Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật: Nghiên Cứu Và Ứng Dụng Cọc Ép Trên Địa Bàn Hải Phòng

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật nghiên cứu ứng dụng cọc ép tại địa bàn Hải Phòng, phân tích hiệu quả và giải pháp tối ưu cho nền móng công trình.

• Tác giả: Đỗ Xuân Hùng
• Người hướng dẫn: GS. Nguyễn Văn Quảng
• Trường học: Trường Đại Học Dân Lập Hải Phòng
• Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Dân Dụng & Công Nghiệp
• Đề tài: Nghiên Cứu Ứng Dụng Cọc Ép Tại Hải Phòng
• Loại tài liệu: luận văn thạc sĩ
• Năm xuất bản: 2015
• Địa điểm: Hải Phòng

Mục lục chi tiết

• MỞ ĐẦU
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ MÓNG CỌC ÉP
• 1.1. Khái niệm chung về cọc ép
• 1.2. Tiết diện của cọc ép và chế tạo các loại cọc ép
• 1.3. Quy trình sản xuất cọc
• 1.3.1. Bước 1: Chuẩn bị nguyên vật liệu
• 1.3.2. Bước 2: Thi công cốt thép
• 1.3.3. Bước 3: Thi công bê tông
• 1.3.4. Bước 4: Thi công ván khuôn
• 1.3.5. Bước 5: Đúc và bảo dưỡng bê tông
• 1.3.6. Bước 6: Bốc dỡ, vận chuyển và xếp cọc
• 1.3.7. Bước 7: Nghiệm thu
• 1.4. Tính toán và kiểm tra sức chịu tải của cọc ép
• 1.4.1. Tính toán sức chịu tải theo vật liệu cọc
• 1.4.2. Tính toán sức chịu tải cọc theo đất nền
• 1.4.3. Kiểm tra khả năng chịu tải của cọc
• 1.5. Phạm vi sử dụng móng cọc ép
• 2. CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG MÓNG CỌC ÉP CHO ĐỊA BÀN HẢI PHÒNG
• 2.1. Đặc điểm điều kiện địa chất công trình khu vực Hải Phòng
• 2.1.1. Đặc điểm về vị trí địa lý và địa chất tự nhiên
• 2.1.2. Đặc điểm về vị trí địa lý, dân cư, kinh tế
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Tóm tắt

I. Giới thiệu về cọc ép

Cọc ép là một trong những giải pháp kỹ thuật quan trọng trong xây dựng, đặc biệt là trong các công trình dân dụng và công nghiệp. Luận văn thạc sĩ này tập trung vào việc nghiên cứu và ứng dụng cọc ép tại Hải Phòng, nơi có nhiều công trình xây chen và yêu cầu cao về kỹ thuật thi công. Cọc ép được định nghĩa là cọc được hạ xuống đất bằng năng lượng tĩnh, không gây ra xung lượng lên đầu cọc, giúp giảm thiểu tác động đến các công trình lân cận. Việc sử dụng cọc ép trong xây dựng không chỉ giúp gia cố nền đất yếu mà còn đảm bảo an toàn cho các công trình bên trên. Theo tiêu chuẩn TCVN 205:1998, cọc được sử dụng để truyền tải trọng công trình xuống các tầng đất sâu hơn, đảm bảo các yêu cầu về trạng thái giới hạn. Cọc ép có nhiều loại, bao gồm cọc bê tông cốt thép, cọc thép, và cọc khoan nhồi, mỗi loại có ứng dụng và ưu điểm riêng. Việc lựa chọn loại cọc phù hợp phụ thuộc vào điều kiện địa chất và yêu cầu kỹ thuật của từng công trình.

1.1. Khái niệm và phân loại cọc

Cọc được phân loại thành hai loại chính: cọc chống và cọc ma sát. Cọc chống truyền tải trọng qua đầu cọc lên lớp đất cứng, trong khi cọc ma sát truyền tải trọng vào đất qua ma sát ở các mặt bên. Cọc ép, với đặc điểm không gây xung lực, là lựa chọn tối ưu cho các công trình xây chen tại Hải Phòng, nơi có nhiều công trình lân cận. Việc sử dụng cọc ép giúp giảm thiểu rủi ro cho các công trình xung quanh, đồng thời đảm bảo hiệu quả thi công. Cọc ép thường có tiết diện vuông hoặc tròn, với chiều dài từ 6 đến 20m, tùy thuộc vào yêu cầu thiết kế và điều kiện địa chất. Cọc bê tông cốt thép là loại cọc phổ biến nhất, nhờ vào độ bền cao và khả năng chịu tải lớn.

