PDA

View Full Version : Móng cọc vòng vây ống thép



achangtreconx3d
06/09/08, 01:37 PM
Đây là một công nghệ rất mới ở Việt Nam và cả trên thế giới. mong được sự góp ý thảo luận của thầy cô và cac bạn.
Thầy cô và các bạn có tài liệu về công nghe này post lên cho em với. Em rất muốn tìm hiểu về công nghệ này.

Áp dụng móng cọc ống thép ở Việt Nam
1. Lời mở đầu
Gần đây có rất nhiều các dự án lớn được xây dựng ở Việt Nam, không chỉ các dự án xây dựng cầu mà còn các dự án xây dựng cảng Những cầu nhịp lớn đòi hỏi cần phải có kết cấu phần dưới phù hợp. Tuy nhiên điều kiện địa chất ở Việt Nam tương đối phức tạp, nói chung địa chất ơ miền Bắc xuất phát từ đồng bằng châu thổ sông Hồng, địa chất ở miền Trung xuất phát từ dãy núi Trường Sơn và địa chất ở miền Nam xuất phát từ đồng bằng châu thổ sông Cửu Long. Do đó có thể nói vùng có địa chất xấu nhất là miền Nam, thứ hai là miền Bắc. Đó cũng là một trong những nguyên nhân dẫn đến những khó khăn trong thiết kế và thi công kết cấu móng đối với các công ty Tư vấn và các nhà thầu xây dựng.
Móng cọc ống thép là một loại móng có thể phù hợp được với các điều kiện địa chất nói trên, độ tin cậy của móng trong xây dựng khá cao. Ngoài ra kết cấu móng này còn có khả năng kháng lại tác dụng của lực động đất một cách hiệu quả.
Trong bài này chúng tôi sẽ giới thiệu về công nghệ móng cọc ống thép dạng vòng vây và các vấn đề xung quanh việc chuyển giao công nghệ móng này từ Nhật Bản sang Việt Nam. Sau đây kết cấu móng này sẽ được gọi la móng ống thép dạng giếng.
2. Các Dự án áp dụng cọc ống thép ở Việt Nam
Cho đến nay móng cọc ống thép dạng giếng vẫn chưa được áp dụng ở Việt Nam, tuy nhiên có một số dự án đã sử dụng cọc ống thép và móng cọc ống thép dạng vòng vây cho công tác thi công.
2.1 Dự án cầu Thanh Trì
Dư án này đã sử dụng kết cấu vòng và cọc ống thép hơi giống kết cấu móng cọc ống thép dạng giếng. Tuy nhiên trong trường hợp này kết cấu vòng vây cọc ống thép chỉ dùng cho công tác thi công, chưa phải là cọc thật.
Chủ đầu tư: ban Quản lý dự án Thăng Long.
Tư vấn: Công ty Tư vấn quốc tế Thái Bình Dương (Nhật Bản), TEDI (Việt Nam)
Nhà thầu:Liên danh Obayashi – Sumitomo Mitsui (Nhật Bản
Kết cấu: Vòng vây cọc ống thép
Nơi áp dụng: Vòng vây thi công
Đặc trưng của cọc: Đường kính 1200mm; chiều dày: 14mm; chiều dài: 28m.
Vật liệu làm cọc: SKY400 (Nhập khẩu từ Nhật Bản).
Nơi gia công: Việt Nam.
Chương trình tính toán kết cấu móng: KASETSU- 5X for Window Ver.9.0 của CRC Solution Corp.
Búa đóng cọc: Búa rung TOMEC 160KW (Nhật Bản).
2.2. Dự án cầu Bính
Vị trí dự án: Hải Phòng
Chủ đầu tư: Ban Quản lý các dự án cầu Hải Phòng.
Tư vấn: Công ty Tư vấn CHODAI (Nhật Bản), FINNROAD (Phần Lan) , HECO (Việt Nam).
Nhà thầu: Liên danh IHI – Sumitomo Mitsui (Nhật Bản).
Kết cấu: Móng cọc ống thép nhồi bê tông
Nơi áp dụng: Tất cả các trụ cầu trừ các trụ tháp
Đặc trưng của cọc Đường kính: 800mm; chiều dày: 12,7m; chiều dài: 38-39m.
Vật liệu làm cọc: SKK400 (Nhập khẩu từ Indonesia)
