Nghiên cứu soát xét TCXD 2051998 móng cọc tiêu chuẩn thiết kế

LỜI CẢM ƠN
Tác giả xin chân thành cảm ơn khoa Sau đại học Trường đại học Kiến trúc
Hà Nội, thầy giáo hướng dẫn TS. Trần Hữu Hà, các thầy cô đã giảng dạy, cơ
quan tác giả đang công tác, các bạn đồng nghiệp và gia đình đã giúp đỡ, tạo điều
kiện thuận lợi, động viên tác giả trong quá trình học tập, nghiên cứu hoàn thành
luận văn.
Do trình độ và thời gian có hạn, chắc chắn luận văn còn có những hạn chế
cần được hoàn thiện thêm. Tác giả rất mong nhận được nhiều ý kiến đóng góp
của các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp để hoàn thiện và nâng cao đề tài
nghiên cứu này.
1
MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU………………………………………………………………4
1. Lý do chọn đề tài 3
2. Mục đích nghiên cứu 4
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 4
4. Phương pháp nghiên cứu 4
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: 4
6. Nội dung của luận văn 5
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÓNG CỌC VÀ CÁC TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ MÓNG
CỌC 5
1.1. Móng cọc - sự hình thành và phát triển 5
Khái niệm 5
Lịch sử phát triển 7
Tình hình sử dụng móng cọc ở Việt Nam 8
Một số ưu điểm và phạm vi sử dụng 8
Phân loại cọc, móng cọc 9
1.2. Các tiêu chuẩn hiện hành về thiết kế móng cọc 27
1.2.1. Khái quát về tiêu chuẩn thiết kế móng cọc trên thế giới 27
1.2.2. Các tiêu chuẩn về thiết kế móng cọc do Việt Nam ban hành: 29
1.2.3. Tình hình sử dụng các tiêu chuẩn thiết kế trong lĩnh vực tư vấn xây dựng ở Việt

Nam hiện nay 29
1.2.4. Tổng quan về TCXD 205:1998 31
CHƯƠNG 2. CƠ SỞ KHOA HỌC 36
2.1. Các quan điểm thiết kế móng cọc 36
2.1.1. Thiết kế cọc theo sức chịu tải cho phép(ASD - Allowable Stress Design )[7] 36
2.1.2. Thiết kế cọc theo hệ số thành phần( LRFD - Load anh Resistance Factor Design)
[7] 37
2.2. Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền 40
Công thức tổng quát về sức chịu tải dọc trục của cọc[5],[6],[7],[8] 40
2.2.1. Sức kháng mũi của cọc Qp 42
2.2.2. Sức kháng bên của cọc 43
2.2.3. Hiện tượng ma sát âm 45
2.3. Các phương pháp tính toán sức chịu tải dọc trục của cọc từ các thí nghiệm trong phòng
48
2.3.1. Phương pháp tính toán sức chịu tải của theo các chỉ tiêu cường độ đất nền[1],[7],
[9] 48
2.4. Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu 58
2.4.1. Sức chịu tải theo vật liệu của cọc đúc sẵn 58
2.4.2. Sức chịu tải theo vật liệu của cọc khoan nhồi 61
2.5. Những nội dung đề nghị điều chỉnh của TCXD 205:1998 62
2.5.1. Về phương pháp xác định sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu (điều 3.3.2
của TCXD 205:1998) 62
2.5.2. Về phương pháp xác định sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền 63
CHƯƠNG 3. MỘT SỐ VÍ DỤ TÍNH TOÁN 65
3.1. Công trình nhà hành chính hiệu bộ - trường Đại học Kỹ thuật hậu cần CAND - Bộ
Công An 65
3.1.1. Giới thiệu chung về công trình 65
3.1.2. Điều kiện địa chất 65
2
3.1.3. Giải pháp kết cấu nền móng: 67

3.1.4. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 67
3.1.5. Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 68
3.2. Công trình Khối nhà ăn - ở -hội trường - Trung đoàn hải quân 962 73
3.2.1. Giới thiệu chung về công trình 73
3.2.2. Điều kiện địa chất 73
3.2.3. Giải pháp kết cấu nền móng: 75
3.2.4. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 75
3.2.5. Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 76
3.3. Công trình tổ hợp khách sạn dầu khí Việt Nam 80
3.3.1. Giới thiệu chung về công trình 80
3.3.2. Điều kiện địa chất 80
3.3.3. Giải pháp kết cấu nền móng: 82
3.3.4. Tính toán sức chịu tải của cọc theo vật liệu 82
3.3.5. Tính toán sức chịu tải của cọc theo đất nền 83
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Hiện nay với sự phát triển của nền kinh tế, các công trình cao tầng được
xây dựng ngày càng nhiều, các công trình này có tải trọng lớn xây dựng trên nền
đất yếu nên thường sử dụng móng cọc để truyền tải trọng xuống lớp đất tốt phía
dưới, làm giảm biến dạng và lún không đều, làm tăng độ ổn định của công trình,
có khả năng chịu tải trọng ngang lớn. Mặt khác, nhu cầu xây dựng thường tập
trung ở các đô thị lớn như Hà Nội, Hải Phòng,TP Hồ Chí Minh , các đô thị này
có điều kiện địa chất yếu và phức tạp, vì vậy móng cọc với nhiều phương pháp
thi công đa dạng như: cọc đóng, cọc ép, cọc khoan nhồi có thể sử dụng làm
móng cho các công trình có điều kiện địa chất địa hình phức tạp mà các loại
móng nông không thể đáp ứng được, đã đang và sẽ được sử dụng rộng rãi trong
các công trình xây dựng vừa và lớn.
Hiện nay trong thiết kế móng cọc ở Việt Nam các kỹ sư thiết kế thường
quen sử dụng Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc TCXD 205:1998. Tiêu chuẩn này có
hiệu lực từ năm 1998, đã đáp ứng được cơ sở khoa học và hướng dẫn thiết kế

