Phần II. Giám sát chất l−ợng thi công công trình cầu
2.4 Công tác TVGS thi công móng cọc đóng và cọc ống
2.4.1 Những vấn đề chung cần chú ý trong TVGS thi công móng cọc đóng 2.4.1.1 Chế tạo cọc
Cọc dùng trong móng mố trụ cầu th−ờng là cọc BTCT, cọc thép, cọc ống BTCT và BTCT DƯL,… Việc chế tạo các cọc th−ờng đ−ợc chế tạo tại công x−ởng hoặc trên b{i đúc tại hiện trường. Nhìn chung việc TVGS công đoạn chế tạo cọc tương tự như chế tạo kết cấu thép, kết cấu BTCT, BTCT DƯL đúc sẵn và kết cấu thép chế tạo sẵn tại công x−ởng và tại b{i. Chi tiết xem thêm nội dung ở ch−ơng 3 và ch−ơng 4 của tập bài giảng này và các Tiêu chuẩn, Quy chuẩn có hiệu lực đ{ nêu dẫn ở trên. Trong 22TCN 266-2000: Cầu và cống - Quy phạm thi công và nghiệm thu những vấn đề này đ−ợc trình bày trong phần 4 “Công tác cốt thép và công tác bê tông”
2.4.1.2 Hạ cọc và cọc ống
Trước khi đóng cọc đại trà cho một mố hoặc trụ, cần xác định chiều dài cọc bằng cách tiến hành đóng cọc thử. Việc đóng cọc thử phải tuân theo đề cương do TVTK lập. Việc đo độ chối khi đóng thử cọc phải bảo đảm độ chính xác.
cũng đ{ quy định khá chi tiết một số vấn đề khi hạ cọc.
- Trong điều 5.3 quy định: Cọc đ−ợc đóng bằng búa đảm bảo độ sâu ngầm thiết kế đến độ chối tính toán nh−ng không đ−ợc nhỏ hơn 0.2cm cho một nhát đập, còn cọc ống đ−ợc hạ xuống bằng búa rung với năng suất hạ rung ở giai đoạn cuối không nhỏ hơn 5cm/phút. Nếu yêu cầu trên không có khả năng đạt đ−ợc, cần áp dụng phương pháp xói mũi cọc hoặc đặt cọc vào lỗ khoan mồi để hạ cọc
đến độ chối tính toán, đối với cọc áp dụng phương pháp đào đất phía dưới mũi cọc trước hoặc dùng búa rung loại lớn hơn. Cho phép đào đất cát phía dưới mũi cọc trước từ 1-2m, với điều kiện khi có áp lực nước thừa đủ trong lòng cọc, tức là có cột n−ớc trong lòng cọc cao trên 4 -5m so với cao trình mặt n−ớc hoặc cao trình mạch ngầm.
- Trong điều 5.4 quy định: Độ sâu khoan mồi cọc bằng 0.9 chiều sâu hạ cọc trong
đất, còn đường kính lỗ khoan mồi cọc bằng 0.9 đường kính cọc tròn hoặc 0.8
đ−ờng chéo cọc vuông cũng nh− cọc đa giác và đ−ợc điều chỉnh theo kết quả hạ thử cọc.
- Trong điều 5.5 quy định: Khi cọc hạ xuyên qua tầng dầy là loại đất cứng, đ−ợc thực hiện bằng cách dùng mũi khoan dẫn hướng. Cho phép đóng cọc trực tiếp qua lớp sét dẻo mềm hoặc đất á sét mà không có thành phần đất cứng.
- Trong điều 5.6 quy định: Sau khi hạ xong cọc ống, cần lấy hết đất mùn ở đáy lòng cọc, làm sạch, nghiệm thu đáy cọc (kể cả việc mở rộng mũi cọc) và đặt lồng cốt thép trong trường hợp cần thiết, sau đó đổ bê tông nhồi vào lòng cọc.
Sau mỗi lần buộc phải dừng thi công, công việc đổ bê tông nhồi ruột cọc có thể tiếp tục thực hiện nếu khoảng thời gian dừng không làm mất độ linh động của hỗn hợp đ{ đổ. Trong trường hợp ngược lại chỉ cho phép tiếp tục công việc khi có giải pháp đảm bảo chất l−ợng liên kết tốt ở mặt tiếp giáp giữa phần bê tông mới đổ và phần đ{ đổ trước.
- Trong điều 5.7 quy định: Việc đổ đầy hỗn hợp bê tông trong lòng cọc ống BTCT trong phạm vi có dấu hiệu thay đổi nhiệt độ do tác động của môi trường xung quanh (nước, không khí, đất,…) phải thực hiện theo yêu cầu đặc biệt được chỉ dẫn trong BVTC (lựa chọn thành phần hỗn hợp, cách đổ nhồi bê tông, làm sạch mặt trong lòng cọc,…) ở cao trình dưới phạm vi đó một đoạn bằng một lần
đường kính cọc nhưng không nhỏ hơn 1m, để đảm bảo an toàn cho cọc có thể hạn chế sự xuất hiện vết nứt trong khối bê tông nhồi.
