TCXDVN Tiêu chuẩn xây dựng việt nam TCXDVN 286 : 2003 ðĨNG VÀ ÉP CỌC TIÊU CHUẨN THI CƠNG - NGHIỆM THU Pile driving and static jacking works Standard for construction, check and acceptance hµ néi - 2003 Lời nói ñầu TCXDVN 286: 2003 thay phần cho mục TCXD 79 : 1980 TCXDVN 286: 2003 Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Cơng nghệ Bộ Xây dựng trình duyệt, Bộ trưởng Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết ñịnh số: 14 ngày: 05 tháng năm 2003 MỤC LỤC Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn viện dẫn Quy ñịnh chung Vật liệu cọc 4.1 Cọc bê tông cốt thép 4.2 Cọc thép Hạ cọc búa đóng búa rung Hạ cọc phương pháp ép tĩnh 17 Giám sát nghiệm thu 19 An tồn lao động 20 Phụ lục A - Nhật ký hạ cọc 21 Phụ lục B - Hư hỏng cọc bê tơng cốt thép đóng 27 Phụ lục C - Xác ñịnh ứng suất động cọc BTCT đóng 28 Phụ lục D - Cấu tạo mũ cọc 36 Phụ lục E - Biểu ghi độ chối đóng cọc 38 ðóng ép cọc - Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu Pile driving and static jacking works - Standard for construction, check and acceptance Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu cơng tác đóng ép cọc áp dụng cho cơng trình xây dựng thuộc lĩnh vực xây dựng, giao thông, thuỷ lợi, thay phần cho mục 7: “ Móng cọc tường vây cọc ván” TCXD 79: 1980 Những cơng trình có điều kiện địa chất cơng trình đặc biệt vùng có hang các-tơ, mái ñá nghiêng, ñá cứng mà chưa ñề cập ñến tiêu chuẩn ñược thi công nghiệm thu theo yêu cầu Thiết kế, Tư vấn ñề nghị với chấp thuận Chủ ñầu tư Tiêu chuẩn viện dẫn TCVN 4453 : 1995: Kết cấu bê tông bê tông cốt thép tồn khối - Quy phạm thi cơng nghiệm thu TCVN 205: 1998: Móng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 4091 : 1985 : Nghiệm thu cơng trình xây dựng Quy ñịnh chung 3.1Các thuật ngữ ñịnh nghĩa 3.1.1 Cọc ñóng cọc ñược hạ lượng ñộng( va ñập, rung) 3.1.2 Cọc ép cọc hạ lượng tĩnh, khơng gây nên xung lượng lên ñầu cọc 3.1.3 ðộ chối cọc ñóng ñộ lún cọc nhát búa ñóng phút làm việc búa rung 3.1.4 Tải trọng thiết kế giá trị tải trọng Thiết kế dự tính tác dụng lên cọc 3.1.5 Lực ép nhỏ (Pep) lực ép Thiết kế quy ñịnh ñể ñảm bảo tải trọng thiết kế lên cọc, thơng thường lấy 150 ÷ 200% tải trọng thiết kế; 3.1.6 Lực ép lớn (Pep)max lực ép Thiết kế quy định, khơng vượt q sức chịu tải vật liệu cọc; tính tốn theo kết xun tĩnh, khơng có kết thường lấy 200 - 300% tải trọng thiết kế 3.2 Thi công hạ cọc cần tuân theo vẽ thiết kế thi cơng, bao gồm: liệu bố trí cơng trình có cơng trình ngầm; đường cáp điện có dẫn ñộ sâu lắp ñặt ñường dây tải ñiện biện pháp bảo vệ chúng; danh mục máy móc, thiết bị; trình tự tiến độ thi cơng; biện pháp đảm bảo an tồn lao động vệ sinh mơi trường; vẽ bố trí mặt thi cơng kể ñiện nước hạng mục tạm thời phục vụ thi cơng ðể có đầy đủ số liệu cho thi cơng móng cọc, điều kiện ñịa chất phức tạp, cần thiết Nhà thầu phải tiến hành đóng , ép cọc thử tiến hành thí nghiệm cọc tải trọng động tải trọng tĩnh theo ñề cương Tư vấn Thiết kế ñề 3.3 Trắc ñạc ñịnh vị trục móng cần tiến hành từ mốc chuẩn theo ñúng quy ñịnh hành Mốc ñịnh vị trục thường làm cọc đóng, nằm cách trục ngồi móng khơng 10 m Trong biên bàn giao mốc định vị phải có sơ đồ bố trí mốc toạ độ chúng cao ñộ mốc chuẩn dẫn từ lưới cao trình thành phố quốc gia Việc định vị cọc q trình thi cơng phải trắc ñạc viên có kinh nghiệm tiến hành giám sát kỹ thuật thi cơng cọc phía Nhà thầu cơng trình quan trọng phải Tư vấn giám sát kiểm tra ðộ chuẩn lưới trục ñịnh vị phải thường xuyên ñược kiểm tra, ñặc biệt có mốc bị chuyển dịch cần kiểm tra ðộ sai lệch trục so với thiết kế khơng vượt q 1cm 100 m chiều dài