Bài viết thể hiện đầy đủ qui trình ép cọc bê tông, các phương pháp ép cọc bê tông, các ưu và nhược điểm các phương pháp ép cọc bê tông, yêu cầu kỹ thuật từng phương pháp ép cọc Bê tông, các sự cố xảy ra trong quá trình ép cọc Bê tông và biện pháp khắc phục,......
QUY TRÌNH THI CÔNG ÉP CỌC BÊ-TÔNG I Giới Thiệu Chung: Giới Thiệu Ép Cọc: - Cọc ép cọc hạ lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầu cọc - Tải trọng thiết kế giá trị tải trọng Thiết kế dự tính tác dụng lên cọc - Lực ép nhỏ (Pép)min lực ép Thiết kế quy định để đảm bảo tải trọng thiết kế lên cọc, thông thường lấy 150 → 200% tải trọng thiết kế; - Lực ép lớn (Pép)max lực ép Thiết kế quy định, không vượt sức chịu tải vật liệu cọc; tính toán theo kết xuyên tĩnh, kết thường lấy 200 → 300% tải trọng thiết kế (Dàn máy ép cọc xe cẩu cọc) Ghi chú: Để biết khả ép kích thủy lực trước tiên phải đề nghị đơn vị ép cọc cung cấp giấy kiểm định đồng hồ giàn ép thủy lực, kết kiển định có bảng tra số đồng hồ (kg/cm2) tương đương với số lực ép đầu cọc (Tấn) Hai số liệu quan hệ với “phương trình quan hệ” có kết qủa kiểm định Phải lưu ý số hiệu đồng hồ giàn ép có giấy kiểm định không Ưu nhược điểm phương pháp thi công ép cọc: Hiện có nhiều phương pháp để th công cọc búa đóng, kích ép, khoan nhồi… Việc lựa chọn sử dụng phương pháp phụ thuộc vào địa chất công trình vị trí công trình Ngoài phụ thuộc vào chiều dài cọc, máy móc thiết bị phục vụ thi công Một phương pháp thi công cọc ép cọc kích ép Ưu điểm: - Êm, không gây tiếng ồn - Không gây chấn động cho công trình khác - Khả kiểm tra chất lượng tốt hơn: đoạn cọc ép thử lực ép ta xác định sức chịu tải cọc qua lực ép cuối Nhược điểm: - Không thi công cọc có sức chịu tải lớn lớp đất xấu cọc phải xuyên qua dầy Chuẩn bị mặt thi công - Chuẩn bị mặt bằng,dọn dẹp san chướng ngại vật - Vận chuyển cọc bêtông đến công trình Phải tập kết cọc trước ngày ép từ đến ngày (cọc mua từ nhà máy sản xuất cọc) - Khu xếp cọc phải đặt khu vực ép cọc, đường vanạ chuyển cọc phải banừg phẳng, không gồ ghề lồi lõm - Cọc phải vạch sẵn trục để thuận tiện cho việc sử dụng máy kinh vĩ cân chỉnh - Cần loại bỏ cọc không đủ chất lượng, không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật - Trước đem cọc ép đại trà, phải ép thí nghiệm – 2% số lượng cọc - Phải có đầy đủ báo cáo khảo sát địa chất công trình, kết xuyên tĩnh Đối với cọc bêtông cần lưu ý: Độ vênh cho phép vành thép nối không lớn 1% so với mặt phẳng vuông góc trục cọc Bề mặt bê tông đầu cọc phải phẳng Trục đoạn cọc phải qua tâm vuông góc với tiết diện đầu cọc Mặt phẳng bê tông đầu cọc mặt phẳng chứa mép vành thép nối phải trùng Chỉ chấp nhận trường hợp mặt phẳng bê tông song song nhô cao mặt phẳng mép vành thép nối không mm II Qui Trình Ép Cọc: Vị trí ép cọc: - Vị trí ép cọc xác định theo vẽ thiết kế: phải đầy đủ khoảng cách, phân bố cọc đài móng với điểm giao trục - Để cho việc định vị thuận lợi xác, ta cần phải lấy điểm móc nằm để kiểm tra trục bị trình thi công Thực tế, vị trí cọc đánh dấu thép dài từ 20 đến 30cm - Từ giao điểm đường tim cọc, ta xác định tâm móng, từ ta xác định tâm cọc Lựa chọn phương án thi công ép cọc: Việc thi công ép cọc công trường có nhiều phương án ép, sau hai phương án ép phổ biến: + Phương án 1: Nội dung: Tiến hành đào hố móng đến cao trình