Các điều kiện kỹ thuật của cọc ép dùng xử lý nền móng

CAC DIEU KIEN
KY THUAT
=a UA COC EP
— DUNG XU LY
2002 NEN MONG
TK03236

iy NHA XUAT BAN KHOA HOC VA KY THUAT


vu CONG NGU, TRAN NHAT DUNG
NGUYEN THE TÚ, NGÔ QUANG LÍCH

NGUYEN VAN HUNG

CAC DIEU KIEN KY THUAT
CUA COC EP

DUNG XU LY NEN MONG

(In lén thir tu)

TioPoff VIENY 03
(runs me Bc-beo
\ XAY-DUNG

NHA XUAT BAN KHOA HOC VA KY THUAT
HÀ NỘI - 2002

6-0601 978-72-01
KHKT - 01

Lời NÓI ĐẦU

(lần xuất bản thứ nhất)

Cọc ép xâm nhập vào Hà Nội qua một tài liệu của
nước ngoài dược gọi là cọc Méga (tên một hãng xây
dựng Pháp) ; nay chúng ta gọi là cọc ép - thuật ngữ
dược dùng trong các tài liệu dịa kỹ thuật quốc tế (tiếng
Anh : jacked pile, pressed pile ; tiếng Pháp : pieu

foncé). Lần dầu tiên cọc ép dã dược dùng dề sửa chữa

khách sạn La Thành (Phùng Đức Long, Viện khoa hoc ky

thuật xây dựng, Bộ xây dựng) dể khử độ lún cho một
ngôi nhà dã xây xong vài năm nhưng bị nghiêng, nứt
nguy hiểm. Việc dùng cơng nghệ cọc ép cho cơng trình
mới xây dựng thì có lẽ lần dầu tiên là cho nhà làm việc
Công ty diện tử, 186 Quan Thánh (Phùng Đức Long, Viện

KHKTXD-BXD, Lê Đức Thắng, Trường dại học xây dựng

Hà Nội - 1986). Cũng trong khoảng 1986 - 1989, cọc ép
được sử dụng cho một số cơng trình dé sửa chữa lún
nứt, cũng như cho một số cơng trình dang xây dựng dở
dang hoặc xây mới, thiết bị ép có cải tiến dơi chút (Võ
Vấn Thảo, Lê Huy Như, Vũ Công Ngữ,. Trường ĐHXDHN).
Chú ý là học tập theo các tài liệu nước ngồi, cọc ép
ban đầu có đặc diểm là : doạn cọc ngắn (60 cm), nối

lõi (bằng thép thanh tròn 28 - 30 mm).

Trong năm 1990 cơng nghệ cọc ép dã có một bước
phát triển mới : ở cơng trình chợ Đồng Xuân dùng cọc
ép sau (doạn dài 150 cm), nối bằng hàn (Vũ Công Ngữ,
Nguyễn Dư Tiến) ; ở công trình Cơng ty xổ số
53 E
Hàng Bài Hà Nội dùng cọc ép trước với cơ cấu ôm doạn
cọc dài 6 m, 7 m (Võ Văn Thảo, Lê Huy Như).

Qua một số cơng trình dược xem như những thử
nghiệm có kết quả tốt, cọc ép dã giành dược sự chú ý

của dông dảo những người xây dựng. Do những ưu thế

của nó, ngày nay cọc ép dã dược sử dụng rất rộng rái

ở Hà Nội, cho hàng chục cơng trình. Trong khi dó, nhiều

người thiết kế, thi cơng, nhiều chủ cơng trình chưa có

nhiều kinh nghiệm trong thiết kế và nhất là trong thi công

cọc ép. Thiếu một chỉ dẫn dầy dủ và sáng tỏ về kỹ

thuật, trước hết là trong công nghệ, việc áp dụng mệt

cách ồ ạt cọc ép có nguy cơ khơng dạt dược chất lượng
cần thiết, thậm chí mắc phải những sai sót dáng tiếc de

dọa sự tồn tại và phát triển cọc ép.