tuyến 3.4 Chuyên chở, bảo quản, nâng dựng cọc vào vị trí hạ cọc phải tuân thủ biện pháp chống hư hại cọc Khi chuyên chở cọc bê tông cốt thép(BTCT) xếp xuống bãi tập kết phải có hệ kê gỗ phía móc cẩu Nghiêm cấm việc lăn kéo cọc BTCT dây 3.5 Công tác chuẩn bị 3.5.1 Nhà thầu vào hồ sơ thiết kế, yêu cầu Chủ ñầu tư ñiều kiện mơi trường cụ thể để lập biện pháp thi cơng cọc nên lưu ý làm rõ điều sau: a) cơng nghệ thi cơng đóng/ ép; b) thiết bị dự ñịnh chọn; c) kế hoạch ñảm bảo chất lượng, nêu rõ trình tự hạ cọc dựa theo điều kiện đất nền, cách bố trí đài cọc, số lượng cọc ñài, phương pháp kiểm tra ñộ thẳng ñứng, kiểm tra mối hàn, cách ño ñộ chối, biện pháp an tồn đảm bảo vệ sinh môi trường ; d) dự kiến cố cách xử lý; e) tiến độ thi cơng 3.5.2 Trước thi công hạ cọc cần tiến hành công tác chuẩn bị sau ñây: a) nghiên cứu ñiều kiện ñịa chất cơng trình địa chất thuỷ văn, chiều dày, nằm ñặc trưng lý chúng; b) thăm dò khả có chướng ngại đất ñể có biện pháp loại bỏ chúng, có mặt cơng trình ngầm cơng trình lân cận để có biện pháp phòng ngừa ảnh hưởng xấu đến chúng; c) xem xét điều kiện mơi trường thị ( tiếng ồn chấn động) theo tiêu chuẩn mơi trường liên quan thi công gần khu dân cư cơng trình có sẵn; d) nghiệm thu mặt thi cơng; e) lập lưới trắc đạc định vị trục móng toạ độ cọc cần thi cơng mặt bằng; f) kiểm tra chứng xuất xưởng cọc; g) kiểm tra kích thước thực tế cọc; h) chuyên chở xếp cọc mặt thi cơng; i) đánh dấu chia đoạn lên thân cọc theo chiều dài cọc; k) tổ hợp ñoạn cọc mặt ñất thành cọc theo thiết kế; l) ñặt máy trắc ñạc ñể theo dõi ñộ thẳng ñứng cọc ño ñộ chối cọc 3.6 Hàn nối ñoạn cọc 3.6.1 Chỉ bắt ñầu hàn nối đoạn cọc khi: Kích thước mã ñúng với thiết kế; Trục ñoạn cọc ñã ñược kiểm tra độ thẳng đứng theo hai phương vng góc với nhau; Bề mặt ñầu hai ñoạn cọc nối phải tiếp xúc khít với 3.6.2 ðường hàn mối nối cọc phải ñảm bảo ñúng quy ñịnh thiết kế chịu lực, khơng có khuyết tật sau đây: Kích thước đường hàn sai lệch so với thiết kế; Chiều cao chiều rộng mối hàn khơng đồng đều; ðường hàn khơng thẳng, bề mặt mối hàn bị rỗ, khơng ngấu, q nhiệt, có chảy loang, lẫn xỉ, bị nứt 3.6.3 Chỉ ñược tiếp tục hạ cọc kiểm tra mối nối hàn khơng có khuyết tật Vật liệu cọc 4.1 Cọc bê tơng cốt thép 4.1.1 Cọc bê tơng cốt thép cọc rỗng, tiết diện vành khuyên ( ñúc ly tâm) cọc ñặc, tiết diện ña giác ñều vng ( đúc ván khn thơng thường) Bê tơng cọc phải đảm bảo mác thiết kế, cọc nghiệm thu theo tiêu chuẩn TCVN 4453 : 1995 4.1.2 Kiểm tra cọc nơi sản xuất gồm khâu sau ñây: a Vật liệu: - Chứng xuất xưởng cốt thép, xi măng; kết thí nghiệm kiểm tra mẫu thép, cốt liệu cát, ñá(sỏi), xi măng, nước theo tiêu chuẩn hành; - Cấp phối bê tơng; - Kết thí nghiệm mẫu bê tơng; - ðường kính cốt thép chịu lực; - ðường kính, bước cốt ñai; - Lưới thép tăng cường vành thép bó đầu cọc; - Mối hàn cốt thép chủ vào vành thép; - Sự ñồng ñều lớp bê tơng bảo vệ; b Kích thước hình học: - Sự cân xứng cốt thép tiết diện cọc; - Kích thước tiết diện cọc; - ðộ vng góc tiết diện ñầu cọc với trục; - ðộ chụm ñều ñặn mũi cọc; 4.1.3 Không dùng ñoạn cọc có độ sai lệch kích thước vượt q quy định bảng 1, đoạn cọc có vết nứt rộng 0.2 mm ðộ sâu vết nứt góc khơng q 10 mm, tổng diện tích lẹm, sứt góc rỗ tổ ong khơng q 5% tổng diện tích bề mặt cọc khơng q tập trung Bảng 1- ðộ sai lệch cho phép kích thước cọc TT 1 10 11 12 13 14 15 Kích thước cấu tạo ðộ sai lệch cho phép Chiều dài đoạn cọc, m ≤ 10 Kích thước cạnh (đường kính ngồi) tiết diện cọc đặc (hoặc rỗng giữa) Chiều dài mũi cọc ðộ cong cọc (lồi lõm) ðộ võng ñoạn cọc ðộ lệch mũi cọc khỏi tâm Góc nghiêng mặt đầu cọc với mặt phẳng