ĐÓNG VÀ ÉP CỌC THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

ĐÓNG VÀ ÉP CỌC THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU ĐÓNG VÀ ÉP CỌC THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU ĐÓNG VÀ ÉP CỌC THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU ĐÓNG VÀ ÉP CỌC THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU ĐÓNG VÀ ÉP CỌC THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU ĐÓNG VÀ ÉP CỌC THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU Microsoft Word TCVN 9394 2012 TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9394 2012 ĐÓNG VÀ ÉP CỌC THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU Pile driving and static jacking works Construction, check and acceptance Lời nói đầu TCVN 9394 20.

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 9394:2012 ĐÓNG VÀ ÉP CỌC - THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU Pile driving and static jacking works- Construction, check and acceptance Lời nói đầu TCVN 9394:2012 chuyển đổi từ TCXDVN 286:2003 theo quy định khoản Điều 69 Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật điểm a khoản Điều Nghị định số 127/2007/NĐ-CP ngày 01/8/2007 Chính phủ quy định chi tiết thi hành số điều Luật Tiêu chuẩn Quy chuẩn kỹ thuật TCVN 9394:2012 Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Cơng nghệ cơng bố ĐĨNG VÀ ÉP CỌC - THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU Pile driving and static jacking works- Construction, check and acceptance Phạm vi áp dụng 1.1 Tiêu chuẩn áp dụng cho cơng trình xây dựng thuộc lĩnh vực xây dựng, giao thông, thủy lợi 1.2 Tiêu chuẩn không áp dụng cho cơng trình có điều kiện địa chất cơng trình đặc biệt vùng có hang các-tơ, mái đá nghiêng, đá cứng Các cơng trình thi công nghiệm thu theo yêu cầu Thiết kế, Tư vấn đề nghị với chấp thuận Chủ đầu tư Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn Đối với tài liệu viện dẫn ghi năm cơng bố áp dụng phiên nêu Đối với tài liệu viện dẫn không ghi năm cơng bố áp dụng phiên nhất, bao gồm sửa đổi, bổ sung (nếu có) TCVN 4453:1995, Kết cấu bê tơng bê tơng cốt thép tồn khối - Quy phạm thi cơng nghiệm thu TCVN 5308:1991, Quy phạm kỹ thuật an toàn xây dựng TCVN 9393:2012, Cọc-Phương pháp thí nghiệm tải trọng tĩnh ép dọc trục Thuật ngữ định nghĩa 3.1 Cọc đóng (Driving pile) Cọc hạ lượng động (va đập, rung) 3.2 Cọc ép (Pressing pile) Cọc hạ lượng tĩnh, không gây xung lực lên đầu cọc 3.3 Độ chối cọc đóng (Pile refusal) Độ lún cọc nhát búa đóng phút làm việc búa rung gây 3.4 Tải trọng thiết kế (Design load) Giá trị tải trọng Nhà thiết kế dự tính tác dụng lên cọc 3.5 Lực ép nhỏ (Pep)min (The minimum jacking load) Lực ép Nhà thiết kế quy định để đảm bảo tải trọng thiết kế lên cọc, thông thường lấy 150 % đến 200 % tải trọng thiết kế 3.6 Lực ép lớn (Pep)max (The maximum jacking load) Lực ép Nhà thiết kế quy định, không vượt sức chịu tải vật liệu cọc; tính tốn theo kết xun tĩnh, khơng có kết thường lấy 200 % đến 300 % tải trọng thiết kế Quy định chung 4.1 Thi công hạ cọc cần tn theo vẽ thiết kế thi cơng, bao gồm: liệu bố trí cơng trình có cơng trình ngầm; đường cáp điện có dẫn độ sâu lắp đặt đường dây tải điện biện pháp bảo vệ chúng; danh mục máy móc, thiết bị; trình tự tiến độ thi cơng; biện pháp đảm bảo an toàn lao động vệ sinh mơi trường; vẽ bố trí mặt thi công kể điện nước hạng mục tạm thời phục vụ thi cơng Để có đầy đủ số liệu cho thi cơng móng cọc, điều kiện địa chất phức tạp, cần thiết Nhà thầu phải tiến hành đóng, ép cọc thử tiến hành thí nghiệm cọc tải trọng động tải trọng tĩnh theo đề cương Tư vấn Thiết kế đề 4.2 Trắc đạc định vị trục móng cần tiến hành từ mốc chuẩn theo quy định hành Mốc định vị trục thường làm cọc đóng, nằm cách trục ngồi móng khơng 10 m Trong biên bàn giao mốc định vị phải có sơ đồ bố trí mốc tọa độ chúng cao độ mốc chuẩn dẫn từ lưới cao trình thành phố quốc gia Việc định vị cọc q trình thi cơng phải trắc đạc viên có kinh nghiệm tiến hành giám sát kỹ thuật thi cơng cọc phía Nhà thầu cơng trình quan trọng phải Tư vấn giám sát kiểm tra Độ chuẩn lưới trục định vị phải thường xuyên kiểm tra, đặc biệt có mốc bị chuyển dịch cần kiểm tra Độ sai lệch trục so với thiết kế không vượt cm 100 m chiều dài tuyến 4.3 Chuyên chở, bảo quản, nâng dựng cọc vào vị trí hạ cọc phải tuân thủ biện pháp chống hư hại cọc Khi chuyên chở cọc bê tông cốt thép (BTCT) xếp xuống bãi tập kết phải có hệ kê gỗ phía móc cẩu Nghiêm cấm việc lăn kéo cọc BTCT dây 4.4 Công tác chuẩn bị 4.4.1 Nhà thầu vào hồ sơ thiết kế, yêu cầu Chủ đầu tư điều kiện môi trường cụ thể để lập biện pháp thi cơng cọc nên lưu ý làm rõ điều sau: a) Cơng nghệ thi cơng đóng/ép; b) Thiết bị dự định chọn; c) Kế hoạch đảm bảo chất lượng, nêu rõ trình tự hạ cọc dựa theo điều kiện đất nền, cách bố trí đài cọc, số lượng cọc đài, phương pháp kiểm tra độ thẳng đứng, kiểm tra mối hàn, cách đo độ chối, biện pháp an toàn đảm bảo vệ sinh môi trường ; d) Dự kiến cố cách xử lý; e) Tiến độ thi công 4.4.2 Trước thi công hạ cọc cần tiến hành công tác chuẩn bị sau đây: a) Nghiên cứu điều