3_2_ Mot So Van de Ve CN Nen Mong Trong XD-Trinh Viet Cuong

5/10/2018 3_2_ Mot So Van de Ve CN Nen Mong Trong XD-Trinh Viet Cuong - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/32-mot-so-van-de-ve-cn-nen-mong-trong-xd-trinh-viet-cuo

1

MỘT SỐ VẤN ĐỀ VỀ CÔNG NGHỆNỀN MÓNG PHỤC VỤ XÂY DỰNG

NHÀ CAO TẦNG

TS. Tr ị nhVi ệt C ườ ng

Vi ện KHCN xâyd ự ng, Bộ Xây d ự ng

1. Một số vấn đề về tiêu chuẩn thiết k ế nền móng

2. Móng cọc chịu tải tr ọng cao

3. Giải pháp móng bè-cọc

4. K ết luận và kiến nghị

Nội dung

Ø

Từ 1990 đến nay các giải pháp nền móng đã đáp ứngđượ c yêu cầu xây dựng nhà cao tầng vớ i qui mô ngàycàng lớ n

Ø Nhiều công nghệ thi công tiên tiến đã đượ c đưa vào ápdụng nhưng chưa đượ c tổng k ết kinh nghiệm

Ø Một số giải pháp thiết k ế hợ p lý đã đượ c nghiên cứunhưng việc áp dụng còn gặ p nhiều khó khăn

Ø Đã xảy ra một số lượ ng đáng k ể sự cố do nguyên nhânnền móng, chủ yếu là hư hỏng công trình lân cận hốmóng nhà cao tầng

Ø Các tiêu chuẩn về thiết k ế nền móng chưa đượ c soát xéttừ 15-20 năm. Một số nội dung của tiêu chuẩn chưachính xác, một số qui định khác dẫn đến lãng phí của xãhội. Các tiêu chuẩn về nền móng cần đượ c soát xét.

Công nghệ n ền móng nhà cao t ầng ở Việt Nam hiện nay

Ø Hầu hết các nhà cao tầng sử dụng giải pháp móng cọc,trong đó cọc khoan nhồi chiếm tỷ lệ lớ n;

Ø Khả năng chịu tải của cọc xác định theo vật liệu cọcvà nền: [Pcọc]=Min{[Pnền]; [PVL]}.

Thiế t k ế hợ p lý khi [P nề n ]» [P VL ]

Ø Khi áp dụng TCXD 195:1997, [PVL] thườ ng đóng vaitrò chi phối do qui định cườ ng độ nén của bê tông[R n]£60¸70 kG/cm2.

Ø Độ tin cậy của k ết quả tính toán sức chịu tải của nềnkhông cao.

Sứ c chịu tải của cọc

Ảnh hưở ng do giớ i hạn [R n] đối vớ i sứ c chịu tải:

Ø Sức chịu tải của cọc thấ p, không tận dụng đượ c khả năngchịu tải của nền, tăng số lượ ng cọc và giảm hiệu quả kinh tế;

Ø Cản tr ở sử dụng vật liệu cườ ng độ cao và công nghệ thi côngtiên tiến, không phù hợ p vớ i xu thế bảo vệ môi tr ườ ng;

Ø Không đủ mặt bằng để bố trí cọc cho các công trình tải tr ọnglớ n. Tiêu chuẩn không sử dụng đượ c cho nhà siêu cao tầng;

Ø Nhiều công trình phải lựa chọn áp dụng các tiêu chuẩn thiếtk ế của phươ ng Tây (thông thườ ng sức chịu tải cho phép củacọc có thể tăng 30-40%).

Sứ c chịu tải của vật liệu cọc


× BT trong lỗ khoan khô

× Đổ BT trong dung dịch

Bằng ứng suất cho phép

80% ứng suất cho phép

Hong Kong GeoHandbook

× Ống chống v ĩ nh cửuR n=0,33f’c (Hạn chế nở hông)

R n=0,27f’c (Nở hông)

ACI 543,

EM 1110-2-2906

× f ck – Cườ ng độ mẫu tr ụ

× (DIN thiết k ế theo TTGH)

