TRÌNH bày về CÔNG tác cọc ĐÓNG, cọc ép bê TÔNG cốt THÉP

Nhưng thông thường giá búa được trang bị 3 bộ ròng rọc trên đỉnh: 1 bộ giữ búa, 2 bộ kia cho cọc 1.2 - Một số lưu ý khi thi công giá búa: - Đảm bảo giá búa luôn chính xác và vững chắc -

CHUYÊN ĐỀ:

TRÌNH BÀY VỀ CÔNG TÁC CỌC ĐÓNG, CỌC ÉP BÊ

TÔNG CỐT THÉP

I – GIỚI THIỆU TỔNG QUAN

Cọc là vật thể dạng thanh hoặc bản được cắm vào đất theo phương trục của nó Cọc là

kết cấu có chiều dài lớn so với bề rộng tiết diện ngang, được đóng hay thi công tại chỗ vào lòng đất, đá, để truyền tải trọng công trình xuống các tầng đất, đá, sâu hơn nhằm cho công trình bên trên đạt các yêu cầu của trạng thái giới hạn quy định(TCXD 205:1998) Trong xây

dựng, cọc được dùng với nhiều mục đích khác nhau như để gia cố nền đất (cọc tre, cọc tràm,

cọc cát, vv.); làm móng cho công trình (cọc bê tông, cọc thép, vv.); làm vách đứng ngăn đất hoặc nước (cọc ván, cọc cừ, ví dụ:cừ ván bê tông cốt thép, cừ ván thép); để định vị trên mặt đất (cọc tiêu, cọc mốc, vv.) Cắm cọc vào đất thường dùng các cách: Đóng cọc nhờ lực va chạm của búa đóng cọc; búa rung và ấn cọc nhờ thiết bị chuyên dùng; ép cọc bằng các lực tĩnh, khoan đất rồi nhồi vật liệu vào thành dạng cọc nhồi

Dùng móng cọc khi gặp nền đất yếu (bùn, cát chảy ) không chịu được trực tiếp tải

trọng từ công trình Tuỳ theo cách làm việc, chia cọc thành hai loại: cọc chống và cọc ma sát.

Cọc chống truyền tải trọng qua đầu cọc lên lớp đất cứng hoặc đá Cọc ma sát (cọc treo) có đầu cọc tựa lên lớp đất bị nén co, truyền tải trọng vào đất một phần lớn qua ma sát ở các mặt bên và một phần qua đầu cọc

Cọc bê tông cốt thép là một loại vật liệu xây dựng kết hợp của hai loại vật liệu là bê

tông và thép Sự kết hợp này đem lại nhiều ưu điểm nổi bật cho cọc bê tông cốt thép Vì thép

và bê tông có hệ số giãn nở nhiệt gần giống nhau, do đó tránh được sự ảnh hưởng của nhiệt

độ môi trường Bê tông bảo vệ cốt thép khỏi sự xâm thực của môi trường, thép định vị bê tông nhằm tránh nứt vỡ Bê tông có đặc tính chịu kéo và uốn kém, khi có cốt thép nhược điểm này sẽ được khắc phục do thép là vật liệu chịu kéo khá tốt Cho nên cọc bêtông cốt thépbền vững chống được sự xâm thực của các hóa chất hoà tan trong nước dưới nền

Cọc bê tông cốt thép có độ bền cao, có khả năng chịu tải trọng lớn từ công trình

truyền xuống, do đó nó được ứng dụng rộng rãi trong các loại móng của các công trình dân dụng và công nghiệp

Một số tiết diện đặc trưng

- Tiết diện cọc: Cọc bê tông cốt thép có nhiều loại tiết diện khác nhau như: Tròn, vuông, chữ nhật,tam giác, chữ T…

- Loại cọc tiết diện vuông được dùng nhiều hơn cả vì có cấ tạo đơn giản và có thể tạo ngay tại công trường Kích thứơc ngang của loại cọc này thường là 20×20 ; 25×25 ; 30×30 ; 35×

35 ; 40×40

- Cọc tiết diện 20×20 đến 30×30cm có chiều dài bé hơn 10m

- Cọc tiết diện 30×30 40×40 cm co chiều dài >10m

- Đối với cọc tiết diện thường hạn chế trong bảng sau

- Kích thước tiết diện (cm) 20 25 30 35

- Chiều dài tối đa (m) 5 12 15 18

Đặc điểm, yêu cầu:

- Được chế tạo bằng bê tông cốt thép đúc sẵn (có thể tại xưởng hoặc ngay tại công trường) vàdùng thiết bị đóng, hoặc ép xuống đất Mác bê tông chế tạo cọc từ 250 trở lên

- Loại cọc phổ biến thường có tiết diện vuông, có kích thước từ 200×200 đến 400×400 Chiều dài và tiết diện cọc phụ thuộc vào thiết kế Nếu chiều dài cọc quá lớn, có thể chia cọc thành những đoạn cọc ngắn để thuận tiện cho việc chế tạo và phù hợp với thiết bị chuyên chở, và thiết bị hạ cọc

- Cọc phải chế tạo đúng theo thiết kế, đảm bảo chiều dày lớp bảo vệ (tối thiểu là 3cm) để chống bong tách khi đóng cọc và chống rỉ cho cốt thép sau này

- Bãi đúc cọc phải phẳng, không gồ ghề

- Khuôn đúc cọc phải thẳng, phẳng cần được bôi trơn chống dính, tránh mất nước xi măng khi đổ bê tông

- Đổ bê tông phải liên tục từ mũi đến đỉnh cọc, đầm bê tông bằng đầm dùi cỡ nhỏ Trong quá trình thi công đúc cọc cần đánh dấu cọc và ghi rõ lý lịch để tránh nhầm lẫn khi thi công

Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước (cọc rỗng)

Bê tông được ứng suất trước, kết hợp với quay ly tâm đã làm cho bê tông của sản phẩm đặc, chắc, chịu được tải trọng cao, không nứt, tăng khả năng chống thấm, chống ăn

mòn cốt thép, ăn mòn sulphate Vì vậy sản phẩm BTLT dự ứng lực sử dụng rất phù hợp với các vùng ven biển, nước mặn.

Có khả năng thiết kế được những trụ điện BTLT có lực đầu trụ rất cao, khi kéo đến tải trọng thiết kế có biến dạng dư rất thấp Thiết kế các cọc cừ BTLT có khả năng chịu lực nén, uốn, lực tải dọc rất cao

Do sử dụng bê tông và thép cường độ cao nên tiết diện cốt thép giảm, dẫn đến trọng lượng của sản phẩm giảm rất nhiều, thuận lợi cho việc di dời, vận chuyển, thi công, lắp dựng

Chất lượng sản phẩm bê tông ly tâm dự ứng lực tốt hơn và giá thành sản phẩm hạ hơn.