kiện địa chất cơng trình địa chất thủy văn, chiều dày, nằm đặc trưng lý chúng; b) Thăm dị khả có chướng ngại đất để có biện pháp loại bỏ chúng, có mặt cơng trình ngầm cơng trình lân cận để có biện pháp phịng ngừa ảnh hưởng xấu đến chúng; c) Xem xét điều kiện môi trường đô thị (tiếng ồn chấn động) theo tiêu chuẩn môi trường liên quan thi công gần khu dân cư cơng trình có sẵn; d) Nghiệm thu mặt thi công; e) Lập lưới trắc đạc định vị trục móng tọa độ cọc cần thi công mặt bằng; f) Kiểm tra chứng xuất xưởng cọc; g) Kiểm tra kích thước thực tế cọc; h) Chuyên chở xếp cọc mặt thi công; i) Đánh dấu chia đoạn lên thân cọc theo chiều dài cọc; k) Tổ hợp đoạn cọc mặt đất thành cọc theo thiết kế; l) Đặt máy trắc đạc để theo dõi độ thẳng đứng cọc đo độ chối cọc 4.5 Hàn nối đoạn cọc 4.5.1 Chỉ bắt đầu hàn nối đoạn cọc khi: - Kích thước mã với thiết kế; - Trục đoạn cọc kiểm tra độ thẳng đứng theo hai phương vng góc với nhau; - Bề mặt đầu hai đoạn cọc nối phải tiếp xúc khít với 4.5.2 Đường hàn mối nối cọc phải đảm bảo quy định thiết kế chịu lực, khuyết tật sau đây: - Kích thước đường hàn sai lệch so với thiết kế; - Chiều cao chiều rộng mối hàn không đồng đều; - Đường hàn không thẳng, bề mặt mối hàn bị rỗ, khơng ngấu, q nhiệt, có chảy loang, lẫn xỉ, bị nứt 4.5.3 Chỉ tiếp tục hạ cọc kiểm tra mối nối hàn khơng có khuyết tật Vật liệu cọc 5.1 Cọc bê tông cốt thép 5.1.1 Cọc bê tơng cốt thép cọc rỗng, tiết diện vành khuyên (đúc ly tâm) cọc đặc, tiết diện đa giác vuông (đúc ván khuôn thông thường) Bê tông cọc phải đảm bảo mác thiết kế, cọc nghiệm thu theo TCVN 4453:1995 5.1.2 Kiểm tra cọc nơi sản xuất gồm khâu sau đây: a) Vật liệu: - Chứng xuất xưởng cốt thép, xi măng; kết thí nghiệm kiểm tra mẫu thép, cốt liệu cát, đá (sỏi), xi măng, nước theo tiêu chuẩn hành; - Cấp phối bê tơng; - Kết thí nghiệm mẫu bê tơng; - Đường kính cốt thép chịu lực; - Đường kính, bước cốt đai; - Lưới thép tăng cường vành thép bó đầu cọc; - Mối hàn cốt thép chủ vào vành thép; - Sự đồng lớp bê tơng bảo vệ; b) Kích thước hình học: - Sự cân xứng cốt thép tiết diện cọc; - Kích thước tiết diện cọc; - Độ vng góc tiết diện đầu cọc với trục; - Độ chụm đặn mũi cọc; 5.1.3 Không dùng đoạn cọc có độ sai lệch kích thước vượt quy định Bảng có vết nứt rộng 0,2 mm Độ sâu vết nứt góc khơng q 10 mm, tổng diện tích lẹm, sứt góc rỗ tổ ong khơng lớn % tổng diện tích bề mặt cọc khơng tập trung 5.2 Cọc thép 5.2.1 Cọc thép thường chế tạo từ thép ống thép hình cán nóng Chiều dài đoạn cọc chọn theo kích thước khơng gian thi cơng kích thước lực thiết bị hạ cọc 5.2.2 Mặt đầu đoạn cọc phải phẳng vng góc với trục cọc, độ nghiêng không lớn % 5.2.3 Chiều dày cọc thép lấy theo quy định thiết kế thường chiều dày chịu lực theo tính tốn cộng với chiều dày chịu ăn mòn 5.2.4 Trong trường hợp cần thiết bảo vệ phun vữa xi măng mác cao, chất dẻo phương pháp điện hoá 5.2.5 Các đoạn cọc thép nối hàn, chiều cao chiều dài đường hàn phải tuân theo thiết kế Bảng 1- Mức sai lệch cho phép kích thước cọc Kích thước cấu tạo Mức sai lệch cho phép Chiều dài đoạn cọc, mm ± 30 Kích thước cạnh (đường kính ngồi) tiết diện cọc đặc (hoặc rỗng giữa), mm +5 Chiều dài mũi cọc, mm ± 30 Độ cong cọc (lồi lõm), mm Độ võng đoạn cọc Độ lệch mũi cọc khỏi tâm, mm 10 1/100 chiều dài đốt cọc 10 Góc nghiêng mặt đầu cọc với mặt phẳng thẳng góc trục cọc: - Cọc tiết diện đa giác, %; nghiêng - Cọc trịn, % nghiêng 0,5 Khoảng cách từ tâm móc treo đến đầu đoạn cọc, mm ± 50 Độ lệch móc treo so với trục cọc, mm 20 10 Chiều dày lớp bê tông bảo vệ, mm ±5 11 Bước cốt thép xoắn cốt thép đai, mm ± 10 12 Khoảng cách cốt thép chủ, mm ± 10 13 Đường kính cọc rỗng, mm ±5 14 Chiều dày thành lỗ, mm ±5 15 Kích thước lỗ rỗng so với tim cọc, mm ±5 Hạ cọc búa đóng búa rung 6.1 Tùy theo lực trang thiết bị có, điều kiện địa chất cơng trình, quy định Thiết kế chiều sâu hạ cọc độ chối quy định Nhà thầu lựa chọn thiết bị hạ cọc phù hợp Nguyên tắc lựa chọn búa sau: a) Có đủ lượng để hạ cọc đến chiều sâu thiết kế với độ chối quy định thiết kế, xuyên qua lớp đất dày kể tầng kẹp cứng; b) Gây nên ứng suất động không lớn ứng suất động cho phép cọc để hạn chế khả gây nứt cọc; c) Tổng số nhát đập tổng thời gian hạ cọc liên tục không vượt giá trị khống chế thiết kế để ngăn ngừa tượng cọc bị mỏi; d) Độ chối cọc khơng nên q nhỏ làm hỏng đầu búa 6.2 Lựa chọn búa đóng cọc theo khả chịu tải cọc thiết kế trọng lượng cọc Năng lượng cần thiết tối thiểu nhát búa đập E xác định theo công thức: E = 1,75 a.P (1) đó: E lượng đập búa, tính kilơgam lực mét (kG.m); a hệ số 25 kilôgam lực mét (kG.m/T); P khả chịu tải cọc, quy định thiết kế tính (T) Loại búa chọn với lượng nhát đập phải thoả mãn điều kiện: đó: k hệ số chọn búa đóng, quy định Bảng 2; Qn trọng lượng tồn phần búa, tính kilơgam lực (kG); q trọng lượng cọc (gồm trọng lượng mũ đệm đầu cọc), tính kilơgam lực (kG); Đối với búa điêzen, giá trị tính tốn lượng đập lấy bằng: búa ống Ett = 0,9 QH búa cần Ett = 0,4 QH đó: Q trọng lượng phần đập búa tính kilơgam lực (kG); H chiều cao rơi thực tế phần đập búa đóng giai đoạn cuối, búa ống H= 2,8 m; búa cần