Thạc Sĩ Ứng dụng công nghệ cọc Franki trong điều kiện đất nền Hà Nội

Luận văn thạc sĩ
Đề tài: Ứng dụng công nghệ cọc Franki trong điều kiện đất nền Hà Nội
Định dạng file word


Mục lục

Chương mở đầu 1
Chương I - Tổng quan cọc Franki 0
I. 1. Tổng quan 0
I. 1. 1. Định nghĩa về cọc Franki 0
I. 1. 2. Lịch sử phát triển cọc Franki 0
I. 1. 2. 1. Trên thế giới 0
I. 1. 2. 2. Trong nước 0
I. 1. 3. Các vấn đề cần nghiên cứu về cọc Franki 0
I. 1. 4. Phạm vi – mục tiêu nghiên cứu 0
I. 1. 5. Phương pháp nghiên cứu 0
I. 2. Điều kiện áp dụng công nghệ cọc Franki 0
I. 2. 1. Sơ lược về khả năng chịu lực của cọc Franki điển hình 0
I. 2. 1. Ưu điểm của cọc Franki 0
I. 2. 2. Hạn chế của công nghệ cọc Franki 0
I. 3. Độ rung nghiên cứu độ rung của nền khi thi công cọc Franki 0
I. 3. 1. Sơ lược nội dung bản báo cáo 0
I. 3. 2. Kết quả đo rung, so sánh với tiêu chuẩn cho phép 0
I. 3. 2. 1. Đo mức độ rung của nền đất 0
I. 3. 2. 2. Vùng nghiên cứu, đặc điểm địa chất 0
I. 3. 2. 3. Phân tích, kết quả và thảo luận 0
I. 3. 2. 4. Kết luận 0
I. 4. Kết luận chương 0
Chương II - Cơ sở khoa học áp dụng cọc Franki 0
II. 1. Nguyên lý tính toán sức chịu tải của cọc Franki 0
II. 1. 1. Sơ lược về sự làm việc của cọc dưới nền đất 0
II. 1. 2. Cơ sở lý thuyết tính toán cọc Franki 0
II. 1. 2. 1. Tính toán cọc Franki thi công mở rộng đáy bằng búa đóng 0
II. 1. 2. 2. Tính toán cọc Franki thi công mở rộng đáy bằng gầu đào
và bằng phương pháp phun phụt vữa áp lực cao 0
II. 2. Điều kiện vật liệu, trang bị máy móc thi công cọc Franki 0
II. 2. 1. Vật liệu thi công cọc Franki 0
II. 2. 2. Trang bị máy móc thi công cọc Franki 0
II. 3. Quy trình thi công cọc Franki 0
II. 3. 1. Quy trình thi công cọc Franki điển hình 0
II. 3. 2. An toàn khi thi công 0
II. 3. 3. Các phương pháp mở rộng đáy cọc khác 0
II. 3. 3. 1. Cọc Franki thi công mở rộng đáy bằng phương pháp gầu đào 0
II. 3. 3. 2. Cọc Franki thi công mở rộng đáy bằng phương pháp
phun phụt vữa áp lực cao 0
II. 4. Phân loại cọc Franki, quy trình thi công, ưu nhược điểm từng loại 0
II. 4. 1. Cọc Franki Composite Pile 0
II. 4. 2. Cọc Franki Excavated Pile 0
II. 4. 3. Cọc Franki Pile with casing topdriven 0
II. 4. 4. Cọc Franki VB Pile 0
II. 4. 5. Cọc Mini Franki Pile 0
II. 4. 6. Một số loại cọc mở rộng đáy khác 0
II. 4. 7. Cọc Franki Pile thi công trong khu vực có mặt bằng hạn chế 0
II. 5. Kết luận chương 0

Chương III – tính toán sử dụng cọc franki cho nhà từ 12 tầng đến 24 tầng trong điều kiện đất nền hà nội 0
III. 1. Giới thiệu chung về điều kiện đất nền Hà nội 0
III. 1. 1. Giới thiệu chung 0
III. 1. 1. 1. Vị trí địa lý 0
III. 1. 1. 2. Sơ lược về địa hình Hà nội 0
III. 1. 1. 3. Địa tầng của đất nền Hà nội 0
III. 1. 1. 4. Đặc điểm địa chất thuỷ văn vùng Hà nội 0
III. 1. 2. Một số bảng biểu về điều kiện đất nền tại một số vùng tại Hà nội 0
III. 1. 3. Nhận xét 0
III. 2. Mô tả về công trình dự kiến tính toán so sánh 0
III. 2. 1. Quy mô kiến trúc công trình 0
III. 2. 2. Giải pháp kết cấu và vật liệu sử dụng 0
III. 3. Tải trọng và tác động 0
III. 4. Kết quả tính toán và kết qủa nội lực 0
III. 5. Bài toán tính toán thiết kế cọc Franki 0
III. 5. 1. Địa chất địa điểm xây dựng 0
III. 5. 2. Bài toán tính toán thiết kế cọc Franki điển hình D500 0
III. 5. 3. Bài toán tính toán thiết kế so sánh cọc khoan nhồi và cọc Franki 0
III. 5. 4. Bài toán tính toán thiết kế so sánh cọc được thi công mở rộng đáy
và cọc khoan nhồi không mở rộng đáy 0
III. 6. Kết luận chương 0
Chương IV - Các kết luận và kiến nghị 0
IV.1. Kết luận 0
IV. 2. Kiến nghị 0
IV. 2. 1. Về mặt lý thuyết 0
IV. 2. 2. Về mặt áp dụng thực tế 0
IV. 2. 3. Phạm vi áp dụng 0
IV. 3. Hướng phát triển đề tài 0


Chương Mở đầu
Móng cọc là một trong những loại móng được áp dụng rộng rãi nhất. Nó đã có một lịch sử phát triển rất lâu đời. Cùng với những tiến bộ về khoa học kỹ thuật nói chung, móng cọc ngày càng được cải tiến và hoàn thiện.
Ngày nay, đi liền với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, sự phát triển của kỹ thuật thi công cọc làm sản sinh không ngừng các loại cọc mới, điều này càng mở ra cho việc thiết kế móng cọc nhà cao tầng, từ đó chúng ta có thể lựa chọn các loại cọc có tính năng kỹ thuật cao, lợi ích kinh tế cao.
Hiện nay, ở nước ta, đang áp dụng một biện pháp cải thiện khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi, đó là phương pháp thổi rửa đáy và bơm vữa áp lực cao (Bottom cleaning and grouting of pile), mở rộng đáy nhằm tăng cường khả năng chịu tải của cọc đồng thời có thể áp dụng cho việc xử lý các sự cố, khuyết tật cọc khoan nhồi, cọc barrette .
Ngoài biện pháp mở rộng đáy bằng phương pháp phun phụt vữa áp lực cao trên, còn có các biện pháp mở rộng đáy khác áp dụng cho các dạng cọc khác nhau. Một trong những dạng cọc được mở rộng đáy đặc trưng là dạng cọc Franki.
Cọc Franki đã được biết đến và sử dụng rộng rãi trên thế giới. Dạng cọc này đã được phát triển vào những năm chuyển giao của thế kỷ bởi kỹ sư Frankignoul, người Bỉ. Đây là một dạng cọc thi công đổ tại chổ, mở rộng đáy. Phương pháp thi công cọc là phương pháp cọc đóng, do vậy nó có thể xuyên qua lớp đất cứng, đạt tới độ sâu lớn. Nhờ công nghệ nén vách bê tông khô, đất xung quanh đáy cọc được cải thiện và do đó khả năng chịu tải ban đầu của đất cũng được tăng lên đáng kể.
Đặc trưng của cọc Franki là mở rộng đáy. Được thi công đóng trong trục ống, do vậy, cọc đảm bảo khả năng chịu tải của vật liệu, bao gồm cường độ của đất và khả năng chịu tải của cọc được tăng lên nhiều so với các cọc tương tự có cùng kích thước và độ sâu thiết kế.
Hiện nay, Thành phố Hà nội đang được quy hoạch và mở rộng, thành phố hiện đang được ví như một công trường xây dựng rộng lớn, các nhà cao tầng, chung cư, văn phòng làm việc, .đang được xây dựng rộng rãi. Do vậy, việc nghiên cứu và áp dụng công nghệ thi công cọc mới nói chung và cọc Franki nói riêng trong điều kiện đất nền Hà nội là hợp lý, góp phần mở rộng các phương án lựa chọn kết cấu móng cho các công trình, tuỳ theo từng địa điểm, quy mô và yêu cầu sử dụng.

Chương i: tổng quan về cọc franki

I. 1. Tổng quan:
I. 1. 1. Định nghĩa về cọc Franki:
Cọc Franki là một dạng cọc đóng trong ống, mở rộng đáy cọc. Quá trình thi công mở rộng đáy cọc bằng phương pháp đóng, được thực hiện tại đáy cọc. Nhờ có biện pháp thi công cọc trong ống, mở rộng đáy, do vậy chất lượng cọc đảm bảo, khả năng chịu lực cao, kinh tế hơn so với các loại cọc khác tương tự có cùng kích thước và chiều sâu hạ cọc.









Hình 1: Cọc Franki được mở rộng đáy
I. 1. 2. Lịch sử phát triển cọc Franki:
I. 1. 2. 1. Trên thế giới:
Cọc Franki đã được biết đến và sử dụng rộng rãi trên thế giới. Dạng cọc này đã được phát triển vào những năm chuyển giao của thế kỷ bởi kỹ sư Frankignoul, người Bỉ. Tại Bắc Mỹ, hệ thống cọc Franki được biết đến như là loại cọc phun áp suất đáy cọc.
Kể từ đó đến nay, Cọc Franki ngày càng được phát triển mạnh mẽ và áp dụng rộng rãi trên thế giới. Tại các nước phát triển như Mỹ, Canada, Anh, Pháp, Australian cọc Franki được sử dụng tại nhiều các dự án lớn và ngày càng phát triển, đa dạng các loại cọc, thích hợp cho nhiều loại công trình với các quy mô, đặc điểm và địa điểm xây dựng khác nhau. Công nghệ máy xây dựng ở các nước phát triển đã sản xuất ra nhiều loại búa đóng cọc và các thiết bị khác, áp dụng cho công nghệ thi công móng, cho phép các nhà xây dựng mở rộng công nghệ thi công móng cho những dự án có quy mô rộng lớn.
Khu vực Đông Nam á, tại nước Indonesia, FT. Frankipile Indonesia được thành lập vào ngày 8/11/1973. Vào năm 1975, với thiết bị chỉ là 1 bộ thiết bị Franki, một thiết bị khoan và 2 búa Diesel, FT. Frankipile Indonesia đã thành công trong 7 dự án, với tổng số các loại cọc thi công là 2400 cọc, tổng chiều dài thi công cọc lên tới 39.000m. Trong những năm tiếp theo, Frankipiles càng trở nên thông dụng và được sử dụng tại ngày càng nhiều thành phố không chỉ ở Jakarta mà xuyên suốt Indonesia như thành phố Medan, Batam, Bandung, Semarang, Yogyakarta, Surabaya, Balikpapan, Manado, Denpasar, và các thành phố khác .
Từ đó đến nay, FT Frankipile Indonesia đã ngày càng phát triển, ứng dụng thêm nhiều loại cọc mới, đáp ứng nhiều hơn các dự án khác nhau. Theo bản tổng kết tháng 3 năm 2002, FT Frankipile Indonesia đã hoàn thành được 3474 dự án, thi công được 460.000 cọc, tổng chiều dài thi công cọc là 6.755.250m.
I. 1. 2. 2. Trong nước:
Hiện nay, Cọc Franki chưa được áp dụng phổ biến tại Việt Nam, đầu thập kỉ 70 mới bắt đầu dùng cọc nhồi đường kính 40 - 60cm kiểu Franki, không mở rộng đáy, với trọng lượng búa 2-4 tấn ở nhà máy đóng tàu Hạ Long và hệ thống cầu trên đường Xuân Mai - Sơn Tây. Gần đây, có một số công trình áp dụng một phần ứng dụng mở rộng đáy cọc khoan nhồi (VD: Công trình Trung tâm thương mại EVER FORTUNE - 83B Lý Thường Kiệt và Công trình Cao ốc văn phòng, căn hộ cao cấp A2 Ngọc Khánh - Số 1 Phạm Huy Thông - Hà Nội) và hiện nay tại TCXD 205:1998 “ Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế ” có đưa ra hệ số tính toán cho cọc được mở rộng đáy bằng phương pháp nổ mìn và phương pháp đổ bê tông dưới nước.