Tiểu Luận: Chuyên Đề Thi Công

Chia sẻ: Conglethanh Cong | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:53

Thêm vào BST

Báo xấu

676
lượt xem 160
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ngày nay, hầu hết các công trình nhà cao tầng được xây rất nhiều và giải pháp giao thông chính là thang máy, việc làm coppha để thi công lõi thang máy là một công tác rất quan trọng và cần độ chính xác cao, với coppha thông thường thì không hiệu quả kinh tế và rất nguy hiểm cho công nhân khi làm ở độ cao mà sức gió thổi lớn, coppha trượt đã giải quyết được các vấn đề trên và rất hiệu quả khi úng dụng vào thi công lõi thang máy cho nha cao tầng....

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu Luận: Chuyên Đề Thi Công

BÀI TIỂU LUẬN CHUYÊN ĐỀ THI CÔNG 1
MỤC LỤC Lời nói đầu Trang 3 Chuyên đề 1: Thi công cọc xi măng đất 4 1. Giới thiệu chung 4 2. Phạm vi ứng dụng 4 3. Ưu điểm 5 4. Tiêu chuẩn thiết kế 9 5. Các kiểu bố trí cọc 11 6. Công nghệ khoan phụt 14 7. Trình tự thi công 14 8. Tính toán cọc xi măng đất 17 9. Một số lưu ý khi thiết kế cọc xi măng đất. 17 10.Một số kết quả nguyên cứu và khả năng ứng dụng tại Việt Mam Chuyên đề 2: Thi công ép cọc bê tông cốt thép A. Ép cọc thông thường 21 1. Một số định nghĩa định nghĩa 21 2. Ưu nhược điểm của phương pháp thi công ép cọc 22 3. Chuẩn bị mặt bằng thi công 22 4. Vị trí ép cọc 22 5. Lựa chọn phương pháp thi công ép cọc 24 6. Các yêu cầu kỹ thuật đối với đoạn ép cọc 24 7. Các yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị ép cọc 2
8. Tính toán chọn cẩu phục vụ 25 9.Phương pháp ép cọc và chọn máy ép cọc 25 B. Ép cọc BTCT dự ứng lực theo phương pháp khoan+ép 27 1. Giới thiệu chung về cọc BTCT dự ứng lực 27 2.Các qui định chung về cọc khoan ép 29 3.Chuẩn tọa đọ cọc 30 4.Bảo quản cọc 30 5.Trình tự thi công 30 6.Các bước kiểm tra chất lượng cọc 32 7.Biện pháp an toàn và đảm bảo vệ sinh môi trường 33 8.Sự cố và biện pháp xử lý 33 9.Lưu ý trước khi hạ cọc 33 10.Hàn các đoạn cọc 34 Chuyên đề 3: Ứng dụng coppha trượt trong thi công lõi thang máy 36 36 1. lựa chọn phương pháp thi công 37 2. mô tả thiết bị - cấu tạo lắp coppha trượt 37 2.1 mô tả cấu tạo 41 2.2. biện pháp lắp dựng 42 2.3.ứng dụng coppha trượt trong thi công lõi thang máy 42 2.3.1. công tác chuẩn bị 43 2.3.2.láp dựng hệ thông coppha trượt 44 2.3.3.thi công bê tông 3
47 lời nói đầu Môn học Chuyên đề thi công là môn học nằm trong chương trình đào tạo bậc đại học chính quy chuyên ngành Xây dựng dân dụng và công nghiệp của các trường đại học xây dựng trong nước nói chung và trường đại học Kiến trúc TP.HCM nói riêng. Thời lượng môn học gói gọn trong 6 buổi học tương ứng với 30 tiết giảng dạy trên lớp. Theo đó, giảng viên phụ trách môn học sẽ trình bày và hướng dẫn cho sinh viên phương pháp nghiên cứu nội dung môn học. Nội dung môn học Chuyên đề thi công do các giảng viên của Khoa- bộ môn thống nhất và quy định cụ thể nói về các chuyên đề liên quan đến các kỹ thuật, công nghệ thi công đã và đang được áp dụng trên thế giới. Kết thúc môn học, nhiệm vụ của sinh viên là viết 1 bài tiểu luận trình bày những kiến thức mà mình đã 4
