Bài giảng thi công ép cọc

CÔNG NGHỆ THI CÔNG ÉP CỌC

12/02/15

/30

1


A. ÉP CỌC THÔNG THƯỜNG
1. Một số định nghĩa
- Cọc ép là cọc được hạ bằng năng lượng tĩnh, không gây
nên xung lượng lên đầu cọc.
- Tải trọng thiết kế là giá trị tải trọng do Thiết kế dự tính tác
dụng lên cọc.
- Lực ép nhỏ nhất (Pep) min là lực ép do Thiết kế quy định
để đảm bảo tải trọng thiết kế lên cọc, thông thường lấy
bằng 150 ¸ 200% tải trọng thiết kế;
- Lực ép lớn nhất (Pep)max là lực ép do Thiết kế quy định,
không vượt quá sức chịu tải của vật liệu cọc; được tính
toán theo kết quả xuyên tĩnh, khi không có kết quả này thì
thường lấy bằng 200 - 300% tải trọng thiết kế.

12/02/15

/30

2


2. Ưu nhược điểm của phương

pháp thi công ép cọc
Hiện nay có nhiều phương pháp để thi công cọc như búa đóng, kích ép,
khoan nhồi... Việc lựa chọn và sử dụng phương pháp nào phụ thuộc vào
địa chất công trình và vị trí công trình. Ngoài ra còn phụ thuộc vào chiều dài
cọc, máy móc thiết bị phục vụ thi công.
Một trong các phương pháp thi công cọc đó là ép cọc bằng kích ép.
Ưu điểm: Êm, không gây ra tiếng ồn, Không gây ra chấn động cho các
công trình khác, Khả năng kiểm tra chất lượng tốt hơn: từng đoạn cọc được
ép thử dưới lực ép và ta xác định được sức chịu tải của cọc qua lực ép cuối
cùng.
Nhược điểm: Không thi công được cọc có sức chịu tải lớn hoặc lớp đất
xấu cọc phải xuyên qua quá dầy

12/02/15

/30

3


3. Chuẩn bị mặt bằng thi công
• Tập kết cọc trước ngày ép từ 1 đến 2 ngày (mua từ
các nhà máy sản xuất cọc)
• Cọc phải vạch sẵn trục để thuận tiện cho việc sử
dụng máy kinh vĩ cân chỉnh
• Cần loại bỏ những cọc không đủ chất lượng, không
đảm bảo yêu cầu kỹ thuật
• Trước khi đem cọc đi ép đại trà, phải ép thí nghiệm
1 – 2% số lượng cọc
• Phải có đầy đủ các báo cáo khảo sát địa chất công

trình, kết quả xuyên tĩnh
12/02/15

/30

4


4. Vị trí ép cọc
• Vị trí được xác định đúng theo bản vẽ thiết kế: phải
đầy đủ khoảng cách, sự phân bố các cọc trong đài
móng với điểm giao nhau giữa các trục.
• Cần phải lấy 2 điểm móc nằm ngoài để kiểm tra
các trục có thể bị mất trong quá trình thi công. Thực
tế, vị trí các cọc được đánh dấu bằng các thanh
thép dài từ 20 đến 30cm
• Từ các giao điểm các đường tim cọc, ta xác định
tâm của móng, từ đó ta xác định tâm các cọc
12/02/15

/30

5


5. Lựa chọn phương án thi công ép cọc
5.1 Phương án 1
Tiến hành đào hố móng đến cao trình đỉnh cọc, sau đó mang máy móc, thiết bị
ép đến và tiến hành ép cọc đến độ sâu cần thiết.
- Ưu : Đào hố móng thuận lợi, không bị cản trở bởi các đầu cọc, Không phải ép

