Nghiên cứu so sánh sử dụng cọc khoan nhồi đường kính nhỏ với cọc bê tông cốt thép đúc sẵn cho các công trình xây dựng trên địa bàn thành phố Trà Vinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DƢƠNG VŨ LINH

NGHIÊN CỨU SO SÁNH SỬ DỤNG CỌC
KHOAN NHỒI ĐƢỜNG KÍNH NHỎ VỚI CỌC
BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN CHO
CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ TRÀ VINH

Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng công trình
dân dụng và công nghiệp
Mã số: 85 80 201

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2019


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: TS. LÊ KHÁNH TOÀN

Phản biện 1: PGS.TS. ĐẶNG CÔNG THUẬT

Phản biện 2: TS. NGUYỄN HUY GIA

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn
tốt nghiệp thạc sĩ chuyên ngành kỹ thuật xây dựng công trình

dân dụng và công nghiệp họp tại Trường Đại học Bách khoa
Đà Nẵng vào ngày 09 tháng 11 năm 2019.

* Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu và Truyền thông Trường Đại học Bách khoa,
Đại học Đà Nẵng
- Thư viện Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp, Trường
Đại học Bách khoa - Đại học Đà Nẵng


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
hư ng n m ng cọc à sự ựa chọn hợp của c c kỹ sư thi t
k đối với c c công trình xây dựng trên nền đất y u khi c c phư ng
n m ng nông thông thường không đ p ứng c c yêu cầu chịu ực.
M ng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn à một trong nh ng giải ph p k t
cấu m ng được ưu tiên p dụng cho c c công trình c chiều cao
không qu ớn, m t b ng thi công rộng r i c th bố tr m y ép cọc
ho c ảnh hư ng của sự n ép đất khi ép cọc không ảnh hư ng đ n
c c công trình ân cận. Trong thời gian gần đây, phư ng n m ng
cọc khoan nhồi đường k nh nh đ được c c kỹ sư thi t k ứng dụng
kh nhiều trên nhiều công trình xây dựng thay th cho phư ng n
m ng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn, đ c biệt cho c c công trình xây
chen trong đô thị do c nh ng ưu th vượt trội về kỹ thuật, thi công,
t nh an toàn... so với phư ng n cọc.
Đối với một công trình cụ th , đ ựa chọn phư ng n m ng
cọc hợp , đòi h i phân t ch dựa trên nhiều y u tố kh c nhau, trong
đ c c y u tố về kỹ thuật, thi công, hiệu quả về kinh t , thời gian thi

công, t nh an toàn, đảm bảo không ảnh hư ng đ n công trình ân cận
à nh ng y u tố c bản và quan trọng dùng đ so s nh ựa chọn
phư ng n m ng hợp .
Ngày 05 th ng 02 năm 2016 Thủ tướng Ch nh phủ đ ra Quy t
định số 241/QĐ-TTg về việc công nhận thành phố Trà Vinh à đô thị
oại II trực thuộc tỉnh Trà Vinh [1]; ngày 31/10/2018 Thủ tướng
Ch nh phủ đ ra Quy t định số 1443/QĐ-TTg về việc phê duyệt điều
chỉnh quy hoạch ph t tri n kinh t - x hội tỉnh Trà Vinh đ n năm
2020, tầm nhìn đ n năm 2030 [2], tại Quy t định này, thành phố Trà
Vinh được định hướng à đô thị oại I trực thuộc tỉnh Trà Vinh vào
năm 2030.
Với định hướng ph t tri n như đ nêu, hiện nay trên địa bàn
thành phố Trà Vinh đ và đang tri n khai nhiều dự n, công trình xây


2

dựng c quy mô ớn như: bệnh viện đa khoa tỉnh Trà Vinh quy mô
700 giường, tòa nhà ch nh của công trình này c chiều cao 10 tầng;
trụ s Ngân hàng Đầu tư
h t tri n Việt Nam, trụ s Sacom ank,
trụ s Đông
ank, tất cả đều với quy mô 7 tầng, c c nhà phố khu
trung tâm chợ Trà Vinh với chiều cao 5-6 tầng... Hiện nay, c c công
trình xây dựng này chủ y u sử dụng phư ng n m ng cọc bê tông cốt
thép, thi công b ng công nghệ ép tĩnh.
Nghiên cứu trong uận văn này đề cập đ n khả năng sử dụng
cọc khoan nhồi đường k nh nh và cọc bê tông cốt thép đúc sẵn
thông qua việc thi t k hai phư ng n m ng kh c nhau ứng với điều
kiện địa chất và kh hậu của thành phố Trà Vinh cho một công trình

cụ th . Từ đ so s nh, đ nh gi dựa trên nh ng tiêu ch về kỹ thuật,
thi công, hiệu quả kinh t , thời gian thi công, t nh an toàn, khả năng
ảnh hư ng đ n công trình ân cận và đề xuất khả năng ứng dụng giải
ph p m ng cọc khoan nhồi đường k nh nh cho c c công trình xây
dựng trên địa bàn thành phố Trà Vinh.
2. Mục tiêu nghiên cứu
T nh to n hai phư ng n m ng cọc: cọc khoan nhồi đường
k nh nh và cọc bê tông cốt thép đúc sẵn cho một công trình cụ th ;
So s nh, đ nh gi ưu nhược đi m của phư ng n m ng cọc
khoan nhồi đường k nh nh so với phư ng n m ng cọc bê tông cốt
thép đúc sẵn;
Đề xuất khả năng sử dụng cọc khoan nhồi đường k nh nh cho
c c công trình xây dựng trên địa bàn thành phố Trà Vinh.
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: m ng cọc khoan nhồi đường k nh nh
và m ng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn.
Phạm vi nghiên cứu: p dụng cho c c công trình xây dựng sử
dụng phư ng n m ng cọc trên địa bàn thành phố Trà Vinh.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu
Nghiên cứu thuy t: tìm hi u c c tài iệu, phư ng ph p t nh


3

to n sức chịu tải và kỹ thuật thi công của cọc khoan nhồi đường k nh
nh và cọc bê tông cốt thép đúc sẵn.
p dụng t nh to n trên công tr nh thực t tại địa phư ng.
5. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu t ng quan về cọc khoan nhồi đường k nh nh , cọc
bê tông cốt thép đúc sẵn.

