Thi công ép cọc

Đ
Đ
ồ
ồ


á
á
n
n


t
t
ố
ố
t
t


n
n
g
g
h
h
i
i
ệ
ệ
p

p


K
K
S
S
X
X
D
D


k
k
h
h
ó
ó
a
a


1
1
9
9
9
9
7

7






2
2
0
0
0
0
2
2

G
G
V
V
H
H
D
D
:
:


T
T
h
h
S
S
.
.


T
T
R
R
ị

ị
n
n
h
h


q
q
u
u
a
a
n
n
g
g


v
v
i
i
n
n
h
h


a

Thi

công

ép

cọc
a Thi công ép cọc


I.

Đặc

điểm

công

trình

đang

thi

công:
I. Đặc điểm công trình đang thi công:

1.

Vị

trí

xây

dựng

của

công

trình:
1. Vị trí xây dựng của công trình:


Công trình đợc thiết kế l Cung thể thao tổng hợp Quần Ngựa H Nội.
Công trình đợc xây dựng với quy mô lớn, có tính chất v tầm cỡ Quốc gia
nhằm phục vụ cho SEAGAMES 2003 tại Việt Nam cũng nh tổ chức các cuộc
thi đấu trong nớc & Quốc tế sau SEAGAMES 2003.
Công trình thiết kế nằm trong 1 khu đợc quy hoạch lm khu thể thao
với diện tích mặt bằng ton công trình vo khoảng 7200m
2
. Khu ny có mặt
bằng rộng rãi, bằng phẳng, có khả năng thoát nớc rất tốt. Xung quanh công
trình l các khu lm việc, nh dân v tuyến giao thông công cộng. Cổng chính
của công trình mở ra phố Liễu Giai, cổng phụ quay ra đờng Đốc Ngữ thuộc

Quận Ba Đình - H Nội. Mặt chính của công trình quay ra hớng Đông -
Đông Nam, tạo điều kiện thông gió v chiếu sáng tự nhiên thuận lợi.
2.

Đặc

điểm

của

công

trình:
2. Đặc điểm của công trình:


Về tổng thể, ton bộ kết cấu công trình đợc chia thnh từng phần riêng
biệt phân cách nhau bằng các khe lún. Lý do l mặt bằng công trình đợc
phân chia rõ rệt bởi các khu có độ cao v chức năng khác nhau do đó tải trọng
truyền xuống chân cột v móng ở các khu vực l khác nhau v chênh nhau
nhiều. Nh vậy công trình đợc tách lm 9 phần bao gồm:
4 lõi cứng bố trí ở 4 góc để bố trí cầu thang v đỡ dn mái công
trình.
4 khu khán đi với sức chứa 5000 chỗ. Bớc của khung khán đi l
7m v 7,5m. Riêng đối với khung khán đi trục 7 - 8 có bớc khung
l 9m.
Khu sn thi đấu tách rời với bớc cột l 7m v 7,5m.
C
C
u

u
n
n
g
g


t
t
h
h
ể
ể


t
t
h
h
a
a
o
o


t
t
ổ
ổ
n

n
g
g


h
h
ợ
ợ
p
p


q
q
u
u
ầ
ầ
n
n


n
n
g
g
ự
ự
a

a


h
h




n
n
ộ
ộ
i
i






s
s
v
v
t
t
h
h
:

:


L
L
ê
ê


Q
Q
u
u
a
a
n
n
g
g


V
V
i
i
ệ
ệ
t
t

H
H


n
n
g
g


-
-


L
L
ớ
ớ
p
p


9
9
7
7
X
X
3

3




-
-


2
2
8
8
3
3


-
-



Đ
Đ
ồ
ồ


á
á

n
n


t
t
ố
ố
t
t


n
n
g
g
h
h
i
i
ệ
ệ
p
p


K
K
S
S

X
X
D
D


k
k
h
h
ó
ó
a
a


1
1
9
9
9
9
7
7

2
2
0
0
0
0
2
2


















G
G
V
V

H
H
D
D
:
:


T
T
h
h
S
S
.
.


