Luận văn thạc sĩ đánh giá hiệu quả kỹ thuật của cọc franki khi áp dụng trên địa bàn tỉnh trà vinh

..

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

NGUYỄN MINH ĐĂNG

LƢƠNG THANH NGUYÊN

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KỸ THUẬT CỦA CỌC FRANKI
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP

KHI ÁP DỤNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP

KHỐ 2016
Đà Nẵng – Năm 2018


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------------------------------------

LƢƠNG THANH NGUYÊN

ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KỸ THUẬT CỦA CỌC FRANKI KHI ÁP
DỤNG TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH

Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Cơng trình Dân dụng và Cơng nghiệp
Mã số: 60580208

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:
TS. ĐẶNG CÔNG THUẬT

Đà Nẵng – Năm 2018


LỜI CẢM ƠN
S
rì

ọ

dâ dụ
â

v

ơ

ớ C

ọ

ệ – Tr ờ

ơ

ậ v

ố

y

ọ

ệ vớ

Kỹ
K

ậ xây dự

–

ọ

ô

Nẵ

ô

:

“Đánh giá hiệu quả kỹ thuật của cọc Franki khi áp dụng trên địa bàn tỉnh Trà
Vinh”
ố vớ

ộ

ỹ

vệ

vệ r

ệ

r

ố

ờ

ậ

ì

ỉ

vậ dụ

ự

ệ

ậ v

y
ệ

ờ

ơ

ậ v

v

ậ v
rì
D

ờ ơ
Nẵ
ự

ộ

ớ
ơ

ơ

Tr ờ

ậ

T y

ự

ọ

â

K

–

ọ

v

Nẵ

v

y ơ x

ọ

v

ố v

ì

chính TS. Đặng Cơng Thuật -

y
ờ
x

ậ

â
ì

ớ

dẫ

â

ù

y

ơ r

ố

Tr ờ

ậ v

ự v

ờ

ớ

dẫ

ờ

ự

ọ

ệ

ệ

ố
v

vậ dụ

Vì vậy ơ

C
ệ

ì

K
ý

–
r

y
ậ v
ậ

ự

ý

ỉ

ơ

r

y ơv

ệ

ệ
Trà Vinh, tháng 01
T

2018

ậ v

Lƣơng Thanh Ngun

ậ


MỤC LỤC
CHƢƠNG MỞ ĐẦU.......................................................................................... 1
1.

Lý do chọ

2.

Mục tiêu nghiên c u ..........................................................................................1
ố

3.

tài................................................................................................ 1

ng và ph m vi nghiên c u .....................................................................1

CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CỌC FRANKI ............................................. 3
1.1

Tổng quan .........................................................................................................3

1.1.1

Định nghĩa về cọc Franki ............................................................................3

1.1.2

Lịch sử phát triển cọc Franki ......................................................................3

1.1.3

Các vấn đề cần nghiên cứu về cọc Franki ................................................. 4

1.1.4

Phạm vi – mục tiêu nghiên cứu ...................................................................5

1.2

Điều kiện áp dụng công nghệ cọc Franki .......................................................5

1.2.1

Sơ lược về khả năng chịu lực của cọc Franki .............................................5

1.2.2

Ưu điểm của cọc Franki ..............................................................................6

1.2.3

Hạn chế của công nghệ cọc Franki.............................................................6

1.3

Độ rung nền khi thi công cọc Franki..............................................................6

1.3.1

Độ rung nền.................................................................................................7

1.3.2

Kết quả nghiên cứu độ rung ........................................................................7

1.4

Kết luận chƣơng .............................................................................................10

CHƢƠNG 2 CƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TỐN CỌC FRANKI VÀ CỌC
KHOAN NHỒI................................................................................................. 11
2.1

Ngun lý tính tốn sức chịu tải của cọc Franki .........................................11

2.1.1

Sơ lược về sự làm việc của cọc dưới nền đất ............................................11

2.1.2

Cơ sở lý thuyết tính tốn cọc Franki ........................................................12

2.2

Điều kiện vật liệu, trang bị máy móc thi cơng cọc Franki .........................23

2.2.1

Vật liệu thi cơng cọc Franki ......................................................................23

2.2.2

Máy móc thi cơng cọc Franki....................................................................23

2.3

Quy trình thi cơng cọc Franki.......................................................................29

2.3.1

Quy trình thi cơng cọc Franki điển hình ...................................................29

2.3.2

An tồn khi thi cơng ..................................................................................36

2.3.3

Các phương pháp mở rộng đáy cọc khác .................................................37

2.4

Các dạng cọc Franki khác, quy trình thi cơng, ƣu nhƣợc điểm từng loại 42


2.4.1

Cọc Franki Composite Pile .......................................................................42

2.4.2

Cọc Franki Excavated Pile .......................................................................43

2.4.3

Cọc Franki Pile with casing topdriven .....................................................43

2.4.4

Cọc Franki VB ...........................................................................................44

2.4.5

Cọc Mini Franki ........................................................................................45

