TRÌNH bày về CÔNG tác cọc ĐÓNG, cọc ép bê TÔNG cốt THÉP

CHUYÊN ĐỀ:

TRÌNH BÀY VỀ CÔNG TÁC CỌC ĐÓNG, CỌC ÉP BÊ
TÔNG CỐT THÉP
I – GIỚI THIỆU TỔNG QUAN
Cọc là vật thể dạng thanh hoặc bản được cắm vào đất theo phương trục của nó. Cọc là
kết cấu có chiều dài lớn so với bề rộng tiết diện ngang, được đóng hay thi công tại chỗ vào
lòng đất, đá, để truyền tải trọng công trình xuống các tầng đất, đá, sâu hơn nhằm cho công
trình bên trên đạt các yêu cầu của trạng thái giới hạn quy định(TCXD 205:1998). Trong xây
dựng, cọc được dùng với nhiều mục đích khác nhau như để gia cố nền đất (cọc tre, cọc tràm,
cọc cát, vv.); làm móng cho công trình (cọc bê tông, cọc thép, vv.); làm vách đứng ngăn đất
hoặc nước (cọc ván, cọc cừ, ví dụ:cừ ván bê tông cốt thép, cừ ván thép); để định vị trên mặt
đất (cọc tiêu, cọc mốc, vv.). Cắm cọc vào đất thường dùng các cách: Đóng cọc nhờ lực va
chạm của búa đóng cọc; búa rung và ấn cọc nhờ thiết bị chuyên dùng; ép cọc bằng các lực
tĩnh, khoan đất rồi nhồi vật liệu vào thành dạng cọc nhồi.
Dùng móng cọc khi gặp nền đất yếu (bùn, cát chảy...) không chịu được trực tiếp tải
trọng từ công trình. Tuỳ theo cách làm việc, chia cọc thành hai loại: cọc chống và cọc ma sát.
Cọc chống truyền tải trọng qua đầu cọc lên lớp đất cứng hoặc đá. Cọc ma sát (cọc treo) có
đầu cọc tựa lên lớp đất bị nén co, truyền tải trọng vào đất một phần lớn qua ma sát ở các mặt
bên và một phần qua đầu cọc.
Cọc bê tông cốt thép là một loại vật liệu xây dựng kết hợp của hai loại vật liệu là bê
tông và thép. Sự kết hợp này đem lại nhiều ưu điểm nổi bật cho cọc bê tông cốt thép. Vì thép
và bê tông có hệ số giãn nở nhiệt gần giống nhau, do đó tránh được sự ảnh hưởng của nhiệt
độ môi trường. Bê tông bảo vệ cốt thép khỏi sự xâm thực của môi trường, thép định vị bê
tông nhằm tránh nứt vỡ. Bê tông có đặc tính chịu kéo và uốn kém, khi có cốt thép nhược
điểm này sẽ được khắc phục do thép là vật liệu chịu kéo khá tốt. Cho nên cọc bêtông cốt thép
bền vững chống được sự xâm thực của các hóa chất hoà tan trong nước dưới nền.
Cọc bê tông cốt thép có độ bền cao, có khả năng chịu tải trọng lớn từ công trình
truyền xuống, do đó nó được ứng dụng rộng rãi trong các loại móng của các công trình dân
dụng và công nghiệp.
Một số tiết diện đặc trưng

- Tiết diện cọc: Cọc bê tông cốt thép có nhiều loại tiết diện khác nhau như: Tròn, vuông, chữ
nhật,tam giác, chữ T…


- Loại cọc tiết diện vuông được dùng nhiều hơn cả vì có cấ tạo đơn giản và có thể tạo ngay
tại công trường. Kích thứơc ngang của loại cọc này thường là 20×20 ; 25×25 ; 30×30 ; 35×
35 ; 40×40
- Cọc tiết diện 20×20 đến 30×30cm có chiều dài bé hơn 10m
- Cọc tiết diện 30×30 40×40 cm co chiều dài >10m
- Đối với cọc tiết diện thường hạn chế trong bảng sau
- Kích thước tiết diện (cm) 20 25 30 35
- Chiều dài tối đa (m) 5 12 15 18
Đặc điểm, yêu cầu:
- Được chế tạo bằng bê tông cốt thép đúc sẵn (có thể tại xưởng hoặc ngay tại công trường) và
dùng thiết bị đóng, hoặc ép xuống đất. Mác bê tông chế tạo cọc từ 250 trở lên.
- Loại cọc phổ biến thường có tiết diện vuông, có kích thước từ 200×200 đến 400×400.
Chiều dài và tiết diện cọc phụ thuộc vào thiết kế. Nếu chiều dài cọc quá lớn, có thể chia cọc
thành những đoạn cọc ngắn để thuận tiện cho việc chế tạo và phù hợp với thiết bị chuyên
chở, và thiết bị hạ cọc.
- Cọc phải chế tạo đúng theo thiết kế, đảm bảo chiều dày lớp bảo vệ (tối thiểu là 3cm) để
chống bong tách khi đóng cọc và chống rỉ cho cốt thép sau này.
- Bãi đúc cọc phải phẳng, không gồ ghề.
- Khuôn đúc cọc phải thẳng, phẳng cần được bôi trơn chống dính, tránh mất nước xi măng
khi đổ bê tông.
- Đổ bê tông phải liên tục từ mũi đến đỉnh cọc, đầm bê tông bằng đầm dùi cỡ nhỏ. Trong quá
trình thi công đúc cọc cần đánh dấu cọc và ghi rõ lý lịch để tránh nhầm lẫn khi thi công.
Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước (cọc rỗng)
Bê tông được ứng suất trước, kết hợp với quay ly tâm đã làm cho bê tông của sản
phẩm đặc, chắc, chịu được tải trọng cao, không nứt, tăng khả năng chống thấm, chống ăn

