TCVN10317:2014

Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10317:2014 về Cọc ống thép và cọc ván ống thép sử dụng trong công trình cầu - Thi công và nghiệm thu TIÊU CHUẨN QUỐC GIA TCVN 10317:2014 CỌC ỐNG THÉP VÀ CỌC VÁN ỐNG THÉP SỬ DỤNG TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦU - THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU Steel pipe piles and stel pipe sheet piles for bridge - Speci f ication for construction and acceptance Lời nói đầu TCVN 10317:2014 do Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông vận t ả i biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. CỌC ỐNG THÉP VÀ CỌC VÁN ỐNG THÉP SỬ DỤNG TRONG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH CẦU - THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU Steel pipe piles and stel pipe sheet piles for bridge - Speci f ication for construction and acceptance 1 Phạm vi áp dụng Tiêu chuẩn này quy định những v ấ n đề về thi công và nghiệm thu cọc ống thép và cọc ván ống thép sử dụng trong xây dựng công trình cầu. Những công trình có điều kiện địa chất công trình đặc biệt như vùng có hang các-tơ, mái đá nghiêng, đá cứng... mà chưa đề cập đến trong tiêu chuẩn này sẽ được thi công và nghiệm thu theo yêu cầu của thiết kế. 2 Tài liệu viện dẫn Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có). TCVN 5017-1:2010 (ISO 857-1:1998), Hàn và các quá trình liên quan - Từ vựng - Phần 1: Các quá trình hàn kim loại. TCVN 5017-2:2010 (ISO 857-2:1998), Hàn và các quá trình liên quan - Từ vựng - Phần 2: Các quá trình hàn vẩy mềm, hàn vảy cứng và các thuật ngữ liên quan. TCVN 8774:2012, An toàn thi công cầu. TCVN 9245:2012, Cọc ống thép. TCVN 9246:2012, Cọc ống ván thép. TCVN 9393:2012, Cọc - Phương pháp thử nghiệm tại hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục. TCVN 9394:2012, Đóng và ép cọc - Thi công và nghiệm thu. TCVN 10309:2014, Hàn cầu thép - Quy định kỹ thuật. TCVN 10318:2014, Cọc ống thép và cọc ống ván thép sử dụng trong xây dựng công trình cảng - thi công và nghiệm thu. JIS Z 3104:1995 (ISO 17636-1,2,3:2013), Methods of radiographic examination for welded joints in s teel (Phương pháp chụp ảnh phóng xạ mối hàn cốt thép) JIS Z 3801:1997, Standard quali f ication procedure for manual w elding technique (Phương pháp tiêu chuẩn đối với kỹ thuật hàn tay). JIS Z 3841:1997, Standard qualification procedure for semi-automatic welding technique (Phư ơn g pháp tiêu chuẩn đối với kỹ th uật hàn bán tự động). Japanese Specification, 1999, D esign and Construction of Steel Pipe Piles (Tiêu chuẩn Nhật Bản, 1999, Thiết kế và thi công cọc ống thép). Japanese Specification,1999, Design and Construction o f Steel Pipe Sheet Pile Foundation (Tiêu chuẩn Nhật B ả n, 1999, Thiết k ế và thi công cọc ống ván thép). JIS Z 2343-1:2001 (ISO/DIS 3452-1:1994), Non-destructive testing - - Penetrant testing - - Part 1: General pr i nciples -- Method for liquid penetrant testing and classi f ication of the penetrant indication (Phân loại phương pháp thẩm t hấ u chất l ỏ ng và mô hình hướng dẫn thẩm thấu). JIS Z 3060:2002, Method for ultrasonic examination for welds of f erritic s teel (Phương pháp ki ể m tra siêu âm đối với hàn thép). JRA 2002, Speci f ications for highway br i dge, Part IV - Substructu r es (Tiêu chuẩn cầu đường bộ, phần IV. K ết cấu dưới). JRA 2007, Construction manual of pile f oundations (S ổ tay thi công móng cọc). JIS A 7201:2009, Standard practice for execution of spun concrete piles (Tiêu chuẩn thi công cọc bê tông ly tâm). AASHTO LRFD Br i dge Construction Speci fi cations, Third Edition, 2011 (Tiêu chuẩn thi c ô ng cầu đường bộ). 3 Thuật ngữ và định nghĩa Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau: 3.1 Cọc đ ó ng (driving pile) Là cọc được hạ bằng năng lượng động (va đập, rung). 3.2 Độ chối của cọc đóng (Settlement of the pile) Là độ lún của cọc dưới một nhát búa đóng và 1 phút làm việc của búa rung. 3.3 Phương pháp thi công cọc bằng búa đóng (Pile installation method by driving) Là phương pháp sử dụng búa thủy lực, búa diesel, búa treo, v.v... đ ể đóng cọc xuống nền đất ở độ sâu xác định. 3.4 Phương pháp hạ cọc bằng búa rung (Pile installation method by vibration hammer) Là phương pháp tác dụng lực dao động cưỡng bức vào cọc ống thép bằng máy đóng cọc rung (búa rung), làm giảm bớt tạm thời lực ma sát hai mặt bên và lực cản phần mũi của cọc, giúp đóng cọc xuống đến độ sâu đã định. 4 Quy định chung 4.1 Các yêu cầu của Tiêu chuẩn này được khuyến cáo áp dụng đối với tất cả các tổ chức tư vấn thiết kế, tư vấn giám sát và các nhà thầu trong khi thi công và nghiệm thu các công trình cầu xây mới vĩnh cửu hoặc sửa chữa (trong đó bao gồm cầu cho đường ống, c ầ u dẫn nước, cầu cạn, cầu dành cho người đi bộ) trên các tuyến đường sắt, đường tầu điện, đường ô tô (gồm cả đường nội bộ của các xí nghiệp và tổ chức nông nghiệp, đường của các cụm công nghiệp) trong và ngoài đô thị, nếu như đồ án thiết kế bản vẽ thi công không quy định các yêu cầu khác. Những hạng mục thi công và nghiệm thu không được quy định trong Tiêu chuẩn này được thực hiện theo đúng chỉ dẫn trong Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi công. 4.2 Khi thi công cầu, ngoài các yêu cầu của Tiêu chuẩn này, nên tham khảo áp dụng các Tiêu chuẩn khác đã được phê duyệt trong Khung tiêu chuẩn quy định áp dụng cho dự án cụ thể. Đó có thể là các Tiêu chuẩn Quốc gia, Tiêu chuẩn cơ sở và các Tiêu chuẩn khác có liên quan; trong đó, bao gồm cả về an toàn kỹ thuật, vệ sinh công nghiệp và phòng cháy, bảo vệ môi trường, v.v... Những quy định của Tiêu chuẩn này dựa trên một số tiêu chuẩn, quy phạm hiện hành. Khi c ó khác biệt giữa Tiêu chuẩn này và Tiêu chuẩn liên quan khác về việc thi công và nghiệm thu thì nên tuân theo Tiêu chuẩn này. 5 Lựa chọn máy móc, thiết bị thi công 5.1 Yêu cầu chung Máy móc và thiết bị thi công nên được lựa chọn sau khi xem xét đầy đủ các thông số kỹ thuật của cọc, môi trường làm việc, điều kiện của các lớp đất và an toàn trong quá tr ì nh vận hành, để đáp ứng các yêu cầu kích thước và chức năng. 5.2 Búa Kích thước búa nên được lựa chọn bằng việc xem xét các điều kiện địa chất và các thông số kỹ thuật của cọc, b ê n cạnh đó là độ an toàn của thi công cọc. Nguyên nhân là do búa rung được sử dụng trong một thời gian dài để tạo ra rung động, động cơ có thể bị cháy hoặc mặt đất ở vùng ngoại vi cọc có thể bị xáo trộn. CHÚ THÍCH: Khi búa rung được sử dụng quá giới hạn thời gian và với 150% công suất, động cơ có nguy cơ b ị cháy. 5.3 Mũ cọc và đệm cọc Lựa chọn mũ cọc và đệm cọc để phòng ngừa tác động lệch tâm với đầu cọc. V ì vậy, mũ cọc nên phù hợp với đường kính cọc và đệm cọc biến dạng tự do. 6 Thử nghiệm cọc 6.1 V ề nguyên tắc,thí nghiệm cọc có thể được tiến hành trước khi thi công cọc. Tuy nhiên, nếu khả năng làm việc của cọc tại công trường được xác định một cách chắc chắn , thí nghiệm cọc có thể được bỏ qua. 6.2 Thí nghiệm cọc nên được thực hiện bằng cách chọn vị trí th í ch hợp đối với mỗi móng mố trụ cầu và cọc thử dài hơn 1m đến 2 mét so với các cọc khác được sử dụng trong thực tế thi công. 6.3 Điều kiện kết thúc đóng cọc cần được xem chi tiết trong Mục 10.2.2.2 Ngừng đóng cọc và Mục 12.4. Đóng cọc và kết thúc quá trình đóng cọc của Tiêu chuẩn này hoặc Mục 17.10 của Tiêu chuẩn JRA 2002, Speci fi cations for highway bri d ge, Part IV - Substructure. 6.4 Kết quả th í nghiệm cọc cho thấy cần thiết phải điều chỉnh chiều dài, chiều dày, số lượng cọc và các phương pháp đóng cọc, việc sửa đổi ch ỉ sau khi xem xét đầy đủ mặt cắt cột địa chất, điều kiện lớp đất trong tính toán thiết kế, ảnh hưởng đến kết c ấ u phần trên, các vấn đề môi trường, cũng như quá trình thi công. 6.5 Số lượng cọc th í nghiệm được quy định theo tiêu chuẩn TCVN 9393:2012. 6.6 Trong một số trường hợp cần thiết, tùy theo tầm quan trọng của công tr ì nh , mức độ phức tạp của điều kiện đất nền, kinh nghiệm thiết kế, loại cọc sử dụng, mức độ hoàn thiện công nghệ của Nhà thầu, mức độ rủi ro khi thi công, các vấn đề về môi trường..., số lượng cọc thí nghiệm sẽ do Chủ đầu tư và Tư vấn giám sát quyết định. 6.7 Phương pháp kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn chủ yếu là thử tĩnh (nén tĩnh, nhổ tĩnh, nén ngang) theo tiêu chuẩn hiện hành. Đối với các cọc không thể thử tĩnh được (cọc trên s ô ng, ...) th ì nên d ùng phương pháp thử động PDA. Thí nghiệm bằng phương pháp t ả i trọng tĩnh ép dọc trục (thử tĩnh cọc) có thể được thực hiện ở giai đoạn thiết kế và kiểm tra chất lượng công trình. Thí nghiệm nén tĩnh cọc ở giai đoạn thiết kế được tiến hành trước khi thi công cọc đại trà nhằm tiến hành xác định các số liệu cần thiết về cường độ, biến dạng và mối quan hệ tải trọng - chuyển vị của cọc, làm cơ sở thiết kế hoặc điều chỉnh đồ án thiết kế, chọn thiết bị và công nghệ thi công cọc phù hợp. Trường hợp nếu biết rõ điều kiện đất nền và có đủ kinh nghiệm thiết kế cọc th ì không nhất thiết tiến hành thí nghiệm. Thí nghiệm nén tĩnh ở giai đoạn kiểm tra chất lượng công trình được tiến hành trong giai đoạn thi công hoặc sau khi thi công xong cọc nhằm kiểm tra sức chịu tải c ủ a cọc theo thiết kế và chất lượng thi công 6.8 Cọc thí nghiệm thường được thi công riêng biệt ngoài phạm vi móng công trình. Cọc th í nghiệm kiểm tra được chọn trong số các cọc của móng công trình và thường là cọc thi công đầu tiên để không ả nh hưởng đến các cọc xung quanh do cấu tạo đặc biệt của tai nối cọc. 7 Chuẩn bị thi công 7.1 Khái quát Trước khi thi công các cọc, công việc chuẩn bị sẽ được thực hiện để việc thi công được thực hiện một cách an toàn và chắc chắn, cần thực hiện các nội dung dưới đây. 7.2 Bố trí mặt bằng công trường Áp lực đất do máy móc, thiết bị thi công tạo ra thường trong phạm vi từ 0,1 N/mm 2 đến 0,2 N/mm 2 và mặt bằng công trường cần được chuẩn bị để chịu được áp lực này. 7.3 Bảo quản tạm thời các cọc Khi lưu giữ tạm thời các cọc tại công trường, các thanh t à vẹt nên được đặt cách nhau một cách thích hợp dưới các cọc để bảo vệ chúng khỏi sự biến dạng. Chiều cao của các cọc chất chồng lên nhau được xác định phù hợp với khả năng chịu lực của đất nền và điều kiện của khu vực xung quanh. 7.4 Kiểm tra, bảo trì máy móc và th i ết b ị Máy đóng cọc, búa, thiết bị phụ trợ và các dụng cụ phụ trợ khác nên được kiểm tra và bảo dưỡng trước khi bắt đầu hoạt động, phù hợp với hướng dẫn sử dụng đ ể chúng có thể thực hiện đầy đủ chức năng cần thiết. Người sử dụng thiết bị phải có kỹ năng được đào tạo riêng đối với sự hoạt động của máy móc, thiết bị và sự an toàn được đảm bảo do các kỹ sư chịu trách nhiệm kiểm tra và bảo trì. 8 Vận chuyển, lưu kho và kiểm tra 8.1 Việc quản lý cần được thực hiện để không làm hư hỏng các cọc ống thép khi vận chuyển, bốc xếp, dỡ hàng và lưu kho. 8.2 Khi chuyển đến công trường, cọc ống thép sẽ được kiểm tra hình dạng và dung sai kích thước xem trong tiêu chuẩn TCVN 9245:2012 và tiêu c h uẩn TCVN 9246:2012 hoặc có thể tham khảo trong Phụ lục A và Phụ lục B. 9 Phương pháp thi công cọc bằng búa đóng 9.1 Tổng quan 9 .1.1 Khái quát Phương pháp thi công cọc bằng búa đóng là phương pháp có thể xác định được sức chịu tải trong khi đang thi công và đem lại hiệu quả thực tế cho công tác thi công đóng cọc. Tuy nhiên, cần quan tâm đến điều kiện môi trường để tránh gây ra tiếng ồn và chấn động. 9.1.2 Thiết bị thi công Các thiết bị, máy móc thi công chủ yếu được sử dụng trong phương pháp thi công cọc bằng búa đóng gồm: 1) máy đóng cọc, 2) búa, 3) mũ cọc, đệm cọc, 4) thiết bị kẹp cọc, v.v... Hình 1 mô tả về công trường xây dựng khi lắp ráp và tháo rời máy đóng cọc theo các điều kiện chuẩn của phương pháp thi công cọc bằng búa đ ó ng. Hình 2 mô tả sơ đồ bố trí máy thi công và độ mở rộng có thể khi thi công. Hình 1 - Công trường xây dựng khi lắp ráp và tháo rời máy đóng cọc kiểu 3 điểm Hình 2 - Công trường xây dựng chuẩn của phương pháp thi công cọc bằng búa đóng 9.1.2.1 Máy đóng cọc Máy đóng cọc thông thường bao gồm một máy thi công ch í nh có thiết bị nâng và thiết bị truyền động đ ể cầu cọc và búa lên, một giá đóng cọc được gắn vào máy có thanh dẫn điều khiển hướng đóng cọc sao cho cọc được đóng chính xác ở góc đã xác định. Có nhiều loại máy đóng cọc tương ứng với các loại cọc đóng, kích thước của cọc và phương pháp thi công đóng cọc, v.v... Nếu phân biệt rõ ràng máy đóng cọc bằng các kiểu nâng đ ỡ của giá đóng cọc thì máy đóng cọc được phân thành máy đóng cọc dạng treo và máy đóng cọc kiểu 3 điểm. Máy đóng cọc dạng treo kết hợp phần trên của giá đóng cọc và đầu trên của cần trục lại với nhau, kết hợp đầu cuối của giá đóng cọc với trục chính của cần trục bằng thanh liên kết; do đó có thể điều chỉnh góc nghiêng trước và sau của giá đóng cọc bằng cách thay đổi độ lớn của góc cần trục và thanh liên kết. Khả năng thi công bằng máy đóng cọc dạng treo bị hạn chế, do phụ thuộc vào lực nâng của cần trục nên máy thường được sử dụng trong thi công đóng c ọ c quy mô nhỏ. Máy đóng cọc kiểu 3 điểm nói chung có h ì nh dạng kiểu 3 điểm kết hợp phần trên của giá đóng cọc bằng 2 thanh chống xiên và kết hợp phần dưới của giá đóng cọc bằng bệ đỡ giá đóng cọc để tạo thành một máy thi công chính, có cấu tạo ổn định. Máy thi công chính nói chung được trang bị cuộn dây, giá đỡ một đầu, thiết bị thủy lực dùng cho các thao tác mặt trước, quả đối trọng để tăng tính ổn định, tăng cường lực truyền động từ cần trục kiểu bánh xích nói chung và thường sử dụng các thiết bị chuyên dùng được sản xuất cho thi công đóng cọc. Hình 3 - Khái quát máy đóng cọc Việc điều chỉnh góc nghiêng trước và sau của giá đóng cọc có thể được thực hiện dễ dàng bằng cách kéo nén các xi lanh thủy lực được lắp đặt trong 2 thanh chống xiên và cũng có thể thay đổi kiểu nghiêng của giá đóng cọc. Ngoài ra, c ó thể thực hiện dễ dàng việc điều ch ỉ nh tâm cọc sao cho phù hợp bằng cách xoay vòng phần trên của m á y thi công chính và kéo nén xi lanh thủy lực đã được gắn vào bệ đỡ giá đóng cọc. Hình 3 mô tả khái quát về máy đóng cọc. 9.1.2.2 Búa đóng cọc 9.1.2.2.1 Lựa chọn búa Búa sử dụng để đóng cọc trong phương pháp thi công cọc bằng búa đóng hiện nay bao gồm búa thủy lực, búa d iesel, búa tr eo và búa hơi. Búa diesel đem lại hiệu quả ưu việt nhất nhưng lại gây ra tiếng ồn và chấn động đến môi trường xung quanh nên búa thủy lực ngày càng được sử dụng nhiều hơn. 9.1.2.2.2 Búa thủy lực Búa thủy lực về cơ bản có cấu tạo cách âm nên có thể điều chỉnh tùy ý chiều cao rơi xuống của búa nện; do đ ó có thể hạn chế được tiếng ồn khi đóng cọc. Ngo à i ra, búa thủy lực còn được xem là búa ít thải khói và được sử dụng với tần suất cao để hạn chế phát tán khói. Hình 4 mô tả khái quát cấu tạo của búa thủy lực và Bảng 1 mô tả các kiểu truyền động của búa nện. Hình 4 - Sơ đồ mặt cắt ngang cấu tạo búa thủy lực Bảng 1 - Phương pháp truyền động của búa nện Phương pháp truyền động Chu kỳ đi lên Chu kỳ đi xuống Mặt cắt ngang 1) Phương pháp rơi tự do I (Hoạt động đơn) Búa nện sẽ được kéo lên do tác động của áp suất khi m ở van 2. Sau đó, khi đóng van 2 và m ở van 1, phần áp suất này sẽ được giải phóng làm cho búa nện rơi tự do tạo ra lực hạ cọc. 2) Phương pháp rơi tự do II (Hoạt động đơn) Cơ chế áp suất giống với phương pháp (1), búa nện sẽ tự kéo lên, sau đ ó rơi tự do tạo ra lực hạ cọc 3) Phương pháp rơi gia tốc (Hoạt động kép) Búa nện sẽ được kéo lên do tác động của áp suất khi mở van 3. Khi mở van 1 và van 2, phần áp suất (1) sẽ được giải phóng, đồng thời do được cộng thêm phần áp suất (2) nên búa nện sẽ rơi tạo ra lực hạ cọc. Do đó, lực để đóng cọc theo phương pháp (1), (2) sẽ lớn hơn. 9.1.2.2.3 Búa Diesel Hình 5 - S ơ đồ cấu tạo chính của búa diesel V ề cơ bản th ì cấu tạo của búa diesel giống với động cơ 2 th ì diesel, thực hiện truyền động d o năng lượng đốt cháy bên trong xi lanh sau khi búa nện rơi xuống. Trong trường hợp ở những địa tầng cứng, chu kỳ của búa nện sẽ lớn hơn, năng lượng đốt cháy t ă ng và hiệu suất công việc tốt hơn. Nguyên nhân là do chu kỳ nén để đốt cháy nhiên liệu phụ thuộc vào độ nẩy lên của búa nện. Ngược lại, ở những lớp đất có độ dính, mềm, độ nẩy lên của búa nện thấp, tác động làm cháy và chu kỳ tiếp theo sẽ bị ngưng lại, dẫn đến làm giảm hiệu quả đóng cọc. Búa diesel do tạo ra được l ực xung kích lớn, cấu tạo đơn giản, hiệu suất thi công tốt nên được ưa chuộng và sử dụng rộng rãi. Tuy nhiên, thiết bị này cũng gây ra một số vấn đề như tiếng ồn, gây chấn động mạnh, khói, v . v ...Trong thời gian gần đây, tần suất sử dụng thiết bị này thấp hơn so với búa thủy lực. Sơ đồ cấu tạo chủ yếu của búa diesel được thể hiện như Hình 5. 9.1.2.2.4 Các loại búa khác 9.1.2.2.3.1 Búa trọng lực Búa trọng lực hay búa rơi tự do l à loại búa được làm bằng thép hoặc t ừ các vật liệu thép. Hình dạng của búa có phần trọng tâm thấp và mặt dưới của búa không lồi lõm để tiếp xúc thẳng góc với phần cọc. Trọng lượng của búa lớn hơn nhiều lần so với trọng lượng của cọc (lớn hơn 10 lần trọng lượng ứng với 1m cọc). Khi đóng cọc, lực xung kích tại đầu cọc tỷ lệ với căn bậc hai tích của trọng lượng búa và chiều cao mà búa rơi xuống. Khi đó, cho dù trọng lượng của búa có khác nhau nhưng nếu thay đổi chiều cao rơi xuống của búa thì vẫn có thể duy tr ì được lực xung kích như nhau. Tuy nhiên, nếu búa có tr ọng lượng nhỏ thì chiều cao rơi xuống phải lớn, khi đó lực xung k ích sẽ lớn hơn và có khả năng gây ra tổn hại cho phần đầu cọc. Ngược lại, nếu trọng lượng búa lớn mà phần chiều cao rơi xuống của búa lại nhỏ thì ứng suất trong cọc sẽ nh ỏ , mức độ tổn hại cho cọc cũng nhỏ và khoảng thời gian để chèn vật liệu vào cho mỗi lần đóng cọc sẽ lâu hơn, có thể nâng cao được hiệu suất đóng cọc. Do đó, mỗi khi thực hiện đóng cọc, nên sử dụng búa có chất lượng thích hợp và thực hiện thi công với chiều cao rơi xuống tương ứng của búa nhỏ hơn 2m. 9.1.2.2.3.2 Búa hơi Búa hơi là loại búa truyền động nhờ vào lực nén của không khí hoặc hơi nước, có thể thi công hiệu quả mà không cần xét đến tình trạng cứng, mềm của đất. Tuy nhiên, do cần có một số thiết bị phụ thuộc cỡ lớn nên khi lớp đất bề mặt mềm thì có nhiều trường hợp nên thay thế, sử dụng bằng búa diesel đ ể tăng tính hiệu quả. 9.1.2.3 Mũ cọc, đệm cọc Mũ cọc tương ứng với búa v à tr ụ c cọc, được dùng để bảo vệ phần đầu cọc giống như chức năng của đệm cọc bên trên mũ cọc và giúp cho lực truyền đóng cọc của búa đi theo hướng cân bằng. Vì thế, nên sử dụng mũ cọc được chế tạo ch í nh xác để có thể tận dụng hoàn toàn phần lực của búa. Mũ cọc được chế tạo theo 2 dạng: Hàn thép tấm và được chế tạo từ thép . V ề nguyên tắc, đối với những loại được chế tạo từ thép tấm th ì sẽ được cấu tạo sao cho không làm phát sinh khe nứt ở phần mối hàn và mối hàn đẹp. Độ lớn của mũ cọc nếu không hợp với đường kính của cọc th ì có thể sẽ làm cho phần lực đóng bị lệch. Hình 6 - Mũ cọc, đệm cọc (búa thủy lực) Hình 7 - Mũ cọc, đệm cọc (búa diesel, búa treo) Đệm cọc là phần bên trên của mũ cọc, tiếp nhận trực tiếp lực xung kích mạnh từ búa đóng cọc. Song song với quá trình cân bằng lực xung kích ở mũ cọc, đệm cọc còn đóng vai trò ngăn chặn sự hư hỏng cho phần thân búa. Có hai loại đệm cọc g ồ m: đệm dạng rắn và đệm dạng lỏng. Thông thư ờ ng những loại gỗ cứng sẽ được dùng làm chất liệu của đệm dạng rắn, tuy nhiên gần đây những loại gỗ dán cũng đang được đưa vào sử dụng. Đệm dạng lỏng là loại sử dụng các dung dịch lỏng như nước hoặc dầu b ên trong đệm cọc. Những vật liệu này sẽ bốc khói khi lực xung kích tác động vào là nguyên nhân gây r a đóng lệch tâm hoặc gây hư hỏng biến dạng, nh ằ m cản bớt phần lực xung kích lớn của búa. Khi đ ó , c ần bỏ ngay toàn bộ phần đệm cọc cũ và thay thế bằng đệm cọc mới. Nếu là búa thủy lực thì hình d ạng của mũ cọc sẽ khác nhau tùy theo loại búa thủy lực. Các v í dụ về mũ cọc, đệm cọc của búa thủy l ực được thể hiện như H ì nh 6; và của búa diesel, búa treo được thể hiện như trong Hình 7. 