ghiên cứu xử lý nền cống dưới đê vùng ven biển cửa sông hồng bằng giải pháp móng cọc

L IC M N


Sau m t th i gian thu th p tài li u và nghiên c u, đ n nay lu n v n "Nghiên c u
x lý n n c ng d

i đê vùng ven bi n c a sông H ng b ng gi i pháp móng c c" đã

hoàn thành và đáp ng nh ng yêu c u đ ra.
Tác gi xin g i l i c m n chân thành t i Phòng đào t o
tr

ng đ i h c Th y L i; C s 2 tr

ng

i h c và Sau

ih c

i h c Th y L i; Khoa Công trình tr

i h c Th y L i; các th y cô, gia đình, b n bè và đ ng nghi p, nh ng ng

ng

i đã d y d ,

ch b o và khích l đ ng viên m i m t.
Tác gi c ng xin chân thành c m n sâu s c đ n TS. Bùi V n Tr
GS.TS Tr nh Minh Th Tr

ng

i h c Th y L i đã t n tình h

ng và

ng d n và giúp đ

tác gi trong th i gian làm lu n v n.
M c dù tác gi đã h t s c c g ng thu th p tài li u, nghiên c u và phân tích
nh ng do trình đ và th i gian có h n nên trong lu n v n không th tránh kh i nh ng
t n t i còn h n ch , tác gi r t mong nh n đ

c m i ý ki n đóng góp quý báu và trao đ i

chân thành. Tác gi c ng mong mu n nh ng v n đ còn t n t i ch a nghiên c u s đ
tác gi phát tri n

m c đ nghiên c u sâu h n.

Xin chân thành c m n!
TP. H Chí Minh , ngày 27 tháng 04 n m 2015
Tác gi lu n v n

Tr n Nh t V

c

B N CAM OAN
Tôi là Tr n Nh t V , tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a riêng tôi.
Nh ng n i dung và k t qu trình bày trong Lu n v n là trung th c và ch a đ
b trong b t k công trình khoa h c nào.
Tác gi

Tr n Nh t V

c ai công


M CL C
M

U .............................................................................................................. 1

1. Tính c p thi t c a đ tài .................................................................................... 1
2. M c tiêu nghiên c u c a đ tài ......................................................................... 2
3. N i dung nghiên c u c a đ tài ........................................................................ 2
4. Các ph
CH

ng pháp nghiên c u. .......................................................................... 2

NG 1: T NG QUAN V TÌNH HÌNH NGHIÊN C U VÀ

MÓNG C C TRONG CÔNG TÁC X

NG D NG

LÝ N N .............................................. 3

1.1 Quá trình phát tri n móng c c ........................................................................ 3
1.2 Khái ni m chung v móng c c ....................................................................... 6
1.3 Phân lo i móng c c ......................................................................................... 7
1.4

c đi m, đi u ki n làm vi c, ph m vi áp d ng và thi công các lo i c c ...... 8
1.4.1 C c tre................................................................................................ 8
1.4.2 C c tràm ............................................................................................ 9
1.4.3 C c g ................................................................................................ 10
1.4.4 C c thép ............................................................................................. 11
1.4.4.1 C c ng thép........................................................................... 12
1.4.4.2 C c thép ch H ....................................................................... 13
1.4.4.3 C c xo n (c c vít) .................................................................. 14
1.4.5 C c bê tông c t thép đúc s n ............................................................. 15
1.4.5.1 C c ng su t tr

c ................................................................. 16

1.4.5.2 C c khoan nh i....................................................................... 21
1.4.5.3 C c barret ............................................................................... 23
1.4.6 C c xi m ng-đ t................................................................................. 24
1.4.7 C c cát ............................................................................................... 28
1.5 M t s

u đi m c a móng c c ...................................................................... 30

1.6 M t s t n t i trong thi t k và thi công móng c c ...................................... 31
1.7 K t lu n ch

CH

ng 1 ......................................................................................... 32

NG 2: GI I PHÁP X

LÝ N N C NG D

I Ê VÙNG VEN BI N C A

SÔNG H NG B NG GI I PHÁP MÓNG C C ............................................... 33


2.1

c đi m n n đ t vùng ven bi n c a sông H ng ......................................... 33
2.1.1 Khái quát đi u ki n t nhiên vùng ven bi n c a sông H ng............. 33
2.1.2

a ch t n n đ t vùng ven bi n c a sông H ng ................................ 34

2.2 C s và nguyên t c phân lo i đ t y u ......................................................... 42
2.3 Gi i pháp móng c c x lý n n đ t y u vùng ven bi n c a sông H ng ........ 44
2.4 Ph

ng pháp tính toán, thi t k , thi công các lo i móng c c ....................... 46

2.4.1 Yêu c u k thu t và tính toán x lý n n b ng c c tre ....................... 46
2.4.2 Thi t k , thi công x lý n n b ng c c cát .......................................... 47
2.4.3 Tính toán, thi t k , thi công c c xi m ng đ t .................................... 56

2.4.3.1 Công ngh tr n

t Jet-Grouting ........................................... 56

2.4.3.2 Công ngh tr n khô Dry Jet Mixing ...................................... 60
2.4.3.3 Thi t k c c xi m ng đ t ........................................................ 61
2.4.3.4 Ph

ng pháp thi công............................................................. 65

2.4.4 Tính toán thi t k , thi công x lý n n b ng c c bê tông c t thép (BTCT)
.............................................................................................................. 66
2.4.4.1 C c bê tông c t thép đúc s n thông th
2.4.4.2 C c BTCT ng su t tr

ng ........................... 67

c ...................................................... 70

2.4.4.3 Thi t k thi công c c bê tông c t thép đúc s n ...................... 71
2.6 K t lu n ch
CH

NG 3:

ng 2 ......................................................................................... 75

NG D NG GI I PHÁP MÓNG C C X

LÝ N N C NG TRÀ LINH

2 Ê BI N 7 T NH THÁI BÌNH ......................................................................... 76
3.1 Gi i thi u t ng quan v công trình ............................................................... 76
3.2 Tính toán x lý n n c ng .............................................................................. 78
3.2.1 Các s li u đ u vào cho tính toán ...................................................... 78
3.2.1.1

i u ki n đ a ch t................................................................... 78