C s khoa học t nh to n sức chịu tải của cọc khoan nhồi
đường k nh nh , cọc bê tông cốt thép đúc sẵn.
p dụng t nh to n c c phư ng n m ng cọc khoan nhồi đường
k nh nh , m ng cọc bê tông cốt thép đúc sẵn đối với công trình cụ
th trên địa bàn thành phố Trà Vinh.
hân t ch, so s nh và đ nh gi ưu nhược đi m của hai phư ng
n m ng cọc. Đề xuất khả năng sử dụng m ng cọc khoan nhồi đường
k nh nh cho c c công trình xây dựng trên địa bàn thành phố Trà
Vinh.
6. ngh
ho học và thực tiễn c đề tài
Nghiên cứu và đề xuất khả năng thực t sử dụng cọc khoan
nhồi đường k nh nh trong phư ng n thi t k m ng cọc đối với c c
công trình trên địa bàn thành phố Trà Vinh.
7. Cấu tr c uận văn
Ngoài phần m đầu, k t uận và ki n nghị, tài iệu tham khảo
trong uận văn gồm c c c chư ng như sau:
Chƣơng 1: Tổng qu n về cọc ho n nhồi đƣờng nh nhỏ
và cọc ê t ng cốt th p đ c sẵn
Chƣơng 2: Cơ sở ý thuyết t nh toán cọc ê t ng cốt th p
đ c sẵn và cọc ho n nhồi đƣờng nh nhỏ
Chƣơng 3: T nh toán và so sánh phƣơng án m ng cọc
ho n nhồi đƣờng nh nhỏ và m ng cọc ê t ng cốt th p đ c
sẵn


4

CHƢƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CỌC KHOAN NH I ĐƢ NG K NH NHỎ

V CỌC

T NG C T TH P Đ C

N

1.1. TỔNG QUAN VỀ CỌC KHOAN NHỒI ĐƢỜNG KÍNH
NHỎ
1.1.1. Định ngh
1.1.2. Ƣu và nhƣợc điểm c cọc ho n nhồi
1.1.3. Tổng qu n về cọc ho n nhồi đƣờng nh nhỏ
Cọc khoan nhồi đường k nh nh c th chịu được tải trọng dọc
trục và tải trọng ngang, n c th được xem à cọc thay th cho c c
cọc truyền thống ho c như à một thành phần trong nền đất hỗn hợp
tùy thuộc vào kh i niệm thi t k được ứng dụng. C c cọc khoan nhồi
đường k nh nh được thi công b ng nhiều phư ng ph p, t gây ảnh
hư ng đối với c c k t cấu xung quanh, đối với đất và môi trường.
C c cọc này c th được thi công trong điều kiện môi trường hạn ch
ra vào và trong tất cả c c oại đất cũng như tất cả c c điều kiện địa
chất.
1.1.4. Ƣu điểm, nhƣợc điểm c
cọc ho n nhồi đƣờng
nh nhỏ
- Năng suất thi công thấp, công nghệ thi công phức tạp và kh
ki m so t chất ượng thân cọc.
- Độ tin cậy thấp do kh đ nh gi sức chịu tải của cọc thông
qua c c số iệu thi công hiện trường.
1.2. TỔNG QUAN VỀ CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN
1.2.1. Khái niệm chung về cọc p
1.2.2. Chế tạo các oại cọc p

Cọc ép được ch tạo b ng bê tông cốt thép đúc sẵn (c th tại
xư ng ho c ngay tại công trường) và dùng thi t bị ép xuống đất. M c
bê tông ch tạo cọc từ 300 tr ên.
Quy trình sản xuất cọc


5

1.3. THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI ĐƢỜNG KÍNH NHỎ VÀ
CỌC BÊ TÔNG ĐÚC CỐT THÉP ĐÚC SẴN
1.3.1. Thi c ng cọc ho n nhồi đƣờng nh nhỏ
1.3.2. Thi c ng cọc ê t ng cốt th p đ c sẵn cọc p
- hư ng n 1: Đào đất trước khi ép cọc
- hư ng n 2: ép cọc trước khi đào đất
1.4. KẾT LUẬN CHƢƠNG 1
Hiện nay m ng cọc khoan nhồi đường k nh nh được sử dụng
rất ph bi n trong c c công trình dân dụng vốn tư nhân trên địa bàn
nhiều tỉnh thành trên cả nước do nh ng ưu đi m vượt trội về khả
năng chịu ực, công nghệ thi công thuận ợi, đ p ứng c c yêu cầu kỹ
thuật cũng như hiệu quả kinh t , đ c biệt à giảm thi u khả năng ảnh
hư ng đ n công trình ân cận trong qu trình thi công, phù hợp với
c c công trình xây chen và kh khăn về vận chuyện vật tư, t chức
m t b ng thi công... Đ c th p dụng rộng r i phư ng n sử dụng
cọc khoan nhồi ti t đường k nh nh tại thành phố Trà Vinh, nhất à
đối với c c công trình vốn nhà nước, cần c nh ng nghiên cứu đ nh
gi , so s nh phư ng n cọc khoan nhồi đường k nh nh với phư ng
n cọc bê tông cốt thép thi công b ng phư ng ph p ép tĩnh. Nội dung
này s được thực hiện tại Chư ng 3 của uận văn này trên một công
trình cụ th với điều kiện địa chất, thủy văn tại thành phố Trà Vinh.

