giáo trình nền và móng, đại học công nghệ gtvt

University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

NỀN VÀ MÓNG


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải
MÓNG CỌC
1. Khái niệm chung

- Móng cọc là loại móng sâu (Chiều sâu đặt móng thường > 5m). Bao gồm các bộ phận:
+ Hệ thống cọc đâm xuyên qua các lớp đất mềm yếu phía trên để tựa lên tầng đất tốt hoặc đá gốc ở phía dưới. Cọc có
nhiệm vụ truyền tải trọng xuống cho nền đất chịu.
+ Bệ cọc(Đài cọc): Là bộ phận có nhiệm vụ liên kết các đầu cọc lại với nhau để cùng chịu lực đồng thời là chỗ để xây
dựng kết cấu bên trên


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải
MÓNG CỌC
1. Khái niệm chung
2. Phân loại cọc
- Vật liệu làm cọc:

Gỗ, Bê tông, Bê tông cốt thép, cọc thép…

- Phân loại theo kích thước cọc

Cọc đường kính nhỏ: d ≤ 0,6m.
Cọc đường kính vừa: 0,6m < d ≤ 0,9m

Cọc đường kính lớn: 0,9m < d ≤ 2,5m.

Phân loại theo sự làm việc của cọc

Cọc ma sát
Cọc chống
Cọc ma sát + chống


University of Transport Technology
Trng i hc Cụng ngh giao thụng vn ti
Cc ma sỏt:
Trong trng hp cú lp ỏ hay tng chu lc nm sõu ln, cc chng tr nờn rt di v khụng kinh t. Trng
hp ny, cc c úng qua lp t yu n sõu xỏc nh. Khi ú sc khỏng mi ca cc l nh v kh nng chu lc

c ọ c c hố n g

đấ t yếu

đấ t tố t

R > 2/ 3 sức c hịu tả i c ủa c ọ c

ma sá t > 2/ 3 sức c hịu tả i c ủa c ọ c

ch yu cú c t sc khỏng ca t bao quanh dc thõn cc c chụn trong t.

c ọ c ma sá t

c ọ c ma sá t - c hố n g

i

R

R


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

Cọc chống:
- Sức kháng dọc trục của cọc được hình thành chủ yếu là do sức kháng mũi cọc. Khi mũi cọc tựa vào tầng cứng
(tầng đá) thì chuyển vị của cọc là rất nhỏ và sức kháng của cọc chủ yếu do thành phần sức chống mũi cọc tạo
nên.

Cọc ma sát + chống:
- Sức kháng dọc trục của cọc được hình thành từ tổ hợp của cả sức chịu ở mũi cọc và sức kháng bao quanh dọc
thân cọc.


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải
Phân loại theo phương pháp thi công:
- Cọc hạ bằng búa (cọc đóng):
+ Móng cọc đường kính nhỏ được sử dụng khá phổ biến trong các công trình ở nước ta hiện nay là cọc bê tông cốt thép có
tiết diện vuông hoặc tròn kích thước từ 250 ÷ 450mm. Cọc đường kính nhỏ có thể được đúc sẵn trong các xưởng chuyên
dụng hoặc được đúc tại hiện trường

+ Móng cọc ống.

University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

-

Cọc hạ bằng phương pháp ép tĩnh:

+ Không gây chấn động do đó phù hợp khi thi công móng để sửa chữa các công trình, hay thi công móng gần các công
trình đang sử dụng mà nếu đóng cọc dễ gây nguy hại.
+ Tốc độ thi công chậm, nếu chiều dài cọc lớn thì yêu cầu cần phải có lực ép lớn nên giá thành cao.

