Lập biện pháp thi công cọc

VÀ TỔ CHỨC THI CÔNG

A. THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG

I. THI CÔNG PHẦN NGẦM

1. 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.

1.2 Công tác chuẩn bị khi thi công cọc 1.2.1 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

1.2.2 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

1.3 Các yêu cầu chung đối với cọc và thiết bị ép cọc 1.3.1 Yêu cầu kỹ thuật đối với việc hàn nối cọc

- Các đoạn cọc được nối với nhau bằng 4 tấm thép 300x300x8mm - 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.

1.3.2 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.

1.3.3 Yêu cầu kỹ thuật đối với thiết bị ép cọc

- Lực nén (danh định) lớn nhất không nhỏ hơn 1,4 lần lực nén lớn nhất Pepmaxyêu cầu - Lực nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc, không gây lực ngang khi ép.

1.4 Tính toán máy móc và chọn thiết bị thi công ép cọc 1.4.1 Chọn máy ép cọc

Để đưa cọc xuống độ sâu thiết kế cọc phải qua các tầng địa chất khác nhau. Ta thấy cọc muốn qua được những địa tầng đó 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 tới độ sâu thiết kế.

+ K : hệ số lớn hơn 1, phụ thuộc vào loại đất và tiết diện cọc.

+ Pc: tổng sức kháng tức thời của đất nền, Pcgồm hai phần: phần kháng mũi cọc(Pm ) và phần ma sát của cọc(Pms)

Như vậy để ép được cọc xuống độ sâu thiết kế cần phải có một lực thắng được lực ma sát mặt bên của cọc và phá vỡ được cấu trúc của lớp đất dưới mũi cọc. Để tạo ra lực ép cọc ta có: trọng lượng bản thân cọc và lực ép bằng kích thủy lực, lực ép cọc chủ yếu do kích thủy lực gây ra.

- Sức chịu tải của cọc Pc  PSPT  1733,6 kN  173,3 T

- Để đảm bảo cho cọc được ép đến độ sâu thiết kế, lực ép của máy phải thoả mãn điều kiện: Pepmin   2 Pcoc   2 173,3 T  346,6 T

- Vì chỉ cần sử dụng 0,7÷ 0,8 khả năng làm việc tối đa của máy ép cọc. Do vậy ta chọn máy ép thủy lực có lực ép danh định:

Pepmay 1, 4.Pep 1, 4.346, 6485, 24( )T

Chọn thiết bị ép cọc là máy ép cọc robot model ZYC-500B có các thông số kỹ thuật sau:

Áp lực ép tối đa (T) 500 Dải góc (o) 11

Tốc độ ép tối đa (m/phút) 6.5 Chiều cao treo cọc (m) 15 Hành trình ép (m) 2 Khoảng cách ép biên (mm) 1380 Bước dịch dọc cực đại (m) 3.6 Khoảng cách ép góc (mm) 2800

Bước dịch ngang cực đại (m) 0.6 Kích thước (DxRxC) 13,2x7,6x3,15 Phù hợp với cọc vuông (mm) 300550 Tổng trọng lượng (T) 161

Phù hợp với cọc tròn (mm) 300600 Từ số liệu máy đã chọn ta thấy :

Do trọng lượng máy là 161T<346,6 T nên ta cần tính toán thêm đối trọng.

doitrong

Q =1,1×(346,6-161)=204,16(T) 1.4.2. Số máy ép cọc cho công trình

- Số lượng cọc và chiều dài cọc cần ép của công trình thể hiện trong bảng sau:

TÊN MÓNG

SỐ LƯỢNG

MÓNG

SỐ CỌC TRONG

ĐÀI

CHIỀU DÀI CỌC

(m)

CHIỀU DÀI ÉP ÂM

(m)

CHIỀU DÀI ÉP CỌC

(m)

TỔNG CHIỀU DÀI ÉP CỌC

(m)

M1 8 5 29 1,05 30,05 1202

M2 2 9 29 1,05 30,05 540,9

M3 4 4 29 1,05 30,05 480,8

M4 2 6 29 1,05 30,05 360,6

M5 1 12 29 1,05 30,05 360,6

15 29 2,55 31,55 473,2

TỔNG CHIỀU DÀI ÉP CỌC TRÊN TOÀN CÔNG TRÌNH 3418,1 Chiều dài cọc ép trong 1 ca máy của máy ép robot theo định mức là : 300m.

Tổng số ca máy. ( tính cho 1 máy ép):

N = 3418,1 300 12 L

l   ( ca máy )

Số ngày 1 máy thi công là ( 1 ngày làm 1 ca ) n = 12

1 1 12

N   ( ngày )

Chọn 1 máy ép, một ngày làm việc một ca, thời gian phục vụ ép cọc dự kiến khoảng 12 ngày (chưa kể thời gian thí nghiệm nén tĩnh cọc TCVN 9394-2012 số cọc cần nén tĩnh thông thường lấy bằng 1% tổng số cọc của công trình nhưng trong mọi trường hợp không ít hơn 2 cọc).

1.5. Thi công cọc thử 1.5.1. 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.

1.5.2. Thời điểm ,số lượng và vị trí cọc thử

- Tổng số cọc của công trình là 113 cọc, số lượng cọc cần thử 2 cọc (theo TCVN 9394- 2012 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.

1.6. Quy trình thi công cọc 1.6.1. 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.

1.6.2. Sơ đồ ép cọc

Được thể hiện trong bản vẽ thi công ép cọc.

1.6.3. 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 C1:

+ 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 C1 cắm sâu dần vào đất với vận tốc xuyên ≤ 1cm/s.

+ Khi đầu cọc C1 cách mặt đất 0,3  0,5 m thì tiến hành lắp đoạn cọc C2 (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 chèn thêm các miếng đệm bằng thép.

- Tiến hành lối và ép đoạn cọc C2:

+ 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 C2 vào vị trí ép, căn chỉnh để đường trục của C2 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 C2 chuyển động đều thì mới cho cọc xuyên với vận tốc không quá 2 cm/s.

Cuối cùng ta sử dụng một đoạn cọc ép âm, ép đầu đoạn cọc cuối cùng xuống một đoạn - 1,5 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 được 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 = 1,2m. 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 3050(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.

1.7. 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.