.png)
Cọc VÍT ATT (cọc ATT) là một loại cọc phức hợp (Hybrid Column) được tạo ra bằng cách xoay “ống thép có cánh” để chôn nó vào trong thân cọc đất-ximăng. Cọc ATT là loại cọc ứng dụng kết hợp giữa phương pháp có tính tin cậy cao “Teno-Column Method” (phương pháp đã nhận được giấy chứng nhận thẩm tra kỹ thuật của Nhật Bản) và công nghệ “Cọc vít EAZET-II” (công nghệ đã nhận được giấy chứng nhận của Bộ Kiến thiết Nhật Bản). Cọc đất-ximăng và ống thép có cánh sẽ kết hợp để tạo thành một khối thống nhất, nhờ đó phát huy được khả năng chịu lực lớn. Cọc ATT phát huy được ưu điểm chịu lực tốt đặc biệt trong điều kiện địa chất yếu. Theo thống kê từ năm 2002 đã có hơn 3000 dự án tại Nhật Bản đã triển khai áp dụng cọc ATT. Ngoài ra, cọc ATT còn là loại cọc thân thiện với môi trường do lượng đất phải đào rất ít, độ ồn và rung động khi thi công rất nhỏ.
Ống thép có cánh được phát triển từ công nghệ “Cọc vít EAZET-II (Screw Pile Technology)”
Quá trình thi công
Quá trình thi công cọc ATT có thể chia làm hai giai đoạn như sau:
Giai đoạn 1: Thi công cọc đất-ximăng.
- Phương pháp xử lý hỗn hợp tầng sâu bằng máy sẽ không làm yếu thêm nền đất xung quanh và nền đất ở đầu cọc.
- Luôn đảm bảo tính lưu động đồng thời cọc không bị đông cứng cho đến khi cố kết.
Giai đoạn 2: Thi công ống thép có cánh.
- Ống thép có cánh được thi công một cách dễ dàng, đồng thời đảm bảo được tính nhất thể của cọc.
- Vì dùng loại ống thép được bịt kín đầu nên khi ống thép có cánh được xoay để chôn vào trong thân cọc sẽ ép chặt hỗn hợp đất-xi măng. Do vậy hầu như không phát sinh lượng đất phải đào bỏ và vận chuyển.
Các tính năng ưu việt của cọc ATT
- Khả năng chịu tải trọng thẳng đứng lớn: Ống thép có cánh sẽ kết hợp với cọc đất-ximăng để truyền tải trọng một cách có hiệu quả, do vậy cọc ATT có khả năng chịu được tải trọng thẳng đứng lớn.
- Khả năng chịu tải trọng ngang lớn: Cọc đất-ximăng và ống thép có cánh sẽ kết hợp với nhau thành một thể thống nhất, do vậy khả năng chịu tải trọng ngang sẽ được tăng lên nhiều.
- Khả năng chịu lực nhổ lớn: Có thể thi công ngay cả nơi địa hình hẹp, trong khu dân cư
- Khả năng chịu tải:
Cọc ATT phát huy được khả năng chịu tải tốt là nhờ có sự kết hợp giữa phương pháp thi công và vật liệu. Sự kết hợp giữa việc gia cố nền đất bằng phương pháp xử lý hỗn hợp tầng sâu và áp dụng phương pháp thi công xoay để nhồi cọc thép vào trong thân của cọc đất-ximăng sẽ giúp cho tải trọng được truyền một cách có hiệu quả từ ống thép đến các tấm cánh xoắn và từ đó qua cọc và đất nền.
Ngoài ra, phương pháp xử lý hỗn hợp tầng sâu sẽ cho phép thi công cọc đất-ximăng mà không làm yếu nền đất. Hơn nữa, khi xoay để chôn ống thép có cánh vào, sẽ thu được hiệu quả là cọc và nền đất xung quanh sẽ được ép chặt hơn. Nhờ có cánh xoắn mà ống thép và cọc ximăng có thể kết hợp với nhau thành một thể rắn chắc. Hơn nữa, nhờ có sự cố kết của đất và ximăng mà cọc và nền đất xung quang cũng sẽ kết hợp lại để tạo thành một khối, do đó phát huy được khả năng chịu tải trọng thẳng đứng lớn.
