TỔ CHỨC THI CÔNG ép cọc

CHƯƠNG 1: TỔ CHỨC THI CÔNG ÉP CỌC
1.1. Giới thiệu chung về công trình
Công trình Khu chung cư Xuân Phú với khu đất xây dựng công trình có diện tích
5322m2 trên khu đất 9085m2. Được xây dựng tại Thành phố Huế. Mặt bằng khu đất tương đối
bằng phẳng, công trình được xây dựng trên khu đất trống dự trữ, tình hình địa chất thủy văn
của khu vực tương đối tốt cho việc xây dựng các công trình có chiều cao vừa và lớn.

1.2. Công tác điều tra cơ bản
1.2.1. Điều kiện khí hậu- địa chất công trình
+

Công trình nằm ở thành phố Huế nên khí hậu mang tính chất chung của khí hậu miền

+

Trung Trung Bộ.
Cấu tạo địa chất: Đất dưới nền công trình được chia thành 5 lớp theo thứ tự từ trên

−
−
−
−
−
+

xuống dưới như sau:
Lớp đất 1: Sét pha dày 6,2m.
Lớp đất 2: Cát pha dày 4,8m.
Lớp đất 3: Cát bụi dày 4,5m.
Lớp đất 4: Cát hạt trung dày 8,1m.
Lớp đất 5: Cát hạt thô lẫn cuội sỏi h = ∞

Thủy văn: Mực nước ngầm ở độ cao -4,5m so với cốt thiên nhiên. Thi công phần ngầm
không phụ thuộc vào nước ngầm.
1.2.2. Tổng quan về kết cấu và quy mô công trình
Giải pháp thiết kế phần móng, dùng móng cọc ép BTCT tiết diện 35×35(cm),dài 16,5 m
(gồm 2 đoạn cọc 8,5m và 8 m nối với nhau), mũi cọc được cắm vào lớp đất 5 (lớp cát hạt
trung), mực nước ngầm trung bình ở độ sâu -4,5m so với cốt thiên nhiên. Đài cọc cao 1, 5m
đặt ở lớp đất 1 (sét pha). Đáy đài đặt tại cos -2, 50m so với cos ± 0,00m.
Đào đất bằng cơ giới kết hợp với thủ công.
Kết cấu chịu lực của công trình là nhà khung, lõi BTCT đổ toàn khối. Tường gạch có
chiều dày 200mm, sàn sườn đổ toàn khối cùng với hệ dầm. Toàn bộ công trình là một khối
thống nhất không có khe lún.
Ván khuôn ta dùng ván khuôn phủ phim hiệu TEKCON
Cốt thép được gia công bằng máy tại xưởng đặt cạnh công trường.
Bê tông sử dụng cho công trình lớn cả về số lượng và cường độ, vì thế để đảm bảo cung
cấp bê tông được liên tục, chất lượng đồng thời giảm bớt gánh nặng về kho bãi ta sử dụng bê
tông thương phẩm. Bê tông được vận chuyển bằng xe trộn bê tông và dùng máy bơm bê tông
để đổ cho các cấu kiện.

1


+ Khung bê tông cốt thép đổ toàn khối:
− Tầng 1 có chiều cao là: 3,8 m
− Tầng 2-10 có chiều cao là: 3,2m
Chiều cao của nhà là 37,3m.
Kết cấu móng là móng cọc BTCT đài thấp. Đài cọc cao 1,2 m đặt trên lớp BT lót đá
(4x6) B5 dày 0,1m.
Dùng cọc ép BTCT, mũi cọc đặt tại cos -17,7 m.

1.2.3. Nguồn nước thi công

Công trình nằm ở trung tâm thành phố có mạng đường ống cấp nước vĩnh cửu dẫn đến
công trình đáp ứng đủ cho công trình thi công. Bên cạnh đó Công trình có thể sử dụng nguồn
nước từ bể nước được xây dựng để phục vụ công trình sau khi đưa công trình vào sử dụng.

1.2.4. Nguồn điện thi công
Sử dụng điện của mạng điện thành phố, ngoài ra còn dự phòng một máy phát điện.

1.2.5. Tình hình cung cấp vật tư
Công trình nằm trong khu vực thành phố nên có rất nhiều thuận lời về cung ứng vật tư,
máy móc thiết bị thi công. Vận chuyển đến công trình bằng ô tô.
Vật tư được chuyển theo nhu cầu thi công và được chứa trong các kho tạm hoặc bãi lộ
thiên.

1.2.6. Máy móc thi công
+

Công trình có khối lượng thi công lớn do đó để đạt hiệu quả cao phải kết hợp thi công

+
−
−
−
−
−
−
−
−
−

cơ giới với thủ công.

Phương tiện phục vụ thi công gồm có:
Máy ép cọc: Phục vụ cho thi công cọc ép.
Máy đào đất, xe tải chở đất: phục vụ công tác đào hố móng.
Cần trục tự hành, cần trục tháp: phục vụ công tác ép cọc, cẩu lắp thiết bị…
Máy vận thăng.
Xe vận chuyển bêtông và xe bơm bêtông...
Máy đầm bê tông.
Máy trộn vữa, máy cắt uốn cốt thép.
Các hệ dàn giáo, cốp pha, cột chống và trang thiết bị kết hợp.
Các loại xe được điều động đến công trường theo từng giai đoạn và từng biện pháp thi
công sao cho thích hợp nhất.
1.2.7. Nguồn nhân công xây dựng, lán trại
Nguồn nhân công chủ yếu là người ở nội thành và các vùng ngoại thành xung quanh
sáng đi chiều về do đó lán trại được xây dựng chủ yếu nhằm mục đích nghỉ ngơi cho công
nhân vào buổi trưa, bố trí căn tin để công nhân ăn uống.
Dựng lán trại cho ban chỉ huy công trình, các kho chứ vật liệu.