- Cọc đổ tại chỗ:
+ Móng cọc khoan nhồi
+ Móng cọc Barrette


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải
3. Phân loại móng cọc

Móng cọc đài thấp

Móng cọc đài cao


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải
ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA MÓNG CỌC

- Có khả năng chịu tải trọng lớn, độ lún, chuyển vị ngang của đài móng nhỏ.
- Tải trọng bên trên được truyền xuống cho đất xung quanh cọc và lớp đất tốt hoặc tầng đá gốc dưới sâu chịu mà không cần
phải đào các lớp đất phía trên nên giảm được chi phí và rủi ro khi chống vách hố móng.
- Do cọc được chôn sâu nên độ ổn định và khả năng chịu tải trọng ngang tốt,
- Công nghệ thi công phổ biến, có thể cơ giới hoá việc thi công.
- Cho phép xây dựng công trình ở nơi địa chất không thuận lợi.
- Thi công bằng cơ giới nên tốc độ thi công nhanh, việc thi công ít phụ thuộc vào điều kiện thời tiết.
- Tuy nhiên việc tính toán phức tạp và yêu cầu phải có thiết bị thi công chuyên dùng.


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải
- Do đảm bảo khoảng cách tối thiểu giữa các cọc, đài cọc phải mở rộng gây tốn kém vật liệu và chi phí thi công;

- Cốt thép bố trí trong cọc đúc sẵn chủ yếu phục vụ quá trình vận chuyển, cẩu cọc và nhất là cho lực xung kích rất lớn trong
quá trình đóng vì vậy không tận dụng hết vật liệu trong quá trình khai thác dẫn tới lãng phí vật liệu;
- Không thể kéo dài cọc theo ý muốn do cọc bị hạn chế về độ mảnh đặc biệt là đối với cọc đúc sẵn có tiết diện nhỏ nằm trong
đất yếu;

- Khó kiểm soát được chất lượng cọc đặc biệt là đối với cọc khoan, thiết bị thi công nặng nề, cồng kềnh;
- Khi hỏng cọc trong thi công và sử dụng rất khó thay thế, hoặc có thay thế được cũng rất tốn kém, khó khăn;
- Khi thi công nếu không kiểm soát tốt có thể gây ô nhiễm môi trường (cọc khoan nhồi do dung dịch bentonit) hoặc ảnh
hưởng tới các công trình lân cận (cọc đóng, quá trình đóng cọc có thể gây chấn động làm nứt gãy, lún mạnh các công trình
lân cận).


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

Cọc BTCT đường kính nhỏ:

- Mặt cắt ngang cọc thường là hình vuông cạnh 200, 250, 300, 350, 450 (mm)

- Chiều dài toàn cọc thỏa mãn yêu cầu về độ mảnh: L/d=30÷70
- Cọc kích thước cạnh 300mm, chiều dài đốt không nên dài quá 8m, cạnh 450 không dài quá 15m

- Cốt thép đai có nhiệm vụ định hình khung cốt thép, chống nứt, chống cắt, chịu ứng suất cục bộ khi thi công.
Thường dùng Φ6 hoặc Φ8. Bước cốt đai: a=5÷10 ở đầu đốt cọc, a=15÷20 ở giữa đốt cọc


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

Cốt đai rời và cốt đai lò xo

University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

-

Cốt thép dọc chủ đường kính thường là 14÷32mm. Thường có không ít hơn 4 thanh đặt đều đặn theo
chu vi cọc. Diện tích cốt thép không nhỏ hơn 0,4% diện tích mặt cắt ngang cọc.

-

Vai trò chủ yếu là chịu lực trong quá trình khai thác, vận chuyển và đặc biệt khi đóng cọc.

Thép móc cẩu thường có đường kính 14÷25mm. Bố trí tại vị trí cách đầu đốt cọc một khoảng a-0,21L. Bố
trí thêm một móc treo tại vị trí cách đầu đôt cọc b= 0.3L.


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

q
M max

a

q

Mmax

+
Mmax
l - 2.a
l

a

Mmax

+
Mmax
l-b

b

Sơ đồ tính xác định vị trí móc cẩu và móc treo

l


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải
Cốt thép mũi cọc gồm 1 thanh cốt thép cứng nằm ở giữa có đường kính 25 ÷ 32mm, chiều dài 60÷100cm, đoạn
nhô ra khỏi mũi cọc 5 ÷ 10cm; xung quanh có các thanh cốt chủ chụm lại và liên kết với nhau bằng đường hàn;
bên ngoài cùng dùng tôn dày 8mm bao quanh và hàn kín.

