thi công cọc

Thi công cọc chế tạo sẵn nhược điểm: „ Vì chiều sâu đóng cọc nhiều lúc không đúng thiết kế, đầu cọc khi đóng xong không cùng trên một cao độ do địa chất ở mỗi vị trí cọc khác nhau , p

Thi công cọc

„ Cọc chế tạo sẵn

„ Cọc đúc tại chỗ

Thi công cọc chế tạo sẵn

Cọc chế tạo sẵn bao gồm: cọc gỗ, cọc thép vμ

BTCT So với cọc nhồi có những −u điểm sau :

„ Công việc chế tạo vμ hạ cọc không ở cùng một

địa điểm, ặ có khả năng đẩy nhanh tiến độ thi

công

„ Có thể kiểm tra trực tiếp, đánh giá, nghiệm thu

Chất l−ợng vật liệu, các khuyết tật cũng nh−

Thi công cọc chế tạo sẵn

„ Nền đất hoμn toμn không gây ảnh hưởng xấu

đến nền cọc khi thi công: đất bị sụt lở hoặc nén

chặt bên hông cọc, không chèn hỏng những cọc

đã đóng trước

„ Đoạn cọc tự do trên mặt đất vẫn có thể chịu lực

tốt, kể cả lực ngang Như vậy có khả năng dùng

với bệ cao, trong phạm vi mặt nước, rất thuận lợi

cho thi công nhất lμ khi mực nước rất sâu

4

Thi công cọc chế tạo sẵn

nhược điểm:

„ Các thiết bị hạ cọc thường gây chấn động mạnh

vμ tiếng ồn, ảnh hưởng nhiều đến môi trường

xung quanh

„ Cọc có thể bị nứt, gãy, mất ổn định khi vận

chuyển vμ trong quá trình hạ do búa đặt lệch tâm

hoặc mũi cọc gặp chướng ngại v.v…, đặc biệt

những khuyết tật đó nằm dưới đất, khó phát hiện

được vị trí chính xác vμ xử lý gặp nhiều khó

khăn

„ Mũi cọc nói chung thường vát nhọn (sắc ), thân

cọc thường nhẵn, để thi công dễ, nhưng lại giảm

khả năng chịu lực Nếu mở rộng chân vμ tạo

nhám thân cọc, thi công sẽ kém hiệu quả.

Thi công cọc chế tạo sẵn

nhược điểm:

„ Vì chiều sâu đóng cọc nhiều lúc không đúng

thiết kế, đầu cọc khi đóng xong không cùng trên

một cao độ (do địa chất ở mỗi vị trí cọc khác

nhau ), phải cưa phá đầu cọc, gây phức tạp vμ

lãng phí vật liệu ( trừ cọc thép, gỗ )

„ Cọc bêtông cốt thép đúc sẵn thường lãng phí vật

liệu, vì các khâu vận chuyển, treo trục vμ hạ cọc

quyết định hμm lượng thép trong tiết diện, nhất

lμ cọc dμi, không do tải trọng khai thác khống

chế.

Thi công cọc Gỗ

Đọc tμi liệu

Thi công cọc thép

Cọc thép được lμm móng chịu lực cho công trình:

khi tiến độ thi công cần thực hiện nhanh, địa

chất thuỷ văn phức tạp, hoặc để gia cố tăng

cường những móng cũ.

„ Chế tạo cọc dễ dμng tăng giảm chiều dμi cọc

đơn giản, có thể dùng nhiều loại mối nối khác

nhau (hμn, tán, bulông ).

„ Vận chuyển, cẩu trục, xếp dỡ , ít bị hư hỏng, kể

cả khi dùng biện pháp thủ công Khuyết tật dễ

sửa chữa.

„ Đóng cọc không cần giá búa cao, do đó có thể

phân đoạn ngắn, nhưng nối dμi cọc tại chỗ lại dễ

dμng vμ bảo đảm không giảm yếu tiết diện.

8

Thi công cọc thép

„ Dễ dμng đóng qua các lớp đất rắn chắc, các

chướng ngại như gỗ, vỉa đá mỏng , vì có diện

tích tiết diện nhỏ so với khả năng rất lớn khi chịu

lực dội của búa

„ Không có hiện tượng vỡ đầu cọc, nứt thân, gãy

mũi cọc khi gặp chướng ngại, hay khi búa bị

chối

„ Nếu đầu cọc biến hình (cong, oằn, toè đầu ), dễ

dμng cắt bỏ vμ khôi phục lại để tiếp tục đóng.