2


1.3. Tổ chức thi công
Công tác mặt bằng và xây dựng hạ tầng cơ sở phải được tiến hành trước công tác xây
dựng công trình chính để đảm bảo đưa công trình vào sử dụng đồng bộ.

+

−
−
−
−

Nhiệm vụ thiết kế phần thi công chính với khối lượng 30% gồm:
Thiết kế biện pháp kĩ thuật thi công đào đất.
Thiết kế biện pháp thi công phần móng.
Thiết kế biện pháp thi công hạ cọc.
Tính toán thiết kế ván khuôn phần thân (dầm chính, dầm phụ, cầu thang).
1.4. Biện pháp an toàn lao động, vệ sinh môi trường, PCCC
1.4.1. Biện pháp an toàn lao động
Sử dụng các thiết bị phòng hộ lao động theo đúng quy định của kỹ thuật an toàn. Tổ
chức hệ thống biển báo, đèn báo, đèn bảo vệ xung quanh khu vực công trường.
Trong trường hợp cần thiết phải thi công ban đêm, bố trí hệ thống đèn chiếu sáng đảm
bảo đủ sáng cho thi công.
Tổ chức học tập an toàn lao động cho người lao động trên công trường, nâng cao ý thức
an toàn lao động, hướng dẫn sử dụng các phương tiện thiết bị bảo hộ lao động đầy đủ, đúng
cách.
Tổ chức mạng lưới an toàn vệ sinh để đôn đốc, kiểm tra, nhắc nhở công tác vệ sinh an
toàn cho tất cả các lao động trên công trường. Rác thải, phế phẩm xây dựng được thu gom và
chuyển đến đúng nơi qui định của khu vực thi công.

1.4.2. Phòng cháy chữa cháy
Huy động sức mạnh tổng hợp của tập thể tham gia hoạt động PCCC.
Tổ chức học tập huấn luyện PCCC tại chỗ cho lực lượng lao động trên công trường. Thành
lập tổ PCCC trên công trường.
Bố trí các bể nước, bãi cát chữa cháy xung quanh công trình và tại những nơi có nguy
cơ cháy nổ. Tại văn phòng ban chỉ huy công trường nơi để máy điện thoại đặt bảng hiệu lệnh
chữa cháy và các số điện thoại nóng như: Cứu hỏa, cấp cứu, Công an...

1.5. Lập biện pháp thi công cọc ép
1.5.1. Lựa chọn giải pháp thi công cọc
Hiện nay có nhiều giải pháp để thi công cọc như: ép, đóng, xoắn.

Việc chọn và sử dụng phương pháp nào là tùy thuộc vào đặc điểm địa tầng và tính chất
cơ lý của nền đất, mặt bằng công trường và vị trí tương quan của công trình đang xây dựng và
công trình đã xây dựng trước đó. Ngoài ra việc chọn giải pháp thi công cọc còn tùy thuộc vào
chiều sâu hạ cọc và các loại thiết bị có thể có để thi công.

3


Do công trình nằm trong thành phố, cho nên nếu thi công cọc bằng phương pháp đóng
thì các rung động sinh ra do đóng cọc sẽ gây nứt các công trình lân cận.
Để khắc phục nhược điểm trên và do những ưu điểm của việc thi công cọc bằng phương
pháp ép tĩnh như: thi công êm, không gây chấn động, tính kiểm tra cao, chất lượng của từng
đoạn ép được thử dưới lực ép, xác định được sức chịu tải của cọc qua lực ép cuối cùng, năng
suất cao hơn đóng cọc từ 3 đến 4 lần.
Vì vậy phương pháp thi công phù hợp là phương pháp ép tĩnh.
Lựa chọn phương pháp thi công cọc ép:

+

Ép cọc thường dùng 2 phương án:
− Ép sau
− Ép trước
+ ÉP SAU: Tiến hành đào hố móng đến cao trình đỉnh cọc sau đó mang máy móc, thiết
bị ép đến và thi công ép cọc đến độ sâu cần thiết.
− Ưu điểm
Đào hố móng thuận lợi, không bị cản trở bởi các đầu cọc.
Không phải ép âm.

− Nhược điểm
Ở những nơi có mực nước ngầm cao, việc đào hố móng trước rồi mới thi công ép cọc

khó thực hiện được.
Khi thi công ép cọc mà gặp trời mưa thì nhất thiết phải có biện pháp bơm hút nước ra
khỏi hố móng.
Việc di chuyển máy móc, thiết bị thi công gặp nhiều khó khăn.
Với mặt bằng thi công chật hẹp, xung quanh đang tồn tại những công trình thì việc thi
công theo phương án này gặp nhiều khó khăn, đôi khi không thực hiện được.

+

ÉP TRƯỚC:
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 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 điểm
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 điểm
4


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 lâu vì
rất khó thi công cơ giới hóa.
Với các ưu nhược điểm như trên, để thuận tiện trong thi công dự kiến sẽ chọn phương
pháp ép trước cho toàn bộ cọc của công trình.

1.5.2. Các điều kiện kỹ thuật đối với cọc bê tông cốt thép
Dự kiến sử dụng loại kích đối ép hông là loại kích thủy lực- loại máy ép cọc chuyên
dùng thi công cọc ép.

+

Các số liệu về cọc như sau:
− Sức chịu tải của cọc theo đất nền: Pđn = 90,52 (T).
− Bê tông cọc có cấp độ bên B25.
− Chiều dài cọc L = 16,5 (m) ( chọn cọc dài hơn để tính toán),

λ=

l 16,5
=
= 47,14
d 0,35

⇒

< 100 .