6

CHƢƠNG 2
CƠ Ở LÝ THUYẾT T NH TOÁN CỌC
Đ C

T NG C T TH P

N V CỌC KHOAN NH I ĐƢ NG K NH NHỎ

Tiêu chu n Việt Nam TCVN 10304:2014 M ng cọc - Tiêu
chu n thi t k [5] trình bày cụ th việc thi t k m ng cọc c c oại.
Nội dung chư ng này s trình bày phư ng ph p t nh to n cọc khoan
nhồi và cọc ép.
2.1. TÍNH TOÁN CỌC KHOAN NHỒI ĐƢỜNG KÍNH NHỎ
M ng cọc à một oại m ng sâu, thường dùng khi tải trọng
công trình ớn ho c ớp đất tốt n m sâu dưới òng đất. M ng cọc gồm
c cọc và đài cọc, trong đ cọc à bộ phận ch nh c t c dụng truyền
tải trọng từ công trình ên tầng đất dưới mũi cọc và c c ớp đất xung
quanh cọc. Đài cọc à bộ phận iên k t c c cọc thành một khối.
Sức chịu tải cực hạn (Qu) à tải trọng mà tại đ vật iệu ho c
đất nền bị ph hoại và được ấy gi trị nh nhất của gi trị sức chịu
tải theo vật iệu (Quvl) và theo đất nền (Quđn).
2.2. TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP
ĐÚC SẴN
Nội dung phần này s trình bày phư ng ph p t nh to n cọc bê
tông cốt thép đúc sẵn thi công theo phư ng ph p ép tĩnh theo Tiêu
chu n Việt Nam TCVN 10304:2014 - M ng cọc - Tiêu chu n thi t
k [5].

2.2.1. T nh toán sức chịu tải c cọc theo vật iệu
Hầu h t trường hợp thi t k thực t là cọc chịu lực nén đúng
tâm do đài truyền vào từ công trình bên trên, vật liệu cọc bê tông cốt
thép thường. Dùng công thức t nh to n như cấu kiện bê tông chịu nén
đúng tâm của TCVN 5574:2012 t cấu bê tông cốt thép - Tiêu
chu n thi t k [6] như sau:
Pvl=φ(RbAb+RscAst)
(2.8)
2.2.2. T nh toán sức chịu tải c cọc theo đất nền
- Sức chịu tải của cọc theo đất nền x c định đối với cọc chịu


7

nén như sau:
Qa=γoγnRc,uγk−Wc
(2.9)
- Trong thực hành thi t k hiện nay ph bi n tính toán sức chịu
tải cọc theo k t quả thí nghiệm xuyên tiêu chu n (SPT) dùng 2 công
thức Meyerhof và công thức của Viện ki n trúc Nhật Bản như sau:
Công thức Meyerhof về sức chịu tải trọng nén cực hạn:
Rc,u = qbAb+u∑fili (kN)
2.2.3. Kiểm tr hả năng chịu tải c cọc
- Theo quy định của TCVN 10304:2014, tải trọng nén dọc trục
tác dụng lên cọc cần so sánh với sức chịu tải tính toán theo vật liệu
và theo đất nền (Qa) như t nh to n trên.
- Tải trọng công trình truyền lên móng là tải trọng tính toán
(có hệ số vượt tải) theo tiêu chu n Việt Nam, do tiêu chu n tính toán
theo phư ng ph p Trạng thái giới hạn.
2.2.4. T nh n

Độ lún tính toán của móng cọc không được vượt quá giới hạn
theo điều kiện:
S ≤ Sgh
2.3. KẾT LUẬN CHƢƠNG 2
Theo hướng dẫn của TCVN 10304:2014 - M ng cọc - Tiêu
chu n thi t k , sức chịu tải của cọc nhồi ti t diện nh và cọc ép
TCT đúc sẵn đều được t nh to n trên c s 4 phư ng ph p: sức
chịu tải của cọc theo vật iệu, theo đất nền, theo k t quả th nghiệm
xuyên tiêu chu n và theo sức kh ng mũi xuyên qc. Chư ng 2 trình
bày c c nội dung t nh to n àm c s đ thực hiện t nh to n cọc
khoan nhồi đường k nh nh và cọc ép bê tông cốt thép trong Chư ng
3 của uận văn này.


8

CHƢƠNG 3
T NH TOÁN V

O ÁNH PHƢƠNG ÁN MÓNG CỌC

KHOAN NH I ĐƢ NG K NH NHỎ V MÓNG CỌC
T NG C T TH P Đ C

N

Trong chư ng này, t c giả ti n hành t nh to n và so s nh 2
phư ng n m ng cọc: m ng cọc khoan nhồi đường k nh nh và
m ng cọc bê tông đúc sẵn trên cùng một công trình cụ th tại thành
phố Trà Vinh.

t quả thu được à c s đ đề xuất khả năng ứng
dụng phư ng n m ng cọc khoan nhồi đường k nh nh cho c c công
trình xây chen trên địa bàn thành phố Trà Vinh.
3.1. ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU
VỰC THÀNH PHỐ TRÀ VINH
3.1.1. Vị tr đị ý
Trà Vinh là một tỉnh duyên hải thuộc đồng b ng sông Cửu
Long; vị tr địa lý giới hạn từ 9°31'46" đ n 10°4'5" vĩ độ Bắc và
từ 105°57'16" đ n 106°36'04" kinh độ Đông. h a Đông gi p Bi n
Đông, ph a Tây gi p tỉnh Vĩnh ong, ph a Nam gi p tỉnh S c Trăng,
phía Bắc giáp tỉnh B n Tre, có 65 km bờ bi n. Trà Vinh cách thành
phố Hồ Chí Minh 200 km đi b ng quốc lộ 53 qua tỉnh Vĩnh ong,
khoảng cách rút ngắn thời gian chỉ còn 130 km n u đi b ng quốc lộ
60 qua tỉnh B n Tre, cách thành phố Cần Th 95 km. Trà Vinh được
bao bọc b i sông Tiền, sông Hậu với 02 cửa Cung Hầu và Định
An nên giao thông đường thủy c điều kiện phát tri n.
3.1.2. Đặc điểm đị hình, đị chất
Trà Vinh n m phần cuối cù lao kẹp gi a sông Tiền và sông
Hậu. Địa hình chủ y u là nh ng khu đất b ng phẳng với độ cao trên
dưới 1 m so với m t bi n. Đ c đi m điều kiện địa chất thành phố Trà
Vinh được trình bày trong ảng 3.1 [7].
3.2. TÍNH TOÁN SO SÁNH PHƢƠNG ÁN MÓNG CHO CÔNG
TRÌNH NHÀ KHÁCH TỈNH TRÀ VINH


