Thi công đóng cọc CTB dạng cọc váy (Skirt pile)

Hôm nay đọc được bài giảng về thi công đóng cọc công trình biển, trong dạng skirt có một vài câu hỏi về thi công đóng cọc cho dạng này, ae có ảnh hoặc có những kinh nghiệm thực tế xin chia sẽ:
1.Mr adata từng nói, length segment của cọc này gần như là dài không giới hạn vì uppending ở dưới nước và khó khăn khi hàn nối nếu chia nhiều segment. vậy với đoạn cọc dài như thế khi đóng người ta sẽ sử lý bằng chia làm nhiều mảng vùng tăng cứng cho cọc chịu tải trọng búa khi đóng như hình đính kèm. những đoạn tăng cứng này thi công như thế nào? chế tạo sẵn trước khi đóng chăng?
2. Có hay không có liên kết giữa cọc váy hoặc một loại dẫn hướng với ống chính cho đoạn cọc trong nước khi thi công đóng cọc (đoạn cọc từ skirt tới mực nước tính toán)?
3. Sau khi thi công xong, chiều dài đoạn cọc từ đỉnh skirt tới mực nước tính toán sẽ liên kết với ống chính ntn? và cắt cọc ở cao độ là bao nhiêu?
Hình dưới đây biểu thị quá trình thi công đóng cọc công trình biển (bên trái là đóng cọc trong ống chính, bên phải là thi công đóng cọc váy - Skirt pile)
Hình 1: Các dạng cọc trong ctb

 

Váy xiên theo ống chính giờ trở thành lỗi thời rồi admin ah, trước đây do chưa có búa đóng dưới nước và chưa có thiết bị định vị nên mới fai đóng xiên theo ống chính, ngày nay thì việc váy đứng thực hiện phổ biến rồi,váy đứng thể hiện hết được ưu điểm chịu lực và giải phóng được độ dốc cho KCD, cái PQP HT đang trên bãi của PTSC đang làm có 3 cọc váy đứng cho mỗi leg, tổng cộng là 12 cọc váy cho khối chân đế.

 

Ko hiểu ý câu hỏi của ông admin lắm. Trong cái hình mà admin đính kèm là đóng cọc bình thường như mấy chân nước nông ở Vietnam, về nguyên lý thì đóng theo như truyền thống chứ có gì đặc biệt đâu?

---------- Post added at 02:35 PM ---------- Previous post was at 01:58 PM ----------

Mr Quân,
- Trong trường hợp chân đế đặt ở độ sâu khoảng 70m trở lại thì người ta vẫn đóng cọc trong ống chính, trường hợp Mr Admin gửi thì người ta thiết kế kết cấu pile sleeve nhưng về nguyên lý vẫn như trường hợp đóng cọc trong ống chính (đóng trên khô, hàn nối trên khô). Lý do ở trường hợp Mr admin gửi có thiết kế như vậy là để tăng khẩu độ giữa các cọc, để cho chân đế vững hơn trong khi không cần tăng kích thước tổng thể của cả khối chân đế. Hiện nay các chân đế ở khu India vẫn có thiết kế dạng này (có 6 JKT ở Hight Mumbai thiết kế dạng này năm 2010).
- Về độ nghiêng (battle)cho KCD: chủ yếu nó phụ thuộc vào thiết kế cho KCD chứ không liên quan gì tới FOUNDATION hết.
- Trường hợp mấy chân đế của dự án BD1: Khu mỏ HT, MT ở độ sâu khoảng 135m, thiết kế Foundation cần cọc có chiều dài cũng khoảng 135m. Do đó nếu đóng cọc trong ống chính thì chiều dài đoạn cọc cần là min = 2X135m --->không đáp ứng bài toán kinh tế. Thế nên người ta thiết kế dùng skirt pile, TRường hợp này khác hẳn với thiết kế của trường hợp của admin.

 

Vừa nhận được file mr Adata gửi đọc hiểu được một số câu:
3. Cao độ cắt cọc là cao độ dưới nước, chỉ hơn cao độ đỉnh của ống pipe sleeve khoảng 1m gì đó. => không biết người ta sử dụng thiết bị gì để cắt cọc
1. Người ta thiết kế cọc váy chỉ để giảm chi phí (lợi ích kinh tế) thôi sao? còn tác dụng về mặt kỹ thuật ntn?
2. Người ta ko cần liên kết dẫn hướng giữa cọc với ống chính trong quá trình đóng? ^^
trong ý thứ nhất mr Adata nói là tăng cứng cho khối chân đế? tức là người ta đóng cọc váy và để dài tới mặt nước là để tăng cứng? nếu thế những công trình ko có cọc váy người ta tăng cứng cho KCĐ bằng tăng khối lượng? và khi để dài như thế thì liên kết giữa cọc và ống chính là ntn?