II. Nghiên cứu điều kiện địa chất tại Hải Phòng

Hải Phòng có điều kiện địa chất đa dạng, với nhiều loại đất khác nhau, từ đất yếu đến đất cứng. Việc nghiên cứu điều kiện địa chất là rất quan trọng để xác định phương pháp thi công cọc ép phù hợp. Đặc điểm địa chất tại Hải Phòng bao gồm các lớp đất yếu như bùn, cát chảy, và các lớp đất cứng hơn ở độ sâu lớn hơn. Điều này ảnh hưởng đến khả năng chịu tải của cọc và phương pháp thi công. Nghiên cứu cho thấy rằng cọc ép có thể được sử dụng hiệu quả trong các công trình xây chen, nơi mà tải trọng không lớn và yêu cầu về kỹ thuật cao. Việc áp dụng công nghệ ép cọc bằng robot cũng được đề xuất, nhằm nâng cao hiệu quả thi công và giảm thiểu tác động đến môi trường xung quanh.

2.1. Đặc điểm địa chất và ảnh hưởng đến thi công

Đặc điểm địa chất tại Hải Phòng có ảnh hưởng lớn đến việc lựa chọn loại cọc và phương pháp thi công. Các lớp đất yếu thường gặp phải trong khu vực này yêu cầu phải sử dụng cọc ép để đảm bảo an toàn cho công trình. Nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng cọc ép có thể giúp giảm thiểu biến dạng lún và lún không đều, đồng thời đảm bảo khả năng chịu tải cho các công trình. Cọc ép cũng có thể được sử dụng trong các công trình có điều kiện địa chất phức tạp, nơi mà các loại móng nông không đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật. Việc áp dụng công nghệ mới trong thi công cọc ép, như sử dụng robot, có thể nâng cao hiệu quả và giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công.

III. Kinh nghiệm thi công cọc ép tại Hải Phòng

Kinh nghiệm từ các công trình đã thi công cọc ép tại Hải Phòng cho thấy rằng việc áp dụng các phương pháp thi công hiện đại có thể nâng cao hiệu quả và giảm thiểu rủi ro. Các công trình xây chen thường gặp phải nhiều thách thức, từ việc đảm bảo an toàn cho các công trình lân cận đến việc đảm bảo chất lượng thi công. Việc sử dụng cọc ép với kích thước và chiều dài phù hợp là rất quan trọng để đảm bảo khả năng chịu tải và độ bền cho công trình. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ ép cọc bằng robot có thể giúp nâng cao hiệu quả thi công, giảm thiểu thời gian và chi phí. Các công trình đã áp dụng công nghệ này cho thấy kết quả tích cực, với khả năng chịu tải cao và độ ổn định tốt.

3.1. Phân tích hiệu quả thi công

Phân tích hiệu quả thi công cọc ép tại Hải Phòng cho thấy rằng việc lựa chọn đúng loại cọc và phương pháp thi công là rất quan trọng. Các công trình đã áp dụng cọc ép cho thấy khả năng chịu tải tốt và độ ổn định cao. Việc sử dụng cọc ép nhỏ với chiều dài phù hợp giúp giảm thiểu tác động đến các công trình lân cận, đồng thời đảm bảo an toàn cho quá trình thi công. Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng việc áp dụng công nghệ ép cọc bằng robot có thể nâng cao hiệu quả và giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công. Các công trình đã áp dụng công nghệ này cho thấy kết quả tích cực, với khả năng chịu tải cao và độ ổn định tốt.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trên địa bàn thành phố Hải Phòng, với diện tích khoảng 1503 km² và dân số trên 1,8 triệu người, nhu cầu xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp ngày càng tăng, đặc biệt là các công trình xây chen trong khu dân cư và các dự án mới tại các khu vực mở rộng. Địa hình và điều kiện địa chất phức tạp với nhiều dạng địa hình như Karst, đồi núi thấp, đồi núi sót và đồng bằng ven biển đã đặt ra thách thức lớn trong việc lựa chọn giải pháp móng phù hợp. Theo ước tính, mật độ dân số thành phố đạt khoảng 1027 người/km², tạo áp lực lớn lên hạ tầng xây dựng.

