chương 8 kỹ thuật thi công cọc và cừ

TRƯỜNG ĐH BÀ RỊA VŨNG TÀU
KHOA XÂY DỰNG – CƠ KHÍ

CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

ThS. LƯU VĂN QUANG


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.1. CÁC QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐÓNG CỌC
8.1.1. Chọn búa đóng cọc
Năng lượng xung kích của búa
Trong đó:
E: năng lượng xung kích của búa ( kgm)
v: tốc độ rơi của búa (m/s)
g: gia tốc trọng trường (m/s2 )
Q: trọng lượng phần chày của búa (kg)
Chọn búa đóng cọc theo năng lượng nhát búa theo công thức
E ≥ 0,025P
P: tải trọng cho phép của cọc (kg)


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

Sau khi chọn búa thì kiểm tra xem búa có thích hợp không theo công thức:
Trong đó:
K: hệ số chỉ sự thích hợp của búa
Q: trọng lượng tổng cộng của búa (kg)
q: trọng lượng của cọc ( tính cả mũi cọc)
Bảng 8.1. Trị số thích dụng K

CHƯƠNG 8

Loại búa
KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ
Búa song động và diezen kiểu ống
Búa đơn động và diezen kiểu cột
Búa treo

Loại cọc
Gỗ

Thép

BTCT

5

5.5

6

3.5

4

5

2

2.5

3

Nếu K< búa không đủ nặng, nếu K> búa quá nặng so với cọc


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.1.2. Vận chuyển cọc
Khi cẩu cọc, thân cọc phát sinh mômen uốn. Để thuận lợi thi khi thiết kế có
qui định vĩ trí móc cẩu như sau:

0,21L

0,21L

M1

L

M1

M2
M2


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.1.3. Lắp cọc vào giá búa.
8.1.4. Chuẩn bị trước khi đóng cọc
Trước khi đóng cọc phải lập biện pháp thi công, chuẩn bị đường đi và di
chuyển máy đóng cọc và cần cẩu.
Định vị tim cọc, vị trí tập kết cọc . . .
Đánh dấu trên cọc để theo dõi quá trình đóng cọc
8.1.5. Kỹ thuật đóng cọc
Có 3 sơ đồ đóng cọc như sau:


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

Công thức tính độ chối của cọc
Trong đó:
e: độ chối của cọc dưới một nhát búa (m)
m: hệ số an toàn lấy trong khoảng 0,5-0,7
F: diện tích tiết diện ngang của cọc (m2 )
Q: trọng lượng chày của búa đóng cọc (tấn)
q: trọng lượng của cọc (tấn)

P: tải trọng cho phép của cọc (tấn)
n: hệ số phụ thuộc vào vật liệu làm cọc (tấn/m2 ) gỗ: 100; BTCT: 150; thép:500
H: chiều cao rơi của búa
(đối với búa treo lấy bằng độ rơi thực tế; búa hơi đơn động thì lấy bằng đoạn đường đi của chày; búa hơi
song động và búa diezen H=E/Q)


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.2. CÁC QUÁ TRÌNH THI CÔNG ÉP CỌC
8.2.1. Khái niệm về cọc ép
8.2.2. Thi công cọc thử và nén tĩnh
Số lượng cọc thử lấy bằng 0,5 – 1,0% tổng số cọc nhưng phải lớn hơn 3
Vị trí thử cọc do thiết kế chỉ định, sau khi thử điều chỉnh lại thiết kế móng


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.2.3. Các giải pháp thi công ép cọc
Có 2 giải pháp ép trước và ép sau
8.2.4. Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của thiết bị ép cọc
Lý lịch máy, có kiểm định của cơ quan chuyên môn và các đặc trưng
của máy
Lưu lượng của máy bơm dầu (l/ph)
Áp lực bơm dầu (Kg/cm2 ); Hành trình pittông của kích (cm)
Diện tích của pittông (cm2); phiếu kiểm định các đồng hồ, hệ số nhân

