ݺߣ

ݺߣShare a Scribd company logo

CẤU TẠO CỌC KHOAN NHỒI

•
•
T
Thìn LV

CẤU TẠO CỌC KHOAN NHỒI

1 of 8
Downloaded 97 times
vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 2005 35 VÒ mét sè cÊu t¹o cña cäc khoan nhåi KS. §inh Quèc kim C«ng ty T− vÊn thiÕt kÕ CÇu lín – HÇm 1 - Më ®Çu NÕu nh− nh÷ng n¨m 80 trë vÒ tr−íc mãng cäc khoan nhåi rÊt hiÕm khi ®−îc sö dông th× ngµy nay nã l¹i ®−îc sö dông phæ biÕn ®Õn møc gÇn nh− lµ ®iÒu hiÓn nhiªn mçi khi cã yªu cÇu ph¶i dïng mãng s©u chÞu t¶i lín vµ cã vÎ nh− lµ mäi ng−êi lµm c«ng t¸c thiÕt kÕ ®Òu n¾m rÊt râ cÊu t¹o vµ nh÷ng c¬ së khoa häc trong viÖc ho¹ch ®Þnh t−¬ng øng. Nh−ng trªn thùc tÕ thiÕt kÕ v× tÝnh kh«ng ®ång bé cña c¸c qui tr×nh trong n−íc còng nh− sù thay ®æi thiÕu tÝnh kÕ thõa cña hÖ thèng qui tr×nh thiÕt kÕ míi nªn ®èi víi mét sè kü s− thiÕt kÕ míi ra tr−êng vÊn ®Ò kh«ng h¼n nh− vËy. §Ó gióp nh÷ng kü s− thiÕt kÕ nÒn mãng quan t©m tíi vÊn ®Ò nµy cã thÓ tù m×nh ®−a ra c¸c gi¶i ph¸p cÊu t¹o hîp lý, bµi b¸o xin ®−îc giíi thiÖu mét sè nghiªn cøu so s¸nh vÒ cÊu t¹o cäc khoan nhåi theo qui tr×nh cña c¸c n−íc. 2. CÊu t¹o cäc khoan nhåi theo qui tr×nh c¸c n−íc C¸c yÕu tè cÊu t¹o chñ yÕu ®−îc ®Ò cËp ë ®©y ®èi víi cäc khoan nhåi, bao gåm: mÆt b»ng bè trÝ, chiÒu s©u cäc khoan nhåi ngµm trong bÖ, èng v¸ch thÐp, cèt thÐp däc, cèt thÐp ®ai, cèt thÐp ®Þnh c÷, cèt thÐp ®Þnh vÞ, chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ, èng ch«n s½n phôc vô c«ng t¸c siªu ©m chÊt l−îng bª t«ng cäc. C¸c vÊn ®Ò kh¸c sÏ ®−îc xem xÐt trong mét chuyªn ®Ò kh¸c. 2.1 B¶ng so s¸nh c¸c cÊu t¹o chñ yÕu Tiªu chuÈn so s¸nh hoÆc chØ dÉnH¹ng môc Nga (1) Trung Quèc (2) NhËt (3) Ph¸p (4) Mü (5) A) §−êng kÝnh tèi thiÓu cña cäc khoan nhåi Kh«ng qui ®Þnh ≥0.8m ≥0.8m ≥0.8m ≥0.75m B) Kho¶ng c¸ch cäc khoan nhåi 1. Kho¶ng c¸ch tim cäc khoan nhåi ®Õn mÐp bÖ ≥25cm Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ mÆt ngoµi cäc biªn: -0.5D & >25cm khi ®−êng kÝnh cäc ≤1m -0.3D & >50cm khi ®−êng kÝnh cäc >1m 1D (6) Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh 2. Kho¶ng c¸ch tim hai cäc khoan nhåi c¹nh nhau 1m+D -Cäc mas¸t:2.5D - Cäc chèng ngµm trong ®¸: 2D 2.5D 2.5D 3D
vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 200536 Tiªu chuÈn so s¸nh hoÆc chØ dÉnH¹ng môc Nga (1) Trung Quèc (2) NhËt (3) Ph¸p (4) Mü (5) C) ChiÒu s©u ®o¹n cäc khoan ngµm trong bÖ (ch−a kÓ phÇn cèt thÐp duçi th¼ng ®· ®Ëp bá bª t«ng) 10cm Kh«ng qui ®Þnh 15cm Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh D) ChiÒu s©u ®o¹n cäc ngµm trong ®¸ gèc kh«ng nøt nÎ ≥0.5m ≥0.5m Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh E) èng v¸ch thÐp ®Ó l¹i 1. ChiÒu dµy tèi thiÓu (mm) 10-12mm 7-15mm 2. §−êng kÝnh trong tèi thiÓu cña èng (mm) Lín h¬n ®−êng kÝnh cäc khoan tõ 5-10cm Tèi ®a b»ng ®−êng kÝnh ngoµi cña lång cèt thÐp céng thªm 10cm 3. Cao ®é ch©n èng v¸ch so víi cao ®é xãi côc bé thÊp h¬n tèi thiÓu 1m Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh F) CÊu t¹o lång cèt thÐp cäc khoan 1. Sè l−îng vµ ®−êng kÝnh tèi thiÓu cña cèt chñ ≥26mm ≥8 thanh ≥14mm ≥6 thanh ≥13mm ≥6 thanh ≥12mm ≥5÷6 thanh 2. Kho¶ng c¸ch cèt thÐp chñ 15-20cm ≥8cm ≤30cm ≥10cm kÓ c¶ t¹i vÞ trÝ mèi nèi chång hoÆc cót nèi TÜnh kh«ng gi÷a 2 thanh cèt thÐp c¹nh nhau ≥5 lÇn kÝch cì h¹t th« cña hçn hîp bª t«ng 3. Kho¶ng c¸ch vµ ®−êng kÝnh cèt ®ai 15-20cm; ≥10mm 20-40cm; ≥8mm Kh«ng qui ®Þnh -≤15lÇn ®−êng kÝnh cèt chñ nh−ng ≤35cm - ≥6mm T¹i vÞ trÝ th«ngth−êng: 15-20cm; t¹i vÞ trÝ s¸t ®¸y bÖ 7.5cm 4. Kho¶ng c¸ch vµ ®−êng kÝnh cèt thÐp vßng cøng ph©n bæ däc chiÒu dµi cäc khoan - 2m –3m -≥®−êng kÝnh cèt chñ 2m-2.5m; 4-18mm Kh«ng qui ®Þnh - 2m -≥ ®−êng kÝnh cèt chñ Kh«ng qui ®Þnh 5. ChiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ cèt thÐp 10cm 5cm -§o¹n cäc cã èng v¸ch ≥4cm -§o¹n cäc kh«ng cã èng v¸ch ≥7cm 10cm 6. BiÖn ph¸p gi÷ c÷ cña líp bª t«ng b¶o vÖ D¶i thÐp dÑt uèn h×nh lßng m¸ng thanh thÐp uèn h×nh lßng m¸ng hoÆc con kª BT Kh«ng qui ®Þnh Khèi bª t«ng cè ®Þnh hoÆc bª t«ng d¹ng ru l« Kh«ng qui ®Þnh
vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 2005 37 Tiªu chuÈn so s¸nh hoÆc chØ dÉnH¹ng môc Nga (1) Trung Quèc (2) NhËt (3) Ph¸p (4) Mü (5) 7. Mèi nèi dµi khung cèt thÐp Hµn so le th«ng qua hai ®ai thÐp dÑt hoÆc buéc chång Nèi buéc hoÆc nèi hµn tuú thuéc lo¹i thÐp 8. èng ch«n s½n phôc vô c«ng t¸c siªu ©m cäc Kh«ng qui ®Þnh râ D<350: 2èng 350≤ D ≤800: 3èng D>800: 4èng Kh«ng qui ®Þnh râ D≤1000: 3èng, trong ®è 2 èng nhá, 1 èng to 1000<D ≤1300: 4 èng, trong ®ã 2 èng nhá, 2 èng to 1300<D ≤1500: 5 èng 1500≤D th«ng qua thÝ nghiÖm ®Ó quyÕt ®Þnh D≤750: 2èng 750 <D ≤1050: 3èng 1050<D≤ 1500: 4èng 1500<D 2400: 6èng D>2400: 8èng Ghi chó: (1) Tiªu chuÈn, chØ dÉn cña Liªn x« cò - CHuΠ 2-02-03-85 - BCH –165-70 - OCHOBAHUϑ U ΦYH ∆AMEHT B.C KUPUΛΛOB 1980 (2) Tiªu chuÈn, chØ dÉn cña Trung quèc - JTJ 024-85 Qui