T
T
R
R
ị
ị
n
n
h
h

q
q
u
u
a
a
n
n
g
g


v
v
i
i
n
n
h
h


Theo kết quả tính toán ở phần nền v móng thì công trình đợc thiết kế
móng cọc đi thấp. Đi cọc cao 1,0m đặt trên lớp bêtông bảo vệ mác M100 dy
0,1m. Đáy đi đặt tại cos -2,5m; vị trí ny cách cos thiên nhiên một đoạn 1,3m.
Đầu cọc khi cha bị phá (để liên kết cốt thép với đi cọc) nằm ở cos - 1,0m so
với cos thiên nhiên.
Cọc đợc thi công theo công nghệ ép cọc. Cọc ép dùng trong công trình l
cọc bêtông cốt thép tiết diện 25ì25cm di 12m gồm hai đoạn cọc C1 v C2 mỗi
đoạn di 6m. Trong đó đoạn cọc C1 có mũi còn đoạn cọc C2 thì hai đầu bằng.

Bêtông lm cọc mác M300, cốt thép dọc trong cọc 416 thép AII. Cọc đợc
sản xuất tại nh máy đúng kích thớc v vật liệu, mác bê tông, cờng độ thép,
tải trọng thiết kế v qui phạm hiện hnh.
Cọc đợc vận chuyển đến công trờng bằng xe cơ giới v sắp xếp tại bãi
chứa cọc của công trình cũng nh các vị trí đóng cọc ban đầu .
II.

Kỹ

thuật

thi

công

ép

cọc:
II. Kỹ thuật thi công ép cọc:
1.

u

v

nhợc

điểm

của

cọc

ép:
1. u v nhợc điểm của cọc ép:


u điểm: Điểm nổi bật của cọc ép l thi công êm, không gây trấn
động đối với công trình xung quanh, thích hợp cho việc thi công
trong thnh phố. Có độ tin cậy, tính kiểm tra cao, chất lợng của
từng đoạn cọc đợc thử dới lực ép, xác định đợc lực dừng ép .
Nhợc điểm: bị hạn chế về kích thớc v sức chịu tải của cọc. Trong
một số trờng hợp khi đất nền tốt thì rất khó ép cọc qua để đa tới
độ sâu thiết kế .
2.

Các

yêu

cầu

kỹ

thuật

đối

với

đoạn

cọc

ép:
2. Các yêu cầu kỹ thuật đối với đoạn cọc ép:
- Cốt thép dọc của đoạn cọc phải hn vo vnh thép nối theo cả hai bên
của thép dọc v trên suốt chiều cao vnh.
- Vnh thép nối phải phẳng, không đợc vênh, nếu vênh thì độ vênh của
vnh nối nhỏ hơn 1%.
C
C
u
u
n
n
g
g


t
t
h
h
ể
ể


t
t

h
h
a
a
o
o


t
t
ổ
ổ
n
n
g
g


h
h
ợ
ợ
p
p


q
q
u
u

ầ
ầ
n
n


n
n
g
g
ự
ự
a
a


h
h




n
n
ộ
ộ
i
i

s
s
v
v
t
t
h
h
:
:


L
L
ê
ê


Q
Q
u
u
a
a
n
n

g
g


V
V
i
i
ệ
ệ
t
t


H
H


n
n
g
g


-
-


L
L

ớ
ớ
p
p


9
9
7
7
X
X
3
3




-
-


2
2
8
8
4
4

-
-



Đ
Đ
ồ
ồ


á
á
n
n


t
t
ố
ố
t
t


n
n
g
g
h

h
i
i
ệ
ệ
p
p


K
K
S
S
X
X
D
D


k
k
h
h
ó
ó
a
a


1

1
9
9
9
9
7
7






2
2
0
0
0
0
2
2

G
G
V
V
H
H
D
D
:
:


T
T
h
h
S
S
.
.

