ĐÓNG và ép cọc TIÊU CHUẨN THI CÔNG và NGHIỆM THU

TCVN TIấU CHUN QUC GIA TCXDVN 286 : 2003 ểNG V ẫP CC Tiờu chun thi cụng v nghim thu Pile driving and static jacking works Standart for construction, check and acceptance H NI B xõy dng Số 14 / 2003/ QĐ-BXD Cng hũa xó hi ch ngha Vit nam Độc lập - Tự - Hạnh phúc U Hà Nội , ngày tháng năm 2003 Quyt nh ca B trng B xõy dng Về việc ban hành Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD VN 286: 2003 '' Đóng ép cọc - Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu '' B trng B xõy dng - Căn Nghị định số 36/ 2003/ NĐ - CP ngày 04 / 04 / 2003 Chính Phủ quy định chức năng, nhiệm vụ, quyền hạn cấu tổ chức Bộ Xây dựng - Căn c biên số 460A/ BB -HĐKHKT ngày / / 2002 Hội đồng Khoa học kỹ thuật chuyên ngành nghiệm thu tiêu chuẩn '' Đóng ép cọc - Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu '' - Xét đề nghị Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ Viện trưởng Viện Khoa học công nghệ Xây dựng Quyt nh Điều : Ban hành kèm theo định 01 Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam TCXD VN 286: 2003 '' Đóng ép cọc - Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu '' U U Điều : Quyết định có hiệu lực sau 15 ngày kể từ ngày ký ban hành U U Điều : Các Ông : Chánh Văn phòng Bộ, Vụ trưởng Vụ Khoa học Công nghệ , Viện trưởng Viện Khoa học công nghệ Xây dựng Thủ trưởng đơn vị có liên quan chịu trách nhiệm thi hành Quyết định / U U Nơi nhận : - Như điều - Tổng Cục TCĐLCL - Lưu VP&Vụ KHCN U U KT B trng B Xõy dng Thứ trưởng GS,TSKH Nguyn Vn Liờn Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 Lời nói đầu TCXDVN 286 : 2003 thay phần cho mục TCXD 79 : 1980 TCXDVN 286 : 2003 Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ Bộ Xây dựng trình duyệt, Bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số: 14 ngày: 05 tháng năm 2003 Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 Mc lc Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn viện dẫn Quy định chung Vật liệu cọc 4.1 Cọc bê tông cốt thép 4.2 Cọc thép Hạ cọc búa đóng búa rung Hạ cọc phương pháp ép tĩnh 17 Giám sát nghiệm thu 19 An toàn lao động 20 Phụ lục A - Nhật ký hạ cọc 21 Phụ lục B - Hư hỏng cọc bê tông cốt thép đóng 27 Phụ lục C - Xác định ứng suất động cọc BTCT đóng 28 Phụ lục D - Cấu tạo mũ cọc 36 Phụ lục E - Biểu ghi độ chối đóng cọc 38 Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 Đóng ép cọc - Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu Pile driving and static jacking works - Standart for construction, check and acceptance Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu công tác đóng ép cọc áp dụng cho công trình xây dựng thuộc lĩnh vực xây dựng, giao thông, thuỷ lợi, thay phần cho mục 7: Móng cọc tường vây cọc ván TCXD 79: 1980 Những công trình có điều kiện địa chất công trình đặc biệt vùng có hang cáctơ, mái đá nghiêng, đá cứng mà chưa đề cập đến tiêu chuẩn thi công nghiệm thu theo yêu cầu Thiết kế, Tư vấn đề nghị với chấp thuận Chủ đầu tư Tiêu chuẩn viện dẫn TCVN 4453 : 1995: Kết cấu bê tông bê tông cốt thép toàn khối - Quy phạm thi công nghiệm thu TCVN 205: 1998: Móng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4091 : 1985 : Nghiệm thu công trình xây dựng Quy định chung 3.1 Các thuật ngữ định nghĩa 3.1.1 Cọc đóng cọc hạ lượng động( va đập, rung) 3.1.2 Cọc ép cọc hạ lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầu cọc 3.1.3 Độ chối cọc đóng độ lún cọc nhát búa đóng phút làm việc búa rung 3.1.4 Tải trọng thiết kế giá trị tải trọng Thiết kế dự tính tác dụng