2.4.6

Cọc Franki Pile thi cơng trong khu vực có mặt bằng hạn chế .................46

2.5

Kết luận chƣơng .............................................................................................47

CHƢƠNG 3 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỌC FRANKI VỚI ĐIỀU KIỆN
ĐẤT NỀN TRÀ VINH..................................................................................... 48
3.1 Tổng quan điều kiện đất nền Trà Vinh ...........................................................48
3.1.1 Giới thiệu chung.............................................................................................48
3.2 Cơng trình tính tốn sánh.................................................................................49
3.2.1 Điều kiện địa chất cơng trình.........................................................................49
3.2.2 Cơng trình tính tốn so sánh ..........................................................................52
3.2.3 Quy mơ kiến trúc cơng trình .........................................................................52
3.2.4 Giải pháp kết cấu và vật liệu sử dụng............................................................52
3.3 Tải trọng và tác động ........................................................................................54
3.3.1 Tĩnh tải ...........................................................................................................54
3.3.2 Hoạt tải ..........................................................................................................54
3.3.3 Tải trọng gió ..................................................................................................55
3.4 Các bƣớc tính tốn và kết quả nội lực.............................................................57
3.5 Bài tốn tính tốn thiết kế cọc khoan nhồi và cọc Franki .............................58
3.5.1 Địa chất địa điểm xây dựng ...........................................................................58
3.5.2 Bài tốn tính tốn thiết kế so sánh cọc khoan nhồi và cọc Franki ................59
3.6 Kết luận chƣơng ................................................................................................ 81

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ......................................................................... 82
1.

KẾT LUẬN .....................................................................................................82

2.

KIẾN NGHỊ ....................................................................................................82

TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 84
PHỤ LỤC.......................................................................................................... 86


TÓM TẮT LUẬN VĂN
ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KỸ THUẬT CỦA CỌC FRANKI KHI ÁP DỤNG TRÊN
ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH
Họ v
dâ dụ

v

:L

T

ơ

M

ố: 60580208 K

dụ

dụ

rộ

Nghiên

y

ộ

ờv

v

y

: Kỹ

ậ xây dự

y

ị
x

ọ

ơ

rì

r

ộ â
ệ

ơ

ớ

dụ

ỉ

Tr V

L

ộ d

N ờ ơ

r

T y

d
ơ

ệ

d

ỹ

ậ

ử

rì

ở Vệ N

ọ Fr

vớ ọ

ở rộ
ọ

ự

d vậy

ệ é v

ơ

ơ

x y
x

y

ị

T

v
Từ khóa - ọ Fr

v

ơ

ị
rì

- H N

ệ

ằ

ơ

ớ

ọ

v

r
dụ

ọ

C

: K32 Tr ờ

ở rộ

rộ
r

y

ệ

Tóm tắt - Cọ
v

N

ọ

ị

r
ọ

ớ
ở rộ

r
y

EVALUATING THE EFFICIENCY OF THE FRANKI PILE TECHNIC
APPLIED IN TRA VINH PROVINCE
Abstract - Bottom extension piles are a method of construction that has been
developed and applied extensively due to the advantages and applicability. However,
due to the limited use and limited construction equipment in Vietnam. This research was
proposed to evaluate the technical efficiency of Franki piles compared to bored piles
when applied in Tra Vinh province, contributing to the expansion of options for the
foundation of the structure. It is a form of closed pile, so it can penetrate the hard soil,
reaching great depth. Thanks to the compressed dry-wall technology, the soil around the
bottom of the pile is improved, so the initial load capacity of the soil is also increased
significantly. The author has summarized the calculation of the results achieved and set
the direction for further development.

Key words - Franki pile, closed piles, load bearing capacity, pile bottom extension.


DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 Tiêu chuẩn mức độ rung gây phá hoại cơng trình đặc trưng ....................... 7
Bảng 2.1: Bảng giá trị hệ số không thứ nguyên K (Nordlund, 1982) .......................... 13
Bảng 2.2: Bảng giá trị hệ số K/N cho một vài loại đất (Sharma, 1988) ....................... 14
Bảng 2.3: Giá trị Ks cho một số loại cọc trong đất cát ( Meyerhof 1976) .................... 15
Bảng 2.4: Trị số  2 hệ số điều kiện làm việc của đất ở mặt bên mũi cọc ..................... 17
Bảng 2.5: Trị số ma sát tới hạn ui (T/m2) ...................................................................... 17
Bảng 2.6: Bảng tra hệ số , Aok, Bok .............................................................................. 18