T
T
R
R
ị
ị
n
n
h
h


q
q
u
u
a
a
n
n
g
g


v
v
i
i
n

n
h
h


- Bề mặt bê tông đầu cọc phải phẳng, không có ba via.
- Trục cọc phải thẳng góc v đi qua tâm tiết diện cọc. Mặt phẳng bê tông
đầu cọc v mặt phẳng chứa các thép vnh thép nối phải trùng nhau. Cho phép
mặt phẳng bê tông đầu cọc song song v nhô cao hơn mặt phẳng vnh thép
nối

1mm.
- Chiều dy của vnh thép nối phải

4mm.
- Trục của đoạn cọc đợc nối trùng với phơng nén.
- Bề mặt bê tông ở hai đầu đoạn cọc phải tiếp xúc khít. Trờng hợp tiếp
xúc không khít thì phải có biện pháp chèn chặt.
- Khi hn cọc phải sử dụng phơng pháp hn leo (hn từ dới lên) đối
với các đờng hn đứng.
- Kiểm tra kích thớc đờng hn so với thiết kế.
- Đờng hn nối các đoạn cọc phải có trên cả bốn mặt của cọc. Trên mỗi
mặt cọc đờng hn không nhỏ hơn 10cm.
3.

La

chọn

giải

pháp

thi

công

cọc:
3. La chọn giải pháp thi công cọc:
Việc thi công ép cọc ở ngoi công trờng có nhiều phơng án ép. Trong
đó có hai phơng án ép phổ biến:
Nếu ép cọc xong mới xây dựng đi cọc v kết cấu bên trên gọi l
phơng pháp ép trớc.
Nếu xây đi trớc để sẵn các lỗ chờ sau đó ép cọc qua lỗ chờ ny gọi
l phơng pháp ép sau. Phơng pháp ép sau áp dụng trong công tác
cải tạo, xây chen trong điều kiện mặt bằng xây dựng chật hẹp.
Trong điều kiện công trình của đồ án ny với công trình xây dựng đợc
tiến hnh từ đầu nên ta sử dụng phơng pháp ép trớc.
Đối với phơng án ép trớc ta có hai biện pháp thi công sau:
C
C
u
u
n
n
g
g


t

t
h
h
ể
ể


t
t
h
h
a
a
o
o


t
t
ổ
ổ
n
n
g
g


h
h
ợ

ợ
p
p


q
q
u
u
ầ
ầ
n
n


n
n
g
g
ự
ự
a
a


h
h

n
n
ộ
ộ
i
i






s
s
v
v
t
t
h
h
:
:


L
L
ê
ê

Q
Q
u
u
a
a
n
n
g
g


V
V
i
i
ệ
ệ
t
t


H
H


n
n
g

g


-
-


L
L
ớ
ớ
p
p


9
9
7
7
X
X
3
3




-
-

2
2
8
8
5
5


-
-



Đ
Đ
ồ
ồ


á
á
n
n


t
t
ố
ố

t
t


n
n
g
g
h
h
i
i
ệ
ệ
p
p


K
K
S
S
X
X
D
D


k
k

h
h
ó
ó
a
a


1
1
9
9
9
9
7
7






2
2
0
0
0
0
2
2

G
G
V
V
H
H
D
D
:
:

T
T
h
h
S
S
.
.


