Kỹ thuật thi công - Máy xây dựng Chương 6

Kỹ thuật thi công - Máy xây dựng

CHƯƠNG 6

THI CÔNG ĐÓNG CỌC VÀ VÁN CỪ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC LẠC HỒNG KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH

-VÕ XUÂN THẠNH

I/ PHÂN LOẠI CỌC VÀ CỪ1/ Cọc dùng gia cố nền đất

Gia cố nền bằng cọc gỗ (có thể là cừ tràm, tre ), được xử dụng cho một số điều kiện sau:

a/ Cọc gổ:

- Công trình nhỏ (nhà từ 3 ( 4 tầng).

- Ở những nơi mực nước ngầm cách mặt đất vàokhoảng 1 -1.5 m

- Cọc phải tương đối thẳng, đường kính khôngnhỏ hơn 4 cm, l = 2 - 8 m

- Số cọc trên một m2 có thể thay đổi tùy theođiều kiện của đất nền, đường kính và chiều dàicọc, thông thường vào khoảng: 15; 20; 25; 30; 35 cây.

Cọc gỗ được đóng bằng vồ gỗ, bằng máy vớilực đóng thích hợp để giữ cọc luôn thẳng cũng nhưkhông bị vỡ đầu cọc

- Thi công cọc gổ

Trình tự đóng được chọn tùy theođiều kiện thi công Đóng theo hình xoắnốc (spiral) từ ngoài vào trong.

b/ cọc cát

- Cọc cát chỉ thích hợp với đất dính

- Đất có hệ số thấm k lớn (đất cát pha, sét pha, bùn pha cát)

-Tác dụng của cọc cát là làm chặt đất để tăng

khả năng chịu tải của nền Khả năng tăng tải từ 2 đến 2.5 lần.

- Dùng ống thép đóng xuống đất sau đó rút lên đổcát hoặc cát pha sỏi xuống từng lớp rồi tiến hànhđầm chặt ( rung hoặc đầm nện )

- Thường dùng đường kính ống thép 40-50 cm, khoảng cách và sơ đồ bố trí xác định theo thiết kế.

a/ Cọc ống thép:

-Cọc ống thường có đường kính từ 30 đến 60 cm, thành ống dày từ 12 - 14 mm

-Mũi cọc nhọn để dễ đóng.

2/ Các lọai cọc của móng cọc

-Sau khi đóng xong thì đúc bê tông kín ống cọc.-Thép dùng làm cọc ống có pha thêm cơ-rôm để ítbị gỉ sét hoặc có thể quét một lớp nhựa bitum

- Chiều dài một đoạn cọc từ 6 - 20 m

Chiều dài và tiết diện cọc thường bị giới hạn bởicác thiết bị vận chuyển, thiết bị hạ cọc vào nềnđất.

Tiết diện cọc còn phụ thuộc vào chiều dài củatim cọc bê tông, độ mảnh của cọc

170 ¸ 200200 ¸ 250250 ¸ 300300 ¸ 35020x20

5 ¸ 910 ¸ 1213 ¸ 1617 ¸ 20

> 20

Mác bê tông (kg/cm2)Tiết diện

cọc (cm)Chiều dài

cọc (m)

Một số loại cọc

c/.Cọc ống bê tông cốt thép:

làm bằng bê tông cốt thép ứng suất trướcmác lớn hơn 300

-Cọc ống thường có đường kính từ 400 - 5000 mm, chiều dày thành ống 80 đến 150 mm

-Mỗi đoạn ống dài từ 12 đến 20 m Chiều dàitổng cộng của tim cọc dài từ 30 - 50 m

-Ở đầu có mặt bích thép dùng để nối các đoạnống với nhau bằng hàn điện hoặc bulông.

- Ở chổ mối nối phục vữa mác cao bao quanhchu vi.

3/ Một số loại cừa/ Ván cừ thép

II/ thiết bị thi công cọc và cừ

máy đào đất có trang bị thêm thiết bị đóng cọc

loại máy này có tính tự hành cao , đóng được cọcnghiêng

b/ Búađơn động :

-dùng hơi nước hoặc khí ép để nâng chày lên-Khi đóng cho chày rơi tự do

-Trọng lượng xung kích 1,5 -8tấn-Năng suất 25-30 nhát/phút

c/ Búahơi song động :

-Dùng hơi nước hoặc khí ép nâng lên vànén chày xuống

-Năng suất 100nhát/phút

d/ Búa diezen:

-Dùng động cơ nổ hai thì

-Năng suất 45-100nhát/phút

4/ thiết bị thi công cọc nhồi

III/ KỸ THUẬT ĐÓNG CỌC BTCT

1/ Xácđịnh tải trọng búa

Để thắng lực ma sát và sức chịu mũi của đất tácdụng lên cọc thì cần phải có năng lượng với độ lớnnhất định Năng lượng xung kích của búa đóng cọcdựa vào tốc độ rơi và trọng lượng biton được xácđịnh như sau:

E: năng lượng một nhát búa(kg.m)

Q: trọng lượng bộ xung kích của búa(pittôn) (kg)V: vận tốc rơi của biton (m/s)

g: gia tốc trọng trường 10m / s2

Chọn búa theo năng lượng nhát búa:E>0.025P

P: khả năng chịu tải của cọc (kg ).