có trọng lượng phần đập 1,25; 1,80 2,50 T H tương ứng 1,7; 2,0 2,2 m Bảng 2- Hệ số chọn búa đóng Loại búa Búa điêzen kiểu ống song động Hệ số k Búa đơn động điêzen kiểu cần Búa treo CHÚ THÍCH: Khi hạ cọc phương pháp xói nước hệ số nói tăng thêm 1,5 6.3 Khi cần phải đóng xuyên qua lớp đất chặt nên dùng búa có lượng đập lớn trị số tính tốn theo cơng thức (1) (2), dùng biện pháp khoan dẫn trước đóng biện pháp xói nước Khi chọn búa để đóng cọc xiên nên tăng lượng đập tính theo cơng thức (1) với hệ số k1 cho Bảng Bảng 3- Hệ số chọn búa đóng cọc xiên Độ nghiêng cọc Hệ số k1 5:1 1,1 4:1 1,15 3:1 1,25 2:1 1,40 1:1 1,70 6.4 Loại búa rung hạ cọc chọn theo tỷ số K0/Qt tùy thuộc vào điều kiện đất chiều sâu hạ cọc; K0 mô men lệch tâm, tính xentimét (T.cm) Q t trọng lượng toàn phần gồm trọng lượng cọc, búa rung đệm đầu cọc, tính (T) Giá trị tỷ số dùng búa rung với tốc độ quay bánh lệch tâm từ 300 r/min đến 500 r/min không nhỏ trị số cho Bảng Bảng 4- Tỷ số K0/Qt Tính chất đất mà cọc xuyên qua Phương pháp hạ cọc K0/Qt độ sâu hạ cọc 15 m Cát no nước, bùn, sét dẻo mềm Khơng xói nước lấy đất dẻo chảy khỏi cọc 0,80 1,00 Cát ẩm, đất sét, sét dẻo mềm, Xói nước tuần hồn lấy đất cứng khỏi lòng cọc ống 1,10 1,30 Sét cứng, nửa cứng, cát, sỏi, sạn 1,30 1,60 Xói nước lấy đất khỏi lòng cọc thấp mũi cọc CHÚ THÍCH: Khi chọn búa rung để hạ cọc ống có đường kính lớn 1,2 m nên ưu tiên cho máy có lỗ để đưa đất từ lịng cọc ống ngồi mà khơng phải tháo lắp máy Trong trường hợp cần rung hạ cọc đường kính lớn nên dùng hai búa rung ghép đơi đồng đế trung chuyển; giá trị K0 Qt phải tổng tiêu tương ứng hai búa rung 6.5 Khi rung hạ cọc tròn rỗng cọc dạng cần có biện pháp chống khả xuất vết nứt hư hỏng cọc: - Để tránh tăng áp suất khơng khí lịng cọc đậy khít nên dùng chụp đầu cọc có lỗ hổng có tổng diện tích khơng 0,5 % diện tích tiết diện ngang cọc; - Để tránh sinh áp lực thủy động nguy hiểm nước đất lịng cọc gây nứt rạn cọc-ống BTCT phải có biện pháp hút nước truyền khơng khí Để dự báo trước hư hỏng xảy rung hạ cọc - ống nên dùng thiết bị đo gia tốc, trường hợp thiết bị tiến hành quan sát mức độ tiêu hao công suất búa (hoặc điện năng) biên độ giao động cọc Nếu thấy công suất búa biên độ giao động cọc tăng, liên kết búa rung đầu cọc khít mà tốc độ hạ cọc lại bị giảm chứng tỏ mũi cọc gặp chướng ngại; cần dừng máy, tìm cách loại bỏ chướng ngại cách lấy đất lòng cọc bơm rửa đáy cọc Khi rung hạ cọc cát cát giai đoạn cuối nên giảm tần số rung cọc khoảng từ 7min đến 10 độ sâu thiết kế để làm chặt đất lòng xung quanh cọc 6.6 Khi rung hạ cọc bình thường tức thơng số búa rung ổn định, cọc không gặp chướng ngại theo tăng tiến chiều sâu, tốc độ hạ cọc, biên độ giao động công suất máy bị giảm ma sát bên cọc tăng dần Để tăng chiều sâu hạ cọc nên tăng công suất động công suất thiết kế Khi tốc độ hạ cọc giảm tới cm/min đến cm/min biên độ giao động khoảng mm cọc khó xuống tiếp; cần phải tiến hành xói nước lấy đất lòng cọc với việc chạy hết cơng suất động 6.7 Khi đóng cọc búa phải dùng mũ cọc đệm gỗ phù hợp với tiết diện ngang cọc Các khe hở mặt bên cọc thành mũ cọc bên không nên vượt cm Cần phải siết chặt cứng búa rung hạ cọc với cọc Khi nối đoạn cọc tròn rỗng cọc - ống phải đảm bảo độ đồng tâm chúng Khi cần thiết phải dùng gá cố định thiết bị dẫn hướng để tăng độ xác Khi thi cơng cọc vùng sơng nước nên tiến hành sóng khơng cao cấp Các phương tiện cần neo giữ chắn 6.8 Trong trình hạ cọc cần ghi chép nhật ký theo mẫu in sẵn (có thể xem Phụ lục A) Đóng từ cọc đến 20 cọc điểm khác khu vực xây dựng phải tiến hành cẩn thận có ghi chép số nhát búa cho mét chiều sâu lấy độ chối cho loạt búa cuối Nhà thầu nên dùng thí nghiệm động biến dạng lớn (PDA) để kiểm tra việc lựa chọn búa khả đóng búa điều kiện xác định(đất nền, búa, cọc ) 6.9 Vào cuối q trình đóng cọc độ chối gần đạt tới trị số thiết kế việc đóng cọc búa đơn động phải tiến hành nhát dể theo dõi độ chối cho nhát; đóng búa song động cần phải đo độ lún cọc, tần số đập búa áp lực cho phút; dùng búa đi-ê-zen độ chối xác định từ trị trung bình loạt 10 nhát sau Cọc khơng đạt độ chối thiết kế cần phải đóng bù để kiểm tra sau “nghỉ” theo quy định Trong trường hợp độ chối đóng kiểm tra lớn độ chối thiết kế Tư vấn Thiết kế nên cho tiến hành thử tĩnh cọc hiệu chỉnh lại phần tồn thiết kế móng cọc 6.10 Trong giai đoạn đầu đóng cọc búa đơn động nên ghi số nhát búa độ cao rơi búa trung bình để cọc 1,0 m; dùng búa ghi áp lực trung bình thời gian để cọc m tần số nhát đập Độ chối phải đo với độ xác tới mm Độ chối kiểm tra đo cho loạt búa cuối Đối với búa đơn búa điêzen loạt 10 nhát; búa loạt số nhát búa thời gian min; búa rung loạt thời gian búa làm việc Thời gian “nghỉ” cọc trước đóng kiểm tra phụ thuộc vào tính chất lớp đất xung quanh mũi cọc khơng nhỏ hơn: a) ngày đóng qua đất cát; b) ngày đóng qua đất sét 6.11 Trong trường hợp thi công thay đổi thông số búa cọc dẫn thiết kế độ chối dư, e, lúc đóng đóng kiểm tra phải thoả mãn điều kiện: Nếu độ chối dư, e, nhỏ 0,2 cm (với điều kiện búa dùng để đóng phù hợp với u cầu 6.1, độ chối tồn phần (bằng tổng