9.1.2.4 Thiết bị kẹp Hình 8 - Thiết bị kẹp Thiết bị kẹp là thiết bị dùng để đóng phần đầu cọc vào trong đất hoặc nước và thông thường cần lưu ý những nội dung sau đây: a) Có đường kính b ằ ng cọc. b) Độ cứng không chênh lệch quá nhiều so với cọc. c) Độ dài vừa phải. d) Độ bền cao để có thể sử d ụng liên tục. e) Mặt tiếp xúc với cọc phẳng. Ví dụ về thiết bị kẹp được mô tả trong Hình 8. 9.1.3 Nguồn cung cấp điện Trong trường hợp d ùng phương pháp thi công cọc bằng búa đóng, nguồn điện được sử dụng chủ yếu khi thi công mối nối hàn tại chỗ cho các cọc. Bảng 2 sẽ thể hiện công suất máy hàn cần thiết để thi công mối nối hàn tại chỗ. Bảng 2 - Công suất máy hàn cần thiết để thi công mối nối hàn tại chỗ cho các cọc Phân loại Công suất cần thiết trên một máy hàn Mô tả Phương pháp hàn Máy hàn hồ quang bán tự động 500 A Cần 2 máy hàn trong trường hợp đường kính cọc ống thép lớn hơn 800 mm Hàn tay 300 A Thông thường, nguồn cung cấp điện là các máy phát điện được ch ở vào công trường thi công, cần chọn công suất của máy phát điện tương ứng với số lượng máy hàn sẽ sử dụng. Ngoài ra, tốt nhất nên đặt các máy phát điện sắp sử dụng tại vị trí cách nơi sử dụng điện trong vòng bán kính 20 m đến 30 m để kh ô ng gây ra hiện tượng điện yếu. Công suất máy phát điện động cơ cần thiết khi thi công mối nối hàn tại chỗ tr ê n cọc được thể hiện trong Bảng 3 dưới đây. Bảng 3 - Công suất và số lượng máy phát điện động cơ cần thiết khi thi công mối nối h à n tại chỗ trên cọc Máy phát điện động cơ Máy hàn hồ quang bán tự động Trường hợp có 1 máy h à n điện 100 kVA 1 máy Trường hợp có 2 máy hàn điện 125 kVA 1 máy Hàn tay Trường hợp có 1 máy hàn điện 45 kVA 1 máy 9.2 Thi công Tr ì nh tự thi công thông thường được thể hiện như Hình 9. Hình 9 - Trình tự thi công thông thường theo phương pháp th i công cọc bằng búa đóng 9.2.1 Lắp đặt cọc Khi dựng cọc , việc trước tiên cần làm là kiểm tra lại vị trí tâm cọc có đúng như trong sơ đồ thiết kế hay không. Sau khi đã xác định vị trí tâm cọc, nên tiến hành đóng lên đó một cọc gỗ nhỏ hoặc dùng than đá vẽ một h ì nh tròn bằng với đường k í nh của cọc. Trường hợp d ựng cọc trên mặt nước th ì xác định vị trí tâm cọc bằng cách dùng máy kinh vĩ đo từ 2 hướng vuông góc. Trước khi dựng cọc, tiến hành chỉ nh sửa để góc, hướng (trường hợp cọc đứng là góc vuông) của giá đóng cọc đúng theo quy định đồng thời trong quá trình đóng cọc cũng sử dụng máy kinh vĩ để bảo đ ả m cho c ả cọc và giá đóng cọc có góc đúng như quy định. Việc kiểm tra góc được thực hiện từ 2 hướng l à mặt trước và mặt bên của máy đóng cọc. Đặc biệt, do độ chính xác khi dựng cọc dưới sẽ ảnh hưởng đến cọc giữa và cọc trên nên cần kiểm tra thật kỹ. Bên cạnh đó, cần hết sức chú ý đến các cọc nghiêng v ì các cọc này rất d ễ bị sai góc. Sau khi xác định được vị trí của mũi cọc theo đúng quy định, tiến hành điều chỉnh lại vị trí đó để búa, mũ cọc và trục cọc tạo thành một đường thẳng so với hướng đóng cọc, đồng thời tháo dây cáp treo cọc ra khỏi cọc. Riêng các cọc giữa và cọc trên thì từng đường trục một được nối với nhau sao cho tạo thành một đường thẳng so với đường trục của cọc dưới. Để làm được điều này, cần chia đều khoảng cách các gốc mối hàn của mối nối hàn tại chỗ. Vị trí buộc dây cáp treo cọc có thể cách đầu trên của cọc khoảng 2 m như trong Hình 10. Hình 10 - Phương pháp treo cọc Khi dựng cọc, cần cố định sao cho dây cáp treo cọc không bị lệch hoặc tụt khởi điểm treo đồng thời di chuyển đầu cọc thật nhẹ nhàng sang vị trí như quy định. Khi vị trí dựng cọc bị nghiêng hoặc bề mặt dựng cọc gồ ghề, cần tiến hành xử lý b ằ ng các cách như đào các l ỗ tại vị trí đó, v.v... để tâm cọc không bi lệch. Ngoài ra, không được để cho máy đóng cọc di chuyển sau khi đã treo cọc. 9.2.2 Đóng cọc 9.2.2.1 Chọn loại búa Quy trình chọn loại búa được được tr ì nh bày ở Hình 11. Hình 11 - Trình tự lựa chọn loại búa Ứ ng suất xung kích sinh ra ở thân cọc khi đóng cọc có quan hệ với độ lớn của búa, nền đ ấ t xung quanh cọc cùng với tính chất của nền đất ở đầu cọc, v.v... Nếu đ ã sử dụng đúng loại búa trong điều kiện nền đất thông thường thì không cần xem xét, nhưng trong điều kiện nền đất đặc biệt, nếu có nguy cơ dẫn đến các hiện tượng cong vênh đầu cọc ống t h ép v.v... thì cần xem xét lực tác dụng lên thân cọc khi đóng cọc để chọn loại búa th í ch hợp. 9.2.2.1.1 Búa thủy lực Khi chọn búa thủy lực, ta chọn loại búa thích hợp cho việc đóng cọc dựa trên điều kiện về đặc tính đất, các yếu tố của cọc, v.v... Đa số búa thủy lực có thể điều ch ỉ nh chiều cao rơi xuống của búa tăng giảm theo từng 10cm, nên ch ủ ng loại và đường kính cọc có thể sử dụng búa thông thường có phạm vi rất rộng. Do đó, có nhiều trường hợp chiều cao rơi xuống của loại búa lớn được giảm xuống để đóng cọc có đường kính nhỏ, rõ ràng rất khó chọn được loại búa thích hợp. H ì nh 12 thể hiện các ví dụ cụ thể khi chọn loại búa thủy lực. Hình 12 - V i ệc lựa chọn búa thủy lực CHÚ THÍCH: 1) Nếu chiều đài đóng cọc từ 15m trở lên và có điều kiện như các trường hợp dưới đây thì sử dụng búa khổ lớn cấp 1. a. Trư ờ ng hợp đóng xuyên qua lớp cát, sỏi trung gian d ày từ 3m trở lên và có giá trị N từ 30 tr ở lên. b. Trường hợp đóng xuy ê n qua lớp đất d í nh dày từ 3m tr ở l ê n và có giá trị N từ 15 trở lên. 2) Chiều dài đóng cọc (m) bao gồm cả chiều d à i đóng cọc đệm (m). 9.2.2.1.2 Búa diesel Khi chọn độ l ớn của búa diesel, cũng giống như búa thủy lực, cần tiến hành xem xét về điều kiện đặc tính đất và các yếu tố của cọc, v.v... Trong điều kiện thông thường, có thể lựa chọn loại búa thích hợp cho việc đóng cọc dựa theo kinh nghiệm nếu các yếu tố của cọc đã được quy định sẵn từ nhiều lần thi công trước. H ì nh 13 và thể hiện cách lựa chọn loại búa diesel. H ì nh 13 - Lựa chọn búa diesel CHÚ THÍCH: 1) Nếu chiều dài đóng cọc từ 15 m trở lên và có điều kiện như các trường hợp dưới đây thì sử dụng búa cỡ l ớ n c ấ p 1. a. Trường h ợ p đóng xuy ê n qua lớp cát, sỏi trung gian dày từ 3m trở lên và có giá trị N từ 30 tr ở lên. b. Trường h ợ p đóng xuyên qua lớp trung gian v í dụ như đất s é t d ày từ 3m trở l ê n (giá trị N từ 15 trở l ê n), v.v... 2) Chiều dài đóng cọc (m) bao gồm cả chiều dài đóng cọc đệm (m). 9.2.2.2 Ứ ng suất đóng cọc Cọc đóng sẽ chịu tác dụng của lực xung k í ch lớn của búa, do đ ó sẽ gây hư hỏng phần đầu, phần giữa và phần mũi cọc. Hiện tượng hư hỏng, nguyên nhân và cách khắc phục cụ thể được tr ì nh bày trong Mục 9.4. Các vấn đề và giải pháp khắc phục trong thi công, về cơ bản nguyên nhân chính gây ra các hư hỏng thường là do đóng cọc quá mạnh hoặc lệch tâm. Một số ví dụ về hư hỏng xảy ra do các nguyên nhân như vậy được trình bày trong B ả ng 4. Nếu đã sử dụng đúng loại búa trong điều kiện nền đất thông thường thì không cần xem xét những hư hỏng như vậy. Tuy nhiên, nếu có nguy cơ xảy ra hư hỏng thân cọc ở nền đất đặc biệt thì tốt hơn nên tiến hành xem xét ứng suất xung k í ch liên quan đến các hạng mục được đánh dấu trong Bảng 4. Bảng 4 - Các h ư hỏng có nguyên nhân do đóng cọc quá mạnh (hoặc lệch tâm) Vị tr í Cọc ống thép Phần đầu Uốn nén Phần giữa Cong vênh mối nối hàn tại chỗ Cong vênh tại phần thay đổi độ dày cọc Phần mũi • Cong vênh do áp lực hai bên khi ép cọc kế cận cọc mũi kín Các cách tính ứng suất sinh ra trên thân cọc khi đóng cọc dựa trên lý thuyết sóng, dựa trên sự cân bằng của năng lượng xung kích, v.v... Phần dưới đây sẽ giải th í ch về cách tính dựa trên lý thuyết sóng. Cơ sở của cách tính theo lý thuyết sóng được dựa trên công thức cơ bản trong trường hợp khảo sát ứng suất xung k í ch của thanh đàn hồi được biểu diễn trong công thức do Thomas Young (1807) đưa ra: trong đó: σ ứng suất xung kích (kN/m 2 ) v tốc độ dịch chuyển (m/s) E hệ số Young của thanh đàn hồi (kN/m 2 ) c vận tốc sóng đàn hồi trong thanh đàn hồi γ trọng lượng thể tích của thanh đàn hồi (kN/m 3 ) g gia tốc trọng trường (9.8 m/s 2 ) ρ khối lượng riêng thanh đàn hồi (kN/m 3 ) Theo công thức (1), dựa trên cách giải của St. Venant có được từ sự cân bằng giữa lực quán t í nh của vật cứng khi va chạm với thanh đàn hồi dài và lực cản của thanh đàn hồi. Xem xét các điều kiện giới hạn của búa và mũi cọc, Utsu, Fuyuki 5), 6) đã đưa ra một công thức thực tiễn hơn để tính ứng suất xung kích ở phần đầu cọc: (2) trong đó: A p tiết diện cọc (m 2 ) W H trọng lượng búa (kN), W H = khối lượng búa x g γ p trọng lượng thể tích cọc (kN/m 3 ) c p vận tốc sóng đàn hồi trong thân cọc , E p hệ số Young của cọc (kN/m 2 ) t khoảng thời gian sau khi va chạm với búa (s) g gia tốc trọng trường ( 9.8 m/s 2 ) h chiều cao búa rơi (m) Trong công thức (2), khoảng thời gian t là thời gian từ lúc búa va chạm vào cọc cho đến lúc sinh ra ứng suất xung kích lớn nhất. Từ việc kiểm tra so sánh giữa dạng sóng theo lý thuyết và giá trị đo được thực tế, có thể xác định được rằng thời gian t nên trong khoảng 0.002 giây trên thực tế. Các hằng số vật lý trọng lượng thể tích, hệ số Young và vận tốc sóng đàn hồi của cọc ống thép, sử dụng trong công thức (2) được trình bày trong B ả ng 5. Bảng 5 - Các hằng số vật lý của cọc Loại cọc Hạng mục Cọc ống thép Trọng lượng thể tích γ p (kN/m 3 ) 77 Hệ số Young E p (kN/m 2 ) 2 x 10 8 Vận tốc sóng đàn hồi C p (m/s) 5,12 x 10 3 Ngoài ra, công thức (2) còn được sử dụng để tính ứng suất xung kích ở đầu cọc của búa diesel và búa thủy lực sử dụng miếng đệm thể rắn. Ứ ng suất sinh ra được tính bằng công thức này trong các điều kiện gần giống với lúc đóng cọc ống thép trong thực tế (vật liệu miếng đệm, đóng cọc lệch tâm, v.v...) và giá trị lý thuyết của ứng suất uốn và các ví dụ về hư hại cong vênh cọc, v.v... được phân tích tổng hợp thành một biểu đồ ví dụ về lựa chọn loại búa sử dụng cho cọc ống thép được thể hiện trong Hình 15. Hình 15 là hình được tạo từ ứng suất sinh ra ở phần đầu cọc khi đóng cọc và cong vênh đầu cọc để có thể lựa chọn được công suất búa phù hợp khi kết hợp các yếu tố tiết diện cọc, ứng suất cho phép của thân cọc, chiều cao rơi xuống của búa nện. Phương pháp dựa trên lý thuyết sóng là một phương pháp phân tích của Smith. Phương pháp này mô hình hóa búa đóng cọc thành dạng lò xo và các chất điểm như Hình 16 và thực hiện phân chia các bộ phận của cọc. Các bộ phận của cọc được mô hình h ó a thành các điểm chất của búa và lò xo, sau đó dựa vào những điểm này để tính toán. Việc tính toán sẽ được thực hiện dựa theo phương pháp phân chia ví dụ như ứng với một lần đóng cọc thì độ lún, độ chối, ứng suất phát sinh ở thân cọc, v.v... sẽ là bao nhiêu. Kết quả tính toán sẽ được sử dụng làm một trong các tiêu chuẩn để xem lực xung kích của búa sử dụng có đạt hay không và lựa chọn loại búa sử dụng thích hợp. Hình 1 4 - Lựa chọn các loại búa được thu hẹp bởi độ an toàn của thân cọc Hình 15 - Mô hình theo phương pháp phân tích của Smith 9.2.2.3 Thứ tự đóng cọc Thông thường cọc được chia thành theo dạng nhóm cọc, do đó cần quy định rõ thứ tự đóng cọc. Trong phương pháp thi công cọc bằng búa đóng, lực cản sẽ tăng theo hiệu quả kết cấu của đất khi đóng cọc, nên tùy theo trường hợp mà có thể phát sinh hiện tượng cọc không lún xuống đất được, cọc bị lệch so với vị trí đóng cọc ban đầu, hoặc phát sinh biến dạng nguy hiểm ví dụ như cọc bị uốn cong, v.v... Để tránh những sự cố này, nên tiến hành đóng cọc từ một góc của cọc bên này sang đến góc khác của cọc bên kia, hoặc thực hiện đóng cọc theo hướng từ trung tâm ra phạm vi bên ngoài của nhóm cọc. Ngoài ra, trong trường hợp đóng cọc gần với những công trình lân cận th ì nên thực hiện theo hướng từ gần ra xa. 9.2.2.4 Khái quát thi công đóng cọc Việc đóng cọc trong giai đoạn khởi công là phần quan trọng nhất khi quyết định độ chính xác của toàn bộ công tác đóng cọc. Vì đây là giai đoạn thử nghiệm ban đầu, nên cần xác định góc và vị trí tâm cọc để di chuyển cho ch í nh xác. Trong giai đoạn đầu, cũng có trường hợp cọc sẽ bị di chuyển khi đóng búa vào cọc. Trong những trường hợp như thế, cần thực hiện đóng cọc sau khi đã xem xét phương đóng cọc, có thể đóng cọc từ từ hoặc đóng từ trên cao (không đốt cháy nhiên liệu của búa diesel) đến cao độ cần thiết và đóng nhẹ để không làm lệch v ị trí tâm cọc. Sau đây là những điểm quan trọng khi đóng cọc ở những điều kiện khác nhau. 9.2.2.4.1 Đóng cọc vào vùng đất yếu Trường hợp vùng đất yếu có giá trị N nh ỏ hơn 5 th ì cần điều chỉnh chiều cao rơi xuống của búa nện để đóng cọc với lực xung kích nhỏ hơn. Khi đóng cọc, cần lưu ý để không đóng với lực quá mức nếu phần dưới của cọc khó vuông góc với cọc. Ngoài ra, có phát sinh ứng suất kéo lớn ở phần thân cọc do lực c ả n phía mũi cọc nhỏ. 9.2.2 .4 .2 Đóng cọc nghiêng Khi đóng cọc nghiêng nên sử dụng máy đóng cọc có độ an toàn và công suất lớn hơn so với khi đóng cọc thẳng. Giá đóng cọc nên nghiêng theo một g ó c nhất định sau khi được dựng lên. Trong quá tr ì nh đóng cọc, do có thể dự đoán được góc ch ỉ định mà cọc có thể xê dịch, nên cần cân nhắc đến việc chỉnh sửa lại phần góc xê dịch của cọc khi dựng lên. Trường hợp sử dụng cọc dẫn hướng thì khoảng cách tính từ vị trí cọc dẫn hướng sẽ b ằ ng khoảng 1/3 chiều dài của cọc t í nh từ điểm cuối mũi cọc. Khi đóng cọc, cần lưu ý kỹ phần dao động sang hai bên của cọc v ì có thể đó sẽ là nguyên nhân làm cọc bị hư hỏng. 9.2.2.4.3 Đóng cọc bằng thiết bị kẹp Thiết bị kẹp sử dụng những thiết bị có chiều dài hơn 50cm so với độ sâu đóng cọc. C ần lưu ý sử dụng thiết bị kẹp có độ dài thích hợp vì cũng có trường hợp sử dụng thiết bị kẹp quá dài sẽ làm giảm đi hiệu suất thi công cũng như độ chính xác khi thi công công trình. Đóng cọc bằng thiết bị kẹp rất dễ dẫn đến bị lệch tâm, nên điều quan trọng là thi công rất cẩn thận. Thông thường việc dựng thiết bị kẹp sẽ ở trạng thái cách đầu cọc khoảng 30 cm đến 50 cm tính từ mặt đất. Do đ ó cần lưu ý v ì rất khó để kết hợp đúng phần tâm của trục cọc với thiết bị kẹp. Nếu đường trục của cọc và thiết bị kẹp không thể cùng nằm trên một đường thẳng thì khi mỗi lần xung kích, phần thiết bị kẹp này sẽ bị dao động mạnh sang hai bên. Khi đó, cần dừng ngay việc đóng cọc và tiến hành sửa lại phần thiết bị kẹp đã dựng. 9.2.2.5 Đóng cọc xuyên qua tầng đất trung gian Việc có thể đóng cọc xuyên qua tầng đất trung gian cần được phán đoán một cách tổng hợp theo những điểm sau, cùng với loại cọc và búa đóng cọc: • Độ cứng và chất lượng lớp đất ở tầng này • Tình trạng chất lượng lớp đất ở tầng trên • Độ sâu tính từ mặt đất đến tầng này Sau đây là những điểm cần lưu ý, liên quan tới việc đóng cọc xuyên qua tầng đất trung gian của cọc ống thép có mũi hở: a) Khi lớp đất cát có giá tr ị N>50, thì có nhiều trường hợp có thể đóng xuyên qua độ dày của tầng đất trung gian lên đến 5 lần so với đường kính cọc. b) Khi lớp đất dính có giá trị N>30, thì có nhiều trường hợp có thể đóng xuyên qua độ d ày của tầng đất trung gian lên đến 3 lần so với đường kính cọc. c) Tầng đất trung gian nếu có độ sâu trên dưới 20m thì có nhiều trường hợp có thể đóng xuyên qua, nhưng nếu gần 30m thì không thể đóng xuyên qua tầng đất trung gian này được. d) Ở vùng đất cát, rất dễ dàng đóng xuyên qua những hạt có đường kính giống nhau. e) Trường hợp tầng đ ấ t dưới của tầng đất trung gian yếu, thì có thể đóng xuyên qua một phần độ cứng của tầng đất trung gian này. f) Trường hợp không thể đóng xuyên qua, thì có thể đóng xuyên qua tầng đất trung gian này bằng cách sử dụng đồng thời các phương pháp hỗ trợ như đào bên trong, khoan sơ bộ, v.v... Tuy nhiên, trường hợp sử dụng các phương pháp này thì cần tiến hành kiểm tra riêng l ực ma sát hai mặt bên. Các phần được đề cập ở trên có thể được điều chỉnh theo độ lớn của đường kính cọc và búa đóng cọc 9.2.6 Ngừng đóng cọc Ngừng đóng cọc khi đảm bảo các cọc thỏa mãn các hạng mục quản lý hay các điều kiện ngừng đóng cọc được quy định dựa trên kết quả thử nghiệm cọc và đảm bảo được sức chịu tải của cọc. 9.2.2.7 Đóng cọc vào lớp đất cứng Nhiều trường hợp gặp khó khăn khi đóng vào đá cứng (trung bình, cứng). Đóng cọc bằng lực xung kích lớn vượt quá lực xung kích cho phép như trọng lượng búa lớn không hợp lý, v.v... sẽ gây ra vết nứt trên thân cọc. 9.2.3 Hàn nối tại công trường Hàn nối tại chỗ là yếu tố có ảnh hưởng rất lớn đến tính vững chắc của toàn bộ móng dựa vào các cọc chế tạo sẵn. Từ trước đến nay, mối nối hàn tại chỗ vẫn được sử dụng, nhưng gần đây, mối nối cơ khí đang được phát triển do nhu cầu rút ngắn thời gian thi công mối nối và đảm bảo chất lượng, bền vững, v.v... Bên cạnh đó, các mối nối cơ khí được kiểm định kỹ thuật xây dựng đối với các cọc ống thép. 9.2.3.1 Mối n ố i hàn tạ i chỗ Khuyết điểm khi thực hiện mối nối hàn tại chỗ ở cọc sẽ gây ảnh hưởng đáng kể đến khả năng chịu lực của toàn bộ móng cọc. Theo đó, nên chú ý đến toàn bộ việc kiểm tra điều kiện hàn, thi công hàn, vùng hàn, v.v... Phương pháp hàn mối nối hàn tại chỗ được phát triển từ hàn tay lên hàn bán tự động và hàn tự động, tính bền vững ngày càng được nâng cao. Hiện nay, hàn hồ quang bán tự động đang được sử dụng nhiều nh ấ t. Phương pháp hàn này có tốc độ hàn nhanh, hiệu suất cao nhưng cường độ dòng điện sử dụng lớn (khoảng 300 A đến 460A), do vậy cần cung cấp nguồn điện ổn định và lựa chọn thợ hàn có trình độ kỹ thuật theo quy định. Ngoài ra, về nguyên tắc, không được sử dụng mối nối hàn tại chỗ của cọc ống thép ở những vị trí liên kết ống thép có độ dày tấm thép khác nhau. 9.2.3.1.1 Cấu tạo mối nối hàn tại chỗ Cấu tạo mối nối hàn tại chỗ đang được sử dụng rộng rãi hiện nay được mô tả trong Hình 16. Hình 17 - Cấu tạo vòng đệm thêm vào Vòng đệm làm bằng kim loại đã được nung ch ả y dùng đ ể ngăn không cho các vật hoặc kim loại nóng chảy rơi vào bên trong ống thép, được lắp đặt đ ể dễ lồng ghép vào cọc trên và không làm cho cọc trên bị lệch với cọc dưới, cấu tạo vòng đệm được mô tả ở Hình 17. Phần trên của vòng đệm được tăng gấp đôi để dễ lồng vào cọc trên. Hình 1 8 - Lắp đặt vòng đệm Vòng đệm này được cố định chắc chắn nhờ vào một vật chặn đã được gắn trước vào cọc sau, đóng vòng đệm vào, gắn chặt vào mặt trong cọc và hàn vòng đệm với gá kẹp lại theo phương pháp được mô tả trong Hình 18. Tuy nhiên, trong trường hợp vòng đệm không gắn chặt vào mặt trong cọc b ằ ng cách đ ó ng vào thì nên cắt hoặc nới rộng phần rãnh h ở tại chỗ để gắn chặt vòng đệm vào. 9.2.3.1.1.2 Mối hàn duy trì khoảng cách các gốc mối hàn Sau khi gắn vòng đệm, song song với việc gắn tạm vòng đệm, cần tạo mối hàn duy tr ì khoảng cách các gốc mối hàn như mô tả ở Hình 19. Mối hàn duy trì khoảng cách các gốc mối hàn được dùng để đảm bảo khoảng cách các gốc mối hàn từ 1 mm đến 4 mm, để chiều cao của mối hàn từ 2 mm đến 5 mm và kích thước mối hàn theo quy định khi hàn vào vòng đệm thì nên thực hiện các thao tác với tốc độ chậm rãi và sử dụng nguồn điện có cường độ thấp hơn so với giá trị cường độ dòng điện hàn tiêu chuẩn sẽ được trình bày ở Bảng 6 và Bảng 7. Hình 19 dưới đây trình bày khái quát công tác thi công mối hàn duy trì khoảng cách các gốc mối hàn. Hình 19 - Khái quát công tác thi công mối hàn duy trì khoảng cách các gốc mối hàn 9.2.3.1.1.3 Đai đồng Lắp đặt đai đồng để ngăn chặn các kim loại nóng chảy không bị rơi ra ngoài (Hình 20). Hình 20 - Khái quát công tác l ắ p đai đồng 9.2.3.1.2 Kỹ thuật viên quản lý thi công hàn Kỹ thuật viên quản lý thi công hàn đồng thời cũng là kỹ thuật viên quản lý toàn bộ công trình thi công đóng cọc. Ngoài ra, kỹ thuật viên quản lý thi công hàn còn cần có kiến thức về hàn, biết đưa ra những chỉ đạo phù hợp dựa trên kinh nghiệm đã tích lũy và đảm bảo thực hiện c á c nội dung sau: a) Lựa chọn thợ hàn b) Kiểm tra các thiết bị máy móc quan trọng, thực hiện các phương pháp bảo qu ả n nguyên vật liệu thích hợp c) Quản lý an toàn d) Y ê u cầu bắt đầu và kết thúc thi công hàn e) Kiểm tra vùng hàn f) Yêu cầu và đánh giá phương pháp chỉnh sửa các khuyết tật hàn, đưa ra biện pháp khắc phục sau đó (c ả i tạo phương pháp thi công) g) Ghi chép lại và báo cáo 9.2.3.1.3 Thợ hàn Thợ hàn là những người đã vượt qua các kỳ kiểm tra kỹ thuật căn cứ theo các mục trình bày trong Phụ lục F về hàn tay hoặc hàn bán tự động, hoặc những người đã vư ợ t qua các kỳ kiểm tra kỹ thuật tương đương, nhưng trước đó nên là những người có đầy đủ năng lực đáp ứng các điều kiện hàn, môi trường hàn và phương pháp hàn tại công trường thi công. Ngoài ra, trước khi thực hiện thi công tại công trường, cần sử dụng mẫu kiểm tra có điều kiện đồng nhất, thực hiện kiểm tr a khả năng của các thợ hàn và xác nhận khả năng này. 9.2.3.1.4 Hàn 9.2.3.1.4.1 Chuẩn bị môi trường Thực hiện chuẩn bị môi trường trước khi thi công hàn phần khớp nối. Khi đó, cần lưu ý những đi ể m: a) Bảo quản dây hàn ở nơi khô ráo. b) Chuẩn bị máy hàn. c) Chuẩn bị giàn giáo. d) Lên kế hoạch nâng cao ý thức cho thợ hàn về công việc hàn. 9.2.3.1.4.2 Chuẩn bị hàn Chuẩn bị các bước dưới đây trước khi tiến hành thi công hàn: a) Thực hiện chỉnh sửa phần mối nối đã bi biến dạng. b) Loại bỏ gỉ sét, đất, dầu m ỡ , v.v... ở phần mối nối bằng bàn chải kim loại, máy mài, v.v..., nên làm khô hoàn toàn hơi nước bằng mỏ hàn khí, v.v... c) Thực hiện điều chỉnh đường trục giữa cọc trên (cọc giữa) và cọc dưới, kiểm tr a và chỉnh sửa độ nhấp nhô của mặt phẳng, khoảng cách các gốc mối hàn, v.v... 9.2.3.1.4.3 Điều kiện hàn Khi thực hiện hàn nên tuân theo các điều kiện dưới đây, bên cạnh đó nên lựa chọn cường độ dòng điện, điện áp, tốc độ hàn, phương pháp hàn, v.v... sao cho phù hợp để không xảy ra khuyết tật hàn: a) Trong trường hợp có mưa rơi, tuyết rơi, hoặc gió thổi 10 m/giây thì không được thi công hàn. Tuy nhiên, nếu bố trí vùng hàn ở những nơi không bị ảnh hưởng bởi thời tiết th ì việc thi công hàn không bị hạn chế. b) Trong trường hợp nhiệt độ dưới +5 °C thì không được thực hiện thi công hàn. Tuy nhiên, nếu nhiệt độ từ -10 °C đến +5 °C và phần cách vùng hàn trong vòng 100 mm đã được làm nóng trên +36 °C thì vẫn có thể thực hiện thi công hàn. c) Bảng 6 đưa ra v í dụ về cường độ dòng điện, điện áp, tốc độ hàn. Bảng 6 - Các điều kiện hàn tiêu chuẩn Độ dày Số lớp hàn Cường độ dòng điện (A) Điện áp (V) Tốc độ (cm/phút) 9mm 1 đến 2 300 đến 460 24 đến 30 25 đến 35 12mm 2 đến 3 16mm 4 đến 5 19mm 5 đến 7 22mm 8 đến 10 25mm 10 đến 13 9.2.3.1.4.4 Công tác hàn Để mối hàn lớp 1 sâu, nên duy trì giá trị cường độ dòng điện và hạ điện áp xuống mức thấp nhất có thể. Mỏ hàn được minh họa trong Hình 21, nghiêng 0° đến 45° theo hướng hàn, dây hàn c ó vị trí và góc nghiêng như Hình 22. Bắt đầu hàn từ tâm của mối hàn duy trì khoảng cách các gốc mối hàn. Sau đây là những mục cần lưu ý của trường hợp này: a) M ỏ hàn không được nghiêng v ề phía ngược v ới hướng hàn. Nếu làm sai sẽ dễ phát sinh các khuyết tật hàn như lẫn xỉ, hàn không ngấu, rỗ khí, v.v... b) Chiều dài dây hàn từ 30 mm đến 50 mm. Nếu dây quá ngắn thì rất dễ bị rỗ khí. c) Trường h ợ p mối hàn giáp mối, mồi hồ quang tại phần cuối của mối hàn trước rồi di chuyển mỏ hàn ngược tr ở lại khoảng 20 mm. d) Trường hợp hàn nhiều lớp, nên làm sạch xỉ của l ớ p hàn trước rồi mới tiến hành thi công hàn. 9.2.3.1.5 Khắc phục các khuyết tật hàn Trường hợp phát sinh các khuyết tật hàn tại vùng hàn được trình bày như trong Bảng 7. Do đó, nên hiểu rõ các nguyên nhân, phương pháp kiểm tra và cách khắc phục để ngăn ngừa khuyết tật xảy ra. Khi phát hiện ra khuyết tật nghiêm trọng thông qua việc kiểm tra sau khi hoàn tất công tác hàn, nên mài nhẵn nơi đó bằng máy mài hoặc đục, v.v..., sau đó c h ỉ nh sửa và hàn lại. 9.2.3.1.6 Đóng cọc sau kh i hoàn tất hàn Đối với thi công đóng cọc sau khi hoàn tất công tác hàn, nên tạo nhiệt độ môi trường xung quanh ít nhất 200 °C để tránh trường hợp kim loại hàn bị nguội. Hình 23 mô tả tốc độ hạ nhiệt khi hàn, sau khi hoàn tất hàn thông thư ờ ng nhiệt độ trong khoảng 1 phút là 200 °C đến 250 °C. Bảng 7 - Phân loại khuyết tật hàn và cách khắc phục Phân loại Nguyên nhân Cách khắc phục Bề ngoài Th ẩ m th ấ u ch ấ t lỏng T i a phóng x ạ Sóng s i êu âm 1. Khoảng cách góc mối hàn hẹp. 2. T ốc độ hàn quá nhanh hoặc quá chậm. 3. Cường độ dòng điện hàn th ấ p. 4. G óc của mỏ hàn và v ị tr í h à n kh ô ng tương ứng với nhau. 1. Đảm bảo khoảng cách góc mối hàn từ 1 mm đến 4 mm. 2. Tốc độ hàn nên thích hợp để không gây ra xỉ. 3. Khuyến khích cường độ dòng điện trên 400A. 4. Giữ góc của mỏ hàn (hàn trực tiếp) từ 20° đến 30°, vòng đệm được đặt vào vị trí tương ứng. x x o o 1. Chưa loại bỏ hết phần x ỉ . 2. T ốc độ di chuyển que hàn quá chậm. 3. Mỏ hàn đặt theo phương pháp hàn góc rộng. 1. Loại bỏ toàn bộ x ỉ của lớp hàn trước. 2. Không làm phát sinh x ỉ . 3. M ỏ hàn đặt theo phương pháp hàn góc hẹp (0° đến 45°). x x o o 1. Cư ờ ng đ ộ d ò ng điện hàn qu á cao. 2. G óc của mỏ hàn và v ị tr í hàn kh ô ng tương ứng với nhau. 3. T ốc độ hàn quá nhanh. 4. Áp suất h ồ quang quá cao. 1. Hạ cường độ dòng điện ở lớp hàn cuối cùng xuống phạm vi từ 350A đến 400A. 2. G iữ góc m ỏ hàn từ 0 o đến 15°, vị trí h à n cho x ê dịch l ê n tr ê n để không gây ra hồ quang tại các mặt r ã nh hàn. 3. T ốc độ hàn chậm lại để không xảy ra tình trạng thiếu mối hàn. 4. Á p suất hồ quang hạ xuống từ 26V đến 28V. o o o x 1. Cường độ dòng điện hàn quá thấp. 2. T ốc độ di chuyển que hàn quá chậm. 1 . T ă ng cường độ dòng diện hàn, t ă ng t ố c độ di chuyển que hàn. 2. Tăng tốc độ hàn. o x x x 1. Bị lẫn nước, tạp chất tại phần khớp nối. 2. B ộ phận chịu nhiệt bị nguội. 3. Dây hàn bị ư ớt. 1. L à m sạch phần rãnh hàn trước khi hàn, loại bỏ hoàn toàn nước, đất, dầu, rác, g ỉ sét, v,v... 2. Làm nóng sẵn bộ phận chịu nhiệt. 3. Làm khô khi sử dụng để đảm bảo độ an to à n cho dây hàn. Bề mặt o Bề mặt o o o B ê n trong x Bên trong x 1. Á p suất hồ quang quá cao. 2. B ị l ẫ n nước, tạp chất tại phần khớp nối. 3. Dây hàn bị ướ t 4. Chiều dài d ư ra của dây hàn ngắn. 1. Sử d ụng áp suất h ồ quang thích hợp từ 26 V đến 30V. 2. L à m sạch phần r ã nh hàn trước khi hàn, loại bỏ hoàn toàn nước, đất, dầu, rác, gỉ sét, v.v... 3. Làm khô khi sử dụng để đảm bảo độ an toàn cho dây hàn. 4. Chọn chiều dài dư ra thích h ợ p cho d â y hàn từ 30 mm đến 50mm. x x o o 1 .Dây hàn bị ư ớt. 2. Bị lẫn nước, tạp chất tại ph ầ n khớp nối. 3. Cường độ dòng điện, áp suất không thích hợp. 1. Làm khô khi sử dụng để đảm bảo độ an toàn cho dây hàn. 2. Làm sạch phần rãnh hàn trước khi hàn, loại bỏ hoàn toàn nước, đất, dầu, rác, g ỉ s é t, v,v... 3. Thực hiện theo điều kiện hàn chuẩn. o o o o CHÚ THÍCH: O - Kiểm tra được; X - Không kiểm tra được Hình 23 - Tốc độ hạ nhiệt kh i hàn 9.2.3.2 Mối nối cơ khí B ả ng 8 - Khái quát mối nối cơ khí của cọc ống thép Phương pháp A Phương pháp B Khái quát Hàn tại chỗ mối nối có r ã nh kết hợp vào phần mũi của cọc trên dưới. Sau khi hàn xong, dùng bu lông lắp phần khóa truyền tải trọng đang giữ trong hộp nối vào r ã nh kết hợp của mối nối chốt và hoàn tất mối hàn. Hàn tại chỗ mối nối có phần l ồ i lõm vào phần mũi của cọc trên dưới. Sau khi lắp xong phần khớp nối, siết bu lông kết hợp ở phía b ê n ngoài ống thép, sau đó lồng phần mối nối dương vào mối nối âm và hoàn tất mối hàn. Mô hình s ơ lược Phạm vi vận hành Đường kính ngoài: 400 mm đến 1.600 mm Độ d ày tấm thép: 9 mm đến 27 m m Đường k í nh ngoài: 400 mm đến 1.600 mm Độ dày tấm thép: 6 mm đến 30 mm Loại máy sử dụng chủ yếu Cờ lê lục giác, máy khoan điện, dưỡng đo giới hạn Cờ lê momen xoắn, máy khoan điện Thời gian thi công Hàn liên kết: khoảng 10 phút Quản lý chất lượng: khoảng 5 phú t Hàn liên kết/Quản lý chất lượng: khoảng 15 phút Trình tự thi công 1) Hàn cọc trên và dưới 2) Chèn bu lông 3) Kiểm tra độ sâu của bu lông đ ã chèn (hoàn tất hàn liên kết) 1) Hàn cọc trên và dưới 2) Siết chặt phần bu lông liên kết 3) Kiểm tra momen xoắn độ siết chặt của bu lông liên kết (hoàn tất hàn liên kết) Quản lý ch ấ t lượng Dùng dư ỡ ng đo giới hạn để kiểm tra xem bu lông có bị siết quá độ sâu chỉ định hay không Kiểm tra xem momen xoắn của bu lông liên kết có lớn hơn giá trị mặc định hay không Phương pháp v ậ n hành Cọc ống thép (xung k í ch, búa rung, đào bên trong) Cọc xi măng đất ống thép, cọc quay Cọc ống thép (xung kích, báo rung , đào bên trong) Cọc xi m ă ng đất ống thép Độ chắc của khớp nối Khả năng biến dạng cũng như độ chắc của ống thép có mối nối nên tương đồng với phần thân của ống thép (không cần giảm hoặc đối chiếu với ứng suất cho phép khi vận hành khớp nối) Khả năng biến dạng cũng như độ chắc của ống thép có mối nối nên tương đồng với phần thân của ống thép (không cần giảm hoặc đối chiếu với ứng suất cho phép khi vận hành khớp nối) Mối nối cơ khí là một phương pháp hàn nối cọc ống thép tại chỗ. Mối nối cơ khi được thực hiện thông qua việc kết hợp với các vật liệu mối nối được hàn vào phần trên và dưới ống thép chế tạo sẵn và có nhiều ưu điểm hơn so với mối nối hàn như: a) Khó bị ảnh hưởng bởi các điều kiện thời tiết (gió, mưa, độ ẩ m, v.v...), chất lượng ổn định. b) Có t í nh năng tương đồng với thân của ống thép. c) Chất lượng ổn định, không c ầ n kỹ thuật viên giám sát khi thi công. d) Có thể rút ngắn thời gian thi công. e) Í t hạn chế về địa điểm sử dụng (gần vật có khả năng chịu nhiệt, v.v...). f) Dễ dàng quản lý thi công và quản lý toàn bộ số lượng. g) Có thể sử dụng cho cả những vị trí hàn nối ống thép có độ dày khác nhau. Hiện nay, khái quát về mối nối cơ khí đặc trưng đã được kiểm chứng về mặt kỹ thuật xây dựng, được trình bày tại Bảng 8. 9.2.4 Hoàn thiện đầu cọc 9.2.4.1 Làm phẳng đầu cọc Làm phẳng đầu cọc sau khi đóng cọc. Khi làm phẳng đầu cọc không được gây hư hỏng cho phần thân cọc và điều quan trọng là đầu cọc nên thật phẳng. Trường hợp cọc thép th ì có thể làm phẳng dễ dàng hơn theo phương pháp cắt bằng khí gas. 9.2.4.2 Phần kết hợp giữa cọc và chân móng Phần kết hợp giữa cọc và chân móng về nguyên tắc nên được thiết kế theo dạng kết hợp chắc chắn tại phần đầu cọc (Theo tiêu chuẩn JRA 2002, Speci f ications for high w ay bridge, Part IV - Substructure). Cọc ống thép được minh họa theo 2 phương pháp A và B như Hình 24. Cốt thép gia cố phần đầu cọc theo phương pháp B về cơ bản chỉ sử dụng cốt thép gia cố cọc nhồi (đối với cọc RC, cọc PHC, cọc SC có bao gồm cả cốt thép gia cố bên trong thân cọc) và không cần thiết sử dụng phương pháp hàn cốt thép chu vi bên ngoài cọc ống thép (sau đây gọi là cốt thép hàn chu vi ngoài của cọc) trừ trường hợp bất khả kháng về mặt thiết kế. Chính vì việc hàn cho phần đầu cọc nhô ra 100mm so với mặt chân móng và việc hàn theo hướng thẳng đứng, v.v... sẽ làm giảm đi khả năng thi công so với những công trình thông thường nên có thể sẽ không đảm bảo được chất lượng công trình như dự tính. Ngoài ra, mục 17 của Tiêu chuẩn JRA 2002, Speci f ications for highway bridge, Part IV - Substructure có đề cập tới các ví dụ về phương pháp hàn (hàn hồ quang). Tuy nhiên, v ì khó có thể đảm bảo được chất lượng ổn định so với các mối hàn khác và khó thực hiện kiểm tra không phá hủy nên cần thực hiện việc quản lý chất lượng thi công đầy đủ ứng với từng công đoạn thực hiện. Hình 24 - Mặt cắt ch i tiết cấu tạo đầu cọc Thứ tự thi công để làm nhẵn phần đầu của cọc ống thép thông thường được minh họa trong Hình 25. Các cốt thép lắp ghép của cốt thép gia cố cọc nhồi được bố trí trong thân cọc là phần dùng để duy trì trạng thái của cốt thép khi thi công nên thông thường sẽ được gắn bên trong cốt thép gia cố cọc nhồi. Hình 25 - Trình tự thi công mài phẳng đầu cọc 9.2.4.2.1 Chốt chống trượt Đối với phía bên ngoài và bên trong phần đầu cọc ống thép, về nguyên tắc để nhồi cọc với lực hướng tâm hoặc truyền được lực chính xác vào chân móng bê tông t hì cần lắp thêm phần chốt chống trượt. Nếu xét về độ dừng trên cao của cọc th ì thông thường chốt chống trượt này là tấm thép đã uốn cong được gắn thêm vào phần đầu cọc. a) Độ dày của chốt chống trượt Độ dày của chốt chống trượt nên lớn hơn hoặc bằng độ dày mô tả trong Bảng 9. Ngoài ra, chiều rộng của chốt chống trượt nên gấp từ 2 lần trở lên so với độ dày. Bảng 9 - Độ dày ch ố t chống tr ượ t trong thân cọc Đường kính cọc mm Độ dày chốt chống trượt mm Dưới 800 9 Từ 800 đến dưới 1200 12 Từ 1.200 đến dưới 1 . 500 16 b) Số lớp và bố trí chốt chống trượt Theo nguyên tắc thì có 2 lớp chốt chống trượt và được lắp đặt tại vị trí được mô tả trong Hình 26. Thông thường, chốt chống trượt được hàn tại chỗ từ phía trên. Hình 26 - V ị trí lắp đặt chốt chống trượt Ví dụ về sơ đồ vị trí lắp đặt chốt chống trượt được mô tả trong Hình 27. Hàn tại chỗ chốt chống trượt là hàn lấp góc vành đai một mặt ph í a trên chốt chống trượt có tính đến khả năng thi c ô ng của chốt đó. Nếu tính đến cường độ của lực c ắ t sử dụng trong chốt chống trượt thì kích thước hàn bằng độ dày của chốt chống trượt nếu là hàn tại chỗ thông thường và bằng 80% độ dày chốt chống trượt nếu là hàn trong xưởng. Ngo à i ra, ………………………. Hình 28. Hình 28 - Trình tự lắp đặt chốt chống trượt 9.2.4.2.2 Cốt thép gia c ố phần cọc nhồi (phương pháp B) Cần lưu ý các điểm sau khi lắp đặt cốt thép gia cố cọc nhồi cho đầu cọc: a) Tính đến chiều dài trừ hao bên trong thân cọc và đặt cốt thép dài hơn b ì nh thường. Tức l à chiều dài cố định tính từ đầu cọc được bảo đảm. b) Khi chế tạo khung cốt thép gia cố cọc nhồi, chỉ lắp đặt cốt thép lắp ghép bên trong thân cọc và đặt cốt thép đai phía trên đầu cọc sau khi đã bố trí cốt thép ch í nh phía dưới chân móng. Ngoài ra, cần lưu ý các điểm sau trong trường hợp bắt buộc sử dụng đồng thời cốt thép hàn theo chu vi ngoài của cọc: a) Cốt thép tạo chu vi ngoài của cọc (SD295B hoặc SD345) nhất thiết hàn chắc từng thanh một. Tránh hàn trong trạng thái đã ghép vào khung cốt thép. Ngoài ra, năng lực của thợ hàn sẽ được đánh giá qua các mối nối hàn tại chỗ của cọc ống thép. b) Khi hàn, nên vệ sinh sạch dầu mỡ, rác, bùn ở chu vi ngoài của cọc và bề mặt cốt thép. c) Ch ỉ hàn sau khi đã làm khô hết nước trên bề mặt cọc và trên cốt thép. d) Bảo đảm độ rộng của mối hàn. e) V ề nguyên tắc thì nên chia đều khoảng cách cốt thép hàn chu vi ngoài của cọc. f) V ề nguyên tắc thì nên ngưng ngay công việc hàn khi trời mưa, hay có gió thổi trên 10m/giây. Tuy nhiên, trường hợp có chuẩn bị các phương án phòng chống các tác động của thời tiết đối với vùng hàn thì không cần áp dụng quy định này. g) Ngưng hàn hoặc tiến hành xử lý làm nóng sơ bộ khi nhiệt độ xuống dưới 5 °C. h) Sau khi hàn xong, tiến hành kiểm tra ngoại quan bằng m ắ t xem có lỗi gây tổn hại cho vùng hàn hay không. i) Khi thi công, nên tiến hành kiểm tra thử kỹ năng trong công đoạn hàn tại chỗ và kéo c ă ng thử để kiểm tra chất lượng của vùng hàn. j) Trường hợp hàn cốt thép hàn chu vi ngoài của cọc lên cọc xi măng đất ống thép, nên loại b ỏ các chỗ lồi (gân) ở mặt ngoài ống thép của vùng hàn. 9.2.4.2.3 B ê tông phần cọc nhồi Cả phương pháp A và phư ơ ng pháp B đều đổ bê tông cọc nhồi vào phần đầu cọc với cường độ tương tự với cường độ chân móng. Bê tông cọc nhồi được đổ khi đổ đầy đất cát vào trong cọc đến độ cao quy định hoặc sau khi thiết kế ván khuôn xong. Ví dụ về phương pháp đổ bê tông cọc nhồi này được mô tả như h ì nh bên dưới (Hình 29). a) Phương pháp ván khuôn treo Cho ván khuôn đã lắp đặt cốt thép có m ó c treo lơ lửng vào bên trong thân cọc, treo móc vào đ ỉ nh cọc. Lấp đầy khe h ở giữa ván khuôn và cọc bằng đá dăm, v.v... b) Phương pháp ván khuôn cốt thép gia cố Áp dụng cho phương pháp B. Lắp ván khuôn vào cốt thép gia cố cọc nhồi, cho vào bên trong thân cọc, bắt cốt thép vào đỉnh cọc, tránh để cốt thép rơi xuống. Lấp đầy khe hở giữa ván khuôn và cọc b ằ ng đá dăm, v.v... V ề nguyên tắc, cả hai phương pháp đều đổ bê tông cọc nhồi riêng và sử dụng máy đầm rung để bảo đảm việc thi công. Hình 29 - Phương pháp đổ bê tông phần cọc nhồi 9.3 Công tác kiểm tra trong thi công Những điểm quan trọng về độ chính xác khi đóng cọc, quản lý ngừng đóng cọc, kiểm tra vùng hàn, sổ ghi chép thi công, quản lý thi công trong trường hợp đóng cọc chế tạo sẵn như sau: 9.3.1 Độ chính xác khi đóng cọc Độ chính xác khi đóng cọc là độ chính xác về vị trí ngang của cọc, hướng cọc (lệch), độ thẳng của trục cọc, v.v... Độ chính xác khi đóng cọc bị lệch sang trái hoặc phải, nhiều hay í t là tùy thuộc vào độ chính xác dựng cọc. Nếu dựng cọc không tốt, th ì sau đó dù cho có chỉnh sửa như thế nào đi nữa cũng khó mà đảm bảo được độ ch í nh xác quy định. Đặc biệt, cọc lớn có bán kính càng lớn thì khả năng có thể chỉnh sửa những cọc bị lệch là rất nh ỏ mặc dù có thực hiện chỉnh thẳng bằng máy đóng cọc hay khung dẫn. V ì vậy, công tác dựng cọc nên được thực hiện một cách cẩn trọng trong cả việc xác định vị trí và phương hướng. Ngoài ra, công tác quản lý độ chính xác trong giai đoạn đầu đóng cọc tiếp theo sau khi dựng cọc là rất quan trọng. Biện pháp quản lý thông thường là biện pháp kiểm tra độ nghiêng cọc t ừ 2 ph í a bằng máy kinh vĩ. Giá trị cho phép về độ chính xác khi đóng cọc được thể hiện như trong Bảng 10. Ngoài ra, đường kính cọc trong xây dựng cầu đường thông thường bằng 500 mm, kết quả thực tế về độ ch í nh xác khi đóng cọc L=15.4 m đến 24.0 m được thể hiện trong Hình 30 và Hình 31. Bảng 10 - Độ chính xác cho phép kh i đóng cọc Độ lệch tâm cọc D/4 và trong khoảng 1 00 mm Độ nghiêng cọc Trong khoảng 1/100 CHÚ THÍCH: D - Đường k í nh ngoài của cọc Hình 30 - Độ lệch tâm của cọc Hình 3 1 - Độ nghiêng cọc Hình 32 - Lệch do vị trí thiết kế tâm cọc Hình 33 - Sự phân tán góc đóng cọc nghiêng 9.3.2 Kiểm soát đóng cọc Hình 3 4 - Ví dụ về tính toán độ chối, độ lún Hình 35 - Trình tự quản lý ngừng đóng cọc Thông thường, việc quản lý ngừng đóng cọc nên được đánh giá một cách tổng thể căn cứ theo chiều dài hạ cọc, độ chối (sức chịu tải động), độ lún, trạng thái của tầng đất chịu tải, v.v... Phương pháp ước tính sức ch ị u tải bằng cách sử dụng phương pháp tính sức chịu tải động từ độ lún, độ chối v.v... cho mỗi lần đóng trong tầng đất chịu tải khi thi công đóng cọc thí nghiệm. Hình 34 cũng là một phương pháp để quyết định ngừng đóng cọc. Phương pháp tính sức ch ị u t ả i động là phương pháp tìm ra kết quả từ phư ơ ng trình sóng và cân bằng năng lượng. Tuy nhiên, sức chịu tải được t ì m ra theo phương pháp tính này mới là một giá tr ị tiêu chuẩn và việc ngừng đóng cọc mà chỉ căn cứ theo giá trị này thì không cần thực hiện thay đổi chiều dài cọc hay thay đổi máy móc thi công. Ví dụ về trình tự quản lý ngừng đóng cọc được thể hiện trong Hình 35. Việc xác định sức chịu tải động và v í dụ về khả năng tính toán chịu tải trọng động c ó th ể tham khảo Phụ lục C . Ngoài ra, gần đây cũng có nhiều trường hợp thực hiện thử nghiệm tải trọng động như một phương pháp để kiểm tra sức chịu tải và quản l ý thi công. Thử nghiệm tải trọng động là phương pháp kiểm tra trong đó gắn thiết bị đo biến dạng và gia tốc kế vào phần đầu cọc để đo dạng sóng biến dạng và dạng sóng gia tốc sinh ra khi đóng cọc, tiến hành phân tích dựa trên lý thuyết sóng để từ đó đánh giá đặc tính sức chịu tải thẳng đứng của cọc. Kết quả nhận được trực tiếp trong phương pháp kiểm tra này là tổng lực cản, bao gồm hai thành phần là lực c ả n động, phụ thuộc vào tốc độ và độ gia tốc của cọc và lực cản tĩnh. Do đó, để có thể tiến hành xác định và đánh giá đặc tính sức chịu tải động của cọc thì cần tìm được thành phần lực cản động từ tổng lực cản. 9.3.3 Kiểm tra mối nối 9.3.3.1 Ki ể m tra mối nối hàn tại chỗ Kiểm tra vùng hàn, nói chung là thực hiện kiểm tra bề ngoài (bao gồm kiểm tra kích thước). Ngoài ra, còn có phương pháp kiểm tra không phá hủy ví dụ như phương pháp chụp ảnh phóng xạ, phương pháp kiểm tra siêu âm, phương pháp thẩm thấu chất l ỏ ng để kiểm tra khuyết tật bề mặt bằng cách xịt một lớp chất thẩm thấu lên bề mặt vùng hàn, v.v... Phương pháp chụp ảnh phóng xạ là phương pháp kiểm tra dùng để xác định xem có khuyết tật hàn hay không dựa theo tiêu chuẩn JIS Z 3104. Phương pháp kiểm tra siêu âm là phương pháp kiểm tr a bằng cách sử dụng sóng âm cao có tần số trên ngưỡng có thể nghe được, được thực hiện dựa theo tiêu chuẩn JIS Z 3060. Ngoài ra, phương pháp thẩm thấu chất lỏng dùng để xác định khuyết tật bề mật vùng hàn theo tiêu chuẩn JIS Z 2343. Phương pháp kiểm tra mối nối hàn tại chỗ của cọc được trình bày trong Bảng 11. Bảng 11 - Phương pháp kiểm tra vùng hàn trên cọc Kiểm tra bên ngoài Cọc ống thép Kiểm tra trực quan các hiện tượng nứt, rỗ khí, khuyết biên, nối chồng, chưa đủ kích thước, chảy mối hàn, v.v... ở vùng hàn. Kiểm tra th ẩ m thấu chất lỏng Cọc ố ng thép Dùng b ì nh phun để phun dung dịch thẩm thấu lên bề mặt vùng hàn. Sau thời gian thẩm thấu (trên 20 phút), dùng vải khô lau sạch bề mặt và tiếp tục phun dung dịch tráng phim để kiểm tra vết nứt, rỗ kh í , khuyết biên, v.v... Kiểm tra chụp ảnh phóng xạ Cọc ống thép Chiếu tia phóng xạ bên ngoài ống thép, chụp vùng hàn và đánh giá mối hàn có khuyết tật hay không. Rất kh ó để đưa ra phán đoán r õ ràng về mức độ khuyết tật từ kết quả phân loại, nhưng sẽ giúp ích trong việc quyết định có ch ỉ nh sửa hay không và cải tạo phương pháp thi công. Ngoài ra, theo tiêu chuẩn đánh giá mối nối hàn tại chỗ của cọc ống thép, cần có trên 3 loại theo JIS Z 3104. Kiểm tra sóng siêu âm Cọc ống thép Truyền sóng siêu âm có tần số cao vào chỗ cần kiểm tra, đo thời gian sóng siêu âm phản xạ trở lại để phán đoán được vị trí khuyết tật hàn. Thực hiện theo JIS Z 3060. Kiểm tra cơ khí Cọc ố ng thép Chủ yếu là kiểm tra kéo dãn và kiểm tra quy mô lớn. Vì rất khó khăn để nh ổ cọc, nên thông thường sẽ dùng một ống ngắn tương tự với công trình thi công trước đó và thực hiện cùng với kiểm tra kỹ năng của thợ hàn. Thực hiện theo JIS Z 3801 và JIS Z 3841. 