TỔ CHỨC THI CÔNG ép cọc

Mặt bằng khu đất tương đối bằng phẳng, công trình được xây dựng trên khu đất trống dự trữ, tình hình địa chất thủy văn của khu vực tương đối tốt cho việc xây dựng các công trình có chiều

CHƯƠNG 1: TỔ CHỨC THI CÔNG ÉP CỌC 1.1 Giới thiệu chung về công trình

Công trình Khu chung cư Xuân Phú với khu đất xây dựng công trình có diện tích

5322m2 trên khu đất 9085m2 Được xây dựng tại Thành phố Huế Mặt bằng khu đất tương đối bằng phẳng, công trình được xây dựng trên khu đất trống dự trữ, tình hình địa chất thủy văn của khu vực tương đối tốt cho việc xây dựng các công trình có chiều cao vừa và lớn

1.2 Công tác điều tra cơ bản

1.2.1 Điều kiện khí hậu- địa chất công trình

Trung Trung Bộ

+ Cấu tạo địa chất: Đất dưới nền công trình được chia thành 5 lớp theo thứ tự từ trên xuống dưới như sau:

− Lớp đất 1: Sét pha dày 6,2m

− Lớp đất 2: Cát pha dày 4,8m

− Lớp đất 3: Cát bụi dày 4,5m

− Lớp đất 4: Cát hạt trung dày 8,1m

− Lớp đất 5: Cát hạt thô lẫn cuội sỏi h = ∞

không phụ thuộc vào nước ngầm

1.2.2 Tổng quan về kết cấu và quy mô công trình

Giải pháp thiết kế phần móng, dùng móng cọc ép BTCT tiết diện 35×35(cm),dài 16,5 m (gồm 2 đoạn cọc 8,5m và 8 m nối với nhau), mũi cọc được cắm vào lớp đất 5 (lớp cát hạt trung), mực nước ngầm trung bình ở độ sâu -4,5m so với cốt thiên nhiên Đài cọc cao 1, 5m đặt ở lớp đất 1 (sét pha) Đáy đài đặt tại cos -2, 50m so với cos ± 0,00m

Đào đất bằng cơ giới kết hợp với thủ công

Kết cấu chịu lực của công trình là nhà khung, lõi BTCT đổ toàn khối Tường gạch có chiều dày 200mm, sàn sườn đổ toàn khối cùng với hệ dầm Toàn bộ công trình là một khối thống nhất không có khe lún

Ván khuôn ta dùng ván khuôn phủ phim hiệu TEKCON

Cốt thép được gia công bằng máy tại xưởng đặt cạnh công trường

Bê tông sử dụng cho công trình lớn cả về số lượng và cường độ, vì thế để đảm bảo cung cấp bê tông được liên tục, chất lượng đồng thời giảm bớt gánh nặng về kho bãi ta sử dụng bê tông thương phẩm Bê tông được vận chuyển bằng xe trộn bê tông và dùng máy bơm bê tông

để đổ cho các cấu kiện

+ Khung bê tông cốt thép đổ toàn khối:

− Tầng 1 có chiều cao là: 3,8 m

Chiều cao của nhà là 37,3m

Kết cấu móng là móng cọc BTCT đài thấp Đài cọc cao 1,2 m đặt trên lớp BT lót đá (4x6) B5 dày 0,1m

Dùng cọc ép BTCT, mũi cọc đặt tại cos -17,7 m

1.2.3 Nguồn nước thi công

Công trình nằm ở trung tâm thành phố có mạng đường ống cấp nước vĩnh cửu dẫn đến công trình đáp ứng đủ cho công trình thi công Bên cạnh đó Công trình có thể sử dụng nguồn nước từ bể nước được xây dựng để phục vụ công trình sau khi đưa công trình vào sử dụng

1.2.4 Nguồn điện thi công

Sử dụng điện của mạng điện thành phố, ngoài ra còn dự phòng một máy phát điện

1.2.5 Tình hình cung cấp vật tư

Công trình nằm trong khu vực thành phố nên có rất nhiều thuận lời về cung ứng vật tư, máy móc thiết bị thi công Vận chuyển đến công trình bằng ô tô