độ chối đàn hồi độ chối dư) phải thoả mãn điều kiện: Trong công thức trên: e độ chối dư, độ lún cọc nhát búa đóng làm việc búa rung, tính xentimét (cm); c độ chối đàn hồi (chuyển vị đàn hồi đất cọc) xác định dụng cụ đo độ chối, tính xentimét (cm); n hệ số tra theo Bảng 5, tính mét vng (T/m²); Bảng 5- Hệ số n Loại búa Hệ số n (T/m²) Cọc BTCT có mũ 150 Cọc thép có mũ 500 Bảng 6- Năng lượng quy đổi Lực cưỡng bức, (T) 10 20 30 40 50 60 70 80 Năng lượng nhát đập quy đổi (T.cm) 450 900 300 750 200 650 100 500 Q trọng lượng phần đập búa, tính (T); H chiều cao rơi thực tế phần đập búa, tính xentimét (cm); k hệ số an tồn đất, lấy k= 1,4 công thức (3) k= 1,25 cơng thức (4); cịn xây dựng cầu số lượng cọc trụ lớn 20 k = 1,4, từ 11 cọc đến 20 cọc k = 1,6, từ cọc đến 10 cọc k = 1,65, từ cọc đến cọc k = 1,75; P khả chịu tải cọc theo thiết kế, tính (T); M hệ số lấy cho búa đóng theo Bảng cho búa rung; Bảng 7- Hệ số M Loại đất mũi cọc Hệ số M Sỏi sạn có lẫn cát 1,3 Cát: - hạt trung thô 1,2 - hạt nhỏ chặt vừa 1,1 - cát bụi chặt vừa 1,0 Á cát dẻo, sét sét cứng 0,9 Á sét sét - nửa cứng 0,8 Á sét sét - dẻo cứng 0,7 CHÚ THÍCH: Khi cát chặt giá trị hệ số M tăng thêm 60 % QT trọng lượng toàn phần búa búa rung, tính (T); 2 hệ số phục hồi va đập, lấy 2 = 0,2 đóng cọc BTCT cọc thép có dùng mũ cọc đệm gỗ, cịn dùng búa rung 2 = 0; q trọng lượng cọc mũ cọc, tính (T); q1 trọng lượng cọc đệm, tính (T); dùng búa rung q = 0; h chiều cao cho búa điêzen, h = 50 cm, loại khác h = 0;  diện tích mặt bên cọc, tính mét vuông (m²); n0 n hệ số chuyển đổi từ sức kháng động đất sang sức kháng tĩnh, tính giây mét n = 0,25 s.m/T; n0 = 0,002 s.m/T; g gia tốc trọng trường (g = 9,81 m/s²); F diện tích theo chu vi ngồi cọc đặc rỗng (khơng phụ thuộc vào cọc có hay khơng có mũi nhọn), tính mét vng (m²); Ett lượng tính tốn nhát đập, tính xentimét (T.cm), lấy theo 6.2 cho búa điêzen, búa treo búa đơn động lấy QH, dùng búa song động lấy theo lý lịch máy, búa rung lấy theo lượng nhát đập quy đổi, cho Bảng 6; Khi tính theo cơng thức động Hilley rút gọn độ chối kiểm tra theo cơng thức: e độ chối cọc (tính trung bình cho 20 cm cuối cùng), tính mét (m); ef hiệu suất học búa đóng cọc; số giá trị kiến nghị sau: - Búa rơi tự điều khiển tự động, ef = 0,8; - Búa điêzen, ef = 0,8; - Búa rơi tự nâng cáp tời, ef = 0,4; - Búa đơn động, ef = 0,6; H chiều cao rơi búa, tính mét (m); W r trọng lượng búa đóng, tính (T); Qu khả mang tải cực hạn cọc, thơng thường lấy với hệ số an tồn, F s, khơng tính (T); Lp chiều dài cọc, tính mét (m); F diện tích tiết diện cọc, tính mét vng (m²); Ee mơ đun đàn hồi vật liệu cọc, tính mét vng (T/m²) 6.12 Nếu thiết kế móng cọc ống có quy định tìm biên độ giao động dừng rung cọc biên độ dao động cọc-ống đường kính ngồi đến m, với tốc độ hạ cọc từ cm đến 20 cm tính theo cơng thức: đó: A biên độ lấy 1/2 độ lắc toàn phần giao động phút cuối trước lúc dừng rung, tính xentimét (cm); Nn cơng suất hữu hiệu tồn phần giai đoạn cuối, tính kilơốt (kW); Nx công suất vận hành không tải, búa rung tần số thấp, lấy 25 % cơng suất thiết kế động điện, tính kilơốt (kW); nv tốc độ quay lệch búa rung, tính vịng phút (r/min); P khả chịu tải cọc-ống, tính (T);  hệ số phụ thuộc vào tỷ số sức kháng động sức kháng tĩnh đất, cho Bảng Bảng 9; Qv trọng lượng hệ thống rung, tổng trọng lượng búa rung chụp đầu cọc, tính (T) Bảng 8- Hệ số  cho cát Hệ số  Tên cát Thô Vừa Nhỏ Cát no nước 4,5 5,0 6,0 Cát ẩm 3,5 4,0 5,0 Bảng 9- Hệ số  cho sét Hệ số  độ sệt Tên cát IL >0,75 0,5 < IL ≤ 0,75 0,25< IL ≤ 0,5 Á sét, cát 4,0 3,0 2,5 Sét 3,0 2,2 2,0 Khi có nhiều lớp đất  xác định theo cơng thức: đó: i hệ số lớp thứ i; hi chiều dày lớp thứ i, tính mét (m) 6.13 Khi rung hạ cọc trịn cọc- ống, khơng tựa vào đá nửa đá, để đảm bảo khả mang tải cọc, P, cần rung hạ đoạn cuối cho biên độ dao động thực tế A, không vượt biên độ tính tốn, Att, theo vế phải cơng thức (5) Nếu A > Att chứng tỏ sức kháng đất chưa đạt yêu cầu, cần phải tiếp tục rung hạ thoả mãn công thức nêu đảm bảo khả mang tải cọc Giá trị n v khơng có thiết bị đo lấy theo thơng số lý lịch búa rung Có thể dùng loại máy trắc đạc để đo biên độ dao động, dùng thiết bị tự ghi Trong trường hợp khơng có thiết bị đo dùng cách vẽ đường ngang thật nhanh lên giấy kẻ ô dán sẵn vào thân cọc, thu đường cong dao động Nối đỉnh đỉnh thành đường gấp khúc, đo chiều cao lớn với độ xác tới 0,1 cm ta thu độ lắc dao động lần biên độ dao động cần tìm 6.14 Trị số hệ số  Bảng Bảng nên chuẩn xác lại theo kết nén tĩnh cọc thử Sau rung hạ cọc nén tĩnh cho ta khả chịu tải cọc P hệ số  cho điều kiện đất thực tế tính theo cơng thức: Các thơng số trình rung lấy phần 6.15 Chỉ cho phép dùng xói nước để hạ cọc nơi cách xa nhà cơng trình có 20 m Để giảm áp suất, lưu lượng nước cơng suất máy bơm, cần phải kết hợp xói nước với đóng ép cọc đầu búa Khi cần xói nước cát cát độ sâu 20 m phải kèm theo bơm khí nén khoảng từ m³/min đến m³/min vào vùng xói nước Đối với cọc cọc ống có đường kính nhỏ m cho phép dùng ống xói đặt tiết diện Đối với cọc ống đường kính lớn m nên đặt ống xói theo chu vi cọc ống cách