THI CÔNG TOP-DOWN
LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP
Công nghệ thi công Top-down
THI CÔNG TOP-DOWN
THI CÔNG TOP-DOWN
Công nghệ thi công Top-down (từ trên xuống) là công nghệ thi công phần ngầm của công
trình nhà, theo phương pháp khác với phương pháp truyền thống: thi công từ dưới lên. Trong
công nghệ thi công Top-down người ta có thể đồng thời vừa thi công các tầng ngầm (bên
dưới cốt ± 0,00 (cốt ± 0,00 tức là cao độ mặt nền hoàn thiện của tầng trệt công trình nhà, đọc
là cốt không)) và móng của công trình, vừa thi công một số hữu hạn các tầng nhà, thuộc phần
thân, bên trên cốt không (trên mặt đất).
1.1 Lịch sử
Công nghệ Top-down đã vào Việt Nam được hơn mười năm. Nó vào Tp.HCM trước Hà nội.
Công trình đầu tiên là Harbourview - Nguyễn Huệ (1993-1994 - Bachy Solatance), công trình
thứ 2 là Saigon Center rồi nhiều công trình khác nữa. Ở nước ta hiện nay trong nam ngoài bắc
cũng đã có rất nhiều công trình thi công theo phương pháp này các đơn vị thi công như :
Bachy (Pháp), Tungfeng (Đài loan), Delta (Việt nam), Longgiang( viêtnam).
1.2 Ứng dụng
Nhà cao tầng thường có một vài tầng hầm để làm tầng kĩ thuật, chứa đựng máy móc thiết bị,
hệ thống kĩ thuật và xử lý như: bể nước thô, hệ thống bơm nước, thiết bị lọc, bể nước sạch hệ
thống bể chứa phế thải và xử lý, hệ thống biến áp và tủ điều khiển, tủ phân phối điện. Ngoài
ra, còn làm kho chứa hàng hóa, vật liệu và gara ô tô. Về góc đọ chịu lực tầng hầm giúp công
trình đỡ bớt tải nền đất phía trên đưa trọng tâm công trình thấp xuống, giúp công trình chịu
lực ngang của gió, bão, động đất tốt hơn. Tuy nhiên việc thi công tầng hầm nói riêng và phần
ngầm nói chung thường rất khó khăn và là thách thức đối với nhiều nhà thầu. Mỗi công trình
đều có những đặc diềm riêng về cấu tạo nền đất, mặt cắt địa chất, chiều cao mực nước
ngầm nên không thể chỉ sử dụng kinh nghiệm mà đòi hòi cần có hiểu biết đầy đủ về khoa
học và công nghệ mới đáp ứng được yêu cầu xây dựng của công trình.
Các phương pháp thi công phần ngầm truyền thống thường dùng tường chắn và hệ thanh
chống để đào đất và thi công phần ngầm công trình từ dưới lên mà đại diện của các phương
pháp này là: Phương pháp sử dụng tường chắn bằng cừ ván thép (Sheel piles) và hệ thống
thanh chống (Bracing System); Phương pháp sử dụng tường chắn barrette và hệ thống neo
trong đất (Anchors).Các phương pháp này bên cạnh một số ưu điểm thì bộc lộ nhiều nhược
điểm cơ bản là tốn kém về kinh tế tiến độ thi công chậm và độ chính xác kém.
Đối với những nhà sử dụng tường barrette quanh chu vi nhà đồng thời làm tường cho tầng
hầm nhà nên thi công tầng hầm theo kiểu top-down.Công nghệ thi công tầng hầm 'TOP-
DOWN' là công nghệ tiên tiến hiện nay.
1.3 Một số ưu điểm
Các vấn đề về mặt bằng và tiến độ thi công: không cần diện tích đào móng lớn hoặc
đỡ tốn chi phí phải làm tường chắn đất độc lập. Đặc biệt đối với công trình giao thông
THI CÔNG TOP-DOWN
dạng hầm giao thông, phương pháp này giúp sớm tái lập mặt đường để giao thông. Và
có thể thi công kết hợp up-up phần thượng tầng và top down đối với phần ngầm
(thông dụng đối với các công trình dân dụng có tầng ngầm) > đẩy nhanh tiến độ thi
công.
Tiến độ thi công nhanh: khi đang làm móng và tầng hầm vẫn có thể đồng thời làm
phần trên được để tiết kiệm thời gian, (đương nhiên là phải tăng chi phí gia cường an
toàn phần dưới nhiều hơn, còn nếu "tiết kiệm" tiến độ mà không bù lỗ được "chi phí"
tăng do phải gia cường an toàn thì không cần làm nhanh, top-down phần ngầm trước
rồi mới làm phần trên như đã thấy ở Hà nội. Sau khi đã thi công sàn tầng trệt, có thể
tách hoàn toàn việc thi công phần thần và thi công phần ngầm. Có thể thi công đồng
thời các tầng hầm và kết cấu phần thân. Qua thực tế 1 số công trình cho thấy để có thể
thi công phần thân công trình chỉ mất 30 ngày, trong khi mỗi giải pháp chống quen
thuộc mỗi tầng hầm (kể cả đào đất, chống hệ dầm tạm, thi công phần BT) mất khoảng
45 đến 60 ngày, với nhà có 3 tầng hầm thì thi công từ 3 đến 6 tháng. Với nhà có 3
tầng hầm thường tiết kiệm được thời gian thi công từ 5 dấn 6 tháng.
Không cần dùng hệ thống chống tạm (Bracsing System) để chống đỡ vách tường tầng
hầm trong quá trình đào đất và thi công các tầng hầm, không phải chi phí cho hệ
chống phụ. Hệ thanh chống tạm này thường rất phức tạp vướng không gian thi công
và rất tốn kém.
Chống vách đất được giải quyết triệt để vì dùng tường và hệ kết cấu công trình có độ
ổn định cao.
Không tốn hệ thống giáo chống, copha cho kết cấu dầm sàn vì thi công trên mặt đất.
(đối với phương pháp đào truyền thống thì chi phí cho công tác chống đỡ và neo khá
cao, kéo dài thi công và đòi hỏi các thiết bị tiên tiến.)
Các vấn đề về móng (hiện tượng bùn nền, nước ngầm ), có một điểm lưu ý ở đây là
trong đô thị thường có nhiều công trình cao tầng, nếu thi công đào mở (open cut) có
tường vây, móng sâu và phải hạ mực nước ngầm để thi công phần ngầm, điều này dẫn
đến việc thường không đảm bảo cho các công trình cao tầng kề bên (dễ xảy ra hiện
tượng trượt mái đào, lún nứt ), phương án thi công Top-down giải quyết được vấn đề
này.
Khi thi công các tầng hầm đã có sẵn tầng trệt, nên giảm ảnh hưởng xấu của thời tiết.
1.4 Một số nhược điểm
Kết cấu cột tầng hầm phức tạp.
Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công.
Thi công cần phải có nhiều kinh nghiệm
Thi công đất trong không gian kín khó thực hiện cơ giới hoá.
Thi công trong tầng hầm kín ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động.
Phải lắp đặt hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo
1.5 Phương pháp công nghệ chính
Trong công nghệ Top-down, các tầng hầm được thi công bằng cách thi công phần tường vây
bằng hệ cọc barrette xung quanh nhà (sau này phần trên đỉnh của tường vây dùng làm tường
THI CÔNG TOP-DOWN
bao của toàn bộ các tầng hầm) và hệ cọc khoan nhồi (nằm dưới chân các móng cột) bên trong
mặt bằng nhà. Tường vây thi công theo công nghệ cọc nhồi bê tông tới cốt không (cốt nền
ngay trên mặt đất) (không tính phần bê tông chất lượng kém trên đỉnh vào trong thành phần
tường). Riêng các cọc khoan nhồi bê tông nằm dưới móng cột ở phía trong mặt bằng nhà thì
không thi công tới mặt đất mà chỉ tới ngang cốt móng (không tính phần bê tông đầu cọc nhồi,
phải tẩy bỏ đi sau này). Phần trên chịu lực tốt, ngay bên dưới móng của các cọc nhồi này
được đặt sẵn các cốt thép bằng thép hình, chờ dài lên trên tới cốt không (cốt nền ngay tại mặt
đất). Các cốt thép hình này, là trụ đỡ các tầng nhà hình thành trong khi thi công Top-down,
nên nó phải được tính toán để chịu được tất cả các tầng nhà, mà được hoàn thành trước khi
thi công xong phần ngầm (gồm tất cả các tầng hầm cộng thêm một số hữu hạn các tầng thuộc
phân thân đã định trước). Tiếp theo đào rãnh trên mặt đất (làm khuôn dầm), dùng ngay mặt
đất để làm khuôn hoặc một phần của khuôn đúc dầm và sàn bê tông cốt thép tại cốt không.
Khi đổ bê tông sàn cốt không phải chừa lại phần sàn khu thang bộ lên xuống tầng ngầm, để
(cùng kết hợp với ô thang máy) lấy lối đào đất và đưa đất lên khi thi công tầng hầm. Sàn này
phải được liên kết chắc với các cốt thép hình làm trụ đỡ chờ sẵn nêu trên, và liên kết chắc với
hệ tường vây (tường vây là gối đỡ chịu lực vĩnh viễn của sàn bê tông này). Sau khi bê tông
dầm, sàn tại cốt không đã đạt cường độ tháo dỡ khuôn đúc, người ta tiến hành cho máy đào
chui qua các lỗ thang chờ sẵn nêu ở trên, xuống đào đất tầng hầm ngay bên dưới sàn cốt
không. sau đó lại tiến hành đổ bê tông sàn tầng hầm này, ngay trên mặt đất vừa đào, tương tự
thi công như sàn tại cốt không, rồi tiến hành lắp ghép cốt thép cột tầng hầm, lắp khuôn cột
tầng hầm và đổ bê tông chúng.
Cứ làm như cách thi công tầng hầm đầu tiên này, với các tầng hầm bên dưới. Riêng tầng hầm
cuối cùng thay vì đổ bê tông sàn thì tiến hành thi công kết cấu móng và đài móng.
Đồng thời với việc thi công mỗi tầng hầm thì trên mặt đất người ta vẫn có thể thi công một
hay vài tầng nhà thuộc phần thân như bình thường. Sau khi thi công xong hết các kết cấu của
tầng hầm người ta mới thi công hệ thống thang bộ và thang máy lên xuống tầng hầm.
1.6 Một số kĩ thuật cần thiết trong thi công tầng hầm
theo phương pháp "TOP-DOWN"
1.6.1 Cốt thép đỡ tạm
Khi thi công tầng hầm theo phương pháp “TOP-DOWN” phải sử dụng các cột thép để đỡ các
sàn tầng hầm và nếu thi công kết cấu phần thân đồng thời với thi công tầng hầm thì các cột
thép chống tạm này phải chịu được thêm cả 2 sàn tầng 1 và tầng 2 nữa. Số lượng các sàn mà
cột thép chống tạm cần phải đỡ sẽ được lấy theo tiến độ thi công phần thân nhà.
Các cột thép đỡ tạm sau này sẽ được nhồi và bọc bê tông trở thành những cột chịu lực của
công trình. Việc tinh toán các cột này sẽ theo những phương pháp tinh toán và quy định
riêng. Trong thực tế người ta dùng thép I có gia cường thép góc hoặc ống thép với khả năng
chịu lực từ 200 - 1000 tấn.
THI CÔNG TOP-DOWN
Các cột thép đỡ tạm phải được đặt đúng vào vị trí các cột chịu lực của công trình và thường
được cắm sẵn vào các cọc khoan nhồi từ khi thi công cọc khoan nhồi.
1.6.2 Bê tông
Do yêu cầu thi công liên tục, phải tháo ván khuôn sớm để tiến hành đào đất thi công tiếp tục
phần dưới, nên cần dùng phụ gia để giúp bê tông nhanh chóng đạt được cường độ yêu cầu
trong mót thời gian ngăn. Có thể sử dụng các phương pháp sau:
- Sử dụng phụ gia hóa dẻo, siêu dẻo giảm tỉ lệ nước nhưng vẫn giữ nguyên độ sụt yêu cầu
làm tăng cường độ của bê tông.
- Sử dụng các phụ gia tăng trưởng cường độ nhanh, có thế đạt trên 90% cường độ thiết kế
trong vòng 7 ngày.
Khi thi công cột và vách cứng, cần phải dùng bê tông có phụ gia trương nở để vá các đầu cột,
đầu lõi nơi tiếp giáp với dầm sàn. Phụ gia trương nở nên sử dụng loại khoáng, khi tương tác
với nước xi măng tạo ra các cấu tử nở CaOAl2O33CaSo4(31-32)H2O. Hàm lượng phụ gia
trương nở thường được sử dụng là từ 5 - 15% của lượng xi măng, không nên dùng bột nhóm
hoặc các chất sinh khí để làm bê tông trương nở bới chúng gây ăn mòn cốt thép.
Bê tông sàn nơi tiếp giáp với tường tầng hầm nơi có thép chờ vả ở sàn đáy phải được chống
thấm bằng những phương pháp hữu hiệu, việc sửa chữa những chỗ bị rò rỉ, thấm sau khi đã
thi công bê tông là rất khó khăn và tốn kém.
