BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH ĐỀ TÀI NCKH SINH VIÊN ỨNG DỤNG CỌC KHOAN NHỒI TRONG THI CƠNG NHÀ CAO TẦNG TẠI QUẬN S K C 0 7 MÃ SỐ: SV2010 – 55 S KC 0 Tp Hồ Chí Minh, 2010 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HCM  ĐỀ TÀI NCKH CẤP SINH VIÊN ỨNG DỤNG CỌC KHOAN NHỒI TRONG THI CƠNG NHÀ CAO TẦNG TẠI Q.7 THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH MÃ SỐ: SV2010 - 55 THUỘC NHÓM NGÀNH : KHOA HỌC KỸ THUẬT NGƯỜI CHỦ TRÌ : PHẠM DUY THIỆU NGƯỜI THAM GIA : NGUYỄN VĂN THẮNG ĐƠN VỊ : KHOA XÂY DỰNG VÀ CƠ HỌC ỨNG DỤNG TP HỒ CHÍ MINH – 2010 LỜI NĨI ĐẦU: _o0o _ - Một cơng trình xây dựng tồn lâu bền phụ thuộc nhiều vào giai đoạn thiết kế khởi đầu giai đoạn thiết kế – móng - Với đam mê mơn học “Nền – móng” gợi ý đề tài NCKH sinh viên: “Ứng dụng cọc khoan nhồi xây dựng nhà cao tầng quận Tp HCM” Chúng tơi mạnh dạn đăng ký tham gia thực đề tài - Đề tài gợi mở thú vị cho sinh viên ngành Xây Dựng Dân Dụng &Cơng Nghiệp Thơng qua đề tài này, chúng tơi có dịp để củng cố lại kiến thức có tiếp cận thêm kiến thức mới, đặc biệt giải pháp móng Hiểu biết cơng việc làm sau trường - Chúng tơi xin chân thành cảm ơn: + Ban chủ nhiệm khoa XD&CHUD + Các giảng viên mơn XD&CHUD + Người thân bạn bè lớp 07114 + Phòng thiết kế cơng ty Fino Facific + Ths Nguyễn Quốc Tuyến Đã tận tình giúp đỡ chúng tơi suốt thời gian thực đề tài Nhóm nghiên cứu ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN 2010 Mục Lục: Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ I ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU: II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC: 1 Giới thiệu cọc khoan nhồi: Các dạng cọc khoan nhồi : Tình hình nghiêu cứu ngồi nƣớc: (1) III NHỮNG VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI: Phần 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI: II PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: III NỘI DUNG: Lý thuyết phân tích thiết kế: Tính tốn thiết kế cọc khoan nhồi theo cấp tải trọng với điạ chấ t cu ̣ thể : 23 2.2 Các bất cập xuất tính tốn phƣơng pháp đại số 26 2.3 Sử dụng phần mềm plaxis 26 So sánh kết tính phƣơng pháp đại số tính máy 35 IV KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC: 35 Tính khoa học: 35 Khả triển khai ứng dụng vào thực tế: 35 Hiệu kinh tế, xã hội: 35 Phần 3: KẾT LUẬN 37 I KẾT LUẬN: 37 II KIẾN NGHỊ: 37 TÀI LIỆU THAM KHẢO: .38 SVTH: Phạm Duy Thiệu – Nguyễn Văn Thắng ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN 2010 Phần 1: ĐẶT VẤN ĐỀ I ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU: SỬ DỤNG CỌC KHOAN NHỒI TRONG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG TẠI KHU VỰC QUẬN 7-Tp HỒ CHÍ MINH II TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU TRONG VÀ NGỒI NƢỚC: Giới thiệu cọc khoan nhồi: - Cọc nhồi loại móng sâu đƣợc thi cơng cách đổ bê tơng tƣơi vào hố (lỗ khoan) trƣớc Các dạng cọc khoan nhồi : - Cọc nhồi đơn giản: tiết diện hình trụ khơng thay đổi suốt chiều sâu cọc - Cọc nhồi mở rộng đáy : Cọc có hình trụ khoan bình thƣờng nhƣng gần đến đáy dùng gầu đặc biệt để mở rộng đáy