từ 1,0m đến 1,5 m Khi hạ cọc đến mét cuối ngưng việc xói nước, tiếp tục đóng rung hạ cọc đạt độ chối thiết kế để đảm bảo khả chịu tải cọc Nên áp dụng biện pháp xói nước hạ cọc đất cát 6.16 Các ống xói nước phải có đầu phun hình nón Để đạt hiệu xói lớn đường kính đầu phun nên chiếm khoảng 0,4 đến 0,45 lần đường kính ống xói Khi cần tăng tốc độ hạ cọc ngồi đầu phun tâm cịn làm thêm lỗ phun nghiêng 30° đến 40° so với phương đứng xung quanh ống xói Đường kính lỗ từ mm đến 10 mm Áp lực nước cần thiết, lưu lượng nước tùy theo đường kính, chiều sâu cọc loại đất tham khảo Bảng 10 Bảng 10- Áp lực nước để xói Tên cát Chiều sâu (m) Bùn, cát chảy Cột áp vịi Đường kính (mm)/lưu lượng (L/min) phun (T/m²) cho cọc có đường kính (cm) 30 đến 50 50 đến 70 Từ đến 15 Từ đến 37 400 ,1000 50 1000 ,1500 Cát mịn, bụi, chảy, bùn Từ 15 đến 25 dẻo chảy, dẻo mềm Từ đến 10 68 1000 ,1500 80 1500 ,2000 Sét sét Từ 25 đến 35 Từ 10 đến 15 80 1500 ,2500 106 200 ,3000 Cát hạt trung, thô lẫn sỏi Từ đến 15 Từ đến 10 50 1000 ,1500 68 1500 ,2000 Á cát dẻo Từ 15 đến 25 Từ 10 đến 15 80 1500 ,2500 68 2000 ,3000 Á sét sét dẻo cứng Từ 25 đến 35 Từ đến 20 68 2500 ,3000 106 ,131 2500 ,4000 CHÚ THÍCH: Khi đóng bù cọc dài, để tận dụng cơng suất búa sau ngưng xói nước tâm, nên xói tiếp thêm phía ngồi phần cọc Có thể dùng hai ống xói đường kính từ 50 mm đến 68 mm Hạ cọc phương pháp ép tĩnh 7.1 Lựa chọn thiết bị ép cọc cần thoả mãn yêu cầu sau: - Công suất thiết bị không nhỏ 1,4 lần lực ép lớn thiết kế quy định; - Lực ép thiết bị phải đảm bảo tác dụng dọc trục tâm cọc ép từ đỉnh cọc tác dụng lên mặt bên cọc ép ôm, không gây lực ngang lên cọc; - Thiết bị phải có chứng kiểm định thời hiệu đồng hồ đo áp van dầu bảng hiệu chỉnh kích quan có thẩm quyền cấp; - Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện vận hành an toàn lao động thi công 7.2 Lựa chọn hệ phản lực cho công tác ép cọc phụ thuộc vào đặc điểm trường, đặc điểm cơng trình, đặc điểm địa chất cơng trình, lực thiết bị ép Có thể tạo hệ phản lực neo xuắn chặt lòng đất, dàn chất tải vật nặng mặt đất tiến hành ép trước, đặt sẵn neo móng cơng trình để dùng trọng lượng cơng trình làm hệ phản lực phương pháp ép sau Trong trường hợp tổng trọng lượng hệ phản lực không nên nhỏ 1,1 lần lực ép lớn thiết kế quy định 7.3 Thời điểm bắt đầu ép cọc phải dùng trọng lượng cơng trình làm phản lực (ép sau) phải thiết kế quy định phụ thuộc vào kết cấu cơng trình, tổng tải trọng làm hệ phản lực có biên nghiệm thu phần đài cọc có lỗ chờ cọc hệ neo chôn sẵn theo quy định nghiệm thu kết cấu BTCT hành 7.4 Kiểm tra định vị thăng thiết bị ép cọc gồm khâu: - Trục thiết bị tạo lực phải trùng với tim cọc; - Mặt phẳng “ công tác” sàn máy ép phải nằm ngang phẳng (có thể kiểm ta thủy chuẩn ni vô); - Phương nén thiết bị tạo lực phải phương thẳng đứng, vng góc với sàn “công tác”; - Chạy thử máy để kiểm tra ổn định toàn hệ thống cách gia tải khoảng từ 10 % đến 15 % tải trọng thiết kế cọc 7.5 Đoạn mũi cọc cần lắp dựng cẩn thận, kiểm tra theo hai phương vuông góc cho độ lệch tâm khơng q 10 mm Lực tác dụng lên cọc cần tăng từ từ cho tốc độ xuyên không cm/s Khi phát cọc bị nghiêng phải dừng ép để chỉnh lại 7.6 Ép đoạn cọc gồm bước sau: a) Kiểm tra bề mặt hai đầu đoạn cọc, sửa chữa cho thật phẳng; kiểm tra chi tiết mối nối; lắp dựng đoạn cọc vào vị trí ép cho trục tâm đoạn cọc trùng với trục đoạn mũi cọc, độ nghiêng so với phương thẳng đứng không %; b) Gia tải lên cọc khoảng 10 % đến 15 % tải trọng thiết kế suốt thời gian hàn nối để tạo tiếp xúc hai bề mặt bê tông; tiến hành hàn nối theo quy định thiết kế c) Tăng dần lực ép để đoạn cọc xuyên vào đất với vận tốc không cm/s; d) Không nên dừng mũi cọc đất sét dẻo cứng lâu (do hàn nối thời gian cuối ca ép ) 7.7 Khi lực nén bị tăng đột ngột, gặp tượng sau: - Mũi cọc xuyên vào lớp đất cứng hơn; - Mũi cọc gặp dị vật; - Cọc bị xiên, mũi cọc tì vào gờ nối cọc bên cạnh Trong trường hợp cần phải tìm biện pháp xử lý thích hợp, cách sau: - Cọc nghiêng quy định, cọc bị vỡ phải nhổ lên ép lại ép bổ sung cọc (do thiết kế định) - Khi gặp dị vật, vỉa cát chặt sét cứng dùng cách khoan dẫn xói nước đóng cọc; 7.8 Cọc cơng nhận ép xong thoả mãn đồng thời hai điều kiện sau đây: a) Chiều dài cọc ép vào đất không nhỏ Lmin không Lmax với Lmin , Lmax chiều dài ngắn dài cọc thiết kế dự báo theo tình hình biến động đất khu vực; b) Lực ép trước dừng, (Pep)KT khoảng từ (Pep) đến (Pep)max, đó: (Pep)min lực ép nhỏ thiết kế quy định; (Pep)max lực ép lớn thiết kế quy định; (Pep)KT lực ép thời điểm kết thúc ép cọc, trị số trì với vận tốc xun khơng q cm/s chiều sâu khơng ba lần đường kính (hoặc cạnh) cọc Trong trường hợp khơng đạt hai điều kiện trên, cần báo cho Thiết kế để có biện pháp xử lý 7.9 Việc ghi chép lực ép theo nhật ký ép cọc nên tiến hành cho m chiều dài cọc đạt tới (Pep)min, độ sâu nên ghi cho 20 cm kết thúc, theo yêu cầu cụ thể Tư vấn, Thiết kế 7.10 Đối với cọc ép sau, công tác nghiệm thu đài cọc khoá đầu cọc tiến hành theo tiêu chuẩn thi công nghiệm thu công tác bê tông bê tông cốt thép hành Giám sát nghiệm thu 8.1 Nhà thầu phải