thẳng góc trục cọc: - cọc tiết diện đa giác - cọc tròn Khoảng cách từ tâm móc treo đến đầu đoạn cọc ðộ lệch móc treo so với trục cọc Chiều dày lớp bê tông bảo vệ Bước cốt thép xoắn cốt thép ñai Khoảng cách cốt thép chủ ðường kính cọc rỗng Chiều dày thành lỗ Kích thước lỗ rỗng so với tim cọc ± 30 mm + mm ± 30 mm 10 mm 1/100 chiều dài ñốt cọc 10 mm nghiêng 1% nghiêng 0.5% ± 50 mm 20 mm ± mm ± 10 mm ± 10 mm ± mm ± mm ± mm 4.2 Cọc thép 4.2.1 Cọc thép thường ñược chế tạo từ thép ống thép hình cán nóng Chiều dài đoạn cọc chọn theo kích thước khơng gian thi cơng kích thước lực thiết bị hạ cọc 4.2.2 Mặt ñầu ñoạn cọc phải phẳng vng góc với trục cọc, độ nghiêng khơng 1% 4.2.3 Chiều dày cọc thép lấy theo quy ñịnh thiết kế thường chiều dày chịu lực theo tính tốn cộng với chiều dày chịu ăn mòn 4.2.4 Trong trường hợp cần thiết thực lớp bảo vệ phun vữa xi măng mác cao, chất dẻo phương pháp điện hố 4.2.5 Các ñoạn cọc thép ñược nối hàn, chiều cao chiều dài ñường hàn phải tuân theo thiết kế Hạ cọc búa đóng búa rung 5.1 Tuỳ theo lực trang thiết bị có, điều kiện địa chất cơng trình, quy định Thiết kế chiều sâu hạ cọc ñộ chối quy ñịnh Nhà thầu lựa chọn thiết bị hạ cọc phù hợp Nguyên tắc lựa chọn búa sau: a) có ñủ lượng ñể hạ cọc ñến chiều sâu thiết kế với ñộ chối quy ñịnh thiết kế, xuyên qua lớp ñất dày kể tầng kẹp cứng; b) gây nên ứng suất động khơng lớn ứng suất ñộng cho phép cọc ñể hạn chế khả gây nứt cọc; c) tổng số nhát ñập tổng thời gian hạ cọc liên tục khơng vượt giá trị khống chế thiết kế ñể ngăn ngừa tượng cọc bị mỏi; d) ñộ chối cọc khơng nên q nhỏ làm hỏng đầu búa 5.2 Lựa chọn búa đóng cọc theo khả chịu tải cọc thiết kế trọng lượng cọc Năng lượng cần thiết tối thiểu nhát búa ñập E ñược xác ñịnh theo công thức: E = 1.75 a P đó: (1) E - Năng lượng ñập búa, kGm; a - hệ số 25 kG.m/tấn P - khả chịu tải cọc, tấn, quy ñịnh thiết kế Loại búa ñược chọn với lượng nhát ñập Ett phải thoả mãn ñiều kiện: Qn + q ≤k E tt đó: (2) k - hệ số quy ñịnh bảng 2; Qn - trọng lượng toàn phần búa, kG; q - trọng lượng cọc (gồm trọng lượng mũ ñệm ñầu cọc), kG ðối với búa đi-ê-zen, giá trị tính tốn lượng ñập lấy bằng: ñối với búa ống Ett = 0.9 QH ñối với búa cần Ett = 0.4 QH Q - trọng lượng phần ñập búa, kG; H - chiều cao rơi thực tế phần ñập búa đóng giai đoạn cuối, búa ống H= 2.8 m; búa cần có trọng lượng phần đập 1250, 1800 2500 kG H tương ứng 1.7; 2.2 m Bảng 2- Hệ số chọn búa đóng Loại búa Búa đi-ê-zen kiểu ống song ñộng Búa ñơn ñộng ñi-ê-zen kiểu cần Búa treo Hệ số k Chú thích: Khi hạ cọc phương pháp xói nước hệ số nói tăng thêm 1.5 5.3 Khi cần phải đóng xun qua lớp đất chặt nên dùng búa có lượng đập lớn trị số tính tốn theo cơng thức (1) (2), dùng biện pháp khoan dẫn trước đóng biện pháp xói nước Khi chọn búa để đóng cọc xiên nên tăng lượng đập tính theo cơng thức (1) với hệ số k1 cho bảng Bảng 3- Hệ số chọn búa ñóng cọc xiên ðộ nghiêng cọc 5:1 4:1 3:1 2:1 1:1 Hệ số k1 1.1 1.15 1.25 1.4 1.7 5.4 Loại búa rung hạ cọc chọn theo tỷ số K0 / Qt tuỳ thuộc vào ñiều kiện ñất chiều sâu hạ cọc K0 - mô men lệch tâm, T.cm; Qt - trọng lượng toàn phần gồm trọng lượng cọc, búa rung ñệm ñầu cọc, Giá trị tỷ số dùng búa rung với tốc độ quay bánh lệch tâm 300÷500 vòng/ phút khơng ñược nhỏ trị số cho bảng Bảng -Tỷ số K0 / Qt Tính chất đất mà cọc xuyên qua Phương pháp hạ K0/Qt ñộ sâu hạ cọc < 15 m >15 m Cát no nước, bùn, sét dẻo Khơng xói nước lấy đất khỏi cọc mềm dẻo chảy Cát ẩm, ñất sét, sét dẻo Xói nước tuần hồn lấy đất khỏi lòng cọc ống mềm, cứng Sét cứng, nửa cứng, cát, sỏi, Xói nước lấy đất khỏi lòng cọc thấp mũi cọc sạn 0.80 1.0 1.10 1.30 1.30 1.60 