Đánh giá sức chịu tải cọc barrette được xử lý phun vữa thân cọc

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BAÙCH KHOA
-----[\-----

PHAN VĂN KHÁNH

ĐÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI CỌC
BARRETTE ĐƯỢC XỬ LÝ PHUN
VỮA THÂN CỌC

Chuyên ngành :

ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Mã số ngành :

60.58.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, 12/2011


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
---oOo--Tp. HCM, ngày 05 tháng 12 năm 2011

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên:

PHAN VĂN KHÁNH

Giới tính : Nam

Ngày, tháng, năm sinh :

03/09/1985

Nơi sinh : Tỉnh Ninh Thuận

Chuyên ngành :

ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Khoá (Năm trúng tuyển) : 2009
1- TÊN ĐỀ TÀI: ĐÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI CỌC BARRETTE ĐƯỢC XỬ LÝ PHUN
VỮA THÂN CỌC.
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
•

Xác định sức chịu tải dọc trục của các cọc Barrette thí nghiệm tại Vincom B bằng

các phương pháp giải tích, phương pháp thí nghiệm nén tĩnh hiện trường và phương pháp phần
tử hữu hạn - FEM với sự hỗ trợ bởi phần mềm Plaxis 3D Tunel.
•

Phân tích và đánh giá tác dụng cũng như mức độ ảnh hưởng của biện pháp phun vữa

áp lực cao đối với thành phần ma sát dọc thân cọc Barrette.
Luận văn gồm có 4 chương:
Mở đầu.
Chương 1 : Tổng quan về cọc Barrette.
Chương 2: Công nghệ phun vữa áp lực cao dọc thân cọc Barrette.
Chương 3: Phương pháp xác định sức chịu tải dọc trục của cọc Barrette thông thường
và cọc Barrette được phun vữa thân cọc.
Chương 4: Phân tích sức chịu tải dọc trục cọc Barrette được phun vữa thân cọc.
Kết luận và kiến nghị.
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : .........../.........../2011
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 05/12/2011.
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. TRẦN XUÂN THỌ
Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

(Họ tên và chữ ký)

QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH
(Họ tên và chữ ký)

TS. TRẦN XUÂN THỌ

PGS.TS VÕ PHÁN


LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu sau đại học là sự nỗ lực to lớn của trí tưởng tượng, của sự làm

việc chăm chỉ, sáng tạo, bền bỉ của cả các thầy giảng dạy, hướng dẫn và học viên
trong quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn nghiên cứu khoa học. Sự thành
cơng của q trình nghiên cứu địi hỏi một tinh thần làm việc nghiêm túc, kết hợp
hài hòa với phương thức làm việc nhóm phù hợp và đặc biệt là sự giúp đỡ về đường
hướng nghiên cứu, cũng như các vấn đề kỹ thuật gặp phải trong quá trình thi cơng
thực tế .
Điều đầu tiên và trước nhất, tơi muốn bày tỏ tình cảm sâu sắc, lịng biết ơn
chân thành đến cán bộ hướng dẫn TS. Trần Xuân Thọ. Tất cả những sự trợ giúp về
phương pháp luận, những đề xuất hướng nghiên cứu cũng như các giải pháp mà
thầy đưa ra là một phần hết sức có giá trị và quan trọng đối với sự thành công của
đề tài nghiên cứu này.
Tôi chân thành cảm ơn các giảng viên bộ mơn Địa cơ Nền móng - Khoa Kỹ
thuật Xây dựng – Trường ĐH Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, đã nhiệt tình giảng dạy
hướng dẫn trong suốt q trình tơi học tập, nghiên cứu tại bộ mơn.
Tơi cũng gửi lời cảm ơn đến công ty Bachy Soletanche Việt Nam, đặc biệt là
anh Phạm Quốc Dũng và các đồng nghiệp tại Phịng Kỹ thuật nơi tơi đang cơng
tác, đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình nghiên cứu khoa học, và đặc
biệt đã nhiệt tình giúp đỡ về mặt kỹ thuật thi công thực tế của công nghệ mới mà tôi
đang quan tâm nghiên cứu.
Cuối cùng, tôi muốn bày tỏ sự biết ơn đến Hội đồng chấm phản biện luận
văn, Hội đồng đánh giá luận văn đã làm việc hết lòng, xem xét đánh giá đề tài để
phản biện và chỉ ra các thiếu sót trong đề tài nghiên cứu này. Đây là các ý kiến vơ
cùng có giá trị giúp hồn thiện hướng nghiên cứu cũng như tạo nền tảng vững chắc
để phát triển nghiên cứu trong tương lai.
Xin cảm ơn tất cả.
Phan Văn Khánh.


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÓM TẮT
Đề tài luận văn được lập với hướng nghiên cứu và đánh giá mức độ ảnh hưởng của biện
pháp phun vữa thân cọc đối với ứng xử của cọc Barrette tại công trình cao ốc Vincom B. Kết
quả dự đốn sức chịu tải cọc Barrette cùng các thành phần sức kháng bằng phương pháp giải
tích, phương pháp phần tử hữu hạn ứng với mơ hình Mohr - Coulomb thơng qua phần mềm
Plaxis 3D Tunel được tiến hành so sánh và phân tích cùng với kết quả thí nghiệm nén tĩnh hiện
trường trên cọc Barrette thông thường và cọc Barrette được phun vữa áp lực cao. Các kết quả
phân tích cho thấy rằng sức kháng ma sát đối với các cọc Barrette phun vữa được cải thiện
đáng kể. Trong lớp sét, thành phần này tăng lên từ 1,4 – 1,6 lần so với cọc Barrette thông
thường trong cùng điều kiện. Mặc dù không có các số liệu so sánh thực tế đối với lớp cát, tuy
nhiên dựa vào các giá trị phân tích ngược của các hệ số tính tốn thì sức kháng ma sát trong lớp
cát đạt khoảng 2,0 lần so với trường hợp không được phun vữa.
Căn cứ vào việc phân tích hiệu quả kinh tế đạt được tại cơng trình Vincom B, có thể kết
luận rằng phương án cọc Barrette được phun vữa thân cọc là một trong những giải pháp tiên
tiến và giảm được chi phí xây dựng kết cấu móng cho các cơng trình cao tầng trên đất yếu.

