Chủ nhiệm đề tài: KS. Nghiêm Viết Thái.

Cơ quan chủ trì: Sở Xây dựng tỉnh Hải Dương.

Thời gian thực hiện: Năm 2002.

Đề tài được tổng kết khi kết thúc.

I. MỤC TIÊU

- Tính toán và áp dụng phương án: xử lý nền cho các công trình xây dựng bằng cọc bê tông cốt thép (BTCT) tiết diện nhỏ thi công theo phương pháp ép sau vào thực tế từ 1 - 2 công trình trên địa bàn thành phố Hải Dương, sau đó rút kinh nghiệm để triển khai rộng rãi trong địa bàn tỉnh.

- Tổng kết, xây dựng qui trình thực hiện, đánh giá kết quả và hiệu quả của phương pháp xử lý nền bằng cọc bê tông cốt thép (BTCT) tiết diện nhỏ thi công theo phương pháp ép sau cho các công trình cần xử lý nền trong điều kiện chật hẹp xây chen.

II. TÓM TẮT KẾT QUẢ THỰC HIỆN

1. Tính toán cho công trình áp dụng.

- Lựa chọn công trình áp dụng: nhà làm việc 4 tầng các Ban Đảng thuộc Tỉnh uỷ Hải Dương tại đường Bạch Đằng, thành phố Hải Dương, đáp ứng các yêu cầu lựa chọn làm công trình áp dụng cho đề tài. Đây là công trình thi công trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, địa chất rất yếu, các hạng mục công trình phụ trợ như sân, đường, hệ thống cấp thoát nước đi ngầm cần được bảo vệ trong quá trình thi công.

- Phương án xử lý nền bằng cọc BTCT tiết diện nhỏ thi công theo phương pháp ép sau được tính toán theo các tiêu chuẩn của Bộ Xây dựng và Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam. Cọc bê tông cốt thép có tiết diện 200 x 200 mm, bê tông mác 250 đá 1x2, chiều dài cọc 11,5 m, lực chịu tải của cọc P = 9,0T được lựa chọn để thử nghiệm.

2. Triển khai áp dụng vào công trình.

2.1. Ép thử nghiệm: dùng hai cọc đúng kích thước 2 cọc tiết diện 200 x 200 mm, bê tông mác 250, đá 1 x 2; mỗi cọc dài 11,5 m được chia thành 5 đoạn, mỗi đoạn dài 2,3 m, sau khi đúc được 28 ngày đem cọc ép thử.

Cọc bê tông cốt thép được ép xuống nền đất bằng máy ép thuỷ lực, có diện tích Pít- tông 566 cm², trên máy ép có gắn đồng hồ áp lực để xác định lực nén cọc thay đổi theo độ sâu, các đốt cọc được nối bằng hàn. Đoạn cọc đầu tiên được định vị đúng vị trí, theo chiều thẳng đứng.

Hệ thống kích và giá đỡ được định vị đúng vị trí theo chiều thẳng đứng. Dùng máy kinh vĩ để điều chỉnh vị trí thẳng đứng. Trong quá trình lắp đặt cọc và ép cọc có các gối tựa, thanh đỡ vòng kẹp trên bệ kích, đảm định hướng cọc theo đúng hướng. Các vòng kẹp thân cọc được dịch chuyển theo thân cọc. Cọc dẫn bằng thép được sử dụng trong quá trình ép cọc. Hai đầu cọc mồi phẳng và vuông góc với trục cọc.

2.1. Tiến hành ép cọc đại trà:

Sau khi ép thử hai cọc, Ban chủ nhiệm đề tài tiến hành hội thảo rút kinh nghiệm về kỹ thuật đúc cọc, gắn mã đầu cọc, chiều dài mỗi đoạn cọc, vận chuyển cọc, neo giữ trước khi ép v.v... Sau đó tiến hành ép đại trà. Quy trình ép cọc đại trà bắt đầu từ khâu đúc cọc, chuẩn bị máy ép, chuẩn bị mặt bằng, tính toán đối trọng công trình v.v... đặc biệt là biện pháp tổ chức thi công, sơ đồ di chuyển máy ép cho phù hợp với điều kiện thi công. Việc ép cọc đại trà được tiến hành thuận lợi, đạt kết quả như dự kiến.