tiếp thu được sau khi hoàn thành môn học. Đề tài viết tiểu luận do giảng viên quy định bao gồm 3 chuyên đề trong đó: + 2 chuyên đề đã được giảng viên trình bày trên lớp. + 1 chuyên đề mở rộng sinh viên tự chọn trên các sách báo, mạng truyền thông. - Chuyên đề 1: Thi công cọc xi măng đất. - Chuyên đề 2: Thi công cọc ép bê tông cốt thép. - Chuyên đề 3: Ứng dụng coppha trượt trong thi công lõi thang máy Chuyên đề thứ 3 do tôi tự chọn xuất phát từ sự nhận thức của bản thân về tầm quan trọng của việc sử dụng coppha trượt trong ngành xây dựng. Ngày nay, hầu hết các công trình nhà cao tầng được xây rất nhiều và giải pháp giao thông chính là thang máy, việc làm coppha để thi công lõi thang máy là một công tác rất quan trọng và cần độ chính xác cao, với coppha thông thường thì không hiệu quả kinh tế và rất nguy hiểm cho công nhân khi làm ở độ cao mà sức gió thổi lớn, coppha trượt đã giải quyết được các vấn đề trên và rất hiệu quả khi úng dụng vào thi công lõi thang máy cho nha cao tầng. THI CÔNG CỌC XI MĂNG ĐẤT Công nghệ cọc vữa ra đời và áp dụng tại Nhật Bản khoảng 30 năm, cùng với những ưu điểm : thi công nhanh, tiết kiệm, ít ô nhiễm, gọn nhẹ… đặc biệt kiểm tra chất lượng hoàn toàn bằng điện toán nên có độ chính xác, chất lượng cao. Nên hiện nay công nghệ cọc vữa và chùm công nghệ cọc vữa cải tiến được áp dụng phổ biến tại Nhật Bản và các nước Đông Nam Á khác. 1. Giới thiệu chung 5
Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất) -(Deep soil mixing columns, soil mixing pile) Cọc xi măng đất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng được phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên. Trong quá trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướt). 2.Phạm vi ứng dụng Khi xây dựng các công trình có tải trọng lớn trền nền đất yếu cần phải có các biện pháp xử lý đất nền bên dưới móng công trình, nhất là những khu vực có tầng đất yếu khá dày như vùng Nhà Bè, Bình Chánh, Thanh Đa ở thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh ở đồng bằng sông Cửu Long. Cọc xi măng đất là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu. Cọc xi măng đất được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý móng và nền đất yếu cho các công trình xây dựng giao thông, thuỷ lợi, sân bay, bến cảng…như: làm tường hào chống thấm cho đê đập, sửa chữa thấm mang cống và đáy cống, gia cố đất xung quanh đường hầm, ổn định tường chắn, chống trượt đất cho mái dốc, gia cố nền đường, mố cầu dẫn... 3.Ưu điểm So với một số giải pháp xử lý nền hiện có, công nghệ cọc xi măng đất có ưu điểm là khả năng xử lý sâu (đến 50m), thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thô cho đến bùn yếu), thi công được cả trong điều kiện nền ngập sâu trong nước hoặc điều kiện hiện trường chật hẹp, trong nhiều trường hợp đã đưa lại hiệu quả kinh tế rõ rệt so với các giải pháp xử lý khác.