9

Nội dung mục này s ti n hành t nh to n sức chịu tải của cọc
theo vật iệu và sức chịu tải của cọc theo đất nền theo c c phư ng n
đề xuất, so s nh đ nh gi c c phư ng n dựa trên c tiêu ch như: sức

chịu tải của cọc, số ượng, đường k nh (cạnh), chiều dài cọc, k ch
thước đài cọc đ đảm bảo bố tr cọc hợp theo c c quy định; t nh
ún cho m ng.
- hư ng n thi t k hiện tại sử dụng cọc bê tông y tâm ứng
suất trước: đối với phư ng n này, đ c sức chịu tải của cọc, số
ượng, chiều dài, đường k nh, k ch thước đài nên không cần t nh
to n, chỉ thống kê đ àm c s so s nh.
- hư ng n cọc bê tông cốt thép đúc sẵn thi công theo
phư ng ph p ép tĩnh và phư ng n cọc khoan nhồi đường k nh nh
s ựa chọn vật iệu, ti t diện, đường k nh, chiều dài, t nh to n sức
chịu tải của cọc theo vật iệu, sức chịu tải theo đất nền, từ đ suy ra
số ượng cọc, k ch thước đài, t nh ún... Ti n hành so s nh, đ nh gi
với c c phư ng n kh c nhau.
hi t nh to n sức chịu tải theo đất nền, dựa trên c s khoa
học đ trình bày chư ng 2, t nh to n theo 3 trường hợp:
- Sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu c
của đất nền;
- Sức chịu tải của cọc theo cường độ đất nền;
- Sức chịu tải của cọc theo th nghiệm xuyên tiêu chu n S T.
Từ k t quả của 3 trường hợp, chọn trường hợp cọc c sức chịu
tải nh nhất đ t nh to n c c bước ti p theo như đ trình bày.
3.2.1. Giới thiệu về c ng trình
Công trình Nhà kh ch tỉnh Trà Vinh à công trình cấp III,
thuộc dự n đầu tư: Nhà h ch Tỉnh Ủy Trà Vinh, do Văn phòng
tỉnh ủy Trà Vinh àm chủ đầu tư với gi trị kinh ph phê duyệt à
18.887.194.000 đồng. Công trình được xây dựng tại số 92 đường Lê
Lợi, phường 1; thành phố Trà Vinh. Diện tích chi m đất: 672 m2.
3.2.2. T nh toán, thiết ế và so sánh các phƣơng án m ng
cọc hác nh u
Phư ng n m ng c c ê t ng t m ứng u t t ư c

10

Đây à phư ng n thi t k đ được thực hiện đ xây dựng công
trình. C c thông số thi t k cho c c m ng M3, M5 và M7 th hiện
trong ảng 3.2 [8].
Trong phư ng n thi t k , t ng chiều dài cọc à 27 m, mũi cọc
được đ t trong ớp đất số 5, ớp sét x m vàng trạng th i nửa cứng,
độ sâu 28 m so với m t đất tự nhiên.
M t b ng bố tr m ng, vị tr c c m ng đi n hình được ựa chọn
đ t nh to n, so s nh như trên Hình 3.5.
Đ t nh to n c c phư ng n m ng cọc ép và cọc khoan nhồi
đường k nh nh , s sử dụng t hợp nội ực đ được sử dụng đ t nh
to n cho phư ng n thi t k hiện tại: m ng cọc bê tông ứng suất
trước. T hợp nội ực được th hiện trong ảng 3.3.
3.2.2.2. Phư ng n m ng c c ép bê t ng cốt thép
- Thông số vật iệu:
- T nh sức chịu tải của cọc:
- X c định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền:
Qp
Sức chịu tải cho phép của cọc: Qa Qs
FS s FS p
+ Tính sức kh ng mũi của c c:

Qp

qp

c Nc

q p Ap
'
v

Nq

' d N

Chia c c ớp đất cọc xuyên qua thành c c ớp nh (xem phụ
ục 1.1), c c thông số và k t quả t nh to n như trong ảng 3.6.
ựa trên k t quả t nh to n sức chịu tải của cọc trong 4 trường
hợp: sức chịu tải theo vật iệu (192,57 T), sức chịu tải theo chỉ tiêu
c
nền đất (122,26 T) và sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ đất
nền (77,57 T), và sức chịu tải theo th nghiệm xuyên tiêu chu n S T,
chọn sức chịu tải của cọc à 77,57 T đ thi t k m ng cọc ép ti t diện
vuông 40 40 cm, dài 27 m.
c nh ố ượng c c ch n k ch thư c i


11

- c nh ố ượng c c t ong i m ng: từ t hợp nội ực đ
trình bày trong ảng 3.3, ứng với N0tt và N0tc, ựa chọn số ượng cọc
trong c c đài m ng M3, M5 và M7 như trong ảng 3.8 và Hình 3.7.
a) S ộ ch n chiều u
i v c c k ch thư c:
b Vật iệu:
c) h ng ố của c c:

d) c nh ức ch u tải của c c:
o cọc nhồi được thi công đ bê tông tại chỗ vào c c hố
khoan sẵn sau khi đ đ t ượng cốt thép cần thi t vào hố khoan. Việc
ki m so t điều kiện chất ượng bê tông kh khăn, nên sức chịu tải
của cọc nhồi không th t nh như cọc ch tạo sẵn mà c khuynh
hướng giảm đi. Sức chịu tải t nh to n theo vật iệu của cọc được t nh
theo công thức sau:

Ru,vl

'
cb

cb

Rb Ab

Rsn Asn

Theo mục 7.1.9 TCVN 10304-2014: sức chịu tải theo cường
độ vật iệu phải nhân với hệ số điều kiện àm việc cb = 0,85.
- hi đ bê tông trong khoảng không gian chật hẹp, dưới dung
dịch khoan ho c dưới nước c sử dụng ống v ch phải k đ n hệ số
biện ph p thi công cọc, khi đ ’cb = 0,8.
+ Cường độ t nh to n chịu nén của bê tông 25 à Rb =
1,45 kN/cm2
+ Cường độ t nh to n của thép CII: Rsn = 28 kN/cm2
+ Diện t ch ti t diện ngang của cốt thép dọc: Asn = 7,69
cm2
Vậy diện t ch ti t diện ngang của bê tông trong cọc à Ab = Ac Asn = 1256 - 7,69 = 1248,31 cm2

Vậy sức chịu tải theo vật iệu:
Ru,vl 0,8 0,85 1,45 1248,31 28 7,69 1446,15 kN
- Sức chịu tải c cọc theo chỉ tiêu cơ ý c đất nền:
Theo điều 7.2 mục 7.2.3.1, TCVN 10304:2014 [5], sức chịu
tải của cọc khoan nhồi theo chỉ tiêu c
đất nền được x c định theo


12

công thức sau:

Rc,u

c

(

qb Ab u

cq

fi li )

cf

t quả t nh to n gi trị fili như trong ảng 3.10.

 Vậy sức chịu tải ọ

theo chỉ t êu ơ lý đất nền:

- Sức chịu tải c cọc theo chỉ tiêu cƣờng độ c đất nền:
Theo công thức G1, phụ lục G, TCVN 10304:2014), sức chịu
tải của cọc t nh theo chỉ tiêu cường độ đất nền được t nh:

Rc,u

qb Ab

u

fi li

Bảng 3.11. Bảng tính giá trị fili theo chỉ t êu ƣờ g độ đất nền
Lớp
đất

Độ
sâu
(m)

ớp
1

1,1

ớp
1a

1,5

ớp
2

3

1,5
3
5
5
24
24

ớp
3
ớp
4
ớp
5

2

(kN/m )

0,4

17,
7

2500
5’

6,6

1

1,5

8,9

2600
5’

6,0

1

2

8,7

2203
1’

8,9

1

19

7,5

’

7,8

1

2

10

1600
9’

64,1

1

1702
6’

35

26
26
27,8
5

'v ,i

C
(kN/m2)

li (m) (kN/
m3)

1,85

9,5

5037

19,47
26,55
13,35
26,7
26,1
43,5
37,5
187,2

fi
(kN/m2)

fi.li
(kN/m)

12,80

5,12

11,49

17,24

17,79

35,60

17,77

337,63

116,36

232,72

91,25

168,81

240
260
247

TỔNG

1

264,58

797,12

Vậy sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ của đất nền.
- Sức chịu tải c cọc theo th nghiệm xuyên tiêu chuẩn
SPT:


13

Theo phụ ục G, TCVN 10304:2014. T nh sức chịu tải cho
phép của cọc theo công thức của Viện ki n trúc Nhật ản 1988
(mục G.3.2)
Rc,u

qb Ab u

( fc,i lc ,i

f s ,i ls ,i )

Bảng 3.12. Bảng tính giá trị fili theo thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn
SPT
'v , z Cui/
Chỉ số Độ sâu
Cui
fi
fi.li

Lớp đất
li (m)
2
'v , z p fL (kN/m2) (kN/m)
SPT
(m)
(kN/m ) (kN/m2)
ớp 1

1,1
7

19,47
0,4

43,75

1,5
1,5

ớp1
a

8

ớp 2

9

50

3
56,25

56,25

31,88

1,62

0,5 0,85

23,91

47,8

0,5

0,8 0,85

38,25

726,8

0,375 1,1 0,85

87,66

175,3

85

157,3

240
2

93,75
260

26

247
1,85

27,85

21,25

187,2

24

16

0,5 0,85

37,5
19

26
ớp 5

2,50

43,5

5

15

7,44

26,1
2

24
ớp 4

18,59

26,7

3

9

0,5 0,85

13,35

1,5

5
ớp 3

1,90
26,55

100

0,39

1,0 0,85

264,58
TỔNG

1146,4

Vậy sức chịu tải cực hạn của cọc nhồi theo th nghiệm xuyên
tiêu chu n S T:
- Chọn sức chịu tải cho ph p c cọc:
Các loại sức chịu tải đ t nh to n cho k t quả như sau:
+ Sức chịu tải theo cường độ vật liệu: Rv1 = 1446,15 kN
+ Sức chịu tải theo chỉ tiêu c
: Rc,u1 = 958,06 kN
+ Sức chịu tải theo chỉ tiêu cường độ: Rc,u2 = 1213,733 kN
+ Sức chịu tải theo k t quả xuyên tiêu chu n: Rc,u3 =

14

1510,567 kN
Chọn giá trị sức chịu tải nh nhất đ tính toán: Rc,u1 = 958,06 kN
c nh ố ượng c c nh i ch n k ch thư c i
- c nh ố ượng c c t ong i m ng: từ t hợp nội ực đ
trình bày trong ảng 3.3, ứng với N0tt và N0tc, ựa chọn số ượng cọc
nhồi trong c c đài m ng M3, M5 và M7 như trong ảng 3.13 và
Hình 3.8.

ả g 3 13 L

ọ

lƣ

g ọ
v M

t

g

đ M3 M5

Số ƣợng cọc trong đài m ng
Chiều

M ng M3 M ng M5 M ng M7

Đƣờng
Loại cọc

sâu

Rc,u1

N0tt =

N0tt =

N0tt =

ch n cọc

(T)

229,33 T

339,78 T

450,27 T

N0tc = 200

N0tc =

N0tc =

T

295,5 T

391,5 T

3 cọc

4 cọc

5 cọc

kính
(mm)
(m)

Cọc khoan
d400

27,85 95,81

nhồi
- iểm t a tải t ng t c ng ên c c t ong c c i m ng kiểm
t a n:
3.2.3.4. Khái toán chi phí ản u t v thi c ng c c th o c c
phư ng n
Theo thống kê, m ng M3 c 23 đài, m ng M5 c 15 đài và
m ng M7 c 4 đài. T ng hợp k t quả t nh to n c c phư ng n m ng
cọc và phư ng n thi t k được trình bày trong ảng 3.14. C c thông
số của c c phư ng n th hiện trong ảng 3.15.

