Phương pháp Osterberg đánh giá sức chịu tải của cọc khoan nhồi – barrette

Tài liệu này trình bày về phương pháp Osterberg để đánh giá sức chịu tải của cọc khoan nhồi và cọc barrette.

Tóm tắt chính:

• Giới thiệu: Phương pháp Osterberg được phát triển để khắc phục nhược điểm của phương pháp thử tải tĩnh truyền thống, đặc biệt là với các cọc có sức chịu tải lớn, giúp tiết kiệm chi phí, thời gian và không gian.
• Nguyên lý: Hộp tải trọng Osterberg (O-Cell) được đặt trong thân cọc (thường là ở mũi hoặc nhiều cao trình). Khi hoạt động, O-Cell tạo ra lực đẩy ngược lên thân cọc và lực ép xuống mũi cọc, sử dụng chính trọng lượng cọc và sức kháng thành bên của đất làm đối trọng.
• Ưu điểm:
  • Kinh tế: Chi phí thấp hơn 1/2 đến 2/3 so với thử tải tĩnh truyền thống, tiết kiệm thời gian chuẩn bị và thực hiện, không cần hệ thống dầm, giá đỡ và đối trọng lớn.
  • Tải trọng thử lớn: Có thể thử tải lên đến 17.000 tấn.
  • Phân tách thành phần sức kháng: Cho phép xác định riêng rẽ sức kháng thành bên và sức kháng mũi cọc.
  • An toàn lao động: Năng lượng thí nghiệm chôn sâu, không có dàn đối trọng phía trên.
  • Giảm thiểu không gian: Yêu cầu không gian nhỏ gọn hơn.
  • Linh hoạt: Có thể thí nghiệm trên địa hình sông nước, mặt bằng chật hẹp, cho nhiều loại cọc khác nhau (cọc mở rộng đáy, cọc nghiêng, cọc đầu dưới mặt đất tự nhiên).
  • Quan sát trực tiếp: Đường cong tải trọng – chuyển vị có thể xem trên màn hình máy tính.
  • Ứng suất trong bê tông cọc thấp hơn: Chỉ bằng 50% so với thử tĩnh truyền thống.
• Hạn chế:
  • Yêu cầu lắp đặt trước: O-Cell cần được lắp đặt trước khi đổ bê tông cọc.
  • Yêu cầu cân bằng các thành phần sức chịu tải: Thường chỉ đạt tới tải trọng giới hạn của một trong hai thành phần sức kháng, cần phân tích kỹ để tối ưu vị trí đặt kích.
  • Bỏ đi O-Cell: O-Cell bị bỏ đi sau thí nghiệm, nhưng cọc vẫn có thể sử dụng bình thường sau khi bơm vữa.
  • Giải thích kết quả dựa trên giả thiết gần đúng: Do sơ đồ chất tải khác với làm việc thực tế của cọc.
• Ứng dụng tại Việt Nam: Phương pháp này đã được áp dụng thành công tại các công trình lớn như cầu Mỹ Thuận (1997), tòa nhà Vietcombank (1997) và công trình 27 Láng Hạ (2002).
• Triển vọng: Với sự phát triển của các công trình cao tầng và nhu cầu về cọc có sức chịu tải lớn, phương pháp Osterberg được đánh giá là nhu cầu cấp thiết và tất yếu ở Việt Nam

Do yêu cầu quản lý chất lượng và hạ giá thành xây dựng công trình nên việc đánh giá sức chịu tải của cọc khoan nhồi, cọc barrette có sức chịu tải lớn rất thường xuyên, công việc này thường gặp khó khăn về mặt bằng, tiến độ thi công và đặc biệt là giá thành cao. Việc tìm kiếm những công nghệ mới tin cậy với giá thành  hợp lý đang là vấn đề bức xúc trong xây dựng nền móng ở nước ta.

Trong cuốn sách này trình bày kết quả nghiên cứu và các ứng dụng thực tế về công nghệ thử tải trọng tĩnh cho cọc khoan nhồi và cọc barrette đường kính lớn theo phương pháp hộp tải trọng Osterberg ở nước ngoài cũng như trong nước.

Nội dung sách chủ yếu là kết quả nghiên cứu của đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng phương pháp  thử tải tĩnh bằng hộp tải trọng Osterberg để đánh giá sức chịu tải của cọc khoan nhồi và cọc barrette cho các công trình cao tầng ở Hà Nội “Mã số: 01C04/06-2003-1” do các tác  giả làm đồng chủ nhiệm đề tài, cơ quan chủ trì là Viện Kỹ thuật  xây dựng Sở Xây dựng Hà Nội và cơ quan tham gia là Trung tâm tư vấn thiết kế và chuyển giao công nghệ – Viện Khoa học Công nghệ Giao thông vận tải. Tuy nhiên nội dung sách trình bày đã được mở rộng và có thể áp dụng cho các công trình hạ tầng không chỉ ở Hà Nội. Hy vọng các kết quả này tuy còn dựa chủ yếu vào kinh nghiệm nước ngoài vì chưa có nhiều ứng dụng thực tế của phương pháp Osterberg ở Việt Nam, nhưng do khả năng áp dụng rộng rãi ở nước ta trong thời gian tới, nên chắc chắn sẽ hữu ích cho các kỹ sư có liên quan đến vấn đề này.