Vấn đề nghiên cứu tập trung vào việc ứng dụng móng cọc ép, đặc biệt là cọc ép bằng thiết bị tĩnh và công nghệ ép robot cho các cọc ly tâm rỗng, nhằm đáp ứng yêu cầu kỹ thuật và thi công trong điều kiện địa chất đa dạng của Hải Phòng. Mục tiêu cụ thể của luận văn là nghiên cứu, đánh giá và đề xuất phương pháp thi công cọc ép phù hợp với đặc điểm địa chất và quy mô công trình tại Hải Phòng, từ đó nâng cao hiệu quả kỹ thuật và giảm thiểu ảnh hưởng đến các công trình lân cận.

Phạm vi nghiên cứu bao gồm các công trình xây chen nhỏ trong khu đô thị và các công trình mới có quy mô lớn hơn tại các khu vực mới của thành phố. Thời gian nghiên cứu tập trung vào giai đoạn thi công và ứng dụng thực tế trong khoảng năm 2010-2015. Ý nghĩa nghiên cứu được thể hiện qua việc cung cấp giải pháp móng cọc ép tối ưu, góp phần nâng cao chất lượng công trình, giảm thiểu rủi ro kỹ thuật và tăng hiệu quả kinh tế trong xây dựng tại Hải Phòng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình cơ bản trong kỹ thuật xây dựng móng cọc, bao gồm:

• Khái niệm móng cọc và phân loại cọc: Cọc là kết cấu dạng thanh dài, được hạ vào đất để truyền tải trọng công trình xuống các tầng đất sâu hơn nhằm đảm bảo trạng thái giới hạn theo tiêu chuẩn TCXD 205:1998. Cọc được chia thành cọc chống và cọc ma sát tùy theo cơ chế truyền tải trọng.

• Lý thuyết tính toán sức chịu tải của cọc: Áp dụng công thức tính toán theo TCVN 5574:2012 và TCVN 10304:2014, bao gồm tính toán sức chịu tải theo vật liệu bê tông cốt thép và theo đất nền, sử dụng các hệ số điều kiện làm việc và hệ số an toàn phù hợp với từng loại đất và công trình.

• Mô hình thi công cọc ép: Phân tích ưu nhược điểm của các phương pháp ép đỉnh và ép ôm, cùng với công nghệ ép robot cho cọc ly tâm rỗng, nhằm lựa chọn phương pháp thi công phù hợp với điều kiện địa chất và mặt bằng thi công tại Hải Phòng.

Các khái niệm chính bao gồm: cọc ép, móng cọc, sức chịu tải cọc, ép đỉnh, ép ôm, cọc ly tâm rỗng, và hệ số an toàn trong thiết kế móng.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ khảo sát thực tế các công trình sử dụng móng cọc ép tại Hải Phòng, kết hợp với phân tích tài liệu kỹ thuật, tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam và các báo cáo nghiên cứu liên quan. Phương pháp nghiên cứu bao gồm:

• Khảo sát địa chất công trình: Thu thập dữ liệu địa chất chi tiết về các phân vùng địa chất công trình tại Hải Phòng, bao gồm các khu vực đồng bằng, đồi núi và ven biển với đặc điểm đất nền đa dạng.

• Phân tích kỹ thuật móng cọc ép: Sử dụng phương pháp tính toán sức chịu tải theo tiêu chuẩn Việt Nam, kết hợp với thí nghiệm nén tĩnh cọc để đánh giá hiệu quả và độ an toàn của móng cọc ép.

• Nghiên cứu kinh nghiệm thi công: Tổng hợp và phân tích các phương pháp thi công cọc ép truyền thống và công nghệ mới như ép robot, từ đó rút ra bài học và đề xuất giải pháp phù hợp cho Hải Phòng.

• Timeline nghiên cứu: Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn 2013-2015, bao gồm khảo sát hiện trường, phân tích số liệu, thí nghiệm và tổng hợp kết quả.

Cỡ mẫu nghiên cứu bao gồm các công trình xây chen và công trình mới tại nhiều khu vực khác nhau của Hải Phòng, với số lượng cọc thí nghiệm nén tĩnh chiếm khoảng 1% tổng số cọc thi công, đảm bảo tính đại diện và độ tin cậy của kết quả.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Hiệu quả sử dụng móng cọc ép trong xây chen: Các công trình xây chen sử dụng cọc ép tiết diện 20×20 cm với chiều dài từ 5 đến 7 m đạt sức chịu tải từ 10 đến 20 tấn, phù hợp với tải trọng thiết kế và hạn chế ảnh hưởng đến công trình lân cận. Tỷ lệ ép thành công đạt trên 90%, giảm thiểu rung chấn và tiếng ồn so với phương pháp đóng cọc truyền thống.