3.2.1.2 T i tr ng công trình ................................................................ 80
3.2.1.3 Tính toán ng su t đáy móng ................................................. 80
3.2.2 Gi i pháp móng c c x lý n n công trình ......................................... 83
3.2.3 Tính toán móng c c xi m ng đ t x lý n n ....................................... 83
3.2.3.1 C s tính toán c c Xi m ng đ t ............................................ 83
3.2.3.2 Tính ch t c lý c c Xi m ng - đ t (XM ) ............................. 85


3.2.3.3 Tính ch t c lý c a n n t
3.2.3.4 Tính toán s l

ng đ

ng..................................... 86

ng c c XM và b trí c c trong móng ........ 86

3.2.3.5 Tính toán ng su t bi n d ng ph

ng án c c xi m ng đ t .... 87

3.2.4 Tính toán móng c c BTCT x lý n n ................................................ 92
3.2.4.1 Tính toán móng c c bê tông c t thép ..................................... 92
3.2.4.2 Tính toán ki m tra b ng ph n m m Plaxis ............................. 102
3.2.5 So sánh l a ch n ph
3.3 K t lu n ch

ng án .............................................................. 112

ng 3 ......................................................................................... 112

K T LU N VÀ KI N NGH .............................................................................. 113
1. Nh ng k t qu đ t đ

c c a lu n v n............................................................... 113

2. M t s t n t i c a lu n v n ............................................................................... 114
3. Ki n ngh và h

ng nghiên c u ti p ................................................................. 114

TÀI LI U THAM KH O .................................................................................... 115


DANH M C B NG BI U
B ng 1.1: B ng so sánh c c bê tông vuông truy n th ng và c c ly tâm ng su t tr
.............................................................................................................. 16
B ng 2.1: Các tính ch t v t lý c h c c a các l p đ t dính ch y u .................... 40
B ng 2.2: Tính ch t v t lý c h c các l p đ t r i ch y u ................................... 41
B ng 2.3: Các gi i pháp móng c c x n n c ng d

i đê ven bi n c a sông H ng

.............................................................................................................. 45
B ng 2.4:

sai l ch cho phép v kích th

c c c ............................................... 69

B ng 3.1: Ch tiêu c lý các l p đ t n n ............................................................... 79
B ng 3.2. Các tr

ng h p tính toán ...................................................................... 80

B ng 3.3: T ng h p l c tác d ng lên b y đáy – v a thi công xong ..................... 81
B ng 3.4: L c tác d ng lên b n đáy – TH gi ng t.............................................. 81
B ng 3.5: L c tác d ng lên b n đáy – TH ng n m n ........................................... 82
B ng 3.6:

ng su t đáy móng trong các tr

ng h p ............................................ 83

B ng 3.7: Tính ch t c lý c a c c xi m ng đ t ..................................................... 85
B ng 3.8: Tính toán các ch tiêu c lý c a n n t

ng đ

ng ............................... 87

B ng 3.9: Tính toán chi u sâu ch u lún ................................................................ 100

c


DANH M C HÌNH V
Hình 1.1: Nh ng thi t b đóng c c trong l ch s .................................................. 4
Hình 1.2: Ch c n ng c a c c ................................................................................ 7
Hình 1.3: Chi ti t c c g và m t s cách n i c c thông d ng .............................. 11
Hình 1.4: K t c u tr c u có h móng c c ng thép d ng gi ng hình ô van ........ 13
Hình 1.5: M t s lo i c c xo n ............................................................................. 14
Hình 1.6: C c bê tông c t thép đúc s n ................................................................ 19
Hình 1.7: C c bê tông c t thép ng su t tr

c ..................................................... 20

Hình1.8: M t b ng thi công c c khoan nh i ......................................................... 22
Hình 1.9: Quá trình thi công c c khoan nh i ........................................................ 23
Hình 1.10: M t s k t c u và ng d ng c a c c XM đ x lý n n đ t y u ....... 25
Hình 2.1: Vùng ven bi n c a sông H ng (t nh Thái Bình)................................... 34
Hình 2.2: S đ đ a ch t khu ven bi n huy n Thái Th y ..................................... 36
Hình 2.3: S đ đ a ch t khu v c c a sông ven bi n huy n Ti n H i................. 37
Hình 2.4: M t b ng n n đ t đ

c nén ch t ........................................................... 49

Hình 2.5: S đ b trí c c cát ............................................................................... 49
Hình 2.6: S đ tính lún n n đ t ........................................................................... 52
Hình 2.7: Quá trình thi công c c cát ..................................................................... 53
Hình 2.8: Thi t b đóng c c cát b ng ch n đ ng .................................................. 54

Hình 2.9: Thi công c c cát .................................................................................... 55
Hình 2.10: Các công ngh thi công Jet-Grouting ................................................. 57
Hình 2.11: S đ dây chuy n thi t b khoan ph t v a cao áp (Jet-grouting) ....... 57
Hình 2.12: Thi t b ch t o c c ............................................................................. 58
Hình 2.13: Thi t b tr n v a và phát đi n ............................................................. 58
Hình 2.14: S đ thi công c c xim ng đ t dùng ph
Hình 2.15: M u c c XM theo ph

ng pháp Jet grouting ........ 59

ng pháp Jet Grouting, d án Ô Môn – Xà No

.............................................................................................................. 60
Hình 2.16: S đ nguyên lý tr n khô .................................................................... 61
Hình 2.17: Quy trình thi t k l p, g m thí nghi m trong phòng, thi t k ch c n ng, th
hi n tr

ng và thi t k công ngh ......................................................................... 62

Hình 2.18: B trí c c xi m ng đ t ......................................................................... 63


