Tài liệu Một số sự cố móng cọc

Đề tài: Một số sự cố móng cọc

SỰ CỐ MÓNG CỌC
Móng cọc là loại móng đặt sâu. Nguyên nhân hư hỏng của móng cọc chủ yếu như sau:
· Thiếu thông tin về địa chất
· Nhận định sai về kết quả thăm ḍ
· Quan niệm sai về sự làm việc của cọc trong đất nền
· Thiết kế loại cọc không phù hợp với loại đất nền
· Sai sót trong thi công các loại cọc
· Cọc bị xâm thực bởi nước ngầm
Do đặt móng sâu nên chiều sâu thăm ḍ cho móng cọc càng phải lớn. Bản đồ địa chất khu vực cũng rất cần, v́ nó giúp ta xác định gần đúng tính chất của đất nền và số lượng thăm ḍ cần làm.
Khi xây dựng ở những vùng đất bồi đắp ven sông biển cần đặc biệt chú trọng đến sự xen kẽ của các lớp đất mềm với các lớp đất chắc, mà độ dày mỏng và vị trí của chúng thay đổi rất nhanh từ điểm này đến điểm kia.
THĂM D̉ ĐỊA CHẤT KHÔNG ĐỦ SÂU
Điển h́nh là đă ngừng thăm ḍ khi bắt đầu gặp lớp đất chắc, mà không t́m hiểu chiều dày của lớp đất này, và tính chất của lớp đất dưới nó.
· Một lớp cát sỏi dầy 3m đă có thể dùng làm nền cho công tŕnh được rồi, nếu như tải trọng cọc không quá lớn, cọc đặt cách xa nhau và lớp đất bên dưới thuộc loại đất nào đi nữa, v́ khi này ảnh hưởng của tải trọng đến lớp đất dể lún bên dưới đă nhỏ nhiều.
· Trường hợp tải trọng cọc lớn, lại đặt gần nhau và mũi cọc tỳ lên lớp đất chắc. Ơû đây ta thấy vùng nén của tải một cọc nhỏ hơn nhiều so với vùng nén của tải ba cọc do cộng tác dụng của ba cọc gần nhau.
· Trường hợp cọc không tỳ mà cắp sâu vào lớp đất chắc
Xét một cọc độc lập như cọc thí nghiệm hay cọc dưới một công tŕnh mà vị trí ở cách xa cọc khác. Độ lún của cọc này sẽ rất nhỏ, v́ nó được ngàm trong một lớp đất coi như không bị ép lún (lớp cát sỏi), và vùng nén của cọc đó đến lớp đất sét bên dưới là rất nhỏ.
Xét một nhóm cọc đứng gần nhau dưới một công tŕnh. Vùng nén của nhóm cọc này lan truyền xuống hết chiều dày lớp đất sét; nếu đất sét này không thuộc loại rắn chắc, th́ độ lún của công tŕnh sẽ rất lớn.
Kết luận:
Nếu cọc đứng độc lập và mang tải trọng nhỏ th́ có thể giới hạn sự thăm ḍ địa chất ở mực nước trên của lớp đất sét, miễn là lớp cát sỏi ở trên phải đủ dày.
Ngược lại nếu nhiều tải trọng lớn lại đứng gần nhau nhất thiết phải thăm ḍ khá sâu và lấy mẫu đất để xét nghiệm lấy số liệu để tính gần đúng độ lún móng cọc.