(nếu sử dụng phương pháp cọc bê tông ép hoặc cọc khoan nhồi thì rất tốn kém do tầng đất yếu bên trên dày. Với 1 trường hợp đã áp dụng với lớp đất dày 30m, thì khi sử dụng phương pháp cọc- đất xi măng tiết kiệm cho mỗi móng xi lô khoảng 600 triệu đồng. Ưu điểm nổi bật của cọc xi măng đất là: Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp, không có yếu tố rủi ro cao. Tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt đủ cường độ(Ví dụ tại dự án Sunrise). Tốc độ thi công cọc rất nhanh. Hiệu quả kinh tế cao. Giá thành hạ hơn nhiều so với phương án cọc đóng, đặc biệt trong tình hình giá vật liệu leo thang như hiện nay. 6
Rất thích hợp cho công tác sử lý nền, sử lý móng cho các công trình ở các khu vực nền đất yếu như bãi bồi, ven sông, ven biển Thi công được trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập nước Khả năng sử lý sâu (có thể đến 50m) Địa chất nền là cát rất phù hợp với công nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao 4.Tiêu chuẩn thiết kế Tại Việt Nam, tiêu chuẩn thiết kế - thi công – nghiệm thu cọc xi măng đất là TCXDVN 385 : 2006 "Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng" do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ Xây dựng đề nghị, Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số 38/2006/QĐ-BXD ngày 27 tháng 12 năm 2006. Tiêu chuẩn của nước ngoài thì có Shanghai-Standard ground treatment code DBJ08-40-94. (Tuy nhiên trong các tài liệu tính tóan này chỉ chủ yếu đề cập đến vấn đề lực thẳng đứng là chính mà chưa thấy đề cập đến vấn đề thiết kế khi công trình chịu tải trọng ngang.) 7
Công trình vĩnh trung plaza, đường Hùng Vương , Q.3. TP ĐÀ NẴNG, thi công tầng chắn tầng hầm đào 3m, đường kính cọc 1.2m, L=9m, thi công cọc móng đường kính 1m , L=12m. Do công ty Tenox Kyusyu thực hiện 8
Công trình khách sạn ĐẢO XANH TP ĐÀ NẴNGM, tường chắn đất hai tầng hầm đào sâu 10.5m, đường kính cọc 1m, L=14m, 6 hàng cọc Quá trình nén chặt cơ học Sau khi gia cố, thể tích khối đất sẽ là V, thể tích hạt rắn là Vh, thể tích lỗ rỗng Vr : V = Vh + Vr Như vậy, sự thay đổi thể tích khối đất là: DV = Vo – V = (Vho + Vro) - (Vh + Vr) Thể tích các hạt rắn được coi như không đổi trong quá trình gia cố, nghĩa là Vho = Vh , do đó: DV = Vro - Vr DV = DVr (4) Biểu thức (4) cho thấy: Sự thay đổi thể tích khối đất khi gia cố chính là sự thay đổi thể tích lỗ rỗng trong khối đất. 9
Quá trình cố kết thấm Ngoài tác dụng nén chặt đất, cọc xi măng đất còn có tác dụng Làm tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền. Do cọc xi măng đất được đưa vào nền dưới dạng khô nên hỗn hợp cát - xi măng – vôi sẽ hút nước trong đất nền để tạo ra vữa xi măng, sau đó biến thành đá xi măng. Quá trình tạo vữa xi măng làm tổn thất một lượng nước lớn chứa trong lỗ hổng của đất, nghĩa là làm tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất. Quá