Thuyết trính cọc khoan nhồi

THUYẾT TRÌNH
THUYẾT TRÌNH
CỌC BARRETTE
CỌC BARRETTE
Nhóm 10
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
GVHD: TS.Trần Văn Tiếng
MỤC LỤC
Tính toán độ lún cho cọc barrette
Tính toán cọc barrette dưới tác dụng đồng
thời của tải trọng đứng, ngang và momen
Tính toán sức chịu tải
Khảo sát địa chất
Khái niệm chung
Một số chú ý về ma sát âm
Thiết kế cọc Barrette
Thi công cọc Barrette
Kiểm tra chất lượng cọc barrette
Ví dụ tính toán cọc barrette
1.Khái niệm chung
1.1. Định nghĩa cọc barrette
- Là một loại cọc khoan nhồi được thi công bằng gầu
ngoạm.
- Mặt cắt ngang thường có dạng hình chữ nhật, có cạnh
ngắn từ 0,6m đến 1,5m, cạnh dài từ 2,2m đến 6,0m.
- Tùy theo địa chất và tải trọng công trình, cọc có thể dài
từ vài chục mét đến một trăm mét hoặc hơn.
- Cọc còn có thể có nhiều loại tiết diện khác nhau như:
chữ thập, chữ T, chữ I, chữ L, hình ba chạc,
P= 1600T÷3000T

P= 600T÷1600T
P= 1000T÷1800T
P= 1000T÷2000T
P=1600T÷3200T
1.Khái niệm chung
1.2. Tóm tắt về thi công cọc barrette
Thi công giống như cọc khoan nhồi.
- Dùng gầu ngoạm có kích thước bằng cỡ cọc để đào hố.
- Bơm dung dịch bentonite vào hố để giữ thành đào.
- Đặt lồng thép vào hố rồi đổ bê tông theo phương pháp vữa
dâng.
- Thu hồi dung dịch bentonite để xử lí và tái xử dụng.
- Bê tông đông cứng => chế tạo xong cọc barrette.
1.Khái niệm chung
1.3. Sức chịu tải của cọc
Tùy điều kiện địa chất, kích thước, độ dài, hình dáng
cọc mà sức chịu tải của cọc có thể đạt từ 600 tấn đến
3600 tán/cọc.
1.4. Phạm vi áp dụng
Thường dùng làm móng cho các nhà cao tầng, tháp
cao, cầu dẫn, cầu vượt.
1.Khái niệm chung
Một số công trình sử dụng cọc barrette tại Việt Nam
Trung tâm điều hành và thông tin
viễn thông điện lực Việt Nam
- Địa điểm : 11 Cửa Bắc,
quận Ba Đình, Hà Nội.
- Quy mô : gồm 3 tầng hầm,
khối đế 4 tầng, 2 tòa tháp 33
tầng và 29 tầng cao tối đa

147m và tọa lạc trên một diện
tích đất hơn 1,5 hecta.
1.Khái niệm chung
- Địa điểm: 3 Tháng2-Lê Đại Hành, Q.11,TP. Hồ Chí Minh.
- Quy mô: The EverRich cao 112m gồm 2 tầng hầm và 20
tầng bên trên.
The EverRich
1.Khái niệm chung
2. Khảo sát địa chất công trình
cho móng cọc Barrette
2.1. Chọn điểm khảo sát
Xác định các điểm khảo sát trong phạm vi xây dựng công trình với
khoảng cách giữa các điểm ≤ 30m.
2.2. Chiều sâu khảo sát
- Phải tìm được lớp đá hoặc đất tốt để tựa mũi cọc vào.
- Chiều sâu khảo sát phải vượt qua chiều sâu chịu nén cực hạn của
các lớp đát dưới mũi cọc tối thiểu là 2m.
- Một số chỉ tiêu xác định lớp đất tốt:
Đất có modul tổng biến dạng E
0
≥ 300kG/cm
2
; ϕ ≥ 40
0
; chỉ số xuyên
tiêu chuẩn SPT ≥ 50; sức chống xuyên tĩnh đầu mũi q
c
≥ 110kG/cm
2

(đất cát); sức chống xuyên tĩnh đầu mũi q
c
≥ 50kG/cm
2
(đất sét).
Nếu gặp đá thì cần khoan 3 điểm vào đá với độ sâu 6m.
2.3. Số lượng điểm khảo sát
Không ít hơn 3 điểm.
2.4. Các số liệu chính yếu cho thiết kế và thi công
- Hố khoan hình trụ, mặt cắt địa chất.
- Các kết quả thí nghiệm hiện trường: chỉ số N của thí nghiệm
SPT, q
c
và f
s
của thí nghiệm CPT, giá trị sức chống cắt không
thoát nước c
u
.
- Các kết quả thí nghiệm trong phòng: phân tích thành phần
hạt, γ
w
, γ
s
, W , W
L
, Wp , I
L
, e
0