9.3.3.2 Kiểm tra mối nối cơ khí Kiểm tra mối nối cơ khí được thực hiện theo tiêu chuẩn quản lý thi công của từng phương pháp thi công. 9.3.4 S ố liệu thi công Sổ ghi chép thi công là một bản ghi chép cơ bản để quản lý việc thi công và cũng là điều quan trọng để có thể thực hiện quá trình thi công một cách chính xác và thuận lợi. Đặc biệt, trong trường hợp phát sinh những vấn đề khi đang thi công, sổ ghi chép này sẽ là tài liệu đánh giá quan trọng, nên cần ghi chép cả nguyên nhân và biện pháp đối với những vấn đề phát sinh trong điều kiện đặc biệt, trong lúc thi công. Sổ ghi chép mẫu về phương pháp đóng cọc được thể hiện trong Phụ lục D. Đặc biệt, các thông số về độ sâu mũi cọc khi ngừng đóng, độ lún, độ chối, chiều cao rơi búa ứng với một lần đ ó ng là yếu tố quan trọng để đánh giá sức chịu tải của cọc, nên cần ghi chi tiết cho tất cả các cọc. Mẫu ghi chép thi công khi ngừng đóng cọc thể hiện trong Phụ lục D. Hình 36 Hình 37 - Phương pháp đo chiều cao rơi 9.3.5 Điểm kiểm tra Bảng dưới đây trình bày các vấn đề kiểm tra về quản lý thi công trong các giai đoạn làm việc. Bảng 12 - Kiểm tra về quản lý thi công trong các giai đoạn làm việc Hạng mục Vấn đề kiểm tra Giải th í ch 1. Hạng mục chung 1) Đ ã hoàn thành việc sắp xếp các hạng mục hay chưa 1) Việc sắp xếp n ê n được thực hiện đầy đủ với những người có liên quan, c á c hạng mục quan trọng nên đ ược xác nhận b ằ ng văn bản. 2) Đã xác nh ậ n bản vẽ thiết kế (bản vẽ, bản tính toán, bản đặc tính kỹ thuật, v.v...) hay chưa 2) Hiểu r õ bản vẽ thiết kế, nhận dạng tốt các điểm liên quan với hiện trường. 3) Việc điều tra nền đất gia công có đầy đủ hay chưa 3) Điều tra xem có vấn đề g ì về nước ngầm bị bọc kín hay phun khí tự nhiên hay không. 4) K ế hoạch thi công có thích hợp hay không 4) Xác nhận xem điều kiện hiện trường và các công đoạn có quá sức hay không. 5) Liên lạc với các ban ngành liên quan, xem thủ tục đ ã được thực hiện hay chưa 5) Xin cho phép chiếm chỗ, tiến hành trước kỳ hạn quy định nên nộp báo cáo c ô ng việc xây dựng chỉ định. 6) Đã hiểu rõ các điểm trong sổ ghi chép thi công hay chưa 6) Sổ ghi chép rất có ích trong việc phát hiện sớm những vấn đề quan trọng và điều chỉ nh trư ớc mỗi lần sử dụng. 7) Đã xác nhận các loại giấy phép hay chưa 7) Xác nhận việc lưu giữ gi ấ y phép thích hợp đối với các công cụ m á y móc sử dụng. 8) Đã xác nhận hệ thống quản lý an toàn hay chưa 8) Nắm bắt môi trường tại hiện trường, nền đất thi công, máy móc thi công, v.v... và xác nhận hệ thống quản lý an toàn. Phát hiện và c ả i tạo những yếu tố nguy hiểm trước khi xảy ra sự cố. Thực hiện công tác giáo dục an toàn cho nhân viên tại hiện trường, buộc nên tu â n th ủ công t ác an toàn, đồng thời kiểm tra cả bề mặt x â y dựng. 9) Việc phân phối dụng cụ máy móc thi công, vật tư, v.v... có th í ch hợp hay không Xác nhận xem máy móc thi công bao gồm cả máy đóng cọc, thiết bị điện, cọc, vật tư, v.v... đã được phân phối thích hợp hay chưa. 10) Đã kiểm tra các biện pháp xử lý khi xảy ra sự cố hay ch ưa 10) Xác nhận nơi liên lạc, biện pháp ứng cứu, phương pháp phòng tránh thảm họa thứ c ấ p. v.v... 2. Công t ác c hu ẩ n bị 1) Đường dùng cho công trình trong khu vực thi công có thích hợp hay không 1) Kiểm tra sự bố tr í , chiều rộng, độ dốc, sức chịu tải , hệ thống thoát nước, v.v... 2) Nền đ ấ t l ắ p đặt của máy móc thi công có thích hợp hay không Hệ thống thoát nước có thích hợp hay không 2) Xác nh ậ n độ bền của nền đ ấ t nơi di chuyển máy móc thi công. Nếu c ầ n thi ế t, kiểm tra cả việc xử l ý như sử dụng t ấ m sàn thép, c ả i tạo nền đ ấ t, v.v... Đối với máy đóng cọc kiểu 3 điểm thông thường, cần có s ứ c chịu tải đầy đủ đối với khoảng áp suất nối đất là 100kN/m 2 đến 300 kN/m 2 . 3) Việc kiểm tra, bảo dưỡng dụng cụ máy móc có thích hợp hay không 3) Xác nh ậ n xem dụng cụ máy móc quy định đã được chuẩn bị chưa, việc kiểm tra, bảo dưỡng có được thực hiện đầy đủ hay không, phiếu kiểm tra và hướng dẫn của người chịu trách nhiệm thao tác đ ã được chu ẩ n b ị chưa. 4) X á c nhận dữ liệu đo đạc 4) Xác nhận xem vị trí tâm cọc có đúng theo bản vẽ thiết kế hay không, có sai số nào so với dữ liệu đo đạc hay không. 5) Công suất, vị trí của thiết bị điện có thích hợp hay không 5) L ư u ý thường xuyên kiểm tra phương pháp thi công, số lượng thiết bị, sao cho không để xảy ra tình trạng thiếu công suất. 6) Đã xác nhận công đoạn thu nhận cọc hay chưa 6) Xác nhận xem khi nào, cọc nào và lắp đặt bằng phương pháp nào. 3. Chướng ngại vật 1) Đã kiểm tra vị trí đặt thiết bị ngầm dưới l òng đất chưa 1) Dựa theo kết quả đào thử nghiệm trước khi thi c ô ng , ti ế n hành kiểm tra lại b ả n vẽ chi tiết về vị trí đặt thiết bị, kiểm tra kỹ lại xem c ó bị sai sót hay bỏ sót chi tiết n à o không, hoặc liệu có sai sót n à o khi á p dụng vào thực tế hay kh ô ng. 2) Công tác bảo vệ thiết bị ngầm dưới lòng đất c ó đúng hay không 2) Dựa theo việc di chuyển nền đất, độ rung, ti ế n hành kiểm tra xem có phát sinh ảnh hưởng xấu nào đến thiết bị ngầm dưới lòng đất không. 3) Công tác di chuyển hay bảo vệ công trình trên không hoặc công trình lân cận có đúng hay không 3) Di chuyển hoặc bố trí b ả o vệ dây điện, viễn thông của những công trình lân cận , tr ê n không. 4) Có liên lạc với những cơ quan liên quan hay không 4) Khi cần có th ể nhờ đến sự chứng ki ế n của những nhà quản lý thiết bị ngầm dưới lòng đất khi thi công. 5) Chướng ngại vật trong đấ t đ ã được loại bỏ hoàn toàn chưa 5) Kiểm tra xem n ề n móng của công trình cũ, đ á cuội, đá xây kè, cây gỗ, v.v...đã được bỏ đi hay chưa. Sử dụng đ ồ ng thời các phương pháp loại bỏ ứng với từng trạng thái. 4. Vận chuyển và bảo quản cọc 1) Công tác xử lý cọc có được thực hiện đúng hay không 1) Kiểm tra xem việc nâng hạ cọc b ằ ng cần c ẩ u. v . v ... có được thực hiện c ẩ n thận hay không. 2) Công tác vận chuyển cọc có được thực hiện đú ng hay không 2) Kiểm tra xem công tác vận chuyển có gây tổn hại cho cọc không, c ó an toàn cho mặt đường vận chuyển nh ư ch ỉ dẫn hay không. 3) Phương pháp bảo quản có đúng hay kh ô ng 3) Công tác bảo quản bao g ồ m việc lưu ý khi đặt tạm cọc để sử dụng l ần lượt và tránh kh ô ng gây hư hỏng cho cọc như gãy, biến dạng, g ỉ sét. 4) Địa điểm bảo qu ả n c ó đúng hay không 4) Những nơi kh ô ng được ngăn cách để thực hiện cho từng công việc th ì không c ầ n thiết để vận chuyển cho d ù chỉ với l ư ợng nhỏ. 5. Ch ấ t lượng v à số lượng cọc 1) Hình dạng, kích cỡ của cọc có đạt quy định hay không 1) Kiểm tra xem cọc sử dụng có đạt so với b ả n thiết kế hay không. Các thiết bị phụ thuộc (ví dụ như đai thép hỗ trợ tăng cường cho mũi cọc, v.v...) có đạt chuẩn quy định hay không. 2) Số lượng và chất lượng có đạt hay không 2) Kiểm tra xem s ố lượng và chất lượng cọc (loại cọc, phân loại tr ê n/trong/dưới, v.v...) theo biên bản giao hàng khi nhập hàng vào công trường thi công, số lượng và ch ấ t lượng này có gây trở ngại gì về mặt thi công hay không. 3) Bề ngoài cọc có đẹp hay không 3) Kiểm tra phía bên ngoài của cọc. Đối với cọc ống thép thì đặc biệt xem kỹ hình dạng phần mũi cọc, đối với cọc b ê tông th ì coi có bị hư hỏng hoặc bị nứt hay không . 6. Dựng cọc 1) Vị trí tâm cọc có bị sai hay không 1) Kiểm tra xem có sai sót hoặc bị lỗi so với bản thiết kế hay không. Nếu đặt cọc tạm biểu thị cho nhiều tâm cọc trong một lần đóng th ì cần di chuyển và tháo ra. 2) Lực nâng lên của máy dựng cọc có đ ủ hay không 2) Kiểm tra xem máy nâng có đ ủ lực hay không, bao gồm cả lực kéo của thiết bị kẹp. 3) Phương pháp nâng có đúng hay không 3) C ọ c sẽ được nâng lên mà không bị kéo lê. Chọn vị trí nâng cọc thích hợp để không chạm vào búa đóng cọc hoặc các cọc đã được đóng, v.v... 4) Giá đóng cọc có đủ dài hay không 4) Kiểm tra xem giá đóng cọc có dài quá quy định hay không, hoặc c ó thể dựng cọc theo chiều dài ch ỉ định hay không. 5) Có đảm bảo cọc được dựng thẳng đứng hay không 5) Độ thẳng đứng cọc dưới sẽ quyết định độ thẳng đ ứng của cọc, nên cần kiểm tra kỹ độ thẳng đứng của cọc dưới. 6) Phương pháp thi công cọc nghiêng có đúng hay không 6) Cần chú ý khi thi công v ì góc nghiêng, vị trí thường bị lệch trong lúc đóng cọc. 7) Kích thước, hình dạng thiết bị kẹp có đúng hay không 7) Kiểm tra xem kích thước, hình dạng thiết bị kẹp có được chuẩn bị theo quy định không. 7. Đóng cọc 1) Thứ tự đóng cọc có đ ú ng hay không 1) Chú ý đến thứ tự v ì s ẽ ảnh hưởng đến cấu trúc lân cận, cọc đ ã dựng s ẵn. 2) Sử dụng búa có đúng hay kh ô ng 2) Kiểm tra côn g suất búa để khi đóng cọc sẽ không gây t ổ n hại đến kích thước cọc ch ỉ định. 3) Thao tác của búa có b ì nh thường không 3) Đối với búa diesel, cần chú ý đến âm thanh đóng cọc, màu kh í thải và chi ề u cao r ơ i búa. Ngoài ra, cũng cần chú ý xem vật liệu đệm cọc có bị mòn không. 4) C ó đóng lệch cọc hay không 4) Kiểm tra góc giá đỡ , t ì nh trạng xung quanh đầu cọc bằng cách ki ể m tra xem cọc, giá đ ỡ, búa có bị rung lắc hay không, t ì nh trạng phần đầu cọc sau khi đóng như th ế n ào. 5) Ngừng đóng cọc có đúng hay không 5) Kiểm t ra xem có đủ chi ề u dài, độ lún, độ chối, v.v... và sức chịu tải có đủ hay không. 6) Cọc đóng trước có b ị nổi lên hay không 6) Nếu chủ yếu đóng cọc mũi h ở vào đất sét, cần chú ý cẩn thận v ì cọc đ óng trước đó s ẽ bị n ổ i l ê n do đóng cọc liền kề. 7) Độ chính xác khi đóng cọc như thế nào 7) Độ lệch đầu cọc, độ nghiêng cọc nên đáp ứng giới hạn cho phép. 8) Thân cọc có bất thường trong khi đóng hay không 8) Nắm bắt đầy đủ v ề t ì nh trạng b ấ t thường và áp dụng các biện pháp phù hợp để điều tra nguyên nhân. 9) Đã lập sổ ghi chép thi công chưa 9) Tổng hợp theo mẫu quy định. 8. Mối nối h à n tại chỗ 1) Chỗ mối nối có b ì nh thường hay không 1) Hình dạng mối nối có đúng với bản vẽ thiết kế hay không, ki ể m tra xem c ó bị biến dạng hay không 2) Thợ hàn có đáp ứng các điều kiện hay kh ô ng 2) Kiểm tra bằng c ấ p và kỹ n ă ng. 3) Chỗ mối nối có được vệ sinh, làm khô hay không 3) Kiểm tra xem c ó chuẩn b ị đèn hàn, gas đầy đủ chưa. 4) Bề mặt mối hàn có nhấp nhô hay không, khoảng cách gốc mối hàn có phù hợp hay không 4) Cần quản lý đầy đủ v ì liên quan đến vấn đề có hàn được hay không. Đ ể duy trì khoảng cách gốc mối hàn hợp lý, cần thực hiện 4 đến 8 mối hàn duy trì khoảng cách gốc mối hàn với chiều dài khoảng 80mm 5) Máy hàn, dây hàn có phù hợp hay không 5) Thường xuyên s ấ y kh ô dây hàn vì dây bị ẩ m chính là nguyên nhân l à m cho hồ quang không ổn định, rỗ kh í , v.v... Sấy khô dây hàn ẩ m trong 2 giờ, ở nhiệt độ 250°C trước khi sử dụng. 6) Công t á c quản lý các điều kiện hàn có đúng hay kh ô ng 6) Trường hợp th ờ i tiết x ấ u ( mưa gió, tuyết, nhiệt độ dưới 5°C) thì tạm ngừng c ô ng việc hàn lại và tiến hành bảo d ưỡn g toàn bộ. 7) Công tác hàn tạm đã đúng chưa 7) Nếu hàn tạm 2 đến 4 mối h à n, thì chiều d à i của từng mối hàn khoảng 40mm. 8) Th ờ i gian hàn cần thiết có hợp lý không 8) Trong trường hợp thời gian hàn quá nhanh hoặc quá chậm thì nên kiểm tra xem kỹ năng hàn và ki ể u hàn đã phù hợp chưa. 9) Bề ngoài vùng hàn đã đẹp chưa 9) Dựa vào kiểm tra bề ngo à i để kiểm tra xem có các khuy ế t tật hàn như khuyết biên, nối chồng, nứt , lõm, v.v... hay không. 9. Xử lý đầu cọc 1) Cỡ đầu cọc đã phù hợp chưa 1) Kiểm tra xem cỡ đầu cọc có đúng theo bản vẽ thiết kế hay không. 2) Kích thước của chốt chống trượt, vị trí lắp đặt đ ã phù hợp chưa 2) Xác nhận vị trí lắp đặt, kích thước chốt chống trượt có đúng theo bản vẽ thiết kế hay không. Xác nhận c ả vị trí vật chặn. 3) Máy h à n, dây hàn đã phù hợp chưa 3) Dây hàn ẩ m là nguy ê n nhân làm cho hồ quang không ổ n định, rỗ khí cho nên cần sử dụng những dây đã được s ấ y khô hoàn toàn. Dây hàn đã bị ẩ m thì nên s ấ y khô trong v ò ng 2 tiếng ở nhiệt độ 250°C trước khi sử dụng. Máy hàn nên đặt ở vị trí bằng ph ẳ ng trên mặt đ ấ t, sử dụng thiết bị chống sốc điện tự động. 4) Công tác qu ả n lý các điều kiện hàn có đúng hay không 4) Trường hợp thời tiết xấu (mưa gió, tuyết, nhiệt độ dưới 5 °C) thì tạm ngưng việc hàn lại, tiến hành bảo dưỡng toàn bộ. Ngoài ra, xác nh ậ n bề dày đường hàn c ó đúng theo bản vẽ thiết kế hay không. 5) Bề ngoài vùng hàn đã đẹp chưa 5) Tiến h à nh kiểm tra bề ngoài dựa theo trực quan, xác nhận có khuyết tật có hại tại vùng h à n hay không. 6) Kích thước, Hình dạng, khổ cốt thép gia cố đ ã đúng chưa 6) Kiểm tra vị trí lắp đặt, kích thước cốt thép gia cố có đúng với bản vẽ thiết kế hay không. 7) Khổ, vị trí của bê tông cọc nhồi đã đúng chưa 7) Kiểm tra v ị tr í khung của bê tông cọc nhồi v à cường độ bê tông có đúng với bản v ẽ thiết kế hay không. 8) Việc đổ bê tông cọc nhồi cọc đã đúng c hưa 8) Bê tông cọc nhồi v à bê tông dùng cho chân m ó ng nên được bố trí riêng biệt. Kiểm tra xem đ ã đầm nén chặt chưa 10. Giải pháp an toàn và môi trường 1) Khu vực l à m việc có tách biệt rõ ràng với xung quanh không 1) Cùng với việc dựng hàng rào trong khu vực làm việc để ngăn không cho n gười thường vào, thì gắn thêm các biển báo c ấ m v à o. 2) Máy đóng cọc có dễ bị đổ không 2) Đảm bảo độ b ằ ng ph ẳ ng và sức chịu tải của nền đất và không thực hiện treo bất hợp lý. 3) Giải pháp an toàn dành cho các thiết bị điện có hợp lý không 3) Di dời dây cao áp ở gần đó hoặc sử dụng dây điện có tính n ă ng bảo vệ cao để b ả o vệ toàn bộ tránh gây ra t ổ n hại. Máy hàn nên đặt ở vị trí b ằ ng phẳng trên mặt đất, kiểm tra các tác động của thiết bị chống sốc điện tự động. 4) Giải pháp phòng chống rơi xuống, va chạm có hợp lý hay không 4) Đậy nắp cho cọc sau khi đã đóng . Ở những lỗ sau khi đ ã sử dụng thiết bị kẹp thì nên đổ đất vào. 5) Biện pháp khắc phục chấn động, tiếng ồn có hợp lý kh ô ng 5) N ê n đảm bảo các tiêu chuẩn hướng dẫn và giới hạn cho phép đối với chấn động hay tiếng ồn, không gây ra lo lắng, hoang mang cho người dân sống xung quanh. 6) Biện ph á p khắc phục phát t án khói có hợp lý không 6) Kiểm tra việc sử dụng búa thủy lực trong tr ư ờng hợp cần thiết. 7) Có đưa ra những giải pháp an toàn cho những công trình cao tầng gần khu vực thi công không 7) Đối với những công trình cao tầng có khả năng bị ảnh hưởng bởi việc đóng cọc thì nên tiến hành kiểm tra xem xét kỹ lưỡng tình hình trước. Đối với những công trình cao tầng đáng lưu ý đặc biệt khi thi công, thì cùng với việc đưa ra những giải pháp phòng hộ, nên giám sát dựa vào các trạng thái biến đổi có thể xảy ra (nghiêng, sụt lún, dịch chuyển). 