Cọc Franki Cọc mở rộng đáy

Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
2
Mở đầu
Móng cọc là một trong những loại móng đợc áp dụng rng rãi nhất. Nó đã có một
lịch sử phát triển rất lâu đời. Cùng với những tiến bộ về khoa học kỹ thuật nói chung,
móng cọc ngày càng đợc cải tiến và hoàn thiện.
Ngày nay, đi liền với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, sự phát triển của
kỹ thuật thi công cọc làm sản sinh không ngừng các loại cọc mới, điều này càng mở ra
cho việc thiết kế móng cọc nhà cao tầng, từ đó chúng ta có thể lựa chọn các loại cọc có
tính năng kỹ thuật cao, lợi ích kinh tế cao.
Hiện nay, ở nớc ta đang áp dụng một biện pháp cải thiện khả năng chịu tải của cọc
khoan nhồi, đó là phơng pháp thổi rửa đáy và bơm vữa áp lực cao (Bottom cleaning and
grouting of pile), mở rộng đáy nhằm tăng cờng khả năng chịu tải của cọc đồng thời có
thể áp dụng cho việc xử lý các sự cố, khuyết tật cọc khoan nhồi, cọc barrette
Ngoài biện pháp mở rộng đáy bằng phơng pháp phun phụt vữa áp lực cao trên, còn
có các biện pháp mở rộng đáy khác áp dụng cho các dạng cọc khác nhau. Một trong
những dạng cọc đợc mở rộng đáy đặc trng là dạng cọc Franki.
Cọc Franki đã đợc biết đến và sử dụng rộng rãi trên thế giới. Dạng cọc này đã đợc
phát triển vào những năm chuyển giao của thế kỷ bởi kỹ s Frankignoul, ngời Bỉ. Đây là
một dạng cọc thi công đổ tại chổ, mở rộng đáy. Phơng pháp thi công cọc là phơng pháp
cọc đóng, do vậy nó có thể xuyên qua lớp đất cứng, đạt tới độ sâu lớn. Nhờ công nghệ nén
vách bê tông khô, đất xung quanh đáy cọc đợc cải thiện và do đó khả năng chịu tải ban
đầu của đất cũng đợc tăng lên đáng kể.
Đặc trng của cọc Franki là mở rộng đáy. Đợc thi công đóng trong trục ống, do vậy,
cọc đảm bảo khả năng chịu tải của vật liệu, bao gồm cờng độ của đất và khả năng chịu
tải của cọc đợc tăng lên nhiều so với các cọc tơng tự có cùng kích thớc và độ sâu thiết
kế.
Do vậy, việc nghiên cứu và áp dụng công nghệ thi công cọc mới nói chung và cọc

Franki nói riêng cho nhà cao tầng ở nớc ta góp phần mở rộng các phơng án lựa chọn
kết cấu móng cho các công trình, tuỳ theo từng địa điểm, quy mô và yêu cầu sử dụng.

Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
3
Chơng i: tổng quan về cọc franki

I.1. Tổng quan
I.1.1. Định nghĩa về cọc Franki
Cọc Franki là một dạng cọc đóng trong ống, mở rộng đáy cọc. Quá trình thi công
mở rộng đáy cọc bằng phơng pháp đóng, đợc thực hiện tại đáy cọc. Nhờ có biện pháp
thi công cọc trong ống, mở rộng đáy, do vậy chất lợng cọc đảm bảo, khả năng chịu lực
cao.










Hình 1: Cọc Franki đợc mở rộng đáy
I.1.2. Lịch sử phát triển cọc Franki:
I.1.2.1. Trên thế giới:
Cọc Franki đã đợc biết đến và sử dụng rộng rãi trên thế giới. Dạng cọc này đã đợc

phát triển vào những năm chuyển giao của thế kỷ bởi kỹ s Frankignoul, ngời Bỉ. Tại
Bắc Mỹ, hệ thống cọc Franki đợc biết đến nh là loại cọc phun áp suất đáy cọc.
Kể từ đó đến nay, Cọc Franki ngày càng đợc phát triển mạnh mẽ và áp dụng rộng rãi
trên thế giới. Tại các nớc phát triển nh Mỹ, Canada, Anh, Pháp, Australiancọc Franki
đợc sử dụng tại nhiều các dự án lớn và ngày càng phát triển, đa dạng các loại cọc, thích
hợp cho nhiều loại công trình với các quy mô, đặc điểm và địa điểm xây dựng khác nhau.
Công nghệ máy xây dựng ở các nớc phát triển đã sản xuất ra nhiều loại búa đóng cọc và
các thiết bị khác, áp dụng cho công nghệ thi công móng, cho phép các nhà xây dựng mở
rộng công nghệ thi công móng cho những dự án có quy mô rộng lớn.
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
4
Khu vực Đông Nam á, tại nớc Indonesia, FT. Frankipile Indonesia đợc thành lập
vào ngày 8/11/1973. Vào năm 1975, với thiết bị chỉ là 1 bộ thiết bị Franki, một thiết bị
khoan và 2 búa Diesel, FT. Frankipile Indonesia đã thành công trong 7 dự án, với tổng số
các loại cọc thi công là 2400 cọc, tổng chiều dài thi công cọc lên tới 39.000m. Trong
những năm tiếp theo, Frankipiles càng trở nên thông dụng và đợc sử dụng tại ngày càng
nhiều thành phố không chỉ ở Jakarta mà xuyên suốt Indonesia nh thành phố Medan,
Batam, Bandung, Semarang, Yogyakarta, Surabaya, Balikpapan, Manado, Denpasar, và
các thành phố khác
Từ đó đến nay, FT Frankipile Indonesia đã ngày càng phát triển, ứng dụng thêm nhiều
loại cọc mới, đáp ứng nhiều hơn các dự án khác nhau. Theo bản tổng kết tháng 3 năm
2002, FT Frankipile Indonesia đã hoàn thành đợc 3474 dự án, thi công đợc 460.000
cọc, tổng chiều dài thi công cọc là 6.755.250m.
I.1.2.2. Trong nớc:
Hiện nay, Cọc Franki cha đợc áp dụng phổ biến tại Việt Nam, đầu thập kỉ 70 mới
bắt đầu dùng cọc nhồi đờng kính 40 - 60cm kiểu Franki, không mở rộng đáy, với
trọng lợng búa 2 - 4 tấn ở nhà máy đóng tàu Hạ Long và hệ thống cầu trên đờng Xuân