1.6.3 Hạ mực nước ngầm để thi công các tầng hầm
Khi thi công các tầng hầm bằng phương pháp “TOP-DOWN” thường gặp nước ngầm gây
khó khăn rất nhiều cho việc thi công, thông thường người ta phải kết hợp cả hai phương pháp
là hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc và hệ thống thoát nước bề mặt gồm các mương tích
nước. hố thu nước và máy bơm. Việc thiết kế các hệ thống hạ mực nước ngầm và thoát nước
này phải được tính toán riêng cho từng độ sâu thi công theo từng giai đoạn. Khi thi công cũng
phải coi trọng và luân thủ đúng yêu cầu thiết kế của công tác này.
1.6.4 Vai trò của hệ dầm và sàn
Ví dụ nếu nhìn Gouman hotel xuống thì có thể thấy rõ người ta để 3 lỗ tại sàn tầng 1 (một cái
là đường lên xuống của tầng hầm) để vận chuyển đất lên. Việc thi công dầm không có nghĩa
là để cho dễ vận chuyển đất, ngoài lý do để chống áp lực đất cho tường vây và rút ngắn thời
gian thi công thì có thể còn có lý do sau: việc thi công dầm và sàn tại tầng hầm sử dụng đất
thay dàn giáo để đỡ ván khuôn nên chiều cao đào bị khống chế, mặt khác máy đào ở đây tuy
là loại chuyên dùng cho đào tầng hầm nhưng độ mở gầu đào vẫn bị khống chế, nếu làm sàn
thì sẽ rất khó đào đất và sẽ rất nguy hiểm. Việc thi công dầm không không cho thấy sự thông
gió và chiếu sáng được tốt hơn vì thông gió tốt phụ thuộc chính vào luồng gió đưa xuống vị
trí gây khói và tính toán sao cho khí đi tuần hoàn, chiếu sáng chủ yếu dùng đèn và ánh sáng
từ 3 lỗ mở xuống.
THI CÔNG TOP-DOWN
1.7 Các bước thi công
1. Thi công tường chắn đất thành một chu vi kín: cấu tạo là các tường bê tông cốt thép, có thể
kết hợp với cọc nhồi xen kẽ để tham gia chịu lực cùng kết cấu móng. Thi công theo phương
pháp đào hố ( nếu nông thì dùng máy đào, sâu thì dùng máy cắt đất gầu vuông, dùng dung
dịch bentonite giữ thành.
2. Đào hố tới cao độ thuận lợi (1-2m) và thi công hệ thống giằng chống tạm theo phương
đứng.
Có hai phương pháp thi công sàn tầng hầm:
Dùng hệ cột chống hầm đã thi công (tỳ lên cọc nhồi) để đỡ hệ dầm và sàn tầng hầm.
Dùng cột chống tạm. Chống tạm theo phương đứng là dùng các cột chống tạm bằng
thép hình cắm trước vào các cọc khoan nhồi ở đúng vị trí các cột suốt chiều cao từ
mặt đất đến đỉnh cọc nhồi(các cọc khoan nhồi nên được đặt trước các thanh thép hình
tới gần cao độ này để có thể sử dụng vào việc chống hệ thanh giằng). Lý do phải có
cột chống tạm này là trong khi phải thi công phần thân nhà bên trên lên cao dần đồng
thời với thi công tầng hầm, phần thân nhà bên trên chưa có kết cấu chính thức đỡ tải
trọng do thân nhà trên tác động xuống cọc nhồi bên dưới. Các cột này được đặt tại
đỉnh cọc nhồi ngay trong giai đoạốíăp hoàn thành việc thi công cọc khoan nhồi.
3. Thi công hệ dầm sàn bê tông đầu tiên - tầng trệt (cốt 0.00) và để lỗ chờ thi công cho các
tầm sàn tiếp theo, các tấm sàn tiếp theo bên dưới được thi công tuần tự. Các tấm sàn BTCT
này cũng đóng vai trò giằng chống cho tường chắn đất bằng cách liên kết trực tiếp với tuờng
qua các mối nối. Dùng ngay đất đang có làm coppha cho sàn này nên không phải cây chống.
Tại sàn này để một lỗ trống khoảng 2mx4m để vận chuyển những thứ sẽ cần chuyển từ dưới
lên và trên xuống.Khi sàn đủ cứng, qua lỗ trống xuống dưới mà moi đất tạo khoảng không
gian cho tầng hầm sát trệt. Lại dùng nền làm coppha cho tầng hầm tiếp theo. Rồi lại moi tầng
dưới nữa cho đến nền cuối cùng thì đổ lớp nền đáy. Nếu có cột thì nên làm cột lắp ghép sau
khi đã đổ sàn dưới. Cốt thép của sàn và dầm được nối với tường nhờ khoan xuyên tường và
lùa thép sau. Dùng vữa ximăng trộn với Sikagrout bơm sịt vào lỗ khoan đã đặt thép.
Đào một phần đất để tạo chiều cao cho việc thi công dầm sàn tầng tầng trệt (có độ sâu
khoảng chừng 1.66m).
Ghép ván khuôn dầm sàn tầng trệt
Đặt cốt thép dầm sàn tầng trệt, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép của
tường vách.
Chống thấm cho các mối nối giữa sàn và tường vách.
Đổ bê tông dầm sàn tầng trệt.
Bảo dưỡng đến khi bê tông sàn tầng trệt đạt cường độ yêu cầu.(Chờ 10 ngày cho bê
tông có phụ gia đủ 90% cường độ yêu cầu).
4. Thi công láng hầm thứ nhất
- Tháo ván khuôn dầm sàn tầng trệt
THI CÔNG TOP-DOWN
- Đào đất để tạo chiều cao cho việc thi công tầng hầm thứ nhất.
- Ghép ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ nhất.
- Chống thấm cho các mối nối giữa sàn tầng hầm thứ nhất và tường vách.
- Đặt cốt thép dầm sàn tầng hầm thứ nhất, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép
của tường vách.
- Đổ bê tông dầm sàn tầng hầm thứ nhất
- Cốt thép ván khuôn và đổ bê tông lõi vách cứng, lồng cầu thang máy, nhồi và bọc cột thép
từ tầng hầm thứ nhất đến tầng trệt.
- Bảo dưỡng đến khi bê tông sàn tầng hầm thứ nhất đạt cường độ yêu cầu.
5. Thi công tầng hầm thứ hai
- Tháo ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ nhất
- Đào đất để tạo chiều cao cho việc thi công tầng hầm thứ hai
- Ghép ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ hai
- Chống thấm cho các mối nối giữa sàn tầng hầm thứ hai và tường vách.
- Đặt cốt thép dầm sàn tầng hầm thứ hai, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép
của tường vách.
- Đổ bê tông dầm sàn tầng hầm thứ hai.
- Cốt thép ván khuôn và đổ bê tông lõi vách cứng. lồng cầu thang máy, nhồi và bọc cột thép
từ tầng hầm thứ hai đến tầng hầm thứ nhất.
- Bảo dưỡng đến khi bê tông sàn tầng hầm thứ hai đạt cường độ yêu cầu.