của đồng hồ


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

Thiết bị ép cọc phải thỏa mãn các điều kiện sau
- Lực nén danh định của máy phải lớn hơn 1,4 lần lực nén P max yêu cầu
- Lực nén của kích đảm bảo không gây ra chuyển vị ngang của cọc trong khi ép
- Chuyển động của pit tông phải đều và phải khống chế được tốc độ bơm dầu
- Đồng hồ áp lực phải tương ứng với khoảng giá trị đo
- Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện vận hành theo qui định và đảm bảo an toàn
lao động trong quá trình thi công
8.2.5. Chuẩn bị thi công ép cọc
- Phải nghiên cứu địa chất công trình khu vực ép
- Tiến hành tập kết cọc
- Định vị tim cọc, tim móng công trình
- Chọn máy ép cọc phù hợp


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.2.6. Kỹ thuật thi công cọc ép
- Vận chuyển thiết bị vào vị trí, điều chỉnh thiết bị
- Đưa cọc vào máy ép, điều chỉnh cọc đúng vào vị trí ( cọc không được nghiêng quá 0,5%)
- Trước khi hàn nối đoạn 2 thì phải ép trước một lực khoảng 3-4kg/cm 2 rồi mới tiến hành
quá trình nối cọc.

Qui trình thi công cọc ép

CHUẨN BỊ

CHƯƠNG 8 CỌC

VẬN CHUYỂN
TẬP KẾT

CẨU CỌC
VÀO MÁY

CẦU CỌC
VÀO MÁY

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

CHUẨN BỊ

ĐỊNH VỊ

ĐIỀU CHỈNH
MÁY ÉP

ÉP CỌC

HÀN NỐI
CỌC

ÉP CỌC

KIỂM TRA
ÐK DỪNG ÉP


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

Điều kiện dừng ép khi thỏa mãn các điều kiện sau:
- Đạt chiều sâu xấp xỉ chiều sâu do thiết kế qui định
- Lực ép đạt yêu cầu trong khoảng Pmin < P < Pmax
- Cọc được ngàm vào lớp đất tốt một đoạn bằng 3-5 lần đường kính cọc
8.2.7. Ghi chép theo chiều sâu
Trong quá trình ép cọc phải ghi chú đầy đủ thông tin về quá trình ép cọc ( nhật
ký ép cọc) theo TCXDVN 286: 2003
8.2.9. Tiêu chuẩn áp dụng trong thi công cọc ép
TCXDVN 286: 2003: Đóng và ép cọc - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu
TCVN

205: 1998: Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.2.9. 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.


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.3. Lựa chọn phương án thi công ép cọc
8.3.1. Phương án 1
Nội dung: 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 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


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.3.2. 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. 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:
• 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
8.3.3. Kết luận
Căn cứ vào ưu nhược điểm của 2 phương án trên, căn cứ vào mặt bằng công trình,
phương án đào đất hố móng, ta sẽ chọn ra phương án thi công ép cọc.
Tuy nhiên, phương án 2, kết hợp đào hố móng dạng ao sẽ kết hợp được nhiều ưu
điểm để tiến thành thi công có hiệu quả.


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ
8.4. Phương pháp ép cọc và chọn máy ép cọc
Ép cọc thường dùng 2 phương pháp:
• Ép đỉnh
• Ép cọc
8.4.1. Ép đỉnh
Lực ép được tác dụng từ đỉnh cọc để ấn cọc xuống
Ưu điểm
• Toàn bộ lực ép do kích thủy lực tạo ra được truyền trực tiếp lên đầu cọc chuyển thành hiệu
quả ép. Khi ép qua các lớp đất có ma sát nội tương đối cao như á cát, sét dẻo cứng... lực ép
có thể thắng lực cản do ma sát để hạ cọc xuống sâu dễ dàng.
Nhược điểm
• 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: nếu 1 đoạn cọc dài
6m thì khung giá phải từ 7 ÷ 8m mới có thể ép được cọc. Vì vậy khi thiết kế cọc ép, chiều
dài một đoạn cọc phải khống chế bởi chiều cao giá ép trong khoảng 6 – 8m


