phan 3 doc

- Tác dụng của việc đầm là làm cho đất trong lỗ được đầm chặt, mặt khácđất xung quanh các cọc cát trong quá trình thi công cũng được lèn chặt... Cọc gỗ * đặc điểm, yêu cầu: -Sử dụng để g

PHẦN III: THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

Chương 4 Các loại cọc và cừ trong xây dựng

4.1 Phân loại cọc:

Cọc có nhiều loại dùng để phục vụ cho công trình

Với nhiệm vụ là gia cố nền đất hoặc truyền tải của công trình xuống móng.4.1.1.Phân loại cọc theo vật liệu:

- Cọc có chiều dài 20- 25 m (cọc có chiều dài vừa)

- Cọc có chiều dài > 25 có thể 50, 60 m ( cọc dài)

Lưu ý: cọc BTCT là cọc phổ biến nhất và người ta chia ra cọc rỗng và cọcđặc, cọc BTCT thường cọc BTDUL, cọc đúc tại chỗ, đúc sẵn

4.2 Cọc dùng để gia cố nền :

4.2.1 Cọc tre, cừ tràm:

* Đặc điểm và yêu cầu:

+ Dùng để gia cố nền ở vùng đất sử dụng yếu, luôn ẩm ướt

+Cọc tre dùng làm cọc phải >2 năm, tươi, thẳng, conmyg vênh không quá

1cm/ 1md, Ø tối thiểu > 6cm thông thường từ 8- 10cm,

+Thịt tre dày 10- 15mm, chiều dài khoảng 2-3m

*Phương pháp thi công :

+Dùng vồ gỗ loại cho 1 hoặc 2 người, đóng 25 cọc/m2

Đây là công việc khó nhọc, tốn nhiều công sức & thời gian

+Dùng búa phá bê tông để đóng

+Đầu trên của cọc được cưa vuông với trục cọc và cách mắt tre 50mm,

+Đầu dưới được vót nhọn trong khoảng 200mm (bằng đúng khoảng cáchmắt tre)

4.2.2 Cọc cát:

*Đặc điểm: sử dụng để gia cố nền đất, sau khi thi công khả năng chịu tảicủa đất nền tăng 2-2,5 lần

* phương pháp thi công:

a/ áp dụng cho đất thịt , đất sét pha cát, độ sâu không quá 3m

- Đóng một lõi cọc bằng thép hoặc bằng gỗ xuống sau đó nhổ lên và tạo lỗcọc

- Dùng cát hạt to hoặc cát pha sỏi đổ xuống lỗ thành từng đợt và đẩm bằngbúa treo

- Tác dụng của việc đầm là làm cho đất trong lỗ được đầm chặt, mặt khácđất xung quanh các cọc cát trong quá trình thi công cũng được lèn chặt

b/ Áp dụng cho độ sâu hơn 3m và khu vực đất cát:

- Sử dụng ống bao hay ống nòng bằng thép dầy 3-5mm ĐK =30-35cm

- Đầu trên của ống được gắn vào 1 máy chấn động treo ở đầu cần trục, đầu

dưới ống thì có nắp đáy có 4 cánh đóng mở được gắn với ống bao bằng cácbản lề.

- Sau khi hạ ống bao xuống đến vị trí thiết kế thì đổ hỗn hợp cát lẫn sỏi vàotrong ống rồi cho máy chấn động rung, đồng thời từ từ rút ống bao lênkhỏi mặt đất Khi nhổ ống bao thì các cánh cửa đáy mở ra và cát sỏi lắpđầy hố

4.2.2 Cọc gỗ

* đặc điểm, yêu cầu:

-Sử dụng để gia cố nền móng đối với công trình có tải trọng không lớn lắm,hoặc công trình phụ tạm

- Độ to nhỏ của cọc không được chênh lệch nhau quá 1cm/m

- Theo công thức thực nghiệm của PERRONNET xét quan hệ của đườngkính và chiều dài cây gỗ

- Róc vỏ cây, đẽo đầu cọc, làm mũi cọc.

