CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG
A. THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG
I. Lập biện pháp thi công cọc
1.1. Lựa chọn phương án thi công cọc ép
- Do mặt bằng thi công rộng rãi và năng suất thi công của máy éo robot ta chọn
phương án ép trước để thi công cọc. Dùng 1 máy ép robot tự hành để tiến hành ép ôm. Sơ đồ ép cọc xem trong bản vẽ thi công ép cọc.
1.1.1. Công tác chuẩn bị khi thi công cọc a. Chuẩn bị tài liệu
- Tập hợp đầy đủ các tài liệu kỹ thuật như kết quả khảo sát địa chất, quy trình công nghệ…
- Nghiên cứu kỹ hồ sơ thiết kế công trình, các quy định của thiết kế về công tác ép cọc.
- Kiểm tra các thông số kỹ thuật của thiết bị ép cọc.
- Phải có hồ sơ về nguồn gốc, nhà sản xuất bao gồm phiếu kiểm nghiệm vật liệu và cấp phối
b. Chuẩn bị về mặt bằng thi công
- Thiết lập quy trình kỹ thuật thi công theo các phương tiện thiết bị sẵn có.
- Lập kế hoạch thi công chi tiết, quy định thời gian cho các bước công tác - Tiến hành định vị đài cọc và tim cọc chính
- Sau khi xác định được vị trí đài móng và cọc ta tiến hành rải cọc ra mặt và ép cọc theo sơ đồ.
1.1.2. Các yêu cầu chung đối với cọc và thiết bị ép cọc a. Yêu cầu kỹ thuật đối với việc hàn nối cọc
- Các đoạn cọc được nối với nhau bằng 4 tấm thép 125x125x10mm - Bề mặt bêtông ở đầu hai đoạn cọc nối phải tiếp xúc khít
- Khi hàn cọc phải sử dụng phương pháp hàn neo
- Phải tiến hành kiểm tra độ thẳng đứng của cọc trước và sau khi hàn.
b. Yêu cầu kỹ thuật đối với các đoạn cọc ép
- Cốt thép dọc của đoạn cọc phải hàn vào vành thép nối theo cả hai bên của thép
- Vành thép nối phải thẳng, độ vênh cho phép phải nhỏ hơn 1% trên tổng chiều dài cọc.
- Bề mặt bêtông đầu cọc phải phẳng
- Trục cọc phải thẳng góc và đi qua trọng tâm tiết diện cọc.
- Khi bố trí cọc trên mặt bằng các sai số về độ lệch trục cần phải tuân thủ theo các quy định
c. Yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị ép cọc
- Lý lịch máy, máy phải được các cơ quan kiểm định các đặc trưng kỹ thuật định kỳ - Phiếu kiểm định chất lượng đồng hồ đo áp lực dầu và van chịu áp
- Lực nén (danh định) lớn nhất không nhỏ hơn 1,4 lần lực nén lớn nhất
max
Pep yêu cầu - Lực nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc, không gây lực ngang khi ép.
- Giá trị đo áp lực lớn nhất của đồng hồ không vượt quá hai lần áp lực đo khi ép cọc, chỉ nên huy động 0,7÷ 0,8 khả năng tối đa của thiết bị.
1.2. Tính toán máy móc và chọn thiết bị thi công ép cọc a. . Chọn máy ép cọc
Để đưa cọc xuống độ sâu thiết kế, cọc phải qua các tầng địa chất khác nhau. Muốn vậy thì lực ép cọc phải đạt giá trị: Pe ≥ K. Pc
Trong đó:
Pe: Lực ép cần thiết để cọc đi sâu vào đất nền đến độ sâu cần thiết.
K: Hệ số phụ thuộc vào loại đất và tiết diện cọc. K = 1,5 ÷ 2.chọn K = 2 Pc: sức chịu tải của cọc :Pc = 617 (kN)
Pmax = 2.617 = 1234(kN).
Pmin = Pvl = 2600,7 (kN).
Vì chỉ sử dụng được 0,7 đến 0,8 khả năng làm việc tối đa của máy ép cọc, chọn 0,8.
Cho nên ta chọn máy ép có lực ép danh nghĩa của máy là:
max may
P 1234
P 1542,5(kN)
0,8 0,8
Chọn máy ép cọc robot ZYJ360B SUNWARD.
Thông số kỹ thuật máy ép:
Lực ép lớn nhất: 360T .
Khoảng cách lớn nhất cho mỗi lần di chuyển: ngang 0,6m; dài 3,0m.
Kích thước máy : 13,133x6,53m
Tổng trọng lượng : 168T.
