Công nghệ móng cọc - Phần II: Thiết kế và thi công cọc barrette

Phần II: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG CỌC BARRETTE GiỚI THIỆU Cọc Barrette: là một loại cọc khoan nhồi, không thi công bằng lưỡi khoan hình tròn mà là thi công bằng máy đào gầu ngạm hình chữ nhật. Cọc baret thường là hình chữ nhật có kích thước: chiều rộng 0.6÷1.5m, chiều dài 2.2÷6.0m. Và cọc baret có thể có nhiều tiết diện khác nhau như: +,T, I, L 1.THIẾT KẾ CỌC BARRETTE: 1.1.Khảo sát địa chất công trình cho móng cọc: VD: Trong nhiều trường hợp cọc barrette cần phải đụng tầng đá, mặt đá có thể nghiêng, cho nên mũi cạp đất của máy đào bị chận lại, không móc được hết đất, cho nên khi đổ beton, nó chỉ chịu trên một góc của barrette thôi. TCVN 160 : 1987 – “Khảo sát địa kĩ thuật phục vụ cho thiết kế và thi công móng cọc” 1.2.Thiết kế cọc barrette: 1.2.1.V
t liu làm cc barrette: Beton: #250 ÷ #350. Cốt thép: Thép chủ: Ф16 ÷ Ф32 loại AII. Thép đai: Ф12 ÷ Ф16 loại AI hoặc AII. 1.2.2.Tit din cc hình ch nh
t: a b Cạnh dài a (m) 2.20 2.20 2.80 2.80 2.80 3.60 3.60 3.60 Cạnh ngắn b (m) 0.80 1.00 0.80 1.00 1.20 1.00 1.20 1.50 Diện tích S (m²) 1.76 2.20 2.24 2.80 3.24 3.60 4.30 5.40 1.2.3.Mt s loi tit din khác: P=600T÷1600T P=1000T÷2000T P=1000T÷1800T P=1600T÷3200T P=1000T÷3600T P=1600T÷3000T 1.2.4.B trí ct thép cho cc barrette hình ch nh
t: Đường kính Loại thép Khoảng cách giữa các tim trục cốt thép Lưu ý Cốt thép Hàm lượng cốt thép dọc 16 - 32 AII 200 µ = 0.4÷0.65% Cốt thép đai 12 - 16 AI, AII 300 Cốt thép đai giằng ngắn 12 -16 AI, AII ≥ 300 Không làm cản trở việc đổ beton trong suốt chiều dài cọc 1.2.4.B trí ct thép cho cc barrette hình ch nh
t: • Chiều dài toàn bộ lồng cốt thép được nối bởi nhiều đoạn, dài từ 6÷12m. • Để đảm bảo cho lớp beton bảo vệ cốt thép dày ≥7cm phải đặt các con kê. • Đặt sẵn các ống bằng kim loại hoặc bằng chất dẻo có đường kính khoảng 60mm. Ghi chú: Cấu tạo lồng cốt thép rất đa dạng, tùy theo tư vấn thiết kế ; tùy theo kích thước cọc barrette, tùy theo điều kiện địa chất, tùy theo tải trọng công trình và tùy theo thiết kế thi công mà có thể thay đổi cho phù hợp. 1.2.5.Thit k đài cc barrette: Thí dụ: Haruo View Tower (HCM C.) dùng 3210m² 1.2.5.1.Bố trí cọc và đài cọc: a)Bố trí cọc đơn: tường trong đất dày 0.6m sâu 30m để làm 2 tầng hầm. Dùng 6 cọc Barrette 0.8x2.8m sâu 44.5÷46.5m. Công trình cao 19 tầng. b)Bố trí đài cọc của nhóm cọc: Thí dụ: Công trình đã dùng 2500m2 tường trong đất dày 0.8m sâu khoảng 22m và 58 cọc barrette 0.8m x 2.8m sâu 55m. c)Bố trí đài cọc cho tổ hợp nhiều cọc barrette: Thí dụ: Petronas Towers (Malaysia). Petronas Towers (1998) cao khoảng 450m. Công