Bảng 2.7:Bảng tra giá trị Ri ( T/m2) .............................................................................. 19
Bảng 2.8: Bảng tra hệ sối và Kc .................................................................................. 22
Bảng 2.9: Đặc trưng kỹ thuật thiết bị KPF điển hình ................................................... 26
Bảng 2.10: Các số liệu cơ bản của thiết bị KPF ........................................................... 27
Bảng 2.11: Các trang bị ống dẫn và đầu búa thi công cọc Franki ............................... 27
Bảng 2.12: Hệ số thích dụng Kmax của búa đóng cọc .................................................... 28
Bảng 2.13 : Sai số cho phép về lỗ cọc khoan nhồi ........................................................ 30
Bảng 2.14: Giới thiệu một số phương pháp và thiết bị thi cơng cọc có chân mở rộng ở
Nhật Bản ........................................................................................................................ 39
Bảng 3.1: Tĩnh tải các lớp cấu tạo sàn ......................................................................... 54
Bảng 3.2: Hệ số k .......................................................................................................... 55
Bảng 3.3: Phân vùng áp lực gió (Theo TCVN 2737 – 1995) ........................................ 55
Bảng 3.4: Bảng tính tốn tải trọng gió tác dụng lên cơng trình ................................... 56
Bảng 3.5: Bảng tính mfi.li.fi của móng M1 cọc khoan nhồi ............................................ 63
Bảng 3.6: Bảng tính lún................................................................................................. 70
Bảng 3.7: Bảng tính lún cọc Franki .............................................................................. 80


DANH MỤC CÁC HÌNH - BIỂU ĐỒ
Hình 1.1 Cọc Franki mở rộng đáy ............................................................................... 3
Biểu đồ 1.1 Mối liên hệ giữa mức độ rung của cơng trình và khoảng cách ................ 8
Biểu đồ 1.2 Ghi nhận vận tốc điểm hạt cực đại đặc trưng – phương đứng ................ 8
Biểu đồ 1.3 Ghi nhận vận tốc điểm hạt cực đại đặc trưng – phương truyền .............. 8
Biểu đồ 1.4 Ghi nhận vận tốc điểm hạt cực đại đặc trưng – phương ngang .............. 8
Biểu đồ 1.5 Tổng hợp ghi nhận vận tốc điểm hạt cực đại ........................................... 9
Biểu đồ 1.6 Vận tốc điểm hạt max đối với chiều sâu hạ đáy ống và khoảng cách ...... 9
Biểu đồ 1.7 Mặt cắt dọc phương ngang của phổ vận tốc hạt cực đại .......................... 9
Hình 2.1 Dạng cọc chống ............................................................................................. 11
Hình 2.2 Dạng cọc ma sát ............................................................................................ 11
Hình 2.3 Thiết bị hạ cọc ............................................................................................... 24

Hình 2.4 Thiết bị đổ bê tơng cọc .................................................................................. 25
Hình 2.5 Q trình thi cơng cọc Franki điển hình ....................................................... 29
Hình 2.6 Thiết bị thi cơng hạ cọc Franki ..................................................................... 32
Hình 2.7 Q trình tạo lỗ thi cơng cọc Franki ............................................................. 33
Hình 2.8 Q trình đổ bê tơng cọc ............................................................................... 34
Hình 2.9 Thiết bị mở rộng cọc bằng gầu đào............................................................... 38
Hình 2.10 Cọc Franki Composite ................................................................................. 43
Hình 2.11 Một số hình ảnh thiết bị thi cơng ................................................................. 45
Hình 2.12 Dạng đáy một loại cọc Franki ..................................................................... 46
Hình 2.13 Thiết bị khoan cọc Franki có đường kính nhỏ ............................................ 46


Hình 3.1 Mặt cắt địa chất ven biển châu thổ Sơng Cửu Long ..................................... 49
Hình 3.2 Mặt cắt địa chất cơng trình ........................................................................... 50
Hình 3.3 Thể hiện chiều sâu Zi .................................................................................... 63
Hình 3.4 Mặt bằng bố trí cọc cho móng M1 ................................................................ 66
Hình 3.5 Sơ đồ tính lún khối móng quy ước ................................................................. 71
Biểu đồ 3.1 So sánh khả năng chịu lực của cọc Franki và cọc khoan nhồi ................. 81
Biểu đồ 3.2 So sánh độ sâu cọc Franki và cọc khoan nhồi .......................................... 81


1

CHƢƠNG MỞ ĐẦU

1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay, ở

ớ

dụng một biện pháp c i thiện kh
y

cọc khoan nh i mở rộ

ằ

ịu t i c a cọ

kh

ịu t i c a
ng thời có th

…

áp dụng cho việc xử lý các sự cố, khuy t tật cọc khoan nh

y ọc còn có các biện pháp mở rộ

Ngồi cọc khoan nh i có mở rộ

khác áp dụng cho các d ng cọc khác nhau. Một trong những d ng cọ
y

rộng

r

c mở

d ng cọc Franki.