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ABTRACT
This thesis is concentrated on researching and evaluating the effects of shaft grouting
on the behaviors of Barrette piles of the Vincom B project. The predicted results of bearing
capacities and the resistances of the Barrettes by analytic method, Finite Element Method with
Mohr – Coulomb soil model of Plaxis 3D Tunel are compared with the results from the static
loading tests of the plain Barrette without shaft grouting and shaft grouted Barrette. The
analysis results are pointed out that the friction resistance of shaft grouted Barrettes is
significantly improved. In clayey soil, for the shaft grouted Barrettes, this component is higher
approximately 1,4 – 1,6 times than that of without shaft grouting in the same conditions. In
sandy soil, although the testing data are inadequate, but based on the back analysis of
coefficients, the results indicate that the friction resistance is higher approximately 2.0 times
than that of without shaft grouting.
Based on the analysis of economic efficiency achieved at the Vincom B project, it can
be concluded that the shaft grouted Barrettes is one of the innovative, relatively simple and low
cost solutions for high-rise buildings on soft soils.

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

 

CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

MỞ ĐẦU
1.

Đặt vấn đề
Trong hai thập kỷ gần đây, ngành xây dựng của nước nhà đã gặt hái được nhiều thành

tựu đáng kể, với những cơng trình dân dụng và giao thơng có tầm vóc lớn khơng chỉ trong
nước mà cả trong khu vực đã được thực hiện thành cơng. Khơng nằm ngồi xu hướng chung
của thế giới về phát triển đô thị, nhằm tận dụng tối đa không gian, tại các thành phố lớn như
Tp. HCM, Đà Nẵng, Hà Nội ngày càng nhiều cơng trình cao tầng, và số tầng hầm lớn được
xây dựng. Đặc điểm chung của các cơng trình này thường có mặt bằng thi cơng chật hẹp, liền
kề các cơng trình hiện hữu khác, tải trọng cơng trình lớn cùng với các yêu cầu khắc khe về mặt
kỹ thuật, và mức độ an tồn cho chính bản thân cơng trình cũng như các cơng trình lân cận liền
kề. Do đó, hệ thống nền móng chống đỡ khối cao tầng bên trên cũng được đòi hỏi về khả năng
chịu tải cũng như các yêu cầu kỹ thuật cao hơn. So với các loại cọc khác, thì cọc Barrette có
nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật cũng như về hiệu quả kinh tế. Với sức chịu tải theo điều kiện
đất nền và vật liệu khá lớn, cùng với các ưu điểm nổi trội khác, phương án cọc Barrette là một
trong những phương án tốt và nên được cân nhắc đến đối với các cơng trình cao tầng trong khu
vực nội thị.
Với đặc điểm địa chất tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các khu vực ven
sơng rạch, việc phân tích tính tốn sức chịu tải cọc khoan nhồi cho thấy rằng, thành phần sức
kháng ma sát chiếm một tỷ lệ vượt trội so với sức kháng mũi. Hơn nữa, theo cơ chế huy động
các thành phần sức chịu tải của cọc đường kính lớn, sức kháng ma sát thân cọc hầu như được
huy động rất sớm so với sức kháng mũi. Đối với các cọc đường kính lớn, chuyển vị để huy
động đầy đủ sức kháng mũi đôi khi vượt quá chuyển vị cho phép của công trình. Đồng thời,
các nghiên cứu, quan trắc thực tế cũng cho thấy rằng sức kháng mũi gần như không được huy

động đầy đủ ứng với chuyển vị do tải trọng thiết kế gây ra.
Ngồi ra, việc thi cơng các cọc kích thước lớn nói chung và cọc Barrette nói riêng
được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam hiện nay hầu hết sử dụng biện pháp thi công khoan hoặc
đào trong bùn bentonite hay vật liệu polyme. Trong quá trình thi công luôn chứa đựng các
nguy cơ mũi cọc tồn tại lớp bùn cặn lắng gây ảnh hưởng không tốt và làm suy giảm đáng kể
sức kháng mũi cọc. Do đó, có thể khẳng định thành phần sức kháng ma sát có ý nghĩa rất quan
trọng và nhìn chung là thành phần chủ yếu trong sức kháng tổng thể của cọc khoan nhồi.
Nhiều kết quả nghiên cứu từ thực nghiệm chỉ ra rằng trong một lớp đất, sức chịu tải của
cọc chỉ tăng đến một độ sâu giới hạn Dcr (hay Zcr). Vượt quá độ sâu này, sức kháng ma sát dọc
thân cọc có xu hướng là hằng số.
HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 1 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Biện pháp phụt vữa thân cọc Barrette bằng áp lực cao (Shaft Grouted Barrette) trong
các lớp đất cát và sét có thể gia tăng đáng kể sức kháng ma sát thân cọc, nâng cao sức chịu tải
cọc, từ đó giúp giảm số lượng, chiều dài cọc, tiết kiệm vật liệu và thời gian thi cơng. Nhiều
cơng trình nghiên cứu của các tác giả trên thế giới như Gouvenot và Gabaix (1975) [41],
Stocker (1983) [40],, Bruce (1986) [29], Troughton và Stocker (1996), Littlechild, Plumbridge

và Free (1998) [34],..., hay các tác giả P.Q.Dũng và D.M.Trí (2011) [45], đã chứng minh rằng,
biện pháp phụt vữa áp lực cao dọc thân cọc trong các lớp sét và cát có thể giúp tăng sức kháng
ma sát từ 1,5 – 3,0 lần so với các cọc thơng thường. Ngồi ra, các nghiên cứu còn cho thấy
rằng xét về sự làm việc lâu dài của cọc hầu như không xảy ra hiện tượng suy giảm sức chịu tải
đối với các cọc được phụt vữa.
Việc áp dụng thành công công nghệ phụt vữa thân cọc trong q trình thi cơng đại trà
cọc Barrette nói riêng và cọc khoan nhồi nói chung đem tới một giải pháp tiên tiến, hữu ích và
tương đối đơn giản để nâng cao sức chịu tải của cọc, tiết kiệm chi phí về vật liệu, thời gian thi
cơng, giảm đáng kể giá thành cơng trình, đáp ứng được các yêu cầu ngày càng cao và khắc khe
về mặt kỹ thuật cũng như mang lại tính hiệu quả kinh tế cao hơn cho các cơng trình cao tầng ở
hiện tại và trong tương lai.
2.

Mục đích nghiên cứu của luận văn
Với việc sử dụng các dữ liệu địa chất cùng các số liệu thí nghiệm thử tải tĩnh trên cọc

Barrette thí nghiệm thơng thường và cọc Barrette thí nghiệm được phun vữa áp lực cao thu
thập tại cơng trình Trung tâm thương mại – Văn phòng – Căn hộ cao cấp - Bãi đậu xe ngầm
Vincom Khu B (Vincom B), các kết quả tính tốn phân tích sức chịu tải cọc theo điều kiện đất
nền dựa trên phương pháp giải tích và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) được hỗ trợ bởi
phần mềm Plaxis 3D Tunel sẽ được nghiên cứu nhằm đánh giá ứng xử của cọc Barrette cũng
như ảnh hưởng của phương pháp phun vữa áp lực cao đối với sức chịu tải cọc, đặt biệt là thành
phần sức kháng ma sát dọc thân cọc Barrette.
3.

