đồ án xây dựng phần thi công cọc ép

- Với tốc độ xây dựng đang phát triển rất mạnh, địa phương hoàn toàn đáp ứngđầy đủ các loại máy móc phục vụ cho công trình như : máy đào đất, máy ép cọc, xe benchở đất, xe bơm bê tông, m

PHẦN 3 (25%)

THI CÔNG

CHƯƠNG 10

THI CÔNG CỌC ÉP

I TỔNG QUAN

1 TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN THI CÔNG

- Công trình xây dựng là chung cư với 13 tầng và 1 tầng hầm, chiều cao tầnghầm là 4m

- Chiều dài toàn bộ công trình là 54 m,bề rộng công trình 25.5 m

- Địa điểm xây dựng tại huyện Dĩ An, Bình Dương

- Điều kiện địa chất khu vực được thể hiện cục thể trong chương tính móng

- Móng công trình là móng cọc ép, với cọc BTCT đúc sẵn được mua và chuyểnđến công trường

- Công trình được xây dựng trên khu đất rộng do đó mặt bằng chuẩn bị chocông tác thi công là tương đối thoải mái Vì vậy ta có thể dễ dàng sử dụng những biệnpháp thi công yêu cầu mặt bằng lớn

 Điều kiện về điện

- Công trình được xây dựng tại Bình Dương, do đó nguồn điện chính được lấy

từ nguồn điện quốc gia và đảm bảo cung cấp điện liên tục cho công trình

- Tuy nhiên, để tránh trường hợp công trình bị mất điện do nguồn điện quốc giagặp sự cố ta cần bố trí thêm một máy phát điện dự phòng

 Điều kiện về nước

- Nguồn nước cung cấp cho công trường được lấy từ nguồn nước chính củathành phố Nước phải được cung cấp đầy đủ và liên tục trong suốt quá trình thi công

 Vật liệu và máy xây dựng:

- Việc cung ứng các loại vật liệu xây dựng như : cát, đá, ximăng, coffa, cốt thép

… tại Bình Dương khá thuận tiện, vấn đề là phải tìm được nhà phân phối đáng tin cậy ,cógiá cả hợp lý và đúng chất lượng

- Vấn đề vận chuyển máy móc và vật liệu xây dựng rất thuận lợi và không bịhạn chế về giao thông và thời gian

- Với tốc độ xây dựng đang phát triển rất mạnh, địa phương hoàn toàn đáp ứngđầy đủ các loại máy móc phục vụ cho công trình như : máy đào đất, máy ép cọc, xe benchở đất, xe bơm bê tông, máy đầm bê tông, máy cắt uốn thép … với giá cả hợp lý và chấtlượng đảm bảo

 Hệ thống bảo vệ và đường giao thông công trình

- Toàn bộ chu vi xây dựng công trình phải có rào cản bảo vệ để đảm bảo an toànxây dựng và mỹ quan đô thị.

- Hệ thống giao thông nội bộ trong công trường cần phải được thiết kế và bố trísao cho hợp lý để tránh tình trạng kẹt xe và đảm bảo an toàn lao động

2 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG ÁN THI CÔNG

 Phương pháp thi công ép cọc :

- Máy ép cọc : tự chế.

- Phương pháp ép: ép đỉnh – ép âm.

- Nguyên lý của phương pháp ép cọc là dùng đối trọng làm điểm tựa ép cọc

xuống, đối trọng là các mẫu bêtông đúc sẵn

- Dùng phương pháp ép trước, đối trọng được đặt lên dàn thép, hai bên được

gắn 2 kích ép Phương pháp ép âm ta dùng cọc dẫn bằng thép để đưa đầu cọc đến cao độthiết kế là -5.2 (m) – cao độ đập đầu cọc để neo thép

 Đoạn nằm trong đài : 0.6 (m)