Góc quay của máy : 10o Tốc độ ép: max : 7,2 m/phút b. Số máy ép cọc cho công trình
- Số lượng cọc và chiều dài cọc cần ép của công trình thể hiện trong bảng sau:
STT Tên móng Số lượng móng
Số lượng cọc trong 1
đài
Chiều dài 1 cọc (m)
Chiều dài cọc ép âm
(m)
Tổng chiều dài ép cọc(m)
1 M1 13 4 21 1,0 1100
2 M2 4 6 21 1,0 510
3 M3 1 17 21 1,0 400
4 M4 1 3 21 1,0 70
Tổng 2080
*) Số máy ép cọc ch công trình.
Chiều dài cọc ép trong 1 ca của máy ép robot theo thực tế thi công là 200m.
→ Tổng ca máy(của 1 máy): L 2080
N =10,4(ca).
l 200
Số ngày 1 máy thi công (1 ngày làm 2 ca): N 10, 4
n =5(ngày).
2 2
Chọn 1 máy ép, một ngày làm việc 2 ca, thời gian phục vụ ép cọc dự kiến khoảng 5 ngày
c. Chọn xe vận chuyển cọc.
Chọn xe vận chuyển cọc của hãng Hyundai có trọng tải 15T.
Tổng số cọc trong mặt bằng là 97 cọc, mỗi 1 cọc có 3 đoạn cọc, như vậy tổng số đoạn cọc cần phải chuyên chở đến mặt bằng công trình là 291 đoạn cọc.
- Tải trọng mỗi một đoạn cọc dài là 2,8 T.
Số lượng cọc mà mỗi chuyến xe vận chuyển được:
n 15 5,36(coc) 3, 08
Chọn là 5 đoạn cọc Số chuyến xe cần thiết để vận chuyển hết số cọc đến mặt bằng công trình là: chuyen 291
n 58
5 (chuyến)
1.3. Thi công thử cọc bẳng phương pháp n n tĩnh a. Mục đích
Nhằm xác định các số liệu cần thiết về cường độ, biến dạng và mối quan hệ giữa tải trọng và chuyển vị của cọc làm cơ sở cho thiết kế hoặc điều chỉnh đồ án thiết kế, chọn thiết bị và công nghệ thi công cọc phù hợp.
b. Thời điểm ,số lượng và vị trí cọc thử
Việc thử tĩnh cọc được tiến hành tại những điểm có điều kiện địa chất tiêu biểu trước khi thi công đại trà, nhằm lựa chọn đúng đắn loại cọc, thiết bị thi công và điều chỉnh đồ án thiết kế.
- Tổng số cọc của công trình là 97 cọc, số lượng cọc cần thử 3 cọc (theo TCXD VN 269-2002 quy định lấy bằng (0,5 1%) tổng số cọc của công trình nhưng không ít hơn 2 cọc trong mọi trường hợp). Thí nghiệm được tiến hành bằng phương pháp dùng tải trọng tĩnh ép dọc trục sao cho dưới tác dụng của lực ép, cọc lún sâu thêm vào đất nền.
1.4. Quy trình thi công cọc a. Định vị cọc trên mặt bằng
- Chú thích: Số cọc bị lệch không nên vượt quá 25% tổng số cọc khi bố trí theo dải, còn khi bố trí cụm dưới cột khung không nên quá 5%. Khả năng dùng cọc có độ lệch lớn hơn các trị số trong bảng sẽ do Thiết kế quy định.
- Khi bố trí cọc trên mặt bằng các sai số về độ lệch trục phải tuân thủ theo các qui định.
b. Sơ đồ ép cọc
Được thể hiện trong bản vẽ thi công ép cọc c. Quy trình ép cọc
- Đưa máy vào vị trí ép lần lượt gồm các bước sau:
+ Vận chuyển và lắp ráp thiết bị ép cọc vào vị trí ép đảm bảo an toàn.
+ Chỉnh máy móc cho các đường trục của khung máy, trục của kích, trục của cọc thẳng đứng và nằm trong cùng một mặt phẳng vuông góc với mặt phẳng nằm ngang. Độ nghiêng không được vựơt quá 0.5%.
+ Trước khi cho máy vận hành phải kiểm tra liên kết cố định máy, xong tiến hành chạy thử, kiểm tra tính ổn định của thiết bị ép cọc (gồm chạy không tải và chạy có tải).
+ Kiểm tra cọc và vận chuyển cọc bằng cần trục vào vị trí trước khi ép.
- Tiến hành ép đoạn cọc C2:
+ Đoạn cọc C1 phải được lắp dựng cẩn thận, phải căn chính xác để trục của cọc trùng với trục của kích (trùng phương nén của thiết bị ép) và đi qua điểm định vị cọc. Độ sai lệch tâm 1(cm). Khi máy ma sát ép vào thân cọc thì điều chỉnh van tăng dần áp lực, những giây đầu tiên áp lực dầu tăng chậm dần đều đoạn cọc C2 cắm sâu dần vào đất với vận tốc xuyên ≤ 1cm/s.