6.Thi công tầng hầm thứ ba (tầng đáy)
- Tháo ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ hai
- Đào đất đến cốt thi công đài cọc
- Bê tông lót, chống thấm đáy dài cọc và dầm giằng
- Thi công đài cọc và dầm giằng
- Bê tông lót và chống thấm cho sàn đáy của tầng hầm, kể cả các mối nối với tường vách.
- Đặt cốt thép sàn đáy tầng hầm, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép của
tường vách.
- Đổ bê tông sàn đáy tầng hầm.
THI CÔNG TOP-DOWN
- Cốt thép ván khuôn đổ bê tông lõi vách cứng, lồng cầu thang máy, nhồi và bọc cột thép của
tầng hầm cuối cùng.
- Bảo dưỡng bê tông sàn đáy tầng hầm.
7. Thi công Tường tầng hầm phía bên trong tường barret nếu cần thiết.
8. Thi công vá các ô sàn được chừa lỗ khi thi công.
9. Thi công hoàn thiện như Phương pháp truyền thống
1.8 Thiết bị phục vụ thi công
Phục vụ công tác đào đất phần ngầm thường dùng các máy đào đất loại nhỏ, máy san
đất loại nhỏ, máy lu nền loại nhỏ, các công cụ đào đất thủ công, máy khoan bê tông.
Phục vụ công tác vận chuyển : hay sử dụng cần trục nhỏ phục vụ chuyển đất từ nơi
tập kết sau khi đào trong lòng nhà ra lên xe ô tô chuyển đất đi xa; bố trí thùng chứa
đất , xe chở đất tự đổ.
Phục vụ công tác khác : bố trí máy bơm, thang thép đặt tại lối lên xuống , hệ thống
đèn điện chiếu đủ độ sáng cho việc thi công dưới tầng hầm.
Phục vụ công tác thi công bê tông : trạm bơm bê tông , xe chở bê tông thương phẩm ,
các thiết bị phục vụ công tác thi công bê tông khác
Ngoài ra tuỳ thực tế thi công còn có các công cụ chuyên dụng khác.
THI CÔNG ÉP CỌC
2 THI CÔNG ÉP CỌC
2.1 Các định nghĩa
Cọc ép là cọc được hạ bằng năng lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầu cọc.
Tải trọng thiết kế là giá trị tải trọng do Thiết kế dự tính tác dụng lên cọc.
Lực ép nhỏ nhất (Pép)min là lực ép do Thiết kế quy định để đảm bảo tải trọng thiết kế
lên cọc, thông thường lấy bằng 150
→ 200% t
ải trọng thiết kế;
Lực ép lớn nhất (Pép)max là lực ép do Thiết kế quy định, không vượt quá sức chịu tải
của vật liệu cọc; được tính toán theo kết quả xuyên tĩnh, khi không có kết quả này thì
thường lấy bằng 200
→ 300% t
ải trọng thiết kế.
Ghi chú: Để biết được khả năng ép của kích thủy lực thì trước tiên phải đề nghị đơn vị ép cọc
cung cấp giấy kiểm định đồng hồ và giàn ép thủy lực, trong kết quả kiển định sẽ có bảng tra
chỉ số trên đồng hồ (kg/cm2) và tương đương với chỉ số này là lực ép đầu cọc (Tấn). Hai số
liệu này quan hệ với nhau bằng "phương trình quan hệ" có trong kết qủa kiểm định. Phải lưu
ý nữa là số hiệu đồng hồ và giàn ép có đúng như giấy kiểm định không.
2.2 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.
THI CÔNG ÉP CỌC
2.3 Chuẩn bị mặt bằng thi công
Chuẩn bị mặt bằng,dọn dẹp và san bằng các chướng ngại vật.
Vận chuyển cọc bêtông đến công trình. Phải tập kết cọc trước ngày ép từ 1 đến 2 ngày
(cọc được mua từ các nhà máy sản xuất cọc)
Khu xếp cọc phải đặt ngoài khu vực ép cọc, đường đi vận chuyển cọc phải bằng
phẳng, không gồ ghề lồi lõm
Cọc phải vạch sẵn trục để thuận tiện cho việc sử dụng máy kinh vĩ cân chỉnh
Cần loại bỏ những cọc không đủ chất lượng, không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật
Trước khi đem cọc đi ép đại trà, phải ép thí nghiệm 1 – 2% số lượng cọc
Phải có đầy đủ các báo cáo khảo sát địa chất công trình, kết quả xuyên tĩnh
Đối với cọc bêtông cần lưu ý: Độ vênh cho phép của vành thép nối không lớn hơn 1% so với
mặt phẳng vuông góc trục cọc. Bề mặt bê tông đầu cọc phải phẳng. Trục của đoạn cọc phải đi
qua tâm và vuông góc với 2 tiết diện đầu cọc. Mặt phẳng bê tông đầu cọc và mặt phẳng chứa
các mép vành thép nối phải trùng nhau. Chỉ chấp nhận trường hợp mặt phẳng bê tông song
song và nhô cao hơn mặt phẳng mép vành thép nối không quá 1 mm.
THI CÔNG ÉP CỌC
2.4 Vị trí ép cọc
Vị trí ép cọc được xác định đúng theo bản vẽ thiết kế: phải đầy đủ khoảng cách, sự
phân bố các cọc trong đài móng với điểm giao nhau giữa các trục.
Để cho việc định vị thuận lợi và chính xác, ta cần phải lấy 2 điểm mốc nằm ngoài để
kiểm tra các trục có thể bị mất trong quá trình thi công. Thực tế, vị trí các cọc được
đánh dấu bằng các thanh thép dài từ 20 đến 30cm
Từ các giao điểm các đường tim cọc, ta xác định tâm của móng, từ đó ta xác định tâm
các cọc
2.5 Lựa chọn phương án thi công ép cọc
Việc thi công ép cọc ở ngoài công trường có nhiều phương án ép, sau đây là hai phương án
ép phổ biến:
2.5.1 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
THI CÔNG ÉP CỌC
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
2.5.2 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. Như vậy, để đạt được cao trình đỉnh cọc cần phải ép âm. Cần
phải chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép để cọc ép được tới
chiều sâu thiết kế. 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
2.5.3 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.
2.6 Các yêu cầu kỹ thuật đối với đoạn ép cọc
- Cốt thép dọc của đoạn cọc phải hàn vào vành thép nối theo cả 2 bên của thép dọc và trên
suốt chiều cao vành
- Vành thép nối phải phẳng, không được vênh
- Bề mặt ở đầu hai đoạn cọc nối phải tiếp xúc khít với nhau.
- Kích thước các bản mã đúng với thiết kế và phải ≥ 4mm
- Trục của đoạn cọc được nối trùng với phương nén
THI CÔNG ÉP CỌC
- Kiểm tra kích thước đường hàn so với thiết kế, đường hàn nối cọc phải có trên cả 4 mặt của
cọc. Trên mỗi mặt cọc, chiều dài đường hàn không nhỏ hơn 10cm.
