Chọn máy ép cọc bê tông để đưa cọc xuống chiều sâu như bản thiết kế, cọc phải được qua các tầng địa chất khác nhau và tùy theo điều kiện cụ thể của địa chất công trình. Việc chọn máy ép cọc bê tông để ép cọc bê tông cần phải tỉ mỉ, chi tiết và không có sai sót.

Nội dung chính bài viết hướng dẫn chọn máy ép cọc bê tông

Muốn cho cọc bê tông qua được những địa tầng đó thì lực ép cọc bê tông phải đạt giá trị:

Pep ≥ K.Pc

Trong đó :

• Pep – lực ép cần thiết để cọc bê tông 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 từng loại đất và tiết diện cọc

• Pc – tổng sức kháng tức thời của nền đất, Pc = Pmui + Pmasat

• Pmui : phần kháng của mũi cọc

• Pmasat : ma sát của thân cọc

Như vậy, để ép cọc bê tông xuống chiều sâu thiết kế thì cần phải có 1 lực thắng được lực ma sát bên của cọc và phá vỡ được cấu trúc của lớp đất dưới mũi cọc. Lực ép đó phải bằng trọng lượng bản thân của cọc và lực ép bằng thủy lực. Lực ép cọc bê tông chủ yếu do kích thủy lực tạo ra.

Ví dụ như: 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 là: Pcoc = PCPT = 79,215T

• Để đảm bảo được cho cọc có thể ép đến độ sâu thiết kế, thì lực ép của máy phải thỏa mãn điều kiện dưới đây:

Pep min ≥ 1,5Pcoc = 1,5 x 79,215 = 108,8T

• Vì chỉ nên dùng 0,8 – 0,9 khả năng làm việc tối đa của máy ép cọc, cho nên ta phải chọn máy ép cọc bê tông thủy lực có lực nén lớn nhất là 120T

• Vậy thì trọng lượng đối trọng mỗi bên là: P ≥ Pep/2 = 120/2 =60T, sử dụng mỗi bên 12 đối trọng bê tông cốt thép, trọng lượng mỗi khối nặng 5T có kích thước 1x1x2m

• Các chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của thiết bị ép cọc bê tông :

+ Chọn đường kính pitton thủy lực dầu (thường sử dụng 2 piton) :

+ Lấy Pdau = 150 kg/cm2. Suy ra :

Chọn D=25cm

• Với l = 1200mm, l là lịch trình của pitton thủy lực

Lý lịch máy phải được những 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 của dầu và các van chịu lực do cơ quan có thẩm quyền cấp

Tính số máy ép cọc bê tông cần cho công trình

Từ số lượng cọc bê tông cần ép và định mức ca máy (theo ĐM 24-2005), ta tính ra được số ca máy cần thiết cho việc thi công công trình. Nếu như 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 của cọc ép 5000m, tra định mức tiết diện cọc là 25x25cm và máy ép < 150T, định mức là 3,05ca/100m cọc. Vậy thì, nếu thi công toàn bộ số cọc trên phải cần ít nhất 5 tháng.

Nếu như ta sử dụng 2 máy ép cọc bê tông thì thời gian thi công sẽ giảm được 1/2. Và số ngày công cho 2 máy là: 77 ngày, sau khi có số ngày, số máy thì ta có thể thiết kế được sơ đồ ép cọc chính thức.

• Tính toán để chọn cẩu nhằm phục vụ ép cọc
• Tiến hành ép cọc bê tông
• Chuẩn bị mặt bằng để thi công và cọc

Việc bố trí mặt bằng thi công ép cọc sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công là nhanh hay chậm của công trình. Việc bố trí mặt bằng thi công phải hết sức hợp lý để các công việc không bị chồng chéo lên nhau, gây cản trở lẫn nhau, giúp đẩy nhanh được tiến độ thi công, rút ngắn được thời gian thực hiện công trình. Cọc bê tông phải được bố trí trên mặt bằng sao cho thật thuận lợi cho việc thi công mà vẫn không gây cản trở máy móc thi côn.

Vị trí các cọc bê tông phải được đánh dấu sẵn trên mặt bằng bằng những cột mốc chắc chắn, dễ nhìn. Cọc phải được vạch sẵn những đường trục để dùng máy ngắm kinh vĩ.

Giác đài cọc trên mặt bằng

• Người thi công sẽ phải kết hợp với người làm công tác đo đạc. Trên bản vẽ tổng mặt bằng thi công phải xác định được đầy đủ vị trí của từng hạng mục công trình, cần ghi rõ cách xác định lưới toạ độ, dựa vào những mốc chuẩn có sẵn hoặc dựa vào mốc quốc gia, chuyển mốc đến địa điểm xây dựng

• Thực hiện các biện pháp để có thể đánh dấu trục móng, nhớ chú ý đến mái dốc taluy của hố móng.

Giác cọc trong móng.