Vật tư được chuyển theo nhu cầu thi công và được chứa trong các kho tạm hoặc bãi lộ thiên

1.2.6 Máy móc thi công

+ Công trình có khối lượng thi công lớn do đó để đạt hiệu quả cao phải kết hợp thi công

cơ giới với thủ công

− Máy đào đất, xe tải chở đất: phục vụ công tác đào hố móng

− Cần trục tự hành, cần trục tháp: phục vụ công tác ép cọc, cẩu lắp thiết bị…

− Các hệ dàn giáo, cốp pha, cột chống và trang thiết bị kết hợp

− Các loại xe được điều động đến công trường theo từng giai đoạn và từng biện pháp thi công sao cho thích hợp nhất

1.2.7 Nguồn nhân công xây dựng, lán trại

Nguồn nhân công chủ yếu là người ở nội thành và các vùng ngoại thành xung quanh sáng đi chiều về do đó lán trại được xây dựng chủ yếu nhằm mục đích nghỉ ngơi cho công nhân vào buổi trưa, bố trí căn tin để công nhân ăn uống

Dựng lán trại cho ban chỉ huy công trình, các kho chứ vật liệu

1.3 Tổ chức thi công

Công tác mặt bằng và xây dựng hạ tầng cơ sở phải được tiến hành trước công tác xây dựng công trình chính để đảm bảo đưa công trình vào sử dụng đồng bộ

− Thiết kế biện pháp kĩ thuật thi công đào đất

− Thiết kế biện pháp thi công hạ cọc

− Tính toán thiết kế ván khuôn phần thân (dầm chính, dầm phụ, cầu thang)

1.4 Biện pháp an toàn lao động, vệ sinh môi trường, PCCC

1.4.1 Biện pháp an toàn lao động

Sử dụng các thiết bị phòng hộ lao động theo đúng quy định của kỹ thuật an toàn Tổ chức hệ thống biển báo, đèn báo, đèn bảo vệ xung quanh khu vực công trường

Trong trường hợp cần thiết phải thi công ban đêm, bố trí hệ thống đèn chiếu sáng đảm bảo đủ sáng cho thi công

Tổ chức học tập an toàn lao động cho người lao động trên công trường, nâng cao ý thức

an toàn lao động, hướng dẫn sử dụng các phương tiện thiết bị bảo hộ lao động đầy đủ, đúng cách

Tổ chức mạng lưới an toàn vệ sinh để đôn đốc, kiểm tra, nhắc nhở công tác vệ sinh an toàn cho tất cả các lao động trên công trường Rác thải, phế phẩm xây dựng được thu gom và chuyển đến đúng nơi qui định của khu vực thi công

1.4.2 Phòng cháy chữa cháy

Huy động sức mạnh tổng hợp của tập thể tham gia hoạt động PCCC

Tổ chức học tập huấn luyện PCCC tại chỗ cho lực lượng lao động trên công trường Thành lập tổ PCCC trên công trường

Bố trí các bể nước, bãi cát chữa cháy xung quanh công trình và tại những nơi có nguy

cơ cháy nổ Tại văn phòng ban chỉ huy công trường nơi để máy điện thoại đặt bảng hiệu lệnh chữa cháy và các số điện thoại nóng như: Cứu hỏa, cấp cứu, Công an

1.5 Lập biện pháp thi công cọc ép

1.5.1 Lựa chọn giải pháp thi công cọc

Hiện nay có nhiều giải pháp để thi công cọc như: ép, đóng, xoắn

Việc chọn và sử dụng phương pháp nào là tùy thuộc vào đặc điểm địa tầng và tính chất

cơ lý của nền đất, mặt bằng công trường và vị trí tương quan của công trình đang xây dựng và công trình đã xây dựng trước đó Ngoài ra việc chọn giải pháp thi công cọc còn tùy thuộc vào chiều sâu hạ cọc và các loại thiết bị có thể có để thi công

