Cọc ván bê tông Dự ứng lực

Cập nhập: 11/13/2012 10:16:27 AM

Cọc cừ ván bê tông cốt thép Cừ ván bê tông cốt thép hay còn gọi là cọc ván bê tông cốt thép hay tường cọc ván là một dạng đặt biệt của tường chắn đất, thường được sử dụng để bảo vệ các công trình ven sông kết hợp với việc chống xói lở bờ sông.

Khái niệm

Cọc cừ ván bê tông cốt thép

Cừ ván bê tông cốt thép hay còn gọi là cọc ván bê tông cốt thép hay tường cọc ván là một dạng đặt biệt của tường chắn đất, thường được sử dụng để bảo vệ các công trình ven sông kết hợp với việc chống xói lở bờ sông.

Lịch sử hình thành

Cách đây hơn 50 năm, Tập đoàn PS MITSUBISHI (Nhật Bản) đã phát minh ra loại “cọc ván BTCT dự ứng lực” với kiểu dáng hình học dạng sóng của mặt cắt tiết diện và đã được xây dựng thử nghiệm rất có hiệu quả ở Nhật trong nhiều năm qua..

Cọc ván PC được ứng dụng vào Việt Nam năm 1999-2001 tại cụm công trình nhiệt điện Phú Mỹ - tỉnh Bà Rịa Vũng Tàu - với sự giúp đỡ của các nhà tư vấn Nhật Bản và đặc biệt sự hướng dẫn trực tiếp công nghệ thi công lắp đặt của Nhà sáng chế ra cọc ván bê tông ứng lực trước - Tiến sĩ ITOSHIMA.

Các dạng mặt cắt:

1/- Dạng sóng

2/- Dạng phẳng

3/- Dạng mặt phẳng/ mặt lõm

Cọc W có nhiều lọai với chiều dài khác nhau: W120 đến W600, dài từ 6m đến 18m. Bề rộng các lọai cọc cố định 996, chỉ số bên cạnh chữ W chỉ chiều cao 120,300,350...600.

Cọc ván dự ứng lực có cốt thép đai được bố trí với khoảng cách (a=40-50cm), cốt chủ thường là cốt thép dự ứng lực loại tao cáp 12.7mm, số lượng tao cáp tuỳ theo chiều dài cọc loại cọc.

sửa Các đặc trưng cơ lý của cọc ván BTCT dự ứng lực

A/- Vật liệu:

Theo tiêu chuẩn JISA –5354 (1993) của Uỷ Ban TCCL Nhật Bản, yêu cầu chất lượng của vật liệu chế tạo cừ bản bê tông cốt thép dự ứng lực như sau:

•           Xi măng : xi măng Porland đặc biệt cường độ cao.

•           Cốt liệu : dùng tiêu chuẩn kích thước không lớn hơn 20mm.

•           Phụ gia : phụ gia tăng cường độ của betông thuộc nhóm G.

•           Thép chịu lực : Cường độ cao thuộc nhóm SD40.

•           Thép tạo ứng suất trong bê tông: Các sợi cáp bằng thép loại SWPR –7B đường kính 12.7mm - 15.2mm.

B/- Kích thước cơ bản :

•           Chiều rộng cừ bản: 996 mm.

•           Chiều dày: 60-120 mm.

•           Chiều cao: 120-600 mm.

•           Chiều dài: 3000-21000 mm.

C/- Tiêu chuẩn kỹ thuật:

•           Cường độ bê tông [Rb]= 725 kg/cm2

•           Moment chống uốn [Mc] tuỳ thuộc từng loại kết cấu cừ.

•           W120 W180 W250 W300

•           14.1 29.5 57.3 90.6

•           W350 W400 W500 W600

•           148.0 223.0 377.0 554.0

Phương pháp thi công: 

 Thi công bằng búa rung

Phương pháp thi công bằng búa rung kết hợp xói nước, đóng bằng búa diezel kiểu ống, búa rung va đập, đóng bằng búa thủy lực.