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.4.2. Ép ôm
Lực ép được tác dụng từ hai bên hông cọc do chấu ma sát tạo nên để ép cọc xuống
Ưu điểm
• 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 bên 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, phương pháp này không được sử dụng rộng rãi bằng phương pháp ép
đỉnh


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.5. Các điểm cần chú ý trong thời gian ép cọc
Việc ghi chép lực ép theo nhật ký ép cọc nên tiến hành cho từng mét chiều dài
cọc cho tới khi đạt tới (Pep)min, bắt đầu từ độ sâu này nên ghi cho từng 20cm cho
tới khi kết thúc, hoặc theo yêu cầu cụ thể của Tư vấn, Thiết kế.
Ghi chép lực ép đầu tiên khi mũi cọc đã cắm sâu vào lòng đất từ 0,3 – 0,5m
thì ghi chỉ số lực ép đầu tiên sau đó cứ mỗi lần cọc xuyên được 1m thì ghi chỉ số
lực ép tại thời điểm đó vào nhật lý ép cọc
Nếu thấy đồng hồ đo áp lực tăng lên hoặc giảm xuống 1 cách đột ngột thì
phải ghi vào nhật ký ép cọc sự thay đổi đó.
Nhật ký phải đầy đủ các sự kiện ép cọc có sự chứng kiến của các bên có liên
quan.


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ
A.5. Nhật ký ép cọc
Tên Nhà thầu:.................................................................
Công trình: ....................................................................

Nhật ký ép cọc

( Từ N .............. ..............) Bắt đầu.....................Kết thúc......................
1. Loại máy ép cọc
2. áp lực tối đa của bơm dầu, kg/cm2
3. Lưu lượng bơm dầu, l/ phút
4. Diện tích hữu hiệu của pittông, cm2
5. Số giấy kiểm định
6. Cọc số ( theo mặt bằng bãi cọc)
7. Ngày tháng ép
8. Số lượng và chiều dài các đoạn cọc
9. Cao độ tuyệt đối của mặt đất cạnh cọc.
10. Cao độ tuyệt đối của mũi cọc
11. Lực ép quy định trong thiết kế ( min, max), tấn
0

0

Độ sâu ép
Ngày, giờ ép
1

Kỹ thuật thi công

ký hiệu đoạn

độ sâu, m

2

3

Tư vấn giám sát

Giá trị lực ép
lực ép,
áp lực, kg/cm2
tấn
4
5

Đại diện Chủ đầu tư

Ghi chú
6


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ
8.6. Các công tác ATLĐ, VSMT và PCCC cần lưu ý khi thi công:
8.6.1. Công tác VSMT và PCCC
- Khi thi công trên cao phải có lưới an toàn, không để vật rơi từ trên cao xuống. Công nhân bắt
buộc phải đeo dây an toàn.
- Chỉ được thực hiện đúng công việc được giao, dùng đúng dụng cụ lao động.
- Dây dẫn và dụng cụ điện được bọc và tiếp địa. Không vướng vào đường đi của thiết bị thi
công.
-Phải có chỉ dẫn sử dụng và biển báo nguy hiểm tại điểm đấu nối điện hay tại vị trí dây đi
ngầm.
- Khi có thời tiết bất lợi phải đặc biệt chú ý các thiết bị thi công trên cao cũng như thiết bị điện.
Không để vật liệu trên các sàn thao tác khi không thi công.
-  Công trường phải ngăn nắp không chồng chéo, vật liệu được để vào nơi qui định. Vật liệu dễ

cháy phải có biển báo và để cách ly.
- Xe chở vật liệu ra ngoài công trường phải được phủ bạt, phải có xe tưới nước trên đường tạm
thi công nhằm tránh bụi.
- Phải có dụng cụ cứu hoả cầm tay trên hiện trường và đặt tại nơi dễ quan sát và có bảng hiệu
hướng dẫn sử dụng. Trên đó ghi điện thoại Văn phòng và Cảnh sát PCCC