D ng cọc này

ời Bỉ

P

ô
tc

ây

ột d ng cọ

ọ

ô

ọ

ổ t i chổ, mở rộ

y

d vậy nó có th xuyên qua

ộ sâu lớn. Nhờ công nghệ é v

t tớ

y ọ

y n giao c a th kỷ bởi kỹ

c phát tri n vào nhữ

Fr

lớ

y

c c i thiệ v d

ô

ịu t

ô

uc

t xung
c

.
Tr

ịa bàn tỉ

Tr V

v

t

c quy ho ch và phát tri n, các nhà cao
v ệc,.....sẽ

c xây dựng rộng rãi trong thời gian

tới. Do vậy, việc nghiên c u và áp dụng công nghệ thi cơng cọc mới nói chung và
cọ Fr

r

r

ịa bàn tỉnh Trà Vinh là h p lý, góp ph n mở rộng các
ị

g án lựa chọn k t c u móng cho các cơng trình, tuỳ theo từ

m, quy

mơ và yêu c u sử dụng.
Vì vậy trong thời gian s p tới Trà Vinh sẽ là một tỉnh trọ
v

ơ

rì

ớn sẽ

m trong khu vực

với nhi

khác nhau. Chính vì những lý do trên chọ

t k thi công

tài “Đánh giá hiệu quả kỹ thuật của

cọc Franki khi áp dụng trên địa bàn tỉnh Trà Vinh”.
2. Mục tiêu nghiên cứu
tài sẽ tập trung nghiên c u và làm rõ kh

ịu lực c a cọc Franki khi

ọc khoan nh i v hiệu qu kỹ thuật.

chịu t i và so sánh vớ

ệu qu kỹ thuật c a cọc Franki so với cọc khoan nh i và tính kh thi
khi thực hiện áp dụng cọ Fr

r

ịa bàn tỉnh Trà Vinh.

3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu


2
ố

ng nghiên c u: Cọc Franki.

Ph m vi nghiên c

: ịa bàn tỉnh Trà Vinh.

 Bố cục luận văn:
Ngoài ph n mở
bày g

u, k t luận và ki n nghị, nội dung luậ v

3

c trình

:

− Chƣơng 1: Tổng quan v cọc Franki
− Chƣơng 2: C

ở lý thuy t áp dụng cọc Franki

− Chƣơng 3: Nghiên c u ng dụng cọc Franki vớ
n n Trà Vinh.

u kiệ

t


3

Chƣơng 1 TỔNG QUAN VỀ CỌC FRANKI

1.1 Tổng quan
1.1.1 Định nghĩa về cọc Franki:
r

Cọc Franki là một d ng cọ

ống, mở rộ

y ọc bằ

cơng mở rộ

y ọc. Q trình thi
y ọc. Nhờ

c thực hiện t

có biện pháp thi cơng cọc trong ống, mở rộ

y d vậy ch

ng cọ

m b o,

ịu lực cao.

kh

Hình 1.1 Cọc Franki được mở rộng đáy.
1.1.2 Lịch sử phát triển cọc Franki
1.1.2.1 Trên thế giới
Cọ Fr

c bi

n và sử dụng rộng rãi trên th giới. D ng cọc này
ập niên 60 – 70 bởi kỹ

c phát tri n vào nhữ
Bỉ. T i B c Mỹ, hệ thống cọ Fr

Fr

c bi

ời

i cọc phun áp su t

y ọc.
y Cọ Fr

K từ
rộ
A
r

r
r

r

ớ

T

… ọ Fr
d
v

y
ớ

r

r

ử dụ

Mỹ C
dự

ọ
ị

xây dự

ơ
Cơ

ẽv

ệ

d

ớ v
rì

A

dụ
P

y

vớ

y xây dự

y
ở

ơ
ớ


4
r

x

ô

ệ

r

ô

é

ữ

dự

y
ô

T i khu vự
ậ v
Fr

ộ

r

7 dự

ô

ọ

ô

vớ ổ

dụ

Á

v 2

v

D

r

ọ

Từ
ọ
ô

ỉ

ô

ô

2400 ọ

ổ
ô

ỉởJ

d

d

D

r

S

r v

I d

r

ố

y
dự

I d

ổ

d
rở

ố

ớ

460 000 ọ

ị

Fr

M

2002 FT Fr

1 ộ

I d

y

y FT Fr
3

ị

ữ

y

ô

I d

ố M d

S r

ệ

FT Fr

FT Fr

ố

ử dụ

ô

1975 vớ

ố I d
y

ở rộ

ớ I d

Tr

dụ

ớ

y 8/11/1973 V
ị

ị

xây dự

ô rộ

N

ớ 39 000

x y
Y

ọ v

r

dụ

T

ổ

3474 dự

d

ô

ọ

6 755 250

1.1.2.2 Trong nước
Hiện nay, ọ Fr
ỉ 70

ớ

rộ

dù

dụ
ọ

r

2–4

ờ

X â M

dụ

ở rộ

-S

ộ

A2 N ọ K

TCVN 10304 - 2014 “ M
ọ

ở rộ

d ớ

Fr

y
ây

ộ ố ơ

Tr

ờ

K ệ v Cơ

rì

C

- Số 1 P

H yT ơ

ọ -T

ổ

ệ

ở
ố

dụ

ộ

â
ố v

- H Nộ v
”

y ằ

v

rì

rì

Lý T

ơ

H L

VD: Cơ

ệ

ọ Fr

dự

Tây G

ậ

r

ệ

y

ệ ố

ì v

ổ

ơ

ớ
C

ơ

ở

y ọ

EVER FORTUNE - 83

Vệ N

40 – 60

ờ

y vớ rọ

ổ

ở

ệ

yở

ô

y

ớ

ị
dụ

ớ

1.1.3 Các vấn đề cần nghiên cứu về cọc Franki
ở lý thuy t tính tốn, thi t k cọc Franki.

-

Nghiên c

-

Biện pháp thi cơng cọc Franki.