R n=a×f ck / gc vớ i a=0,85 và gc=1,5 Þ R n=f ck /1,76

DIN 1405-1

× Cao hơ n, nếu đặt ốngchống suốt chiều dài cọc

R n£ R 28/4BS 8004:1986

×Đổ BT trong dung dịch

× BT trong lỗ khoan khô

R n =Min{ R 28/4,5; 60 kg/cm2}

R n = Min{ R 28/4; 70 kg/cm2}

TCXD 195:1997

TC thiết k ế móngcọc, Viện Kiến trúc Nhật Bản

Ghi chúCườ ng độ nén của BTTiêu chuẩn

Nhận xét : Ngoài Nhật và Việt Nam, các tiêu chuẩ n khác không khố ng chế cườ ng độ

nén của BT cọc khoan nhồi



2

Cơ sở để điều chỉnh tăng hoặc bỏ giớ i hạn vớ icườ ng độ của bê tông và thép cọc khoan nhồi:

Ø Tiêu chuẩn của hầu hết các nướ c không giớ i hạn tươ ng tự;

Ø Năng lực về ngườ i và thiết bị thi công của các nhà thầu đãđượ c tăng cườ ng về lượ ng và chất so vớ i khi các tiêu chuẩnthiết k ế cọc khoan nhồi đượ c ban hành

Ø R ất hiếm khi cọc bị phá hoại k ết cấu trong thí nghiệm nént ĩ nh, mặc dù đã đượ c nén đến 250-300% sức chịu tải cho phép;

Ø Việc kiểm tra chất lượ ng cọc ngày càng chặt chẽ, trang thiết bị ngày càng hiện đại.

Kiến nghị: Lấy R/4 £ [R n] £ R/3


Các công thức tính toán của nướ c ngoài đượ c đưa vào TCXD195:1997 và TCXD 205:1998, nhưng chưa đượ c kiểm chứngtr ướ c khi đưa vào tiêu chuẩn;

Ø Công thức của tiêu chuẩn Nhật Bản (tính theo SPT) đượ c sửdụng r ộng rãi hơ n cả. Áp dụng các công thức này cho k ết quảsức chống dướ i mũi cọc cao (trên 30%) khi cọc đượ c hạ đếnlớ p cuội sỏi ở khu vực Hà Nội;

Ø K ết quả thí nghiệm nén t ĩ nh cọc có gắn thiết bị quan tr ắc phân

bố lực dọc thân cọc cho thấy mức độ chênh lệch cao giữa k ếtquả tính toán và thực nghiệm. Ví dụ ma sát bên trong các lớ pđất r ờ i cao gấ p 3-6 lần so vớ i k ết quả tính toán (hình 1).

Ngượ c lại, sức chống dướ i mũi cọc thấ p hơ n nhiều so vớ i tínhtoán (Hình 2).

Sứ c chịu tải của cọc theo đi ều kiện đấ t n ền

Hình 1. Ma sát bên trong các l ớ p cát và bụi ở khu vự c Hà N ội

Sứ c chịu tải theo đi ều kiện đấ t n ền

Nhận xét:- K ết quả tính toán thấ p hơ n so vớ i thực nghiệm ở tất cả các khoảng giátr ị của sức kháng xuyên tiêu chuẩn;- Công thức tính toán của TCXD 205:1998 cho k ết quả quá thiên về antoàn.


Nhận xét:- Sức kháng dướ i mũi cọc chiếm tỷ lệ thấ p trong sức chịu tải tổng cộng. Cọckhoan nhồi ở khu vực Hà Nội chủ yếu là cọc ma sát;- Sức chống xác định theo tính toán cao hơ n r ất nhiều so vớ i k ết quả thựcnghiệm;- Hiệu quả xứ lý mũi cọc tại Pacific Place (¨) tươ ng đối tốt, tại Pacific Place(■) hiệu quả là không đáng k ể

Hình 2 S ứ c chố ng d ướ i mũi cọc khoan nhồi ở cấ p t ải thiế t k ế


- Từ k ết quả nén t ĩ nh 21 cây cọc khoan nhồi ở khu vực Hà Nội vàTP. Hồ Chí Minh, xác định đượ c tươ ng quan:

Qu =aNa Ap + (0,66NcLc+0,45NsLs+0,22NgLg) pd

V ớ i: a = 15 N c , N s , N g - s ố búa SPT trong đấ t dính, cát/b ụ i và cát l ẫ n s ạ n s ỏ i

- Cần thu thậ p thêm số liệu nén t ĩ nh cọc để xây dựng tươ ng quan phùhợ p hơ n cho điều kiện đất nền Việt Nam.