có kỹ thuật viên thường xuyên theo dõi công tác hạ cọc, ghi chép nhật ký hạ cọc Tư vấn giám sát đại diện Chủ đầu tư nên Nhà thầu nghiệm thu theo quy định dừng hạ cọc nêu phần cho cọc trường, lập biên nghiệm thu theo mẫu in sẵn (xem Phụ lục A, E) Trong trường hợp có cố cọc bị hư hỏng Nhà thầu phải báo cho Thiết kế để có biện pháp xử lý thích hợp; cố cần giải đóng đại trà, nghiệm thu vào hồ sơ hợp lệ, khơng có vấn đề cịn tranh chấp 8.2 Khi đóng cọc đến độ sâu thiết kế mà chưa đạt độ chối quy định Nhà thầu phải kiểm tra lại quy trình đóng cọc mình, cọc bị xiên bị gãy, cần tiến hành đóng bù sau cọc “nghỉ” thí nghiệm kiểm tra độ nguyên vẹn cọc (PIT) thí nghiệm động biến dạng lớn (PDA) để xác định nguyên nhân, báo Thiết kế có biện pháp xử lý 8.3 Khi đóng cọc đạt độ chối quy định mà cọc chưa đạt độ sâu thiết kế cọc gặp chướng ngại, điều kiện địa chất cơng trình thay đổi, đất bị đẩy trồi , Nhà thầu cần xác định rõ nguyên nhân để có biện pháp khắc phục 8.4 Nghiệm thu công tác thi công cọc tiến hành dựa sơ hồ sơ sau: a) Hồ sơ thiết kế duyệt; b) Biên nghiệm thu trắc đạc định vị trục móng cọc; c) Chứng xuất xưởng cọc theo điều khoản nêu phần cọc thương phẩm; d) Nhật ký hạ cọc biên nghiệm thu cọc; e) Hồ sơ hồn cơng cọc có thuyết minh sai lệch theo mặt chiều sâu cọc bổ sung thay đổi thiết kế chấp thuận; f) Các kết thí nghiệm động cọc đóng (đo độ chối thí nghiệm PDA có); g) Các kết thí nghiệm kiểm tra độ tồn khối cọc- thí nghiệm biến dạng nhỏ (PIT) theo quy định Thiết kế; h) Các kết thí nghiệm nén tĩnh cọc theo TCVN 9393:2012 8.5 Độ lệch so với vị trí thiết kế trục cọc mặt không vượt trị số nêu Bảng 11 ghi thiết kế Bảng 11- Độ lệch mặt Loại cọc cách bố trí chúng Độ lệch trục cọc cho phép 1) Cọc có cạnh đường kính đến 0,5 m a) Khi bố trí cọc hàng 0,2d b) Khi bố trí hình băng nhóm hàng - Cọc biên 0,2d - Cọc 0,3d c) Chi bố trí q hàng hình băng bãi cọc - Cọc biên 0,2d - Cọc 0,4d d) Cọc đơn cm e) Cọc chống cm 2) Các cọc trịn rỗng đường kính từ 0,5 m đến 0,8 m a) Cọc biên 10 cm b) Cọc 15 cm c) Cọc đơn cột cm 3) Cọc hạ qua ống khoan dẫn (khi xây dựng cầu) Độ lệch trục mức ống dẫn lắp chắn không vượt 0,025D bến nước (ở D độ sâu nước nơi lắp ống dẫn) ± 25 mm vũng khơng nước CHÚ THÍCH: số cọc bị lệch khơng nên vượt 25 % tổng số cọc bố trí theo dải, cịn bố trí cụm cột khơng nên q % Khả dùng cọc có độ lệch lớn trị số Bảng 11 Thiết kế quy định 8.6 Nhà thầu cần tổ chức quan trắc thi công hạ cọc (đối với thân cọc, độ trồi cọc lân cận mặt đất, cơng trình xung quanh ) 8.7 Nghiệm thu cơng tác đóng ép cọc tiến hành theo quy định hành Hồ sơ nghiệm thu lưu giữ suốt tuổi thọ thiết kế cơng trình An tồn lao động 9.1 Khi thi công cọc phải thực quy định an toàn lao động theo TCVN 5308:1991 đảm bảo vệ sinh môi trường theo quy định hành 9.2 Trong ép cọc, đoạn cọc mồi thép phải có đầu chụp Phải có biện pháp an toàn dùng hai đoạn cọc mồi nối tiếp để ép Phụ lục A (Tham khảo) Biên hạ cọc A.1 Nhật ký đóng cọc Tên Nhà thầu: Cơng trình: Nhật ký đóng cọc (Từ N đến N0 ) Bắt đầu Kết thúc Hệ thống máy đóng cọc Loại búa Trọng lượng phần đập búa Áp suất (khí, hơi), atm Loại trọng lượng mũ cọc, kG Cọc số (theo mặt bãi cọc) Ngày tháng đóng Nhãn hiệu cọc (theo tổ hợp đoạn cọc) Cao độ tuyệt đối mặt đất cạnh cọc Cao độ tuyệt đối mũi cọc Độ chối thiết kế, cm N0 lần đo Độ cao rơi búa, Sô nhát đập Độ sâu hạ cọc cm lần đo lần đo Độ chối nhát đập, cm Ghi Kỹ thuật thi cơng Tư vấn giám sát A.2 Tổng hợp đóng cọc Tên Nhà thầu: Cơng trình: Báo cáo tổng hợp đóng cọc (Từ N0 đến N0 ) Bắt đầu Kết thúc TT Tên cọc Loại cọc Ngày/ca Độ sâu, m Thiết kế Thực tế Loại búa Tổng số nhát đập Độ chối, cm Khi đóng Khi kiểm tra Ghi Kỹ thuật thi công 10 11 Tư vấn giám sát A.3 Nhật ký rung hạ cọc ống Tên Nhà thầu: Cơng trình: Nhật ký rung hạ cọc ống (Từ N0 đến N0 ) Bắt đầu Kết thúc Loại búa rung Loại trọng lượng mũ cọc, kg Cọc số (theo mặt bãi cọc Ngày tháng Đường kính ngồi Chiều dày thành Số lượng chiều dài đoạn cọc Loại mối nối đoạn cọc Cao độ tuyệt đối mặt đất cạnh cọc Cao độ tuyệt đối mũi cọc Cao độ nút đất lòng cọc Tốc độ lún lần đo sau N0 Thời Độ lún Thời lần gian đo, lần gian đo đo, nghỉ, cm Số liệu vận hành búa rung Lực kích động, Cường độ dịng điện, T A Cao độ đất lòng cọc Điện Biên độ Trước Sau dao đào bỏ đào bỏ dòng động, điện, mm Ghi V Kỹ thuật thi công 10 11 Tư vấn giám sát A.4 Tổng hợp rung hạ cọc Tên Nhà thầu: Cơng trình: Báo cáo tổng hợp rung hạ cọc (Từ N0 đến N0 ) Bắt đầu Kết thúc TT Tên cọc Loại cọc Ngày/ca Độ sâu, m Loại Các số liệu lần đo sau búa Thiết Thực tế rung Lực Cơng Tốc độ Cao kế kích suất hạ, độ lõi động, yêu đất, m/min cầu, T m kW 10 11 Ghi 12 Kỹ thuật thi công Tư vấn giám sát A.5 Nhật ký ép cọc Tên Nhà thầu: Cơng trình: Nhật ký ép cọc (Từ N0 đến N0 ) Bắt đầu Kết thúc Loại máy ép cọc Áp lực tối đa bơm dầu, kg/cm² Lưu lượng bơm dầu, l/ phút Diện tích hữu hiệu pittơng, cm² Số giấy kiểm định Cọc số (theo mặt bãi cọc) Ngày tháng ép Số lượng chiều dài đoạn cọc Cao độ tuyệt đối mặt đất cạnh cọc Cao độ tuyệt đối mũi cọc Lực ép quy định thiết kế (min, max), Ngày, ép Độ sâu ép Giá trị lực ép