y

dụ
ơ

rì

xây


5
1.1.4 Phạm vi – mục tiêu nghiên cứu
ệu qu kỹ thuật c a cọc Franki khi áp dụ

Nghiên c

r

ịa

bàn tỉnh Trà Vinh.
1.2 Điều kiện áp dụng công nghệ cọc Franki
1.2.1 Sơ lược về khả năng chịu lực của cọc Franki
T i trọng nén dọc trục c a é dọ
10 M
ữ

ọ

ố Lự

vệ

hình (kN)
â

rụ

ọ r
ộ
ọ

v

é

ọ

rì

ữ

ọ

y r

:

400

500

600

125

400

1000

1750

2500

12

20

40

50

50

500

750

1200

1500

1750

1:4

1:4

1:4

1:4

1:4

ớ

T é

ử dụ

250

ì
ữ

v ừ8

150

ọ ớ

K

r

ự
ị

rọ

ờ

16 M

â

Đƣờng kính cọc

C

ọ

é dọ rụ

r
T

rụ

4x10mm 4x10mm 4x10mm 4x10mm 4x10mm
T

ố

ớ

K z

yd

ọ

Q

y

ệ

rọ

vớ

40

rì

vệ
rọ
Dự
ọ

rọ

ị

M

ổ

ry
ộ

ọ d
ẫ

rọ

ù

5
Cọ

ệ

14 7
r

T r

ọ

ự

C

ộ
r
ự

ọ d

14

r

ờ
vớ

vớ

rọ

ọ

ộ Vị

d

r
ệ

ọ

C

é

1560 N K

ọ

1335 N K

440

y ọ

r
vệ

y

Câ

y

ô
ọ

O

vệ

r

ệ

K

ộ

ở rộ

ọ Fr

ộ

vớ
Dự

dụ

ô
ọ

ọ 50

4200 N ổ

dự

dụ

ử

V dụ: Cô
ờ

1985 v

w

2670 N

ọ
rọ
vớ 2

14 6
M
rờ

F rd

ọ d

ẫ

vô Cọ

84

ờ


6
vớ

rọ

v ệ 1335 N K

vớ 2

rọ

vệ

N ữ
ị

ố

ổ

ộ

r

ự

ệ

rọ

ọ

y rằ

ộ

vớ

2670 N

16

ọ

ở rộ

y

ộ d

ọ

ọ

1.2.2 Ưu điểm của cọc Franki
c thi công trong ống vì vậy các v

- Cọ
ơ

hố

i.
y

- Cơng nghệ mở rộ
rung ở m

y ọc, do vậy v

c thi công t

ộ vừa ph i. Cọ Fr
ộ rung n n

t i chỗ

ớc ng m và sụp thành

v

ộ

v

ộ n nh trong các lo i cọ

ô

ộ
ô

c ghi nhận và nằm ở d ới m c tiêu chu n cho

phép.
y ọ

- Việc mở rộ
Do vậy

ịu t i c a cọc và c
với các cọ

i l i ích kinh t

t n n.
ng có cùng

ớc và chi u sâu h cọc.
ống, vì vậy nó có th xun qua lớp

- Do thi công bằ
tc

ộ sâu theo yêu c u và có th thi cơng t i mọ

t tớ

(có th

ộ â >60

t tớ

r

v

ọc neo, có th mở rộ

ối với các t i trọ

cọc tùy theo yêu c u chịu lự
t

tn n

u kiện thuận l i).
ơ

- Cọc Franki có th

u kiệ

: i trọ

c biệ

y

ộ

t,

…

1.2.3 Hạn chế của công nghệ cọc Franki
- Giá c thi t bị
- K

t.

ô

ộ rung n n.

Qua nghiên c u v
y

M r

J

-

ọ Ad

Ad

d

é
ằ

M

d – Mỹ v R

y ổ
ọ

ỗ
rị

ây
ờ

N

ô
C Gr ff

ố

ở rộ
ừ â

ộr

ọ Fr
vậ

ố

ơ

rì

vậy

K

ỹ

r W Gr

d

ố ệ v

ộr

v

ọ

ổ

ậ xây dự
K

ọ

ỗ
v

ở rộ
ô r ờ

ị

–
ô

ậ rằ

H
ọ

15

ực
ịx ố
y

ộ
1.3 Độ rung nền khi thi cơng cọc Franki

rọ
ơ

ọ Fr

ì
ộr

y
v

7
1.3.1 Độ rung nền
Cọ Fr

ô

y

ộr

m
ô

ô

ọ G

rộ

rị vậ

ố

ọ

35

ọ

ô

ổ

môi tr ờ

ọ
ộ

ự

y

rằ

ằ

ỗ

ở rộ

88
ừ â

r

ố

ớ

rì

/
ọ

vì vậy
ơ

C

ở

dữ ệ

y

dụ

ơ

ố

1.3.2 Kết quả nghiên cứu độ rung
1.3.2.1 Đo mức độ rung của nền đất
r

Một vài quốc gia và một số các tổ ch c quốc t
m vận tốc h t cự
G dr

2000

y n cáo v

i cho một số lo i cơng trình khác nhau. Amick và

ổng h p l i theo b ng sau:

Bảng 1.1 Tiêu chuẩn mức độ rung gây phá hoại cơng trình đặc trưng
Loại cơng trình
C

ơ

D

ơ

N

ở dâ

N

ở dâ

Vận tốc hạt (mm/s)

rì

ơ

ệ

100

rì

100
50
ơ

rì

ớ xây dự

50

Nhà ở dâ

25

N

ở dâ

r

Cơ

rì

x ố

Cơ

rì

ị

ử

Cơ

rì

ị

ử d

Khi m

12.5
rọ

3
ổ

2

ộ phá ho i cơng trình là quan trọ

r ớc m

ghi l i mộ

thị v

4

ộ phàn nàn, lo l ng c

ì

ỷ lệ v tiêu chu n
ờ W

1981

ộ rung c a n n t i một số lo i thi t bị thi công khác nhau,

bao g m c các lo i cọ


8

Biểu đồ 1.1Mối liên hệ giữa mức độ rung của cơng trình và khoảng cách (Wiss 1981)
1.3.2.2 Một số biểu đồ phân tích độ rung khi thi cơng cọc
Vận tốc h
t i những thờ

c tính tốn bởi q trình tập h p giá trị

ờng gia tốc

m quan trọng.

Biểu đồ 1.2 Ghi nhận vận tốc điểm hạt cực đại đặc trưng – phương đứng (đã lọc)

Biểu đồ 1.3 Ghi nhận vận tốc điểm hạt cực đại đặc trưng - phương truyền

Biểu đồ 1.4 Ghi nhận vận tốc điểm hạt cực đại đặc trưng – phương ngang (đã lọc)


9

Biểu đồ 1.5 Tổng hợp ghi nhận vận tốc điểm hạt cực đại (đã lọc)
Những k t qu
vận tốc h t cự
tính từ â

ờng hồn thành v
ối với chi

â

yố

ộ rung c a n n, trong giới h n c a
ọc và kho ng cách phía sau

ọ

Biểu đồ 1.6 Vận tốc điểm hạt max đối với chiều sâu hạ đáy ống và khoảng cách

Biểu đồ 1.7 Mặt cắt dọc phương ngang của phổ vận tốc hạt cực đại


10
So sánh với giá trị lớn nh t là 8 8
ệ ở
11
y rằ
rì
ữ
ơ
rì r
y
cơng trình
ị

/ vớ

rị ớ
ở rộ
ị
ử

ọ
rì

ơ

y
y

ỉ

ở
ổ

ớ
y ác

rị

ố

r

ọ G

rị

d

.

1.3.2.3 Kết luận
T ơ

ố

ử dụ

rự
ố

v

ố

ừ â

ớ

y

v

vậ

r

y

ự
ơ

15

ở rộ

rì
vậ

ớ

ý

/

ổ

rì

ì

r

ị

vậ

ửv

ố

d

ổ

T ơ

ố

T
rị

ơ

rì

ọ

ịx ố

ơ

ỗ
ố T y

ữ

vậ
vớ ự

ừ ọ

ỉ

ô r ờ

ử dụ

ô

3

ở

35
r

ớ
ý rằ

ố

88

ộ

ố

â

ô

ớ

ị

ở ây
ô

ố

ây r

rị
y

vớ

ố

y

y

ố

rọ

ở rộ

y
ữ

dụ
ố ệ

ệ

r ờ

v

d

1.4 Kết luận chƣơng
Từ những v

c nêu ở trên cho th y mỗi lo i cọ

u có nhữ

m riêng c a nó. Việc áp dụng lo i cọc nào tùy thuộ v

y

ơ

c

m và vị trí xây dựng c a cơng trình.
Cùng với thực t xây dựng ở

ớc ta cho th y cọc Franki là lo i cọc mớ

c áp dụng t i một số cơng trình. Tuy nhiên cọc Franki vẫ

c sử dụng

t i Trà Vinh, vì vậy việc nghiên c u và áp dụng công nghệ cọc Franki cho các
cơng trình xây dự
chung là h p lý và c n thi t.