- Gọt nhọn đầu cọc để lồng 1 vành đai bằng thép bản rộng 40-70mm, dày8-12mm mục đích để bảo vệ đầu cọc khi đóng

- Mũi cọc được đẽo thành hình chóp 3 hoặc 4 cạnh dài = 1,2 -2 lần ĐK cọc

- Nếu đóng cọc gỗ qua lớp đất rắn mỏng, lớp sỏi cuội, lớp có lẫn đá cục thìmũi cọc phải được bảo vệ bằng mũ thép gắn vào mũi cọc bằng đinh

-Trường hợp chiều dài không đủ thì phải nối cọc bằng 3 cách sau:

Nối bằng vành đai, nối bằng lõi sắt, nối bằng ống bao kim loại

-Hình: Cọc

gỗ

4.2.3.Cọc xi măng đất:

*Đặc điểm và yêu cầu:

-Cột xi măng đất có tiết diện tròn, ĐK= 60cm, L có thể lên 25m

-Vật liệu xi măng quá trình thủy hóa của XM và tạo ra khung cứng

trong đất là chủ yếu Tác dụng chủ yếu tăng sức chống cắt, giảm tính nén lún của đất

-Sử dụng thích hợp để gia cố nền đất yếu các công trình dân dụng từ 3- 5

tầng, nền đường, móng các bồn chứa,

-Tính chống cắt của đất tăng 2-3 lần so với đất chưa gia cố

-Với đất hữu cơ và đất trong nước mặn sự tăng cường độ chống cắt

do xi măng sinh ra tương đối nhỏ Đối với á sét thì việc gia cố làm tăng sứcchịu tải rõ rệt

*Chế tạo:

-Dùng thiết bị khoan đĩa xoắn vào trong đất với độ sâu tương

ứng chiều dài cọc, xoay ngược chiều đĩa khoan để rút lên

-Vật liệu gia cố được bơm qua ống dẫn trong cần khoan vào lòng đất.

- Qúa trình tác dụng hóa học giữa các thành phần vật liệu xảy ra và phát

triển theo thời gian

4.2

4 Cọc cát:

*đặc điểm: Cọc cát được sử dụng để gia cố nền cho những côngtrình ở nơi đất yếu với mực nước ngầm cao sau khi thi công khả năng chịutải của đất nền tăng 2-2,5 lần

* phương pháp thi công:

a/ áp dụng cho đất thịt , đất sét pha cát, độ sâu không quá 3m

-Đóng một lõi cọc bằng thép hoặc bằng gỗ xuống sau đó nhổ lên và tạo lỗcọc

-Dùng cát hạt to hoặc cát pha sỏi đổ xuống lỗ thành từng đợt và đẩm bằngbúa treo

-tác dụng của việc đầm là làm cho đất trong lỗ được đầm chặt, mặt khác đấtxung quanh các cọc cát trong quá trình thi công cũng được lèn chặt

b/áp dụng cho độ sâu hơn 3m và khu vực đất cát:

-Sử dụng ống bao hay ống nòng bằng thép dầy 3-5mm ĐK =30-35cm

-Đầu trên của ống được gắn vào 1 máy chấn động treo ở đầu cần trục, đầudưới ống thì có nắp đáy có 4 cánh đóng mở được gắn với ống bao bằng cácbản lề

-Sau khi hạ ống bao xuống đến vị trí thiết kế thì đổ hỗn hợp cát lẫn sỏi vàotrong ống rồi cho máy chấn động rung, đồng thời từ từ rút ống bao lênkhỏi mặt đất Khi nhổ ống bao thì các cánh cửa đáy mở ra và cát sỏi lắp

đầy hố.