Yêu cầu đối với việc hàn nối cọc:
Trục của đoạn cọc được nối trùng với phương nén.
Bề mặt bê tông ở 2 đầu đọc cọc phải tiếp xúc khít với nhau, trường hợp tiếp xúc
không khít phải có biện pháp làm khít.
Kích thước đường hàn phải đảm bảo so với thiết kế.
Đường hàn nối các đoạn cọc phải có đều trên cả 4 mặt của cọc theo thiết kế.
Bề mặt các chỗ tiếp xúc phải phẳng, sai lệch không quá 1% và không có ba via.
2.7 Yêu cầu kỹ thuật với thiết bị ép cọc
Thiết bị ép cọc phải có các chứng chỉ , có lý lịch máy do nơi sản xuất cấp và cơ quan thẩm
quyền kiểm tra xác nhận đặc tính kỹ thuật của thiết bị.
Đối với thiết bị ép cọc bằng hệ kích thuỷ lực cần ghi các đặc tính kỹ thuật cơ bản sau:
+ Lưu lượng bơm dầu
+ Áp lực bơm dầu lớn nhất
+ Diện tích đáy pittông
+ Hành trình hữu hiệu của pittông
+ Phiếu kiểm định chất lượng đồng hồ đo áp lực đầu và van chịu áp do cơ quan có thẩm
quyền cấp.
Thiết bị ép cọc được lựa chọn để sử dụng vào công trình phải thoả mãn các yêu cầu sau:
+ Lực ép lớn nhất của thiết bị không nhỏ hơn 1.4 lần lực ép lớn nhất (Pep)max tác động lên
cọc do thiết kế quy định
+ Lực ép của thiết bị phải đảm bảo tác dụng đúng dọc trục cọc khi ép đỉnh hoặc tác dụng đều
trên các mặt bên cọc khi ép ôm.
+ Quá trình ép không gây ra lực ngang tác động vào cọc
+ Chuyển động của pittông kích hoặc tời cá phải đều và khống chế được tốc độ ép cọc.
+ Đồng hồ đo áp lực phải phù hợp với khoảng lực đo.
+ Thiết bị ép cọc phải có van giữ được áp lực khi tắt máy.
+ Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện vận hành theo đúng các quy định về an toàn lao
động khi thi công.
THI CÔNG ÉP CỌC
Giá trị áp lực đo lớn nhất của đồng hồ không vượt quá hai lần áp lực đo khi ép cọc. Chỉ nên
huy động khoảng 0,7 – 0,8 khả năng tối đa của thiết bị .
- Lực ép danh định lớn nhất của thiết bị không nhỏ hơn 1,4 lần lực ép lớn nhất
- Pép max yêu cầu theo quy định thiết kế
- Lức nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc khi ép đỉnh, không gây lực ngang khi
ép
- Chuyển động của pittông kích phải đều, và khống chế được tốc độ ép
- Đồng hồ đo áp lực phải tương xứng với khoảng lực đo
- Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện để vận hành theo đúng quy định về an toàn lao động
khi thi công
- Giá trị đo áp lực lớn nhất của đồng hồ không vượt quá 2 lần áp lực đo khi ép cọc
- Chỉ huy động từ (0,7 ÷ 0,8 ) khả năng tối đa của thiết bị ép cọc
- Trong quá trình ép cọc phải làm chủ được tốc độ ép để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
2.8 Tính toán chọn cẩu phục vụ
Căn cứ vào trọng lượng bản thân của cọc, của đối trọng và độ cao nâng cẩu cần thiết để chọn
cẩu thi công ép cọc
- Sức nâng Qmax/Qmin
- Tầm với Rmax/Rmin
- Chiều cao nâng: Hmax/Hmin
- Độ dài cần chính L
- Độ dài cần phụ
- Thời gian
- Vận tốc quay cần
2.9 Phương pháp ép cọc và chọn máy ép cọc
Ép cọc thường dùng 2 phương pháp:
• Ép đỉnh
• Ép ôm
2.9.1 Ép đỉnh
Lực ép được tác dụng từ đỉnh cọc để ấn cọc xuống
THI CÔNG ÉP CỌC
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.
2.9.2 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 thông 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
2.9.3 Các bộ phận của máy ép cọc (ép đỉnh)
Đối trọng
Trạm bơm thủy lực gồm có:
• Động cơ điện
• Bơm thủy lực ngăn kéo
• Ống tuy-ô thủy lực và giác thủy lực
Dàn máy ép cọc: gồm có khung dẫn với giá xi lanh, khung dẫn là một lồng thép được hàn
thành khung bởi các thanh thép góc và tấm thép dầy. Bộ dàn hở 2 đầu để cọc có thể đi từ trên
xuống dưới. Khung dẫn gắn với động cơ của xi-lanh, khung dẫn có thể lên xuống theo trục
hành trình của xi-lanh
• Dàn máy có thể di chuyển nhờ chỗ lỗ bắt các bulông
Bệ máy ép cọc gồm 2 thanh thép hình chữ I loại lớn liên kết với dàn máy ứng với khoảng
cách hai hàng cọc để có thể đứng tại 1 vị trí ép được nhiều cọc mà không cần phải di chuyển
THI CÔNG ÉP CỌC
bệ máy. Có thể ép một lúc nhiều cọc bằng cách nối bulông đẩy dàn máy sang vị trí ép cọc
khác bố trí trong cùng một hàng cọc.
Máy ép cọc cần có lực ép P gồm 2 kích thuỷ lực mỗi kích có Pmax = P/2 (T)
2.9.4 Nguyên lý làm việc
Dàn máy được lắp ráp với bệ máy bằng 2 chốt như vậy có thể di chuyển ép một số cọc khi bệ
máy cố định tại một chỗ, giảm số lần cẩu đối trọng
Ống thả cọc được 2 xilanh nâng lên hạ xuống, năng lượng thủy lực truyền đi từ trạm bơm qua
xilanh qua ống thả cọc và qua gối đầu cọc truyền sang cọc, với đối trọng năng lượng sẽ biến
thành lực dọc trục ép cọc xuống đất.
2.9.5 Chọn máy ép cọc
Chọn máy ép cọc để đưa cọc xuống chiều sâu thiết kế, cọc phải qua các tầng địa chất khác
nhau tùy theo điều kiện cụ thể của địa chất công trình.