móng cọc, tuy nhiên sau một thời gian dài đưa vào ứng dụng đã phát sinh nhiều
bất cập trong việc xác định sức chịu tải của cọc và một số vấn đề liên quan trong
3
tính toán thiết kế do xuất hiện nhiều phương pháp khảo sát cũng như thí nghiệm
cọc và thi công cọc nên cần thiết phải có sự nghiên cứu đánh giá soát xét và
chỉnh sửa tiêu chuẩn này để đưa vào ứng dụng một cách hiệu quả hơn
Vì lý do đó tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu soát xét TCXD 205:1998:
móng cọc tiêu chuẩn thiết kế”
2. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu soát xét TCXD 205:1998 từ đó đưa ra các đề nghị chỉnh sửa
một số nội dung của tiêu chuẩn cho phù hợp với thực tiễn xây dựng hiện nay.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Phạm vi nghiên cứu: soát xét các nội dung xác định sức chịu tải của cọc
theo TCXD 205:1998.
Đối tượng nghiên cứu là cọc bê tông cốt thép có tiết diện đặc và cọc khoan
nhồi.
4. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu soát xét TCXD 205:1998 bằng các phương pháp lý thuyết và
thực nghiệm, kết hợp với việc so sánh với các tiêu chuẩn nước ngoài và các vấn
đề thực tiễn đặt ra từ đó đưa ra các kiến nghị chỉnh sửa một số nội dung của tiêu
chuẩn.
Dùng các ví dụ trong thiết kế một số công trình cụ thể để so sánh kết quả
giữa TCXD 205:1998 và đề xuất chỉnh sửa.
5. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
Đề xuất kiến nghị chỉnh sửa TCVN205:1998 trong việc xác định sức chịu
tải của cọc
Góp phần làm sáng tỏ sức làm việc thực của cọc khi chịu tải, giảm lãng phí
khi thiết kế và thi công cọc. Giảm thiểu sự khác biệt giữa sức chịu tải của cọc
theo thiết kế và thực tiễn sử dụng.
4

6. Nội dung của luận văn
Luận văn được chia làm 3 chương:
− Phần mở đầu và phần kết luận kiến nghị
− Chương 1: Tổng quan về móng cọc và các tiêu chuẩn móng cọc.
− Chương 2: Cở sở khoa học.
− Chương 3: Một số ví dụ tính toán
PHẦN II - NỘI DUNG CỦA LUẬN VĂN
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÓNG CỌC VÀ CÁC TIÊU
CHUẨN THIẾT KẾ MÓNG CỌC.
1.1. Móng cọc - sự hình thành và phát triển
Khái niệm
Móng cọc là loại móng dùng những cây cọc hạ xuống các tầng đất tốt ở
sâu nhờ đó làm tăng khả năng chịu tải của móng. Móng cọc gồm hai bộ phận
5
chính là cọc và đài cọc.
Hình 1.1a Hình 1.1b
móng cọc đài thấp móng cọc đài cao
Cọc: là kết cấu có chiều dài lớn hơn rất nhiều so với bề rộng của tiết
diện được hạ xuống các tầng đất đá sâu hơn phía dưới nhằm mục đích cho công
trình bên trên đạt các yêu cầu của các trạng thái giới hạn.
Đài cọc: là kết cấu dùng để liên kết các cọc với nhau và truyền tải trọng
của công trình xuống cọc.
6
Lịch sử phát triển
Móng cọc được sử dụng từ rất sớm, các di tích khảo cổ cho thấy nhiều nơi
trên thế giới cho thấy từ mấy trăm năm trước công nguyên loài người đã biết
đóng các cọc gỗ cắm xuống hồ để xây dựng nhà trên các mặt hồ, , người ta đóng
các cọc gỗ để làm đê quai chắn đất, dùng thân cây, cành cây để làm móng nhà
Ngày nay cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật móng cọc ngày càng
được cải tiến, hoàn thiện, đa dạng về chủng loại cũng như phương pháp thi

