đánh giá độ tin cậy tiêu - Điều kiện tải trọng - Thiết bị thi công - Các rủi ro xảy Phương pháp FS Chung > 1,5 Sửa chữa >2 Nén tĩnh Thử động >3 Sóng ứng suất 2,5 b) Ma sát âm: L1 = 0.71 L (Sử dụng phương pháp thiết kế cọc có kể đến ma sát âm GS Bength Felleiu) c) Ổn định: Cn < 10kPa Cn sức kháng cắt không thoát nước 8.4.8.4.2 Thiết kế đoạn cọc: theo tiêu chuẩn ∆L = 10 - 20m cọc đóng (phụ thuộc vào búa đóng cọc) ∆L = - m cọc ép (phụ thuộc vào búa đóng cọc) - Mối nối: Có R tương đương tiết diện khác, đồng trục dễ thi công - Hàm lượng thép: L/B 1% -130 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - L/B > 30 µ > 1,5 % Thép chủ Ф 10, 12, 14, 16 Thép đai Ф5, Hàn mặt bích cọc vào theo neo/ 8.4.8.4.3 Thiết kế đài cọc Khoảng cách cọc: - 3B ma sát - 2B chống - 25B khe lún B: Kích thước cọc Bê tông đài > M 200 Đài cọc, cọc cọc Liên kết cọc đài cọc: Khớp ngầm Lớp bảo vệ 8.4.8.5 Tính toán độ lún móng cọc - Sơ đồ tính toán Phụ lục A: fS = αCu Qb = NCCU Xuyên tĩnh α = f(CU) qb = 9Cu cU = qc/15 fS = kqC *k = 0.005 chặt *k = 0.01 rời Ứng suất hữu hiệu fS = ßσv’ Độ sâu giới hạn ZL -131 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - Phụ lục B: - Ổn định cọc - Phản lực không đổi - Phản lực thay đổi Phụ lục C: - Một số sơ đồ tính toán độ lún nhóm vật liệu - Nền nhiều lớp - Nền đồng - Nền hai lớp 8.4.9 Đề cương TCVN thi công nghiệm thu móng cọc 8.4.9.1 Những quy định chung - YÊU CẦU KỸ THUẬT CHUNG - HỆ SỐ AN TOÀN - ĐỊNH NGHĨA - THUẬT NGỮ 8.4.9.2 Chế tạo cọc 8.4.9.2.1 Sản xuất Cọc bê tông cốt thép nhà máy (Tham khảo Dự thảo Tiêu chuẩn Cơ sở Hội Bê tông cọc phía Nam) Quy định thiết kế kích thước, vật liệu, mác bê tông - Tải trọng Sai số: Chiều dài + 30 mm Tiết diện + mm Đồng trục -132 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - - Cốt thép Cốt đai gần mặt bích Mặt bích Thép chủ - Copha Chế tạo, yêu cầu Cọc có lỗ rỗng - Công tác bê tông Mác kiểm tra, độ sụt Đầm bê tông Bảo dưỡng Ghi số liệu - Mối nối - Đoạn cọc - Thiết kế điển hình cọc ly tâm, cọc vuông - Cọc bê tông dự ứng lực 8.4.9.2.2 Cọc thép Hình dáng Ăn mòn, biện pháp bảo vệ Liên kết (Mối nối thí nghiệm mối nối cọc) Mác Bê tông cọc >500 Độ thẳng cọc 8.4.9.3 Đóng cọc nhỏ -133 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - 8.4.9.3.1 Cọc bê tông cốt thép Kiểm tra trước đóng Định hướng Thiết bị Chọn búa: trọng lượng cọc/ trọng lượng đầu búa < 2/1 Diesel < 4/1 Lí lịch cọc Kéo dài đầu cọc Cọc mồi Cắt đầu cọc Lí lịch cọc Độ chối dừng đúng: sau loạt 10 nhát Số nhát đập/ 20mm - Sai số: lệch vị trí < 75 mm Nghiêng < : 75 - Sửa chữa kéo dài đầu cọc 8.4.9.3.2 Đóng cọc thép: Búa hơi: Trọng lượng Piston > trọng lượng 1m dài Diesel : Wp/ WH < 4:1 - Đóng vỗ cọc - Khoan dẫn -134 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - 8.4.9.4 Ép cọc nhỏ - Cho phép ép với SPT sức chịu tải cho phép - Neo đối trọng: tương đương với tải trọng nén theo qui định - Qui trình ép: - Độ thẳng đứng - Mối nối hàn - Lý lịch cọc - Dừng ép: - Lực nén lần tải trọng thiết kế - Cọc vào đất tốt - lần B - Khoan dẫn: qua lớp đất tốt xen kẹp - Kiểm tra độ dịch chuyển cọc đóng ép (Ép để giảm ứng suất dư cọc) 8.4.9.5 Thí nghiệm nén tĩnh - Khuyến khích nén tĩnh cọc với đầu đo ứng suất dọc thân cọc mũi cọc - Khuyến khích nén tĩnh cọc từ vị trí mũi cọc - Khuyến khích sử dụng PDA để thí nghiệm đóng cọc - Khuyến khích dùng WEAP để dự tính khả đóng cọc - Phải thí nghiệm cọc phục vụ khảo sát, thiết kế nghiệm thu cọc - Thời gian nghỉ tối thiểu: ngày - Ổn định qui ước 0.20mm/1h 0.1 mm/1h - Gia tải 25%, 70%, 100%, 125%, 150%,Pa -135 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - - Giữ tải > 6h 100% P 150 P 1h 0% Thời gian 15', 30', 45', 60' Vẽ biểu đồ: 100KN = 1mm, 1mm đo = mm vẽ - Tải trọng cho phép: Σ Độ lún < 6mm Tại Pa: độ lún < 3mm Pa: độ lún < 25 mm - Tổng kết kinh nghiệm nén tĩnh cọc (Đặng Đình Nhi ễm, Đỗ Hữu Đạo, Bùi Đình Nhu ận, Nguyễn Minh Hải, Nguyễn Trường Tiến, ) - Khai thác kết nén tĩnh cọc GS Bength Fellenin - Khai thác kết thí nghiệm ly tâm GS TS Charles ng - Khai thác kết thí nghiệm cọc GS Briaud (Mỹ) 8.4.9.6 Thí nghiệm động - Công thức động - Đo sóng ứng suất PDA - Các phương pháp khác 8.4.9.7 An toàn lao động Điều khoản chung, bảo hộ lao động, kiểm tra an toàn lao động, an toàn công cộng, vận hành, điều kiện trường, thiết bị, lắp đặt cọc, cọc mồi 8.4.9.8 Kiểm tra nghiệm thu - Thực trình sản xuất, vận chuyển xếp cọc -136 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - - Thực trình thi công - Các hồ sơ kỹ thuật khảo sát, thử nghiệm - Yêu cầu kỹ thuật - Lý lịch thi công cọc Phụ lục: Biểu đóng cọc Biểu ép cọc - Bản vẽ hoàn công - Thiết bị đóng cọc - Thiết bị ép cọc - Thí nghiệm kiểm tra nghiệm thu - Tập hợp hồ sơ, lưu trữ 8.4.9.9 Kết luận kiến nghị a) Các kinh nghiệm biên soạn TCVN cho móng cọc tiết diện nhỏ dùng để biên soạn TCVN móng cọc Tiêu chuẩn phải hình thành từ sở sau đây: - Kinh nghiệm sử dụng cọc tre, cọc gỗ cọc tràm Việt Nam - Kinh nghiệm tiêu chuẩn móng cọc Thuỵ Điển Ý, Úc, Mỹ, Anh, Pháp - Các nghiên cứu khảo sát, thiết kế, thi công nghiệm thu cọc Việt Nam - Các giải pháp kỹ thuật công nghệ để thi công cọc - Khai thác loại vật liệu có sẵn để chế tạo cọc - Các bước để xây dựng tiêu chuẩn móng cọc Học tập kinh nghiệm Quốc Tế Nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu mô hình Nghiên cứu phương pháp tính mô hình -137 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT móng CT đến năm 2030" - Áp dụng thực tiễn Thí nghiệm cọc Quan trắc công trình So sánh giữ lý thuyết thực tiễn Đúc rút kinh nghiệm biên soạn tiêu chuẩn 10 Soát xét bổ sung tiêu chuẩn b) Móng cọc có ý nghĩa khoa học, kỹ thuật, công nghệ, đầu tư thương mại c) Móng cọc kết hợp đóng, khoan, ép, nhồi bê tông giải pháp kỹ thuật công nghệ sáng tạo Việt Nam d) Có thể thành lập hội đồng khoa học để đánh giá Tiêu chuẩn Nâng cấp thành tiêu chuẩn Việt Nam e) Tiêu chuẩn sở móng cọc đóng ép đư ợc Hội Bê tông cọc phía Nam Hội Cơ học đất Địa kỹ thuật công trình Việt Nam dự thảo để trình cho Bộ Xây dựng Bộ KHCN f) Nên ưu tiên biên soạn TCVN Móng cọc thay cho TCVN hành g) Cần thiết móng cọc chịu tải trọng ngang động đất (Ngô Quốc Trinh, 2013) h) Nên đầu tư phòng thí nghi ệm quay ly tâm để nghiên cứu làm việc móng cọc i) Nên phát triển mô hình số phần mềm (phần tử hữu hạn) để nghiên cứu thiết kế cọc j) Nên có TCVN thống móng cọc thay cho TCVN dùng cho ngành khác k) Nên biên soạn Sách Cẩm nang Địa kỹ thuật Việt Nam (Chương 12) để hướng dẫn tính toán móng cọc trình bày kinh nghiệm từ thực tiễn -138 [...]... giữa kết quả đo và kết quả tính toán + thời điểm thích hợp để xây dựng công trình trên đất đắp + Đề xuất các giải pháp kỹ thuật cần thiết để bảo vệ mái dốc và nền đất đắp + Dự báo về sự làm việc lâu dài của nền đất đắp -95 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống các quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT và nền móng CT đến năm 2030" ... lên Đất có cốt bằng vải địa địa kỹ Vải thuật, lưới địa kỹ địa kỹ thuật Lưới địa kỹ thuật đất đắp Cọc tre, cọc trèm, gia cố nông đến Sử dụng cọc Truyền tải xuống sâu hơn, chống trượt 3 -5m Cọc thiết diện nhỏ, đường kính nhỏ hơn 25 m, truyền tải sâu 15 20 -25m -100 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống các quy chuẩn, tieu chuẩn. .. 7.4.11 Sử dụng cọc cát cho nền cát rời -102 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống các quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT và nền móng CT đến năm 2030" - Ximăng hóa và vôi hóa đất yếu A Ổn định B Lún và lún nghiêng a Đất sét yếu b Đất đắp tôn nền c Cung trượt... chiều dày đất yếu và chiều rộng đất đáp lớn, không sử dụng cọc ngắn để giải quy t bài toán lún -103 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống các quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT và nền móng CT đến năm 2030" - a Đất yếu b Cọc nhỏ c Đất đắp d Công trình Hình... d Cọc xi măng đất, cọc vôi đất e Móng bị nghiêng do lún lệch công trình f Gia cố móng và đất yếu bằng cọc đất xi măng, đá vôi g Mực nước Hình 7.4.13 Sử dụng cọc xi măng đất, vôi đất làm tăng cường độ nền và giảm lún Gia cố nền đất yếu bằng cọc nhỏ a Đất yếu b Cọc ngắn c Công trình Hình 7.4.14 Gia cố nền bằng cọc ngắng (tre, cừ tràm) nâng cao sức chịu tải của nền - Tính toán sức chịu tải của nhóm cọc. .. chủ yếu của một số loại đất sét yếu được trình bày dưới đây: Các đặc trưng chủ yếu của các loại đất yếu -96 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống các quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT và nền móng CT đến năm 2030" - Bảng 7.4.1 Đặc trưng tiêu biểu của đất. .. lỏng Hình 7.4.4 Nghiêng lún của công trình do cố kết đất sét yếu và hóa lỏng đất cát ` -98 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống các quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT và nền móng CT đến năm 2030" - S: Độ lún sau cố kết Hình 7.4.5 Độ lún cố kết xảy ra do... Bảo vệ mái dốc 7.3 Thi công lớp đất đắp, quan trắc và kiểm tra chất lượng 7.3.1 Thi công lớp đất đắp -93 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống các quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT và nền móng CT đến năm 2030" - 7.3.2 Lựa chọn đất đắp - Trong điều kiện... của đất thí nghiệm đầm chặt tại hiện trường Hệ số K được quy định theo yêu cầu thiết kế, phụ thuộc vào mức độ quan trọng về kinh tế và kỹ thuật của công trình K = 0,95 với phần lớn các loại công trình, là tiêu chuẩn chung K = 0,98 đối với các công trình đ ặc biệt quan trọng về kinh tế kỹ thuật K = 0,90 đối với công trình nhỏ, có mức độ bình thư ờng 7.3.3 Quan trắc Trong quá trình tôn nền trên đất yếu. .. Độ lún cố kết được rút ngắn Hình 7.4.8 Thoát nước do đất đắp và tải trọng công trình và rút ngắn thời gian thoát nước -101 Báo cáo tổng kết Đề tài "Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống các quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT và nền móng CT đến năm 2030" - Làm chặt đất cát rời