• Giác móng xong, thì ta xác định được vị trí của đài, ta sẽ tiến hành xác định vị trí cọc trong đài

• Ở phần móng trên mặt bằng, chúng ta đã xác định được tim đài nhờ các điểm chuẩn. Các điểm này sẽ được đánh dấu bằng các mốc

• Căng dây trên các mốc, lấy thăng bằng, sau đó từ tim ta đo ra các khoảng cách để xác định vị trí tim cọc theo thiết kế

• Xác định tim cọc bằng phương pháp thủ công, sử dụng quả dọi thả từ các giao điểm trên dây đã xác định tim cọc để xác định được tim cọc thực dưới đất, đánh dấu các vị trí này

Công tác chuẩn bị ép cọc

Cọc được ép sau nên thời điểm bắt đầu ép cọc sẽ tuỳ thuộc vào sự thoả thuận giữa thiết kế của 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 cho các đường trục của khung máy, đường trục kích và đường trục của cọc đứng thẳng và nằm trong 1 mặt phẳng, mặt phẳng này nhất thiết phải vuông góc với mặt phẳng chuẩn nằm ngang (mặt phẳng chuẩn của đài móng). Độ nghiêng của nó không được phép quá 5%.

Kiểm tra 2 móc cẩu của dàn máy sao cho 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 rất phẳng, không được nghiêng lệch, kiểm tra các chốt vít thật sự an toàn.

• Lần lượt cẩu từng đối trọng lên dầm khung sao cho mặt phẳng chứa trọng tâm 2 đối trọng phải trùng với trọng tâm của ống thả cọc. Trong trường hợp các đối trọng đặt ngoài dầm thì phải kê thật chắc chắn

• Sử dụng cẩu tự hành cẩu trạm bơm đến gần dàn máy, nối các giắc thuỷ lực vào giắc trạm bơm, bắt đầu cho máy hoạt độn. Chạy thử máy ép nhằm kiểm tra độ ổn định của thiết bị (chạy không tải và có tải). Kiểm tra cọc và vận chuyển cọc vào đúng vị trí cọc trước khi ép. Kiểm tra các chi tiết nối cọc và máy hàn.

• Trước khi ép cọc đại trà, ta phải tiến hành ép để làm thí nghiệm nén tĩnh cọc tại các điểm có điều kiện địa chất tiêu biểu nhằm lựa chọn thật 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 được ít hơn 3 cọc.

Chuẩn bị tài liệu cho việc ép cọc bê tông

• Phải kiểm tra sát sao để loại bỏ các cọc không đạt đủ yêu cầu kỹ thuật.

• Phải có đầy đủ những bản báo cáo khảo sát địa chất công trình, biểu đồ xuyên tĩnh, bản đồ các công trình ngầm.

• Nên 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 tiêu chuẩn cọc.

• Hồ sơ thiết bị dùng để ép cọc.

Lắp đoạn cọc đầu tiên: Chuẩn bị

• Đoạn cọc đầu tiên phải được lắp thật chính xác, phải cân chỉnh để trục của C1 trùng với đường trục của kích và đi qua  đúng điểm định vị cọc, độ sai lệch không được quá 1cm.

• Đầu trên của cọc phải được gắn vào thanh định hướng của khung máy.

• Nếu đoạn cọc C1 bị nghiêng thì sẽ dẫn đến hậu quả là toàn bộ cọc bị nghiêng. Đầu trên của C1 phải được gắn thật chặt vào thanh định hướng của khung máy. Nếu như máy không có thanh định hướng thì đáy kích ( hoặc đầu pittong ) cần phải có thanh định hướng. Khi đó thì đầu cọc phải tiếp xúc chặt với chúng. Khi 2 mặt ma sát tiếp xúc chặt với mặt bên cọc C1 thì hãy điều khiển van tăng dần áp lực. Ở những giây đầu tiên áp lực đầu tăng chậm đều, để đoạn C1 cắm sâu dần vào đất 1 cách nhẹ nhàng với vận tốc xuyên không nên quá 1 cm/ s. Khi phát hiện thấy nghiêng cần phải dừng lại ngay, căn chỉnh ngay.

Tiến hành thi công ép cọc

• Khi đáy kích (hoặc đỉnh của pittong) tiếp xúc với đỉnh cọc thì điều chỉnh van tăng dần áp lực lên, ở những giây đầu tiên áp lực dầu tăng dần đều, đoạn cọc C1 cắm sâu dần xuống đất với vận tốc xuyên nhỏ hơn hoặc bằng 1m/s.

• Trong quá trình ép nên sử dụng 2 máy kinh vĩ đặt vuông góc với nhau để kiểm tra được độ thẳng đứng của cọc lúc xuyên xuống. Nếu như xác định cọc nghiêng thì dừng lại ngay để điều chỉnh lại.

• Khi đầu cọc C1 cách mặt đất 0,3 ÷ 0,5m thì hãy tiến hành lắp đoạn cọc C2, kiểm tra về mặt 2 của đầu cọc C2 sửa chữa sao cho thật phẳng.

• Kiểm tra kỹ lưỡng các chi tiết nối cọc và máy hàn.