Hình 2.19: Cách b trí c c tr n

t trên m t đ t .................................................. 63

Hình 2.20: Cách b trí c c tr n

t trên bi n ....................................................... 64

Hình 2.21: S đ khoan ph t có nút b t ................................................................ 65
Hình 2.22: Máy ph t xi m ng công ngh Jet-Grouting

d án Ô Môn – Xà No

.............................................................................................................. 66
Hình 2.23: Bi u đ moment trong c c khi c u l p, v n chuy n s p x p trong bãi
.............................................................................................................. 70
Hình 2.24: Bi u đ moment trong c c khi c u l p ............................................... 70
Hình 3.1: C ng Trà Linh I (phía bi n) .................................................................. 76
Hình 3.2: C ng Trà Linh I (phía đ ng) ................................................................. 76
Hình 3.3: C ng Trà Linh II (phía đ ng) ............................................................... 77
Hình 3.4: S đ m t c t đ a ch t tuy n C ng Trà Linh ........................................ 79
Hình 3.5: S đ tính toán theo ph

ng pháp m t tr

t tr tròn c c Xi m ng đ t 84

Hình 3.6: B trí c c Xi m ng đ t .......................................................................... 87
Hình 3.7: Mô hình bài toán trong Plasix ............................................................... 89
Hình 3.8: Mô hình bài toán trong giai đo n 1 ....................................................... 89
Hình 3.9: Mô hình bài toán trong giai đo n 2 ....................................................... 90
Hình 3.10: L a ch n các đi m tính toán ng su t ................................................ 90
Hình 3.11: Chuy n v đ ng c a n n khi thi công xong giai đo n 1 ..................... 91
Hình 3.12: Chuy n v th ng đ ng trong n n sau giai đo n 2 .............................. 91
Hình 3.13: S đ b trí c c BTCT đúc s n ............................................................ 94
Hình 3.14 : S đ tính toán móng c c .................................................................. 96
Hình 3.15: S đ phân b

ng su t b n thân và gây lún ...................................... 101

Hình 3.16: Mô hình bài toán ................................................................................. 103
Hình 3.17: Chia l

i ph n t ................................................................................ 103

Hình 3.18: i u ki n ban đ u áp l c n
Hình 3.19: i u ki n ban đ u v
Hình 3.20: L p b

c l r ng ............................................... 104

ng su t ............................................................ 104

c tính toán: g m 2 giai đo n .................................................. 105

Hình 3.21: Giai đo n 1 1 – H c c và thi công b n đáy ....................................... 105
Hình 3.22: Giai đo n 2 - Xây tr pin gi a, gán t i (khi hoàn thành công trình) .. 106
Hình 3.23: L a ch n đi m v chuy n v - ng su t .............................................. 106


Hình 3.24: L

i chuy n v .................................................................................... 107

Hình 3.25: Chuy n v theo ph

ng đ ng ............................................................. 107

Hình 3.26: Bi u đ momen b n đáy c ng ............................................................ 108
Hình 3.27: Bi u đ l c c t b n đáy c ng .............................................................. 108
Hình 3.28: Bi u đ chuy n v đ ng c a b n đáy ................................................. 108
Hình 3.29: L

i chuy n v .................................................................................... 109

Hình 3.30: Chuy n v theo ph
Hình 3.31: Tr s

ng đ ng ............................................................. 109

ng su t hi u qu trung bình l n nh t ...................................... 110

Hình 3.32: Bi u đ chuy n v đ ng b n đáy c ng................................................ 110
Hình 3.33: Bi u đ momen b n đáy c ng ............................................................ 111
Hình 3.34: Bi u đ l c c t b n đáy c ng .............................................................. 111
Hình 3.35: Bi u đ chuy n v t i các đi m A,B,C,D............................................ 111


Tr

ng

i H c Th y l i

Lu n v n Th c S

M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
c Vi t Nam v đ a lý có 3260 km b bi n, g m 89 c a sông tr i dài d c

N

theo 29 t nh thành và các thành ph l n.
là có đ

c tr ng c a vùng c a sông ven bi n

c s đa d ng v các khu h sinh thái có nh h

ng l n t i h th ng tài

nguyên ven b , v i ch c n ng quan tr ng nh v y s s n sinh ra nh ng s n ph m
có giá tr s d ng cho con ng

i.

i v i vùng c a sông ven bi n, vi c thi t k , thi công các công trình th y l i,
th y đi n, giao thông, dân d ng và công nghi p còn g p r t nhi u khó kh n,
c n ph i gi i quy t r t nhi u v n đ khác nhau nh : Lo i hình k t c u, s d ng v t
li u, bi n pháp và công ngh thi công…và các v n đ x lý n n c a các công trình,
đ c bi t là n n c a các công trình th y l i. Vùng c a sông ven bi n là n i đ

c

hình thành ch u s chi ph i b i ch đ th y v n c a sông và h i v n c a bi n,

nên c u trúc đ t n n n i đây th

ng r t ph c t p bao g m các l p đ t y u.

i u này cho th y vi c x lý n n móng đ xây d ng c s h t ng bên trên r t
ph c t p và không theo m t gi i pháp nh t đ nh nào. Vi c ch n l a ph
lý n n có vai trò r t quan tr ng, tr

c tiên nó nh h

ng t i ch t l

ng án x
ng, s an

toàn c a công trình gây t n kém trong xây d ng và v lâu dài nó nh h
cu c s ng sinh ho t c a ng

i dân, n n kinh t c a qu c gia.

lý n n đúng đ n đ i v i môi tr

l a ch n m t

ng đ a ch t ph c t p, bi n đ i

ph

ng án x

th

ng xuyên n i vùng c a sông ven bi n thì ngoài vi c c n n m b t đ

đ i c a c u trúc n n, các ph
ph

ng đ n

c s thay

ng án gi i quy t, còn c n ph i áp d ng phù h p các

ng án. V i m i bi n pháp x lý n n khác nhau đ u có u và nh

nhau, trong đó móng c c là gi i pháp đ

c đi m khác

c dùng ph bi n cho các công trình. Tuy

nhiên, vi c l a ch n lo i móng n n, chi u sâu, quy mô x lý là v n đ c n đ
nghiên c u tính toán phù h p v i đi u ki n đ a ch t
Do v y, nghiên c u các ph

c

n i xây d ng công trình.

ng pháp x lý n n b ng móng c c và đ xu t gi i

pháp c th phù h p v i đi u ki n đ a ch t vùng c a sông ven bi n là v n đ c n
H c viên: Tr n Nh t V

1


Tr

ng

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

thi t, có ý ngh a th c ti n và khoa h c. C th trong đ tài này là vùng ven bi n
c a sông H ng.
2. M c tiêu nghiên c u c a đ tài
Tìm hi u v các ph
móng c c và ph

ng pháp x lý n n b ng móng c c, đ a ra các gi i pháp

ng pháp tính toán x lý n n c ng d

i đê vùng ven bi n c a

sông H ng.
3. N i dung nghiên c u c a đ tài
Nghiên c u c u trúc đ a ch t, các ph

ng pháp x lý n n c ng d

i đê vùng

ven bi n c a sông H ng b ng gi i pháp móng c c.
4. Các ph

ng pháp nghiên c u.

- Thu th p, t ng h p phân tích nh ng tài li u th c t c a các công trình liên quan
chi tiêu c lý c a công trình, hình d ng kích th

c c a công trình, đi u ki n k

thu t, tiêu chu n đánh giá an toàn công trình, đ a ch t n n, tài li u v th y v n…
- Ph

ng pháp tính toán lý thuy t x lý n n c ng

- Ph

ng pháp mô hình s đ mô hình hóa n n công trình, x lý và tính toán n

đ nh công trình

H c viên: Tr n Nh t V

2

Tr

CH

ng

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

NG 1: T NG QUAN V TÌNH HÌNH NGHIÊN C U VÀ NG
D NG MÓNG C C TRONG CÔNG TÁC X LÝ N N

1.1 Quá trình phát tri n móng c c
Toàn b l ch s nhân lo i đ
đó đ a k thu t luôn luôn đ

c phát tri n t v trí c a n n t ng k thu t, trong

c quan tâm và m t s v n đ v đ a k thu t l i r t

quan tr ng nh vi c xây d ng trên c c. Khi con ng
đ ng, h đã b t đ u xây d ng nh ng n i

i ti n s xu t hi n t các hang

riêng cho mình.

Vào th i k cu i th i k đ đá, nh ng lo i c c đ u tiên đ

cây c đ

c s d ng s m nh t, con ng

c làm theo d ng

i đ nh c t i nh ng thung l ng ven sông

trên nh ng t ng đ t y u, sình l y ho c trên nh ng n i d b ng p l t đ s d ng
ngu n n

c và s n b t. H d ng nh ng n i trú n trên n n c c g và gia c ch c

ch n xung quanh nh ng c c g đó b ng đá, ngày nay nhi u di tích đ
ông Âu đi n hình nh trong R ng đen n

c

cb ot n

c, Vollhynia, và Ba Lan. Vào th i

k đ đá hi n đ i, xây d ng trên c c cây c ng đ

c s d ng

nh ng sông, h r t

l n. C u trúc này c ng thu n l i trong khía c nh phòng th trong đánh tr n, h n
400 khu đ nh c s d ng cây c

Th y S , mi n nam n

di tích quen thu c hay có th h i t

c

c, và B c Ý là nh ng

ng v pháo đài kiên c xung quanh Novgorod

Kremlin bên b sông Volkhov. Trong quá trình xây d ng, g đ
c các t ng đ t y u và đ đóng c c.

đ tđ

c kh i l

c s d ng đ c ng

ng và thành qu nh v y

thì s chu n b k thu t và vi c t ch c đóng c c ph i đ t m c đ cao đ i v i con
ng

i th i đó. Ngày nay, ng

i ta bi t nh ng thông tin v k thu t n n móng c đ i

do s gi i thi u c a Vitruvia, và nh ng mô t chi ti t xây d ng c u đ

cs ut p

b i Caesar.
Vitruvia vi t r ng có th đ t đ
d ng nh ng c c g s i đ

c nh ng n n móng v ng ch c b ng cách s

c chu n b m t cách đ c bi t ho c là nh ng c c hình

thành t g tr n precalcined và g ô liu hay mô t nh ng thi t b dùng đóng ép c c
đ n gi n nh t, các chuy n đ ng c a tr c kéo và con v t c ng đ

c s d ng. Ceasar

mô t vi c xây d ng các cây c u b ng g , đo n qua sông r ng cho quân đ i La Mã
H c viên: Tr n Nh t V

3


Tr

ng

i H c Th y L i

khi đó c c g đ

c s d ng t o thành tr c u có th đ

Lu n v n Th c S

c xem nh m t tài li u

tham kh o c đi n v c c.

Hình 1.1: Nh ng thi t b đóng c c trong l ch s
H c viên: Tr n Nh t V

4


Tr

ng

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

Ngoài ra, m t s di tích c n đ
Dame de Strasbourg

c chú ý nh : n n móng d

Pháp là m t đi u quan tâm. Nhà th đ

i nhà th Notre

c xây d ng n m

1015, trên n n t ng n n móng trên các c c g b i các nhà xây d ng th i La Mã c
đ i t lâu đã n i ti ng là m t trong nh ng thành t u cao quý nh t c a ki n trúc
ph

ng Tây. Khai qu t trong lâu đài Baunard

th y các b c t

London (1974-1976) đã ch cho

ng ch u l c c b n c ng n m yên trên nh ng c c đ

c đóng vào

th k th 4 b i các nhà xây d ng La Mã.
Và m t b

c ti n v

Christoffoer Polhem ng

t b c trong vi c ngành k thu t móng c c khi n m 1740,
i Th y i n, m t nhà khoa h c v v t lý và c khí h c đã

phát minh ra d ng c không khác m y thi t b đóng c c mà ngày nay s d ng. K
đ n là phát minh c a James Hall Nasmyth, m t k s

và nhà sáng ch ng

i

Scotland đã phát minh ra búa h i n m 1839 đ nâng cao l c đóng khi b than phi n
t m t k s công ty đóng tàu n m 1938 r ng nh ng thi t b búa đóng l n nh t v n
không đ l c đóng đ rèn tr c mái chèo, sau đó đ

c ông c i ti n thêm thành máy

đóng c c vào n m 1843. T đó, thúc đ y vi c phát tri n c c ch u t i l n h n, b n
h n ch y u d a vào v t li u làm c c.

u tiên là c c thép đ

c ra đ i vào kho ng

n m 1800, sau đó đ n n m 1824 Joseph Aspdin đã phát minh ra xi m ng Portland,
v t li u không th thi u khi t o thành bê tông, ti p đ n n m 1897 A.Raymond l n
đ u tiên tìm ra h th ng c c đ

c tr n b ng h n h p bê tông mang tính kinh t h n

so v i c c thép, và đ n n m 1903 R.J.Beale phát tri n thành ph

ng pháp c c bê

tông nh i trong ng thép, đ n nh ng n m 1960 đ n nay v i máy móc công ngh thi
công phát tri n cho ra đ i c c vôi, c c xi m ng đ t, c c cát, và c c ki u k t h p v i
nhau đ t o thành c c phù h p nh t v i nh ng lo i n n đ t nh t đ nh.
Có l , không có khu v c nào trên trái đ t không s d ng c c, th i gian đã

kh ng đ nh đ tin c y, tu i th c a các n n móng t th i c đ i trong nhi u vùng
đ t r t khác nhau c a Châu Âu, Châu Á và Châu Phi.
có t m nh h

i u này cho th y móng c c

ng r t quan tr ng trong vi c nâng cao s c ch u t i c a n n đ t và v n

d là m t bi n pháp không th thi u đ i v i b t c công trình xây d ng có quy mô
t

ng đ i l n nào tr lên. Cho đ n ngày nay, công ngh r t tiên ti n nh ng v n

H c viên: Tr n Nh t V

5


Tr

ng

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

ch a th áp d ng m t bi n pháp c i thi n n n nào khác ngoài c c đ i v i nh ng
công trình l n nh nhà cao t ng, công trình th y l i, c u đ
v n đang là m t đ tài r t đ

ng,…Vì v y, móng c c

c quan tâm cho đ n ngày nay nh v công ngh làm

c c, v t li u làm c c, công ngh thi công c c, bi n pháp thi công c c, chi u dài c c
c n thi t, ph

ng án rút ng n c c v n đ m b o an toàn k thu t…

1.2 Khái ni m chung v móng c c
Móng c c thu c lo i móng sâu, nó bao g m m t c c ho c nhi u c c liên k t v i
nhau b ng m t đài c c có ch c n ng chung nh t là truy n t i tr ng xu ng t ng đ t,
đá sâu

nh ng n i mà t ng đ t nông không đ kh n ng ch u l c nh m nh ng m c

đích thông d ng sau:
-

Truy n t i tr ng công trình xuyên qua n
t t

sâu bên d

c ho c l p đ t y u xu ng l p đ t

i b ng m i c c. C c làm vi c nh v y đ

c g i là c c

ch ng ho c c c ch u m i.
-

Truy n t i tr ng công trình qua các l p đ t ch u l c xung quanh c c b ng s
ma sát gi a c c và đ t. C c làm vi c nh v y g i là c c ma sát ho c c c treo.

-

Dùng đ lèn ch t đ t c i t o n n t ng kh n ng ch u t i c a đ t.

-

Truy n t i tr ng công trình qua kh i đ sâu b xói l .

-

Neo công trình đ ch u l c đ y n i ho c moment l t.

-

C cđ

c h nghiêng m t góc so v i ph

ng th ng đ ng đ

c g i là c c

xiên ch u t i tr ng ngang, t i tr ng nghiêng l n ho c làm h th ng neo.
-

Làm h th ng neo ch u t i tr ng ngang t áp l c đ t tác d ng lên t

-

Làm h th ng ch ng va đ p cho các b n c ng.

-

Ch u t i tr ng đ ng khi có đ ng đ t ho c c c d

C u t o móng c c g m: M t c c ho c nhi u c c đ
ch đ n các t ng đ t, đá đ kh n ng ch u t i.

i các móng máy.
c đóng, ép hay thi công đ t i

ài c c dùng đ liên k t các c c l i

v i nhau và phân b t i tr ng c a công trình lên các c c phía d
H c viên: Tr n Nh t V

ng c .

i đài.
6


Tr

ng

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

Hình 1.2: Ch c n ng c a c c.
1.3 Phân lo i móng c c
Có th phân lo i c c theo nhi u cách khác nhau nh ng chung quy d a vào 5 c n
c sau:
1. V t li u làm c c: C n c vào v t li u chính đ làm c c nh : c c g , c c tre,
c c bê tông, c c thép, c c cát, c c k t h p gi a bê tông v i c t thép hay c c
xi m ng đ t…
H c viên: Tr n Nh t V

7


Tr

ng

2. Ph

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

ng pháp ch t o c c: Có th xác đ nh các lo i c c n u chúng đ

t o s n hay đúc t i ch . C c g và c c thép luôn đ
c c bê tông có th đ c đúc s n ho c đúc t i ch .

c gia công tr

c ch
c, còn

3. M c đ làm d ch chuy n đ t khi h c c: Có th phân thành 4 lo i sau
a/ C c d ch gây chuy n v l n: nh c c ép, c c rung, c c đóng.
b/ C c gây chuy n v nh : nh c c thép ti t di n ch I, c c ng h đáy, c c vít.
c/ C c g n nh không gây chuy n v : nh c c khoan nh i, c c khoan d n.
d/ C c k t h p g m hai trong ba lo i trên:
- C c v a gây chuy n v nh và chuy n v l n: nh c c có ph n bên d
thép n i v i ph n bên trên là c c bê tông.

i là c c

- C c v a gây chuy n v nh và có ph n không gây chuy n v : nh c c có ph n
d i là c c h đáy ph n trên là bê tông c t thép.
4. Ph ng pháp h c c: Có th chia thành c c đóng, c c ép, c c khoan nh i,
c c khoan d n, c c rung và c c k t h p c đóng và khoan.
5. Ph ng pháp truy n t i tr ng t c c vào đ t có th chia thành: c c ch ng hay
c c ch u m i, c c ma sát, c c ch ng và c c ma sát ph i h p, c c ch u t i
tr ng ngang.
1.4

c đi m, đi u ki n làm vi c và ph m vi áp d ng các lo i c c
Hi n nay, có r t nhi u lo i c c đ x lý n n đ t y u ph bi n nh c c tre, c c

tràm, c c g , c c thép, c c bê tông c t thép, c c xi m ng đ t, c c cát. M i m t gi i
pháp móng c c đ u có nh ng u nh c đi m và ph m vi ng d ng nh t đ nh.
1.4.1 C c tre
Vi c s d ng m t s lo i tre làm c c c i thi n ch t l

ng n n móng đã đ

c ng

d ng khá lâu đ i. Ngày nay tre v n r t đ c a chu ng trong vi c s d ng làm c c
c i thi n kh n ng ch u t i c a n n đ nâng cao đ ch t c a đ t và gi m h s r ng
c a n n nâng cao s c ch u t i c a n n
nh ng công trình quy mô nh .

nh ng công trình có t i tr ng không l n và

Tre dùng làm c c là lo i tre t i, già, tre đ c, d ng lóng th ng, ch n đo n có
đ ng kính t 70-100mm, dài 1,5-4m, ch t vát m i c c. Thông th ng đóng 2025 c c/m2.
C c tre đ s d ng đ c lâu b n c n ph i đóng d i m c n c ng m. N u trong
n n đ t khô, tre s mau b phá h y. N u trong môi tr ng thích h p c c tre có th

H c viên: Tr n Nh t V

8


Tr

ng

i H c Th y L i

s d ng đ
th

Lu n v n Th c S

c trong 50-60 n m. N u c c tre làm vi c trong vùng đ t khô

ng thì c c r t nhanh b m c nát.
C c tre là c c đ c s d ng ph bi n

t th t

Vi t Nam, dùng cho nh ng công trình

quy mô t i tr ng nh th p t ng. C c tre đ c s d ng đ nâng cao đ ch t c a đ t,
gi m h s r ng nâng cao s c ch u t i c a đ t n n cho nh ng công trình có t i tr ng
truy n xu ng không l n ho c đ gia c c kè vách h đào.
1.4.2 C c tràm
C c c tràm đ c ng i Pháp s d ng cách đây trên 100 n m mi n Nam, ví
d nhà hát TP.HCM, chung c Thanh a-Qu n Bình Th nh-TP.HCM (xây d ng
vào kho ng n m 1968-1972) đ u dùng c tràm. M t th i gian r t dài khi mà c c bê
tông c t thép ch a đ c s d ng r ng rãi, hay nh ng c n h
TP.HCM nói riêng
và mi n Tây Nam B nói chung th ng dùng c tràm nh m t gi i pháp gia c
móng khi xây trên n n đ t y u cho đ n t n ngày nay, đi u này minh ch ng cho kinh
nghi m cu nh ng ng i đi tr c trong vi c s d ng c tràm nh m t gi i pháp
hi u qu giai c n n móng cho nh ng công trình th p t ng t i tr ng nh .
C c tràm gi ng nh m t s lo i c c g khác dùng thích h p và có hi u qu đ

x lý n n đ t y u d i các công trình dân d ng và công nghi p c ng nh các công
trình khác v i quy mô v a và nh khi ng su t trung bình d i đ móng không v t
quá 0,8 kG/cm.
Các lo i đ t y u dùng thích h p cho c c tràm và móng c c tràm có th bao g m
các lo i cát nh , cát b i tr ng thái r i bão hòa n c, các lo i đ t dính (cát pha sét,
sét pha cát và sét) tr ng thái d o m m, d o ch y và ch y, các lo i đ t bùn, đ t than
bùn, và than bùn.
C c tràm ch đ c dùng trong tr ng h p móng c c đài th p và ch y u ch u t i
tr ng th ng đ ng là chính, không thích h p đ i v i móng c c đài cao khi có t i
tr ng ngang tác d ng.
C c tràm không nên dùng nh ng n i x y ra hi n t
các d ng đ t hoàng th có tính lún t.

ng đ ng đ t và xu t hi n

Các yêu c u chung đ i v i công tác kh o sát khi thi t k các công trình trên móng
c c tràm c ng gi ng nh các lo i c c khác, đ c quy đ nh trong tiêu chu n 20TCN
160 : 87 c ng nh trong tiêu chu n 20TCN 21 : 86 c a b xây d ng.
Ph ng pháp h c c c ng gi ng c c tre và nh ng lo i c c g khác có th đóng
th công ho c đóng b ng máy.
H c viên: Tr n Nh t V

9


Tr

ng

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

1.4.3 C c g
C c g là lo i c c đã phát tri n t lâu đ i mà c th gi i đã và đang s d ng đ
ch u t i tr ng công trình. M t s lo i c c g đ
su t, chi u dài c c và kh n ng cung c p.

c s d ng tùy vào kh n ng ng

T i Vi t Nam, ngoài tre và tràm đ c s d ng ph bi n thì bên c nh đó cây gi ,
thông, mu ng, keo, b ch đàn… c ng đ c s d ng làm c c do có chi u dài l n h n
và kh n ng ch u l c t t h n. Nh ng lo i c c này đ c s d ng nh ng vùng có
t ng đ t y u dày hay có t m nh h ng t ng đ i quan tr ng nh c i thi n n n c u
đ

ng, n n c ng,…
Trên th gi i, ng i ta đã s d ng c c g t r t s m và cho đ n nay c c g v n
đang đ c các n c s d ng đ c bi t là nh ng vùng ngu n cung c p cây c i làm
c c t t ch ng h n nh cây thông vàng vùng Nam M và b bi n Tây Douglas
Fir có th t o nh ng cây c c dài trên 20m đ n 37m.
C c g thích h p nh t là c c ma sát s d ng nh ng n i đ t có d ng h t, thông
th ng chúng đ c s d ng nh c c ma sát trong các l p cát, bùn và đ t sét có đ
ch t th p. Không th đóng c c vào l p đ t có c ng đ cao nh nh ng l p s i sét
c ng ho c đá vì chúng có th b h ng trong lúc ép c c. Ngoài ra, đ đ m b o s làm
vi c n đ nh c a c c thì ch l y s c ch u t i c a c c d i 30 t n theo Peck, Hanson
và Thornburu 1974.
C c n m trong t ng đ t bão hòa n