Do công trình nằm trong thành phố, cho nên nếu thi công cọc bằng phương pháp đóng thì các rung động sinh ra do đóng cọc sẽ gây nứt các công trình lân cận

Để khắc phục nhược điểm trên và do những ưu điểm của việc thi công cọc bằng phương pháp ép tĩnh như: thi công êm, không gây chấn động, tính kiểm tra cao, chất lượng của từng đoạn ép được thử dưới lực ép, xác định được sức chịu tải của cọc qua lực ép cuối cùng, năng suất cao hơn đóng cọc từ 3 đến 4 lần

Vì vậy phương pháp thi công phù hợp là phương pháp ép tĩnh

Lựa chọn phương pháp thi công cọc ép:

bị ép đến và thi công ép cọc đến độ sâu cần thiết

Đào hố móng thuận lợi, không bị cản trở bởi các đầu cọc

Không phải ép âm

Ở những nơi có mực nước ngầm cao, việc đào hố móng trước rồi mới thi công ép cọc khó thực hiện được

Khi thi công ép cọc mà gặp trời mưa thì nhất thiết phải có biện pháp bơm hút nước ra khỏi hố móng

Việc di chuyển máy móc, thiết bị thi công gặp nhiều khó khăn

Với mặt bằng thi công chật hẹp, xung quanh đang tồn tại những công trình thì việc thi công theo phương án này gặp nhiều khó khăn, đôi khi không thực hiện được

Tiến hành san phẳng mặt bằng để tiện di chuyển thiết bị ép và vận chuyển sau đó tiến hành ép cọc theo yêu cầu Như vậy, để đạt được cao trình đỉnh cọc cần phải ép âm Cần phải chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép để cọc ép được tới chiều sâu thiết kế Sau khi ép cọc xong ta sẽ tiến hành đào đất để thi công phần đài, hệ giằng đài cọc

Việc di chuyển thiết bị ép cọc và vận chuyển cọc có nhiều thuận lợi kể cả khi gặp trời mưa

Không bị phụ thuộc vào mực nước ngầm

Tốc độ thi công nhanh

Phải thêm các đoạn cọc dẫn để ép âm.

Công tác đào đất hố móng khó khăn, phải đào thủ công nhiều, thời gian thi công lâu vì rất khó thi công cơ giới hóa

Với các ưu nhược điểm như trên, để thuận tiện trong thi công dự kiến sẽ chọn phương pháp ép trước cho toàn bộ cọc của công trình

1.5.2 Các điều kiện kỹ thuật đối với cọc bê tông cốt thép

Dự kiến sử dụng loại kích đối ép hông là loại kích thủy lực- loại máy ép cọc chuyên dùng thi công cọc ép

− Sức chịu tải của cọc theo đất nền: Pđn = 90,52 (T)

− Chiều dài cọc L = 16,5 (m) ( chọn cọc dài hơn để tính toán), d = 0,35 m

⇒

16,5

47,14 0,35

l

d

< 100

Thỏa mãn các điều kiện quy định: Bêtông ≥ B20,

100

l d

λ= <

+ Các yêu cầu về độ chính xác, về kích thước, hình dạng hình học của cọc (theoTCXDVN 286-2003):

− Kích thước cạnh tiết diện cọc có sai số không quá ± 5mm

− Mặt đầu cọc phẳng và vuông góc với trục cọc, độ nghiêng < 1% (cọc đa giác)

− Độ võng của đoạn cọc không quá 1% chiều dài đốt cọc (f/l<1%)

1.5.3 Kỹ thuật thi công

a) Công tác chuẩn bị

Tiến hành kiểm tra chất lượng cọc trước khi tiến hành thi công

− Hồ sơ kỹ thuật về sản xuất cọc

− Phiếu kiểm nghiệm tính chất cơ lý của thép, ximăng và cốt liệu làm cọc

− Phiếu kiểm nghiệm cấp phối và tính chất cơ lý của bêtông

− Biên bản kiểm tra chất lượng cọc và các hồ sơ liên quan khác

− Hồ sơ kỹ thuật về thiết bị ép cọc

Dọn sạch mặt bằng, phát quang san phẳng Vận chuyển cọc và đối trọng đến mặt bằng, xếp cọc và đối trọng theo các vị trí trên mặt bằng bố trí mạng lưới cọc, đối trọng

+ Việc bố trí cọc và đối trọng phải thoã mãn những điều kiện sau đây:

− Cọc phải được kê lên các đệm gỗ, không được kê trực tiếp lên mặt đất.