ph¹m thiÕt kÕ nÒn mãng c«ng tr×nh cÇu cèng trªn ®−êng «t« (3) Tiªu chuÈn NhËt - JSHB 1996 (4) Tiªu chuÈn, chØ dÉn Ph¸p - Regles techniques de conception et de calcul des fondations des ouvrages de genie civil. Septembre 1992 - Les pieux fores. Recueil de regles de l’art. Decembre 1978. (5) Tiªu chuÈn, chØ dÉn cña Mü bao gåm: - AASHTO 1998 SI Unit Second Edition - Drilled shafts, Construction procedures ans Design methods. Lymon C. Reese Ph.D., P.E. and Michael W. O Neill Ph. D., P.E. 1988 (6) D: lµ ®−êng kÝnh cäc khoan nhåi 2.2 Mét sè b×nh luËn a) §−êng kÝnh cäc khoan nhåi Cäc khoan nhåi cã yªu cÇu kh¸ ®Æc biÖt lµ chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ lín vµ trong mãng trô mè cÇu ®−êng bé ph¶i chÞu t¶i träng nÐn vµ uèn lín, nÕu dïng cäc khoan nhåi cã ®−êng kÝnh nhá d−íi 0.8m th× hiÖu qu¶ lµm viÖc cña cèt thÐp chñ khi cäc chÞu uèn bÞ h¹n chÕ nhiÒu v× cèt thÐp n»m qu¸ gÇn träng t©m tiÕt diÖn. §iÒu nµy h¹n chÕ nhiÒu tíi kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu. Do ®ã ®èi víi mãng cäc dïng cho cÇu ®−êng bé, tèt nhÊt nªn dïng lo¹i cã ®−êng kÝnh ≥0.8m nh− khuyÕn nghÞ cña tiªu chuÈn Trung Quèc, NhËt, Ph¸p b) Kho¶ng c¸ch tim hai cäc khoan nhåi c¹nh nhau vµ tõ tim cäc tíi mÐp bÖ gÇn nhÊt - Trong ®¸ Ýt nøt nÎ th× nªn dïng trÞ sè 2.5D ®Ó gi¶m kÝch th−íc bÖ mãng mµ kh«ng ph¶i lo l¾ng vÒ hiÖn t−îng gi¶m kh¶ n¨ng chÞu t¶i do hiÖn t−îng chång biÕn d¹ng t¹i ch©n cäc cña hai cäc c¹nh nhau. ThËm chÝ cã tr−êng hîp khi
vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 200538 buéc ph¶i thªm cäc trong qu¸ tr×nh thi c«ng mµ kh«ng ®−îc më réng bÖ ®«i khi còng cã thÓ xem xÐt dïng kho¶ng c¸ch tim hai cäc khoan nhåi c¹nh nhau b»ng 2D nÕu cäc ngµm trong nÒn ®¸ gèc. - Trong nÒn c¸t nªn dïng trÞ sè 3D ®Ó h¹n chÕ sù t−¬ng t¸c cña biÕn d¹ng cña nÒn hai cäc c¹nh nhau còng nh− sù triÕt gi¶m ma s¸t thµnh bªn cäc do ®Êt bÞ x¸o trén trong qu¸ tr×nh xãi hót lÊy ®Êt - Kho¶ng c¸ch tim cäc tíi mÐp bÖ gÇn nhÊt nªn theo khuyÕn nghÞ cña tiªu chuÈn NhËt b»ng 1D, v× víi kho¶ng c¸ch tèi thiÓu nµy cho phÐp c¸c cäc biªn ngµm cøng ®Çy ®ñ h¬n víi bÖ nh− c¸c hµng cäc n»m phÝa trong vµ gi¶ thiÕt tÝnh to¸n lÝ thuyÕt sÏ phï hîp víi thùc tÕ khi xem xÐt qu¸ tr×nh truyÒn lùc, biÕn d¹ng tõ bÖ xuèng cäc vµ khi xem xÐt sù lµm viÖc cña b¶n th©n bÖ cäc. c) ChiÒu dµi ®o¹n cäc ngµm trong bÖ mãng Tr−íc ®©y theo chØ dÉn cña tiªu chuÈn Liªn X« cò t¹i vÞ trÝ cã cäc, l−íi cèt thÐp ®¸y bÖ cã thÓ gi¸n ®o¹n, ®iÒu ®ã cã nghÜa r»ng kho¶ng c¸ch tõ ®¸y bÖ tíi tim l−íi cèt thÐp ®¸y bÖ kh«ng phô thuéc vµo chiÒu dµi ®o¹n cäc bª t«ng nguyªn vÑn ngµm vµo ®¸y bÖ. Tr−êng hîp b¾t buéc l−íi cèt thÐp ®¸y bÖ ph¶i liªn tôc (kh«ng c¾t ®øt t¹i vÞ trÝ giao c¾t víi cäc, t−¬ng øng víi t×nh tr¹ng l−íi thÐp chÞu lùc ®¸y bÖ sÏ n»m phÝa trªn ®Ønh ®o¹n cäc bª t«ng nguyªn vÑn) th× kho¶ng c¸ch tõ ®¸y bÖ tíi tim l−íi cèt thÐp ®¸y bÖ phô thuéc vµo chiÒu dµi ®o¹n cäc bª t«ng nguyªn vÑn ngµm vµo ®¸y bÖ. Nh− vËy ®Ó h¹n chÕ nøt bª t«ng vµ gi¶m sè l−îng cèt thÐp chÞu lùc ®¸y bÖ nªn khèng chÕ kho¶ng c¸ch nãi trªn cµng nhá cµng tèt tøc lµ c©n nh¾c chiÒu dµi ®o¹n cäc bª t«ng nguyªn vÑn ngµm trong bÖ mãng chØ nªn ®Ó tèi ®a trong kho¶ng 10-15cm (ch−a kÓ ®o¹n cèt thÐp duçi th¼ng ®· ®Ëp bá bª t«ng). Tuy nhiªn cÇn c©n nh¾c mét vÊn ®Ò cÊu t¹o lµ khi l−íi thÐp ®¸y bÖ ®Æt chång trªn ®Ønh ®o¹n cäc bª t«ng nguyªn vÑn th× viÖc cÊu t¹o mét vµi l−íi cèt thÐp côc bé ®Çu cäc theo c¸ch lµm tr−íc ®©y nªn ®−îc xö lÝ nh− thÕ nµo cho hîp lÝ. d) ChiÒu dµi ®o¹n cäc khoan nhåi ngµm trong ®¸ gèc kh«ng nøt nÎ XÐt ®Õn tÝnh ®ång nhÊt cña nÒn ®¸ trong ®o¹n cäc ngµm vµ ph¸t huy ®Çy ®ñ lùc ma s¸t gi÷a cäc víi v¸ch lç khoan trong ®¸, ®ång thêi h¹n chÕ sù cè háng thiÕt bÞ khoan vµ gi¶m thêi gian thi c«ng tèt nhÊt chØ nªn ngµm cäc trong ®¸ gèc mét ®o¹n tèi ®a b»ng 1D –2D. e) ChiÒu dÇy èng v¸ch thÐp Kh«ng kÓ èng v¸ch chuyªn dông ®−îc s¶n xuÊt ®i kÌm m¸y khoan ®Æc chñng, c¸c tr−êng hîp cßn l¹i tuú thuéc chiÒu s©u h¹ èng v¸ch vµ ®Ó h¹n chÕ mãp èng trong qu¸ tr×nh h¹ cäc còng nh− thu ®−îc chi phÝ sö dông èng v¸ch hîp lÝ, nªn chän chiÒu dÇy èng v¸ch thÐp trong kho¶ng tõ 6mm- 16mm . Ngoµi ra nÕu sö dông d¹ng èng v¸ch vÜnh cöu ®Ó l¹i còng cÇn quan t©m tíi tèc ®é ¨n mßn thÐp vµ tuæi thä thiÕt kÕ c«ng tr×nh ®Ó quyÕt ®Þnh chiÒu dÇy èng v¸ch. Cã thÓ tham kh¶o tèc ®é ¨n mßn thÐp trong mét sè m«i tr−êng nh− d−íi ®©y:
vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 2005 39 - Theo ®Ò tµi 82.28.504 sè liÖu ¨n mßn thÐp t¹i ViÖt Nam TT M«i tr−êng n−íc Tèc ®é ¨n mßn thÐp (mm/n¨m) 1 Thµnh phè 0.11 – 0.13 2 N«ng th«n 0.085 – 0.1 3 Khu c«ng nghiÖp 0.25 – 0.35 4 Vïng biÓn 0.4 – 1.2 - Theo tiªu chuÈn Ph¸p Tèc ®é ¨n mßn M«i tr−êng 25 n¨m 50n¨m 75n¨m 100n¨m §Êt hoÆc ®Êt ®¾p Ýt x©m thùc 0.25mm 0.6mm 0.7mm 0.8mm §Êt hoÆc ®Êt ®¾p cã møc ®é x©m thùc trung b×nh 1.0mm 1.6mm 2.0mm 2.5mm §Êt hoÆc ®Êt ®¾p cã møc ®é x©m thùc m¹nh 2.5mm 4.0mm 5.0mm 6.0mm f) §−êng kÝnh trong tèi thiÓu cña èng v¸ch thÐp Trªn thùc tÕ ®a phÇn c¸c èng v¸ch thÐp kh«ng h¹ tíi tËn ch©n cäc khoan, do ®ã nÕu dïng èng v¸ch cã ®−êng kÝnh trong lín h¬n ®−êng kÝnh thiÕt kÕ cña cäc khoan cã thÓ sÏ h×nh thµnh hai ®o¹n cäc cã ®−êng kÝnh kh¸c nhau. Trªn ®o¹n kh«ng cã èng v¸ch thÐp, chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ th−êng trong kho¶ng tõ 70-100mm, nh− vËy khi chän chªnh lÖch ®−êng kÝnh trong cña èng v¸ch thÐp so víi ®−êng kÝnh thiÕt kÕ cña cäc khoan b»ng 100mm, ë ®o¹n cã èng v¸ch thÐp chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ sÏ lín h¬n hoÆc b»ng150mm. MÆt kh¸c ®o¹n cäc l©n cËn ®¸y bÖ trë xuèng th−êng chÞu m« men uèn lín nªn vÒ cÊu t¹o ®−a cèt thÐp chÞu lùc ra cµng xa tim cäc th× hîp lÝ h¬n. Tr−êng hîp kh«ng xÐt sù lµm viÖc cña èng v¸ch thÐp ®èi víi mÆt c¾t cäc khoan, c©n ®èi c¸c mÆt nªu trªn vµ xem xÐt møc ®é thuËn lîi khi khoan t¹o lç, h¹ lång cèt thÐp, gi¶m l−îng t¨ng thÓ tÝch bª t«ng cäc kh«ng cÇn thiÕt nªn chän chªnh lÖch ®−êng kÝnh trong cña èng v¸ch thÐp so víi ®−êng kÝnh thiÕt kÕ cña cäc khoan trong trong kho¶ng 50mm≤D≤100mm. g) Cao ®é ch©n èng v¸ch cäc khoan trªn s«ng §èi víi èng v¸ch thÐp ®−îc sö dông víi chøc n¨ng lµ èng v¸ch t¹m thi c«ng nh»m h¹n chÕ röa tr«i v÷a xi m¨ng cña bª t«ng t−¬i hoÆc víi chøc n¨ng lµ èng v¸ch ®Ó l¹i nh»m h¹n chÕ sù mµi mßn bª t«ng cña phï sa hoÆc cña c¸c thµnh phÇn h¹t mÞn, h¹t th« tr«i næi trong n−íc khi l−u tèc dßng ch¶y >3m/s, tèt nhÊt nªn ®Ó cao ®é ch©n èng v¸ch thÐp thÊp h¬n cao ®é xãi côc bé tÝnh to¸n tèi thiÓu 1m do xÐt tíi sai lÖch trong −íc tÝnh chiÒu s©u xãi côc bé. h) Sè l−îng vµ ®−êng kÝnh tèi thiÓu cña cèt thÐp chñ VÒ nguyªn t¾c sè l−îng vµ ®−êng kÝnh tèi thiÓu cña cèt thÐp chñ cäc khoan nhåi sÏ ®−îc quyÕt ®Þnh dùa trªn kÕt qu¶ tÝnh to¸n, tuy nhiªn trong mét sè tr−êng hîp nÕu chØ thuÇn tuý theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n sÏ bè trÝ rÊt Ýt cèt thÐp däc. Nh−ng trªn thùc tÕ v× nhiÒu lÝ do kh¸c nhau kÓ c¶ lÝ do cÊu t¹o, nªn bè trÝ mét l−îng cèt thÐp tèi thiÓu phô thuéc vµo ®−êng kÝnh cäc khoan. Sè l−îng, ®−êng kÝnh cèt thÐp chñ tèi thiÓu cã thÓ lùa chän tèi thiÓu trong kho¶ng 6-8 thanh,
vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 200540 ®−êng kÝnh tèi thiÓu 14-16mm. Dùa trªn biÓu ®å chÞu uèn cña cäc cho thÊy th«ng th−êng ®o¹n gÇn ch©n cäc chñ yÕu chÞu nÐn do vËy còng nªn nghiªn cøu gi¶m bít diÖn tÝch cèt thÐp chñ mét c¸ch hîp lÝ theo h−íng gi¶m ®−êng kÝnh nh−ng gi÷ nguyªn cù li cèt thÐp hoÆc gi÷ nguyªn ®−êng kÝnh cèt thÐp nh−ng thay ®æi cù li cèt thÐp. H×nh 1. Mét d¹ng khung cèt thÐp cäc khoan nhåi ®iÓn h×nh i) §−êng kÝnh cèt thÐp ®ai Cèt thÐp ®ai cäc khoan th−êng ®−îc bè trÝ theo cÊu t¹o trªn c¬ së tham kh¶o c¸c tµi liÖu l−u tr÷ hiÖn cã, Ýt khi ®−îc tÝnh to¸n chi tiÕt. Cã thÓ nhËn thÊy sù cã mÆt cña cèt thÐp ®ai lµm cho khung cèt thÐp cøng lªn vµ dÔ h×nh dung mèi quan hÖ gi÷a ®−êng kÝnh cèt chñ víi cèt ®ai vµ ®é cøng khung. Tham kh¶o Tiªu chuÈn cña Ph¸p (Regles techniques de conception et de calcul des fondations des ouvrages de genie civil. Septembre 1992), quan hÖ gi÷a ®−êng kÝnh cèt thÐp chñ vµ cèt thÐp ®ai thÓ hiÖn ë b¶ng sau: §−êng kÝnh cèt chñ (mm) 12-14 16 20 25 32 §−êng kÝnh cèt thÐp ®ai (mm) 6-8 8-10 12-14 12-16 16 B−íc cèt ®ai tèt nhÊt nªn ®Ó trong kho¶ng 15cm – 20cm vµ cã thÓ dÇy h¬n t¹i gÇn vÞ trÝ ®¸y bÖ. VÒ cÊu t¹o cÇn c©n nh¾c sö dông kiÓu cña cèt ®ai ®Ó ®¶m b¶o tÝnh thuËn tiÖn trong l¾p dùng vµ tÝnh kinh tÕ: - Nªn dïng kiÓu tõng ®ai kÝn riªng rÏ, nÕu lµ cäc khoan nhåi ®−êng kÝnh ≥ 2m, ®ai kiÓu nµy sÏ dÔ dµng cho qu¸ tr×nh l¾p dùng h¬n lµ kiÓu xo¾n èc - KiÓu xo¾n èc nÕu lµ cäc khoan nhåi ®−êng kÝnh < 2m nªn xem xÐt dïng kiÓu xo¾n ®ai èc k) Cèt thÐp vßng cøng §−êng kÝnh cèt thÐp vßng cøng tèt nhÊt nªn chän b»ng ®−êng kÝnh cèt thÐp chñ vµ cù li ph©n bæ däc chiÒu dµi cäc nªn trong kho¶ng tõ 2m – 2.5m. MËt ®é vµ ®−êng kÝnh nh− trªn kh«ng lµm cho khèi l−îng thÐp ®ai t¨ng qu¸ nhiÒu, tr¸i l¹i lµm cho ®é cøng khung cèt thÐp t¨ng lªn râ rÖt. Mét ®iÒu cÇn l−u ý n÷a lµ cÊp thÐp vßng cøng còng nªn lÊy t−¬ng tù cÊp thÐp cña cèt chñ mµ th−êng lµ cèt thÐp cã gê nh»m t¨ng cøng khung cèt thÐp vµ t¹o thuËn lîi cho qu¸ tr×nh chÕ t¹o vµ l¾p dùng. Theo tiªu chuÈn BCH-165-70, qui ®Þnh t¹i ®iÓm tiÕp gi¸p gi÷a cèt thÐp vßng cøng vµ cèt thÐp chñ cÇn hµn g¸ tÊm thÐp h×nh vu«ng kÝch th−íc 50*50mm, dÇy 8-12mm. VÒ ph−¬ng diÖn lÝ thuyÕt cÊu t¹o nh− thÕ cã thÓ lµm cho qu¸ tr×nh truyÒn lùc tõ cÊu kiÖn nä sang cÊu kiÖn kia tr¸nh ®−îc hiÖn t−îng tËp trung øng suÊt vµ viÖc ®Þnh vÞ cèt thÐp chñ khi l¾p dùng dÔ dµng h¬n, tuy nhiªn trªn thùc tÕ cho thÊy sÏ kÐo dµi thêi gian l¾p dùng h¬n, tèn kÐm vËt t− h¬n vµ cã vÎ l¾t nh¾t khi hµn ®Ýnh, do vËy trong nhiÒu ®å ¸n thiÕt kÕ cã xu h−íng bá qua cÊu t¹o nãi trªn.
vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 2005 41 l) ChiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ ChiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ cèt thÐp chñ nªn lÊy b»ng 10cm sÏ t¹o ®é tin cËy cao h¬n ®èi víi kh¶ n¨ng duy tr× líp bª t«ng b¶o vÖ khi ®æ bª t«ng cäc khoan nhåi theo ph−¬ng ph¸p rót èng th¼ng ®øng. Còng kh«ng nªn b¨n kho¨n nhiÒu ®èi víi c©u hái liÖu cã nªn thay ®æi chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ theo h−íng máng ®i t¹i ®o¹n cäc cã èng v¸ch thÐp ®Ó l¹i nh»m ®¬n gi¶n qu¸ tr×nh chÕ t¹o vµ ®Ò phßng kh¶ n¨ng ¨n mßn èng v¸ch thÐp theo thêi gian. H×nh 2. C÷ chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ b»ng con l¨n d¹ng ru l« bª t«ng ®óc s½n khuyÕn nghÞ nªn dïng H×nh 3. C÷ chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ b»ng con l¨n d¹ng b¸nh r¨ng khuyÕn nghÞ kh«ng nªn dïng vµ bè trÝ liªn kÕt hai cãc nèi trªn mét mèi nèi ®iÓn h×nh nªn dïng H×nh 4. C÷ chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ b»ng thanh thÐp uèn h×nh lßng m¸ng m) Mèi nèi dµi cèt thÐp chñ - §èi víi thÐp chÞu hµn (tõ CII trë xuèng) cã thÓ xem xÐt kiÓu mèi nèi hµn khi nèi dµi cèt thÐp, tuy nhiªn kh«ng nªn hµn nèi trùc tiÕp c¸c thanh cèt thÐp chñ theo kiÓu hµn ®èi ®Çu hoÆc hµn chång nh− c¸ch lµm th«ng th−êng, nªn sö dông kiÓu mèi hµn th«ng qua hai ®ai thÐp kÝn ®Æt c¸ch nhau kho¶ng 50cm vµ c¸c thanh thÐp ®−îc hµn theo nguyªn t¾c so le trªn d−íi t¹i tõng tÊm ®ai thÐp ®Ó tho¶ m·n yªu cÇu tim hai mèi hµn c¹nh nhau lu«n c¸ch tèi thiÓu 50cm nh− khuyÕn nghÞ cña tiªu chuÈn BCH-165- 70 - §èi víi thÐp kh«ng chÞu hµn (tõ CIII trë lªn) tèt nhÊt nªn dïng mèi nèi b¾t cãc víi hai cãc t¹i mét mèi nèi (xem h×nh 3) khi khung cèt thÐp dµi trªn 25-30m hoÆc sö dông mèi nèi buéc chång khi chiÒu dµi khung cèt thÐp kh«ng qu¸ 25m. n) Bè trÝ èng ch«n s½n phôc vô c«ng t¸c siªu ©m kiÓm tra chÊt l−îng cäc C¸c èng ch«n s½n cã thÓ b»ng kim lo¹i hoÆc chÊt dÎo, tuy nhiªn mçi lo¹i l¹i cã nh÷ng −u nh−îc ®iÓm riªng. èng thÐp cã −u ®iÓm kÝn n−íc, ®é cøng lín, cã t¸c dông lµm t¨ng ®é cøng cña khung thÐp nh−ng bªn c¹nh ®ã l¹i cã nh−îc ®iÓm c¬ b¶n lµ
vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 200542 gi¸ thµnh cao. Tr−êng hîp ph¸t hiÖn khuyÕt tËt bª t«ng th©n cäc nÕu kh«ng cã thiÕt bÞ ®èt ch¶y chuyªn dông èng thÐp, th−êng khã cã thÓ b¬m v÷a nhåi ®Çy khuyÕt tËt nÕu sö dông lç siªu ©m t¹o s½n, khi ®ã ph¶i khoan t¹o lç míi suèt chiÒu dµi cäc ®Õn vÞ trÝ cã khuyÕt tËt. Trong khi èng nhùa cã −u ®iÓm gi¸ thµnh thÊp h¬n nh−ng do ®é cøng thÊp nªn l¹i dÔ bÞ vÆn xo¾n, vì, kh«ng kÝn n−íc hay x¶y ra hiÖn t−îng t¾c èng. C©n nh¾c −u nh−îc ®iÓm cña c¸c lo¹i èng cã thÓ ®−a ra mét sè lêi khuyªn nh− sau: nÕu cäc khoan kh«ng dµi ( chiÒu dµi kho¶ng 20m) cã thÓ xem xÐt dïng èng ch«n s½n b»ng chÊt dÎo chØ cã tèi ®a mét mèi nèi dµi èng vµ khèng chÕ chÆt chÏ kh¶ n¨ng chÞu ¸p lùc dù kiÕn vµ viÖc kiÓm so¸t chÊt l−îng mèi nèi t¹i hiÖn tr−êng. Tr−êng hîp cäc dµi h¬n nªn dïng èng ch«n s½n b»ng vËt liÖu thÐp o) Mét sè cÊu t¹o kh¸c - §èi víi cäc trªn b·i nÕu cÇn thö ®éng biÕn d¹ng lín (PDA), khi l¾p dùng cèt thÐp nªn kÐo dµi mét sè thanh cèt thÐp chñ so víi ®iÓm ph¶i c¾t theo thiÕt kÕ trong ph¹m vi bÖ cäc vµ kÐo dµi ®o¹n dõng ®æ bª t«ng lªn c¸ch mÆt ®Êt kho¶ng 1-1.5m (xem h×nh 5) - §èi víi cäc trªn s«ng nªn ®Ó ®Ønh c¸c thanh cèt thÐp chñ vµ ®Ønh èng ch«n s½n phôc vô c«ng t¸c siªu ©m cao h¬n mùc n−íc thi c«ng tõ 0.5-1m nh»m kiÓm so¸t tÝnh nguyªn vÑn cña thÐp chñ vµ èng ch«n s½n trong suèt qu¸ tr×nh ®æ bª t«ng cäc khoan H×nh 5. §o¹n bª t«ng cäc kÐo dµi phÝa trªn mÆt ®Êt ®Ó phôc vô c«ng t¸c thö ®éng biÕn d¹ng lín (PDA) t¹i cÇu §¸ V¸ch 3. KÕt luËn CÊu t¹o c¸c cÊu kiÖn thÐp trong cäc khoan nhåi kh«ng ph¶i lµ vÊn ®Ò míi, phøc t¹p, tuy nhiªn khi triÓn khai thiÕt kÕ chi tiÕt cÇn c©n nh¾c c¸c ®iÒu kiÖn cô thÓ t¹i hiÖn tr−êng ®Ó ®−a ra mét d¹ng cÊu t¹o hîp lÝ trªn c¶ ph−¬ng diÖn kinh tÕ, kü thuËt ®ång thêi thuËn tiÖn cho viÖc thi c«ng vµ kiÓm so¸t chÊt l−îng thi c«ng. §Æc biÖt trªn c«ng tr×nh sö dông mét sè l−îng lín cäc khoan nhåi ®−êng kÝnh lín th× viÖc suy xÐt kü c¸c yÕu tè cã liªn quan nªu trªn ®Ó ®−a ra thiÕt kÕ cÊu t¹o tèi −u l¹i cµng cã ý nghÜa. Do cäc khoan nhåi n»m s©u trong lßng ®Êt nªn mong muèn ®¶m b¶o chÊt l−îng mét c¸ch tuyÖt ®èi nh− trong ®iÒu kiÖn trªn mÆt ®Êt lµ v« cïng khã kh¨n. §Ó h¹n chÕ bít khuyÕt tËt nÕu do nguyªn nh©n cÊu t¹o khung cèt thÐp, èng v¸ch thÐp, cÇn m¹nh d¹n lùa chän kiÓu cÊu t¹o ch¾c ¨n mÆc dï cã thÓ tèn kÐm h¬n mét chót ®Ó ¸p dông.