trình này xảy ra ngay sau khi bắt đầu gia cố và kéo dài cho đến khi nền đất được gia cố xong, toàn bộ cọc xi măng đất trở thành một loại bê tông . Quá trình biến đổi hoá lý Đây là quá trình biến đổi hoá lý phức tạp, chia làm hai thời kỳ: thời kỳ ninh kết và thời kỳ rắn chắc. Trong thời kỳ ninh kết, vữa xi măng mất dần tính dẻo và đặc dần lại nhưng chưa có cường độ. Trong thời kỳ rắn chắc, chủ yếu xảy ra quá trình thuỷ hoá các thành phần khoáng vật của clinke, gồm silicat tricalcit 3CaO.SiO2, fero-aluminat tetracalcit 4CaO.Al2O3Fe2O3: 3CaO.SiO2 + nH2O ═> Ca(OH)2 + 2CaO.SiO2(n-1)H2O. 2CaO.SiO2 + mH2O ═> 2CaO.SiO2mH2O. 3CaO.Al2O3 + 6H2O ═> 3CaO.Al2O3.6H2O. 4CaO.Al2O3Fe2O3 + nH2O ═> 3CaO.Al2O3.6H2O +CaO.Fe2O3.mH2O Quá trình gia tăng cường độ của cọc gia cố và sức kháng cắt của đất nền Khi gia cố nền đất yếu bằng cọc XMĐ, sức kháng cắt của cọc xi măng đất dưới tác dụng của tải trọng ngoài xác định theo định luật Coulomb ‫ = ح‬σ tgφ, với φ là góc ma sát trong của đất. Khi trộn thêm xi măng và vôi vào cát, do hình thành liên kết xi măng - vôi trong cọc nên khả năng chịu lực nén và lực cắt của cọc gia cố tăng lên đáng kể. Lúc đó, sức kháng cắt của cọc XMĐ xác định theo biểu thức 1 0
‫ = ح‬σ tgφ + Cxm , với Cxm là lực dính được tạo nên bởi liên kết xi măng - vôi. Giá trị Cxm có thể xác định được nhờ thí nghiệm cắt các mẫu chế bị ở trong phòng. Như vậy, khác với cọc XMĐ có độ bền lớn nhờ lực dính trong hỗn hợp tạo cọc tăng lên. Độ bền của cọc XMĐ phụ thuộc vào lực dính trong liên kết xi măng - vôi, nghĩa là phụ thuộc vào hàm lượng xi măng và vôi trong hỗn hợp 5.Các kiểu bố trí cọc xi măng đất 1 1
1 2
6.Các công nghệ khoan phụt Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất), được thi công tạo thành theo phương pháp khoan trộn sâu. Dùng máy khoan và các thiết bị chuyên dùng (cần khoan, mũi khoan…) khoan vào đất với đường kính và chiều sâu lỗ khoan theo thiết kế. Đất trong quá trình khoan không được lấy lên khỏi lỗ khoan mà bị phá vỡ kết cấu, được các cánh mũi khoan nghiền tơi, trộn đều với chất kết dính (chất kết dính thông thường là xi măng hoặc vôi, thạch cao… đôi khi có thêm chất phụ gia và cát).Phương pháp xử lý bằng cọc đất - xi măng khá đơn giản: bao gồm một máy khoan với hệ thống lưới có đường kính thay đổi tuỳ thuộc theo đường kính cột được thiết kế và các xi lô chứa xi măng có gắn máy bơm nén với áp lực lên tới 12 kg/cm2. Các máy khoan của Thuỵ Điển và Trung Quốc có khả năng khoan sâu đạt đến 35 m và tự động điều chỉnh định vị cần khoan luôn thẳng đứng. Trong quá trình khoan lưỡi được thiết kế để trộn đầu đất và xi măng, xi măng khô được phun định lượng liên tục và trộn đều tạo thành những cọc đất - xi măng đường kính 60 cm. Thời gian khoan cho một bồn có đường kính 34 m từ 45 - 60 ngày. Quá trình phun (hoặc bơm) chất kết dính để trộn với đất trong hố khoan, tuỳ theo yêu cầu có thể được thực hiện ở cả hai pha khoan xuống và rút lên của mũi khoan hoặc