2. Ứng dụng công nghệ ép robot cho cọc ly tâm rỗng: Công nghệ ép robot cho phép thi công cọc ly tâm rỗng có chiều dài trên 10 m và tiết diện tròn, đạt sức chịu tải trên 100 tấn. Phương pháp này phù hợp với các công trình lớn tại khu vực mới của Hải Phòng, nâng cao năng suất và chất lượng thi công.

3. Ảnh hưởng của điều kiện địa chất đến thi công cọc ép: Địa chất Hải Phòng đa dạng với các lớp đất yếu như sét pha, bùn và cát pha, đặc biệt tại các khu vực đồng bằng tích tụ sông – biển. Sức chịu tải của cọc theo đất nền dao động từ 1,5 kG/cm² trở lên, tùy thuộc vào phân vùng địa chất. Việc lựa chọn chiều dài và tiết diện cọc phải dựa trên khảo sát địa chất chi tiết để tránh ép cọc quá dài gây lãng phí hoặc không đạt yêu cầu kỹ thuật.

4. So sánh phương pháp ép đỉnh và ép ôm: Phương pháp ép đỉnh được đánh giá cao về khả năng truyền lực trực tiếp và hiệu quả ép qua các lớp đất có ma sát cao, tuy nhiên yêu cầu khung giá cao và diện tích thi công lớn. Phương pháp ép ôm thuận tiện hơn về mặt thiết bị và không cần khung giá di động, nhưng hạn chế khi gặp lớp đất cứng hoặc ma sát lớn.

Thảo luận kết quả

Kết quả nghiên cứu cho thấy móng cọc ép là giải pháp kỹ thuật hiệu quả cho các công trình xây chen và công trình mới tại Hải Phòng, đặc biệt trong điều kiện địa chất phức tạp và mật độ dân cư cao. Việc sử dụng cọc ép tiết diện nhỏ với chiều dài vừa đủ giúp giảm thiểu ảnh hưởng đến các công trình lân cận và tiết kiệm chi phí thi công.

So với các nghiên cứu trong ngành xây dựng dân dụng, kết quả tại Hải Phòng tương đồng với các khu vực có điều kiện địa chất tương tự, đồng thời bổ sung kinh nghiệm ứng dụng công nghệ ép robot hiện đại. Việc lựa chọn phương pháp thi công cần cân nhắc kỹ lưỡng giữa hiệu quả kỹ thuật và điều kiện thực tế mặt bằng thi công.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ quan hệ tải trọng – chuyển vị của cọc trong thí nghiệm nén tĩnh, biểu đồ phân bố lực ép theo chiều sâu cọc, và bảng so sánh ưu nhược điểm các phương pháp thi công. Các biểu đồ này giúp minh họa rõ ràng hiệu quả và giới hạn của từng phương pháp, hỗ trợ quyết định thiết kế và thi công.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng rộng rãi móng cọc ép tiết diện nhỏ cho công trình xây chen: Khuyến khích sử dụng cọc 20×20 cm với chiều dài từ 5 đến 7 m cho các công trình dân dụng nhỏ và vừa trong khu vực đô thị, nhằm đảm bảo sức chịu tải từ 10-20 tấn và giảm thiểu ảnh hưởng đến công trình lân cận. Thời gian áp dụng: ngay trong các dự án xây dựng hiện tại. Chủ thể thực hiện: các nhà thầu xây dựng và tư vấn thiết kế.

2. Đầu tư và phát triển công nghệ ép robot cho cọc ly tâm rỗng: Khuyến nghị các chủ đầu tư và doanh nghiệp xây dựng đầu tư thiết bị ép robot để thi công các công trình lớn tại khu vực mới, nâng cao năng suất và chất lượng thi công. Thời gian triển khai: trong vòng 2-3 năm tới. Chủ thể thực hiện: các công ty xây dựng và nhà sản xuất thiết bị.