λ=
Thỏa mãn các điều kiện quy định: Bêtông ≥ B20,

+

d = 0,35 m

l
< 100
d

.

Các yêu cầu về độ chính xác, về kích thước, hình dạng hình học của cọc
−
−
−
−
−

(theoTCXDVN 286-2003):
Kích thước cạnh tiết diện cọc có sai số không quá ± 5mm.
Chiều dài cọc có sai số không quá ± 30mm.
Mặt đầu cọc phẳng và vuông góc với trục cọc, độ nghiêng < 1% (cọc đa giác)
Độ cong của cọc (lồi hoặc lõm) không quá 10mm.
Độ võng của đoạn cọc không quá 1% chiều dài đốt cọc (f/l<1%).
1.5.3. Kỹ thuật thi công
a) Công tác chuẩn bị
Tiến hành kiểm tra chất lượng cọc trước khi tiến hành thi công.

+

−
−
−
−
−

Các hồ sơ sau phải chuẩn bị đầy đủ:
Hồ sơ kỹ thuật về sản xuất cọc.
Phiếu kiểm nghiệm tính chất cơ lý của thép, ximăng và cốt liệu làm cọc.
Phiếu kiểm nghiệm cấp phối và tính chất cơ lý của bêtông.
Biên bản kiểm tra chất lượng cọc và các hồ sơ liên quan khác.
Hồ sơ kỹ thuật về thiết bị ép cọc.
Dọn sạch mặt bằng, phát quang san phẳng. Vận chuyển cọc và đối trọng đến mặt bằng, xếp
cọc và đối trọng theo các vị trí trên mặt bằng bố trí mạng lưới cọc, đối trọng.

+

Việc bố trí cọc và đối trọng phải thoã mãn những điều kiện sau đây:
5


− Cọc phải được kê lên các đệm gỗ, không được kê trực tiếp lên mặt đất.
− Các đệm gỗ đỡ cọc phải nằm ở vị trí cách đầu cọc 0,207.l = 0,207.8,85 = 1,83(m).
− Nếu xếp thành nhiều tầng thì cũng không cao quá 1,2 (m). Lúc này các đệm gỗ phải
thẳng hàng theo phương thẳng đứng.
− Đối trọng phải được xếp chồng theo nguyên tắc đảm bảo ổn định. Tuyệt đối không để
đối trọng rơi đổ trong quá trình ép cọc.
− Đối trọng phải kê đủ khối lượng thiết kế đảm bảo an toàn cho thiết bị ép trong quá
trình ép cọc.
b) Xác định vị trí cọc
Đây là một công tác quan trọng đòi hỏi phải được tiến hành một cách chính xác vì nó
quyết định đến độ chính xác của các phần công trính sau này.

+

Trình tự tiến hành:
− Dụng cụ gồm máy kinh vĩ, dây thép nhỏ để căng, thước dây và quả dọi, ống bọt nước
hoặc máy thuỷ bình.
− Từ trục nhà đã được đánh dấu dẫn về tim của từng móng, trước tiên cần xác định trục
của hai hàng móng theo hai phương vuông góc bằng máy kinh vĩ, căng dây thép tìm
giao điểm hai trục đó, từ giao điểm đó dùng quả dọi để xác định tim móng. Đánh dấu
tim móng bằng cột mốc có sơn đỏ.
− Từ tim móng tìm được, tiến hành xác định tim các cọc trong móng đó bằng máy kinh
vĩ, thước dây..., đánh dấu tim cọc bằng các cọc gỗ thẳng đứng, đánh dấu cao trình đỉnh
cọc trên cọc mốc gỗ bằng sơn đỏ.
c) Qui trình ép cọc
Vận chuyển thiết bị ép cọc đến công trường, lắp ráp thiết bị vào vị trí ép đảm bảo an
toàn.
Chỉnh máy để các đường trục của khung máy, đường trục kích và đường trục cọc thẳng
đứng và nằm trong một mặt phẳng, mặt phẳng này vuông góc với mặt phẳng chuẩn đài móng.
Cho phép nghiêng 0,5%.
Chạy thử máy ép để kiểm tra tính ổn định của thiết bị: chạy không tải và có tải.
Dùng cần trục cẩu lắp cọc đầu tiên (cọc C1) vào giá ép cọc. Yêu cầu đoạn cọc đầu tiên
phải được dựng lắp cẩn thận, căn chỉnh để trục của đoạn này trùng với trục kích và đi qua vị
trí tim cọc thiết kế.
Tiến hành ép cọc C1. Ban đầu tăng áp lực chậm, đều để đoạn cọc cắm sâu vào đất nhẹ
nhàng. Vận tốc xuyên không lớn hơn 1 (cm/s).
Tăng chậm, đều áp lực ép cho đến khi cọc chuyển động (không quá 1cm/s), đến khi cọc
chuyển động đều tăng áp lực nhưng khống chế để sao cho tốc độ xuyên không quá 2(cm/s).