âm
- Nhược : Ở những nơi có mực nước ngầm cao, việc đào hố móng trước rồi mới
thi công ép cọc khó thực hiện được. Nhất là gặp trời mưa phải có biện pháp
bơm hút nước ra khỏi hố móng. Với mặt bằng thi công chật hẹp, thi công theo
phương án này gặp nhiều khó khăn,
5.2 Phương án 2
- Nội dung: Tiến hành san phẳng mặt bằng để tiện di chuyển thiết bị ép và vận
chuyển sau đó tiến hành ép cọc theo yêu cầu. Như vậy, để đạt được cao trình
đỉnh cọc cần phải ép sâu (âm). Cần phải chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép
hoặc bằng bê tông cốt thép để cọc ép được tới chiều sâu thiết kế. Sau khi ép
cọc xong ta sẽ tiến hành đào đất để thi công phần đài, hệ giằng đài cọc
- Ưu : Việc di chuyển thiết bị ép cọc và vận chuyển cọc có nhiều thuận lợi kể cả
khi gặp trời mưa. Không bị phụ thuộc vào mực nước ngầm. Tốc độ thi công
nhanh
- Nhược : Phải thêm các đoạn cọc dẫn để ép âm. Công tác đào đất hố móng khó
khăn, phải đào thủ công nhiều, thời gian thi công laua vì rất khó thi công cơ
giới hóa
12/02/15

/30

6


6. Các yêu cầu kỹ thuật đối với đoạn ép cọc

- Cốt thép dọc của đoạn cọc phải hàn vào vành thép
nối theo cả 2 bên của thép dọc và trên suốt chiều
cao vành
- Vành thép nối phải phẳng, không được vênh

- Bề mặt ở đầu hai đoạn cọc nối phải tiếp xúc khít với
nhau.
- Kích thước các bản mã đúng với thiết kế và phải ≥
4mm
- Trục của đoạn cọc được nối trùng với phương nén
- Kiểm tra kích thước đường hàn so với thiết kế,
đường hàn nối cọc phải có trên cả 4 mặt của cọc.
Trên mỗi mặt cọc, chiều dài đường hàn không nhỏ
hơn 10cm
12/02/15

/30

7


7. Yêu cầu kỹ thuật với thiết bị ép cọc
- Lực ép danh định lớn nhất của thiết bị không nhỏ hơn 1,4 lần
lực ép lớn nhất
- Pép max yêu cầu theo quy định thiết kế
- Lức nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc khi ép
đỉnh, không gây lực ngang khi ép
- Chuyển động của pittông kích phải đều, và khống chế được tốc
độ ép
- Đồng hồ đo áp lực phải tương xứng với khoảng lực đo
- Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện để vận hành theo đúng
quy định về an toàn lao động khi thi công
- Giá trị đo áp lực lớn nhất của đồng hồ không vượt quá 2 lần áp
lực đo khi ép cọc
- Chỉ huy động từ (0,7 ÷ 0,8) khả năng tối đa của thiết bị ép cọc

- Trong quá trình ép cọc phải làm chủ được tốc độ ép để đảm bảo
các yêu cầu kỹ thuật
12/02/15

/30

8


8. Tính toán chọn cẩu phục
vụ
Căn cứ vào trọng lượng bản thân của cọc,
của đối trọng và độ cao nâng cẩu cần thiết
để chọn cẩu thi công ép cọc
- Sức nâng Qmax/Qmin
- Tầm với Rmax/Rmin
- Chiều cao nâng: Hmax/Hmin
- Độ dài cần cẩu: L
- Vận tốc quay cần
12/02/15

/30

9


. Phương pháp ép cọc và chọn máy ép cọc
9.1 Ép đỉnh
- Lực ép được tác dụng từ đỉnh cọc để ấn cọc xuống
- Ưu : Toàn bộ lực ép truyền trực tiếp lên đầu cọc chuyển thành hiệu quả ép.