Hình 3. So sánh k ế t qu

ảtính toán sứ c chịu t ải giớ ihạn vớ i nén t ĩ nh

Ø

Độ lún cho phép trong các tiêu chuẩn Việt Nam đượ c lấytheo qui định ở Liên Xô. Giá tr ị cho phép của độ lúnđượ c qui định theo loại k ết cấu và không xét đến điềukiện của đất nền;

Ø Nhiều tiêu chuẩn của các nướ c tiên tiến không đưa ra giớ ihạn về độ lún tuyệt đối;

Ø Giớ i hạn độ lún tuyệt đối khắt khe là tr ở ngại cho xâydựng nhà cao tầng trên nền đất tr ầm tích có bề dày lớ nnhư ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long;

Ø Giớ i hạn khắt khe cũng cản tr ở nhiều giải pháp móng hợ plý, ví dụ móng nông, cọc đóng/ép, gia cố nền, móng bè-cọc, v.v., cho các công trình xây dựng nói chung;

Ø Trong nhiều tiêu chuẩn, độ lún cho phép cao hơ n so vớ iqui định của Việt Nam.

Độ lún cho phép của công trình



3

Độ lún cho phép trong một số tiêu chuẩn nước ngoài

Tùy loại k ết cấu80-100TCXD 205:1998

Vùng I (nền đá, đất cứng)

Vùng II, III (đất yếu)

50

300

Tiêu chuẩn nền móngMexico City 2004

Có thể chấ p nhận độ lún lớ nhơ n nếu lún lệch nằm trong

phạm vi cho phép

50Eurocode 7

H£100 m

100 m <H£200 m

200 m <H£250 m

400

300

200

GB 50007-2002 (Nhà caotầng ở Trung Quốc)

Tùy loại k ết cấu76-152EM 1110-1-1904 (QĐ Mỹ)

Tùy loại móng, đất nền50-125IS 1904-1986 (Ấn Độ)

Ghi chúSmax (mm)Tiêu chuẩn

Cơ sở để điều chỉnhtrị cho phép độ lún tuyệt đối:

Ø Chỉ một số tiêu chuẩn nướ c ngoài đề ra giớ i hạn lúntuyệt đối, thông thườ ng chỉ khống chế độ lún lệch;

Ø Nhiều công trình cao tầng ở nướ c ngoài cho phép cóđộ lún lớ n, ví dụ nhà 43 tầng Latino America (Mexico,1950) có độ lún dự tính S=39 cm, trong 6 năm đầu tiênlún 9 cm;

Ø K ết quả quan tr ắc lún của hầu hết các nhà cao tầng đặttrên móng cọc ở khu vực Hà Nội đều r ất thấ p (S=1-3cm);

Ø Phần lớ n độ lún xảy ra trong quá trình thi công


Kiến nghị:

- Tậ p hợ p và phân tích các số liệu thực tế về quan tr ắcđộ lún của các công trình nhà cao tầng đã xây dựng;

- Điều chỉnh qui định về độ lún tuyệt đối theo hướ ng mở hơ n;

- Giớ i hạn độ lún tuyệt đối nên xét đến đặc điểm của k ếcấu, đặc điểm của đất nền, chiều dài cọc, v.v.


1. Móng cọc nhồi là giải pháp chủ đạo đượ c ápdụng cho nhà cao tầng ở Việt Nam;

2. Cọc khoan nhồi f1,0~1,5m, chiều dài 40~80m đượ c áp dụng phổ biến;

3. Cọc nhồi đườ ng kính đến 2,0m và barretteđượ c áp dụng khi yêu cầu sức chịu tải cao;

4. Sức chịu tải cho phép của cọc thấ p hơ n so vớ icác công trình do nướ c ngoài thiết k ế hoặc đầutư (xem bảng kèm theo).

Công nghệ móng cọc

Công nghệ móng cọc

3000-35002000-22002,0

1300-16001000-12001,5

800-1000700-8001,2

500-700450-6001,0

TC nướ c ngoàiTheo TC Việt Nam

Sứ c chịu tải cho phép (T)Đườ ng kínhcọc (m)

Nhận xét:- Khi áp d ụng tiêu chuẩ n nướ c ngoài, sứ c chịu t ải cho phép cao hơ nvì [Rn ] của BT không bị hạn chế ;

- C ọc đượ c hạ sâu vào l ớ p đấ t cứ ng (T ại Keangnam cọc chố ng vàođ á, ở hiện tr ườ ng khác hạ vào cuội sỏi 17 m, …);

- Áp d ụng biện pháp xử lý mũi cọc.