„ Khi đã hạ cọc tới độ sâu thiết kế, giải quyết đoạn

cọc thừa không khó khăn vẫn có thể tận dụng

„ Về cấu tạo, cọc thép có ba loại thông dụng lμ :

cọc ống, cọc chữ H vμ cọc ghép hình hộp

Thi công cọc thép

„ Dễ dμng đóng qua các lớp đất rắn chắc, các

chướng ngại như gỗ, vỉa đá mỏng , vì có diện

tích tiết diện nhỏ so với khả năng rất lớn khi chịu

lực dội của búa

„ Không có hiện tượng vỡ đầu cọc, nứt thân, gãy

mũi cọc khi gặp chướng ngại, hay khi búa bị

chối

„ Nếu đầu cọc biến hình (cong, oằn, toè đầu ), dễ

dμng cắt bỏ vμ khôi phục lại để tiếp tục đóng.

„ Khi đã hạ cọc tới độ sâu thiết kế, giải quyết đoạn

cọc thừa không khó khăn vẫn có thể tận dụng

„ Về cấu tạo, cọc thép có ba loại thông dụng lμ:

cọc ống, cọc chữ H vμ cọc ghép hình hộp

Thi công cọc thép

„ Có thể vừa lμm vòng vây cọc ván vừa lμm cọc

chịu lực

Installation shear connector Top slab reinforcement

Reinforcement welded on top slab

‡L

Reinforcement, scaffolding 300t barge

-1) Footing works

Welding of shear connector Arrangement of reinforcement bars

Nippon Steel Corporation All Rights Reserved

12

Chế tạo cọc BTCT đúc sẵn

„ Lμ loại cọc được sử dụng nhiều nhất trong xây

dựng móng sâu vμ chịu lực ngang lớn

„ Về hình thức cấu tạo, cọc đúc sẵn có hai loại:

cọc đặc vμ cọc ống.

„ Cọc đặc thường có tiết diện vuông, nhưng đối

với cọc dμi, tiết diện tròn vμ nhiều cạnh cũng

được sử dụng (Các loại cọc tiết diện lớn thường

có hình trụ ống)

„ Chiều dμi đoạn cọc đúc sẵn phụ thuộc chủ yếu

vμo điều kiện thi công (thiết bị chế tạo, vận

chuyển, cẩu lắp, hạ cọc…) vμ liên quan tới tiết

diện chịu lực, chẳng hạn đối với cọc đặc thường

hạn chế chiều dμi như trong bảng sau

Chế tạo cọc BTCT đúc sẵn

25 21

18 15

12 5

Chiều

dμi tối

đa

( m )

45 40 35

30 25

20

Kích

thước

tiết

diện

(cm)

Chế tạo cọc BTCT đúc sẵn

„ Các ứng suất nguy hiểm do vận chuyển, bốc xếp

vμ hạ cọc gây ra Vì vậy, từ lúc chế tạo đến khi

hoμn công phải hết sức tuân thủ quy trình kỹ

thuật.

„ A= 0,207L

„ C=0,294L

Chế tạo cọc BTCT đúc sẵn

„ Bãi đúc cọc phải thật bằng phẳng vμ không được

biến dạng (lún ) trong khi đúc cọc, nhất lμ đúc

theo kiểu xen kẽ, chồng nhiều tầng

„ Do đó, khi sản xuất nhiều thường phải san lấp

một lớp đá đủ dầy được đầm chặt trứơc khi rải bê

tông vμ đặt lớp gỗ kê ( μ vẹt mỏng) đỡ ván khuôn

„ Phải tuân thủ những quy định chung về thi công

bê tông

„ Khi đổ bê tông phải liên tục từ mũi lên đỉnh cọc

Đầm bê tông bằng đầm dùi cỡ nhỏ thao tác

nhanh với cự ly đầy đặc

„ Đầu cọc phải đúc phẳng mặt vμ thẳng góc với

tim cọc

16

Cọc BTCT UST

„ Cọc bê tông UST thường được sản xuất theo

công nghệ đúc trước Tiết diện cọc vuông, kích

thước cạnh 30, 35 vμ 40 cm Chiều dμi có thể từ

8m đến 24m Những tiết diện lớn hơn 50 cm,

thường cấu tạo rỗng

„ Công nghệ căng sau cũng có thể dùng, nhưng

với cọc ống cỡ lớn hơn Sau khi những đoạn cọc

ống đủ cường độ được ráp nối sao cho những lỗ

rỗng luồn được các bó thép, tiến hμnh căng cốt

thép bằng kích vμ phun vữa xi măng, tạo thμnh

cọc ống bê tông ứng lực trước căng sau khá dμi

Cọc loại nμy đã được chế tạo với đường kính tiêu

chuẩn 914 vμ 1372mm v 1372mm v μ chiều dầy vỏ từ 102

đến 152mm

Cọc ống BTCT

„ Được chế tạo theo phương pháp li tâm, với chiều

dμi từ 8m đến 12m, đường kính ngoμi 40, 60 vμ

80 cm, thμnh dầy từ 8-10cm.

