Tài liệu Nghiên cứu ứng dụng công nghệ barrette phục vụ xây dựng quy trình nghiệm thu kỹ thuật cọc barrette ở khu vực hà nội (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ------------------------- BÙI QUANG THIÊN NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BARRETTE PHỤC VỤ NGHIỆM THU QUY TRÌNH KỸ THUẬT CỌC BARRETTE Ở KHU VỰC HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Hà Nội – Năm 2011 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI ----------------------- BÙI QUANG THIÊN KHÓA: 2009-2011 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ BARRETTE PHỤC VỤ NGHIỆM THU QUY TRÌNH KỸ THUẬT CỌC BARRETTE Ở KHU VỰC HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH XDDD&CN Mà SỐ: 60.58.20 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1 : TS.ĐỖ ĐÌNH ĐỨC 2 : TS.TRẦN THƯƠNG BÌNH Hà Nội – Năm 2011 LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với TS. Đỗ Đình Đức, TS. Trần Thương Bình đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, cung cấp tài liệu và động viên tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện Luận văn. Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo, các cán bộ Khoa Sau đại học, Khoa Xây dựng và đặc biệt là các thầy, cô giáo giảng dạy Bộ môn các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình trong quá trình hoàn thành Luận văn này! Tác giả Bùi Quang Thiên LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Bùi Quang thiên 1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Lý do chọn đề tài 6 Mục đích nghiên cứu 7 Nội dung nghiên cứu 7 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 7 Phương pháp nghiên cứu 7 Ý nghĩa khoa học thực tiễn của đề tài 7 NỘI DUNG LUẬN VĂN 9 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỌC BARRETTE 1.1 Khái niệm chung về cọc Barrette ..........................................................................8 1.1.1. Barrette là giải pháp cho móng công trình cao tầng .........................................8 1.1.2. Barrette là giải pháp tường chắn cho tầng hầm.................................................8 1.2. Lịch sử hình thành và phát triển cọc Barrette ....................................................10 1.2.1. Công nghệ Barrette trên thế giới và xu hướng phát triển................................10 1.2.2. Xu hướng ứng dụng công nghệ Barrette cho các công trình cao tầng và tầng hầm đô thị ở Hà nội ...................................................................................................10 1.3. Chất lượng Barrette và thực trạng giá kiểm định chất lượng.............................12 1.3.1. Mục đích yêu cầu của nội dung đánh giá ........................................................12 1.3.2. Các phương pháp đánh giá ..............................................................................12 1.4. Thực trạng khảo sát, thiết kế, thi công và đánh giá kiểm tra chất lượng Barrette trong các công trình xây dựng ở Hà Nội ...................................................................19 1.4.1. Thực trạng về khảo sát địa chất công trình .....................................................19 1.4.2. Thực trạng về thiết kế .....................................................................................20 1.4.3. Thực trạng thi công .........................................................................................22 1.4.4. Các tiêu chuẩn áp dụng kiểm tra chất lượng cọc Barrette ..............................24 1.4.5. Năng lực thiết bị và đội ngũ chuyên gia đánh giá kiểm định………………. 23 1.5. Một số nhận xét ..................................................................................................25 2 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC CÔNG TÁC CƠ BẢN TRONG CÔNG NGHỆ BARRETTE VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐỘ TIN CẬY 2.1. Thi công công tác đào đất ..................................................................................26 2.1.1. Đặc điểm của sự phá hủy đất đá trong thi công khoan đào ............................26 2.1.2. Các yếu tố tác động đến sự ổn định hố đào ....................................................27 2.2. Phương pháp ổn định thành hố đào trong thi công Barrette ..............................28 