 Đoạn nằm trong đất : 22.1 (m) kể từ đáy đài

 Vậy mũi cọc nằm ở độ sâu -27.9 m, ngàm 2.4 m trong lớp đất thứ 5 – cátpha

 Mặt bằng bố trí các móng :

- Kích thước đà kiềng :

 h = 800 (mm)

 b = 400 (mm)

3900 4100

II TỔNG QUAN VỀ CÁC BƯỚC THI CÔNG PHẦN NGẦM

- Thi công phần ngầm gồm các công đoạn thi công :

 Thi công ép cọc

 Thi công đài móng

 Thi công tầng hầm

 Thi công ép cọc gồm 4 giai đoạn :

 Giai đoạn chuẩn bị

 Giai đoạn ép cọc thử

 Giai đoạn thi công chính – ép cọc đại trà

 Giai đoạn kiểm tra chất lượng cọc

 Thi công đài móng gồm :

 Giai đoạn đào đất hố móng, vận chuyển đất

 Giai đoạn cốt thép đài cọc

 Giai đoạn cốp pha đài cọc

 Giai đoạn bê tông đài cọc

 Thi công ép tầng hầm bao gồm:

 Giai đoạn thi công dầm, sàn tầng hầm

 Giai đoạn thi công cột tầng hầm

 Giai đoạn thi công lõi cứng tầng hầm

III CHỌN MÁY MÓC – THIẾT BỊ

1 Chọn máy ép

- Sức chịu tải của cọc theo điều kiện vật liệu : 140 (T).

- Số đoạn cọc ép tổng cộng: 1770 đoạn cọc.

- Tiết diện cọc 350x350, sức chịu tải thiết kế mỗi cọc : Ptk = 80T

- Chọn khả năng ép của máy :

 Để đảm bảo cho cọc được ép đạt được giá trị SCT thiết kế Ptk giá trị lực épcọc trong giai đoạn cuối – giai đoạn cọc gần đạt độ sâu thiết kế- phải đạt từ (1.5÷2)Ptk, vìvậy lực ép nhỏ nhất của máy phải thỏa mãn điều kiện này:

 Hệ kích thuỷ lực của thiết bị cần ép được cọc với tải trọng không nhỏ hơn

2 lần sức chịu tải cho phép của cọc theo dự kiến

 Hệ thống bơm dầu áp lực phải kín, có tốc độ và lưu lượng thích hợp Đồng

hồ đo áp lực nhất thiết cần được kiểm chứng tại cơ quan có thẩm quyền và được cấpchứng chỉ

 Hệ thống định vị kích và cọc ép cần chính xác, được điều chỉnh đúng tâm,không gây lực ngang tác dụng lên đầu cọc Trong trường hợp hệ ép cọc bao gồm nhiềukích ép, tổng hợp lực của các kích ép phải trùng với trục đi qua tâm cọc

 Chân đế hệ thống kích ép phải ổn định và đặt phẳng trong suốt quá trình épcọc

- Đối trọng mỗi bên: ( theo TCVN 286-2003)

Pđt = 1,1 Pep max/2 = 77 (T)

- Dùng mỗi bên 16 đối trọng BTCT, trọng lượng mỗi khối nặng 5T có kích

thước 1x1x2m

- Những chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của thiết bị ép là:

 Lực ép tối đa của kích: 190 (T)

 Máy ép di chuyển theo 2 phương

 Dàn đế cao 1m

 Khung di động : 500x500, cao 11m, cao độ khung cao nhất ( ở vị trí đóncọc vào dàn ép ) : 12.5m, cao độ khung thấp nhất khi di chuyển ép cọc ( khi đi hết hànhtrình ép ) : 11.5m

 Khung cố định: 800x800 cao 3.5m, cao độ khung : 4.5m,

P D

dau

ep

88,18250

101402

- Trong đó:

 hct : độ cao công trình cần đặt cấu kiện Do lồng ép di động được thiết kếbít 3 mặt 1 mặt hở nên có thể dê dàng đưa cọc vào từ bên hông lồng ép mà không cầncẩu cọc lên đến đỉnh lồng Cao độ cần thiết được tính toán là chiều cao khung cố định :

hct = 4.5m

 hat : khoảng an toàn (0.5 ÷ 1 m)

 hcọc : chiều dài cấu kiện

 ht : chiều cao thiết bị treo

 hp : chiều dài hệ puli ≥ 1.5m.

