Công nghệ chống ăn mòn kết cấu thép các công trình biển ở Nhật Bản

Chia sẻ: | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:21

Thêm vào BST

Báo xấu

357
lượt xem 124
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Công nghệ chống ăn mòn các cấu kiện thép ở ngoài khơi Nhật Bản gần đây tiến bộ rõ rệt. Đặc biệt công nghệ chống ăn mòn mang tính vĩnh cửu được sử dụng tích cực đối với kết cấu lớn. Sơn lót chống ăn mòn cao lặp lại theo chu kì được...

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Công nghệ chống ăn mòn kết cấu thép các công trình biển ở Nhật Bản

Công nghệ chống ăn mòn kết cấu thép các công trình biển ở Nhật Bản 02/08/2010 08:08 (GMT+7) Kích cỡ chữ: Công nghệ chống ăn mòn các cấu kiện thép ở ngoài khơi Nhật Bản gần đây tiến bộ rõ rệt. Đặc biệt công nghệ chống ăn mòn mang tính vĩnh cửu được sử dụng tích cực đối với kết cấu lớn. Sơn lót chống ăn mòn cao lặp lại theo chu kì được sử dụng cho kết cấu phần trên của các cầu lớn trong khu vực khí hậu biển. Cọc ống thép, cọc ống ván thép phủ lớp lót hữu cơ chống ăn mòn nặng được sử dụng cho các kết cấu cảng biển. Lớp vỏ bọc bằng Titan và các biện pháp chống ăn mòn khác với tuổi thọ 100 năm đang được tiếp tục sử dụng cho các kết cấu phần dưới của các đường ngầm qua cảng Tokyo. Chống ăn mòn điện khí cũng được sử dụng cho các công trình dưới nước và dưới đáy biển. Đối phó với mỗi tình trạng kết cấu thép bị ăn mòn khác nhau, đều có các biện pháp hữu hiệu để ngăn chặn. Vật liệu thép sử dụng trong các công trình tại vùng chịu ảnh hưởng của khí hậu biển chịu sự ăn mòn của các phần tử muối trong không khí. Sơn là biện pháp thông dụng nhất để ngăn ngừa ăn mòn thép trong trường hợp này. Các công trình biển rấ t dễ bị ăn mòn kết cấu thép Những công trình thép bị ngập trong thủy triều hoặc bị nước biển bắn vào là môi trường biển khắt khe nhất cho ăn mòn (0.3mm/năm) người ta sử dụnglớp sơn phủ chống ăn mòn có hiệu suất cao với độ bền dài hạn và lớp lót vô cơ. Sơn chống ăn mòn có hiệu suất cao của hệ sơn nhựa kẽm và than đá được sử dụng cho công nghệ chống ăn mòn những giếng khoan dầu, bệ, bến ngòai khơi và các kết cấu hàng hải khác trong vùng có thủy triều và bị nước biển bắn vào
(tuổi thọ 2030 năm). Vào những năm 19701980 nhiều loại sơn lót phủ khác nhau đã được dùng thử như sơn chống ăn mòn nặng sử dụng nhựa tổng hợp clorua, epoxi, poliester, sơn nhựa có mảnh thủy tinh hay lớp phủ cao su, FRP, xi măng, nhựa tổng hợp, hợp kim đồng và niken hay các băng chống ăn mòn. Hiện nay sơn chống ăn mòn có hiệu suất cao được sử dụng phù hợp với tiêu chuẩn được thiết lập bởi Hiệp hộiđóng tàu Nhật bản, NACE và các tổ chức khác. Các cầu tàu, neo đậu thuyền, kè bảo vệ và các kết cấu khác trong bến cảng, gần đây biện pháp chống ăn mòn dài hạn đã được kết hợp trong khâu thiết kế ban đầu. Kết quả là độ bền đã được duy trì trong phạm vi toàn bộ chu kì tuổi thọcủa kết cấu. Ngày nay các biện pháp này đang thu hút sự quan tâm. Các sản phẩm chống ăn mòn hiệu quả cao đã được quảng bá từ giữa những năm 80. Gần đây các cọc ống thép chống ăn mòn hiệu suất cao đang được ứng dụng thử ở nhiều nơi. Các nhà sản xuất đã sử dụng lớp màng polyethylene hoặc polyuethane dày tối thiểu 2 2,5mm bao bọc các cọc ván thép, cọ cống ván thép. Biện pháp này đã đạt được 50% hiệu suất sử dụng trong các cấu kiện bến cảng. Trong vùng dưới nước thì những biện pháp này được sử dụng kết hợp với chống ăn mòn điện hóa, hoặc sử dụng độc lập. Ngoài ra các biện pháp chống ăn mòn sử dụng lớp phủ kim loại cũng được sử dụng. Biện pháp này còn có thể đảm bảo độ bền, do lớp phủ kim loại chịu được va đập tốt hơn lớp phủ hữu cơ. Trong kết cấu phần dưới: các trụ cầu của cầu dẫn qua cảng Tokyo, lớp phủ titanium (1mmTi + 4mm thép tấm) đã được sử dụng như là biện pháp chống ăn mòn có hiệu suất cao trong những vùng có thủy triều và nước biển bắn vào. Lớp phủ Titan được chế tạo bằng công nghệ phôi cán nóng liên kết bản thép và bản Titan có hiệu suất cao. Khi vật liệu Titan được sử dụng riêng rẽ trong môi trường biển thì một lớp màng bám không mong muốn được hình thành trên bề mặt tấm Titan thành lớp màng chống ăn mòn. Và ăn mòn lưỡng kim xuất hiện giữa tấm Titan và thép trong nước biển được ngăn ngừa bằng mối nối hàn chống ăn mòn điện khí hóa. Khi lớp phủ Titan được kết hợp sử dụng với sơn thì mật độ chống ăn mòn hiện tại giảm và hi vọng độ bền là 100 năm. Việc chống ăn mòn điện được sử dụng để ngăn ngừa ăn mòn của các cấu kiện thép trong nước biển, dưới đáy biển. Chống ăn mòn điện khí có kiểu cực dương lưu điện và kiểu nguồn điện bên ngoài. Mật độ dòng điện chống ăn mòn trong nước biển đối với thép rỗng trong các kếtcấu cảng thông thường là 100 mA/m2. Có thể sử dụng giá trị cao hơn một chút trong môi trường biển bị ô nhiễm hoặc có dòng chảy từ nước sông vào, hoặc có sóng lớn, tốc độ dòng chảy lớn. Mật độ điện lưu chống ăn mòn của khối đá xây trong tường chắn, kè chắn hay dưới đáy biển là 50% hoặc 20% của giá trị dưới nước. Đôi khi giá trị nhỏ hơn được ước tính đối với các thành phần ở sâu dưới đáy biển. Công nghệ bê tông đá đổ (RockFill Concrete, RFC) là một loại phương thức thi công bê tông mới do các chuyên gia ở Đại học Thanh hoa Trung quốc đề xuất 16/04/2010 15:23 (GMT+7) Kích cỡ chữ: 1.1 Khái niệm công nghệ bê tông đá đổ Bê tông đá đổ (RockFill Concrete, RFC) là một loại phương thức thi công bê tông mới do các chuyên gia ở Đại học Thanh hoa Trung quốc đề xuất, sau khi trực tiếp đổ đá vào hiện trường, đổ bê tông tự đầm (Self Compacting