„ Cọc ống bê tông cốt thép có thể nối ghép toμn

bộ chiều dμi trước khi khoan cọc hoặc nối dần

trong quá trình thi công, để có chiều dμi lên tới

50m hoặc hơn

„ Mối nối cọc ống được cấu tạo dạng mặt bích,

dùng liên kết bu lông hoặc liên kết hμn.

Thiết bị hạ cọc

„ ép cọc

„ Búa đóng cọc

„ Búa trọng lực hay búa rơi tự do

„ Búa hơi: đơn động, song động

„ Búa điezen

„ Búa chấn động (rung)

Chọn búa đóng cọc

„ Trong đó:

„ P0 - Sức chịu tải theo đất nền; k - hệsốđồng

chất của đất; m hệsố điều kiện lμm việc, phụ

thuộc vμo số lượng cọc, cấu tạo bệ, thường =1

P

km

=

20

Chọn búa đóng cọc

„ Trong đó:

„ E - Năng lượng của búa đã chọn (lấy theo thông

số kỹ thuật của búa) Nm

„ Q - toμn bộ trọng lượng búa (kg)

„ q- trọng lượng cọc, đệm cọc, đệm búa (kg)

max

9,81 Q q

E

+

Chọn búa đóng cọc

3,0 2.5

2.0 Búa trọng lực

5,0

4.0 3.5

Búa đơn ,búa loại 2

đũa

6,0 5.5

5.0

Búa kép ,búa điêzen

loại ống

BTCT Thép

Gỗ

Vật liệu

Loại búa

Chọn búa đóng cọc

„ Khi đóng cọc nghiêng ,năng l−ợng búa sẽ

giảm, do đó năng l−ợng búa đ−ợc chọn theo

công thức trên cần tăng thêm các hệ số có

xét tới độ nghiêng của cọc nh− sau:

3:1 2:1 1:1 4:1

5:1 Búa đơn ,búa

loại 2 đũa

Chọn búa đóng cọc

„ Kinh nghiệm để đóng cọc BTCT bằng búa đơn

vμ búa điêzen, tỷ lệ giữa trọng l−ợng bộ phận

động của búa (b) vμ cọc (c) phải lớn hơn các trị

số sau :

„ Đối với cọc dμi hơn 12m : n = b/c ≥1ữ0.75

„ Đối với cọc ngắn hơn 12m : n = b/c ≥1,25 ữ1,5

24

Chọn búa đóng cọc

„ Độchối lμ: Độlún của cọc do 1 nhát búa

„ Tính toán độ chối

„ Chối giả: ặ thời gian "cọc nghỉ ": Cát: 2-3 ngμy sét

15-20 ngμy

„ Công thức xác định độchối

Xác định độ chối

Q- trọng l−ợng của toμn bộbúa (t)

q-Trọng l−ợng của cọc, đệm cọc, đệm búa, cọc

dẫn (nếu có) (tấn)

m- hệ số an toμn (=0,5 cho công trình vĩnh cửu,

=0,7 cho công trình tạm)

k- hệ số khôi phục Vật liệu lμm cọc vμ đệm đầu

cọc khi đóng (cọc BTCT, thép đệm gỗ k=0,2)

P

q k Q mnFQH

2

+ +

+

=

Xác định độ chối

H- độ cao búa rơi (H=E/9,81Q - búa kép, điêzen)

F- diện tích tiết diện cọc (m2)

P- tải trọng tới hạn của cọc (kN)

P

q k Q mnFQH

2

+ +

+

=

Nguyên tắc đóng cọc

„ Đóng đúng vị trí, đúng chiều sâu thiết kế

„ Cọc đóng trước không ảnh hưởng đến cọc đóng

sau:

„ Đóng lùi

„ Đóng từ trong ra ngoμi

„ Đóng cọc đứng trước, cọc xiên sau

28

Đóng cọc ở nơi không có nước mặt

„ Đóng ngay trên mặt đất ặ dùng cọc dẫn; di

chuyển giá búa dễ dμng, không phải hút nước

trong quá trình đóng, dễ định vị, hao tổn năng

lượng cọc dẫn

„ Đμo hố móng rồi đóng cọc (ở nơi mực nước

ngầm thấp)