T
T
R
R
ị
ị
n
n
h
h


q
q
u
u
a
a
n
n

g
g


v
v
i
i
n
n
h
h


Tiến hnh đo hố móng đến cao trình đỉnh cọc. Sau đó đặt máy móc,
thiết bị ép xuống đáy hố móng v tiến hnh ép cọc đến độ sâu cần
thiết.
- u điểm: Đo hố móng thuận lợi không bị cản trở bởi các đầu cọc.
Không phải ép âm.
- Nhợc điểm: Việc di chuyển máy, thiết bị thi công dới hố đo gặp
nhiều khó khăn. ở những nơi có mạch nớc ngầm cao, việc đo hố
móng trớc, rồi mới thi công ép cọc khó thực hiện đợc. Khi thi công
ép cọc m gặp trời ma thì nhất thiết phải có biện pháp bơm hút
nớc ra khỏi hố móng. Với mặt bằng không rộng rãi, xung quanh
đang tồn tại những công trình thì việc thi công theo phơng án ny
gặp nhiều khó khăn lớn, đôi khi không thực hiện đợc.
Tiến hnh san mặt bằng cho phẳng để tiện di chuyển thiết bị ép v
vận chuyển cọc. Sau đó tiến hnh ép cọc theo yêu cầu thiết kế. Nh
vậy để đạt đợc cao trình đỉnh cọc thiết kế cần phải ép âm. Ta phải
chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc BTCT để cọc ép đợc tới

chiều sâu thiết kế. Sau khi ép cọc xong tiến hnh đo đất hố móng để
thi công đi cọc, hệ giằng.
- Ưu điểm: Việc di chuyển thiết bị ép cọc v vận chuyển cọc có nhiều
thuận lợi kể cả khi gặp trời ma. Không bị phụ thuộc vo mực nớc
ngầm. Dễ dng di chuyển máy, tốc độ thi công nhanh.
- Nhợc điểm: Do phải dùng thêm các đoạn cọc dẫn để ép âm, có
nhiều khó khăn khi ép đoạn cọc cuối cùng xuống đến chiều sâu thiết
kế, tăng số mét di cọc ép. Công tác đo đất hố móng khó khăn, phải
đo thủ công nhiều, khó cơ giới hoá.
Kết luận:
Căn cứ vo u điểm, nhợc điểm của hai biện pháp trên. Căn cứ vo
mặt bằng công trình thì ta chọn biện pháp ép âm để thi công ép cọc.
C
C
u
u
n
n
g
g


t
t
h
h
ể
ể

t
t
h
h
a
a
o
o


t
t
ổ
ổ
n
n
g
g


h
h
ợ
ợ
p
p


q
q

u
u
ầ
ầ
n
n


n
n
g
g
ự
ự
a
a


h
h




n
n
ộ
ộ
i
i

s
s
v
v
t
t
h
h
:
:


L
L
ê
ê


Q
Q
u
u
a
a

n
n
g
g


V
V
i
i
ệ
ệ
t
t


H
H


n
n
g
g


-
-

L
L
ớ
ớ
p
p


9
9
7
7
X
X
3
3




-
-


2
2
8
8
6
6

-
-



Đ
Đ
ồ
ồ


á
á
n
n


t
t
ố
ố
t
t


n
n
g

g
h
h
i
i
ệ
ệ
p
p


K
K
S
S
X
X
D
D


k
k
h
h
ó
ó
a
a

1
1
9
9
9
9
7
7






2
2
0
0
0
0
2
2

G
G
V
V
H
H
D
D
:
:


T
T
h
h
S
S
.

.


T
T
R
R
ị
ị
n
n
h
h


q
q
u
u
a
a
n
n
g
g


v
v
i

i
n
n
h
h


Trình tự thi công: Hạ từng đoạn cọc vo trong đất bằng thiết bị ép cọc.
Các đoạn cọc đợc nối v với nhau bằng phơng pháp hn. Sau khi hạ đoạn
cọc cuối cùng vo trong đất phải đảm bảo cho mũi cọc ở độ sâu thiết kế (đoạn
cọc ny đợc hạ vo đất để đa mũi cọc xuống cos thiết kế bằng cọc dẫn).
3.

La

chọn

máy

móc

thiết

bị

thi

công

ép

cọc:
3. La chọn máy móc thiết bị thi công ép cọc:


3.1.