Muốn cho cọc qua được những địa tầng đó thì lực ép cọc phải đạt giá trị:
Pep ≥ K.Pc
Trong đó :
• Pep – lực ép cần thiết để cọc đi sâu vào đất nền tới độ sâu thiết kế
• K – hệ số K > 1; có thể lấy K = 1,5 – 2 phụ thuộc vào loại đất và tiết diện cọc
• Pc – tổng sức kháng tức thời của nền đất, Pc = Pmui + Pmasat
• Pmui : phần kháng mũi cọc
• Pmasat : ma sát thân cọc
Như vậy, để ép được cọc xuống chiều sâu thiết kế cần phải có một lực thắng được lực ma sát
bên của cọc và phá vỡ cấu trúc của lớp đất dưới mũi cọc. Lực ép đó bằng trọng lượng bản
thân cọc và lực ép bằng thủy lực. Lực ép cọc chủ yếu do kích thủy lực tạo ra.
Ví dụ: Cọc 300 x 300mm
• Cọc có tiết diện 300x300, chiều dài đoạn cọc C1=7m; đoạn C2 và C3 = 8m
• Sức chịu tải của cọc: Pcoc = PCPT = 79,215T
• Để đảm bảo cho cọc được ép đến độ sâu thiết kế, lực ép của máy phải thỏa mãn điều kiện:
Pep min ≥ 1,5Pcoc = 1,5 x 79,215 = 108,8T
• Vì chỉ nên sử dụng 0,8 – 0,9 khả năng làm việc tối đa của máy ép cọc, cho nên ta chọn máy
ép thủy lực có lực nén lớn nhất 120T
THI CÔNG ÉP CỌC
• Vậy trọng lượng đối trọng mỗi bên: P ≥ Pep/2 = 120/2 =60T, dùng mỗi bên 12 đối trọng bê
tông cốt thép, trọng lượng mỗi khối nặng 5T có kích thước 1x1x2m
• Những chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của thiết bị ép :
+ Chọn đường kính piton thủy lực dầu (thường dùng 2 piton) :
+ Lấy Pdau = 150 kg/cm2. Suy ra :
Chọn D=25cm
• Với l = 1200mm, l là lịch trình của piton thủy lực
Lý lịch máy phải được các bên có thẩm quyền kiểm tra kiểm định các đặc trưng kỹ thuật
• Lưu lượng dầu của máy bơm (lít/phút)
• Áp lực bơm dầu lớn nhất (kg/cm2)
• Hành trình pittông của kích (cm)
• Diện tích đáy pittông của kích (cm2)
• Phiếu kiểm định đồng hồ đo áp lực dầu và các van chịu lực do cơ quan có thẩm quyền cấp
2.9.6 Tính số máy ép cọc cho công trình
Từ số lượng cọc cần ép và định mức ca máy (theo ĐM 24-2005), ta tính ra số ca máy cần
thiết cho việc thi công công trình. Nếu số ca máy quá lớn, ta có thể chọn tăng số máy ép lên:
2 máy, hoặc 3 máy
Ví dụ: tiết diện cọc 250 x 250mm, tổng số chiều dài cọc ép 5000m, tra định mức tiết diện cọc
25x25cm và máy ép < 150T, định mức là 3,05ca/100m cọc
Vậy, số máy cần thiết :
THI CÔNG ÉP CỌC
Vậy, nếu thi công toàn bộ số cọc trên cần ít nhất 5 tháng. Nếu ta dùng 2 máy ép cọc thì thời
gian thi công sẽ giảm xuống 1/2. Và số ngày công cho 2 máy: 77 ngày, sau khi có số ngày, số
máy thì ta sẽ thiết kế được sơ đồ ép cọc chính thức.
2.9.7 Tiến hành ép cọc
2.9.7.1 Chuẩn bị mặt bằng thi công và cọc
Việc bố trí mặt bằng thi công ép cọc ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công nhanh hay
chậm của công trình. Việc bố trí mặt bằng thi công phải hợp lý để các công việc không bị
chồng chéo, cản trở lẫn nhau, giúp đẩy nhanh tiến độ thi công, rút ngắn thời gian thực hiện
công trình.
Cọc phải được bố trí trên mặt bằng sao cho thuận lợi cho việc thi công mà vẫn không cản trở
máy móc thi công
Vị trí các cọc phải được đánh dấu sẵn trên mặt bằng bằng các cột mốc chắc chắn, dễ nhìn.
Cọc phải được vạch sẵn các đường trục để sử dụng máy ngắm kinh vĩ
Giác đài cọc trên mặt bằng:
• Người thi công phải kết hợp với người làm công tác đo đạc. Trên bản vẽ tổng mặt bằng thi
công phải xác định đầy đủ vị trí của từng hạng mục công trình, ghi rõ cách xác định lưới toạ
độ, dựa vào các mốc chuẩn có sẵn hay dựa vào mốc quốc gia, chuyển mốc vào địa điểm xây
dựng
• Thực hiện các biện pháp để đánh dấu trục móng, chú ý đến mái dốc taluy của hố móng
Giác cọc trong móng:
• Giác móng xong, ta xác định được vị trí của đài, ta tiến hành xác định vị trí cọc trong đài
• Ở phần móng trên mặt bằng, ta đã xác định được tim đài nhờ các điểm chuẩn. Các điểm này
được đánh dấu bằng các mốc
• Căng dây trên các mốc, lấy thăng bằng, sau đó từ tim đo ra các khoảng cách xác định vị trí
tim cọc theo thiết kế
• Xác định tim cọc bằng phương pháp thủ công, dùng quả dọi thả từ các giao điểm trên dây
đã xác định tim cọc để xác định tim cọc thực dưới đất, đánh dấu các vị trí này
THI CÔNG ÉP CỌC
2.9.7.2 Công tác chuẩn bị ép cọc
Cọc ép sau nên thời điểm bắt đầu ép cọc tuỳ thuộc vào sự thoả thuận giữa thiết kế chủ công
trình và người thi công ép cọc
Vận chuyển và lắp ráp thiết bị ép cọc vào vị trí ép đảm bảo an toàn
Chỉnh máy để các đường trục của khung máy, đường trục kích và đường trục của cọc đứng
thẳng và nằm trong một mặt phẳng, mặt phẳng này phải vuông góc với mặt phẳng chuẩn nằm
ngang (mặt phẳng chuẩn đài móng). Độ nghiêng của nó không quá 5%
Kiểm tra 2 móc cẩu của dàn máy thật cẩn thận kiểm tra 2 chốt ngang liên kết dầm máy và lắp
dàn lên bệ máy bằng 2 máy
Khi cẩu đối trọng, dàn phải được kê thật phẳng, không nghiêng lệch, kiểm tra các chốt vít
thật an toàn.