9.4 Các vấn đề và giải pháp khắc phục trong thi công 9.4.1 Các sự cố thường gặp Bảng 13 - Các sự cố thường gặp Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục 1. Đổ cần trục • Sự b ấ t c ẩ n của người vận hành do không thực hiện triệt để nội quy lao động • Sự bất c ẩ n của người vận hành do làm việc quá sức • Sự b ấ t c ẩ n của người v ậ n hành do bị căng thẳng về mặt tinh thần • Thực hiện triệt để việc ph ổ biến nội quy lao động và đào tạo trước khi thi công công trình cùng các nội dung quản lý an toàn cần thiết. • Đảm bảo quản lý thời gian làm việc và ngày ngh ỉ cho nhân viên. • Thực hiện triệt để việc kiểm tra v à quản lý sức khỏe nhân viên. • Sai sót trong tải trọng, phụ tải và góc nâng của cần trục • Tải trọng nâng vượt quá cô n g suất cần trục • Thực hiện triệt để việc quản lý công suất nâng và g ó c nâng của cần trục, đ ồng thời hiển thị các thông tin này ở những vị trí dễ nh ì n thấy. • Thực hiện triệt đ ể việc đào tạo các nội dung quản lý an toàn. • N ề n đ ấ t không đủ sức chịu tải • Khi thi công trên nền đất yếu, trước khi thi công cần kiểm tra sức chịu tải của đất nền, nếu cần có thể thực hiện thi công các tấm s à n thép hoặc c ả i tạo nền đất, v.v... 2. Đổ máy đóng cọc • Sự bất cẩn của người vận hành do không thực hiện triệt để nội quy lao động • Quên kéo chân chống • Sự b ấ t c ẩ n của người vận hành d o làm việc quá sức • Sự bất c ẩ n của người vận h à nh do bị c ă ng th ẳ ng về mặt tinh thần • Thực hiện triệt để việc phổ biến nội quy lao động và đào tạo t rư ớc khi thi công công trình cùng các nội dung quản lý an toàn cần thiết. • Đảm bảo quản lý thời gian làm việc và ngày ngh ỉ cho nhân viên. • Thực hiện triệt đ ể việc kiểm tra và quản lý sức khỏe nhân viên. • Chọn sai máy đóng cọc • Từ t ả i trọng nâng l ớ n nh ấ t của các loại máy sử dụng ( búa đóng cọc, mũi khoan xoắn ốc), vật liệu cọc, v.v... mà chọn máy đóng cọc thích hợp. • Cần trục tự chạy khi đang nâng cọc • Thực hiện triệt để nội quy lao động và các nội dung qu ả n lý an toàn. • Nền đất kh ô ng đủ sức chịu tải • Khi thi công trên nền đất yếu, trước khi thi công cần kiểm tra s ứ c chịu tải của đất nền, nếu c ầ n có thể thực hiện thi công các tấm s à n thép hoặc cải tạo n ề n đất, v.v... 9.4.2 Các sự cố khác Bảng 14 - Các sự cố khác Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục Chú thích 1. Hư hỏng thân cọc a) Xung quanh phần đầu cọc • Chiều cao r ơ i búa quá cao • Trọng lượng của đầu búa quá lớn • Kiểm tra lại công suất của búa. • Dù chưa thấy được độ lún lớn v à lực xung kích tác động vào nhưng nếu búa tác dụng lực quá lớn th ì có thể gây ra tình trạng cọc bị cong vênh. • Trong giai đoạn đầu mới bị cong vênh, nếu hỗ trợ khung sườn cho cọc thì c ó thể tránh được quá trình tiếp tục cong vênh của cọc. • Tấm thép quá mỏng so với đường kính của cọc • Đóng cọc bị lệch tâm do máy đ óng c ọ c hay cọc bị đặt nghiêng • Mặt mút đầu cọc và mặt tiếp xúc của mũ cọc , thiết bị kẹp không đồng nhất • Vật liệu cho đệm cọc bị hư hỏng, bị mỏi • Gia cố phần đầu cọc. • Kèm theo chiều dọc các miếng thép theo dạng ba chân. [miếng thép dạng 3 chân có L-60 x 65, L-75 x 75, độ dài bằng đường kính của cọc, khoảng cách giữa các miếng thép khoảng 30cm] • Trong trường hợp dự đoán được độ lún, thì khi thiết kế không chỉ xem xét đến ứng suất sau khi hoàn thành, mà cần xem xét cả ứng suất xung kích, từ đó quyết định độ dày miếng thép của cọc. • Lập kế hoạch n â ng cao độ ch í nh xác khi dựng cọc. Đặc biệt, cần chú ý ở giai đoạn bắt đầu đ óng cọc. • Lập kế hoạch cải tạo đ ất nền thi công. • Điều chỉnh phần mũ cọc, đệm cọc và thiết bị kẹp. • Thay những thiết bị kém ch ấ t lượng. b) Hư hỏng phần mũi cọc • Có những vật cản như đá cuội. v.v... • Trường hợp có đá cuội ở những chỗ nông thì khoan để loại b ỏ . • Sử dụng mũi khoan ruột gà, v.v... để phá bỏ đá cuội. • Trường hợp độ lún cọc tăng nhanh hoặc không ngừng đóng cọc khi c ọ c đã lún thì cũng c ó thể xảy ra hiện tượng này. 2. Cọc không thể lún xuống đất (treo trên không với độ l ú n g ầ n bằng 0) • Trọng l ư ợng đầu búa quá nh ỏ • Chiều cao rơi búa quá th ấ p • Sử dụng búa đóng cọc có độ lớn thích hợp . • Điều ch ỉ nh lượng phun nhiên liệu. • Nếu dừng ở vị trí thích hợp để đóng th ì sẽ không bị đóng quá lực. • Nền đất bị nén chặt do đóng cọc • Kiểm tra thứ tự đóng cọc. • Khoan cách qu ã ng đường kính nh ỏ hơn đường k í nh cọc trong phạm vi không làm xốp quá mức nền đ ấ t. Tuy nhi ê n, không ti ế n hành ủi đ ấ t. • Cần lưu ý đến v ậ t cản trong đất. • Do dừng đóng cọc giữa chừng nên lực ma sát hai mặt bên hồi phục, do đó làm cho cọc không lún xu ốn g được. • Đóng mạnh bằng búa đóng cọc c ỡ lớn. Tuy nhiên, n ê n chú ý kh ô ng làm cong vênh ph ầ n đầu cọc. • Đ ó ng mạnh một thời gian cho đến khi làm mất đi ma sát. • Không đóng xuyên qua được tầng đ ấ t trung gian • Nền đất nơi mũi cọc c ứn g hơn dự đoán • Kh ô ng xem xét kỹ chiều d à i cọc mặc dù có độ cao th ấ p chênh lệch ở tầng đất chịu tải • Sử dụng các biện pháp hỗ trợ như đào bên trong, khoan sơ bộ, v.v... • Tùy t ì nh trạng thực tế, ngừng đóng cọc n ếu th ấ y thỏa mãn các điều kiện ngừng đ ó ng. • Điều tra kỹ t rướ c khi thi công. Đặc biệt, làm kh ít lại các lỗ khoan. • Xem xét sức chịu tải khi sử dụng các bi ệ n pháp hỗ trợ. 3. Cọc đóng sâu trong theo th iế t kế nhưng vẫn không giảm lực đóng ( đ ộ lún dưới mỗi nh ấ t búa đóng lớn) • Nền đất đóng cọc mềm hơn dự đoán. • Không kiểm tra kỹ chiều dài cọc mặc dù có độ cao thấp chênh lệch ở tầng đất chịu tải • Đóng cọc theo dạng cọc nối. • Đièu tra kỹ trư ớ c khi thi c ô ng. Đặc biệt, l à m khít lại các lỗ khoan. • Nếu không có v ậ t liệu đ ể làm cọc nối thì dùng thiết bị kẹp giữ cọc và tiếp tục đóng, sau đó thực hiện nối bổ sung cọc. 4. Thi công kém chính xác (cọc bị nghiêng và bị lệch) • Nền đất yếu và máy đóng cọc theo hướng nghiêng. • Nghiêng d o có đá cuội, v.v... • Nếu còn ở giai đoạn mới b ắ t đầu đóng cọc thì nhổ cọc ra và đóng lại. • Trường hợp không nhổ cọc ra được, thì vẫn tiến hành đóng cọc theo hướng nghiêng và không được ch ỉ nh sửa không đúng quy cách. Tuy nhiên, tùy theo mức độ nghiêng mà tiến hành kiểm tra đ ể tìm ra cách xử lý thích hợp (ví dụ như tăng cọc, v.v...) • Trường hợp thực hiện ch ỉ nh sửa không đúng quy cách có thể sẽ gây hư hỏng cho cọc đang đóng. 5. Các cấu trúc lân cận d ịch chuyển • Đất dịch chuyển khi đóng cọc, đẩy các cấu trúc lân cận đi. • Tiến hành đóng cọc theo ph ư ơng pháp tránh xa cấu trúc lân cận. 10 Phương pháp thi công cọc bằng búa rung 10.1 Tổng quan 10.1.1 Khái quát Trong những năm gần đ â y, phương pháp thi công cọc bằng búa rung sử dụng nhiều trong việc đào sâu cọc ống thép dài đến tầng đất chịu tải. Trong tiêu chuẩn JRA 2002, Speci f ications for high w ay bridge, Part IV - Substructure, đây là phương pháp thi công không dùng kết hợp với máy cắt bằng tia nước Hình 38 - Cấu tạo máy theo phương pháp thi công cọc bằng búa rung Hình 39 - Bãi thi công tiêu chuẩn theo phương pháp thi công cọc bằng búa rung Phương pháp thi công cọc bằng búa rung có thể thực hiện liên tục thao tác đóng cọc, nhổ cọc bằng các máy móc giống nhau. Do đó có thể dễ dàng thực hiện chỉnh sửa độ chính xác về phương thẳng đứng của cọc khi thi công. Ngoài ra, phương pháp này còn giúp đạt được hiệu quả cao khi thi công trên nền đất yếu cũng như có được tính kinh tế vượt trội. Nếu so sánh với phương pháp thi công cọc bằng búa đóng thì phương pháp này thường ít gây ra tiếng ồn, thường xuyên sử dụng cần trục như là máy thi công chính nên có những đặc trưng riêng như có khả năng thi công ở những nơi mà máy đóng cọc kiểu 3 điểm không thể vào được, v.v... Tuy nhiên, cần quan tâm đến điều kiện môi trường vì c á c rung động cho những nền đất xung quanh do những bộ phận cơ bản trong phương pháp này gây ra là không thể tránh khỏi. V í dụ về cấu tạo máy tiêu chuẩn trong trường h ợ p thi công sử dụng cần trục được trình bày trong Hình 38 và v í dụ về bãi thi công tiêu chuẩn được mô tả trong H ì nh 39. 10.1.2 Nguyên lý của búa rung Phương pháp thi công cọc bằng búa rung là phương pháp truyền lực dao động cưỡng bức (lực dao động, biên độ dao động, gia tốc) từ búa sang cọc thông qua thiết bị ngàm của búa, làm yếu đi tạm thời sự liên kết giữa các hạt đất ở xung quanh cọc, giảm lực ma sát hai bên và lực cản đầu mũi cọc, đóng cho cọc lún xuống nhờ trọng lực của búa rung và cọc. Nguyên lý sinh ra dao động của búa rung là xoay ngược cùng pha các khối lệch tâm được tạo thành một nhóm cùng hợp thành máy tạo xung, sử dụng lực ly tâm sinh ra trên các trục như là lực dao động theo chiều lên xuống với tần số từ 10 Hz đến 40Hz, nguyên lý này được mô tả ở Hình 40. Hình 40 - Nguyên lý sinh ra dao động 10.1.3 Máy thi công Bảng 15 - Các thiết bị chủ yếu dùng trong phương pháp thi công cọc bằng búa rung Điều kiện thi công Phân loại Thiết bị Th i công trên đất liền Thi công dưới nước Các thiết bị máy móc cơ bản Búa rung O O Thiết bị kẹp dùng cho ống thép ∆ *3 ∆ *3 Máy phát điện (dùng cho búa rung) O O Máy thi công chính Thi c ô ng trên đất liền Cần trục bánh x í ch O *1 ─ Cần trục địa hình gồ ghề O *1 ─ Máy đóng cọc kiểu 3 điểm O *1 ─ Thi công dưới nước Tàu cần trục ─ O *1 Tàu đóng cọc ─ O *1 Xà lan cần trục ─ O *1 Cần trục hỗ trợ Cần trục bánh xích ∆ *2 ─ Xà lan cần trục ─ ∆ Cần trục địa hình gồ ghề ∆ *2 ─ Tàu tác nghiệp Xà lan (dùng để chở cọc) ─ O T à u kéo ─ O Tàu xử lý neo ─ ─ Tàu lặn ─ ─ Vật liệu dẫn Cọc dẫn, khuôn dẫn *4 O ∆ CHÚ THÍCH: 1) Ký hiệu trong Hình thể hiện nội dung như sau: O: thường sử dụng, ∆: ch ỉ sử dụng khi c ầ n, —: kh ô ng s ử dụng 2) *1, *2: lựa chọn theo điều kiện thao tác (các hạn ch ế về s â n b ã i thao tác, v.v...) 3) *3: Nếu cọc c ó đường k í nh lớn hơn 600mm thì thường sử dụng trục gá ống thép. 4) *4: Không sử dụng khi thi c ô ng b ằ ng tàu đóng cọc. Búa rung được sử dụng phổ biến trong thi công đóng cọc ống thép là loại búa rung dùng điện kiểu thông thường (trên 90 kW). Thời gian gần đây đang phổ biến loại búa rung d ùng điện kiểu mômen biến đổi (trên 90 kW) có thể thiết lập tùy ý biên độ dao động ứng với điều kiện đóng cọc trong lúc vận hành mà không làm sinh ra dao động cộng hư ở ng cho nền đất hay cần trục của máy cơ sở khi khởi động và dừng lại. Bên cạnh đó, loại búa rung thủy lực kiểu tần số siêu cao biến đổi, giải quyết các vấn đề về độ rung v à tiếng ồn tốt hơn cũng đ ã được chế tạo ra và đưa vào sử dụng ngày càng rộng rãi tại các công trường đóng cọc có quy mô tương đối nhỏ hơn. Ngoài ra, khi sử dụng loại búa rung thủy lực, không có quy định rõ ràng về h ì nh thức quản lý ngừng đóng cọc, do đó cần thực hiện xem xét riêng đối với việc quản lý thi công. Búa rung ngoài những loại đã nêu ở trên còn có nhiều thiết bị đặc biệt khác. Ví dụ như còn có loại gia tăng công suất b ằ ng cách tạo khóa liên động cơ khí nhiều búa rung lại với nhau như trong Hình 41, hoặc búa rung kiểu dùng chuyên dụng để xử lý cọc nghiêng, có ống nối thiết bị kẹp dùng để đóng cọc trong nước. Hình 41 - Khóa liên động cơ khí Hình 42 - Trục gá ống thép Trục gá ống thép được gắn cố định vào đầu dưới búa rung, giữ cọc ống thép bằng áp suất dầu, truyền lực dao động của búa rung đến cọc ống thép. Trong Hình 42 là ví dụ về trục gá. Trục gá ống thép có thể điều chỉnh cho khớp với đường k í nh ngoài của cọc và độ dày tấm ván để trực tiếp siết chặt phần đầu cọc, do đó có thể thi công mà không cần gia công phần đầu cọc. Hình 43 - Đĩa mâm cặp Phương pháp này có thể sử dụng đối với các cọc có đường kính ngoài lớn hơn 600mm do các giới hạn về cấu tạo. V ề phương pháp giữ cọc, ngoài phương pháp sử dụng tr ụ c gá ống thép này còn có phương pháp hàn đĩa mâm cặp. Trong Hình 43 là ví dụ về đĩa mâm cặp. Phương pháp này gắn sẵn đĩa mâm cặp có độ dày phù hợp với công suất của búa rung, đường kính ngoài của cọc và bề dày tấm ván vào phần đầu cọc b ằ ng cách hàn, đĩa kẹp ống được giữ chặt b ằ ng búa rung. Thông thường, phương pháp này được áp dụng cho cọc có đường kính ngoài nhỏ hơn 600 mm, nếu do điều kiện thi công mà không th ể sử dụng trục gá ống thép thì cọc có đường kính lớn hơn 600 mm cũng có thể áp dụng phương pháp hàn đĩa mâm cặp. Ngoài ra, nếu sử dụng đĩa mâm cặp thì nên xử lý cắt đĩa mâm cặp, v.v... để lắp đặt chốt chống trượt trong xử lý đầu cọc sau khi ép cọc ống thép. 10.2 Thi công Thứ tự thi công cơ bản trong trường hợp thi công trên mặt đất với cần trục là máy thi công chính được trình bày như Hình 44. Hình 44 - Thứ tự thi công cơ bản trong trường hợp cần trục là máy thi công chính 10.2.1 Lắp đặt cọc Phương pháp thi công cọc bằng búa rung chủ yếu dùng cần trục làm máy thi công chính. Đối với việc treo cọc trong trường hợp này, thông thường sẽ sử dụng thêm cần trục hỗ trợ. Các thao tác khi dựng cọc trong trường hợp sử dụng máy đóng cọc kiểu 3 điểm làm máy thi công chính tương tự như phương pháp thi công cọc bằng búa đóng. 10.2.2 Hạ cọc 10.2.2.1 Lựa chọn máy móc thiết bị Sau đây là phần trình bày về quan điểm khi l ựa chọn các loại máy móc thiết bị tiêu biểu trong phương pháp thi công cọc bằng búa rung gồm: búa rung, máy thi công ch í nh và máy phát điện. 10.2.2.1.1 Lựa chọn búa rung Khi lựa chọn búa rung, nên xem xét đến các điều kiện địa chất và các yếu tố của cọc. Hình 45 là ví dụ minh họa về sơ đồ lựa chọn. H ì nh 45 - Sơ đồ lựa chọn búa rung CHÚ THÍCH: 1) Trường hợp sau khi đã chọn điều kiện trọng lượng của cọc mà chiều dài đóng cọc vượt quá phạm vi sơ đồ ở trên thì thực hiện xem x é t riêng. 2) Nếu chiều dài đóng cọc từ 15m trở l ê n và có các điều kiện như các trường hợp dưới đây th ì sử dụng búa khổ lớn cấp 1. a) Trường h ợ p đóng xuyên qua lớp cát, sỏi trung gian dày khoảng 2 đến 3 lần đường kính cọc và có giá tr ị N từ 30 đến 50. b) Trường hợp đóng xuyên qua lớp trung gian ví dụ như đất dính dày khoảng 1 đến 2 lần đường k í nh cọc và có giá t rị N từ 15 đến 30, v.v... 3) Giá trị N của tầng đất chịu tải có thể đóng cọc được (Không quá 100). 10.2.2.1.2 Lựa chọn máy thi công chính Máy thi công ch í nh được lựa chọn từ tính năng của cần trục, thông qua sự cân nhắc về chiều dài tay cần sao cho đảm bảo được tải trọng treo, bán kính thi công và chiều cao trên mặt đất cần thiết. Dưới đây là phương pháp t í nh tải trọng treo trong trường hợp sử dụng cần trục kiểu bánh xích (thi công trên mặt đất) hoặc tàu cẩu (thi công trên mặt nước) làm máy thi công chính. F = W cƒ + W + W p + (P 0 /g x α ) (3) trong đó: F tải trọng treo của cần trục , T W cf trọng lượng của móc cần trục , T W trọng lượng bản thân của búa rung, T, (tham khảo Bảng 16) P 0 lực kích động của búa rung, kN, (tham khảo Bảng 16) g gia tốc trọng trường (9,8m/s 2 ) α hệ số thi công: Kh i đóng: α = 0,15; Khi kéo: α = 0,25 W p trọng lượng cọc, T Bảng 16 - Trọng lượng bản thân búa rung để lựa chọn cần trục Công suất định mức của búa rung (kW) 90 120 180 240 Trọng lượng bản thân của búa rung (T) 8,9 12,2 19,8 31,3 Lực kích động của búa rung (kN) 568 681 1,116 1,944 Tuy nhiên, trường hợp thi công cọc nối thì lấy trọng lượng cọc (ví dụ minh họa trong h ì nh c ó cọc dưới và cọc trên) phần ống đơn bao gồm trên 50% chiều dài cọc, như trình bày trong Hình 46. Điều này là do khi đóng đến hơn 50 % chiều dài cọc thì cọc sẽ tự đứng v à đảm bảo được độ chính xác theo phương thẳng đứng. Sau đó, có thể đặt tải trọng của trọng lượng bản thân búa rung lên cọc cho đến khi đóng hết cọc. Tải trọng treo của cần trục tại thời điểm này là lớn nhất. Hình 46 - Ví dụ về trọng lượ ng cọc để chọn cần trục 10.2.2.1.3 Lựa chọn máy phát điện Trường hợp sử dụng máy phát điện tại những nơi không có điện lưới thì thực hiện lựa chọn máy phát điện trên cơ sở cân nhắc các yếu tố của búa rung. Bảng 17 - Ví dụ về bảng lựa chọn máy phát điện Công suất định mức Máy phát điện Số lượng 90 kW 300 kVA 1 120 kW 400 kVA 1 180 kW 600 kVA 1 240 kW 800 kVA 1 10.2.2.2 Thứ tự hạ cọc Thực hiện theo phương pháp thi công cọc bằng búa đóng. 10.2.2.3 Khái quát thi công hạ cọc Khi đóng cọc, trước tiên là treo cọc lên rồi thực hiện đ ó ng sơ cọc, sau khi kiểm tra tâm cọc và các góc xong, tiến hành đóng cọc dần dần. Khi đó, cũng có trường hợp cọc sẽ lún sâu vào trong lòng đất do chính tải trọng của cọc, vì vậy ch ú ý hạ cọc từ từ sao cho không làm cọc bị lệch tâm. Ngoài ra, đối với trường hợp là cọc xiên, nếu đóng một cách vội vã khi góc nghiêng quá lớn thì sẽ làm phát sinh sự dịch chuyển lớn về trọng tâm của máy thi công chính, từ đó dẫn đến tai nạn bị đổ. V ì vậy, nên điều chỉnh chính xác góc cọc hạ xuống rồi mới tiến hành đóng cọc liên tục. Nếu cọc bị nghiêng trong giai đoạn hạ ban đầu thì vẫn có thể chỉnh sửa góc hoặc nhổ lên đóng lại được nhưng có thể gây ra nguy cơ làm lỏng nền đất xung quanh cọc, nên cần cố gắng tránh không đ ể xảy ra điều này. Việc hạ cọc xuyên qua tầng đất trung gian sẽ khác nhau tùy vào đường kính cọc và kích thước búa rung, phổ biến là các phương pháp sau đây: a) Khi lớp đất cát có giá trị N từ 30 đến 50, th ì có nhiều trường hợp có thể hạ xuyên qua độ dày của tầng đất trung gian lên đến khoảng 3 lần so với đường kính cọc. b) Khi lớp đất dính có giá trị N từ 15 đến 30, thì có nhiều trường hợp có thể hạ xuyên qua độ dày của tầng đất trung gian lên đến khoảng 2 lần so với đường kính cọc. c) Ở vùng đất cát, có nhiều trường hợp có thể hạ xuyên qua dễ dàng nếu đường kính hạt đồng nhất. d) Trường hợp tầng đất dưới của tầng đất trung gian yếu, thì c ó nhiều trường hợp có thể hạ xuyên qua cho dù tầng trung gian hơi cứng. Mặt khác, khả năng lún vào tầng đất chịu tải cần đư ợ c nhận định một cách tổng thể không chỉ từ đường kính cọc và kích thước búa rung mà cả đặc tính đất và độ cứng của tầng đ ấ t chịu tải, tình trạng đặc tính đất của tầng phía trên tầng đất chịu tải và độ sâu của tầng đất chịu tải tính từ mặt đất. C ần lưu ý vì có trường hợp tầng cát, tầng sỏi chứa cả đá tảng hoặc đá cuội và trường hợp nền đất rất cứng làm cọc không thể lún được. 10.2.2.4 Ngừng hạ cọc Ngừng hạ cọc khi kiểm tra thấy thỏa các điều kiện ngừng hạ được thiết lập dựa trên kết quả của cọc thí nghiệm. Ngoài ra, ngừng hạ cọc sau khi đã kiểm tra t ổ ng thể kết hợp với kết quả theo phương pháp quản lý ngừng hạ cọc sẽ được trình bày trong Mục 12.4 Đóng cọc và kết thúc quá trình đóng cọc. 10.2.3 Hàn nối tại chỗ Thực hiện theo phương pháp thi công cọc bằng búa đóng. 10.2.4 Hoàn thiện đầu cọc Thực hiện theo phương pháp thi công cọc bằng búa đóng. 10.3 Công tác kiểm tra trong thi công 10.3.1 Độ chính xác lắp đặt cọc Giá trị quản lý tiêu chuẩn độ ch í nh xác khi đóng cọc là các giá trị được nêu trong Bảng 10 tương tự phương pháp thi công cọc bằng búa đóng. 10.3.2 Kiểm soát hạ cọc Quản lý ngừng đóng cọc được thực hiện bằng cách nhận định một cách tổng thể từ chiều dài hạ cọc, giá trị cường độ dòng điện của mô tơ búa rung khi ngừng đóng cọc, tốc độ lún, v.v... (H ì nh 47). Hình 47 - Trình tự quản lý ngừng đóng cọc 10.3.2.1 Tốc độ lún và cường độ dòng điện của mô t ơ búa rung khi ngừng đóng cọc Tốc độ lún và cường độ dòng điện của mô tơ búa rung khi ngừng đóng cọc sẽ khác nhau tùy theo chủng loại, chiều dài và h ình dạng cọc, tình trạng nền đất, máy thi công, v.v... nên rất khó đ ể có được một quy định riêng. Tuy nhiên, căn cứ vào các ví dụ về thử nghiệm tải trọng cọc, v.v... theo kinh nghiệm, thì cường độ dòng diện của mô tơ búa rung nằm trong khoảng 100 % đến 150 % giá trị định mức, tốc độ lún của cọc không qu á 10mm/giây. Trường hợp giá trị cường độ dòng điện của búa rung vượt quá 150 % giá tr ị định mức thì nên chú ý v ì có thể dẫn đến hư hỏng mô tơ. Công suất định mức, giá trị cường độ đòng điện định mức và 150 % giá trị cường độ dòng điện định mức của mô tơ búa rung được trình bày trong Bảng 18. Bảng 18 - Giá trị cường độ dòng đ iệ n kh i búa rung vận hành Công suất định mức (kW) 90 120 180 240 Giá trị cường độ dòng điện định mức (A) 180 240 360 480 150 % giá trị cường độ dòng điện định mức (A) 270 360 540 720 CHÚ THÍCH: 1) Thể hiện giá trị trong trường hợp vận hành bằng tần số tiêu chuẩn của máy phát điện (60 Hz). 2) Thể hiện giá trị trong trường hợp giá trị điện áp nằm trong phạm vi 380 V đến 440 V. 3) Thời gian vận hành liên tục là 60 phút với giá trị cường độ dòng điện định m ứ c và không quá 10 phút với 150% giá tr ị cường độ dòng điện định mức. 4) Nếu vận hành với 150% giá trị cường độ dòng điện định mức tr ong thời gian vượt quá thời gian giới hạn thì có nguy cơ xảy ra sự cố cháy mô tơ búa rung. 10.3.2.2 Công thức tính sức chịu tải động Tham khảo Phụ lục C. 10.3.3 Kiểm tra mối nối Thực hiện theo phương pháp thi công cọc bằng búa đóng. 10.3.4 Các số liệu thi công Ví dụ về sổ ghi chép thi công khi ngừng đóng cọc được trình bày trong Bảng E.1 - Phụ lục E, ví dụ về hình thức ghi chép tổng chiều dài đóng cọc được trình bày trong Bảng E.2 - Phụ lục E. Độ sâu mũi cọc khi ngừng đóng, tốc độ lún, giá trị cường độ dòng đ iện và điện áp của mô tơ búa rung là các yếu tố cần thiết trong việc quyết định ngừng đóng cọc. Vì vậy, nên ghi chi tiết cho tất cả các cọc. Việc ghi chép tổng chiều dài đóng cọc thường được thực hiện với tỷ lệ cứ 10 cọc thì ghi 1 cọc là phổ biến. 10.3.5 Điểm kiểm tra Các vấn đề kiểm tra về quản lý thi công ở các giai đoạn làm việc được trình bày trong bảng sau. Bảng 19 - Các vấn đề kiểm tra về quản lý thi công Giai đoạn công việc Vấn đề kiểm tra Giải thích 1. Hạng mục chung Tham khảo 9.3.5 Điểm quan trọng trong quản lý thi công của mục 9.3 Công tác kiểm tra thi công trong phần 9. Phương pháp đóng cọc bằng búa đóng 2. Công tác chuẩn bị Tham khảo như trên 3. Chướng ngại vật Tham kh ả o như trên 4. Vận chuyển và bảo quản cọc Tham khảo như trên 5. Chất lượng và số lượng cọc Tham khảo như trên 6. Dựng cọc Tham khảo như trên 7. Đóng cọc 1) Thứ tự đóng cọc có đúng không 2) Sử dụng búa rung có đúng không 3) Máy thi công chính có phù hợp không 4) Thao tác của búa rung có bình thường không 5) Tình trạng kẹp cọc có đảm bảo không 6) Thời gian đóng cọc có dài không 7) Ngừng đóng cọc có đúng không 8) Độ chính xác khi đóng cọc như thế nào 9) Thân cọc có bất thường trong khi đóng cọc hay không 10) Đã lập sổ ghi chép thi công chưa 1) Chú ý sự ảnh hưởng đến các cấu trúc lân cận và cọc đã dựng sẵn. 2) Kiểm tra xem búa rung có thể đóng cọc với kích thước quy định xuống độ sâu quy định đúng quy cách hay không. 