2.4.2 Những khuyết tật th−ờng gặp 2.4.2.1. Trong quá trình chế tạo cọc
• Đối với cọc BTCT và BTCT DƯL: Các cọc BTCT và BTCT DƯL th−ờng đ−ợc chế tạo tại công xưởng hoặc chế tạo tại b{i đúc tại công trường. Những hư hỏng
cấu BTCT đúc sẵn. Những h− hỏng khuyết tật đó là:
- Các sai lệch về kích th−ớc quá giới hạn cho phép - Bê tông không đạt cường độ của mác bê tông thiết kế;
- Bê tông bị rỗng, rỗ, hở, lộ cốt thép.
• Đối với các cọc thép: Th−ờng đ−ợc chế tạo từ tổ hợp các thanh thép hình và thép bản. Các hư hỏng và khuyết tật thường gặp cũng tương tự như đối với kết cấu thép. Những h− hỏng khuyết tật đó là:
- Các sai lệch về kích th−ớc chi tiết quá giới hạn cho phép;
- Quy trình thi công không đ−ợc tuân thủ chặt chẽ dẫn tới hình thành biến dạng d− và ứng suất d− trong cọc.
2.4.2.2 Trong quá trình vận chuyển cẩu lắp
Trong quá trình vận chuyển, cẩu lắp từ công xưởng hoặc từ b{i đúc vào vị trí đóng có thể gây các h− hỏng và khuyết tật:
- Nứt, g{y cọc do cẩu lắp không đúng vị trí;
- Nứt, vỡ do khi xếp lên phương tiện vận chuyển không đúng quy cách;
- Nứt, vỡ do khi xếp xuống vị trí không đúng quy cách.
2.4.2.3 Trong quá trình đóng cọc:
• Sai lệch vị trí trên mặt bằng: Đây là sai sót thường gặp nhất khi đóng cọc. Có nhiều nguyên nhân:
- Do định vị vị trí tim trụ, mố sai dẫn đến sai lệch vị trí của các cọc trong móng.
- Do định vị tim từng cọc khi đóng không chính xác.
• Cọc bị nghiêng lệch so với thiết kế:
- Do định vị cọc đầu tiên sai.
- Do sự không ổn định của thiết bị dẫn hướng;
- Do sàn đạo, giá búa không ổn định, đặc biệt là khi đóng trên hệ nổi.
• Cọc đóng không đủ độ chối: cọc đóng theo chiều dài đ{ đ−ợc quyết định khi
đóng cọc thử nh−ng vẫn ch−a đạt độ chối thiết kế. Các nguyên nhân có thể là:
- Địa chất dưới mũi cọc có sự thay đổi đột ngột so với địa chất của cọc thử;
- Gặp phải các lớp đất yếu.
- Gặp phải hiện t−ợng “chối giả” khi mũi cọc đi qua lớp sét. Do hiện t−ợng chấn
động sinh ra trong quá trình đóng cọc phá hoại tính kết tụ của đất.
theo kết quả đóng cọc thử. Các nguyên nhân có thể là:
- Địa chất dưới mũi cọc có sự thay đổi đột ngột so với địa chất của cọc thử, gặp phải lớp đất chắc sớm hơn dự kiến;
- Gặp phải chướng ngại vật như đá mồ côi, các vật thể bị vùi lấp;
- Gặp hiện t−ợng “chối giả” khi mũi cọc đi qua lớp cát. Do hiện t−ợng chấn động sinh ra trong quá trình đóng cọc làm cho lớp cát bị nén chặt lại do đó sức kháng mủi và ma sát tăng lên;
- Đóng cọc không theo đúng trình tự và chỉ dẫn của thiết kế, gây hiện t−ợng dồn ép đất dẫn tới đóng các cọc cuối cùng khó khăn.