lên cọc 3.1.5 Lực ép nhỏ (P ep ) lực ép Thiết kế quy định để đảm bảo tải trọng thiết kế lên cọc, thông thường lấy 150 ữ 200% tải trọng thiết kế; R R R R 3.1.6 Lực ép lớn (P ep ) 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 R 3.2 R R R Thi công hạ cọc cần tuân theo vẽ thiết kế thi công, bao gồm: liệu bố trí công trình có công 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 công; biện pháp đảm bảo an toàn lao động vệ Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 sinh môi trường; vẽ bố trí mặt thi công kể điện nước hạng mục tạm thời phục vụ thi công Để có đầy đủ số liệu cho thi công 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 3.3 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 móng không 10 m Trong biên bàn giao mốc định vị phải có sơ đồ bố trí mốc toạ độ chúng cao độ mốc chuẩn dẫn từ lưới cao trình thành phố quốc gia Việc định vị cọc trình thi công phải trắc đạc viên có kinh nghiệm tiến hành giám sát kỹ thuật thi công cọc phía Nhà thầu công 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 1cm 100 m chiều dài tuyến 3.4 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 3.5 Công tác chuẩn bị 3.5.1 Nhà thầu vào hồ sơ thiết kế, yêu cầu Chủ đầu tư điều kiện môi trường cụ thể để lập biện pháp thi công cọc nên lưu ý làm rõ điều sau: a) công nghệ thi công 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 3.5.2 Trước thi công hạ cọc cần tiến hành công tác chuẩn bị sau đây: a) nghiên cứu điều kiện địa chất công trình địa chất thuỷ văn, chiều dày, nằm đặc trưng lý chúng; b) thăm dò khả có chướng ngại đất để có biện pháp loại bỏ chúng, có mặt công trình ngầm công trình lân cận để có biện pháp phòng 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 công trình có sẵn; d) nghiệm thu mặt thi công; Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 e) lập lưới trắc đạc định vị trục móng toạ 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 3.6 Hàn nối đoạn cọc 3.6.1 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 vuông góc với nhau; - bề mặt đầu hai đoạn cọc nối phải tiếp xúc khít với 3.6.2 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, không ngấu, nhiệt, có chảy loang, lẫn xỉ, bị nứt 3.6.3 Chỉ tiếp tục hạ cọc kiểm tra mối nối hàn khuyết tật Vật liệu cọc 4.1 Cọc bê tông cốt thép 4.1.1 Cọc bê tông 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 tiêu chuẩn TCVN 4453 : 1995 4.1.2 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 tông; - kết thí nghiệm mẫu bê tông; - 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; - đồng lớp bê tông bảo vệ; b) kích thước hình học : Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 - cân xứng cốt thép tiết diện cọc; - kích thước tiết diện cọc; - độ vuông góc tiết diện đầu cọc với trục; - độ chụm đặn mũi cọc; 4.1.3 Không dùng đoạn cọc có độ sai lệch kích thước vượt quy định bảng 1, đoạn cọc có vết nứt rộng 0.2 mm Độ sâu vết nứt góc không 10 mm, tổng diện tích lẹm, sứt góc rỗ tổ ong không 5% tổng diện tích bề mặt cọc không tập trung Bảng 1- Độ sai lệch cho phép kích thước cọc TT 1 10 11 12 13 14 15 4.2 Kích thước cấu tạo Độ sai lệch cho phép Chiều dài đoạn cọc, m 10 Kích thước cạnh (đường kính ngoài) tiết diện cọc đặc (hoặc rỗng giữa) Chiều dài mũi cọc Độ cong cọc (lồi lõm) Độ võng đoạn cọc Độ lệch mũi cọc khỏi tâm Góc nghiêng mặt đầu cọc với mặt phẳng thẳng góc trục cọc: - cọc tiết diện đa giác - cọc tròn Khoảng cách từ tâm móc treo đến đầu đoạn cọc Độ lệch móc treo so với trục cọc Chiều dày lớp bê tông bảo vệ Bước cốt thép xoắn cốt thép đai