chỉ thực hiện ở pha rút mũi khoan lên. Để tránh lãng phí xi măng, hạn chế xi măng thoát ra khỏi mặt đất gây ô nhiễm môi trường thông thường khi rút mũi khoan lên cách độ cao mặt đất từ 0.5m đến 1.5m người ta dừng phun chất kết dính, nhưng đoạn cọc 0.5m đến 1.5m này vẫn được phun đầy đủ chất kết dính là nhờ chất kết dính có trong đường ống tiếp tục được phun (hoặc bơm) vào hố khoan. Khi mũi khoan được rút lên khỏi hố khoan, trong hố khoan còn lại đất đã được trộn đều với chất kết dính dần dần đông cứng tạo thành cọc xi măng đất. Hiện nay trên thế giới có hai công nghệ được áp dụng phổ biến là công nghệ của Châu Âu và công nghệ của Nhật Bản. 1 3
Hiện nay ở Việt Nam phổ biến hai công nghệ thi công cọc xi măng đất là: Công nghệ trộn khô (Dry Jet Mixing) và Công nghệ trộn ướt (Wet Mixing hay còn gọi là Jet- grouting)là công nghệ của Nhật Bản. - Trộn khô là quá trình phun trộn xi măng khô với đất có hoặc không có chất phụ gia. - Trộn ướt là quá trình bơm trộn vữa xi măng với đất có hoặc không có chất phụ gia. Mỗi phương pháp trộn (khô hoặc ướt) có thiết bị giây chuyền thi công kỹ thuật, thi công phun (bơm) trộn khác nhau. Hiện nay trên thế giới đã phát triển ba công nghệ Jet-grouting: đầu tiên là công nghệ S, tiếp theo là công nghệ T, và gần đây là công nghệ D. + Công nghệ đơn pha S: Công nghệ đơn pha tạo ra các cọc xi măng đất có đường kính vừa và nhỏ 0,4 - 0,8m. Công nghệ này chủ yếu dùng để thi công nền đất đắp, cọc... + Công nghệ hai pha D: Công nghệ hai pha tạo ra các cọc xi măng đất có đường kính từ 0,8 -1,2m. Công nghệ này chủ yếu dùng để thi công các tường chắn, cọc và hào chống thấm. + Công nghệ ba pha T: Phụt ba pha là phương pháp thay thế đất mà không xáo trộn đất. Công nghệ T sử dụng để làm các cọc, các tường ngăn chống thấm, có thể tạo ra cột Soilcrete đường kính đến 3m. Hiện nay ở Việt Nam, Trung tâm Công nghệ Máy xây dựng và Cơ khí thực nghiệm thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải đã nghiên cứu và chế tạo thành công thiết bị điều khiển và định lượng xi măng để thi công cọc đất gia cố. Qua đó, Trung tâm đã làm chủ được việc chế tạo hệ điều khiển, hệ định lượng và phun xi măng; tổ hợp thiết bị thi công cọc gia cố đã được ứng dụng thành công và cho hiệu quả cao tại công trường. So với sản phẩm cùng loại của CHLB Đức, thiết bị do Trung tâm chế tạo có tính năng kỹ thuật tương đương nhưng giá thành chỉ bằng 30%. So với thiết bị của Trung Quốc, thiết bị có nhiều tính năng ưu việt hơn hẳn: Do sử dựng máy cơ sở là loại búa đóng cọc di chuyển bằng bánh xích, nên tính cơ động cao, tốc độ làm việc của thiết bị khoan lớn, năng suất gấp 1,5-2 lần. Đặc biệt, tổ hợp thiết bị được trang bị hệ thống điều khiển hiện đại, toàn bộ các thao tác thi công cọc gia cố được tự động hóa theo các chương trình, các số liệu về lượng xi măng sử dụng trên từng mét cọc được hiển thị, lưu giữ và in thành bảng kết quả thi công cho từng cọc. Đây chính là những chỉ tiêu rất quan trọng đánh giá chất lượng của thiết bị cũng như chất lượng của cọc gia cố được thi công. Đây là lần đầu tiên ở trong nước chế tạo được tổ hợp thiết bị thi công cọc gia cố. Thiết bị có giá thành thấp, phù hợp với khả năng tài chính của các đơn vị thi công. Thiết bị cũng được các nhà thầu sử dụng để thi công tại sân bay Trà Nóc. 1 4