Nơi gia công: Indonesia
Búa đóng cọc: Búa trọng lực.
2.3. Dự án Cảng Dung Quất
Vị trí dự án: Quảng Ngãi
Chủ đầu tư: Ban Quản lý dự án lọc dầu Dung Quất.
Tư vấn: Công ty Tư vấn cảng Portcost (Trước đây là Tư vấn TEDI phía Nam)
Nhà thầu: Cianco 1, Cienco 6, Portcost (Việt Nam).
Kết cấu: Móng cọc ống thép
Nơi áp dụng: Tất cả các trụ.
Đặc trưng của cọc: Đường kính 609,6mm; Chiều dày;16mm; chiều dài: 35-45m.
Vật liệu làm cọc: SKK 490 (Nhập khẩu từ Indonesia).
Nới gia công: Việt Nam
Búa đóng cọc: Búa diêzen
3. Giới thiệu móng cọc ống thép dạng giếng
3.1. Đặc điểm của móng cọc ống thép dạng giếng
Loại móng này được phát triển trong móng lò cao của các nhà máy sản xuất thép ở Nhât Bản. Sau đó cùng với sự hợp tác của Bộ Xây dựng Nhật Bản (Nay là bộ Công nghiệp, đất đai, cơ sở hạ tầng và giao thông), các nhà sản xuất thép đã thử áp dụng chúng cho các trụ cầu.
Móng cọc ống thép dạng giếng này sử dụng các ống thép loại có khoá nối chống cắt.Móng này được đóng xuống theo các hình tròn, chữ nhật và hình ô van.
Có thể áp dụng móng này cho các vùng nước sâu và nơi đất yếu. Chúng có thể giảm được thời
gian thi công và giá thành vì không cần có vòng vây thi công tạm. Móng này có độ tin cậy cao
trong vùng có địa chấn rộng lớn.
Trong giai đoạn thiết kế có 3 vấn đề cần giải quyết: Thứ nhất là độ lớn của móng, thứ hai là đường kính cọc ống thép và thứ ba là chiều dày của cọc ống thép. Trong giai đoạn thi công có thể dùng búa đóng cọc đóng dần từng cọc xuống, do đó có thể áp dụng móng này ở những nơi có nền chịu lực ở sâu mà vẫn có độ an toàn cao.
3.2. Sự phát triển của công nghệ móng cọc ống thép dạng giếng ở Nhật Bản
Cọc ván ống thép là một vật liệu xây dựng sử dụng trong móng cọc ống thép dạng giếng qua việc nghien cứu của các nhà sản xuất thép ở Nhật Bản. Ban đầu nó được sử dụng ở trong các kết cấu tường chắn, khi đó người ta đã sử dụng thép hình là thép góc để làm tai nối cọc, nhưng do tính ngăn nước của tai nối này kém mà sau đó người ta đã thiết kế các ống thép tròn làm tai nối cọc. Phạm vi áp dụng của móng cọc này ngày càng rộng lên, tuy nhiên sự phát triển cùa công nghệ làm sạch trong lòng ống tai nối hay công nghệ thi công vữa cường độ cao trong lòng ống tai nối một cách hiệu quả đến nay đã được nâng cao rất nhiều.
Bảng 1 là sư phát triển của các công nghệ “chìa khoá” cùa móng cọc ống thép dạng giếng. Từ Bảng 1 ta có thể thấy khái niệm cơ bản bắt đầu từ công nghệ liên hợp giữa cọc ván hình chữ H, thiết kế các khoá khớp lại trong cọc chữ H của Tây Đức. Quá trình cải tiến, tiến tới cọc ống có gắn khoá nối trên cọc, từ thiết kế đến thi công hay chi tiết cấu tạo, nó đã được cải tiến ngày càng cao mang kiểu Nhật Bản. Phát triển ra các nước ngoài, với các khó khăn như dành được lực cạnh tranh, lý giải công nghệ của các nước đối tác...Từ các vấn đề này, thời điểm hiện nay có thể chấp thuận các thiết kế của Nhật Bản trong các dự án ODA của Nhật Bản.
Bảng 1. Lịch sử phát triển của công nghệ móng cọc ống thép dạng giếng