Chú thích: Khi chọn búa rung để hạ cọc ống có đường kính lớn 1.2 m nên ưu tiên cho máy có lỗ để đưa đất từ lòng cọc ống ngồi mà khơng phải tháo lắp máy Trong trường hợp cần rung hạ cọc đường kính lớn nên dùng hai búa rung ghép đơi đồng đế trung chuyển; ñó giá trị K0 Qt phải tổng tiêu tương ứng hai búa rung 5.5 Khi rung hạ cọc tròn rỗng cọc dạng cần có biện pháp chống khả xuất vết nứt hư hỏng cọc: - ðể tránh tăng áp suất khơng khí lòng cọc đậy khít nên dùng chụp đầu cọc có lỗ hổng có tổng diện tích khơng 0.5% diện tích tiết diện ngang cọc; - ðể tránh sinh áp lực thuỷ ñộng nguy hiểm nước đất lòng cọc gây nứt rạn cọc-ống BTCT phải có biện pháp hút nước truyền khơng khí ðể dự báo trước hư hỏng xảy rung hạ cọc- ống nên dùng thiết bị đo gia tốc, trường hợp khơng có thiết bị tiến hành quan sát mức độ tiêu tán cơng suất búa ( điện năng) biên ñộ giao ñộng cọc Nếu thấy công suất búa biên ñộ giao ñộng cọc tăng, liên kết búa rung đầu cọc khít mà tốc độ hạ cọc lại bị giảm chứng tỏ mũi cọc gặp chướng ngại; cần dừng máy, tìm cách loại bỏ chướng ngại cách lấy đất lòng cọc bơm rửa ñáy cọc Khi rung hạ cọc cát cát giai đoạn cuối nên giảm tần số rung cọc khoảng 7÷10 phút ñộ sâu thiết kế ñể làm chặt ñất lòng xung quanh cọc 5.6 Khi rung hạ cọc bình thường tức thơng số búa rung ổn định, cọc khơng gặp chướng ngại theo tăng tiến chiều sâu, tốc ñộ hạ cọc, biên ñộ giao ñộng công suất máy bị giảm ma sát bên cọc tăng dần ðể tăng chiều sâu hạ cọc nên tăng cơng suất động cơng suất thiết kế Khi tốc độ hạ cọc giảm tới 2-5 cm/ phút biên ñộ giao động khoảng 5mm cọc khó xuống tiếp; cần phải tiến hành xói nước lấy đất lòng cọc với việc chạy hết cơng suất động 5.7 Khi đóng cọc búa phải dùng mũ cọc ñệm gỗ phù hợp với tiết diện ngang cọc Các khe hở mặt bên cọc thành mũ cọc bên không nên vượt cm Cần phải siết chặt cứng búa rung hạ cọc với cọc Khi nối đoạn cọc tròn rỗng cọc -ống phải ñảm bảo ñộ ñồng tâm chúng Khi cần thiết phải dùng gá cố ñịnh thiết bị dẫn hướng để tăng độ xác A.4 Tổng hợp rung hạ cọc Tên Nhà thầu: Cơng trình: Báo cáo tổng hợp rung hạ cọc ( Từ N0 ñến N0 .) Bắt ñầu Kết thúc ðộ sâu, m TT Tên cọc Loại cọc Ngày ca Kỹ thuật thi công Ký tên Thiết kế Thực tế Các số liệu lần đo sau Lực Loại kích búa động, rung Tư vấn giám sát Ký tên Công suất yêu cầu, KW Tốc ñộ hạ, m/ph Cao ñộ lõi ñất, m Ghi 10 11 12 ðại diện Chủ ñầu tư Ký tên A.5 Nhật ký ép cọc Tên Nhà thầu: Cơng trình: Nhật ký ép cọc ( Từ N0 ñến N0 .) Bắt ñầu Kết thúc Loại máy ép cọc Áp lực tối ña bơm dầu, kg/cm2 Lưu lượng bơm dầu, l/ phút Diện tích hữu hiệu pittơng, cm2 Số giấy kiểm ñịnh Cọc số ( theo mặt bãi cọc) Ngày tháng ép Số lượng chiều dài ñoạn cọc Cao ñộ tuyệt ñối mặt ñất cạnh cọc Cao ñộ tuyệt ñối mũi cọc Lực ép quy ñịnh thiết kế ( min, max), ðộ sâu ép Ngày, ép ký hiệu ñoạn ñộ sâu, m Kỹ thuật thi công Ký tên Giá trị lực ép áp lực, lực ép, kg/cm Tư vấn giám sát Ký tên Ghi ðại diện Chủ ñầu tư Ký tên A.6 Tổng hợp ép cọc Tên Nhà thầu: Công trình: Báo cáo tổng hợp ép cọc ( Từ N0 ñến N0 .) Bắt ñầu Kết thúc TT Tên cọc Ngày /ca Loại cọc Ký hiệu ñoạn cọc Lực ép dừng, Kỹ thuật thi công Ký tên Tư vấn giám sát Ký tên ðộ sâu, m Thiết kế Thực tế Loại máy ép Ghi 10 ðại diện Chủ ñầu tư Ký tên Phụ lục B (tham khảo)  Hư hỏng cọc bê tông cốt thép đóng Khi đóng cọc bê tơng cốt thép xảy hư hỏng sau có liên quan tới cơng nghệ đóng: - Rạn nứt sứt mẻ đầu cọc; - Có khe nứt dọc ñoạn thân cọc, thường có nhiều đoạn đầu cọc; - Khe nứt ngang thường vùng ñầu 1/ thân cọc; - Khe nứt ngang, chuyển thành khe nứt xiên 450 phần cọc mặt ñất Nguyên nhân hư hỏng dạng thứ thường tập trung ứng suất cục nhát đập búa khơng tâm, giảm xung mũ cọc khơng đạt u cầu gây Cho nên thi cơng đóng cọc cần thường xuyên kiểm tra ñộ ñồng trục cọc, mũ cọc búa, trạng thái ñệm giảm xung mũ cọc ñặc biệt độ vng góc mặt phẳng đệm mặt phẳng ñầu cọc so với trục cọc; ñộ ñồng vật liệu ñệm ñộ khe hở hệ ñộng với cần búa Sự xuất vết nứt dọc thân cọc có quan hệ với gia tăng chung ứng suất vượt q sức bền chịu nén động bê tơng cọc tác dụng tải trọng lặp Hư hỏng chiều cao rơi búa lớn ñệm giảm xung cứng Nguyên nhân khác mũi cọc gặp đất q cứng chướng ngại rắn Khi tạo sóng nén phản hồi cộng vào với sóng nén trực diện làm tăng ứng suất nén thân cọc Ngăn ngừa hư hỏng cách giảm chiều cao rơi búa thay đệm có độ đàn hồi lớn Thường hay dùng cách thay vật liệu đệm cách ảnh hưởng tới độ chối nhát búa Ứng suất nén lớn cọc đóng xác định theo phương pháp trình bày phụ lục Khi ñộ chối cọc bị giảm nhiều (nhỏ 0.2 cm) dùng biện pháp trên, mà cần phải hạ cọc tới ñộ sâu thiết kế, nên chuyển đổi dùng búa nặng tìm cách giảm sức kháng đất ( khoan dẫn, xói nước v.v) Một nguyên nhân gây nứt ngang thân cọc bị uốn mũi cọc bị lệch khỏi hướng xuất phát gặp chướng ngại cần búa bị lệch, bị lắc Nếu cần búa bị lệch ngun nhân máy chủ đứng lún khơng Hiện diện mơ men uốn, quan hệ với độ lệch cọc búa đóng so với vị trí ban đầu dễ dàng nhận cọc bị xơ phía sau nâng búa mũ cọc ngồi Cho nên đóng cọc cần phải theo dõi ñộ thẳng ñứng cọc theo hai phương vng góc máy trắc đạc Nguyên nhân khác gây vết nứt ngang sóng kéo, hình thành cọc bắt đầu ñóng, mũi cọc xuyên ñất yếu dùng xói nước, khoan dẫn Sức kháng ñất bị yếu biểu qua ñộ chối có trị số lớn, khơng cho phép xuất vết nứt ngang cần phải khống chế ñộ chối lớn thời gian đóng cọc BTCT theo độ dài sau: đến 10 m - ÷ cm 10 ÷ 15 m - ÷ cm 15 ÷ 20 m - ÷ cm 20 m - ÷ cm Khi độ chối lớn trị sốnêu cần giảm chiều cao rơi búa dùng vật liệu đệm cứng Ứng suất kéo lớn cọc đóng xác định theo phương pháp trình bày phụ lục C Vết nứt xiên ( thường với góc gần 450) thường xuất nội lực xoắn gây mũ cọc cọc bị xoay, tác dụng ñồng thời lực kéo xoắn Dấu hiệu tác dụng mơ men xoắn độ xoay ñầu cọc so với vị trí ban ñầu khị nâng búa mũ cọc có vết tì góc cọc vào đệm gỗ Khi cần phải xoay cần búa, dùng mũ cọc có cấu tạo không cản trở cọc xoay quanh trục, chuyển sang cọc tròn Phụ lục C (tham khảo)  Xác ñịnh ứng suất ñộng cọc BTCT đóng Theo quy phạm Liên xơ Lời giải trình bày dựa lý thuyết sóng nhát đập ñược Kanshin- PlutalovSmidth giản lược Thực chất phương pháp sau Cọc ñược chia thành nhiều phần tử cứng, nối với liên kết kể ñến ñặc trưng biến dạng vật liệu cọc ðầu búa, sabơ, mũ cọc xem phần tử hệ ðệm gỗ giảm xung mang tính đàn- nhớt, đất xung quanh cọc mũi cọc có tính ñàn- nhớt dẻo ðối với phần tử hệ quy ước người ta thành lập hệ phương trình mơ tả trạng thái phần tử khoảng thời gian ngắn t, ñủ ñể xem tác ñộng phần tử kề bên mơi trường đất bên ngồi lên phần tử ñang xét tốc ñộ dịch chuyển cố định Bằng cách giải lặp phương trình cho phần tử xác ñịnh nội lực biên suy ứng suất thời điểm chu trình nhát đập Hiện có nhiều cơng trình nghiên cứu lý thuyết truyền sóng cơng bố hội nghị quốc tế Tuy nhiên cách tính ứng suất ñộng cách tra bảng tác giả Liên Xơ áp dụng cho cơng tác ñóng cọc Trị số ứng suất ñộng nén, kéo lớn thân cọc BTCT, bố trí cốt thép dọc ñến 0.05, búa ống ñi- ê-zen búa đơn động gây tính theo cơng thức: σn,k = K K1 K2 K3 K4, đó: (C1) σn,k - ứng suất nén, kéo thân cọc, kG / cm2; K - hệ số tin cậy lấy 1.1 cho ứng suất nén 1.3 cho ứng suất kéo; K1 - hệ số, phụ thuộc vào tỷ số trọng lượng phần đập búa diện tích tiết diện ( netto) cọc, kG / cm2; K2 - hệ số, phụ thuộc vào chiều cao rơi tính tốn phần ñập búa, H; K3 - hệ số, phụ thuộc vào ñộ cứng vật liệu ñệm mũ cọc; K4 - hệ số, phụ thuộc vào chiều dài L cọc, cường ñộ tiêu chuẩn, Rn, đất mũi cọc, tính theo tiêu cường ñộ ñất nền, theo bảng A1 “ Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc”; Trị số hệ số K1, K2, K3, K4 cho búa ñi-ê-zen kiểu ống cho bảng C1 ÷ C4, cho búa đơn động bảng C5 ÷ C8 dạng phân số, tử số dùng tính ứng suất nén, mẫu số dùng tính ứng suất kéo Bảng C1- Hệ số K1 Q/F, kG/ cm2 0.8 131  73 K1,kG/ cm2 148  65 1.2 161  58 1.4 170  51 1.6 178  45 1.8 186  39 2.8 215  16 220  13 Bảng C1- Hệ số K1(tiếp theo) Q/F, kG/ cm2 193  33 K1,kG/ cm2 2.2 199  28 2.4 205  23 2.6 210  19 Bảng C2- Hệ số K2 Chiều cao rơi H, cm 150 175 200 225 250 275 300 K2 0.58  0.35 0.76  0.45 0.84  0.55 0.92  0.75 1.00  1.00 1.08  1.25 1.16  1.55 Bảng C3- Hệ số K3 ðộ cứng ñệm Kp, kg/ cm2 K3 50 0.58  0.20 100 0.78  0.40 150 0.87  0.60 200 0.94  0.80 300 1.05  1.16 400 1.14  1.36 500 1.22  1.50 1000 1.52  1.80 1100 1.57  1.83 1200 1.62  1.85 Bảng C3- Hệ số K3 (tiếp theo) ðộ cứng ñệm Kp, kg/ cm2 K3 600 1.29  1.60 700 1.35  1.67 800 1.41  1.72 900 1.47  1.76 Bảng C4-Hệ số K4 Hệ số K4 ứng với cường ñộ tiêu chuẩn ñất mũi cọc Rn, T/m2 Chiều dài cọc, L, m 25 20 16 12 1100 800 600 400 250 150 100 50 1.03  0.44 1.02  0.40 1.01  0.35 0.99  0.30 0.98  0.20 1.03  0.66 1.01  0.60 1.00  0.53 0.99  0.44 0.97  0.30 1.02  0.88 1.01  0.80 1.00  0.70 0.98  0.59 0.96  0.40 1.02  1.10 1.00  1.00 0.99  0.88 0.97  0.74 0.95  0.50 1.01  1.37 1.00  1.25 0.98  1.10 0.96  0.93 0.93  0.63 1.01  1.65 0.99  1.50 0.97  1.32 0.94  1.11 0.92  0.75 1.00  1.93 0.98  1.75 0.96  1.54 0.92  1.29 0.88  0.88 1.00  2.58 0.98  2.25 0.95  2.00 0.91  1.70 0.86  1.30 4.0 196  22 4.5 203  18 5.0 209  15 Bảng C5- Hệ số K1 Q/F, kG/ cm2 K1, kG/ cm2 1.5 140  82 2.0 155  64 2.5 165  48 3.0 177  36 3.5 185  28 Bảng C6- Hệ số K2 Chiều cao rơi H, cm K2 20 40 60 80 100 120 0.55  0.47 0.71  0.67 0.87  0.84 1.00  1.00 1.12  1.14 1.23  1.27 Bảng C7- Hệ số K3 ðộ cứng ñệm Kp, kg/ cm2 K3 50 0.50  0.47 100 0.78  0.40 150 0.87  0.60 200 0.94  0.80 300 1.05  1.21 400 1.14  1.48 500 1.20  1.65 Bảng C7- Hệ số K3 (tiếp theo) ðộ cứng ñệm Kp, kg/ cm2 K3 600 1.32  1.76 700 1.40  1.84 800 1.48  1.90 900 1.56  1.95 1000 1.64  2.00 1100 1.72  2.04 1200 1.79  2.08 Bảng C8- Hệ số K4 Chiề u dài cọc, L, m 25 20 16 12 Hệ số K4 ứng với cường ñộ tiêu chuẩn ñất mũi cọc Rn, T/m2 1100 800 600 400 250 150 100 50 1.04  0.52 1.03  0.47 1.02  0.40 1.00  0.30 0.96  0.16 1.03  0.78 1.02  0.70 1.02  0.60 0.99  0.44 0.95  0.24 1.03  1.04 1.02  0.94 1.01  0.80 0.98  0.59 0.94  0.32 1.02  1.30 1.01  1.17 1.00  1.00 0.97  0.74 0.93  0.40 1.02  1.56 1.01  1.41 1.00  1.20 0.97  0.89 0.93  0.48 1.01  1.82 1.01  1.64 1.00  1.40 0.97  1.03 0.93  0.56 1.01  2.03 1.00  1.87 0.99  1.60 0.96  1.18 0.92  0.64 1.01  2.40 1.00  2.20 0.99  1.90 0.96  1.50 0.92  0.90 Chú thích: ðể xác định ứng suất nén lớn đóng búa đi-ê-zen cần theo cơng thức (1) riêng hệ số K lấy 1, hệ số khác bảng C1 ÷ C4; Các giá trị trung gian hệ số bảng C1÷C8 lấy theo chia khoảng; Tổn thất lượng kết cấu búa lấy 15% cho búa ống 10% cho búa ñơn ñộng Với tổn thất phạm vi nêu trị số chiều cao rơi búa tính tốn, H, bảng C2 C6 trùng với chiều cao rơi thực tế Khi tổn thất khác giá trị nêu chiều cao rơi búa tính tốn thực tế có quan hệ sau: m' H = H1 (C2) m H H1 - chiều cao rơi búa tính tốn thực tế; m’- hệ số tổn thất lượng thực tế, búa đi-ê-zen ống lấy 0.8 ÷ 0.9, búa lấy 0.7 ÷ 0.9 m- hệ số tổn thất lượng tính tốn, búa đi-ê-zen ống lấy 0.85, búa lấy 0.9 ðộ cứng đệm Kp tính theo cơng thức: E tt Kp = (C3) K n lb Ett - mô đun đàn hồi tính tốn vật liệu đệm, kG/cm2, lấy theo bảng C9 phụ thuộc vào ứng suất nén cho trước lớn σ cọc Nếu tính theo cơng thức (1) ứng suất σn chênh với σ q 10% phải tra bảng tính lại; Kn - hệ số nén chặt vật liệu ñệm, lấy theo bảng C9; lb - chiều dày ban ñầu ñệm trước nén, cm ðộ cứng đệm nhiều lớp xác định theo cơng thức: 1 1 = + + + K p K p1 K p K pn (C4) Bảng C9- Mơ đun đàn hồi đệm mũ cọc Mơ đun Ett, kG/cm2 ứng với ứng suất σ, TT Vật liệu ñệm Hệ số nén kG/ cm2 cho trước là: Kpn 50 100 150 200 250 Gỗ thông loại thớ 0.40 900 1700 2500 3200 3600 Gỗ sồi thớ vng góc 0.60 2600 3400 4100 4600 4800 với hướng nén Ván ép 0.70 2800 3800 4100 4600 4800 Cao su chịu nhiệt có ñộ xốp, %: 10 1100 2300 3200 3700 3900 15 800 1800 2600 3200 3500 20 600 1500 2300 2900 3200 25 500 1300 2000 2700 3000 Trong trường hợp cần thiết dùng cơng htức (1) để giải tốn ngược Thí dụ tính tốn Cọc BTCT tiết diện 40 x 40 cm, dài 16 m đóng búa D35 vào đất sét dẻo cứng(IL = 0.4) ñến ñộ sâu 15m Vật liệu ñệm mũ cọc ván xẻ thớ ngang hướng ñóng Chiều dày ban ñầu trước nén 20 cm Số nhát búa cho phép trước ñổi ñệm 1000 Xác ñịnh ứng suất nén lớn ñầu cọc ứng suất kéo lớn thân cọc lúc khởi đầu đóng với chiều cao rơi búa 170 cm; tính ứng suất nén lớn ñầu cọc kết thúc với chiều cao rơi 220 cm Trọng lượng phần ñập búa 3500 kG Tổng trọng lượng búa 7200 kG, trọng lượng mũ cọc 500kG, tổn thất lượng búa 15% Tính thơng số cần thiết a) Q / F = 3500 / 40 / 40 = 2.2 kG / cm2 b) Lúc khởi đầu đóng, sức kháng ñất mũi cọc tổng trọng lượng búa, mũ cọc cọc chia cho diện tích tiết diện cọc: Rn0 = (7.2 +0.5 +6.4) / 0.16 = 90 T/ m c) Khi kết thúc đóng, sức kháng ñất mũi cọc( tra bảng A1 Tiêu chuẩn thiết kế móng cọc) Rn15 = 280 T/ m2 Tính ứng suất nén lớn đầu cọc đóng a) Theo bảng tính K1 = 199 b) Theo bảng 2, với H = 170 cm, tính K2 = 0.71 c) Giả sử ứng suất nén σ = 150 kG/cm2, tính ñộ cứng ñệm ván xẻ theo công thức (3) : Kp = 2500 / 0.4 / 20 = 312 kG/ cm3 d) Theo bảng tính K3 = 1.06 e) Theo bảng tính K4 = 0.96 f) Theo cơng thức (1) ta có ứng suất nén lớn đầu cọc đóng là: σn = 1.10 x 199 x 0.71 x 1.06 x 0.96 = 158 kG/ cm2 Trị số so với trị số tạm tính σ = 150 kG/cm2 khơng chênh ñáng kể , nên lấy ứng suất nén σn = 158 kG/cm2 Tính ứng suất kéo lớn đầu cọc đóng a) Theo bảng tính K1 = 28 b) Theo bảng 2, với H = 170 cm, tính K2 = 0.71 c) Theo bảng 9, với ứng suất nén σ = σn = 158 kG/cm2, mơ đun đàn hồi tính tốn đệm 2610 kG/ cm2; tính độ cứng đệm ván xẻ theo cơng thức (3) : Kp = 2610 / 0.4 / 20 = 326 kG/ cm3 d) Theo bảng tính K3 = 1.21 e) Theo bảng tính K4 = 1.63 f) Theo cơng thức (1) ta có ứng suất kéo lớn thân cọc đóng là: σk = 1.3 x 28 x 0.43 x 1.21 x 1.63 = 31 kG/ cm2 Tính ứng suất nén lớn ñầu cọc kết thúc a) Theo bảng tính K1 = 199 b) Theo bảng 2, với H = 220 cm, tính K2 = 0.90 c) Giả thiết ứng suất nén lớn 200 kG/ cm2, theo bảng mơ đun đàn hồi gỗ 3200 kg /cm2; tính độ cứng ñệm ván xẻ theo công thức (3) : Kp = 3200 / 0.4 / 20 = 400 kG/ cm3 d) Theo bảng tính K3 = 1.14 e) Theo bảng vói L = 16 m, Rn15 = 280 T/ m2 tính K4 = 1.0 f) Theo cơng thức (1) ta có ứng suất nén lớn ñầu cọc là: σn = 1.1 x 199 x 0.9 x 1.14 x 1.0 = 222 kG/ cm2 Trị số so với trị số tạm tính σ = 200 kG/cm2 chênh đáng kể , nên tính lại với σn = 222 kG/cm2, mơ đun đàn hồi 3640 kG/ cm2 ñộ cứng ñệm là: Kp = 3640 / 0.4 / 20 = 455 kG/ cm3 g) Theo bảng tính K3 = 1.14 h) Theo cơng thức (1) ta có ứng suất nén lớn ñầu cọc là: σn = 1.1 x 199 x 0.9 x 1.18 x 1.0 = 232 kG/ cm2 C.2 Theo Broms B.B Ứng suất nén lớn xác định theo cơng thức: σn = α   + Fc  Fh  eE E ec