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% tải trọng thiết kế;
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% tải 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% tải 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.[1]
Ưu nhược điểm của phương pháp thi công ép cọc
Hiện nay có nhiều phương pháp để th 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
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
Chuẩn bị mặt bằng thi công sửa
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 vanạ chuyển cọc phải banừg 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 coc be tong 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.[2]
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 móco 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
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:
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
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
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 laua vì rất khó thi công cơ giới hóa
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.
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
– 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[2] :
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.
Yêu cầu kỹ thuật với thiết bị ép cọc
Thiết bị ép cọc bê tông 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.
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 .[2]
– 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
Tính toán chọn cẩu phục vụ sửa
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
Phương pháp ép cọc và chọn máy ép cọc
Ép cọc thường dùng 2 phương pháp:
• Ép đỉnh
• Ép ôm
Ép đỉnh sửa
Lực ép được tác dụng từ đỉnh cọc để ấn cọc xuống
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
Ép ôm sửa
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 hông 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
Các bộ phận của máy ép cọc (ép đỉnh) sửa
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 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)
Tập tin:Vu-bai-01-02-2008-3.jpg
Hình 1. Máy ép cọc
1-Cọc BTCT ; 2-Khung giá di động ; 3-Khung giá cố định ; 4-Ống cung cấp dầu
5-Đối trọng ; 6-Ray di chuyển ; 7-Đồng hồ đo khí nén ; 8-Bơm dầu ; 9-Pittông thủy lực
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.
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 300×300, 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
• 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
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 :
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.
Tính toán chọn cẩu phục vụ ép cọc
Tiến hành ép cọc sửa
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 két 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
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 trcj của cọc đứng thẳng và nằm trong một mặt phẳng, mặt phẳng này phải vuông góc với ặt 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)
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
10.3. 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.[2]
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.
• 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.[2]
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 chiề dài lớn hơn chiều cao từ đỉnh ọc 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 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 nhưn cọc chính tới chiều sâu đã vạch sẵn trên thân cọc phụ
• Ưu điểm: không phải dùng cọc ép âm nhưng phải chế tạo thê 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.
Kết thúc công việc ép cọc sửa
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;
• (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.[2]
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]
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 lý 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.
500Px
Ghi chép theo dõi lực ép theo chiều dài cọc
Khi mũi cọc cắm sâu vào đatá 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 dodọ 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 saua xuyên 20cm vào nhật lý, tiếp tục ghi như vậy cho đến khi ép xong 1 cọc.
Thời điểm khóa đầu 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.
• 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
11. 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 tr sử 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.[3]
• 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 sử 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.
Báo cáo lý lịch ép cọc[2] sửa
Lý lịch ép cọc phải được ghi chép ngay trong quá trình thi công gồm các nội dung sau :
Ngày đúc cọc .
Số hiệu cọc , vị trí và kích thước cọc .
Chiều sâu ép cọc , số đốt cọc và mối nối cọc .
Thiết bị ép coc, khả năng kích ép, hành trình kích,diện tích pítông, lưu lượng dầu, áp lực bơm dầu lớn nhất.
Áp lực hoặc tải trọng ép cọc trong từng đoạn 1m hoặc trong một đốt cọc -lưu ý khi cọc tiếp xúc với lớp đất lót (áp lực kích hoặc tải trọng nén tăng dần ) thì giảm tốc độ ép cọc , đồng thời đọc áp lực hoặc lực nén cọc trong từng đoạn 20 cm.
Áp lực dừng ép cọc.
Loại đệm đầu cọc.
Trình tự ép cọc trong nhóm.
Những vấn đề kỹ thuật cản trở công tác ép cọc theo thiết kế , các sai số về vị trí và độ nghiêng.
Tên cán bộ giám sát tổ trưởng thi công.
Kiểm tra sức chịu tải của cọc sửa
Sau khi ép xong toàn bộ cọc của công trình phải kiểm tra nén tĩnh cọc bằng cách thuê các cơ quan chuyên kiểm tra
Số cọc phải kiểm tra bằng 1% tổng số cọc công trình, nhưng không nhỏ hơn 3 cọc
Sau khi kiểm tra phải có kết quả đầu đủ về khả năng chịu tải, độ lún cho phép, nếu đạt yêu cầu có thể tiến hành đào móng để thi công bê tông đài.
An toàn lao động khi thi công ép cọc
Phải huấn luyện cho công nhân, trang bị bảo hộ và kiểm tra an toàn thiết bị ép cọc
Chấp hành nghiêm chỉnh quy định trong an toàn lao động về sử dụng vận hành kích thủy lực, động cơ điện cần cẩu,…
Các khối đối trọng phải được xếp theo nguyên tắc tạo thành khối ổn định, không được để khối đối trọng nghiêng và rơi đổ trong quá trình ép cọc
Phải chấp hành nghiêm, chặt chẽ quy trình an toàn lao động trên cao, dây an toàn, thang sắt…
Dây cáp chọn hệ số an toàn > 6