Năm Những phát minh chủ yếu Sự phát triển của các công nghệ chủ yếu
1930 Ứng dụng trong móng trụ cầu cọc hộp của công ty của BaineBail Tây Đức
1964 Bắt đầu phát triển móng cọc ống thép dạng giếng
1966 Áp dụng cọc hộp vào Nhật Bản (cầu Kinjo Ohashi)
1967 Áp dụng trong móng lò cao loại lớn
1972 Thành lập “Phương pháp thiết kế và thi công móng cọc ván thép” của Hiệp hội nghiên cứu móng cọc ván thép
Khoảng 1973 Phát minh ra phương pháp thi công móng cọc ống thép dạng giếng kiêm vòng vây thi công tạm thời
1977 Phát minh ra phương pháp Plate Braket Liên đoàn đường cao tốc Hanshin
Khoảng 1981 Phát minh ra phương pháp thi công cắt trong nước cọc ống ván thép
Khoảng 1982 Phát minh ra 3 thứ nguyên của giếng giả định từ mặt cắt nguyên
1981 Phương pháp thiết kế thi công móng cọc ống thép dạng giếng (Bản thảo). Đường sắt Nhật Bản (nay là JR)
1984 Phương pháp thiết kế móng cọc ống thép dạng giếng và giải thích Hiệp hội đường bộ Nhật Bản
Khoảng 1986 Phát minh ra phương pháp liên kết bệ cọc bằng kiểu thanh thép xiên vào
Khoảng 1989 Phát minh ra phương pháp liên kết bệ cọc bằng kiểu đinh thép
1990 Khi cải biên Quy trình thiết kế cầu đường bộ của Hiệp hội đường bộ Nhật Bản đã đưa chương Móng cọc ống thép dạng giếng vào
1996 Quy định phương pháp sức chịu tải theo phương ngang khi động đất trong Quy trình thiết kế cầu đường bộ
1997 Hướng dẫn thiết kế thi công móng cọc ống thép dạng giếng Hiệp hội cầu đường bộ Nhât Bản
3.3. Các vấn đề cần giải quyết khi áp dụng móng cọc thép dạng giếng ở các nước ngoài Nhật Bản
Kể cả kết cấu phần trên của cầu, việc đưa công nghệ đã phát triển như hiện nay ở Nhât Bản vào các nước đang phát triển cần phải lập các kế hoạch tìm hiểu tình trạng công nghệ của đất nước đó. Khi thực hiện công nghệ móng cọc ống thép dạng giếng ở nước ngoài, chúng ta cần phải giả định các tình huống dưới đây khi thiết kế và thi công.
Các vấn đề trong thiết kế
3.3.1. Chấp thuận phương pháp thiết kế đặc trưng của móng cọc ống thép dạng giếng
Phương pháp xem xét giếng giả định
Hiệu suất liên hợp
Xét đến ứng suất dư khi làm vòng vây thi công tạm.
3.3.2. Chấp thuận chương trình thiết kế
3.3.3. Phương pháp xem xét thiết kế chống động đất
Các vấn đề trong thi công
3.3.4 Lựa chọn phương pháp liên kế với bệ móng ứng với tình trạng hiện trường
Kiểu bản hẫng
Kiẻu cốt thép xiên vào
Kiểu đinh neo.
3.3.5. Phương pháp cắt trong nước cọc ván ống thép của phần làmg vòng vây thi công tạm
Cắt trong nước bằng người lặn
Sử dụng máy cắt trong nước.
3.3.6. Xét đến khả năng của máy móc thi công từ giai đoạn thiết kế
Lựa chọn đường kính cọc ván ống thép thích hợp nhất.
Sau đây, từ những quan điểm nói trên, Bảng 2 sẽ tóm tắt lại 3 dự án cụ thể theo thứ tự năm thi công về móng cọc ống thép dạng giếng đã được thi công và đang được thi công ở nước ngoài : Cầu Hữu Nghị Nhật Bản - Campuchia (viện trợ không hoàn lại), Cầu Chillind (viện trợ không hoàn lại), cầu Magusaisai thứ 2 (vốn vay đặc biệt).
Bảng 2. Các ví dụ móng cọc ống gthép dạng giếng ở nước ngoài