Concrete, SCC), lợi dụng tính năng lưu động cao của SCC, khiến cho SCC tự chảy, lấp đầy trong các lỗ rỗng khối đá, hình thành khối bê tông chỉnh thể, đặc chắc, có cường độ khá cao. Sử dụng RFC tiến hành đổ bê tông khối lớn có ưu điểm chủ yếu dưới đây: Thứ nhất, tốc độ thi công nhanh, chất lượng đảm bảo. Do không có quá trình đầm, công nghệ đơn giản, có thể nâng cao tốc độ thi công rất nhiều, khống chế chất lượng cũng tương đối dễ dàng, chất lượng thi công dễ bảo đảm; Thứ hai, cường độ và tính bền cao. SCC là một loại bê tông tính năng cao, đặc tính cường độ cao, bền vững đã được kiểm chứng. Trên thực tế RFC chính là SCC bao hàm cốt liệu siêu lớn, vì vậy RFC cũng có cường độ khá cao. Tính đặc chắc và cường độ của RFC đã được kiểm nghiệm trong phòng thí nghiệm và ứng dụng trong công trình thực tế; Thứ ba, tiết kiệm giá thành. Sau khi trực tiếp đổ đá vào hiện trường, tỉ lệ lỗ rỗng thông thường là 40%~50%. Vì vậy lượng dùng SCC trong đơn vị thể tích RFC chỉ khoảng 45%, lượng dùng xi măng ít; Thứ tư, nhiệt thuỷ hoá tăng khá thấp, khống chế nhiệt tương đối dễ dàng, biện pháp khống chế nhiệt đơn giản. 1.2 Quá trình thi công RFC Quá trình thi công RFC bao gồm các bước chủ yếu sau: (1) Lựa chọn đá đổ Lựa chọn đá nghiền có đường kính không nên nhỏ hơn 20cm, dựa vào năng lực vận chuyển với rải đá có thể tận dụng hết khả năng đá khối lớn. (2) Dọn dẹp mặt bằng công tác và rửa sạch khối đá Dọn dẹp mặt bằng công tác và rửa sạch khối đá chỉ cần thoả mãn yêu cầu bình thường, bảo đảm hàm lượng bùn đất không vượt quá tiêu chuẩn cho phép, không có yêu cầu đặc biệt. (3) Chống đỡ ván khuôn hoặc xây tường đá So với chống đỡ ván khuôn bê tông thường thì cần chặt chẽ hơn, cần bảo đảm tính ổn định, độ cứng và độ khít tốt hơn. Nếu không có yêu cầu đặc biệt về bề mặt bê tông thì có thể sử dụng tường đá xây vữa để thay thế ván khuôn, phương pháp này có khả năng giải quyết tốt hơn vấn đề độ cứng, cường độ với độ khít của ván khuôn. (4) Đổ đá vào khối đổ Đổ đá vào khối đổ hình thành khối đá đổ tự nhiên là có thể được, nếu dùng nhân công đổ đá thì độ đặc chắc có thể tăng lên nhưng giá thành tăng cao. (5) Sản xuất SCC và đổ vào hiện trường
Sử dụng trạm trộn để sản xuất SCC, vận chuyển và đổ vào hiện trường, không cần đầm vẫn có thể đặc chắc. (6) Thực hiện thi công tuần hoàn liên tục nhiều lớp đổ Độ cao mỗi lớp đổ RFC không nên vượt quá 150cm, nhưng đủ khả năng thi công tuần hoàn liên tục, tức là trong thời gian 4 giờ sau khi hoàn thành đổ RFC lớp đầu tiên tuần tự quá trình rải đá và đổ SCC, dưới tình trạng năng lực đổ đá và sản xuất SCC được đảm bảo, có thể thi công tuần hoàn liên tục, nâng cao rất nhanh độ cao công trình. Công nghệ gia cố nền đất NEOWEB (PRS) 07/02/2010 18:32 (GMT+7) Kích cỡ chữ: • Giới thiệu chung Công ty Cổ phần JIVC hiện là Nhà đại diện độc quyền cho Công ty TNHH Đ ịa Trung Hải PRS c ủa Israel (http://www.prs-med.com) trong việc phân phối, chuyển giao và ứng dụng công nghệ gia cố nền đất - Hệ thống ô ngăn hình mạng NeowebTM tại Việt Nam. Hệ thống NeowebTM là công nghệ phân tách, ổn định và gia cố nền đất được phát triển, sản xuất và thương mại hoá bởi Công ty TNHH Địa Trung Hải PRS – Israel. Hệ thống ô ngăn hình mạng Neoweb TM là mạng lưới các ô ngăn hình mạng dạng tổ ong được đục lỗ và tạo nhám. Khi chèn lấp vật liệu, một kết cấu liên hợp địa kỹ thuật bao gồm các vách ngăn và vật liệu được tạo ra, với các đặc tính cơ – lý đ ịa k ỹ thuật đ ược tăng cường. Là một kết cấu linh động chịu được sự biến đổi lớn của nhiệt độ môi trường từ -70 oC đến +90oC . Độ bền cao đạt từ 50 - 100 năm trong môi trường khắc nhiệt nhất. • Phạm vi áp dụng giải pháp NeowebTM. Hệ thống NeowebTM được áp dụng trong rất nhiều lĩnh vực: 1. Xây dựng kết cấu áo đường ô tô, gia cố nền đường sắt, gia cố nền sân bay, n ền sân kho hay móng nông trên nền đất yếu v.v.. 2. Gia cố các hệ thống kênh mương, mái đê và bờ kè v.v.. 3. Bảo vệ các mái dốc chống sạt lở và xây dựng tường chắn đất v.v.. 4. Gia cố xây dựng các hồ chứa nước v.v..
• Ưu điểm của giải pháp NeowebTM. 1. Về mặt kỹ thuật: Đảm bảo được mọi yêu cầu kỹ thuật của các công trình. Sản phẩm đạt các tiêu chuẩn hàng đ ầu trên thế giới (ISO 9001:2000). Các giải pháp được thiết kế bởi: các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực gia cố nền đất. Độ bền vật liệu NeowebTM cao từ 50 – 100 năm do đó làm tăng tuổi thọ công trình. 1. Về mặt kinh tế: Giảm vật liệu xây dựng, tăng tuổi thọ, giảm chi phí đầu tư ban đầu và chi phí duy tu b ảo d ưỡng sau này, quan trọng là có thể tận dụng các loại vật liệu địa phương, vật liệu tại chỗ góp phần làm giảm giá thành xây dựng công trình từ 20-30% . 1. Về mặt thi công: Kỹ thuật thi công đơn giản, tốc độ thi công nhanh.Không đòi hỏi nhiều thiết bị máy móc phức t ạp.Có thể thi công được trong các điều kiện kiện khó khăn. 1. Về mặt môi trường: Đây là một giải pháp “XANH” tạo ra các công trình có tính thẩm mỹ cao và thân thi ện với môi trường.Chịu được tác động của điều kiện môi trường, xâm thực của nước mặn. Độ bền cao là 50 năm trong trường khắc nhiệt nhất. môi Công nghệ thi công cọc nhồi bê tông hay bê tông cốt thép là công nghệ đúc cọc bê tông tại chỗ vào trong nền đất (castinplace concrete pile) 27/01/2010 16:16 (GMT+7) Kích cỡ chữ:
Phương pháp công nghệ chính Công nghệ thi công dùng dung dịch giữ thành vách hố đào Phương pháp của công nghệ này là dùng thiết bị tạo lỗ lấy đất lên khỏi lỗ. Đồng thời bơm vào lỗ một loại dung dịch có khả năng tạo màng giữ thành vách hố đào và có trọng lượng riêng hơi nhỉnh hơn nước ngầm trong đất một chút để cân bằng lại áp lực khi lấy đất lên. Tiếp theo làm sạch cặn lắng (bùn lắng và đất đá rời) rơi dưới đáy lỗ, đảm bảo sự tiếp xúc trực tiếp của mũi cọc bê tông sau này vào vùng đất nền chịu lực tốt, tăng sức kháng mũi của cọc. Sau đó tiến hành đổ bê tông hay bê tông cốt thép bằng phương pháp đổ bê tông dưới nước, nghĩa là đổ bê tông liên tục từ dưới đáy lỗ lên, không cho bê tông mới đổ tiếp xúc trực tiếp với dung dịch giữ thành (ống dẫn bê tông luôn nằm trong lòng khối bê tông vừa đổ, để bê tông ra khỏi ống dẫn không trực tiếp tiếp xúc với dung dịch), bê tông đùn dần lên chiếm chỗ của dung dịch giữ thành, đẩy đung dịch này trào ra ngoài miệng lỗ. Sau cùng, khi bê tông cọc đã ninh kết, đóng rắn và đạt một cường độ nhất định, tiến hành đào hở phần đỉnh cọc và phá bỏ phần đỉnh cọc này thường là phần bê tông chất lượng kém do lẫn với dung dịch giữ thành khi bắt đầu đổ bê tông được đẩy dần lên đỉnh cọc trong quá trình đổ bê tông. Tóm lại phương pháp công nghệ là dùng dung dịch giữ thành hố đào thế chỗ cho đất nền tại vị trí lỗ cọc rồi lại thay dung dịch này bằng vữa bê tông. Tuy vậy có nhiều phương pháp tạo lỗ cọc khác nhau, nên cũng có nhiều công nghệ thi công cọc nhồi bê tông khác nhau, theo từng phương pháp tạo lỗ. Công nghệ thi công dùng ống vách (casing) giữ thành toàn bộ hố đào Công nghệ này chỉ khác công nghệ thi công dùng dung dịch ở chổ: tạo lỗ đến đâu thì phải hạ đồng thời hệ thống ống vách (bằng bê tông hay bằng thép), bao xung quanh thành hố đào, đến độ sâu đó. Sau khi khoan hay đào xong hố đào, thì toàn bộ độ sâu hố được bao bởi ống vách (còn gọi là "casing"), tạo thành lớp vỏ khuôn đúc bê tông vững chắc để đúc cọc nhồi. Trong hố khoan (đào) cọc nhồi, khi lấy đất lên, có thể là có nước ngầm chiếm chỗ, mà hoàn toàn không cần có bentonite. Các phương pháp công nghệ tạo lỗ cọc nhồi bê tông Tạo lỗ cọc bằng cách đào thủ công • Tạo lỗ cọc bằng thiết bị khoan guồng xoắn và hệ guồng xoắn (tạo cọc khoan nhồi, tường • vây Diaphragm wall) Tạo lỗ cọc bằng thiết bị khoan thùng đào (tạo cọc khoan nhồi) • Tạo lỗ cọc bằng thiết bị đào gầu tròn (tạo cọc nhồi tròn) •
Tạo lỗ bằng thiết bị đào gầu dẹt cơ cấu điều khiển bằng thủy lực hay cáp (tạo cọc • Barrette, tường vây[1] Diaphragm wall) Tạo lỗ bằng máy khoan cọc nhồi kiểu bơm phản tuần hoàn • Tạo lỗ bằng phương pháp sói nước bơm phản tuần hoàn • Tạo lỗ theo phương pháp bơm phản tuần hoàn Đây là phương pháp tạo lỗ đặc biệt, khác với kiểu thông thường vốn lấy đất lên trực tiếp bằng thiết bị khoan hay đào và tuần tự sau mỗi lần khoan đào. Ở phương pháp bơm phản tuần hoàn việc tách đất hố đào ra khỏi nền đất, và việc lấy đất từ dưới hố lên được thực hiện đồng thời nhưng do hai bộ phận thiết bị khác nhau thực hiện: việc tách đất nền và làm tơi nhỏ đất mùm khoan thành bùn có thể thực hiện bằng các phương pháp sói rửa, khoan hay đào, còn việc lấy đất mùn khoan được thực hiện bằng hệ thống bơm hút công suất lớn. Hệ thống bơm này hút toàn bộ đất mùm khoan đã được hòa với dung dịch bentonite (dung dịch giữ thành hố đào) thành bùn lỏng, theo đường ống (trong phương pháp khoan, hệ đường ống này chính là cần khoan) đưa lên mặt đất trên miệng hố đào. Trong phương pháp này dung dịch bentonite chứa đựng trong lòng nó một lượng đất rất lớn lấy từ hố đào lên, nên khó có thể dùng lại như kiểu tạo lỗ thông thường, do đó mới gọi phương pháp tạo lỗ đặc biệt này là phản tuần hoàn hay tuần hoàn ngược. Ở kiểu thông thường dung dịch bentonite ra khỏi hố đào chỉ chứa lượng đất cát ít hơn rất nhiều, do phần lớn đất đã được vét lên riêng rẽ rồi, nên được thu hồi lại, rồi được xử lý lọc cát sạn, sau đó lại được bơm trở lại hố đào để tiếp tục dùng lại vài lần, tạo ra một vòng tuần hoàn dung dịch bentonite. Biện pháp thi công đóng cọc tre gia cố 09/02/2010 14:38 (GMT+7) Kích cỡ chữ: 1.Phạm vi áp dụng : Cọc tre được sử dụng để gia cố nền đất cho những công trình có tải trọng truyền xuống không lớn hoặc để gia cố cừ kè vách hố đào. Cọc tre được sử dụng ở những vùng đất luôn luôn ẩm ướt, ngập nước. Nếu cọc tre làm việc trong đất luôn ẩm ướt thì tuổi thọ sẽ khá cao (5060 năm và lâu hơn). Nếu cọc tre làm việc trong vùng đất khô ướt thất thường thì cọc rất nhan bị mục nát. 2.Yêu cầu củ a cọc : Tre làm cọc phải là tre già trên 2 năm tuổi, thẳng và tươi , không cong vênh quá 1cm/ 1md cọc. Dùng tre đặc ( hay dân gian hay gọi là tre đực) là tốt nhất . Độ dày ống tre không nhỏ quá 10mm. Khoảng cách giữa các mắt tre không nên quá 40cm. Đường kính cọc không nên nhỏ hơn 60mm. Chiều dài cọc : cắt dài hơn chiều dài thiết kế 20 30cm. Đầu trên của cọc ( luôn lấy về phía gốc) được cưa vuông góc với trục cọc và cách mắt tre 50mm, đầu dưới được vát nhọn trong phạm vi 200mm và cách mắt 200mm. 3. Phương pháp hạ cọ c : Hạ cọc bằng thủ công : Dùng vồ gỗ rắn để đóng , để tránh dập nát đầu cọc phải dùng bịt đầu