6


Khi đầu cọc C1 cách mặt đất 0,3 ÷ 0,5m thì tiến hành lắp đoạn cọc C2.
Yêu cầu đối với đoạn cọc này là bề mặt hai đầu cọc phải phẳng và vuông góc với trục

cọc. Trục đoạn cọc phải thẳng (cho phép nghiêng không quá 1%).
Gia lên cọc một lực tạo tiếp xúc sao cho áp lực ở mặt tiếp xúc khoảng 3-4 daN/cm2, tiến
hành hàn nối cọc.
Tương tự cho đoạn cọc C2.
Khi ép xong cọc C2, tiến hành cẩu lắp cọc dẫn (bằng thép) vào giá ép. Tiến hành ép cọc
dẫn cho đến khi đỉnh đoạn cọc C1 đến cao trình thiết kế (-1,85 m).
Chiều dài cọc được ép sâu trong lòng đất không nhỏ hơn chiều dài ngắn nhất đã qui
định: 17,65(m).
Trị số lực ép tại thời điểm cuối cùng phải đạt trị số lực ép đã qui định:
(Pep min < Pep < Pep max ) trên suốt chiều sâu xuyên lớn hơn 3 lần cạnh cọc
Trong đó :
(Pep) min là lực ép nhỏ nhất do thiết kế quy định.
(Pep)max là lực ép lớn nhất do thiết kế quy định.
(Pep)KT là lực ép tại thời điểm kết thúc ép cọc, trị số này được duy trì với vận tốcxuyên
không quá 1cm/s trên chiều sâu không ít hơn ba lần cạnh cọc (3x30cm).
Trường hợp không đạt 2 điều kiện trên thì phải báo cho chủ công trình và thiết kế để sử
lý kịp thời khi cần thiết, làm khảo sát đất bổ sung, làm thí nghiệm kiểm tra để có cơ sở lý luận
xử lý.

d) Công tác ghi chép trong ép cọc
+

Trong quá trình ép cọc phải ghi nhật kí ép cọc theo hướng dẫn dưới đây.
− Khi mũi cọc đã cắm sâu vào đất (30 ÷ 50) cm thì ghi chép giá trị lực ép đầu tiên.
− Theo dõi đồng hồ đo áp lực nếu giá trị áp lực trên đồng hồ thay đổi thì ghi ngay giá trị
này cùng với độ sâu tương ứng.
− Nếu trong quá trình ép giá trị lực ép không thay đổi hoặc thay đổi không đáng kể thì
chỉ cần ghi giá trị lực ép đầu và cuối đoạn cọc.
− Khi giá trị lực ép bằng (0,8.Pep min) thì tiến hành ghi giá trị lực ép này cùng với độ sâu
tương ứng. (Pep min qui định căn cứ trên thí nghiệm nén tĩnh ở thực tế công trình).

− Bắt đầu từ đây ghi chép giá trị lực ép với độ xuyên 20 (cm) cho đến khi ép xong. Mẫu
ghi chép nhật kí thi công.
Bảng 9.1: Ghi chép nhật kí thi công

7


Trong đó cột “Ghi chú” phải ghi đầy đủ lý do và thời gian cọc đang ép phải dừng lại,
thời gian tiếp tục ép cọc. Khi đó cần chú ý theo dõi chính xác giá trị lực bắt đầu ép lại.
Nếu cọc ép đạt yêu cầu kĩ thuật thì đại diện các bên (A,B) phải kí vào nhật kí ép cọc.

e) Xử lý sự cố khi ép cọc
Cọc nghiêng quá qui định (lớn hơn 1%); cọc ép dỡ dang do gặp chướng ngại vật như ổ
cát hoặc lưỡi sét cứng bất thường; cọc bị vỡ,...nhỗ lên ép lại. Khi lực ép vừa đạt trị số thiết kế
mà cọc không xuống được nữa, trong khi đó lực ép tiếp tục tăng vượt quá trị số lực ép lớn
nhất thì trước khi dừng ép phải dùng van giữ lực duy trì Pep max trong khoảng thời gian 5
(phút).
Khi gặp dị vât cứng bất thường thì báo cho đơn vị thiết kế để có biện pháp xử lý kịp
thời.

f) Khóa đầu cọc
Việc khóa đầu cọc nhằm huy động cọc vào làm việc ở thời điểm thích hợp trong suốt
quá trình tăng tải của công trình, đảm bảo cho công trình không bị lún lớn hoặc lún không
đều.

+

−
−
−

−
−

Khóa đầu cọc bao gồm các công việc :
Sửa đầu cọc cho đúng với độ cao thiết kế.
Đập vỡ đầu cọc một đoạn 35 cm để thừa thép.
Đổ cát hạt to quanh đầu cọc đến độ cao lớp bê tông lót, đầm chặt lớp cát này.
Đổ bêtông lót móng.
Đặt lưới thép đầu cọc, đổ bêtông khóa đầu cọc.
g) An toàn lao động trong công tác ép cọc

+

Tất cả các kỹ sư, kỹ thuật viên, công nhân,...thực hiện công tác ép cọc đều phải chấp

+

hành nghiêm chỉnh nội quy an toàn lao động của công trường xây dựng.
Phải tuyệt đối tuân thủ các nguyên tắc an toàn trong khi vận hành: động cơ thuỷ lực,

+

động cơ điện, cần cẩu, máy hàn điện, ...
Cần chú ý để hệ neo giữ thiết bị đảm bảo an toàn trong mọi giai đoạn ép.
1.6. Số liệu về cọc

+
+
+

Cọc BTCT, tiết diện 350 × 350.
Bê tông cọc có cấp độ bền B25.
Cọc dài 16,5 m được chia thành 2 đoạn 8,5m và 8 m.
8


+
+
+
+
+
+

Trọng lượng mỗi đoạn cọc: Pcọc = n.γ.Fcọc.l = 1,1.2,5.0,35.0,35.8,5 = 2,86 T.
Tổng số cọc: 295 (cọc).
Cao trình chôn sâu của mũi cọc: -17,7 (m).
Cao trình đầu cọc: -1,7 (m).
Chiều dài đập đầu cọc: 0,35 (m).
Sức chịu tải của cọc theo đất nền: Pdn = 103,5 (T)
1.7. Lựa chọn máy ép cọc
1.7.1. Xác định lực ép nhỏ nhất
Pépmin = k1. Pdn = (1,5 − 2,0).PTK
Pépmin = 1,5.103,5 = 155, 25

, ta chọn hệ số an toàn k1 = 1,5

(T).