công, phù hợp với yêu cầu cho từng loại công trình xây dựng:
Với công trình chịu tải trọng trung bình có thể dùng cọc bê tông cốt thép
đúc sẵn trong nhà máy hoặc bãi đúc cọc, thi công bằng phương pháp đóng, rung,
hoặc ép xuống độ sâu thiết kế. Loại cọc này có ưu điểm là giá thành rẻ, dễ dàng
kiểm tra được chất lượng cọc, máy móc thi công tương đối đơn giản. Tuy nhiên,
các chấn động khi thi công bằng phương pháp đóng làm ảnh hưởng đáng kể đến
các công trình lân cận, khi gặp địa chất có lớp đất tốt xen kẹp bên trên lớp đất
xấu thì thi công khó khăn và có thể không hạ được cọc xuống độ sâu thiết kế.
Trường hợp này có thể dùng cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ, loại cọc này có ưu
điểm là có thể xuyên qua các tầng đất cứng, thiết bị thi công nhỏ gọn nên có thể
thi công trong điều kiện xây dựng chật hẹp, không gây ảnh hưởng đối với phần
nền móng và kết cấu của các công trình kế cận, tuy nhiên cọc nhồi tiết diện nhỏ
cũng có các nhược điểm như công nghệ phức tạp tốn nhiều công đoạn, đòi hỏi
bên thi công phải có chuyên môn và kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi, mặt
bằng thi công sình lầy do dung dịch sét.
Với công trình có chịu tải trọng lớn như các nhà cao tầng, móng trụ cầu,
cọc khoan nhồi hoặc cọc barrette là giải pháp thường được lựa chọn. Các cọc
này có ưu điểm là sức chịu tải lớn dẫn đến số lượng cọc trong mỗi móng ít, khi
thi công không gây chấn động đáng kể nên ít ảnh hưởng đến công trình lân cận.
Tuy nhiên khi thi công cọc việc giữ hố khoan có thể rất khó khăn, khi khoan để
tạo cọc nhồi đường kính lớn gần móng các công trình lân cận nếu không dùng
7
ống chống vách đầy đủ hay không dùng cọc van để kè neo cẩn thận thì công
trình lân cận có thể bị hư hỏng, chất lượng bê tông thấp vì không được đầm và
khi đã phát hiện khuyết tật thì xử lý rất khó khăn.
Tình hình sử dụng móng cọc ở Việt Nam.
Sau chiến tranh, nhiều đô thị bị tàn phá và phải xây dựng lại hoàn toàn.
Nhiều công trình lớn đã, đang và sẽ được xây dựng. Địa tầng ở các thành phố
lớn ở đồng bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long rất phức tạp, phía trên
là lớp đất yếu có chiều dày lớn, vì vậy móng cọc ngày càng được sử dụng rộng

rãi.
Công nghệ và và thiết bị thi công móng cọc thời gian qua cũng đã được
phát triển. Các thiết bị thi công cọc nhồi, cọc barrette đã được nhập về. Máy ép
cọc có lực ép lớn cũng đã có mặt ở Việt Nam. Vật liệu chế tạo cọc thời gian qua
cũng đã đáp ứng cơ bản yêu cầu kỹ thuật. Và quan trọng hơn cả là kinh nghiệm
về công tác tư vấn, thi công của người Việt Nam đã được nâng cao, chất lượng
thi công đã được cải thiện đáng kể.
Một số ưu điểm và phạm vi sử dụng.
Móng cọc sử dụng hợp lý đối với các công trình chịu tải trọng lớn mà lớp
đất tốt nằm ở dưới sâu, giảm được biến dạng và lún không đều.
Khi dùng móng cọc lảm tăng độ ổn định của công trình có chiều cao lớn,
chịu tải trọng ngang lớn như nhà cao tầng, nhà dạng tháp
Móng cọc với nhiều phương pháp thi công đa dạng như: cọc đóng, cọc ép,
cọc khoan nhồi nên có thể sử dụng làm móng cho các công trình có điều kiện
địa chất địa hình phức tạp mà các loại móng nông không thể đáp ứng được như
vùng có đất yếu hoặc công trình trên sông, biển.
Sử dụng móng cọc làm giảm chi phí vật liệu, giảm khối lượng công tác đất,
giảm được ảnh hưởng của nước ngầm đến công tác thi công.
8
Móng cọc được sử dụng rộng rãi trong các công trình dân dụng và công
nghiệp, cầu đường, thủy lợi - thủy điện
Phân loại cọc, móng cọc
1.1.1.1.Cọc hạ bằng búa
Cọc gỗ:
Thường dùng để làm móng của các nhà trên ao hồ, các công trình nhỏ hoặc
tạm thời. Chiều dài các cọc gỗ nguyên(không nối, không ghép) thông thường là
5-8m đường kính 20-30cm. Đỉnh cọc gỗ phải được bảo vệ bằng đai thép dày
8mm rộng 5-7cm để khi đóng cọc không bị nứt nẻ. Mũi cọc gỗ được vót nhọn và
bịt thép để dễ đóng và không bị tòe. Khi cọc gỗ cần có chiều dài lớn thì có thể
nối các cây gỗ lại với nhau. Khi cần có tiết diện lớn thì có thể ghép ba hoặc bốn

cây gỗ lại với nhau.
Bảng 1.1. Các loại tiết diện của cọc gỗ
Loại tiết diện Diện tích tiết
diện(cm
2
)
I
(cm
4
)
W
(cm
3
)
Chu vi
cọc(cm)
0.79d
2
0.049d
4
0.1d
3
3.14d
2.25d
2
0.365d
4
0.365d
3
6.28d