3) Kiểm tra xem máy thi công chính có công suất treo đủ để đóng cọc với kích thước quy định xuống độ sâu quy định hay không. 4) Chú ý xem mô tơ và máy rung của búa rung có phát nhiệt bất thường không. Kiểm tra xem cường độ dòng điện trong khi đóng có nằm trong khoảng 60% đến 200% giá trị định mức không. Cần lưu ý cẩn thận vì búa rung vận hành trong thời gian dài có thể làm hư hỏng mô tơ. 5) Kiểm tra xem cọc, búa rung, máy thi công ch í nh có bị nghiêng lắc trong khi thi công không. Ngoài ra, kiểm tra tình trạng mặt cắt cọc sau khi đóng xong. 6) Chú ý xem búa rung có vận hành trong thời gian dài không. Thông thường, thời gian cần thiết cho đến khi ngừng đóng nằm trong khoảng không quá 2 lần độ dài đóng (độ dài đóng (m) x 2 (phút/m)) và tối đa không quá 60 phút. 7) Xem xét tổng thể về chiều dài cọc, cường độ dòng điện của mô tơ búa rung, tốc độ lún, phương pháp quản lý ngừng đóng cọc, v.v... 8) Độ lệch đầu cọc, độ nghiêng cọc có thỏa giá trị giới hạn cho phép không 9) Nắm rõ tình trạng bất thường, tìm hiểu nguyên nhân và có giải pháp phù hợp. 10) Tổng hợp theo mẫu quy định. 8. Mối nối hàn tại chỗ Tham khảo 9.3.5 Điểm kiểm tra của mục 9.3 Công tác kiểm tra thi công trong phần 9. Phương pháp đóng cọc bằng búa đóng 9. Xử lý đ ầ u cọc 1) Lắp đặt chốt chống trượt đã đúng chưa 2) Tham khảo 9.3.5 Điểm kiểm tra của mục 9.3 Công tác kiểm tra thi công trong phần 9. Phương pháp đóng cọc bằng búa đóng 1) Trường hợp đóng cọc ống thép bằng cách dùng đĩa mâm cặp thì khi xử lý đầu cọc bằng phương pháp B, nên cắt đĩa mâm cặp ra và dùng máy mài để mài nhẵn vết cắt rồi mới tiến hành lắp chốt chống trượt. 10. Giải pháp an toàn và môi trường Tham khảo 9.3.5 Điểm kiểm tra của mục 9.3 Công tác kiểm tra thi công trong phần 9. Phương pháp đóng cọc bằng búa đóng 10.4 Các vấn đề và giải pháp khắc phục trong thi công Bảng 20 - Các vấn đề và giải pháp khắc phục trong thi công Hiện tượng Nguyên nhân Cách khắc phục Chú thích 1. Đổ máy thi công chính Tham khảo (1) Các sự cố chung thường gặp trong phần 9.4 Các vấn đề và giải pháp khắc phục trong thi công 2. Đổ cần trục hỗ trợ Tham khảo như trên 3. Hư hỏng thân cọc 1) Xung quanh phần đầu cọc • Độ dày tấm thép quá mỏng so với đường kính cọc • Mặt đất cứng làm cho tải trọng rung của búa rung tác động lên cọc trong thời gian dài • Gia c ố đầu cọc. 2) Hư hỏng mũi cọc Tham khảo (2) Cọc ống thép trong phần 9.4 Các vấn đề và giải pháp khắc phục trong thi công 4. Cọc không thể lún xuống đất (treo trên không với độ lún gần bằng 0) • Công suất búa rung quá nhỏ • Sử dụng búa rung có công suất phù hợp. • Nếu đ ạt tới tình trạng ngừng đóng thích hợp thì không được cố đóng tiếp n ữ a. • Mặt đất bị đầm nén do đóng cọc • Kiểm tra thứ tự đóng • Khoan cách quãng đường kính nhỏ hơn đường k í nh cọc trong phạm vi không làm xốp quá mức nền đất. Tuy nhiên, không tiến hành ủi đất. • Cần lưu ý những v ậ t gây hư hỏng cho cọc bên trong đất. • Do dừng giữa chừng việc đóng cọc nên làm hồi phục lực ma sát hai mặt bên, do đó không làm cho cọc lún xuống được • Đóng bằng búa rung cỡ lớn. Tuy nhiên, cần chú ý không làm hư hỏng đầu cọc. • Đóng cho đến khi hết ma sát. Tuy nhiên, cần chú ý không làm hư hỏng đầu cọc. 4. Cọc không thể lún xuống đất (treo trên không với độ lún gần b ằ ng 0) • Nền đất mũi cọc cứng hơn dự kiến • Không kiểm tra kỹ chiều dài cọc mặc dù có độ cao thấp chênh lệch ở tầng đất chịu tải • Kiểm tra tình trạng thực tế, giảm lại lực đóng nếu phán đoán là cần giảm. • Kiểm tra kỹ trước khi thi công. Đặc biệt là các vị trí khoan. 5. Cọc đã sâu vào trong theo thiết kế nhưng vẫn không giảm lực đóng (tốc độ đóng trong 1 giây lớn) • Nền đất mũi cọc mềm hơn dự kiến • Không kiểm tra kỹ chiều dài cọc mặc dù có độ cao thấp chênh lệch ở tầng đất chịu tải • Dùng cọc nối để đóng tiếp. • Kiểm tra kỹ trước khi thi công. Đặc biệt là các vị trí khoan. • Lấy mức chuẩn tốc độ đóng sau cùng của cọc không quá 10mm/giây. 6. Thi công kém chính xác (cọc bị nghiêng hoặc bị lệch) • Mặt đất yếu làm cho máy thi công chính bị nghiêng • Nghiêng do có đá cuội, v.v • Nhổ lên đóng lại 7. Các cấu trúc lân cận dịch chuyển • Tham khảo (2) Cọc ống thép trong phần 9.4 Các vấn đề và giải pháp khắc phục trong thi công 11 Xử lý chất thải xây dựng Vật liệu được đào nên từ đất chứa một hàm lượng nước cao và các hạt bùn nguyên chất. Một trong số các vật liệu được thải ra từ công việc đào đất để xây dựng các công trình như tàu điện ngầm sẽ được xử lý như bùn vô cơ (còn gọi là Bùn xây dựng ). Mặt khác, các vật liệu được đào lên chứa ít nhất 95% hạt vượt quá kích cỡ 74 μ. Chúng dễ dàng phân tách bởi nước, có thể được xử lý bằng cách làm lắng cặn. Tuy nhiên, chỉ được xử lý như vậy nếu như nó không ở trong trạng thái bùn lỏng và không chảy loãng thông qua sự phân chia đất đào bỏ hoặc các quá trình khác và nếu nó không có ảnh hưởng xấu đến việc bảo vệ môi trường sống. Trạng thái bùn là trạng thái mà vật liệu không thể chất đống lên một xe tải thông thường và không thể đi bộ bên trên nó. Nếu thể hiện bằng các chỉ số cường độ của đất, nó ở trạng thái mà cường độ chịu nén nhỏ hơn 200 KN/m 2 , hoặc ở trạng thái không bị kiềm chế cường độ chịu nén của nó khoảng 50 kN/m 2 hoặc thấp hơn. Tuy nhiên, một số vật liệu khi đào lên không ở trong trạng thái bùn lỏng chúng được chất lên xe tải sau đó có thể trở thành trạng thái bùn lỏng do sự rung động lặp đi lặp lại trong suốt quá trình vận chuyển. Loại vật liệu này cần được xử lý như “bùn”. Trong khi đó, các vật liệu thải ra khi đào bới mặt đất chúng lắng đọng và vi phạm loại bỏ chất thải và hành động làm sạch công cộng. Xử lý chất thải sẽ được thực hiện khi vật liệu là trầm tích hoặc bùn được thải ra từ việc đào đất. Trong trường hợp đào đất bằng cách sử dụng nước, xử lý chất thải sẽ được thực hiện khi vật liệu được thải ra từ hệ thống tổ hợp đào đất, trong đó bao gồm các quá trình từ đào đất cho đến việc vật liệu đào được thành trầm tích và nước. 12 Thi công móng cọc ván ống thép 12.1 Tổng quan 12.1.1 Những quy định trong phần này được áp dụng đối với việc xây dựng móng cọc ván ống thép theo phương pháp đóng cọc. Kể từ khi móng cọc ván ống thép được sử dụng dưới dạng nối các cọc ván ống thép (ống thép với những khớp gắn liền với chúng để kết nối chúng với nhau, theo tiêu chuẩn TCVN 9246:2012), đòi hỏi độ chính xác trong xây dựng cao hơn so với việc đóng cọc ống thép. Do đó, nên được xây dựng một cách cẩn thận. Các phương pháp thi công cọc ván ống thép được trình bày trong tài liệu này bó hẹp trong phương pháp đóng cọc (phương pháp đóng cọc và phương pháp búa rung) và phương pháp cọc khoan cho việc thi công của quy định móng cọc chế tạo. Nếu một phương pháp được áp dụng khác so với phương pháp cọc đóng được mô tả trong các chỉ dẫn kỹ thuật thì Nhà thầu cần am hiểu sâu sắc các nội dung của phương pháp mà họ dự định sẽ sử dụng một cách độc lập và thực hiện nó một cách cẩn thận. 12.1.2 Máy móc và thiết bị thi công nên được lựa chọn phù hợp với quy định tại mục 5 của Tiêu chuẩn này. Tuy nhiên, khi lựa chọn búa đóng, cần lưu ý rằng sức kháng khi đóng cọc sẽ tăng lên do lực cản của các tai cọc giống như là các cọc được đóng và xoay. Do đó, thường sử dụng một chiếc búa loại lớn hơn so với cọc ống thép cùng kích cỡ. 12.1.3 Đòi hỏi độ chính xác trong thi công cao hơn các phương pháp đóng cọc thông thường, cọc ván ống thép cần đà giáo chắc chắn và sự khảo sát chính xác. Vì phương pháp này thường được áp dụng để xây dựng trong nước, do đó đặc điểm của phương pháp này là cần xem xét nền đất ở trụ cầu để làm một đà giáo đủ độ cứng. 12.1.4 Việc vận chuyển, lưu trữ và kiểm tra áp dụng theo Mục 8 của Tiêu chuẩn này. 12.1.5 Thi công cọc ván ống thép được thực hiện bằng cách đóng các ống thép ở vị trí đánh dấu trên khung dẫn hướng trong khi được kiểm soát độ thẳng đứng. Khi đóng ống thép, đoạn cọc ván ống thép ở phía dưới được kết nối đầu tiên, sau đó các đoạn cọc ván ở giữa và ở phía trên. Các phương pháp thi công và trình tự thi công nên được kiểm tra để bảo đảm độ chính xác bởi vì kết nối của cọc ván ống thép trở nên khó khăn trong trường hợp này. 12.1.6 Chi tiết của vùng hàn nối cọc ván ống thép quy định tại Mục 17.7 của tiêu chuẩn JRA 2002, Specifications for highway bridge, Part IV - Substructure. 12.1.6.1 Cọc ván ống thép có mối nối dạng ống, do đó nó có hướng. V ì thế, vị trí thiết lập của nó được xác định như một vấn đề của quá trình thi công. Không giống như cọc ống thép dễ dàng điều chỉnh trong quá trình thi công, cọc ván ống thép là không thể, vì thế cần kiểm soát một cách chặt chẽ ở từng giai đoạn thi công. 12.1.6.2 Hàn của cọc ván ống thép có thể thực hiện tương tự như cọc ống thép. Tuy nhiên, nên được kiểm soát đầy đủ, bởi vì vị trí hàn có xu hướng bất lợi, vị trí mối hàn còn liên quan đến chiều cao đà giáo. 12.1.6.3 Chiều cao bệ sửa chữa phục vụ công tác hàn được quyết định bởi chiều cao đà giáo và vị trí hàn. 12.2 Thử nghiệm đóng cọc Về nguyên tắc, thử nghiệm đóng cọc được thực hiện trước khi thi công cọc ván ống thép. Tuy nhiên, nó có thể được bỏ qua nếu điều kiện công trường hoàn toàn xác định là dễ thi công. Khi thi công cọc ván ống thép, cọc thử nghiệm nên được thực hiện để xác nhận các lớp chịu lực và có được dữ liệu cần thiết về quản lý xây dựng bao gồm độ sâu dừng đóng cọc, độ sâu thâm nhập cọc, các loại máy móc được sử dụng thích hợp và thúc đẩy tính chính xác hướng đến mục tiêu duy nhất. Nếu một phần cọc ván ống thép hoặc một cọc riêng biệt bên trong được sử dụng, nó có thể cũng được coi như một cọc thử nghiệm. 12.3 Hướng dẫn lắp đặt Việc thi công móng cọc ván ống thép phụ thuộc đáng kể vào mức độ chính xác khi đóng cọc. Trong Hình 48, kết cấu dẫn hướng thường được sử dụng bằng cách kết hợp khung dẫn hướng là các cọc thép Hình chống đỡ cho khung dẫn hướng. Hình 48 - Khung dẫn hướng 12.4 Đóng cọc và kết thúc quá trình đóng cọc 1) Bố trí đóng cọc xác định dựa trên vị trí và hình dạng của móng, phương pháp đóng, chủng l oại, thiết bị đóng cọc và các yếu tố ảnh hưởng tới độ chính xác đóng cọc. 2) Trong khi đóng một cọc, chú ý rằng nên đảm bảo độ ch í nh xác và chiều dài cọc đóng vào trong đất, cách thức đóng cọc không được gây ra sự phá hoại cọc. 3) Cọc ván ống thép thường sẽ được đóng tới chiều sâu thể hiện trong các bản vẽ thiết kế đã được xác nhận bởi kết quả thử nghiệm đóng cọc để bảo đảm khả năng chịu lực như trong thiết kế. 4) Cọc ván ống thép nên được đóng theo thứ tự để tạo điều kiện thuận lợi cho hoạt động di chuyển và quay của máy đóng cọc. Khi một cọc ván ống thép phân tách hoặc một cọc bên trong độc lập được sử dụng, nó là cần thiết để xem xét chuyển động cách đầy đủ của một máy khoan và một kế hoạch để xây dựng móng từ trụ. (5) Khi đóng các cọc ván ống thép, người thi công nên tính đến các vị trí nghiêng, xoay, khoảng cách của các cọc và đảm bảo độ chính xác thi công cần thiết. Đặc biệt, tính chính xác trong thi công nên được kiểm soát cẩn thận, bởi vì nó ảnh hưởng lớn đến khả năng liên kết giữa các cọc. (6) Trong suốt quá trình đào đất, không được làm xáo trộn các lớp đất xung quanh cọc ván ống thép. Như vậy để cho đường kính đào đất tại vị trí mũi cọc bằng đường kính của cọc theo điều kiện thi công, vì sức kháng do ma sát của cọc ván ống thép d o các tai cọc lớn hơn nhiều so với cọc ống thép. Trong trường hợp này, chú ý rằng không được làm xáo trộn các lớp đất xung quanh. a) Ngay cả khi cọc đã đạt tới độ sâu quy định, tuy nhiên, đóng cọc nên được tiếp tục đến một mức độ nhất định, vì sự thâm nhập quá lớn có thể đặt ra vấn đề biểu thị khả năng chịu lực. Mặt khác, cọc có thể không được định hướng dưới sâu do đặc tính của lớp đất ở giữa hoặc lớp chịu lực. Nếu cọc được tiếp tục được đóng trong trường hợp này, sẽ có những ảnh hưởng bất lợi đến thân cọc: Những người thi công nên chọn hoặc thay đổi về chiều sâu dừng đóng cọc hay một phụ trợ tương tự để đóng cọc đến độ sâu thiết kế ban đầu, dựa vào độ dài của phần cọc không được đóng, độ sâu dừng đóng cọc và điều kiện thiết kế ban đầu. Mặc dù nó rất khó để thống nhất mức độ thâm nhập khi dừng đóng cọc, tùy thuộc vào chủng loại, độ dài và hình dạng của cọc ván ống thép và các điều kiện lớp đất, các nhà xây dựng có thể xem xét hướng dẫn cho các mức độ là khoảng 2-10mm. Khi nó là rất cao, mất ổn định có thể xảy ra tại đầu của cọc ván ống thép khi xem xét độ lớn của năng lượng búa cũng như số lượng của búa, nó là cần thiết để gia cố đầu cọc. b) Nguyên nhân và biện pháp cho trường hợp gặp khó khăn khi đóng cọc ván ống thép vào lớp chịu lực tương tự các trường hợp của cọc bê tông chế tạo sẵn như mô tả trong Mục 17.10 của tiêu chuẩn JRA 2002, Specifications for highway bridge, Part IV - Substructure. Ngoài ra, sức kháng của các tai cọc gây ra bởi độ chính xác khi làm việc là yếu tố quan trọng. Rất khó để có một biện pháp hiệu quả chống lại các yếu tố này khi đóng cọc, nhà xây dựng đầy đủ nên xem cả tính chính xác khi đóng cọc và tính chính xác trong sản xuất trước khi bắt đầu đóng cọc. 12.5 Đổ bê tông và hoàn thiện liên kết cọc (1) Trong trường hợp móng cọc ván ống thép thi công theo phương pháp kết hợp rút hết nước, bê tông lấp đầy được đặt trong bên trong một ống thép gần để liên kết với sàn. (2) Tai cọc sẽ được lấp đầy bằng vữa sau khi đất ở bên trong được làm sạch. Quá trình đổ bê tông vào cọc ván ống thép sau khi đóng cọc được hoàn tất và lấp đầy bên trong tai cọc bằng vữa nên được xử lý theo trình tự và phương pháp trong tài liệu thiết kế và chương trình thực hiện. (3) Trước khi đổ bê tông, đất và các tạp chất trong lòng cọc ván ống thép nên được loại bỏ để tăng cường độ bám dính và liên kết giữa cọc và bê tông. (4) Đối với một đê quai bằng móng cọc ván ống thép, nên lấp đầy thành đê quai với vữa gắn kết hay vật liệu chống thấm để đảm bảo nước không thấm qua tường và không cản trở hoạt động tiếp theo. 12.6 Giếng kín và sàn trên 12.6.1 Thi công giếng kín Khi một giếng kín bằng móng cọc ván ống thép, hố đào ở bên trong vòng vây nên có các tầng thanh chống và vị trí tấm bê tông ph í a dưới được thực hiện theo phương pháp và trình tự quy định trong tài liệu thiết kế và chương trình thực hiện: a) Trong khi đào đất trong vòng vây, chú ý giữ cho mực nước ở bên trong vòng vây ở mức quy định như trong các tài liệu thiết kế. b) Trong trường hợp hố đào không khí, khoảng trên một mét đất dưới vị trí nơi mà các trụ thường được đào. c) Bê tông phía dưới nên được thi công một cách cẩn thận để bảo đảm yêu cầu về cường độ và độ dày. Để đạt được mục tiêu này, đất bám vào bề mặt cọc ván ống thép nên được làm sạch trước khi đổ bê tông bịt đáy và sẽ tốt hơn khi sử dụng ống đổ bê tông trong nước. d) Sau khi thi công bê tông dưới sàn, hệ thống chống đỡ nên được cài đặt khi tháo tường chắn. Khi lắp đặt hệ chống đỡ, đệm hoặc các loại tương tự nên được sử dụng để giữ khoảng cách của tường và ngăn chặn chuyển vị của nó. Khe hở giữa tường chắn và cọc ván ống thép cần được lấp đầy bằng bê tông hoặc vữa như minh họa trong Hình 49. Mực nước ở trong vòng vây khi lắp đặt các công trình phụ trợ nên ở mức thấp hơn 1 mét dưới các công trình phụ trợ. Trong quá trình thoát nước, cần thực hiện kiểm soát thi công, ví dụ như các biện pháp chống rò gỉ ở các khớp. Hình 49 - Bê tông lấp lòng 12.6.2 Sàn trên và liên kết sàn trên Liên kết giữa bản nắp và cọc ván ống thép cũng như các bản nắp nên được liên kết sao cho chuyển toàn bộ tải trọng tác động trên bản nắp đến đầu cọc ván ống thép. Mối nối cần được liên kết theo cách tuân thủ tài liệu thiết kế và kế hoạch thi công. Đặc biệt là kết nối bản nắp trong móng cọc ván ống thép kết hợp vòng vây thường bao gồm việc hàn giữa cọc ván ống thép và bộ kết nối. Phía bên trong vòng vây nói chung là bất lợi cho việc hàn, nên hàn một cách cẩn thận trong khi quan tâm tới việc thoát nước và lưu thông không khí sau khi loại bỏ đất, hơi ẩm và gỉ sét bám vào bề mặt cọc ván ống thép. 12.6.3 Dỡ bỏ hệ thống chống đỡ và cọc ván ống thép làm việc như vòng vây Móng cọc ván ống thép trong phương pháp vòng vây có hệ thống ch ố ng đỡ được dỡ bỏ một cách dễ dàng theo phương pháp và trình tự quy định tại bản thiết kế và kế hoạch thi công sau khi hoàn thành bản nắp và thân móng. Hệ thống chống đỡ nên được dỡ b ỏ từ thấp lên cao trong khi cung cấp nước trong vòng vây. Khi cắt cọc ván ống thép đóng vai trò như vòng vây, cần thiết lựa chọn một phương pháp thích hợp với điều kiện thực địa. Khi vị trí cắt sâu, nước nên được đưa vào bên trong cọc ván ống thép và một máy cắt dưới nước chuyên dụng nên được sử dụng để cắt từ phía bên trong. Trong trường hợp này nên cung cấp cho một đường cắt đánh dấu, nếu cần thiết, tai cọc tại các địa điểm dưới nước có thể được cắt. 12.7 Công tác kiểm tra thi công Bao gồm các nội dung dưới đây tương tự như Mục 9.3 của phương pháp thi công cọc bằng búa đóng. Tuy nhiên cũng có một số điểm khác như độ chính xác khi đóng cọc: a) Độ chính xác khi đóng cọc - Độ lệch tâm cọc ống thép không lớn hơn 100mm. - Độ nghiêng của cọc ống thép không lớn hơn 1/500. b) Kiểm soát đóng cọc c) Kiểm tra mối nối d) Số liệu thi công e) Điểm kiểm tra. 13 Chống ăn mòn cọc ống thép Thực hiện theo nội dung mục 12.11.4 Cọc ống thép, của tiêu chuẩn JRA 2002, Specifications for highway bridge, Part IV - Substructures. Ngoài ra, đối với các cọc thi công trong môi trường nước biển, tham khảo nội dung chống ăn mòn được đề cập trong tiêu chuẩn TCVN 10318:2014. Phụ lục A (Quy định) Hình dạng, kích thước, khối lượng và dung sai của ống đơn A.1 Hình dạng của đầu mút ống Hình dạng hình học của ống đơn được trình bày ở hình A.1. Khi các ống có chiều dày khác nhau được nối lại, theo quy định chúng nên được xử lý sơ bộ ngay tại nơi sản xuất như thể hiện ở hình A.2. Khi có yêu cầu đặc biệt, sự gia cường hoặc đặc tính làm việc có thể được quyết định bằng thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp. CHÚ THÍCH: Mặt đ ỉ nh được gọi là đầu tiên của cọc, còn mặt chân dưới được gọi là đầu dưới của cọc như trong Hình A.1. a) Phần đỉnh và phần chân b) Mối hàn chu vi tại công trường Hình A.1 - Hình dạng các đầu mút ống đơn và mối hàn chu vi tại công trường Chú thích : a) Chiều dài phần bị cắt ở mặt trong ống rỗng không được nhỏ hơn 4(t 1 -t 2 ). Việc cắt này có thể được bỏ qua khi (t 1 -t 2 ) không lớn hơn 2mm; hoặc khi (t 1 -t 2 ) không lớn hơn 3mm trong trường hợp đường hàn cả 2 mặt là mối hàn chu vi nơi sản xuất. Hình A.2 - Hình dạng mối hàn chu vi của các ống có chiều dày khác nhau A.2 Kích thước và khối lượng đơn vị Kích thước và khối lượng đơn vị của ống đơn như sau: a) Đường kính ngoài, chiều dày, diện tích mặt cắt ngang và khối lượng đơn vị của ống đơn được cho trong bảng A.1. Đối với các kích thước đường kí nh khác so với bảng B.1 theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng. b) Chiều dài của ống rỗng thường l à 2m hoặc dài hơn. Chiều dài của ống đơn là 6m hoặc được tăng thêm bội số của 0,5m. A.3 Hình dạng và dung sai kích thước Hình dạng và dung sai kích thước nên như sau: a) Hình dạng của ống đơn và dung sai kích thước được cho trong Bảng A.2. b) Trong trường hợp hàn chu vi tại công trường, độ lệch tuyến khi nối hai ống đơn (Sau đây gọi là “độ lệch tuyến tính của mối hàn tại công trường”) nên bằng trị số chênh lệch của chu vi các ống đơn chia cho π và dung sai nên tuân theo Bảng A.3, với π = 3,1416. Bảng A.1 - Kích thước a) và khối lượng đơn vị Đường kính ngoài Chiều dày Diện tích mặt cắt ngang Khối lượng đơn vị Thông số tham khảo Mômen quán tính trục phẳng Mô - đun mặt cắt ngang Bán kính quán tính Diện tích mặt ngoài D mm t mm A cm 2 W Kg/m I cm4 Z cm 3 I cm m 2 /m 318,5 6,9 10,3 67,5 99,7 53,0 78,3 820x10 119 x 10 2 