1 5
7.Trình tự thi công cọc xi măng đất Thi công cải tạo nền đất yếu bằng cọc xi măng đất có thể theo các bước sau: - Định vị và đưa thiết bị thi công vào vị trí thiết kế; - Khoan hạ đầu phun trộn xuống đáy khối đất cần gia cố; - Bắt đầu quá trình khoan trộn và kéo dần đầu khoan lên đến miệng lỗ; - Đóng tắt thiết bị thi công và chuyển sang vị trí mới. 8.Tính toán cọc xi măng đất Bài toán gia cố đất có 3 tiêu chuẩn cần được thỏa mãn: 1. Tiểu chuẩn cường độ: c, phi của nền được gia cố phải thỏa mãn điều kiện sức chịu tải dưới tác dụng của tải trọng công trình. 2. Tiêu chuẩn biến dạng: Mô đun biến dạng tổng của nền được gia cố phải thỏa mãn điều kiện lún của công trình. 3. Điều kiện thoát nước: Áp lực nước lỗ rỗng dư trong đất cần được "giải phóng" càng nhanh càng tốt. Ổn định tổng thể của các cọc đất gia cố xi măng Có hai dạng phá hoại chính cần phải xem xét đối với trường hợp mất ổn định tổng thể đó là: mất ổn định do trượt ngang các cọc đất gia cố; mất ổn định khi khối cọc quay quanh mép của khối, (Public Work ResearchCenter, 2004). Một số cơ chế phá hoại Về phương pháp tính nền gia cố bằng các loại columnar systems. Khi tính toán sức chịu tải của nền gia cố bởi cọc, 4 giả thiết phá hoại sau đây thường được dùng để kiểm tra: 1. Trụ bị phá hoại do biến dạng nở hông (bulging deformation): Tất cả các loại cọc mềm (highly compressible) như trụ đá, trụ cát, trụ vữa xi măng... đều có xu hướng biến dạng nở hông dưới tác dụng của tải trọng đứng. Biến dạng nở hông thường xảy ra ở phần đầu trụ nơi ứng suất hông trong đất tương đối nhỏ. Khi xảy ra biến dạng hông, ứng suất hông trong đất có thể giả thiết là đạt tới Rankine's passive limit (phá hoại bị động). Sức chịu tải của nền tính theo sơ đồ này được tính bằng tải trọng gây ra biến dạng nở hông cho từng trụ đơn lẻ. 2. Phá hoại của đất dưới đầu mũi mỗi trụ đơn lẻ: Nếu trụ quá ngắn (L < 3D), tải trọng tác dụng trên đỉnh trụ, do không được triệt tiêu hết (thông qua ma sát giữa trụ và đất), sẽ truyền xuống mũi trụ và gây ra phá hoại cắt của đất dưới trụ (punching failure). Sức chịu tải của nền trong trường hợp này là tải trọng gây ra phá hoại cắt của đất dưới đầu mũi của mỗi trụ đơn lẻ. Các công thức tính sức chịu tải truyền thống của Terzaghi, Meyerhof, Vesis, Hanson... đều dùng được tuy nhiên cần lưu ý là bề rộng móng B lúc này sẽ chính là đường kính trụ. 3. Phá hoại xảy ra ngay trong vùng được gia cố (mắt trượt phá hoại chạy qua cả trụ lẫn đất): với kiểu phá hoại này các cọc đất gia cố và đất xung quanh các cọc di chuyển theo 1 6