• Lắp đoạn cọc C2 vào vị trí ép, căn chỉnh sao cho để đường trục cọc C2 trùng với trục kích và trục đoạn cọc C1, độ nghiêng không quá 1%

• Tác động lên cọc C2 1 lực tạo tiếp xúc sao cho áp lực ở mặt tiếp xúc vào khoảng 3 – 4kg/cm2 rồi mới tiến hành nối 2 đoạn cọc theo thiết kế. Bắt đầu tiến hành ép đoạn cọc C2. Tăng dần áp lực nén để cho máy ép có đủ thời gian cần thiết tạo được đủ lực ép thắng lực ma sát và lực kháng của đất ở mũi cọc để cọc chuyển động.

• Thời điểm đầu C2 nên chỉ đi sâu vào lòng đất với vận tốc xuyên không quá 1 cm/s.

• Khi đoạn C2 chuyển động đều rồi thì mới cho cọc chuyển động với vận tốc xuyên <= 2 cm/s.

• Khi lực nén tăng đột ngột tức là mũi cọc đã gặp phải lớp đất cứng hơn ( hoặc gặp dị vật cục bộ ) hãy giảm tốc độ nén để cọc có đủ khả năng vào được đất cứng hơn ( hoặc phải kiểm tra dị vật để xử lý ) và giữ để cho lực ép không vượt quá giá trị tối đa cho phép.

• Hãy làm tương tự với các đoạn cọc sau. Trong quá trình ép cọc, nhớ phải chất thêm đối trọng lên khung sườn đồng thời với quá trình gia tăng lực ép. Theo yêu cầu, trọng lượng đối trọng đặt lên khung sườn đồng thời với quá trình gia tăng lực ép. Theo yêu cầu, trọng lượng đối trọng phải tăng lên 1,5 lần lực ép. Do cọc gồm nhiều đoạn nên khi ép xong thì mỗi đoạn cọc phải được 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, thì khi ép cọc tới đoạn cuối cùng, ta cần có biện pháp đưa đầu cọc xuống 1 cốt âm nào đó so với cốt tự nhiên.

Có thể sử dụng 2 phương pháp ép cọc bê tông sau

Phương pháp thứ 1: Sử dụng cọc phụ

• Sử dụng 1 cọc bê tông cốt thép phụ có chiều dài lớn hơn chiều cao từ đỉnh cọc trong đài đến mặt đất tự nhiên 1 đoạn (1 – 1,5m) để nhằm ép hạ đầu cọc xuống cao trình cốt âm cần thiết.

• Thao tác: Khi ép tới đoạn cuối cùng, thì ta hàn nối tiếp 1 đoạn cọc phụ dài ≥ 2,5m lên đầu cọc, nhớ đánh dấu lên thân cọc phụ chiều sâu cần ép xuống để khi mà ép các đầu cọc sẽ tương đối đều nhau, không bị xảy ra tình trạng nhấp nhô không bằng nhau, giúp cho thi công đập đầu cọc và liên kết với đài được thuận lợi hơn. Để xác định được độ sâu này cần phải sử dụng 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 có thể 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 bê tông). Tiến hành thi công cọc phụ nhưng cọc chính tới chiều sâu đã vạch sẵn trên thân cọc phụ

• Ưu điểm: không phải sử dụng cọc ép âm nhưng lại phải chế tạo thêm số mét dài cọc bê tông cốt thép làm cọc dẫn, thi công xong sẽ phải đập đi gây tốn kém, hiệu quả kinh tế không được cao.

Phương pháp thứ 2: Phương pháp ép âm

• Phương pháp ép âm này sử dụng 1 đoạn cọc dãn để ép cọc xuống cốt âm thiết kế sau đó thì lại rút cọc dẫn lên ép cho các cọc khác, cấu tạo cọc ép âm do cán bộ thi công thiết kế và chế tạo.

• Cọc ép âm có thể là bằng bê tông cốt thép hoặc thép

• Vì hành trình của pittông máy ép chỉ có thể ép được cách mặt đất tự nhiên khoảng 0,6 – 0,7m, bởi vậy chiều dài cọc được lấy từ cao trình đỉnh cọc trong đài cho đến mặt đất tự nhiên cộng thêm 1 đoạn 0,7m là hành trình pittông như trên, có thể lấy ra thêm 0,5m nữa giúp cho thao tác ép dễ dàng hơn.

• Ưu điểm: Không phải sử dụng cọc phụ bê tông cốt thép, hiệu quả kinh tế lại cao hơn, cọc dẫn lúc này sẽ trở thành cọc công cụ trong việc hạ cọc xuống cốt âm thiết kế.

• Nhược điểm: thao tác với cọc dẫn phải hết sức 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 phải thi công những công trình có tầng hầm, độ sâu đáy đài lớn hơn thi công dẫn khó hơn, khi ép cọc xong thì rút cọc lên khó khăn hơn, nhiều trường hợp cọc ép chính sẽ bị nghiêng.

(Nguồn Cocbetong.vn)