, K , ϕ , c , α , E
0
, R (đá).
- Chế độ nước ngầm và tính ăn mòn của nó.
2. Khảo sát địa chất công trình
cho móng cọc Barrette
2.5. Khảo sát công trình lân cận
Cần khảo sát và đánh giá hiện trạng các công trình lân cận để
tìm giải pháp thi công bảo đảm yêu cầu kỹ thuật, không ảnh
hưởng đến các công trình này và tiết kiệm chi phí.
2.6. Trách nhiệm về khảo sát
Chủ đầu tư có trách nhiệm thuê tư vấn thiết kế lựa chọn đơn vị
khảo sát chuyên nghiệp.
2. Khảo sát địa chất công trình
cho móng cọc Barrette
3. Xác định sức chịu tải cọc
3.1. Xác định sức chịu tải theo vật liệu làm cọc
P
v
= ϕ(m
1
m
2
R
b
F
b
+ R
a
F

a
)
Trong đó:
m
1
: hệ số điều kiện làm việc khi đổ bê tông qua ống chuyển
dịch thẳng đứng, m
1
= 0,85.
m
2
: hệ số đổ bê tông trong bentonite, m
2
= 0,7.
R
b
: cường độ chịu nén của bê tông.
R
a
: cường độ tính toán của cốt thép.
F
b
: diện tích tiết diện ngang của cọc.
F
a
: diện tích tiết diện cốt thép trong cọc.
ϕ : hệ số uốn dọc của cọc, ϕ ∈ L
tt
/ b
L

tt
: chiều dài tính toán của cọc.
b: cạnh ngắn của tiết diện cọc.
3.2. Xác định sức chịu tải trọng nén của cọc chống
- Cọc chống vào đá gốc, vào đất hòn lớn (cuội, sỏi, dăm, sạn)
hoặc sét cứng có modul biến dạng ≥ 500kG/cm
2
.
P
c
= mRF
Trong đó:
m : hệ số điều kiện làm việc, m = 1.
F : diện tích tiết diện ngang của phần chân cọc.
R : cường độ tính toán của đất, đá dưới chân cọc
(R = 2000 T/m
2
)
3. Xác định sức chịu tải cọc
•
Khi cọc ngàm vào đá gốc không ít hơn 0,5m thì R:

Trong đó :
R
n
: cường độ tiêu chuẩn chịu nén tạm thời theo 1 trục của mẫu
đá khi chịu nén trong điều kiện bão hòa nước.
K
đ
: hệ số an toàn đối với đất, K

đ
= 1,4.
h
n
: độ sâu tính toán cọc ngàm vào đá.
d
n
: đường kính ngoài của phần cọc ngàm vào đá, với cọc
barrette lấy d = cạnh ngắn b.
3. Xác định sức chịu tải cọc
3.3. Xác định sức chịu tải của cọc ma sát
Khi cọc không chống vào được lớp đất tốt có E
0
> 500kG/cm
2
thì
Sức chịu tải của cọc ma sát = sức chống đầu mũi cọc + ma sát thành.


Trong đó :
F : diện tích tiết diện ngang ở mũi cọc.
u : chu vi tiết diện ngang của cọc.
m : hệ số điều kiện làm việc. Khi cọc tựa lên đất sét có độ no nước
G < 0,85 thì m = 0,8, trường hợp khác m = 1.
m
R
: hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc, m
R
= 1.
m

fi
: hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên cọc, m
fi
= 0,6.
f
i
: ma sát hông của cọc ở lớp đất thứ i.
l
i
: chiều dày lớp đất thứ i mà cọc xuyên qua.
R : cường độ chịu tải của đất dưới cọc.
3. Xác định sức chịu tải cọc
3. Xác định sức chịu tải cọc
a. Giá trị R khi đất dưới mũi cọc là cát thô lẫn sạn sỏi, cát thô và cát trung.
Trong đó :
p, A
0
K
, a, B
0
K
: các hệ số không thứ nguyên.
γ’
1
: trị số tính toán của trọng lượng thể tích đất dưới mũi cọc.
γ
1
: trị số tính toán trung bình của trọng lượng thể tích đất theo các lớp
nằm phía trên mũi cọc.
L : chiều dài mũi cọc.