Tên cầu Cầu Hữu Nghị Nhật Bản- Campuchia Cầu Chillind Cầu Magusaisai thứ 2
Tên nước Campuchia Biên giới Zambia –Zimbabwean Philippines
Chủ đầu tư Chính phủ Campuchia (viện trợ không hoàn lại của Chính phủ Nhật Bản) Nhà cung cấp dự án công cộng Zambia và Bộ Năng lượng và Giao thông Zimbabwean(viện trợ không hoàn lại của Chính phủ Nhật Bản) Bộ dự án công cộng của Chính phủ Philippines (vốn vay đặc biệt của Chính phủ Nhật Bản)
Thiết kế Liên đoàn hợp tác Quốc tế Công ty CHODAI (TNHH) Công ty quốc tế công trình KATAHIRA
Thi công Công ty Obayashi, Nippon Steel, Yokoka Công ty Kajima Công ty Nippon Steel, Toa
Dạng cầu Cầu dầm hộp bàn thép Cầu dầm hộp DUL liên tục 3 nhịp Cầu dầm hộp bản liên tục 2 nhịp, 1 tháp
Chiều dài cầu 540m(68,5x2+65+135+65
+68.5x2) 400m(120+160+120) 360m(160+200)
Chiều rộng cầu 13m 10,3m(4mx2 làn xe) 11.4m(4mx2 làn xe)
Dạng móng Kiêm vòng vây thi công tạm, hình ô van 12.635m x 6.396m Kiêm vòng vây thi công tạm, hình chữ nhật 12.23m x 9.735m Kiêm vòng vây thi công tạm22.038m x 9.560m
Số lượng Phần nhịp giữa 2 móng P1.P2(2móng) Móng trụ tháp
-1 móng
Thời gian 12/1992-8/1993 23/2/2000-22/2/2003 5/2004-4/2007
4. Các vấn đề khi áp dụng móng cọc ống thép dạng giếng ở Việt Nam
Việc áp dụng móng cọc ống thép dạng giếng ở Việt Nam là hoàn toàn có thể nếu chúng ra giải quyết được một số vấn đề sau:
4.1. Vì là kết cấu móng đặc biệt nên việc thiết kế móng này sẽ khác với các móng thông thường khác, do đó kết cấu móng này nên có chương trình tính toán chuyên dụng.
4.2. Chiều dày của tấm thép làm cọc ống thép dày từ 12 ~ 14mm. các tấm thép này chưa được sản xuất ở Việt Nam, do đó các tấm thép sẽ phải được nhập từ nước ngoài vào và có thể gia công thành cọc ống thép tại các nhà máy chế tạo kết cấu thép ở Việt Nam.
4.3. Tuy rằng công tác thi công móng này không đòi hỏi các máy móc thi công phức tạp hay hiện đại nhưng công tác thi công kết cấu móng đòi hỏi phải có kinh nghiệm trong việc đảm bảo cọc được đóng xuống đúng vị trí và theo phương thẳng đứng, kinh nghiệm liên kết các cọc ống thép lại với nhau qua tai nối cũng như kinh nghiệm khoá cọc cuối cùng trong móng…
4.4. Đối với kết cấu móng vĩnh cửu, phương pháp chống ăn mòn cho móng cọc cần phải được áp dụng và phù hợp với điều kiện môi trường khí hậu của Việt Nam.
4.5. So sánh giữa kết cấu thép và kết cấu móng bê tông, giá thành vật liệu dành cho móng thép có thể lớn hơn. Nhưng nếu so sánh cả giá thành thi công hay giá duy tu bảo dưỡng thì tổng giá thành của móng thép có thể thấp hơn. Do đó để đưa ra được một kết luận chính xác về giá thành móng, cần phải có bảng so sánh cụ thể.
5. Hướng giải quyết một số vấn đề khi áp dụng kết cấu móng cọc ống thép dạng giếng ở Việt Nam
Khi áp dụng móng cọc ống thép dạng giếng ở Việt Nam cần phải giải quyết được các vấn đề từ các quan điểm thiết kế, điều tra, thi công và sẽ phải điều chỉnh lại. Ở đây khi so sánh giữa các phương pháp thiết kế trước đây ở Việt Nam và phương pháp sẽ được chuyển giao vào Việt Nam và khi so sánh với móng bê tông ta có các vấn đề sau đây:
5.1. Việc chuyển giao phương pháp thiết kế cọc ống thép dạng giếng vào Việt Nam
Đối với thiết kế cọc móng thép dạng giếng ở Nhật Bản thông thường sử dụng các chương trình thiết kế chuyên dụng, các chương trình thiết kế này có các phương pháp xét đến các ngoại lực được quy định trong các Tiêu chuẩn thiết kế cầu đường bộ của Nhật Bản , ngoài ra có xét đến lực động đất tại 2 cấp ở Nhật Bản.
Mô hình phân tích dựa trên dầm có chiều dài hữu hạn có khả năng ứng xử trên thế giới, và phân tích dầm giếng giả định có xét đến ảnh hưởng cắt trượt của mối nối khi xét đến đặc tính
biến dạng của móng cọc ống thép dạng giếng.
Liên đoàn Thép Nhật Bản dự định bước đầu sẽ mời các kỹ sư Việt Nam sang Nhật Bản, nghiên cứu phương pháp thiết kế chống động đất nói chung tại Nhật Bản và đưa ra chương trình tính toán phân tích bằng tiếng Việt.
5.2. Ví dụ so sánh với móng giếng chìm bê tông
Ở Nhật Bản, khi quyết định dạng móng của các cầu lớn, nhất thiết phải có thiết kế so sánh các kết cấu móng của 2 đến 3 loại. Sau đây xin trình bày về những so sánh mang tính định tính giữa móng giếng chìm hơi ép và móng cọc ống thép dạng giếng.