More Related Content

CẤU TẠO CỌC KHOAN NHỒI

  • 1. vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 2005 35 VÒ mét sè cÊu t¹o cña cäc khoan nhåi KS. §inh Quèc kim C«ng ty T− vÊn thiÕt kÕ CÇu lín – HÇm 1 - Më ®Çu NÕu nh− nh÷ng n¨m 80 trë vÒ tr−íc mãng cäc khoan nhåi rÊt hiÕm khi ®−îc sö dông th× ngµy nay nã l¹i ®−îc sö dông phæ biÕn ®Õn møc gÇn nh− lµ ®iÒu hiÓn nhiªn mçi khi cã yªu cÇu ph¶i dïng mãng s©u chÞu t¶i lín vµ cã vÎ nh− lµ mäi ng−êi lµm c«ng t¸c thiÕt kÕ ®Òu n¾m rÊt râ cÊu t¹o vµ nh÷ng c¬ së khoa häc trong viÖc ho¹ch ®Þnh t−¬ng øng. Nh−ng trªn thùc tÕ thiÕt kÕ v× tÝnh kh«ng ®ång bé cña c¸c qui tr×nh trong n−íc còng nh− sù thay ®æi thiÕu tÝnh kÕ thõa cña hÖ thèng qui tr×nh thiÕt kÕ míi nªn ®èi víi mét sè kü s− thiÕt kÕ míi ra tr−êng vÊn ®Ò kh«ng h¼n nh− vËy. §Ó gióp nh÷ng kü s− thiÕt kÕ nÒn mãng quan t©m tíi vÊn ®Ò nµy cã thÓ tù m×nh ®−a ra c¸c gi¶i ph¸p cÊu t¹o hîp lý, bµi b¸o xin ®−îc giíi thiÖu mét sè nghiªn cøu so s¸nh vÒ cÊu t¹o cäc khoan nhåi theo qui tr×nh cña c¸c n−íc. 2. CÊu t¹o cäc khoan nhåi theo qui tr×nh c¸c n−íc C¸c yÕu tè cÊu t¹o chñ yÕu ®−îc ®Ò cËp ë ®©y ®èi víi cäc khoan nhåi, bao gåm: mÆt b»ng bè trÝ, chiÒu s©u cäc khoan nhåi ngµm trong bÖ, èng v¸ch thÐp, cèt thÐp däc, cèt thÐp ®ai, cèt thÐp ®Þnh c÷, cèt thÐp ®Þnh vÞ, chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ, èng ch«n s½n phôc vô c«ng t¸c siªu ©m chÊt l−îng bª t«ng cäc. C¸c vÊn ®Ò kh¸c sÏ ®−îc xem xÐt trong mét chuyªn ®Ò kh¸c. 2.1 B¶ng so s¸nh c¸c cÊu t¹o chñ yÕu Tiªu chuÈn so s¸nh hoÆc chØ dÉnH¹ng môc Nga (1) Trung Quèc (2) NhËt (3) Ph¸p (4) Mü (5) A) §−êng kÝnh tèi thiÓu cña cäc khoan nhåi Kh«ng qui ®Þnh ≥0.8m ≥0.8m ≥0.8m ≥0.75m B) Kho¶ng c¸ch cäc khoan nhåi 1. Kho¶ng c¸ch tim cäc khoan nhåi ®Õn mÐp bÖ ≥25cm Kho¶ng c¸ch tÝnh tõ mÆt ngoµi cäc biªn: -0.5D & >25cm khi ®−êng kÝnh cäc ≤1m -0.3D & >50cm khi ®−êng kÝnh cäc >1m 1D (6) Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh 2. Kho¶ng c¸ch tim hai cäc khoan nhåi c¹nh nhau 1m+D -Cäc mas¸t:2.5D - Cäc chèng ngµm trong ®¸: 2D 2.5D 2.5D 3D
  • 2. vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 200536 Tiªu chuÈn so s¸nh hoÆc chØ dÉnH¹ng môc Nga (1) Trung Quèc (2) NhËt (3) Ph¸p (4) Mü (5) C) ChiÒu s©u ®o¹n cäc khoan ngµm trong bÖ (ch−a kÓ phÇn cèt thÐp duçi th¼ng ®· ®Ëp bá bª t«ng) 10cm Kh«ng qui ®Þnh 15cm Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh D) ChiÒu s©u ®o¹n cäc ngµm trong ®¸ gèc kh«ng nøt nÎ ≥0.5m ≥0.5m Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh E) èng v¸ch thÐp ®Ó l¹i 1. ChiÒu dµy tèi thiÓu (mm) 10-12mm 7-15mm 2. §−êng kÝnh trong tèi thiÓu cña èng (mm) Lín h¬n ®−êng kÝnh cäc khoan tõ 5-10cm Tèi ®a b»ng ®−êng kÝnh ngoµi cña lång cèt thÐp céng thªm 10cm 3. Cao ®é ch©n èng v¸ch so víi cao ®é xãi côc bé thÊp h¬n tèi thiÓu 1m Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh Kh«ng qui ®Þnh F) CÊu t¹o lång cèt thÐp cäc khoan 1. Sè l−îng vµ ®−êng kÝnh tèi thiÓu cña cèt chñ ≥26mm ≥8 thanh ≥14mm ≥6 thanh ≥13mm ≥6 thanh ≥12mm ≥5÷6 thanh 2. Kho¶ng c¸ch cèt thÐp chñ 15-20cm ≥8cm ≤30cm ≥10cm kÓ c¶ t¹i vÞ trÝ mèi nèi chång hoÆc cót nèi TÜnh kh«ng gi÷a 2 thanh cèt thÐp c¹nh nhau ≥5 lÇn kÝch cì h¹t th« cña hçn hîp bª t«ng 3. Kho¶ng c¸ch vµ ®−êng kÝnh cèt ®ai 15-20cm; ≥10mm 20-40cm; ≥8mm Kh«ng qui ®Þnh -≤15lÇn ®−êng kÝnh cèt chñ nh−ng ≤35cm - ≥6mm T¹i vÞ trÝ th«ngth−êng: 15-20cm; t¹i vÞ trÝ s¸t ®¸y bÖ 7.5cm 4. Kho¶ng c¸ch vµ ®−êng kÝnh cèt thÐp vßng cøng ph©n bæ däc chiÒu dµi cäc khoan - 2m –3m -≥®−êng kÝnh cèt chñ 2m-2.5m; 4-18mm Kh«ng qui ®Þnh - 2m -≥ ®−êng kÝnh cèt chñ Kh«ng qui ®Þnh 5. ChiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ cèt thÐp 10cm 5cm -§o¹n cäc cã èng v¸ch ≥4cm -§o¹n cäc kh«ng cã èng v¸ch ≥7cm 10cm 6. BiÖn ph¸p gi÷ c÷ cña líp bª t«ng b¶o vÖ D¶i thÐp dÑt uèn h×nh lßng m¸ng thanh thÐp uèn h×nh lßng m¸ng hoÆc con kª BT Kh«ng qui ®Þnh Khèi bª t«ng cè ®Þnh hoÆc bª t«ng d¹ng ru l« Kh«ng qui ®Þnh
  • 3. vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 2005 37 Tiªu chuÈn so s¸nh hoÆc chØ dÉnH¹ng môc Nga (1) Trung Quèc (2) NhËt (3) Ph¸p (4) Mü (5) 7. Mèi nèi dµi khung cèt thÐp Hµn so le th«ng qua hai ®ai thÐp dÑt hoÆc buéc chång Nèi buéc hoÆc nèi hµn tuú thuéc lo¹i thÐp 8. èng ch«n s½n phôc vô c«ng t¸c siªu ©m cäc Kh«ng qui ®Þnh râ D<350: 2èng 350≤ D ≤800: 3èng D>800: 4èng Kh«ng qui ®Þnh râ D≤1000: 3èng, trong ®è 2 èng nhá, 1 èng to 1000<D ≤1300: 4 èng, trong ®ã 2 èng nhá, 2 èng to 1300<D ≤1500: 5 èng 1500≤D th«ng qua thÝ nghiÖm ®Ó quyÕt ®Þnh D≤750: 2èng 750 <D ≤1050: 3èng 1050<D≤ 1500: 4èng 1500<D 2400: 6èng D>2400: 8èng Ghi chó: (1) Tiªu chuÈn, chØ dÉn cña Liªn x« cò - CHuΠ 2-02-03-85 - BCH –165-70 - OCHOBAHUϑ U ΦYH ∆AMEHT B.C KUPUΛΛOB 1980 (2) Tiªu chuÈn, chØ dÉn cña Trung quèc - JTJ 024-85 Qui ph¹m thiÕt kÕ nÒn mãng c«ng tr×nh cÇu cèng trªn ®−êng «t« (3) Tiªu chuÈn NhËt - JSHB 1996 (4) Tiªu chuÈn, chØ dÉn Ph¸p - Regles techniques de conception et de calcul des fondations des ouvrages de genie civil. Septembre 1992 - Les pieux fores. Recueil de regles de l’art. Decembre 1978. (5) Tiªu chuÈn, chØ dÉn cña Mü bao gåm: - AASHTO 1998 SI Unit Second Edition - Drilled shafts, Construction procedures ans Design methods. Lymon C. Reese Ph.D., P.E. and Michael W. O Neill Ph. D., P.E. 1988 (6) D: lµ ®−êng kÝnh cäc khoan nhåi 2.2 Mét sè b×nh luËn a) §−êng kÝnh cäc khoan nhåi Cäc khoan nhåi cã yªu cÇu kh¸ ®Æc biÖt lµ chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ lín vµ trong mãng trô mè cÇu ®−êng bé ph¶i chÞu t¶i träng nÐn vµ uèn lín, nÕu dïng cäc khoan nhåi cã ®−êng kÝnh nhá d−íi 0.8m th× hiÖu qu¶ lµm viÖc cña cèt thÐp chñ khi cäc chÞu uèn bÞ h¹n chÕ nhiÒu v× cèt thÐp n»m qu¸ gÇn träng t©m tiÕt diÖn. §iÒu nµy h¹n chÕ nhiÒu tíi kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc theo vËt liÖu. Do ®ã ®èi víi mãng cäc dïng cho cÇu ®−êng bé, tèt nhÊt nªn dïng lo¹i cã ®−êng kÝnh ≥0.8m nh− khuyÕn nghÞ cña tiªu chuÈn Trung Quèc, NhËt, Ph¸p b) Kho¶ng c¸ch tim hai cäc khoan nhåi c¹nh nhau vµ tõ tim cäc tíi mÐp bÖ gÇn nhÊt - Trong ®¸ Ýt nøt nÎ th× nªn dïng trÞ sè 2.5D ®Ó gi¶m kÝch th−íc bÖ mãng mµ kh«ng ph¶i lo l¾ng vÒ hiÖn t−îng gi¶m kh¶ n¨ng chÞu t¶i do hiÖn t−îng chång biÕn d¹ng t¹i ch©n cäc cña hai cäc c¹nh nhau. ThËm chÝ cã tr−êng hîp khi
  • 4. vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 200538 buéc ph¶i thªm cäc trong qu¸ tr×nh thi c«ng mµ kh«ng ®−îc më réng bÖ ®«i khi còng cã thÓ xem xÐt dïng kho¶ng c¸ch tim hai cäc khoan nhåi c¹nh nhau b»ng 2D nÕu cäc ngµm trong nÒn ®¸ gèc. - Trong nÒn c¸t nªn dïng trÞ sè 3D ®Ó h¹n chÕ sù t−¬ng t¸c cña biÕn d¹ng cña nÒn hai cäc c¹nh nhau còng nh− sù triÕt gi¶m ma s¸t thµnh bªn cäc do ®Êt bÞ x¸o trén trong qu¸ tr×nh xãi hót lÊy ®Êt - Kho¶ng c¸ch tim cäc tíi mÐp bÖ gÇn nhÊt nªn theo khuyÕn nghÞ cña tiªu chuÈn NhËt b»ng 1D, v× víi kho¶ng c¸ch tèi thiÓu nµy cho phÐp c¸c cäc biªn ngµm cøng ®Çy ®ñ h¬n víi bÖ nh− c¸c hµng cäc n»m phÝa trong vµ gi¶ thiÕt tÝnh to¸n lÝ thuyÕt sÏ phï hîp víi thùc tÕ khi xem xÐt qu¸ tr×nh truyÒn lùc, biÕn d¹ng tõ bÖ xuèng cäc vµ khi xem xÐt sù lµm viÖc cña b¶n th©n bÖ cäc. c) ChiÒu dµi ®o¹n cäc ngµm trong bÖ mãng Tr−íc ®©y theo chØ dÉn cña tiªu chuÈn Liªn X« cò t¹i vÞ trÝ cã cäc, l−íi cèt thÐp ®¸y bÖ cã thÓ gi¸n ®o¹n, ®iÒu ®ã cã nghÜa r»ng kho¶ng c¸ch tõ ®¸y bÖ tíi tim l−íi cèt thÐp ®¸y bÖ kh«ng phô thuéc vµo chiÒu dµi ®o¹n cäc bª t«ng nguyªn vÑn ngµm vµo ®¸y bÖ. Tr−êng hîp b¾t buéc l−íi cèt thÐp ®¸y bÖ ph¶i liªn tôc (kh«ng c¾t ®øt t¹i vÞ trÝ giao c¾t víi cäc, t−¬ng øng víi t×nh tr¹ng l−íi thÐp chÞu lùc ®¸y bÖ sÏ n»m phÝa trªn ®Ønh ®o¹n cäc bª t«ng nguyªn vÑn) th× kho¶ng c¸ch tõ ®¸y bÖ tíi tim l−íi cèt thÐp ®¸y bÖ phô thuéc vµo chiÒu dµi ®o¹n cäc bª t«ng nguyªn vÑn ngµm vµo ®¸y bÖ. Nh− vËy ®Ó h¹n chÕ nøt bª t«ng vµ gi¶m sè l−îng cèt thÐp chÞu lùc ®¸y bÖ nªn khèng chÕ kho¶ng c¸ch nãi trªn cµng nhá cµng tèt tøc lµ c©n nh¾c chiÒu dµi ®o¹n cäc bª t«ng nguyªn vÑn ngµm trong bÖ mãng chØ nªn ®Ó tèi ®a trong kho¶ng 10-15cm (ch−a kÓ ®o¹n cèt thÐp duçi th¼ng ®· ®Ëp bá bª t«ng). Tuy nhiªn cÇn c©n nh¾c mét vÊn ®Ò cÊu t¹o lµ khi l−íi thÐp ®¸y bÖ ®Æt chång trªn ®Ønh ®o¹n cäc bª t«ng nguyªn vÑn th× viÖc cÊu t¹o mét vµi l−íi cèt thÐp côc bé ®Çu cäc theo c¸ch lµm tr−íc ®©y nªn ®−îc xö lÝ nh− thÕ nµo cho hîp lÝ. d) ChiÒu dµi ®o¹n cäc khoan nhåi ngµm trong ®¸ gèc kh«ng nøt nÎ XÐt ®Õn tÝnh ®ång nhÊt cña nÒn ®¸ trong ®o¹n cäc ngµm vµ ph¸t huy ®Çy ®ñ lùc ma s¸t gi÷a cäc víi v¸ch lç khoan trong ®¸, ®ång thêi h¹n chÕ sù cè háng thiÕt bÞ khoan vµ gi¶m thêi gian thi c«ng tèt nhÊt chØ nªn ngµm cäc trong ®¸ gèc mét ®o¹n tèi ®a b»ng 1D –2D. e) ChiÒu dÇy èng v¸ch thÐp Kh«ng kÓ èng v¸ch chuyªn dông ®−îc s¶n xuÊt ®i kÌm m¸y khoan ®Æc chñng, c¸c tr−êng hîp cßn l¹i tuú thuéc chiÒu s©u h¹ èng v¸ch vµ ®Ó h¹n chÕ mãp èng trong qu¸ tr×nh h¹ cäc còng nh− thu ®−îc chi phÝ sö dông èng v¸ch hîp lÝ, nªn chän chiÒu dÇy èng v¸ch thÐp trong kho¶ng tõ 6mm- 16mm . Ngoµi ra nÕu sö dông d¹ng èng v¸ch vÜnh cöu ®Ó l¹i còng cÇn quan t©m tíi tèc ®é ¨n mßn thÐp vµ tuæi thä thiÕt kÕ c«ng tr×nh ®Ó quyÕt ®Þnh chiÒu dÇy èng v¸ch. Cã thÓ tham kh¶o tèc ®é ¨n mßn thÐp trong mét sè m«i tr−êng nh− d−íi ®©y:
  • 5. vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 2005 39 - Theo ®Ò tµi 82.28.504 sè liÖu ¨n mßn thÐp t¹i ViÖt Nam TT M«i tr−êng n−íc Tèc ®é ¨n mßn thÐp (mm/n¨m) 1 Thµnh phè 0.11 – 0.13 2 N«ng th«n 0.085 – 0.1 3 Khu c«ng nghiÖp 0.25 – 0.35 4 Vïng biÓn 0.4 – 1.2 - Theo tiªu chuÈn Ph¸p Tèc ®é ¨n mßn M«i tr−êng 25 n¨m 50n¨m 75n¨m 100n¨m §Êt hoÆc ®Êt ®¾p Ýt x©m thùc 0.25mm 0.6mm 0.7mm 0.8mm §Êt hoÆc ®Êt ®¾p cã møc ®é x©m thùc trung b×nh 1.0mm 1.6mm 2.0mm 2.5mm §Êt hoÆc ®Êt ®¾p cã møc ®é x©m thùc m¹nh 2.5mm 4.0mm 5.0mm 6.0mm f) §−êng kÝnh trong tèi thiÓu cña èng v¸ch thÐp Trªn thùc tÕ ®a phÇn c¸c èng v¸ch thÐp kh«ng h¹ tíi tËn ch©n cäc khoan, do ®ã nÕu dïng èng v¸ch cã ®−êng kÝnh trong lín h¬n ®−êng kÝnh thiÕt kÕ cña cäc khoan cã thÓ sÏ h×nh thµnh hai ®o¹n cäc cã ®−êng kÝnh kh¸c nhau. Trªn ®o¹n kh«ng cã èng v¸ch thÐp, chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ th−êng trong kho¶ng tõ 70-100mm, nh− vËy khi chän chªnh lÖch ®−êng kÝnh trong cña èng v¸ch thÐp so víi ®−êng kÝnh thiÕt kÕ cña cäc khoan b»ng 100mm, ë ®o¹n cã èng v¸ch thÐp chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ sÏ lín h¬n hoÆc b»ng150mm. MÆt kh¸c ®o¹n cäc l©n cËn ®¸y bÖ trë xuèng th−êng chÞu m« men uèn lín nªn vÒ cÊu t¹o ®−a cèt thÐp chÞu lùc ra cµng xa tim cäc th× hîp lÝ h¬n. Tr−êng hîp kh«ng xÐt sù lµm viÖc cña èng v¸ch thÐp ®èi víi mÆt c¾t cäc khoan, c©n ®èi c¸c mÆt nªu trªn vµ xem xÐt møc ®é thuËn lîi khi khoan t¹o lç, h¹ lång cèt thÐp, gi¶m l−îng t¨ng thÓ tÝch bª t«ng cäc kh«ng cÇn thiÕt nªn chän chªnh lÖch ®−êng kÝnh trong cña èng v¸ch thÐp so víi ®−êng kÝnh thiÕt kÕ cña cäc khoan trong trong kho¶ng 50mm≤D≤100mm. g) Cao ®é ch©n èng v¸ch cäc khoan trªn s«ng §èi víi èng v¸ch thÐp ®−îc sö dông víi chøc n¨ng lµ èng v¸ch t¹m thi c«ng nh»m h¹n chÕ röa tr«i v÷a xi m¨ng cña bª t«ng t−¬i hoÆc víi chøc n¨ng lµ èng v¸ch ®Ó l¹i nh»m h¹n chÕ sù mµi mßn bª t«ng cña phï sa hoÆc cña c¸c thµnh phÇn h¹t mÞn, h¹t th« tr«i næi trong n−íc khi l−u tèc dßng ch¶y >3m/s, tèt nhÊt nªn ®Ó cao ®é ch©n èng v¸ch thÐp thÊp h¬n cao ®é xãi côc bé tÝnh to¸n tèi thiÓu 1m do xÐt tíi sai lÖch trong −íc tÝnh chiÒu s©u xãi côc bé. h) Sè l−îng vµ ®−êng kÝnh tèi thiÓu cña cèt thÐp chñ VÒ nguyªn t¾c sè l−îng vµ ®−êng kÝnh tèi thiÓu cña cèt thÐp chñ cäc khoan nhåi sÏ ®−îc quyÕt ®Þnh dùa trªn kÕt qu¶ tÝnh to¸n, tuy nhiªn trong mét sè tr−êng hîp nÕu chØ thuÇn tuý theo kÕt qu¶ tÝnh to¸n sÏ bè trÝ rÊt Ýt cèt thÐp däc. Nh−ng trªn thùc tÕ v× nhiÒu lÝ do kh¸c nhau kÓ c¶ lÝ do cÊu t¹o, nªn bè trÝ mét l−îng cèt thÐp tèi thiÓu phô thuéc vµo ®−êng kÝnh cäc khoan. Sè l−îng, ®−êng kÝnh cèt thÐp chñ tèi thiÓu cã thÓ lùa chän tèi thiÓu trong kho¶ng 6-8 thanh,
  • 6. vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 200540 ®−êng kÝnh tèi thiÓu 14-16mm. Dùa trªn biÓu ®å chÞu uèn cña cäc cho thÊy th«ng th−êng ®o¹n gÇn ch©n cäc chñ yÕu chÞu nÐn do vËy còng nªn nghiªn cøu gi¶m bít diÖn tÝch cèt thÐp chñ mét c¸ch hîp lÝ theo h−íng gi¶m ®−êng kÝnh nh−ng gi÷ nguyªn cù li cèt thÐp hoÆc gi÷ nguyªn ®−êng kÝnh cèt thÐp nh−ng thay ®æi cù li cèt thÐp. H×nh 1. Mét d¹ng khung cèt thÐp cäc khoan nhåi ®iÓn h×nh i) §−êng kÝnh cèt thÐp ®ai Cèt thÐp ®ai cäc khoan th−êng ®−îc bè trÝ theo cÊu t¹o trªn c¬ së tham kh¶o c¸c tµi liÖu l−u tr÷ hiÖn cã, Ýt khi ®−îc tÝnh to¸n chi tiÕt. Cã thÓ nhËn thÊy sù cã mÆt cña cèt thÐp ®ai lµm cho khung cèt thÐp cøng lªn vµ dÔ h×nh dung mèi quan hÖ gi÷a ®−êng kÝnh cèt chñ víi cèt ®ai vµ ®é cøng khung. Tham kh¶o Tiªu chuÈn cña Ph¸p (Regles techniques de conception et de calcul des fondations des ouvrages de genie civil. Septembre 1992), quan hÖ gi÷a ®−êng kÝnh cèt thÐp chñ vµ cèt thÐp ®ai thÓ hiÖn ë b¶ng sau: §−êng kÝnh cèt chñ (mm) 12-14 16 20 25 32 §−êng kÝnh cèt thÐp ®ai (mm) 6-8 8-10 12-14 12-16 16 B−íc cèt ®ai tèt nhÊt nªn ®Ó trong kho¶ng 15cm – 20cm vµ cã thÓ dÇy h¬n t¹i gÇn vÞ trÝ ®¸y bÖ. VÒ cÊu t¹o cÇn c©n nh¾c sö dông kiÓu cña cèt ®ai ®Ó ®¶m b¶o tÝnh thuËn tiÖn trong l¾p dùng vµ tÝnh kinh tÕ: - Nªn dïng kiÓu tõng ®ai kÝn riªng rÏ, nÕu lµ cäc khoan nhåi ®−êng kÝnh ≥ 2m, ®ai kiÓu nµy sÏ dÔ dµng cho qu¸ tr×nh l¾p dùng h¬n lµ kiÓu xo¾n èc - KiÓu xo¾n èc nÕu lµ cäc khoan nhåi ®−êng kÝnh < 2m nªn xem xÐt dïng kiÓu xo¾n ®ai èc k) Cèt thÐp vßng cøng §−êng kÝnh cèt thÐp vßng cøng tèt nhÊt nªn chän b»ng ®−êng kÝnh cèt thÐp chñ vµ cù li ph©n bæ däc chiÒu dµi cäc nªn trong kho¶ng tõ 2m – 2.5m. MËt ®é vµ ®−êng kÝnh nh− trªn kh«ng lµm cho khèi l−îng thÐp ®ai t¨ng qu¸ nhiÒu, tr¸i l¹i lµm cho ®é cøng khung cèt thÐp t¨ng lªn râ rÖt. Mét ®iÒu cÇn l−u ý n÷a lµ cÊp thÐp vßng cøng còng nªn lÊy t−¬ng tù cÊp thÐp cña cèt chñ mµ th−êng lµ cèt thÐp cã gê nh»m t¨ng cøng khung cèt thÐp vµ t¹o thuËn lîi cho qu¸ tr×nh chÕ t¹o vµ l¾p dùng. Theo tiªu chuÈn BCH-165-70, qui ®Þnh t¹i ®iÓm tiÕp gi¸p gi÷a cèt thÐp vßng cøng vµ cèt thÐp chñ cÇn hµn g¸ tÊm thÐp h×nh vu«ng kÝch th−íc 50*50mm, dÇy 8-12mm. VÒ ph−¬ng diÖn lÝ thuyÕt cÊu t¹o nh− thÕ cã thÓ lµm cho qu¸ tr×nh truyÒn lùc tõ cÊu kiÖn nä sang cÊu kiÖn kia tr¸nh ®−îc hiÖn t−îng tËp trung øng suÊt vµ viÖc ®Þnh vÞ cèt thÐp chñ khi l¾p dùng dÔ dµng h¬n, tuy nhiªn trªn thùc tÕ cho thÊy sÏ kÐo dµi thêi gian l¾p dùng h¬n, tèn kÐm vËt t− h¬n vµ cã vÎ l¾t nh¾t khi hµn ®Ýnh, do vËy trong nhiÒu ®å ¸n thiÕt kÕ cã xu h−íng bá qua cÊu t¹o nãi trªn.