Trong phương pháp thi công bằng búa rung kết hợp với xói thì người ta vừa rung vừa phun nước áp lực cao xuống đáy cừ để xói rửa đất cho cọc hạ xuống. Dàn búa + xói rửa đó là chuyên dụng phải nhập khẩu từ nước ngoài. Khi đúc cừ người ta đã đặt sẵn 02-06 ống thông từ đầu cừ đến đáy cừ (cỡ D15-D17). Phương pháp thi công bằng búa rung kết hợp xói nước gồm có các bước chính sau:

1- Chuẩn bị gồm cần cẩu và búa rung 6 tấn, hệ thống tia nước áp lực rất cao max 120 atmôfe.

2- Lắp đặt và định vị khung dẫn hướng

3- Dùng cẩu móc vào phía đỉnh cọc để di chuyễn đến vị trí cọc cần đóng

4- Dưới sức nặng của bản thân cọc và sức mạnh của tia nước bắn ra phía mũi cọc mà cọc tự động hạ xuống. Chiều sâu yêu cầu là 20% đến 30% chiều dài cọc. Ở dự án Đại lộ Đông Tây đang thi công là 20m dài.

5- Lắp búa rung vào đầu cọc kết hợp với tia nước để hạ cọc đến cao độ thiết kế.

6- Đổ Bê tông liên ket và ngàm hệ thống đỉnh cọc vào phía mố cầu.

Ưu điểm

Cọc ván BTCT dự ứng lực có những tính năng vượt trội như sau:

•           Rẻ hơn cừ larsen.

•           Để hạ cừ nếu không phải trong thành phố thì có thể dùng búa Diezen để đóng, đơn giản rẻ tiền và nhanh.

•           Cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực tận dụng được hết khả năng làm việc chịu nén của bê tông và chịu kéo của thép, tiết diện chịu lực ma sát tăng từ 1.5 ÷ 3 lần so với loại cọc vuông có cùng tiết diện ngang (khả năng chịu tải của cọc tính theo đất nền tăng).

•           Khả năng chịu lực tăng: mô men chống uốn, xoắn cao hơn cọc vuông bê tông thường, do đó chịu được mômen lớn hơn.

•           Sử dụng vật liệu cường độ cao(bê tông, cốt thép) nên tiết kiệm vật liệu. Cường độ chịu lực cao nên khi thi công ít bị vỡ đầu cọc, mối nối. Tuổi thọ cao.

•           Có thể ứng dụng trong nhiều điều kiện địa chất khác nhau.

•           Chế tạo trong công xưởng nên kiểm soát được chất lượng cọc, thi công nhanh, mỹ quan đẹp khi sử dụng ở kết cấu nổi trên mặt đất.

•           Chế tạo được cọc dài hơn (có thể đến 24m/cọc) nên hạn chế mối nối.

•           Sau khi thi công sẽ tạo thành 1 bức tường bê tông kín nên khả năng chống xói cao, hạn chế nở hông của đất đắp bên trong.

•           Kết cấu sau khi thi công xong đảm bảo độ kín, khít. Với bề rộng cọc lớn sẽ phát huy tác dụng chắn các loại vật liệu, ngăn nước. Phù hợp với các công trình có chênh lệch áp lực trước và sau khi đóng cọc như ở mố cầu và đường dẫn.

•           Cường độ chịu lực cao: tiết diện dạng sóng và đặc tính dự ứng lực làm tăng độ cứng và khả năng chịu lực của ván

•           Chất lượng cao: do được sản xuất bởi quy trình công nghệ theo tiêu chuẩn JISA 5354 của Nhật , được quản lý chất lượng chặt chẽ trong quá trình sản xuất. Thép được chống rỉ, chống ăn mòn, không bị ô xy hoá trong môi trường nứơc mặn cùng như nước phèn, chống được thẩm thấu nhờ sử dụng jont bằng vật liệu Vinyl cloride khá bền vững.