15

ả g 3 14 T
Loại cọc
Cọc y tâm
ứng suất
trước
Cọc ép
Cọc nhồi

g
Mác Cấp
ền ê
tông

M600
M300
M350

t uả t

t

ƣơ g

g ọ

Số ƣợng Tổng
Sức

cọc trong chiều
Tiết Chiều
chịu
m i m ng dài
diện
dài
tải
cọc
(mm) (m)
cọc
(T)
M3 M5 M7 (m)
5.778
d400 27,0 60 4 6 8
7
5

5.265
4.023

K ch thƣớc đài cọc số ƣợng đài cọc số ƣợng
cọc trong đài
M3
M5
M7

Tổng
hối
ƣợng
ê

t ng
đài
cọc
(m3)

ả g 3 15 T

400×400 27,0 77,5 4
d400 27,0 95,81 3

g

đ

ọ

5
4

ƣơ g

Loại cọc
S : 23 ĐC

S : 15 ĐC

S : 4 ĐC

Cọc
y 2000×2000×900 3200×2000×900 3200×3200×900

tâm ƯST
206,1
4 cọc
6 cọc
8 cọc
D400
Cọc
ép 2000×2000×900 3200×2000×900 3200×3200×900
206,1
400×400
4 cọc
5 cọc
7 cọc
Cọc nhồi 2,95 m2×900 2000×2000×900 3200×2000×900
138,11
D400
3 cọc
4 cọc
5 cọc
Nhận x t: từ t ng hợp trong c c ảng 3.14 và ảng 3.15 cho
thấy khối ượng cọc và th t ch bê tông đài cọc cho phư ng n cọc
khoan nhồi đường k nh 400, dài 27 m à t nhất. Đ c th thấy r


16

h n hiệu quả của phư ng n cọc khoan nhồi đường k nh nh , phân
t ch kh i to n chi ph c c phư ng n được trình bày trong c c ảng
3.16, ảng 3.17 và ảng 3.18. Dự to n chi ti t p dụng Định mức
1776 [9], được trình bày trong phụ ục PL2 của uận văn.

ả g 3 16

STT

t

Tên công tác

1 Đào m ng b ng m y
2
3
4
5

6

7

ả uất v t
ứ g uất t ƣ
Đơn vị

Khối
ƣợng

g

g ọ

Đơn giá
đồng

100 m3 3,5718 1.600.999,0

Sản xuất cọc bê tông cốt
100 m
thép, cọc ƯST 400
Ép cọc bê tông cốt thép,
100 m
cọc ƯST 400
ê tông t m ng, đ 4 6
m3
cm, mác 100
ê tông đài, đ 1×2 cm,
m3
mác 300
Công t c sản xuất ắp dựng
cốt thép bê tông tại chỗ, cốt tấn
thép đài cọc

êt g
Thành tiền
đồng
5.718.448,0

57,78 33.859.470,0 1.956.400.177,0
57,78

5.581.731,0

322.512.417,0

20,2082 1.039.715,0

21.010.769,0

206,064 1.547.472,0

318.878.270,0

20,552 17.663.339,0 363.016.943,0

V n khuôn cho bê tông đ
100 m2 3.5208
tại chỗ, v n khuôn đài cọc

12,780,849

44,998,813

TỔNG CỘNG

3.032.535.837,0

LÀM TRÒN

3.032.536.000

17

ả g 3 17

t

ả uất v t
400×400

g

g ọ

Khối
ƣợng
3,5718

Đơn giá
đồng
1.600.999,0

Thành tiền
đồng
5.718.448,0

2 Sản xuất cọc ép bê tông cốt 100 m
thép 400×400

52,65

40.934.780,0

2.155.216.167,0

3 Ép cọc bê tông cốt thép 100 m
400×400

52,65

5.581.731,0

293.878.137,0

m3

19,776

1.039.715,0

20.561.404,0

m3

206,064 1.547.472,0

318.878.270,0

20,552 17.663.339,0

363.016.943,0

3,5208 12.780.849,0

44.998.813,0

STT

Đơn vị

Tên công tác

100 m3

1 Đào m ng b ng m y

ê tông t m ng, đ 4 6 cm,
mác 100
5
ê tông đài, đ 1 2 cm, mác
300
4

6 Công t c sản xuất ắp dựng tấn
cốt thép bê tông tại chỗ, cốt
thép đài cọc
7 V n khuôn cho bê tông đ tại 100 m2
chỗ, v n khuôn đài cọc
TỔNG CỘNG

3.202.268.183,0

LÀM TRÒN

3.202.268.000,0

ả g 3 18
STT
1
2

3

t

Tên công tác

ả

uất v t
4

Đơn vị Khối ƣợng

Đào m ng b ng 100 m3
m y
ắp đ t ống
m
v ch cọc khoan
nhồi 400
Công t c sản tấn

xuất ắp dựng
cốt thép cọc
khoan nhồi

g

g ọ

Đơn giá

Thành tiền

3,1951

1.600.999,0

5.115.351,9

4.023,0

108.683,0

437.231.709,0

40,424

18.674.360,0 754.892.328,6


18

4

5

6

7

8

ê tông cọc m3
nhồi trên cạn,
m c 300, đ
1×2 cm
Bê tông lót m3
m ng, đ 4 6
cm, mác 100
Công t c sản tấn
xuất ắp dựng
cốt thép đài cọc
Ván khuôn cho 100 m2
bê tông đ tại
chỗ, v n khuôn
đài cọc
Bê tông đài m3
cọc, đ 1 2,
mác 300
TỔNG CỘNG
LÀM TRÒN