3. Theo dõi ảnh hưởng đến các công trình lân cận.

- Trong quá trình ép cọc, Ban chủ nhiệm đề tài đã theo dõi ảnh hưởng của quá trình ép cọc đến công trình cũ, ảnh hưởng đến phần công trình mới đã thi công.

- Kiểm tra độ lún, vết nứt của các công trình lân cận, bao gồm các chỉ tiêu như độ lún công trình cũ và công trình mới, độ lún đều, độ nứt, độ chuyển vị của các cọc khi đã bị chịu tải v.v.... Kết quả kiểm tra cho thấy, ảnh hưởng của phương pháp thi công ép cọc đến các công trình lân cận là rất nhỏ và phù hợp với dự kiến trước khi tiến hành thi công.

4. Đánh giá ưu khuyết điểm của phương án.

- Ưu điểm:

+ Phương pháp xử lý nền bằng cọc bê tông cốt thép tiết diện nhỏ thi công theo phương pháp ép sau có thể áp dụng cho các công trình có quy mô nhỏ, điều kiện thi công chật chội và các công trình có mặt bằng rộng rãi; các công trình làm mới và cải tạo; phù hợp với các công trình cần cải tạo nâng tầng, gia cố nền móng để giải quyết sự cố lún công trình v.v...

+ Thiết bị thi công gọn nhẹ, không cần vận chuyển đối trọng đến và chở ra khỏi công trình. Quá trình thi công yên tĩnh, không gây tiếng ồn và độ rung động lớn, hạn chế ảnh hưởng đến các công trình lân cận và sinh hoạt của dân cư. Trong quá trình thi công ít gây ảnh hưởng lún nứt cho các công trình lân cận. Tiến độ thi công nhanh.

- Nhược điểm:

+ Phương pháp thi công này chủ yếu phù hợp với công trình quy mô vừa và nhỏ, nền đất không quá yếu.

+ Giá thành phương pháp thi công ép sau cao hơn phương pháp ép cọc trước.

+ Không được sử dụng cho các công trình cao hoặc công trình có tải trọng ngang lớn.

5. Hiệu quả của đề tài.

- Phương pháp thi công này có hệu quả thực tế cao trong xử lý nền móng công trình xây dựng cơ bản. Ngoài các công trình dân dụng và công nghiệp còn có thể áp dụng cho cả các công trình giao thông và thuỷ lợi.

- Kết quả đề tài mở ra hướng áp dụng trong công tác thiết kế và thi công cho các công trình xây dựng trong điều kiện xây chen chật hẹp.

- Phương pháp này phù hợp với thực tế xây dựng hiện nay, các công trình cao tầng xây chen trong đô thị nhiều, các công trình cần cơi nới cải tạo nâng tầng, các công trình có sự cố lún móng cần được khắc phục.

- Quy trình thi công theo phương án ép sau giảm được thời gian thi công, thiết bị thi công gọn nhẹ, không ồn, hạn chế gây rung, ít ảnh hưởng đến các công trình lân cận, sân đường v.v...

III. NHÂN RỘNG KẾT QUẢ THỰC HIỆN

- Đến nay đã khẳng định tính hiệu quả và tính phù hợp với thực tế.

- Giải quyết bài toán xử lý nền và thi công các công trình xây dựng trong điều kiện xây chen, mặt bằng thi công chật hẹp trong đô thị.

- Đảm bảo các yếu tố kỹ thuật, không gây lún nứt các công trình lân cận trong quá trình thi công.

- Đã xử lý gần như triệt để độ lún của các công trình xây dựng trong suốt quá trình sử dụng.

- Các giải pháp kỹ thuật rất phù hợp với quy mô tải trọng của các công trình xây dựng từ 3-5 tầng trong điều kiện địa chất của TP Hải Dương.

- Kết quả nghiên cứu mới chỉ được áp dụng ở các công trình riêng lẻ của một số hộ gia đình, còn các công trình có vốn của nhà nước đầu tư vẫn chưa được áp dụng rộng rãi.