Mai - Sơn Tây. Gần đây, có một số công trình áp dụng một phần ứng dụng mở rộng đáy
cọc khoan nhồi (VD: Công trình Trung tâm thơng mại EVER FORTUNE - 83B Lý
Thờng Kiệt và Công trình Cao ốc văn phòng, căn hộ cao cấp A2 Ngọc Khánh - Số 1
Phạm Huy Thông - Hà Nội) và hiện nay tại TCXD 205:1998 Móng cọc - Tiêu chuẩn
thiết kế có đa ra hệ số tính toán cho cọc đợc mở rộng đáy bằng phơng pháp nổ mìn
và phơng pháp đổ bê tông dới nớc.
Các tiêu chuẩn, biện pháp thi công, máy móc thiết bị chuyên dụng để thi công cọc
Franki hiện nay ở nớc ta cha đợc áp dụng cho các công trình xây dựng ở nớc ta.
I.1.3. Vấn đề cần nghiên cứu:
- Công nghệ thi công cọc Franki.
I.2. Điều kiện áp dụng công nghệ cọc franki
I.2.1. Sơ lợc về khả năng chịu lực của cọc Franki điển hình:
Tải trọng nén dọc trục của cọc thờng trong phạm vi từ 8 đến 10 Mpa. ứng suất nén
dọc trục có thể tăng lên 16Mpa khi đợc sử dụng cho những cọc sâu, nơi mà có thành
phần lực ma sát là đáng kể và những cọc đợc đóng trên nền địa tầng khá tốt. Lực nén của
cọc đợc trình bày trong bảng sau:
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
5
Đờng kính cọc 150 250 400 500 600
Tải trọng làm việc điển
hình (kN)
125 400 1000 1750 2500
Chiều sâu hạ cọc lớn nhất
điển hình (m)
12 20 40 50 50
Khoảng cách giữa các trục
cọc trong đài (mm)

500 750 1200 1500 1750
Độ nghiêng lớn nhất 1:4 1:4 1:4 1:4 1:4
Thép cọc 4x10mm

4x10mm

4x10mm

4x10mm

4x10mm


Theo thống kê của Kozicki (1985) về các dự án áp dụng cọc Franki trên thế giới cho
thấy dạng cọc này áp dụng thành công tại các điều kiện đất nền khác nhau. Qua thí
nghiệm thử tải cho loại cọc này cho thấy cọc có thể chịu đợc tải trọng thiết kế với độ lún
nhỏ. Ví dụ: Công trình Khu liên hợp nhà ga hàng không Calgary, cọc dài 17ft (tơng ứng
5m), đờng kính cọc 50cm, mũi cọc đợc đặt trên nền đất sét cát cuội, lẫn bùn. Cọc đợc
thiết kế với tải trọng làm việc là 350 kips (1560 kN). Khi tải trọng thí nghiệm lên đến 944
kips (4200 kN), tổng độ lún của cọc đợc ghi lại là 0.59 in (14.7mm).
Dự án Outlook Manor tại Toronto, Canada, cọc dài 45 ft (14m), đờng kính cọc 16 in
(40cm), mở rộng đáy, mũi cọc tựa trên nền đất cát chặt, đợc thiết kế với tải trọng làm
việc là 300 kips (1335 kN). Khi thí nghiệm với tải trọng 600 kips (2670 kN) tơng ứng
với 2 lần tải trọng làm việc, tổng độ lún của cọc ghi lại là 0.585 in (14.6mm).
Dự án Câu lạc bộ Vịnh Brickwell, Miami, Florida, cọc dài 27.5 ft (8.4m), đờng kính
cọc là 17
5/8
in (440mm), mũi cọc tựa trên nền đất cát rời, lẫn đá vôi. Cọc đợc thiết kế với
tải trọng làm việc 300 kips (1335 kN). Khi thí nghiệm với tải trọng 600 kips (2670 kN)
tơng ứng với 2 lần tải trọng làm việc, tổng độ lún của cọc ghi lại là 0.64 in (16mm).

Những thống kê trên cho thấy rằng cọc mở rộng đáy là một dạng cọc có khả năng chịu
lực cao, độ lún của cọc nhỏ.
I.2.2. Ưu điểm của cọc Franki:
- Đây là một dạng cọc có phạm vi ứng dụng rộng.
- Cọc đợc thi công trong ống, do vậy các vấn đề về nớc ngầm và sụp thành hố là
không đáng ngại.
- Với công nghệ đóng mở rộng đáy đợc thi công tại đáy cọc, do vậy về độ ồn và độ
rung ở mức độ nhỏ. Cọc Franki có độ ồn nhỏ nhất trong các loại cọc đóng thi công tại
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
6
ch, do vậy nó thích hợp với những nơi mà tiếng ồn là một vấn đề môi trờng quan tâm.
Độ rung của nền khi thi công cọc thờng xuyên đợc ghi nhận và nó luôn ở dới mức độ
tiêu chuẩn cho phép.
- Việc mở rộng đáy cọc làm tăng khả năng chịu tải của cọc và của đất nền. Do vậy nó
đem lại lợi ích kinh tế cao hơn so với các cọc khác tơng ứng có cùng kích thớc và chiều
sâu hạ cọc.
- Do thi công bằng phơng pháp đóng ống, do vậy nó có thể xuyên qua lớp đất cứng,
đạt tới độ sâu theo yêu cầu và có thể thi công tại mọi điều kiện đất nền (có thể đạt tới độ
sâu >60m trong điều kiện thuận lợi).
- Cọc Franki có thể thi công theo phơng ngang, cọc neo, có thể mở rộng đáy cọc tuỳ
theo yêu cầu chịu lực đối với các tải trọng đặc biệt nh: tải trọng động đất, tải neo vách
- Cọc Franki có thể tổ hợp với các cấu kiện chế tạo trớc (cọc Franki tổ hợp) hoặc các
cọc khác mở rộng đáy (VB pile hoặc cọc Franki khoan )
I.2.3. Hạn chế của công nghệ cọc Franki:
- Giá cả thiết bị đắt.
- Khi thi công có độ rung của nền.
Tuy nhiên, qua nghiên cứu về độ rung của nền đất khi thi công cọc đổ tại chỗ, mở