Nội dung luận văn
Luận văn được trình bày bao gồm các nội dung được sắp xếp như sau:
Mở đầu
Trình bày tóm lược mục đích và phương pháp nghiên cứu của đề tài luận văn. Đồng

thời tính khoa học và thực tiễn cũng như các hạn chế còn tồn tại trong nghiên cứu cũng được
đề cập.
Chương 1 : Tổng quan về cọc Barrette
HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 2 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chương này trình bày các khái niệm, lịch sử phát triển cũng như phương pháp thi công
cọc Barrette.
Chương 2: Công nghệ phun vữa áp lực cao dọc thân cọc Barrette
Chủ yếu trình bày các giải pháp thi công, công nghệ và các tiêu chí kỹ thuật được sử
dụng trong phương pháp phun vữa thân cọc Barrette.
Chương 3: Phương pháp xác định sức chịu tải dọc trục cọc Barrette thông thường
và cọc Barrette được phun vữa thân cọc
Tổng quan các lý thuyết và các phương pháp được sử dụng để tính tốn xác định sức
chịu tải cọc khoan nhồi nói chung và Barrette nói riêng có hoặc khơng có phun vữa áp lực cao
dọc thân cọc thường được áp dụng ở Việt Nam hiện nay.
Chương 4: Phân tích sức chịu tải dọc trục cọc Barrette được phun vữa thân cọc
Trình bày các phương pháp tính tốn ước lượng sức chịu tải cho các cọc Barrette thử

nghiệm tại cơng trình Vincom B. Các kết quả tính tốn bằng phương pháp giải tích cũng như
phương pháp FEM kết hợp với số liệu thu thập từ thí nghiệm nén tĩnh hiện trường sẽ được xem
xét nghiên cứu nhằm phân tích ứng xử và đánh giá mức độ cải thiện thành phần sức kháng ma
sát dọc thân cọc khi được áp dụng biện pháp phun vữa áp lực cao.
Phần kết luận và kiến nghị
Tóm tắt lại các đánh giá, nhận xét của tác giả thông qua các kết quả phân tích được
trong q trình nghiên cứu đề tài luận văn. Dựa trên cơ sở đó, tác giả đề nghị hướng nghiên
cứu mở rộng trong tương lai.
4.

Phương pháp nghiên cứu
-

Tổng quan cọc Barrette và công nghệ phụt vữa thân cọc.

-

Tổng quan các lý thuyết phân tích và tính tốn xác định sức chịu tải cọc Barrette

thông thường và cọc Barrette được phun vữa thân cọc bằng áp lực cao.
-

Xác định sức chịu tải dọc trục của các cọc Barrette thí nghiệm tại Vincom B bằng

các phương pháp giải tích.
-

Xác định sức chịu tải dọc trục của các cọc Barrette dựa trên kết quả thí nghiệm nén

tĩnh hiện trường. Căn cứ vào các số liệu được đo đạc bởi hệ thống các đầu đo cảm biến, thành

phần sức kháng ma sát được tập trung nghiên cứu và phân tích một cách cụ thể nhằm đánh giá
tác dụng cũng như mức độ cải thiện của thành phần này khi áp dụng biện pháp phun vữa áp lực
cao trên các cọc Barrette.
HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 3 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

-

Căn cứ vào kết quả phân tích ứng xử thực tế của cọc trong q trình thí nghiệm, các

bước phân tích sức chịu tải dọc trục của các cọc Barrette thí nghiệm bằng phương pháp FEM
với sự trợ giúp bởi phần mềm Plaxis 3D Tunel được tiến hành nhằm đề xuất thêm một cơng cụ
hỗ trợ hữu ích và tồn diện phục vụ việc giải quyết bài tốn thiết kế đại trà.
5.

Tính khoa học và thực tiễn của đề tài
Mục đích của tác giả khi thực hiện nghiên cứu đề tài luận văn “ Đánh giá sức chịu tải

cọc Barrette được xử lý phun vữa thân cọc” nhằm đóng góp thêm kiến thức về các phương
pháp dự đoán sức chịu tải Barrette, đặc biệt là các Barrette được xử lý phụt vữa thân cọc. Qua
đó, tác giả mong muốn chứng minh các lợi ích của biện pháp phụt vữa đối với sự cải thiện sức
kháng ma sát thân cọc, giúp người thiết kế có thêm các kiến thức và cơ sở lý thuyết vững chắc
khi đề xuất, áp dụng phương án này cho các cơng trình trong tương lai khơng những tại khu
vực Tp. Hồ Chí Minh, mà cịn mở rộng trên cả nước.
6.

Hạn chế
-

Chưa nghiên cứu đến các thành phần và hàm lượng trong việc pha trộn vữa phù hợp

cho từng loại đất.
- Chưa có điều kiện để nghiên cứu mức độ ảnh hưởng của các tác nhân trong quá trình
phun vữa như quy trình thực hiện, áp lực phun, … đối với sự cải thiện thành phần sức kháng
ma sát.
- Do công nghệ phụt vữa áp lực cao xung quanh thân cọc Barrette chỉ mới được đưa
vào áp dụng tại Việt Nam trong một thời gian ngắn, do đó chưa có số liệu thí nghiệm thực tế
cũng như cơng trình khoa học nào được thực hiện nhằm nghiên cứu sự cải thiện các tính chất
cơ lý của vùng đất nền lân cận dọc thân cọc trong phạm vi được phụt vữa, nhằm cung cấp các
bằng chứng và sự hiểu biết đầu đủ về bản chất sự cải thiện thành phần sức kháng ma sát khi
được

áp

dụng

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 

 

 

biện

pháp

 

phụt

vữa

dọc

thân

cọc.