Khoảng cách cốt thép chủ Đường kính cọc rỗng Chiều dày thành lỗ Kích thước lỗ rỗng so với tim cọc 30 mm + mm 30 mm 10 mm 1/100 chiều dài đốt cọc 10 mm nghiêng 1% nghiêng 0.5% 50 mm 20 mm mm 10 mm 10 mm mm mm mm Cọc thép 4.2.1 Cọc thép thường chế tạo từ thép ống thép hình cán nóng Chiều dài đoạn cọc chọn theo kích thước không gian thi công kích thước lực thiết bị hạ cọc 4.2.2 Mặt đầu đoạn cọc phải phẳng vuông góc với trục cọc, độ nghiêng không 1% 4.2.3 Chiều dày cọc thép lấy theo quy định thiết kế thường chiều dày chịu lực theo tính toán cộng với chiều dày chịu ăn mòn 4.2.4 Trong trường hợp cần thiết thực lớp bảo vệ phun vữa xi măng mác cao, chất dẻo phương pháp điện hoá Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 4.2.5 Các đoạn cọc thép nối hàn, chiều cao chiều dài đường hàn phải tuân theo thiết kế 5.1 Hạ cọc búa đóng búa rung Tuỳ theo lực trang thiết bị có, điều kiện địa chất công 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 không nên nhỏ làm hỏng đầu búa 5.2 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 đó: (1) E - Năng lượng đập búa, kGm; a - hệ số 25 kG.m/tấn P - khả chịu tải cọc, tấn, quy định thiết kế Loại búa chọn với lượng nhát đập E tt phải thoả mãn điều kiện: R R Qn + q k E tt đó: (2) k - hệ số quy định bảng 2; Q n - trọng lượng toàn phần búa, kG; R R q - trọng lượng cọc (gồm trọng lượng mũ đệm đầu cọc), kG Đối với búa đi-ê-zen, giá trị tính toán lượng đập lấy bằng: búa ống E tt = 0.9 QH búa cần E tt = 0.4 QH R R R R Q - trọng lượng phần đập búa, 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 1250, 1800 2500 kG H tương ứng 1.7; 2.2 m Tiờu chun xõy dng Vit nam10 TCVN 286 - 2003 Bảng 2- Hệ số chọn búa đóng Loại búa Búa đi-ê-zen kiểu ống song động Búa đơn động đi-ê-zen kiểu cần Búa treo Hệ số k B Chú thích: Khi hạ cọc phương pháp xói nước hệ số nói tăng thêm 1.5 5.3 Khi cần phải đóng xuyên qua lớp đất chặt nên dùng búa có lượng đập lớn trị số tính toán theo công 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 công thức (1) với hệ số k cho bảng R R Bảng 3- Hệ số chọn búa đóng cọc xiên Độ nghiêng cọc Hệ số k 5:1 1.1 4:1 1.15 3:1 1.25 2:1 1.4 1:1 1.7 Loại búa rung hạ cọc chọn theo tỷ số K / Q t tuỳ thuộc vào điều kiện đất chiều sâu hạ cọc R 5.4 R R R R K - mô men lệch tâm, T.cm; R R Q t - trọng lượng toàn phần gồm trọng lượng cọc, búa rung đệm đầu cọc, R R Giá trị tỷ số dùng búa rung với tốc độ quay bánh lệch tâm 300ữ500 vòng/ phút không nhỏ trị số cho bảng Bảng -Tỷ số K / Q t R Tính chất đất mà cọc xuyên qua R R Phương pháp hạ B B Cát no nước, bùn, sét dẻo Không xói nước lấy đất mềm dẻo chảy khỏi cọc Cát ẩm, đất sét, sét dẻo Xói nước tuần hoàn lấy đất mềm, cứng khỏi lòng cọc ống Sét cứng, nửa cứng, cát, sỏi, Xói nước lấy đất khỏi lòng sạn cọc thấp mũi cọc K0/Qt độ sâu hạ cọc < 15 m >15 m B 0.80 1.0 1.10 1.30 1.30 1.60 Chú thích: Khi chọn búa rung để hạ cọc ống có đường kính lớn 1.2 m nên ưu tiên cho máy có lỗ thoát để đưa đất từ lòng cọc ống mà tháo lắp máy Trong trường hợp cần rung hạ cọc đường kính lớn nên dùng hai búa rung ghép đôi đồng đế trung chuyển; giá trị K Q t phải tổng tiêu tương ứng hai búa rung R R R R Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 A.4 Tổng hợp rung hạ cọc Tên Nhà thầu: Công trình: Báo cáo tổng hợp rung hạ cọc ( Từ N0 đến N0 .) Bắt đầu Kết thúc P P P Độ sâu, m TT Tên cọc Loại cọc Ngày ca Kỹ thuật thi công Ký tên Thiết kế Thực tế P Các số liệu lần đo sau Lực Loại kích búa động, rung Tư vấn giám sát Ký tên Công suất yêu cầu, KW Tốc độ hạ, m/ph Cao độ lõi đất, m Ghi 10 