rộng đáy của Mark B.Jaksa, Micheal C.Griffith (Khoa kỹ thuật xây dựng và môi trờng -
Đại học Adelaide Mỹ) và Roger W.Grounds (Đề tài Khoa học địa chất ĐH
Adelaide) đã thống kê đợc bảng số liệu về độ rung của nền đất khi thi công cọc mở rộng
đáy đổ tại chỗ (cọc Franki) và cho kết luận rằng tại khoảng cách 15m tính từ tâm cọc, giá
trị điểm vận tốc đạt cự đại cao nhất đo đợc nhỏ hơn ngỡng cho phép mà gây phá hoại
công trình đã bị xuống cấp nghiêm trọng, có thể nhìn thấy bằng mắt thờng. Nh vậy cho
ta thấy thi công cọc Franki có độ rung nền nhỏ và độ ồn nhỏ.
I.3. Báo cáo nghiên cứu độ rung nền khi thi công cọc Franki
I.3.1. Sơ lợc nội dung bản báo cáo:
Mức độ rung của nền khi thi công cọc có mức độ liên quan lớn đến quá trình rút ống
của cọc đóng. Bản báo cáo này hiện tại đo mức độ rung của nền khi thi công cọc đổ tại
ch, mở rộng đáy. Dữ liệu đã đợc ghi lại bởi gia tốc kế đo giá trị gia tốc tại 3 hớng trực
giao và tại khoảng cách khác nhau từ tâm cọc đóng. Giá trị gia tốc đợc chuyển đổi sang
giá trị điểm vận tốc hạt, hệ đo lờng chấp nhận rộng rãi về mức phá hoại nền do rung nền.
Điểm vận tốc hạt đợc so sánh với giá trị lớn nhất khuyến cáo và các thông số đã đợc
đa ra bởi các bản báo cáo khác và mức nhận thức của con ngời về độ rung của nền. Giá
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
7
trị vận tốc điểm hạt cực đại là 8.8mm/s đợc ghi lại khi thi công mở rộng đáy, tại khoảng
cách là 3.5m tính từ tâm cọc. Các dữ liệu ghi lại đợc này đã khuyến cáo rằng cọc thi
công đổ tại ch, mở rộng đáy có thể đợc áp dụng thành công tại các môi trờng thành
phố. Giá trị đo đợc này tuy nhiên, là lĩnh vực đặc biệt và khi ứng dụng cần chú ý tới các
điều kiện đất nền khác nhau.
I.3.2. Kết quả đo rung, so sánh với tiêu chuẩn cho phép:
I.3.2.1. Đo mức độ rung của nền đất:
Nh đã nói ở trên, mục đích của bản báo cáo là ghi nhận, thảo luận và so sánh lợng
đo đợc mức độ rung của nền khi thi công cọc đổ tại ch, mở rộng đáy cọc.

Ngời ta quy định tiêu chuẩn chấp nhận chung về giá trị phá hoại do rung của nền đất và
mức độ cảm nhận về rung của con ngời là Điểm vận tốc hạt cực đại peak particle
velocity (Wiss 1981, Tchepak 1986, Tiêu chuẩn Australia 1993). Độ rung của nền
thờng đợc đo tại 3 phơng trực giao, thờng đợc hiểu theo nghĩa là gia tốc theo
phơng đứng, phơng truyền và phơng dọc. Điểm vận tốc hạt cực đại là giá trị vector
tổng của 3 giá trị thành phần trên (Tiêu chuẩn Australia 1993, Amick và Gendreau 2000).
Một vài quốc gia và một số các tổ chức quốc tế đã đa ra khuyến cáo về điểm vận tốc
hạt cực đại cho một số loại công trình khác nhau. Amick và Gendreau (2000) đã tổng hợp
lại theo bảng thống kê (Bảng 1). Trong đó, Wiss (1981) đã ghi lại rằng, khi mức độ phá
hoại công trình là quan trọng, thì đó là tỷ lệ về tiêu chuẩn an toàn đợc đặt trớc mức độ
phàn nàn, lo lắng của con ngời.
Bảng 1.1: Tiêu chuẩn mức độ rung gây phá hoại công trình đặc trng
(Amick và Gendreau 2000)
Loại công trình Vận tốc hạt (mm/s)
Các loại công trình công nghiệp 100
Dạng công trình chắc chắn 100
Nhà ở dân c 50
Nhà ở dân c, công trình mới xây dựng 50
Nhà ở dân c, đã cũ 25
Nhà ở dân c, rất cũ 12.5
Công trình xuống cấp nghiêm trọng 4
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
8
Công trình lịch sử 3
Công trình lịch sử, di tích cổ 2

Ông ta đã cho rằng bản thân con ngời chính là bộ cảm biến về độ rung hoàn hảo,

nhng lại có mức độ đo lờng kém. Wiss (1981) cho rằng, với sự rung truyền hoặc rung
do va chạm, ngỡng chấp nhận đợc của con ngời là 0.3mm/s, bắt đầu khó chịu là
7mm/s và rất khó chịu là xấp xỉ trên giá trị 25mm/s. Trong hoàn cảnh này, Wiss (1981)
đã ghi lại một đồ thị về độ rung của nền tại một số loại thiết bị thi công khác nhau, bao
gồm cả các loại cọc đóng.













Biểu đồ 1.1: Mối liên hệ giữa mức độ rung của công trình và khoảng cách
(Wiss 1981)
I.3.2.2. Vùng nghiên cứu, đặc điểm địa chất:
Thông số về độ rung nền khi thi công cọc đổ tại ch, mở rộng đáy đợc ghi lại từ quá
trình thi công dự án Công trình Học viện Y khoa, To nh Công viên Khoa học thú y,
Dự án Đờng Frome, Adelaide. Địa điểm xây dựng đợc đặt trong vùng đất phù sa
Torrens, nơi bao gồm cát, bụi phù sa trầm tích bồi đắp trên 1km khu thung lũng bị bồi
đắp bởi dòng sông cổ Torrens (Selby và Lindsay 1982). Tiến hành khoan khảo sát bởi Đề
tài khoa học địa chất (2000) nhận thấy 2 dạng thành phần chính trên chiều sâu khoan
14,5m. Bao gồm:
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki

Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
9
- Lớp 1: Phía trên lớp đất phù sa, bao gồm các lớp đất sau: lớp sét lẫn cát yếu, sét bùn
và cát. Chiều sâu lớp xấp xỉ đạt khoảng 10,5m.
- Lớp 2: Phía dới lớp đất phù sa, bao gồm cát sỏi với một vài lớp xen kẹp. Thí nghiệm
xuyên tiêu chuẩn (SPT) cho biết trạng thái đất từ chặt cho tới rất chặt trong cùng 1 vị trí.
Chiều sâu lớp cha xác định đợc với mũi khoan sâu 14,5m.
Tại vùng này, Phù sa Tertiary của sự hình thành điểm trắng và Cát vùng Nam Maslin
thờng nằm dới lớp phù sa Torrens (Selby và Lindsay 1982). Mức nớc ngầm đợc điều
tra đạt xấp xỉ ở độ sâu 4,5m dới bề mặt nền đất.
Quá trình thi công cọc đổ tại ch, mở rộng đáy cọc đợc đóng cho tới khi ống đạt tới
lớp cát cuội (lớp 2). Cọc đợc mở rộng đáy tại lớp này. Thiết bị đóng cọc dùng búa 3.5
tấn, với 10m rơi và dài 10,8m, đờng kính ống là 500mm.
Độ rung của nền đã đợc đo theo phơng thẳng đứng, phơng truyền và phơng dọc
bởi 3 gia tốc kế đợc lắp đặt trên một nền tấm cứng và đợc đặt trên bề mặt nền. Thông
số đạt đợc tại một ví dụ, tần số 1kHz và 2 cực 11Hz, bộ lọc truyền thấp đợc sử dụng để
lọc những tần số tiếng ồn cao, đặc biệt là tiếng ồn giao thông.
Klopp và Griffith (1993) đã ghi lại tổng hợp những đặc trng động về một vài cấu kiện
đợc đúc không gia cố, những cấu kiện mà ảnh hởng nhất bởi độ rung của nền do quá
trình thi công cọc gây nên. Phần lớn các cấu kiện thử nghiệm có tần số tự nhiên đặc trng
trong phạm vi từ tần số từ 3 đến 7Hz. Đặt khoảng bộ lọc là 11Hz, và đợc đa vào vị trí
thích hợp. Tuy nhiên, có thể độ rung tần số cao (trong phạm vi từ 10 đến 50Hz) có thể là
nguyên nhân gây phá hoại, nếu quá trình ghi nằm đủ trong biên độ. Quá trình đo lờng độ
rung của nền đợc thu lại tại khoảng cách ngang từ 3.5, 7, 15 và 30m tính từ tâm cọc
đóng. Tại mi khoảng cách đo lờng, độ rung đợc đo suốt quá trình thi công cọc cho đến
khi hoàn thành cọc, từ khi đóng cọc cho tới khi thi công mở rộng đáy cọc.
I.3.2.3. Phân tích, kết quả và thảo luận:

Báo cáo: Công nghệ cọc Franki

Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
10
Vận tốc hạt đã đợc tính toán bởi quá trình tập hợp giá trị đo lờng gia tốc tại những thời
điểm quan trọng. Các thông số đặc trng về vận tốc điểm hạt cực đại đợc đa ra từ biểu
đồ 1.2 đến biểu đồ 1.5 nh sau:
Biểu đồ 1.2: Ghi nhận vận tốc điểm hạt cực đại đặc trng - phơng đứng (đã lọc)








Biểu đồ 1.3: Ghi nhận vận tốc điểm hạt cực đại đặc trng-phơng truyền (đã lọc)
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
11
Biểu đồ 1.5: Tổng hợp ghi nhận vận tốc điểm hạt cực đại (đã lọc)
Những kết quả đo lờng hoàn thành về độ rung của nền, trong giới hạn của vận tốc hạt
cực đại đối với chiều sâu đáy ống đóng cọc và khoảng cách phía sau tính từ tâm cọc, đợc
biểu thị từ biểu đồ 1.6 đến biểu đồ 1.7.
Nh các biểu đồ trên cho thấy giá trị đo lờng điểm vận tốc hạt cực đại lớn nhất là
8.8mm/s và đợc tổ hợp từ sự hình thành đáy mở rộng từ phía sau khoảng cách 3.5m tính
từ chu vi của ống. Trong trờng hợp này, Biểu đồ 1.6 và 1.7 thể hiện điểm vận tốc hạt cực
đại lớn nhất giảm dần theo khoảng cách và nh đã mong đợi, tại mi điểm khoảng cách,

giá trị lớn nhất đo đợc đợc tổ hợp với quá trình mở rộng đáy.
Biểu đồ 1.6: Vận tốc điểm hạt max đối với chiều sâu hạ đáy ống và khoảng cách
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
12












Biểu đồ 1.7: Mặt cắt dọc phơng ngang của phổ vận tốc hạt cực đại
So sánh với giá trị lớn nhất là 8.8mm/s với giá trị lớn nhất đã khuyến cáo (thể hiện ở
bảng 1.1), cho thấy rằng quá trình đóng cọc mở rộng đáy chỉ ảnh hởng tới những công
trình rất nhạy cảm nh các công trình lịch sử, các di tích cổ hay các công trình đã bị phá
hoại hoặc đã cũ nát. Trong khi phần lớn các giá trị đo đợc đều trên ngỡng chấp nhận là
0.3mm/s (Wiss 1981), chỉ 3 phép đo, ghi lại ở khoảng cách 3.5m, và đợc cho là gây
khó chịu.
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09

13
Attewell và Farmer (1973) đã quan sát và ghi nhận lại rằng quá trình đóng cọc bao
gồm cả những sóng nén phát sinh và truyền từ khu vực chân cọc và khu vực mở rộng chân
cọc. Trong trờng hợp này, những sóng cắt dọc phát sinh từ lực ma sát thân cọc quanh
một bề mặt hình nón. Hình 1.8 thể hiện sự thay đổi của chuyển động hạt với thời gian cho
những thông số thể hiện trong hình 1.2 đến hình 1.5. Hình 1.8 cho thấy hiển nhiên rằng sự
chuyển động phần lớn là chuyển động dọc, nh sự mong đợi về cọc đóng ma sát (Kim và
Lee 2000). Nh kết quả trên, nguồn rung có thể xem nh là một điểm nguồn phát sinh tạo
sóng và khoảng cách truyền có thể xấp xỉ giá trị khoảng cách ngang (Kim và Lee 2000).

Biểu đồ 1.8: Tổ hợp vị trí điểm hạt khi thi công cọc đóng mở rộng đáy (cọc Franki)

Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
14
Biểu đồ 1.9: So sánh mức đo vận tốc điểm hạt cực đại
Biểu đồ 1.9 bổ sung cho Biểu đồ 1.6 từ thang Wiss (hình 1.1). Trong trờng hợp này,
Biểu đồ 1.9 bao gồm phía trên giới hạn bao của một số lợng lớn các giá trị đo lờng độ
rung của nền, liên quan tới cọc đóng, và đợc ghi lại bởi Tchepak (1986). Nó có thể đợc
thể hiện từ biểu đồ này rằng tất cả những giá trị đo lờng là trong những vùng lân cận,
nhng vẽ biểu đồ dới, cả mối liên hệ về mối liên hệ cọc của Wiss, tốt hơn giới hạn bao
trên của Tchepark.
I.3.2.4. Kết luận:
Bản báo cáo này đã ghi nhận đợc giá trị đo lờng về độ rung khi thi công cọc đổ tại
ch, mở rộng đáy. Thông số đợc ghi lại sử dụng gia tốc kế chính đo giá trị gia tốc trên 3
phơng trực giao, và tại các khoảng cách biến thiên tính từ tâm cọc. Giá trị đo vận tốc hạt
tối đa lớn nhất này là tơng đồng với các thông số đã đợc báo cáo bởi các đề tài khác và
điểm vận tốc hạt tối đa lớn nhất là 8.8mm/s đợc tổ hợp lại với sự phát triển của đáy mở