ĐỀ TÀI CAO HỌC LIÊN QUAN ĐẾN CỌC VIT ATT CHO CÁC BẠN NGHIÊN CỨU
CHƯƠNG 1 CÁC VẤN ĐỀ VỀ ĐỊA CHẤT YẾU TẠI VIỆT NAM........................ 10
1.1. Các loại đất yếu thường gặp và đặc điểm.................................................. 10
1.1.1. Sự phân bố và tính chất của các vùng đất yếu ở Việt Nam........... 11
1.1.2. Các loại nền đất yếu thường gặp:......................................................... 12
1.1.3. Các tác nhận gây nên nền đất yếu........................................................ 15
1.2. Các phương pháp xử lý địa chất yếu đã áp dụng tại Việt Nam............. 15
1.2.1. Phương pháp thay nền............................................................................. 15
1.2.2. Các phương pháp cơ học........................................................................ 16
1.2.3. Phương pháp nhiệt học............................................................................ 16
1.2.4. Các phương pháp hóa học...................................................................... 16
1.2.5. Phương pháp sinh học............................................................................. 16
1.2.6. Các phương pháp thủy lực..................................................................... 17
CHƯƠNG 2 GIẢI PHÁP CỌC VÍT TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT YẾU....... 18
2.1. Giới thiệu về cọc vít ATT................................................................................ 18
2.1.1. Tổng quan.................................................................................................... 18
2.1.2. Vật liệu sử dụng trong chế tạo cọc vít ATT....................................... 20
2.1.3. Cường độ yêu cầu của trụ đất - xi măng............................................. 26
2.1.4. Điều kiện cấp phối..................................................................................... 27
2.1.5. Trình tự thi công cọc vít ATT................................................................. 31
2.2. Phương pháp tính toán cọc vít ATT............................................................. 39
2.2.1. Nguyên lý làm việc của cọc vít ATT.................................................... 39
2.2.2. Trình tự thiết kế.......................................................................................... 41
2.2.3. Sức chịu tải nén dọc trục......................................................................... 42
2.2.4. Sức chịu tải trọng nhổ.............................................................................. 44
2.2.5. Sức chịu tải trọng ngang của cọc......................................................... 44
2.2.6. Tính toán độ lún.......................................................................................... 49
2.2.7. Khoảng cách cọc biên và tim cọc.......................................................... 52
CHƯƠNG 3 THÍ NGHIỆM CỌC VÍT ATT NGOÀI HIỆN TRƯỜNG................. 53
3.1. Đánh giá tính năng của cọc vít ATT............................................................. 53
3.2. Thí nghiệm cọc vít ATT tại Tp.Hồ Chí Minh............................................... 54
3.2.1. Điều kiện địa chất...................................................................................... 54
3.2.2. Sơ đồ cọc thí nghiệm................................................................................ 55
3.2.3. Kết quả thí nghiệm.................................................................................... 58
3.3. Thí nghiệm cọc vít ATT tại Hà Nội............................................................... 60
3.3.1. Điều kiện địa chất...................................................................................... 60
3.3.2. Sơ đồ cọc thí nghiệm................................................................................ 62
3.3.3. Các nội dung thí nghiệm.......................................................................... 64
3.3.4. Bố trí thiết bị đo.......................................................................................... 64
3.3.5. Thiết bị thí nghiệm..................................................................................... 67
3.3.6. Phương pháp gia tải.................................................................................. 68
3.3.7. Kết quả thí nghiệm.................................................................................... 68
CHƯƠNG 4 KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA CỌC VÍT ATT TRONG CÁC CÔNG
TRÌNH XÂY DỰNG ĐÔ THỊ Ở VIỆT NAM.............................................................. 71
4.1. Áp dụng cọc vít ATT cho một số dạng công trình.................................... 71
4.2. Phân tích khả năng áp dụng........................................................................... 72
4.2.1. So sánh với cọc khoan nhồi.................................................................... 72
4.2.2. So sánh với phương án cọc ép.............................................................. 73
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................... 75
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................................. 77
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 2.1: Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của cọc vít ATT.................................... 20
Bảng 2.2: Đặc trưng cường độ của vật liệu thép................................................... 21
Bảng 2.3: Giới hạn chảy của vật liệu ống thép....................................................... 21
Bảng 2.4: Thông số kỹ thuật tiêu chuẩn của ống thép có cánh.......................... 23
Bảng 2.5: Hình dạng tiêu chuẩn của phần đầu cọc................................................ 25
Bảng 2.6: Điều kiện cấp phối tiêu chuẩn phần thân cọc....................................... 28
BảNg 2.7: Cường độ yêu cầu phần mũi cọc............................................................ 29
Bảng 2.8: Điều kiện cấp phối tiêu chuẩn phần mũi cọc........................................ 29
Bảng 2.9: Tỷ lệ trộn cơ bản của vữa xi măng......................................................... 29
Bảng 2.10: Điều kiện trộn vật liệu tiêu chuẩn phần thân cọc............................... 35
Bảng 2.11: Điều kiện trộn vật liệu tiêu chuẩn phần mũi cọc................................ 35
Bảng 2.12: Tốc độ hạ ống thép có cánh................................................................... 36
Bảng 2.13: Phương pháp tính toán Eo, α................................................................. 47
Bảng 3.1: Các tính chất đặc trưng, kết quả thí nghiệm nén không nở hông.. 54
Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm cố kết......................................................................... 55
Bảng 3.3: Thông số mẫu............................................................................................... 56
Bảng 3.4: Quan hệ tải trọng và chuyển vị (cọc C0)............................................... 59
Bảng 3.5: Quan hệ tải trọng và chuyển vị (cọc C3)............................................... 59
Bảng 3.6. Đặc tính, kết quả thí nghiệm nén không nở hông............................... 61
Bảng 3.7. Kết quả thí nghiệm cố kết......................................................................... 62
Bảng 3.8. Thông số mẫu cọc thí nghiệm.................................................................. 62
Bảng 3.9: Các cấp tải trọng......................................................................................... 68
Bảng 3.10: Các giá trị đặc trưng................................................................................ 70
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2.1. Cấu tạo của cọc vít ATT............................................................................. 19
Hình 2.2. Thí nghiệm kiểm tra lại cọc....................................................................... 22
Hình 2.3. Ống thép có cánh......................................................................................... 22
Hình 2.4. Kích thước tiêu chuẩn của phần đầu cọc............................................... 24
Hình 2.5. Mối quan hệ giữa cường độ yêu cầu Fcf đối với phần thân cọc và kết quả
thí nghiệm nén 1 trục không hạn chế nở hông của trụ đất - xi măng............... 28
Hình 2.6. Quan hệ giữa cường độ yêu cầu Fcp đối với phần mũi cọc và kết quả thí
nghiệm nén 1 trục của trụ đất xi măng..................................................................... 31
Hình 2.7. Phương pháp thi công cọc vít ATT......................................................... 31
Hình 2.8. Trình tự thi công cọc vít ATT (Phương pháp thi công 1 máy)......... 33
Hình 2.9. Trình tự thi công trụ đất - ximăng (Phun 1 lần).................................... 33
Hình 2.10. Thông số kỹ thuật thời gian bơm vữa ximăng................................... 35
Hình 2.11. Liên kết hàn đối đầu................................................................................... 38
Hình 2.12. Thực hiện mối nối hàn............................................................................... 39
Hình 2.13. Mối nối CC.................................................................................................... 39
Hình 2.14. Mặt quy ước dùng để đánh giá khả năng chịu lực của cọc trong thiết kế
Hình 2.15. Trình tự thiết kế cọc vít ATT................................................................... 41
Hình 2.16. Trình tự tính sức chịu tải nén dọc trục của cọc vít ATT.................. 42
Hình 2.17. Trình tự tính toán cọc chịu tải trọng ngang......................................... 45
Hình 2.18. Sơ đồ tính toán độ lún cố kết.................................................................. 50
Hình 2.19. Sơ đồ tính toán ứng suất thẳng đứng do tải trọng ngoài gây ra.... 51
Hình 2.20. Khoảng cách mép và tim cọc.................................................................. 52
Hình 3.1. Điều kiện địa chất tại hiện trường Tp.Hồ Chí Minh............................. 55
Hình 3.2. Sơ đồ và thiết bị thí nghiệm nén tĩnh....................................................... 57
Hình 3.3. Thi công ống thép có cánh vào trong trụ đất - xi măng..................... 57
Hình 3.4. Kết quả thí nghiệm nén một trục.............................................................. 58
Hình 3.5. Biểu đồ tải trọng và chuyển vị của cọc C2............................................ 58
Hình 3.6. Biểu đồ tải trọng và chuyển vị của cọc C0 và C3................................ 59
Hình 3.7. Điều kiện địa chất tại hiện trường Hà Nội.............................................. 61
Hình 3.8 Sơ đồ chi tiết cọc thí nghiệm...................................................................... 63
Hình 3.9. Kết quả thí nghiệm nén một trục.............................................................. 63
Hình 3.10. Chi tiết cảm biến đo biến dạng................................................................ 65
Hình 3.11. Bố trí thiết bị đo chuyển vị đầu cọc....................................................... 66
Hình 3.12. Lắp đặt đầu đo chuyển vị đầu cọc.......................................................... 67
Hình 3.13. Bố trí tải trọng và kích thuỷ lực.............................................................. 67
Hình 3.14. Chu kỳ gia tải.............................................................................................. 68
Hình 3.15. So sánh tải trọng - chuyển vị đầu cọc.................................................. 69
Hình 3.16. Phân bố lực dọc trục của cọc N2 và N4............................................... 70
Hình 4.1. Mặt bằng cọc với phương án cọc khoan nhồi....................................... 72
Hình 4.2. Sử dụng cọc vít ATT với chiều dài chỉ 8m............................................ 72
Hình 4.3. Mặt bằng cọc với phương án cọc ép...................................................... 73
Hình 4.4. Mặt bằng cọc với phương án cọc vít ATT............................................. 73
Hình 4.5. Phương án cọc vít ATT.............................................................................. 74