2.73d
2
0.540d
4
0.540d
3
6.74d
Cọc gỗ có ưu điểm là nhẹ, vận chuyển dễ dàng, chế tạo đơn giản. Tuy nhiên
hiện nay ít được sử dụng do hiệu quả kinh tế thấp, sức chịu tải kém, dễ bị mục
dưới ảnh hưởng của môi trường, yêu cầu cọc nằm dưới mực nước ngầm để tránh
9
mối mọt và độ tin cậy không cao. Cọc gỗ có thể làm bằng các thân cây nguyên
hình hoặc các thanh gỗ xẻ.
Cọc tre :
Sử dụng loại tre gốc, đặc chắc, khi thi công dùng búa để đóng cọc xuống
đất. Cọc tre thường được sử dụng để gia cố nền đất sét yếu bão hòa nước, ưu
điểm của cọc tre là giá thành rẻ, thi công đơn giản không đòi hỏi nhiều máy móc
phức tạp, tuy nhiên lý thuyết về sử dụng cọc tre để gia cố nền còn chưa hoàn
chỉnh và gây nhiều tranh cãi, thực tế có nhiều công trình sau khi xử lý nền bằng
cọc tre bị lún quá mức cho phép nên thực tế chỉ sử dụng cho các công trình chịu
tải trọng nhỏ, quy mô từ 1-2 tầng và yêu cầu cọc nằm dưới mực nước ngầm để
tránh mối mọt.
Cọc bê tông cốt thép:
Cọc bê tông cốt thép là loại cọc được dùng phổ biến nhất. So với cọc gỗ thì
cọc bê tông cốt thép có nhiều ưu điểm rõ rệt như: điều kiện áp dụng không phụ
thuộc vào tình hình mực nước ngầm, tiết diện và chiều dài của cọc có thể cấu tạo
tủy theo ý muốn, cường độ vật liệu tương đối lớn. Nhược điểm chính của cọc bê
tông cốt thép là trọng lượng quá lớn, gây khó khăn cho công tác vận chuyển và
hạ cọc. Mặt khác, chính do trọng lượng bản thân quá lớn để phù hợp với sơ đồ
chịu lực trong quá trình vận chuyển và treo cọc mà lượng cốt thép trong cọc sẽ

không cần nhiều khi cọc ở trong móng, tức là khi công trình đã sử dụng. Thực
tế trong quá trình thi công cọc, hiện tượng nứt cọc thường xảy ra ngay cả khi
trong những trường hợp đã dùng nhiều cốt thép. Để nâng cao tính ổn định chống
nứt, tiết kiệm thép, tăng sức chịu tải và giảm trọng lượng của cọc người ta dùng
cọc bê tông cốt thép ứng suất trước.Tiết diện ngang của cọc bê tông cốt thép
thường có dạng hình vuông, tròn, tam giác, chữ I, chữ T Loại cọc tiết diên
vuông được dùng rộng rãi hơn cả vì nó có ưu điểm chủ yếu là chế tạo đơn giản,
không cần những thiết bị phức tạp, có thể chế tạo tại công trường. Kích thước
tiết diện của loại cọc này thường là 20x20cm, 25x25cm, 30x30cm, 35x35cm.
10
40x40cm Chiều dài cọc bê tông cốt thép thường nằm trong khoảng 4-25m, có
khi đạt tới 40-50m. Tại một số công trình đặc biệt người ta đã dùng cọc dài đến
100m. Thông thường cọc được chế tạo thành từng đoạn rồi nối lại với nhau
trong quá trình hạ, chiều dài mỗi đoạn cọc khoảng 6-8m.
11
Hiện nay cọc bê
tông cốt thép ứng suất
trước được sử dụng khá
phổ biến. Ở cọc bê tông
cốt thép ứng suất trước,
người ta đặt vào một lực
nén trước tạo bởi việc
kéo cốt thép, nhờ tính
đàn hồi, cốt thép có xu
hướng co lại và sẽ tạo
nên lực nén trước, lực
nén trước này gây nên
ứng suất nén trước trong
bê tông và sẽ triệt tiêu
hay làm giảm ứng suất