rộng, tại một khoảng cách 3.5m tính từ cọc. Điểm vận tốc hạt cực đại này có thể gây ra
phá hoại tới các công trình lịch sử và các di tích cổ, hay các công trình đã bị phá hoại
hoặc trong tình trạng cũ nát. Nh đã mong đợi, giá trị đo độ rung của nền giảm khi tăng
khoảng cách tính từ cọc. Tại khoảng cách 15m, giá trị điểm vận tốc hạt đỉnh đợc ghi lại
thấp hơn giá trị ngỡng mà có thể là nguyên nhân phá hoại tới công trình đã bị xuống cấp
nghiêm trọng. Thông số ghi lại ở đây gợi ý rằng, cọc thi công tại ch, mở rộng đáy có thể
đợc áp dụng thành công tại môi trờng thành phố. Giá trị đo lờng này, tuy nhiên, là
những số liệu hiện trờng và khi sử dụng cần chú ý tại những dạng đất nền khác nhau.
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
15
I.4. Kết luận chơng
Từ những vấn đề đã đợc nêu ở trên cho thấy mi loại cọc đều có những u nhợc
điểm riêng của nó. Việc áp dụng loại cọc nào tuỳ thuộc vào quy mô, đặc điểm và vị trí
xây dựng của công trình. Việc nghiên cứu và áp dụng công nghệ cọc Franki cho các công
trình xây dựng ở nớc ta nói chung là hợp lý và cần thiết.

Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
16
Chơng iI: công nghệ thi công cọc franki
II.1. vật liệu, trang bị máy móc thi công cọc Franki
II.1.1. Vật liệu thi công cọc Franki:
a. Thành phần bê tông:
Để cho cấu kiện có độ bền cao, bê tông cọc nên lấy theo giá trị yêu cầu nhỏ nhất theo
bảng sau:

Lĩnh vực
Trọng lợng xi măng/ thể tích bê tông
lb/yd
3
kg/m
3

Môi trờng bình thờng 564 335
Môi trờng biển 658 390
Bố trí ống đổ bê tông dới nớc 564-752 335-446
Nguồn: ACI 543 (1980)
b. Độ sụt bê tông:
Độ sụt bê tông thể hiện mức độ linh động của bê tông, liên quan đến lợng nớc trong
bê tông. Bảng sau đa ra giá trị điển hình về độ sụt của bê tông tại một số điều kiện.
Lĩnh vực
Độ sụt thông thờng
in mm
Cọc thi công tại ch 3-6 75-150
Cọc chế sẵn 0-3 0-75
Bê tông đổ dới nớc 6-8 150-200
Nguồn:ACI543(1980)
Loại bê tông dùng để mở rộng đáy cọc thờng dùng loại bê tông có độ sụt bằng không
(bê tông khô). Bê tông cần phải đủ nớc để đảm bảo rằng quá trình thuỷ hoá xi măng.
Thờng ngời ta cho 3,5 gallons nớc trên 1 bao xi măng là đủ (1gallons UK nớc bằng
4,5461 lít nớc). Tuy nhiên nên kiểm tra qua những phép thử tại phòng thí nghiệm. Với
thân cọc Franki, độ sụt bê tông thờng lấy khoảng từ 15 - 20 cm.
Vật liệu thép dùng cho cọc Franki nh các cọc thông thờng khác.


Báo cáo: Công nghệ cọc Franki

Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
17
II.1.2. Máy móc thi công cọc Franki:
Thiết bị hạ cọc bao gồm dàn búa và búa. Hình giới thiệu các bộ phận của một dàn
búa hạ cọc điển hình. Bộ phận dẫn hớng thoả mãn hai mục đích: giữ cọc đúng vị trí và
duy trì cọc và búa trên trục thẳng. Yêu cầu bộ phận dẫn này phải đủ cứng để đảm bảo cọc
đợc giữ chặt tại vị trí và trên trục thẳng với búa. Thông thờng, bộ phận dẫn hớng đợc
lắp với đầu cần trục tại đỉnh và với thanh giữ ở đáy. Trong hình bộ phận dẫn hớng là
một khung ngang nối đáy của các thanh dẫn với thanh dàn. Thanh giữ có thể đợc gắn cố
định theo chiều dài hoặc có thể lồng vào nhau, vì vậy nó có khả năng điều chỉnh bán kính
hoạt động dàn đóng cọc. Điều này cho phép đóng liên tục trong phạm vi rộng các cọc
trong và ngoài.
Việc thi công cọc xiên ở trong dùng dầm vòng là một bộ phận có hình thẳng hoặc
cong gắn vào điểm cuối của thanh dẫn. Dầm vòng đợc đặt vuông góc với trục dọc của cả
thanh dẫn hớng và thanh giữ. Trong hình thể hiện đáy của bộ phận dẫn hớng gắn
chặt với dầm vòng, điều này cho phép đáy của bộ dẫn hớng chuyển động theo hớng
bên, cho phép cọc đợc đóng xiên theo hớng bất kỳ.
Nguồn năng lợng cho búa hoạt động dùng nồi hơi hoặc máy nén khí. Công suất nồi
hơi thông thờng đợc đo bằng mã lực.
Búa sử dụng để đóng cọc có thể sử dụng búa rơi tự do, búa đơn động (hơi nớc hoặc
khí), búa song động (hơi nớc hoặc khí), búa vi sai (khí, hơi hoặc thuỷ lực), búa điêzen
(đơn hoặc song động) và búa rung.
Trong các yêu cầu kỹ thuật thi công đóng cọc, các loại búa đóng và hệ số truyền năng
lợng là quyết định chính. Đây cũng là một trọng những tham số quyết định khả năng
chịu lực của cọc trong khi đóng. Để hiểu rõ năng lợng thực truyền cho cọc, điều phải
chú ý là việc chọn búa phù hợp tới mức nào khi đóng cọc và quan trọng là biết đợc năng
lợng bị mất trong toàn bộ hệ thống đóng cọc. Tỷ lệ giữa năng lợng thực truyền cho cọc
(đợc đo bằng khối lợng búa và vận tốc cuối cùng của búa tại lúc va đập) và năng lợng

tính theo lý thuyết (ghi trên catalogue máy) đợc gọi là hiệu suất của búa. Với dạng búa
hơi thì hiệu suất của các loại búa hơi đợc bảo dỡng tốt cũng chỉ phát và truyền năng
lợng đạt khoảng 70%, với búa điêzen thì hiệu suất này có thể dới 50% nếu nh bảo
dỡng kém và cỡ 90% nếu búa đợc bảo dỡng tốt.
Giá búa máy tạo lỗ thi công cọc Franki bao gồm các bộ phận chính sau: động cơ
điêzen, tời ba trục dây, tay với và bộ phận di chuyển.

Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
18

Cơ cấu hoạt động nh
sau:
Động cơ có trang bị khớp
ly hợp đợc đặt trên khung
của bộ phận di chuyển.
Mômen quay do động cơ
gây ra đợc truyền vào tời
qua hộp giảm tốc. Mômen
này đợc dùng để hoạt động
máy bơm thủy lực của hệ
thống điều khiển cơ giới của
thiết bị. Hộp giảm tốc độ và
2 đầu ra để chọn công suất: một để dùng cho tời và một để dùng cho bộ phận quay. Trên
giá búa có lắp một bộ phận đảo chiều và ở phía ngoài có lắp một khớp ly hợp hình côn để
đóng mạch cho bộ phận điều khiển tay với xoay đi xoay lại so với bộ phận di chuyển.
Tời gồm 3 trục cuộn dây cáp : Để nâng đầu búa, để di chuyển xô đựng vữa bê tông và
để rút ống dẫn. Tại trục của cuộn dây cáp rút ống dẫn ngời ta lắp một kabextan để di

chuyển giá búa trên đờng ray và làm một số công tác phụ khác.
Mỗi trục cuộn dây cáp có khớp móc và hãm riêng, trục tời để nâng đầu búa có khớp
hình băng ở phía trong. Trục tời dùng để nâng các vật nặng đợc gắn một khớp nhiều đĩa,
còn trục tời dùng để rút ống dẫn có khớp hình băng ở phía ngoài. Tất cả các bộ phận hãm
đều có cấu tạo hình băng. Khớp và bộ phận hãm
đều điều khiển bằng thủy lực và hoạt động đồng
bộ.
Tay với quay đợc 60
0
sang bên trái hoặc bên
phải so với bộ phận di chuyển. Giữa các khung
của tay với và của bộ phận di chuyển có bộ phận
quay liên kết khớp, kiểu bánh răng.
Bộ phận quay do một ngời điều khiển. Bộ
phận di chuyển đợc lắp một xe tời có 4 bánh xe
để di chuyển trên đờng ray tạm.
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
19
Xe tời nối với khung của bộ phận di chuyển các chốt khuỷu thẳng đứng để xe tời có
thể chạy trên đờng ray cong.
Trong chốt khuỷu thẳng đứng của khung ngời ta lắp một hàng khuyên cáp cho phép
giữ giá búa không phụ thuộc vào phơng của đờng ray so với tay với. Trong thời gian tạo
cọc, lắp và tháo hoặc trong thời gian đặt đờng ray theo phơng yêu cầu, tay với đợc giữ
bằng 4 kích vít.
Tay với để điều khiển ống dẫn làm bằng ống thép cán. Tay với này đợc gắn vào phần
trớc của khung nhờ một khớp khuyên cho phép tay với nghiêng về phía trớc 15
0

so với
trục thẳng đứng. Tại phần trên ngời ta giữ tay với bằng hai thanh chống kiểu ống lồng.
Các thanh chống này đợc co ngắn lại nhờ các bộ phận xoắn.
Trên đỉnh tay với có gắn các khuyên cáp để nối với các trục tời. Hai dây cáp từ trục tời
dùng để rút ống dẫn đi vòng qua palăng kép di động nối với ống dẫn để vào hệ thống gồm
12 nhánh dây cáp. Dây cáp nâng đầu búa đợc truyền qua một cái khuyên gắn trên trụ
hãm. Dây cáp nâng vật nặng đợc truyền qua một hệ thống hai khuyên gắn với một xà
ngang đặc biệt.
Thiết bị KPF đợc trang bị đầu búa để hạ ống dẫn đờng kính 508mm, đợc trang bị
ống dẫn, các bộ phận chở bê tông và các bộ phận chất tải mở bằng tay sản xuất theo các
đơn đặt hàng riêng.
Bảng II.10: Đặc trng kỹ thuật thiết bị KPF điển hình
Loại động cơ Điezen Volya DT-150
Công suất động cơ (mã lực) 150
Số vòng quay của động cơ trong 1 phút 1500
Số nhát đập của đầu búa trong 1 phút 10
Chiều cao nâng đầu búa (m) 5
Năng lợng xung kích (KGm) 16
Số vòng quay của bộ phận quay trong 1 phút 0.7
Vận tốc di chuyển trên đờng ra (m/s) 0.25
Sức nâng của dây cáp tời (T)
- Nâng đầu búa 3.6
- Nâng vật nặng 3.6
- Rút ống dẫn 20
- Kabextan 4
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
20

Lực để rút ống dẫn (T) 100
Góc nghiêng (độ) 15
Khoảng cách giữa các bánh xe và chiều rộng
bánh xe (m)
2.6
Trọng lợng giá búa (T) 27
Trọng lợng đầu búa (T) 3.6
Đờng kính đầu búa (mm) 330
Đờng kính ngoài của ống dẫn (mm) 508
Chiều dày thanh ống dẫn (mm) 26
Trọng lợng ống dẫn (T) 4.1
Chiều dài ống dẫn (m) 13
Tiêu tốn nhiên liệu (Kg/h) 5
Năng suất của thiết bị (m/h) 8

Bảng II.11: Các số liệu cơ bản của thiết bị KPF
Loại thiết
bị
Công
suất
động cơ
(mã
lực)
Đờng
kính cơ
bản của
ống dẫn
(mm)
Chiều
dài

ống
dẫn
(m)
Trọng
lợng
đầu
búa
(T)
Số
nhát
đập
trong
1 phút

Lực
rút
ống
dẫn
(T)
Xe tời
KPF-3K 80 406 9 2.5 8 50 Kéo
KPF-3 120 406 9 2.5 10 60 Ô tô
KPF-22 150 508 13 3&3.6

10 100

Ray
KPF-22 150 508 14 3.6 10 100

Kéo

KPF-4K 180 508 22 5 8 140

Kéo hoặc
băng truyền

Bảng II.12: Các trang bị ống dẫn và đầu búa thi công cọc Franki
Đờng kính
ngoài của
ống (mm)
Chiều dày
thành ống
(mm)
Trọng
lợng 1m
dài ống
(kg)
Đờng kính
đầu búa
(mm)
Trọng
lợng đầu
búa (T)
Chiều cao
nâng búa
(m)
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
21

273 10 65 150 0.8 5.45
324 12 92 190 1.4 5.8
356 16 134 225 1.8 5.6
406 20 190 265 2.5 5.35
3 6.5
3 4.35
508 26 309 330 3.6 5.3
4.2 6.2
5 5.3
620 30 436 390 6.6 7

Ngày nay, cùng với sự phát triển của khoa học kỹ thuật đã phát minh ra nhiều loại búa
cho năng lợng xung kích lớn, tốc độ thi công nhanh, cho phép thi công cọc Franki với
đờng kính lớn, chiều sâu hạ cọc tăng và tăng cờng khả năng chịu lực của cọc.
Sau đây là một số hình ảnh về thiết bị búa đóng đáy của hãng APE.