Trang 4 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CỌC BARRETE
1.1

Tổng quan cọc Barrette
Thuật ngữ “ Barrette ” có nguồn gốc từ tiếng Pháp. Trong các tài liệu hiện nay của

ngành xây dựng, như theo Ramaswamy và Pertusier (1986) , Johnson và các cộng sự (1992)
[37] thì thuật ngữ “ Barrette ” được dùng phân loại các cọc được tạo hình bằng các thiết bị thi
cơng tường vây, có nghĩa là các thiết bị đào có dạng hình chữ nhật, và được đổ bê tông trong
dung dịch bùn bentonite hoặc polyme.
Cọc Barrette được người Pháp cải tiến từ cọc nhồi tiết diện tròn để tạo ra sức chịu tải
lớn hơn với cùng một thể tích bê tơng sử dụng. Trình tự thi cơng bao gồm giai đoạn khoan đào
tạo thành hố khoan sâu trong nền đất với sự hỗ trợ của các thiết bị và biện pháp giữ ổn định
thành vách (thường gặp nhất là hệ vách chống bằng thép hoặc bê tông cốt thép (BTCT) và
dung dịch bentonite hoặc polyme), sau đó đặt lồng cốt thép và đổ bê tông vào trong hố tạo
thành cọc. Khác với cọc khoan nhồi tiết diện trịn thơng thường, cọc Barrette thường có tiết
diện hình chữ nhật với chiều rộng từ 0,60m đến 1,50m và chiều dài từ 2,20m đến 6,00m. Ngồi
ra, cọc Barrette cịn có các loại tiết diện tổ hợp khác như: chữ thập +, chữ T, chữ I, chữ L, hoặc
dạng ba chạc Ү, vv… nhằm đáp ứng với các yêu cầu thiết kế cho các trường hợp đặc biệt.
Trong vòng bốn thập kỷ gần đây, cọc Barrette đã được áp dụng một cách rộng rãi trên
toàn thế giới (theo Charler W.W. Ng, N. ASCE, và G.H.Lei (2003) [37]), điển hình như tịa
tháp đơi Pentronas (Malaysia) khởi cơng xây dựng từ năm 1995 hoàn thành năm 1998, cao trên
100 tầng, với hệ móng cơng trình bao gồm các cọc Barrette kích thước 1.2m x 2.8m, chiều sâu
lớn nhất tới 125m. Tồ tháp Mega Tower ở Hồng Kơng cao 480m, được chống đỡ bởi một hệ
thống móng bao gồm 240 cọc Barrette 2.80m x 1.20m và 2.80m x 1,00m chiều dài cọc trung
bình là 83m.
Tại Việt Nam, phương án cọc Barrette cịn khá mới mẻ, trong nước cịn ít các đơn vị có
năng lực về kỹ thuật và cơng nghệ thi công loại cọc này. Trong vài năm gần đây, cùng với sự
cải tiến liên tục về công nghệ thi công và quản lý chất lượng, cọc Barrette đã được ứng dụng
thành công cho nhiều dự án lớn tại thành phố Hồ Chí Minh, Đà Nẵng, và Hà Nội. Điển hình
tịa nhà Sài Gịn Centre tại 65, Lê Lợi, Q.1, Tp. HCM với 25 tầng cao và 3 tầng hầm, gồm 46
cọc Barrette kích thước 0,6x2,8m và 1,2 x2,8m sâu 50m. Tổ hợp cơng trình Everich tại đường
3-2, Q.11, Tp. HCM với 27 tầng cao và 2 tầng hầm, tổng cộng 154 cọc barrtett kích thước

0,8x2,8m và 1,2x2,8m sâu tối đa 54m. Cao ốc văn phòng và căn hộ - 101, Láng Hạ tại quận
Đống Đa ,Hà Nội , cao 27 tầng và 2 tầng hầm, với 54 cọc Barrette kích thước 1,0x2,8m và 1,5
HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 5 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

x 2,8m sâu 43m. Hay tòa nhà văn phòng làm việc của EVN tại 11 Cửa Bắc, quận Ba Đình, Hà
Nội với 2 tháp, cao 33 và 29 tầng, 3 tầng hầm với tổng cộng 176 cọc Barrette kích
thước1,2x2,8m, đến 1,5x2,8m sâu từ 36m – 46m.

(a)

(b)

Hình 1- 1: (a)Tịa tháp Pentronas (Malaysia); (b) Tịa tháp Mega Tower (Hồng Kơng)

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 6 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hình 1- 2: (a)Apartement Building Combined With Offices And Services;
(b) Trụ sở EVN- Electricity of VN
Qua các dự án đã thực hiện, với việc so sánh với các phương án cọc khoan nhồi khác
cho thấy rằng đối với các cơng trình cao tầng, tải trọng dưới chân cột lớn, phương án cọc
Barrette hầu như là phương án tối ưu, giúp tiết kiệm đáng kể các chi phí về vật tư, thời gian thi
cơng, ... do đó, đây là phương án ln được các đơn vị tư vấn và chủ đầu tư đánh giá cao về
các ưu điểm vượt trội trong kỹ thuật cũng như hiệu quả kinh tế của nó.
1.2
•

Ưu và nhược điểm cọc Barrette
Ưu điểm cọc Barrette
Cũng như các dạng cọc khoan nhồi khác, q trình thi cơng cọc Barrette thường khơng

gây chấn động mạnh, ảnh hưởng hệ kết cấu chịu lực của các công trình lân cận, ngồi ra
trong báo cáo của Ramaswamy và Pertusier (1986) [37] chỉ ra rằng quá trình thi cơng cọc
Barrette cũng đáp ứng được các u cầu về điều kiện hạn chế tiếng ồn, và các điều kiện đảm
bảo vệ sinh mơi trường, nên rất thích hợp cho các công trình xây chen trong nội thị các thành

phố.
Do được đổ bê tông trực tiếp tạo thành một thể thống nhất nên cọc khoan nhồi nói
chung và cọc Barrette nói riêng khắc phục được các nhược điểm đứt gãy thân cọc, suy giảm
khả năng chịu tải trọng ngang tại các vị trí mối nối trong cọc BTCT đúc sẵn.
Năng lực đào khá lớn, với các cọc Barrette kích thước lớn có thể đạt đến độ sâu từ
80m-100m và trong một số trường hợp đặc biệt có thể lớn hơn.
Với tiết diện hình chữ nhật có kích thước lớn, cọc Barrette có thể huy động sức chịu tải
cọc theo đất nền và theo vật liệu khá cao, cũng như khả năng chịu moment uốn, hay tải trọng
ngang theo phương cạnh dài rất tốt, giúp giảm đáng kể số lượng cọc, rút ngắn chiều sâu khoan,
tiết kiệm khối lượng vật tư đài cọc, và thời gian thi công.
So với cọc khoan nhồi tiết diện trịn, với đặc trưng hình học của tiết diện cọc Barrette rõ
ràng vượt trội hơn hẳn về tính kinh tế. Bởi với cùng thể tích vật liệu, khi chuyển từ tiết diện
tròn sang tiết diện chữ nhật thì diện tích xung quanh cọc tăng lên đáng kể do đó có huy động
được sức kháng ma sát hông - một thành phần quan trọng đối với sức chịu tải cọc khoan nhồi
lớn hơn hẳn so với cọc tròn. Cụ thể nếu xét cọc nhồi tiết diện trịn có đường kính R, nếu quy
A
đổi tương đương về diện b = , a = n. A tích sang tiết diện chữ nhật với kích thước thì
n
diện tích xung quanh sẽ tăng thêm trên mỗi mét dài cọc là