- Nhược : Cần phải có hai hệ khung giá. Hệ khung giá cố định và hệ khung
giá di động, với chiều cao tổng cộng của hai hệ khung giá này phải lớn hơn
chiều dài một đoạn cọc:
9.2 Ép ôm
- Lực ép được tác dụng từ hai bên hông cọc do chấu ma sát tạo nên để ép cọc
xuống
- Ưu : Do biện pháp ép từ 2 bên hông của cọc, máy ép không cần phải có hệ
khung giá di động, chiều dài đoạn cọc ép có thể dài hơn.
- Nhược điểm: Ép cọc từ hai bene hông cọc thông qua 2 chấu ma sát do do
khi ép qua các lớp ma sát có nội ma sát tương đối cao như á sét, sét dẻo
cứng... lực ép hông thường không thể thắng được lực cản do ma sát tăng
để hạ cọc xuống sâu.
Nói chung, Ép ôm không được sử dụng rộng rãi bằng phương pháp ép đỉnh

12/02/15

/30

10


Các bộ phận của máy ép
1-Xilanh n©ng h¹ m¸y;
2-DÇm chÝnh;
3-Cabin ®iÒu khiÓn chÝnh;
4-Gi¸ Ðp;
5-Xilanh Ðp;
6-Cäc Ðp;
7-CÇn trôc;
8-Gia träng;

9-CÆp ch©n ®Õ di chuyÓn ngang;
10-CÆp ch©n ®Õ di chuyÓn däc;
11-Th©n m¸y;
12 CÇu thang.

12/02/15

/30

11


9.5 Chọn máy ép cọc
Tùy theo điều kiện cụ thể của địa chất công trình.
Muốn cho cọc qua được những địa tầng đó thì lực ép cọc phải
đạt giá trị:

Pep ≥ K. Pc
Trong đó:
Pep – lực ép cần thiết để cọc đi sâu vào đất nền tới độ sâu thiết kế
K – hệ số K > 1; có thể lấy K = 1,5 – 2 phụ thuộc vào loại đất và tiết diện
cọc
Pc – tổng sức kháng tức thời của nền đất,

Pc = Pmui + Pmasat
Pmui : phần kháng mũi cọc
Pmasat : ma sát thân cọc

12/02/15

/30

12


ÉP CỌC BTCT DỰ ỨNG LỰC
THEO PHƯƠNG PHÁP KHOAN + ÉP
• Thiết bị và Công nghệ thi công của Nhật Bản và
Hàn Quốc, công nghệ được dùng rất phổ biến ở
Nhật Bản và Hàn Quốc.
• Công nghệ chuyên dùng để thi công cọc ống (cọc
bê tông ly tâm dự ứng lực, cọc ống thép) có đường
kính từ D=0,3-1,0m. có nhiều ưu điểm so với các
công nghệ thi công hạ cọc khác đang được áp
dụng hiện nay.
• Thi công móng cọc nhà cao tầng, công trình cầu …
bằng cọc bê tông ly tâm dự ứng lực đang dần dần
thay thế cọc khoan nhồi và các loại cọc khác vì
công nghệ này có chất lượng cao, giá thành hạ .
12/02/15

/30

13


12/02/15

/30

14


Công nghệ thi công hạ cọc ống bêtông ly tâm dự ứng lực
bằng phương pháp khoan ép , khoan thả có nhiều ưu điểm
và khắc phục được các nhược điểm của các phương pháp
hạ cọc khác như sau:
– Không làm ảnh hưởng chất lượng cọc do lực ép đầu cọc nhỏ.
– Không làm hóa mềm nền đất do được lấy đất từ bên trong lòng
cọc.
– Khoan ép được cho tất cả các loại địa chất kể cả thấu kính cát hạt
thô kết cấu chặt, sét kết cấu chặt hoặc đá phong hóa, đá nền.
– Thi công nhanh, chấn động nhỏ và không ảnh hưởng các công
trình lân cận.
– Thi công được ở các khu vực diện tích chật hẹp trong đô thị có
công trình kiến trúc lân cận. Vì không gây tiếng ồn.
– Tận dụng tối đa chiều dài cọc, không phải chặt bỏ đầu cọc khi thi
công đài cọc.
– Mở rộng được đầu cọc để tăng sức chịu tải của cọc.
12/02/15