- Chọn cẩu có chiều dài tay cần : L = 25 (m).

- Sức nâng : căn cứ vào trọng lượng cọc, trọng lượng những khối đối trọng mà

ta chọn sức nâng cần cẩu để phục vụ ép cọc

 Cọc BTCT nặng 0.35x0.35x8x2.5=2.45 (T)

 Tổng trọng lượng phụ kiện 0.5T

 Đối trọng BTCT nặng 5 (T)

→ Sức nâng tối thiểu của máy : 1.2*5 = 6 (T)

- Chọn cần trục tự hành bánh xích của Liên Xô cũ mã hiệu XKG - 30 chiều dài

cần 25m (Tra trong sổ tay chọn máy thi công xây dựng của thầy Nguyễn Tiến Thu – NxbXây dựng)

- Các thông số kỹ thuật của máy cẩu :

 Chiều dài tay cần L = 25 m

 Độ cao tối đa cho phép: Hmax=23.8m > H=19.2m, ứng với Rmin = 8.8m, Qmax

= 14.8 T, lúc này, góc tạo bởi tay cần và phương ngang là lớn nhất, nếu vị trí cần cẩu lắp

bé hơn Rmin thì cẩu không thê phục vụ được

 Tầm với lớn nhất : Rmax = 23 m ứng với Hmin = 13m , Qmin = 3.1T

 Tại vị trí H = 15.5m, ứng với R = 21 m, Q = 3.8 T không đảm bảo sứcnâng cho đối trọng

3 Chọn máy phát điện, máy hàn để nối cọc.

- Động cơ điện 14.5KVA, nguồn điện 3 pha :220/380V.

- Máy hàn 24KVA để dùng khi hàn nối cọc và thép neo.

- Các bước thi công, kiểm tra và nghiệm thu quá trình ép cọc áp dụng theo tiêu

chuẩn xây dựng Việt Nam “TCXD VN 286: 2003 Đóng và ép cọc”

- Các cao độ - so với mố chuẩn ±0.00 cần lưu ý :

 Cao độ ép cọc : cao độ mặt đất tự nhiên : -0.5 m

 Cao độ đầu cọc cần ép đến : -5.2 m

 Cao độ mũi cọc cần ép đến : -29.2 m

- Theo phương pháp ép âm, để đưa đầu cọc đến cao độ cần đến, cần sử dụng cọc

dẫn bẳng thép có chiều dài : lcd = -5.2+0.5 = 4.7m Thiết kế cọc dẫn thép với chiều dài5m

1 Giai đoạn chuẩn bị

 Chuẩn bị mặt bằng :

- Mặt bằng thi công phải được dọn dẹp thông thoáng đảm bảo cho quá trình vận

chuyển và thi công

 Tập kết máy mọc :

- Máy móc và thiết bị phục vụ thi công ép cọc được lựa chọn ở phần chọc máy

ép

- Cần tập kết máy móc, kiểm tra và đảm bảo số lượng, khả năng vận hành làm

việc của máy

 Tập kết và chuẩn bị cọc :

- Phải tập kết cọc trước ngày ép từ 1 đến 2 ngày.