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 7 

CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

(

1
R π
+ nR π ).2 − 2 Rπ
+n
n
n
=(
− 1).100%
2 Rπ
π

(1.1)

Do có thể sử dụng các thiết bị thi công tường vây để thi cơng cọc Barrette, vì vậy
phương án cọc Barrette hồn tồn thích hợp với các cơng trình có hệ thống tường vây được thi
cơng đồng thời, giúp giảm chi phí và tiến độ cần thiết để vận chuyển máy móc, huy động thiết
bị, cũng như dễ dàng trong việc bố trí mặt bằng công trường (Johnson và các cộng sự (1992)
[37]).
Một ưu điểm rất hữu ích đối với các cơng trình thi công đào hầm bằng phương pháp top
down là với khả năng chịu tải lớn, hồn tồn có thể bố trí một cột được gánh đỡ bởi một cọc
Barrette, do đó giúp phương án thiết kế hệ cột chống tạm - kingpost được dễ dàng, và tiết kiệm.
Có thể nói rằng, cọc Barrette là một trong những giải pháp móng cọc khoan nhồi tiên
tiến nhất hiện nay, được áp dụng hết sức rộng rãi trên thế giới. Riêng tại Việt Nam trong những

năm gần đây đã bước đầu chứng tỏ được các ưu thế và được áp dụng ngày một nhiều trong các
cơng trình cao tầng có tầm vóc, và quy mơ lớn.
•

Nhược điểm cọc Barrette
Mặc dù cọc Barrette có nhiều ưu điểm vượt trội về mặt kỹ thuật, và tính kinh tế, nhưng

nó vẫn khơng hồn tồn khắc phục được nhược điểm của cọc khoan nhồi nói chung như:
Chi phí cao, địi hỏi thiết bị, cơng nghệ thi cơng hiện đại, quy trình kiểm tra, quản lý
chất lượng cọc rất chặt chẽ và tốn kém.
Dễ xảy ra các hiện tượng biến dạng, sạt lỡ thành vách hố khoan dẫn đến kích thước tiết
diện cọc rất khó kiểm sốt theo thiết kế.
Bê tông cọc được thi công trong điều kiện không lý tưởng, thường xảy ra các hiện
tượng nhiễm bẩn bê tơng trong q trình thi cơng nếu khơng tn thủ nghiêm ngặc các quy
trình, có thể dẫn đến các khuyết tật gây hư hỏng cọc, không thể sử dụng lại, gây tốn kém và
mất thời gian.
Chịu ảnh hưởng đáng kể bởi các tính chất hóa lý cũng như điều kiện dòng chảy của
nước ngầm trong đất, gây ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng bê tông cọc.
Một trong những nhược điểm xuất phát từ đặc điểm của biện pháp thi công khoan đào
trong dung dịch bùn khoan là rất khó kiểm sốt chất lượng nền đất dưới mũi cọc. Mặc dù việc
xói rửa mũi cọc được tiến hành nhằm loại bỏ lớp bentonite hoặc polyme cũng như vật liệu

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 8 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

khoan dưới mũi cọc, tuy nhiên luôn chứa đựng tiềm ẩn mũi cọc tồn tại lớp bùn cặn lắng của
các vật liệu này và làm ảnh hưởng xấu đến sức kháng mũi cọc.
Đồng thời quá trình khoan đào cũng làm suy giảm áp lực ngang của các lớp đất xung
quanh thân cọc, phá hủy kết cấu khung hạt, cùng với sự ảnh hưởng của lớp bentonite có tác
dụng như màng bơi trơn tồn tại giữa mặt tiếp xúc của cọc và đất, do đó làm giảm sức kháng ma
sát thân cọc. Theo Sliwinski and Fleeming (1974) [32] chỉ ra rằng trong các lớp đất dính, như
đất sét, bentonite ít có ảnh hưởng đến ma sát dọc thân cọc. Tuy nhiên, điều này hoàn toàn
ngược lại đối với các loại đất rời như cát. Hầu như ma sát dọc thân cọc trong lớp cát giảm khá
mạnh. Các tác giả trên đề nghị trong các phương pháp tính tốn thơng qua ứng suất hữu hiệu
và hệ số ma sát thì nên giảm sức kháng ma sát từ 10% – 30%. Theo Tomlinson (1996) [32]
phát biểu rằng nếu cọc được đào bằng gàu ngoạm trong nước hoặc bentonite, quá trình này sẽ
làm rời rạc kết cấu khung hạt đất. Đây là nguyên nhân làm suy giảm đáng kể sức kháng ma sát
dọc thân cọc cũng như sức chịu mũi cọc. Do đó, tác giả này đề nghị khi tính tốn thiết kế nên
lấy theo giá trị thấp của dung trọng đất rời.
1.3

Phạm vi ứng dụng
Với kích thước lớn, cọc Barrette có thể huy động sức chịu tải theo vật liệu và đất nền

khá cao. Như được đề cập ở phần trên, các lợi điểm của cọc Barrette được phát huy tối đa đối
với các cơng trình xây dựng dân dụng cũng như cầu đường có tải trọng dưới chân cột lớn, xây
chen trong khu vực đông đúc, và đặc biệt là đối với các cơng trình có sự kết hợp giữa hệ thống
móng cọc cùng tường vây và phương pháp thi công các tầng hầm là “Top down” hoặc “Semi –

top down”. Tuy nhiên, do giá thành thi cơng trên một đơn vị cọc Barrette cịn khá cao, vì vậy
phương án cọc Barrette hầu như khơng đạt hiệu quả kinh tế như mong muốn đối với các cơng
trình xây dựng vừa và nhỏ.
1.4

Trình tự thi cơng cọc Barrette
Một cách tổng qt, trình tự thi cơng cọc Barrette bao gồm các công đoạn:
-

Thi công đào cọc Barrette bằng gàu ngoạm chuyên dụng, sử dụng dung dịch

bentonite hoặc polyme để hỗ trợ giữ ổn định thành vách hố đào .