mòn cốt thép, ăn mòn sulphate. Vì vậy sản phẩm BTLT dự ứng lực sử dụng rất phù hợp với
các vùng ven biển, nước mặn.
Có khả năng thiết kế được những trụ điện BTLT có lực đầu trụ rất cao, khi kéo đến tải
trọng thiết kế có biến dạng dư rất thấp. Thiết kế các cọc cừ BTLT có khả năng chịu lực nén,
uốn, lực tải dọc rất cao.
Do sử dụng bê tông và thép cường độ cao nên tiết diện cốt thép giảm, dẫn đến trọng
lượng của sản phẩm giảm rất nhiều, thuận lợi cho việc di dời, vận chuyển, thi công, lắp dựng
Chất lượng sản phẩm bê tông ly tâm dự ứng lực tốt hơn và giá thành sản phẩm hạ hơn.
Cốt thép trong bê tông, là cốt thép cường độ cao, được kéo căng ra bằng máy kéo ứng
suất trước, đạt tới một giá trị ứng suất nhất định, được thiết kế trước, nằm trong giới hạn đàn
hồi của nó, trước khi các kết cấu bê tông cốt thép này chịu tải. Lực căng cốt thép này làm cho
kết cấu bê tông biến dạng ngược với biến dạng do tải trọng gây ra sau này khi kết cấu làm
việc. Nhờ đó, kết cấu bê tông cốt thép ứng suất trước có thể chịu tải trọng lớn gần gấp đôi so
với kết cấu này, khi không căng cốt thép ứng suất trước.
Ở kết cấu bê tông cốt thép thông thường, thì cốt thép cùng với vật liệu bê tông chỉ
thực sự làm việc (có ứng suất) khi có sự tác dụng của tải trọng. Còn ở kết cấu ứng suất trước,
trước khi đưa vào chịu tải thì kết cấu đã có trong nó một phần ứng suất ngược rồi. Cốt lõi của
việc kết cấu bê tông ứng suất trước có khả năng chịu tải rất lớn là nhờ việc tạo ra các biến
dạng ngược với khi làm việc bình thường. Việc sử dụng vật liệu cơ tính cao như: cốt thép
cường độ cao, bê tông mác cao,... chỉ là điều kiện phụ trợ để tăng khả năng chịu tải của kết
cấu bê tông ứng suất trước.
Tiêu chuẩn tham khảo
Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước (P.C) và cọc bê tông cường độ cao ứng suất trước (PHC)
được sản xuất theo tiêu chuẩn JIS A 5335-1987 và JIS A 5337-1982 hoặc TCVN 7888:2008,
hoặc có thể sản xuất theo tiêu chuẩn của khách hàng.
Cường độ bê tông
- Cường độ bê tông tổi thiểu tại 28 ngày.
+ Đối với cọc P.C
+ Đối với cọc PHC

60N/mm2
100N/mm2

Ứng dụng
- Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước dùng làm nền móng cho các công trình như trạm điện,
nhà cao tầng, cầu, cầu vượt, bến cảng, các công trình biển, tường chắn,…


Ưu điểm
- Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước được sản xuất và quản lý trong môi trường nhà máy nên
chất lượng đồng đều được duy trì.
Sử dụng bê tông mác cao 60-80N/mm3 cùng với quá trình quay ly tâm, và tác động của ứng
suất trước làm cải thiện được kết cấu chịu lực của cọc và các tính năng ưu việt khác của cọc:
+ Tải dọc trục cao
+ Khả năng chịu kéo cao.
+ Momen uốn lớn
+ Chống nứt cọc
+ Chống ăn mòn sun phát và chống ăn mòn cốt thép.
+ Không xuất hiện ứng suất gây xoắn nứt trong quá trình đóng.
+ Cho phép đóng xuyên qua các lớp địa tầng cứng.
- Cọc bê tông ly tâm ứng suất trước có thể sản xuất dài hơn 36m cho một đoạn, mối
ghép lắp nhanh và kinh tế, trọng lượng trên một đơn vị chiều dài thấp dẫn đến giá
thành hạ. Vòng quay sản xuất sản phẩm nhanh, đạt cường độ cao đáp ứng tiến độ
giao hàng.
II - THI CÔNG ĐÚC CỌC BÊ TÔNG
1 - Vật liệu làm cọc
-

Vật liệu để sản xuất cọc BTCT phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo các tiêu chuẩn hiện

hành, đồng thời đáp ứng các yêu cầu bổ sung của thiết kế.
-

Vật liệu phải được cất giữ và vận chuyển đảm bảo giữ nguyên chất lượng và sự phù hợp

của vật liệu cho công trình. Ngay cả khi đã được chấp thuận trước khi cất giữ và xử lý, có thể
kiểm tra vật liệu và thí nghiệm lại trước khi đưa vào sử dụng cho công trình.
2 - Thi công đúc cọc
2.1 - Cốt thép
- Công tác cốt thép phải tuân thủ theo các yêu cầu của TCVN 4453:1995 “ Kết cấu bê tông
và bê tông cốt thép toàn khối – Quy phạm thi công và nghiệm thu “, cụ thể:


+ Cốt thép chủ được nắn thẳng cắt đúng kích thước, đảm bảo thép đúng chủng loại của
bản vẽ thiết kế
+ Cốt thép đai được kéo thẳng, cắt bằng kìm cộng lực, uốn bằng bàn uốn theo đúng kích
thước thiết kế
+ Thép đai liên kết với thép chủ bằng dây thép buộc 1 ly, khoảng cách giữa các cốt đai
buộc đúng yêu cầu của bản vẽ thiết kế.
+ Thép chủ được liên kết với hộp bích đầu cọc bằng liên kết hàn.
+ Hộp bích đầu cọc được gia công đảm bảo, bốn cạnh của mặt cọc phải nằm cùng trên
một mặt phẳng, đảm bảo vuông đúng theo kích thước thiết kế.
+ Cốt thép cọc được bố trí và định vị thành từng lồng đúng theo bản vẽ thiết kế và được
cán bộ kỹ thuật của Công ty nghiệm thu trước khi lắp vào khuôn cốp pha.
+ Lồng thép sau khi lắp đặt vào khuôn phải được định vị chính xác và chắc chắn đảm
bảo không bị xê dịch hoặc biến dạng trong lúc đổ bê tông.
2.2 - Bê tông
- Các vật liệu để sản xuất bê tông vµ quy trình sản xuất Bê tông phải tuân thủ theo các yêu
cầu của TCVN 4453:1995 “ Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối - Quy phạm thi

công và nghiệm thu “, cụ thể:
+ Bê tông để đúc cọc phải được trộn bằng máy trộn đúng theo tỷ lệ cấp phối, thời gian
trộn theo đúng quy định của c án bộ kỹ thuật của Công ty.
+ Cát, đá trước khi trộn bê tông đảm bảo sạch, không lẫn tạp chất.
2.3 - Ván khuôn
- Ván khuôn phải tuân thủ các yêu cầu chung của ván khuôn bê tông được mô tả trong phần
“ Cốp pha và đà giáo của TCVN 4453:1995 “, cụ thể:
+ Sử dụng cốp pha thép định hình có đầy đủ các phị kiện gông, chống…., bề mặt cốp
pha phải phẳng và được bôi 1 lớp dầu chống dính. Bề mặt sân bãi đúc cọc phải đảm bảo
phẳng.
+ Cốp pha thép phải vuông với mặt nền được gông bằng hệ thống gông hình và được
điều chỉnh kích thước bằng nêm gỗ, khoảng cách gông là 1,5÷ 2 mét
+ Cốp pha bịt đầu bằng thép tạo mặt phẳng và phải vuông góc cốp pha 2 bên thành.
+ Ván khuôn chỉ được tháo dỡ khi bê tông đạt 25% cường độ thiết kế (sau 12 – 16h theo
thí nghiệm quy định) thì tiến hành tháo dỡ cốp pha. Dùng sơn màu xanh viết vào đầu
cọc và mặt cọc: tên đoạn cọc (C1;C2, C3), ngày tháng đúc cọc, mác bê tông.
2.4 - Đúc, bảo dưỡng bê tông


Thi công bê tông cọc phải tuân thủ theo các yêu cầu kỹ thuật trong phần “ Thi công bê
tông của TCVN 4453:1995”, cụ thể:
-

Bê tông phải được đổ liên tục và phải được đầm chặt bằng máy đầm rung, để tránh tạo ra

các lỗ hổng không khí, rỗ tổ ong hay các khiếm khuyết khác. Đặc biệt lưu ý bê tông đổ đến
đâu phải đầm luôn đến đó, sau đó sử dụng mặt bàn xoa để hoàn thiện mặt. Mỗi cọc phải đúc
xong trong một lần và nên bắt đầu từ mũi cọc đến đỉnh cọc. Trong khi đầm phải đầm cẩn
thận, chú ý các góc cạnh, không để máy đầm chạm làm rung cốt thép.
-

Trong quá trình đổ bê tông cọc phải lấy mẫu thí nghiệm theo quy định.

-

Công tác bảo dưỡng được xem là một phần không thể thiếu trong hoạt động đổ bê tông.

- Tất cả bê tông mới đổ đều phải được bảo dưỡng, công tác bảo dưỡng phải bắt đầu ngay
sau khi đổ bê tông xong khoảng 4 ÷ 6h, khi bề mặt bê tông se lại ấn tay không lún thì tiến
hành tới nước bảo dưỡng. Thời gian dưỡng hộ liên tục 4 ÷ 6 ngày tùy theo thời tiết ẩm ướt
hay hanh khô, những ngày tiếp theo luôn giữ cấu kiện ở trạng thái ẩm.
-

Tất cả các cọc phải có bề mặt phẳng, nhẵn, không bị khiếm khuyết và vuông góc với trục

dọc của cọc, và được hoàn thiện theo đúng kních thước như chỉ ra trên bản vẽ, Đối với các
đoạn mũi, mũi cọc phải trùng với tâm của cọc.
2.5 - Bốc dỡ, vận chuyển và xếp cọc
-

Bốc dỡ, vận chuyển và xếp cọc phải đảm bảo cọc không bị nứt, gẫy do trọng lượng bản

thân cọc và lực bám dính cốp pha, tránh gây vỡ hay sứt mẻ các cạnh bê tông.
-

Cọc để ở kho bãi có thể được xếp chồng lên nhau nhưng chiều cao mỗi chồng không

được quá 2/3 chiều rộng và nhỏ hơn 2 m. Các đốt cọc được xếp đặt thành từng nhóm có cùng
chiều dài, tuổi và được kê lót. Khi xếp chú ý để chỗ có ghi mác bê tông ra ngoài và giữa các
chồng có lối đi để kiểm tra sản phẩm.