1.7.2. Xác định lực ép lớp nhất
+

Lực ép lớn nhất của cọc được xác định theo hai điều kiện sau:
− Bảo đảm an toàn cho hệ neo giữ và thiết bị ép cọc.
P
Pépmax = vl
kat
− Xác định lực ép lớn nhất theo điều kiện gây nứt cọc:
Lấy: kat = 1,25

Xác định theo công thức:

ϕ

lấy

PVL = ϕ .( Rs. As + Rb . Ab )

: hệ số uốn dọc của cọc: với móng cọc đài thấp, cọc không xuyên qua than bùn nên

ϕ =1
Rs = 280.103 ( kN/m2): cường độ chịu nén tính toán của cốt thép.
As = 10,18 (cm2): diện tích cốt thép.
Rb = 14,5.103 ( kN/m2): cường độ chịu nén của bêtông.
Ab = 35.35 - As = 1225 - 10,18 = 1214,82 (cm2): diện tích phần bê tông cọc.
Vậy

PVL = 1. ( 280.103.10,18. 10 −4 + 14,5. 103.1214,82.10 −4 ) = 2046,53 kN = 204,6 ( T )
Pépmax = Pépmax =

Pvl 204,6

=
= 163,68(T )
kat
1, 25

Lực ép cần thiết của máy ép sử dụng trong khoảng: 155,25 (T) ≤ Pép ≤ 163,68 (T).

9


+

−
−
−
−
−

Các tiêu chuẩn của máy ép cần phải thoả mãn:
Lực nén danh định lớn nhất của máy khơng nhỏ hơn 1,4 lần Pépmax.
(Pépmax bằng 0,8 - 0,9 trọng lượng đối tải, nhỏ hơn lực gây nứt cho cọc).
Lực nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc khi ép .
Chuyển động pittơng phải đều và khống chế được tốc độ ép cọc.
Thiết bị ép cọc phải bảo đảm điều kiện để vận hành theo đúng qui định về an tồn lao

động khi thi cơng.
− Chỉ nên huy động khoảng 0,7 - 0,8 khả năng tối đa của thiết bị.
Nên chọn máy ép có lực ép cần thiết là :

Pépmáy ≥

Pép min
0,8

=

155, 25
= 194,06 (T )
0,8

1.7.3. Chọn kích thước giá ép
Ta dự tính mỗi lần dựng giá ép sẽ ép được một đài cọc như hình vẽ (Hình 9.1).

+

−
−
−
−
−

Trên cơ sở đó ta chọn máy ép cọc thuỷ lực mã hiệu EBT 200 có các thơng số kỹ thuật:
Chiều cao lồng ép: 8,2 (m).
Chiều dài giá ép: (8÷10) (m).
Diện tích pittơng ép: 830 (cm2).
Lực ép danh định lớn nhất: Pdđ max = 200 (T).
Lực nén huy động : 140 (T). Do chiều dài cọc là 8,5 m nên đơn vị thi cơng phải tiến
hành chế tạo hàn then vào khung di động một đoạn từ 1-2m.
1
3

2

5b

4

5a

6

7
8

9
10

GHI CHÚ:
1

KHUNG TRONG DI ĐỘNG

2

KHUNG NGOÀI CỐ ĐỊNH

3

CỌC

4

KÍCH THỦY LỰC

5a
5b

ĐỐI TRỌNG BTCT KÍCH THƯỚC(1X1X3)m
ĐỐI TRỌNG BTCT KÍCH THƯỚC(1X1X4)m

6

BẢN ĐẾ

7

DẦM GÁNH (DI CHUYỂN NGANG)

8

DẦM CHÍNH (DI CHUYỂN DỌC)

9
10

THANH GIẰNG
ĐỆM GỖ

Hình 9.1: Máy ép cọc

10

1.7.4. Tính toán đối trọng
+
+
+

Tính toán đối trọng theo hai điều kiện chống nhổ và chống lật.
Pép(max) bằng 0,8 ÷ 0,9 trọng lượng đối tải, nhỏ hơn lực gây nứt cho cọc.
≥
Theo điều kiện chống nhổ: để đơn giản tính toán lấy: Q Pép(max) = 163,68 (T).

+

Kiểm tra lật theo điều kiện chống lật: Mgiữ
− Tại điểm A:

≥

1,15.Mlật.

Q.6, 2 + Q.1,5 ≥ 1,15.Pép ( max ) .4, 4

Q≥
Suy ra

1,15.4, 4
×163,68 = 80,67 T
7,7

≥
− Tại điểm B: 2.Q.2 1,15.Pép(max).3,1

Q≥
Suy ra :

1,15.3,1
×163,68 = 168,06 T
4

Trọng lượng khối đối trọng yêu cầu là: Q = max(163,68;80,67;168,06)
⇒ chọn Q = 168,06 (T)

Chọn loại khối đối trọng BTCT:
− Loại (1x1x4) (m), trọng lượng mỗi đối trọng : 1x1x4x2,5 = 10 (T).
Số lớp đối trọng yêu cầu: 168,06/10 = 16,8 => mỗi bên đặt 18 đối trọng.

