Chương TƯỜNG CHẮN BẰNG CỌC NHỒI BÊ TÔNG CỐT THÉP 6.1 GIỚI THIỆU CHUNG Khi đào hố để đặt công trình ngầm không mở vách dốc trường hạn chế chắn giữ cọc trộn hay chỗ không đóng/hạ cọc gây chấn động ồn không cho phép chắn giữ hàng cọc khoan nhồi Cọc nhồi khoan lỗ, cọc đào nhân công có đường kính lớn φ = 800 − 1000mm tạo thành tường chắn Kết cấu chắn giữ hàng cọc nhồi chia làm: (1) Chắn giữ cọc hàng theo kiểu dãy cột Khi đất xung quanh hố tương đối tốt, mực nước ngầm tương đối thấp, lợi dụng hiệu ứng vòm cọc gần (ví dụ dùng cọc nhồi khoan lỗ cọc đào lỗ đặt thưa) để chắn giữ thành hố đào hình 6.1a (2) Chắn giữ cọc hàng liên tục Trong đất yếu thường hình thành vòm đất, nên cọc chắn giữ phải xếp thành hàng liên tục (hình 6.1b) Cọc khoan lỗ dày liên tục tiếp xúc nhau, cường độ bê tông thân cọc chưa hình thành làm cọc dễ bê tông không cốt thép giữ cọc để nối liền cọc hàng khoan lỗ lại, hình 6.1e Cũng dùng cọc hàng dạng chồng tiếp (giao cắt) hình 6.1d, với thi công lần cọc số 1,3,5 lần cọc số 2,4… Cũng có công nghệ dùng thiết bị thi công lúc từ 3-5 cọc (3) Chắn giữ cọc hàng tổ hợp Trong vùng đất yếu mà có mục nước ngầm tương đối cao dùng cọc hàng khoan nhồi tổ hợp với tường chống thấm cọc xi măng đất, hình 6.1e Đây giải pháp khắc phục nhược điểm tường cọc khoan nhồi chúng dễ bị xuyên nước Căn vào độ sâu hố đào tình hình chịu lực kết cấu chắn giữ cọc hàng chia làm loại sau đây: (1) Kết cấu chắn giữ chống (congxon): Khi độ sâu hố đào không lớn lợi dụng tác dụng congxon để chắn giữ khối đất phía sau tường (2) Kết cấu chắn giữ có tầng chống: Khi độ sâu hố đào lớn hơn, dùng kiểu chống dùng hàng chống đặt phía đỉnh kết cấu chắn giữ (hoặc dùng neo kéo) (3) Kết cấu chắn giữ nhiều tầng chống: Khi độ sâu hố đào sâu, đặt nhiều tầng chống, nhằm giảm bớt nội lực tường chắn Với loại hố đào có độ sâu 10m, trước hay dung tường ngầm liên tục đất, có nhiều tầng chống, chắn tin cậy giá thành cao, gần dùng cọc khoan lỗ Φ800-1000mm để thay cho tường kết hợp với cọc trộn sâu để ngăn nước, có nhiều tầng chống đảo trung tâm, kết cấu chắn giữ loại ứng dụng thành công hố đào có độ sâu tới 13m Tính toán kết cấu chắn giữ cọc hàng bao gồm tính nội lực thân tường, tính chống tính ổn định hố móng…Chương chủ yếu giới thiệu tính nội lực thân tường, phương pháp tính toán phương pháp giới thiệu chương áp dụng kết hợp với Phân tích ổn định hố móng giới thiệu chương 6.2 CẤU TẠO VÀ BỐ TRÍ CỌC Việc bố trí cọc nhồi thành hàng với khoảng cách thưa dày tùy thuộc vào tính chất đất kích thước hố móng Trên hình 6.2a ví dụ tường cọc kết hợp với chống ngang dọc để giữ ổn định tường hình 6.2b tường cọc nhồi kết hợp cọc xi măng đất để tạo vòm truyền áp lực đất lên cọc chịu lực để ngăn nước Như hình 5.1 (chương 5) thay cọc nhồi cọc BTCT đúc sẵn cọc thép hình khoảng cọc dùng vữa xi măng cát phun lên lưới thép cài sẵn để làm màng ngăn nước Độ cao vòm (hình 6.2b) f = (1/4 ÷ 1/2)L Khi tính toán tính đổi mặt chịu tải dạng vòm thành tường phẳng chịu tải tường liên tục có chiều dày thực tế kết cấu không gian có độ cứng lớn nhiều kết cấu phẳng Tại công trình thành phố Nam Kinh dùng cọc nhồi bê tông Φ1000mm, dài 16m, đặt cách 3m cọc xi măng đất Φ300m, f = L/4 =3000/4 =750m, cho hố đào sâu 10,3m So với phương án dùng cọc nhồi bê tông đặt sát có tầng neo tiết kiệm 140 thép Loại hình tường chắn vừa nêu thích dụng đất cát, đất sét cNn thận dùng đất yếu đất bùn Có thể bố trí cọc chịu lực (có cốt thép) với cọc trộn hàng hình 6.3 Do cọc nhồi tường chăn có độ cứng lớn nên thường chúng kết hợp với tường hàng cột ngoại vi công trình ngầm để thành kết cấu chỉnh thể vĩnh cửu công trình Các dạng kết hợp phong phú mang lại hiệu kinh tế kỹ thuật đáng kể (xem [12]) 6.3 CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CỌC Thân tường chắn cọc khoan nhồi bố trí thành hàng thi công theo yêu cầu kỹ thuật tiêu chuNn thi công cọc khoan nhồi thông thường Khi khoan lỗ, để đề phòng làm sụt lở hư hại bê tông cọc lân cận, thời gian gián cách để thi công cọc lân cận không 72 Trong thực tế thi công, thương áp dụng biện pháp thi công nhảy cách cọc Khi đó, khoảng nhảy cách có cọc thi công xen vào bên trái bên phải có cọc Để xác định vị trí cọc xác, yêu cầu sai số thi công cho phép cọc làm tường vây phải nhỏ cọc công trình bình thường Sai lệch vị trí cọc phải khống chế trung bình 30mm Sai lệch độ thẳng đứng thân cọc nhỏ 1/200 Biến đổi đường kính thân cọc phải khống chế 5/100 Vì thế, vùng đất yếu có mực nước ngầm cao, làm lỗ Trên hình 6.13, 6.14 trình bày sơ đồ nguyên tắc thi công cọc khoan nhồi cho tường cừ Theo hình 6.14 trình tự thi công sau: Lần đầu làm cọc số lẻ A lần làm cọc số chẵn B: (a) Khoan guồng xoắn; (b) Rút khoan bơm/rót vữa; (c) Kết thúc bơm vữa; (d) Đặt đốt cốt thép thép hình; (e) Khoan guồng xoắn giữ cọc làm; (f) Rút khoan bơm vữa; (g) Kết thúc bơm vữa; (h) Đặt cốt thép thép hình Để giữ thành lỗ khoan dùng dung dịch sét bentonite ống vách Hẵng Bauer (CHLB Đức) có sản xuất loại máy khoan guồng xoắn gồm – đầu khoan lúc nên công nghệ tường chắn cọc có ưu so với tường liên tục đất Việc kiểm tra chất lượng cọc làm tường chắn giống cọc khoan nhồi, có khác yêu cầu sai số kích thước có nghiêm khắc vừa nêu Trên hình 6.15 trình bầy ví dụ công trình hố đào giữ thành cọc khoan nhồi neo đất