505,2888

1.807.921,0

913.522.232,6

13,4736

1.039.715,0

14.008.704,0

13,4978

17.663.339,0 238.416.217,2

2,8413

12.780.849,0

36.314.226,3

138,105

1.547.472,0

213.713.620,6

2.613.827.420,0
2.613.827.000,0

3.3. PHÂN TÍCH, SO SÁNH VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC PHƢƠNG
ÁN MÓNG
3.3.1. Về mặt ỹ thuật
- Về thiết kế: uận văn ti n hành thi t k , t nh to n đối với cả
hai phư ng n à m ng cọc ép bê tông cốt thép đúc sẵn và m ng cọc
nhồi c cùng chiều dài (27 m), ti t diện cọc nhồi 400 và cọc ép à
400×400 cho công trình Nhà kh ch tỉnh Trà Vinh, k t quả cả hai
phư ng n đều đ p ứng c c yêu cầu về chịu ực và đảm bảo độ ún
theo quy định. hả năng chịu ực của cọc phù hợp với yêu cầu thi t
k (không qu ớn so với tải trọng t c dụng nhưng cũng không qu
gần). Sức chịu tải của cọc nhồi ớn h n cọc ép bê tông cốt thép cùng
chiều dài (95,81 T so với 77,5 T của cọc ép ti t diện vuông và 60 T
của cọc bê tông i tâm ứng suất trước theo phư ng n thi t k hiện


19

c ), do đ số ượng cọc trong đài được ựa chọn t h n, k ch thước
đài nh h n, nên ti t kiệm chi ph sản xuất cọc và đài cọc, giảm chi
phí thi công móng công trình nói chung.
- Về thi c ng:
+ Về ti n độ thi công: thời gian thi công cọc ép s nhanh h n
cọc nhồi c cùng chiều dài khi m t b ng thi công rộng r i, b ng
phẳng, cao r o, thuận tiện cho việc vận chuy n cọc và trang thi t bị
thi công. Tuy nhiên, n u m t b ng thi công chật hẹp s kh bố tr c c
m y m c thi t bị ép cọc, kh thi công ép cọc s t công trình ân cận,
dẫn đ n thời gian thi công kéo dài.
+ Về ki m so t chất ượng cọc trong ch tạo và thi công: cọc
bê tông cốt thép đúc sẵn tại nhà m y hay công trường được thi công

trên m t đất và bảo dưỡng đảm bảo đúng yêu cầu kỹ thuật, do đ c
th ki m so t chất ượng cọc đúng yêu cầu thi t k . Qu trình thi
công ép cọc cũng d dàng ki m so t c c thông số kỹ thuật khi thi
công. Ngược ại, đối với cọc nhồi n i chung, cọc nhồi đường k nh
nh n i riêng, do thi công dưới òng đất nên rất kh ki m so t chất
ượng, d xảy ra khuy t tật, hư h ng cọc.
+ Về rủi ro: do cọc ép c k ch thước ti t diện đủ ớn, khi ép
xuống s gây nên hiện tượng n ép đất, đ c biệt đối với c c cọc biên
gần với công trình ân cận, nên gây ra hiện tượng ún, nứt cho công
trình. Ngược ại, thi công cọc khoan nhồi đường k nh nh hầu như
không gây ra hiện tượng n ép đất nên không gây hiện tượng ún
nứt. Đây à một trong nh ng ợi đi m quan trọng của cọc khoan nhồi
đường k nh nh khi p dụng đối với c c công trình xây chen.
Tại thành phố Trà Vinh, trong thời gian qua c kh nhiều công
trình sử dụng phư ng n cọc ép trong thi t k và thi công đ gây ra
ún nứt cho c c công trình ân cận, buộc c c chủ đầu tư phải dừng thi
công đ thay đ i phư ng n thi t k m ng ho c chấp nhận bồi
thường cho c c công trình ân cận đ được thi công ti p (chẳng hạn
như thi công khu thư ng mại Vincom, Ngân hàng Ngoại thư ng…),
đ gây nhiều thiệt hại tài ch nh cho nhà đầu tư và c c hộ chung


20

quanh. Ngược ại đối với cọc nhồi ti t diện nh , hiện nay tại thành
phố Trà Vinh đ được p dụng cho c c công trình nhà , kh ch sạn
cao từ 5-7 tầng, xây chen gi a c c công trình c sẵn, nhưng hầu như
chưa xảy ra sự cố sụt ún, hư h ng công trình ân cận.
3.3.2. Về mặt tài ch nh

nh

hi ph vật iệu nh n c ng v thi c ng c c

ic c

hân t ch và kh i to n chi ph vật iệu, nhân công và thi công
cọc, đài cọc trong c c ảng 3.16, ảng 3.17 và ảng 3.18 cho t ng
số c c m ng M3, M5 và M7 toàn công trình theo 3 phư ng n: m ng
cọc bê tông ứng suất trước 400 (phư ng n thi t k hiện c ), m ng
cọc ép ti t diện 400 400 và m ng cọc khoan nhồi đường k nh 400
như bi u đồ Hình 3.9.
C th nhận thấy, chi ph cho phư ng n cọc khoan nhồi c
cùng đường k nh (với cọc bê tông y tâm ứng suất trước 400) và
tư ng ứng với k ch thước ti t diện cọc vuông (400 400), cùng chiều
dài, à thấp nhất trong 3 phư ng n. Như vậy ợi ch về kinh t và kỹ
thuật của phư ng n m ng cọc khoan nhồi đường k nh nh à
r ràng.