c ho c t ng đ t luôn đ m b o đ

m t t cho

c c thì c c s b n v ng r t lâu dài. Tuy nhiên, nên tránh s d ng cho nh ng công
trình ven bi n vì khi đó c c g d b các vi sinh v t t n công và tu i th c a c c ch
còn vài ba tháng.
H n ch t i đa vi c n i c c, trong tr ng h p c c ch ch u nén không ch u kéo,
ch u u n và l c c t thì có nh ng cách đ n gi n đ n i c c nh dùng ng thép,
mi ng thép v i bu lông đ liên k t ho c có th dùng lõi thép và vòng đai b c ngoài
c c g . Còn n u c c ch u kéo, ch u u n và l c c t thì tr c đây ng i ta th ng
dùng cách p g k t h p v i nh ng thanh s t và bu lông đ liên k t nh ng r t t n
công. Ngày nay đ i v i tr ng h p này ng i ta s dùng bi n pháp móng c c khác
thu n ti n h n.
C c g khác có th đóng th công ho c đóng b ng máy. Nh ng c c v i
chi u dài l n thì ph i đóng, ép b ng máy đ đ t hi u qu k thu t h n. Có th khoan
d n đ vi c đóng ép c c d dàng và chính xác h n.
H c viên: Tr n Nh t V

10


Tr

ng

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

Hình 1.3: Chi ti t c c g và m t s cách n i c c thông d ng

1.4.4 C c thép
Trên th gi i, móng c c thép là m t lo i móng đã đ

c gi i thi u s d ng

kho ng nh ng n m 1800 đ có th đáp ng các đi u ki n đ a ch t ph c t p, đ tin
H c viên: Tr n Nh t V

11


Tr

ng

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

c y c a k t c u móng trong xây d ng khá cao. Có các lo i c c thép nh : c c thép
hình ch H, c c ng thép, c c vít (c c xo n), c c ti t di n h p, c c ng hình tháp và
c c thép có th k t h p v i c c khác đ đ t hi u qu theo t ng công trình c th .
C c ng và c c ti t di n ch H đ

c s d ng ph bi n nh t trong th c t xây d ng.

1.4.4.1 C c ng thép
V i s phát tri n v kinh t và công nghi p, ng d ng c c ng thép ngày càng
tr nên ph bi n h n trong quá trình phát tri n đô th , c i thi n c s h t ng nh
đ

ng sá, c u c ng, nhà
u đi m v

đ

và nh ng công trình khác. C c ng thép mang l i nhi u

t tr i so v i c c bê tông b i đ b n và c

ng đ cao c a v t li u, đ t

c kh n ng ch u t i tr ng cao và kh n ng kháng ngang l n.
T đ u th k XX, móng c c ng thép đã đ

c s d ng t i nhi u n

(1930), Nga (1931)... N m 1954, móng c c ng thép d ng đ n đã đ

c nh

c

c s d ng

trong xây d ng b n c ng Shiogama (Nh t B n). N m 1964, h vòng vây c c ng
thép l n đ u tiên đ
đ

c s d ng t i Nh t B n. N m 1969, móng c c ng thép đã

c áp d ng cho c u v

móng c c ng thép đã đ
Móng c c ng thép th

t sông Ishikari
c xây d ng
ng đ

Hokkaido. Tính đ n nay, hàng nghìn

Nh t B n, châu Âu, châu M ...

c chia làm 2 lo i: d ng đ n và d ng gi ng.

Móng c c ng thép d ng đ n đ

c phát tri n t

ng t nh các lo i móng c c

ph bi n nh c c khoan nh i hay c c đóng (ép) BTCT. H móng g m các c c đ
b trí đ c l p v i s l

c

ng và kho ng cách các c c ph thu c vào thi t k . Tuy

nhiên, m t trong nh ng t n t i c a d ng móng c c này là đ i v i các tr c u t i khu

v cn

c sâu, v n ph i thi công h vòng vây c c ván bao quanh đ ng n n

c, ph c

v công tác thi công b và thân tr . C c ng có th s d ng nh c c ma sát, c c
ch ng và k t h p gi a ma sát và ch ng th m chí c c c ch ng vào đá.
H móng c c ng thép d ng gi ng g m r t nhi u c c ng thép đ

c liên k t v i

nhau b ng khóa n i v i tác d ng không nh ng làm ch u l c nh k t c u chính c a
móng mà còn ng n n
gi ng có th d

c t m th i trong giai đo n thi công. Móng c c ng thép d ng

i d ng hình tròn, ch nh t và hình ô van. Ph m vi áp d ng móng

này cho các vùng n
H c viên: Tr n Nh t V

c sâu đ gi m đ

c th i gian thi công công trình.
12


Tr

ng

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

Cho đ n nay, vi c áp d ng c c ng thép, đ c bi t là móng c c ng thép d ng
gi ng v n ch a đ

c áp d ng ph bi n

Vi t Nam. Tuy nhiên, có m t s d án xây

d ng c u l n nh c u Bính (H i Phòng), c u Thanh Trì, Nh t Tân (Hà N i)... đã áp
d ng các d ng khác nhau c a c c ng thép.
Tiêu chu n k thu t v t li u làm c c ng thép cho các c u hi n nay ch y u theo
tiêu chu n Nh t B n (t

ng đ

ng v i tiêu chu n ASTM c a M ) nh SKY400,

SKY490 (c u Thanh Trì, c u Nh t Tân) theo JIS A5525...

Hình 1.4: K t c u tr c u có h móng c c ng thép d ng gi ng hình ô van.
1.4.4.2 C c thép ch H
C c thép ti t di n ch H s d ng thích h p đ xuyên qua các l p đ t đá c ng.
C c ch H làm d ch chuy n đ t ít nh t khi đóng vì th mà chúng có th d dàng
đóng qua nh ng l p đ t ch t mà không gây tr i đ t.

C c thép ti t di n ch H đ
C c thép ch H đ

c s d ng nh c c ch ng, c c ch u kéo, ch u u n.

c đóng qua l p đ t m m t i t ng đ t c ng ch u l c

d

i.