Tính

toán

chọn

máy

ép

cọc;
3.1. Tính toán chọn máy ép cọc;


3.1.1. Các yêu cầu kỹ thuật của máy ép cọc:
Lực ép danh định lớn nhất của thiết bị không nhỏ hơn 1,4 lần lực ép lớn
nhất P
e max
yêu cầu theo qui định của thiết kế.
Lực nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc nếu dùng phơng
pháp ép đỉnh, không gây lực ngang khi ép.
Chuyển động của pít tông kích phải đều v khống chế đợc tốc độ ép cọc.
Đồng hồ đo áp lực phải tơng xứng với khoảng lực đo.

Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện để vận hnh theo đúng qui định
về an ton lao động khi thi công .
Giá trị đo áp lực lớn nhất của đồng hồ không vợt quá hai lần áp lực đo
khi ép cọc.
Chỉ nên huy động (0,7
ữ
0,8) khả năng tối đa của thiết bị.
Trong quá trình ép cọc phải lm chủ đợc tốc độ ép để đảm bảo các yêu
cầu kỹ thuật.
3.1.2. Tính toán lựa chọn máy ép:
Để đa mũi cọc đến độ sâu thiết kế, cọc phải qua các tầng địa chất khác
nhau. Cụ thể đối với điều kiện địa chất của công trình ny, cọc phải xuyên qua
các lớp đất sau:
- Lớp đất cát pha ở trạng thái xốp dy trung bình 5,1m.
- Lớp đất cát pha ở trạng thái chặt dy trung bình 7,2m.
C
C
u
u
n
n
g
g


t
t
h
h
ể

ể


t
t
h
h
a
a
o
o


t
t
ổ
ổ
n
n
g
g


h
h
ợ
ợ
p
p

q
q
u
u
ầ
ầ
n
n


n
n
g
g
ự
ự
a
a


h
h




n
n
ộ

ộ
i
i






s
s
v
v
t
t
h
h
:
:


L
L
ê
ê


Q
Q
u

u
a
a
n
n
g
g


V
V
i
i
ệ
ệ
t
t


H
H


n
n
g
g


-

-


L
L
ớ
ớ
p
p


9
9
7
7
X
X
3
3




-
-


2
2
8

8
7
7


-
-



Đ
Đ
ồ
ồ


á
á
n
n


t
t
ố
ố
t
t

n
n
g
g
h
h
i
i
ệ
ệ
p
p


K
K
S
S
X
X
D
D


k
k
h
h
ó
ó

a
a


1
1
9
9
9
9
7
7






2
2
0
0
0
0
2
2

G
G
V
V
H
H
D
D
:
:


T
T
h
h

S
S
.
.


T
T
R
R
ị
ị
n
n
h
h


q
q
u
u
a
a
n
n
g
g

v
v
i
i
n
n
h
h


- Lớp đất cát hạt trung ở trạng thái chặt. Mũi cọc cắm vo lớp đất ny
0,7m.
Nh vậy muốn đa cọc đến độ sâu thiết kế cần phải tạo ra một lực thắng
đợc lực ma sát mặt bên của cọc v phá vỡ cấu trúc của lớp đất ở bên dới
mũi cọc. Lực ny bao gồm trọng lợng bản thân cọc v lực ép thủy lực do máy
ép gây ra. Ta bỏ qua trọng lợng bản thân cọc v xem nh lực ép cọc hon
ton do kích thủy lực của máy ép gây ra. Lực ép ny đợc xác định bằng công
thức:
P
e
KìP
c
.
Trong đó:
P
e
: Lực ép cần thiết để cọc đi sâu vo đất nền đến độ sâu cần
thiết.
K: Hệ số phụ thuộc vo loại đất v tiết diện cọc. Nh đã nói ở
trên ta phải có K 1,4. Trong trờng hợp ny do lớp đất nền ở

phía mũi cọc l đất cát hạt trung ở trạng thái chặt nên ta chọn
K = 1,5.
P
c
: Tổng sức kháng tức thời của nền đất. P
c
bao gồm hai thnh
phần:
- Phần kháng của đất ở mũi cọc.
- Phần ma sát của nền đất ở thnh cọc (theo chu vi của cọc).
Theo kết quả tính toán ở phần thiết kế móng cho công trình, ta
có:
P
c
= P'
đ
= 721,52KN.
P
e
= 1,6ì721,52 = 1154,43KN = 115,443T.
Do trong quá trình ép chỉ nên huy động từ 0,7 ữ 0,8 lực ép tối đa của
thiết bị ép nên lực ép tối đa cần thiết của máy ép phải l:
C
C
u
u
n
n
g
g