„ Hố móng hẹp, muốn đóng cọc sau khi đμo hố

móng ặ búa trên dμn giáo hoặc trên sμn di

động, hoặc dùng cẩu

Đóng cọc ở nơi có nước mặt

„ Dùng đảo nhân tạo khi mực nước không sâu

lắm vμtốc độ dòng chảy không lớn lắm

„ Mực nước < 2m (thậm chí 5-6m) dùng sμn tạm

chung quanh hốmóng

„ Mực nước >2-3 m ặ búa đóng cọc đặt trên

phao, sμlan

búa chấn động (rung)

„ Lực chấn động chuyền vμo cọc lμm giảm ma

sát giữa cọc vμ đất, T.lượng búa vμ cọc sẽ

thắng phản lực của đất ở mũi cọc, cọc lún sâu

vμo đất

„ Gồm khối lệch tâm quay đồng bộ theo hai

hướng khác nhau nhờ một mô tơđiện

Chọn búa chấn động (rung) - ĐK 1

„ P0- lực kích thíc của búa chấn động (kN)

„ Mc-mô men tĩnh của búa (kNm)

„ ω- vận tốc góc (tần số) của búa, (1/s)

„ g- gia tốc trọng trường

„ T- lực cản của đất khi đóng cọc tới độ sâu thiết

kế (kN)

T g

M

P0 = cω2 ≥ α

32

Chọn búa chấn động (rung) - ĐK 1

„ α- hệ số kể đến tính đμn hồi của đất

„ α=0,6-0,8 khi đóng cọc ống vμ cọc BTCT nặng bằng

búa chấn động tần sốthấp ω=30-60 1/s

„ α=1 khi đóng cọc gỗ cọc ván thép bằng búa có tần

sốcao

„ α=0,4-0,5 khi đóng bằng búa tần số thấp có bộphận

điều chỉnh tần sốchấn động

T g

M

P0 = cω2 ≥ α

Chọn búa chấn động (rung) - ĐK 1

„ T tính theo công thức

„ Đối với cọc

„ Cọc ván

„ Hi- chiều dμy lớp đất thứ i; τi, τi- lực ma sát của lớp

đất thứi (kN/m2); u-chu vi t diện ngang của cọc (m)

T g

M

P0 = cω2 ≥ α

∑

= u ihi

∑

= ihi

Bảng trị số lực ma sát

„ Lực ma sát cho phép τ1 vμ τ2

Đối với cọc , (kN/m 2 ) Đối với cọc

ván τ’ b ( kN/m)

Loại đất

Cọc gỗ, cọc ống

thép

Cọc bêtông cốt thép

Cọc ống

bê tông cốt thép

có lấy

đất ra

Cọc ván loại nhẹ

Cọc ván loại nặng

Cát bão hoμ nước 6 7 5 12 14

Chọn búa chấn động (rung) - ĐK 2

„ Đảm báo đóng cọc vμo đất có hiệu quả

„ ξ hệ số (=0,8 - Cọc BTCT; 1,75-cọc ống; 1- với

các loại cọc khác

„ Q0- trọng l−ợng cọc, búa chấn động vμ bệ búa

(kg)

„ Biên độ dao động (cho trong bảng 3-10)

A Q

Mc

≥

0

2

81 , 9

ω ξ

36

Chọn búa chấn động (rung) - ĐK 3

„ Q0- trọng l−ợng cọc, búa chấn động vμ bệ búa

(kg)

„ F- diện tích tiết diện cọc

„ P0- áp lực cần thiết tác dụng lên cọc (B 3-11)

„ γ1, γ2- hệ số phụ thuộc vμo loại cọc (γ1=0,15,

γ2=0,5-cọc ván thép; γ1=0,3, γ2=0,6-cọc nhẹ

(gỗ, ống thép); γ1=0,4, γ2=0,1-cọc nặng (BTCT)

2 0

0 1

0 0

81 , 9

81 , 9

γ

≥

p Q

F p Q

Chọn búa chấn động (rung) - ĐK 3

„ Để hạcọc tốt cần có:

81

,

Trình tự Chọn búa chấn động (rung)

„ Xác định lực cản T của

đất

„ Sơ bộ xác định Q0,

chọn ξ, A, tính Mc

„ Tính vận tốc góc

0

81 , 9

AQ

ξ

=

c M gT

α