- Khu xếp cọc phải đặt ngoài khu vực ép cọc, đường đi vận chuyển cọc phải

bằng phẳng, không gồ ghề lồi lõm

- Cọc phải vạch sẵn trục để thuận tiện cho việc sử dụng máy kinh vĩ cân chỉnh

khi ép cọc, đảm bảo trục cọc khi nối ép không lệch quá giới hạn cho phép gây ảnh hưởngđến sự làm việc chịu tải cọc

- Trước khi tiến hành ép cọc phải kiểm tra lại tại hiện trường bằng súng bật máy

hoặc bằng siêu âm

- Các đoạn cọc có vết nứt rộng hơn 0.3mm thì không được ép.

- Cần loại bỏ những cọc không đủ chất lượng, không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật.

 Chuẩn bị tài liệu :

- Phải có đầy đủ các báo cáo khảo sát địa chất công trình, kết quả xuyên tĩnh

- Hồ sơ kỹ thuật về sản xuất cọc.

- Hồ sơ kỹ thuật về thiết bị ép cọc.

- Văn bản về các thông số kỹ thuật của công việc ép cọc do cơ quan thiết kế đưa

ra

 Lực ép giới hạn tối thiểu yêu cầu tác động lên đỉnh cọc Pepmin đế cọc đạt sứcchịu tải dự tính

 Lực ép lớn nhất cho phép tác động lên đỉnh cọc Pepmax.

 Độ nghiêng cho phép khi nối cọc

- Phải có nhật ký ép cọc.

2 Giai đoạn ép cọc thử

- Trước khi ép cọc đại trà, phải tiến hành ép để làm thí nghiệm nén tĩnh cọc tại

những điểm có điều kiện địa chất tiêu biểu nhằm lựa chọn đúng đắn loại cọc, thiết bị thicông và điều chỉnh phương án thiết kế nếu có sự cố

- Số lượng cần kiểm tra với thí nghiệm nén tĩnh là 1% tổng số cọc ép nhưng

- Thời điểm ép cọc do thiết kế qui định.

- Sơ đồ ép cọc chọn theo sơ đồ ép theo nhóm cọc và ép từ trong ra ngoài để đảm

bảo lớp nền cát không bị nén gây độ chối giả khó khăn cho việc ép các cọc cuối cùng vàđảm bảo SCT thực của cọc

- Trình tự ép cọc :

 Vận chuyển và lắp ráp thiết bị ép cọc vào vị trí ép đảm bảo bảo an toàn.

 Chỉnh máy để đường trục của khung máy, đường trục kích và đường trụccủa cọc thẳng đứng và nằm trong mặt phẳng, mặt phẳng này vuông góc với mặt phẳngchuẩn nằm ngang

 Độ nghiêng không quá 0,5%

 Chạy thử máy để kiểm tra tính ổn định của thiết bị (không tải và có tải)

 Kiểm tra cọc và vận chuyển cọc vào vị trí ép

 Lắp đoạn cọc đầu tiên C1

- Đoạn cọc đầu tiên phải được dựng lắp cẩn thận, căn chỉnh để trục C1 trùng với

trục của kích đi qua điểm định vị cọc

- Độ lệch tâm không quá 1cm.

- Đầu trên C1 gắn chặt vào thanh định hướng của khung máy Nếu không có

thanh định hướng thì đáy kích (hoặc đầu pittong) phải có thanh định hướng

- Tiến hành ép đoạn cọc C1.

 Điều chỉnh van tăng dần áp lực Những giây đầu tiên áp lực đầu nên tăngchậm, đều, để đoạn C1 xuyên vào vào đất một cách nhẹ nhàng với vận tốc xuyên khôngquá 1cm/s

 Khi phát hiện thấy nghiêng phải dừng lại, căn chỉnh ngay

 Đoạn C2 là cọc trung gian

- Lắp nối và ép đoạn cọc tiếp theo (đoạn C2)

- Kiểm tra bề mặt hai đầu C2, đảm bảo 2 đầu cọc có bề mặt thật phẳng.

- Kiểm tra các chi tiết nối cọc và chuẩn bị máy hàn.

- Lắp C2 vào vị trí ép Căn chỉnh để đường trục của C2 trùng với trục kích và

đường trục C1

- Độ nghiêng C2 không quá 1%.