Cốt thép trong bê tông, là cốt thép cường độ cao, được kéo căng ra bằng máy kéo ứng suất trước, đạt tới một giá trị ứng suất nhất định, được thiết kế trước, nằm trong giới hạn đàn hồi của nó, trước khi các kết cấu bê tông cốt thép này chịu tải Lực căng cốt thép này làm chokết cấu bê tông biến dạng ngược với biến dạng do tải trọng gây ra sau này khi kết cấu làm việc Nhờ đó, kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước có thể chịu tải trọng lớn gần gấp đôi so với kết cấu này, khi không căng cốt thép ứng suất trước

Ở kết cấu bê tông cốt thép thông thường, thì cốt thép cùng với vật liệu bê tông chỉ thực sự làm việc (có ứng suất) khi có sự tác dụng của tải trọng Còn ở kết cấu ứng suất trước,trước khi đưa vào chịu tải thì kết cấu đã có trong nó một phần ứng suất ngược rồi Cốt lõi củaviệc kết cấu bê tông ứng suất trước có khả năng chịu tải rất lớn là nhờ việc tạo ra các biến dạng ngược với khi làm việc bình thường Việc sử dụng vật liệu cơ tính cao như: cốt thép cường độ cao, bê tông mác cao, chỉ là điều kiện phụ trợ để tăng khả năng chịu tải của kết cấu bê tông ứng suất trước

Tiêu chuẩn tham khảo

Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước (P.C) và cọc bê tông cường độ cao ứng suất trước (PHC) được sản xuất theo tiêu chuẩn JIS A 5335-1987 và JIS A 5337-1982 hoặc TCVN 7888:2008, hoặc có thể sản xuất theo tiêu chuẩn của khách hàng

Cường độ bê tông

- Cường độ bê tông tổi thiểu tại 28 ngày

+ Chống ăn mòn sun phát và chống ăn mòn cốt thép.

+ Không xuất hiện ứng suất gây xoắn nứt trong quá trình đóng

+ Cho phép đóng xuyên qua các lớp địa tầng cứng

- Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước có thể sản xuất dài hơn 36m cho một đoạn, mối ghép lắp nhanh và kinh tế, trọng lượng trên một đơn vị chiều dài thấp dẫn đến giá thành hạ Vòng quay sản xuất sản phẩm nhanh, đạt cường độ cao đáp ứng tiến độ giao hàng

II - THI CÔNG ĐÚC CỌC BÊ TÔNG

2 - Thi công đúc cọc

2.1 - Cốt thép

- Công tác cốt thép phải tuân thủ theo các yêu cầu của TCVN 4453:1995 “ Kết cấu bê tông

và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và nghiệm thu “, cụ thể:

+ Cốt thép chủ được nắn thẳng cắt đúng kích thước, đảm bảo thép đúng chủng loại của bản vẽ thiết kế

+ Cốt thép đai được kéo thẳng, cắt bằng kìm cộng lực, uốn bằng bàn uốn theo đúng kíchthước thiết kế

+ Thép đai liên kết với thép chủ bằng dây thép buộc 1 ly, khoảng cách giữa các cốt đai buộc đúng yêu cầu của bản vẽ thiết kế

+ Thép chủ được liên kết với hộp bích đầu cọc bằng liên kết hàn

+ Hộp bích đầu cọc được gia công đảm bảo, bốn cạnh của mặt cọc phải nằm cùng trên một mặt phẳng, đảm bảo vuông đúng theo kích thước thiết kế

+ Cốt thép cọc được bố trí và định vị thành từng lồng đúng theo bản vẽ thiết kế và được cán bộ kỹ thuật của Công ty nghiệm thu trước khi lắp vào khuôn cốp pha

+ Lồng thép sau khi lắp đặt vào khuôn phải được định vị chính xác và chắc chắn đảm bảo không bị xê dịch hoặc biến dạng trong lúc đổ bê tông

2.2 - Bê tông

- Các vật liệu để sản xuất bê tông vµ quy trình sản xuất Bê tông phải tuân thủ theo các yêu cầu của TCVN 4453:1995 “ Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối - Quy phạm thi công và nghiệm thu “, cụ thể:

+ Bê tông để đúc cọc phải được trộn bằng máy trộn đúng theo tỷ lệ cấp phối, thời gian trộn theo đúng quy định của c án bộ kỹ thuật của Công ty

+ Cát, đá trước khi trộn bê tông đảm bảo sạch, không lẫn tạp chất

+ Cốp pha thép phải vuông với mặt nền được gông bằng hệ thống gông hình và được điều chỉnh kích thước bằng nêm gỗ, khoảng cách gông là 1,5÷ 2 mét

+ Cốp pha bịt đầu bằng thép tạo mặt phẳng và phải vuông góc cốp pha 2 bên thành.+ Ván khuôn chỉ được tháo dỡ khi bê tông đạt 25% cường độ thiết kế (sau 12 – 16h theothí nghiệm quy định) thì tiến hành tháo dỡ cốp pha Dùng sơn màu xanh viết vào đầu cọc và mặt cọc: tên đoạn cọc (C1;C2, C3), ngày tháng đúc cọc, mác bê tông

2.4 - Đúc, bảo dưỡng bê tông

Thi công bê tông cọc phải tuân thủ theo các yêu cầu kỹ thuật trong phần “ Thi công bê tông của TCVN 4453:1995”, cụ thể:

- Bê tông phải được đổ liên tục và phải được đầm chặt bằng máy đầm rung, để tránh tạo ra các lỗ hổng không khí, rỗ tổ ong hay các khiếm khuyết khác Đặc biệt lưu ý bê tông đổ đến đâu phải đầm luôn đến đó, sau đó sử dụng mặt bàn xoa để hoàn thiện mặt Mỗi cọc phải đúc xong trong một lần và nên bắt đầu từ mũi cọc đến đỉnh cọc Trong khi đầm phải đầm cẩn thận, chú ý các góc cạnh, không để máy đầm chạm làm rung cốt thép

- Trong quá trình đổ bê tông cọc phải lấy mẫu thí nghiệm theo quy định

- Công tác bảo dưỡng được xem là một phần không thể thiếu trong hoạt động đổ bê tông

- Tất cả bê tông mới đổ đều phải được bảo dưỡng, công tác bảo dưỡng phải bắt đầu ngay sau khi đổ bê tông xong khoảng 4 ÷ 6h, khi bề mặt bê tông se lại ấn tay không lún thì tiến hành tới nước bảo dưỡng Thời gian dưỡng hộ liên tục 4 ÷ 6 ngày tùy theo thời tiết ẩm ướt hay hanh khô, những ngày tiếp theo luôn giữ cấu kiện ở trạng thái ẩm

- Tất cả các cọc phải có bề mặt phẳng, nhẵn, không bị khiếm khuyết và vuông góc với trụcdọc của cọc, và được hoàn thiện theo đúng kních thước như chỉ ra trên bản vẽ, Đối với các đoạn mũi, mũi cọc phải trùng với tâm của cọc

- Khi phát hiện các cọc có vết nứt, các cọc bị hư trong quá trình vận chuyển phải được sửa chữa khắc phục ngay

2.6 - Nghiệm thu

+ Nghiệm thu vật liệu

+ Nghiệm thu kích thước hình học

+ Kiểm tra về độ sai lệch cho phép

Bố trí neo cẩu

 Móc cẩu được bố trí trên cọc để phục vụ 2 quá trình vận chuyển: trường hợp thứ nhất

là vận chuyển từ bãi đúc lên xe hoặc giữa các vị trí trên công trường; trường hợp thứ hai là đưa cọc lên thiết bị đóng