51,5x10 74,4x10 11,0 10,9 1,00 1,00 6,4 70,2 55,1 107 x 10 2 60,2x10 12,4 1,12 355,6 7,9 86,3 67,7 130x10 2 73 , 4x10 12,3 1,12 11,1 120,1 94,3 178x10 2 100,3x10 12,2 1,12 400 9 12 110,6 146,3 86,8 115 211x10 2 276x10 2 105,7x10 137,8x10 13,8 13,7 1,26 1,26 406,4 9 12 112,4 148,7 88,2 117 222x10 2 289x10 3 109,2x10 142,4x10 14,1 14,0 1,28 1,28 9 138,8 109 418x10 3 167x10 17,4 1,57 500 12 184 144 548x10 3 219x10 17,3 1,57 14 213,8 168 632x10 3 253x10 17,2 1,57 9 141,1 111 439x10 3 173x10 17,6 1,60 508,0 12 187,0 471 575x10 3 227x10 17,5 1,60 14 217,3 171 663x10 3 261x10 17,5 1,60 600 9 12 14 16 167,1 221,7 257,7 293,6 131 174 202 230 730x10 3 958x10 3 111x10 3 125x10 3 243x10 319x10 369x10 417x10 20,9 20,8 20,7 20,7 1,88 1,88 1,88 1,88 609,6 9 12 14 16 169,8 225,3 262 298,4 133 177 206 234 766x10 3 101x10 3 116x10 3 132x10 3 251x10 330x10 381x10 431x10 21,2 21,1 21,1 21,0 1,92 1,92 1,92 1,92 700 9 12 14 16 195,4 259,4 301,7 343,8 153 204 237 270 117x10 3 154x10 3 178x10 3 201x10 3 333x10 439x10 507x10 575x10 24,4 24,3 24,3 24,2 2,20 2,20 2,20 2,20 711,2 9 12 14 16 198,5 263,6 303,6 349,4 156 207 241 274 122x10 3 161x10 3 186x10 3 211x10 3 344x10 453x10 524x10 594x10 2 24,8 24,7 24,7 24,6 2,23 2,23 2,23 2,23 800 9 223,6 176 175x10 3 437x10 28,0 2,51 12 297,1 233 231x10 3 577x10 27,9 2,51 14 345,7 271 267x10 3 668x10 27,8 2,51 16 394,1 309 303x10 3 757x10 27,7 2,51 812,8 9 227,3 178 184x10 3 452x10 28,4 2,55 12 301,9 237 242x10 3 596x10 28,3 2,55 14 351,3 276 280x10 3 690x10 28,2 2,55 16 400,5 314 318x10 3 782x10 28,2 2,55 900 12 334,8 263 330x10 3 733x10 31,4 2,83 14 389,7 306 382x10 3 850x10 31,3 2,83 16 444,3 349 434x10 3 965x10 31,3 2,83 19 525,9 413 510x10 3 113x10 2 31,2 2,83 914,4 12 340,2 267 346x10 3 758x10 31,9 2,87 14 396,0 311 401x10 3 878x10 31,8 2,87 16 451,6 354 456x10 3 997x10 31,8 2,87 19 534,5 420 536x10 3 117x10 2 31,7 2,87 1000 12 372,5 292 455x10 3 909x10 34,9 3,14 14 433,7 340 527x10 4 105x10 2 34,9 3,14 16 494,6 388 599x10 4 120x10 2 34,8 3,14 19 585,6 460 705x10 4 141x10 2 34,7 3,14 1016,0 12 378,5 297 477x10 3 939x10 2 35,5 3,19 14 440,7 346 553x10 4 109x10 2 35,4 3,19 16 502,7 395 628x10 4 124x10 2 35,4 3,19 19 595,1 467 740x10 4 146x10 2 35,3 3,19 1100 12 410,2 322 607x10 4 110x10 2 38,5 3,46 14 477,6 375 704x10 4 128x10 2 38,4 3,46 16 544,9 428 800x10 4 146x10 2 38,3 3,46 19 645,3 506 943x10 4 171x10 2 38,2 3,46 1117,6 12 416,8 327 637x10 4 114x10 2 39,1 3,51 14 485,4 381 739x10 4 132x10 2 39,0 3,51 16 553,7 435 840x10 4 150x10 2 39,0 3,51 19 655,8 515 990x10 4 177x10 2 38,8 3,51 1200 14 521,6 409 917x10 4 153x10 2 41,9 3,77 16 595,1 467 104x10 4 174x10 2 41,9 3,77 19 704,9 553 123x10 4 205x10 2 41,8 2,77 22 814,2 639 141x10 4 235x10 2 41,7 3,77 1219 , 2 14 530,1 416 963x10 4 158x10 2 42,6 3,83 16 604,8 475 109x10 4 180x10 2 42,5 3,83 19 716,4 562 129x10 4 212x10 2 42,4 3,83 22 827,4 650 148x10 4 243x10 2 42,3 3,83 1300 14 565 , 6 444 117x10 4 180x10 2 45,5 4,08 16 645 , 4 507 133x10 4 205x10 2 45,4 4,08 19 764,6 600 157x10 4 241x10 2 45,3 4,08 22 883,3 693 180x10 4 278x10 2 45,2 4,08 1320,8 14 574,8 451 123x10 4 186x10 2 46,2 4,15 16 655,9 515 140x10 4 211x10 2 46,1 4,15 19 777,0 610 165 x 10 4 249x10 2 46,0 4,15 22 897,7 705 189x10 4 287x10 2 45,9 4,15 1400 14 609,6 478 146x10 4 209x10 2 49,0 4,40 16 695,7 546 167x10 4 238x10 2 48,9 4,40 19 824,3 647 197x10 4 281x10 2 48,8 4,40 22 952,4 748 226x10 4 323x10 2 48,7 4,40 1422,4 14 619,4 486 154x10 4 216x10 2 49,8 4,47 16 706,9 555 175x10 4 246x10 2 49,7 4,47 19 837,7 658 206x10 4 290x10 2 49,6 4,47 22 967,9 760 237x10 4 334x10 2 49,5 4,47 1500 16 745,9 586 205x10 4 274x10 2 52,5 4,71 19 884,0 694 242x10 4 323x10 2 52,4 4,71 22 1021,5 802 279x10 4 372x10 2 52,3 4,71 25 1158,5 909 315x10 4 420x10 2 52,2 4,71 1524,0 16 758,0 595 215x10 4 283x10 2 53,3 4,79 19 898,3 705 254x10 4 334x10 2 53,2 4,79 22 1038,1 815 293x10 4 384x10 2 53,1 4,79 25 1177,3 924 331x10 4 434x10 2 53,0 4,79 1600 16 796,2 625 250x10 4 312x10 2 56,9 5,03 19 943,7 741 295x10 4 369x10 2 55,9 5,03 22 1090,6 856 340x10 4 424x10 2 55,8 5,03 25 1237,0 971 384x10 4 480x10 2 55,7 5,03 1625,6 16 809,1 635 262x10 4 322x10 2 56,9 5,11 19 959,0 753 309x10 4 381x10 2 56,8 5,11 22 1108,3 870 356x10 4 438x10 2 56,7 5,11 25 1257,1 987 403x10 4 495x10 2 56,6 5,11 1800 19 1063,1 834 422x10 4 468x10 2 63,0 5,65 22 1228,9 965 486x10 4 540x10 2 62,9 5,65 25 1394,1 1094 549x10 4 610x10 2 62,8 5,65 2000 22 1367,1 1073 669x10 4 669x10 2 69,9 6,28 25 1551,2 1218 756x10 4 756x10 2 69,8 6,28 CHÚ THÍCH: Giá trị hằng số của khối lượng đơn vị được tính bằng công thức sau với khối lượng riêng của thép là 7,85 g/cm 3 và làm tròn tới ba chữ số theo TCVN 1517. Trong trường hợp lớn hơn 1000 kg/m, được làm tròn tới bốn chữ số nguyên. W=0,02466 x t x (D-t) trong đó: W: khối lượng đơn vị của ống (kg/m) T: chiều dày của ống (mm) D: đường kính ngoài của ống (mm) 0.02466: hệ số chuyển đ ổ i đơn vị để tính được W a) Những kích thước khác so với Bảng trên nên theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng. Bảng A.2 - Hình dạng và dung sai kích thước Phân loại Dung sai CHÚ THÍCH Đường kính ngoài (D) Phần cuối của ống ±0,5 % Với phép đo đường kính ngoài, dùng chu vi, có thể sử dụng cả giá trị đo hoặc đường kính ngoài chuyển đổi. Việc quy đổi giữa đường kính ngoài, D và chu vi,l, được tính bởi công thức sau: D = l/π Trong đó: D là đường kính ngoài (mm), I là chu vi (mm), π = 3,1416 Chiều dày (t) t<16> D<> + Không xác định - 0,6 mm 500 mm £ D<800> + Không xác định - 0,7 mm 800 mm £ D £ 2000 mm + Không xác định - 0,8 mm t ³ 16 mm D <> + Không xác định - 0,8 mm 800 mm £ D £ 2000 mm + Không xác định - 1,0 mm Chiều dài (L) + Không xác định - 0 Độ cong (M) M £ 0,1%L Trong trường hợp ống có L<6m,> £ 6mm Độ phẳng của đầu mút để tạo hình cho mối hàn chu vi tại công trường (h) h £ 2 mm Độ vuông góc của đầu mút để tạo hình cho mối hàn chu vi tại công trường (c) 0.5%D nhưng không lớn hơn 4 mm Ống đơn có đường kính ngoài vượt quá 2000mm hoặc trong trường hợp hình dạng và dung sai kích thước có t/D nhỏ hơn 1,0% theo thỏa thuận giữa nhà s ả n xuất và khách hàng. Bảng A.3 - Dung sai độ lệch vị trí của mối hàn chu vi tại công trường a)b) Tính bằng mm Đường kính ngoài D, mm Dung sai D<> lớn nhất 2 700 £ D £ 1016 lớn nhất 3 1016<> £ 2000 lớn nhất 4 CHÚ THÍCH: Độ lệch vị trí là sự lệch đường kính ngoài của hai ống đơn tại đầu mút ống (giá trị chuyển đổi thành chu vi) khi tiến hành hàn chu vi tại công trường a) Ống đơn có đường kính ngoài vượt quá 2000 mm hoặc có t/D nhỏ hơn 1,0% nên được thỏa thuận trước giữa khách hàng và nhà cung cấp. b) Khi cần thiết để quyết định trước sự kết hợp một phần hoặc tất cả các ống đơn theo thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp, các ống đơn được dùng để nối với nhau nên được ghi nhãn bằng số hoặc ký hiệu. A.4 Chất lượng bề mặt Ống đơn không nên có khuyết tật bất lợi khi sử dụng. Tuy nhiên, sự gián đoạn bề mặt gây bất lợi cho việc sử dụng có thể được làm sạch bằng cách mài hoặc được sửa chữa bằng kỹ thuật hàn. Phụ lục B (Quy định) Hình dạng, kích thước, khối lượng và dung sai của cọc ván ống thép B.1 Dạng mép ngoài của cọc ván ống thép Dạng cọc ván ống thép được thể hiện ở Hình B.1. Chỗ nối các ống rỗng có chiều dày khác nhau nên được thực hiện trong nhà máy trước theo đúng quy tắc như trình bày ở Hình B.2. Tuy nhiên, khi có yêu cầu gia cường hoặc làm việc đặc biệt, nên được sản xuất theo thỏa thuận giữa khách hàng và nhà cung cấp. CHỈ DẪN: Mặt đỉnh là đầu tiên của cọc ván ống thép và bề mặt tại mũi cọc là đầu dưới của cọc ván ống thép. Hình B.1 - Dạng 2 mặt đỉnh - mũi và các mối hàn chu vi ở công trường của cọc ván ống thép CHÚ THÍCH: ………. Hình B.2 - ........................ Hình B.3 - Dạng tai nối và liên kết tai nối Bảng B.1 - Các kích thước tai nối và liên kết tai nối điển hình Dạng tai nối Kích thước tai nối Chú thích Dạng L-T L : Thép góc T : Thép chữ T L : 65x65x8 T : 125x9x(x39x12) L : 75x75x9 T : 125x9x(x39x12) L : 100x75x10 T : 125x9x(x39x12) L : AxCxt T : Bxt 2 (xHxt 1 ) Dạng P-P P: Thép ống P : Æ 165,2x9 P : Æ 165,2x11 P : Dxt Dạng P-T P : Thép ống T : Thép chữ T P : Æ 165,2x9 T : 76x85x9x9 P : Dxt T : HxBxt 1 x t 2 CHÚ THÍCH: Kích thước tính bằng milimé t B. 3 Kích thước và khối lượng của thân ống thép Kích thước và khối lượng của thân ống thép như sau: a) Đường kính ngoài, chiều dày, diện tích mặt cắt ngang và khối lượng đơn vị của thân ống thép theo Bảng B.2. b) Chiều dài của ống rỗng thường là 2m hoặc lớn hơn. Chiều dài của thân ống thép thường là 6m hoặc tăng thêm 0,5m. Bảng B.2 - Kích thước và khối lượng đơn vị Đường kính ngoài Chiều dày Diện tích mặt cắt ngang Khối l ượn g đơn vị Thông số tham khảo Mômen quán tính trục phẳng Mô-đun mặt cắt ngang Bán kính quán tính Diện tích mặt ngoài D mm t mm A cm 2 w Kg/m I cm 4 Z cm 3 I cm m 2 /m 9 138,8 109 418x10 2 167x10 17,4 1,57 500 12 184,0 144 548x1 0 2 219x10 17,3 1,57 14 213,8 168 632x1 0 2 253x10 17,2 1,57 9 141,1 111 439x1 0 2 173x10 17,6 1,60 508,0 12 187,0 147 575x1 0 2 227x10 17,5 1,60 14 217,3 171 663x1 0 2 261x10 17,5 1,60 600 9 167 , 1 131 730x1 0 2 243x10 20,9 1,88 12 221,7 174 958x1 0 2 319x10 20,8 1,88 14 257,7 202 111x10 3 369x10 20,7 1,88 16 293,6 230 125 x1 0 3 417x10 20,7 1 , 88 609,6 9 169,8 133 766x1 0 2 251x10 21,2 1,92 12 225,3 177 101x10 3 330x10 21 , 1 1,92 14 262,0 206 116 x 10 3 381x10 21,1 1,92 16 298,4 234 132x10 3 431x10 21,0 1,92 700 9 195,4 153 117x10 3 333x10 24,4 2,20 12 259,4 204 154x10 3 439x10 24,3 2,20 14 301,7 237 178x10 3 507x10 24,3 2,20 16 343,8 270 201 x 10 3 575x10 24,2 2,20 711,2 9 195,4 156 122x10 3 344x10 24,8 2,23 12 259,4 207 161x10 3 453x10 24 , 7 2,23 14 301,7 241 186x10 3 524x10 24 , 7 2,23 16 343,8 274 211x10 3 594x10 24,6 2,23 800 9 223,6 176 175 x 10 3 437x10 28,0 2,51 12 297,1 133 231x10 3 577x10 27,9 2,51 14 345,7 271 267x1 0 3 668x10 27,8 2,51 16 394,1 309 303x1 0 3 575x10 27,7 2,51 812,8 9 227,3 178 184x1 0 3 452x10 28,4 2,55 12 301,9 237 242x1 0 3 596x10 28,3 2,55 14 351,3 276 280x1 0 3 690x10 28,2 2,55 16 400,5 314 318x1 0 3 782x10 28,2 2,55 900 12 334,8 263 330x1 0 3 733x10 31,4 2 , 83 14 389,7 306 382x1 0 3 850x10 31,3 2 , 83 16 444,3 349 434x1 0 3 965x10 31,3 2 , 83 19 525,9 413 510x1 0 3 113x10 2 31,2 2 , 83 914,4 12 340,2 267 346x10 3 758x10 31,9 2,87 14 396,0 311 401x10 3 878x10 31,8 2,87 16 451,6 354 456x10 3 997x10 31,8 2,87 19 534,5 420 536x10 3 117x10 2 31,7 2,87 1000 12 372,5 292 455x1 0 3 909x10 34,9 3,14 14 433,7 340 527x1 0 3 105x10 2 34,9 3,14 16 494,6 388 599x1 0 3 120X10 2 34,8 3,14 19 585,6 460 705x1 0 3 141x10 2 34,7 3,14 1016,0 12 378,5 297 477x1 0 3 939x10 35,5 3,19 14 433,7 346 553x1 0 3 109x10 2 35,4 3,19 16 494,6 502,7 628x1 0 3 124x10 2 35,4 3,19 19 585,6 595,1 740x1 0 3 146x10 2 35,3 3,19 1100 14 477,6 375 704x1 0 3 128x10 2 38,4 3,46 16 544,9 428 800x1 0 3 146x1 0 2 38,3 3,46 19 645,3 506 943x1 0 3 171x1 0 2 38,2 3,46 1117,6 14 485,4 381 739x1 0 3 132x10 2 39,0 3,51 16 553,7 435 840x1 0 3 150x10 2 39,0 3,51 19 655,8 515 990x1 0 3 177 x 10 2 38,8 3,51 1200 14 521,6 409 917x1 0 3 153x10 2 41,9 3,77 16 595,1 467 104x10 4 174x10 2 41,9 3,77 19 704,9 553 123x10 4 205x1 0 2 41,8 3,77 22 814,2 639 141x10 4 235x10 2 41,7 3.77 1219,2 16 530,1 416 963x1 0 3 158x10 2 42,6 3,83 198 604,8 475 109 x 10 4 180x10 2 42,5 3,83 22 716,4 562 129 x 10 4 212x1 0 2 42,4 3,83 827,4 650 148x10 4 243x1 0 2 42,3 3,83 1300 16 645,4 507 133x10 4 205x1 0 2 45,4 4,08 19 764,6 600 157x10 4 241x10 2 45,3 4 , 08 22 883,3 693 180x10 4 278x1 0 2 45,2 4,08 1320,8 16 655,9 515 140x10 4 211x10 2 46,1 4,15 19 777,0 610 165x10 4 249x1 0 2 46,0 4,15 22 897,7 705 189x10 4 287x1 0 2 45,9 4,15 1400 16 695,7 546 167x10 4 238x1 0 2 48,9 4,40 19 824,3 647 197x10 4 281 x 10 2 48,8 4,40 22 952,4 748 226x1 0 4 323x1 0 2 48,7 4,40 1422,4 16 706,9 555 175x10 4 246x1 0 2 49,7 4,47 19 837,7 658 206x1 0 4 290x1 0 2 49,6 4,47 22 967,9 760 237x10 4 334x1 0 2 49,5 4,47 1500 19 884,0 694 242x1 0 4 323x1 0 2 52,4 4,71 22 1021,5 802 279x1 0 4 372x1 0 2 52,3 4,71 25 1158,5 909 315 x 10 4 420x1 0 2 52,2 4,71 1524,0 19 898,3 705 254x10 4 334x1 0 2 53,2 4,79 22 1038,1 815 293x10 4 384x1 0 2 53,1 4,79 25 1177,3 924 331x10 4 434x1 0 2 53,0 4,79 1600 19 943,7 741 295x10 4 369x1 0 2 55,9 5,03 22 1090,6 856 340x10 4 424x1 0 2 55,8 5,03 25 1237,0 971 384x10 4 480x1 0 2 55,7 5,03 1625,6 19 959,0 753 309x10 4 381x1 0 2 56,8 5,11 22 1108,3 870 356x10 4 438x1 0 2 56,7 5,11 25 1257,1 987 403x10 4 495x1 0 2 56,6 5,11 1800 22 25 1228,9 1394,1 965 1094 486x10 4 549x10 4 540x1 0 2 610x1 0 2 62,9 62,8 5 , 65 5 , 65 2000 22 25 1367,1 1551,2 1073 1218 669x10 4 756x10 4 6 69x10 2 756x10 2 69,9 69,8 6,28 6,28 CHÚ THÍCH: Giá trị hằng số của khối lượng đơn vị được t í nh bằng công thức sau với khối lượng riêng của thép là 7.85 g / cm 3 và làm tròn t ớ i ba chữ số c ó nghĩa theo TCVN 1517. Trong trường hợp lớn hơn 1000 kg / m, được làm tròn tới bốn c h ữ s ố nguyên. W = 0,02466t(D - t) trong đó: W : khối lượng đơn vị của ống (kg/m) t : chi ề u dày của ống (mm) D : đường k í nh ngo à i của ống (mm) 0,02466: h ệ số chuyển đổi đơn vị để t í nh được W CHÚ THÍCH: a) Những k í ch thước khác so với bảng trên nên theo th ỏ a thuận gi ữ a nhà sản xu ấ t và khách hàng. B. 4 Hình dạng và dung sai kích thước của cọc ván ống thép Hình dạng và dung sai về kích thước của cọc ván ống thép nên như sau. Trong t rư ờng hợp cọc ván ống thép có đường k í nh ngoài nhỏ hơn 500mm hoặc vượt quá 2000mm hoặc trong trường hợp t/D nhỏ hơn 1,1%, hình dạng và dung sai k í ch thước nên theo thỏa thuận giữa nhà sản xuất và khách hàng. a) Hình dạng và dung sai kích thước của cọc ván ống thép được xác định theo Bảng B.3. b) Trong trường hợp mối hàn chu vi tại công trường, độ lệch tuyến t í nh tại liên kết giữa hai cọc ván ống thép (sau đây gọi là “độ lệch tuyến tính của đường hàn chu vi tại công trường ” ) nên bằng chênh lệch v ề chiều dài ngoại vi tới thân ống thép đã chia cho π và dung sai cho phép được trình bày ở Bảng B.4, với π=3,1416. Bảng B . 3 - Hình dạng và dung sai kích thước Phân loại Dung sai Chú thích Đường kính ngoài a) (D) Phần cuối của ống ±0,5 % Dung sai đường kính ngoài nên dựa trên kích thước đo chu vi. Quy đổi giữa đường kính ngoài (D) và chu vi (I) được tính bởi công thức: D = l/π Trong đó: D là đường kính ngoài (mm), I là chu vi (mm), π = 3,1416 Chiều rộng ( W ) 1,1% £ t/D 1,5% ± 2% t/D ³ 1,5% ± 1,5% Chiều dà y ( t ) t<> 500mm £ D<800> + Không xác định - 0,7 mm 800 mm £ D £ 2000 mm + Không xác định - 0,8 mm t ³ 16mm 500 mm £ D < 800=""> + Không xác định - 0,8 mm 800 mm £ D £ 2000 mm + Không xác định - 1,0 mm Chiều dài (L) Thân ống thép (L) + Không xác định - 0 Tai nối (I) Độ uốn (M) M £ 0,1%L Tuy nhiên M £ 6mm đối với ống có L<> Độ vồng d) (S) S £ 0,1%L Tuy nhiên S £ 6mm đối với ống có L<> Độ thẳng d) (P) phần h ở của tai nố i Chiều dài tai nối (I) £ 15m Lớn nhất 10mm Chiều dài của tai nối (I) > 15m T rong khoảng 1/1500 chiều dài (I) của tai nối Vị trí gắn tai n ố i (Q) Phần đầu mút của ống Lớn nhất 5mm Độ dát phẳng của mặt nút để tạo hình cho đường hàn tại công trường Thân ống thép (h) Lớn nhất 2 mm Tai nối (I) Độ vuông góc của mặt mút ống để tạo hình cho đường hàn chu vi tại công trường Thân ố ng thép (C) D £ 1000 mm L £ 18m C £ 0.5%D, Lớn nhất 3mm L ³ 18m C £ 0.5%D, Lớn nhất 4mm D>1000 mm Tai nối (C') Lớn nhất 2 mm CHÚ THÍCH: Mặc dù hình ở cột CHÚ THÍCH được thể hiện bằng loại ống P-P, nhưng vẫn áp d ụng được cùng một nguyên tắc cho các dạng tai nối khác. a) Đ ường kính ngoài và chiều dày n ê n được đo ở ph ầ n thân ống thép. b) Dung sai chiều dài có thể được quyết định do hợp đồng gi ữ a nhà s ả n xu ấ t và khách hàng, với + không xác định và -50 mm. c ) Điểm đo độ uốn nên được gần tai nối và ở cả chỗ lồi cũng như chỗ lõm. d) C á c điểm đo độ vòng và độ thẳng của phần hở tai nối n ê n được cả ch ỗ lồi cũng như chỗ lõm. Bảng B.4 - Dung sai về độ lệch tuyến tính của đường hàn chu vi tại công trường a) T í nh bằng milimét Đường kính ngoà i D , mm Dung sai 500 £ D 700 lớn nhất 2 700 £ D £ 1016 lớn nhất 3 1016 £ D<> lớn nhất 4 CHÚ THÍCH: Độ lệch tuyến t í nh là sự c hê nh lệch đường kính ngoài (giá trị quy đ ổi chiều dài ngoại biên) của hai cọc ván ống thép được nối với nhau bằng đường hàn ch u vi tại công t rườ ng a) Cần thiết để quyết định sơ bộ kết hợp một phần hoặc t ấ t cả các cọc ván ống thép đúng theo dung sai. Các cọc ván ống thép để nối với nhau nên được ghi nh ã n lần lượt bằng số hoặc ký hiệu nh ằ m tr á nh lỗi trong công tác ngoài công trường. 500 Đai tăng cường được gắn vào cọc ván ống thép khi t/D (chiều dày/đường kính ngoài) nhỏ hơn 1,1%. Khi tỷ số t/D của cọc ván ống thép nhỏ hơn 1,1% đai tăng cường nên được gắn bên trong để chống biến dạng. Dung sai chiều rộng trong trường hợp này nên là ±2,0%. Kích thước điển hình của đai t ă ng cường được cung cấp ở hình B.4. Hình B.4 - Đai tăng cường để chống biến dạng Phụ lục C (Tham khảo) Xác định sức chịu tải động và ví dụ tính toán khả năng chịu tải trọng động C.1 Xác định sức chịu tải động theo phương pháp thi công cọc bằng búa đóng Để t í nh sức chịu tải động, thông thường có 2 cách dưới đây: Cách 1: Cách t í nh dựa vào sự cân bằng năng lượng xung kích của búa và n ă ng lượng tiêu hao để khiến cọc lún xuống. Cách 2: Cách tính suy ra từ phương trình sóng khi đóng cọc. Công thức dưới đây được lấy trong tiêu chuẩn JRA 2002, Speci f ications for highway bridge, Part IV - Substructure là công thức tính sức chịu tải động dựa theo cách 2: (C-1) trong đó: R a - sức chịu tải cho phép của cọc (kN) A - diện tích mặt cắt nguyên của cọc (m 2 ) E - hệ số Young của cọc (kN/m 2 ), đối với cọc ống thép, E=2.0 x 10 8 (kN/m 2 ) l 1 - thay đổi theo giá trị hệ số hiệu chỉnh e 0 , dựa theo Bảng C.1, Hình C.1 l 2 - chiều dài hạ cọc (m) U - chu vi cọc (m) - giá trị N trung bình mặt chu vi cọc K - độ chối (m) e 0 , e f - hệ số hiệu chỉnh, dựa theo Bảng C.2 Hệ số hiệu chỉnh e 0 , e f được xác định dựa trên kết quả thử nghiệm tải trọng thực tế. Ở đây, sự khác biệt giữa hệ số hiệu ch ỉ nh trong trường hợp dùng búa thủy lực và trường hợp dùng búa diesel chính là công suất búa của búa thủy lực lớn hơn búa diesel. V ì vậy, nếu dùng hệ số hiệu ch ỉ nh e 0 , e f giống như búa diesel thì sức chịu tải tính được thường có khuynh hướng nh ỏ hơn sức chịu tải thực tế. Trên suốt chiều dài cọc, nếu sử dụng thiết bị kẹp không đồng nhất về vật liệu, tiết diện, thì nên hiệu chỉnh độ cứng của cọc ở v ế trái trong công thức (C-1) theo công thức (C-2). Bảng C.1 - Hiệu ch ỉ nh chiều dài cọc Giá trị e 0 G i á trị l 1 e 0 ³ 1 l m 1 > e 0 ³ l m /l l m l e 0 e 0 £ l m /l l trong đó: I: chiều dài tính từ mũi cọc đến vị trí búa đóng (m) l m : chiều dài t í nh từ mũi cọc đến vị trí đo độ chối (m) Hình C.1 - Hiệu ch ỉ nh chiều dài cọc Bảng C.2 - Hệ số hiệu ch ỉ nh Loại cọc Phư ơn g pháp thi công e 0 e f CHÚ THÍCH Cọc ống thép Phương pháp đóng cọc Đào trong đóng cọc ở giai đoạn cuối 1.5 W H /W P 0,25 Cọc ống thép Phương pháp đóng cọc (1.5 W H /W P ) 1 /3 0,25 Á p dụng đối với búa thủy lực trong đó: W H - trọng lượng búa (kN) W P - trọng lượng cọc (kN). Tuy nhiên, nếu sử dụng thiết bị kẹp thì nên cộng thêm trọng lượng thiết bị kẹp. (C-2) với A 0 , E 0 , l 0 - diện tích tiết diện (m 2 ), hệ số Young (kN/m 2 ) và chiều dài (m) của phần thân cọc tiêu chuẩn. A i , E i , l i - diện tích tiết diện (m 2 ), hệ số Young (kN/m 2 ) và chiều dài (m) của phần thân cọc thứ i. Kết quả so sánh giữa giá trị thử nghiệm tải trọng thực tế và giá trị sức ch ị