 

Theo quan điểm của em:
Việc thiết khi nền móng không đảm bảo chịu lực thì phương án được sử dụng sẽ là cọc váy, với mỗi váy gồm nhiều cọc,và sử dụng váy đứng yêu cầu thi công khó hơn váy xiên theo ống chính. Việc sử dụng váy đứng sẽ cho chúng ta nhiều phương án kết cấu cho KCD( như KCD DH2,..) và hiệu quả về kinh tế.
Vậy thì sử dụng skirt pile không nhất thiết là fai độ sâu nước lớn, còn vì sao bên India vẫn sử dụng phương án váy nghiêng theo ống chính thì em chưa giải thích chính xác được.

 

Anh xin được file Procedure công tác đóng cọc váy của mr Adata, gửi để anh em hiểu rõ hơn về công tác thi công cọc váy trong thi công công trình biển.
Chỉ có điều trong giai đoạn leveling có hai trường hợp cần xử lý:
1. Cọc đóng tới cao độ thiết kế nhưng độ chối chưa đạt
2. Cọc đạt độ chối thiết kế trong khi cao độ chưa đạt

 

Mr admin!
1. Khi sử dụng cọc váy có nghĩa là cọc không lồng trong ống chính nữa, tiết diện của ống chính sẽ được giảm đi và có thể thay đổi theo độ sâu nước( giảm tải trọng,tiết kiệm vật liệu=> tính kinh tế)
2. Về liên kết giữa cọc xiên và ống chính anh có thể đọc trong quyển offshore structure trang 79 phần Foundation Simulation.
3. Về cao độ cắt cọc trong đóng cọc váy theo em từ "cao độ cắt cọc" là đem từ phần đóng cọc lồng ống chính sang, theo em hiểu là khi mà đóng cọc đạt độ sâu thiết kế và cách mặt ống váy một khoảng an toàn thì dừng việc đóng cọc.

---------- Post added at 03:44 PM ---------- Previous post was at 03:31 PM ----------

Note: Một váy có thể đóng nhiều cọc, đảm bảo chịu lực trong khi cọc đóng lồng ống chính chỉ có thể đóng một cọc trong một ống chính.

 

Một lý do mà theo tôi rất quan trọng là người ta dùng skirt pile cho các công trình jacket nước sâu là tầm với của cẩu. Nếu sử dụng pile-in-leg như truyền thống sẽ không có một cẩu nào trên thế giới đủ tầm với để lift một cái pile dài 135m để thả vào các leg vì với giải pháp skirt pile người ta có thể chế tạo một cọc thành 1 segment, upending bằng hệ thống chuyên dụng trên tàu rồi tiến hành đưa búa vào đóng cọc. Khi cọc đến độ sâu thiết kế thì người ta sẽ tiến hành bơm trám xi măng vào khoảng hở giữa pile sleeve & pile, sử dụng danh từ cut-off cho skirt pile theo tôi là không chính xác vì hiếm khi cọc bị dư nhiều sau khi đóng do đạt độ chối hoặc gặp chướng ngại vật dị thường.

 

Đóng tới khi đạt độ chối và độ sau thiết kế - STEP 3 thì dừng lại, đóng cọc khác. Sau khi đã đóng hết các cọc thì bắt đầu quá trình Leveling, Leveling Ok thì dùng Pile Gripper giữ lại. Sau đó bơm trám ---> finish.
trên đây là hướng dẫn từ adata
Anh nói rõ hơn để Quân hiểu, để cắt đầu cọc cần phải thõa mãn hai điều kiện:
1. Cọc đạt độ chối thiết kế
2. Cọc tới cao độ thiết kế
Việc cách mặt ống váy một khoảng an toàn rồi cắt, cụ thể là cách bao nhiêu là do cán bộ thiết kế quy định => gọi là cao độ cắt cọc
trong thực tế khi thi công gặp trường hợp cọc đạt độ chối thiêt kế nhưng chưa tới cao độ thiết kế -> sử lý bằng cách chờ 1 tới 2 ngày sau đóng lại
trường hợp đạt tới cao độ cắt cọc và chư đạt độ chổi thiêt kế -> nối thêm một segment để đóng tới độ chối thiết kế
Thường thì đối với công trình biển số lượng cọc ít, việc khảo sát kỹ địa chất tương đối kỹ nên it xảy ra sai số khi thiết kế cọc do đó sự cố gặp là ít.
Note: Việc đóng cọc váy sẽ tiết kiệm được đoạn cọc lồng trong ống chính.

 

Mr admin!
Như Mr BrianNg, em chưa nghe thấy việc cắt cọc dưới nước bao giờ nhất là ở độ sâu nước lớn như thế.

 

Hi Mr BrianNg,
Pile in leg với cọc dài vẫn ok chứ, nếu cọc dài 135m trong trường hợp thày nói thì có thể chia cọc làm nhiều segment, cẩu từng segment vào Leg rồi hàn nối lại chứ. Tuy nhiên trong trường hợp này sẽ cần thêm tính toán + hold chân đế sao cho thỏa mãn điều kiện onbottom Stability với trạng thái Segment cọc thả vào ống Leg mà đầu cọc không chạm đáy. Chủ yếu là bài toán kinh tế nên dùng skirt pile thôi.
Khi cọc đến độ sâu thiết kế thì người ta sẽ tiến hành bơm trám xi măng vào khoảng hở giữa pile sleeve & pile, sử dụng danh từ cut-off cho skirt pile theo tôi là không chính xác vì hiếm khi cọc bị dư nhiều sau khi đóng do đạt độ chối hoặc gặp chướng ngại vật dị thường. : thày nói quá chuẩn >-
Have fun

 

Cũng có thể cụm từ "cut-off" không đươc sử dụng nhiều cho trường hợp có sử dụng skirt vì cao đô cut-off khác nhau cũng không ảnh hưởng gì nhiều tới thi công các công đoạn tiếp theo.
Chứ trong các công trình khác, ví dụ như Cảng, việc cut-off rất quan trọng, các cao độ cọc không bằng nhau sẽ ảnh hưởng tới cao độ dầm và sàn mặt Cảng sau này, hoặc khi sử dụng phương pháp pile - in - leg, cao độ cut-off khác nhau cũng sẽ ảnh hưởng tới việc đấu nối jacket với topside. :-w

 

Thường thì thiết kế cọc ngoài biển chúng ta không thiết kế theo độ chối như trên bờ nên khi đóng đến độ sâu thiết kế rồi thì dừng lại, không cần phải quan tâm đến độ chối nữa miễn là độ chối trong toàn bộ quá trình đóng nằm trong giới hạn cho phép của API RP2A. Nếu trong quá trình đóng gặp độ chối lớn hơn cho phép thì cần phân tích xem đó là độ chối giả hay thật (giả thường do cấu trúc cát giống trên bờ, thì dừng lại một thời gian rồi đóng tiếp). Nếu là độ chối thật thì có thể tăng năng lượng búa lên hoặc sử dụng búa có năng lượng cao hơn với điều kiện ứng suất động trong cọc <=0.9Fy của cọc.

 

Cho em hỏi thêm là: việc đóng cọc thực hiện ở trong nước, khi tính toán kiểm tra năng lượng của búa lớn hơn thỏa mãn ứng suất trong cọc khi sử dụng búa này là phải <=0.9Fy cọc.
+) Ma sát giữa nước và cọc hoặc là lực đẩy nổi đối với đoạn cọc đóng, đã có kể tới ảnh hưởng trong bài toán <=0.9Fy chưa? và thông số nào thể hiện sự ảnh hưởng này?

 

Theo e được biết thì phương pháp Pipe - in - leg vẫn có thể đóng cho các đoạn cọc dài. Như mr. Đạt nói là đúng, nếu dài thì mình có thể chia thành nhiều segment, mình đóng từng đoạn, rồi lại hàn nối ngay tại vị trí lắp đặt. khi cho ống vào trong ống chính thì nó có thiết bị định vị tâm ống để giữ cho ống khi hàn. phương pháp này gặp phải vấn đề là khi mà đang đóng cọc giữa chừng mà nghỉ để hàn nối ống thì khi đó sức chịu tải của cọc lại tăng lên do ma sát thành cọc và sức kháng mũi cọc tăng trong API RP2A có quy định:
+/ Continuous Driving Conditions
+/ Restart Continuous of up to 12 hours Delay
+/ Delays of few days
Thì sức chịu tải của cọc sẽ tăng dần, riêng trường hợp nghỉ vài ngày thì SCT của cọc bằng SCT cực hạn theo API luôn) mỗi lần nghỉ để hàn nối ống thường mất khoảng 3 đến 6h ( khoảng một ca làm việc). vì vậy khi tính toán chọn búa đóng cho cọc cần phải lưu ý đến vấn đề sức chịu tải của cọc tăng lên, phương pháp skirt-pile thì cọc được chế tạo thành một segment nên sẽ được đóng liên tục.
+/ Còn về vấn đề khi tính toán kiểm tra năng lượng của búa thì e đọc trong API RP2A là phải lớn hơn thỏa mãn ứng suất trong cọc khi sử dụng búa là phải <=0.9Fy của cọc cái này đã bao gồm cả lực đẩy nổi của cọc và độ nhớt giữa nước và cọc( về vấn đề kể cả đến ảnh hưởng độ nhớt của nước và cọc thì nó còn phụ thuộc vào từng độ sâu nước, e không nhớ trong API nó quy định như nào nữa nhưng e đã đọc đến vấn đề này rồi nên nhớ mang máng, nó ở phần Foundation).
Nhưng theo e được biết thì thường các đoạn cọc thì đoạn đầu cọc thì họ thường chế tạo có cường độ cao hơn và dày hơn, khi đóng cọc xong họ lại cắt đoạn đấy đi và nối tiếp đoạn cọc khác vào mà( vấn đề này nó lại liên quan đến vấn đề cut-off mà admin đề cập), cái việc tính toán chiều dày gia cố cho đoạn đầu cọc này chắc phụ thuộc vào việc chọn loại búa nào, miễn sao đủ năng lượng đóng cọc đến độ sáu thiết kế

 

đọc các đoạn tranh luận của các tiền bối ở trên mà e thấy hay thật, diễn đàn mình cần phải mở ra những chủ đề này để tranh luận.
Theo e thì ý kiến của Mr BrianNg là hợp lý, nhưng theo e thì không phải bài toán dùng cọc váy thay cho cọc đóng trong ống chính vì tầm với của cẩu không đủ khả năng, khi đóng cọc trong ống chính thì người ta cũng có thể chia thành nhiều segment để đóng mà, bài toán sử dụng cọc váy chắc chỉ là do vấn đề kinh tế và do sức chịu tải đất nền( nếu sử dụng cọc đóng trong ống chính thì sẽ phụ thuộc vào số ống chính, nên không kinh tế.Còn nếu sử dụng cọc váy thì mình có thể tăng số cọc nên để đủ sức chịu tải của đất nền).
Theo admin nói "trong thực tế khi thi công gặp trường hợp cọc đạt độ chối thiêt kế nhưng chưa tới cao độ thiết kế -> sử lý bằng cách chờ 1 tới 2 ngày sau đóng lại"
thì khi đã đạt độ chối thiết kế mà chưa đạt cao độ thiết kế thì để 1 đến 2 hôm sau đóng tiếp, tức là đợi SCT của đất nền tăng nên rồi hàn nối cọc đóng tiếp, như thế độ chối vẫn giữ nguyên, không tăng mà cọc đủ cao độ thiết kế, theo ý e hiểu như thế có đúng không?

 

Khi sử dụng cọc váy mà chia làm nhiều segment tất nhiên ta sẽ giải quyết được việc cẩu cọc nhưng vấn đề gặp phải lại khó khăn ở chỗ là làm sao hàn nối được các đoạn cọc dưới nước? Lưu ý ở đây là cọc váy chứ không fai lồng trong ống chính, cố định các đoạn cọc như thế nào để có thể hàn được ở độ sâu nước lớn như vậy và việc hàn dưới nước cũng không hề rẻ.? Nên theo mình phương pháp tối ưu là chỉ làm một cọc dài chứ không khia ra thành các segment.

 

a Quân đọc lại đi, a không hiểu ý e ah.
ý em là Mr.BrianNg nói là sử dụng cọc váy thay cho cọc trong ống chính là do tầm với của cẩu không cẩu nổi đoạn cọc khi đóng trong ống chính( cọc dài tầm với cẩu không nổi).
chứ khi đóng cọc trong ống chính thì người ta sẽ hạn chế hàn nối cọc, nhưng cũng phải tính toán độ mảnh khi đóng cọc, làm sao không mất ổn định( tính toán theo API, công thức tính giống với công thức tính toán theo ole). Theo e được biết thì khi tính toán độ ổn định của cọc thì họ chỉ tính toán đoạn Stick up length, đã trừ đi đoạn chụp của mũ búa đóng và self penetration với đoạn Pipe sleeve.

 

Phương án cọc lồng trong ống chính chỉ có thể đóng một cọc với mỗi ống chính, với các giàn có trọng lượng lớn, độ sâu nước lớn thì số lượng cọc như vậy sẽ không đảm bảo chịu lực nên sẽ phải sử dụng cọc váy. Anh cũng nhắc lại là khi mà sử dụng cọc váy thì phương án kết cấu sẽ đa dạng hơn, ống chính có thể thay đổi tiết diện theo độ sâu nước...

 

Vâng, thì e cũng bảo là sử dụng cọc váy để đảm bảo khả năng chịu lực của nền đất, nhưng e nghĩ đây cũng chỉ là một lý do thôi, chắc còn nhiều lý do khác nữa mà người ta chọn cọc váy thay cho cọc trong ống chính, cái này chắc phải cần đến sự giải thích kỹ của các tiền bối.
Mà hôm sau admin mở chủ đề khác để ae được trao đổi nhá, cứ như này mới hay chứ, học được nhiều kinh nghiệm, đúng mục tiêu của diễn đàn.