 Về lý thuyết, cọc sẽ được bố trí 3 móc cẩu để thực hiện hai trường hợp vận chuyển trên, với mục đích để cho mô men bất lợi trong cọc khi vận chuyển có trị số bé nhất Trong trường hợp vận chuyển thứ nhất sử dụng 2 móc số 1 và số 2, trong trường hợp vận chuyển thứ 2 sử dụng móc số 3

 Tải trọng tác dụng lên cọc trong các trường hợp này là do trọng lượng bản thân của cọc

 Trong trường hợp vận chuyển thứ nhất, sử dụng dây treo móc vào cóc móc cẩu số 1 và

số 2, cọc được xem là dầm đơn giản có 2 đầu thừa, và 2 móc treo được xem là 2 gối tựa

 Trong trường hợp vận chuyển thứ 2, mô men phát sinh chỉ trong quá trình một đầu cọccòn tựa ở trên mặt đất (khi cọc được cẩu lên khỏi mặt đất hoàn toàn thì chỉ còn lực dọc trong cọc vì lúc này cọc đã nằm thẳng đứng) Sơ đồ của cọc trong trường hợp thứ

2 là dầm đơn giản có một đầu thừa, móc cẩu là một gối tựa, gối tựa còn lại là đầu cọc nằm trên mặt đất; sơ đồ nội lực và biểu đồ mô men trong cọc như phía dưới Vị trí móc cẩu hợp lý như đã nói ở trên là vị trí mà mô men bất lợi trong cọc là bé nhất, là a

= 0.207*L và b = 0.294*L; trong đó L là chiều dài cọc

 Cốt thép dọc trong cọc ngoài tính toán theo khả năng chịu tải dọc trục, còn cần phải kiểm tra để chịu được mô men trong các trường hợp trên (tính toán như dầm chịu uốn)

 Trong thực tế, thường không bố trí móc cẩu số 3, mà quá trình thi công trong trường hợp thứ 2 thường buộc dây vào vị trí số 3 thay vì làm móc cẩu Hoặc có thể sử dựng luôn mọc cẩu số 1 hoặc số 2 để móc, vì mô men trong cọc không phải là quá lớn

 Khi thiết kế, để dễ xác định các khoảng cách, có thể chọn a = (0.2 ~ 0.25)*L

3 - Quy trình sản xuất cọc bê tông ly tâm

Bước 1: Nguyên Vật Liệu & Kiểm tra thiết kế: Chuẩn bị đầu vào nguyên vật liệu có sự kiểm

soát tốt

- Riêng cát phải đúng theo module làm cọc, sạch và được giữ ẩm

- Đá 1×2 được sàn ra theo tiêu chuẩn và cũng được rửa sạch để làm tăng mác bê tông

- Tạo lồng thép thông qua hàn tại nhà máy

Song song với khâu chuẩn bị vật liệu là làm rõ các thiết kế cọc, cấp phối sử dụng đểbước sang bước khâu nạp liệu

Bước 2: Nạp liệu: Lắp lòng thép vào khuôn cọc và tiến hành đổ bê tông với các thiết kế cấp

phối đã được duyệt từ khách hàng (nhà tư vấn, chủ đầu tư, nhà thầu thi công…) Lấp copha

và kiểm tra kỹ độ kính tránh rò rỉ nước bê tông và qui ly tâm không bị ảnh hưởng

Bước 3: Căng thép: Là bước ứng lực trước cho cọc BTLT theo các ứng suất theo thiết kế để

có các moment kháng uốn khi đi vào sử dụng Các kết quả kéo thép được lưu tại phòng thí nghiệm

Bước 4: Quay ly tâm: Đây là bước rất quan trọng để lèn chặt bê tông và thông thường có 4

cấp độ quay để cọc đạt được chất lượng như thiết kế

Bước 5: Hấp cọc : Đây bước đưa cọc vào lò hơi hấp ở nhiệt độ khoảng giao động 100oC -/+

20 để quyết định tháo khuôn sớm, hơi nước nóng sẽ đẩy nhanh quá trình thủy hóa bê tông ở môi trường nhiệt độ cao Thông thường hấp cọc khoảng 8h Hoặc tùy theo công nghệ của từng nhà máy sản xuất

Bước 6: Tháo khuôn và kiểm tra sản phầm : Đây có thể là bước cuối nếu không thông qua lò

cao áp tùy theo tiến độ hoặc quyết định có liên quan đến chứa hàng tại nhà máy Trong bước này chúng ta sẻ kiểm tra và phân loại các loại cọc đúng chất lượng hoặc cần lưu ý khác

Bước 7: Hấp qua lò cao áp: Đây là cách tại các nhà máy có các đơn hàng cần cung cấp nhanh

hoặc muốn làm tăng thêm mác bê tông, và ngay sau khi lấy cọc ra khỏi lò cao áp thì chúng ta

có thể đưa cọc ra bải thành phẩm

Bước 8: Hấp qua lò cao áp: Đây là giai đoạn kiểm tra số lượng, chất lượng, chủng loại hàng

hóa và vận chuyển đến công trình

https://fecon.com.vn/linh-vuc-kinh-doanh/san-xuat-thi-cong-coc-cac-loai

III – THIẾT BỊ ĐÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP

- Thiết bị hạ cọc bê tông cốt thép bao gồm:

- Yêu cầu nhẹ nhàng, dễ di chuyển, dễ tháo lắp, dùng được nhiều lần và đa năng

- Giá búa được chia thành 3 loại:

+ Dạng giàn

+ Dạng cột ống

+ Giá búa tự hành

1.1 - Các bộ phận chủ yếu của giá búa

* Bệ giá búa

- Là hệ khung sàn có thể di động theo đường ray trên mặt đất, giàn giáo hoặc phao nổi

- Một số giá búa có thể quay 360o quanh trục đứng

Hình ảnh khung giằng

* Cần giá búa hoặc cột dẫn

- Gồm 2 đũa song song kéo dài từ bệ khung sàn tới đỉnh giá búa mục đích để hướng dẫn búa, cọc theo chiều thẳng đứng hoặc xiên góc theo thiết kế

- Khi đóng cọc dài nếu giá búa đặt trên phao nổi hoặc sàn đạo cao, có thể kéo dài giá búa xuống phía dưới khung sàn

Hình ảnh cột dẫn

* Thiết bị treo trục

- Giá búa chỉ gắn một bộ ròng rọc trên đỉnh vừa nâng hạ búa, vừa mang cọc dựng vào cần Nhưng thông thường giá búa được trang bị 3 bộ ròng rọc trên đỉnh: 1 bộ giữ búa, 2 bộ kia cho cọc

1.2 - Một số lưu ý khi thi công giá búa:

- Đảm bảo giá búa luôn chính xác và vững chắc

- Khi đóng cọc, nhất là cọc xiên thì phải khống chế cho giá búa không lún dù là lún đều vì sẽ làm gãy cọc

- Chiều cao của giá búa phải lớn hơn chiều dài cọc cần đóng cộng với độ an toàn >0.5m