2.4.3 Kiểm tra và nghiệm thu
Việc kiểm tra nghiệm thu chất l−ợng công tác đóng cọc và cọc ống đ−ợc quy
định trong điều 5.8 của 22TCN 266-2000: Cầu và cống – Quy phạm thi công và nghiệm thu và phải tuân theo yêu cầu kỹ thuật ghi trong bảng 2.2
Bảng 2.2 Các yêu cầu kỹ thuật khi nghiệm thu móng cọc đóng
Yêu cầu kỹ thuật Đối t−ợng
kiÓm tra
Ph−ơng pháp kiểm
tra 1. Sai lệch cho phép về mặt bằng tim cọc và cọc ống so
với thiết kế tại vị trí đáy bệ hoặc đài cọc:
a) Đối với cọc vuông, cọc tam giác và cọc có kích th−ớc không lớn hơn 0,6m (tính theo cạnh cọc vuông, cạnh nhỏ cọc tam giác hoặc đ−ờng kính cọc tròn) ở bệ móng
đổ tại chỗ hoặc trên đài cọc, tính theo chiều dài cạnh hoặc đ−ờng kính (m) nh− sau:
Khi cọc bố trí một hàng theo mặt chính cầu:
- Theo h−ớng dọc cầu, không v−ợt quá ±0,2 của trị số cạnh hoặc đ−ờng kính (m)
- Theo h−ớng ngang cầu, không v−ợt quá ±0,3 của trị số cạnh hoặc đ−ờng kính (m)
Khi cọc bố trí hai hàng hoặc nhiều hơn theo mặt chính cÇu:
- Đối với hàng cọc ngoài cùng, dọc cầu, không v−ợt quá ±0,2 của trị số cạnh hoặc đ−ờng kính (m)
- Đối với hàng cọc giữa, dọc cầu, không v−ợt quá
±0,3 của trị số cạnh hoặc đ−ờng kính (m)
Từng cọc
nt
nt
nt
Đo bằng th−íc
nt
nt
nt
Theo ph−ơng ngang cầu, không v−ợt quá +0,4 của trị số cạnh hoặc đ−ờng kính (m)
nt nt
b) Đối với cọc vuông, cọc tam giác và cọc tròn có kích thước không lớn hơn 0.6m thì độ sai lệch cho phép là 5cm (không phục thuộc và số l−ợng cọc) ở bệ móng kiểu lắp ghép hoặc trên mặt nền bắt buộc phải dùng các thiết bị định hướng (lồng khung cốt thép, khung dẫn h−íng, cÇn cÈu)
nt nt
c) Đối với cọc ống đường kính lớn hơn 0.6m đến 3m,
đóng xiên, tính theo trị số đường kính (m) như sau:
Khi không sử dụng thiết bị định hướng:
- Đối với cọc đơn và cọc bố trí một hàng theo mặt chính cầu, không v−ợt quá 0.1 của trị số đ−ờng kÝnh (m).
- Đối với cọc bố trí 2 hàng hoặc nhiều hơn, không v−ợt quá 0.15 của trị số đ−ờng kính (m)
Khi có khung dẫn hướng (khung định vị):
- Nếu trên cạn, không v−ợt quá 5cm.
- Nếu trong nước, không vượt quá 0.03H, trong đó H là độ sâu nước (m)
nt
Từng cọc ống
nt
Cho từng cọc èng
nt
nt
§o b¨ng th−íc
nt
Đo bằng máy thuû b×nh
nt
2. Độ dịch chuyển cho phép của tim hệ khung dẫn h−ớng so với vị trí tim thiết kế ở cao trình mặt khung nh− sau:
- Nếu trên cạn là 2.5cm
- Nếu trong n−ớc không v−ợt quá 0.015H, trong
đó H là độ sâu nước (m)
nt nt
nt nt
3. Độ sai lệch của chiều sâu hạ cọc và cọc ống so với trị số thiết kế (Khi hạ cọc vào đất trên 4m có xét đến xãi côc bé):
a. Cọc dài đến 10m (với điều kiện tính khả năng chịu tải của cọc theo đất nền) là:-25cm
Cọc dài trên 10m là :-50cm
b. Cọc ống với mọi chiều dài là :-25cm
Từng cọc
nt nt
Quan sát đo bằng th−ớc gắn trên thân
cọc nt
Ghi chó:
1. Sai số cho phép của các cọc (cọc đặc và cọc ống) so với đồ án thiết kế, trong mặt bằng, đ−ợc tính tại đáy bệ móng (đổ bê tông tại chỗ). Các trị số cho phép về sai lệch vị trí so với đồ án thiết kế theo mặt bằng của hệ cọc đ{ nêu trên bao gồm cả trị số chuyển vị ở mặt đáy bệ cọc hoặc đài cọc do có sai lệch của cọc theo phương thẳng đứng hoặc do có thay đổi độ xiên cọc. Sai số cho phép về thay đổi tang của góc theo phương thẳng đứng (so với vị trí thiết kế) của các cọc xiên không vượt quá
200:1 khi bố trí một hàng cọc; 100:1 khi bố trí 2 hàng trở lên.
2. Đối với các loại móng có bệ hoặc dài cọc chế tạo sẵn, đ−ợc liên kết vào các cọc nhờ các đầu cốt thép dọc thò ra và lấp đầy bằng bê tông đổ tại chỗ, độ sai lệch cho phép về vị trí cọc theo mặt bằng so với thiết kết ở mặt đáy hoặc bệ móng cọc không
đ−ợc lớn hơn 5cm.
3. Số l−ợng cọc bị sai lệch không v−ợt quá 25% tổng số cọc đối với các móng và trụ có một hàng cọc và 40% đối với móng cọc có hai hoặc nhiều hàng cọc.
4. Khi số cọc thực tế bị sai lệch so với thiết kế v−ợt quá trị số giới hạn cho phép, việc chấp thuận khả năng dùng lại hệ cọc này phải đ−ợc cơ quan T− vấn thiết kế móng hoặc trụ xem xét giải quyết.