kéo do tải trọng gây ra do
vây làm hạn chế sự phát
triển của vết nứt. Sự kết
hợp rất hiệu quả đó đã
tận dụng được các tính
chất đặc thù của hai loại
vật liệu, đó là trong khi
thép có tính đàn hồi và
cường độ chịu kéo cao thì bê tông là vật liệu dòn và có cường độ chịu kéo rất
nhỏ so với cường độ chịu nén. Như vây ứng lực trước chính là tạo ra trong cọc
một cách có chủ ý các ứng suất tạm thời nhằm tăng cường sự làm việc của vật
liệu, do đó chỉ cần một lượng cốt thép nhỏ là đủ đảm bảo phù hợp với sơ đồ chịu
lực trong quá trình vận chuyển và treo cọc.
12
Hình 1.2: Cấu tạo cọc BTCT thường
Tại khu vực phía nam cọc ly tâm ứng suất trước được sử dụng rất rộng rãi
và dần thay thế cho cọc vuông tiết diện đặc không ứng suất trước truyền thống
vì những ưu điểm vượt trội của nó như giảm trọng lượng bê tông(do cọc rỗng),
giảm được tối đa lượng cốt thép mà vẫn đảm bảo khả năng chịu lực của cọc, do
vậy giảm được giá thành của công trình. Cọc ống ly tâm thường được thi công
chế tạo tại xưởng, với quy trình cơ bản như sau:
- Tạo khung thép: Thép đai được cuốn tròn quanh khung thép dọc nhờ máy
cuốn thép, trong quá trình cuốn, thép đai được hàn vào thép dọc luôn.
- Căng thép dọc: khung thép sau khi được căng trước nhờ máy và chốt an
toàn ở 2 đầu nhờ những bulong sẽ được đưa vào hệ thống cốp pha tròn.
- Đổ bê tông: bê tông được đổ khoảng 2/3 thể tích của khối cốp pha.
- Quay ly tâm: khung thép sau khi được đổ bê tông sẽ được đưa vào hệ
thống quay ly tâm ở đó sẽ được quay theo từng cấp độ khoảng 10 đến 15 phút.
- Hấp nóng bê tông: sau khi được quay ly tâm, cọc ống sẽ được đưa vào hệ
thống hấp nóng.

13
CHI TIẾT ĐẦU CỌC
CHI TIẾT LỖ I
MẶT CẮT IV - IV
MẶT CẮT III-III
IV
IV
CHI TIẾT NỐI CỌC
CHI TIẾT I
THEO A
1. SẮT CĂNG 18 DÂY
Ø
7.1 (JISG 3137). SẮT ĐAI
Ø
4 (JISG 3532). THÉP NEO
Ø
12 (SIJ G3112).
2. BÊ TÔNG ĐÚC CỌC M500.
3. MOMENT UỐN NỨT Mcr >=17 Tm, MOMENT PHÁ HỦY Mu >= 25.5Tm.
4. KHẢ NĂNG CHỊU TẢI DỌC TRỤC = 170T
GHI CHÚ
CHI TIẾT MŨI
5. CHIỀU DÀI CỌC LỚN NHẤT Lmax=18M
18 LỖ I
MẶT CẮT II-IIMẶT CẮT I-I
III
III
Hình 1.3. Cấu tạo cọc BTCT ly tâm ƯST
14
Cọc thép:

Cọc thép thường được sử dụng trong các công trình vĩnh cửu và chịu tải
trọng ngang lớn, và đặc biệt được dùng dưới dạng cọc ván thép trong xây dựng
bến tàu và thi công hố móng. Tiết diện cọc thường dùng là chữ I, C hoặc loại
cọc ống thép (rỗng bên trong) .
Loại cọc này có sức chịu tải cao, tuy nhiên dễ bị gỉ khi tiếp xúc với nước
đặc biệt là nước mặn, mặt khác thép là vật liệu đắt tiền vì vậy ít được sử dụng
trong thực tế đặc biệt là ở Việt Nam.
Ngoài ra còn có các loại cọc liên hợp cọc thép – bê tông, tuy nhiên loại
cọc này ít được sử dụng.
1.1.1.2.Cọc hạ bằng phương pháp xoắn.
Cọc xoắn được dùng trong các công trình cầu cảng, thủy lợi và một số công
trình loại khác như móng cột điện cao thế, cọc neo khi thí nghiệm tải trọng
tĩnh
Cọc xoắn gồm hai phần chính: thân cọc và đế cọc. Thân cọc được làm bằng
thép hoặc bê tông cốt thép. Đế cọc có hình giống mũi khoan. Đường kính đế cọc
có thể đạt tới 3m nhưng không được lớn hơn 4,5 lần đường kính thân cọc. Đế
cọc được làm bằng thép hoặc gang hoặc phần ngoài làm bằng thép còn phần
trong bằng bê tông cốt thép. Loai cọc này được hạ vào trong đất nhờ một thiết bị
đặc biệt tạo ra mô men xoắn.
Ưu điểm của cọc xoắn là hạ cọc êm. Điều này rất quan trọng khi xây dựng
công trình mới nằm ngay bên cạnh những công trình cũ. Vì có đáy mở rộng nên
cọc xoắn chịu tải trọng dọc trục lớn, nhát là chịu kéo.
1.1.1.3.Cọc hạ bằng phương pháp xói nước.
Trường hợp hạ cọc có tiết diện lớn xuống sâu trong điều kiện đất chặt thì
kinh nghiệm thực tế cho thấy rằng, nếu dùng búa thì sẽ rất khó hạ tới chiều sâu
thiết kế. Một trong những biện pháp để khắc phục khó khăn đó là dùng phương
15
pháp xói nước. Cọc hạ có xói nước cũng có cấu tạo giống như cọc hạ bằng búa,
chỉ khác là ở giữa hoặc xung quanh cọc có gắn thêm các ống để dẫn nước.
Cọc hạ theo phương pháp này có thể tiến hành theo các cách sau: Hoặc chỉ