Trong khuôn khổ chương trình nghiên cứu khoa học
01.36 "Phịng và chống lún nứt các cơng trình xây dựng
trên nền dất yếu Hà Nội' chúng tôi dã biên soạn cuốn
"Cac diều kiện kỹ thuật của cọc ép dùng xử lý
móng" dựa vào những kinh nghiệm dã thu lượm nền
(qua quá trình thực hiện mấy vạn mét cọc ép) và dược
khảo các tài liệu của nước ngoài. Nó dã dược thơng tham
Hội dồng khoa học do UB KHKT thành phố thành
ngày 27 - 9 - 1991 (bao gồm các thành viên Đồng qua
lập
Minh

Sơn, Nguyễn Đức Khiển, Nguyễn Bá Kế, Võ Văn Thảo,
Nguyễn Văn Quảng, Ngơ Thế Phong, Lê Đức Thắng, Lê
Phụng Hồng, Nguyễn Trường Tiến, Lê Song Tơn, Nguyễn
Bá Tùng). Nó dược kiến nghị tạm thời áp dụng dể kiểm
nghiệm thêm trong thực tế. Trên cơ sở những bổ sung,
sửa chữa, dóng góp của dơng dảo các cơ quan thiết kế,
các dơn vị thi công, các chuyên gia dia kỹ thuật chúng
tôi hy vọng rằng sẽ sớm hình thành một quy trình cọc
ép hồn chỉnh dể sử dụng chính thức.

Ban biên soạn


Loi NÓI DAU

(lần xuất bản thứ hai)

Công nghệ cọc ép vẫn dang dược phát triền và sử
dụng rộng rãi. Hiện nay ở Hà Nội, thành phố Hồ: Chí
Minh dã có những thiết bị ép dạt lực ép lớn tới 120 -
150 t, ép cọc tiết diện 30 x 30 cm dạt tới tải trọng làm

việc 50 - 70 † cọc.

Ep coc, thực ra chỉ là một công nghệ thi công,
những vấn dê của thiết kế căn bản là những vấn dé
chung của móng cọc, chúng tơi chờ đợi bản tiêu chuẩn
móng cọc chung (dang soạn thảo). Tài liệu này vẫn chỉ
mang tính chất chỉ dẫn. Chúng tôi cũng dược (Bộ xây
dựng) giao cho việc chuẩn bị tiêu chuẩn nghiệm thu cọc ép
(bêtông cốt thép). Bản dự thảo này (dã dược thông qua)
in ở phần sau cuốn sách nhỏ này. Về nội dung nó có
nhiều diều trùng lặp với phần chỉ dẫn ở trước, nhưng về
hình thức nó có dúng dáng dấp của một bản tiêu chuẩn
chính thức và có thể thuận lợi cho người sử dụng chung.
Cuốn sách này in ra vẫn nhằm đáp ứng nhanh những
dòi hỏi trước mắt của hoạt dộng xây dựng, và việc hoàn
chỉnh bổ sung vẫn phải tiếp tục thực hiện. `

Ban biên soạn

Việc thiét ké va thi céng cọc ép van tuan thu

những quy định chung về móng cọc (Khảo sát dia ky
thuật phục vụ thiết kế và thi cơng móng cọc 20 TCN-

1460-87; Nghiệm thu các kết cấu bêtông cốt thép. ..).

Ö dây đề cập đến những điều kiện kỹ thuật gắn

với tính chất riêng của cọc ép và được trình bày dưới
hình thức hai kiểu chữ :

Kiểu chữ dứng : Nội dung chủ yếu; các điều, mục
được đánh số bao gồm những
khái niệm, định nghĩa thống nhất

hóa : những quy định kỹ thuật
phải tuân thủ.

Kiểu chữ nghiêng : Hướng dẫn giải thích làm sáng

tỏ thêm những nội dung nói ở các
diều quy dịnh trên. Thảo luận,
khuyến cáo dối với những yếu tố

kỹ thuật còn chưa dược khẳng dịnh.

1. DINH NGHIA - QUY DINH CHUNG

1.4. Coc ép là cọc được hạ vao trong dat tung
đoạn bằng kích thủy lực có đồng hồ đo áp lực. Trong

q trình ép cọc có thể khống chế được tốc độ xuyên

của cọc, xác định được lực nén ép trong tửng khoảng

độ sâu quy định.

