22,23,24)
1. Các loại máy ựóng (ép) cọc: (1 tiết) 1.1. Phân loại: 1.1. Phân loại:
a. Phân loại theo lực tác dụng lên ựầu cọc:
- Máy ựóng cọc nhờ lực va ựập. - Máy ựóng cọc nhờ lực rung ựộng.
- Ngoài ra còn loại va rung và máy ựóng cọc thủy lực.
b. Phân loại theo khả năng di chuyển:
- Máy ựóng cọc di chuyển trên ray.
- Máy ựóng cọc di chuyển bằng bánh xắch. - Máy ựóng cọc di chuyển bằng phao.
Cấu tạo chung của thiết bị ựóng cọc bao gồm máy cơ sở, giá búa và búa ựóng cọc.
Hình 1-28: Cấu tạo chung máy ựóng cọc. 1. Máy cơ sở, 2. Thanh giằng ngang, 3. Cáp nâng búa, 4. Thanh ựịnh hướng. 5.đầu búa 6. Cọc.
* Máy cơ sở: thường dùng cần trục bánh xắch, máy xúc một gầu hoặc máy kéo.
* Giá búa ựóng cọc:
Giá búa ựóng cọc có tác dụng ựể treo búa, dựng cọc, giữ cọc khi ựóng và chỉ hướng chuyển ựộng của búa trong quá trình ựóng cọc. * đầu búa: là bộ phận trực tiếp gây ra lực ựóng cọc. 1.2. Một số loại búa ựóng cọc thường dùng: + Búa rơi: có kết cấu ựơn giản, dùng một vật nặng (từ 500-2000kg) nâng lên một ựộ cao nhất ựịnh (bằng tời tay hoặc tời ựiện) rồi thả xuống ựể ựóng cọc. Loại này cho năng suất thấp nên hiện nay ắt dùng, chỉ dùng khi số lượng cọc ựóng nhỏ.
+ Búa hơi nước: làm
việc theo nguyên tắc dùng hơi nước hay khắ ép ựể nâng búa lên rồi cho búa rơi tự do hoặc ép ựầu búa xuống ựể ựóng cọc. Loại này có tần số ựóng cọc cao (200-300 lần/phút), ựầu cọc ắt bị vỡ. Song nó có nhược
ựiểm là thiết bị ựi theo quá cồng kềnh (thiết bị cung cấp hơi nước) nên hiện nay cũng ắt ựược dùng.
+ Búa ựiêzen: làm việc theo nguyên lý ựộng cơ nổ hai thì. Có ưu ựiểm gọn nhẹ, cơ ựộng, ựộng cơ ựộc lập, hiệu quả ựóng cọc cao. Tuy nhiên loại này dùng nhiên liệu ựắt, lực ựóng cọc lớn dễ vỡ ựầu cọc và tiếng nổ to làm ảnh hưởng ựến xung quanh.
+ Búa rung (búa chấn ựộng): lực ựóng cọc sinh ra do ựộng cơ lệch tâm gây rung làm cho lực ma sát giữa cọc và ựất giảm, cộng thêm với lực do trọng lượng bản thân cọc và lực do búa sản sinh ra làm cho cọc lún xuống ựất. Loại này có ưu ựiểm là kết cấu ựơn giản, kắch thước nhỏ, tắnh cơ ựộng cao, ựễ ựiều khiển và cọc ắt vỡ. Tuy nhiên lực rung làm ảnh hưởng ựến công trình lân cận.
+ Búa ựóng cọc thuỷ lực: làm việc dưới tác dụng của chất lỏng công tác có áp suất lớn tới 100-160 kG/cm2. Trọng lượng ựầu búa từ 210-7500kg, số lần va ựập 50-70 lần/phút. Loại này không gây ô nhiễm môi trường, dễ khởi ựộng nên hiện nay ựược sử dụng nhiều.
2. Tắnh toán chọn búa ựóng cọc: (0,5 tiết)
Các thông số kỹ thuật của việc chọn búa ựóng và công tác ựóng cọc tác ựộng trực tiếp ựến hiệu quả của nó.
- Trị sốựộng năng của máy:
Ta gọi E là trị sốựộng năng phần chày của búa (còn gọi là năng lượng xung kắch của một nhát búa) ựược xác ựịnh theo công thức:
g v Q E 2 . 2 = (1)
Trong ựó: Q: là trọng lượng toàn bộ của búa (kg).
E: năng lượng của 1 nhát búa, tắnh bằng ựơn vị kg/m. v: vận tốc rơi (m/s)
g: gia tốc trọng trường (gia tốc rơi tự do). (g=9,8 m/s2≈ 10 m/s2)
động năng của búa chỉ tiêu hao một phần vào việc hạ cọc, còn một phần tiêu hao vô ắch vào biến dạng ựàn hồi của cọc, làm nát ựầu cọc, làm nứt nẻ cọc và vào những biến dạng khác khi cọc chịu lực xung kắch.
- Năng lượng của nhát búa:
Người ta còn chọn búa ựóng cọc theo năng lượng nhát búa bằng công thức khác nữa là:
E ≥ 0,025P. (2)
Trong ựó P là khả năng chịu tải của cọc (kg).