đỉnh cọc, sau mang máy móc, thiết bị ép đến tiến hành ép cọc đến độ sâu cần thiết Ưu điểm - Đào hố móng thuận lợi, không bị cản trở đầu cọc - Không phải ép âm Nhược điểm: - Ở Những nơi có mực nước ngầm cao, việc đào hố móng trước thi công ép cọc khó thực - Khi thi công ép cọc mà gặp trời mưa thiết phải có biện pháp bơm hút nước khỏi hố móng - Việc di chuyển máy móc, thiết bị thi công gặp nhiều khó khăn - Với mặt thi công chật hẹp, xung quanh tồn công trình việc thi công theo phương án gặp nhiều khó khăn, không thực + Phương án Nội dung: Tiến hành san phẳng mặt để tiện di chuyển thiết bị ép vận chuyển sau tiến hành ép cọc theo yêu cầu Như vậy, để đạt cao trình đỉnh cọc cần phải ép âm Cần phải chuẩn bị đoạn cọc dẫn thép bê tông cốt thép để cọc ép tới chiều sâu thiết kế Sau ép cọc xong ta tiến hành đào đất để thi công phần đài, hệ giằng đài cọc Ưu điểm: - Việc di chuyển thiết bị ép cọc vận chuyển cọc có nhiều thuận lợi kể gặp trời mưa - Không bị phụ thuộc vào mực nước ngầm - Tốc độ thi công nhanh Nhược điểm: - Phải thêm đoạn cọc dẫn để ép âm - Công tác đào đất hố móng khó khăn, phải đào thủ công nhiều, thời gian thi công lâu khó thi công giới hóa Kết luận Căn vào ưu nhược điểm phương án trên, vào mặt công trình, phương án đào đất hố móng, ta chọn phương án thi công ép cọc Tuy nhiên, phương án 2, kết hợp đào hố móng dạng ao kết hợp nhiều ưu điểm để tiến thành thi công có hiệu Yêu Cầu Kỹ Thuật: a Các yêu cầu kỹ thuật đoạn ép cọc: - Cốt thép dọc đoạn cọc phải hàn vào vành thép nối theo bên thép dọc suốt chiều cao vành - Vành thép nối phải phẳng, không vênh - Bề mặt đầu hai đoạn cọc nối phải tiếp xúc khít với - Kích thước mã với thiết kế phải ≥ 4mm - Trục đoạn cọc nối trùng với phương nén - Kiểm tra kích thước đường hàn so với thiết kế, đường hàn nối cọc phải có mặt cọc Trên mặt cọc, chiều dài đường hàn không nhỏ 10cm b Yêu cầu việc hàn nối cọc: - Trục đoạn cọc nối trùng với phương nén - Bề mặt bê tông đầu đọc cọc phải tiếp xúc khít với nhau, trường hợp tiếp xúc không khít phải có biện pháp làm khít - Kích thước đường hàn phải đảm bảo so với thiết kế - Đường hàn nối đoạn cọc phải có mặt cọc theo thiết kế - Bề mặt chỗ tiếp xúc phải phẳng, sai lệch không 1% ba via c Yêu cầu kỹ thuật với thiết bị ép cọc: Thiết bị ép cọc phải có chứng , có lý lịch máy nơi sản xuất cấp quan thẩm quyền kiểm tra xác nhận đặc tính kỹ thuật thiết bị Đối với thiết bị ép cọc hệ kích thuỷ lực cần ghi đặc tính kỹ thuật sau: + Lưu lượng bơm dầu + áp lực bơm dầu lớn + Diện tích đáy pittông + Hành trình hữu hiệu pittông + Phiếu kiểm định chất lượng đồng hồ đo áp lực đầu van chịu áp quan có thẩm quyền cấp Thiết bị ép cọc lựa chọn để sử dụng vào công trình phải thoả mãn yêu cầu sau: + Lực ép lớn thiết bị không nhỏ 1.4 lần lực ép lớn (Pep)max tác động lên cọc thiết kế quy định + Lực ép thiết bị phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc ép đỉnh tác dụng mặt bên cọc ép ôm + Quá trình ép không gây lực ngang tác động vào cọc + Chuyển động pittông kích tời cá phải khống chế tốc độ ép cọc + Đồng hồ đo áp lực phải phù hợp với khoảng lực đo + Thiết bị ép cọc phải có van giữ áp lực tắt máy + Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện vận hành theo quy định an toàn lao động thi công Giá trị áp lực đo lớn đồng hồ không vượt hai