/30

15


Thiết bị
•
•
•

•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•

1. MÁY CƠ SỞ
2. ĐẦU KHOAN
3. BỘ PHẬN ÉP CỌC
4. THÙNG CHỨA ĐẤT
5.ĐẦU LKẾT CỌC
6. MŨI KHOAN
7. CẨU PHỤ TRỢ
8. MÁY ĐÀO
9.TOLE LÓT SÀN
10. CA BIN
11.MÁY NÉN KHÍ
12.MÁY TRỘN VỮA
13.MÁY BƠM VỮA
14.TRẠM ĐIỀU KHIỂN
15. MÁY PHÁT ĐIỆN

16.XILÔ XI MĂNG
17. CỌC ỐNG BTLT

12/02/15

/30

16


Các Quy Đònh Chung Về Thi Công Cọc Khoan Ép

• Cọc khoan ép là cọc được hạ bằng
năng lượng tónh,khơng gây nên xung
lượng lên đầu cọc nhưng lực ép nhỏ do
được lấy đất từ long cọc ra ngoài.
• Tải trọng thiết kế là giá trò tải trọng nhỏ
do Thiết kế dự tính tác dụng lean cọc.

12/02/15

/30

17


• Để có đầy đủ số liệu cho thi công móng
cọc, nhất là trong điều kiện đòa chất phức
tạp, Nhà thầu phải

– tiến hành ép các cọc thử và
– tiến hành thí nghiệm cọc bằng tải
trọng tónh theo đề cương của Tư
vấn hoặc Thiết kế đề ra
12/02/15

/30

18


Chuẩn toạ độ cọc
Trắc đạc đònh vò các trục móng cần được tiến hành từ các
mốc chuẩn theo quy đònh hiện hành.
Mốc đònh vò trục thường làm bằng các cọc đóng, nằm cách
trục ngoài cùng của móng không ít hơn 10m.
Trong biên bản bàn giao mốc đònh vò phải có sơ đồ bố trí
mốc cùng tọa độ của chúng cũng như cao độ của các mốc
chuẩn dẫn từ lưới cao trình thành phố hoặc quốc gia.
Việc đònh vò từng cọc trong quá trình thi công phải do các
trắc đạt viên có kinh nghiệm tiến hành dưới sự giám sát
của kỹ thuật thi công cọc phía Nhà thầu và trong các công
trình quan trọng phải được Tư vấn giám sát kiểm tra.
Lưới trục đònh vò phải thường xuyên được kiểm tra, Độ sai
lệch của các trục so vời thiết kế không được vượt quá 1cm
trên 100m chiều dài tuyến.
12/02/15

/30

19


Bảo quản cọc
•
•

•

12/02/15

Chuyên chở, bảo quản, nâng cọc vào vò
trí hạ cọc phải tuân thủ các biện pháp
chống hư hại cọc.
Khi chuyên chở cọc bê tông coat thép dự
ứng lực cũng như khi sắp xếp xuống bãi
tập kết phải có hệ con kê bằng gỗ ở dưới
móc cẩu.
Nghiêm cấm việc lăn hoặc kéo cọc
BTLT dự ứng bằng dây.
/30

20


Trình tự thi công (19 steps)
1. Đònh vò tim cọc theo hồ sơ thiết kế.
2. Lắp đặt cần khoan vào trong lòng cọc ống BTLT dự
ứng lực.
3. Di chuyển máy khoan đến vò trí cọc, dùng cần cẩu

phụ trợ lắp đặt cọc và cần khoan vào vò trí cần khoan
ép và đònh vò chính xác.
4. Triển khai khoan và ép cùng lúc, khi khoan đất được
theo cần khoan ruột vòt đưa vào trong long cọc.
5. Khi khoan, không được xoay cọc để ép trong đoạn >
5m sâu tính từ mặt đất.
6. Cùng lúc với việc hạ cọc thì cần cẩu phụ trợ lắp cần
khoan vào đoạn thứ 2 để chuẩn bò.
7. Trong khi hạ cọc, dùng hệ thống đònh vò thẳng đứng
cần máy khoan trên máy khoan và máy kinh vó để
theo dõi độ thẳng đứng cọc.
12/02/15