-

Khi phát hiện các cọc có vết nứt, các cọc bị hư trong quá trình vận chuyển phải được sửa

chữa khắc phục ngay.
2.6 - Nghiệm thu
+ Nghiệm thu vật liệu
+ Nghiệm thu kích thước hình học
+ Kiểm tra về độ sai lệch cho phép


Bố trí neo cẩu
 Móc cẩu được bố trí trên cọc để phục vụ 2 quá trình vận chuyển: trường hợp thứ nhất

là vận chuyển từ bãi đúc lên xe hoặc giữa các vị trí trên công trường; trường hợp thứ
hai là đưa cọc lên thiết bị đóng
 Về lý thuyết, cọc sẽ được bố trí 3 móc cẩu để thực hiện hai trường hợp vận chuyển

trên, với mục đích để cho mô men bất lợi trong cọc khi vận chuyển có trị số bé nhất.
Trong trường hợp vận chuyển thứ nhất sử dụng 2 móc số 1 và số 2, trong trường hợp
vận chuyển thứ 2 sử dụng móc số 3

 Tải trọng tác dụng lên cọc trong các trường hợp này là do trọng lượng bản thân của

cọc
 Trong trường hợp vận chuyển thứ nhất, sử dụng dây treo móc vào cóc móc cẩu số 1 và

số 2, cọc được xem là dầm đơn giản có 2 đầu thừa, và 2 móc treo được xem là 2 gối
tựa.

 Trong trường hợp vận chuyển thứ 2, mô men phát sinh chỉ trong quá trình một đầu cọc

còn tựa ở trên mặt đất (khi cọc được cẩu lên khỏi mặt đất hoàn toàn thì chỉ còn lực
dọc trong cọc vì lúc này cọc đã nằm thẳng đứng). Sơ đồ của cọc trong trường hợp thứ
2 là dầm đơn giản có một đầu thừa, móc cẩu là một gối tựa, gối tựa còn lại là đầu cọc
nằm trên mặt đất; sơ đồ nội lực và biểu đồ mô men trong cọc như phía dưới. Vị trí
móc cẩu hợp lý như đã nói ở trên là vị trí mà mô men bất lợi trong cọc là bé nhất, là a
= 0.207*L và b = 0.294*L; trong đó L là chiều dài cọc.

 Cốt thép dọc trong cọc ngoài tính toán theo khả năng chịu tải dọc trục, còn cần phải

kiểm tra để chịu được mô men trong các trường hợp trên (tính toán như dầm chịu uốn)
 Trong thực tế, thường không bố trí móc cẩu số 3, mà quá trình thi công trong trường

hợp thứ 2 thường buộc dây vào vị trí số 3 thay vì làm móc cẩu. Hoặc có thể sử dựng
luôn mọc cẩu số 1 hoặc số 2 để móc, vì mô men trong cọc không phải là quá lớn.
 Khi thiết kế, để dễ xác định các khoảng cách, có thể chọn a = (0.2 ~ 0.25)*L

3 - Quy trình sản xuất cọc bê tông ly tâm
Bước 1: Nguyên Vật Liệu & Kiểm tra thiết kế: Chuẩn bị đầu vào nguyên vật liệu có sự kiểm
soát tốt
- Riêng cát phải đúng theo module làm cọc, sạch và được giữ ẩm
- Đá 1×2 được sàn ra theo tiêu chuẩn và cũng được rửa sạch để làm tăng mác bê tông.
- Tạo lồng thép thông qua hàn tại nhà máy
Song song với khâu chuẩn bị vật liệu là làm rõ các thiết kế cọc, cấp phối sử dụng để
bước sang bước khâu nạp liệu


Bước 2: Nạp liệu: Lắp lòng thép vào khuôn cọc và tiến hành đổ bê tông với các thiết kế cấp

phối đã được duyệt từ khách hàng (nhà tư vấn, chủ đầu tư, nhà thầu thi công…). Lấp copha
và kiểm tra kỹ độ kính tránh rò rỉ nước bê tông và qui ly tâm không bị ảnh hưởng.

Bước 3: Căng thép: Là bước ứng lực trước cho cọc BTLT theo các ứng suất theo thiết kế để
có các moment kháng uốn khi đi vào sử dụng. Các kết quả kéo thép được lưu tại phòng thí
nghiệm.


Bước 4: Quay ly tâm: Đây là bước rất quan trọng để lèn chặt bê tông và thông thường có 4
cấp độ quay để cọc đạt được chất lượng như thiết kế.

Bước 5: Hấp cọc : Đây bước đưa cọc vào lò hơi hấp ở nhiệt độ khoảng giao động 100oC -/+
20 để quyết định tháo khuôn sớm, hơi nước nóng sẽ đẩy nhanh quá trình thủy hóa bê tông ở
môi trường nhiệt độ cao. Thông thường hấp cọc khoảng 8h. Hoặc tùy theo công nghệ của
từng nhà máy sản xuất.
Bước 6: Tháo khuôn và kiểm tra sản phầm : Đây có thể là bước cuối nếu không thông qua lò
cao áp tùy theo tiến độ hoặc quyết định có liên quan đến chứa hàng tại nhà máy. Trong bước
này chúng ta sẻ kiểm tra và phân loại các loại cọc đúng chất lượng hoặc cần lưu ý khác.