xói nước để cho trọng lượng bản thân cọc làm cho nó hạ gần đến chiều sâu thiết
kế (cách khoảng 1,5-2m) rồi lại dùng búa đóng tiếp, hoặc vừa xói nước vừa
dùng búa để đóng.
1.1.1.4.Cọc hạ bằng phương pháp rung.
Trong những năm vừa qua người ta đã và đang phát triển loại móng cọc hạ
bằng phương pháp rung (gọi là móng cọc ống) . Cọc ống là một kết cấu vỏ mỏng
bằng thép hoặc bê tông cốt thép có dạng hình ống và được hạ sâu vào trong đất
chủ yếu bằng tác dụng rung của các máy chấn động. Nhờ phương pháp đó, có
thể hạ cọc ống tới chiều sâu lớn hơn 50m.
So với các loại móng sâu khác thì móng cọc ống có những ưu điểm nổi bật
sau đây:
− Có thể áp dụng các phương pháp công nghiệp hóa trong xây dựng và
cơ khí hóa toàn bộ các công tác thi công, chính nhờ có ưu điểm này mà việc áp
dụng loại móng cọc ống sẽ có hiệu quả kinh tế lớn.
− Tốn ít vật liệu hơn.
− Sử dụng được cao nhất khả năng chịu lực của vật liệu.
− Có thể hạ cọc xuống rất sâu mà không cần dùng giếng chìm hơi ép là
loại móng khi thi công sẽ ảnh hưởng không tốt đến sức khỏe công nhân.
− Hầu như có thể áp dụng được với tất cả các trường hợp địa chất phức
tạp.
Cọc ống có thể làm bằng thép hoặc bê tông cốt thép. Hiện nay cọc ống bê
tông cốt thép là loại cọc được dùng phổ biến hơn cả.
16
Cọc ống bê tông cốt thép được chế tạo thành nhiều đốt có chiều dài từ 6-
12m tùy thuộc điều kiện chế tạo và điều kiện vận chuyển. Sau khi hạ đến độ sâu
thiết kế người ta có thể lấp đầy phần rỗng bên trong hoặc chỉ lấp một phần. Tiết
diện và cốt thép của cọc ống được xác định tính toán với tải trọng lắp ráp, tải
trọng động khi rung, và tải trọng công trình trong quá trình sử dụng.
Cọc ống có đường kính d≤0,6m thường có chân cọc bịt kín và sau khi hạ
thì lấp đầy phần rỗng bên trong bằng bê tông nếu hạ đến lớp đất cứng. Trong

trường hợp đất yếu thì có thể không cần lấp đầy phần rỗng bên trong để trị số
sức chịu tải của cọc tính theo vật liệu không lớn hơn nhiều so với trị số tính theo
cường độ đất nền (tiết kiệm vật liệu).
Cọc ống có đường kính d=0,6-0,8m có thể không cần bịt chân và có thể để
nguyên lõi đất bên trong sau khi hạ. Cọc ống có đường kính d=0,8-1,0m thường
lấp đầy hoặc chỉ lấp một phần bên trong.
Cọc ống có đường kính d≥1,0m có thể chỉ lấp một phần bên trong.
Mác bê tông dùng để chế tạo cọc không được nhỏ hơn 300 đối với cọc bê
tông cốt thép thường và không được nhỏ hơn 400 đối với cọc bê tông cốt thép
ứng suất trước. Mác bê tông để lấp đầy phần rỗng bên trong cọc ống không
được nhỏ hơn 150.
Trong cọc ống bê tông cốt thép thường, để làm cốt thép dọc người ta dùng
loại cốt thép cán nóng có gờ CT5, để làm cốt thép đai thì dùng CT3. Trong cọc
ống bê tông cốt thép ứng suất trước người ta thường dùng thép cán nóng 25Γ2C
và 35ΓC để làm cốt thép dọc và đai. Tỷ lệ cốt thép dùng 3-5% đối với cọc bê
tông cốt thép thường và 3% đối với cọc ống bê tông cốt thép ứng suất trước.
Đối với cọc ống có đường kính d≤1,6m thì không nên dùng cốt thép dọc có
đường kính d<12mm và cốt thép đai có d<6mm. Đối với cọc ống có đường kính
d>1,6 thì đường kính thép cốt thép dọc có đường kính d≥18mm và cốt thép đai
có d≥8mm. Trong trường hợp cọc ống không lấp đầy bê tông hoặc trường hợp
17
cần phải tăng cường độ của cọc ống khi hạ trong đất sét chặt có nhiều đa hòn
lớn thì nên bố trí cốt thép thành hai hàng.
Để ghép đốt cọc ống lại với nhau cần cấu tạo các mối nối đặc biệt theo kiểu
bu lông hoặc hàn. Cấu tạo kiểu bu lông là chắc chắn hơn cả và rất thuận tiện cho
việc ghép các đốt cọc ống lại với nhau hoặc liên kết cọc ống với máy chấn động.
Trong những năm gần đây người ta đã cải tiến nhiều loại cọc ống. Một
trong những loại cọc ống mới là sau khi hạ sẽ lấp đầy đất (bằng máy đầm rung).
Việc áp dụng loại cọc ống này trong trụ cầu sẽ giảm đi rất nhiều khối lượng bê
tông, giảm giá thành.