γ c E eh γ h ep γ pH  F  + p  Fc  E ep γ p  E ec γ c  ñây: σn = ứng suất nén lớn cọc (kG/cm2); H = ñộ cao rơi búa, cm; α = 0.6 ñối với búa rơi tự do; α = ñối với búa ñiêzen; e = hệ số hiệu suất búa- cọc, e = 0.6 cho búa rơi tự e = 0.8 cho búa ñiêzen; F = diện tích tiết diện, cm2; Ee = mơ đun đàn hồi, kG/cm2; γ = trọng lượng đơn vị, kG/cm3; ký hiệu h, c, p chân Ee , γ, F tương ứng cho búa(hammer), ñệm cọc(cushion) cọc(pile) Ứng suất kéo cọc BTCT thường dao động khoảng 30 ÷ 40% σn Nên thiết kế chống nứt kéo ba cấp ứng suất kéo 50, 55 60 kG/cm2 Phụ lục D (tham khảo)  Cấu tạo mũ cọc Mũ cọc có vai trò quan trọng cơng tác thi cơng cọc đóng, vừa đảm bảo cho cọc khơng bị nứt, vỡ, mà giữ cho sabơ búa khơng bị hư hại Thông thường sở sản xuất búa ñều cung cấp ñồng giàn búa loại mũ cọc tương ứng Tuy nhiên, ñiều kiện nước ta chưa chế tạo dàn búa, thay mũ cọc chế sẵn cách tự gia công hàn Phụ lục giới thiệu thành phần cấu tạo mũ cọc để gia cơng ñược mũ cọc cần thiết Khi ñóng cọc búa ñơn ñộng búa ñi-ê-zen kiểu ống nên dùng mũ cọc dạng chữ H đúc hàn có khoang khoang Khi đóng cọc búa ñi-ê-zen kiểu cần búa song ñộng dùng mũ cọc dạng chữ U có khoang dưới( xem hình vẽ) Mũ cọc phải có lỗ tai vòng treo để ngoắc vào đầu búa tư thẳng đứng cáp Khoang thường có dạng hình tròn sâu 100 ÷150 mm cho búa 200÷300 mm cho búa đi-ê-zen Khoang chứa giảm chấn ñể giảm tải trọng ñộng lên búa lên mũ cọc ðường kính khoang thường rộng đường kính sabơ búa khoảng 10 ÷ 15 mm khơng nhỏ kích cỡ ngồi búa Giảm chấn thường ñược làm từ loại gỗ cứng (sồi, thông, sến, táu, lát ) cắt dọc thớ, đặt vng góc chuẩn với trục Bề dày giảm chấn phụ thuộc vào trọng lượng phần ñập búa; với búa ñi-ê-zen kiểu ống có trọng lượng phần ñập 1250, 1800, 2500, 3500, 5000 kG chiều dày đệm khơng nhỏ tương ứng 150, 200, 200, 250, 300 mm; với búa không nhỏ 250 ÷ 300 mm Nghiêm cấm việc dùng giảm chấn bị giập nát, xảy nhát ñập trực tiếp búa vào mũ thép Kích cỡ khoang mũ cọc thường rộng kích thước tiết diện coc cm Chiều sâu khoang khoảng 500 - 600 mm Tấm giảm chấn làm từ vật liệu khác nhau( xem bảng phụ lục 8) Bề dày đệm đóng cọc bê tơng cốt thép phụ thuộc vào vật liệu đệm, tính kỹ thuật búa cọc, ñặc ñiểm ñất xác ñịnh nhờ tính tốn (xem phụ lục C) a) b) Sơ đồ mũ cọc 6 7 c) d) 10 c) Cho búa đơn động d) Để đóng cäc èng BTCT b) Cho búa Điezen kiểu cần - Búa; - Khoang trên; - Giảm trấn trên; - Vành a) Cho búa Điezen kiểu ống 11 - Vách ngang; - Vành dới; - Gi¶m chÊn d−íi; 8 - Khoang dới; - Đai; 10 - Lỗ đục giảm chấn dới đầu búa; 11 - Lõi nãn trơ Kích cỡ khoang mũ cọc thường rộng kích thước tiết diện coc cm Chiều sâu khoang khoảng 500 - 600 mm Tấm giảm chấn làm từ vật liệu khác nhau( xem bảng phụ lục C) Bề dày đệm đóng cọc bê tơng cốt thép phụ thuộc vào vật liệu đệm, tính kỹ thuật búa cọc, ñặc ñiểm ñất xác định nhờ tính tốn (xem phụ lục C) Phụ lục E (tham khảo)  Biểu ghi độ chối đóng cọc Lần ño: Người ño: Kỹ thuật Nhà thầu: Tư vấn giám sát: Ví dụ: Biểu ghi độ chối cọc ñóng Nhà máy xi măng Nghi Sơn ... ñược thi t kế dự báo theo tình hình biến động đất khu vực, m; Lc chiều dài cọc ñã hạ vào ñất so với cốt thi t kế; e) Lực ép trước dừng khoảng (Pep) ≤ (Pep)KT ≤ (Pep)max : (Pep) lực ép nhỏ thi t... kính từ 50mm đến 68 mm Hạ cọc phương pháp ép tĩnh 6. 1 Lựa chọn thi t bị ép cọc cần thoả mãn yêu cầu sau: - Công suất thi t bị không nhỏ 1.4 lần lực ép lớn thi t kế quy ñịnh; - Lực ép thi t bị phải... trọng thi t kế giá trị tải trọng Thi t kế dự tính tác dụng lên cọc 3.1.5 Lực ép nhỏ (Pep) lực ép Thi t kế quy ñịnh ñể ñảm bảo tải trọng thi t kế lên cọc, thơng thường lấy 150 ÷ 200% tải trọng thi t