Bước 7: Hấp qua lò cao áp: Đây là cách tại các nhà máy có các đơn hàng cần cung cấp nhanh
hoặc muốn làm tăng thêm mác bê tông, và ngay sau khi lấy cọc ra khỏi lò cao áp thì chúng ta
có thể đưa cọc ra bải thành phẩm.
Bước 8: Hấp qua lò cao áp: Đây là giai đoạn kiểm tra số lượng, chất lượng, chủng loại hàng
hóa và vận chuyển đến công trình.
/>

III – THIẾT BỊ ĐÓNG CỌC BÊ TÔNG CỐT THÉP
- Thiết bị hạ cọc bê tông cốt thép bao gồm:
+ Giá búa
+ Khung dẫn hướng

+ Búa đóng cọc (Búa trọng lực, búa hơi (Đơn động, song động), búa Diezen, búa thủy lực,
búa chấn động (Búa rung), kết hợp xói đất để hạ cọc, máy ép cọc,…)

1 - Giá búa
- Giá búa là một kết cấu đặc biệt có tác dụng:
+ Treo trục
+ Nâng hạ cọc
+ Nhấc đặt búa và định hướng chiều di chuyển của hệ cọc và giá búa trong quá trình
đóng cọc
- Yêu cầu nhẹ nhàng, dễ di chuyển, dễ tháo lắp, dùng được nhiều lần và đa năng.
- Giá búa được chia thành 3 loại:
+ Dạng giàn
+ Dạng cột ống
+ Giá búa tự hành


1.1 - Các bộ phận chủ yếu của giá búa
* Bệ giá búa
- Là hệ khung sàn có thể di động theo đường ray trên mặt đất, giàn giáo hoặc phao nổi
- Một số giá búa có thể quay 360o quanh trục đứng

Hình ảnh bệ giá búa
* Khung giằng
- Để giữ cần giá búa, được cấu tạo bởi thép ống, thép hình tạo thành một khung không gian
hình tháp hoặc kết hợp với cột dẫn tạo thành kết câú dạng cần trục
- Ngoài ra khung giằng chỉ có thể gồm 2 thanh chống bằng thép ống, điều chỉnh được chiều
dài


Hình ảnh khung giằng

* Cần giá búa hoặc cột dẫn
- Gồm 2 đũa song song kéo dài từ bệ khung sàn tới đỉnh giá búa mục đích để hướng dẫn búa,
cọc theo chiều thẳng đứng hoặc xiên góc theo thiết kế
- Khi đóng cọc dài nếu giá búa đặt trên phao nổi hoặc sàn đạo cao, có thể kéo dài giá búa
xuống phía dưới khung sàn

Hình ảnh cột dẫn


* Thiết bị treo trục
- Giá búa chỉ gắn một bộ ròng rọc trên đỉnh vừa nâng hạ búa, vừa mang cọc dựng vào cần.
Nhưng thông thường giá búa được trang bị 3 bộ ròng rọc trên đỉnh: 1 bộ giữ búa, 2 bộ kia
cho cọc
1.2 - Một số lưu ý khi thi công giá búa:
- Đảm bảo giá búa luôn chính xác và vững chắc
- Khi đóng cọc, nhất là cọc xiên thì phải khống chế cho giá búa không lún dù là lún đều vì sẽ
làm gãy cọc
- Chiều cao của giá búa phải lớn hơn chiều dài cọc cần đóng cộng với độ an toàn >0.5m
- Chọn giá búa phải phù hợp với trọng lượng cọc và búa
- Khi đóng cọc xiên bằng cột dẫn cần phải quan tâm đến độ cứng chịu uốn của cột dẫn để
đảm bao không bị võng => Búa bị lệch tâm sẽ làm hỏng cọc
2 - Khung định vị

Hình ảnh khung định vị
- Tác dụng để định vị cọc đúng vị trí. Nó là một khung không gian bằng thép hoặc gỗ có bố
trí các lỗ rỗng để đặt cọc vào đúng vị trí trước khi đóng, ngoài ra nó có thể được tận dụng để
làm các công việc khác


3 - Các loại búa đóng cọc

3.1 - Búa treo (Búa trọng lực hay búa rơi tự do)
- Là khối thép đúc hoặc gang có khối lượng từ 100-3000kg, có khi đến 5000kg, có móc treo
hoặc quai xách.
- Nguyên lý hoạt động:
+ Dùng trọng lượng của búa đập vào đầu cọc bằng cách rơi tự do
+ Búa được nâng lên bằng tời tay hoặc tời điện thường ở độ cao 1.5 – 3(4)m
+ Để dẫn hướng và đảm bảo kỹ thuật an toàn lao động, búa thuường được rơi trượt
trên 1 hoặc 2 thanh dẫn. Nếu búa <= 500kg có thể chỉ cần một thanh dẫn đường kính
d40-45 xuyên qua tâm búa
+ Khi đóng cọc cần có giá búa gắn puli, dây cáp ddể treo búa. Giá này có thể tự tạo
bằng giá 3 chân
+ Ưu, nhược điểm và phạm vi sử dụng:
+ Đơn giản, ít tốn kém
+ Tốc độ đóng cọc rất chậm khoảng 3-4 nhát trong 1 phút, cũng có khi đến 10-18
nhát, dùng tời điện cũng chẳng hơn nhiều => Năng suất thấp, kém hiệu quả
+ Giá búa phải cáo hơn chiều dài cọc khá nhiều khi đóng lúc ban đầu
+ Rất khó để khống chế chiều cao rơi búa, dễ xảy ra nguy cơ gãy cọc nếu không có
kinh nghiệm
+ Chỉ sử dụng khi đóng ít cọc nhỏ, trong nền đất trung bình, xuống độ sâu không lớn
từ 4-5m và không có sẵn các loại búa khác
+ Ngoài ra cũng có thể dùng để đóng cọc thử
3.2 - Búa hơi
- Búa này dùng năng lượng của hơi nước nóng hoặc khí nén. Có 2 loại: Đơn động (Búa đơn)
và song động (Búa kép)
- Búa đơn động:
+ Quả búa là 1 khối thép nặng dạng xilanh, di động dọc theo cần dẫn hướng của giá
búa. Đây là bộ phận xung kích của búa
+ Pittông ở trọng xilanh có cần dài gắn với trung tâm đầu cọc
+ Nguyên lý là dùng hơi cao áp (Hơi nước hoặc khí nén) để đẩy xilanh của giá búa lên
và búa rơi xuống đầu cọc do trọng lượng bản thân => Chỉ có phần xilanh tạo ra động

