3_2_ Mot So Van de Ve CN Nen Mong Trong XD-Trinh Viet Cuong
-
Upload
hong-phuc-le-hieu -
Category
Documents
-
view
150 -
download
1
Transcript of 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
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
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
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
Sứ c chịu tải của vật liệu cọc
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.
Sứ c chịu tải theo đi ều kiện đấ t n ền
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
Sứ c chịu tải theo đi ều kiện đấ t n ền
- 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
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
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
Độ lún cho phép của công trình
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.
Độ lún cho phép của công trình
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
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
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
5/10/2018 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
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