1.1.1.5.Loại cọc đổ tại chỗ.
Cọc nhồi
Cọc nhồi được sử dụng cho công trình chịu tải trọng lớn như móng trụ cầu,
nhà cao tầng, đường kính cọc từ 60-300cm, các cọc có đường kính <76cm được
xem là cọc nhỏ, cọc có đường kính>76cm được xem là cọc lớn. Chiều dài cọc
tùy theo điều kiện địa chất công trình từng địa điểm xây dựng. Thí dụ ở Hà Nội
cọc thường cắm vào tầng cát lẫn cuội sỏi ở độ sâu 40-50m, ở thành phố Hồ Chí
Minh cọc nhồi thường cắm vào lớp sét pha nửa cứng ở độ sâu 30-50m. Bê tông
chế tạo cọc nhồi mác 250 trở lên. Cốt thép được bố trí theo tính toán, nếu cọc
chịu nén đúng tâm thì chỉ cần bố trí đến 1/3 chiều dài cọc, nếu cọc chịu uốn,
chịu kéo, chịu nhổ thì cần bố trí cốt thép hết cả chiều dài cọc.
18
100
150
800
150 500
140
40
40
Hình 1.4. Cấu tạo cọc khoan nhồi
Việc tạo lỗ có nhiều cách: có thể đào bằng thủ công hoặc khoan bằng tổ
hợp khoan hiện đại. Với việc dùng các tổ hợp khoan hiện đại người ta có thể hạ
cọc xuống độ sâu rất lớn. Vách hố khoan được giữ cho khỏi sập nhờ huyền phù
19
ben tô nít bơm vào hố khoan hoặc sử dụng ống chống vách. Quy trình thi công
gồm các bước sau:
Hình 1.5. Thi công cọc khoan nhồi
20
Cọc khoan nhồi có các ưu điểm:
− Sức chịu tải lớn, có thể đạt hàng chục nghìn KN.

− Số lượng cọc cho mỗi móng ít.
− Khi thi công không gây chấn động đáng kể nên ít ảnh hưởng đến công
trình lân cận.
− Không gây tiếng ồn đáng kể như khi thi công đóng cọc.
Đồng thời cọc khoan nhồi cũng có các nhược điểm:
− Khi thi công việc giữ hố khoan có thể rất khó khăn.
− Khi khoan để tạo cọc nhồi đường kính lớn gần móng các công trình lân
cận nếu không dùng ống chống vách đầy đủ hay không dùng cọc ván để kè neo
cẩn thận thì công trình lân cận có thể bị hư hỏng.
− Chất lượng bê tông cọc thường thấp vì không được đầm. Thực tế gặp
không ít trường hợp cọc nhồi bị khuyết tật nghiêm trọng.
− Khi cọc đã thi công xong nếu phát hiện ra khuyết tật trầm trọng thì việc
xử lý gặp rất nhiều khó khăn và tốn kém.
− Khi cọc khoan nhồi có đường kính lớn có chiều dài lớn thì trọng lượng
bản thân cọc lớn do đó làm tăng tải trọng truyền xuống nền.
Cọc barrette
Cọc barrette ( hay còn gọi là cọc barette, cọc baret, cọc ba ret cọc ba rét),
thực chất là một loại cọc nhồi bê tông, nhưng khác cọc khoan nhồi về hình dạng
tiết diện, và phương pháp tạo lỗ: tạo lỗ bằng máy đào (cũng có khi gọi là máy
cạp) để đào đất hoặc các phương pháp khác chứ không chỉ dùng phương pháp
khoan bằng máy khoan. Tiết diện cọc nhồi là hình tròn còn barrette là chữ nhật,
chữ thập, chữ I, chữ H và được tạo lỗ bằng gầu ngoạm. Cọc Barrette được
21
người Pháp cải tiến từ cọc nhồi để tạo ra sức chịu tải lớn hơn với cùng một thể
tích bê tông sử dụng.
Cọc barrette thường sử dụng máy khoan tường vách dạng răng được khoan
đào với gầu ngoạm với lực kẹp rất lớn. Bề dày mặt tường vách có thể khoan từ
400 đến 1500 mm.
Ưu điểm của cọc barrette so với cọc khoan nhồi là có sức chịu tải lớn hơn
nhiều so (có thể lên hơn 1000T) nên dùng cho những công trình có tải