3. Tăng cường khảo sát địa chất chi tiết trước khi thiết kế móng: Đề xuất thực hiện các khảo sát địa chất chuyên sâu, bao gồm thí nghiệm nén tĩnh cọc và phân tích chỉ số SPT, để lựa chọn chiều dài và tiết diện cọc phù hợp, tránh lãng phí và đảm bảo an toàn công trình. Thời gian thực hiện: trước mỗi dự án xây dựng. Chủ thể thực hiện: các đơn vị tư vấn địa kỹ thuật và thiết kế.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực kỹ thuật thi công móng cọc ép: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về kỹ thuật ép cọc, kiểm tra chất lượng cọc và giám sát thi công cho cán bộ kỹ thuật và công nhân xây dựng. Thời gian thực hiện: liên tục hàng năm. Chủ thể thực hiện: các trường đại học, viện nghiên cứu và doanh nghiệp xây dựng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế và tư vấn xây dựng: Luận văn cung cấp cơ sở lý thuyết và thực tiễn về móng cọc ép, giúp kỹ sư lựa chọn giải pháp móng phù hợp với điều kiện địa chất và yêu cầu công trình, nâng cao chất lượng thiết kế.

2. Nhà thầu thi công móng cọc: Tham khảo quy trình thi công, kiểm tra chất lượng và các phương pháp ép cọc hiện đại, từ đó áp dụng hiệu quả trong thi công thực tế, giảm thiểu rủi ro và tăng năng suất.

3. Chủ đầu tư và quản lý dự án xây dựng: Hiểu rõ về ưu nhược điểm của các phương pháp móng cọc ép, giúp đưa ra quyết định đầu tư hợp lý, đảm bảo tiến độ và chất lượng công trình.

4. Nghiên cứu sinh và sinh viên ngành kỹ thuật xây dựng: Tài liệu tham khảo quý giá về kỹ thuật móng cọc, phương pháp nghiên cứu và ứng dụng công nghệ mới trong xây dựng, hỗ trợ học tập và nghiên cứu chuyên sâu.

Câu hỏi thường gặp

1. Móng cọc ép phù hợp với loại công trình nào tại Hải Phòng?
   Móng cọc ép thích hợp cho các công trình dân dụng nhỏ và vừa, đặc biệt là xây chen trong khu đô thị và các công trình mới có tải trọng vừa phải. Ví dụ, cọc 20×20 cm với chiều dài 5-7 m đáp ứng tải trọng 10-20 tấn hiệu quả.

2. Ưu điểm của phương pháp ép robot so với ép thủ công là gì?
   Ép robot cho phép thi công cọc ly tâm rỗng dài trên 10 m với sức chịu tải lớn hơn 100 tấn, nâng cao năng suất và chất lượng, giảm thiểu sai số và ảnh hưởng môi trường so với phương pháp thủ công.

3. Làm thế nào để kiểm tra chất lượng cọc ép trước khi thi công?
   Cọc phải được kiểm tra kích thước, độ bền bê tông (mác ≥ 300), mật độ thép cốt, mối nối hàn và không có vết nứt vượt quá 0,2 mm. Các chứng chỉ xuất xưởng và kết quả thí nghiệm mẫu bê tông cũng cần được xác nhận.

4. Phương pháp ép đỉnh và ép ôm khác nhau như thế nào?
   Ép đỉnh tác dụng lực trực tiếp lên đầu cọc, hiệu quả khi ép qua lớp đất có ma sát cao nhưng cần khung giá cao. Ép ôm tác dụng lực từ hai bên hông cọc, thuận tiện thiết bị nhưng hạn chế khi gặp đất cứng.

5. Khi nào cần tiến hành thí nghiệm nén tĩnh cọc?
   Thí nghiệm nén tĩnh được thực hiện trước khi thi công đại trà để xác định sức chịu tải thiết kế và kiểm tra chất lượng thi công, đặc biệt với các công trình lớn hoặc điều kiện địa chất phức tạp.

Kết luận

• Móng cọc ép là giải pháp kỹ thuật hiệu quả, phù hợp với điều kiện địa chất đa dạng và mật độ xây dựng cao tại Hải Phòng.
• Cọc ép tiết diện nhỏ (20×20 cm) với chiều dài 5-7 m đáp ứng tốt yêu cầu tải trọng cho công trình xây chen.
• Công nghệ ép robot nâng cao năng suất và chất lượng thi công cho các công trình lớn với cọc ly tâm rỗng.
• Việc khảo sát địa chất chi tiết và lựa chọn phương pháp thi công phù hợp là yếu tố then chốt đảm bảo thành công dự án.
• Đề xuất triển khai đào tạo kỹ thuật và đầu tư thiết bị hiện đại nhằm nâng cao năng lực thi công móng cọc ép tại địa phương.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu và doanh nghiệp xây dựng nên tập trung vào việc ứng dụng công nghệ mới, đồng thời phát triển các tiêu chuẩn kỹ thuật phù hợp với điều kiện thực tế của Hải Phòng để nâng cao hiệu quả và độ bền công trình. Hãy bắt đầu áp dụng các giải pháp móng cọc ép tối ưu để góp phần phát triển bền vững ngành xây dựng địa phương.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Chương I: Tổng quan về móng cọc ép; Chương II:Nghiên cứu sử dụng móng cọc ép cho địa bàn Hải Phòng; Chương III: Kinh nghiệm từ việc áp dụng thi công cọc ép tại Hải Phòng; 2 Kết luận và Kiến nghị. CHƢƠNG I: TỔNG QUAN VỀ MÓNG CỌC ÉP 1. Khái niệm chung về cọc ép: 1. Khái niệm về cọc: Cọc là vật thể dạng thanh hoặc bản được cắm vào đất theo phương dọc trục của nó.

Cọc là kết cấu có chiều dài lớn so với bề rộng tiết diện ngang, được đóng hay thi công tại chỗ vào lòng đất, đá, để truyền tải trọng công trình xuống các tầng đất, đá, sâu hơn nhằm cho công trình bên trên đạt các yêu cầu của trạng thái giới hạn quy định(TCXD 205:1998). Trong xây dựng, cọc được dùng với nhiều mục đích khác nhau như để gia cố nền đất (Cọc tre, cọc tràm, cọc cát, vv.); làm móng cho công trình (cọc bê tông, cọc thép, vv.); làm vách đứng ngăn đất hoặc nước (cọc ván, cọc cừ, ví dụ: cừ ván bê tông cốt thép, cừ ván thép); để định vị trên mặt đất (cọc tiêu, cọc mốc, vv. Cắm cọc vào đất thường dùng các cách: đóng cọc nhờ lực va chạm của búa đóng cọc; búa rung và ấn cọc nhờ thiết bị chuyên dùng; ép cọc bằng các lực tĩnh, khoan đất rồi nhồi vật liệu vào thành dạng cọc nhồi. Dùng móng cọc khi gặp nền đất yếu (bùn, cát chảy…) không chịu được trực tiếp tải trọng từ công trình.

Tuỳ theo cách làm việc, chia cọc thành hai loại: cọc chống và cọc ma sát. Cọc chống truyền tải trọng qua đầu cọc lên lớp đất cứng hoặc đá. Cọc ma sát (cọc treo) có đầu cọc tựa lên lớp đất bị nén co, truyền tải trọng vào đất một phần lớn qua ma sát ở các mặt bên và một phần qua đầu cọc. Cọc ép là cọc được hạ bằng năng lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầu cọc.

Cọc ép nhà liền kề: Với công trình xây chen hay nhà dân dụng thì nên dùng cọc 20x20cm và chiều dài vừa đủ để Qa đạt 10 – 20 tấn là được. Sử dụng cọc nhỏ vừa đủ như vậy là ta dùng đối trọng nhỏ ép, tránh được việc gây ảnh hưởng cho những công trình lân cận. Nếu có nhà liền kề thì tim cọc phải cách nhà kế bên ít nhất 70cm do không bao giờ đơn vị thi công có thể ép sát cọc vào nhà hàng xóm được vì còn diện tích cho khung và giá ép nữa. Do đó phải thiết kế đài móng như congson.

Trường hợp này phải tính móng lệch tâm. Tiết diện của cọc ép và chế tạo các loại cọc ép: 1. Tiết diện cọc ép: Cọc ép thường là cọc bê tông cốt thép, có kích thước cọc tuỳ theo yêu cầu tính toán, tiết diện có thể hình vuông hoặc tròn, dài từ 6-20m và hơn nữa. Có thể nối cọc bêtông cốt thép để phù hợp với phương tiện vận chuyển và thi công cọc.

Vận chuyển và cẩu lắp cọc chỉ khi cọc đã đạt đủ cường độ, tránh gây sứt mẻ, va chạm giữa cọc và các vật khác. Cọc bê tông cốt thép có độ bền cao, có khả năng chịu tải trọng lớn từ công trình truyền xuống, do đó nó được ứng dụng rộng rãi trong các loại móng của các công trình dân dụng và công nghiệp. Tiết diện cọc: Cọc bê tông cốt thép có nhiều loại tiết diện khác nhau như: Tròn, vuông, chữ nhật. Loại cọc tiết diện vuông được dùng nhiều hơn cả vì có cấu tạo đơn giản và có thể tạo ngay tại công trường.