một khối khi mất ồn định. Tính toán sức chịu tải của nền như cho trường hợp móng nông đặt trên nền không có trụ gia cố. Dùng các công thức tính sức chịu tải nêu trên. Tuy nhiên cần lưu ý là tính chất cơ lý (c, phi) của nền sẽ được xem là tổng hợp của c, phi của đất và tr ụ . 4. Phá hoại xảy ra tại vùng đất dưới đầu mũi trụ. Đây là dạng mất ổn định tổng thể là cả khối cọc và đất giữa các cọc quay quanh mép của khối cọc. Tính toán tương tự như trường hợp 3. Tải trọng tác dụng trên bề mặt cộng với trọng lượng của khối trụ+đất sẽ được qui về thành tải trọng tương đương đặt lên lớp đất dưới đầu mũi trụ. Tính toán biến dạng của nền gia cố bằng trụ vật liệu rời thì phải tùy vào độ cứng của trụ cũng như dạng liên kết đầu mũi trụ để đưa ra sơ đồ tính phù hợp. Nếu trụ là dạng floating (không được đưa xuống tầng đất chịu tải) thì nên tính toán lún bằng cách qui đổi trụ+đất thành nền đồng nhất có E tương đương để tính. Nếu trụ tương đối cứng lại được đưa xuống tầng chịu tải thì tính lún nền bằng độ lún của trụ có lẽ phù hợp hơn. Lưu ý là trong tính toán lún nền gia cố bởi trụ, độ lún tổng không có ý nghĩa mấy. Độ lún lệch quan trọng hơn rất nhiều. Về chuyện lún lệch thì lại liên quan đến sự truyền tải trọng xuống trụ và đất nền như thế nào (arching effect). Hiện nay có 3 quan điểm: - Quan điểm xem cọc xi măng đất làm việc như cọc. Sơ đồ này đòi hỏi trụ phải có độ cứng tương đối lớn (trụ đá hoặc trụ bê tông - vibro-concrete column) và các trụ phải được đưa xuống tầng đất chịu tải (bearing layer). Nếu tính theo sơ đồ này thì lực từ móng chuyền xuống sẽ chủ yếu đi vào các columns (đất nền dưới móng không chịu tải). Với trụ không được đưa xuống tầng chịu lực, có thể dùng phương pháp tính với cọc ma sát để tính. - Quan điểm xem các cọc và đất làm việc đồng thời. Nền trụ+đất dưới móng được xem như nền đồng nhất với các số liệu cường độ c, phi được nâng cao (được tính từ c, phi của đất và của vật liệu làm trụ). Công thức qui đổi c, phi tương đương dựa trên độ cứng của trụ, đất và diện tích đất được thay thế bởi trụ.(tính tóan như đối với nền thiên nhiên) - Một số các nhà khoa học lại đề nghị tính tóan theo ca 2 phương thức trên nghĩa là sức chịu tải thì tính tóan như "cọc" còn biến dạng thì tính tóan theo nền. Sở dĩ các quan điểm trên chưa thống nhất bởi vì bản thân vấn đề phức tạp, những nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm còn hạn chế. Có người đề xuất cách tính toán như sau: + Tính sức chịu tải của một cọc như cọc cứng. + Tính số cột cần thiết (Căn cứ lực tác dụng, khả năng chịu tải của đất móng giữa các cột). + Tùy thuộc tỷ lệ diện tích thay thế giữa cột va đất để tính tóan tiếp - Nếu tỷ lệ này >20% thi coi khối đất+Cột là một khối và tính tóan như một khối móng quy ước. - Ngược lại thì tính tóan như móng cọc. 1 7
18