II.2. Quy trình thi công cọc Franki
II.2.1. Quy trình thi công cọc Franki điển hình
* Sơ lợc về quy trình chế tạo cọc Franki bao gồm 6 bớc, bao gồm:
- Định vị ống.
- Cố định, lèn chặt nút (vật liệu bê tông khô) vào trong ống.
- Đóng ống thép tới độ sâu yêu cầu (theo thiết kế).
- Thi công mở rộng đáy (bằng phơng pháp đóng, lèn chặt nút bê tông khô, mở rộng
chân cọc).

- Tiến hành hạ lồng thép.
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
22
- Rút ống thép lên dần trong quá trình đổ bê tông. Việc thi công thân cọc Franki có
thể thực hiện bằng phơng pháp đầm nén từng lớp bê tông hoặc bằng phơng pháp đổ bê
tông vữa dâng. Chú ý quan trắc liên tục tới độ sụt không của bê tông đợc đầm nện vào
trong đất.
- Kết thúc đổ bê tông, chuyển sang thi công cọc khác.



Hình 2.3: Quá trình thi công cọc Franki điển hình

* Các bớc quy trình thi công cọc Franki nh sau:
a. Định vị ống và tim cọc:
Căn cứ vào bản đồ định vị công trình do văn phòng kiến trúc s trởng hoặc cơ quan
tơng đơng cấp, lập mốc giới công trình, các mốc giới này phải đợc cơ quan có thẩm
quyền kiểm tra và chấp nhận.
Từ mặt bằng định vị móng cọc của nhà thiết kế lập hệ thống định vị và lới khống chế
cho công trình theo hệ toạ độ X:Y. Các lới định vị này đợc chuyển dời và cố định vào
các công trình lân cận hoặc lập thành các mốc định vị. Các mốc này đợc rào chắn và bảo
vệ chu đáo và liên tục kiểm tra đề phòng xê dịch do va chạm và lún gây ra.
Tính toán toạ độ tim cọc. Dùng máy toàn đạc điện tử bố trí điểm tính toán ra thực địa từ
các điểm cơ sở (điểm gốc) đã biết toạ độ. Từ tim cọc đã bố trí, gửi ra theo 2 phơng
vuông góc, cách tim 1 đoạn (L > 2R
cọc
), tiến hành hạ ống casing và tiến hành kiểm tra lại

các điểm so với tim cọc.
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
23
Cần đặt giá búa ở vị trí làm việc sao cho trục của ống dẫn trên các mặt phằng nằm
ngang và thẳng đứng trùng với các trục cọc. Trên mặt phẳng nằm ngang, độ sai lệch cho
phép là gần 1cm đối với cọc đơn và nhỏ hơn 5cm đối với nhóm cọc. Để đặt ống chính
xác, cần vạch trên mặt đất một vòng đờng kính bằng đờng kính ngoài của ống dẫn. Vị
trí của ống trên mặt phẳng đứng đợc điều chỉnh bằng kích vít đặt trên khung giá búa.
Theo TCXD 206:1998 - Cọc khoan nhồi - Yêu cầu về chất lợng thi công, sai số cho phép
về l cọc khoan nhồi có thể lấy theo bảng sau:
Bảng II.13 : Sai số cho phép về l cọc khoan nhồi
Phơng pháp tạo l cọc
Sai số
đờng
kính
cọc, mm

Sai số
độ
thẳng
đứng,
%
Sai số về vị trí cọc, mm
Cọc đơn, cọc
dới móng băng
theo trục ngang,
cọc biên trong

nhóm cọc
Cọc dới
móng băng
theo trục dọc,
cọc ở trong
nhóm cọc
1. Cọc
khoan giữ
thành bằng
dd
D1000mm

-0.1D và
-50
1
D/6 nhng
không lớn hơn
100
D/4 nhng
không lớn hơn
150
D>1000mm

-50 100 + 0.01H 150 + 0.01H
2. Làm l
bằng cách
đóng ống
hoặc rung
D500mm

-50
1
70 150
D>500mm

-20 100 150
3. Khoan guồng xoắn có
mở rộng đáy cọc
-20 1 70 150
Chú thích:
- Giá trị âm ở sai số cho phép về đờng kính cọc là chỉ ch mặt cắt cá biệt, khi có mở
rộng đáy cọc thì sai số cho phép ở đáy mở rộng là

100mm.
- Sai số về độ nghiêng của cọc nghiêng không lớn hơn 15% góc nghiêng của cọc.
- H là khoảng cách giữa cốt cao mặt đất ở hiện trờng thi công với cốt cao đầu cọc quy
định trong thiết kế, D là đờng kính thiết kế cọc.
b. Tiến hành đóng ống casing:
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
24
- Sau khi ống bao casing bằng ống thép dày đợc định vị trên nền theo phơng dọc.
Một ống bơm bê tông đặc biệt đợc sử dụng để đổ một lợng bê tông có độ sụt thấp (gần
nh là bê tông khô) vào đáy ống với khối lợng sao cho có thể tạo thành một nút bê tông
khô cao khoảng từ 0,8 -1,0m. Bê tông đợc đầm nện bằng búa đóng từ 2 đến 8 tấn, chiều
cao đầu búa rơi khoảng 1.0m, trong khi đó thì ống thép đợc giữ cố định bởi dây cáp bằng
thép. Dới sức va chạm của búa đóng, bê tông đợc nén tạo thành nút tại đáy của ống
casing và thấm vào đất không đáng kể.

