VỀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG HIỆU QUẢ CỌC KHOAN NHỒI

Cọc khoan nhồi các loại đang được sử dụng phổ biến tại nước ta nhưng hiệu quả thấp. Bài báo sử dụng các kết quả thí nghiệm cọc gần đây nhất đưa ra một quan điểm nhằm nâng cao hiệu quả của loại cọc này. 1. Đặt vấn đề Cọc nhồi là giải pháp móng tất yếu phải được áp dụng cho các công trình xây dựng với tải trọng lớn, tập trung như cầu, nhà cao tầng. Hiện nay, cọc nhồi được sử dụng đặc biệt phổ biến ở nước ta với tất cả các loại hình của nó...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
VỀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG HIỆU QUẢ CỌC KHOAN NHỒI VỀ VẤN ĐỀ SỬ DỤNG HIỆU QUẢ CỌC KHOAN NHỒI PGS. TS. ĐOÀN THẾ TƯỜNG Viện KHCN Xây dựng T óm tắt: C ọc khoan nhồi các loại đang đ ược sử dụng phổ biến tại nước ta nhưng hi ệu quả thấp. B ài báo sử dụng các kết quả thí nghiệm cọc gần đây nhất đưa ra một quan điể m nh ằm nâng cao hiệu qu ả của loại cọc n ày. 1. Đặt vấn đề C ọc nhồi là giải pháp móng tất yếu phải đư ợc áp dụng cho các công tr ình xây dựng với tải trọng l ớn, tập trung như cầu, nh à cao t ầng. Hiện nay, cọc nhồi đ ư ợc sử dụng đặc biệt phổ biến ở nư ớc ta với tất cả các loại hình của nó từ cọc khoan nhồi đến cọc barrette v à cọc khoan nhồi rửa, b ơm gia cư ờng đáy. Tuy nhiên, các s ố liệu thực tế sử dụng cho thấy, hiệu quả kinh tế của cọc nhồi l à thấp. Bảng 1 trình bày thông s ố suất mang tải (SMT) - đư ợc hiểu là giá trị sức mang tải thiết kế của cọc tr ên m ột đơn vị thể tích cọc - đối với một số loại cọc đ ã đư ợc sử dụng trong khu vực H à N ội. Bảng 1. Su ất mang tải của một số loại cọc trong khu vực H à N ội C ọc rỗng BTCT C ọc C ọc khoan n hồi C ọc BTCT L oại cọc ứ ng suất tr ư ớc k hoan nhồi rửa, bơm gia đúc sẵn cư ờng đáy S MT, tấn/m3 50- 60 9- 14 1 6- 18 16- 25 Số liệu bảng 1 cho thấy, hiệu quả của cọc khoan nhồi đánh giá theo SMT chỉ bằng nửa cọc BTCT đúc sẵn đóng hoặc ép, trong khi đó đối với cọc khoan nhồi có rửa v à bơm gia cư ờng đáy là gần tương đương. C ọc khoan nhồi rửa, bơm gia cư ờng đáy áp dụng lần đầu ở nư ớc ta từ năm 2004 tại công tr ình Pacefic Place, 83 Lý Thư ờng Kiệt, Hà N ội v à hi ện đư ợc đánh giá là gi ải pháp móng hiệu quả cao. N hiều nhà cao t ầng trong địa phận Hà N ội đã áp d ụng giải pháp này như các dự án văn phòng, c ăn hộ cho thuê M ỹ Đình, 88 Láng Hạ, Hacinco, 110 Mai Hắc Đế và kể cả dự án Keangnam. Tuy nhiên, do quan niệm quá khắt khe về quản lý chất l ư ợng đã hạn chế sự áp dụng rộng r ãi lo ại cọc này trong th ực tế xây dựng. Bài này, thông qua các phân tích v ề cơ chế huy động khả năng mang tải của cọc dựa tr ên các kết qu ả thí nghiệm đo sự phân bố lực dọc thân cọc trong quá tr ình chịu tải, đưa ra m ột quan niệm khác nh ằm khai thác hiệu quả tính ư u việt của loại cọc nhồi. 2. Về cơ chế huy động sức mang tải của cọc khoan nhồi a. Sức mang tải của cọc, về nguyên t ắc bao gồm 2 thành phần: sức mang tải mũi và sức mang tải ma sát bên giữa đất và bề mặt xung quanh của cọc. Khi cọc l àm vi ệc, sức mang