Kết quả nén t ĩ nh cọc f2,0 m

C ọc thí nghiệm ở Keangnam Landmark,Hà N ội C ọc thí nghiệm ở hiện tr ườ ng No.2,

Hà N ội (9/2011)

Nhận xét:

- Trong thí nghiệm Osterberg t ại hiện tr ườ ng No.2, cọc đượ c thí nghiệmđế n t ải tr ọng t ươ ng đươ ng 9800 T như ng nề n chư a phá hoại;

- S ứ c chịu t ải của cọc t ải cho phép của cọc [P]=3400-3500 T/cọc



4

Ø Biện pháp xử lý cho phép tăng cườ ng khả năng chịu tải của

cọc khoan nhồi;Ø Trong điều kiện thuận lợ i ở Hà Nội, xử lý mũi cọc khoan nhồi

bằng phươ ng pháp xói r ửa và bơ m vữa làm tăng sức chịu tảicủa cọc khoảng 1,5 lần;

Ø Việc xử lý mũi cọc có hiệu quả khi tải tr ọng truyền lên cọc lớ nhơ n tổng sức kháng do ma sát bên;

Ø Biện pháp bơ m vữa để tăng cườ ng ma sát cũng cho phép tăngma sát bên đến 2 lần;

Kiến nghị:

- Áp d ụng biện pháp xử lý mũi khi cọc hạ đế n cuội sỏi hoặ cđ á. Đố i vớ i cọc hạ vào cát hoặ c sét nên áp d ụng biện phápt ă ng cườ ng ma sát;

- C ần nghiên cứ u phươ ng pháp kiể m tra chấ t l ượ ng xử lý.

Biện pháp bơm vữa tăng cường sức chịu tải

Xói r ửa và bơm vữa mũi cọc

Qui trình xói và b ơ m v ữ a m ũ i c ọ c

Mứ c độ tăng ma sát sau khi bơm vữ a thân cọc ở Bangkok

(Littlechild et at, 1998)

B ố trí ố ng b ơ m v ữ a d ọ c thânc ọ c

Bơm vữa mặt bên cọc

Ø Thiết k ế móng cọc thườ ng bỏ qua sự tham gia chịutải của nền;

Ø Thực tế cho thấy sức chịu tải của nền có thể chiếm20-50% sức chịu tải của hệ bè - cọc, đặc biệt khicông trình có nhiều tầng ngầm;

Ø Móng bè-cọc đã đượ c áp dụng phổ biến trong xâydựng nhà cao tầng có tầng ngầm tại Mexico và Đức.Bướ c đầu đã đượ c áp dụng ở Việt Nam;

Ø Điều kiện địa chất ở nhiều khu vực ở Việt Nam r ấtthuận lợ i để áp dụng giải pháp này.

Giải pháp móng bè-cọc

Toà nhà Latino-Americana, Mexico:

- 43 t ầng, 3 t ầng ng ầm (sõu 14 m), cọc 30x30 cm

- N ề n chịu 47% t ải tr ọng do nề n đấ t

Áp dụng móng bè – cọc

K ết qu ả áp d ụ ng móng bè-c ọc ở Frankfurt, CHLB Đứ c

Áp dụng móng bè – cọc



5

Quan tr ắc áp lực đáy móng bè-cọc(Tr ụ sở Cty Tiền Phong, Hà Nội)

Kiến nghị vùng thuận lợi để áp dụng móng bè – cọc ở Hà Nội

Ø Hệ thống tiêu chuẩn thiết k ế nền móng cần đượ c soát xét.Các nội dung nên soát xét là:

- Qui định khống chế cườ ng độ chịu nén của bê tông cọc;

- Các phươ ng pháp tính toán sức chịu tải của cọc (xác định phươ ng pháp tính phù hợ p vớ i điều kiện đất nền và côngnghệ thi công ở Việt Nam);

- Các giớ i hạn về độ lún tuyệt đối của công trình.

Ø Cần tăng cườ ng năng lực thi công cọc đườ ng kính lớ n vàthí nghiệm kiểm tra khả năng chịu tải của cọc;

Ø Mở r ộng ứng dụng các biện pháp xử lý phun vữa nhằmtăng cườ ng khả năng chịu tải của cọc, đồng thờ i nghiêncứu phươ ng pháp kiểm tra chất lượ ng xử lý;

Ø Mở r ộng ứng dụng giải pháp móng bè-cọc cho nhà caotầng.

K t luận và ki n nghị

XIN CẢM Ơ N

3_2_ Mot So Van de Ve CN Nen Mong Trong XD-Trinh Viet Cuong

Documents