năng khi rơi tự do như búa trọng lực, còn hơi cao áp dùng nâng búa tạo ra thế năng =>
Do hơi nước hay khí nén có tác dụng một chiều như vậy nên gọi là búa đơn động


+ Trọng lượng của búa từ 2.6-11 tấn, trong đó bộ phận xung kích rất nặng là 1.8-8.2
tấn, độ cao rơi búa tối đa 1.37-1.5m (Thường giới hạn ở 1.2m để tránh sự cố cho cọc)
+ Chiều cao toàn bộ búa rất lớn tuừ 2.8-4.9m (Có khi 8.5m), tần số rơi của búa khoảng
30-60 nhát/phút
=> Kết luận:
+ Búa nặng nhưng độ rơi thấp sẽ hiệu quả hơn và cọc ít hỏng hơn búa nhẹ và độ nẩy
cao => Hiệu quả đối với đất chắc mà các loại búa khác không dùng được
+ Loại búa này nặng nề và có kích thước lớn nhưng cấu tạo đơn giản, dêx sử dụng và
có năng lực lớn (Búa 27.3 tấn sinh ra năng lươngj 249 KNm/nhát) nên thường được
dùng hạ cọc bê tông cốt thép dài và nặng
- Búa song động:
=> Cấu tạo và nguyên lý hoạt động:
+ Khác với búa đơn động, xilanh là bộ phận cố định gắn liền với thân búa và cọc, bộ
phận di động là pittông có cán nối liền với quả búa
+ Trong xilanh có 2 ngăn trên và dưới, khi hơi dồn xuống ngăn dưới thì pittong được
đẩy lên và ngược lại, pittong kéo theo quả búa. Như vậy khi rơi xuống cọc ngoài trọng
lượng bản thân búa còn có cả áp lực bổ sung của hơi ép được nạp vào ngăn trên
+ Áp lực hơi nước hoặc khí ép tác động cả 2 chiều lên xuống của phần động nên có tên
gọi là song động
+ Trọng lượng của quả búa chỉ nặng từ 600-2250kg, độ cao lên xuống cuar quả búa và
pittong cũng chỉ từ 0.4-0.58m, tần suất của búa từ 100,140-300 nhát/phút, chiều cao
của búa nhỏ hơn búa đơn khoảng 2.4-3m với tổng trọng lượng 3-5.2 tấn
+ Dùng búa song động cần chú ý vấn đề là liên kết chắc chắn với đầu cọc tránh cho
búa không bị nẩy bật tung ra khỏi đầu cọc, đồng thời ta cần đặt búa và tim cọc trùng
tâm và thẳng hàng tránh lắc ngang bất lợi
=> Nhược điểm của 2 loại búa trên là tốn nhiều năng lượng, đòi hỏi có trang thiết bị đi kèm

như nồi hơi, máy nens khí, ống dẫn hơi ép,… và chúng có thể đóng đuược cọc xiên đến 1:1
3.3 - Búa diezen
- Các loại búa diezen đều làm việc theo động cơ nổ 2 thì và nhiên liệu là dầu mazut
- Lúc đầu bộ phận xung kích được kéo lên bằng tời, nhiên liệu được phun vào buồng
nén ngay khi bộ phận xung kích được thả rơi
- Khi đó không khí và nhiên liệu bị nén và nóng lên biến thành hỗn hợp ở trạng thái
sương mù => Khi đủ nhiệt độ thì bốc cháy cùng với không khí nén sẽ gây nổ. Kết quả là
cọc bị đóng xuống và phần xung kích lại nẩy lên và tiếp tục một chu trình khác


Phân loại:
=> Búa diezen loại 2 thanh đũa

Hình ảnh búa diezel loại 2 thanh đũa
Phạm vi sử dụng
- Dùng để đóng ống thép, cọc gỗ và cọc bê tông cốt thép loại nhẹ (mcọc ≤ 550kg) xuống nền
đất mềm và đất trung bình.
- Dùng đóng cọc khi xây dựng các công trình thấp tầng, khu vực xa các khu dân cư, nơi làm
việc của các cơ quan trường học.
Các thông số.
+ Trọng lượng búa:

mxl = 140 ÷ 2.500 kg

+ Tỷ số nén:

ε = 15 ÷ 32

+ Áp suất trong buồng khí nổ:

p = 6 ÷ 7 Mpa

+ Hiệu suất búa:

η = 0,35 ÷ 0,40

+ Độ cao nhảy búa:

Hmax = 1 ÷ 2,6 m

+ Tần số đóng cọc:

f = 50 ÷ 100, 1/phút


Nguyên lý hoạt động
Có hai cọc dẫn hướng 8 liên kết với đế búa 14 được đúc liền với piston 15. Khối đáy piston
tỳ lên đế búa và giá kẹp cọc 12. Xilanh 6 trượt dọc theo hai cọc dẫn hướng đồng thời làm
nhiệm vụ đầu búa. Phía trên cọc là đòn gánh khởi động 2 có gắn móc khởi động 3 và cáp treo
số 1. Khi thả cáp rơi xuống dọc theo hai cọc dẫn, móc 3 tự động móc vào chốt 4, sau đó
nâng cả đòn gánh khởi động và xilanh lên vị trí trên cùng. Dật dây cáp khởi động số 1, móc
3 trượt khỏi chốt 4, xilanh rơi tự do theo dẫn hướng của cọc dẫn chụp vào piston số 15 để
đóng cọc và nén không khí trong buồng xilanh tới áp suất và nhiệt độ cao. Đồng thời chốt
đánh dầu 7 đánh vào cần của piston bơm dầu cao áp 9, dầu được phun qua vòi phun 17 vào
buồng xilanh dưới dạng sương mù, gặp nhiệt độ và áp suất cao tự bốc cháy (nổ) sinh ra áp
lực đẩy piston đi lên. Khi hết đà quán tính, piston (đầu búa) lại rơi xuống tiếp tục nén khí,
đóng cọc, nổ... Cứ như vậy, sau mỗi lần rơi xuống, cọc được đóng sâu xuống đất.


=> Búa diezen hình ống

Hình ảnh búa diezen hình ống
Phạm vi sử dụng.
- Dùng để đóng ống thép, cọc bê tông cốt thép loại vừa và nặng mcọc ≤ 13.000kg; Lcọc ≤ 25m,
tiết diện cọc tới 45 x 45 cm).
Các thông số:
+ Trọng lượng búa:

mxl = 500 ÷ 5.000 kg

+ Tỷ số nén:

ε = 15

+ Áp suất trong buồng khí nổ:

p = 7 ÷ 8 Mpa

+ Hiệu suất búa:

η = 0,6 ÷ 0,65

+ Độ cao nhảy búa:

Hmax = 2,8 ÷ 3 m

+ Tần số đóng cọc:

f = 43 ÷ 55 ; l/phút

Sơ đồ cấu tạo

Hình 3.2. Sơ sồ cấu tạo búa đóng cọc diesel loại ống dẫn
Nguyên lý hoạt động
- Trên hình 3.2 là cấu tạo của búa nổ ống dẫn. Có phần va đập là piston – đầu búa số 2 trượt
trong xi lanh dẫn hướng 3. Phần đế búa 7 nằm trong xilanh có lỗ lõm hình bán cầu (bát chứa
dầu). Piston số 2 làm nhiệm vụ của đầu búa, phía trên có bộ phận bôi trơn tự động, phía dưới
có phần lồi ra hình bán cầu tương ứng với phần lõm của bát chứa dầu số 10.


- Khi khởi động, cáp và lẫy khởi động 14 kéo và đưa đầu búa lên cao, sau đó thả cho piston 2
rơi tự do dọc theo xilanh. Khi piston đi xuống, ép vào lẫy bán nguyệt 12, đẩy piston của bơm
dầu áp suất thấp đi xuống, phun dầu từ thùng dầu 4 được bơm vào xi lanh hòa trộn với không
khí, chảy vào bát chứa dầu.
- Piston tiếp tục đi xuống che kín lỗ thoát khí 5 làm không khí bị nén tới áp suất và nhiệt độ
cao. Khi phần lồi của piston 2 đập vào bát chứa dầu thì thực hiện đóng cọc lần một, đồng
thời làm cho dầu bắn tung tóe, gặp không khí có áp suất và nhiệt độ cao, nó tự bốc cháy, sinh
công đẩy piston lên cao, đồng thời một phần năng lượng sinh công tác dụng xuống đế búa,
thực hiện đóng cọc lần hai. Khi piston đi lên, khí cháy trong xilanh được thoát ra ngoài qua
ống xả 5, thực hiện quá trình trao đổi khí. Khi piston hết đà quán tính thì nó rơi tự do xuống
và tiếp tục một chu kỳ làm việc mới, mỗi lần piston rơi là một lần cọc được đóng sâu vào
trong nền đất. Quá trình làm việc của búa diesel loại ống dẫn được thể hiện trên hình 3.3

Hình 3.3. Quá trình làm việc của búa nổ (diesel) ống dẫn
Nâng búa; 2. Thả búa; 3. Đóng cọc và nén không khí; 4. Nổ và đẩy búa lên cao; 5. Trao đổi
khí và tiếp tục chu kì mới.
=> Ưu điểm của búa diezen so với búa hơi:
+ Rất cơ động, tương đối nhẹ hơn so với búa đơn động
+ Không cần trang bị các trạm cung cấp năng lượng
+ Dùng nhiên liệu lỏng, rẻ tiền: Dầu mazut, dầu hỏa

+ Dễ thao tác, cho năng suất cao
+ Hệ số hiệu dụng của búa tốt hơn, năng lượng nổ truyền trực tiếp vào phần xung động
của búa
=> Nhược điểm
+ Chỉ hạn chế đóng được cọc thẳng hoặc có độ xiên tối da 1:3, 1:4