Pmax

A

Pmax
1500

B

Q

Q

1800

2900

2000

2Q

1100 900

(sơ đồ bố trí đối trọng như hình vẽ dưới)

4000

+

1500

Hình 9.2 : Sơ đồ bố trí và tính toán đối trọng

11


1.8. Chọn máy cẩu phục vụ công tác ép cọc
Dùng một loại máy cẩu vừa làm nhiệm vụ cẩu cọc, vừa dùng để cẩu giá ép và đối trọng.
Đoạn cọc dài 8,5 m và 8 m. Trọng lượng 1 đoạn cọc là 2,6 (T).
Trọng lượng toàn bộ giá ép: 7,5 (T).
Trong đó: Trọng lượng giá ép: 4 (T).
Trọng lượng khung đế: 3,5 (T).
Chiều cao giá ép : 8,2 + 1,0 + 0,7 = 9,9 (m).

Chiều cao chồng đối trọng so với cao trình chân máy ép là: 5,7 (m).
Chiều cao giá ép khi cọc mới được dựng lắp vào:
H = 700 + 5000 + 4200 = 9900 (mm).
Trong quá trình ép cọc cần trục cẩu giá ép và đối trọng di chuyển từ móng này sang
móng khác. Còn trong một móng thì giá ép sẽ di chuyển trên các dầm đỡ ngang và dọc để ép
các cọc ở các vị trí khác nhau.
Cọc được đưa vào giá ép bằng cần trục. Để thuận tiện cho thi công và tiết kiệm chi phí
ta chọn cần trục làm cả nhiệm vụ cẩu lắp cọc và cẩu lắp giá ép, đối trọng.
Cọc được treo buộc vào máy cẩu bằng cách sử dụng cáp luồng qua hai móc cẩu sẵn có
trên cọc.
Vị trí đứng của cần trục so với máy ép và cọc xem bản vẽ.
Với vị trí này cần trục cẩu lắp trong điều kiện không có vật cản phía trước, góc nghiêng

tay cần có thể chọn:

α = α max = 75 0

.

Với sơ đồ di chuyển của máy ép và cần trục như đã thiết kế, mặt bằng sẽ lần lượt được
giải phóng trong quá trình ép đảm bảo cho các thiết bị có đủ mặt bằng công tác để thi công thi
công an toàn.

12


h1

h2
Hm

H

h3

h4
h4

1.8.1. Tính toán các thông số làm việc của máy cẩu

hc

HL

α

r

Rmin

Hình 9.3: Mặt cắt ngang máy cẩu khi cẩu vật
HL = 0,7 + 5 = 5,7m: chiều cao từ cao trình máy đứng đến điểm lắp cấu kiện.
h1 = (0,5÷1)m: khoảng cách an toàn.
h2 = 8,5 m: chiều cao của cấu kiện.
h3 = 1,5m: chiều cao của thiết bị treo buộc.
h4 = (1,2÷1,5)m: chiều dài puli, móc cẩu đầu cần.
hc = 1,5m: khoảng cách từ khớp quay tay cần đến cao trình của cần trục.
r = 1÷1,5m: khoảng cách từ khớp quay tay cần đến trục quay của cần trục.
Cần trục cẩu lắp trong điều kiện không có vật cản phía trước. Góc nghiêng tay cần có

thể chọn

+

α = α max = 75 0

.

Các thông số kích thước các bộ phận:
− Chiều cao nâng móc cẩu: Hm = HL+h1+h2+h3 = (0,7+5)+1+8,5+1,5 = 16,7 (m).
− Chiều cao đỉnh cần: H = Hm+h4 = 16,7+1,5 = 18,2 m.
Lmin =

− Chiều dài tay cần tối thiểu:

H − hc
sin α max

18, 2 − 1,5

=

sin 75o

= 17,3 (m).

α max
− Tầm với tối thiểu của cần trục: Rmin = r + Lmin.cos
= 1,5 + 17,3.cos75o = 5,97 (m)
− Sức trục tối đa yêu cầu: Q = qck + qtb = 10 + 0,5 = 10,5 (T).
(qtb : trọng lượng thiết bị treo buộc sơ bộ lấy 0,5 tấn).

+

Chọn máy cẩu XKG-30: L = 20m (không có cần nối phụ) có:
[Rmin] = 6m;[Rmax] = 18m;[Qmax] = 20 T; [Qmin] = 5,4 T; [Hmax] = 19,3m; [Hmin] = 11,2m.
Chọn R = 5,97 m tra bảng biểu đồ tính năng với L = 20m thì có:[Q] = 20T;[H] = 19,1m.

13


XKG-30 : L=20m
1 Khơng có c?n n?i ph?

Q(t)
20
18

18
1

16

H(m)
20

14

16
14
12

12

1

10

10
8
5.4 6
4
2
6

8 10 12 14 16 18 20 22 24
R(m)

DÂY CÁP NÂNG CẦN

TAY CẦN

CỌC BTCT 300x300
DÀI 8,85(m)

CẦN TRỤC XKG - 30

MÁY BƠM DẦU

Hình 9.4: Đặc tính làm việc cần trục XKG-30 (L = 20 m)

a) Kiểm tra các thơng số làm việc của máy cẩu khi lắp cọc vào khung dẫn
+
+
+

Chiều cao nâng móc cẩu : Hm = 16,7 m.
Chiều cao đỉnh cần: H = Hm + h4 = 16,7 + 1,5 = 18,2 m < [H] = 19,10 m.
Trọng lượng vật cẩu: Q = 2+ 0,5 = 2,5T < [Q] = 20 T.
b) Kiểm tra các thơng số làm việc của máy cẩu khi cẩu giá ép

+
+
+

Chiều cao nâng móc cẩu: Hm = HL + h1 + h2 + h3 = 9,9 + 1,5 = 11,4 m.
Chiều cao đỉnh cần: H = Hm + h4 = 11,4 + 1,5 = 12,9 m < [H] = 19,10 m.
Trọng lượng vật cẩu: Q = 7,5 + 0,5 = 8 T < [Q] = 20 T.
c) Kiểm tra các thơng số làm việc của máy cẩu khi cẩu đối trọng
(Tính với đối trọng trên cùng) :

+
+
+

Chiều cao nâng móc cẩu : Hm = HL + h1 + h2 + h3 = 4,7 + 1 + 1 + 1,5 = 8,2 m.
Chiều cao đầu cần : H = Hm + h4 = 8,2 + 1,5 = 9,7 m < [H] = 19,10 m.
Trọng lượng vật cẩu: Q = 10 + 0,5 = 10,5 T < [Q] = 20 T.
Kết luận: Dùng máy cẩu XKG-30, L = 20m: thỏa mãn điều kiện cẩu lắp tất cả các cấu
kiện.