- Chọn giá búa phải phù hợp với trọng lượng cọc và búa

- Khi đóng cọc xiên bằng cột dẫn cần phải quan tâm đến độ cứng chịu uốn của cột dẫn để đảm bao không bị võng => Búa bị lệch tâm sẽ làm hỏng cọc

2 - Khung định vị

Hình ảnh khung định vị

- Tác dụng để định vị cọc đúng vị trí Nó là một khung không gian bằng thép hoặc gỗ có bố trí các lỗ rỗng để đặt cọc vào đúng vị trí trước khi đóng, ngoài ra nó có thể được tận dụng để làm các công việc khác

3 - Các loại búa đóng cọc

3.1 - Búa treo (Búa trọng lực hay búa rơi tự do)

- Là khối thép đúc hoặc gang có khối lượng từ 100-3000kg, có khi đến 5000kg, có móc treo hoặc quai xách

- Nguyên lý hoạt động:

+ Dùng trọng lượng của búa đập vào đầu cọc bằng cách rơi tự do

+ Búa được nâng lên bằng tời tay hoặc tời điện thường ở độ cao 1.5 – 3(4)m

+ Để dẫn hướng và đảm bảo kỹ thuật an toàn lao động, búa thuường được rơi trượt trên 1 hoặc 2 thanh dẫn Nếu búa <= 500kg có thể chỉ cần một thanh dẫn đường kính d40-45 xuyên qua tâm búa

+ Khi đóng cọc cần có giá búa gắn puli, dây cáp ddể treo búa Giá này có thể tự tạo bằng giá 3 chân

+ Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng:

+ Đơn giản, ít tốn kém

+ Tốc độ đóng cọc rất chậm khoảng 3-4 nhát trong 1 phút, cũng có khi đến 10-18 nhát, dùng tời điện cũng chẳng hơn nhiều => Năng suất thấp, kém hiệu quả

+ Giá búa phải cáo hơn chiều dài cọc khá nhiều khi đóng lúc ban đầu

+ Rất khó để khống chế chiều cao rơi búa, dễ xảy ra nguy cơ gãy cọc nếu không có kinh nghiệm

+ Chỉ sử dụng khi đóng ít cọc nhỏ, trong nền đất trung bình, xuống độ sâu không lớn

từ 4-5m và không có sẵn các loại búa khác

+ Pittông ở trọng xilanh có cần dài gắn với trung tâm đầu cọc

+ Nguyên lý là dùng hơi cao áp (Hơi nước hoặc khí nén) để đẩy xilanh của giá búa lên

và búa rơi xuống đầu cọc do trọng lượng bản thân => Chỉ có phần xilanh tạo ra động năng khi rơi tự do như búa trọng lực, còn hơi cao áp dùng nâng búa tạo ra thế năng =>

Do hơi nước hay khí nén có tác dụng một chiều như vậy nên gọi là búa đơn động

+ Trọng lượng của búa từ 2.6-11 tấn, trong đó bộ phận xung kích rất nặng là 1.8-8.2 tấn, độ cao rơi búa tối đa 1.37-1.5m (Thường giới hạn ở 1.2m để tránh sự cố cho cọc)+ Chiều cao toàn bộ búa rất lớn tuừ 2.8-4.9m (Có khi 8.5m), tần số rơi của búa khoảng30-60 nhát/phút

=> Kết luận:

+ Búa nặng nhưng độ rơi thấp sẽ hiệu quả hơn và cọc ít hỏng hơn búa nhẹ và độ nẩy cao => Hiệu quả đối với đất chắc mà các loại búa khác không dùng được

+ Loại búa này nặng nề và có kích thước lớn nhưng cấu tạo đơn giản, dêx sử dụng và

có năng lực lớn (Búa 27.3 tấn sinh ra năng lươngj 249 KNm/nhát) nên thường được dùng hạ cọc bê tông cốt thép dài và nặng

- Búa song động:

=> Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:

+ Khác với búa đơn động, xilanh là bộ phận cố định gắn liền với thân búa và cọc, bộ phận di động là pittông có cán nối liền với quả búa

+ Trong xilanh có 2 ngăn trên và dưới, khi hơi dồn xuống ngăn dưới thì pittong được đẩy lên và ngược lại, pittong kéo theo quả búa Như vậy khi rơi xuống cọc ngoài trọng lượng bản thân búa còn có cả áp lực bổ sung của hơi ép được nạp vào ngăn trên

+ Áp lực hơi nước hoặc khí ép tác động cả 2 chiều lên xuống của phần động nên có têngọi là song động

+ Trọng lượng của quả búa chỉ nặng từ 600-2250kg, độ cao lên xuống cuar quả búa và pittong cũng chỉ từ 0.4-0.58m, tần suất của búa từ 100,140-300 nhát/phút, chiều cao của búa nhỏ hơn búa đơn khoảng 2.4-3m với tổng trọng lượng 3-5.2 tấn

+ Dùng búa song động cần chú ý vấn đề là liên kết chắc chắn với đầu cọc tránh cho búa không bị nẩy bật tung ra khỏi đầu cọc, đồng thời ta cần đặt búa và tim cọc trùng tâm và thẳng hàng tránh lắc ngang bất lợi

=> Nhược điểm của 2 loại búa trên là tốn nhiều năng lượng, đòi hỏi có trang thiết bị đi kèm như nồi hơi, máy nens khí, ống dẫn hơi ép,… và chúng có thể đóng đuược cọc xiên đến 1:1

3.3 - Búa diezen

- Các loại búa diezen đều làm việc theo động cơ nổ 2 thì và nhiên liệu là dầu mazut

- Lúc đầu bộ phận xung kích được kéo lên bằng tời, nhiên liệu được phun vào buồng nén ngay khi bộ phận xung kích được thả rơi

- Khi đó không khí và nhiên liệu bị nén và nóng lên biến thành hỗn hợp ở trạng thái sương mù => Khi đủ nhiệt độ thì bốc cháy cùng với không khí nén sẽ gây nổ Kết quả làcọc bị đóng xuống và phần xung kích lại nẩy lên và tiếp tục một chu trình khác

Phân loại:

=> Búa diezen loại 2 thanh đũa

Hình ảnh búa diezel loại 2 thanh đũa Phạm vi sử dụng

- Dùng để đóng ống thép, cọc gỗ và cọc bê tông cốt thép loại nhẹ (mcọc ≤ 550kg) xuống nền đất mềm và đất trung bình

- Dùng đóng cọc khi xây dựng các công trình thấp tầng, khu vực xa các khu dân cư, nơi làm việc của các cơ quan trường học

Các thông số.