2.2.1. Các phương pháp ổn định tạm thời thành hố đào ...........................................28 2.2.2. Ổn định hố đào bằng dung dịch ......................................................................30 2.2.3. Đặc điểm môi trường dung dịch .....................................................................32 2.3. Công tác bê tông.................................................................................................36 2.3.1. Các phương pháp đổ bê tông và yêu cầu kỹ thuật ..........................................36 2.3.2. Sự hóa cứng của bê tông trong hố đào ............................................................37 2.4. Điều kiển áp lực thành hố đào bằng dung dịch ..................................................42 2.4.1 Cơ sở của điều khiển áp lực thành hố đào .......................................................42 2.4.2. Biểu thức điều khiển ổn định thành hố đào bằng dung dịch chất lỏng: ..........44 2.4.3. Bài toán độ tin cậy, cơ sở của phương pháp xác lập các quy trình thi công hợp lý ................................................................................................................................46 2.5. Một số nhận xét ..................................................................................................48 CHƯƠNG 3: ĐẶC ĐIỂM BARRETTE Ở KHU VỰC HÀ NỘI 3.1 Đặc điểm nền và điều kiện thi công Barrette ở khu vực Hà Nội .......................49 3.1.1. Điều kiện tự nhiên và kinh tế xã hội khu vực Hà Nội ....................................49 3.1.2. Điều kiện địa chất............................................................................................50 3.2. Quy trình thi công cọc Barrette ..........................................................................59 3.2.1. Quy trình cơ bản thi công Barrette ..................................................................59 3.2.2. Các thiết bị và nguyên lý thi công cơ bản được áp dụng ................................66 3.3. Các sự cố trong thi công cọc Barrette và ảnh hưởng của nó..............................69 3.3.1. Trong công đoạn tạo lỗ ...................................................................................69 3.3.2. Trong cấu tạo, gia công và hạ lồng thép .........................................................71 3.3.3. Trong công đoạn đúc cọc ................................................................................71 3 3.3.4. Những hư hỏng do các sự cố trên gây ra ........................................................72 3.4. Một số nhận xét ..................................................................................................73 CHƯƠNG 4: QUY TRÌNH KỸ THUẬT NGHIỆM THU CỌC BARRETTE ĐỐI VỚI CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG Ở HÀ NỘI 4.1. Cơ sở và nguyên tắc xây dựng quy trình nghiệm thu kỹ thuật Barrette ............74 4.1.1. Barrette trong mối quan hệ với đặc điểm cơ bản của sản phẩm xây dựng .....74 4.1.2. Nguyên tắc chung ............................................................................................75 4.2. Nội dung quy trình và yêu cầu kỹ thuật cơ bản nghiệm thu Barrette ................75 4.2.1. Quy trình kỹ thuật và nghiệm thu khảo sát địa chất công trình ......................76 4.2.2. Quy trình kỹ thuật và nghiệm thu thiết kế, thi công cọc Barrette ...................77 4.2.3. Quy trình kỹ thuật và nghiệm thu thiết kế, thi công tường Barrette ...............82 4.2.4. Quy trình nghiệm thu nén thử tải, siêu âm( đối với cọc thí nghiệm) ..............85 4.3. Quy trình nghiệm thu cọc Barrette tại Hà Nội. ..................................................85 4.3.1. Quy trình nghiệm thu khảo sát địa chất công trình .........................................86 4.3.2.Quy trình thiết kế Barrette................................................................................86 4.3.3. Quy trình nghiệm thu thi công cọc, tường Barrette ........................................86 4.3.4. Quy trình thí nghiệm cọc Barrette theo dạng nền ...........................................98 4.3.5. Quy trình thí nghiệm cọc Barrette...................................................................98 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO 4 DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Số hiệu hình Tên hình Trang Hình 1.1 Siêu âm cọc và biểu đồ siêu âm 13 Hình 1.2 Nén tĩnh cọc bằng đối trọng bê tông cốt thép 15 Hình 1.3 Nguyên lý tạo lực và truyền lực của hộp tải 14 Hình 2.1 Hình dáng và thông số tường cừ 27 Hình 2.2 Các trường hợp dùng vách 28 Hình 2.3 Mô tả phân tử M trên hố đào 41 H×nh 3.1 Cấu trúc địa chất dạng nền 1 54 H×nh 3.2 Cấu trúc địa chất dạng nền 2 54 H×nh 3.3 Cấu trúc địa chất dạng nền 3 55 H×nh 3.4 Cấu trúc địa chất dạng nền 4 55 H×nh 3.5 Cấu trúc địa chất dạng nền 5 56 H×nh 3.6 Cấu trúc địa chất dạng nền 6 56 H×nh 3.7 Cấu trúc địa chất dạng nền 7 57 H×nh 3.8 Cấu trúc địa chất dạng nền 8 57 H×nh 3.9 §µo hè cho panel (barrette) ®Çu 61 Bé gh¸ l¾p vµ gio¨ng CWS 61 tiªn H×nh 3.10 H×nh 3.11 Hạ lồng cốt thép, đặt gioăng chống thấm và đổ bê 62 tông cho panel đầu tiên. H×nh 3.12 Đào hố panel thứ 2, tháo bộ gá và tu sửa gioăng 63 chống thấm H×nh 3.13 Hạ lồng thép, đặt gioăng chống thấm, đổ bê 64 tông cho panel thứ 2 và tiếp tục đào hố thi công panel thứ 3 Hình 3.14 Máy cạp gầu cáp 67 5 Hình 3.15 Gầu cạp thủy lực 69 6 DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số hiệu bảng, biểu Tên bảng biểu Trang Bảng 1.1 Bảng số liệu kiểm tra chất lượng siêu âm 14 Bảng 2.1 Các đặc điểm cơ bản của các khoáng sét được 30 trình bày như sau Bảng 3.1 Một số loại gầu thung kiểu nâng cáp 65 Bảng 3.2 Các thông sô kỹ thuật của gầu DH6. Hãng 67 Bauer sản xuất Bảng 4.1 Chỉ tiêu tính năng ban đầu của dung 76,77 dịch bentonite (TCXDVN 326:2004) Bảng 4.2 Đặc tính các loại CF Bảng 4.3 So sánh các tiêu chí của bentonite và 88 88,89 SuperMud DANH MỤC SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Số hiệu sơ đồ, đồ thị Tên sơ đồ, đồ thị Sơ đồ 2.1 Đánh giá độ tin cậy của quy trình 46 Đồ thị 2.1 Mối liên hệ R(t) và t 45 Sơ đồ 3.1 Các bước cơ bản như thi công barrette Trang 58 7 MỞ ĐẦU Tên đề tài “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Barrette phục vụ nghiệm thu quy trình kỹ thuật cọc Barrette ở khu vực Hà Nội’’ Lý do chọn đề tài Sự phát triển kinh tế, xã hội đòi hỏi sự phát triển đa dạng các công trình xây dựng có kết cấu, kiến trúc khác nhau.., Trong đó, công trình nhà cao tầng tải trọng lớn và công trình ngầm đã thúc đẩy sự ra đời và phát triển không ngừng các giải pháp và công nghệ thi công móng. Cho đến thời điểm hiện nay, với trình độ khoa học công nghệ có bước phát triển vượt bậc thì móng cọc nói chung và móng cọc nhồi nói riêng[10], trong đó có Barrettte đã trở thành các giải pháp hữu hiệu để giải quyết các vấn đề của bài toán nền móng cho nhà cao tầng và tầng hầm khi xây dựng trên các dạng nền là đất trầm tích có chiều dày lớn, lớp chịu tải cao nằm sâu.. Bên cạnh những đặc điểm mang tính ưu việt thì so với các loại móng khác, thi công cọc khoan nhồi luôn có độ phức tạp cao hơn và chứa đựng nhiều yếu tố rủi ro đòi hỏi có sự kiểm soát chặt chẽ thường xuyên ở các công đoạn của quá trình thi công Đối với Barrette ngoài thỏa mãn vấn đề về sức chịu tải như móng cọc, nó còn là sự lựa chọn để thỏa mãn ý đồ kiến trúc cho nhà cao tầng và ổn định của tường tầng hầm, đồng thời. yêu cầu kỹ thuật của berrette có những điểm khác biệt đòi hỏi trình độ thi công ở mức cao. Điều đó cho thấy rằng, khi Barrette đã thi công xong mà chất lượng kém không sử dụng được sẽ phát sinh kinh phí rất lớn để thi công lại hoặc phải thay đổi ý đồ kiến trúc và sẽ trở thành thảm họa công trình đe dọa tính mạng tài sản, nếu Barrette chất lượng kém không được phát hiện. Thực tế cho thấy, chất lượng Barrette và hiệu quả thi công phụ thuộc không chỉ vào sự lựa chọn hợp lý thiết bị, quy trình thi công mà quan trọng hơn là lựa chọn đó phải phù hợp với đặc điểm đất nền. Nói cách khác, với các dạng đất nền khác nhau tốt nhất nên có các quy trình thi công cọc khác nhau., theo đó phải có nghiệm thu các quy trình kỹ thuật chất lượng tương ứng Hà nội là một lãnh thổ có những khác biệt căn bản về cấu tạo địa chất và địa THÔNG BÁO Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội. Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội. Email: [email protected] TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 99 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Barrette phục vụ nghiệm thu quy trình kỹ thuật cọc Barrette ở khu vực Hà Nội tác giả có những kết luận sau - Làm sáng tỏ quá trình mất ổn định thành hố đào sâu trong quy trình thi công cọc Barrette, vai trò ổn định hố đào của dung dịch - Làm sáng tỏ đặc trưng điều kiện địa chất, điều kiện xây dựng Hà Nội - Làm rõ bản chất mất ổn định hố đào và cá nhân tố ảnh hưởng ổn định hố đào, trong đó đã đề cập chi tiết các điều kiện địa chất đất nền Hà Nội - Đưa ra được quy trình và biện pháp thi công thích hợp với môi trường Hà nội - Làm sáng tỏ quá trình hóa cứng bê tông trong môi trường dung dịch (thành phần, áp suất) - Đã đề xuất được nghiệm thu quy trình kỹ thuật đặc thù Barrette ở Hà Nội, đó là nghiệm thu theo giai đoạn từ khảo sát, thiết kế đến thi công. Kiến nghị - Kết quả nghiên cứu là cơ sở khoa học để xây dựng các tiêu chuẩn, quy phạm cho việc thi công và kiểm tra chất lượng cọc phù hợp với đất nền Hà Nội. Tiếp tục nghiên cứu nghiệm thu quy trình kỹ thuật hoàn chỉnh cho Barrette ở Hà Nội và cho cả cọc nhồi. - Nghiệm thu quy trình kỹ thuật không chỉ áp dụng cho Hà Nội mà nên ở nhiều 100 địa phương khác, vì vậy cần mở rộng nghiên cứu. TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]. ‘’Các vấn đề kỹ thuật xây dựng công trình ngầm đô thị’’. Báo cáo tổng kết đề tài độc lập cấp nhà nước. Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, Bộ Xây dựng. Hà Nội, 2000. Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Đoàn Thế Tường. [2]. Nguyễn Huy Cường. Phân tích đánh giá khả năng chịu tải của cọc bằng phương pháp thử động biến dạng lớn PDA và kết quả nén tĩnh. Luận văn Thạc sĩ. Đại học Bách Khoa, ĐHQGTPHCM. (2010). [3]. Công nghệ và kỹ thuật khoan thăm dò (tiếng Nga), NXB Matxcơva,1983 [4]. Luận án Tiến sĩ Đỗ Đình Đức (2002). Thi công hố đào cho tầng hầm nhà cao tầng trong đô thị Việt Nam. [5]. Nguyễn Hữu Đẩu. Công nghệ mới đánh giá chất lượng cọc, Nhà xuất bản Xây dựng. (2000). [6]. Nguyễn Bá Kế, Thiết kế và thi công hố móng sâu, NXB Xây dựng, 2002 [7]. PGS. Lê Kiều (1997). Những đặc trưng công nghệ thi công cọc nhồi và tường trong đất. Báo cáo tại Hội thảo Quốc tế Nhà cao tầng ở Việt Nam. [8]. Báo cáo tại Hội thảo"Kiểm định chất lượng nhà chung cư cao tầng” tháng 6 năm 2004- Bùi Đình Chân –Công ty tư vấn Công nghệ, Thiết bị và Kiểm định Xây dựng [9]. Kỹ thuật khoan địa chất, NXB Công nhân kỹ thuật, Hà Nội, 1980 [10]. Vũ Công Ngữ; Nguyễn Thái – ‘’Móng cọc - Phân tích và thiết kế’’ [11]. Nghiêm Hữu Hạnh, Bùi Đức Hải - Viện KHCN& Kinh tế xây dựng - Báo cáo tổng kết đề tài “Một số vấn đề về thiết kế và thi công hố đào sâu bằng phương pháp đào mở tại Hà Nôi” mã số 01C – 04/02 – 2009 -2 Ngày 07/04/2011 [12]. Trần Văn Hoàng, Bùi Thị Bảo Anh, 2002. Những nguyên tắc cơ bản để đánh giá mức độ bền vững của môi trường địa chất trong quá trình đô thị hoá (ví dụ ở thành phố Hà Nội). Tạp chí Địa chất, A/269 : 39-43. Hà Nội. [13]. Phương pháp Osterberg - Nguyễn Văn Đẩu, Phan Hiệp – Nhà Xuất bản Xây dựng-năm 2004. [14]. TS. Nguyễn Thế Phùng (1998). Công nghệ thi công công trình ngầm bằng phương pháp tường trong đất. NXB Giao thông vận tải. [15]. GS.TS.Nguyễn Văn Quảng - Chỉ dẫn thiết kế và thi công cọc Barrette- Tường trong đất và neo trong đất- NXB xây Dựng 2010. [16].Quy trình kỹ thuật thử tải tĩnh cọc bằng phương pháp OSTERBERG DB32/T291 – 1999”-Trung Quốc; [17]. TS.Nguyễn Đình Thám (2000). Thi công tầng hầm. Đề tài khoa học công nghệ. Bộ Giáo dục và Đào tạo 2000. [18]. Tiêu chuẩn Xây dựng TCXDVN 358: 2005 Cọc khoan nhồi - Phương pháp xung siêu âm xác định tính đồng nhất của bê tông [19]. Tiêu chuẩn TCXDVN 269:2002 “Cọc - Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục” [20]. ‘’Làm chủ công nghệ thi công xây dựng công trình ngầm trong nền đất yếu các đô thị Việt Nam’’. Báo cáo tổng kết đề tài cấp Bộ. Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, Bộ Xây dựng. Hà Nội, 2004. Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS. Đoàn Thế Tường. [21].18GS.F.A.Samsev- Kỹ thuật khoan thăm dò-NXB Khoa Học Kỹ thuật [22]. Giáo trình công nghệ bê tông xi măng- Nguyễn Tấn Quý, Nguyễn thiện Ruệ [23]. Đỗ Văn Tự, 1988. Đặc điểm trầm tích và lịch sử phát triển địa chất kỷ Đệ tứ đồng bằng Bắc Bộ. Luận án TS địa lý - địa chất. Thư viện Quốc gia, Hà Nội.