lần áp lực đo ép cọc Chỉ nên huy động khoảng 0,7 – 0,8 khả tối đa thiết bị - Lực ép danh định lớn thiết bị không nhỏ 1,4 lần lực ép lớn - Pép max yêu cầu theo quy định thiết kế - Lức nén kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc ép đỉnh, không gây lực ngang ép - Chuyển động pittông kích phải đều, khống chế tốc độ ép - Đồng hồ đo áp lực phải tương xứng với khoảng lực đo - Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện để vận hành theo quy định an toàn lao động thi công - Giá trị đo áp lực lớn đồng hồ không vượt lần áp lực đo ép cọc - Chỉ huy động từ (0,7 ÷ 0,8 ) khả tối đa thiết bị ép cọc - Trong trình ép cọc phải làm chủ tốc độ ép để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Tính toán chọn cẩu phục vụ: Căn vào trọng lượng thân cọc, đối trọng độ cao nâng cẩu cần thiết để chọn cẩu thi công ép cọc - Sức nâng Qmax/Qmin - Tầm với Rmax/Rmin - Chiều cao nâng: Hmax/Hmin - Độ dài cần L - Độ dài cần phụ - Thời gian - Vận tốc quay cần Phương pháp ép cọc chọn máy ép cọc: Ép cọc thường dùng phương pháp: - Ép đỉnh - Ép ôm a Ép đỉnh: Lực ép tác dụng từ đỉnh cọc để ấn cọc xuống Ưu điểm: - Toàn lực ép kích thủy lực tạo truyền trực tiếp lên đầu cọc chuyển thành hiệu ép Khi ép qua lớp đất có ma sát nội tương đối cao cát, sét dẻo cứng… lực ép thắng lực cản ma sát để hạ cọc xuống sâu dễ dàng Nhược điểm: - Cần phải có hai hệ khung giá Hệ khung giá cố định hệ khung giá di động, với chiều cao tổng cộng hai hệ khung giá phải lớn chiều dài đoạn cọc: đoạn cọc dài 6m khung giá phải từ ÷ 8m ép cọc Vì thiết kế cọc ép, chiều dài đoạn cọc phải khống chế chiều cao giá ép khoảng – 8m b Ép ôm: Lực ép tác dụng từ hai bên hông cọc chấu ma sát tạo nên để ép cọc xuống Ưu điểm: - Do biện pháp ép từ bên hông cọc, máy ép không cần phải có hệ khung giá di động, chiều dài đoạn cọc ép dài Nhược điểm: - Ép cọc từ hai bên hông cọc thông qua chấu ma sát do ép qua lớp ma sát có nội ma sát tương đối cao sét, sét dẻo cứng… lực ép hông thường thắng lực cản ma sát tăng để hạ cọc xuống sâu - Nói chung, phương pháp không sử dụng rộng rãi phương pháp ép đỉnh Các phận máy ép cọc (ép đỉnh) + Đối trọng Trạm bơm thủy lực gồm có: - Động điện - Bơm thủy lực ngăn kéo - Ống tuy-ô thủy lực giác thủy lực Dàn máy ép cọc: gồm có khung dẫn với giá xi lanh, khung dẫn lồng thép hàn thành khung thép góc thép dầy Bộ dàn hở đầu để cọc từ xuống Khung dẫn gắn với động xi-lanh, khung dẫn lên xuống theo trục hành trình xi-lanh - Dàn máy di chuyển nhờ chỗ lỗ bắt bulông - Bệ máy ép cọc gồm thép hình chữ I loại lớn liên kết với dàn máy ứng với khoảng cách hai hàng cọc để đứng vị trí ép nhiều cọc mà không cần phải di chuyển bệ máy Có thể ép lúc nhiều cọc cách nối bulông đẩy dàn máy sang vị trí ép cọc khác bố trí hàng cọc - Máy ép cọc cần có lực ép P gồm kích thuỷ lực kích có Pmax = P/2 (T) - Nguyên lý làm việc: + Dàn máy lắp ráp với bệ máy chốt di chuyển ép số cọc bệ máy cố định chỗ, giảm số lần cẩu đối trọng + Ống thả cọc xilanh nâng lên hạ xuống, lượng thủy lực truyền từ trạm bơm qua xilanh qua ống thả cọc qua gối đầu cọc truyền sang cọc, với đối trọng lượng biến thành lực dọc trục ép cọc xuống đất II Các cố xảy ép coc: Cọc nghiêng qúa quy định (lớn 1%), cọc ép dở dang gặp dị vật ổ cát, vỉa sét cứng bất thường, cọc bị vỡ… phải xử lý cách nhổ lên ép