trọng dưới móng rất lớn. Móng barrette thường sử dụng khi kết hợp làm tường
vây và thường dùng cho loại nhà có 2 tầng hầm trở lên tuy nhiên giá thành thi
công loại móng này thường đắt hơn nhiều(do công nghệ thi công) so với
dùng cọc khoan nhồi. Trong dự tính sức chịu tải của cọc khoan nhồi, sức chịu tải
theo ma sát bên đóng vai trò quan trọng. Nếu xét một cọc Barrette có kích thước
là 2.8 m x 0.8 m có diện tích mặt cắt là 2.24 m2. Diện tích này tương đương với
một cọc nhồi có đường kính là 1.75 m2. Tuy nhiên diện tích mặt bên của cọc
barret là 7.2 m2/m còn cọc khoan nhồi tương đương điện tích là 5.5 m2/m. Như
vậy có thể nhận thấy rằng cọc barrette là hiệu quả hơn về chỉ tiêu kinh tế
đồng/m3 bê tông sử dung. Sức mang tải của cọc này có thể tăng lên tới 30% do
tăng sức mang tải bên.
Tuy nhiên cọc barrette thi công là khó hơn để đảm bảo chất lượng đặc biệt
là làm sạch đáy cọc trước khi đổ bê tông do hình dạng tiết diện phức tạp.
22
Một số hình ảnh các công
trình tại Việt Nam sử dụng cọc
barrette:
Hình 1.6. Khu nhà ở cao tầng
– Royal Garden: sử dụng tường
barrette dày 600mm, sâu 18m
Hình 1.7. Cao ốc văn phòng
Mekong Tower: sử dụng tường
barrette dày 600 sâu 37m.
1.1.1.6.Cọc hạ bằng phương pháp ép tĩnh.
Cọc hạ bằng phương pháp ép tĩnh (hay còn gọi là cọc ép) lần đầu tiên được
hãng Mêga của pháp áp dụng để sửa chữa một số công trình bị nghiêng, lún. Vì
thế cọc ép trước đây được gọi là cọc Mêga. Nguyên lý ban đầu của cọc ép như
sau:
Cọc được chế tạo thành từng đoạn ngắn.
Dùng kích thủy lực để ép dần từng đoạn cọc xuống đất;

Dùng ngay trọng lượng bản thân của công trình để làm đối trọng cho kích
thủy lực;
23
Ép xong đoạn cọc này lại đặt đoạn cọc khác lên đỉnh đoạn cọc đã ép, liên
kết chúng lại với nhau (bằng hàn hoặc chốt) và ép tiếp. Cứ theo cách đó đến độ
sâu thiết kế.
Sau khi ép cọc đến độ sâu thiết kế thì liên kết đỉnh cọc với móng cũ.
Trong thời gian gần đây, cọc ép được áp dụng và phát triển khá nhiều tại
Việt Nam. Cọc ép không những chỉ được dùng để sửa chữa các công trình có sự
cố mà chủ yếu còn được dùng để làm móng cho các công trình mới, bởi vì một
trong những ưu điểm của loại cọc này là thi công êm thuận không gây ra những
chấn động có hại như cọc đóng.
Hiện nay ở Việt Nam đã hình thành nhiều loại thiết bị ép và nhiều phương
pháp ép khác nhau.
Về thiết bị ép có thể chia thành ba loại:
− Loại ép đỉnh (Lực tạo ra bằng kích thủy lực - hình 1.4a)
− Loại ép hông (Lực tạo ra bằng kích thủy lực - hình 1.4b)
− Loại ép bằng tời không cần kích thủy lực (Lực tạo ra bằng tời - hình
1.4c).
Hình 1.8. Sơ đồ các loại ép cọc.
24
Về phương pháp ép có thể phân làm hai loại:
− Phương pháp ép trước
Khi chưa xây dựng công trình dã tiến hành thi công ép cọc thì gọi là
phương pháp ép trước. Để tạo ra đối trọng cho phương pháp ép trước người ta
dùng hai biện pháp:
Dùng đối trọng (bằng bê tông hoặc bằng gang, thép)
Hình 1.9. Ép cọc có dùng đối trọng
1-Cọc ép; 2- Kích thủy lực; 3-Đối trọng
Dùng các cọc xoắn để neo vào đất

25