11 12 Đại diện Chủ đầu tư Ký tên 25 Tiờu chun xõy dng Vit nam26 TCVN 286 - 2003 A.5 Nhật ký ép cọc Tên Nhà thầu: Công 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 pittông, 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), P P P P Độ sâu ép ký hiệu đoạn P P P Ngày, ép P độ sâu, m Giá trị lực ép áp lực, lực ép, kg/cm2 Ghi P Kỹ thuật thi công Ký tên Tư vấn giám sát Ký tên Đại diện Chủ đầu tư Ký tên Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 A.6 Tổng hợp ép cọc Tên Nhà thầu: Công trình: Báo cáo tổng hợp ép cọc ( Từ N0 đến N0 .) Bắt đầu Kết thúc P TT P P Tên cọc Ngày/ ca Loại cọc Ký hiệu đoạn cọc Lực ép dừng, Kỹ thuật thi công Ký tên Tư vấn giám sát Ký tên P Độ sâu, m Thiết kế Thực tế Loại máy ép Ghi 10 Đại diện Chủ đầu tư Ký tên 27 Tiờu chun xõy dng Vit nam28 TCVN 286 - 2003 Phụ lục B (tham khảo) Hư hỏng cọc bê tông cốt thép đóng Khi đóng cọc bê tông cốt thép xảy hư hỏng sau có liên quan tới công 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/ thân cọc; - khe nứt ngang, chuyển thành khe nứt xiên 450 phần cọc mặt đất P P Nguyên nhân hư hỏng dạng thứ thường tập trung ứng suất cục nhát đập búa không tâm, giảm xung mũ cọc không đạt yêu cầu gây Cho nên thi công đóng cọc cần thường xuyên kiểm tra độ đồng trục cọc, mũ cọc búa, trạng thái đệm giảm xung mũ cọc đặc biệt độ vuông 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 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 v.v) 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 nguyên 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 Cho nên đóng cọc cần phải theo dõi độ thẳng đứng cọc theo hai phương vuông 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, không cho phép xuất vết nứt ngang cần phải khống chế độ chối lớn thời gian đóng cọc BTCT theo độ dài sau: Tiờu chun xõy dng Vit nam đến 10 m - ữ cm 10 ữ 15 m - ữ cm 15 ữ 20 m - ữ cm 20 m - ữ cm TCVN 286 - 2003 Khi độ chối lớn trị sốnêu 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 450) 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 không cản trở cọc xoay quanh trục, chuyển sang cọc tròn P P 29 Tiờu chun xõy dng Vit nam30 TCVN 286 - 2003 Phụ lục C (tham khảo) Xác định ứng suất động cọc BTCT đóng Theo quy phạm Liên xô Lời giải trình bày dựa lý thuyết sóng nhát đập KanshinPlutalov- 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 mô tả trạng thái phần tử khoảng thời gian ngắn t, đủ để xem tác động phần tử kề bên môi trường đất bên 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 công trình nghiên cứu lý thuyết truyền sóng công bố hội nghị quốc tế Tuy nhiên cách tính ứng suất động cách tra bảng tác giả Liên Xô áp dụng cho công tác đóng cọc Trị số ứng suất động nén, kéo lớn thân cọc BTCT, bố trí cốt thép dọc đến 0.05, búa ống đi- ê-zen búa đơn động gây tính theo công thức: n,k = K K K K K , R đó: R R R R R R R R (C1) R n,k - ứng suất nén, kéo thân cọc, kG / cm2; R R P P K - hệ số tin cậy lấy 1.1 cho ứng suất nén 1.3 cho ứng suất kéo; K - hệ số, phụ thuộc vào tỷ số trọng lượng phần đập búa diện tích tiết diện ( netto) cọc, kG / cm2; R R P P K - hệ số, phụ thuộc vào chiều cao rơi tính toán phần đập búa, H; R R K - hệ số, phụ thuộc vào độ cứng vật liệu đệm mũ cọc; R R K - hệ số, phụ thuộc vào chiều dài L cọc, cường độ tiêu chuẩn, Rn, đất mũi cọc, tính theo tiêu cường độ đất nền, theo bảng A1 Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc; R R P P Trị số hệ số K , K , K , K cho búa đi-ê-zen kiểu ống cho bảng R R R R R R R R C1 ữ C4, cho búa đơn động bảng C5 ữ C8 dạng phân số, tử