trình này đã dùng 29.000m² tường trong đất bằng beton cốt thép dày 0.8m sâu 30m để làm các tầng hầm. Đã dùng 2 loại cọc barrette 1.2x2.8m sâu từ 60÷125m và cọc 0.8x2.8m sâu từ 40÷60m. Đài cọc là loại móng bè dày 4.5m làm bằng beton cốt thép. 1.2.5.2.Thiết kế đài cọc đơn: a)Vật liệu làm cọc: Beton: #250 ÷ #350 Cốt thép: Ф12 ÷ Ф32, loại AII b)Kích thước đài cọc: Chiều cao đài cọc: Kích thước tiết diện đài cọc: Cạnh dài: Cạnh ngắn: Trong đó: b – bề rộng tiết diện cọc barrette a – cạnh dài tiết diện cọc barrette A ≥ a + 2 (250mm ÷ 350mm) B ≥ b +2 (250mm ÷ 350mm) hđ ≥ 1.5b c)Bố trí cốt thép: - Ở mặt trên và mặt dưới: Ф12÷32 loại AI, đặt thép có trục tim cách nhau ≈200mm. - Ở 4 mặt bên: Thép đài thưng đưc c u to thành 2 na mng khung ri ni vi nhau. Ф12÷32 loại AII, đặt thép có trục tim cách nhau ≈300mm. 1.2.5.3.Thiết kế đài có 2 cọc barrette: A ≥ a + 2 (250÷350mm) hđ ≥ 2.0b & B ≥ 4b +2 (250÷350mm) Chú ý: khoảng cách giữa 2 mép cọc barrette ≥2b. 1.2.5.4.Thiết kế đài có 3 cọc barrette: hđ ≥ 2.5b & hđ ≥ 2.0b b=0.60m; 0.80m b=1.0m; 1.2m; 1.5m A ≥ a + 2 (250÷350mm) B ≥ 7b +2 (250÷350mm) Chú ý: khoảng cách giữa 2 mép cọc barrette ≥2b. 1.2.5.5.Thiết kế đài cọc dạng móng bè có nhiều cọc barrette: 1- Khoảng cách giữa các cọc barrette (theo cạnh ngắn của tiết diện cọc) là ≥2b tính theo mép cọc, hoặc ≥3b tính theo trục tim cọc (b là cạnh ngắn của tiết diện cọc barrette). 2- Chiều dày của đài cọc hđ ≥ 3b. 2.THI CÔNG CỌC BARRETTE: 2.1.Đào hố cọc: 2.1.1.Thit b đào h: 2.1.2.Chun b h đào: Đào bằng tay một hố đào có kích thước đúng bằng kích thước thiết kế của cọc barrette và sâu khoảng 0.80-1.00m. 1 Đặt vào hồ đào nói trên một khung cữ bằng thép chế tạo sẵn. 2 Nếu không có khung cữ bằng thép thì có thể đổ bêtông hoặc xây tường gạch tốt với ciment mác cao. 3 2.1.3.Ch to dung dch bentonite: a)Tính chất dung dịch bentonite mới: • Dung trọng nằm trong khoảng 1.01 ÷1.05. • Độ nhớt Marsd >35s. • Độ tách nước <30cm3. • Hàm lượng cát bằng 0. • Đường kính hạt <3mm. b)Sử dụng và xử lý dung dịch bentonite: • Trộn 20÷50kg bột bentonite với 1m3 nước. • Cho dung dịch vào bể chứa. • Sử dụng dung dịch bentonite một cách tuần hoàn. Dung dịch khoan bùn được đưa về trạm xử lí. Các tạp chất bị khử đi, còn lại là dung dịch khoan như mới để tái sử dụng. Dung dịch sau khi xử lí phải có đặc tính sau: • Dung trọng <1.2 • Độ nhớt Marsh từ 35÷40s. • Độ tách nước <40cm3. • Hàm lượng cát ≤5%. 2.1.4.