21

3.3. KẾT LUẬN CHƢƠNG 3
Chư ng 3 đ thực hiện t nh to n, thi t k hai phư ng n móng
kh c nhau và so s nh với phư ng n thi t k hiện c của công trình
thực t “Nhà kh ch Tỉnh Trà Vinh”. Hai phư ng n thi t k là: móng
cọc nhồi đường k nh nh (D400) và m ng cọc ép bê tông cốt thép
đúc sẵn ti t diện vuông 400 400, so s nh với phư ng n thi t k hiện
c của công trình à m ng cọc bê tông y tâm ứng suất trước đường
k nh 400. Với k ch thước ti t diện ngang cọc như đ nêu và cùng

chiều dài cọc: 27 m, cả hai phư ng n thi t k cho thấy đều đảm bảo
c c yêu cầu về cường độ, độ bền, độ ún nh h n yêu cầu thi t k .
Đ c biệt phư ng n m ng cọc khoan nhồi cho thấy c nhiều ưu đi m
vượt trội về kỹ thuật, gi thành và hạn ch rủi ro trong thi công. Như
vậy đối với công trình này c th sử dụng cọc nhồi đường k nh nh
àm phư ng n thi t k cho công trình. t quả nghiên cứu cho thấy,
hoàn toàn c th p dụng phư ng n m ng cọc khoan nhồi đường
k nh nh cho c c công trình xây dựng trên địa bàn thành phố Trà
Vinh, nhất à khi khối ượng cọc cũng như số ượng c c m ng của
công trình ớn.


22

KẾT LUẬN V KIẾN NGHỊ
1. KẾT LUẬN
uận văn đ t ng hợp c c vấn đề về giải ph p thi t k , thi
công ép cọc bê tông cốt thép đúc sẵn và cọc khoan nhồi đường k nh
nh đối với c c công trình n i chung và c c công trình từ 5-7 tầng
trên địa bàn thành phố Trà Vinh. Qua đ , cho thấy trong phạm vi khu
vực nền thành phố Trà Vinh, việc sử dụng cọc khoan nhồi nh thay
th cho giải ph p ép cọc bê tông cốt thép đúc sẵn là một giải ph p
hợp đ ựa chọn: với khả năng chịu tải tốt, cọc khoan nhồi đường
k nh nh giúp nhà đầu tư ti t kiệm kinh ph xây dựng cho công trình,
giảm thi u rủi ro ảnh hư ng đ n công trình ân cận trong qu trình
thi công.
Tuy nhiên, tùy theo tình hình thực t công trình mà t nh toán
và vận dụng giải ph p nào cho hợp , mang ại gi trị tối ưu nhất
cho từng trường hợp ựa chọn. Chẳng hạn, n u n i cọc ép sử dụng tốt
h n cọc khoan nhồi, nhưng n u đem sử dụng trong môi trường chật

hẹp, c c công trình iền k à nhà cấp 4, m ng nông, d bị t n
thư ng, nhất à khi thi công ép cọc do hiện tượng n ép đất, do đ
gây ảnh hư ng nghiêm trọng ên công trình ân cận như nứt tường,
sụt nền dẫn đ n việc thưa kiện đền bù tốn kém và công trình không
th ti p tục thi công do nh ng ảnh hư ng nêu trên thì iệu c sử dụng
được biện ph p này.
Thực t cọc ép chỉ nên sử dụng cho nh ng n i c điều kiện thi
công rộng r i, công trình iền kề chắc chắn, hạ tầng giao thông thuận
ợi cho vận chuy n thi t bị c giới và tải trọng ớn mà không gây hư
h ng đường x ho c gây t n thư ng ên công trình ân cận cũng như
nh ng n i c địa chất y u cọc ép c th ép sâu đ n độ sâu tư ng
đối… thì nên vận dụng c ch này đ ti t kiệm chi ph . hi thi t k và
thi công phải c khảo s t và đ nh gi rủi ro cho trường hợp này
nh m hạn ch điều đ ng ti c xảy ra, n u chủ quan, đ nh gi sai mức


23

độ ảnh hư ng dẫn đ n nh ng tốn kém ph t sinh cho việc khắc phục
hậu quả do việc thi công gây ảnh hư ng gây ra.
Ngược ại, cọc khoan nhồi ti t diện nh với khả năng c động
do c th sử dụng được cả hai biện ph p khoan tự hành và khoan thủ
công b ng giàn khoan điện, c th d dàng uồn ch vào tận c c
hang cùng ng hẻm trong thành phố đ thực hiện mà khả năng gây
t n thư ng ên công trình ân cận ho c àm hư h ng đường x à rất
nh . Nhược đi m của giải ph p này à thời gian thi công kéo dài h n
cọc ép, kh ki m so t chất ượng cũng như c c khuy t tật bê tông.
M t kh c, do cọc c đường k nh nh , kh thực hiện biện ph p ki m
tra b ng phư ng ph p siêu âm, song c th ki m so t và thay đ i k t
quả được n u việc gi m s t chất ượng và phòng ngừa sai s t được

ki m so t tốt trong qu trình thi công. o nhược đi m thi công đ tại
chỗ cọc dưới đất nên kh ki m tra chất ượng, vì vậy đ phòng ngừa
trường hợp c khuy t tật không nhìn thấy, khuy n c o không nên p
dụng đối với chiều dài cọc qu dài.
Qua qu trình nghiên cứu cho thấy việc p dụng giải ph p cọc
nhồi trong c c công trình xây dựng c chiều cao từ 5-7 tầng trên địa
bàn thành phố Trà Vinh c t nh khả thi cao và c th s được p
dụng rộng r i trong tư ng ai.
2. KIẾN NGHỊ
Hiện nay c c văn bản mang t nh ph p đ thi công và nghiệm
thu đối với cọc khoan nhồi đường k nh nh chưa đầy đủ, chủ y u vẫn
sử dụng tiêu chu n thi công và nghiệm thu cọc nhồi hiện c (TCVN
9395:2012 Cọc khoan nhồi - Tiêu chu n thi công và nghiệm thu).
Cần b sung thêm c c nội dung iên quan đầy đủ đ n thi công và
nghiệm thu cọc khoan nhồi đường k nh nh đ c c s p dụng
cũng như t nh to n chi ph ch nh x c.
Trong giới hạn nghiên cứu của uận văn, chỉ nghiên cứu đối
với công trình xây dựng c chiều cao từ 5-7 tầng trên địa bàn nội
thành thành phố Trà Vinh. o đ , cần ti p tục m rộng phạm vi