số dùng tính ứng suất nén, mẫu số dùng tính ứng suất kéo Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 Bảng C1- Hệ số K R Q/F, kG/ cm2 P 0.8 131 73 P K ,kG/ cm2 R R P 148 65 1.2 161 58 1.4 170 51 1.6 178 45 1.8 186 39 2.8 215 16 220 13 Bảng C1- Hệ số K (tiếp theo) R Q/F, kG/ cm2 P 193 33 P K ,kG/ cm2 R R P 2.2 199 28 R 2.4 205 23 2.6 210 19 Bảng C2- Hệ số K R Chiều cao rơi H, cm 150 175 200 225 250 275 300 K2 0.58 0.35 0.76 0.45 0.84 0.55 0.92 0.75 1.00 1.00 1.08 1.25 1.16 1.55 R Bảng C3- Hệ số K R Độ cứng đệm K p , kg/ cm2 R R P K3 R 50 0.58 0.20 100 0.78 0.40 150 0.87 0.60 200 0.94 0.80 300 1.05 1.16 400 1.14 1.36 500 1.22 1.50 1000 1.52 1.80 1100 1.57 1.83 1200 1.62 1.85 Bảng C3- Hệ số K (tiếp theo) R Độ cứng đệm K p , kg/ cm2 R R P K3 R 600 1.29 1.60 700 1.35 1.67 800 1.41 1.72 R 900 1.47 1.76 31 Tiờu chun xõy dng Vit nam32 TCVN 286 - 2003 Bảng C4-Hệ số K R Hệ số K ứng với cường độ tiêu chuẩn đất mũi cọc Rn, T/m2 Chiều dài cọc, L, m R 25 20 16 12 R P P P 1100 800 600 400 250 150 100 50 1.03 0.44 1.02 0.40 1.01 0.35 0.99 0.30 0.98 0.20 1.03 0.66 1.01 0.60 1.00 0.53 0.99 0.44 0.97 0.30 1.02 0.88 1.01 0.80 1.00 0.70 0.98 0.59 0.96 0.40 1.02 1.10 1.00 1.00 0.99 0.88 0.97 0.74 0.95 0.50 1.01 1.37 1.00 1.25 0.98 1.10 0.96 0.93 0.93 0.63 1.01 1.65 0.99 1.50 0.97 1.32 0.94 1.11 0.92 0.75 1.00 1.93 0.98 1.75 0.96 1.54 0.92 1.29 0.88 0.88 1.00 2.58 0.98 2.25 0.95 2.00 0.91 1.70 0.86 1.30 4.0 196 22 4.5 203 18 5.0 209 15 Bảng C5- Hệ số K R Q/F, kG/ cm2 P P K , kG/ cm2 R R P 1.5 140 82 2.0 155 64 2.5 165 48 3.0 177 36 3.5 185 28 Bảng C6- Hệ số K R Chiều cao rơi H, cm K2 R 20 40 60 80 100 120 0.55 0.47 0.71 0.67 0.87 0.84 1.00 1.00 1.12 1.14 1.23 1.27 Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 Bảng C7- Hệ số K R Độ cứng đệm K p , kg/ cm2 R R P K3 R 50 0.50 0.47 100 0.78 0.40 150 0.87 0.60 200 0.94 0.80 300 1.05 1.21 400 1.14 1.48 500 1.20 1.65 Bảng C7- Hệ số K (tiếp theo) R Độ cứng đệm K p , kg/ cm2 R R P K3 R 600 1.32 1.76 700 1.40 1.84 800 1.48 1.90 R 900 1.56 1.95 1000 1.64 2.00 1100 1.72 2.04 1200 1.79 2.08 Bảng C8- Hệ số K R Chiề u dài cọc, L, m 25 20 16 12 Hệ số K ứng với cường độ tiêu chuẩn đất mũi cọc Rn, T/m2 R R P P P 1100 800 600 400 250 150 100 50 1.04 0.52 1.03 0.47 1.02 0.40 1.00 0.30 0.96 0.16 1.03 0.78 1.02 0.70 1.02 0.60 0.99 0.44 0.95 0.24 1.03 1.04 1.02 0.94 1.01 0.80 0.98 0.59 0.94 0.32 1.02 1.30 1.01 1.17 1.00 1.00 0.97 0.74 0.93 0.40 1.02 1.56 1.01 1.41 1.00 1.20 0.97 0.89 0.93 0.48 1.01 1.82 1.01 1.64 1.00 1.40 0.97 1.03 0.93 0.56 1.01 2.03 1.00 1.87 0.99 1.60 0.96 1.18 0.92 0.64 1.01 2.40 1.00 2.20 0.99 1.90 0.96 1.50 0.92 0.90 Chú thích: Để xác định ứng suất nén lớn đóng búa đi-ê-zen cần theo công thức (1) riêng hệ số K lấy 1, hệ số khác bảng C1 ữ C4; Các giá trị trung gian hệ số bảng C1ữC8 lấy theo chia khoảng; 33 Tiờu chun xõy dng Vit nam34 TCVN 286 - 2003 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 toán, H, bảng C2 C6 trùng với chiều cao rơi thực tế Khi tổn thất khác giá trị nêu chiều cao rơi búa tính toán thực tế có quan hệ sau: m' H = H1 (C2) m H H1 - chiều cao rơi búa tính toán thực tế; m- hệ số tổn thất lượng thực tế, búa đi-ê-zen ống lấy 0.8 ữ 0.9, búa lấy 0.7 ữ 0.9 m- hệ số tổn thất lượng tính toán, búa đi-ê-zen ống lấy 0.85, búa lấy 0.9 Độ cứng đệm K p tính theo công thức: E tt Kp = (C3) K nlb E tt - mô đun đàn hồi tính toán vật liệu đệm, kG/cm2, lấy theo bảng C9 phụ thuộc vào ứng suất nén cho trước lớn cọc Nếu tính theo công thức (1) ứng suất n chênh với 10% phải tra bảng tính lại; K n - hệ số nén chặt vật liệu đệm, lấy theo bảng C9; l b - chiều dày ban đầu đệm trước nén, cm Độ cứng đệm nhiều lớp xác định theo công thức: P P R R R R P R R R P R R R 1 1 = + + + K p K p1 K p K pn (C4) Bảng C9- Mô đun đàn hồi đệm mũ cọc Mô đun E tt , kG/cm2 ứng với ứng suất , kG/ cm2 cho trước là: 50 100 150 200 250 900 1700 2500 3200 3600 2600 3400 4100 4600 4800 R TT Vật liệu đệm B Hệ số nén K pn 0.40 0.60 B R Gỗ thông loại thớ Gỗ sồi thớ vuông góc với hướng nén Ván ép Cao su chịu nhiệt có độ xốp, %: 10 15 20 25 R P P P P 0.70 2800 3800 4100 4600 4800 1 1 1100 800 600 500 2300 1800 1500 1300 3200 2600 2300 2000 3700 3200 2900 2700 3900 3500 3200 3000 Trong trường hợp cần thiết dùng công htức (1) để giải toán ngược Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 Thí dụ tính toán Cọc BTCT tiết diện 40 x 40 cm, dài 16 m đóng búa D35 vào đất sét dẻo cứng(I L = 0.4) đến độ sâu 15m 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 3500 kG Tổng trọng lượng búa 7200 kG, trọng lượng mũ cọc 500kG, tổn thất lượng búa 15% R R Tính thông số cần thiết a) Q / F = 3500 / 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 tích tiết diện cọc: Rn = (7.2 +0.5 +6.4) / 0.16 = 90 T/ m c) Khi kết thúc đóng, sức kháng đất mũi cọc( tra bảng A1 Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc) Rn 15 = 280 T/ m2 P P R P R P P a) b) c) R P P R P P Tính ứng suất nén lớn đầu cọc đóng Theo bảng tính K = 199 Theo bảng 2, với H = 170 cm, tính K = 0.71 Giả sử ứng suất nén = 150 kG/cm2, tính độ cứng đệm ván xẻ theo công thức (3) : K p = 2500 / 0.4 / 20 = 312 kG/ cm3 d) Theo bảng tính K = 1.06 e) Theo bảng tính K = 0.96 f) Theo công thức (1) ta có ứng suất nén lớn đầu cọc đóng là: n = 1.10 x 199 x 0.71 x 1.06 x 0.96 = 158 kG/ cm2 Trị số so với trị số tạm tính = 150 kG/cm2 không chênh đáng kể , nên lấy ứng suất nén n = 158 kG/cm2 R R R P R R R P R P R R R R R P P R R P a) b) c) P P P Tính ứng suất kéo lớn đầu cọc đóng Theo bảng tính K = 28 Theo bảng 2, với H = 170 cm, tính K = 0.71 Theo bảng 9, với ứng suất nén = n = 158 kG/cm2, mô đun đàn hồi tính toán đệm 2610 kG/ cm2; tính độ cứng đệm ván xẻ theo công thức (3) : K p = 2610 / 0.4 / 20 = 326 kG/ cm3 d) Theo bảng tính K = 1.21 e) Theo bảng tính K = 1.63 f) Theo công thức (1) ta có ứng suất kéo lớn thân cọc đóng là: k = 1.3 x 28 x 0.43 x 1.21 x 1.63 = 31 kG/ cm2 R R R R R R R R P P P R R R R R R P P Tính ứng suất nén lớn đầu cọc kết thúc a) Theo bảng tính K = 199 b) Theo bảng 2, với H = 220 cm, tính K = 0.90 R R R R 35 Tiờu chun xõy dng Vit nam36 TCVN 286 - 2003 c) Giả thiết ứng suất nén lớn 200 kG/ cm2, theo bảng mô đun đàn hồi gỗ 3200 kg /cm2; tính độ cứng đệm ván xẻ theo công thức (3) : K p = 3200 / 0.4 / 20 = 400 kG/ cm3 d) Theo bảng tính K = 1.14 e) Theo bảng vói L = 16 m, Rn 15 = 280 T/ m2 tính K = 1.0 f) Theo công thức (1) ta có ứng suất nén lớn đầu cọc là: n = 1.1 x 199 x 0.9 x 1.14 x 1.0 = 222 kG/ cm2 Trị số so với trị số tạm tính = 200 kG/cm2 chênh đáng kể , nên tính lại với n = 222 kG/cm2, mô đun đàn hồi 3640 kG/ cm2 độ cứng đệm là: K p = 3640 / 0.4 / 20 = 455 kG/ cm3 g) Theo bảng tính K = 1.14 h) Theo công thức (1) ta có ứng suất nén lớn đầu cọc là: n = 1.1 x 199 x 0.9 x 1.18 x 1.0 = 232 kG/ cm2 R R P R R P R R P R P P R R P P R R R P P P R P P P R R R P P R R P P C.2 Theo Broms B.B ứng suất nén lớn xác định theo công thức: 2eE ep p H n = + Fc Fh E ec c E eh h F + p Fc E ep p E ec c đây: n = ứng suất nén lớn cọc (kG/cm2); H = độ cao rơi búa, cm; = 0.6 búa rơi tự do; = búa điêzen; e = hệ số hiệu suất