•

-

Hạ lồng thép đã được gia cơng xuống hố đào .

-

Đổ bê tông theo phương pháp ống đổ trimie trong dung dịch bentonite
Giai đoạn thi công đào Barrette

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 9 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Để phục vụ việc định vị và dẫn hướng ban đầu cho gàu đào, và giữ ổn định thành vách
tại vị trí đỉnh hố đào trong q trình thi cơng sau này, hệ tường dẫn bằng thép hoặc BTCT được
lắp đặt đúng vị trí thiết kế.
Việc đào cọc Barrette được thực hiện bởi gàu ngoạm hình chữ nhật tương ứng với kích
thước cọc được thiết kế, treo trên xe cẩu vận hành bằng dây cáp hoặc hệ thống truyền động
thủy lực. Trong quá trình đào, dung dịch bentonite hoặc polyme được sử dụng và thường được
giữ thấp hơn đỉnh tường dẫn 0,6m và cao hơn mực nước ngầm không nhỏ hơn 1,5m.
Dung dịch bentonite hay polyme sẽ được trộn bằng máy trộn tốc độ cao và chứa trong
các silô đã được lắp đặt sẵn với mục đích cho các loại vật liệu có thời gian hydrate hóa trước
khi đưa vào hố đào.

Hình 1- 3: Tường dẫn hướng bằng bê tơng cốt thép
 

 

Hình 1- 4: Mặt bằng và mặt đứng tường dẫn thép điển hình.
Dung dịch bùn khoan sau khi sử dụng được thu hồi, qua máy sàng lọc rồi được bảo
quản để sử dụng lại.

HV: PHAN VĂN KHÁNH 

MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 10 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hình 1- 5: Công tác sàng cát, tái chế bùn bentonite
Sau khi xác nhận chiều sâu đào đạt đến thiết kế, và trước khi tiến hành giai đoạn tiếp
theo, quá trình lọc cát và vệ sinh thổi rửa mũi cọc được đòi hỏi đến khi dung dịch bentonite hay
polyme đạt được các yêu cầu kỹ thuật được đề ra. Đồng thời, quá trình vệ sinh thành hố đào
cũng được tiến hành bằng thiết bị chuyên dụng.

 

Hình 1- 6: Gàu ngoạm đào Barrette trong đất
 

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 11 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

 

Hình 1- 7: Gàu đào Barrette dạng xoay
•

Giai đoạn gia cơng lồng thép và hạ lồng thép
Lồng thép được thi công trước với từng phân đoạn lồng tương ứng với khả năng nâng

của các thiết bị cũng như sao cho thuận tiện trong công tác thi công. Thông thường do chiều
dài cọc khá lớn, lồng thép được tách thành nhiều phân đoạn có thể bao gồm 1 đến 2 lồng thép
tùy thuộc vào năng lực nâng của cần cẩu và điều kiện không gian công trường. Các đoạn lồng
thép này sẽ được liên kết với nhau trong quá trình hạ lồng thép. Các ống thép phục vụ thí
nghiệm cũng như phụt vữa được định vị và lắp đặt sẵn trong lồng thép. Khi việc tái chế
bentonite hoàn tất, lồng thép được hạ xuống hố đào.

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 12 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hình 1- 8: Gia công và hạ lồng thép
Nhằm định vị lồng thép trong hố đào và đảm bảo chiều dày lớp bê tông bảo vệ theo
đúng thiết kế, lồng thép được gắn với các con kê bê tông với cường độ tương tự với cường độ
bê tông của cọc Barrette, dày khoảng 50mm - 70mm và đường kính tùy thuộc vào chiều dày
lớp bê tông bảo vệ được yêu cầu, thông thường từ 150mm –đến 200mm.
Trong suốt q trình gia cơng và hạ lồng thép, từng lồng thép được ghi số hiệu (bảng
tên cho từng lồng) và được giám sát một cách kĩ lưỡng để đảm bảo các công tác cẩu lắp và hạ
lồng thép chính xác so với thiết kế, tránh tình trạng nhầm lẫn về vị trí thép gia cường.
•

Cơng tác đổ bê tông
Trước khi được đổ vào hố khoan tạo cọc, bê tơng phải được thí nghiệm nhanh ngay

hiện trường để xác định độ sụt và độ linh động đáp ứng theo đúng thiết kế, nhằm hạn chế nguy
cơ tắt ống đổ.
Hỗn hợp bê tông được đổ vào hố đào qua ống tremie hay còn gọi là phương pháp đổ bê
tơng bằng ống tremie. Các ống này có đường kính từ 250mm đến 300mm và được nối, hạ
xuống hố đào từ những đoạn dài 0,5m; 1,0m; 2,0m; 3,0m hoặc 4,0 m. Việc lắp sẵn một nút
chặn bằng xốp trong ống tremie cũng như trong suốt quá trình đổ bê tông phải đảm bảo ống
triemie ngập trong bê tông tối thiểu một khoảng 2,5m -3,0m là nhằm hạn chế hiện tượng bê

tông trộn lẫn với vật liệu bùn khoan gây giảm chất lượng, ảnh hưởng đến cường độ của bê
tông.

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 13 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Trong quá trình đổ, độ dâng của bê tông trong hố đào sẽ được kiểm tra liên tục bằng
cách thả quả dọi. Kết quả thực tế được biểu hiện trên biểu đồ liên hệ giữa độ sâu và thể tích.
Nhật ký, biểu đồ thời gian phân phối, thể tích và cao trình bê tơng được ghi lại một cách chi
tiết để tính tốn và đánh giá khối lượng bê tông cũng như các sự cố có thể xảy ra trong q
trình thi cơng.

Hình 1- 9: Đổ bê tông cọc Barrette
1.5

Nhận xét
Từ kinh nghiệm làm việc của tác giả đúc kết rằng, đối với các cơng trình cao tầng, tải

trọng chân cột lớn, đặc biệt là các tòa cao ốc được xây chen trong khu vực đơng dân cư, thì
phương án cọc Barrette hầu như đạt được nhiều ưu điểm về mặt kỹ thuật cũng như tính kinh tế
so với các phương án cọc khoan nhồi khác.
Tuy nhiên, như được đề cập ở trên, các nhược điểm trong biện pháp thi cơng có thể gây
ảnh hưởng không tốt đến sức chịu tải của cọc khoan nhồi nói chung và cọc Barrette nói riêng,
đặc biệt là đối với thành phần sức kháng ma sát dọc thân cọc – một thành phần quan trọng và
hầu như chiếm ưu thế trong sức chịu tải tổng thể.
Đồng thời, với xu hướng phát triển đơ thị hiện nay địi hỏi ngày càng cao hơn nữa các
kỹ thuật và công nghệ thi công cọc nhằm khắc phục các nhược điểm, nâng cao sức chịu tải của
cọc, tạo điều kiện giảm số lượng, rút ngắn chiều dài cọc cũng như tiến độ thi cơng, giúp giảm
chi phí xây dựng, mang lại nguồn lợi lớn hơn cho chủ đầu tư.