• Lần lượt cẩu các đối trọng lên dầm khung sao cho mặt phẳng chứa trọng tâm 2 đối trọng
trùng với trọng tâm ống thả cọc. Trong trường hợp đối trọng đặt ngoài dầm thì phải kê chắc
chắn
• Dùng cẩu tự hành cẩu trạm bơm đến gần dàn máy, nối các giắc thuỷ lực vào giắc trạm bơm,
bắt đầu cho máy hoạt động
Chạy thử máy ép để kiểm tra độ ổn định của thiết bị (chạy không tải và có tải)
THI CÔNG ÉP CỌC
Kiểm tra cọc và vận chuyển cọc vào vị trí cọc trước khi ép
Kiểm tra các chi tiết nối cọc và máy hàn:
• Trước khi ép cọc đại trà, phải tiến hành ép để làm thí nghiệm nén tĩnh cọc tại những điểm
có điều kiện địa chất tiêu biểu nhằm lựa chọn đúng đắn loại cọc, thiết bị thi công và điều
chỉnh đồ án thiết kế, số lượng cần kiểm tra với thí nghiệm nén tĩnh là 1% tổng số cọc ép
nhưng không ít hơn 3 cọc.
Chuẩn bị tài liệu:
• Phải kiểm tra để loại bỏ các cọc không đạt yêu cầu kỹ thuật
• Phải có đầy đủ các bản báo cáo khảo sát địa chất công trình, biểu đồ xuyên tĩnh, bản đồ các
công trình ngầm.
• Có bản vẽ mặt bằng bố trí lưới cọc trong khi thi công
• Có phiếu kiểm nghiệm cấp phối, tính chất cơ lý của thép và bê tông cọc
• Biên bản kiểm tra cọc
• Hồ sơ thiết bị sử dụng ép cọc
THI CÔNG ÉP CỌC
2.9.7.3 Lắp đoạn cọc đầu tiên
Chuẩn bị:
• Đoạn cọc đầu tiên phải được lắp chính xác, phải cân chỉnh để trục của C1 trùng với đường
trục của kích và đi qua điểm định vị cọc độ sai lệch không quá 1cm
• Đầu trên của cọc được gắn vào thanh định hướng của khung máy
• Nếu đoạn cọc C1 bị nghiêng sẽ dẫn đến hậu quả của toàn bộ cọc bị nghiêng.
Đầu trên của C1 phải được gắn chặt vào thanh định hướng của khung máy Nếu máy không
có thanh định hướng thì đáy kích ( hoặc đầu pittong ) phải có thanh định hướng. Khi đó đầu
cọc phải tiếp xúc chặt với chúng.
Khi 2 mặt masát tiếp xúc chặt với mặt bên cọc C1 thì điều khiển van tăng dần áp lực. Những
giây đầu tiên áp lực đầu tăng chậm đều, để đoạn C1 cắm sâu dần vào đất một cách nhẹ nhàng
với vận tốc xuyên không quá 1 cm/ s.
Khi phát hiện thấy nghiêng phải dừng lại, căn chỉnh ngay.
Tiến hành thi công ép cọc:
• Khi đáy kích (hoặc đỉnh pittong) tiếp xúc với đỉnh cọc thì điều chỉnh van tăng dần áp lực,
những giây đầu tiên áp lực dầu tăng dần đều, đoạn cọc C1 cắm sâu dần vào đất với vận tốc
xuyên ≤ 1m/s.
• Trong quá trình ép dùng 2 máy kinh vĩ đặt vuông góc với nhau để kiểm tra độ thẳng đứng
của cọc lúc xuyên xuống. Nếu xác định cọc nghiêng thì dừng lại để điều chỉnh ngay.
• Khi đầu cọc C1 cách mặt đất 0,3 ÷ 0,5m thì tiến hành lắp đoạn cọc C2, kiểm tra về mặt 2
đầu cọc C2 sửa chữa sao cho thật phẳng.
• Kiểm tra các chi tiết nối cọc và máy hàn.
• Lắp đoạn cọc C2 vào vị trí ép, căn chỉnh để đường trục cọc C2 trùng với trục kích và trục
đoạn cọc C1, độ nghiêng ≤ 1%
• Tác động lên cọc C2 1 lực tạo tiếp xúc sao cho áp lực ở mặt tiếp xúc khoảng 3 – 4kg/cm2
rồi mới tiến hành nối 2 đoạn cọc theo thiết kế. Tiến hành ép đoạn cọc C2. Tăng dần áp lực
nén để máy ép có đủ thời gian cần thiết tạo đủ lực ép thắng lực masát và lực kháng của đất ở
mũi cọc để cọc chuyển động.
• Thời điểm đầu C2 đi sâu vào lòng đất với vận tốc xuyên không quá 1 cm/s.
• Khi đoạn C2 chuyển động đều thì mới cho cọc chuyển động với vận tốc xuyên không quá 2
cm/s.
THI CÔNG ÉP CỌC
• Khi lực nén tăng đột ngột tức là mũi cọc đã gặp lớp đất cứng hơn ( hoặc gặp dị vật cục bộ )
cần phải giảm tốc độ nén để cọc có đủ khả năng vào đất cứng hơn ( hoặc phải kiểm tra dị vật
để xử lý ) và giữ để lực ép không vượt quá giá trị tối đa cho phép.
• Làm tương tự với các đoạn cọc sau.
Trong quá trình ép cọc, phải chất thêm đối trọng lên khung sườn đồng thời với quá trình gia
tăng lực ép.Theo yêu cầu,trọng lượng đối trọng lên khung sườn đồng thời với quá trính gia
tăng lực ép.Theo yêu cầu,trọng lượng đối trọng phải tăng 1,5 lần lực ép .Do cọc gồm nhiều
đoạn nên khi ép xong mỗi đoạn cọc phải tiến hành nối cọc bằng cách nâng khung di động của
giá ép lên,cẩu dựng đoạn kế tiếp vào giá ép.
Thao tác ép âm:
Trong quá trình ép cọc, khi ép cọc tới đoạn cuối cùng, ta phải có biện pháp đưa đầu cọc
xuống một cốt âm nào đó so với cốt tự nhiên. Có thể dùng 2 phương pháp
Phương pháp 1: Dùng cọc phụ
• Dùng một cọc BTCT phụ có chiều dài lớn hơn chiều cao từ đỉnh cọc trong đài đến mặt đất
tự nhiên một đoạn (1 – 1,5m) để ép hạ đầu cọc xuống cao trình cốt âm cần thiết.
• Thao tác: Khi ép tới đoạn cuối cùng, ta hàn nối tiếp một đoạn cọc phụ dài ≥ 2,5m lên đầu
cọc, đánh dấu lên thân cọc phụ chiều sâu cần ép xuống để khi ép các đầu cọc sẽ tương đối
đều nhau, không xảy ra tình trạng nhấp nhô không bằng nhau, giúp thi công đập đầu cọc và
THI CÔNG ÉP CỌC
liên kết với đài thuận lợi hơn. Để xác định độ sâu này cần dùng máy kinh vĩ đặt lên mặt trên
của dầm thép chữ I để xác định cao trình thực tế của dầm thép với cốt ±0,00, tính toán để xác
định được chiều sâu cần ép và đánh dấu lên thân cọc phụ (chiều sâu này thay đổi theo từng vị
trí mặt đất của đài mà ta đặt dầm thép của máy ép cọc). Tiến hành thi công cọc phụ như cọc
chính tới chiều sâu đã vạch sẵn trên thân cọc phụ
• Ưu điểm: không phải dùng cọc ép âm nhưng phải chế tạo thêm số mét dài cọc BTCT làm
cọc dẫn, thi công xong sẽ đập đi gây tốn kém, hiệu quả kinh tế không cao.