u kiệ

t n n Trà Vinh nói riêng và ở

ớc ta nói


11

Chƣơng 2 CƠ SỞ KHOA HỌC TÍNH TỐN CỌC FRANKI VÀ CỌC
KHOAN NHỒI

2.1 Ngun lý tính tốn sức chịu tải của cọc Franki
2.1.1 Sơ lược về sự làm việc của cọc dưới nền đất
ơ

Trong thực tiễn t i trọ

rì

c truy n xuống n

t thông qua một

d ới chân cột khung ho

bộ phận gọi là móng. Móng là bộ phận k t c

ờng, ti p

nhận t i trọng từ trên xuống và truy n t i xuống n n.
N n là bộ phận cuối cùng c a cơng trình, ti p nhận t i trọng cơng trình truy n
v

qua móng. Hình d

ớc c a n n phụ thuộc vào lo

t làm n n, vào lo i

móng và cơng trình bên trên.
â

Móng cọc là d

r

ọc là bộ phận chính có tác dụng truy n

d ớ

t i trọng từ cơng trình lên t

ọc (s

u cọc) và các lớ

t

ọc là bộ phận liên k t các cọc thành

xung quanh cọc (s c kháng bên c a cọ

một khối. Dựa theo cách truy n t i c a cọc ta có th phân ra d ng cọc chống, d ng cọc
ma sát và d ng cọc chống + ma sát, dựa theo tr ng thái chịu lực c a cọc có th phân ra
d ng cọc nén và cọc uốn.
Cọc chống
rọ
y

d

ọ

ơ

rì

r y

ọ

ọ

ố

Cọ

d

ọ
ẳ

ự

v

ọ v

ọ

ộ
v

ọ vớ
M

x
ọ

v
r

ọ D

ờ
â

y ự
ọ v

ọ N
ọ

vậy
ì ẽ

r y

rọ

ơ

ố

r
x ố
ơ

r

T

ớ

y D

rì

ự d

ọ

y ọ

ọ

vệ
y rằ

r y
ự

ọ

ữ

x

ọ
ọ
ọ

ơ

Hình 2.1: Dạng cọc chống

ọ

x ố

ờ
ị

ộ

Hình 2.2: Dạng cọc ma sát

ị
ố ọ

ự
ố r


12
v

V sự làm việc c a cọ
r

thái ng su

v

t do cọ
z

ì
vớ

d

r
ỗ ọ

ọc gây ra cho th y rằng các cọc càng

rụ

ọ d

ọ

ệ
6D D:

ự

vệ

y ị

vớ

ờ

ở rộ

ọ

ây r

vớ

ớ

ộ rị ố

v

ở rộ

ở rộ

ộ

ọ
ì

ơ

ữ

ọ

r

ị

ọ

ọ

ẽ ớ

ọ ớ

ọ

ọ

ờ

ọ

ây r Vì vậy ộ

N

(Dmr:

ọc thơng qua việc nghiên c u v tr ng

ự

Q y

rụ

ọ

ừ 2 5D

y

y

ô

Dmr+1

1 5D mr

vớ

ọ

ờ

ý

ĩ

>2

2.1.2 Cơ sở lý thuyết tính tốn cọc Franki
Khi thi t k móng cọc, việ x

ịnh s c chịu t i c a cọ
â

Cọc trong móng có th bị phá ho i do b
D

phá ho
ờ
ự

t k c n thi t ph
ộ vật liệu

ọ

rị

Vớ

x

ọ v

ộ vật liệu ho

d

t n n bị

ịnh hai giá trị v s c chịu t i c a cọc
ờ

dù

ọ

ờ

rọng.

ộ

S

rị r

ọ

ô

v
ị

é

ị

vậ

ệ

:
P    (m1.m2 .Rbt .F1  Rct .Fct )

Tr

: Rbt : C ờ

ộ

Fbt : D ệ
Rct : C ờ

ơ

é

dệ

ơ

ộ

Fct : D ệ

ố
dệ

m1: Hệ ố
dị

m2 : Hệ ố
C

ẫ

ì

rụ;

;

é ;

ố

 : Hệ ố ố dọ
d

(2.1)

é ;

ọ ;

ệ

y

vệ
ẳ

ố vớ
ré

ệ

ọ
ì

ổ
1=

ằ

ố

0.85

vệ
rị

ơ
ơ

ị

ọ

ờ

ộ

:
2.1.2.1 Tính tốn cọc Franki thi cơng mở rộng đáy bằng búa đóng
S c chịu t i c a cọc bao g m 2 thành ph n: S
kháng ma sát bên c a cọc.

ọc và s c


13
 Xác định sức kháng mũi cọc cho phép theo cơng thức tính tốn Nordlund,
1982:
ọ

S c
ệ

é

Qp)all

ị

ừ ơ

:

Q 

2/3

p all

Tr

N V 
W  H  b
K

(2.2)

:
W: Trọ

dù

H: C

ơ

r

r

ở rộ
rì

ơ

Nb: Số

ơ

Cơ

ệ ố

ơ

ốv

10 ọ

y

2.2

ệ ố
22 G

é

y f 3)