9.Một số lưu ý khi thiết kế và ti công cọc xi măng đất Do việc thiết kế cọc xi măng đất thường được dựa trên nhưng giả thiết do vậy công tác thí nghiệm là rất quan trọng. Sau đây là một số thí nghiệm cần lưu ý khi thiết kế: a.Thí nghiệm xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng CPTU; b.Thí nghiệm nén cố kết; c. Thí nghiệm hỗn hợp xi măng đất (để xác định hàm lượng xi măng sử dụng cho gia cố); d.Thí nghiệm cắt cánh; e. Thí nghiệm trộn đất tại chỗ với xi măng theo tiêu chuẩn của Thụy Điển Khi thi công ngoài hiện trường cần có một số thí nghiệm, đo và quan trắc như sau: a.Thí nghiệm xuyên cắt tiêu chuẩn, kết quả thí nghiệm sức kháng cắt được so sánh với kết quả thí nghiệm trong phòng, giá trị hàm lượng xi măng được chấp thuận là giá trị sao cho cường độ kháng cắt của cọc tương đương với kết quả phòng thí nghiệm; b.Thí nghiệm nén ngang; c. Thí nghiệm nén tĩnh một cột; d.Thí nghiệm đào cột; e. Thí nghiệm chất tải trên một cột; f. Thí nghiệm chất tải toàn phần; g.Quan trắc đo lún trên hiện trường; h. Quan trắc đo áp lực nước trong khối gia cố; i. Quan trắc do độ lún theo độ sâu của tầng đất của khối gia cố…… Dựa trên các kết quả thí nghiệm và quan trắc người kỹ sư thiết kế và thi công đề ra những biện pháp cần thiết cho việc xử lý nền móng công trình. 10.Một số Kết quả nghiên cứu và khả năng ứng dụng tại Việt Nam. Khi tính toán sức chịu tải của nền gia cố bởi cọc, 4 giả thiết phá hoại sau đây thường được dùng để kiểm tra: 1. Trụ bị phá hoại do biến dạng nở hông (bulging deformation): Tất cả các loại cọc mềm (highly compressible) như trụ đá, trụ cát, trụ vữa xi măng... đều có xu hướng biến dạng nở hông dưới tác dụng của tải trọng đứng. Biến dạng nở hông thường xảy ra ở phần đầu trụ nơi ứng suất hông trong đất tương đối nhỏ. Khi xảy ra biến dạng hông, ứng suất hông trong đất có thể giả thiết là đạt tới Rankine's passive limit (phá hoại bị động). Sức chịu tải của nền tính theo sơ đồ này được tính bằng tải trọng gây ra biến dạng nở hông cho từng trụ đơn lẻ. 1 9
2. Phá hoại của đất dưới đầu mũi mỗi trụ đơn lẻ: Nếu trụ quá ngắn (L < 3D), tải trọng tác dụng trên đỉnh trụ, do không được triệt tiêu hết (thông qua ma sát giữa trụ và đất), sẽ truyền xuống mũi trụ và gây ra phá hoại cắt của đất dưới trụ (punching failure). Sức chịu tải của nền trong trường hợp này là tải trọng gây ra phá hoại cắt của đất dưới đầu mũi của mỗi trụ đơn lẻ. Các công thức tính sức chịu tải truyền thống của Terzaghi, Meyerhof, Vesis, Hanson... đều dùng được tuy nhiên cần lưu ý là bề rộng móng B lúc này sẽ chính là đường kính trụ. 3. Phá hoại xảy ra ngày trong vùng được gia cố (mắt trượt phá hoại chạy qua cả trụ lẫn đất): Tính toán sức chịu tải của nền như cho trường hợp móng nông đặt trên nền không có trụ gia cố. Dùng các công thức tính sức chịu tải nêu trên. Tuy nhiên cần lưu ý là tính chất cơ lý (c, phi) của nền sẽ được xem là tổng hợp của c, phi của đất và trụ. 4. Phá hoại xảy ra tại vùng đất dưới đầu mũi trụ. Tính toán tương tự như trường hợp 3. Tải trọng tác dụng trên bề mặt cộng với trọng lượng của khối trụ+đất sẽ được qui về thành tải trọng tương đương đặt lên lớp đất dưới đầu mũi trụ. 2 0