1.2. Nếu cọc được ép xong mới thi công xây dựng

dài trên các đỉnh cọc đã ép thì gọi là cọc ép trưóc.
Nếu xây dựng đài trước có để sẵn các lỗ chờ, sau đó
ép cọc qua các lỗ chờ sẵn này, cuối cùng bịt các. lỗ

chờ neo cọc vào đài thi gọi là cọc ép sau.

+ Những ưu diểm của cọc ép la :
- Thi công êm, không gây chấn động.
- Tính kiểm tra cao, chất lượng từng doạn cọc được
thử dưới lực ép. Xác dịnh dược giá trị lực ép cuối cùng.
- Khi ép sau, cọc dược ép trong quá trình lên tầng,

rút ngắn thời gian thỉ công.
1.3. Trong mọi điều kiện nền đất cần phải sử dụng

móng cọc nói chung, và nói riêng là cọc đóng, thì đều

có thể dùng cọc ép.

1.4. Khi nền đất có :
- Những dị vật nằm lưng chung.

- Những6 cat chat, ludi sét cúng nằm lưng chủng,

ngăn cản việc ép cọc tới các lóp đất tốt ỏ bên di,
thì phải có biện pháp phù trợ (khoan phá, khoan dẫn,
ép cọc tạo lỗ .) để có thể ép cọc vượt qua các trỏ

ngại đó tới lóp đất chịu lực tốt ỏ bên duói.

+ Cọc ép nên sử dụng :
- Trong xây chen.
- Khi cứu chữa các cơng trình hư hỏng vì lún.

- Khi cần rút ngắn thời gian thi công.

+ Nhược diềm của cọc ép là :

- Bị hạn chế về kích thước và sức chịu tải của cọc

(do thiết bị ép bị hạn chế hơn so với các công nghệ
khác).

- Cũng do hạn chế về thiết bị, không vượt qua được
lớp dất tốt xen kẹp (những 6 cat chat, sét cứng).

1.5. Coc ép có thể dùng là cọc thép, cọc bêtơng
cốt thép. Các quy định về cọc xem 6 muc 3.

1.6. Khi thiét ké coc ép phải dự báo đúng lực ép
cần thiết tương úng với điều kiện neo giữ và thiết bị

ép có được.

Mặt khác do tính khơng đồng nhất: của nền đất,

cọc có thể đạt sức chịu tải dự tính ỏ những chiều dài
rất khác nhau. Vì vậy cần dự báo chiều dài cọc biến

10

đổi trong suốt khoảng (fmịn, Imax) Ma khéng phai la một

hay một vài trị giá cố định. ˆ bằng hệ số ^. Hệ
Độ mảnh của cọc ép biểu hiện

số này khơng nên q 100.

tong dó : ! - chiều dài cọc ;

d - dường kính hoặc cạnh cọc.

Trường hợp bắt buộc dùng cọc có Â > 100 cần
chắc chắn là :

- Điều kiện nền dất. giữ được
kiểm tra
- Điều kiện thi cơng dảm bảo cho cọc vẫn
dạng hình học tốt và cần có các thí nghiệm
lăng cường.

1.7. Để đảm bảo cọc ép đạt được sức chịu tải dự
tính thì lực ép phải đạt tới lực ép giới hạn tối thiểu

(P epÌmin (xem 5.3).

Khi gặp chướng ngại (6 cát chặt, vỉa sét cứng)
muốn vượt qua phải tăng lực ép (lón hơn (Pep)min) lên

khá lớn. Để đảm bảo an toàn cho hệ neo giữ và thiết
bị ép, cần khống chế lực ép khơng lón q (Pap)max

(xem 5.3). cúu chữa cơng trình bị
với công trình cú, cũng
1.8. Khi dùng cọc ép để đủ độ bền và độ cúng
lún phải đảm bảo liên kết cọc
như hệ neo (nếu cọc ép sau)

tương úng với lực ép cọc.

11

1.9. Cọc ép được chế tạo thành từng đoạn thuận
tiện cho việc ép cọc, chiều dài đoạn cọc ép chọn :

- Tùy theo khơng gian cơng trình khi ép cọc.
- Tùy theo thiết bị ép cọc.
khi ép trước, chiều dài doạn cọc không bị hạn chế
bởi không gian thi công, mà bị hạn chế bởi cơ cấu kích
thước thiết bị cũng như diều kiện vận chuyển dựng lắp.
Khi ép sau, chiều dài doạn cọc bị khống chế bởi không
gian tầng một.
1.10. Để đảm bảo chất lượng cọc cần đảm bảo
dạng hình học của cọc (ghép từ những đoạn ngắn) do

đó cần hạn chế số lượng mối nối trong một cọc:
- Không quá 15 mối nối cho một cọc có tiết

diện 20 x 20 cm.