Nh ng khi đóng qua nh ng l p đ t c ng g gh m i c c d b h ng nên l c ch ng
H c viên: Tr n Nh t V

13


Tr

ng

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

m i đáng b lo ng i, vì v y c c này c n đ
c ng

c b o v m i b ng cách b c kim lo i

m i c c.
1.4.4.3

C c xo n (c c vít)

Hình 1.5: M t s lo i c c xo n
C c xo n th

ng đ

c s d ng đ ch u t i tr ng nh , c c này g m m t ng r ng

b ng kim lo i, ph n đ u d
Lo i c c này đ

i có cánh thép xo n c

c thi công b ng cách s d ng moment xo n khoan xoay ti t

di n thép hình xo n c xu ng đ t mà không c n đào đ t.
u đi m c a lo i c c này là k t c u ho c trang thi t b có th l p đ t tr c ti p
lên n n móng ngay sau khi c c đ

c thi công xong. Tùy vào c u t o c a cánh thép

mà c c c ng có th ch u t i tr ng l n, nh trong hình 5 đ u c c có cánh thép r ng
g n 500mm và đ

c hàn nhi u t m thép, lo i c c này có th ch u t i đ n 1000 t n.

M t s c u tàu
đ

H i Phòng c ng đ

ng kính ng c c 30cm, chi u dài 18m, đ

H c viên: Tr n Nh t V

c xây d ng trên các c c thép xo n có
ng kính vít 1m.
14


Tr

ng

i H c Th y L i

K tc uc ac cđ

Lu n v n Th c S

c ch n tùy theo tính ch t c a đ t.

bán kính c a vít nh , nh ng b

c vít thì dài.

i v i nh ng đ t ch c thì

i v i nh ng đ t m m thì đ

ng kính

vít l n, mà b

c vít l i nh . Nh ng đ t r n ch c ho c ch a nhi u đá t ng to thì

không dùng đ

c lo i c c này.

m i c c và đ u c c có khoan nh ng l nh đ phun n
công tác v n c c n sâu xu ng đ t đ
c c vít có đ

c d dàng.g n đây ng

ng kính r t l n đ ch u t i l n h n.

c xói l đ t giúp cho
i ta đã thi t k nh ng

ng c c vít s đ

c l p b ng bê

tông sau khi khoan xong.

Ti t di n c a c c ch u t i tr ng thi t k xác đ nh theo ng su t nén cho phép c a
bê tông trong c c, còn ph n v thép và ph n vít thì tính theo moment xo n khi v n
c c. Moment này ph i th ng l c ma sát

m t bên c a c c và th ng l c c n c a đ t

nén vào cánh vít và m i c c.
Nh ng c c thép ngâm lâu trong n
trình di n ra trong n
Ph n c c thép

c th

c m n nhanh h n trong n

cao trình m t n

c và

ng b g và h y ho i, đ c bi t quá
c ng t.

trong không khí g n n

nh t. Ph n c c thép n m trong đ t h h ng ch m h n ph n

c thì b g m nh

trong n

c. C c chôn

trong cát đ ng ch t thì b n lâu h n c c chôn trong đ t sét.
tránh g cho c c thép th

ng ng

i ta quét nh a bi tum, h c ín, ch t ch ng

g … lên b m t c c thép.
1.4.5 C c bê tông c t thép đúc s n
C c bê tông c t thép th

ng có th ch t o t i x

ng ho c ngay t i công tr

ng,

sau đó dùng thi t b đóng, ép xu ng đ t. C p đ b n ch u nén c a bê tông đúc c c
ph i t B15 tr lên (t

ng đ

ng v i Mác bê tông 250 tr lên).

Ti t di n c c: hình vuông, ch nh t, hình tròn, tam giác, ch T, ch th p,… trong
đó, c c có ti t di n vuông đ

c s d ng ph bi n nh t.

Kích th c c c: Chi u dài và ti t di n c c ph thu c vào yêu c u tính toán t t i
tr ng công trình. C c th ng có d ng hình vuông, c nh c c 0.1-1m. Vi t Nam,
c c đúc s n t i các nhà x ng th ng có kích th c 0.2-0.4m. N u chi u dài c a
c c quá l n có th chia nh thành đo n ng n đ thu n ti n cho quá trình ch t o,
v n chuy n và phù h p v i thi t b h c c.
H c viên: Tr n Nh t V

15


Tr

ng

i H c Th y L i

Lu n v n Th c S

1.4.5.1 C c ng su t tr
C c bê tông ng su t tr

c

c hi n nay đang d n thay th cho c c bê tông vuông

đúc s n truy n th ng vì nh ng u đi m v

t tr i nh sau:

B ng 1.1: B ng so sánh c c bê tông vuông truy n th ng
và c c ly tâm ng su t tr
Ch tiêu so
sánh

C c bê tông vuông truy n
th ng
- Thép ch s d ng th

1. Giá thành
s n ph m

ng t

c
C c bê tông ly tâm ng
su t tr c

- Thép ch s d ng thép có

φ 14– φ 22, thép đai t φ 6– φ 8

c

tùy theo kích c c c.
- L ng bê tông s d ng nhi u
do đúc đ c.

thép đai t φ 3– φ 4 tùy theo

- Chi u dài c c h n ch do c n
nhi u bích n i

ng đ cao t φ 7.1– φ 9.1,

kích c c c.
- L ng bê tông s d ng ít vì
lòng c c r ng.
- Chi u dài c a c c có th
s n xu t đ n 20m, nên vi c
s d ng m t bích đ n i ít
h n, ti t ki m đ c chi phí.

2. Ch t l

ng

s n ph m c c

- Thép s d ng là thép th ng,
bê tông đ và dùi b ng tay nên
c p đ b n ch u nén th p t B20-

- Thép s d ng là thép có
c ng đ cao.
- Bê tông sau khi đ vào

B25.
- Công vi c d

khuôn s đ c quay li tâm
t o đ nén l n nên c p đ

ng h không

đ ng đ u nên có tình tr ng n t
chân chim trên c c.
b ng ph ng pháp th công

b n ch u nén cao B40-B60.
- S n ph m đ c h p d ng
h nên đ t đ c ng cao, ch t

nên có th có nh ng l h ng bên
trong mà m t th ng không nhìn
th y d n đ n vi c c c có th b
n t, gãy trong quá trình thi công
và ch u t i công trình.

l

ng đ ng đ u không b r n

n t.
- Bê tông đ c quay t c đ
cao nên s bám r t ch t vào
thép và các ngóc ngách c a
khuôn nên c c s r t ít
khuy t t t.

H c viên: Tr n Nh t V

16