− Các đệm gỗ đỡ cọc phải nằm ở vị trí cách đầu cọc 0,207.l = 0,207.8,85 = 1,83(m)

thẳng hàng theo phương thẳng đứng

đối trọng rơi đổ trong quá trình ép cọc

trình ép cọc

b) Xác định vị trí cọc

Đây là một công tác quan trọng đòi hỏi phải được tiến hành một cách chính xác vì nó quyết định đến độ chính xác của các phần công trính sau này

hoặc máy thuỷ bình

− Từ trục nhà đã được đánh dấu dẫn về tim của từng móng, trước tiên cần xác định trục của hai hàng móng theo hai phương vuông góc bằng máy kinh vĩ, căng dây thép tìm giao điểm hai trục đó, từ giao điểm đó dùng quả dọi để xác định tim móng Đánh dấu tim móng bằng cột mốc có sơn đỏ

vĩ, thước dây , đánh dấu tim cọc bằng các cọc gỗ thẳng đứng, đánh dấu cao trình đỉnh cọc trên cọc mốc gỗ bằng sơn đỏ

c) Qui trình ép cọc

Vận chuyển thiết bị ép cọc đến công trường, lắp ráp thiết bị vào vị trí ép đảm bảo an toàn

Chỉnh máy để các đường trục của khung máy, đường trục kích và đường trục cọc thẳng đứng và nằm trong một mặt phẳng, mặt phẳng này vuông góc với mặt phẳng chuẩn đài móng Cho phép nghiêng 0,5%

Chạy thử máy ép để kiểm tra tính ổn định của thiết bị: chạy không tải và có tải

Dùng cần trục cẩu lắp cọc đầu tiên (cọc C1) vào giá ép cọc Yêu cầu đoạn cọc đầu tiên phải được dựng lắp cẩn thận, căn chỉnh để trục của đoạn này trùng với trục kích và đi qua vị trí tim cọc thiết kế

Tiến hành ép cọc C1 Ban đầu tăng áp lực chậm, đều để đoạn cọc cắm sâu vào đất nhẹ nhàng Vận tốc xuyên không lớn hơn 1 (cm/s)

Tăng chậm, đều áp lực ép cho đến khi cọc chuyển động (không quá 1cm/s), đến khi cọc chuyển động đều tăng áp lực nhưng khống chế để sao cho tốc độ xuyên không quá 2(cm/s)

Khi đầu cọc C1 cách mặt đất 0,3 ÷ 0,5m thì tiến hành lắp đoạn cọc C2.

Yêu cầu đối với đoạn cọc này là bề mặt hai đầu cọc phải phẳng và vuông góc với trục cọc Trục đoạn cọc phải thẳng (cho phép nghiêng không quá 1%)

Gia lên cọc một lực tạo tiếp xúc sao cho áp lực ở mặt tiếp xúc khoảng 3-4 daN/cm2, tiến hành hàn nối cọc

Tương tự cho đoạn cọc C2

Khi ép xong cọc C2, tiến hành cẩu lắp cọc dẫn (bằng thép) vào giá ép Tiến hành ép cọc dẫn cho đến khi đỉnh đoạn cọc C1 đến cao trình thiết kế (-1,85 m)

Chiều dài cọc được ép sâu trong lòng đất không nhỏ hơn chiều dài ngắn nhất đã qui định: 17,65(m)

Trị số lực ép tại thời điểm cuối cùng phải đạt trị số lực ép đã qui định:

(Pep min < Pep < Pep max ) trên suốt chiều sâu xuyên lớn hơn 3 lần cạnh cọc

Trong đó :

(Pep) min là lực ép nhỏ nhất do thiết kế quy định

(Pep)max là lực ép lớn nhất do thiết kế quy định

(Pep)KT là lực ép tại thời điểm kết thúc ép cọc, trị số này được duy trì với vận tốcxuyên không quá 1cm/s trên chiều sâu không ít hơn ba lần cạnh cọc (3x30cm)

Trường hợp không đạt 2 điều kiện trên thì phải báo cho chủ công trình và thiết kế để sử

lý kịp thời khi cần thiết, làm khảo sát đất bổ sung, làm thí nghiệm kiểm tra để có cơ sở lý luận

xử lý

d) Công tác ghi chép trong ép cọc

+ Trong quá trình ép cọc phải ghi nhật kí ép cọc theo hướng dẫn dưới đây

− Khi mũi cọc đã cắm sâu vào đất (30 ÷ 50) cm thì ghi chép giá trị lực ép đầu tiên

− Theo dõi đồng hồ đo áp lực nếu giá trị áp lực trên đồng hồ thay đổi thì ghi ngay giá trị này cùng với độ sâu tương ứng

− Nếu trong quá trình ép giá trị lực ép không thay đổi hoặc thay đổi không đáng kể thì chỉ cần ghi giá trị lực ép đầu và cuối đoạn cọc

− Khi giá trị lực ép bằng (0,8.Pep min) thì tiến hành ghi giá trị lực ép này cùng với độ sâu tương ứng (Pep min qui định căn cứ trên thí nghiệm nén tĩnh ở thực tế công trình)

− Bắt đầu từ đây ghi chép giá trị lực ép với độ xuyên 20 (cm) cho đến khi ép xong Mẫu ghi chép nhật kí thi công

Bảng 9.1: Ghi chép nhật kí thi công

Trong đó cột “Ghi chú” phải ghi đầy đủ lý do và thời gian cọc đang ép phải dừng lại, thời gian tiếp tục ép cọc Khi đó cần chú ý theo dõi chính xác giá trị lực bắt đầu ép lại

Nếu cọc ép đạt yêu cầu kĩ thuật thì đại diện các bên (A,B) phải kí vào nhật kí ép cọc

e) Xử lý sự cố khi ép cọc

Cọc nghiêng quá qui định (lớn hơn 1%); cọc ép dỡ dang do gặp chướng ngại vật như ổ cát hoặc lưỡi sét cứng bất thường; cọc bị vỡ, nhỗ lên ép lại Khi lực ép vừa đạt trị số thiết kế

mà cọc không xuống được nữa, trong khi đó lực ép tiếp tục tăng vượt quá trị số lực ép lớn nhất thì trước khi dừng ép phải dùng van giữ lực duy trì Pep max trong khoảng thời gian 5

(phút)

Khi gặp dị vât cứng bất thường thì báo cho đơn vị thiết kế để có biện pháp xử lý kịp thời

f) Khóa đầu cọc

Việc khóa đầu cọc nhằm huy động cọc vào làm việc ở thời điểm thích hợp trong suốt quá trình tăng tải của công trình, đảm bảo cho công trình không bị lún lớn hoặc lún không đều

− Sửa đầu cọc cho đúng với độ cao thiết kế

− Đổ cát hạt to quanh đầu cọc đến độ cao lớp bê tông lót, đầm chặt lớp cát này

− Đặt lưới thép đầu cọc, đổ bêtông khóa đầu cọc

g) An toàn lao động trong công tác ép cọc

+ Tất cả các kỹ sư, kỹ thuật viên, công nhân, thực hiện công tác ép cọc đều phải chấp hành nghiêm chỉnh nội quy an toàn lao động của công trường xây dựng

+ Phải tuyệt đối tuân thủ các nguyên tắc an toàn trong khi vận hành: động cơ thuỷ lực, động cơ điện, cần cẩu, máy hàn điện,

+ Cần chú ý để hệ neo giữ thiết bị đảm bảo an toàn trong mọi giai đoạn ép

1.6 Số liệu về cọc

+ Trọng lượng mỗi đoạn cọc: Pcọc = n.γ.Fcọc.l = 1,1.2,5.0,35.0,35.8,5 = 2,86 T.