+ Không hiệu quả đóng cọc trong đất yếu vì cọc lún nhiều, quả búa không đủ năng
lượng để bật lên cao, buống nhiệt không đủ áp lực và nhiệt độ đốt cháy hỗn hợp nhiên
liệu cho chu trình sau dẫn đến việc phải thao tác lại từ đầu, năng suất giảm
+ Khi chọn búa phải phù hợp với trọng lượng cọc, trung bình đóng sâu 10-12m trong
20-30 phút nếu thấy lâu hơn cần chọn búa khác
3.4 - Búa thủy lực

Hình ảnh búa thủy lực
- Đây là loại búa mới được đưa vào sử dụng. Loại búa này dựa vào sự chuyển động của thủy
lực của các loại dầu nhớt để tạo ra áp lực nâng búa và ép búa xuống
- Bộ phận xung kích của búa thủy lực có trọng lượng từ 2.1-24 tấn, búa nâng cao đến 1.2m,
do đó có thể đóng các loại cọc đường kính lớn xuống độ sâu 100m. Tuy nhiên khi đóng cần
chú ý sử dụng đệm cọc để hạn chế hiện tượng vỡ đầu cọc
- Đặc điểm của búa thủy lực là có thể đóng được cọc với độ xiên 1:3. Có thể dẫn động dưới
mặt nước, kết cấu có bộ phận giảm âm. Độ ồn ghi nhận được là 80dB ở khoảng cách 30m lúc
vận hành


* Nguyên lý chọn búa đóng cọc:
- Loại búa sử dụng rất ảnh hưởng đến công tác đóng cọc. Nó phụ thuộc vào trọng lượng
cọc, độ sâu đóng cọc, khả năng chịu lực của cọc và điều kiện thi công
- Có đủ năng lực để hạ cọc đến chiều sâu thiết kế với độ chối quy định trong chiều sâu
thiết kế với độ chối quy định

- Gây nên ứng suất động không lớn hơn ứng suất động cho phép của cọc
- Tổng số nhát đập hoặc tổng thời gian hạ cọc liên tục không được vượt quá giá trị không
chế trong hồ sơ thiết kế để tránh cho cọc bị mỏi
- Độ chối của cọc không nên quá nhỏ có thể làm hỏng đầu búa
- Nói chung chọn búa dựa vào 2 điều kiện sau đây:
- Năng lực xung kích:
=> Năng lực xung kích của búa phải thắng được sức cản của đất khi đóng cọc và đảm bảo
sức chịu tải của cọc
3.5 - Búa chấn động (Búa rung)
1 - Khái niệm chung
Nguyên lý làm việc của búa rung là lợi dụng lực gây rung của đĩa lệch tâm hoặc trục lệch
tâm sinh ra để truyền vào cọc. Khi bộ phận này làm việc, cọc dao động rất nhanh theo chiều
dọc với tần số f = 400 ÷ 2.500 1/phút, biên độ A = 10 ÷ 35 mm, truyền dao động cho đất, làm
phá hủy mối liên kết giữa các phần tử đất làm cho lực ma sát giữa cọc và đất giảm đi, đồng
thời làm giảm lực kháng đầu cọc. Mặt khác do trọng lượng bản thân của cọc và búa sẽ làm
cọc tự lún xuống đất nhanh gấp 2,5 ÷ 3 lần so với cách đóng cọc bằng phương pháp búa nổ.
2 - Phân loại
- Búa rung được chia thành 3 loại sau:
+ Búa rung tần số thấp (nối cứng)
+ Búa rung tần số cao (nối mềm)
+ Búa va rung


Búa rung nối cứng

Hình ảnh búa rung nối cứng

Hình Sơ đồ cấu tạo búa rung nối cứng
Đặc điểm
−

Búa rung nối cứng có tần số dao động thấp f = 300÷700 ph 1 và biên độ dao động A =
20÷35mm
Lực rung nhỏ.
Cấu tạo đơn giản, hiệu suất cao.


Búa rung nối mềm

Hình 3.6 Sơ đồ cấu tạo búa rung nối mềm

Hình ảnh búa rung nối mềm
Đặc điểm
+ Lực rung lớn.
+ Cấu tạo phức tạp, hiệu suất thấp.
+ Có khả năng gia tải trong quá trình làm việc.
+ Động cơ được nối với bộ gây rung qua lò xo. Vì vậy trong quá trình làm việc động cơ giảm
được ảnh hưởng có hại do bộ gây rung gây ra, giúp nâng cao tuổi thọ của động cơ


Búa va rung

Hình ảnh sơ đồ cấu tạo búa va rung

Hình ảnh búa va rung
Đặc điểm
Bộ gây rung được lắp trực tiếp trên hai đầu trục động cơ, ngoài lực gây rung còn tạo ra lực va
đập giữa búa và đế búa
4 - Nguyên lý làm việc của búa rung
- Búa rung được gắn lên đầu cọc bằng cần trục (thường là cần trục tự hành). Giá kẹp đầu trên

của cọc có thể điều chỉnh khoảng cách giữa hai má bằng các bu lông dài cho vừa cỡ cọc. Khi
cho điện chạy vào động cơ làm các quả lệch tâm quay ngược chiều nhau (trục của các quả
lệch tâm được gắn trên một cặp bánh răng trụ ăn khớp với nhau). Lực văng xuất hiện khi các
quả lệch tâm hướng xuống dưới. Lực văng tổng hợp sẽ lần lượt ấn cọc bê tông cần đóng đi
xuống liên tiếp và rất nhanh (các thông số f và A của từng loại búa đã nêu ở trên).