cọc bằng sắt. Cọc đóng xong phải cưa bỏ phần dập nát đầu cọc. Trường hợp nền đất yếu bùng nhùng mà khi đóng cọc bằng vồ cọc bị nẩy lên thì nên hạ cọc bằng phương pháp gia tải, kết hợp rung lắc. Hạ cọc bằng máy : Có thể dùng gầu máy đào để ép cọc nếu có thể. Sơ đồ hạ cọc : Nếu là khóm cọc hoặc ruộng cọc gia cố nền thì tiến hành đóng từ giữa ra. Nếu là dải cọc hoặc hàng cọc thì đóng theo hàng tuần tự. Đối với cọc cừ kè vách hố đào thì đóng từ hàng cọc xa mép hố đào nhất trở vào. Công nghệ xây dựng xử lý nền đất yếu Dùng biện pháp cọc cát 09/02/2010 14:32 (GMT+7) Kích cỡ chữ: Hiện nay, để xử lý đất yếu người ta có thể dùng công nghệ cọc cát đầm hay viết tắt là cọc cát (Sand Compaction PileSCP). Phương pháp cọc cát đầm là một phương pháp để làm ổn định nền đất yếu bằng cách thi công các cọc cát được đầm kĩ với đường kính lớn bằng quá trình lặp đi lặp lại rút hạ cọc ống thép được rung. Phương pháp này tạo ra các ống mao dẫn (là cọc cát) làm giảm mực nước ngầm trong đất, làm chặt đất và cải thiện chỉ tiêu cơ lý của đất nền. Phương pháp này thường được dùng gia cố nền các khu vực đất yếu (Đầm lầy, khu vực nền ẩm ứơt......). Khu vực đất nền được xác định mật độ cọc, chiều sâu cọc (giống với cọc tre của Việt Nam). Một vài dạng của phương pháp này đã có từ đầu thế kỷ 19 do các kỹ sư trong quân đội Pháp dùng đầu tiên, nhưng phải tới 50 năm sau thì người Đức mới áp dụng các công nghệ hiện đại cho phương pháp này.[1]. Cọc cát đã được thiết kế ở một số công trình xây dựng dân dụng và giao thông ở Việt Nam khi cần nhanh tiến độ thi công. Nền yếu có chiều dày > 3m Mức nước ngầm (tại thời điểm thi công) phải ở sâu ( nếu lớn hơn độ sâu đỉnh cọc cát thì • tốt nhất) Các lớp đất trong phạm vi gia cố bị ép chặt khi đóng lổ tạo cọc cát ( không xuất hiện tình • huống gia tăng áp lực nước lổ rổng khi tạo lổ , và giảm áp lực này khi kéo ống vách lên , đầm cát tạo cọc cát.). Do đó nếu nước trồi lên mặt đất thì đây là quá trình tiêu tán áp lực nước lổ rổng và hiệu quả nén chặt đất không cao. Khi đó Đất đang cố kết, mà với đất dính thì cần thời gian, không thể có hiệu quả tức thời. Không phá hoại đất xung quanh ống vách khi tạo lổ cho cọc cát • Trong trường hợp làm chặt nền cần thận trọng vì những giả thiết để tính toán là không phù hợp với đất sét yếu bão hoà nước. Giả thiết đưa ra là thể tích vùng gia cố là không thay đổi (không có dịch chuyển ngang và đất không trồi lên), như vậy nền sẽ được làm chặt dung trọng của đất được tăng lên. Giả thiết này chỉ phù hợp với đất thuộc loại hoàng thổ (loss) rời rạc, có mực nước ngầm nằm sâu. Khi đóng tạo lỗ để thi công cọc cát với hiệu ứng rung đất sẽ được đầm chặt. Còn đối
với đất sét yếu bão hoà nước hiệu ứng nén chặt trong quá trình thi công cọc cát là không đáng kể vì sự nén chặt của nền đất là quá trình cố kết và đòi hỏi phải có thời gian. Trước đây một phương pháp gia cố nền được áp dụng sau đó bị lãng quyên đó là phương pháp cọc tháp, nguyên lý cũng tương tự như cọc cát làm chặt nền. Nó đã được áp dụng cho nền đất yếu bão hoà nứơc ở Hà nội và đã thất bại.[2] Tóm lại:Nền đất yếu (đất sét hoặc á sét có W lớn hoặc cát mịn bão hòa nước, hay mực nước ngầm cao là không dùng được biện pháp này. Thiết bị là máy ép cọc ống thép (Tiết diện ống thép 300 400 mm)(Đầu ống thép có chi tiết có thể mở ra bằng tiết diện ống thép khi rút ống thép) sau khi ép cọc đến độ sâu thiết kế sẽ nhồi cát và từ từ rút ống thép lên 1. Casing pipe is correctly positioned. 2. Casing pipe is driven into the ground using a vibrohammer. 3. When it reaches the required depth, the casing pipe is charged with a specified volume of sand. 4. As the casing pipe is raised by a specified margin, the sand is discharged into the ground using compressed air. 5. The sand pile is compacted and enlarged by driving the pipe back down into the sand. 6. The piperaising, sand discharge and redriving procedure is repeated numerous times as the pipe is gradually removed, forming a complete compacted sand pile.
Thiết bị thi công cọc cát đầm Qua một công trình đã thi công, cọc cát dài 5 m đóng qua nền yếu 2 lớp bao gồm lớp đất loại sét có W>Wnh dày 2 m, lớp dưới cát hạt mịn bão hòa nước (cả hai lớp đều có hệ số rổng tuần tự là 0.9 và 1.1) , cọc cát D 400 gia cố trong phạm vi rộng khoảng cách giữa D=800. Mực nước ngầm nằm lưng chừng ở lớp sét. Quá trình thi công nảy sinh ra tình huống: khi rung để đóng cọc cát, ma sát nên cát bám lại ống vách và quá trình nén chặt cọc cát khó khăn, do đó nhà thầu dùng ống nước phun thẳng vào cát đang rung trong ống vách. Kết quả: 1. Cọc cát dể thi công hơn nên thi công nhanh hơn 2. Tại quanh vị trí thi công cọc cát có hiện tượng nước trồi lên và sủi bọt 3. Sau khi thi công xong thí nghiệm tại cọc cát thì đạt được độ chặt yêu cầu, tại vị trí đất nén do ảnh hưởng cọc cát thì không đạt theo yêu cầu thiết kế Vấn đề đặt ra: 1. Độ ẩm cát khi thi công cọc cát thế nào là phù hợp? 2. Với nền gia cố băng qua nhiều lớp có hệ số rổng khác nhau lớn, chọn hệ số rổng nén chặt theo quan điểm nào thì thiết kế sẽ cho kết quả gần sát với kết quả thí nghiệm sau thi công.[3] Cọc ép và tính toán thi công cọc ép hạ bằng năng lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầu cọc 07/05/2010 11:13 (GMT+7) Kích cỡ chữ: 1. MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA Cọc ép là cọc được hạ bằng năng lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầu cọc. • Tải trọng thiết kế là giá trị tải trọng do Thiết kế dự tính tác dụng lên cọc. • Lực ép nhỏ nhất (Pep)min là lực ép do Thiết kế quy định để đảm bảo tải trọng thiết kế lên cọc, thông • thường lấy bằng 150 200% tải trọng thiết kế. Lực ép lớn nhất (Pep)max là lực ép do Thiết kế quy định, không vượt quá sức chịu tải của vật liệu cọc; • được tính toán theo kết quả xuyên tĩnh, khi không có kết quả này thì thường lấy bằng 200 300% tải trọng thiết kế. 2. ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG ÉP CỌC Hiện nay có nhiều phương pháp để thi công cọc như búa đóng, kích ép, khoan nhồi... Việc lựa chọn và sử dụng phương pháp nào phụ thuộc vào địa chất công trình và vị trí công trình. Ngoài ra còn phụ thuộc vào chiều dài cọc, máy móc thiết bị phục vụ thi công. Một trong các phương pháp thi công cọc đó là ép cọc bằng kích ép.