- Không quá 20 mối nối cho một cọc có tiết diện

30 x 30 cm.

12

2. THIET BI EP COC

2.1. Phân loại thiết bị ép cọc
2.1.1. Phân loại theo cách nén ép cọc có hai loại :

a) Kich nén tai đỉnh cọc (ép đỉnh) loại này dược

chia thành hai dạng :

- Kích được treo trên cao và cố định (hoặc cố định
trên mặt đất).

- Kích tịnh tiến theo cọc.

b) Hệ kích thủy lực nén ép cọc bằng má trấu ma

sát ngàm chặt bề mặt xung quanh cọc (ép ôm).
2.1.2. Phân loại theo cách neo kích, có ba loại :
c) Ép cọc với thiết bị ép có hệ neo trong lịng

đất.

d) Ép cọc vói thiết bị ép có đối trọng 6 trên mặt
dat.

e) Ép cọc với thiết bị ép có hệ neo ngàm chặt

vào chân cơng trình.

2.1.3. Phân loại theo hình thức di chuyển của thiết

bị ép cọc có hai loại :

13

g) Thiết bị ép cọc tự hành.

h) Thiết bị ép cọc không tự hành.

+ Loại (a) thích hợp cho việc ép các doạn cọc
ngăn : 0,6 m ; 1,50 m ; 2,0 m, ....

+ Loại (b) thích hợp cho việc ép các doạn cọc dài
hơn : 4,0 m ; 5,0 m ; 6,0 m ; 8,0 m, ...

+ Loại (c) ; (d) ; (g) thích hợp cho việc ép cọc
sau.

+ Thiết bị ép cọc tự hành là toàn bộ thiết bị dất

trên xe có dộng cơ, di chuyển trên mặt dất.

Cơ cấu của thiết bị ép cọc rất da dạng theo sáng

kiến của người thi công miễn là dảm bảo các yêu cầu

kỹ thuật của công tác ép cọc và dảm bảo diều kiện an

toàn lao dộng.

2.2. Thiết bị ép cọc phải đảm bảo có :

a) Lý lịch máy do nơi sản xuất cấp và có quan
có thẩm quyền kiểm tra xác nhận đặc tính kỹ thuật,
bao gồm :

- Lưu lượng dầu của máy bơm, l/ph.

° =- Áp lực bớm dầu lón nhất, kG/cmẺ.

- Diện tích đáy pittơng của kích, cm”.

- Hành trình pittơng của kích, cm.

b) Phiếu kiểm định chất lượng đồng hồ đo áp lực
dầu và các van chịu áp (do cơ quan có thẩm quyền

cấp) trưóc khi vào ép cọc.

14

2.3. Thiết bị ép cọc được lựa chọn để sử dụng vào
cơng trình phải thỏa mãn các yêu cầu sau đây :

+ Lực nén lón nhất (danh định) của thiết bị khơng

nhỏ hơn 1⁄4 lần lực nén lón nhất (Pap)max Yêu cầu theo

quy định của thiết kế.

+ Lực nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc
trục cọc (khi ép dinh) hoac tac dung déu trén mat bén
cọc (khi ép ôm), không gây ra luc ngang khi ép.
+ Chuyển động của pittơng kích phải đều và khống
chế được tốc độ ép cọc. :

+ Đồng hổ đo áp lực phải tương xúng với khoảng

lực đo.

+ Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện để vận

hành theo đúng các quy định về an toàn lao động khi

thi công.

+ Giá trị áp lực do lớn nhất của đồng hồ không
vượt quá hai lần áp lực do khi ép cọc.

+ Chi nên huy động khoảng (0,7 - 0,8) khả năng tối

da của thiết bị.

+ Trong quá trình ép cọc phải làm chủ được tốc độ

ép đề dảm bảo các yêu cầu kỹ thuật (xem mục 9%).