K: Hệ ố

ô

f

y

V: L

rị

y ọ

WxH
ô

G

y ọ

y

25
K

x

rị x y

SPT

y

ơ

rị
ơ

ở

yv

ơ

ị

2.1. Khi ta có
rị K
ự

ố

ơ

â
ọ

S r

x

ị

rị é

ĩ

1988

Bảng 2.1: Bảng giá trị hệ số không thứ nguyên K (Nordlund, 1982)
L

S

ộ

C

ô

C

r

r

ị

Cát thô
C

r

C

ị

C r
ù
ù

ị
r

ớ

ô
r

Hệ ố K

Hệ ố K

(Trường hợp cọc bê

(Trường hợp cọc bê

tơng đầm nén đặc

tơng có khn bọc -

chắc)

dạng túi)

9

12

11

14

14

18

18

23

22

28

27

35

32

40

14

18

17

22


14
C

ị

ẫ

C

ù

24
600/N

khác

C

ị

ẫ

vô

Sé

ộ

Sé

ẫ

30

é

K≥18

1800/N

K≥50

18

25

20

27

30

40

Chú ý N: giá trị nhát búa tiêu chuẩn (SPT)
Bảng 2.2: Bảng giá trị hệ số K/N cho một vài loại đất (Sharma, 1988)
Loại đất

K

C

1. 600/N

ô

r ờ

18

ọ

ô

é
2. 1800/N

50

ô
r ờ
ô

C

ù r

C

ù

ị

2 5N

ị

3N

ọ
ọ –d

ọ
ọ

ô

r ớ v
ô

é

ô

ọ –d
C

ô

r

3 5N

ọ

ô

ô

ọ –d
 Xác định giá trị sức kháng ma sát bên của cọc
Giá rị
â
ọ

ô

ọ

ằ

r

â

ọ

ằ

ớ

ô

r

ớ

ố
ố

v
Hệ ố

ô
rị ự

3

- Tr ờng h p 1: Lo

t không cố k t

S c kháng ma sát bên c a cọ

Q   pK
f

c tính bằng cơng th c sau:
L L

s tan    'vl L
L0

23

(2.3)

24
â


15
Tr

:

’vl: ứng suất thẳng đứng hiệu quả tại một điểm dọc theo chiều dài cọc;
Giá trị này được khuyến cáo rằng chỉ tăng dần tới độ sâu đặc trưng

(=20B), vượt ra ngồi phạm vi đó, khuyến cáo giá trị’ vl = const.
B: chiều rộng cọc;
p: chu vi cọc;
Ks: hệ số áp lực đất, xác định theo bảng2.3

 được lấy bằng 2/3 khi thiết kế.
L: chiều dài cọc.
Bảng 2.3: Giá trị Ks cho một số loại cọc trong đất cát (Meyerhof 1976)
L

ọ

Ks

Cọ

0.5

Cọ H

0.5 - 1.0

Cọ

y

vị

1.0 - 2.0

- Tr ờng h p 2: Lo

t cố k t

S c kháng ma sát bên c a cọ

c tính bằng cơng th c sau:

L  Le

Q   p  C .L
f

Tr

:

–

v ọ ;

L–

d

ọ ;

Le -

d

ệ

ọ ;

Ca – ự d
T
ọ
G

rọ

v
é

Qp)all v ổ

(2.4)

a

L 0

ọ

ọ ;
Qc)all

rị ổ

rị

2

rị ổ

Qf)all.

rị

ọ
x y

(theo SNIP-2.02.03.85)

ỉ
ĩ

x y

(CPT

(SPT) (trình bày ở phần sau).
T
ọ

rọ
Qp)all v ổ

é

ọ
rị

Qc)all

rị ổ
Qf)all.

ý

2

rị ổ


16
Tính tốn độ chối của ống dẫn theo sức chịu tải thiết kế đối với nền đất gồm các lớp
đất rời, thấm nước ở chiều sâu bằng 1,5 chiều dài cọc theo biểu thức của Eitelvein
(Hà Lan):
e

Tr
ộ

: 1

ộ

P 2 .h

N .K .( P  Q)

(2.5)

ố

ố

dẫ d ớ

ộ

r

ở

;
P - rọ

;
r

hN-S

;

ị

é

Q- r

ố

K- ệ ố
ốK ằ

ự

ọ
dẫ

y ằ

ệ

r

ở

;

;
6-10

ử

ỳ

ơ

rọ

rì

x

ọ v

ộ

ị

ệ

ố

xác.
2.1.2.2 Tính tốn cọc Franki thi công mở rộng đáy bằng gầu đào và bằng
phương pháp phun phụt vữa áp lực cao:
 Tính theo chỉ tiêu cơ lý đất nền (theo SNIP – 2.02.03.85)
S c chịu t i cọ

c tính:
Qu 

Tr

Qtc
K tc

(2.9)

:

Qu : S

ị

Qtc: S

ị

é

Ktc: Hệ ố
S

Ktc=1,4

ị

x

ọ

ị

ô

ở rộ

ị

é dọ rụ

:



Qtc  m 1.Ri .F  u  2 . i .li

Tr

y



(2.10)

:
: ệ ố

< 0 85 y

ệ
=0 8 r

1 : ệ ố

v ệ Tr

ệ

r ờ
ệ

vệ

ự

é

y
d ớ

=1
ọ

ộ

ớ G