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 14 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ PHUN VỮA ÁP LỰC CAO DỌC THÂN CỌC
BARRETTE
2.1

Đặt vấn đề
Nhìn chung, với điều kiện địa chất tại khu vực thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là các

khu vực ven sông rạch, thường bao gồm lớp bùn sét trạng thái chảy, nhão phân bố đến độ sâu
15m – 25m, bên dưới là các lớp đất sét hay sét pha trạng thái dẻo nhão đến dẽo mềm phân bố ở
độ sâu trung bình 50m-70m, và các lớp sét, sét pha trạng thái dẻo cứng, đến cứng hoặc các lớp
cát, cát pha trạng thái chặt vừa đến chặt phân bố đến độ sâu khá lớn. trong các điều kiện địa
chất như trên, việc phân tích sức chịu tải cọc khoan nhồi cho thấy thành phần sức kháng ma sát
dọc thân cọc chiếm tới 60%-85%.
Hơn nữa, đối với các cọc đường kính lớn, thành phần sức kháng ma sát dọc thân cọc
được huy động hoàn toàn gần như tức thời ứng với chuyển vị tương đối nhỏ. Fellenius và
Brom (1969), Fellenius (1972) đã trình bày một kết quả của độ chuyển dịch tương đối giữa cọc
tiết diện vng có kích thước B = 30cm và lớp đất sét xung quanh đủ huy động sức kháng ma
sát thân cọc cực đại là 2mm - 3mm. Theo một cơng thức kinh nghiệm được trình bày trong
sách “ Móng cọc – Phân tích và Thiết kế” của Vũ Công Ngữ và Nguyễn Thái, độ chuyển dịch
tương đối này trong đất loại sét khoảng 0.01B [9]. Nhìn chung, chuyển vị đỏi hỏi đạt ma sát
hơng cực đại chỉ khoảng 0,5% - 1%D. Trong khi đó, việc huy động sức kháng mũi là đòi hỏi
một chuyển vị cọc khá lớn, khoảng 10% - 15%D, hoặc hơn (Bruce (1986) [29]).

Hình 2 - 1: Biểu đồ quan hệ của các thành phần
sức chịu tải và chuyển vị điển hình

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 15 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Chuyển vị để huy động đầy đủ sức kháng mũi đôi khi vượt q chuyển vi cho phép của
cơng trình. Thực tế phân tích cho thấy rằng thành phần sức kháng mũi khơng được huy động
đầy đủ, hoặc thậm chí khá nhỏ ứng với chuyển vị do tải trọng thiết kế gây ra.  
Đồng thời, việc đảm bảo chất lượng mũi cọc khoan nhồi là rất khó khăn và khơng tin
cậy. Mặc dù việc xói rửa mũi cọc được tiến hành nhằm loại bỏ phần bùn bentonite cũng như
vật liệu khoan dưới mũi cọc, tuy nhiên luôn chứa đựng các tiềm ẩn mũi cọc tồn tại lớp bùn cặn
lắng vượt quá giới hạn cho phép và làm ảnh hưởng đến sức kháng mũi cọc.
Với các nguyên nhân như trên, các kỹ sư thiết kế thường có xu hướng xem rằng cơ chế
làm việc của cọc khoan nhồi cơ bản là cọc ma sát, và bỏ qua hoặc đánh giá thấp thành phần sức
chịu mũi cọc (Lizzi (1981) [29]). Như vậy, có thể thấy rằng thành phần ma sát là rất quan trọng
và mang yếu tố quyết định. Việc cải thiện thành phần sức kháng ma sát dọc thân cọc sẽ mang
lại một sự cải thiện đáng kể và hiệu quả về sức chịu tải tổng thể.
Tuy nhiên, như được đề cập ở phần trên, có thể nhận thấy rằng biện pháp thi cơng
khoan đào cọc trong dung dịch bentonite hay polyme gây ra hai nguyên nhân chính ảnh hưởng
trực tiếp và đáng kể đến thành phần sức kháng ma sát dọc thân cọc khoan nhồi nói chung và
Barrette nói riêng:
-

Hiện tượng suy giảm áp lực ngang của các lớp đất quanh thân cọc. Các báo cáo của

Ng. và các cộng sự (2000) cũng như của Fellenius và cộng sự (1999) [32] đã chứng minh hiện
tượng này.

-

Ảnh hưởng của lớp áo bơi trơn hình thành bởi bùn betonite được sử dụng trong quá

trình thi công. Cemak (1976) [37] đã chỉ ra rằng mức độ ảnh hưởng của hiện tượng này càng
đáng kể nếu thời gian lưu trữ bentonite trong hố đào càng lâu, do chiều dày lớp áo này có xu
hướng gia tăng cùng thời gian lưu trữ dung dịch bùn bentonite.
Ngoài ra, các kết quả nghiên cứu thực nghiệm chỉ ra rằng trong một lớp đất, sức chịu
tải của cọc chỉ tăng đến một độ sâu giới hạn D c (hay Zcr), trong khoảng 30÷40 lần đường kính
của cọc. Vượt qua độ sâu này, sức chịu tải của cọc (bao gồm sức chống mũi và ma sát thành) là
⎧ f s ( z > zc ) = f s ( z = zc )
hằng số, tức là: ⎨
(Theo TCXD 205-1998 [16]; Meyerhof (1976), Coyle
⎩q p ( z > z c ) = q p ( z = z c )

và Castello (1981); Châu Ngọc Ẩn (2005) [3]). Dựa trên các số liệu phân tích từ các thí nghiệm
thử tải tĩnh hiện trường, Eide và Bellis (1992) [34] đã chỉ ra các giá trị sức kháng ma sát trung
bình của đất sét cứng và cát chặt (Bangkok) nằm trong phạm vi từ 78 kPa– 130 kPa.
Littlechild, Plumbridge và Free (1998) [34] chỉ ra rằng đối với các lớp đất sét, giá trị sức kháng
HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 16 

CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

ma sát (đối với các cọc thông thường) nằm trong phạm vi 30 kPa– 150 kPa , và đối với lớp đất
cát là 65 kPa – 170 kPa.
Với mục đích cải thiện sức kháng ma sát dọc thân cọc, nguyên lý cơ bản của phương
pháp phụt vữa thân cọc là bơm các loại vữa lỏng bằng áp lực cao thông qua các ống thép (tube
a manchette – TAM) đặt sẵn trong quá trình gia công lồng thép [46]. Với áp lực bơm cao, vữa
sẽ chèn ép các lớp đất tạo thành lớp bao phủ, làm gia tăng độ chặt sít và cải thiện tính chất cơ
lý của lớp đất tại vị trí cục bộ quanh thân cọc, đồng thời khôi phục áp lực ngang của đất cũng
như loại bỏ ảnh hưởng của lớp bùn betonite. Đối với các cọc Barrette được phụt vữa, sức chịu
tải của cọc phần lớn được huy động từ thành phần sức kháng ma sát thân cọc, đặc biệt là trong
phạm vi được phụt vữa.
Đã có nhiều nghiên cứu như Gouvenot và Gabaix (1975) [41], Littlechild, Plumbridge
và Free (1998) [34], Stocker (1983) [40], Hamza và Ibrahim (2000) [37] chứng ming rằng, sức
chịu tải cọc Barrette được phụt vữa tăng lên từ 1,5 – 2,0 lần so với các cọc thơng thường, trong
đó, riêng thành phần ma sát thân cọc tăng từ 1,5 – 3,0 lần. Ngoài ra, Littlechild, Plumbridge và
Free (1998) [34] còn cho thấy rằng sức kháng ma sát trong cát lớp đất sét và cát hầu như không
bị suy giảm theo thời gian.
2.2

Lịch sử phát triển công nghệ phun vữa thân cọc
Công nghệ phun vữa thân cọc (shaft grouting hoặc skin grouting) lần đầu tiên được

nghiên cứu áp dụng trên các cọc khoan nhồi có đường kính 660 mm và được trình bày bởi
Gouvenot và Gabaix (1975) [41].
Trong 2 thập kỷ vừa qua, biện pháp phụt vữa cọc đã được áp dụng rộng rãi trên thế
giới. Điển hình như dự án hệ thống đường giao thơng và đường sắt trên cao tại Bangkok
(BERTS) được hoàn thành năm 1998, sử dụng 16000 cọc khoan nhồi đường kính từ 0,8m đến

1,5m được áp dụng biện pháp phụt vữa thân cọc để gánh đỡ toàn bộ 45km đường sắt và đường
cao tốc trên các lớp cát và sét Bangkok. Dự án xây dựng trạm xe lửa Nam Cheong thuộc hệ
thống đường sắt phía Tây do tập đồn Đường sắt Kowloon-Canton đầu tư, sử dụng 274 cọc
Barrette phụt vữa thân cọc với kích thước cọc từ 0,8mx2,8m đến 1,5m x2,8m, kết hợp với 44
cọc trịn đường kính 2,5m, và 14 cọc Barrette thơng thường cho trạm chính. Ngồi ra cịn sử
dụng 8 cọc Barrette phụt vữa thân cọc bên dưới hầm dẫn.
Dự án Trung tâm thương mại quốc tế (ICC – hay còn gọi là tòa tháp Mega Tower)
thuộc tổ hợp cơng trình Mega Tower – Quảng trường Union – Trạm xe lửa Kowloon ở Hồng
Kông cao 480m, sử dụng các cọc Barrette kích thước 1,5m x 2,8m và 1,0m x 2,8m chiều dài
cọc trung bình 83m, chiều dài cọc lớn nhất 104m, chiều dài phun vữa 25m.
HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 17 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hình 2 - 2: Hệ cọc Barrette của tòa tháp Mega Tower (Hồng Kơng)
 

Hình 2 - 3: Thành phố mới ChungTung
Hoặc tại dự án xây dựng Thành phố mới ChungTung, các cọc thử Barrette được phụt

vữa thân cọc đã giúp chứng minh được tính khả thi và hiệu quả kinh tế của phương án cọc
Barrette đối với điều kiện địa chất đặc biệt phức tạp của khu vực này.

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 18 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tại Ai Cập, dự án tịa nhà FIRST Residential Complex hồn thành năm 1992, với 30
tầng cao được gánh đỡ bởi hệ thống các cọc trịn đường kính lớn có phụt vữa thân cọc.
Riêng tại Việt Nam, công nghệ phụt vữa thân cọc Barrette lần đầu tiên được nhà thầu
Bachy Soletanche Việt Nam (BSV) đề xuất và thi công cho các cọc thử tại cơng trình SaiGon
M&C, tại TP. Hồ Chí Minh vào năm 2005.

Hình 2 - 4: Cơng trình Sài Gịn M&C
Cơng trình có 40 tầng cao và 4 tầng hầm được thi cơng theo phương pháp top-down.
Hai cọc thử có kích thước 1,0m x 2,8m sâu 44m và phun vữa 15m từ cao trình mũi cọc. Các
kết quả thí nghiệm cho thấy rằng các cọc thử hoàn toàn đáp ứng được tải trọng thiết kế mỗi cọc
là 19000 kN, cũng như tải thử 150% tải làm việc.
Từ năm 2008 đến nay, BSV đã thành công khi áp dụng vào đại trà biện pháp phun vữa

thân cọc nhằm nâng cao đáng kể sức chịu tải của Barrette. Điển hình như dự án Vincom B, với
28 tầng cao và 6 tầng hầm tọa lạc tại Tp. Hồ Chí Minh. Hệ thống móng gánh đỡ cơng trình bao
gồm 132 cọc Barrette được phụt vữa thân cọc kích thước từ 0,8x2,8m đến 1,5mx2,8m, chiều
HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 19 


CBHD: TS. TRẦN XUÂN THỌ 

LUẬN VĂN THẠC SĨ

dài cọc từ 46m đến 69,5m, phụt vữa từ cao độ -26m đến mũi, với chiều dài phụt vữa trong
phạm vi 25m đến 47,5m.

Hình 2 - 5: Cơng trình VinCom B
Dự án Golden Square Complex tại Đà Nẵng với 21 đến 38 tầng cao và 2 tầng hầm, ,
khởi công năm 2008. Với tổng cộng 173 cọc Barrette, trong đó có 71 cọc Barrette thơng
thường kích thước 0,6m x2,8m, sâu từ 28,5m đến 45m, và 102 cọc Barrette 0,8mx2,8m, được
phụt vữa sâu từ 39,5m đến 48,5m.

HV: PHAN VĂN KHÁNH 
MSHV: 09090300 
 

 

 

Trang 20