1.8.2. Tính tốn, cấu tạo thiết vị hổ trợ cẩu lắp

14


a) Dây cáp treo cẩu cọc khi vận chuyển
Khi cẩu cọc lên xe hay từ trên xe xuống vị trí xếp cọc, ta dùng hệ thống dây cẩu như
hình vẽ:
S

1760

4980

1760

Hình 9.5: Sơ đồ xác định dây cáp cẩu cọc khi vận chuyển
Chọn góc nghiêng của dây cẩu so với phương thẳng đứng

L = 2.
Chiều dài dây cẩu:

β = 450

.

h
2, 49
= 2.
= 7,35( m)

cos β
cos 450

Lực căng cho phép trong mỗi nhánh dây cẩu:

S=

Với :

k .Qck
5.2, 6
=
= 9,19 (T )
m.n.cos β 1.2.cos 45o

Qck - trọng lượng cọc, Qck = 2,6 (T).

n - số nhánh dây cẩu, n = 2.
m - hệ số kể đến mức căng dây không đều, m = 1.
k - hệ số an toàn, k = 5 (dùng làm dây treo của máy với Qck < 50 T).
Vậy trong mọi trường hợp cẩu cọc, dùng dây cáp có cấu trúc 1×6×37, đường kính Φ =
26 mm, lực kéo đứt là: R = 39,5 T; số nhánh dây cẩu n = 2 và góc nghiêng của dây so với
phương thẳng đứng là 450.

b) Dây cẩu khi cẩu cọc vào giá ép
Chọn điểm cẩu cọc cách đầu cọc một đoạn 0,207.L, trùng với điểm dùng để cẩu lắp khi
vận chuyển cọc.

15

1760

S

S

60
17

6740

40
67

Hình 9.6: Sơ đồ xác định dây cáp khi cẩu cọc vào giá ép
Chiều dài dây cẩu : L = 2.(1,5+1,83) +4.0,3 = 7,86 (m).

S=
Lực căng cho phép trong dây cẩu:

k .Qck
8.2, 6
=
= 20,8(T )
m.n.cos β 1.1.cos 0o

Với :Qck : trọng lượng cọc, Qck = 2,39 T.
n : số nhánh dây cẩu, n = 1.
k : hệ số an toàn, k = 8 ( dùng làm dây buộc vòng qua cấu kiện).

Vậy trong mọi trường hợp cẩu cọc, dùng dây cáp có cấu trúc 1×6×37, đường kính Φ =
26 mm, lực kéo đứt là: R = 39,5 T, số nhánh dây cẩu n = 1.

c) Tính toán dây cáp khi cẩu giá ép

Hình 9.7: Kích thước khung đế và vị trí móc cẩu
Chọn góc nghiêng của nhánh dây so với phương thẳng đứng β = 450.
AO = tg (450 ).

Ta có chiều cao dây treo buộc:

4, 52 + 42
=3m
2

16


L=
Chiều dài một nhánh dây:

AO
3
=
= 4, 24 m
0
cos 45
cos 450

Lực căng cho phép trong mỗi nhánh dây cáp:

S=

Với:

k .Qck
5.3,5
=
= 7,88(T )
m.n.cos β 0, 785.4.cos 45o

.

Qck: trọng lượng vật cẩu, Qck = 3,5 (T).
n: số nhánh dây cẩu, n = 4.
k: hệ số an toàn, k = 5 (dùng làm dây treo với Qck < 50T).

Vậy trong mọi trường hợp cẩu cọc, dùng dây cáp có cấu trúc 1×6×37, đường kính Φ =
26 mm, lực kéo đứt là: R = 39,5 T, số nhánh dây cẩu n = 4.

d) Tính toán dây cáp khi cẩu đối trọng
Chọn góc nghiêng của nhánh dây so với phương thẳng đứng β = 450.

AO =
Chiều cao dây treo buộc :
L=
Chiều dài 1 nhánh dây cẩu:

4000 − 2.200
×tg 450 = 1,8 m

2

AO
1,8
=
= 2,55 m
0
cos 45
cos 450

Lực căng cho phép trong mỗi nhánh dây cáp:

S=

Với:

S

Hình 9.8: Cẩu đối trọng

k .Qck
5.10
=
= 35,36 (T )
m.n.cos β 1.2.cos 45o

Qck: trọng lượng vật cẩu, Qck = 10 (T).
n: số nhánh dây cẩu, n = 4.
k: hệ số an toàn, k = 5 ( dùng làm dây treo với G < 50T ).

Vậy trong mọi trường hợp cẩu cọc, dùng dây cáp có cấu trúc 1×6×37, đường kính Φ =
26 mm, lực kéo đứt là: R = 39,5 T; số nhánh dây cẩu n = 2.

1.9. Tiến hành thi công ép cọc
Do khả năng hạn chế về máy ép nên ta chọn giải pháp thi công ép cọc tuần tự trên toàn
bộ mặt bằng móng.