+ Trọng lượng búa: mxl = 140 ÷ 2.500 kg

+ Áp suất trong buồng khí nổ: p = 6 ÷ 7 Mpa

+ Hiệu suất búa: η = 0,35 ÷ 0,40

+ Độ cao nhảy búa: Hmax = 1 ÷ 2,6 m

+ Tần số đóng cọc: f = 50 ÷ 100, 1/phút

Nguyên lý hoạt động

Có hai cọc dẫn hướng 8 liên kết với đế búa 14 được đúc liền với piston 15 Khối đáy piston

tỳ lên đế búa và giá kẹp cọc 12 Xilanh 6 trượt dọc theo hai cọc dẫn hướng đồng thời làm nhiệm vụ đầu búa Phía trên cọc là đòn gánh khởi động 2 có gắn móc khởi động 3 và cáp treo

số 1 Khi thả cáp rơi xuống dọc theo hai cọc dẫn, móc 3 tự động móc vào chốt 4, sau đó nâng cả đòn gánh khởi động và xilanh lên vị trí trên cùng Dật dây cáp khởi động số 1, móc

3 trượt khỏi chốt 4, xilanh rơi tự do theo dẫn hướng của cọc dẫn chụp vào piston số 15 để đóng cọc và nén không khí trong buồng xilanh tới áp suất và nhiệt độ cao Đồng thời chốt đánh dầu 7 đánh vào cần của piston bơm dầu cao áp 9, dầu được phun qua vòi phun 17 vào buồng xilanh dưới dạng sương mù, gặp nhiệt độ và áp suất cao tự bốc cháy (nổ) sinh ra áp lực đẩy piston đi lên Khi hết đà quán tính, piston (đầu búa) lại rơi xuống tiếp tục nén khí, đóng cọc, nổ Cứ như vậy, sau mỗi lần rơi xuống, cọc được đóng sâu xuống đất

+ Áp suất trong buồng khí nổ: p = 7 ÷ 8 Mpa

+ Độ cao nhảy búa: Hmax = 2,8 ÷ 3 m

+ Tần số đóng cọc: f = 43 ÷ 55 ; l/phút

Sơ đồ cấu tạo

Hình 3.2 Sơ sồ cấu tạo búa đóng cọc diesel loại ống dẫn

Nguyên lý hoạt động

- Trên hình 3.2 là cấu tạo của búa nổ ống dẫn Có phần va đập là piston – đầu búa số 2 trượt trong xi lanh dẫn hướng 3 Phần đế búa 7 nằm trong xilanh có lỗ lõm hình bán cầu (bát chứa dầu) Piston số 2 làm nhiệm vụ của đầu búa, phía trên có bộ phận bôi trơn tự động, phía dưới

có phần lồi ra hình bán cầu tương ứng với phần lõm của bát chứa dầu số 10

- Khi khởi động, cáp và lẫy khởi động 14 kéo và đưa đầu búa lên cao, sau đó thả cho piston 2rơi tự do dọc theo xilanh Khi piston đi xuống, ép vào lẫy bán nguyệt 12, đẩy piston của bơm dầu áp suất thấp đi xuống, phun dầu từ thùng dầu 4 được bơm vào xi lanh hòa trộn với khôngkhí, chảy vào bát chứa dầu.

- Piston tiếp tục đi xuống che kín lỗ thoát khí 5 làm không khí bị nén tới áp suất và nhiệt độ cao Khi phần lồi của piston 2 đập vào bát chứa dầu thì thực hiện đóng cọc lần một, đồng thời làm cho dầu bắn tung tóe, gặp không khí có áp suất và nhiệt độ cao, nó tự bốc cháy, sinh công đẩy piston lên cao, đồng thời một phần năng lượng sinh công tác dụng xuống đế búa, thực hiện đóng cọc lần hai Khi piston đi lên, khí cháy trong xilanh được thoát ra ngoài qua ống xả 5, thực hiện quá trình trao đổi khí Khi piston hết đà quán tính thì nó rơi tự do xuống

và tiếp tục một chu kỳ làm việc mới, mỗi lần piston rơi là một lần cọc được đóng sâu vào trong nền đất Quá trình làm việc của búa diesel loại ống dẫn được thể hiện trên hình 3.3

Hình 3.3 Quá trình làm việc của búa nổ (diesel) ống dẫn Nâng búa; 2 Thả búa; 3 Đóng cọc và nén không khí; 4 Nổ và đẩy búa lên cao; 5 Trao đổi

khí và tiếp tục chu kì mới.

=> Ưu điểm của búa diezen so với búa hơi:

+ Rất cơ động, tương đối nhẹ hơn so với búa đơn động

+ Không cần trang bị các trạm cung cấp năng lượng

+ Dùng nhiên liệu lỏng, rẻ tiền: Dầu mazut, dầu hỏa

+ Dễ thao tác, cho năng suất cao

+ Hệ số hiệu dụng của búa tốt hơn, năng lượng nổ truyền trực tiếp vào phần xung động của búa

=> Nhược điểm

+ Chỉ hạn chế đóng được cọc thẳng hoặc có độ xiên tối da 1:3, 1:4

+ Không hiệu quả đóng cọc trong đất yếu vì cọc lún nhiều, quả búa không đủ năng lượng để bật lên cao, buống nhiệt không đủ áp lực và nhiệt độ đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu cho chu trình sau dẫn đến việc phải thao tác lại từ đầu, năng suất giảm

+ Khi chọn búa phải phù hợp với trọng lượng cọc, trung bình đóng sâu 10-12m trong 20-30 phút nếu thấy lâu hơn cần chọn búa khác

3.4 - Búa thủy lực

Hình ảnh búa thủy lực

- Đây là loại búa mới được đưa vào sử dụng Loại búa này dựa vào sự chuyển động của thủy lực của các loại dầu nhớt để tạo ra áp lực nâng búa và ép búa xuống

- Bộ phận xung kích của búa thủy lực có trọng lượng từ 2.1-24 tấn, búa nâng cao đến 1.2m,

do đó có thể đóng các loại cọc đường kính lớn xuống độ sâu 100m Tuy nhiên khi đóng cần chú ý sử dụng đệm cọc để hạn chế hiện tượng vỡ đầu cọc

- Đặc điểm của búa thủy lực là có thể đóng được cọc với độ xiên 1:3 Có thể dẫn động dưới mặt nước, kết cấu có bộ phận giảm âm Độ ồn ghi nhận được là 80dB ở khoảng cách 30m lúcvận hành

- Gây nên ứng suất động không lớn hơn ứng suất động cho phép của cọc

- Tổng số nhát đập hoặc tổng thời gian hạ cọc liên tục không được vượt quá giá trị khôngchế trong hồ sơ thiết kế để tránh cho cọc bị mỏi

- Độ chối của cọc không nên quá nhỏ có thể làm hỏng đầu búa

- Nói chung chọn búa dựa vào 2 điều kiện sau đây:

- Năng lực xung kích:

=> Năng lực xung kích của búa phải thắng được sức cản của đất khi đóng cọc và đảm bảo sức chịu tải của cọc

3.5 - Búa chấn động (Búa rung)

1 - Khái niệm chung

Nguyên lý làm việc của búa rung là lợi dụng lực gây rung của đĩa lệch tâm hoặc trục lệch tâm sinh ra để truyền vào cọc Khi bộ phận này làm việc, cọc dao động rất nhanh theo chiều dọc với tần số f = 400 ÷ 2.500 1/phút, biên độ A = 10 ÷ 35 mm, truyền dao động cho đất, làmphá hủy mối liên kết giữa các phần tử đất làm cho lực ma sát giữa cọc và đất giảm đi, đồng thời làm giảm lực kháng đầu cọc Mặt khác do trọng lượng bản thân của cọc và búa sẽ làm cọc tự lún xuống đất nhanh gấp 2,5 ÷ 3 lần so với cách đóng cọc bằng phương pháp búa nổ