t
t
h
h
ể
ể


t
t
h
h
a
a
o
o


t
t
ổ
ổ
n
n
g
g

h
h
ợ
ợ
p
p


q
q
u
u
ầ
ầ
n
n


n
n
g
g
ự
ự
a
a


h
h

n
n
ộ
ộ
i
i






s
s
v
v
t
t
h
h
:
:


L
L

ê
ê


Q
Q
u
u
a
a
n
n
g
g


V
V
i
i
ệ
ệ
t
t


H
H

n
n
g
g


-
-


L
L
ớ
ớ
p
p


9
9
7
7
X
X
3
3

-
-


2
2
8
8
8
8


-
-



Đ
Đ
ồ
ồ


á
á
n
n


t

t
ố
ố
t
t


n
n
g
g
h
h
i
i
ệ
ệ
p
p


K
K
S
S
X
X
D
D

k
k
h
h
ó
ó
a
a


1
1
9
9
9
9
7
7






2
2
0
0
0

0
2
2


















G
G
V
V
H
H
D
D
:

:


T
T
h
h
S
S
.
.


T
T
R
R
ị
ị
n
n
h
h


q
q
u
u
a

a
n
n
g
g


v
v
i
i
n
n
h
h


P
e max
=
8,0
P
e
=
8,0
443,115
= 144,304T.
Chọn máy ép ICT0393 có các thông số kỹ thuật sau:
+ Máy có hai kích thủy lực với tổng lực nén lớn nhất của thiết bị do
hai kích gây ra l: P

max
= 160T (mỗi kích 80T).
+Tiết diện cọc ép đợc đến 30cm.
+ Chiều di đoạn cọc: 6
ữ
9m.
+ Động cơ điện 17,5KW.
+ Số vòng quay định mức của động cơ: 4450v/phút.
+ Đờng kính xi lanh thuỷ lực: 280mm.
+ áp lực định mức của bơm: 400Kg/cm
2
.
+ Dung tích thùng dầu l: 300lít.
3.2.

Tính

toán

đối

trọng:

3.2. Tính toán đối trọng:


Dùng đối trọng l các khối bêtông có kích thớc (3ì1ì1)m. Trọng lợng
của một cục đối trọng l:
P
đt

= 3ì1ì1ì2,5 = 7,5(T).
Tổng trọng lợng của đối trọng phải lớn hơn P
ép
= 115,443T (không xét
đến trọng lợng của khung v giá máy tham gia lm đối trọng). Nh vậy số
cục đối trọng cần thiết cho máy l:
n
đt
=
dt
e
P
P
=
5,7
443,115
= 15,39(cục).
Vậy ta bố trí khối đối trọng gồm 16 cục. Số lợng đối trọng ở mỗi bên
máy ép phụ thuộc vo vị trí của cọc cần ép sao cho mặt phẳng chứa hai khối
đối trọng trùng với đờng tâm của ống thả cọc.


C
C
u
u
n
n
g
g

t
t
h
h
ể
ể


t
t
h
h
a
a
o
o


t
t
ổ
ổ
n
n
g
g

h
h
ợ
ợ
p
p


q
q
u
u
ầ
ầ
n
n


n
n
g
g
ự
ự
a
a


h
h

n
n
ộ
ộ
i
i






s
s
v
v
t
t
h
h
:
:


L
L

ê
ê


Q
Q
u
u
a
a
n
n
g
g


V
V
i
i
ệ
ệ
t
t


H
H

n
n
g
g


-
-


L
L
ớ
ớ
p
p


9
9
7
7
X
X
3
3

-
-


2
2
8
8
9
9


-
-