Ưu điểm Êm, không gây ra tiếng ồn • Không gây ra chấn động cho các công trình khác • Khả năng kiểm tra chất lượng tốt hơn: từng đoạn cọc được ép thử dưới lực ép và ta xác định được sức • chịu tải của cọc qua lực ép cuối cùng. Nhược điểm Không thi công được cọc có sức chịu tải lớn hoặc lớp đất xấu cọc phải xuyên qua quá dầy. • 3. CHUẨN BỊ MẶT BẰNG THI CÔNG Phải tập kết cọc trước ngày ép từ 1 đến 2 ngày (cọc được mua từ các nhà máy sản xuất cọc) Khu xếp cọc phải đặt ngoài khu vực ép cọc, đường đi vận chuyển cọc phải bằng phẳng, không gồ ghề lồi lõm Cọc phải vạch sẵn trục để thuận tiện cho việc sử dụng máy kinh vĩ cân chỉnh Cần loại bỏ những cọc không đủ chất lượng, không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Trước khi đem cọc đi ép đại trà, phải ép thí nghiệm 1 – 2% số lượng cọc Phải có đầy đủ các báo cáo khảo sát địa chất công trình, kết quả xuyên tĩnh. 4. VỊ TRÍ ÉP CỌC Vị trí ép cọc được xác định đúng theo bản vẽ thiết kế: phải đầy đủ khoảng cách, sự phân bố các cọc trong đài móng với điểm giao nhau giữa các trục. Để cho việc định vị thuận lợi và chính xác, ta cần phải lấy 2 điểm móc nằm ngoài để kiểm tra các trục có thể bị mất trong quá trình thi công. Thực tế, vị trí các cọc được đánh dấu bằng các thanh thép dài từ 20 đến 30cm Từ các giao điểm các đường tim cọc, ta xác định tâm của móng, từ đó ta xác định tâm các cọc. 5. LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG ÉP CỌC Việc thi công ép cọc ở ngoài công trường có nhiều phương án ép, sau đây là hai phương án ép phổ biến: 5.1. Phương án 1 Nội dung: Tiến hành đào hố móng đến cao trình đỉnh cọc, sau đó mang máy móc, thiết bị ép đến và tiến hành ép cọc đến độ sâu cần thiết. Ưu điểm : Đào hố móng thuận lợi, không bị cản trở bởi các đầu cọc • Không phải ép âm • Nhược điểm : Ở những nơi có mực nước ngầm cao, việc đào hố móng trước rồi mới thi công ép cọc khó thực hiện được • Khi thi công ép cọc mà gặp trời mưa thì nhất thiết phải có biện pháp bơm hút nước ra khỏi hố móng • Việc di chuyển máy móc, thiết bị thi công gặp nhiều khó khăn •
Với mặt bằng thi công chật hẹp, xung quanh đang tồn tại những công trình thì việc thi công theo phương • án này gặp nhiều khó khăn, đôi khi không thực hiện được 5.2. Phương án 2 Nội dung: Tiến hành san phẳng mặt bằng để tiện di chuyển thiết bị ép và vận chuyển sau đó tiến hành ép cọc theo yêu cầu. Như vậy, để đạt được cao trình đỉnh cọc cần phải ép âm. Cần phải chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép để cọc ép được tới chiều sâu thiết kế. Sau khi ép cọc xong ta sẽ tiến hành đào đất để thi công phần đài, hệ giằng đài cọc Ưu điểm: Việc di chuyển thiết bị ép cọc và vận chuyển cọc có nhiều thuận lợi kể cả khi gặp trời mưa • Không bị phụ thuộc vào mực nước ngầm • Tốc độ thi công nhanh • Nhược điểm: Phải thêm các đoạn cọc dẫn để ép âm • Công tác đào đất hố móng khó khăn, phải đào thủ công nhiều, thời gian thi công lâu vì rất khó thi công • cơ giới hóa 5.3. Kết luận Căn cứ vào ưu nhược điểm của 2 phương án trên, căn cứ vào mặt bằng công trình, phương án đào đất hố móng, ta sẽ chọn ra phương án thi công ép cọc. Tuy nhiên, phương án 2, kết hợp đào hố móng dạng ao sẽ kết hợp được nhiều ưu điểm để tiến thành thi công có hiệu quả. 6. CÁC YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI ĐOẠN ÉP CỌC Cốt thép dọc của đoạn cọc phải hàn vào vành thép nối theo cả 2 bên của thép dọc và trên suốt chiều cao vành Vành thép nối phải phẳng, không được vênh Bề mặt ở đầu hai đoạn cọc nối phải tiếp xúc khít với nhau. Kích thước các bản mã đúng với thiết kế và phải ≥ 4mm Trục của đoạn cọc được nối trùng với phương nén Kiểm tra kích thước đường hàn so với thiết kế, đường hàn nối cọc phải có trên cả 4 mặt của cọc. Trên mỗi mặt cọc, chiều dài đường hàn không nhỏ hơn 10cm 7. YÊU CẦU KỸ THUẬT VỚI THIẾT BỊ ÉP CỌC Lực ép danh định lớn nhất của thiết bị không nhỏ hơn 1,4 lần lực ép lớn nhất Pép max yêu cầu theo quy định thiết kế Lức nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc khi ép đỉnh, không gây lực ngang khi ép Chuyển động của pittông kích phải đều, và khống chế được tốc độ ép Đồng hồ đo áp lực phải tương xứng với khoảng lực đo Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện để vận hành theo đúng quy định về an toàn lao động khi thi công
Giá trị đo áp lực lớn nhất của đồng hồ không vượt quá 2 lần áp lực đo khi ép cọc Chỉ huy động từ (0,7 ÷ 0,8) khả năng tối đa của thiết bị ép cọc Trong quá trình ép cọc phải làm chủ được tốc độ ép để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật 8. TÍNH TOÁN CHỌN CẨU PHỤC VỤ Căn cứ vào trọng lượng bản thân của cọc, của đối trọng và độ cao nâng cẩu cần thiết để chọn cẩu thi công ép cọc Sức nâng Qmax/Qmin Tầm với Rmax/Rmin Chiều cao nâng: Hmax/Hmin Độ dài cần chính L Độ dài cần phụ Thời gian Vận tốc quay cần 9. PHƯƠNG PHÁP ÉP CỌC VÀ CHỌN MÁY ÉP CỌC Ép cọc thường dùng 2 phương pháp: 9.1. Ép đỉnh Lực ép được tác dụng từ đỉnh cọc để ấn cọc xuống Ưu điểm Toàn bộ lực ép do kích thủy lực tạo ra được truyền trực tiếp lên đầu cọc chuyển thành hiệu quả ép. Khi • ép qua các lớp đất có ma sát nội tương đối cao như á cát, sét dẻo cứng... lực ép có thể thắng lực cản do ma sát để hạ cọc xuống sâu dễ dàng. Nhược điểm Cần phải có hai hệ khung giá. Hệ khung giá cố định và hệ khung giá di động, với chiều cao tổng cộng • của hai hệ khung giá này phải lớn hơn chiều dài một đoạn cọc: nếu 1 đoạn cọc dài 6m thì khung giá phải từ 7 ÷ 8m mới có thể ép được cọc. Vì vậy khi thiết kế cọc ép, chiều dài một đoạn cọc phải khống chế bởi chiều cao giá ép trong khoảng 6 – 8m 9.2. Ép ôm Lực ép được tác dụng từ hai bên hông cọc do chấu ma sát tạo nên để ép cọc xuống Ưu điểm Do biện pháp ép từ 2 bên hông của cọc, máy ép không cần phải có hệ khung giá di động, chiều dài đoạn • cọc ép có thể dài hơn. Nhược điểm Ép cọc từ hai bên hông cọc thông qua 2 chấu ma sát do do khi ép qua các lớp ma sát có nội ma sát • tương đối cao như á sét, sét dẻo cứng... lực ép hông thường không thể thắng được lực cản do ma sát tăng để hạ cọc xuống sâu. Nói chung, phương pháp này không được sử dụng rộng rãi bằng phương pháp ép đỉnh •