/30

21


Trình tự thi công
8. Sau khi ha xongï đoạn thứ 1 cách mặt đất khoảng 1.2
– 1.5m thì dừng ép, di chuyển máy khoan ra ngoài,
đồng thời cần cẩu phụ trợ sẽ lắp đặt đoạn thứ 2 lên
trên đoạn thứ 1.
9. Kiểm tra mặt tiếp xúc của 2 mặt bích đầu cọc cho
chính xác, đảm bảo 2 mặt bích đầu cọc hoàn toàn
tiếp xúc nhau.
10.Kiểm tra độ thẳng đứng của 2 đoạn cọc bằng máy
kinh vó và thước có bọt thủy.
11.Hàn nối 2 đoạn cọc bởi đường hàn 10mm bằng 2
máy hàn (nếu có điều kiện thì dùng máy hàn bán tự

động, hàn day…)sau khi hàn xong quét bitum quanh
mối nối và mặt bích cọc.
12.Di chuyển máy khoanvào vò trí và tiếp tục khoan ép
như đoạn 1 để hạ cọc xuống lòng đất.
13.Nếu cọc thiết kế có đoạn thứ 3, 4….thì trình tự thi
công giống như đoạn 2.
12/02/15

/30

22


Trình tự thi công
14.Mỗi đoạn cọc phải được ép liên tục không được dừng nghỉ cọc lâu quá
6h nhằm không làm ảnh hưởng đến quá trình ép.
15.Sau khi hạ cọc đến cách cao độ thiết kế khoảng 2.5m thì dừng, sau đó
ép cọc sâu thêm 0.5 -1m rồi tiến hành thổi rửa long cọc và bơm vữa bê
tông M200 trong long cọc để bòt đầu cọc (không mở rộng đầu cọc).
16.Cấp khối vữa ximăng M200 cho 1 vữa sẽ được TN trong phòng TN hợp
chuẩn. Lượng vữa ximăng bơm vào trong lòng cọc có chiều cao lớn
hơn 2.4m (0.4 lần đk cọc) , có phụ gia đông cứng nhanh.
17.Sauk hi khoan ép được 7 ngày để vữa xm đạt cường độ, dùng búa đống
cọc 8tấn với chiều cao rơi 1.5m (hoặc búa đống cọc thủy lực hoặc
diezen có năng lượng xung kích tương đương) đống chiều dài cọc đến
độ xâu thiết kế hoặc đạt độ khối thiết kế đề ra.
18.Trong thời gian thi công cọc, đơn vò thi công đảm bảo hạ đầu cọc
xuống mặt đất thiên nhiên tại vò trí cọc ít nhất là 3m, cố gắng hạ càng
xâu càng tốt nhằm giảm chi phí cho chủ đầu tư.
19.Sau khi đống từ 14-21 ngày, có thể thực hiện các biện pháp kiểm tra

chất lượng như: thử PDA hoặc nén thử tónh cọc.

12/02/15

/30

23


7 steps for quality
1. Kiểm tra độ thẳng đứng
• Phương án 1: bằng thiết bò đònh vò thẳng
đứng của máy khoan ép,
• Phương án 2: Bằng máy toàn đạt điện tử
đo theo 2 phương vuông góc.

12/02/15

/30

24


7 steps for quality
2. Kiểm tra mối hàn: bằng mắt thường
nhằm kiểm tra chiều dày đường hàn, các
khuyết tật đường hàn…
3. Đoạn mũi cọc cần được lắp đặt cẩn
thận, kiểm tra theo 2 phương vuông góc
sao cho độ lệch tâm không quá 10mm.

4. Khi phát hiện cọc bò nghiêng cần ngưng
ép để cân chỉnh.
12/02/15

/30

25