- Tác dụng lên cọc một lực tạo tiếp xúc khoảng 3 – 4 kG/cm² rồi mới tiến hành

hàn nối cọc theo quy định của thiết kế

- Tiến hành ép C2 Tăng dần áp lực nén để máy ép có đủ thới gian cần thiết tạo

đủ lực ép thắng ma sát và lực kháng của đất ở mũi cọc để cọc chuyển động Thời điểmđầu C2 xuyên vào đất với vận tốc không quá 1cm/s

- Khi C2 chuyển động đều thì mới cho cọc chuyển động với vận tốc không quá

2cm/s

 Đoạn C3 là cọc cuối cùng

- Các bước tiến hành nối cọc và ép cọc C3 được thực hiện tương tự cọc C2 bên

trên

- Kết thúc việc ép cọc đạt yêu cầu khi thoả các điều kiện sau :

 Chiều dài đoạn cọc được ép không nhỏ hơn chiều dài ngắn nhất do thiết kếqui định tức mũi cọc đạt độ sâu xấp xỉ độ sâu tính toán thiết kế, đảm bảo phù hợp vớiSCT dự tính Ptk

 Lực ép tại thời điểm cuối cùng phải đạt trị số Pep = (1.5 ÷ 2)Ptk = (120 ÷

140 T – vì SCT cọc theo Pvl = 140 T ) trên suốt chiều sâu xuyên lớn hơn ba lần cạnh cọc.Trong khoảng đó vận tốc xuyên không quá 1cm/s

 Cọc được ngàm vào lớp đất tốt chịu lực 1 đoạn ít nhất 3-5 lần đường kínhcọc ( khoảng 1.5m ) kể từ lúc áp lực kích thay đổi đáng kể

- Trường hợp không đạt 1 trong các điều kiện trên thì báo cho chủ công trình và

cơ quan thiết kế để xử lý

b Nhật ký ép cọc

- Nhật ký ghi chép theo mẫu quy định bởi TCXD 190 : 1996.

 Ghi nhận chỉ số nén đầu tiên khi cọc cắm sâu vào đất 30-50 cm

 Sau đó, mỗi lần cọc xuyên thêm 1m thì ghi nhận lại giá trị lực ép tại thờiđiểm đó

 Những thời điểm lực ép tăng đáng kể 1 cách đột ngột thì phải được ghichép rõ ràng

 Ở giai đoạn cuối : là giai đoạn kể từ lúc lực ép đạt 80% giá trị lực ép tốithiểu theo quy định ( 80%*1.5Ptk = 80%*120 = 96 T ) đến khi kết thúc ép cọc Ghi nhậnthời điểm đầu của giai đoạn này Bắt đầu từ thời điểm này ghi nhận giá trị lực ép với mỗiđoạn xuyên 20 cm cho đến khi kết thúc

c Lưu ý khi ép cọc

- Một số sự cố thường gặp khi ép cọc :

 Khi lực nén tăng đột ngột tức là mũi cọc đã gặp lớp đất cứng hơn (hoặc gặp

di vật cục bộ), cần giảm tốc độ nén để cọc có đủ khả năng vào đất cứng hơn (hoặc kiểmtra di vật chờ để xử lý) và giữ để lực ép không vượt quá giá trị tối đa cho phép

 Cọc nghiêng quá qui định, cọc ép dở dang, cọc bị vỡ … xử lý bằng cáchnhổ lên hoặc thay thế

 Giá trị lực ép tại thời điểm cuối cùng không nhỏ hơn Pepmin ( chọn ở trên )

để đảm bảo Ptk cho cọc và không lớn hơn Pepmax( chọn ở trên )gây phá hủy cọc

d Kiểm tra SCT cọc sau khi ép

- Sau khi ép cọc xong, tiến hành kiểm tra sức chịu tải của cọc ép bằng thí

nghiệm nén tĩnh cọc theo tiêu chuẩn hiện hành

CHƯƠNG 11

THI CÔNG ĐÀI MÓNG

I THI CÔNG ĐÀO ĐẤT

- Cốt hiện trạng khi thi công ép cọc so với mốc chuẩn ±0.00 (m) tại cao độ mặt

đất tự nhiên : -0.5 m

- Cọc đã ép âm đến cao độ đập đầu cọc : -5.2 (m).