4.2.5 Cọc hỗn hợp :

-Sử dụng trong công trình có mực nước ngầm thay đổi, công trình tạm thời,

tải trọng không lớn lắm

-Thường sử dụng cọc go64trong phần có mực nước ngầm, một phần không

có mực nước ngầm hoặc thay đổi dùng bằng bê tông cốt thép

-Loại cọc này ko được đóng xiên

-Loại ván cừ BTCT thường là BTCTDUL

-Loại này ưu điểm hơn cừ thép(ko bị ăn mòn)

* Cọc thép bền, cứng nên ko sợ hư hỏng trong vận chuyển

* Độ sâu đóng cọc lớn có thể lên 40m( có thể hàn từng đoạn) ko phải lắp giáđóng cọc cao, nặng thiết bị đóng ko phức tạp

* Sức chịu tải của cọc thông thường chịu nén 100T, chịu kéo đạt 50T có thểlên 250-300 tấn

* ĐKcọc thường từ 16-60cm, thành ống dày 6-14mm

*Mũi nhọn được hàn kín để dễ đóng, tránh đất vào ống

*Sau khi đóng thì đổ bê tông vào trong ống để tăng độ bền của cọc

*Vật liệu dùng chế tạo có thể là gang hoặc gang và thép kết hợp

* Sự phá hoại cọc thép có thể xẩy ra khi bị cong queo do đóng chối hoặc bị

ăn mòn Cọc ống có thể bị phá hoại khi gặp phải địa tầng nghiêng, tầng đấtcứng

b/ Bảo vệ cho cọc thép:

*Cọc thép ngâm trong nước mặn bị phá hủy nhanh hơn trong nước ngọt thì

cần cach ly cọc với môi trường xung quanh bằng phủ 1 lớp bên ngoài hoặcbọc cọc, phương pháp bảo vệ bằng catot

*Phần cọc tiếp xúc giữa không khí với nước nhanh bị gỉ hơn Muốn chống

gỉ người ta quét 1 lớp bi tum lên bề mặt cọc

*Theo dõi cẩn thận những lực cản khi đóng cọc và bịt sắt tại mũi cọc

4.3.2 Cọc bê tông cốt thép:

*Phân loại dựa vào kích thước, hình dáng, nguyên lý làm việc của cọc (cọcchống, cọc ma sát) nhưng phổ biến là phân loại theo phương pháp thi côngcọc

ƒ -Chiều dài và tiết diện của cọc bị giới hạn bởi công suất các thiết

bị , phương tiện vận chuyển và đóng cọc

ƒ -Ngoài ra, chiều dài và tiết diện của cọc còn có sự tương quan vớinhau

-Cọc BTCT đúc sẵn có 3 phẩn (thân cọc, mũi cọc, đầu cọc)

- Trình tự chế tạo như cọc BTCT

- Hạn chế được hiện tượng nứt nẻ bê tông trong quá trình hạ cọc nhưng cóhạn chế cho việc nối cọc

c/Cọc bê tông cốt thép đổ tại chỗ

- Cọc BTCT có tiết diện tròn, đường kính 600, 800,1000, 1200, 1500,

1800 …3000

- Chiều dài cọc có thể đến 70m

ƒ -Cọc được thi công bằng phương đổ bê tông tại chỗ

-Sức chịu tải lớn có thể lên đến hàng ngàn tấn.

- Cọc được sử dụng cho móng nhà nhiều tầng, móng trụ cầu …

CHƯƠNG 5: THIẾT BỊ, PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

-Loại đất cần phải xuyên qua

-Tốc độ thi công đòi hỏi

-Thiết bị hiện có của đơn vị thi công, và điều kiện địa phương

*Thiết bị đóng cọc hiệu quả nhất quả búa có trọng lượng ≥ trọng lượng

của cọc Độ cao rơi ≤ 1-1,5m tần số đóng của búa vừa phải.