  • 7. vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 2005 41 l) ChiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ ChiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ cèt thÐp chñ nªn lÊy b»ng 10cm sÏ t¹o ®é tin cËy cao h¬n ®èi víi kh¶ n¨ng duy tr× líp bª t«ng b¶o vÖ khi ®æ bª t«ng cäc khoan nhåi theo ph−¬ng ph¸p rót èng th¼ng ®øng. Còng kh«ng nªn b¨n kho¨n nhiÒu ®èi víi c©u hái liÖu cã nªn thay ®æi chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ theo h−íng máng ®i t¹i ®o¹n cäc cã èng v¸ch thÐp ®Ó l¹i nh»m ®¬n gi¶n qu¸ tr×nh chÕ t¹o vµ ®Ò phßng kh¶ n¨ng ¨n mßn èng v¸ch thÐp theo thêi gian. H×nh 2. C÷ chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ b»ng con l¨n d¹ng ru l« bª t«ng ®óc s½n khuyÕn nghÞ nªn dïng H×nh 3. C÷ chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ b»ng con l¨n d¹ng b¸nh r¨ng khuyÕn nghÞ kh«ng nªn dïng vµ bè trÝ liªn kÕt hai cãc nèi trªn mét mèi nèi ®iÓn h×nh nªn dïng H×nh 4. C÷ chiÒu dÇy líp bª t«ng b¶o vÖ b»ng thanh thÐp uèn h×nh lßng m¸ng m) Mèi nèi dµi cèt thÐp chñ - §èi víi thÐp chÞu hµn (tõ CII trë xuèng) cã thÓ xem xÐt kiÓu mèi nèi hµn khi nèi dµi cèt thÐp, tuy nhiªn kh«ng nªn hµn nèi trùc tiÕp c¸c thanh cèt thÐp chñ theo kiÓu hµn ®èi ®Çu hoÆc hµn chång nh− c¸ch lµm th«ng th−êng, nªn sö dông kiÓu mèi hµn th«ng qua hai ®ai thÐp kÝn ®Æt c¸ch nhau kho¶ng 50cm vµ c¸c thanh thÐp ®−îc hµn theo nguyªn t¾c so le trªn d−íi t¹i tõng tÊm ®ai thÐp ®Ó tho¶ m·n yªu cÇu tim hai mèi hµn c¹nh nhau lu«n c¸ch tèi thiÓu 50cm nh− khuyÕn nghÞ cña tiªu chuÈn BCH-165- 70 - §èi víi thÐp kh«ng chÞu hµn (tõ CIII trë lªn) tèt nhÊt nªn dïng mèi nèi b¾t cãc víi hai cãc t¹i mét mèi nèi (xem h×nh 3) khi khung cèt thÐp dµi trªn 25-30m hoÆc sö dông mèi nèi buéc chång khi chiÒu dµi khung cèt thÐp kh«ng qu¸ 25m. n) Bè trÝ èng ch«n s½n phôc vô c«ng t¸c siªu ©m kiÓm tra chÊt l−îng cäc C¸c èng ch«n s½n cã thÓ b»ng kim lo¹i hoÆc chÊt dÎo, tuy nhiªn mçi lo¹i l¹i cã nh÷ng −u nh−îc ®iÓm riªng. èng thÐp cã −u ®iÓm kÝn n−íc, ®é cøng lín, cã t¸c dông lµm t¨ng ®é cøng cña khung thÐp nh−ng bªn c¹nh ®ã l¹i cã nh−îc ®iÓm c¬ b¶n lµ
  • 8. vÊn ®Ò chung KSTK * sè 3 - 200542 gi¸ thµnh cao. Tr−êng hîp ph¸t hiÖn khuyÕt tËt bª t«ng th©n cäc nÕu kh«ng cã thiÕt bÞ ®èt ch¶y chuyªn dông èng thÐp, th−êng khã cã thÓ b¬m v÷a nhåi ®Çy khuyÕt tËt nÕu sö dông lç siªu ©m t¹o s½n, khi ®ã ph¶i khoan t¹o lç míi suèt chiÒu dµi cäc ®Õn vÞ trÝ cã khuyÕt tËt. Trong khi èng nhùa cã −u ®iÓm gi¸ thµnh thÊp h¬n nh−ng do ®é cøng thÊp nªn l¹i dÔ bÞ vÆn xo¾n, vì, kh«ng kÝn n−íc hay x¶y ra hiÖn t−îng t¾c èng. C©n nh¾c −u nh−îc ®iÓm cña c¸c lo¹i èng cã thÓ ®−a ra mét sè lêi khuyªn nh− sau: nÕu cäc khoan kh«ng dµi ( chiÒu dµi kho¶ng 20m) cã thÓ xem xÐt dïng èng ch«n s½n b»ng chÊt dÎo chØ cã tèi ®a mét mèi nèi dµi èng vµ khèng chÕ chÆt chÏ kh¶ n¨ng chÞu ¸p lùc dù kiÕn vµ viÖc kiÓm so¸t chÊt l−îng mèi nèi t¹i hiÖn tr−êng. Tr−êng hîp cäc dµi h¬n nªn dïng èng ch«n s½n b»ng vËt liÖu thÐp o) Mét sè cÊu t¹o kh¸c - §èi víi cäc trªn b·i nÕu cÇn thö ®éng biÕn d¹ng lín (PDA), khi l¾p dùng cèt thÐp nªn kÐo dµi mét sè thanh cèt thÐp chñ so víi ®iÓm ph¶i c¾t theo thiÕt kÕ trong ph¹m vi bÖ cäc vµ kÐo dµi ®o¹n dõng ®æ bª t«ng lªn c¸ch mÆt ®Êt kho¶ng 1-1.5m (xem h×nh 5) - §èi víi cäc trªn s«ng nªn ®Ó ®Ønh c¸c thanh cèt thÐp chñ vµ ®Ønh èng ch«n s½n phôc vô c«ng t¸c siªu ©m cao h¬n mùc n−íc thi c«ng tõ 0.5-1m nh»m kiÓm so¸t tÝnh nguyªn vÑn cña thÐp chñ vµ èng ch«n s½n trong suèt qu¸ tr×nh ®æ bª t«ng cäc khoan H×nh 5. §o¹n bª t«ng cäc kÐo dµi phÝa trªn mÆt ®Êt ®Ó phôc vô c«ng t¸c thö ®éng biÕn d¹ng lín (PDA) t¹i cÇu §¸ V¸ch 3. KÕt luËn CÊu t¹o c¸c cÊu kiÖn thÐp trong cäc khoan nhåi kh«ng ph¶i lµ vÊn ®Ò míi, phøc t¹p, tuy nhiªn khi triÓn khai thiÕt kÕ chi tiÕt cÇn c©n nh¾c c¸c ®iÒu kiÖn cô thÓ t¹i hiÖn tr−êng ®Ó ®−a ra mét d¹ng cÊu t¹o hîp lÝ trªn c¶ ph−¬ng diÖn kinh tÕ, kü thuËt ®ång thêi thuËn tiÖn cho viÖc thi c«ng vµ kiÓm so¸t chÊt l−îng thi c«ng. §Æc biÖt trªn c«ng tr×nh sö dông mét sè l−îng lín cäc khoan nhåi ®−êng kÝnh lín th× viÖc suy xÐt kü c¸c yÕu tè cã liªn quan nªu trªn ®Ó ®−a ra thiÕt kÕ cÊu t¹o tèi −u l¹i cµng cã ý nghÜa. Do cäc khoan nhåi n»m s©u trong lßng ®Êt nªn mong muèn ®¶m b¶o chÊt l−îng mét c¸ch tuyÖt ®èi nh− trong ®iÒu kiÖn trªn mÆt ®Êt lµ v« cïng khã kh¨n. §Ó h¹n chÕ bít khuyÕt tËt nÕu do nguyªn nh©n cÊu t¹o khung cèt thÐp, èng v¸ch thÐp, cÇn m¹nh d¹n lùa chän kiÓu cÊu t¹o ch¾c ¨n mÆc dï cã thÓ tèn kÐm h¬n mét chót ®Ó ¸p dông.