Ghi Ký hiệu đoạn Độ sâu, m Áp lực, kg/cm² Lực ép, T Kỹ thuật thi công Tư vấn giám sát A.6 Tổng hợp ép cọc Tên Nhà thầu: Cơng trình: Báo cáo tổng hợp ép cọc (Từ N đến N0 ) Bắt đầu Kết thúc TT Tên cọc Ngày/ca Loại cọc Ký hiệu Lực ép đoạn cọc dừng, Độ sâu, m Thiết kế Thực tế Loại máy ép Ghi 10 T Kỹ thuật thi công Tư vấn giám sát Phụ lục B (Tham khảo) Hư hỏng cọc bê tơng cốt thép đóng Khi đóng cọc bê tơng cốt thép xảy hư hỏng sau có liên quan tới cơng nghệ đóng: - Rạn nứt sứt mẻ đầu cọc; - Có khe nứt dọc đoạn thân cọc, thường có nhiều đoạn đầu cọc; - Khe nứt ngang thường vùng đầu 1/3 thân cọc; - Khe nứt ngang, chuyển thành khe nứt xiên 45° phần cọc mặt đất Nguyên nhân hư hỏng dạng thứ thường tập trung ứng suất cục nhát đập búa khơng tâm, giảm xung mũ cọc không đạt yêu cầu gây Cho nên thi cơng đóng cọc cần thường xun kiểm tra độ đồng trục cọc, mũ cọc búa, trạng thái đệm giảm xung mũ cọc đặc biệt độ vng góc mặt phẳng đệm mặt phẳng đầu cọc so với trục cọc; độ đồng vật liệu đệm độ khe hở hệ động với cần búa Sự xuất vết nứt dọc thân cọc có quan hệ với gia tăng chung ứng suất vượt sức bền chịu nén động bê tông cọc tác dụng tải trọng lặp Hư hỏng chiều cao rơi búa lớn đệm giảm xung cứng Nguyên nhân khác mũi cọc gặp đất cứng chướng ngại rắn Khi tạo sóng nén phản hồi cộng vào với sóng nén trực diện làm tăng ứng suất nén thân cọc Ngăn ngừa hư hỏng cách giảm chiều cao rơi búa thay đệm có độ đàn hồi lớn Thường hay dùng cách thay vật liệu đệm cách ảnh hưởng tới độ chối nhát búa ứng suất nén lớn cọc đóng xác định theo phương pháp trình bày Phụ lục C Khi độ chối cọc bị giảm nhiều (nhỏ 0,2 cm) dùng biện pháp trên, mà cần phải hạ cọc tới độ sâu thiết kế, nên chuyển đổi dùng búa nặng tìm cách giảm sức kháng đất (khoan dẫn, xói nước ) Một nguyên nhân gây nứt ngang thân cọc bị uốn mũi cọc bị lệch khỏi hướng xuất phát gặp chướng ngại cần búa bị lệch, bị lắc Nếu cần búa bị lệch ngun nhân máy chủ đứng lún không Hiện diện mô men uốn, quan hệ với độ lệch cọc búa đóng so với vị trí ban đầu dễ dàng nhận cọc bị xô phía sau nâng búa mũ cọc ngồi Cho nên đóng cọc cần phải theo dõi độ thẳng đứng cọc theo hai phương vng góc máy trắc đạc Nguyên nhân khác gây vết nứt ngang sóng kéo, hình thành cọc bắt đầu đóng, mũi cọc xuyên đất yếu dùng xói nước, khoan dẫn Sức kháng đất bị yếu biểu qua độ chối có trị số lớn, khơng cho phép xuất vết nứt ngang cần phải khống chế độ chối lớn thời gian đóng cọc BTCT theo độ dài cọc Bảng B.1 Bảng B.1- Độ chối lớn theo chiều dài cọc đóng Chiều dài cọc, m Độ chối lớn nhất, cm Đến 10 Từ đến Từ 10 đến 15 Từ đến Từ 15 đến 20 Từ đến Trên 20 Từ đến Khi độ chối lớn trị số nêu cần giảm chiều cao rơi búa dùng vật liệu đệm cứng Ứng suất kéo lớn cọc đóng xác định theo phương pháp trình bày Phụ lục C Vết nứt xiên (thường với góc gần 45°) thường xuất nội lực xoắn gây mũ cọc cọc bị xoay, tác dụng đồng thời lực kéo xoắn Dấu hiệu tác dụng mô men xoắn độ xoay đầu cọc so với vị trí ban đầu khị nâng búa mũ cọc có vết tì góc cọc vào đệm gỗ Khi cần phải xoay cần búa, dùng mũ cọc có cấu tạo khơng cản trở cọc xoay quanh trục, chuyển sang cọc tròn Phụ lục C (Tham khảo) Xác định ứng suất động cọc bê tông cốt thép đóng C.1 Theo Kanshin-Plutalov-Smidth Lời giải trình bày dựa lý thuyết sóng nhát đập Kanshin-Plutalov-Smidth giản lược Thực chất phương pháp sau Cọc chia thành nhiều phần tử cứng, nối với liên kết kể đến đặc trưng biến dạng vật liệu cọc Đầu búa, sabô, mũ cọc xem phần tử hệ Đệm gỗ giảm xung mang tính đàn-nhớt, đất xung quanh cọc mũi cọc có tính đàn-nhớt-dẻo Đối với phần tử hệ quy ước người ta thành lập hệ phương trình mơ tả trạng thái phần tử khoảng thời gian ngắn t, đủ để xem tác động phần tử kề bên mơi trường đất bên ngồi lên phần tử xét tốc độ dịch chuyển cố định Bằng cách giải lặp phương trình cho phần tử xác định nội lực biên suy ứng suất thời điểm chu trình nhát đập Hiện có nhiều cơng trình nghiên cứu lý thuyết truyền sóng cơng bố hội nghị quốc tế Tuy nhiên cách tính ứng suất động cách tra bảng áp dụng cho cơng tác đóng cọc Trị số ứng suất động nén, kéo lớn thân cọc BTCT, hệ số bố trí cốt thép dọc đến 0,05, búa ống điêzen búa đơn động gây tính theo cơng thức: đó: n,k ứng suất nén, kéo thân cọc, tính kilơgam lực xentimét vng (kG/cm²); K hệ số tin cậy lấy 1,1 cho ứng suất nén 1,3 cho ứng suất kéo; K1 hệ số, phụ thuộc vào tỷ số trọng lượng phần đập búa diện tích tiết diện thực cọc, kilôgam lực xentimét vuông (kG/cm²); K2 hệ số, phụ thuộc vào chiều cao rơi tính tốn phần đập búa, H; K3 hệ số, phụ thuộc vào độ cứng vật liệu đệm mũ cọc, K p; K4 hệ số, phụ thuộc vào chiều dài cọc, L, cường độ tiêu chuẩn, Rn đất mũi cọc, tính theo tiêu cường độ đất nền, theo Bảng A.1 TCXD 205:1998 (xem Thư mục tài liệu tham khảo) Trị số hệ số K1, K2, K3, K4 cho búa điêzen kiểu ống cho Bảng C.1 đến Bảng C.4, cho búa đơn động Bảng C.5 đến Bảng C.8 dạng phân số, tử số dùng tính ứng suất nén, mẫu số dùng tính ứng suất kéo Bảng C.1- Hệ số K1 Q/F, kG/cm² 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 K1,kG/cm² 13 148 161 170 178 186 73 65 58 51 45 39 Q/F, kG/cm² 