2 - Phân loại

- Búa rung được chia thành 3 loại sau:

+ Búa rung tần số thấp (nối cứng)

+ Búa rung tần số cao (nối mềm)

+ Búa va rung

Búa rung nối cứng

Hình ảnh búa rung nối cứng

Hình Sơ đồ cấu tạo búa rung nối cứng Đặc điểm

Búa rung nối cứng có tần số dao động thấp f = 300÷700 ph−1và biên độ dao động A = 20÷35mm

Lực rung nhỏ

Cấu tạo đơn giản, hiệu suất cao

Búa rung nối mềm

Hình 3.6 Sơ đồ cấu tạo búa rung nối mềm

Hình ảnh búa rung nối mềm Đặc điểm

+ Lực rung lớn

+ Cấu tạo phức tạp, hiệu suất thấp

+ Có khả năng gia tải trong quá trình làm việc

+ Động cơ được nối với bộ gây rung qua lò xo Vì vậy trong quá trình làm việc động cơ giảmđược ảnh hưởng có hại do bộ gây rung gây ra, giúp nâng cao tuổi thọ của động cơ

Búa va rung

Hình ảnh sơ đồ cấu tạo búa va rung

Hình ảnh búa va rung Đặc điểm

Bộ gây rung được lắp trực tiếp trên hai đầu trục động cơ, ngoài lực gây rung còn tạo ra lực vađập giữa búa và đế búa

4 - Nguyên lý làm việc của búa rung

- Búa rung được gắn lên đầu cọc bằng cần trục (thường là cần trục tự hành) Giá kẹp đầu trêncủa cọc có thể điều chỉnh khoảng cách giữa hai má bằng các bu lông dài cho vừa cỡ cọc Khi cho điện chạy vào động cơ làm các quả lệch tâm quay ngược chiều nhau (trục của các quả lệch tâm được gắn trên một cặp bánh răng trụ ăn khớp với nhau) Lực văng xuất hiện khi các quả lệch tâm hướng xuống dưới Lực văng tổng hợp sẽ lần lượt ấn cọc bê tông cần đóng đi xuống liên tiếp và rất nhanh (các thông số f và A của từng loại búa đã nêu ở trên)

- Khi quay theo các chiều khác nhau các quả lệch tâm sẽ gây ra lực thẳng đứng.

- Loại va rung có hiệu quả cao nhất trong ba loại búa rung Ở loại búa rung này các bánh gây văng được lắp trực tiếp trên trục của hai động cơ điện giống hệt nhau, nhưng quay ngược chiều nhau Ngoài tác động rung, loại búa va rung còn sử dụng năng lượng của đầu búa với

đe búa, cứ hai lần rung thì một lần đập

5 - Ưu – nhược điểm của búa rung

- Búa va rung: Dùng để đóng ống thép và cọc bê tông cốt thép các loại xuống đất cứng, đất dính.

7 - Lựa chọn búa và xác định độ chối

- Lựa chọn búa đóng cọc theo khả năng chịu tải của cọc trong thiết kế và trọng lượng cọc - -

- Năng lượng cần thiết tối thiểu của nhát búa đập E được xác định theo công thức:

1.75

E≥ × ×a P

(1)Trong đó: E - Năng lượng đập của búa, kGm;

a - hệ số bằng 25 kG.m/tấn

P - khả năng chịu tải của cọc, tấn, quy định trong thiết kế

- Giá trị một số loại búa tra theo bảng 3.5 (Sách “ Thi công móng trụ mố cầu- Lê Đình Tâm)

(KN)

Độ cao rơi

Năng lượng

Số nhát / phút

Chiều cao

- Sau khi chọn được loại búa ta kiểm tra điều kiện sau:

- Loại búa được chọn với năng lượng nhát đập Ett phải thoả mãn điều kiện:

kE

qQ

tt

(2)Trong đó: k - hệ số quy định trong bảng 2;

Qn - trọng lượng toàn phần của búa, kG;

q - trọng lượng cọc (gồm cả trọng lượng mũ và đệm đầu cọc), kG

- Đối với búa đi-ê-zen, giá trị tính toán năng lượng đập lấy bằng:

+ Đối với búa ống Ett = 0.9 QH

+ Đối với búa cần Ett = 0.4 QH

Q - trọng lượng phần đập của búa, kG;

H - chiều cao rơi thực tế phần đập búa khi đóng ở giai đoạn cuối, đối với búa ống H= 2.8 m; đối với búa cần có trọng lượng phần đập là 1250, 1800 và 2500 kG thì H tương ứng là 1.7; 2

và 2.2 m

Bảng 2- Hệ số chọn búa đóng

Búa đi-ê-zen kiểu ống và song động

Búa đơn động và đi-ê-zen kiểu cần

Búa treo

653

=> Khi chọn búa để đóng cọc xiên nên tăng năng lượng đập tính theo công thức (1) với hệ sốk1 cho trong bảng 3

- Trong giai đoạn đầu khi đóng cọc bằng búa đơn động nên ghi số nhát búa và độ cao rơi búa trung bình để cọc đi được 1m; khi dùng búa hơi thì ghi áp lực hơi trung bình và thời gian để cọc đi được 1m và tần số nhát đập trong một phút Độ chối phải đo với độ chính xác tới 1mm

- Độ chối kiểm tra được đo cho 3 loạt búa cuối cùng Đối với búa đơn và búa đi-ê-zen thì mộtloạt là 10 nhát; đối với búa hơi thì một loạt là số nhát búa trong thời gian 2 phút; đối với búa rung 1 loạt cũng là thời gian búa làm việc trong 2 phút

- Thời gian “nghỉ” của cọc trước khi đóng kiểm tra phụ thuộc vào tính chất các lớp đất xung quanh và dưới mũi cọc nhưng không nhỏ hơn:

+ 3 ngày khi đóng qua đất cát;

+ 6 ngày khi đóng qua đất sét

- Trong trường hợp khi thi công thay đổi các thông số của búa hoặc cọc đã được chỉ dẫn trong thiết kế thì độ chối dư, e, lúc đóng hoặc đóng kiểm tra phải thoả mãn điều kiện:

1 T

1

2 T tt

qqQ

)qq(Q.nFM

kPMkP

nFEe

++

+ε+

- Nếu độ chối dư ,e, nhỏ hơn 0.2 cm (với điều kiện là búa dùng để đóng phù hợp với yêu cầu

ở điều 4.1), thì độ chối toàn phần (bằng tổng độ chối đàn hồi và độ chối dư) phải thoả mãn điều kiện:

+ +

≤ +

q Q

Q n

F

n 4

kP 2 kP

kPc q Q

Q E 2 c

e

0 tt

(4)Trong các công thức trên:

e - độ chối dư, cm, bằng độ lún của cọc do một nhát búa đóng và 1 phút làm việc của búa rung;

c - độ chối đàn hồi( chuyển vị đàn hồi của đất và cọc), cm, được xác định bằng dụng cụ đo

150500

F - diện tích theo chu vi ngoài của cọc đặc hoặc rỗng( không phụ thuộc vào cọc có hay không

có mũi nhọn), m2;