Cèt ®ai

C-C
Cèt chñ

C

C

Cèt thÐp mòi cäc


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

B

B

Vµnh ®ai thÐp

B-B

Luí i cèt thÐp

Lưới cốt thép đầu cọc


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải
CỌC KHOAN NHỒI

Cọc được thi công bằng cách tiến hành việc khoan tạo lỗ sâu vào trong lòng đất, sau đó tiến hành đặt lồng cốt thép và đổ
bêtông cọc, trong quá trình thi công phải có các biện pháp cụ thể chống sập thành vách hố khoan.

1. Công nghệ khoan tạo lỗ:

-

Điều kiện mặt bằng khu vực thi công: thi công cạn hay thi công dưới nước, thi công trên đảo đắp hay hệ nổi, tĩnh
không thi công, hệ thống cấp thoát nước…

-

Điều kiện địa chất thủy văn: cấu tạo các lớp đất đá mà cọc xuyên qua, cao độ mực nước ngầm, hiện tượng cát
chảy…

-

Năng lực của máy móc thiết bị thi công


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

 Khoan tạo lỗ bằng máy khoan guồng xoắn:
Thích hợp cho đất dính, mềm. Nhiều trường hợp có thể không cần ống vách. Chú ý không làm sạt lở vách khi rút guồng xoắn
lên. Thích hợp cho cọc đường kính đến 800mm, chiều sâu khoan nhỏ hơn 35m.

 Khoan tạo lỗ bằng máy khoan gầu xoay:
Có tốc độ khoan nhanh nhất trong các phương pháp khoan tạo lỗ. Thích hợp cho cọc có đường kính từ 800 đến 2000mm.
Chiều sâu khoan có thể tới 68m trong các tâng đất có giá trị xuyên tiêu chuẩn N≤50N

 Khoan tạo lỗ bằng máy khoan theo nguyên lý tuần hoàn ngược:

Phương pháp này có thể khoan qua các tầng đá phong hóa, chiều sâu khoan có thể lên tới 100m, thích hợp cho cọc có
đường kính 800 đến 3000mm.


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

 Khoan tạo lỗ bằng máy khoan vách xoay (kiểu xoay tròn, kiểu kẹp lắc)
Có độ tin cậy cao. Có thể khoan qua các chướng ngại vật như đá mồ côi, bê tông cốt thép, hay khoan qua các tầng cát
chảy, đất yếu. Không gây ô nhiễm môi trường bởi đất thải và bùn tạo ra do dung dịch lỗ khoan.


University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

2. Ổn định vách hố khoan trong trường hợp không có ống vách

a.

Ống vách tạm:
Đối với phương pháp khoan tạo lỗ không sử dụng vách khoan, việc đặt vách tạm là hết sức cần thiết. Chức năng cơ

bản của vách tạm:

-

Ổn định lớp đất mặt dưới tác dụng của máy móc thiết bị di chuyển quanh cọc, lớp đất trên cùng thường là đất mượn.
Nâng cao cột nước áp lực để ổn định vách hố
Đỉnh vách tạm là chỗ để treo lồng cốt thép, để sàn giữ ống đổ bê tông phục vụ công tác đổ bê tông sau này.
Dẫn hướng cho cần khoan trong quá trình đi lên đi xuống không va chạm vách hố khoan.

University of Transport Technology
Trường Đại học Công nghệ giao thông vận tải

 Hạ ống vách tạm:
- Sử dụng hệ thống thủy lực gắn kèm giá cơ bản ép vách xuống
- Hoặc hạ vách bằng búa rung
 Rút ống vách tạm:
-

Khi bắt đầu đổ bê tông đến phần ống vách thì tốc độ đổ bê tông phải phù hợp với tốc độ rút ống vách.
Muốn rút ống vách phải sử dụng thiết bị nhổ phù hợp
Khi đổ bê tông đến ống vách, tiến hành xoay nhúc nhắc ống vách trong phạm vi góc xoay khoảng 5˚
Trong quá trình đổ bê tông thỉnh thoảng nhấc thử ống vách lên khoảng 10cm xem có nhấc được không, nếu không nhấc
được ngay lập tức tìm ra nguyên nhân và khắc phục, tránh để sau này càng khó rút ống vách