u tải động tính theo công thức (C-1) được thể hiện ở Hình C-2 (búa thủy lực) và Hình C-3 (búa diesel). Hình C.3 - Độ chính xác của công thức tính sức ch ị u tải động (Ph ươ ng pháp đóng cọc ống thép bằng búa diesel, bao gồm cả phương pháp đào trong đóng cọc ở giai đoạn cuối) Giá trị sức chịu tải t í nh theo công thức tính sức chịu tải động có sự biến thiên trong phạm vi nhất định mà có thể xác định được từ các hình này và cần biết rằng công thức tính sức chịu tải động không phải là tiêu chí tuyệt đối để quản l ý ngừng đóng cọc mà chỉ là một trong những phương pháp quản lý ngừng đóng cọc. Và giống như đ ã trình bày ở ph ầ n trên, e 0 , e f đ ược xác định dựa trên kết quả thử nghiệm tải trọng, vì vậy khi áp dụng công thức (C-1) th ì cần lưu ý các nội dung dưới đây. a) Độ lún cho một lần đóng là 2mm đến 10mm, khi ngừng đóng cọc thử nghiệm thì cần nắm được đặc tính lún và đặc tính chối khi ngừng đóng cọc tại tầng đất chịu tải, để xác định phạm vi gần đúng của chiều cao rơi búa. Nên áp dụng ở những chiều cao rơi xuống của búa nện mà có độ chối gần như giữ nguyên ở một giá trị nhất định như trong ví dụ ở Hình C - 4. Hình C.4 - Đặc tính lún, đặc tính chối khi ngừng đóng cọc b) Áp dụng ở chiều cao thấp hơn chiều cao tối đa rơi xuống của búa nện (được xác định từ cường độ của vật liệu cọc). c) Sức chịu tải của mũi cọc ở vế trái trong công thức (C-1) là giá trị xấp x ỉ trong trường hợp S=K s theo phương tr ì nh sóng dưới đây: R=AE(S + K s + 2 K 0 )/(2xL)(C-3) trong đó: A - diện tích mặt cắt nguyên của cọc (m 2 ) E - hệ số Young của cọc (kN/m 2 ) S - độ lún (m) K s - độ chối của đất nền (m) K o - độ chối của thân cọc (m) L - chiều dài cọc (m) d) Nếu đất nền có lực ma sát hai mặt bên cọc lớn thì c ầ n thận trọng khi áp dụng. Lực ma sát hai mặt bên cọc ở vế phải trong công thức (C-1) được tính từ giá trị N trong khảo sát sơ bộ kh ô ng liên quan đến độ lún, độ chối khi ngừng đóng cọc. Do đó, nên chú ý khi áp dụng. Các v í dụ tính toán khả n ă ng chịu tải trọng động của cọc ống thép được thể hiện trong mục C.2 và mục C.3. C. 2 Xác định sức chịu tải động theo phương pháp thi công cọc bằng búa rung Tương tự như quản lý ngừng đóng cọc trong phương pháp thi công cọc bằng búa đóng, gồm lực cản động đầu mũi cọc khi rung và giá trị sau khi đã tính đến lực ma sát hai mặt bên cọc. (C-4) trong đó: R a - sức chịu tải cho phép của cọc (kN). P w - tổng điện năng tiêu thụ của mô tơ (kW), tính theo công thức: P w =1.3 x l A x E x 10 -3 l A - cường độ dòng điện (A) E - điện áp (V) V v - tốc độ d ị ch chuyển của cọc (m/s), được tính theo công thức: V v = 2 x A v x f A v - biên độ dao động tính toán (m), được tính theo công thức: K - mômen lệch tâm (N.m) g - gia tốc trọng trường (=9.8m/s 2 ) W v - trọng lượng rung của búa rung (kg) W p - trọng lượng cọc (kg) f - tần số rung (Hz) α - hệ số hiệu chỉnh (lấy bằng khoảng 1,5) - giá trị N trung bình mặt chu vi cọc U - chu vi cọc (m) I - chiều dài hạ cọc (m) ef - hệ số hiệu chỉnh (=0,25) Hình C.5 - Độ chính xác của ph ươ ng pháp ngừng đóng cọc Kết quả so sánh giữa giá trị sức chịu tải động với giá trị thử nghiệm ép cọc trong phương pháp thi công cọc bằng búa rung được tr ình bày trong Hình C.5. Giá trị sức chịu tải được tính từ phương pháp quản lý ngừng đóng cọc có sự biến thiên trong một phạm vi nhất định mà có thể xác định được từ hình này và nên hiểu rằng, tương tự phương pháp thi công cọc bằng búa đóng, phương pháp quản lý ngừng đóng cọc không phải là tiêu chí tuyệt đối để quản lý ngừng đóng cọc mà chỉ là một trong những phương pháp quản lý ngừng đóng cọc mà thôi. Ngoài ra, các số liệu đều nhỏ hơn khi so sánh với phương pháp thi công cọc bằng búa đóng, do đó cần tích lũy thêm các dữ liệu trong thời gian tới. C. 3 Ví dụ tính toán khả năng chịu tải trọng động C .3.1 Ví dụ 1: Cọc ống thép, Æ 8 00 mm, không sử dụng thiết bị kẹp (hình C.6) Trường hợp cọc ống thép với chiều dày 12 mm và 9 mm và không sử dụng thiết bị kẹp. Trọng lượng riêng của cọc ống: W P = 2.28x9.0 + 1.73x29.0 = 70.7 KN Trọng lượng của búa: W H = 98.07 KN Hệ số hiệu chỉnh: Mặt cắt  theo tiêu chuẩn: A 0 = 0.02236 m 2 E 0 = 2.0x 10 8 kN / m 2 l 0 = 29m Hiệu chỉnh chiều dài cọc: e 0 = 1.277 l m = 36.5m l = 38.0 m e 0 > 1 l 1 = l m = 36. 5m Hình C.6 - Ví dụ 1 Bảng C.3 - Kích thước cọc Loại cọc Mặt cắt Chiều dài Diện tích mặt cắt Trọng lượng riêng Mô dul đ à n hồi (mm) (mm) (cm 2 ) (kg/m) (kN/m 2 ) Cọc ống thép 1 Æ 800x12 9,000 297.1 233 2.0x1 0 8 2 Æ 800x9 29,000 223.6 176 '' Bảng C.4 - Điều kiện thi công cọc Phư ơn g pháp hạ cọc Giá tr ị Máy đóng cọc Búa thủy lực, trọng lượng: 10T Độ chối K=26.0mm Giá trị N trung bình: = 14 l 2 = 36.0 m Chu vi cọc: U = πD = 2.513m Hệ số phục hồi: K=0.026m Do đó, khả năng chịu lực cho phép của cọc: C.3.2 Ví dụ 2: Cọc ống thép, Æ 8 00 mm, sử dụng thiết b ị kẹp (hình C.7) Trường hợp cọc ống thép với chiều dày 12 mm và 9 mm, sử dụng thiết bị kẹp 16mm. Trọng lượng riêng của cọc ống W P = 2.28x8.0 + 1.73x24.0 + 3.03x8.0 = 84.0 KN Trọng lượng của búa W H = 98.07 KN Hệ số hiệu chỉnh: Mặt cắt  theo tiêu chuẩn: A 0 = 0.02236 m 2 E 0 = 2.0x 10 8 kN / m 2 l 0 = 2 4 m Hiệu chỉnh chiều dài cọc: e 0 = 1. 205 l m = 36.5m l = 40 .0 m e 0 > 1 l 1 = l m = 36. 5m Bảng C.3 - Kích thước cọc Loại cọc Mặt cắt Chiều dài Diện tích mặt cắt Trọng lư ợn g riêng Mô dul đàn hồi (mm) (mm) (cm 2 ) (kg/m) (kN/m 2 ) Cọc ống thép 1 Æ 800x12 8.000 297,1 233 2.0x1 0 8 2 Æ 800 x 9 24.000 223,6 176 2.0 x 10 8 Thiết bị kẹp 3 Æ 800x16 8.000 394,1 309 2.0x10 8 Bảng C.4 - Điều kiện thi công cọc Phư ơn g pháp hạ cọc Giá trị Máy đóng cọc Búa thủy lực, trọng lượng búa: 10T Hệ số phục hồi K=22.5mm Hình C.7- V í dụ 2 Giá trị N trung bình: = 14 l 2 = 3 2 .0 m Chu vi cọc: U = πD = 2.513m Hệ số phục hồi: K=0.0 225 m Do đó, khả năng chịu lực cho phép của cọc: Phụ lục D (Tham khảo) Ví dụ về mẫu ghi chép thi công thông thường và thi công khi ngừng đóng cọc B ả ng D.1 - Ví dụ về mẫu ghi chép thi công thông thường Tên công trình: Địa đi ể m công trình: Chủ dự án: Đơn vị thi công: Thời gian: Công trình xây dựng cầu A Phường B, quận C , tỉ nh D Sở Giao thông, t ỉ nh D Công ty c ổ phần xây dựng E Ngày tháng năm Cọc Địa điểm sử dụng Móng trụ cầu Phân loại Ống thép Tiết diện Æ 8 00 mm, t = 14mm Chiều dài L Trung b ì nh 32 m Khối lượng W P 8 , 7T S ố lượng 90 cọc Khác 16m x 2 cọc nối, cọc đứng hoặc cọc nghiêng Máy đóng cọc Tên máy Búa thủy lực Kiểu máy Loại 10T Khối lượng búa W 10T Mũ cọc Mũ ki ể u tròn Đệm cọc Loại bằng gỗ Thiết bị kẹp Æ 8 00 mm, t = 19mm, l = 5m Máy đóng cọc kiểu bánh xích 100 T đến 110T (trọng lượng toàn bộ thiết bị) Chiều dài giá đóng cọc 24m Đặc t í nh đất Tầng đất giữa Bùn đất sét N = 0 đến 5 Tầng đất chịu tải Sỏi N = 50 Vị trí nước ngầm - 3.00m Khác C ó đá lăn Tham khảo Ghi nhận thay đ ổ i thiết kế (Hạng mục đặc biệt khi thi công) Ghi nhận gia cố đầu cọc, v.v... Họ tên người chịu trách nhiệm Bảng D.2 - Mẫu ghi chép thi công khi ngừng đóng cọc Mã số cọc Độ sâu phần m ũ i ngừng đóng cọc (m) Khi xung kích 10 lần thì ngừng đóng cọc Độ chối khi ngừng đóng cọc (mm) Sự xê dịch cọc (mm) Tình trạng hỏng cọc Sức chịu tải theo phương pháp tính toán sức ch ị u tả i động (kN) Thời gian th i công Chú thích Trọng lượng búa nện (T) Chiều cao rơi búa trung b ì nh, h (m) Độ lún trung bình, S (mm) Hàn mối nối (phút) Đóng cọc (phút) CHÚ THÍCH: Nên ghi chép theo tỷ lệ c ứ mỗi 10 c ọ c thì ghi 1 cọc đối với tổng số lần xung k í ch vào cọc . Phụ lục E (Tham khảo) Ví dụ về mẫu ghi chép thi công khi ngừng đóng cọc và tổng chiều dài ngừng đóng cọc Bảng E.1 - Ví dụ về mẫu ghi chép thi công khi ngừng đóng cọc Mã số cọc C ô ng suất búa rung Mô men lệch tâm Tần số rung Độ sâu ng ừ ng đóng cọc Kh i ngừng đóng cọc Sự x ê d ị ch cọc Tình trạng h ỏ ng cọc Sức ch ị u tải theo phương pháp đ ề ngh ị t í nh sức ch ị u t ả i động Th ời gian thi công Tốc đ ộ lún V Cường độ dòng đ iện l A Điện áp E M ối nổi tại chỗ Đóng cọc kW N.M Hz m cm/giây A V mm kN phút phút Bảng E.2 - Ví dụ về mẫu ghi chép thi công tổng chiều dài ngừng đóng cọc Tên công trình: Phương pháp thi công: Thi công cọc b ằ ng búa rung Ngày đóng cọc: Ngày ....tháng ....năm .... Địa đi ể m công trình: Người lập: ………………………………… M ã số cọc …….. Máy đóng cọc Búa rung Kiểu dáng Quy cách cọc Æ x t Công suất mô tơ ....(kW) Chiều d à i cọc (m) L = ...m Mômen lệch tâm ...(N.m) Chiều dài đóng cọc (m) t = ...m Tần số (Hz) Độ sâu Thời gian Tổng thời gian đóng thực tế Thời gian đóng từng cọc T ốc độ đóng cọc Cường độ dòng đ iệ n Đ iện áp Công su ấ t Biên độ rung CHÚ THÍCH (m) (h-m-s) (m-s) (m-s) (cm/s) (A) (V) (kW) (mm) Kh ở i động 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 : : : 28.0 : : Phụ lục F (Tham khảo) Phương pháp kiểm tra và tiêu chuẩn đánh giá dành cho kiểm định công nghệ hàn Bảng F.1 - Tiêu chuẩn chứng nhận tư cách kỹ thuật viên hàn cọc cơ bản (Hiệp hội Hàn Nhật Bản W ES8106) Loại bằng cấp Ký hiệu Phương pháp hàn Phân loại tư thế hàn và khớp nối Tham khảo: Phân loại công tác hàn Chứng ch ỉ hàn cọc cơ bản (Hàn hồ quang cách ly) FP-A-2P Hàn hồ quang cách ly Hàn giáp mối Hình chữ V vào ống thẳng đứng cố định. Có vòng đệm. Hàn ống thẳng đứng cố định có thành ống dày 5 mm đến 25mm, đường kính ngoài của ống trên 300 mm. Chứng chỉ hàn cọc cơ bản (Hàn MAG) FP-SA-2P Hàn MAG Ch ứ ng ch ỉ hàn cọc cơ bản (Hàn hồ quang tự bảo vệ) FP-SS-2P Hàn hồ quang tự bảo vệ Bảng F.2 - Phương pháp kiểm tra và tiêu chuẩn đánh giá dành cho kiểm định công nghệ hàn tay (Theo tiêu chuẩn Nhật Bản JIS Z 3801) Các loại khớp nối Ph â n loại độ dày của vật liệu thử nghiệm (mm) Hình dạng rãnh hàn Có/không miếng đệm kim loại ( 1) Tư thế hàn Phương pháp và ký hiệu hàn Hàn hồ quang cách ly Hàn giáp mối ván thép V á n thép mỏng (Độ dày 3.2) Hình chữ I hoặc chữ V N Hàn bằng (F) N-1F Hàn đứng (V) N-1V Hàn ngang (H) N-1H Hàn trần (O) N-1 O Ván thép trung bình (Độ dày 9.0) Hình chữ V A Hàn bằng (F) A-2F Hàn đứng (V) A-2V Hàn ngang (H) A-2H Hàn trần (O) A-2 O Hàn giáp mối ván thép Ván thép tr u ng bình (Độ dày 9.0) N Hàn bằng (F) N-2F Hà n đứng (V) N-2V Hàn ngang (H) N-2H Hàn trần (O) N-2 O Ván thép dày (Độ dày 19.0) Hình chữ V A Hàn bằng (F) A-3F Hàn đứng (V) A-3V Hàn ngang (H) A-3H Hàn trần (O) A-3 O N Hàn bằng (F) N-3F Hàn đứng (V) N-3V Hàn ngang (H) N-3H Hàn trần (O) N- 3O Hàn giáp mối ống thép Ống thành mỏng (Độ dày 4.9) Hình chữ I hoặc chữ V N Hàn cố định ngang và dọc (P) N-1P Ố ng thành trung bình (Độ dày 11) Hình chữ V A Hàn cố định ngang và dọc (P) A-1P N Hàn cố định ngang và dọc (P) N-2P Ố ng thành dày (Độ đày trên 20) Hình chữ V A Hàn cố định ngang và dọc (P) A-3P N Hàn cố định ngang và dọc(P) N-3P CHÚ THÍCH (1) A: Có sử dụng miếng đ ệ m kim loại. N: Không sử dụng miếng đệm kim loại. Bảng F.3 - Phương pháp kiểm tra và tiêu chuẩn đánh giá, kiểm định công nghệ hàn bán tự động (Tiêu chuẩn Nhật Bản JIS Z 3841) Các loại khớp nối Phân loại độ dày của vật liệu th ử nghiệm (mm) Hình dạng rãnh hàn Có/không miếng đệm kim loại (1) Tư thế hàn Phương pháp và ký hiệu hàn Hàn MAG Hàn hồ quang tự bảo vệ Hàn giáp mối ván thép Ván mỏng (Độ dày 3,2) Hình chữ I hoặc chữ V N Hàn bằng (F) SN-1F Hàn đứng (V) SN-1V Hàn ngang (H) SN-1H Hàn trần ( O ) SN-1 O Ván trung bình (Độ dày 9,0) Hình chữ V A Hàn bằng (F) SA-2F SS-2F Hàn đứng (V) SA-2V SS-2V Hàn ngang (H) SA-2H SS-2H Hàn trần ( O ) SA-2 O SS-2 O N Hàn bằng (F) SN-2F Hàn đứng (V) SN-2V Hàn ngang (H) SN-2H Hàn trần ( O ) SN-2 O Ván dày (Độ dày 19.0) Hình chữ V A Hàn bằng (F) SA-3F SS-3F Hàn đứng (V) SA-3V SS-3V Hàn ngang (H) SA-3H SS-3H Hàn trần ( O ) SA-3 O SS-3 O Hàn giáp mối ván thép Ván dày (Độ dày 19,0) Hình chữ V N Hàn bằng (F) SN-3F Hàn bằng (F) SN-3F Hàn đứng (V) SN-3V Hàn ngang (H) SN-3H Hàn trần (O) SN-3 O Hàn giáp mối ống thép Ố ng thành m ỏ ng (Độ dày 4,9) Hình chữ l hoặc chữ V N Hàn cố định ngang và dọc (P) SN-1P Ố ng thành trung bình (Độ dày 11) Hình chữ V A Hàn cố định ngang và dọc (P) SA-2P SS-2P N Hàn cố định ngang và dọc (P) SN-2P Ố ng thành dày (Độ dày trên 20) Hình chữ V A Hàn cố định ngang và dọc (P) SA-3P SS-3P N Hàn cố định ngang và dọc (P) SN-3P CHÚ THÍCH: (1) A: có sử dụng mi ế ng đệm kim loại. N: Không sử dụng miếng đệm kim loại. Phụ lục G (Tham khảo) Yêu cầu kỹ thuật đối với công tác hàn nối cọc ống thép và cọc ván ống thép tại hiện trường G1. Các mối n ố i tại hiện trường của cọc ống thép và cọc ván ống thép cần được hàn bằng phương pháp hàn hồ quang. Nhà thầu cần chỉ định kỹ sư tại hiện trường để chọn vật liệu hàn, quản lý công tác hàn, đưa ra các chỉ dẫn, thực hiện giám sát và ghi chép các kết quả hàn. G2. Để hàn nối các cọc ống thép và cọc ván ống thép tại hiện trường, Nhà thầu cần ch ỉ định các thợ hàn đã có chứng chỉ về trình độ yêu cầu và phải có ít nhất 6 tháng kinh nghiệm hàn tại hiện trường. Đối với công tác hàn bán tự động, các thợ hàn cần có chứng chỉ đào tạo tiêu chuẩn kỹ thuật hàn bán tự động. G3. Thợ hàn phải có chứng chỉ đào tạo để trình với tư vấn giám sát khi được yêu cầu. Kế hoạch thi công do Nhà thầu đệ trình cần phải bao gồm danh sách các thợ hàn. G4. Nhà thầu cần sử dụng các máy hàn hồ quang DC hay AC để hàn các cọc ống thép và cọc ván ống thép. Nhà thầu cần cung cấp Ampe kế và Volt kế tại chỗ để có thể điều chỉnh dòng điện tại vị trí hàn. G5. Nhà thầu cần đình chỉ công tác hán các cọc ống thép và cọc ván ống thép ngoài trời khi mưa hay gió mạnh. Nếu khu vực hàn được che đậy hay kín thì cho phép hàn, các thợ hàn có thể thực hiện công tác hàn đã quy định trong tài liệu kỹ thuật với sự cho phép của tư vấn giám sát. Không được phép hàn khi nhiệt độ không khí là 5°C hay thấp hơn, trừ khi nhiệt độ không khí giữa -10°C và +5°C và tất cả các phân đoạn 100 mm của đoạn hàn đã được nung nóng trước đến nhiệt độ +36°C hay h ơ n. G6. Nhà thầu cần đảm bảo rằng các phân đoạn sẽ được hàn hoàn toàn khô trước khi bắt đầu công tác hàn. Ngoài ra, Nhà thầu cần làm sạch, sử dụng bàn chải thép, các vật liệu có hại bám dính trên bề mặt các phân đoạn của các cọc ống thép hay cọc ván ống thép sẽ được hàn như g ỉ , bụi hay đất trên bề mặt cọc. G7. Khi định vị các phân đoạn phía trên của các cọc ống thép và cọc ván ống thép, Nhà thầu cần đảm bảo mọi trục đứng đều thẳng hàng và thỏa mãn các giá trị cho phép nêu trong bảng G1. Lưu ý: Cần đo theo hai trục khác nhau tại các góc vuông với trục của các cọc phía trên. Bảng G1. Sai số độ thẳng hàng theo trục đối với hàn theo chu vi tại hiện trường Đường kính ngoài Sa i số Mô tả Nhỏ hơn 700 mm 2 mm hay nhỏ hơn Biểu thị như sai khác trong các chu vi ngoài của các cọc phía trên và phía dưới. Sai khác này có thể không vượt quá 2 mm x π . 700 mm hay hơn, đến 1016 mm 3 mm hay nhỏ hơn Biểu thị như sai khác trong các chu vi ngoài của các cọc phía trên và phía dưới. Sai khác này có thể không vượt quá 3 mm x π . Lớn hơn 1016 mm, đến 1524 mm 4 mm hay nhỏ hơn Biểu thị như sai khác trong các chu vi ngoài của các cọc phía trên và phía dưới. Sai khác này có thể không vượt quá 4 mm x π . G8. Sau khi hoàn thành công tác hàn các cọc ván ống thép, Nhà thầu cần kiểm tra để đảm bảo có hay không có rạn nứt tại các phân đoạn đã hàn theo phương pháp hàn và số lượng đã quy định trong thiết kế. Nếu khẳng định có rạn nứt cần phải sửa chữa, mối hàn cần t ẩ y sạch hoàn toàn bằng mài hay đục và tiến hành hàn lại. G9. Nhà thầu cần ghi chép, tổ chức và lưu trữ thông tin đã tr ì nh bày trong các điều 7 và 8 ở trên, cũng như các điều kiện công tác hàn hiện trường của các mối nối ống, công tác hàn đã thực hiện, các kết quả thử nghiệm và v...v...Nhà thầu cần có chúng ngay lập tức khi được tư vấn giám sát yêu cầu. Nhà thầu cũng cần tr ì nh các ghi chép này lên tư vấn giám sát khi công trình đã hoàn thành. G10. Yêu cầu về khối lượng công tác kiểm tra chất lượng hàn nối cọc ống thép và cọc ván ống thép tại hiện trường theo Bảng G2. Bảng G2. Khối lượng công tác kiểm tra chất lượng mối hàn tại hiện trường của các cọc ống thép và cọc ván ống thép Hạng mục thí nghiệm Mức độ yêu cầu Tiêu chuẩn thí nghiệm Yêu cầu kỹ thuật Phương pháp thí nghiệm Hàn hiện trường các cọc ống thép, cọc ván ống thép. Thí nghiệm thẩm thấu (phương pháp thẩm thấu chất nhuộm hòa tan) Bắt buộc JIS Z 2343-1, 2, 3, 4, 5, 6 Không có các vết nứt và rạn nứt đáng kể. Nói chung cần thí nghiệm tất cả các phân đoạn hàn. Nếu phương pháp thi công, trình tự thi công hay các yếu tố khác gây khó khăn cho thí nghiệm t ấ t cả các phân đoạn đã hàn, số lượng phân đoạn sẽ thí nghiệm có thể được xác định trên cơ sở thảo luận với tư vấn giám sát. Lưu ý rằng, ít nhất 10% các phân đoạn đã hàn cần được thí nghiệm bởi một kỹ sư đã có chứng chỉ phù hợp với JlS Z 2343-1,2,3,4,5,6. Các phân đoạn này sẽ thử trên toàn bộ chu vi cọc. Hàn hiện trường các cọc ống thép, cọc ván ống thép. Kiểm tra Radiographic JIS Z 3104 Theo cấp 1, 2 hay 3 của JIS Z 3104 Nói chung, thí nghiệm một vị trí cho từng 20 phân đoạn đã hàn. Nếu phương pháp thi công, trình tự thi công hay các yếu tố khác gây khó khăn cho thí nghiệm một vị trí cho từng 20 phân đoạn đã hàn, xác định số lượng phân đoạn để thử theo các điều kiện hiện trường thực tế. Tại phân đoạn thí nghiệm này, cần chiếu tia X trên cọc ống thép theo bốn hướng với hình ảnh cách nhau 30 cm theo mỗi hướng (sau khi hàn 20 vị trí, chọn ngẫu nhiên 1 vị trí để thí nghiệm). Hàn hiện trường các cọc ống thép, cọc ván ống thép. Thí nghiệm siêu âm Bắt buộc với kỹ thuật đặc biệt JIS Z 3060 Theo cấp 1, 2 hay 3 của JIS Z 3060 Nói chung, th í nghiệm một vị trí cho từng 20 phân đoạn đã hàn. Nếu phương pháp thi công, trình tự thi công hay các yếu tố khác gây khó khăn cho thí nghiệm một vị trí cho từng 20 phân đoạn đã hàn, xác định số lượng phân đoạn để thử theo các điều kiện hiện trường thực tế. Tại phân đoạn thí nghiệm này, cần soi siêu âm trên cọc ống thép theo bốn hướng với khoảng siêu âm cách nhau 30 cm theo mỗi hướng (sau khi hàn 20 vị trí, chọn ngẫu nhiên 1 vị trí để thí nghiệm). MỤC LỤC Lời nói đầu 1 Phạm vi áp dụng 2 Tài liệu viện dẫn 3 Thuật ngữ và định nghĩa 4 Quy định chung 5 Lựa chọn máy móc, thiết bị thi công 5.1 Yêu cầu chung 5.2 Búa 5.3 Mũ cọc và đệm cọc 6 Th ử nghiệm cọc 7 Chuẩn bị thi công 7.1 Khái quát 7.2 Bố trí mặt bằng công trường 7.3 Bảo quản tạm thời các cọc 7.4 Kiểm tra, bảo tr ì máy móc và thiết bị 8 Vận chuyển, lưu kho và kiểm tra 9 Phương ph á p thi công cọc bằng búa đóng 9.1 Tổng quan 9.2 Thi công 9.3 Công tác kiểm tra trong thi công 9.4 Các vấn đề và giải pháp khắc phục trong thi công 10 Phương pháp thi công cọc bằng búa rung 10.1 Tổng quan 10.2 Thi công 10.3 Công tác kiểm tra trong thi công 10.4 Các vấn đề và giải pháp khắc phục trong thi công 11 Xử lý chất thải xây dựng 12 Thi công móng cọc ván ống thép 12.1 Tổng quan 12.2 Thử nghiệm đóng cọc 12.3 Hướng dẫn lắp đặt 12.4 Đóng cọc và kết thúc quá tr ì nh đóng cọc 12.5 Đổ bê tông và hoàn thiện liên kết cọc 12.6 Giếng kín và sàn tr ê n 12.7 Công tác kiểm tra thi công 13 Chống ăn mòn cọc ống thép Phụ lục A (Quy định): Hình dạng, kích thước, khối lượng và dung sai của ống đơn Phụ lục B (Quy định): Hình dạng, kích thước, khối lượng và dung sai của cọc ván ống thép Phụ lục C (Tham khảo): Xác định sức chịu tải động và ví dụ tính toán khả năng chịu tải trọng động Phụ lục D (Tham khảo): V í dụ về mẫu ghi chép thi công thông thường và thi công khi ngừng đóng cọc Phụ lục E (Tham khảo): Ví dụ về mẫu ghi chép thi công khi ngừng đóng cọc và tổng chiều dài ngừng đóng cọc Phụ lục F (Tham khảo): Phương pháp kiểm tra và tiêu chuẩn đánh giá dành cho kiểm định công nghệ hàn Phụ lục G (Tham khảo): Yêu cầu kỹ thuật đối với công tác hàn nối cọc ống thép và cọc ván ống thép tại hiện trường