+ Cao trình đầu cọc: -1,7 (m)

+ Sức chịu tải của cọc theo đất nền: Pdn = 103,5 (T)

1.7 Lựa chọn máy ép cọc

1.7.1 Xác định lực ép nhỏ nhất

1. (1,5 2,0 )

, ta chọn hệ số an toàn k1 = 1,5 1,5.103,5 155,25

épmin

(T)

1.7.2 Xác định lực ép lớp nhất

+ Lực ép lớn nhất của cọc được xác định theo hai điều kiện sau:

− Bảo đảm an toàn cho hệ neo giữ và thiết bị ép cọc

épmax

vl t

k

=

Lấy: kat = 1,25

Xác định theo công thức:

P = ϕ Rs A + R A

ϕ

: hệ số uốn dọc của cọc: với móng cọc đài thấp, cọc không xuyên qua than bùn nên

lấy ϕ =1

Rs = 280.103 ( kN/m2): cường độ chịu nén tính toán của cốt thép

As = 10,18 (cm2): diện tích cốt thép

Rb = 14,5.103 ( kN/m2): cường độ chịu nén của bêtông

Ab = 35.35 - As = 1225 - 10,18 = 1214,82 (cm2): diện tích phần bê tông cọc

Vậy

VL

a

204,6

163,68( ) 1,25

t pmax

P

T k

Lực ép cần thiết của máy ép sử dụng trong khoảng: 155,25 (T) ≤ Pép ≤ 163,68 (T)

+ Các tiêu chuẩn của máy ép cần phải thoả mãn:

− Lực nén danh định lớn nhất của máy khơng nhỏ hơn 1,4 lần Pépmax

− (Pépmax bằng 0,8 - 0,9 trọng lượng đối tải, nhỏ hơn lực gây nứt cho cọc)

− Lực nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc khi ép

− Thiết bị ép cọc phải bảo đảm điều kiện để vận hành theo đúng qui định về an tồn lao động khi thi cơng

− Chỉ nên huy động khoảng 0,7 - 0,8 khả năng tối đa của thiết bị

Nên chọn máy ép cĩ lực ép cần thiết là :

194,06 ( )

ép máy ép

P

1.7.3 Chọn kích thước giá ép

Ta dự tính mỗi lần dựng giá ép sẽ ép được một đài cọc như hình vẽ (Hình 9.1).

+ Trên cơ sở đĩ ta chọn máy ép cọc thuỷ lực mã hiệu EBT 200 cĩ các thơng số kỹ thuật:

− Chiều cao lồng ép: 8,2 (m)

− Chiều dài giá ép: (8÷10) (m)

− Diện tích pittơng ép: 830 (cm2)

− Lực ép danh định lớn nhất: Pdđmax = 200 (T)

− Lực nén huy động : 140 (T) Do chiều dài cọc là 8,5 m nên đơn vị thi cơng phải tiến hành chế tạo hàn then vào khung di động một đoạn từ 1-2m

DẦM GÁNH (DI CHUYỂN NGANG)

GHI CHÚ:

KHUNG TRONG DI ĐỘNG KHUNG NGOÀI CỐ ĐỊNH KÍCH THỦY LỰC ĐỐI TRỌNG BTCT KÍCH THƯỚC(1X1X3)m

CỌC 3 4 5a

1 2

THANH GIẰNG DẦM CHÍNH (DI CHUYỂN DỌC) 8

ĐỆM GỖ 9

10

BẢN ĐẾ 6

7

ĐỐI TRỌNG BTCT KÍCH THƯỚC(1X1X4)m 5b

5b 5a

1

9

2 3

6 7 10

8 4

Hình 9.1: Máy ép cọc