*Dựa theo nguyên lý làm việc người ta phân thành 3 nhóm:

a/ Búa treo hay là búa rơi tự do:

+Có thể dùng sức người, tời tay, tời điện Buá được kéo lên đến độcao quy định cho rơi tự do để búa đập xuống đầu cọc

+Năng suất của búa này thấp, chỉ sử dụng khi số cọc đóng ko nhiều

b/Búa hơi :

+Qủa búa rất nặng, nhưng độ rơi lại nhỏ

+Công việc nâng búa nhờ áp lực của hơi nước hay khí nén thôngqua pitong di động trong 1 vỏ xi lanh cố định

+Dùng chủ yếu để đóng cọc BTCT

+Gía búa có thể cao tới 30-35m, góc quay để đóng cọc nghiêng tối

đa là 350

+Để chống nứt và bảo vệ đầu cọc thường dùng mũ đệm để ngăncách tiếp xúc trực tiếp giữa cọc và búa nó làm tiêu hao 30% năng lượng củabúa khi đóng

+ Có 2 loại búa hơi:- Búa hơi đơn động

- Búa hơi song động1/ Búa hơi đơn động:

-Dùng khí nén, hơi nước để nâng chày lên cao,khi rơi xuống do trọng lượngbản thân

-Trọng lượng tổng cộng của búa từ 1-12 tấn ( trong đó pittong 0,8-9 tấn)

- Độ cao rơi búa từ 1-1,5m

- Tốc độ thi công 20-60 nhát/ 1 phút

- Thích hợp để đóng cọc BTCT dài và nặng Có loại búa đóng đổng thời mộtlúc 3 cọc thép hoặc cọc gỗ

- Kết cấu búa đơn giản, dễ sử dụng, bền

- Để khai thác tối đa năng suất đóng và tránh sự trồi lên của cọc trong quátrình đóng thì trọng lượng của búa ≥ trọng lượng của cọc

Và không được ≤ 2/3 trọng lượng cọc

- Khuyết điểm chính của cọc là điều khiển bằng tay, năng suất thấp, tốn hơinước

- Công thức tính lực tác động của búa ( búa hơi đơn động)

H độ rơi của búa

e là độ chối trung bình lấy theo 5 nhát búa cuối cùng

Sơ đồ búa hơi đơn động

1-Xi lanh; 2- đầu búa; 3- khe khống chế độ cao nâng búa; 4- Pittong; 5 van

điều phối khí

2/ Búa hơi song động:

- Dùng bằng hơi nước, khí ép để nâng và nén hạ chày xuống-

- Khá thông dụng, năng suất cao, làm việc tự động chỉ cần treo búavào móc

của cần trục

- It phá đầu cọc, kích thước nhỏ, dễ vận chuyển, có thể tăng giảm lực đóng

cọc, có thể dùng để nhổ cọc

- Lực tác động của búa làm cho cọc luôn luôn ở trạng thái rung chuyển

truyền xuống các lớp đất làm giảm sự dính kết của đất, giảm lực ma sát giữađất với cọc làm cho cọc xuống sâu vào đất dễ dàng

- Thường sử dụng để đóng tường cừ và đóng cọc đứng, cọc xiên trong nềnđất cát Có đường kính lớn tới 50cm

-Nhược điểm:

*Trọng lượng chết tới 80% trọng lượng tổng cộng của búa

*Sự rung động trong thi công lớn

* Thiết bị trung gian cồng kềnh

-Công thức tính toán Lực tác động của búa hơi song động lên đầu cọc:

C = h [1+]

Trong đó : R cường độ chịu lực của đất

h là hành trình của pittong (cm)

� ứng suất nén hiệu dụng của khí ép và hơi nước (kg/cm2)

S là tiết diện của pít tông (cm2 )

P trọng lượng của quả búa (hay pittong) tính theo kg

p trọng lượng cọc; k là hệ số an toàn

Sơ đồ búa hơi song động

Ghi chú: 1 xi lanh ; 2 pittong- búa; 3 Đầu búa- Cán pittong; 4 Mũ cọc5.Cọc; 6 Khe nạp- thải khí trên; 7 khe nạp – thải khí dưới; 8 lớpđệm

-Gía thành rẻ, lắp đặt nhanh, sử dụng ít công nhân.