hố khoan, sử dụng lƣợng nhỏ thuốc nổ để mở rộng đáy Ngƣời ta mở rộng nhiều đợt khoan thuốc nổ suốt chiều dài thân cọc Cọc đƣợc mở rộng đáy cọc đƣợc mở rộng nhiều đợt thân cọc tăng sức chịu tải nhiều so với cọc thơng thƣờng - Cọc Barrette : Đây loại cọc nhồi có tiết diện hình chữ nhật, chữ L, chữ I, chữ H thực chất tƣờng sâu đất bê tơng cốt thép Cọc có sức chịu tải lớn tối đa đến 6000T ƣu việt xây dựng nhà có nhiều tầng hầm tƣờng cừ chống sập lở quanh nhà, vừa tƣờng cừ chống nƣớc cho tầng hầm Tình hình nghiêu cứu ngồi nƣớc:(1) - So với loại cọc khác, cọc nhồi có lịch sử tƣơng đối mới, năm 1908 -1920, lỗ khoan cọc nhồi cỡ nhỏ (Đƣờng kính 0.3m, dài 6-12m) đƣợc thi cơng máy khoan lỗ chạy nƣớc, chí ngựa cuối thập kỉ 40 đầu thập kỉ 50, cơng nghệ khoan cọc nhồi phát triển, ngƣời ta làm cọc mở rộng chân khoan phá đá, nhƣ biết sử dụng dung dịch bentonite để giữ thành hố khoan - Cọc nhồi đại đƣợc giới thiệu vào Việt Nam đầu thập kỉ 90 Kích thƣớc phổ biến cọc nhồi Việt Nam đƣờng kính 1-2m, chiều sâu 40-70m - Trong gần mƣời lăm năm trở lại đây, cơng nghệ cọc khoan nhồi đƣợc áp dụng mạnh mẽ xây dựng cơng trình nƣớc ta Hiện nay, ƣớc tính hàng năm thực khoảng 50 ÷ 70 nghìn mét dài cọc khoan nhồi có đƣờng kính 0,8 ÷ 2,5m, với chi phí khoảng 300 ÷ 400 tỷ đồng (1): Trích: “Giới thiệu cọc nhồi” – Móng cọc, phân tích thiết kế - Vũ Cơng Ngữ SVTH: Phạm Duy Thiệu – Nguyễn Văn Thắng ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN 2010 III NHỮNG VẤN ĐỀ CỊN TỒN TẠI: - Là giải pháp móng khơng q phổ biến hầu hết cơng trình cơng nghệ thi cơng nhƣ lý thuyết/ phân tích thiết kế có nhiều tiến bộ, phát triển với nhiều cơng trình đạt độ tin cậy cao (Hầu nhƣ chƣa có nhiều cố cơng trình lớn việc thiết kế hay thi cơng cọc khoan nhồi chƣa đáp ứng u cầu) Song song với phát triển mạnh mẽ thị Việt Nam, đặc biệt thành phố Hồ Chí Minhvới cơng trình có tải trọng lớn, xây dựng đất thiếu ổn định giải pháp cọc khoan nhồi giải pháp mang lại nhiều ƣu điểm kinh tế kỹ thuật Nhƣng thời lƣợng đào tạo có hạn nhà trƣờng, sinh viên ngành xây dựng dân dụng & cơng nghiệp dừng lại “khái niệm” cọc khoan nhồi, chƣa có nhìn tổng qt giải pháp - Trong mơi trƣờng thực tế, tham gia dự án khu vực Tp HCM, đặc biệt quận – quận có quỹ đất trống lớn so với quận khác, song đất hầu nhƣ khơng đáp ứng đƣợc u cầu cƣờng độ cho cơng trình có quy mơ lớn, dịa chất gồm nhiều lớp đất yếu (Lớp bùn sâu tới 40-60m) Việc giới thiệu giải pháp móng phù hợp cho khu vực với số liệu thực tế nguồn tài liệu tham khảo vơ q giá cho kỹ sƣ trƣờng sinh viên có nhu cầu nghiên cứu địa chất, giải pháp móng để tích lũy thêm kiến thức cho SVTH: Phạm Duy Thiệu – Nguyễn Văn Thắng ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN 2010 Phần 2: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI: - Tìm hiểu giải pháp móng mang lại hiệu cao q trình phát triển thị hồn tồn vùng đất rộng lớn với địa tầng thiếu ổn định - Giới thiệu cung cấp thơng tin cho sinh viên ngành xây dựng dân dụng cơng nghiệp lý thuyết phân tích thiết kế, tính tốn theo tiêu chuẩn hữu sử dụng phần mềm tính tốn móng nhƣ đƣa nhìn tổng qt giải pháp móng phổ biến II PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: Gồm3 giai đoạn:  Giai đoạn 1: Tìm hiểu kỹ thuật tính tốn, thi cơng cọc khoan nhồi (cơng nghệ, loại cọc khoan nhồi, biện pháp thi cơng, ƣu khuyết điểm, quy trình tính tốn, thiết kế cọc khoan nhồi, TCVN có liên quan khả ứng dụng giải pháp này)  Giai đoạn 2: Tìm hiểu việc áp dụng kỹ thuật thi cơng cọc khoan nhồi số cơng trình khu vực Quận – Tp.HCM (Thu thập liệu địa chất, tính tốn móng số cơng trình – thi cơng địa bàn Quận)  Giai đoạn 3: So sánh lý thuyết tính tốn thực tế thi cơng, đƣa đề xuất mang tính thực tiễn việc áp dụng kỹ thuật thi cơng cọc khoan nhồi thi cơng nhà cao tầng khu vực Quận III NỘI DUNG: Lý thuyết phân tích thiết kế: 1.1 Sơ lƣơ ̣c về phƣơng pháp thiế t kế và thi cơng co ̣c khoan nhờ i 1.1.1 Ƣu, nhƣợc điểm cơng nghệ cọc khoan nhồi - Với đặc ciểm nhà cao tầng tài trọng đứng lớn tập trung, trọng tâm nhà cách mặt đất lớn lên nhạy cảm với tải trọng ngang nhƣ gió động đất làm phát sinh mơ men lật cực lớn nên có u cầu khắt khe với khà chịu lực, tính ổn định lún lệch - Móng cọc có sức chịu tải lớn, khả chống chịu tải trọng phức tạp nhƣ tính thích ứng tốt với điều kiện địa chất khác trở thành hình thức móng lý tƣởng cho nhà cao tầng - Cọc khoan nhồi với ƣu điểm :  Về mặt kết cấu:  Căn vào tài liệu khảo sát địa chất, ngƣời thiết kế xác định đƣợc chiều sâu cọc cho sức chịu tải đất tƣơng đƣơng với sức chịu tải vật liệu làm cọc (Pvl≈ Pđn) Điều với phƣơng pháp cọc đóng, nén tĩnh ép neo khơng thực đƣợc Đó điều kiện đƣa đến giải pháp móng hợp lý kinh tế  Khả chịu lực cao 1,2 lần so với cơng nghệ khác SVTH: Phạm Duy Thiệu – Nguyễn Văn Thắng ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN 2010  Cọc khoan nhồi đƣợc đặt vào lớp đất cứng, chí tới lớp đá mà cọc đóng khơng thể tới đƣợc  Có tiết diện độ sâu mũi cọc lớn nhiều so với cọc chế sẵn sức chịu tải lớn nhiều so với cọc chế tạo sẵn  Số lƣợng cọc đài cọc ít, việc bố trí đài cọc (Cùng cơng trình ngầm) cơng trình đƣợc rễ ràng  Sức chịu tải ngang cọc khoan nhồi lớn, việc thi cơng cọc nhồi có chấn dung nhỏ nhiều so với cọc đóng, thi cơng cọc nhồi khơng gây tƣợc trồi đất xung quanh, khơng đẩy cọc sắn có xung quanh sang ngang  Thích hợp với loại đất đá, kể vùng có hang castơ  Thích hợp với cơng trình lớn, tải trọng nặng, địa chất móng đất có địa tầng thay đổi phức tạp  Khơng gây ảnh hƣởng đến cơng trình xây dựng liền kề (lún nứt, tƣợng chồi đất, lún sụt cuc bộ, ) Xây dựng nhà cao tầng khu dân cƣ đơng đúc, nhà xây chen, nhà xây liền kề mặt phố, nhà biệt thự khắc phục đƣợc cố lún nứt nhà liền kề, lấy lại thăng nhà xây dựng bị nghiêng lún sử dụng, gia cố móng nhà bị yếu, thi cơng địa điểm chật hẹp ngõ ngách nhỏ  Cơng nghệ tạo khối cọc bê tơng đúc liền khối (khơng phải hàn nối nhƣ cơng nghệ đóng cọc khác), tăng khả chịu lực độ bền co móng cơng trình cơng nghiệp, cầu giao thơng quy mơ nhỏ,  Cơng nghệ thi cơng cọc khoan nhồi đƣờng kính lớn giải qêt vấn đề kỹ thuật móng sâu địa chất phức tạp, nơi mà loại cọc đóng búa xung kích hay búa rung có mặt cắt vng tròn có đƣờng kính D