Đào hố cọc barrette bằng gàu ngạm: Gàu đào phải thả đúng cữ định hướng đặt sẵn. Hố đào phải đảm bảo đúng vị trí và thẳng đứng. Phải đảm bảo cho kích thước hình học hố đào đúng thiết kế và không bị sạt lở. Muốn vậy, phải đảm bảo dung dịch bentonite thu hồi về chỉ chứa cặn lắn ≤5%. Trong lúc đào phải cung cấp thường xuyên dung dịch bentonite mới, tốt vào đầy hố đào, bề mặt của dung dịch bentonite phải đảm bảo cao hơn mực nước ngầm ngoài hố đào 2m. Khi đào đến độ sâu thiết kế phải tiến hành thổi rửa bằng nước có áp. Dùng bơm chìm để hút cặn lắng bằng đất, cát nhỏ lên. Còn cát to, cuội sỏi, đá vụn thì dùng gầu ngoạm vét sạch. Trên thực tế thường rót khó vét sạch nên cho phép chiều dày lớp cặn lắng dưới đáy hố ≤10cm. Sau khi đào xong hố cọc barrette, phải kiểm tra lại lần cuối cùng kích thước hình học hố đào. Sai số cho phép của cạnh ngắn là ±5cm, cạnh dài là ±10cm, chiều sâu là ±10cm, độ nghiêng theo cạnh ngắn là 1% so với hố đào. 2.2.Chế tạo lồng thép và thả vào hố đào cho cọc barrette: Sai số cho phép về kích thước hình học của lồng thép như sau: • Cự ly giữa các cốt thép dọc: ±1mm. • Cự ly giữa các cốt thép đai: ±2mm. • Kích thước cạnh ngắn tiết diện: ±5mm. • Kích thước cạnh dài tiết diện: ±10mm. • Độ dài tổng cộng của lồng thép: ±50mm. Nối các đoạn lồng cốt thép lại với nhau khi thả xong từng đoạn có thể dùng phương pháp buộc (nếu cọc chỉ chịu nén) hoặc dùng phương pháp hàn điện (cọc chịu cả N, M,Q). 2.3.Đổ beton cọc barrette: Cấp phối beton thường dùng như sau: • CLL (đá dăm 1x2cm hoặc 2x3cm): %. • CLN (cát vàng): 45%. • Tỉ lệ N/X: 50%. • Ciment PC30: 370÷400kg/1m3 beton. Độ sụt của beton: 13÷18cm. Trước khi đổ bêtông phải lập đường cong đổ bêtông cho một cọc barrette, theo từng ôtô beton một. Một đường cong đổ beton phải có it nhất 5 điểm phân bố đều đặn trên chiều dài cọc. Đổ bêtông bằng phểu hoặc máng nghiêng nối với ống dẫn. Đầu ống bêtông có nút tạm, khi bêtông đầy, trọng lượng beton sẽ đẩy nút xuống làm cho beton chảy liên tục xuống hố đào, cách làm này nhằm tránh beton bị phân tầng. Ống đổ beton có chiều dài bằng chiều dài cọc. Trước lúc đổ beton, nó chạm đáy, sau đó được nâng lên khoảng 15cm để dòng beton chảy xuống liên tục. Khi beton từ dưới đáy hố dâng lên thì cũng rút ống dẫn beton lên dần nhưng phải đảm bảo đầu ống luôn ngập trong beton tươi môt đọan 2÷3m. Tốc độ đổ beton không được quá chậm cũng không được quá nhanh, tốc độ hợp lí là 0.6 m3/phút. Không nên bắt đầu đổ beton vào ban đêm mà nên đổ vào sáng sớm. Phải đổ beton liên tục cho xong từng cọc trong 1 ngày. Phải thường xuyên theo dõi và ghi chép mức cao của mặt beton tươi dâng lên sau mỗi ôtô đổ vào hố cọc. Phải tính được lượng beton cần thiết đổ đầy mỗi cọc để chủ động trong thi công. Khối lượng beton thực tế thường lớn hơn khối lượng beton tính toán (theo kích thước hình học của cọc) khoảng 5÷20%, nếu quá 20% thì phải kiểm tra lại.