búa- cọc, e = 0.6 cho búa rơi tự e = 0.8 cho búa điêzen; F = diện tích tiết diện, cm2; E e = mô đun đàn hồi, kG/cm2; = trọng lượng đơn vị, kG/cm3; ký hiệu h, c, p chân E e , , F tương ứng cho búa(hammer), đệm cọc(cushion) cọc(pile) ứng suất kéo cọc BTCT thường dao động khoảng 30 ữ 40% n Nên thiết kế chống nứt kéo ba cấp ứng suất kéo 50, 55 60 kG/cm2 R R P P R R P P P P P P R R R P Phụ lục D P R Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 (tham khảo) Cấu tạo mũ cọc Mũ cọc có vai trò quan trọng công tác thi công cọc đóng, vừa đảm bảo cho cọc không bị nứt, vỡ, mà giữ cho sabô búa không bị hư hại Thông thường sở sản xuất búa cung cấp đồng giàn búa loại mũ cọc tương ứng Tuy nhiên, điều kiện nước ta chưa chế tạo dàn búa, thay mũ cọc chế sẵn cách tự gia công hàn Phụ lục giới thiệu thành phần cấu tạo mũ cọc để gia công mũ cọc cần thiết Khi đóng cọc búa đơn động búa đi-ê-zen kiểu ống nên dùng mũ cọc dạng chữ H đúc hàn có khoang khoang Khi đóng cọc búa đi-ê-zen kiểu cần búa song động dùng mũ cọc dạng chữ U có khoang dưới( xem hình vẽ) Mũ cọc phải có lỗ tai vòng treo để ngoắc vào đầu búa tư thẳng đứng cáp Khoang thường có dạng hình tròn sâu 100 ữ150 mm cho búa 200ữ300 mm cho búa đi-ê-zen Khoang chứa giảm chấn để giảm tải trọng động lên búa lên mũ cọc Đường kính khoang thường rộng đường kính sabô búa khoảng 10 ữ 15 mm không nhỏ kích cỡ búa Giảm chấn thường làm từ loại gỗ cứng (sồi, thông, sến, táu, lát ) cắt dọc thớ, đặt vuông góc chuẩn với trục Bề dày giảm chấn phụ thuộc vào trọng lượng phần đập búa; với búa đi-ê-zen kiểu ống có trọng lượng phần đập 1250, 1800, 2500, 3500, 5000 kG chiều dày đệm không nhỏ tương ứng 150, 200, 200, 250, 300 mm; với búa không nhỏ 250 ữ 300 mm Nghiêm cấm việc dùng giảm chấn bị giập nát, xảy nhát đập trực tiếp búa vào mũ thép Kích cỡ khoang mũ cọc thường rộng kích thước tiết diện coc cm Chiều sâu khoang khoảng 500 - 600 mm Tấm giảm chấn làm từ vật liệu khác nhau( xem bảng phụ lục 8) Bề dày đệm đóng cọc bê tông cốt thép phụ thuộc vào vật liệu đệm, tính kỹ thuật búa cọc, đặc điểm đất xác định nhờ tính toán (xem phụ lục C) 37 Tiờu chun xõy dng Vit nam38 a) b) Sơ đồ mũ cọc 6 7 c) d) 10 a) Cho búa Điezen kiểu ống b) Cho búa Điezen kiểu cần c) Cho búa đơn động d) Để đóng cọc ống BTCT - Búa; - Khoang trên; - Giảm trấn trên; - Vành TCVN 286 - 2003 11 - Vách ngang; - Vành dưới; - Giảm chấn dưới; 8 - Khoang dưới; - Đai; 10 - Lỗ đục giảm chấn đầu búa; 11 - Lõi nón trụ Kích cỡ khoang mũ cọc thường rộng kích thước tiết diện coc cm Chiều sâu khoang khoảng 500 - 600 mm Tấm giảm chấn làm từ vật liệu khác nhau( xem bảng phụ lục C) Bề dày đệm đóng cọc bê tông cốt thép phụ thuộc vào vật liệu đệm, tính kỹ thuật búa cọc, đặc điểm đất xác định nhờ tính toán (xem phụ lục C) Tiờu chun xõy dng Vit nam TCVN 286 - 2003 Phụ lục E (tham khảo) Biểu ghi độ chối đóng cọc Lần đo: Người đo: U Kỹ thuật Nhà thầu: U Tư vấn giám sát: U Ví dụ: Biểu ghi độ chối cọc đóng Nhà máy xi măng Nghi Sơn 39 [...]... từng m chiều dài cọc cho tới khi đạt tới (P ep ) min , bắt đầu từ độ sâu này nên ghi cho từng 20 cm cho tới khi kết thúc, hoặc theo yêu cầu cụ thể của Tư vấn, Thi t kế R 6.10 R R R Đối với cọc ép sau, công tác nghiệm thu đài cọc và khoá đầu cọc tiến hành theo tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu công tác bê tông và bê tông cốt thép hiện hành 8 Giám sát và nghiệm thu 8.1 Nhà thầu phải có kỹ thu t viên thường... thu trắc đạc định vị trục móng cọc; c) chứng chỉ xuất xưởng của cọc theo các điều khoản nêu trong phần 3 về cọc thương phẩm; d) nhật