*Nhược điểm:

-50% động lượng của búa tiêu hao vào việc nén khí

*Tính năng kĩ thuật:

-chiều cao rơi búa 0,6-1,8m

-trọng lượng tổng cộng của búa 1250-5000 kg

-trọng lượng của búa 250-2500kg

-số nhát búa trong 1 phút là 50-75

-Công thức tính toán Lực tác động của búa lên đầu cọc:

C = Trong đó: C lực tác động của đầu búa lên đầu cọc

e- độ xuyên của cọc sau 30 nhát búa cuối cùng (cm)

Q trọng lượng xung kích hay trọng lượng phần chaỳ của búa

E phải thỏa mãn ĐK E ≥ 25P Trong đó P là khả năng chịu tải của cọc

-Công thức

kiểm tra Đầu búa đã chọn với trọng lượng của cọc:

K =

Trong đó: K là hệ số chỉ sự thực dụng của búa

Q trọng lượng xung kích của búa (kg)

q-trọng lượng cọc (kể cả trọng lượng mũ cọc)kg

E- năng lượng nhát búa (kgm)

`

5.1.2 Kĩ thuật thi công đóng cọc, cừ

1- Cẩu cọc, định vị cọc: thường dùng giá cọc phụ kèm với cần cẩu treo

cọc để định vị, lắp cọc vào giá búa

Sơ đồ khi cẩu vận chuyển cọc:

Khi cẩu cọc trong thân cọc sinh mô men uốn do đó 2 điểm cẩu cọc phải đặtđúng vị trí như hình trên

Vận chuyển cọc từ bãi tập kết đến vị trí đóng cọc bằng xe gòng2- Lắp cọc vào giá búa

3- Chuẩn bị trước khi đóng cọc:

- Lập biện pháp thi công

-Dọn dẹp và san phẳng mặt bằng thi công

-Vạch tim ở các mặt bên của cọc để kiểm tra độ thẳng đứng khi đóng cọc (kết hợp với máy kinh vĩ)

-Vạch suốt chiều dài của cọc (5-10cm) để theo dõi tốc độ đóng và chiều sâu đóng cọc

4-Trình tự đóng cọc:

-Căn cứ vào tính chất đất, kích thước bãi cọc, mật độ cọc, sự di chuyển củamáy

-Nếu hố móng lớn thì chia thành nhiều đoạn tiến hành trong từng đoạn

-Khi hố móng ko lớn thì đóng từ trong đóng ra 2 đầu hoặc sang xung quanh-Tránh đóng từ ngoài vào trong

-Nếu hố móng cọc có độ cao không thống nhất thì tiến hành đóng cọc sâutrước, nông sau

-Nếu hố móng có kích thước TD cọc ko thống nhất thì đóng cọc to trướcnhỏ sau

-Hố móng có cọc có L ko thống nhất thì cọc dài đóng trước ngắn đóng sau

5-Kĩ thuật đóng:

*Sơ đồ đóng:

Phân theo sơ đồ: *chạy dài - thường là móng băng

*khóm cọc - móng trụ cầu, móng cột *ruộng cọc - nền công trình

*Qúa trình đóng:

-Sử dụng bộ kẹp để giữ cọc

-định vị và hiệu chỉnh độ thẳng góc của cọc bằng dây dọi( cọc thẳng)

-Đệm phẳng đầu cọc( tác dụng nối búa với mũ cọc)

-Lắp đệm giảm xung cho đầu cọc và mũ cọc

-Gõ nhẹ một số lần( lúc đầu) quan sát thân cọc và giá búa

-kiểm tra sự làm việc bình thường của cọc đến khi đạtLtk( cọc chống)

*Một số vấn đề đặc biệt trong quá trình đóng cọc:

1- thay đổi chiều dài không dự kiến của cọc trong vùng đóng

+/ nguyên nhân: -Gặp chướng ngại

-biến đổi địa chất

2- Đất đóng băng hoặc sự trồi của đất dính:

+/ nguyên nhân: -Trong quá trình đóng lớp đất dính bị giảm cường độ do bị

-trường hợp đặc biệt có thể phải bỏ cọc này thay cọc khác

-theo kinh nghiệm nếu cọc được đóng rồi mà bị trồi lên ( trong đất dính) thìphải theo dõi sự trồi của cọc bằng cách đo độ cao đỉnh của cọc

-việc đóng lại cọc chỉ nên bắt đầu khi quá trình đóng cọc đã vượt phạm viảnh hưởng để nó không gây sự trồi lại Theo kinh nghiệm với cọc chữ H thì

sự trồi lên 25mm ko gây ảnh hưởng đến khả năng chịu tải cọc

3-Phương pháp nhổ cọc:

-đối với cọc dài thường dùng giá búa thông qua máy tời nhờ dầm ngang lắp

2 bộ kích thủy lực để nhổ cọc

-có thể dùng búa hơi đảo chiều để nhổ cọc

- đang đóng, cọc bị lệch nếu chưa sâu thì dùng tời chỉnh lại hướng, nếukhông phải được nhổ lên đóng lại

4-thi công đài cọc:

-tiến hành sau khi nghiệm thu đóng cọc

-Tạo mặt đáy của đài cọc phải phẳng

-Đập bỏ phần bê tông ở đầu cọc cho lộ cốt thép và bẻ chếch chéo cốt thépcho đúng thiết kế

-Đặt cốt thép cho đài cọc, ghép ván khuôn quanh đài cọc và đổ bê tông

5-2 công tác ép cọc:

- Khắc phục những hạn chế của phương pháp đóng(chấn động, ảnh hưởngcác công trình lân cận)

-Hạ cọc từng đoạn bằng kích thủy lực có đồng hồ đo áp lực

-hạn chế của phương pháp ép cọc là không xuyên qua được lớp sét cứng, cátchặt xen kẹp trong nền

-sức chịu tải của thiết bị ép bị hản chế

- có 2 phương pháp ép cọc (ép trước, ép sau)

5.2.1 Thiết bị thi công ép cọc:

5.2.1aThiết bị ép cọc loại lớn: (ép trước)

- gồm bệ máy, kích thủy lực có sức ép 60-200 tấn,

- Khung dẫn hướng bên ngoài cố định bên trong di chuyển lên xuống trongquá trình ép

-Đối trọng là những khối BTCT đúc sẵn Cẩu trục

-Loại máy này có thể ép cách công trình cũ 60cm

5.2.1b Thiết bị ép cọc loại nhỏ:(ép sau)

- gồm bệ máy, khung dẫn hướng, kích thủy lực, đối trọng hoặc neo vào đát-thích hợp với công trình nhỏ, xử lý nứt, lún

-thường thi công ép cọc sau khi đã xây dựng 2-3 tầng nhà

-chiều dài đoạn cọc ép hạn chế, độ tin cậy thấp( do nhiều mối nối)

5.2.1c.thiết bị ép cọc phải thỏa mãn các yêu cầu sau:

+hệ kích thủy lực của thiết bị cần ép được cọc với tải trọng ko < 2 lần sứcchịu tải cho phép của cọc thiết kế

+hệ thống bơm dầu phải kín, tốc độ và lưu lượng phải thích hợp

1. Bệ máy; 2 Cơ cấu di chuyển dọc bệ máy; 3 Bu lông liên kết; 4 Ốnglồng trong dẫn hướng cọc; 5 Vị trí xếp đối trọng;

SƠ ĐỒ MÁY ÉP CỌC

1. Cọc ép; 2 Khung dẫn di động; 3 Khung dẫn cố định 4

Kích thủy lực; 5 Đối trọng; 6 Ồng dẫn dầu; 7 Bệ máy;8

Cần trục