Ett - năng lượng tính toán của nhát đập, tấn.cm, lấy theo điều 2.1 cho búa đi-ê-zen, búa treo

và búa đơn động lấy bằng QH, khi dùng búa hơi song động lấy theo lý lịch máy, đối với búa rung lấy theo năng lượng nhát đập quy đổi, cho trong bảng 6;

Bảng 6 - Năng lượng quy đổi

Bảng 7: Hệ số M

Sỏi sạn có lẫn cátCát: - hạt trung và thô

Q - trọng lượng phần đập của búa, T;

H - chiều cao rơi thực tế phần đập của búa, cm;

k - hệ số an toàn về đất, lấy k= 1.4 trong công thức(3) và k= 1.25 trong công thức (4); còn trong xây dựng cầu khi số lượng cọc trong trụ lớn hơn 20 thì k = 1.4, từ 11÷ 20 cọc thì k = 1.6, từ 6 ÷ 10 cọc thì k = 1.65, từ 1÷ 5 cọc thì k = 1.75;

P - khả năng chịu tải của cọc theo thiết kế, T;

M - hệ số lấy bằng 1 cho búa đóng và theo bảng 7 cho búa rung;

QT - trọng lượng toàn phần của búa hoặc búa rung, T;

ε - hệ số phục hồi va đập, lấy ε2 = 0.2 khi đóng cọc BTCT và cọc thép có dùng mũ cọc đệm

gỗ, còn khi dùng búa rung thì ε2 = 0;

q - trọng lượng cọc và mũ cọc, T;

q1 - trọng lượng cọc đệm, tấn; khi dùng búa rung q1 = 0;

h - chiều cao cho búa đi-ê-zen h = 50cm, các loại khác h = 0;

Ω - diện tích mặt bên của cọc, m2;

n0 và nσ - các hệ số chuyển đổi từ sức kháng động của đất sang sức kháng tĩnh, nσ = 0.25 giây.m/tấn; n0 = 0.0025 giây.m/tấn;

g - gia tốc trọng trường (g = 9.81m/s2)

Xác định quan hệ giữa trọng lượng búa và trọng lượng cọc bê tông cốt thép

- Theo kinh nghiệm, muốn đạt được hiệu quả hạ cọc cao thì tỷ số giữa trọng lượng phần độngcủa búa (Q) và trọng lượng phần cọc (q) cần đóng phải thỏa mãn điều kiện sau

+ Khi cọc có chiều dài L ≥ 12m thì: (Q/q) ≥ 0,75 ÷ 1,0

+ Khi cọc có chiều dài L < 12m thì: (Q/q) ≥ 1,25 ÷ 1,5

- Nếu không thỏa mãn điều kiện trên tức là trọng lượng búa quá nhẹ, dẫn đến hiệu quả hạ cọcsau một lần đóng sẽ giảm Thời gian đóng cọc sẽ lâu, năng suất hạ cọc giảm, đồng thời ảnh hưởng đến tuổi thọ của búa

IV - CÔNG NGHỆ ĐÓNG CỌC

1 - Đóng cọc ở nơi không có nước mặt

1.1 – Đóng cọc trên mặt đất trước khi đào hố móng

- Trong trường hợp này, đầu cọc được đóng chìm sâu dưới mặt đất Do đó khi hạ cọc đến sát mặt đất phải dùng thêm cọc đệm và đóng tới khi đạt yêu cầu thiết kế Sau đó cọc đệm được rút lên và dùng cho các cọc sau

- Khi di chuyển giá búa để đóng cọc hàng sau chỉ cần bẩy dần đường ray lùi về phía sau một đoạn bằng khoảng cách 2 hàng cọc Để đường ray di chuyển với cự ly ngắn nhất và số lần ít nhất có thể sử dụng giá búa quay được 360o.

- Sau khi đóng cọc, tiến hành đào móng, gia cố vách đào, bơm hút nước, đập đầu cọc, đặt cốt thép và đúc bệ móng

* Ưu nhược điểm:

- Không cần dựng giàn giáo cho giá búa

- Giảm đáng kể thời gian hút nước cho đáy móng

- Vì quá trình đóng cọc trên mặt đất nên điều kiện an toàn lao động được thuận tiện, giảm giáthành xây dựng

- Dùng cọc đệm, trọng lượng cọc tăng, lực ma sát tăng làm giảm hiệu quả công tác đóng cọc

1.2 – Đóng cọc sau khi đào hố móng

- So với phương án trên thì thứ tự thi công 2 công việc cơ bản là đào hố móng và đóng cọc là hoàn toàn trái ngược nhau

- Tùy theo kích thước hố móng, địa chất xung quanh móng, có thể chọn một trong các biện pháp sau đây:

=> Đưa giá búa vào làm việc trong hố móng:

- Sau khi san phẳng hố đào, chuyển các bộ phận giá búa và lắp nó ngay trong hố móng

- Trong trường hợp này, kích thước hố móng phải có bề rộng đủ cho giá búa đóng được tất cảcác cọc

- Biện pháp này thích hợp cho các loại móng có kích thước lớn, không gặp nước ngầm, ít sử dụng trong móng cầu nhưng được sử dụng nhiều trong xây dựng nhà dân dụng và công nghiệp

=> Giá búa làm việc trong giàn giáo

- Kết hợp với công tác đào đất và chống vách gia cố hố móng, có thể dựng một sàn công tác

có giàn giáo chống đỡ và cao bằng mặt đất xung quanh

- Nếu móng hẹp, có thể trực tiếp bắt sàn nhịp ngắn qua hố đào Nó có thể tựa trên bờ hay trênvòng vây

- Phương án này có lợi thế là không dùng cọc đệm vì cần giá búa có khả năng lắp dài thêm xuống dưới

- Việc làm thêm giàn giáo và sàn công tác gây tốn vật liệu, thời gian và khó đạt được năng suất cao nên chỉ dùng khi giàn giáo được tháo lắp nhanh và có thể thu hồi toàn bộ đẻ dùng cho các lần sau

=> Giá búa làm việc trên cầu di động

- Cầu di động thường được chế taọ bằng dầm thép hình, tháo lắp cơ động, được sử dụng nhiều công trình Nó có thể di chuyển bằng bàn tời,…

- Giá búa có thể di chuyển theo 2 phương trên mặt bằng rất cơ động vừa lấy cọc, vừa hạ cọc

ở bất kỳ vị trí nào trên hố móng => Năng suất sẽ rất cao, không tốn nhiều vật liệu và công laođộng => Hiệu quả nhất là trường hợp hố móng có chiều dài khá lớn

=> Đóng cọc dùng cần trục và cột dẫn hoặc khung dẫn cọc:

- Trường hợp đơn giản và hiệu quả nhất là dùng cần trục tự hành di chuyển trên bờ hố móng, gắn thêm cột dẫn cọc và lắp thêm thanh cống ngang để điều chỉnh cột dẫn đóng cọc thẳng hay xiên

* Trình tự thi công

- Dùng cần trục hạ khung định vị đã được lắp sẵn trên bờ xuống hố móng

- Xỏ 4 cọc vào 4 ô góc cuả khung và đóng tới cao độ thiết kế

- Cố định khung tựa vào 4 cọc cần đóng, tiếp tục dùng cần trục xỏ các cọc vào các ô quy định, sau đó cẩu búa đặt vào cần trục và hạ cọc đến mặt trên khung