lại ép bổ sung cọc (do thiết kế định ) Do cấu tạo địa chất đất không đồng nên thi công ép cọc xảy cố sau: (Dàn máy ép cọc bị đổ) - Khi ép đến độ sâu chưa đến độ sâu thiết kế áp lực đạt, phải giảm bớt tốc độ, tăng lực ép lên từ từ không lớn Pép max Nếu cọc không xuống ngừng ép báo cáo với bên thiết kế để kiểm tr sử lý - Nếu nguyên nhân lớp cát hạt trung bị ép chặt dừng ép cọc lại thời gian chờ cho độ chặt lớp đất giảm dần ép tiếp - Nếu gặp vật cản khoan phá, khoan dẫn, ép cọc tạo lỗ Khi việc ép cọc bê tông có lý gây số tác hại ảnh hưởng tới hộ liền kề trường hợp phải khoan dẫn trước ép cọc bê tông với lý sau: Nền móng nhà liền kề yếu, xây dựng lâu năm Tác dụng công tác khoan dẫn làm giảm đùn đất gây lún, nứt, phồng nhà bên Nhiều người nghĩ chi phí khoan dẫn đắt, ngược lại tương đối rẻ, khoảng 30-50.000/m tuỳ thuộc vào số lượng md khoan - Khi ép đến độ sâu thiết kế mà áp lực đầu cọc chưa đạt đến yêu cầu theo tính toán Trường hợp xảy thường đầu cọc chưa đến lớp cát hạt trung, gặp thấu kính, đất yếu, ta ngừng ép cọc báo với bên thiết kế để kiểm tra, xác định nguyên nhân tìm biện pháp sử lý.Nếu địa chất có lớp cát (hạt mịn, hạt thô, hạt trung) dày phương pháp ép cọc bình thường không khả thi: Cọc xuyên qua ép, xuất độ chối giả (với cát độ chối giả nhỏ so với độ chối thiết kế), hạt cát mũi cọc, xung quanh cọc nén chặt lại làm tăng lực ma sát xung quanh cọc, tăng sức chống mũi (tăng sức chịu tải đất nền), sức chịu tải đất nên tăng tỷ lệ thuận với lực ép, tăng lực ép khó ép lớp cát dày (Do đó, ép cọc qua cát cần phải có thời gian nghĩ lớp cát trở lại trạng thái bình thường ép trở lại, khả thi ép qua lớp cát không dày)( TCXD 205:1998_Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc) - Vì vậy, để tranh tượng trên, cần phải làm giảm xuất độ chối giả biện pháp ép rung, khoan dẫn trước ép, ép có sối nước Phương pháp tạm thời phá vỡ kết cấu đất trình vừa ép vừa đưa dẫn cọc xuống.Trong đó, phương pháp khoan dẫn dẫn thực phổ biến tính khả thi ( không tiện so sánh phương pháp với nhau) Nguyên tắc phương pháp khoan dẫn ( thễ tên phương pháp): Trước ép, vị trí tâm cọc thiết kế, ta khoan trước lỗ có đường kính (1/8 – 1/10) cạnh cọc, chiều sâu lỗ tùy theo lớp địa chất bên dưới, cho thi công được, thành lỗ giữ dung dịch bentonite Sau đó,ta tiến hành ép cọc Biện pháp sử lý TH nối thêm cọc đxa kiểm tra xác định rõ lớp đất bên lớp đất yếu sau ép đạt áp lực thiết kế - Khi lực ép vừa đạt trị số thiết kế mà cọc không xuống nữa, lực ép tác động lên cọc tiếp tục tăng vượt lực ép lớn (Pep)max trước dừng ép phải dùng van giữ lực trì (Pep)max thời gian phút.Trường hợp máy ép van giữ phải ép nháy từ ba đến năm lần với lực ép (Pep)max -HẾT - 10 ... Vận tốc quay cần Phương pháp ép cọc chọn máy ép cọc: Ép cọc thường dùng phương pháp: - Ép đỉnh - Ép ôm a Ép đỉnh: Lực ép tác dụng từ đỉnh cọc để ấn cọc xuống Ưu điểm: - Toàn lực ép kích thủy lực... thi công Thực tế, vị trí cọc đánh dấu thép dài từ 20 đến 30cm - Từ giao điểm đường tim cọc, ta xác định tâm móng, từ ta xác định tâm cọc Lựa chọn phương án thi công ép cọc: Việc thi công ép cọc. .. đào thủ công nhiều, thời gian thi công lâu khó thi công giới hóa Kết luận Căn vào ưu nhược điểm phương án trên, vào mặt công trình, phương án đào đất hố móng, ta chọn phương án thi công ép cọc Tuy