+

Trình tự ép cọc:
− Bốc xếp cọc vào vị trí.
− Lắp đối trọng và giá ép.
17


− Lắp cọc vào khung dẫn.
− Ép cọc.
− Dỡ đối trọng.
Mỗi đợt ép một khu vực cọc, dàn đỡ cố định, xi lanh di chuyển đến các vị trí cọc.
Giá ép có trọng lượng 5 T, đối trọng có trọng lượng 260T chia làm 30 cấu kiện (14 cấu
kiện nặng 10 T và 16 cấu kiện có trọng lượng 7,5T ).
Thời gian bốc xếp các cấu kiện lấy theo chu kỳ hoạt động của máy khi bốc xếp cấu
kiện:
tckc = tb +

Với:

hn
i h
+ 2 + h + tt + to

vn
vq vh

(phút)

tckc: thời gian cẩu một cấu kiện.
tb = 2phút: thời gian treo buộc cấu kiện.
hn = 1m: độ cao nâng cấu kiện khỏi cao trình đặt cấu kiện.
hh = 3m: độ cao nâng hạ cấu kiện vào vị trí tính từ độ cao hn
i = 0,5vòng: góc quay tay cần khi bốc xếp.
vn,vh:vận tốc nâng hạ cấu kiện.
vq = 2vòng/phút: vận tốc quay tay cần.
tt = 2phút: thời gian tháo dây treo buộc.
to: thời gian kê chằng cấu kiện.

+

Thời gian bốc xếp cọc từ xe vận chuyển:
− Độ cao nâng hạ cấu kiện hh = hx + hn = 2 + 1 = 3m với hx là chiều cao thùng xe.
− Thời gian kê chằng cấu kiện, lấy to = 2 phút.

t

+

x
ckc

=

1
0,5 3
2+ +2
+ +2+ 2 =
2
2 2

8,5 (phút/cọc)

Thời gian bốc xếp đối trọng lên giá ép và dỡ đối trọng ra khỏi giá ép:
− Độ cao nâng hạ đối trọng lấy trung bình hn = 5m.
− Thời gian kê chằng cấu kiện, lấy to = 3 phút.

t

âtr
ckc

=

1
0,5 5
2+ +2
+ +2+3=
2
2 2

10,5 (phút/ck)

+ Thời gian cẩu lắp cọc vào khung dẫn:

− Độ cao nâng cọc khỏi cao trình hn = hh = 6 m.
− Thời gian điều chỉnh cọc vào khung dẫn lấy to = 5 phút.

18


2+
tckc =

8,85
0,5 8,85
+2
+
+2+5=
2
2
2

18,5 (phút/ck)

Đối với đoạn cọc dẫn, ta cần ép nó xuống một đoạn 1,85 m. Khi đó cần thời gian:

t=

1,85.100
1,5

= 133 giây = 2(phút)

Vận tốc ép cọc trung bình là 1,5 cm/s.

Vậy thời gian cần thiết để lắp, ép và nhổ cọc dẫn: tcd = 2.2 + 8 = 12 (phút)
Trong đó: thời gian cẩu lắp cọc dẫn vào giá ép lấy 8 phút

Hao phí ép cọc trung bình đối với đoạn cọc 8,5 m là:

+
+

8,5.100
1,5

= 566 giây = 10 phút.

Thời gian di chuyển xi lanh từ cọc này qua cọc khác lấy 5 phút.
Thời gian nối cọc là 10 phút trên 1 đoạn cọc.
Bảng 9.2. Thời gian thi công ép cọc cho 1 móng
Trình tự
Cẩu lắp khung đế giá ép
Bốc xếp đối trọng
Lắp + ép đoạn cọc C1
Lắp + ép + nối đoạn cọc C2
Lắp + ép cọc dẫn
Di chuyển vị trí giá ép+ nhổ cọc dẫn
Bốc dỡ đối trọng

Chu

Số cấu

kỳ(phút)

8,5
10,5
28,5
38,5
12
5
10,5

kiện

Thời gian(phút)

12
30
6
6
6
5
30

102
305
171
231
72
25
305

Tổng thời gian thi công ép cọc cho móng M1 là: 1211 Phút.

1.10. Tính toán nhu cầu nhân lực, ca máy cho công tác ép cọc
Tính toán thời gian và chi phí cho công tác ép cọc căn cứ vào định mức 24/2005
TCVN .
Căn cứ vào bảng phân cấp đất cho công tác đóng cọc, qui định cách xác định cấp đất áp
dụng cho công tác ép cọc. ĐM 24/2005-TCVN, căn cứ điều kiện địa chất của công trình, tiết
diện cọc, chiều dài cọc thiết kế, ta có:
Chiều dài ép cọc qua các lớp đất cấp II là: 8,8+8,85+1,85 = 19,5 m
Chiều dài ép cọc thiết kế: 16,5 m.
Theo đó đối với cọc tiết diện 35 x 35; L > 4m có hao phí nhân công và vật liệu như sau
(tính cho 100m cọc).

19


Bảng 9.3: Định mức ép cọc

Tổng số cọc trong công trình 295 cọc.
Tổng chiều dài cọc trong công trình:
L = 295x19,5 = 5752,5m.
Số ca máy ép cọc yêu cầu:

M=

5752,5
x 4, 4 = 253,11ca
100

.

Số ca máy cần trục yêu cầu:

C=

5752,5
x 4, 4 = 253,11ca
100

.

Số công yêu cầu:

N=

+

2200
x 22,1 = 486, 2
100

công.

Chọn 1 máy ép và 1 cần trục làm việc mỗi ngày 3 ca
− Thời gian ép cọc yêu cầu: T = 85 ngày.
− Số nhân công cần thiết là: 15 công/ca.

20