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 K1,kG/cm² 193 199 205 210 215 220 33 28 23 19 16 13 Bảng C.2- Hệ số K2 Chiều cao rơi H, cm 150 175 200 225 250 275 300 K2 0,58 0,76 0,84 0,92 1,00 1,08 1,16 0,35 0,45 0,55 0,75 1,00 1,25 1,55 Bảng C.3- Hệ số K3 Độ cứng đệm 50 100 150 200 300 400 500 0,58 0,78 0,87 0,94 1,05 1,14 1,22 0,20 0,40 0,60 0,80 1,16 1,36 1,50 600 700 800 900 1000 1100 1200 1,29 1,35 1,41 1,47 1,52 1,57 1,62 1,60 1,67 1,72 1,76 1,80 1,83 1,85 Kp, kG/cm² K3 Độ cứng đệm Kp, kG/cm² K3 Bảng C.4-Hệ số K4 Chiều dài cọc, Hệ số K4 ứng với cường độ tiêu chuẩn đất nên mũi cọc Rn, T/m² 100 800 600 400 250 150 100 50 1,03 1,03 1,02 1,02 1,01 1,01 1,00 1,00 0,44 0,44 0,88 1,10 1,37 1,65 1,93 2,58 1,02 1,01 1,01 1,00 1,00 0,99 0,98 0,98 0,40 0,60 0,80 1,00 1,25 1,50 1,75 2,25 1,01 1,00 1,00 0,99 0,98 0,97 0,96 0,95 0,35 0,53 0,70 0,88 1,10 1,32 1,54 2,00 0,99 0,99 0,98 0,97 0,96 0,94 0,92 0,91 0,30 0,44 0,59 0,74 0,93 1,11 1,29 1,70 0,98 0,97 0,96 0,95 0,93 0,92 0,88 0,86 0,20 0,30 0,40 0,50 0,63 0,75 0,88 1,30 L, m 25 20 16 12 Bảng C.5- Hệ số K1 Q/F, kG/cm² 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 K1, kG/cm² 140 155 165 177 185 196 203 209 82 64 48 36 28 22 18 15 Bảng C.6- Hệ số K2 Chiều cao rơi H, cm 20 40 60 80 100 120 K2 0,55 0,71 0,71 1,00 1,12 1,23 0,47 0,67 0,84 1,00 1,14 1,27 Bảng C.7- Hệ số K3 Độ cứng đệm 50 100 150 200 300 400 500 0,50 0,78 0,87 0,94 1,05 1,14 1,20 0,47 0,40 0,60 0,80 1,21 1,48 1,65 600 700 800 900 1000 1100 1200 1,32 1,40 1,48 1,56 1,64 1,72 1,79 1,76 1,84 1,90 1,95 2,00 2,04 2,08 Kp, kG/cm² K3 Độ cứng đệm Kp, kG/cm² K3 Bảng C.8- Hệ số K4 Chiều dài cọc, Hệ số K4 ứng với cường độ tiêu chuẩn đất mũi cọc R n, T/m² 100 800 600 400 250 150 100 50 1,04 1,03 1,03 1,02 1,02 1,01 1,01 1,01 0,52 0,78 1,04 1,30 1,56 1,82 2,03 2,40 1,03 1,02 1,02 1,01 1,01 1,01 1,00 1,00 0,47 0,70 0,94 1,17 1,41 1,64 1,87 2,20 1,02 1,02 1,01 1,00 1,00 1,00 0,99 0,99 0,40 0,60 0,80 1,00 1,20 1,40 1,60 1,90 1,00 0,99 0,98 0,97 0,97 0,97 0,96 0,96 0,30 0,44 0,59 0,74 0,89 1,03 1,18 1,50 0,96 0,95 0,94 0,93 0,93 0,93 0,92 0,92 0,16 0,24 0,32 0,40 0,48 0,56 0,64 0,90 L, m 25 20 16 12 CHÚ THÍCH: 1) Để xác định ứng suất nén lớn đóng búa điêzen cần theo công thức (C.1) riêng hệ số K lấy 1, hệ số khác Bảng C.1 đến Bảng C.4; 2) Các giá trị trung gian hệ số Bảng C.1đến Bảng C.8 lấy theo chia khoảng; 3) Tổn thất lượng kết cấu búa lấy 15 % cho búa ống 10 % cho búa đơn động Với tổn thất phạm vi nêu trị số chiều cao rơi búa tính tốn, H, Bảng C.2 Bảng C.6 trùng với chiều cao rơi thực tế Khi tổn thất khác giá trị nêu chiều cao rơi búa tính tốn thực tế có quan hệ sau: đó: H H1 chiều cao rơi búa tính tốn thực tế; m’ hệ số tổn thất lượng thực tế, búa ống lấy từ 0,8 đến 0,9, búa lấy từ 0,7 đến 0,9 m hệ số tổn thất lượng tính tốn, búa điêzen ống lấy 0,85, búa lấy 0,9 4) Độ cứng đệm Kp tính theo cơng thức: đó: Ett mơ đun đàn hồi tính tốn vật liệu đệm, lấy theo Bảng C.9 phụ thuộc vào ứng suất nén cho trước lớn nhất,  cọc Nếu tính theo cơng thức (C.1) ứng suất n chênh với  10 % phải tra bảng tính lại; Kn hệ số nén chặt vật liệu đệm, lấy theo Bảng C.9; lb chiều dày ban đầu đệm trước nén, tính xentimét (cm) Độ cứng đệm nhiều lớp xác định theo công thức: 5) Trong trường hợp cần thiết dùng cơng thức (C.1) để giải tốn ngược VÍ DỤ: Cọc BTCT tiết diện (40 x 40) cm, dài 16 m đóng búa D35 vào đất sét dẻo cứng(l L = 0,4) đến độ sâu 15 m Vật liệu đệm mũ cọc ván xẻ thớ ngang hướng đóng Chiều dày ban đầu trước nén 20 cm số nhát búa cho phép trước đổi đệm 1000 Xác định ứng suất nén lớn đầu cọc ứng suất kéo lớn thân cọc lúc khởi đầu đóng với chiều cao rơi búa 170 cm; tính ứng suất nén lớn đầu cọc kết thúc với chiều cao rơi 220 cm Trọng lượng phần đập búa 500 kG Tổng trọng lượng búa 7200 kG, trọng lượng mũ cọc 500 kG, tổn thất lượng búa 15 % Tính thơng số cần thiết a) Q / F = 500 / 40 / 40 = 2,2 kG/cm²; b) Lúc khởi đầu đóng, sức kháng đất mũi cọc tổng trọng lượng búa, mũ cọc cọc chia cho diện tich tiết diện cọc: Rn0 = (7,2 +0,5 +6,4) / 0,16 = 90 T/m²; c) Khi kết thúc đóng, sức kháng đất mũi cọc (tra Bảng A.1 TCXD 205:1998) Rn15 = 280 T/m² Bảng C.9- Mô đun đàn hồi đệm mũ cọc TT Vật liệu đệm Hệ số nén Mô đun Ett, (kG/cm²) ứng với ứng suất , Knp kG/cm² cho trước là: 50 100 150 200 250 Gỗ thông loại thớ 0,4 900 700 500 200 600 Gỗ sồi thớ vng góc với hướng nén 0,6 600 400 100 600 800 Ván ép 0,7 800 800 100 600 800 Cao su chịu nhiệt có độ xốp, %: 10 1,0 100 300 200 700 900 15 1,0 800 800 600 200 500 20 1,0 600 500 300 900 200 25 1,0 500 300 000 700 000 Tính ứng suất nén lớn đầu cọc đóng a) Theo Bảng C.1 tính K1 = 199; b) Theo Bảng C.2, với H = 170 cm, tính K2 = 0,71; c) Giả sử ứng suất nén  = 150 kG/cm², tính độ cứng đệm ván xẻ theo công thức (C.3) : Kp = 500 / 0,4 /20 = 312 kG/cm³; d) Theo Bảng C.3 tính K3 = 1,06; e) Theo Bảng C.4 tính K4 = 0,96; f) Theo cơng thức (C.1) ta có ứng suất nén lớn đầu cọc đóng là: n = 1,10 x 199x0,71 x 1,06 x 0,96 = 158 kG/cm² Trị số so với trị số tạm tính  = 150 kG/cm² khơng chênh đáng kể, nên lấy ứng suất nén n=, 158 kG/cm²