b : cạnh ngắn tiết diện cọc.
Bảng tra các hệ số p, A
0
k
, a, B
0
k
theo
ϕ
1
3. Xác định sức chịu tải cọc
3. Xác định sức chịu tải cọc
b. Giá trị R khi đất dưới mũi cọc là đất sét
3. Xác định sức chịu tải cọc
3.4. Xác định sức chịu tải theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh
Trong đó:
P
mũi
: sức chịu tải của đất tại mũi cọc.
P
xq
: lực ma sát của đất thành bên của cọc.
q
C
: sức cản trung bình ở mũi xuyên của đất trong phạm vi 3b phía
trên chân cọc và 3b phía dưới chân cọc.
F: diện tích tiết diện ngang ở chân cọc.
u: chu vi tiết diện cọc.
q
si

: lực ma sát đơn vị của thành cọc ở lớp đất i có chiều dày h
i
.
q
Ci
: sức cản mũi xuyên ở lớp đất thứ i.
K, a
i
: hệ số tra bảng.
- Sức chịu tải cho phép của cọc:
3. Xác định sức chịu tải cọc
3. Xác định sức chịu tải cọc
3.5. Xác định sức chịu tải theo thí nghiệm xuyên động
Sức chịu tải của cọc ma sát được xác định theo công thức Nhật Bản:
Trong đó:
a: hệ số phụ thuộc vào phương pháp thi công,(cọc barrétte a =15)
N: số SPT của đất dưới chân cọc.
N
S
: số SPT trung bình của các lớp đất mà cọc xuyên qua.
L
S
: chiều dài cọc cắm trong đất cát.
c: lực dính không thoát nước của đất sét.
L
C
: chiều dài cọc cắm trong đất sét. a: cạnh dài của tiết diện cọc.
b: cạnh ngắn của tiết diện cọc.
F: diện tích tiết diện ngang dưới chân cọc.
3. Xác định sức chịu tải cọc

3.6. Xác định sức chịu tải bằng phương pháp nén tĩnh tại hiện trường
- Dùng cho cọc có sức chịu tải không lớn (ví dụ: P < 700T/cọc).
- Thường dùng kích thủy lực để gia tải. Đối trọng là các khối BT hoặc neo
trong đất.
- Quy trình thí nghiệm được lựa chọn bởi tư vấn thiết kế. Căn cứ số liệu gia
tải để thiết lập biểu đồ nén tĩnh cọc.
1- Biểu đồ của cọc ma sát. P
th
thường
được xác định tại điểm có độ lún là 20
mm.
2- Biểu đồ của cọc chống. P
th
thường
được xác định tại điểm có độ lún là 8
mm.
- Sức chịu tải thiết kế:
Ptk = Pth /(2 ^3)
Khi thí nghiệm chỉ cần gia tải đến cấp độ
bằng 2 lần tải tính toán cho thiết kế.
3. Xác định sức chịu tải cọc
3.7.Xác định sức chịu tải bằng phương pháp Qsterberg
3.7.1. Nguyên lý thí nghiệm
- Hộp Osterberg là 1 loại kích thủy lực lớn
được lắp vào đáy cọc .
- Khi bê tông đạt cường độ thì bơm dầu
vào hộp đẩy phần trên thân cọc và ép mũi
cọc.
- Đối trọng chính là trọng lượng bản thân
cọc và ma sát hông.

- Xác định được sức chống của đất nền
lên mũi cọc và ma sát của đất lên thành
cọc => sức chịu tải của cọc bằng tổng của
sức chống mũi và ma sát hông.
- Chỉ gia tải đến cấp tải bằng 2 lần sức
chịu tải tính toán dùng để thiết kế.
3. Xác định sức chịu tải cọc
• Bơm cao áp và hệ thống ống
dẫn.
• Hệ thống đo chuyển vị tại đầu
và mũi cọc.
• Hệ thống đo áp lực và chuyển
vị của hộp.
• Máy bơm vữa áp lực cao + hệ
thống ống dẫn.
• Thiết bị nhận và xử lý số liệu.
• Máy tính và phần mềm
chuyên dụng.
3.7.2. Hộp Osterberg
- Hộp Osterberg là 1 loại kích thủy lực có tiết diện hình tròn, hình
vuông hay chữ nhật. Trọng tải thiết kế có thể từ 200T đến 3000T do
công ty Loadtest (Mỹ) độc quyền.
- Thiết bị khác gồm :
3. Xác định sức chịu tải cọc