Chương 3 móng cọc

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

Cho một móng nông chịu tải trọng nén lệch tâm, giá trị tiêu
chuẩn: Ntc = 130T; Mtc = 15 Tm. Nền đất có 2 lớp: Lớp 1: dày
1,2 m; 1II = 17,8 kN/m3; c1II = 14 kN/m2; 1II = 12o  các hệ số
sức chịu tải của lớp 1 A = 0,45; B = 4,9; D = 3,5.
Lớp 2: Chiều dày vô cùng; 2II = 18,5 kN/m3; c2II = 15
kN/m2; 2II = 15o  các hệ số sức chịu tải của lớp 2 A = 0,55; B
=6,5; D = 2,8.
Hệ số thực nghiệm m1=1;m2=1,2; ktc =1.
Hãy chọn chiều sâu chôn móng, xác định kích thước móng và
kiểm tra sức chịu tải đất dưới đáy 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
Phân loại theo sự làm việc của 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.

Cọc ma sát
Cọc chống
Cọc ma sát + chống


University of Transport Technology
Trng i hc Cụng ngh giao thụng vn ti

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

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 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.