Kích thước ngang của loại cọc này thường là 20×20;25×25;30×30. tùy thuộc vào địa hình, thiết bị ép, nhiều công trình đã thi công ép cọc ly tâm hình tròn rỗng bằng robot. Chế tạo cọc ép: Cọc ép được chế tạo bằng bê tông cốt thép đúc sẵn (có thể tại xưởng hoặc ngay tại công trường) và dùng thiết bị ép xuống đất. Mác bê tông chế tạo cọc từ 300 trở lên.

Loại cọc phổ biến thường có tiết diện vuông, có kích thước từ 200×200 đến 300×300. Chiều dài và tiết diện cọc phụ thuộc vào thiết kế. Nếu chiều dài cọc quá lớn, có thể chia cọc thành những đoạn cọc ngắn để thuận tiện cho việc chế tạo và phù hợp với thiết bị chuyên chở, và thiết bị hạ cọc. Cọc phải chế tạo đúng theo thiết kế, đảm bảo chiều dày lớp bảo vệ (tối thiểu là 3cm) để chống bong tách khi ép cọc và chống rỉ cho cốt thép sau này.

Bãi đúc cọc phải phẳng, không gồ ghề. Khuôn đúc cọc phải thẳng, phẳng cần được bôi trơn chống dính, tránh mất nước xi măng khi đổ bê tông. Đổ bê tông phải liên tục từ mũi đến đỉnh cọc, đầm bê tông bằng đầm dùi cỡ nhỏ. Trong quá trình thi công đúc cọc cần đánh dấu cọc và ghi rõ lý lịch để tránh nhầm lẫn khi thi công.

Đặt thép thân cọc: Mật độ thép cọc ép không nhỏ hơn 0,5%, cọc ép mà thân cọc nhỏ và dài không nên nhỏ hơn 0,8%. Trong các trường hợp sau đây, mật độ thép phải nâng cao tới 1%-2%: - Mũi cọc phải xuyên qua lớp đất rắn có độ dày nhất định; - Tỷ số dài đường kính L/D của cọc lớn hơn 60; 4 - Cọc bố trí dày trên một khoảng lớn. Khi L/D lớn hơn hoặc bằng 80, khả năng chịu lực của cọc đơn rất lớn mà số lượng cọc dưới đài rất ít hoặc là cọc chỉ có 1 hàng, thì mật độ thép phải được tăng thêm * Đường kính và số thanh: - Đường kính cốt dọc không nên nhỏ hơn 14mm, khi bề rộng hoặc đường kính cọc lớn hơn 300mm thì số thanh không dưới 8. * Các trường hợp sau đây nên đặt thép tăng thêm: - Khi dùng 1-2 cây cọc và hàng cọc đơn, nếu có tải trọng lệch tâm thì phải tăng thêm đặt thép ở phần đầu thân cọc.

- Khi thân cọc chỉ đặt thép theo ứng suất cẩu cọc thì phải tăng thêm đặt thép ở vùng móc cẩu. Bê tông thân cọc: Cường độ bê tông thân cọc không thấp hơn C30. Độ dày lớp bảo vệ cốt thép dọc không nhỏ hơn 30mm. Mối nối của cọc: Số lượng đầu nối của cọc không nên quá hai.

Khi trong tầng nông có tồn tại tầng đất khó xuyên qua dày trên 3m thì đầu nối phải bố trí ở phía bên dưới của tầng đất ấy. Mối nối bằng keo có thể sử dụng trong trường hợp dự tính là cọc dễ xuyên vào đất. Khi tải trọng thiết kế lớn cọc nhỏ và dài, phải xuyên qua tầng đất cứng có độ dày nhất định; trong vùng có động đất hoặc nơi tập trung nhiều cọc thì phải dùng phương pháp nối hàn. Quy trình sản xuất cọc: Bước 1: Chuẩn bị nguyên vật liệu: Vật liệu dùng trong quy trình sản xuất cọc BTCT phải đảm bảo được các yêu cầu kỹ thuật theo các tiêu chuẩn hiện hành, đồng thời đáp ứng các yêu cầu bổ sung của thiết kế.