+ Khi đầu cọc C2 cách mặt đất 0,3 0,5 m thì tiến hành lắp đoạn cọc C1 (đoạn cọc nối), kiểm tra bề mặt 2 đầu cọc C1 và C2 sửa chữa sao cho thật phẳng. Nếu 2 bề mặt không phẳng có thể ch n thêm các miếng đệm bằng thép.
- Tiến hành lối và ép đoạn cọc C1:
+ Kiểm tra các chi tiết mối nối đoạn cọc và chuẩn bị máy hàn (dùng hai người hàn để giảm thời gian cọc nghỉ, khi đó đất xung quanh cọc chưa phục hồi cường độ và có thể ép tiếp dễ dàng. Đưa đoạn C1 vào vị trí ép, căn chỉnh để đường trục của C1 trùng với phương nén. Độ nghiêng của cọc 1%.
+ Tăng dần áp lực ép để cho máy ép có đủ thời gian cần thiết tạo đủ áp lực thắng được lực ma sát và lực cản của đất ở mũi cọc, giai đoạn đầu ép với vận tốc không quá 1cm/s.
Khi đoạn cọc C1 chuyển động đều thì mới cho cọc xuyên với vận tốc không quá 2 cm/s.
Cuối cùng ta sử dụng một đoạn cọc 2-3m dừng ép âm, ép đầu đoạn cọc cuối cùng xuống một đoạn -1 m ( so với cos 0,0).
+ Khi lực nén tăng đột ngột tức là mũi cọc đã gặp phải đất cứng hơn (hoặc gặp dị vật cục bộ) lúc này cần phải giảm lực nén để cọc có đủ khả năng vào đất cứng hơn (hoặc kiểm tra để tìm biện pháp xử lý) và giữ để lực ép không quá giá trị tối đa cho phép.
+ Kết thúc công việc ép xong một cọc.
* Cọc đƣợc coi là ép xong khi thỏa mãn hai điều kiện sau:
- Chiều dài cọc được ép sâu vào trong lòng đất dài hơn chiều dài tối thiểu và ngắn hơn chiều dài lớn nhất do thiết kế quy định.
- Lực ép vào thời điểm cuối cùng đạt trị số thiết kế quy định trên suốt chiều sâu xuyên lớn hơn 3d = 0,9m. Trong khoảng đó vận tôc xuyên phải ≤ 1 cm/s.
Trường hợp không đạt hai trường hợp trên người thi công phải báo cho chủ công trình và thiết kế để biết xử 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.
* Ghi chép theo dõi lực ép theo chiều dài cọc:
- Khi mũi cọc cắm vào được 3050(cm) bắt đầu ghi giá trị lực ép đầu tiên, sau đó cứ sau 1(m) ép ghi áp lực ép một lần. Nếu có biến động bất thường thì phải ghi độ sâu và giá trị tăng hoặc giảm đột ngột của lực ép. Từ đây trở đi ứng với từng đoạn cọc 20(cm) xuyên, việc ghi chép tiến hành cho đến khi ép xong 1 cọc.
1.5. Các sự cố khi thi công cọc và biện pháp giải quyết * Cọc bị nghiêng lệch khỏi vị trí thiết kế:
- Nguyên nhân: Do gặp chướng ngại vật, do mũi cọc khi chế tạo có độ vát không đều.
- Biện pháp xử lý: Cho dừng ngay việc ép cọc và tìm hiểu nguyên nhân, nếu gặp vật cản có thẻ đào phá bỏ, nếu do mũi cọc vát không đều thì phải khoan dẫn hướng cho cọc xuống đúng hướng.
* Cọc ép xuống khoảng 0,5†1 m đầu tiên thì bị cong, xuất hiện vết nứt gãy ở vùng chân cọc.
- Nguyên nhân: Do gặp chướng ngại vật nên lực ép lớn
- Biện pháp xử lý: Cho dừng ngay việc ép nhổ cọc vỡ hoặc gẫy, thăm dò dị vật để khoan phá bỏ sau đó thay cọc mới và ép tiếp.
* Khi ép cọc chưa đến độ sâu thiết kế, cách độ sâu thiết kế từ 1 đến 2m cọc đã bị chối, có hiện tượng bênh đối trọng gây nên sự nghiêng lệch làm gãy cọc.
Biện pháp xử lý:
- Cắt bỏ đoạn cọc gãy. Cho ép chèn bổ sung cọc mới. Nếu cọc gãy khi nén chưa sâu thì có thể dùng kích thủy lực để nhổ cọc lên và thay cọc khác.
* Khi lực ép vừa đến trị số thiết kế mà cọc không xuống nữa trong khi đó lực ép tác động lên cọc tiếp tục tăng vượt quá Pép max thì trước khi dừng ép cọc phải nén ép tại độ sâu đó từ 3 đến 5 lần với lực ép đó.