- Dùng máy đào cơ giới đào đất đến cao độ đáy sàn tầng hầm trên toàn mặt

bằng : cao độ -4.4 m

→ Chiều cao hố đào : H = 3.9 m

- Sau đó đưa máy đào xuống cao độ đáy sán tầng hầm tiếp tục đào các hố móng

đến cao độ cách cao độ đập đầu cọc 0.1 m : -5.1 (m)

→ Hcg = 0.7 (m)

- Đào thủ công để tránh làm vỡ đầu cọc đến cao độ đáy lớp bê tông lót : -5.9

(m)

→ Htc = 0.8 (m)

- Lớp đất cần đào là lớp sét pha lẫn sạn trạng thái Tùy thuộc vào chiều cao hố

đào mà ta có độ dốc i tương ứng, với i = H/B

Mở rộng miệng hố đào về 2 phía 1

25500 C

1000 1000

H/B = 1/0.25

H/B = 1/0.5

A

b Đào cơ giới đợt 1

- Chỉ có đào cơ giới.

- Xe đào đứng tại cao độ mặt đất tự nhiên (-0.5m) và đào đến cao độ đáy sàn

cg H

- Chiều rộng đáy hố móng có kể đến diện tích thao tác cho công nhân cốp pha

và cốt thép : b= bm + 2*0.5m, với bm là chiều rộng đáy lớp Bê tông lót của mỗi móng

- Chiều rộng mặt trên hố móng : b1’= b + 2*0.225 = b + 0.45m

- Chiều dài đáy hố móng có kể đến diện tích thao tác cho công nhân cốp pha và

cốt thép : l= lm + 2*0.5m, với lm là chiều dài đáy lớp Bê tông lót của mỗi móng

- Chiều dài mặt trên hố móng l1’ : l + 2*0.225 = l + 0.45m

- Chiều cao – khoảng cách thẳng đứng giữa đáy trên và đáy dưới Htc : 0.9m

i i

 Thể tích đào các hố móng cơ giới : Vcg2

- Chiều rộng đáy hố móng : b1 = b1’, với b1’ đã tính ở trên

- Chiều rộng mặt trên hố móng : b’= b1 + 2*0.175 = b1 + 0.35m

- Chiều dài đáy hố móng : l1 = l1’ với l1’ đã tính ở trên

- Chiều dài mặt trên hố móng l’ : l1 + 2*0.175 = l1 + 0.35m

- Chiều cao – khoảng cách thẳng đứng giữa đáy trên và đáy dưới Htc : 0.7m

- Thể tích hố đào 1 loại móng : Vcgi

- Tổng thể tích đào cơ giới : Vcg2

2 V cgi2 n i V cgi

cgi i

- Máy đào đang đứng ở cao độ thấp hơn mặt sàn tầng hầm 0.3m ( cao độ -4.3 m

so với cao độ chuẩn ), cách đáy đà kiềng 0.5m

→ hdk = 0.5m

- Thể tích 1 m chiều dài đà cần đào : V1dk = 0.5*0.4*1 = 0.2 (m2)

- Tổng chiều dài các đà kiềng : tính gần đúng và lấy dư : Ldk = 54*2 + 25.5*3 =

- Thể tích đất dùng để lấp chỉ gồm thể tích đất lấp hố móng sau khi đã đổ bê

tông đài Sau đó sàn tầng hầm được đổ BT và thi công các cấu kiện tầng hầm