9.3. Các bộ phận của máy ép cọc (ép đỉnh) Đối trọng Trạm bơm thủy lực gồm có: Động cơ điện • Bơm thủy lực ngăn kéo • Ống tuyô thủy lực và giác thủy lực Dàn máy ép cọc: gồm có khung dẫn với giá xi lanh, khung dẫn là một • lồng thép được hàn thành khung bởi các thanh thép góc và tấm thép dầy. Bộ dàn hở 2 đầu để cọc có thể đi từ trên xuống dưới. Khung dẫn gắn với động cơ của xilanh, khung dẫn có thể lên xuống theo trục hành trình của xilanh Dàn máy có thể di chuyển nhờ chỗ lỗ bắt các bulông Bệ máy ép cọc gồm 2 thanh thép hình chữ I loại lớn • liên kết với dàn máy ứng với khoảng cách hai hàng cọc để có thể đứng tại 1 vị trí ép được nhiều cọc mà không cần phải di chuyển bệ máy. Có thể ép một lúc nhiều cọc bằng cách nối bulông đẩy dàn máy sang vị trí ép cọc khác bố trí trong cùng một hàng cọc. Máy ép cọc cần có lực ép P gồm 2 kích thuỷ lực mỗi kích có Pmax = P/2 (T) 9.4. Nguyên lý làm việc Dàn máy được lắp ráp với bệ máy bằng 2 chốt như vậy có thể di chuyển ép một số cọc khi bệ máy cố định tại một chỗ, giảm số lần cẩu đối trọng Ống thả cọc được 2 xilanh nâng lên hạ xuống, năng lượng thủy lực truyền đi từ trạm bơm qua xilanh qua ống thả cọc và qua gối đầu cọc truyền sang cọc, với đối trọng năng lượng sẽ biến thành lực dọc trục ép cọc xuống đất. 9.5. Chọn máy ép cọc Chọn máy ép cọc để đưa cọc xuống chiều sâu thiết kế, cọc phải qua các tầng địa chất khác nhau tùy theo điều kiện cụ thể của địa chất công trình. Muốn cho cọc qua được những địa tầng đó thì lực ép cọc phải đạt giá trị: Pep ≥ K.Pc Trong đó: Pep – lực ép cần thiết để cọc đi sâu vào đất nền tới độ sâu thiết kế • K – hệ số K > 1; có thể lấy K = 1,5 – 2 phụ thuộc vào loại đất và tiết diện cọc • Pc – tổng sức kháng tức thời của nền đất, Pc = Pmui + Pmasat • Pmui : phần kháng mũi cọc • Pmasat : ma sát thân cọc • Như vậy, để ép được cọc xuống chiều sâu thiết kế cần phải có một lực thắng được lực ma sát bên của cọc và phá vỡ cấu trúc của lớp đất dưới mũi cọc. Lực ép đó bằng trọng lượng bản thân cọc và lực ép bằng thủy lực. Lực ép cọc chủ yếu do kích thủy lực tạo ra. 9.6. Tính số máy ép cọc cho công trình Từ số lượng cọc cần ép và định mức ca máy (theo ĐM 242005), ta tính ra số ca máy cần thiết cho việc thi công công trình. Nếu số ca máy quá lớn, ta có thể chọn tăng số máy ép lên: 2 máy, hoặc 3 máy... 9.7. Tính toán chọn cẩu phục vụ ép cọc
10. TIẾN HÀNH ÉP CỌC 10.1. Chuẩn bị mặt bằng thi công và cọc Việc bố trí mặt bằng thi công ép cọc ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công nhanh hay chậm của công trình. Việc bố trí mặt bằng thi công phải hợp lý để các công việc không bị chồng chéo, cản trở lẫn nhau, giúp đẩy nhanh tiến độ thi công, rút ngắn thời gian thực hiện công trình. Cọc phải được bố trí trên mặt bằng sao cho thuận lợi cho việc thi công mà vẫn không cản trở máy móc thi công Vị trí các cọc phải được đánh dấu sẵn trên mặt bằng bằng các cột mốc chắc chắn, dễ nhìn. Cọc phải được vạch sẵn các đường trục để sử dụng máy ngắm kinh vĩ 10.1.1. Giác đài cọc trên mặt bằng Người thi công phải két hợp với người làm công tác đo đạc. Trên bản vẽ tổng mặt bằng thi công phải xác • định đầy đủ vị trí của từng hạng mục công trình, ghi rõ cách xác định lưới toạ độ, dựa vào các mốc chuẩn có sẵn hay dựa vào mốc quốc gia, chuyển mốc vào địa điểm xây dựng Thực hiện các biện pháp để đánh dấu trục móng, chú ý đến mái dốc taluy của hố móng • 10.1.2. Giác cọc trong móng Giác móng xong, ta xác định được vị trí của đài, ta tiến hành xác định vị trí cọc trong đài • Ở phần móng trên mặt bằng, ta đã xác định được tim đài nhờ các điểm chuẩn. Các điểm này được đánh • dấu bằng các mốc Căng dây trên các mốc, lấy thăng bằng, sau đó từ tim đo ra các khoảng cách xác định vị trí tim cọc theo • thiết kế Xác định tim cọc bằng phương pháp thủ công, dùng quả dọi thả từ các giao điểm trên dây đã xác định tim • cọc để xác định tim cọc thực dưới đất, đánh dấu các vị trí này 10.2. Công tác chuẩn bị ép cọc Cọc ép sau nên thời điểm bắt đầu ép cọc tuỳ thuộc vào sự thoả thuận giữa thiết kế chủ công trình và người thi công ép cọc Vận chuyển và lắp ráp thiết bị ép cọc vào vị trí ép đảm bảo an toàn Chỉnh máy để các đường trục của khung máy, đường trục kích và đường trcj của cọc đứng thẳng và nằm trong một mặt phẳng, mặt phẳng này phải vuông góc với ặt phẳng chuẩn nằm ngang (mặt phẳng chuẩn đài móng). Độ nghiêng của nó không quá 5% Kiểm tra 2 móc cẩu của dàn máy thật cẩn thận kiểm tra 2 chốt ngang liên kết dầm máy và lắp dàn lên bệ máy bằng 2 máy Khi cẩu đối trọng, dàn phải được kê thật phẳng, không nghiêng lệch, kiểm tra các chốt vít thật an toàn. Lần lượt cẩu các đối trọng lên dầm khung sao cho mặt phẳng chứa trọng tâm 2 đối trọng trùng với trọng • tâm ống thả cọc. Trong trường hợp đối trọng đặt ngoài dầm thì phải kê chắc chắn Dùng cẩu tự hành cẩu trạm bơm đến gần dàn máy, nối các giắc thuỷ lực vào giắc trạm bơm, bắt đầu cho • máy hoạt động Chạy thử máy ép để kiểm tra độ ổn định của thiết bị (chạy không tải và có tải) Kiểm tra cọc và vận chuyển cọc vào vị trí cọc trước khi ép