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.6.2. Công tác an toàn lao động
Phải huấn luyện cho công nhân, trang bị bảo hộ và kiểm tra an toàn thiết bị ép cọc
Chấp hành nghiêm chỉnh quy định trong an toàn lao động về sử dụng vận hành kích
thủy lực, động cơ điện cần cẩu,...
Các khối đối trọng phải được xếp theo nguyên tắc tạo thành khối ổn định, không
được để khối đối trọng nghiêng và rơi đổ trong quá trình ép cọc
Phải chấp hành nghiêm, chặt chẽ quy trình an toàn lao động trên cao, dây an toàn,
thang sắt...
Dây cáp chọn hệ số an toàn > 6


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

Sử lý các sự cố khi thi công ép cọc
Do cấu tạo địa chất dưới nền đất không đồng nhất nên thi công ép cọc có thể xảy ra các
sự cố sau:
Khi ép đến độ sâu nào đó chưa đến độ sâu thiết kế nhưng áp lực đã đạt, khi đó phải

giảm bớt tốc độ, tăng lực ép lên từ từ nhưng không lớn hơn P ép max. Nếu cọc vẫn không
xuống thì ngừng ép và báo cáo với bên thiết kế để kiểm tr sử lý.
Nếu nguyên nhân là do lớp cát hạt trung bị ép quá chặt thì dừng ép cọc lại một thời
gian chờ cho độ chặt lớp đất giảm dần rồi ép tiếp
Nếu gặp vật cản thì khoan phá, khoan dẫn, ép cọc tạo lỗ
Khi ép đến độ sâu thiết kế mà áp lực đầu cọc vẫn chưa đạt đến yêu cầu theo tính
toán. Trường hợp này xảy ra thường do khi đó đầu cọc vẫn chưa đến lớp cát hạt trung,
hoặc gặp các thấu kính, đất yếu, ta ngừng ép cọc và báo với bên thiết kế để kiểm tra, xác
định nguyên nhân và tìm biện pháp sử lý.
Biện pháp sử lý trong TH này là nối thêm cọc khi đxa kiểm tra và xác định rõ lớp đất
bên dưới là lớp đất yếu sau đó ép cho đến khi đạt áp lực thiết kế.


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ

8.3. THI CÔNG CỌC NHỒI
Thiết bị chính trong thi công cọc khoan nhồi là máy khoan tạo lỗ cọc
Qui trình công nghệ thi công cọc khoan nhồi

CHUẨN BỊ

KIỂM TRA
CHỌN
TRẠM CCBT

TRỘN THỬ
KIỂM TRA

CHỌN
THÀNH PHẦN
CẤP PHỐI BT

GIA CÔNG
CỐT THÉP

BuỘC, DỰNG
LỒNG THÉP

VẬN CHUYỂN
TẬP KẾT

ĐỊNH VỊ

TRỘN
BENTONITE

ĐẶT
ỐNGVÁCH

CẤT, CHỨA
BENTONITE

KHOAN

CẤP DUNG DỊCH
BENTONITE

XÁC NHẬN

ÐỘ SÂU
(NẠO VÉT)

TRỘN
BÊ TÔNG

LẮP ĐẶT
CỐT THÉP

LẮP ỐNG
ĐỔ BÊ TÔNG

XỬ LÝ
CẶN LẮNG

LỌC CÁT

ĐỔ
BÊ TÔNG

THU HỒI
DUNG DỊCH
BENTONITE

RÚT
ỐNG VÁCH


CHNG 8

K THUT THI CễNG CC V C

Cỏc thụng s ch yu ca dung dch bentonite
- Hm lng cỏt < 6%
- Dung trng : 1,05 1,15
- nht : 18 45s (giõy)
- pH: 7 9
- Liu lng trn : 30 50 kg/m3
Các đặc tính kỹ thuật của bột Bentonite :
- ộ ẩm 9- 11%
- ộ trơng nở 14- 16 ml/g
- Khối lợng riêng 2,1T/m3
- ộ pH của keo với 5% 9,8 - 10,5
- Giới hạn lỏng Aherberg > 400- 450
- Chỉ số dẻo 350 - 400
- ộ lọt sàng cỡ 100: 98-99%
- ộ tồn trên sàng cỡ 74: 2,2-2,5%


CHƯƠNG 8

KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC VÀ CỪ