Sau khi ựã chọn ựược búa ựóng cọc theo công thức (1) người ta phải thử lại xem búa có thắch ứng với trọng lượng của cọc hay không bằng công thức:
Eq q Q
K = + (3)
Trong ựó: Q: là trọng lượng toàn bộ của búa (kg).
q: trọng lượng của cọc (tắnh cả phần mũ và ựệm cọc) (kg). Nếu hệ số K theo tắnh toán trên không vượt quá (chỉ xấp xỉ) trị số của hệ số thắch dụng K của búa thì búa ựã chọn coi như phù hợp.
3. Các quá trình thi công ựóng (ép) cọc: (1 tiết) 3.1. Vận chuyển và sắp xếp cọc trên mặt bằng: 3.1. Vận chuyển và sắp xếp cọc trên mặt bằng:
Cọc có thể ựược ựúc tại nhà máy hoặc tại công trường. Nếu sản xuất tạ nhà máy thì cọc ựược vận chuyển ra công trường trước khi ựóng cọc. Khi xếp cọc lên xe vận chuyển cọc phải ựược kê trên những thanh gỗ ựặt ựúng vào vị trắ ựặt móc cẩu.
Ở công trường, khu vực xếp cọc phải ở ngoài khu vực ựóng cọc. Nếu cọc ựược xếp thành ựống thì cũng ựược kê như khi xếp lên xe. đường từ bãi xếp ựến nơi ựóng phải bằng phẳng và thoáng.
Lập trình tự ựóng cọc phù hợp với từng móng. Có hai sơ ựồ ựóng cọc chắnh
(xem hình 1-29)
Hình 1-29 : Sơựồ ựóng cọc BTCT ựúc sẵn. a). Sơ ựồ khóm cọc. b) Sơựồ ruộng cọc
3.2. Lắp cọc vào giá búa:
+ Với cọc ngắn: dùng dây cáp treo cọc của giá móc vào móc cẩu phắa ựầu cọc, sau ựó kéo từ từ cho cọc dần dần ở vị trắ thẳng ựứng và lắp vào giá búa.
+ Với cọc dài và nặng: dùng móc treo cọc của giá móc vào móc cẩu phắa ựầu cọc, dùng móc treo búa của giá móc vào móc cẩu phắa mũi cọc. Nâng ựồng thời hai móc cẩu lên từ từ. Khi nâng cao khỏi mặt ựất khoảng 1m, rút móc cẩu phắa ựầu cọc lên cao ựể cọc dần trở về vị trắ thẳng ựứng, sau ựó ghép vào giá búa.
3.3. Kỹ thuật ựóng cọc:
+ Trước khi ựóng cọc phải ựịnh vị các hàng cọc trên mặt ựất theo ựúng bản vẽ thiết kế.
+ Sau khi dựng cọc vào giá búa, tiến hành chỉnh cọc vào ựúng vị trắ thiết kế bằng máy kinh vĩ, kiểm tra phương hướng của thiết bị giữ cọc, cốựịnh vị trắ của thiết bị này ựể tránh di ựộng trong khi ựóng cọc.
+ Trong quá trình ựóng cọc phải dùng 2 máy kinh vĩ ựặt vuông góc với hai trục ngang và dọc của hàng cọc ựể theo dõi và kịp thời ựiều chỉnh sai sót. Luôn theo dõi tình hình xuống của cọc. Cọc không xuống quá nhanh nhưng cũng không bị vướng mắc. Cọc bị lệch phải chỉnh ngay, nếu không chỉnh ựược phải nhổ lên ựóng lại. Khi ựóng thì những nhát ựầu nên ựóng nhẹ, khi cọc ựã nằm ựúng vị trắ mới ựóng mạnh. Với những nơi ựất yếu và cọc nặng thì lúc ựầu phải treo cọc ựể cọc xuống dần dần và ựúng hướng.
+ Khi ựóng gần xong, phải ựo ựộ lún theo từng ựợt ựể xác ựịnh ựộ chối của cọc. đối với cọc chống thì phải ựóng tới cốt thiết kế, còn với cọc ma sát thì phải ựóng tới khi ựạt ựộ chối thiết kế. (độ chối của cọc là khoảng lún sâu của cọc vào ựất sau một nhát búa). độ chối của cọc dưới những nhát búa cuối cùng cho biết khả năng chịu lực của mỗi cọc ở vị trắ của nó trong ựất.
độ chối thiết kế của cọc ựược tắnh theo công thức: e = q Q Q F n m P P H Q F n m + + + 29 , 0 . . . . . . Trong ựó: e - ựộ chối của cọc dưới mỗi nhát búa, m - hệ số an toàn lấy từ 0,5-0,7 (với công trình vĩnh cữu lấy 0,5; còn với công trình tạm lấy 0,7), n - hệ số phụ thuộc vật liệu làm cọc (với cọc BTCT lấy n=150 T/m2), F - diện tắch tiết diện ngang của cọc (m2), Q - trọng lượng chày của búa ựóng cọc (T), H - chiều cao búa rơi (m).