10.2.1. Kiểm tra các chi tiết nối cọc và máy hàn Trước khi ép cọc đại trà, phải tiến hành ép để làm thí nghiệm nén tĩnh cọc tại những điểm có điều kiện • địa chất tiêu biểu nhằm lựa chọn đúng đắn loại cọc, thiết bị thi công và điều chỉnh đồ án thiết kế, số lượng cần kiểm tra với thí nghiệm nén tĩnh là 1% tổng số cọc ép nhưng không ít hơn 3 cọc. 10.2.2. Chuẩn bị tài liệu Phải kiểm tra để loại bỏ các cọc không đạt yêu cầu kỹ thuật • Phải có đầy đủ các bản báo cáo khảo sát địa chất công trình, biểu đồ xuyên tĩnh, bản đồ các công trình • ngầm. Có bản vẽ mặt bằng bố trí lưới cọc trong khi thi công • Có phiếu kiểm nghiệm cấp phối, tính chất cơ lý của thép và bê tông cọc • Biên bản kiểm tra cọc • Hồ sơ thiết bị sử dụng ép cọc • 10.3. Lắp đoạn cọc đầu tiên 10.3.1. Chuẩn bị Đoạn cọc đầu tiên phải được lắp chính xác, phải cân chỉnh để trục của C1 trùng với đường trục của kích • và đi qua điểm định vị cọc độ sai lệch không quá 1cm Đầu trên của cọc được gắn vào thanh định hướng của khung máy • Nếu đoạn cọc C1 bị nghiêng sẽ dẫn đến hậu quả của toàn bộ cọc bị nghiêng • 10.3.2. Tiến hành thi công ép cọc Khi đáy kích (hoặc đỉnh pittong) tiếp xúc với đỉnh cọc thì điều chỉnh van tăng dần áp lực, những giây đầu • tiên áp lực dầu tăng dần đều, đoạn cọc C1 cắm sâu dần vào đất với vận tốc xuyên ≤ 1m/s. Trong quá trình ép dùng 2 máy kinh vĩ đặt vuông góc với nhau để kiểm tra độ thẳng đứng của cọc lúc • xuyên xuống. Nếu xác định cọc nghiêng thì dừng lại để điều chỉnh ngay. Khi đầu cọc C1 cách mặt đất 0,3 ÷ 0,5m thì tiến hành lắp đoạn cọc C2, kiểm tra về mặt 2 đầu cọc C2 sửa • chữa sao cho thật phẳng. Kiểm tra các chi tiết nối cọc và máy hàn. • Lắp đoạn cọc C2 vào vị trí ép, căn chỉnh để đường trục cọc C2 trùng với trục kích và trục đoạn cọc C1, • độ nghiêng ≤ 1% Tác động lên cọc C2 1 lực tạo tiếp xúc sao cho áp lực ở mặt tiếp xúc khoảng 3 – 4kg/cm2 rồi mới tiến • hành nối 2 đoạn cọc theo thiết kế Làm tương tự với các đoạn cọc sau • 10.3.3. Thao tác ép âm Trong quá trình ép cọc, khi ép cọc tới đoạn cuối cùng, ta phải có biện pháp đưa đầu cọc xuống một cốt âm nào đó so với cốt tự nhiên. Có thể dùng 2 phương pháp Phương pháp 1: Dùng cọc phụ
Dùng một cọc BTCT phụ có chiề dài lớn hơn chiều cao từ đỉnh ọc trong đài đến mặt đất tự nhiên một • đoạn (1 – 1,5m) để ép hạ đầu cọc xuống cao trình cốt âm cần thiết. Thao tác: Khi ép tới đoạn cuối cùng, ta hàn nối tiếp một đoạn cọc phụ dài ≥ 2,5m lên đầu cọc, đánh dấu • lên thân cọc phụ chiều sâu cần ép xuống để khi ép các đầu cọc sẽ tương đối đều nhau, không xảy ra tình trạng nhấp nhô không bằng nhau, giúp thi công đập đầu cọc và liên kết với đài thuận lợi hơn. Để xác định độ sâu này cần dùng máy kinh vĩ đặt lên mặt trên của dầm thép chữ I để xác định cao trình thực tế của dầm thép với cốt ±0,00, tính toán để xác định được chiều sâu cần ép và đánh dấu lên thân cọc phụ (chiều sâu này thay đổi theo từng vị trí mặt đất của đài mà ta đặt dầm thép của máy ép cọc). Tiến hành thi công cọc phụ nhưn cọc chính tới chiều sâu đã vạch sẵn trên thân cọc phụ Ưu điểm: không phải dùng cọc ép âm nhưng phải chế tạo thê số mét dài cọc BTCT làm cọc dẫn, thi công • xong sẽ đập đi gây tốn kém, hiệu quả kinh tế không cao. Phương pháp 2: Phương pháp ép âm Phương pháp này dùng một đoạn cọc dãn để ép cọc xuống cốt âm thiết kế sau đó lại rút cọc dẫn lên ép • cho cọc khác, cấu tạo cọc ép âm do cán bộ thi công thiết kế và chế tạo. Cọc ép âm có thể là bằng BTCT hoặc thép • Vì hành trình của pitông máy ép chỉ ép được cách mặt đất tự nhiên khoảng 0,6 – 0,7m, do vậy chiều dài • cọc được lấy từ cao trình đỉnh cọc trong đài đến mặt đất tự nhiên cộng thâm một đoạn 0,7m là hành trình pitông như trên, có thể lấy ra thêm 0,5m nữa giúp thao tác ép dễ dàng hơn. Ưu điểm: Không phải dùng cọc phụ BTCT, hiệu quả kinh tế cao hơn, cọc dẫn lúc này trở thành cọc công • cụ trong việc hạ cọc xuống cốt âm thiết kế. Nhược điểm: thao tác với cọc dẫn phải thận trọng tránh làm nghiêng đầu cọc chính vì cọc dẫn chỉ liên kết • khớp tạm thời với đầu cọc chính (chụp mũ đầu cọc lên đầu cọc). Việc thi công những công trình có tầng hầm, độ sâu đáy đài lớn hơn thi công dẫn khó hơn, khi ép xong rút cọc lên khó khăn hơn, nhiều trường hợp cọc ép chính bị nghiêng. 10.4. Kết thúc công việc ép cọc Cọc được coi là ép xong khi thoả mãn 2 điều kiện: Chiều dài cọc đã ép vào đất nền trong khoảng Lmin ≤ Lc ≤ Lmax Trong đó: Lmin , Lmax là chiều dài ngắn nhất và dài nhất của cọc được thiết kế dự báo theo tình hình biến động • của nền đất trong khu vực Lc là chiều dài cọc đã hạ vào trong đất so với cốt thiết kế; Lực ép trước khi dừng trong khoảng (Pep)min ≤ • (Pep)KT ≤ (Pep)max Trong đó: (Pep)min là lực ép nhỏ nhất do thiết kế quy định; • (Pep)max là lực ép lớn nhất do thiết kế quy định; • (Pep)KT là lực ép tại thời điểm kết thúc ép cọc, trị số này được duy trì với vận tốc xuyên không quá 1cm/s • trên chiều sâu không ít hơn ba lần đường kính ( hoặc cạnh) cọc. Trường hợp không đạt 2 điều kiện trên người thi công phải báo cho chủ công trình và thiết kế để sử lý kịp thời khi cần thiết, làm khảo sát đất bổ sung, làm thí nghiệm kiểm tra để có cơ sở lý luận sử lý.