Tác dụng của các cọc ma sát








LOẠI CỌC KHÔNG PHÙ HỢP VỚI ĐẤT NỀN
Thường gặp ở một độ sâu nhỏ một lớp đất không dầy nhưng lại qúa rắn chắc. Người ta đă thiết kế loại cọc đóng cho móng công tŕnh. Khi đóng thử nghiệm th́ cọc bê tông đúc sẵn bị găy, cọc thép ống không xuyên thủng được. Lại phải thiết kế cọc khoan mà lúc đầu người ta thấy là đắt tiền, tốn công lao động và tốn thời gian.
Như trường hợp một công tŕnh 13 tầng ở vùng Aquitaine (Pháp) được thiết kế trên các cọc bê tông cốt thép đóng ngàm vào lớp đá vôi gốc, v́ đất bên trên là loại đất sét mềm, rải rác có lẫn những viên đá rắn. Thật không may khi thi công đóng cọc các viên đá ngầm này đă làm găy nhiều cọc. Khảo sát lại vùng đất này mới phát hiện ở độ sâu 4m c̣n bốn khối đá vôi lớn nằm lẫn trong sét trước tai họa này người ta đành phải thay đổi vị trí ngôi nhà và xây dựng nó trên các cọc khoan.
Vậy nếu như công tác khảo sát thăm ḍ địa chất ban đầu làm tốt th́ đă tránh được bao nhiêu phiền hà
ĐỘ CHỐI ĐÓNG CỌC
Để kiểm tra khả năng chịu lực của từng cọc, người ta đo độ chối (độ tụt) của cọc, khi đóng những nhát búa cuối cùng cho cọc xuống tới độ sâu thiết kế. Độ chối tính ra được bằng công thức động học:

Đóng cọc trong một vài loại đất có nước ngầm th́ độ chối đo được không đáng tin cậy, lư do là áp suất nước phát triển trong các khe hở rỗng chống lại sự ăn xuống của cọc.
Đóng cọc trong các loại đất thịt ngậm nước làm cho đất chung quanh cọc bị nhăo ra, trạng thái nhăo này làm khả năng chịu lực ban đầu của cọc nhỏ hơn khả năng chịu lực thực của nó: độ chối của cọc sau khi đóng khoảng 15 ngày mới hồi phục.
Khi áp dụng nghiêm túc các điều kiện trong công thức động học tính độ chối th́ thấy muốn đạt độ chối này ở độ sâu thiết kế, thời gian đóng cọc sẽ kéo dài, v́ thế người ta áp dụng biện pháp đóng quá tải cho mau chóng đạt tới độ sâu. Hậu quả của việc làm này là độ lún sau đó sẽ tăng, nghĩa là càng đóng mạnh th́ vùng đất bị xáo đông dưới mũi cọc càng phát triển rộng.
Tóm lại th́ các công thức động học để tính độ chối không có giá trị khi đóng cọc trong những đất dính. Đối với những đất này th́ phương án cọc ép là khá tốt.
MA SÁT ÂM
Ma sát âm: là một tác dụng xấu của lớp đất đắp

Một cọc cắm xuyên qua lớp đất yếu và tỳ mũi vào lớp đất chắc, vậy mũi cọc chịu lực là chủ yếu (loại cọc chống). Nếu trên mặt lớp đất yếu và dễ lún đó lại có một lớp đất đắp khá dày, và nhất là khi lớp đất đắp lại mạng một tải trọng lớn nào đó th́ độ lún của bản thân nền đắp là của lớp đất yếu sẽ tạo trên thân cọc những lực ma sát mà hợp lực là thành phần thẳng đứng hướng xuống sâu: đó là lực ma sát âm, nó được cộng vào tải trọng công tŕnh truyền lên cọc.
Nếu dưới mũi cọc là lớp đất khá chắc và dày th́ ma sát âm chỉ làm giảm hệ số an toàn mà không gây ra lún nhiều.
C̣n khi lớp đất chắc lại không đủ dày mà bên trên là đất yếu, dễ lún th́ tải trọng lên cọc sẽ tăng hơn do ma sát âm, mà có thể làm lún giải đất chắc hay phá hoại cọc.

Trường hợp của cọc ma sát phần lớn sức mang của cọc là do ma sát biên, chẳng hạn như cọc chôn trong lớp đất sét có độ chắc trung b́nh, khi này ma sát âm có thể làm tăng độ lún của cọc, làm giảm hệ số an toàn.
Biện pháp khắc phục:

Trong đất nền có khả năng tạo ma sát âm th́ chọn loại cọc có bề mặt thật nhẵn, tối thiểu phải nhẵn ở phần đáng ngại, về phương diện này th́ cọc bê tông đúc sẵn tốt hơn cọc bê tông đúc tại chỗ.
Làm một đoạn vỏ áo bằng thép hay bằng bê tông cốt thép cho phần cọc bị ma sát âm, bên trong vỏ áo có bôi nhớt.