Phương pháp 2: Phương pháp ép âm
• Phương pháp này dùng một đoạn cọc dãn để ép cọc xuống cốt âm thiết kế sau đó lại rút cọc
dẫn lên ép cho cọc khác, cấu tạo cọc ép âm do cán bộ thi công thiết kế và chế tạo.
• Cọc ép âm có thể là bằng BTCT hoặc thép
• Vì hành trình của pitông máy ép chỉ ép được cách mặt đất tự nhiên khoảng 0,6 – 0,7m, do
vậy chiều dài cọc được lấy từ cao trình đỉnh cọc trong đài đến mặt đất tự nhiên cộng thâm
một đoạn 0,7m là hành trình pitông như trên, có thể lấy ra thêm 0,5m nữa giúp thao tác ép dễ
dàng hơn.
• Ưu điểm: Không phải dùng cọc phụ BTCT, hiệu quả kinh tế cao hơn, cọc dẫn lúc này trở
thành cọc công cụ trong việc hạ cọc xuống cốt âm thiết kế.
• Nhược điểm: thao tác với cọc dẫn phải thận trọng tránh làm nghiêng đầu cọc chính vì cọc
dẫn chỉ liên kết khớp tạm thời với đầu cọc chính (chụp mũ đầu cọc lên đầu cọc). Việc thi
công những công trình có tầng hầm, độ sâu đáy đài lớn hơn thi công dẫn khó hơn, khi ép
xong rút cọc lên khó khăn hơn, nhiều trường hợp cọc ép chính bị nghiêng.
2.9.7.4 Kết thúc công việc ép cọc
Cọc được coi là ép xong khi thoả mãn 2 điều kiện:
Chiều dài cọc đã ép vào đất nền trong khoảng Lmin ≤ Lc ≤ Lmax
Trong đó:
• Lmin , Lmax là chiều dài ngắn nhất và dài nhất của cọc được thiết kế dự báo theo tình hình
biến động của nền đất trong khu vực
• Lc là chiều dài cọc đã hạ vào trong đất so với cốt thiết kế;
Lực ép trước khi dừng trong khoảng (Pep) min ≤ (Pep)KT ≤ (Pep)max
Trong đó :
• (Pep) min là lực ép nhỏ nhất do thiết kế quy định;
• (Pep)max là lực ép lớn nhất do thiết kế quy định;
THI CÔNG ÉP CỌC
• (Pep)KT là lực ép tại thời điểm kết thúc ép cọc, trị số này được duy trì với vận tốc xuyên
không quá 1cm/s trên chiều sâu không ít hơn ba lần đường kính ( hoặc cạnh) cọc.
Khi lực ép vừa đạt trị số thiết kế mà cọc không xuống được nữa, trong khi đó lực ép tác động
lên cọc tiếp tục tăng vượt quá lực ép lớn nhất (Pep)max thì trước khi dừng ép phải dùng van
giữ lực duy trì (Pep)max trong thời gian 5 phút.
Trường hợp không đạt 2 điều kiện trên người thi công phải báo cho chủ công trình và thiết kế
để sử lý kịp thời khi cần thiết, làm khảo sát đất bổ sung, làm thí nghiệm kiểm tra để có cơ sở
lý luận sử lý.
Cọc nghiêng qúa quy định ( lớn hơn 1% ) , cọc ép dở dang do gặp dị vật ổ cát, vỉa sét cứng
bất thường, cọc bị vỡ đều phải xử lý bằng cách nhổ lên ép lại hoặc ép bổ sung cọc mới (do
thiết kế chỉ định).
2.9.8 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 ký 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.
Ghi chép theo dõi lực ép theo chiều dài cọc:
Khi mũi cọc cắm sâu vào đất từ 30- 50cm thì ghi chỉ số lực đầu tiên. Sau đó cứ mỗi lần cọc đi
xuống sâu được 1m thì ghi lực ép tại thời điểm đó vào sổ nhật ký ép cọc
Nếu thấy chỉ số trên đồng hồ đo áp lực tăng lên hoặc giảm xuống đột ngột thì phải ghi vào
nhật ký cộng độ sâu và giá trị lực ép thay đổi đột ngột nói trên. Nếu thời gian thay đổi lực ép
kéo dài thì ngừng ép và tìm hiểu nguyên nhân, đề xuất phương pháp sử lý.
Sổ nhật ký được ghi một cách liên tục đến hết độ sâu thiết kế, khi lực ép tác dụng lên cọc có
giá trị bằng 0,8 .Pép min thì ghi lại độ sâu và giá trị đó
Bắt đầu từ độ sâu có áp lực P=0,8 Pép min, ghi chép tương ứng với từng độ sâu xuyên 20cm
vào nhật ký, tiếp tục ghi như vậy cho đến khi ép xong 1 cọc.
Mục đích của khóa đầu cọc:
• Huy động cọc vào thời điểm thích hợp trong quá trình tăng tải của công trình không chịu
những độ lún hoặc lún không đều.
THI CÔNG ÉP CỌC
• Đối với cọc ép trước khi thi công đài, việc khóa đầu cọc do CĐT và người thi công quyết
định
Thực hiện việc khóa đầu cọc:
• Sửa đầu cọc cho đúng cao trình thiết kế
• Đổ bù xung quanh bằng cát hạt trung, đầm chặt cho tới cao độ của lớp bê tông lót
• Đặt lưới thép cho cọc
2.10 Xử 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 Pép max. Nếu cọc vẫn không xuống thì
ngừng ép và báo cáo với bên thiết kế để kiểm tra xử 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 việc ép cọc bê tông cũng có lý do gây một số ít tác hại có thể ảnh hưởng tới những căn
hộ liền kề vì vậy trong trường hợp này chúng ta phải khoan dẫn trước khi ép cọc bê tông với
lý do sau :
- Nên móng nhà liền kề yếu, do xây dựng lâu năm.
- Tác dụng của công tác khoan dẫn làm giảm sự đùn đất có thể gây lún, nứt, phồng nền nhà
bên.
Nhiều người nghĩ rằng chi phí trong khoan dẫn có thể rất đắt, nhưng ngược lại nó tương đối
rẻ, khoảng 30-50.000/m tuỳ thuộc vào số lượng md khi khoan.
• 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 xử 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.
2.11 Báo cáo lý lịch ép cọc
Lý lịch ép cọc phải được ghi chép ngay trong quá trình thi công gồm các nội dung sau :
Ngày đúc cọc .