Vật liệu phải được cất giữ và vận chuyển đảm bảo giữ nguyên chất lượng và sự phù hợp của vật liệu cho công trình. Bên cạnh đó, nguyên vật liệu cũng sẽ được kiểm tra và thí nghiệm lại trước khi đưa vào sử dụng cho công trình. Bước 2: Thi công cốt thép: Đảm bảo chất lượng nguyên liệu cốt thép để quy trình sản xuất đạt chất lượng Cốt thép chủ được nắn thẳng cắt đúng kích thước, đảm bảo thép đúng chủng loại của bản vẽ thiết kế. 5 Cốt thép đai được kéo thẳng bằng tời, cắt bằng kìm cộng lực, uốn bằng bàn uốn theo đúng kích thước thiết kế.

Thép đai liên kết với thép chủ bằng dây thép buộc 1 ly, khoảng cách giữa các cốt đai buộc đúng yêu cầu của bản vẽ thiết kế. Thép chủ được liên kết với hộp bích đầu cọc bằng liên kết hàn. Hộp bích đầu cọc được gia công đảm bảo, bốn cạnh của mặt cọc phải nằm cùng trên một mặt phẳng, đảm bảo vuông đúng theo kích thước thiết kế. Cốt thép cọc được bố trí và định vị thành từng lồng đúng theo bản vẽ thiết kế và được cán bộ kỹ thuật nghiệm thu trước khi lắp vào khuôn cốp pha.

Lồng ghép sau khi lắp đặt vào khuôn phải được định vị chính xác và chắc chắn đảm bảo không bị xê dịch hoặc biến dạng trong lúc đổ bê tông. Bước 3: Thi công bê tông: Bê tông đúc cọc phải được trộn bằng máy theo đúng tỷ lệ Bê tông đúc cọc phải được trộn bằng máy đúng theo tỷ lệ cấp phối, thời gian trộn theo đúng quy định. Cát, đá trước khi trộn phải đảm bảo sạch, không lẫn tạp chất. Bước 4: Thi công ván khuôn: Sử dụng cốp pha thép định hình có đầy đủ các phụ kiện gông, chống…bề mặt cốp pha phải phẳng và được bôi 1 lớp dầu chống dính.

Bề mặt sân bãi đúc cọc phải đảm bảo phẳng. Cốp pha thép phải vuông với mặt nền được gông bằng hệ thống gông định hình và được điều chỉnh kích thước bằng nêm gỗ, khoảng cách gông là 1,5 – 2m. Ván khuôn chỉ được tháo dỡ khi bê tông đạt 25% cường độ thiết kế (tức sau 12 – 16h theo thí nghiệm quy định) thì tiến hành tháo dỡ cốp pha. Dùng sơn viết vào đầu cọc và mặt cọc: tên đoạn cọc, ngày tháng đúc cọc, mác bê tông.

Lưu ý đến việc thi công ván khuôn đúng quy định Bước 5: Đúc và bảo dưỡng bê tông: Bảo dưỡng cọc là bước quan trọng cuối cùng nhưng vô cùng quan trọng Bê tông phải được đổ liên tục và phải được đầm chặt bằng máy đầm rung, để tránh tạo ra các lỗ hổng không khí, rỗ tổ ong hay các khiếm khuyết khác. Đặc biệt lưu ý bê tông đổ đến đâu phải đầm luôn đến đó, sau đó sử dụng mặt bàn xoa để hoàn thiện mặt. Mỗi cọc phải đúc xong trong một lần và nên bắt đầu từ mũi cọc đến đỉnh cọc. Trong khi đầm phải cẩn thận, chú ý các góc cạnh, không để máy đầm chạm làm rung cốt thép.

Trong quá trình đổ bê tông cọc phải lấy mẫu thí nghiệm theo quy định. 6 Công tác bảo dưỡng được coi là một phần không thể thiếu. Tất cả bê tông mới đổ đều phải được bảo dưỡng, công tác bảo dưỡng phải bắt đầu ngay sau khi đổ bê tông xong khoảng 4 – 6h, khi bề mặt bê tông se lại, ấn tay không lún thì tiến hành đến bước bão dưỡng. Thời gian dưỡng hộ liên tục 4 – 6 ngày tùy theo thời tiết ẩm ướt hay khô hanh, những ngày tiếp theo luôn giữ cấu kiện ở trạng thái ẩm.

Tất cả các cọc phải có bề mặt phẳng, nhẵn, không bị khiếm khuyết và vuông góc với trục dọc của cọc, và được hoàn theo đúng kích thước như chỉ ra trên bãn vẽ. Đối với các đoạn mũi, mũi cọc phải trùng với tâm của cọc.