tải bên đư ợc xem là huy động trư ớc và sau đó sức mang tải mũi sẽ đư ợc huy động ở các mức độ khác nhau. Đặc điểm huy động sức mang tải mũi của cọc phụ thuộc nhiều v ào phương pháp hạ cọc. De Beer ngay t ừ năm 1984, 1988 đã th ực hiện một số thí nghiệm nén tĩnh tr ên các c ọc đóng và khoan nh ồi ngàm vào cát cu ội sỏi và các thí nghi ệm ly tâm tr ên mô hình c ọc chịu tải dọc trục đã đ i đến các kết luận: - Đối với cọc đóng ng àm trong cu ội sỏi, sức mang tải mũi cực hạn th ư ờng đạt đư ợc khi độ lún tương đối của mũi cọc s/D (s l à đ ộ lún của mũi cọc, D l à đư ờng kính cọc) trong khoảng 10- 20%, còn đối với cọc khoan nhồi ngàm trong đất hạt thô, sức mang tải mũi cực hạn chỉ đạt đư ợc khi độ lún tương đối của mũi cọc là rất lớn s/D≥100%; - Sức mang tải mũi cực hạn của cọc khoan nhồi huy động đ ư ợc t ương đương như ở cọc đóng chỉ khi s/D đạt giá trị rất lớn. Bảng 2 cho thấy r õ đi ều này. Bảng 2. Sức mang tải mũi cực hạn huy động đư ợc đối với cọc khoan nhồi (Qb,n) và cọc đóng (Qb,đ) Đ ộ lún t ương đ ối của mũi cọc s/D Qb,n/ Qb,đ) 0.05 0.15 – 0.21 0.10 0.30 – 0.50 0.25 0.30 – 0.70 →∞ 1.0 Do những nhận xét tr ên, đ ối với cọc khoan nhồi, sử dụng ho àn toàn sức mang tải mũi của chúng là không tư ởng, vì các công trình xây dựng thực tế không cho phép lún để khả dĩ huy động hết sức m ang t ải mũi n ày. M ột số tác giả (Fioravante V., Ghionna V.N., Jamiolkowski M.,..) đ ề nghị rằng, khi dự báo sức mang tải của cọc khoan nhồi, th ành phần mang tải mũi chỉ đư ợc kể đến giá trị cực hạn có đư ợc ở một độ lún nhất định tuỳ theo đặc điểm công tr ình xây dựng, th ư ờng trong khoảng 5- 10%D (D là đư ờng kính cọc). b. Đặc điểm huy động chậm chạp sức mang tải mũi của cọc khoan nhồi có thể đư ợc giải thích xuất phát từ công nghệ thi công chúng. Trong quá tr ình khoan tạo lỗ cọc, đất, đặc biệt là đất hạt rời d ư ới m ũi cọc đã bị phá hoại đáng kể kết cấu t ự nhi ên và lư ợng m ùn khoan lắng đọng dư ới đáy hố khoan là đáng kể, không có khả năng loại trừ hết đ ư ợc trư ớc khi đổ bê tông cho dù t ới nay nhiều biện pháp thổi rửa làm sạch đáy đã đư ợc áp dụng và quy trình qu ản lý chất lư ợng đáy hố khoan đã đư ợc quy định nghiêm ng ặt. Hai yếu tố này là y ếu điểm cố hữu, mang tính bản chất thuộc về công nghệ thi công cọc khoan nhồi và làm giảm sức mang tải của cọc khoan nhồi do giảm và ch ậm huy động sức mang tải m ũi. Những nghiên c ứu cơ bản về tốc độ và đ ộ lớn của quá tr ình l ắng đọng m ùn khoan dư ới đáy hố khoan c ọc v à tính chất của lõi khoan lấy đ ư ợc từ đáy cọc đã minh chứng rõ ràng vấn đề n ày. Hình 1 và hình 2 dư ới đây cho thấy r õ lư ợng m ùn khoan lắng đọng dư ới đáy hố khoan là l ớn, không thể làm sạch hoàn toàn trư ớc khi đổ bê tông và chất lư ợng bê tông mũi cọc đã bị giảm đáng kể. Hiểu r õ và lo ại trừ tận gốc các khiếm khuyết tr ên c ủa phương pháp thi công c ọc khoan nhồi, một quy tr ình công nghệ rửa và bơm gia cư ờng đáy đã đư ợc áp dụng. Công nghệ này không chỉ l àm tăng chất lư ợn g c ủa cọc khoan nhồi mà còn làm tăng sức mang tải thực tế củ ...