Cọc ván/ cừ ván/ tường cọc ván
Cừ ván bê tông cốt thép

 

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

 

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 (lớn nhất Việt Nam) - 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, Công ty C&T đã thi công hoàn hảo hệ thống các kênh dẫn chính và các kênh nhánh với tổng chiều dài cừ 42.000m chiều rộng 45m, chiều sâu 8,7m đưa nước từ sông Thị Vải vào để giải nhiệt cho các Turbin khí. Hiện nay kênh này vẫn bền vững và Nhật bản đã chuyển giao công nghệ này cho ta.

 

Ngay từ khi tiếp cận loại sản phẩm mới này, nhận ra tiềm năng ứng dụng rất lớn trong xây dựng các công trình hạ tầng, Công ty C&T đã nghiên cứu chế tạo ứng dụng cọc ván PC, để từ đây hình thành sự đột phá đem lại giải pháp mới cho các công trình kè bảo vệ bờ, chống sạt lở, các bến sông, kè biển, các công trình thuỷ lợi...Bước phát triển tiếp theo: Từ năm 2005 – công ty C&T đã liên doanh với tập đoàn PS.MITSUBISHI đầu tư 01 nhà máy sản xuất Cấu Kiện Bê tông Đúc Sẵn trong đó cọc ván PC là sản phẩm chính chủ yếu, đáp ứng nhu cầu ngày càng gia tăng về sản phẩm này.

 

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

 

Cọc cừ bê tông ứng lực trước tại cầu Ca Tre Nho thuộc dự án xây dựng đường cao tốc Đông Tây Sài Gòn

 

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).

Nhược điểm

           Gần khu vực nhà dân không dùng đóng ngoài ra nếu thi công phải tránh chấn động

           Trong khu vực xây chen phải khoan mồi rồi mới ép được cọc, nên tiến độ thi công tương đối chậm.

           Công nghệ chế tạo phức tạp hơn cọc đóng thông thường.

           Thi công đòi hỏi độ chính xác cao, thiết bị thi công hiện đại hơn (búa rung, búa thuỷ lực, máy cắt nước áp lực...)

           Giá thành cao hơn cọc đóng truyền thống có cùng tiết diện.

           Ma sát âm (nếu có) tác dụng lên cọc tăng gây bất lợi khi dùng cọc ván chịu lực như cọc ma sát trong vùng đất yếu.

           Khó thi công theo đường cong có bán kính nhỏ, chi tiết nối phức tạp làm hạn chế độ sâu hạ cọc

 

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

Hiện nay đơn vị sản xuất có Cty 620 (Bình Dương), Cty C&T (Long An).

Trung tâm tư vấn và phát triển công nghệ thành phố Hồ Chí Minh đã khảo sát, thiết kế và đang tiến hành thi công trên 80 công trình ở các tỉnh phía Nam, được lãnh đạo các địa phương đồng tình và ủng hộ. Một số ý kiến cho rằng đây là chương trình ứng dụng công nghệ mới, có nhiều tính vượt trội trong xây dựng. Hiện nay, thành phố Hồ Chí Minh nói riêng và cả nước nói chung đang tiến hành giải toả, nạo vét và chính trang nhiều hồ, kênh nước đen, thiết nghĩ các nhà quản lý, các chủ đầu tư, các chuyên gia xây dựng... cần đi sâu xem xét một cách nghiêm túc về khả năng và phạm vi ứng dụng công nghệ cọc ván BTCT dự ứng lực để thực hiện các dự án chỉnh trang, nâng cấp đô thị đạt chất lượng và hiệu quả hơn

 

Hình ảnh thi công

 

 

 

 

Hình ảnh chế tạo

 

Chế tạo cọc ở nhà máy VINA-PSMC bên bở sông Vạm Cỏ Đông    

 

 

Miền nam triển khai rất nhiều công trình bờ kè sử dụng công nghệ này. Từ trước đến nay các công trình xây dựng, giao thông, cầu cảng, công trình kè vẫn thường được sử dụng là cọc bê tông và tường chắn để gia cố và bảo vệ bờ nhưng các vật liệu trên ngày nay không còn đáp ứng được nhu cầu sử dụng vì khối lượng vật liệu lớn, thời gian thi công kéo dài ảnh hưởng đến sinh hoạt và cuộc sống của người dân.
 
 

HỖ TRỢ

THỐNG KÊ

Hiện có 10 khách
Lượt truy cập 3381508