ký hạ cọc và biên bản nghiệm thu từng cọc; e) hồ sơ hoàn công cọc có thuyết minh sai lệch theo mặt bằng và chiều sâu cùng các cọc bổ sung và các thay đổi thi t kế đã được chấp thu n; f) các kết quả thí nghiệm động cọc đóng( đo độ chối và thí nghiệm PDA nếu có); Tiờu chun... 8.7 Nghiệm thu công tác đóng và ép cọc tiến hành theo TCVN 4091 : 1985 Hồ sơ nghiệm thu được lưu giữ trong suốt tuổi thọ thi t kế của công trình 8 An toàn lao động 8.1 Khi thi công cọc phải thực hiện mọi quy định về an toàn lao động và đảm bảo vệ sinh môi trường theo đúng các quy định hiện hành 8.2 Trong ép cọc, đoạn cọc mồi bằng thép phải có đầu chụp Phải có biện pháp an toàn khi dùng hai đoạn cọc. .. thi t kế quy định phụ thu c vào kết cấu công trình, tổng tải trọng làm hệ phản lực hiện có và biên bản nghiệm thu phần đài cọc có lỗ chờ cọc và hệ neo chôn sẵn theo các quy định về nghiệm thu kết cấu BTCT hiện hành 6.4 Kiểm tra định vị và thăng bằng của thi t bị ép cọc gồm các khâu: 6.5 6.6 - trục của thi t bị tạo lực phải trùng với tim cọc; - mặt phẳng công tác của sàn máy ép phải nằm ngang phẳng... kính trong từ 50mm đến 68mm 6 Hạ cọc bằng phương pháp ép tĩnh 6.1 Lựa chọn thi t bị ép cọc cần thoả mãn các yêu cầu sau: 6.2 - công suất của thi t bị không nhỏ hơn 1.4 lần lực ép lớn nhất do thi t kế quy định; - lực ép của thi t bị phải đảm bảo tác dụng đúng dọc trục tâm cọc khi ép từ đỉnh cọc và tác dụng đều lên các mặt bên cọc khi ép ôm, không gây ra lực ngang lên cọc; - thi t bị phải có chứng chỉ kiểm... ngay khi đang đóng đại trà, khi nghiệm thu chỉ căn cứ vào các hồ sơ hợp lệ, không có vấn đề còn tranh chấp 8.2 Khi đóng cọc đến độ sâu thi t kế mà chưa đạt độ chối quy định thì Nhà thầu phải kiểm tra lại quy trình đóng cọc của mình, có thể cọc đã bị xiên hoặc bị gãy, cần tiến hành đóng bù sau khi cọc được nghỉ và các thí nghiệm kiểm tra độ nguyên vẹn của cọc ( thí nghiệm PIT) và thí nghiệm phân tích... nhân, báo Thi t kế có biện pháp xử lý 8.3 Khi đóng cọc đạt độ chối quy định mà cọc chưa đạt độ sâu thi t kế thì có thể cọc đã gặp chướng ngại, điều kiện địa chất công trình thay đổi, đất nền 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 trên cơ sở các hồ sơ sau: a) hồ sơ thi t kế dược duyệt; b) biên bản nghiệm thu trắc... có chứng chỉ kiểm định thời hiệu về đồng hồ đo áp và các van dầu cùng bảng hiệu chỉnh kích do cơ quan có thẩm quyền cấp; - thi t bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện vận hành và an toàn lao động khi thi công Lựa chọn hệ phản lực cho công tác ép cọc phụ thu c vào đặc điểm hiện trường, đặc điểm công trình, đặc điểm địa chất công trình, năng lực của thi t bị ép Có thể tạo ra hệ phản lực bằng neo xuắn chặt trong... thí nghiệm kiểm tra độ toàn khối của cây cọc- thí nghiệm biến dạng nhỏ PIT theo quy định của Thi t kế; h) các kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc 8.5 Độ lệch so với vị trí thi t kế của trục cọc trên mặt bằng không được vượt quá trị số nêu trong bảng 11 hoặc ghi trong thi t kế 8.6 Nhà thầu cần tổ chức quan trắc trong khi thi công hạ cọc( đối với bản thân cọc, độ trồi của các cọc lân cận và mặt đất, các công. .. của cọc tăng dần Để tăng chiều sâu hạ cọc nên tăng công suất động cơ cho đến công suất thi t kế Khi tốc độ hạ cọc giảm tới 2-5 cm/ phút và biên độ giao động khoảng 5mm thì cọc sẽ khó xuống tiếp; cần phải tiến hành xói nước hoặc lấy đất lòng cọc cùng với việc chạy hết công suất động cơ 5.7 Khi đóng cọc bằng búa phải dùng mũ cọc và đệm gỗ phù hợp với tiết diện ngang của cọc Các khe hở giữa mặt bên của cọc