10.5. Các điểm cần chú ý trong thời gian ép cọc Việc ghi chép lực ép theo nhật ký ép cọc nên tiến hành cho từng mét chiều dài cọc cho tới khi đạt tới (Pep)min, bắt đầu từ độ sâu này nên ghi cho từng 20cm cho tới khi kết thúc, hoặc theo yêu cầu cụ thể của Tư vấn, Thiết kế. Ghi chép lực ép đầu tiên khi mũi cọc đã cắm sâu vào lòng đất từ 0,3 – 0,5m thì ghi chỉ số lực ép đầu tiên sau đó cứ mỗi lần cọc xuyên được 1m thì ghi chỉ số lực ép tại thời điểm đó vào nhật lý ép cọc Nếu thấy đồng hồ đo áp lực tăng lên hoặc giảm xuống 1 cách đột ngột thì phải ghi vào nhật ký ép cọc sự thay đổi đó. Nhật ký phải đầy đủ các sự kiện ép cọc có sự chứng kiến của các bên có liên quan. 10.5.1. Ghi chép theo dõi lực ép theo chiều dài cọc Khi mũi cọc cắm sâu vào đất từ 30 50cm thì ghi chỉ số lực đầu tiên. Sau đó cứ mỗi lần cọc đi xuống sâu được 1m thì ghi lực ép tại thời điểm đó vào sổ nhật ký ép cọc Nếu thấy chỉ số trên đồng hồ đo áp lực tăng lên hoặc giảm xuống đột ngột thì phải ghi vào nhật ký cộng độ sâu và giá trị lực ép thay đổi đột ngột nói trên. Nếu thời gian thay đổi lực ép kéo dài thì ngừng ép và tìm hiểu nguyên nhân, đề xuất phương pháp sử lý. Sổ nhật ký được ghi một cách liên tục đến hết độ sâu thiết kế, khi lực ép tác dụng lên cọc có giá trị bằng 0,8.Pép min thì ghi lại dodọ sâu và giá trị đó Bắt đầu từ độ sâu có áp lực P=0,8Pép min, ghi chép tương ứng với từng độ saua xuyên 20cm vào nhật lý, tiếp tục ghi như vậy cho đến khi ép xong 1 cọc. 10.5.2. Thời điểm khóa đầu cọc Mục đích của khóa đầu cọc Huy động cọc vào thời điểm thích hợp trong quá trình tăng tải của công trình không chịu những độ lún • hoặc lún không đều. Đối với cọc ép trước khi thi công đài, việc khóa đầu cọc do CĐT và người thi công quyết định • Thực hiện việc khóa đầu cọc Sửa đầu cọc cho đúng cao trình thiết kế • Đổ bù xung quanh bằng cát hạt trung, đầm chặt cho tới cao độ của lớp bê tông lót • Đặt lưới thép cho cọc • 11. XỬ LÝ CÁC SỰ CỐ KHI THI CÔNG ÉP CỌC Do cấu tạo địa chất dưới nền đất không đồng nhất nên thi công ép cọc có thể xảy ra các sự cố sau: Khi ép đến độ sâu nào đó chưa đến độ sâu thiết kế nhưng áp lực đã đạt, khi đó phải giảm bớt tốc độ, • tăng lực ép lên từ từ nhưng không lớn hơn Pép max. Nếu cọc vẫn không xuống thì ngừng ép và báo cáo với bên thiết kế để kiểm tr sử lý. Nếu nguyên nhân là do lớp cát hạt trung bị ép quá chặt thì dừng ép cọc lại một thời gian chờ cho độ chặt • lớp đất giảm dần rồi ép tiếp Nếu gặp vật cản thì khoan phá, khoan dẫn, ép cọc tạo lỗ • Khi ép đến độ sâu thiết kế mà áp lực đầu cọc vẫn chưa đạt đến yêu cầu theo tính toán. Trường hợp này • xảy ra thường do khi đó đầu cọc vẫn chưa đến lớp cát hạt trung, hoặc gặp các thấu kính, đất yếu, ta ngừng ép cọc và báo với bên thiết kế để kiểm tra, xác định nguyên nhân và tìm biện pháp sử lý.
Biện pháp sử lý trong TH này là nối thêm cọc khi đxa kiểm tra và xác định rõ lớp đất bên dưới là lớp đất • yếu sau đó ép cho đến khi đạt áp lực thiết kế. 12. KIỂM TRA SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC Sau khi ép xong toàn bộ cọc của công trình phải kiểm tra nén tĩnh cọc bằng cách thuê các cơ quan chuyên kiểm tra Số cọc phải kiểm tra bằng 1% tổng số cọc công trình, nhưng không nhỏ hơn 3 cọc Sau khi kiểm tra phải có kết quả đầu đủ về khả năng chịu tải, độ lún cho phép, nếu đạt yêu cầu có thể tiến hành đào móng để thi công bê tông đài. 13. AN TOÀN LAO ĐỘNG KHI THI CÔNG ÉP CỌC Phải huấn luyện cho công nhân, trang bị bảo hộ và kiểm tra an toàn thiết bị ép cọc Chấp hành nghiêm chỉnh quy định trong an toàn lao động về sử dụng vận hành kích thủy lực, động cơ điện cần cẩu,... Các khối đối trọng phải được xếp theo nguyên tắc tạo thành khối ổn định, không được để khối đối trọng nghiêng và rơi đổ trong quá trình ép cọc Phải chấp hành nghiêm, chặt chẽ quy trình an toàn lao động trên cao, dây an toàn, thang sắt... Dây cáp chọn hệ số an toàn > 6 Tài liệu tham khảo TCXDVN 286: 2003: Đóng và ép cọc Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu TCVN 4453 : 1995: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối Quy phạm thi công và nghiệm thu. TCVN 205: 1998: Móng cọc Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4091 : 1985 : Nghiệm thu công tác đóng – ép cọc Lưu ý khi sử dụng móng cừ tràm So sánh cừ tràm với cọc bê tông cốt thép Ứng dụng cừ tràm Cách đóng cừ tràm 22/04/2010 14:01 (GMT+7) Kích cỡ chữ:
Sau bài về chống lún do kỹ sư Nguyễn Văn Ðực - tác gi ả cuốn "M ấy quan đi ểm v ề n ền móng” NXB Khoa học Kỹ thuật - tư vấn đăng trên số báo 25, SGTT nh ận được thêm một số ý kiến về sử dụng cừ tràm làm móng và so sánh với cọc bê tông. K ỹ s ư Nguy ễn Văn Ðực sẽ tư vấn tiếp về vấn đề này. So sánh cừ tràm với cọc bê tông cốt thép Cọc bê tông cốt thép ví như xe ô-tô, cừ tràm ví nh ư xe g ắn máy. Ôtô có ưu điểm chở được nhiều người, dễ đi xa hơn; xe gắn máy nhỏ g ọn, cơ động trên đường nhỏ hẹp, chi phí thấp. Do đó, tùy trường hợp mà dùng ôtô hay xe máy để đạt hiệu quả hơn. Khi "tai nạn" xảy ra thì c ần xem l ại năng lực, sự cẩn trọng của người lái hơn là phương tiện. Khi dùng móng cừ tràm phải tính toán kỹ thi ết k ế và cấu t ạo đúng, d ứt khoát không được gian dối trong thi công. Bởi tất cả các “tai nạn” lún s ụt là do con người chứ không vì cừ tràm. Thường với các công trình d ưới 5 t ầng, xây chen trong các hẻm nhỏ thì việc đóng, ép cọc bê tông c ốt thép s ẽ khó khăn và tốn kém hơn dùng cừ tràm. Nếu công trình l ớn, giao thông thu ận tiện thì cọc bê tông kinh tế hơn. Ứng dụng cừ tràm Theo kinh nghiệm, nên sử dụng cừ tràm ở những vùng đất yếu, đất bùn, có s ức ch ịu t ải th ấp. Với cừ dài 4 - 5m, đường kính gốc 10 - 12cm, ng ọn 6 - 8cm và m ật đ ộ 25 cây/m² thì s ức ch ịu t ải của đất đạt từ 0,6 - 0,9 kg/cm². Về mặt lý thuyết, có nhi ều ý ki ến khác nhau nh ưng nên làm cho móng và cừ tràm kết hợp thành một khối "rắn". Vì trong đ ất bùn, c ừ tràm có tác d ụng liên k ết v ới móng tạo thành một khối để chuyển lực xuống sâu hơn 4 - 5m (đáy c ủa kh ối c ừ tràm). T ừ đó khối cừ tràm đủ sức chịu lực, chống cắt do các cung trượt gây ra ngay t ại đáy móng. Khi móng bị phá, đất dưới đáy móng hình thành cung trượt, do đó s ố l ượng và đ ường kính c ừ tràm ph ải đ ủ để chịu lực cắt của cung trượt này (xem hình 1) Cách đóng cừ tràm Cần thiết phải đóng cừ rộng ra ngoài diện tích móng, m ỗi c ạnh t ừ 0,1 - 0,2m đ ể tăng s ức chống cắt của cung trượt. Thí dụ điển hình là tại công trình ch ợ Tân Quy Tây, tr ụ s ở m ột công ty xây dựng ở đường Xô Viết Nghệ Tĩnh và nhất là lô IV cư xá Thanh Ða, di ện tích đóng c ừ tràm b ị thu hẹp đáng kể, đóng lùi sâu vào bên trong cạnh móng dẫn đến lún và lún lệch (xem hình 2) Có người “cầu kỳ” đóng chung quanh trước rồi mới đóng d ần vào trong - ý mu ốn t ạo s ự nén chặt đất trong phạm vi đóng cừ. Thực chất không tác d ụng gì mà ch ỉ c ực cho vi ệc thi công, vì c ừ không lèn chặt được đất bùn.