•           Giá thành dễ chấp nhận so với ứng dụng công nghệ truyền thống, bởi cọc ván BTCT dự ứng lực được sản xuất từ những vật liệu có cường độ cao, khả năng chịu lực tốt nên giảm được rất nhiều trọng lượng vật tư cho công trình (so với công nghệ truyền thống)

•           Được sản xuất tại công xưởng nên dễ hiện đại hoá, dễ kiểm tra chất lượng, năng suất cao, sản xuất nhiều giá thành sẽ hạ, có thể sản xuất nhiều chủng loại sản phẩm có quy cách khác nhau, đáp ứng theo nhiều dạng địa hình và địa chất khác nhau.

•           Thi công dễ dàng và chính xác, không cần mặt bằng rộng, bởi giải toả mặt bằng rất tốn kém, chỉ cần xà lan và cẩu vừa chuyên chở cấu kiện vừa ép cọc là thi công được.

•           Tuổi thọ công trình cũng được nâng cao lên, bởi cọc ván BTCT dự ứng lực được sản xuất từ những vật liệu có cường độ cao, khả năng chịu lực tốt nên giảm được rất nhiều trọng lượng vật tư cho công trình, dễ thay thế cọc mới khi những cọc cũ gặp sự cố. Hơn nữa, cũng nhờ thép được chống gỉ, chống ăn mòn, không bị oxy hóa trong môi trường nước mặn cũng như nước phèn, chống được thẩm thấu nhờ sử dụng bằng vật liệu Vinyl cloride khá bền vững.

•           Trong xây dựng nhà cao tầng ở thành phố dùng móng cọc ép, có thể dùng cọc ván BTCT dự ứng lực ép làm tường chắn chung quanh móng, để khi ép cọc, đất không bị dồn về những phía có thể gây hư hại những công trình cận kề (như làm nứt tường, sập đổ...) Đây là một giải pháp thay thế tường trong đất (dày tối thiểu 600 - với chi phí xây lắp rất cao) hoặc tường cừ larsen trong một số trường hợp như những trường hợp phải để cừ lại (có một số trường hợp cạnh nhà dân, khi rút cừ lên thì nhà dân bị nứt).

Một số công trình đã sử dụng

•           Trong các công trình dân dụng đầu tiên ở Nhà máy điện Phú Mỹ (công nghệ nước ngoài), nhiều công trình khác như Kè Đồng Nai, kè Bạc Liêu, Kiên Giang, bờ kè TP Biên Hòa, bãi rác Củ Chi... kênh Nhiêu Lộc Thành phố Hồ Chí Minh (cọc W600 dài 15 đến 18m).

•           Ở Công trình nhà máy điện Phú Mỹ : có hai lổ ống D21 chạy dài xuống mủi cọc, dùng máy áp lực cao xói ,búa rung 90kw rung xuống một ngày làm 2-3 cọc 18m.

•           Các kỹ sư Việt Nam đã cải tiến dùng búa Diezel đóng cho công trình lấn biển Kiên Giang 1 ngày có thể thi công 4-5 cọc giá thành rẻ và nhanh

•           Ở Hà nội, đã có công trình ở số 27 Lê Đại Hành, ngã năm Bà Triệu - Lê Đại Hành (Hà Nội), đối diện UBND Quận Hai Bà Trưng, sử dụng cọc ván cừ bằng bê tông cốt thép, dài mỗi đoạn khoảng 11-15 m, rộng khoảng 50-70 cm, dày khoảng 10-20 cm dùng cáp dự ứng lực (căng trước, ở đầu mỗi cọc đều còn vết cắt thép sau khi đã đổ bê tông). Hàng tường cừ này sẽ để lại sau khi thi công xong (để làm tầng hầm). Vừa kết hợp làm cọc chịu lực và tường vây luôn.

Bản vẽ cấu tạo cọc cừ ván bê tông cốt thép dùng làm tường vây

Một số đơn vị sản xuất

Miền Bắc: Công ty Cổ Phần sở hữu Thiên Tân (Evernew Holding., Jsc)

Một số hình ảnh sản phẩm và thi công khác: