Bài giảng thi công cọc gồm Thi công cọc tiền chế và Thi công cọc tại chỗ

Bài giảng thi công cọc gồm Thi công cọc tiền chế và Thi công cọc tại chỗ Bài giảng thi công cọc gồm Thi công cọc tiền chế và Thi công cọc tại chỗ Bài giảng thi công cọc gồm Thi công cọc tiền chế và Thi công cọc tại chỗ Bài giảng thi công cọc gồm Thi công cọc tiền chế và Thi công cọc tại chỗ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔ NG NGHỆ SÀI GÒN - TP.HỒ CHÍ MINH

KHO A K Ỹ THUẬT CÔNG TRÌNH

LỜ I NÓ I ĐẨU

Cuốn T hi công coc này bao gồm hai phần chính:

Phần thứ nhất: Thi công cọc tiền chế

Phần thứ hai: Thi công cọc tại chô

Phần thi công cọc tiền chế gồm các nội dung: Chuẩn bị cọc và hạ cọc xuống nền.

Phần thi công cọc tại chỗ chủ yếu đi sâu vào các giải pháp thi công cọc nhồi và phương pháp thi còng tường trong đất (Dùng biện pháp thi công tường trong đất đ ề thi công cọc ba rét).

Sách được trình bày các bước thực hiện, cách xử lý và tính toán các thông sô cơ bản đề chọn máy và thiết bị thi công.

Mục đích của cuốn sách nhăm cang cấp tài liệu tham khảo và cung cấp một sô kiên thức cớ bản về cấc hội dung nói trên.

Tài liệu này có thể dùng cho các kỹ sư thi công thực hành và củng có

th ế dùng làm tài liệu tham khảo giảng dạy cho các giảng viên chuyên ngành Đây củng là một tài liệu bổ ích cần thiết cho các sinh viên đang làm đồ án thi công hoặc làm đồ án tốt nghiệp về phần thi công.

Tài liệu là kết quả của một quá trình tổng hợp các tài liệu nước ngoài

và của cả quá trinh thu thập tư liệu thực tế ở công trường kết hợp với tài liệu giảng dạy hiện có.

Tât nhiên trong quá trình biên soạn không thề nào tránh khỏi những thiếu sót nhất định Rất mong quý độc giả phê binh ưà góp ỷ (ý kiến xin gửi về N hà xuất bản Xây dựng hoặc Khoa kỹ thuật công trình - trường Đại học Công nghệ Sài Gòn - thành p h ố Hồ Chí Minh).

Tác giả

Phẩn thứ nhất

§1 PHÂN LOẠI CỌC TIỂN CHÊ

C ọ c tiền c h ế c ó n h iều loại và c ó thể phân th eo c á c d ạng sau đây:

Phân loại th eo vật liệu Phàn loại theo m ặt cắt n g a n g củ a c ọ c Phân loại theo khả năng ch ịu lực củ a c ọ c Phân loại theo c ô n g n ãng sử dụng.

Phân loại theo ảnh hư ởng tác dụn g với đất quan h thân c ọ c

1 Phán loại cọc theo vật liệu câu tạo cọc:

4 Phân loại theo công năng sử dụng:

C ọ c chịu lực nén d ọ c theo c h iề u thẳng đứng.

C ọ c chịu kháng n h ổ đứng.

C ọ c chịu lực n ga n g , c ọ c n eo

C ọ c vừa chịu lực đ ứ n g vừa ch ịu lực n ga n g

5 Phán loại theo ảnh hưởng đối với đất nền quanh thán cọc:

C ọ c k h ô n g c ó tác d ụ n g lèn chặt đất quanh thân c ọ c

C ọ c c ó tác dụng lèn chặt đất quanh c ọ c m ộ t phần.

C ọ c c ó tác dung là m chặt đất quanh thân cọ c.

§2 CÁC BƯỚC THỰC HIỆN (Sơ Đ ổ CÔNG NGHỆ) THI CỒNG c ọ c TlỂN CHẾ

Thi c ô n g c ọ c tiền c h ế ch ủ y ếu c ó hai g ia i đoạn ch ín h

Đ ể c ó c ọ c hạ x u ố n g n ền , trước hết ta phải ch u ẩn bị c ọ c th eo y êu c ầ u củ a th iết kế

N g o à i m ột s ố lo ạ i c ọ c c ó vật liệu đặt biệt như thép và g ỗ , ta phải đặt h à n g c h o nhà c u n g cấp, c ò n lạ i c á c loại c ọ c BTCT (v u ô n g , tam g iá c, bát g iá c , hình ố n g ) thì ta phải chuẩn

bị đầy đủ trước khi tiến hành hạ c ọ c x u ố n g nền.

T rong phần n à y , c h ú n g ta chủ yếu đi sâu vào c ô n g v iệ c chuẩn bị c ọ c B T C T c ó m ạt CHt

v u ô n g - vì đ â y là c ọ c c ó q u y cách thông d ụ n g và rất thường g ặp trong thực tế C uối c ù n g

ta sẽ nói s ơ lược v ề c á c h sản xuất c ọ c ố n g

C ô n g tác ch u ẩn bị c ọ c c h ủ yếu bao g ồ m cá c v iệ c c h ín h sau:

C huẩn bị bãi đ ú c, m ặt bằng và c á c th iết bị đúc c ọ c

- Cấu tạo: T u ỳ th eo y ê u cầu sử dụng m à ta sẽ c ó cấu tạo thích hợp N ế u bãi ch ỉ dùn g

đê đúc c ọ c phụ c vụ c h o m ột c ô n g trình thì nên cấu tạo đơn g iả n rẻ tiề n , bởi vì sau khi

hoàn thành c ô n g v iệ c , p hải phá b ỏ bãi đúc đ ể g ia o lại m ặt b ằ n g c h o ch ủ đầu tư H ơn nữa

v iệ c s ử d ụ n g tro n g thời g ia n n g ắ n , k h ô n g cần th iết p h ả i cấu tạ o bãi quá vữ n g c h ắ c - vừa tốn k é m lại vừa k h ó phá bỏ sau khi hoàn thành c ô n g v iệc Đ ể c ấ u tạo c á c bãi đ ú c đơn

g iả n - dã c h iế n , n g ư ờ i ta c ó thể x â y bó v ỉa bằng gạ ch bốn lỗ , đ ổ cá t ở b ên tron g vằ lán g

m ột lớp vữa m ỏng ở trên mặt Với những bãi đúc cọc sử dụng lâu dài, bãi phải được cấu

tạo c h ắ c c h ắ n Đ ó là n h ữ n g bãi đúc phục vụ c u n g cấp c ọ c c h o n h iề u c ô n g trình, nhữ ng

bãi đúc ở một khu riêng biệt không nằm trong mặt bằng xây dựng của dự án đang thi

c ô n g N h ữ n g bãi đ ú c n h ư th ế thường đư ợc cấu tạ o bằng b ê tô n g h o ặ c b ê tô n g c ố t thép

Gián cách thời gian giữa lúc bắt đầu đúc cọc và lúc bắt đầu hạ cọc xuống nền

C ần lư u ý rằng, v ớ i m ộ t s ố lư ợ n g c ọ c nhất đ ịn h nếu đúc sớ m (s o vớ i thời g ia n hạ c ọ c

x u ố n g n ền ) thì c ó th ể là m ít b ã i đúc cọ c C òn n ếu vì m ột lý d o n à o đ ó , c ô n g v iệ c đúc c ọ c

bị c h ậ m trễ, đ ể k ịp c u n g cấp c ọ c c h o v iệc hạ c ọ c x u ố n g nền v à k h ô n g làm g iá n đoạn

công tác hạ cọc xuống nền thì người ta phái chuẩn bị nhiều bãi đúc cọc Do có nhiều bãi

đúc n ên n ă n g suất c u n g cấp c ọ c m ổ i n gày sẽ c a o hơn và đáp ứ ng k ịp thời c h o c ô n g tác

hạ cọc xuống nền

Tuy nhiên việc xác định số lượng bãi đúc cần phải tính toán cẩn thận về hiệu quả kinh tế Trong trường hợp cấp thiết nếu thấy việc tự sản xuất cọc bằng cách làm nhiều bãi đúc cọc sẽ làm tăng giá thành đúc cọc thì lúc này nên chuyển sang m ua cọc có sẵn

củ a c á c đơ n vị sản xu ấ t c h u y ê n ngành.

Đ úc cọc sớm, ít kinh phí đầu tư cho bãi đúc nhưng lại đọng vốn vể cọc (cọc đúc xong chưa sử dụng ngay) Cọc đúc trễ thì tốn kinh phí đầu tư làm bãi đúc (phải nhiều bãi đúc

m ớ i k ịp c u n g c ấ p ), dẫn đ ến v iệ c tăng phụ p h í thi c ô n g

- Kích thước và khoảng cách vị trí giữa các bãi đúc:

N ế u đ ú c c ọ c tại c ô n g trường (trên m ặt bằng thi c ô n g c ô n g trình) n ên b ố trí bãi đúc gần với nơi hạ c ọ c đ ể thuận tiệ n c h o v iệc vận c h u y ể n c u n g c ấ p c ọ c V ị trí bãi đ ú c cũ n g

cần phải thuận tiện cho việc gia công lắp đặt cốt thép - coppha cọc, thuận tiện cho việc

đ ổ b ê tô n g c ọ c , d ễ d à n g tron g v iệ c k ích tách cẩu c h u y ể n c ọ c ra h iệ n trường.

K h o ả n g cá c h g iữ a c á c bãi đ ú c phải đủ rộng đ ể x e c h ở b ê tô n g c ó th ể đi lạ i c ũ n g như

x e c h ở c ọ c ( c ó rơ m ó c ) v à cầ n trục c ó thể đi v ò n g quanh m ột c á c h d ễ d àn g

C h iề u dài bãi đ ú c c ó th ể đủ đ ể đúc m ột đ o ạ n c ọ c , hai h ay ba đ o ạ n c ọ c ở hai đầu c ọ c

nên chừa thêm lối đi khoảng 1 m ét cho mỗi đầu

Chiều rộng bãi đúc cọc lớn hay nhỏ phụ thuộc vào phương pháp cẩu chuyển hoặc phương pháp đổ bêtông cho bãi cọc Nếu khu vực bãi đúc cọc có cần trục cổng

(tr a v e llin g gantry cran e) h oặc cần trục tháp (tovver crane) phục vụ c h o công tác đ ổ

b ê tô n g và cẩu c h u y ể n c ọ c thì bãi c ọ c c ó thể rộng (phù hợp với ch iều rộng lọt lòr.g cứ a cần trục c ổ n g và phù hợp với khả năng vươn c ủ a cần trục tháp) N ếu tại khu các bãi đúc

k h ô n g trang bị c á c phư ơng tiện nâng ch u y ển nói trên (cần trục c ổ n g và cần trục tháp) thì khi x á c đ ịn h c h iề u rộng bãi đúc nền lưu ý đ ến k hả nãng với của cần trục (cần trục x ích , cẩn trục bánh h ơ i) khi n â n g ch u y ển c ọ c để x ác định ch iều rộng bãi đúc ch o thích hợp

C h iều rộng bãi c ò n phụ th u ộ c vào biện pháp đ ổ b êtô n g c h o bãi c ọ c (đổ thủ công, đổ

b ằng x e trộn, đ ổ b ằng m á y bơm hay đổ bằng cần trục ) N ếu đổ b êtô n g bằng xe (rộn (c ó m á n g q u ay ở đ u ô i thùng trộn) thì bãi đúc nên làm hẹp lại đê’ m án g quay có thể đưa

b êtô n g v à o g ần g iữ a bãi Đ ổ b êtông c ọ c bằng c á ch dùng x e trộn đ ổ trực tiếp sẽ giảm bớt kinh p h í vận c h u y ể n c ơ g iớ i (g iả m bớt kinh phí thuê cần trục h oặc m áy bơm ) Trong trường hợp b ề n g a n g bãi hơi rộng, bảo đảm c h o m á n g đuôi x e trộn đưa bêtông vào tận giữ a b ãi, ngư ời ta c ó thể làm thêm giá m áng di đ ộ n g (nhẹ, c ó thể vận chuyển bằng tay) đặt n ối tiếp với m á n g q u ay ở dưới thùng trộn.

Bãi đ ú c h ẹp thường ch ỉ áp d ụ n g c h o các bãi đ ú c tạm thời (ch ỉ phục vụ cho một côn g trình, sau đ ó sẽ phá b ỏ ).

Ị

Tại m é p n g o à i củ a c á c c ọ c biên trên bãi, n ên chừa rộng m ỗ i bên thêm 0,7 - Im đế làm lố i đi và c ó c h ỗ đ ể c h ố n g x iê n thành côppha m ặt n goài cù n g

2 Các thiết bị và phương tiện phục vụ công tác đúc cọc

N g o à i c á c phư ơng tiện th iết hị phục vụ gia c ô n g lắp đặt cop p h a c ố t thép và công tác

b ê tô n g (m á y trộn b ê tô n g , đầm b ê tô n g ) tại khu bãi đúc c ọ c cần thiết phải có một số

th iết bị phư ơng tiện sau:

- Phương tiện n â n g c h u y ể n (cần trục c ổ n g , cần trục tháp, cần trục x íc h , cần trục bánh

h ơ i) d ù n g đ ể cẩu ch u y ể n c ọ c hoặc cẩu ch u y ển b êtô n g tươi V iệ c trang bị phươiig tiện

nâ n g c h u y ể n n à o (như đã nêu trên) đều phụ thuộc vào quỵ m ô sản xuất, thời gian tồn tại

củ a bãi đúc và k h ố i lư ợn g c ô n g v iệ c thực hiện.

- C ác phư ơng tiện thiết bị khác cũ n g cần thiết như: x e trộn b êtô n g , xe vận chuyển

b ê tô n g , g ầu ch ứ a b ê tô n g , m áy bơm b êtô n g , m á n g ch u y ển b êtô n g , băng tải chuyển

b ê tô n g , hệ th ố n g ố n g nước vệ sin h và bảo dư ỡng b êtô n g , c á c thiết bị kín h tách cọc trước khi n â n g c h u y ể n b ằ n g cần trục.

- Cần c ó m ộ t bãi chứa x ế p đ ố n g c ọ c trong trường hợp c ọ c đã đủ ngày tuổi nhưng chư a vận c h u y ể n đi.

- Tại khu bãi đ ú c c ó thể b ố trí các mặt bằng g ia c ô n g c ố t thép và sửa chữa cippha

T u y n h iên d o y ê u cầ u , c ũ n g c ó thể b ố trí ở nơi khác rồi vận ch u y ển đến sẽ hay hơn

- Cần lưu ý g ia cư ờ ng đư ờng sá nội bộ quanh cá c bãi đúc c ọ c nhằm đáp ứng cdng tác vận c h u y ể n b ê tô n g và vận ch u y ển c ọ c Có cá c phương tiện vận ch u y ển chuyên dung dể vận c h u y ế n c á c c ọ c n ặng và dài.

- B ảo đảm n g u ồ n đ iện và n g u ồn nước phục vụ thi c ô n g

3 Trình tự thực hiện đúc cọc cho một bãi cọc

C ô n g tác đ ú c c ọ c bao g ồ m cá c c ô n g v iệc sau:

G ia c ô n g lắp đặt cố t thép, côppha cọ c.

Đ ổ b ê tô n g c ọ c

B ảo d ư ỡ n g và tháo rỡ côppha c ọ c

Trinh tự th i công cho một bãi cọc:

M ột bãi đ ú c thư ờng được thực hiện theo hai đợt D o thi c ô n g x e n k ẽ c h o nên s ố lư ợn g

c ọ c thi c ô n g đợt 1 bao g iờ cũ n g nh iều hơn đợt 2 m ột cây.

Đ ổ b êtô n g , đầm b êtô n g , bảo dưỡng b êtôn g.

T h áo rỡ cốppha (sau 2 4 giờ ).

c) Mặt cắt cọc tam giác; d) Mặt cắt cọc ống (tròn)

C h iều dài c ọ c đ ú c d o th iết k ế quy đ ịn h NÓI c h u n g khi q u y ết định c h iề u dài đoạn c ọ c đúc cầ n phải lưu ý c á c đ iề u k iện sau:

- C h iều c a o g iá đ ó n g c ọ c và g iá é p c ọ c;

- B ảo đảm an toàn trong quá trình n â n g c h u y ê n cọ c;

- T iết k iệ m c h iề u dài cắt thép.

V í dụ: C ọc c h ô n sâu 2 3 m thì nên c h ia làm hai đoạn c ọ c N h ư v ậ y c h iề u dài c ọ c đúc

m ỗi đ o ạ n là 1 l,5 m - tận d ụ n g hết c h iề u dài củ a thanh thép đư ợc sản x u ấ t (thép thanh tròn h iện nay c ó c h iề u dài xuất xư ởng từ 1 1 ,7m 12m ).

T rong thực tế đã c ó nhữ ng đoạn c ọ c đ ú c dài trên 2 0 m C ọ c củ a nhà m á y xi m ăn g Hà

T iên (d o Pháp th iết k ế ) c ó c h iều sâu ch ô n c ọ c là 2 2 ,5 m và đ o ạ n c ọ c đ ú c c ũ n g dài 2 2 ,5 m.

v iệc vận c h u y ể n ra bãi đ ú c sẽ gặp nh iều k h ó khăn.

T u ỳ th eo y ê u cầ u c ủ a th iết k ế m à tiến hành liê n k ết b u ộ c hay liên kết h àn Trong quá trình lắp đặt c ố t th ép c ọ c cần lưu ý m ột s ố yêu cầu sau:

- V ị trí n ối b u ộ c n ố i c ố t thép c ọ c k h ô n g nên đ ể c ù n g trên m ộ t m ặt cắt.

- B ảo đảm lớp b ả o v ệ th eo yêu cầu th iết kế.

- Cốt thép được cô' định chắc, không bị dịch chuyển trong quá trình đ ổ và đầm bêtông.

- Cốt th ép lắp đặt phải đư ợ c k é o thử n g h iệm thoả m ãn y êu cầ u củ a th iết kế.

- M ó c quai c ọ c n ên làm b ằ n g thép trơn (A j, C T 3), b ảo đảm c h ắ c rằng trong quá trình

u ố n m ó c quai th ép k h ô n g bị nứt gãy.

- C ốt thép phải đư ợc k iể m tra n g h iệm thu (ch ủ n g lo ạ i, đ ư ờ ng k ín h , v ị trí, quy c á c h , v ệ

s in h , c ọ rỉ, m ẫu thử n g h iệ m chất lư ợ n g ) sau khi h oàn thành m ớ i đư ợ c tiến hành lắp đặt cỏ p p h a

Côppha cọ c thường được làm bằng thép Tấm côppha k h ô n g nên quá dài (dễ co n g vênh),

c ũ n g khôn g nên quá ngắn (m ố i nối liên kết nhiều) C hiều dài thích hợp thường < l,5 m

Y êu cầ u đ ối vớ i cô p p h a c ọ c như sau:

K hông bị biến dạng và dịch chuyển trong quá trình đ ổ và đầm bêtông; m ố i nối kín kẽ

L ắp n h an h , th áo d ễ dàn g.

Sử d ụ n g đư ợc n h iều lần, ít bị c o n g vênh.

N h ẹ - thuận tiện c h o v iệ c lắp đặt b ằn g tay.

Hình 3: Cấu tạo bai cọc và côppha cọc 300 x300 (đợt 1)

T ron g h ìn h trên, cô p p h a c ọ c đư ợ c cấu tạo bằng th ép (tô n đư ợ c hàn lê n cá c gân sắt dẹt

h o ặ c sắt g ó c ) C ôp p h a th ép đ ư ợ c liê n kết với nhau b ằ n g cá c c h ố t cà i và c h ố t x o a y b ảo đảm lắp nhanh th á o d ễ dàn g K h ô n g nên tạo liên kết b ằ n g bu lô n g v ì rất c h ó n g hư, lắp lâu v à v iệ c tháo rỡ c ũ n g rất k h ó khãn.

Tại c á c khu bãi đ ú c c ọ c c h u y ê n ngành (sản xuất vớ i s ố lư ợn g lớn) ngư ời ta c ũ n g dùn g

c á c sắt hình (cá c sắt H ) đ ể cấu tạo cô p p h a c ọ c C ôp p h a c ọ c b ằng sắt H lắp nhan h, ổ n

đ ịn h , k h ô n g b iến d ạ n g d ịc h ch u y ể n trong quá trình đ ổ b êtô n g T u y n h iên n ó c h í được áp

d ụ n g tại c á c sân bãi c ó cầ n trục (cần trục c ổ n g , cần trục tháp) M ặc dầu tính bền vững

c a o s o n g vốn đầu tư ban đầu khá lớn.

H ìn h dưới đ ây trình b à y m ột dạng côppha c ọ c đ ư ợ c cấu tạo bằng sắt hình.

Hình 4: cấu tạo côppha cọc đợt l bằng sắt H

Sau khi đ ổ bê tô n g x o n g sau 2 4 giờ , n gư ờ i tháo c á c tấm nêm g iá p m ặt b ê tô n g trước,

k ế đ ó sẽ tháo c á c tấm n êm g iá p mặt đứng sắt hình (sắt H ) sấ t H rất n ặn g vì v ậ y v iệ c lắp đặt và tháo rỡ đểu phải d ù n g đ ến cần trục.

D o sắt H ổn địn h n ên trên mặt người ta c ó thể g á c c á c thanh đà n g a n g đ ể đ ỡ ván cầu

vị quản lý dự án V iệ c sử d ụ n g loai xi m ă n g nào (H à T iên - Chin P h on g - N g h i Sơn -

B ỉm Sơn - H o à n g T h ạch - H ả i P h ò n g ) c ũ n g như d ù n g loại đá nào, cát ở đ â u đều phải tuân th eo y ê u cầu c ủ a th iết kế Q uy c á c h cát đá (đ ộ rỗng, m ôđun c ỡ hạt, tỷ lệ chất bấn

và tỷ lệ hạt sai q u y c á c h ), đều phải tuân th eo c á c tiêu chuẩn d o nhà n ư ớ c ban hành

N ế u c ọ c đ ó n g v à o nền c ó khả năng bị x â m thực thì x i m ă n g dùn g c h o cấ p phối b êtông

c ọ c phải là xi m ă n g c h ố n g xâm thực - nói ch u n g thường dùn g xi m ă n g su lp h at - bền (S u lía te - resistan t c e m e n t) B êtô n g c ọ c c ó cư ờ ng đ ộ ch ịu nén phải > 3 0 0 k g /c m 2.

- T rộn và vận c h u y ể n b ê tô n g

Trộn b ê tô n g n ê n trộn b ằ n g m á y T u ỳ th e o đ iề u k iệ n m à trộn ở trạm trộn h o ặ c trộn

n g a y tại h iệ n trường.

V ận c h u y ể n b ê tô n g từ trạm trộn đ ến h iện trường, tuỳ th eo y ê u cầ u và đ iều k iện thực hiện m à c ó thể vận c h u y ể n bằng x e tải (b ê tô n g đ ự n g tron g c á c th ù n g p h ễu ), x e tự đ ổ

h oặc x e c ó th ù n g trộn.

V iệ c đưa b ê tô n g v à o b ãi c ọ c (đ ổ b ê tô n g v à o b ã i) c ó thể thực h iện th eo m ộ t trong c á c phư ơ ng pháp sau:

N â n g c h u y ể n b ằ n g cầ n trục c ổ n g hay cần trục tháp m à khu bãi h iện c ó

• N à n g c h u y ể n b ằ n g c ầ n trục x íc h ho ặ c cầ n trục bánh hơi (b ê tô n g đư ợc ch ứ a trong

cá c th ù n g ch ứ a - c o n c r e te b u ck et).

• C h u y ển n g a n g b ằ n g m á y bơm ( c ố đ ịnh h o ặ c m á y b ơ m ô tô ).

• Đ ổ trực tiếp b ằ n g x e b ê tô n g c ó th ù n g trộn (đ ằ n g sau thùng trộn c ó m á n g x o a y

N g ư ờ i ta c ó thể làm thêm g iá m á n g di đ ộ n g đ ể m á n g x o a y c ó th ể đ ư ^ b ê tô n g xa hơn v à o giữ a bãi đ ú c ).

• Đ ổ b ê tô n g b ằ n g m á n g di đ ộ n g ho ặ c b ă n g tải di đ ộ n g

N ó i c h u n g trộn và vận c h u y ể n b ê tô n g phải đ ư ợ c c ơ g iớ i h oá, vừa b ảo đảm nhanh -

c u n g cấ p k ịp thời liê n tụ c, vừa b ảo đảm chất lư ợ n g , thành phẩm , b ê tô n g bớt vư ơ ng vải

đ ồ n g thời c ũ n g đ ỡ tốn c ô n g làm c á c cầ u dẫn và cầ u c ô n g tác (n ếu vận c h u y ể n n g a n g bằng x e cú t - kít h o ặ c x e cả i tiế n ).

- P hư ơ ng pháp đ ổ và c á c c ô n g tác ch u ẩn bị trước khi đ ổ tại bãi đ ú c ngư ời ta c ó nh iều

sơ đ ổ đ ố b ê tổ n g k h á c nhau:

Hình 5: Sơ đồ (hướng) đổ bêtông của bãi đúc cọc khi

đổ bêtông bằng máy bcnn hoặc cần trục

S ơ đ ồ đ ổ b ê tô n g th e o h ìn h 5 đư ợc thực h iện khi đ ộ vớ i của th iết bị c ấ p xả b ê tô n g c ó thể b ao phủ toàn b ộ c h iề u rộng và c h iều dài bãi đ ú c N g ư ờ i ta thực h iện đ ổ từ b ên này bãi sa n g b ên k ia b ãi.

Hình 6: Sơ đồ đô bêtông của bãi đúc cọc khi phương tiện cấp bêtông có độ với hạn chế (xe trộn vận chuyển bétôiìg)

Sơ đ ồ đ ổ b ê tô n g th e o hình 6 được thực h iện khi khả năng với củ a th iết bi cấ p x ả

b ê tô n g bị hạn c h ế N g ư ờ i ta tiến hành đổ b êtô n g từ g iữ a bãi ra m ép bãi c h o m ộ t nửa bãi

đ ú c, sau đ ó thực h iệ n nửa bãi cò n lại cũ n g th eo sơ đ ồ trên.

V iệ c đổ b ê tô n g th eo c á c sơ đồ trên sẽ có lợi c h o c ô n g tác bảo d ư ỡ n g đ ồ n g thời tránh nhữ n g trường hợp c ô n g nhân giẫm đạp lên cá c c ọ c vừa m ớ i đ ổ b ê tô n g trước đ ó

Đ ổ b ê tô n g c ọ c ngư ờ i ta không đ ổ từng lớp, c h iề u dày phần b ê tô n g c ọ c trên nền

< 5 0 c m , d o v ậ y khi đ ổ b ê tô n g cọ c, người ta sẽ đổ đ ầy và đầm từ đầu này đ ến đ ầu kia ch o

m ỗ i c ọ c

- C ô n g tác ch u ấ n bị trước khi đổ b êtôn g bao g ồ m m ộ t s ố v iệ c c h ín h sau:

N g h iệ m thu c ô n g tác côppha cốt thép đã lắp đặt.

V ệ sin h sạ ch , tưới nước vào côppha và cốt thép đã lắp đặt.

C huẩn bị sàn c ô n g tác (ch ủ yếu phục vụ c h o đ ú c c ọ c đợt 1 trên bãi: x e m hình 3 và hình 4 ).

C huẩn bị vật liệu cấ p phối đầy đủ.

C huẩn bị thiết bị phụ c vụ đ ổ bêtông: trộn, vận c h u y ể n , đưa b ê tô n g v à o tron g bãi c ọ c ,

C ô n g tác b ảo d ư ỡ n g được thực hiện ngay sau khi hoàn thành v iệ c đổ b ê tô n g K hi

b ê tô n g c ò n ướt, c ó thể d ù n g cá c bao gai ẩm đắp lên bề m ặt b ê tô n g , cò n n ếu b êtô n g đã

c ứ n g thì c ó thể d ù n g v ò i nước tưới trực tiếp lên bề m ặt c ọ c V iệ c b ả o d ư ỡ n g được tiến hành liên tục tối th iếu từ 10 - 15 ngày.

8 Kích tách, vận chuyển và xép đóng

- Sau khi b ê tô n g đợt 2 đủ 21 ngày tuổi, người ta tiến hành k ích tách c ọ c

C ọ c b ê tô n g trên bãi đ ú c c ó khả năng dính kết với nền ho ặ c d ín h k ế t với c ọ c b ên cạnh

Đ ê b ả o đảm b ố c rỡ vận ch u y ển c ọ c đi m ột cá ch an toàn, ta phải tá ch rời c h ú n g k h ỏ i nền

b ã i v à k h ô n g d ín h nhau.

Hướng kích tách _

Hình 7: Phương pháp và thứ tự kích tách các cọc trên bãi

Đ ê thực h iện v iệ c k ích tách, người ta dùng hai kích ( « 10 -ỉ- 15 tấn c h o m ỗ i c á i), hai

đ o ạ n cáp, hai thanh sắt I làm đòn n âng và m ột s ố đoạn g ỗ là m g ố i k ê C húng đ ư ợ c lắp đặt tại hai vị trí quai c ủ a c ọ c như hình v ẽ Đ ầu tiên ta k ích và tá ch rời c ọ c n g o à i m é p bãi trước, k ế đ ó là c ọ c sát bên và từ từ k ích tách sâu vào tâm x a h ơ n V iệ c k ích và tách rời

c á c c ọ c ra b ả o đ ả m khi cần trục nâng ch u y ển rất an toàn.

H iện nay c ó m ộ t s ố đơn vị thi c ô n g dùng d ây cáp

q u à n g vào đầu m ũ i c ọ c và dùng ôtô k é o n g a n g để

tách c ọ c , s o n g v iệ c làm như v ậ y k hôn g an toàn, các

trường h ọp ngư ờ i ta n â n g c ọ c để đặt c ọ c vào giá

đ ó n g h oặc g iá é p c ọ c nên c h ỉ buộc treo vào m ột

đ iể m trên thân c ọ c

• T h ô n g thư ờ ng c ọ c c ó c h iều dài dưới 2 5 m , nếu treo b u ộ c n â n g c h u y ể n n g a n g thì vị trí treo b u ộ c như (h ìn h 8 ).

• T rong trường hợp n àn g ch u y ển n g a n g c ọ c c ó ch iều dàị > 2 5 m thì nên treo b u ộ c v à o

ba vị trí C ách treo b u ộ c như hình 9 C ọc được treo bu ộc ở ba vị trí T h e o k in h n g h iệ m và tính toán, vớ i cá ch treo b u ộ c như vậy, m ô m en t uốn g â y ra c h o c ọ c là n h ỏ nhất (h ìn h 9 ).

• T rong trường h ọ p c ọ c quá m ảnh, phải treo b u ộ c 4 đ iểm thì c á c vị trí treo b u ộ c được

khi nâng cọc có chiều dài dưới 25m tai hai vi trí

C ọc

< 1

0,1531 0.347L 0,347L 0,1531

L> 25m

H ìn h 9: C ác điểm tre o buộc khi nâng

cọ c có chiều d à i trên 2 5 m tại ha vị trí

cá c điểm tre o buộc

a) Cọc dài <10m b) Cọcơài 11+16m c) Cọc dài 16 +18m d) Cọc dàì 19 +30m

H ỉn h 11 : Vị trí treo buộc cọc vào giá ép hoặc giá đóng cọc

- Vân ch u yển cọc:

V ới các c ọ c ngắn, người ta có thể chở bằng xe tải c ó gắn rơm oóc đằng sau (tiếng Pháp: rem orque).

Trong trường hợp c ọ c quá dài (> 25m) thì việc vận chuyển cọc nên sử dụng loại rơ m oóc

chuyên dùng (giống như rơrnoóc chở các dầm cầu dự ứng lực - Tiếng Anh: Trailer)

Bởi vậy, để vận ch u y ển cọc từ bãi đúc đến nơi hạ

cọ c an toàn, thông thường người ta chọn địa điểm

đúc cọ c gần hiện trường thi công hạ cọc xuống nền.

- Chất xếp cọc:

N ó i chung kh ông nên chất xếp cọc nhiều ở hiện

trường hạ cọc

Lý do dễ hiểu vì m ặt đất không bằng phẳrỉg, đất

nền lại xấu nên đòn k ê dưới cùng dễ bị lún sâu trong

đất, dễ làm g ã y lóp c ọ c xếp đống dưới cùng. H ìn h 12: Rơrnoóc được gắn sau

xe tải đ ể vận chuvên cọc

Tại khu đất gần bãi đúc - nơi dừng để

chứa xếp CỌC, cần phải bằng phẳng, nền

đất cứ ng (k h ông lún) Cọc xếp chồng có

ch iểu ca o dưới 2m đồng t h ờ i không nên

lớn hơn 2 /3 chiều rộng lớp dưới cùng Vị

trí đòn kê đặt tại bên dưới thân cọc - m à

bên trên c ó m ó c quai của cọc (như

//ìn /í 74: Câu tạo m ột s ố m ố i nối cọc

a) M ới nối cọc liên kết hàn 4 m ặt; b) M ối n ối cọc liên kết bằng bu lông;

c) M ối nối liên kết hàn của hai m ặt b ịt đầu cọ c ; d ) M ối nối liên kết chồng .

Trên đây là m ột s ố m ối nối liên kết cọ c thường gặp Cấu tạo m ối n ố i liên kết do thiết

k ế q u yết định H iện nay người ta thường áp dụng liê n kết b u lôn g (hình 146) - nhất là khi thi c ô n g hạ cọ c ống.

Bảingg 11 Các kích thước cơ bản của cọc ông

c h ế tạo c ọ c ố n g dự ứng Hực c;ũíTig giống như thế tạo ốn g BTCT cấp nước dự ứng lực.

Mối nối liên kết giữa cáíc <đQ)ạn cọc là hàn vòng 2 mặt bích (theo phương pháp cũ) hoặc

liên kết bulông giữa 2 tấrm rmặỊt tbích của hai đoạn cọc (Phương pháp hiện nay) với nhau.

D o điều kiện hạn chế', c;ấiu tíạo côppha cọc ống, phương pháp căn g thép d ọ c tạo dự ứng lực cũ n g như v iệc đổ bẽtốjng Ui tâm cho cọc ống hoặc cô n g tác bảo d ư ỡng cọ c ống

k h ô n g được trình bày tronịg tĩài; liệu này.

§4 HẠ CỌ C XUỐNG NỂN

Đ ể có thể hạ cọ c xuốiĩìg nển„ ngoài việc chuẩn bị cọc, ta còn phải chuẩn bị mặt bằng sau

đó mới tiến hành công tácc hạ ccọtc xuống nền Hạ cọc xuống nền có nhiều phương pháp

Trong phần này, ngcũài v iệ c ừình bày về công tác chuẩn bị m ặt bằng n ó i chung và

trình bày các phương phiáp h ạ (CỌC như đã nói trên sẽ trình bày m ột s ố trường hợp x ử lí hoặc thi cộ n g đặc biệt saau đâiy;

Thi cô n g cọ c ống;

Thi cô n g cọ c bản;

N hổ cọ c

1 C huẩn bị m ặt bằng trước khi hạ cọc xu ốn g nền

- D ọn mặt bằng và ch ố n g lún ch o thiết bị thi công:

Đ ể m áy m óc tập kết c ó thể thao tác dề dàng, chính xác ta cần phải san ủi b ề m ặt, di dời cá c chướng ngại vật và chuẩn bị các điều kiện thiết yếu như: ánh sán g, đ iện , nước Trong trường hợp đất nền xấu, sình lầy, nhiều bùn m áy đóng cọc, thiết bị ép cọc, cần trục và xe chở cọc rất dễ bị sa lầy Vì vậy cần phải chủ động chuẩn bị trước m ột số giải pháp chống lún trong thi công Phương pháp thông thường nhất là chuẩn bị m ột s ố tấm đan BTCT lớn (2m X 2m X 20cm ) hoặc một số tấm kim loại (tôn 8 - lOmm) có kích thước ( 1,5m X 2,4m ) Các tấm này được trải lên bể mặt nền - nơi các thiết bị nặng sẽ đi lên đó.

T rong mùa mưa, cũng cần lưu ý biện pháp thoát mặt bằng H iện trường khô ráo thì

g ia o thông vận ch u yển cũ n g thuận lợi hơn nhiều.

- C ông tác định vị trắc đạc:

C ông tác trắc đạc phải đi trước m ột bước, N gư ời ta dùng các c ọ c g ỗ 3 0 X 3 0 X 5 0 0 để

đ ón g đánh dấu các vị trí sẽ hạ cọ c trên nền cỏ iĩg trình Đ ổ n g thời cũ n g làm m ột bình đồ

ca o đ ộ tự nhiên các điểm hạ cọ c M ột khi đã c ổ bình đồ ca o độ mật đất tự n h iên , người

cô n g nhân đ ón g cọ c hay hạ c ọ c sẽ biết được đầu cọ c nên chôn lút sâu x u ố n g đất nền bao nhiêu là vừa (ví dụ: Cao độ đầu cọc theo thiết k ế là V - 2.0 0 nhưng tại điểm hạ c ọ c , mặt đất

tự nhiên có cao độ là V - 0,40, như vậy, đầu cọc chỉ cầti lút sâu xuống mật đất 1,6m là vừa).

K hông ch u yển c ọ c ra hiện trường quá nhiều V iệc vận chuyển c ọ c quá n h iều , hạ cọ c

k h ôn g kịp sẽ khiến bị ứ đọng và xếp ngổn ngang vừa vướng lối đi lại, vừa khó bảo đảm chất lượng ch o c ọ c (cọc xếp đ ốn g quá cao sẽ bị lún gối dưới cùng và lớp c ọ c cu ố i cù n g

dễ bị gẫy) Cọc chất ngổn ngang trên mặt đất, do không kê đỡ đúng vị trí và h iện trường

g ồ g h ề - cũng dễ làm c ọ c nứt gãy Vận chuyển cọ c phải bảo đảm sự vận hành củ a m áy

hạ c ọ c liên tục son g cũ n g cần bảo đảm an toàn ch o vọc và sự g ia o th ôn g trong nội bộ

c ô n g trường.

- Chuẩn bị đủ hồ sơ thiết kế, nhật ký hạ c ọ c và các hồ sơ n gh iệm thu T h ốn g nhất phương pháp n gh iệm thu: N g h iệm thu từng trục (nếu m uốn đào đất sớm ) hay n gh iệm thu tổng thể sau khi hoàn thành côn g tác hạ cọc.

- Tập kết đến hiện trường các thiết bị phục vụ hạ cọc:

T hiết bị hạ cọ c (nén ép, đóng )

Cần trục nâng ch u yển cọc và các cấu kiện.

M áy bơm ch o cá c kích dầu (ép cọ c).

M áy hàn (hàn n ối cọc).

M áy phát điện (ở khu vực không c ó điện).

Các m áy kinh v ĩ và các máy thủy bình.

2 Sơ đồ và thứ tự h ạ cọc xuống nền

Khi ch ọn sơ đồ hạ c ọ c cần Um ý các yếu tố sau:

Nơi nào đào đất trước thì nên hạ trước (nhất là khi phải đào đất bằng thủ cô n g ).

H ướng đi của thiết bị hạ cọ c thuận tiện ch o việc di ch u yển thiết bị và thuận tiện cho việc vận chuyên cọ c và c á c yêu cầu khác (di dời chướng ngại vật, chống lú n ).

Có m ột số trường hợp tác giả thiết kế đánh dấu mã s ố thứ tự cho từng vị trí c ọ c trên bình đồ b ố trí c ọ c thì người thực hiện hạ cọ c phải chấp hành theo yêu cầu củ a thiết kế

Bắt đầu hạ cọ c c ó m ã s ố 1 —> 2 —» 3 đến hết.

T hông thường người ta hạ cọc theo các sơ đồ sau:

- Hạ từ giữa nền đi về hai hướng (hình 15a).

- Hạ c ọ c theo hình xoắn ốc từ giữa ra xung quanh (15b).

- Hạ c ọ c từ đầu này đến đầu kia (hình 15c).

Hình 15: S ơ đồ di chuyển của tlììếỉ bị hạ cọc xuống nền a) H ạ cọc từ giữa liên đ i vê hai phía; b) Hạ cọc từ giữa ra xung quanli theo hình xoắn ốc;

c) Hạ cọc từ đầu này đến đẩu kia.

V iệc chọn sơ đồ hạ c ọ c nên căn cứ vào mặt bằng nền, kích thước quy cách c ọ c , mật

độ bố trí cọ c và chiều sâu ch ôn cọc cũng như khả năng cẩu chuyển cọc và điều kiện hiện Irường thi cô n g đế xác định được một sơ đổ hạ cọ c hợp lí.

Sơ đồ hạ cọ c khác nhau thường có ảnh hưởng khác nhau với đất nền khiến ch o độ chặt lèn đất trên nền sau khi hạ cọc cũng không hoàn toàn g iố n g nhau.

- N ếu hạ c ọ c từ đầu A đến đầu B của

bãi nền thì đất nền c ó xu hướng lèn chặt ở

đầu B, đồng thời mức độ hạ cọc (sau m ột

lần nén và một nhát búa) cũng sẽ nhỏ hơn,

do độ chặt của đất ngày càng cao (hình 16).

- Nếu hạ c ọ c từ hai đầu nền vào g i ữ a

nền thì đất giữa nền c ó xu hướng trồi lên

do đất giữa nền càn g lúc càng được lèn

chặt hơn V ì vậy đất tại khu vực giữa nền

có xu hướng được lèn chặt hơn và đất nền

ở giữa c ó xu hướng trồi cao hơn (hình 17).

- N ếu bắt đầu hạ cọ c từ giữa bãi đất nền

về hai phía thì đất hai đầu bãi nền sẽ được

lèn chặt hơn và đất nền có xu hướng trồi cao

ở hai đẩu bãi nền M ức độ cắm sâu của cọc

sau m ỗi nhát búa cũng dần dần bị nhỏ lại do

đất nền ngày càng chặt hơn (hình 18).

- Nếu phân đoạn để hạ cọc thì tình hình

trồi đất của nền sẽ đều hơn.

Sơ đ ồ thực hiện được thể hiện ở hình 19.

K inh n gh iệm ch o biết, khi nền cọ c có

diện tích nhỏ, ch ú n g ta nên hạ cọ c theo sơ

đ ổ hình 16 hoặc hình 18 hoặc theo sơ đổ

xoắn 15b.

Trường hợp m ật độ cọ c trên nền bãi

tương đối dày thì nên ch ọn sơ đồ từ giữa ra

hai bên hoặc từ giữa ra bốn phía theo

hướng đối xứng.

Trường hợp c ó cô n g trình hiện hữu k ế

cận, nên bắt đầu từ nền bãi giáp công trình

hiện hữu k ế cận.

T rong trường hợp nền cọ c quá rộng, ta

áp d ụ n g th eo s ơ đ ồ hình 19 Trường hợp

nền hạ c ọ c quá rộng k h ôn g nên ch ọn sơ

đ ồ hình 17 h ò ặ c sơ đ ồ xoắn ố c từ xung

q uanh đ ến giữ a nền bãi V ì với các sơ đồ

này đất giữ a n ền bãi trồi lên rất cao, cọ c

ở g iữ a bãi rất k h ó hạ x u ố n g , nếu c ố gắng

cư ỡng bức hạ x u ố n g thì các cọ c bên cạnh

trước đ ó c ó thể bị dịch chuyển bị trồi lên

Đât trồi lên

Độ sâu

hạ cọc lớn

Oộ sâu hạ cọc nhò

Đất trói lên

L

Hạ cọc từ giữa ra2đắu

Hỉnh 18: Tình hình lèn đ ấ t và trồ i đ ấ t khi thực hiện hạ cọc từ giữa ra hai đầu b ã i nền

hoặc bị n gh iên g k hiến c h o ,c a o độ m ũi c ọ c k h ông

đ ồng đều.

Với cọ c c ó độ sâu mũi cọ c không đồng đ ều , ta

dóng cọ c dài (sâu) trước và cọc ngắn (cao đ ò m ũi

c ọ c cao hơn) sẽ đ ón g sau.

Cọc dài đóng trước cọ c ngắn đóng sau, cọ c c ó mặt

cắt lớn đóng trước và cọ c có mặt cắt nhỏ đóng sau.

V ới những nền sét m ịn hoặc sét vừa k hông nên

hạ cọ c theo m ột hướng Vì như vậy, đất sẽ bị lèn

chặt về m ột phía và đầu cọ c trên đất nền sẽ k h ông

đ ồn g đều cao độ với nhau.

V ới tự tự hạ cọ c như vậy sẽ khắc phục được các sự cố đáng tiếc có thể xảy ra ch o nền đất và ch o c ọ c như:

Đ ất sẽ được làm chặt đểu.

C ọc ít bị dich ch u yển , ít bị nghiêng cọ c.

Tránh được hiện tượng trồi cọc.

Giảm bớt hiện tượng trồi đất cục bộ.

Đ ố i với trường hợp khoảng cách giữa các cọ c lớn (Lớn hơn 4 lần dường kính c ọ c ) thì việc chọn sơ đồ hạ c ọ c không ảnh hường đến v iệc trồi đất cũng như vị trí cao độ của cọc.

Thanh dẫn trượt

H ìn h 21: Mộ! s ố phương p h á p cấu tạo dẫn trượt (rơi tự d o ) cho quả búa

Sau đây là m ột s ố kinh nghiệm chọn lựa

có tính sơ bộ để xem xét và tính toán kiểm

tra lại cụ thể hơn, trước khi quyết định.

- Hạ cọ c bằng búa rơi tự do: N gười ta

dùng tời (tiến g Pháp: Treuil; tiếng Anh:

W ín ch ) hoặc dùng sức người để k éo búa

lên ca o rồi thả x u ố n g rơi vào đầu cọ c -

nhờ trọng lượng rơi của quả búa đập

m ạnh trên đầu cọc k h iến ch o c ọ c hạ sâu

x u ố n g nền Phương pháp đơn giản song

hiệu suất thấp, tốc đ ộ thi cô n g chậm cho

nên ch ỉ dùng với trường hợp cọ c nhỏ và

ngắn (cọ c b êtôn g nhỏ, cọ c g ỗ , cừ tràm ).

Các giá búa có thể làm bằng gỗ hoặc bằng

thép Hiện rất ít được dùng Dưới đây ]à

m ột s ố dạng giá búa và búa rơi tự do:

- Hạ cọ c bằng búa hơi đơn động: Búa

hơi đơn đ ộn g (có sách g ọ i là "búa đập

đơn") hoạt đ ộn g được nhờ sự dẫn động

của khí nén Trong quá trình làm v iệc, khối lượng chết của búa nhỏ hơn khối lượng động của búa (phần tĩnh là 30% còn phần động là 70%) N hờ vận động năng sản sinh lớn, lực búa mạnh Búa hoạt đ ộn g được nhờ sự cung cấp khí nén của m ột m áy khí nén đi kèm Kết cấu búa giản đơn, đầu cọ c ít bị phá hoại, tốc độ đóng cọc và lực xung kích do búa tạo ra lớn - hiệu suất nói chung tương đối cao.

Có thê dù ng đê’ hạ các lo ạ i c ọ c , nhưng tốt nhất là dùng để đ ón g các ống thép xu ốn g nền khi thi cô n g c ọ c nhồi bằng cách dùng ống thép để giữ vách suốt chiều sâu khoan (c ọ c nhồi k h ôn g sâu, sau khi bắt đầu đổ bêtông thì cũng từ từ rút ốn g vách lên).

- Hạ cọ c bằng búa hơi so n g động: Búa hơi song động (có sách g ọ i là "búa đập kép")

N gười ta dùng búa hơi son g động để đóng các cọc thép, cọ c bêtông cốt thép - và được sử dụng nhiều tại các cô n g trình thuỷ lợi, đường sông Khác với búa hơi đơn đ ộn g, búa hơi

so n g đ ộ n g c ó trọng lượng quả búa (phần động) chỉ chiếm khoảng 15 - 25% trọng lượng

quả búa Bù lại, số lần xu n g kích của búa hơi song động rất lớn 100 —> 2 0 0 lần trong

m ột phút N h ờ vậy năng lượng búa cũng được tãng lên So với búa hơi đơn đ ộn g cùng

cò n g suất, búa hơi so n g đ ộn g có kích thước nhó hơn Búa hơi son g đ ộn g ngoài năng suất cao, c ó thể đ iểu chỉnh được s ố lần va đập (xung kích của búa) trong m ột phút nó c ó ưu

đ iểm là thân m áy kín và phần chi tiết m áy bên trong được bảo vệ tốt nên c ó thể dùng để

đ ón g c ọ c ở dưới nước Búa hơi son g động c ó cùng nhược điểm như búa hơi đơn động là phải c ó thiết bị đi kèm (đường ốn g m ềm dẫn khí nén, các m áy tạo khí nén di động)

tương đối cồ n g kềnh M ặc dùng xung lực lớn s ố lần xung kích nhiều và hiệu suất cao son g việc vận chuyển hơi nặng nề và khó khăn.

Búa hơi son g động c ó thể dùng để đóng cá c loại cọ c (thép B T C T ) và c ó thể dùng để đóng cọ c xiên (quả búa tựa trên giá xiên), đóng cọ c dưới nước, đ ón g cọ c th eo phương pháp treo búa (không c ó giá tựa, phải dùng cần trục treo búa g iữ thăng bằng trên đầu cọ c

- thường áp dụng để đóng c ọ c ở sôn g - c ả n g ’) N gười ta cũ n g dùng búa hơi son g động

để nhổ c ọ c khi cần thiết.

- Hạ c ọ c bằng búa điêzen: Bản thân búa là m ột đ ộn g cơ đ iêzen thuộc n hóm pittông tự

do, năng lượng hơi điêzen đốt cháy được truyền trực tiếp lên quả búa, vận hành đơn giản, k hông cần nguồn năng lượng cung cấp từ bên ngoài (như búa hơi đơn đ ộ n g và son g động, búa chấn đ ộn g chạy đ iện ), năng suất cô n g tác cao nên được sử d ụ n g gần như phổ biến N ó có thể dùng để đ ón g các loại c ọ c (BTCT, thép, c ọ c đặc, cọ c ố n g ).

Có hai loại búa điezen:

Búa đ iêzen kiểu cột;

Búa điêzen kiểu ống.

Búa điêzen kiểu cột có phần động (phần gây ra xung lự c) là x ilan h , búa đ iêzen kiểu

ốn g có phần động là pít tông - bộ phận gây ra xung lực ch o quả búa N ếu nhìn hình thức bên ngoài, rất dễ phân biệt.

Búa đ iẽzen kiểu cột c ó hai cột tròn dẫn hướng nằm ở hai bên.

Búa điêzen kiểu ốn g chỉ có m ột ốn g dẫn hướng ở giữa thân m áy.

N ếu có cùng trọng lượng như nhau, búa đ iêzen kiểu ốn g c ó năng lượng x u n g kích lớn hơn so với búa điêzen kiểu cột.

N goài nhiệm vụ đ ón g c ọ c, người ta còn dùng búa điêzen trong cô n g tác đầm đất hay nhổ cọ c khi cần thiết.

- Hạ cọ c bằng búa chấn động: Búa chấn đ ộn g hay còn g ọ i là búa rung là thiết bị được dùng đê hạ cọ c theo phương pháp chấn đ ộn g Có những thiết bị chấn động hạ cọ c c ó tần

số rưng ca o (1 5 0 0 lần dao động trong m ột phút) và cũng c ó những thiết bị chấn động hạ

cọ c có tần số rung thấp (3 0 0 đến 5 0 0 lần dao đ ộn g trong m ộ t phút).

D o tác động của m áy gây chấn đ ộng, lực m a sát quanh c ọ c sẽ giảm và cọ c dễ dàng hạ xuống độ sâu cần thiết.

Thiết bị rung dùng để hạ các c ọ c c ó diện tích mặt cắt ngan g nhỏ (ít ch iếm ch ỗ thể tích của đất) vì vậy nó rất thích hợp để hạ cá c cọ c thép L arssen, c ọ c ván và cá c ố n g thép (dùng để giữ vách ch o cá c c ọ c nhồi khi k hông sử dụng ben ton ite).

Thiết bị rung hạ cọ c (bao gồm cả m áy rung hạ cọ c - V ibratory p ile driver và búa rung

- V ibroham m er) ch ỉ dùng để hạ c ọ c ở cá c vùng đất m ềm (đất thịt, đất sét m ềm ) khi hạ

cọ c thẳng đứng (K hông dùng để hạ c ọ c x iên ) N goài ra nó cũ n g được dùng đ ể nhổ c ọ c (các loại c ọ c bản và các loại cọ c ố n g ).

- Hạ c ọ c c ó kèm x ó i nước: Khi hạ cọ c tại các vùng có lóp đất cứng m à cọ c không xuống được, người ta dùng phương pháp hạ (đóng, rung) có kèm theo x ó i nước N h ờ có xói nước m à tốc độ hạ c ọ c sẽ tăng nhanh đồng thời bảo đảm đầu c ọ c k hông bị phá hoại khi tăng lực hạ ở đầu c ọ c

Cũng cần lưu ý rằng, d o xói nước nhiều nên nó cũng c ó nguy cơ làm các cô n g trình lân cận bị lún sụt H ạ c ọ c có kèm x ó i nước chỉ áp dụng để hạ các cọ c thẳng đứng Thường dùng nhất là khi hạ các c ọ c ống BTCT c ó mặt cắt lớn (kết hợp với đóng c ọ c ) tại các vùng c ó cát, đá dăm hay cu ội sỏi nhỏ N ó hoàn toàn không thích hợp với các lóp đất

có cu ội sỏ i lớn (đá củ đậu) và cũng không thích hợp khi phải xuyên qua tầng đất cứng có chiều dày > 50cm

H ìn h 2 2 : L ắp đ ặ t c á c chi tiết

hạ cọc có x ó i nước a) B ố trí vòi x ó i ở n goài cọc;

b) Bô' trí vòi xói ở trong thân cọc

1 Cọc BTCT tiền chế; 2 ố n g xói ở ngoài thân

cọc; 3 Đai kẹp chặt ống nước bên ngoài cọc;

4 Nêm gỗ giữ chặt ống nước xói; 5 Ồng xói

nước (ống mềm); 6 Kẹp ống xói ở hai bên cọc;

7 Cọc ống; 8 Ong xói nước trong thân cọc;

9 Vòng dẫn hướng; 10 Tấm chặn cát; 11 Sợi

cáp ihép bảo hiểm; 12 Ông cong (khuỷu ống);

13 Ông cao su mềm; 14 Miếng thép tròn gia

cường; 15 Cọc lói hạ cọc xuống.

- Hạ c ọ c sau khi khoan lỗ: Tại vùng đất m ềm , để tránh các sự c ố đáng tiếc khi hạ cọ c sâu c ó thể ảnh hưởng đến cá c cô n g trình hiện hữu lân cận hoặc ảnh hưởng đến tuyến ống ngầm hiện hữu c ó thể d ịch chuyển hoặc trồi lên người ta dùng giải pháp khoan tạo lỗ sau đó m ới ch o cọ c vào lỗ khoan và hạ tiếp tục.

V ới cách làm này, hiện tượng chèn đất, trồi đất, dịch ch u yển các tuyến ốn g ngầm sẽ

k hông xảy ra, đ ồ n g thời cũ n g giảm ồn, giảm chấn đ ộn g do đóng cọ c hạ cọ c gây ra.

Phương pháp này cũ n g được áp dụng trong trường hợp cọ c quá dài, kích thước mặt cắt ngang của cọ c quá lớn m à khả năng của quả búa lại c ó hạn trong khi đó tầng đất sâu tương đối cứng.

Khi thực hiện phương pháp hạ cọ c này cần lưu ý các đ iểm sau đây:

Hạ cọc vòn g ngoài (x u n g quanh) trước, các cọ c ở giữa hạ sau.

Các cọ c dài thực hiện trước, các cọ c ngắn hạ sau.

Khoan xon g lỗ nào nên hạ cọ c ngay ch o lỗ ấy, v iệc hạ c ọ c phải thực hiện ngay sau khi khoan lỗ (không quá 1 giờ ) để tránh đất lở lấp lỗ khoan Đ ể bảo đảm lực m a sát của

cọ c chịu tải, lỗ khoan c ó đường kính nhỏ hơn cạnh củ a m ặt cắt c ọ c hoặc khoảng 2/3

ch iều dài cạnh của m ặt cắt vuông củ a cọc.

- Hạ cọ c bằng phương pháp ép tĩnh: H iện nay, v iệ c hạ c ọ c trong thành p h ố hoặc ở nơi

đ ông dân cư người ta áp dụng phương pháp ép c ọ c (nén tĩnh) Phương pháp ép cọc (hạ cọ c bằng phương pháp ép tĩnh) k h ông gây tiến g ồn và k h ô n g gân chấn đ ộn g vì vậy rất an toàn cho cá c cô n g trình hiện hữu k ế cận.

Hạ cọ c bằng phương pháp nén tĩnh xả y ra hai trường hợp: N én trước và nén sau.

Khi thi côn g cô n g trình m ới thường người ta thực hiện nén trước (ép c ọ c —» dào đất

—» thi cô n g BTCT m ó n g và tầng hầm —» thi cô n g phần trên).

Trong trường hợp cô n g trình bị lún, m u ốn xử lý c h ố n g lún người ta phải ép cọ c xuống nển để g ia cường ch o phần m ón g hiện hữu, ép c ọ c sau khi đã c ó m óng cô n g trình ta gọi là ép sau.

Ép cọc có thể thực hiện đối với cọ c vuông tiền ch ế (45 X 4 5 ) và các cọc ốn g dự ứng lực.

- Búa rơi tự do;

- Búa hơi đơn động;

- Búa hơi son g động;

- Búa điêzen.

Trong các loại búa nói trên, búa đ iêzen là

loại búa được dùng phổ b iến V iệ c ch ọn loại búa

nào để đ óng cọ c cần phải cãn cứ vào tình hình

thực tế, khả năng thực hiện và điều kiện thi công

mà quyết định Khi chọn búa người ta c ó quan

điểm chọn búa "búa nặng kích nhẹ", có nghĩa là

trọng lượng toàn bộ của c ọ c phải nặng hơn trọng

lượng của búa m ột ít Khi chọn búa, cần lưu ý

đến tỷ số trọng lượng giữa búa và cọ c.

Dưới đây là bảng giới thiệu các tham số đối ch iếu để ch ọn búa (chỉ dùng để tham khảo, cần phải tính toán đ ối chiếu lại) C ác giá trị tham khảo dưới đây chỉ áp dụng ch o

cọ c có chiều dài chôn cọ c dưới 20m (/cpc < 20m ).

Bảng 2 Tỉ sỏ giữa trọng lượng của búa và trọng lượng cọc Loại cọc Búa rơi tự do Búa hơi đơn động Búa hơi song động Búa điêzen Cọc bêtỏng cốt thép 0 , 3 5 - 1 , 5 0 1

Trọng lượng của búa là trọng lượng bản thân của quả búa.

Trọng lượng cọ c là trọng lượng toàn b ộ ch iều dài tất cả cá c đoạn cọ c tại m ột điểm

cọ c và trọng lượng của m ũ c ọ c (1 5 0 -ỉ- 2 0 0 k g ).

V í dụ: C ọc dài 2 3m c ó hai đoạn 1 1 ,5m M ỗi đoạn nặng 2 5 0 0 k g , vậy trọng lượng của

cọ c là 5 0 0 0 kg + 200k g.

V ới khu vực đất m ềm thì chọn g iớ i hạn dưới (búa hơi son g động, cọ c BTCT thì chọn

hệ s ố 0 ,6 ) cò n ở khu nền đất cứng thì ch ọn giới hạn trên (búa hơi song động, cọ c BTCT thì chọn hệ s ố 0 ,8 ).

b) Tính toán ứng lực do tác dụng xung kích gây ra khi đóng cọc

Khi đón g c ọ c , dưới tác dụng m ạnh của lực xu n g kích do búa gây ra, đầu c ọ c có thể bị

co n g vênh, bị vỡ hoặc bè ra Đ ố i với c ọ c gỗ và cọ c BTCT thì ngu y cơ bị phá hoại đầu

cọ c càn g lớn nếu ứng lực tác dụng lên đầu cọ c vượt quá khả năng chịu lực của chúng

D o vậy, thường thì người ta phải k iểm tra tính toán lại các ứng lực do tác dụng của lực xung kích của búa gây ra đ ể điều chỉnh lại năng lượng búa cho thích hợp.

Đê' tính toán ứng lực phát sinh d o lực xu n g kích của búa gây ra, ta dùng côn g thức cúa phương trình dao đ ộ n g xung k ích để tính:

a h V e h -Y h + A c >/ e “ Y c A c A/ E c ỵ c + A p ^ / E p ỵ p ^ p p

Trong đó:

ơp - ứng lực xu n g k ích (k N /m 2);

A hA c A p - diện tích mặt cắt thực (n et area) của búa - m ũ cọ c và c ọ c (m 2)

Eh Ec Ep - m ôđun đàn hồi của búa - mũ cọ c - cọc.

Cọc BTC T có Ep = 2,1 X 107 kPa; cọ c thép E p = 2,1 X 108 kPa.

Cọc g ỗ có Ep = 1 X 1 o 7 kPa

Ỵh Ỵ c Ỵp - khối lư ợng riêng của búa, m ũ cọ c và cọ c (k N /m 3).

H - ch iều cao rơi của búa (m);

r\ - hiệu suất làm v iệ c của búa;

Búa rơi tự do: r\ = 0,6;

Búa m áy (hơi, đ iêzen ) r| = 0 ,8

N ếu giá trị tính toán của ơp lớn hơn ứng lực xu n g kích ch o phép của c ọ c thì ta phải giảm năng lượng xung kích của búa, cụ thể là phải giảm trọng lư ợng củ a búa và chiều cao rơi của búa N hư vậy, sẽ bảo đảm an toàn ch o thân cọ c và đầu cọ c trong suốt quá trình hạ cọc.

c) Tính toán các thông sô của búa đóng cọc

- Búa có thể dùng để đ ón g c ọ c nếu năng lượng củ a búa đáp ứng việc hạ cọ c xu ốn g nền Ta g ọ i năng lượng của búa là E tt.

Ett > 25P (da N m hoặc K g m ) (2) Trong đó:

Eh - năng lượng xung kích do búa gây ra;

p - khả năng chịu tải tính toán của cọc: Tấn.

- Sau khi tính toán được giá trị EH (năng lượng x u n g kích của búa) ta tra trong các bảng catalogu e của búa đóng cọ c và ch ọn mã hiệu búa c ó Eblk:'

Ebúachọn > E„ (năng lượng búa tính toán) (3)

Từ trong bảng tính năng của búa được chọn ta sẽ c ó các thông s ố củ a búa:

Trọng lượng toàn bộ của búa (kg);

E búa ( n ă n g l ư ợ n g n g ạ c h đ ị n h c ủ a b ú a )

Từ cá c s ố liệu c ó được ta phải thoả mãn điều k iện sau:

Ebúa

Trong cô n g thức trên:

K - hê số thích dụng của búa;

Ọ - trọng lượng toàn bộ của quả búa kg (trong bảng tra);

q - trọng lượng toàn bộ ch iều dài cọ c ch ôn trong đất kg;

V ớ i giá trị tính toán K < [K] thì v iệ c chọn búa x em như tạm ổn Còn nếu như

K > [K] thì phải chọn loại búa c ó m ã h iệu khác (Loại búa có Ebúa bằng hoặc lớn hơn loại

vừ a chọn và loại búa c ó trọng lượng quả búa nhỏ hơn nhằm bảo đảm giá trị K nhỏ lại,

b ả o đàm có kết quả K < [K ]).

- Kiểm tra độ ch ố i, e:

Khi đóng c ọ c c ó m ũ i c ọ c cắm vào c á c tầng đất cứng, đá dăm , cát chặt vừa trở lên,

h o ặ c mũi cọ c cắm vào tầng đá p hong hoá thì c ọ c ở trạng thái ch ốn g chịu lực; yêu cầu

m ũ i cọ c phải cắm sâu vào trong cá c ỉớp đất đá cứng nói trèn G iá trị cắm sâu bình quân

sa u m ỗi nhát búa (ta g ọ i là đ ộ ch ố i) ch ỉ được bằng hoặc lớn hơn giá trị độ ch ố i quy định Đ(ộ ch ối quy định được xác định qua thí n gh iệm Trong trường hợp thiếu s ố liệu thí

n g h iệ m thì độ ch ố i quy định được x á c định theo cô n g thức sau:

Q - trọng lượng của quả búa (N );

H - ch iều ca o rơi củ a quả đập (x u n g trình) (m m );

q - trọng lượng c ọ c và m ũ c ọ c (N );

A - diện tích m ặt cắt ngang của c ọ c (m m 2);

p - sức chịu tải an toàn của c ọ c (N );

Đ ộ chối (độ cắm sâu trung bình) trong 10 nhát búa cu ố i cù n g phải bằng hoặc lớn hơn

độ c h ố i quy định nói trên.

Nếm đã thực hiện thí n g h iệm tĩnh tải thì lấy giá trị tải cực hạn của cọ c PK (k N ) thay chco g iá trị m p trong c ô n g thức trên.

Cần liru ý rằng đối với cọ c ch ố n g thì v iệ c kiểm tra đ ối ch iếu độ ch ối là quan trọng còin caio độ mũi cọ c là g iá trị tham khảo Đ ố i với c ọ c m a sát thì cao độ đầu mũi cọ c là chíínli yếu còn đ ộ ch ối ch ỉ c ó tính tham khảo mà thôi.

Đ ể chọn búa đóng cọc, có thể tìm tra ở các tài liệu m áy xây dựng hiện có M áy đóng cọc (búa đóng cọc) hiện có ở V iệt N am là của N ga - Trung Q uốc (hiện đã cũ), các máy Đức (D E L M A G ) và các m áy của Nhật (KOBE, MISUBISHI, ISH IK A W A - K EN ).

Quả búa c ó trọng lượng từ 1,8 tấn đến 2 0 tấn (Búa D E L M A G m ã hiệu D I 00-13 có trọng lượng búa 2 0 5 7 0 k g và trọng lượng quả đập là lO.OOOkg).

Dưới đây chúng tôi xin giớ i thiệu cách ch ọ n búa đ iêzen theo kinh nghiệm của một số nước (chọn sơ bộ - c ó tính tham khảo).

Bảng 4 Các đặc trưng kĩ thuật của búa điêzen

2000

1 ,8 -2 ,3

2.5 6.5 2000-2500

1 ,8 -2 ,3

3,5 7,2 2500-4000

1 ,8 -2 ,3

4.5 9.6 4000-5000

1 ,8 -2 ,3

6,0 15,0 5000-7000

1 ,8 -2 ,3

7.2 38,0 7000-10000

U - 2 , 3 Thích dụng

3 5 - 4 0 40

4 0 - 4 5 40

4 5 - 5 0 60

5 0 - 5 5 90

55 - 60 90- 100

1,5 - 2,5 4

2 - 3 5

2 ,5 -3 ,5 75

3 - 4 75

■ - 5 75

Đất

cát

- Chiều sâu cắm vào (m)

- Số xung kích tiêu chuẩn

Độ chối khống chế thường

- Sức chịu tải cực hạn đối

với cọc đơn thiết kế kN 400-1200 800-1600 2500-4000 3000-5000 5000-7000 700M0000

Tóm lại, để chọn búa xu n g kích ta phải làm ba bài toán:

Tính toán năng lượng búa thích hợp (cô n g thức 2)

K iểm tra đối chứng lại với hệ s ố thích dụng K (côn g thức 4).

Tính toán độ chối quy định (độ ch ối k hống ch ế) (cô n g thức 5).

P h ụ c h ú : Đ ể c ó t h ể tìm h iể u v à tra cứu c á c th ô n g s ố c ủ a c á c m á y đ ó n g c ọ c , c á : b ạn

c ó 'Ihể tìm đ ọ c c á c tà i liệ u s a u :

1 "Sổ tay chọn máy thi công xây dựng" - Nguyễn Tiến Thu Nhà xuất bản Xây dựng.

2 "Sổ tay chọn máy thi công" - Vũ Văn lộc Nhà xuất bản Xây dựng.

3 "Máy xây dựng" - Nguyễn Văn Hùng Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.

Giá đỡ ống dẫn hưởng ' I

Chi tiết thoát Cần điều khiến chi tiết thoát

Bộ phận xung kích (piston)

Chi tiết t ó động Cặp giữ búa Cửa thải khí

Càp giữ búa

Đầu búa Oém búa

Bơm bôi trơn Thiết bị phun dấu

Ệ Chi tiết

§ 1 bảo vệ bơm

H ình 24: Cấu tạo quả búa đ iêĩen kiểu ống

5 C họn b úa chấn động đê hạ cọc

Búa chấn đ ộn g chọn để hạ cọc phải bảo đảm 3 điều kiện:

Đ i ề u k iệ n 1 : Đ ể thắng được lực cản của đất.

g P0 - trị số lực kích thích của búa chấn động, 10 kN (tấn);

K - m ô m en tĩnh của búa chấn động, 10 kN m (t.m);

00 - tần số của búa chấn động, //s;

G - gia tốc trọng trường, lấy bằng 9,81 m /s2;

Tc - trị số lực cản của đất tác dụng vào c ọ c khi hạ xuống độ sâu tối đa, 10 kN (t);

Xo - hệ số gần đúng tính đến ảnh hưởng tính đàn hồi của đất;

Xo = 0 ,6 ~ 0,8 khi hạ cọc ống và cọc bê tông cốt thép loại nặng bằng búa chấn động có tần số thấp (co = 30 - 60 //s);

Xo = 1 khi hạ c ọ c g ỗ , c ọ c ván thép bằng búa chấn đ ộn g có tần s ố cao;

Xo = 0 ,4 ~ 0,5 khi hạ c ọ c bằng búa chấn đ ộn g tần s ố thấp c ó bộ phận đ iểu chỉnh tần

Ký hiệu i ch ỉ s ố lớp đất dày hi mà c ọ c đi qua khi hạ, cò n n là tổng s ố lớp đất đi qua

khi hạ tới độ sâu tối đa.

N hư vậy ch iều sâu tối đa của c ọ c hạ xuống:

i=n

-Ệhi

i=l

(9) TjC - sức cản đơn vị 1 0k N /m 2 (t/m 2);

Cọc gổ ống thép

Cọc bêtông cốt thép

Cọc ống bêtông cốt thép có lấy đất ra

Cọc ván loại nhẹ

Cọc ván loại nặng

Như trên, nhưng có lớp đất sét chặt

A -A

H ỉn h 2 5 : M áy chấn động CĨĨ-42A (của N ga)

t i ề u k iệ n 2 : Đ ê bảo đảm cọ c hạ xu ốn g đất có hiệu quả:

A (0) - biên độ cần thiết ch o trong bảng 6.

Bảng 6 Trị số của biên độ chấn động cần thiết để hạ coc có hiệu quả

Loại cọc

A0, mm

n = 300 - 7000 dao động/phút 800-1000 1200-1500 400-700 800-1000 1200-1500

Cọc bê tông cốt thép tiết

diện vuông hoặc chữ

Điều kiện 3: Đ ể bảo đ ả m tốc độ hạ cọc:

o

ở đây:

Q - trọng lượng cọc, trọng lượng búa và trọng lượng tấm gia tải (nếu có), lOkN (tấn);

F - diên tích tiết diện ngang của c ọ c , rrr;

P0 - áp lực cần thiết lên c ọ c , lấy theo bảng 6;

y,ị, y 2 - hệ số, xác định tùy theo loại cọc.

Đ ố i với c ọ c ván thép lấy Ỵị = 0,15; 72 = 0,5.

Đ ố i với loại c ọ c nhẹ (gỗ, ống thép) lấy y, = 0,3; y-> = 0,6.

Đ ố i với loại cọ c nặng và cọ c ống lấy Y, = 0,4; y-, = 1,0.

C h ú th íc h :

Đê cọc hạ có hiệu quả, tốc độ của biên độ dao động V0 phải bằng 0,5 4- Q,8m/s, và

đ iều kiện 1 c ó thể viết lại như sau:

Báng 7 Trị sô áp lực cần thiết (cọc hạ xuống trong đất cát bão hòa nước và đất sét xốp)

Loại và kích thước cọ c p0 (daN /cm 2)

O ng thép mòng đường kính nhỏ và các bộ phận khác diện tích tiết diện

dưới 150cm 2

4 5 - 3

C ọc gỗ và ống thép có diện tích tiết diện dưới 800cm 2 4 - 5

C ọc bê tông cốt thép tiết diện vuồng và chữ nhật diện tích tiết diện

ngang dưới 200cm 2

6 - 8

V í dụ tính toán:

1 C họn thông số của búa chấn động đế hạ cọc gỗ, các sò liệu cho biết n h ư sau

- Độ sâu giới hạn của cọc là 12m

- Đường kính lớn nhất của cọ c ờ tiết diện giữa là 26cm

»

- Trọng lượng tính toán của cọc - 0,8 X ỈOkN (0,8 tấn)

- Đ ất ở độ 8m là cát bão hòa nước và đất sét d ẻo vừa có pha lớp đất cứng, sâu hơn nữa

ià đất sét chặt.

a )T ìm trị số lực cản tính toán lớn nhất của đất tác dụng vào cọc

Trị s ố lực cản đơn vị Tc củ a lóp đất đến độ sâu 8m và dưới 8m tra bảng 5 là 0 ,8 X 10 và 1,5 X 10 kN (0,8 và 1,5 tấn).

Tc = 3 , 1 4 x 0 , 2 6 (8 X 0,8 X 10 + 4 X 1,5 X 1 0 ) = 10 X 10 k N ( 1 0 tấ n )

Lực kích thích P0 của búa cần chọn phải lớn hơn 10 X 10 kN (10 tấn)

b) Đ ể đảm bảo đống cọc có hiệu quả: V (0) = 0,5m /s

Do trọng lượng của cọc nhỏ nên trọng lượng của máy chấn động không lớn lắm, lấy là:

Q m = 0 ,7 x l 0 k N ( 0 ,7 t ấ n )

V ậy: co = - -— — - = 1 3 3 / / s

l x ( 0 , 8 x 1 0 + 0 ,7 x 1 0 )5 0Chọn co = 156 //sec (n0 = 1500 dao động phút)

1x156

Trị s ố m ôm en tĩnh K của búa cần ch ọn phải lớn hơn 5 0 0 d aN cm (5 0 0 k g c m ).

c ) T r ọ n g lượng c ầ n th iế t c ủ a b ú a p h ả i b ả o đ ả m tố c đ ộ h ạ c ọ c , n g h ĩa là :

Q > P o FP0 xác định theo bảng 7 bằng 5 daN /cm 2

Vậy phải tăng trị số Q lên, chọn Q = 3,2 X 10 kN

Trọng lượng của búa chấn đ ộn g là 3 ,2 X 10 - 0 ,8 X 10 = 2 ,4 X lOkN (2 ,4 tấn).

Kết luận: Chọn búa: BMU, - 3A, các tính năng kỹ thuật của búa BM Íi - 3A ghi ở bảng tra

của Sổ tay máy xây dựng có các thông s ố sau:

T|0 = 1.460 vòng/phút

+ Lực kích thích P0 = 15,5 X 10 kN (1 5 ,5 tấn)

+ Trọng lượng toàn bộ của búa: 2,2 X 10 kN (2,2 tấn)

2 K iểm tr a xem b ú a c h ấ n đ ộ n g B r iI I - 1 có thể chọn để hạ cọc ván thép Larxen V

( lm n ặ n g 102daN ) dài 12m x u ốn g sâu lO m q u a c á c lớp đất như sau:

- Từ 0 ,0 - 4m cát hạt trung bình bão hòa nước,

- 4 - 7 ,5 m cát m ịn c ó m ột vài lớp đất sét xốp.

- Tronơ lượng m áy chấn động 7 0 0 daN (7 0 0 kg).

- Trọng lượng búa (không kể tấm gia tải) 2 1 0 0 daN (2 1 0 0 kg).

Như vậy có thể chọn búa chấn động B m i- 1 để hạ cọ c ván nói trên.

Búa chấn độn g (búa rung) c ó trọng lượng từ 1400 kg cho đến lO.OOOkg C ông suất độn g c ơ điện của búa từ 2 0 - 2 5 0 kW Trước đây chủ yếu sử dụng các búa chấn động

củ a N ga H iện nay có búa chấn động cua N hật và của nhiều nước khác.

Các độc g iả có thể tra cứu các thông s ố của búa chấn động: trong các tài liệu hiện có trên thị trường hoặc trong các thư viện:

"Sổ tay ch ọ n m áy thi côn g xây dựng" Tác giả: N gu y ễn T iền Thu - N hà xuất bản

X â y dựng.

"Sổ tay ch ọn m á y thi công" Tác giả: Vũ Văn Lộc - Nhà xuất bản X ây dựng.

"Máy X ây dựng" Tác giả: N guyễn Vãn Hùng - Nhà xuất bản K hoa h ọc và K ỹ thuật Phần bảng tra cá c loại búa, không trình bày trong tài liệu này.

X ó i nước trong quá trình hạ cọ c sẽ làm giảm trở lực ở đầu c ọ c và giảm m a sát quanh thân c ọ c.

N gư ời ta sử dụng biện pháp xói nước khi thấy cọ c đóng m ãi m à x u ốn g chậm hoặc

k h ôn g x u ố n g (dựa vào tài liệu khảo sát địa chất hoặc dựa vào cá c số liệu thu thập từ v iệc thử cọ c trước đ ó ) và c ọ c có nguy cơ bị gãy hoặc v ỡ đầu cọc.

Hạ cọ c có x ó i nước năng suất có thể tãng gấp từ hai đến bốn lần so với hạ c ọ c không

x ó i nước và bảo đảm an toàn cho cọc.

Biện pháp này chủ yếu sử dụng cho tầng cát chặt, tầng đất c ó dăm sỏi nhỏ và cũng có thể áp dụng ch o tầng đất dính.

C ác thiết bị x ó i nước bao gồm:

- V ò i x ó i n ư ớ c , ố n g x ó i v à ố n g d ẫ n nước;

- M áy bơm ca o áp (từ 0,5 đến 2MPa, Q = 0,2 đến 2m 3/phút).

Bảng 8 giới thiệu các tham số đặc trưng khi hạ cọc có xói nước Thi côn g hạ cọ c có xói nước cũng đã được nhà nước ban hành hướng dẫn ở tài liệu Q P X D -25-65 (trang 54, 55).

Bảng 8 Các tham số chủ yếu khi hạ cọc có xói nước

Loại đất

Đ ộ sâu cắm cọc m

Áp lực đẩu vòi MPa

Số lượng và đường kính ống

Lượng nước ngạch định

//phút Áp lực

bơm MPa cọc

dăm sỏi, sét chặt

vừa

< 8 o 00 ì 2 ộ 50 2 ộ 50 9 0 0 - 1200 1 0 0 0 - 1700 2,4

8 - 2 0 1 , 2 - 2 2 (ị) 63 2 (Ị) 63 1 8 0 0 - 2 5 0 0 1800-2500 2,46

Hạ cọ c có xói nước thông thường áp dụng khi đóng c ọ c (lực xu n g k ích ) hay dùng phương pháp rung (búa chấn động).

Các tham s ố khi hạ cọc xói nước được trình bày trong bảng 8 R iên g yêu cầu về lưu lượng nước xói và áp lực nước được trình bày trong bảng 9.

Bảng 9 Yêu cầu lượng nước và áp lực nước khi xói cọc

Chiều sâu chôn cọc m

Áp lực phun Lượng nước cho m ỗi cọ c L/ph Á p lực nước

đất bôt

2 5 - 3 5 1,0 ~ 1,5 1 2 0 0 - 2 0 0 0 1 5 0 0 - 2 5 0 0 1,75

> 3 5 1 , 5 - 2 , 0 2000 ~ 3000 2 5 0 0 ~ 3 5 0 0 2,40

Cát chặt, cát lẫn sỏi, 1 5 - 2 5 1,0 ~ 1,5 1 5 0 0 - 2 0 0 0 2 0 0 0 ~ 2 5 0 0 1,25 sét, sét chặt vừa

25 ~ 35 1,5 - 2 , 0 2000 ~ 3000 2 5 0 0 ~ 3 5 0 0 2 ,4 0

> 35 2 , 0 - 2,5 3000 ~ 4000 3 5 0 0 ~ 5 0 0 0

-Tnrớc hết người ta đặt cọc vào vị trí và bơm xói nước, cũng c ó thể đặt búa lên đầu c ọ c

để gia trọng khiến cọc xuống càng nhanh Tùy tình hình thực tế c ó thể vừa hạ c ọ c (búa xung kích, búa chấn động - tác dụng lên đầu cọc) vừa xói nước T óm lại c ó các trường hợp thực hiện sau:

- X ói rồi hạ c ọ c (đóng cọ c hoặc chấn động);

- Đ ó n g cọ c x o n g rồi xói;

- Vừa đóng (hoặc chấn động) vừa xói.

Khởi đầu khi đặt cọc vào vị trí, đầu vòi nên điều chỉnh cách m ặt đất 0 ,5 m Khi đã lắp

mũ c ọ c , lắp búa trên mũ cọc thì bắt đầu cho m áy bơm chạy và m ở van ch o vòi xói hoạt

đ ộn g, nước dưới mũi cọc xói đất làm cho mũi cọc dần dần lấn vào trong đất, đ ồn g thời cũng điều chỉnh ch o ống nước hạ thấp xuống Ông nước được rút lên đưa x u ố n g nhiều lần khiến đất tơi rã và ống xói được thông liên tục N hờ trọng lượng bản thân (của c ọ c

và của búa) phối hợp với tác động của búa, cọc sẽ lún sâu vào trong đất.

Áp lực nước xói lúc đầu tương đối nhỏ, càng về sau (càng sâu) sẽ càng tăng áp lực xói, không nên đê hiện tượng cọc hạ quá nhanh Khi cọc không xuống nữa thì m ới gia tải lực búa (đóng, chấn động), khi xói mà cọc xuống nhanh thì ngưng gia tải lực tác dụng của búa.

Khi hạ c ọ c nên điều chỉnh đầu ố n g xói thấp hơn m ũi cọ c khoảng 0 ,3 ~ 0,4m Trong quá trình x ó i nước, van nước k hông thể m ở to, để tránh trường hợp áp lực nước tăng quá

ca o , lưu lượng sẽ tự đ ộn g hạ thấp xu ố n g bởi vì đầu vòi x ó i bị bùn cát lấp đầy K h i tiếp tục x ó i trở lại nên điều chỉnh ch o ố n g xói và c ọ c thẳng đứng, áp lực x ó i và lưu lượng xói phải đều - áp lực xói của nước chỉ nên giớ i hạn từ 0 ,5 đến 1,6 MPa.

Khi mũi cọc còn cách cao độ thiết k ế khoảng 0,5 + 2m thì nên ngưng việc xói niróe, chỉ

dùng búa (xung kích, chấn động) để hạ cọc nhằm tránh sự phá hoại lớp đất ở đầu mũi cọc.

C ọc thi cô n g theo biện pháp hạ x ó i nước nên b ố trí khoảng cách giữ a các cọc > 0 ,9 m nhằm bảo đảm chất lượng của cọ c đã hạ trước đó.

G iá búa là m ột kết cấu dùng để treo gắn quả búa, dẫn trượt ch o búa (cả khi đ ó n g hạ đứng hoặc n g h iên g), đ ồn g thời cũ n g là ch ỗ tựa và dẫn hướng ch o c ọ c G iá búa dùng nhiều ch o búa xung kích (búa đ iêzen và búa h ơi) cũng có lúc dù ng ch o cả búa chấn

đ ộ n g H ình 2 7 là cấu tạo của m ột giá búa thông dụng - giá búa được gắn trên m áy xích (bản thân nó là m áy đào bánh xích h oặc cần trục bánh xích).

G iá búa c ó thể ở dạng thẳng đứng (hình 2 7 , 28a, 2 9 , 30, 31, 35).

G iá búa c ó thể ở dạng x iên (2 8 c , 2 8 d , 3 6).

G iá búa c ó thể di ch u yển trên đường ray (28b).

G iá búa c ó thể gắn trên dầm di đ ộn g (hình 31).

G iá búa c ó thể gắn trên m áy k éo (hình 30).

G iá búa c ó thể gắn trên ô tô (hình 2 9 ).

G iá búa c ó thể xoay và n gh iên g (hình 3 6).

G iá búa k hông có bệ quay.

K hi ch ọn giá búa, cần lưu ý các thông s ố sau:

- C hiểu dài cọ c có thể hạ được.

- T rọng lượng đoạn cọ c c ó thể nâng được.

- C ông suất cá c thiết bị nâng.

H iện nay c ó những giá búa (cao > 4 0 m c ó thể sử dụng để hạ cá c c ọ c dài hơn 30m ).

Bán kính quay

Hình 2 7: Giá búa được gắn trên m áy xích

H ìn h 28: C ác loại g iá búa đón g cọc

a ) G iá búa đóng cọc thẳng đứng; b) G iá búa d i chuyển trên đường ray

c và d ) G iá búa đóng cọc xiên