Hạng mục so sánh Phương án 1
Móng cọc ống thép dạng giếng Phương án 2
Móng giếng chìm hơi ép


Độ tin cậy của kết cấu Khi hợp long các phần mối nối hay đào trong đất, do không trực tiếp quan sát được quá trình thi công phần trong lòng đất nên cần phải tiến hành rất chặt chẽ công tác quản lý chất lượng Công tác thi công các bộ phận quan trọng chủ yếu được thực hiện trong không khí nên việc quản lý chất lượng có thể trực tiếp quan sát được, độ tin cậy của kết cấu tăng cao hơn




Tính
thi
công Tính an toàn thi công Về cơ bản công tác thi công được thực hiện trên bờ nên có độ an toàn cao hơn Do công tác thi công được thực hiện trong khí áp cao nên cần phải quản lý an toàn đầy đủ.
Khi dùng khí áp cần phải quản lý an toàn đầy đủ
Mức độ khó dễ trong thi công và độ xác thực Khi có các yếu tố không xác thực cho sức chịu tải của cọc ống thép phải tiến hành các thí nghiệm chất tải ngay tại hiện trường Trường hợpk là nền đất yếu, cần phải quản lý thi công đầy đủ đối với độ ổn định và độ chính xác khi thi công đánh chìm.
Thời gian thi công Không phải thi công vòng vây tạm xây bệ móng, tiết kiệm được thời gian Phải thi công vòng vây tạm xây bệ móng, tốn thêm thời gian và vật liệu

Ảnh hưởng tới môi trường Nhờ công tác thi công trong vòng vây tạm nên khả năng ô nhiễm nước rất ít Khi thi công đất có khả năng gây ô nhiễm nước.
Do quá trình đào giếng là lượng đất thải ra nhiều
Tính Kinh tế 1.0 1.1

Đánh giá tổng hợp Đối với khả năng chịu lực của cọc, nhờ có kế hoạch thí nghiệm chất tải tại hiện trường, mang tính kinh tế cao hơn Chất lượng kết cấu tương đối cao nhưng nếu so sánh với kết cấu móng cọc ống thép thì tính kinh tế có phần kém hơn
Đối với các cầu trụ cụ thể ở Việt Nam cần phải tiến hành thảo luận từ các bảng so sánh tương tự như trên.
6. Kết luận
Móng cọc ống thép dạng giếng là công tác phải có tính chuyên dụng mang tính kỹ thuật cao, thông thường ở Nhật Bản trong các môi trường không thể cung cấp dễ dàng máy móc thi công các loại móng, cần phải giải quyết được nhiều vấn đề để có thể áp dụng được cho các môi trường này. Do đó vừa lặp lại lịch sử phát triển nâng cao công nghệ móng cọc ống thép dạng giếng vừa giải quyết những tác động ứng dụng ở Việt Nam.
Hiện nay trường Đại học Giao thông vận tải Việt Nam, trường Đại học Waseda Nhật Bản và Liên đoàn thép Nhật Bản đã có những hợp tác nghiên cứu, đặc biệt là những bước đầu cho việc chuyển giao công nghệ thiết kể. Dự định đến năm 2007 chúng tôi sẽ có được những thành quả rõ rệt, chúng tôi xin được giới thiệu ở những dịp sau.
Takeshi Katayama - Nippon Steel Corporation
Nguyễn Thị Tuyết Trinh - Đại học GTVT, Hà Nội
(Nguồn tin: T/C Cầu đường Việt Nam, số 7/2007)

khoayt
19/10/11, 11:52 AM
Mình đang làm cho Nippon Steel Pipe Việt Nam và Ms. Tuyết Trinh là một cố vấn rất tích cực cho bên mình. Bầy giờ mới bít về bài tham luận này..
Cám ơn!