15

3. coc DUNG DE EP

3.1 Coc béténg cốt thép
3.1.1. Coc béténg cét thép dé ép có tiết diện vành
khuyên (khi đúc ly tâm), tiết diện đa giác đều hoặc

tiết diện vuông (khi đúc bằng ván khuôn thông thường).
Khuyến khích dùng cọc có lỗ thơng tâm, để có thể

kiểm tra trên suốt chiều dài cọc, sau khi ép xong và
giảm được trọng lượng cọc.

Tiết diện vành khuyên và tiết diện vuông với lỗ rỗng
trịn là tốt nhất. Cọc có tiết diện trên tạo thành cọc: có
lỗ rỗng thơng tâm.

3.1.2. Khả năng chịu nén của cọc phải lớn: hón

hoặc bằng 125 lực nén lón nhất (Pep)max Trong mọi
trường hợp, mác bêtông cọc ép không nhỏ hơn 200 khi

ép đỉnh và không nhỏ hơn 250 khi ép ôm.

3.1.3. Nếu sức chịu tải ép được xác dịnh theo khả
năng làm việc của nền đất thì cốt thép đặt trong cọc
' chủ yếu làm việc ở giai đoạn chế tạo, vận chuyển dựng
lắp.

16

Cốt thép cọc ép và cấu tạo cọc chỉ dẫn trong phụ

lục 1.

Nếu cọc có chịu tải trọng ngang thì cốt thép và

mối nối cọc phải tính toán theo độ bền chịu lực ngang.

Yêu cầu nâng cao cường dộ bêtông cọc ép là do
bề mặt hai doạn cọc nối nhau không tiếp xúc hồn tồn
(vi ché tao cọc khơng chính xác). Hướng cải thiện nhược
diém này là chèn bằng vữa và ximăng cường dộ cao,
dông kết nhanh. Khi các diều kiện chế tạo, vận chuyển,

dựng lắp khơng có tác dộng dặc biệt, lượng cốt thép
trong cọc có thể lấy như ở bảng dưới :

Tiết diện cọc 20 x 20cm

Chiều dai coc |, m Duong kinh cét thép, mm

I<2 4¿10
I<4 4 12

i<6 4ø 14

3.1.4. Các đoạn cọc bêtông cốt thép để ép phải

được chế tạo đạt độ chính xác cao về dạng và kích

thước hình học :

- Tiết diện cọc có sai số khơng q + 2 %.

- Chiều dài cọc có sai số không quá + 1 %.
- Mặt đầu cọc phải phẳng và vng góc với trục
. Độ nghiêng phải nhỏ hơn 1 %.

Độ cong (fi!) không quá 0,5 T pees
Th N`
ry, as tcc} ©?

\ kav oun G

3.1.5. Bêtông mặt đầu cọc phải phẳng với vành
thép nối, không có bavia ; tâm tiết diện đầu cọc pđải

đúng trục cọc.

Mặt phẳng bêtông dầu cọc và mặt phẳng vành thép
nối phải song song. Mặt phẳng bêtơng có thể nhơ cao

khơng q 1 mm.

3.1.6. Vành thép nối phải phẳng không được vênh,
độ vênh của vành thép nối phải nhỏ hơn 1 %.

3.1.7. Cốt thép dọc của cọc phải hàn vào vành
thép nối theo cả hai mặt và trên suốt chiều cao vành.

Chỉ tiết nối các đoạn cọc chỉ dẫn trong phụ

luc. 2.

3.1.8. Vành thép nối và đường hàn của những mối
nối nằm gần bề mặt trong phạm vi đất bị xáo động

phải có chiều dày lón hơn 6 mm ; vành thép nối và
đường hàn của những mối nối nằm sâu trong đất tự
nhiên nguyên thổ phải dày trên 4 mm.

Chiều cao (chiều dày) của dường hàn phải xét dến
sự ăn mòn thép.

Theo kinh nghiệm (nước ngoài) trong vùng dất xáo
dộng tốc dộ ăn mòn rất mạnh. Ngược lại trong dất
nguyên thổ, yếm khí tốc độ ăn mịn khơng dáng kể. Để
có chiều cao dường hàn lớn phải dùng bản táp.

en

18 | } om