- Dùng cẩu kéo khung ra khỏi hố móng và tiếp tục đóng cọc đến cao độ thiết kế

- Biện pháp này không cần dùng đường ray, không cần dùng bẩy, kích hoặc dùng tời kéo di chuyển, có thể dùng đào đất, lắp vòng vây gia cố, lắp dựng ván khuôn, đặt cốt thép, đúc bê tông móng,…

2 – Đóng cọc khi có nước mặt

2.1 – Đắp đảo và đóng cọc trên đảo

- Biện pháp này áp dụng khi mực nước thi công không sâu, vận tốc dòng chảy nhỏ, không xảy ra xói lở và điều kiện thi công đắp đảo thuận lợi

- Thứ tự thi công cọc tương tự như đóng cọc nơi không có nước nhưng cần đặc biệt chú ý vấn đề nền móng và an toàn cho các công trình tạm vì thi công trên nền đắp bão hòa nước2.2 – Đóng cọc trên giàn giáo (Cầu tạm)

- Giàn giáo là một loại cầu tạm để vận chuyển cọc, vật tư, thiết bị và là nơi di chuyển của giá búa

* Cấu tạo gồm:

- Các trụ palê được dựng trên những cọc gỗ hoặc thép

- Trên các trụ palê có bắc dầm dọc gỗ hoặc thép để đỡ hệ mặt cầu rộng khoảng 2m

- Hệ mặt cầu có cấu tạo đơn giản gồm ray, tà vẹt và ván lót cho người đi

- Biện pháp này có hiệu quả khi độ sâu mực nước dưới 2m thậm chí 5-6m

- Đóng cọc trên mặt nước có thể lợi dụng những cọc đã đóng trước làm móng để làm sàn công tác:

=> Giải pháp này sẽ hiệu quả hơn nếu dùng giá búa được thay thế bằng tổ hợp cần trục và cộtdẫn với điều kiện cự ly cọc tương đối ngắn, phù hợp voứi tầm với của cần trục

=> Còn khi dùng giá búa thì chỉ hạn chế giá búa nhẹ để đóng và bố trí cọc theo chiều ngang trong phạm vi hẹp => Áp dụng cho trụ ít cọc, cầu khổ nhỏ, nhiều nhịp ngắn

* Ưu điểm:

- Ít phụ thuộc vào thời tiết, mực nước lên xuống, sóng và dòng chảy

2.3 – Đóng cọc trên phương tiện nổi

- Thường được áp dụng khi:

+ Mực nước sâu từ 2-3m trở lên

+ Việc xây cầu tạm gây tốn kém và cản trở thông thương

+ Trong thời gian búa hoạt động, phương tiện nổi phải được neo giữ cố định tại vị trí thi công

* Một số giải pháp khi đóng cọc trên phương tiện nổi:

- Đóng cọc trên phao KC

+ Phao được di chuyển bằng tời cáp và dây neo => Việc neo giữ mất nhiều thời gian, năng suất thấp vì phải di chuyển hệ phao từ cọc này sang cọc khác

+ Vận chuyển cọc cho giá búa cũng khó khăn vì vướng các cọc đã đóng trước

+ Vì phao tương đối nhẹ nên dễ bị nghiêng, lệch, khó đóng chính xác

- Đóng cọc trên xà lan

+ Giá búa được cố định tại một đầu của xà lan

+ Cọc được dùng bởi xà lan khác

=> Hai phương án trên chỉ được dùng trong trường hợp chưa có hoặc vướng vòng vây Khi nâng hạ cọc và khi búa hoạt động, hệ nổi dễ chòng chành nên phải dùng đối trọng

- Đóng cọc trên xà lan ghép đôi

+ Hai xà lan được ghép song song bởi 2 dầm liên kết kiểu giàn thép tạo thành hệ nổi, khoảng cách thông thủy giữa 2 xà lan phụ thuộc vào kích thước móng

+ Dọc theo xà lan bố trí 2 đường ray trên mặt boong tạo ra đường di động cho cầu nối ngang+ Ngoài ra còn có các phương khác như đóng cọc bằng cần trục trên hệ nổi, đóng cọc dùng sàn nổi tự nâng

- Đóng cọc bằng cần trục đặt trên hệ nổi

+ Cần trục được đặt trên hệ nổi thường dùng kết hợp với cột dẫn cọc có thanh chống điêù chỉnh được.

+ Đóng một vài cọc thẳng đứng để định vị khung dẫn hướng (Không nên dùng cọc xiên)+ Định vị khung dẫn hướng bằng những cọc vừa đóng

- Đóng cọc bằng sàn nổi tự nâng

+ Dùng trong những điều kiện khó khăn như: Sóng to, mực nước dao động lớn,…

+ Được trang bị các thanh chống bằng thép ống, giúp thiết bị có thể tự nâng lên khỏi mặt nước, hình thành một sàn công tác hiệu quả

+ Không hiệu quả khi dùng ở nơi đất yếu

- Ưu, nhược điểm

+ Cho năng suất cao với số hàng cọc ít, cầu khổ rộng vì ít di chuyển giá búa

+ Đất nền sẽ bị nén chặt không đều và có hiện tượng mặt đất bị trồi lên nếu móng nhiều hàngcọc thì sẽ bị lún lệch, nhất là trong đất sét

3.2 – Đóng cọc theo đường xoắn ốc

- Khi đóng cọc trong đất tốt nên đóng cọc từ giữa theo đường xoắn ốc ra ngoài Nếu ngược lại:

+ Đất ở giữa sẽ bị dồn nén đến mức không thể hạ được cọc cuối cùng đến cao độ thiết kế+ Giá búa bị cản trở nhiều bởi các cọc đã đóng trước

- Nếu đóng cọc trong đất yếu nên đóng từ ngoài vào trong để tăng độ chặt của đất nền

- Ưu, nhược điểm:

+ Phương pháp này sử dụng hiệu quả cho các loại móng rộng gồm nhiều hàng cọc, đóng trong bất kỳ loại địa chất nào, đất được nén chặt đều trong phạm vi móng

3.3 – Đóng cọc theo phân đoạn

- Trước hết đóng một số dãy cọc riêng lẻ để phân đoạn thành những khoảng bằng nhau, tưngfkhoảng cọc được đóng như cách 1, tốt nhất là dùng 2 búa đóng song song

- Phương pháp này dùng tốt nhất trong đất sét, móng lớn và đất được nén chặt đều trên toàn

bộ diện tích

3.4 – Trường hợp ít cọc và bố trí thưa

- Khi khoảng cách giữa 2 cọc > (4-5)d thì thứ tự đóng ít ảnh hưởng đến biến dạng của đất nền => Chủ yếu dựa vào điều kiện thi công thuận lợi mà chọn thứ tự đóng

V - NỐI CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP

- Đối với các cọc bê tông cốt thép đặc, khi chế tạo cần bịt các đầu bằng thép tấm, neo vào cốtthép chủ ở thân cọc, ở giữa mặt trên và dưới có chừa lỗ để đặt chốt định vị