Sau khi chọn búa theo công thức trên, kế tiếp đikiểm tra lại hệ số thích dụng k

K: hệ số thích hợp khi dùng búa (tra bảng ).Q: trọng lượng bộ xung kích của búa (kg ).q: trọng lượng của cọc (kg ).

q1= trọng lượng mũ cọc và đệm cọc (kg ).

3.52.0Búa diezen kiểu ống

Búa động và búa diezen kiểu cộtBúa treo, rơi tự do

Vật liệu làm cọcLoại búa

Trị số thích hợp K

K < giá trị trong bảng thì búa không đủ lớn, hiệu quả kémK > giá trị trong bảng thì búa quá nặng, cọc xuống

nhanh và có thể phá hoại cọc.

· Chọn búa hơi đơn động và búa diezen để đóngcọc có thể dựa vào tỷ lệ giữa trọng lượng bộ phận xungđộng và trọng lượng của cọc.

Đối với cọc ngắn hơn 12m=1.25 ¸1.50Đối với cọc lớn hơn 12m

Chuẩn bị đóng cọc :

•Trước khi đóng cọc phải lập biện pháp thi công

•Trên mặt bằng thi công vạch đường đi , chổ xếp cọc, sơđồ di chuyển của máy đóng cọc và cần trục phục vụ

•Dọn sạch mặt bằng để người và xe máy đi lại dễ dàng•Định vị mặt bằng móng và tâm cọc

•Vạch tim ở các mặt bên của cọc để theo dõi độ thẳngđứng của cọc

•Vạch độ dài suốt thân cọc ( khoảng cách 5 hoặc 10cm) để theo dõi tốc độ và độ sâu đóng cọc

3/ kỹ thuật đóng cọcSơ đồ khóm cọc

Thường đóng dưới các móng cột

Sơ đồ ruộng cọc

· Độ chối của cọc dưới những nhát búa cuối cùngcho biết khả năng chịu tải của mỗi cọc.

(m)

m: hệ số an toàn.( lấy 0,5 cho công trình vĩnh cữu, 0,7 cho công trình tạm thời )

K: hệ số đồng nhất của đất nền lấy 0,8

n: hệ số, phụ thuộc vào vật liệu cọc và phươngpháp đóng cọc.

Nếu là gổ : n = 100T/m2Nếu là BTCT n = 150T/m2Nếu là cọc thép n = 500T/m2

F: diện tích tiết diện ngang thực tế của cọc(m2)Q: trọng lượng phần xung kích (phần xi lanh)(T)

q: trọng lượng cọc(T)P: sức chịu tải thiết kế

H: Chiều cao rơi búa (m)

· Đối với búa rơi lấy bằng độ rơi thực tế của chày· Đối với búa đơn động, lấy bằng đoạn đường đithực tế của chày

Đối với búa song động và búa diezen H= E/QE: Năng lượng thiết kế một nhát búa(tấn.m)

Sức chịu tải của thiết kế

K: hệ số đồng nhất của đất nền lấy 0,8

[

Khả năng chịu tải của cọc còn tăng lên sau khiđóng một thời gian là :

Từ 3-5 ngày đối với đất cátTừ 10 -20 đối với đất dính

IV/ Quá trình thi công ép cọc :

•Cọc ép được xâm nhập vào nước ta khoảng năm 1981•Từ năm 1986 trở lại đây cọc ép được sử dụng rộng rãi

1/ Thi công cọc thử và nén tĩnh

•Số cọc ép thử từ 0,5% - 1% tổng số cọc và không nhỏhơn 3 cọc cho một công trình

•Vị trí ép thử do thiết kế qui định Sau khi ép thử phảitiến hành nén tĩnh cho cọc , kết quả nén tĩnh được sửdụng để điều chỉnh thiết kế móng cho công trình

2/ Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của thiết bị ép cọc :•Lý lịch máy

•Lưu lượng dầu của máy bơm (l/phút)•Áp lực dầu lớn nhất(kG/cm2)

•Hành trình Pitton của kích•Diện tích đáy Pitton của kích

•Phiếu kiểm định đồng hồ đo áp lực

* Máy ép được chọn có sức ép bằng 2-2,5 lần sứcchịu tải của cọc (TCXD189-1996 và TCXD 190-1996

•Vận tốc xuyên không quá 2cm/s

Cọc được công nhận ép xong khi thoả mãn 3 yêu cầu:•Đạt chiều sâu xấp xỉ chiều sâu thiết kế

•Lực ép cọc bằng 1,5 – 2 lần sức chịu tải cho phépcủa cọc theo yêu cầu thiết kế

•Cọc được ngàm vào đất tốt chịu lực một đoạn ítnhất bằng 3-5 lần đường kính cọc

Ghi nhật ký theo mẫu TCXD190-1996

Tài liệu tham khảo

[1] TS Đổ Đình Đức , PGS Lê Kiều - Kỹ thuật thi công tập 1,2 nhà xấtbản xây dựng 2004

[2] Nguyễn văn Hiên – Kỹ Thuật Thi Công – Nhà xuất bản xây dựng1994