đo ựộ chối bằng máy thuỷ bình hoặc máy chuyên dùng, sau ựó so sánh với ựộ chối thiết kế.
3.4. Kỹ thuật ép cọc:
a. Thời ựiểm ép cọc:
Thời ựiểm ép cọc tuỳ thuộc vào sự thỏa thuận giữa chủ ựầu tư, bên thiết kế và bên thi công. Nếu cọc ép sau thì bên thiết kế phải qui ựịnh thời ựiểm ép. Trình tự ép cọc như sau:
+ Vận chuyển và lắp thiết bị ép vào vị trắ có cọc ép. Giá máy ựược kê vững chắc và thăng bằng ựể không bị lún và nghiêng. Chỉnh máy cho các ựường trục của khung máy, của hệ thống kắch và của trục cọc phải thẳng ựứng và nằm trong cùng một mặt phẳng.
+ Liên kết chắc chắn thiết bị ép với hệ thống giá kắch và neo hoặc ựối trọng. Kiểm tra cọc một lần nữa.
+ Dùng cần trục ựưa cọc vào vị trắ ép. Khi ép ựoạn mũi cọc phải ựịnh vị chắnh xác ựộ thẳng ựứng và vị trắ. Nếu xác ựịnh cọc bị nghiêng phải ngừng ngay ựể chỉnh lại. Những giây ựầu tiên nên tăng áp lực dầu chậm và ựều, tốc ựộ không nên vượt quá 1cm/s. Nếu cọc phải nối thì khi nối phải kiểm tra kỹ ựộ thẳng ựứng, ựảm bảo hai ựoạn nối phải trùng trục nhau, ựường hàn phải ựảm bảo yêu cầu kỹ thuật. Tốc ựộ ép ựoạn sau tăng lên nhanh hơn nhưng không nên nhanh quá 2cm/s.
+ Cọc dừng ép khi thoả mãn ựiều kiện: - đạt chiều sâu xấp xỉ do thiết kế qui ựịnh
- Lực ép vào thời ựiểm cuối cùng ựat trị số thiết kế qui ựịnh trên suốt chiều sâu xuyên lớn hơn 3 lần ựường kắnh hoặc cạnh cọc. Trong khoảng ựó tốc ựộ xuyên không quá 1cm/s.
b. Ghi chép trong quá trình ép cọc:
Trong quá trình thi công ép cọc phải ghi chép nhật ký thi công các ựoạn cọc theo ựúng qui ựịnh của tiêu chuẩn xây dựng do Bộ Xây dựng ban hành.
c. Thi công ựài cọc:
Sau khi ựã ép ựủ số lượng cọc cho móng, tiến hành thi công ựài cọc ựể liên kết các cọc với nhau. Bao gồm các việc:
+ Sửa ựầu cọc cho ựúng cao ựộ thiết kế,
+ Dọn vệ sinh và làm phẳng ựáy móng cho ựến cốt thiết kế, + đổ bê tông lót và ựặt thép ựài cọc,
+ Uốn thép neo cọc vào ựài cho ựúng kỹ thuật, + đổ bêtông ựài móng ựể khoá ựầu cọc.
4. Các sự cố thường gặp khi ựóng (ép) cọc và cách giải quyết: (0,4 tiết)
+ Khi ựóng cọc:
- Cọc ựang xuống bình thường bỗng nhiên xuống chậm hẳn, cọc rung mạnh dưới mỗi nhát búa hoặc không xuống nữa, ựó là biểu hiện cọc ựã gặp chướng ngại vật ở mũi cọc. Khi ựó phải ngừng ựóng cọc, nhổ cọc lên, ựóng mạnh cọc thép mũi nhọn xuống ựể phá vật cản. Nếu không phá ựược thì phá bẳng cách cho mìn xuống phá hoặc ựào ựất lên ựể phá thủ công (nếu chướng ngại vật ở cạn).
- Khi cọc chưa xuống tới ựộ sâu thiết kế mà ựã ựạt ựộ chối thiết kế, khi ựó lưu ý có thể là ựộ chối giả tạo do tốc ựộ ựóng quá nhanh, ựất bị lèn ép quá chặt. để khắc phục hiện tượng này cần cho cọc nghỉ vài ngày rồi ựóng tiếp.
- đóng những cọc gần nhau trong ựất dắnh và ựàn hồi thường xảy ra hiện tượng cọc ựóng trước nổi dần lên khi ựóng các cọc sau. Trường hợp này nên sử dụng búa hơi song ựộng có tần số lớn, ựóng nhanh.
- đóng cọc không xuống mà bị vỡ: có thể do chọn lực búa quá nhỏ so với sức chịu tải của cọc. Khi ựó cần thay ựầu búa khác có lực ựóng lớn hơn.
+ Khi ép cọc:
- Khi cọc bị nghiêng và lệch khỏi vị trắ thiết kế thì phải dừng ép, tìm hiểu nguyên nhân; nếu gặp vật cản thì phải rút cọc lên, ựào và phá bỏ vật cản, căn