Bởi vì độ nén của nút bê tông, do vậy tạo nên một nút
kín nớc mà có thể ngăn đợc nớc và đất xâm nhập vào
ống casing.
Sau đó, ống casing có thể đợc thi công bằng phơng
pháp đóng, sử dụng búa đóng thông thờng. Trong trờng
hợp này, quá trình đóng ống casing có thể gặp đá mồ côi
dới nền. Khi đó, ống casing có thể đợc đóng bởi một
mũi khoan thân lớn (VB-pile).
Trong trờng hợp khi chiều dài ống dẫn không đủ,
ngời ta đặt thêm một ống phụ sau khi đóng ống dẫn cách
mặt đất chừng 50cm. Nếu vị trí liên kết hạ thấp hơn mực
nớc ngầm thì ngời ta đặt các vật liệu nén chặt (dây gai tẩm nhựa hoặc đệm cao su) vào
khe hở ở đầu dới của đoạn ống phụ. Nối đoạn ống phụ với ống dẫn bằng dây cáp. Việc
đóng ống dẫn có thêm đoạn ống phụ vẫn tiến hành theo phơng pháp thông thờng.
Chú ý: Nếu nút bê tông không đủ chiều cao yêu cầu có thể bị tụt khỏi ống dẫn casing,
do vậy cần phải quan trắc chiều cao nút bê tông liên tục, nếu thiếu có thể đổ bổ sung
thêm lợng bê tông vào ống cho đến khi đạt tới chiều cao theo yêu cầu và sau khi đầm
chặt xong, tiến hành đóng tiếp ống tới độ sâu theo thiết kế.
c. Thi công mở rộng đáy cọc Franki:
Khi ống đợc đóng tới chiều sâu theo yêu cầu, ống
casing đợc kéo lên nhẹ nhàng và định vị bởi dây cáp thép.
Sau đó, nút bê tông đợc đẩy ra bằng những nhát búa
mạnh. Phải chắc chắn rằng hoàn toàn lợng bê tông đã
đợc đầm nén còn lại trong ống casing sẽ đợc ngăn cản
không cho bất kỳ 1 lợng nớc hay đất nào thấm vào thân
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
25

cọc. Chiều cao nhỏ nhất của nút bê tông phụ thuộc vào áp lực thuỷ tĩnh và tính thấm nớc
của đất, có trị số từ 10-30cm, áp lực thuỷ tĩnh và tính thấm nớc của đất càng lớn thì
chiều cao đó càng lớn. Quá trình thực hiện này có thể đợc kiểm soát bởi những điểm
đánh dấu trong dây cáp của búa đóng và trên cáp nâng. Dấu trên dây cáp đầu búa dùng để
kiểm tra vị trí bề mặt của cọc bê tông so với đáy ống dẫn, tức là chiều cao nút bê tông,
dấu trên tay với (cáp nâng) dùng để xác định thời điểm ngừng đổ bê tông và tiến hành tạo
đỉnh cọc tại vị trí thiết kế. Mở rộng đáy cọc đợc tạo bởi quá trình nén bê tông khô, cần
thiết phải thiết lập bởi việc xác định lại những nhát búa đóng, dùng để làm t liệu xác
định đờng kính mở rộng của đáy cọc và dự tính sức chịu tải của cọc (điều này đợc lu
vào hồ sơ cọc). Đáy cọc đợc mở rộng thành hình quả cầu (hình củ tỏi), đem lại cho cọc
có khả năng chịu tải cao.
Chú ý: Nếu nút bê tông khô đóng ra quá chậm thì nên đổ vào ống casing (khoảng 5-8
lít nớc), sau đó có thể tiến hành đóng nút tiếp, chú ý rằng nếu nút bê tông quá mềm có
thể làm thủng đáy cọc. Do vậy, cần đổ bê tông thêm cho đến khi chiều cao nút bê tông đạt
tới chiều cao yêu cầu, sau đó đổ vào ống từng phần bê tông nhỏ có độ sụt thấp và đầm
sao cho luôn giữ chiều cao tối thiểu của nút. Sau khi đạt yêu cầu thì tiến hành đóng nút
bê tông mở rộng chân cọc.
d. Đổ bê tông thân cọc
Thân cọc đợc thi công bằng tiến trình đầm
nén những lớp bê tông có độ sụt thấp (bê tông
khô), trong lúc đó thì ống casing đợc nâng lên
từ từ (khoảng 0.2 đến 0.5m một lần). Búa đóng
sẽ chuyển dời phần bê tông bên rìa trong đất
trớc đây đợc nén bởi quá trình đóng ống. Cụ
thể là đổ đầy bê tông vào máng đổ bê tông,
nâng búa lên khoảng 2m, sau đó nâng máng, đổ
bê tông vào ống dẫn (yêu cầu chiều cao của
thân vữa bê tông không đợc lớn hơn 0.9m),
nâng búa lên khoảng 7m để bê tông rơi xuống, sau đó tiến hành hạ đầu búa xuống sát mặt
vữa bê tông và kéo ống casing lên (khoảng từ 0.2 đến 0.5m). Chú ý đảm bảo chiều cao

vữa bê tông trong ống phải còn từ 0.2 đến 0.3m. Kiểm tra độ căng của dây cáp, nếu thấy
độ căng bị giảm đi thì có thể xảy ra trờng hợp vữa xi măng bám vào thành ống dẫn và
lên theo, làm đứt thân cọc. Trong trờng hợp này cần từ từ ngừng kéo ống, đập một vài
Báo cáo: Công nghệ cọc Franki


Học viên: Nguyễn Việt Tiệp CHĐKT08/09
26
nhát búa từ chiều cao 0.2 đến 0.3m rồi từ thử kéo ống lên. Việc đầm nén, mở rộng thân
cọc đợc thực hiện bằng cách đóng búa từ chiều cao rơi khoảng từ 1 đến 1.5m, cho tới khi
chiều cao thân cọc trong ống đạt từ 0.2 đến 0.3m từ ngừng và tiếp tục các thao tác trên.
Do quá trình đầm nén, bê tông sẽ đợc nén chặt vào trong đất và trong quá trình đó thì
thân cọc đợc tạo thành, và đợc tựa lên phần đáy cọc đã đợc mở rộng, đợc tạo thành từ
độ chối của các lớp chịu lực.
Trờng hợp thân cọc xuyên qua lớp đất mềm hoặc lớp đất có độ dẻo cao, khi đó thân
cọc thờng đợc thi công bằng phơng pháp cho một ống thép có đờng kính phù hợp
đợc lồng vào trong ống hạ (ống casing) và mẻ bê tông khô đợc nhồi vào trong ống
khuôn. Sau đó bê tông đợc nén chặt bằng búa để ống và đáy cọc tiếp xúc chặt. Sau đó,
ống hạ đợc rút lên cùng với quá trình nhồi bê tông thờng.
Ngoài ra, thân cọc còn có thể đợc thi công bằng phơng pháp bê tông ớt (bê tông có
độ sụt cao), có thể tăng nhanh tiến độ thi công. Quá trình này tơng tự với quá trình thi
công cọc tại ch thông thờng. Ngoài ra, thân cọc chế tạo sẵn cũng đợc áp dụng.
Sau khi thi công xong cọc cần bảo dỡng bê tông đầu cọc bằng cách đổ đầy cát vào hố
khoan, đảm bảo an toàn trên công trờng.