Công nghệ thi công top-down

  • Số trang: 75 |
  • Loại file: PDF |
  • Lượt xem: 50 |
  • Lượt tải: 0
nganguyen

Đã đăng 34173 tài liệu

Mô tả:

THI CÔNG TOP-DOWN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Công nghệ thi công Top-down THI CÔNG TOP-DOWN THI CÔNG TOP-DOWN Công nghệ thi công Top-down (từ trên xuống) là công nghệ thi công phần ngầm của công trình nhà, theo phương pháp khác với phương pháp truyền thống: thi công từ dưới lên. Trong công nghệ thi công Top-down người ta có thể đồng thời vừa thi công các tầng ngầm (bên dưới cốt ± 0,00 (cốt ± 0,00 tức là cao độ mặt nền hoàn thiện của tầng trệt công trình nhà, đọc là cốt không)) và móng của công trình, vừa thi công một số hữu hạn các tầng nhà, thuộc phần thân, bên trên cốt không (trên mặt đất). 1.1 Lịch sử Công nghệ Top-down đã vào Việt Nam được hơn mười năm. Nó vào Tp.HCM trước Hà nội. Công trình đầu tiên là Harbourview - Nguyễn Huệ (1993-1994 - Bachy Solatance), công trình thứ 2 là Saigon Center rồi nhiều công trình khác nữa. Ở nước ta hiện nay trong nam ngoài bắc cũng đã có rất nhiều công trình thi công theo phương pháp này các đơn vị thi công như : Bachy (Pháp), Tungfeng (Đài loan), Delta (Việt nam), Longgiang( viêtnam). 1.2 Ứng dụng Nhà cao tầng thường có một vài tầng hầm để làm tầng kĩ thuật, chứa đựng máy móc thiết bị, hệ thống kĩ thuật và xử lý như: bể nước thô, hệ thống bơm nước, thiết bị lọc, bể nước sạch hệ thống bể chứa phế thải và xử lý, hệ thống biến áp và tủ điều khiển, tủ phân phối điện. Ngoài ra, còn làm kho chứa hàng hóa, vật liệu và gara ô tô. Về góc đọ chịu lực tầng hầm giúp công trình đỡ bớt tải nền đất phía trên đưa trọng tâm công trình thấp xuống, giúp công trình chịu lực ngang của gió, bão, động đất tốt hơn. Tuy nhiên việc thi công tầng hầm nói riêng và phần ngầm nói chung thường rất khó khăn và là thách thức đối với nhiều nhà thầu. Mỗi công trình đều có những đặc diềm riêng về cấu tạo nền đất, mặt cắt địa chất, chiều cao mực nước ngầm... nên không thể chỉ sử dụng kinh nghiệm mà đòi hòi cần có hiểu biết đầy đủ về khoa học và công nghệ mới đáp ứng được yêu cầu xây dựng của công trình. Các phương pháp thi công phần ngầm truyền thống thường dùng tường chắn và hệ thanh chống để đào đất và thi công phần ngầm công trình từ dưới lên mà đại diện của các phương pháp này là: Phương pháp sử dụng tường chắn bằng cừ ván thép (Sheel piles) và hệ thống thanh chống (Bracing System); Phương pháp sử dụng tường chắn barrette và hệ thống neo trong đất (Anchors).Các phương pháp này bên cạnh một số ưu điểm thì bộc lộ nhiều nhược điểm cơ bản là tốn kém về kinh tế tiến độ thi công chậm và độ chính xác kém. Đối với những nhà sử dụng tường barrette quanh chu vi nhà đồng thời làm tường cho tầng hầm nhà nên thi công tầng hầm theo kiểu top-down.Công nghệ thi công tầng hầm 'TOPDOWN' là công nghệ tiên tiến hiện nay. 1.3 Một số ưu điểm  Các vấn đề về mặt bằng và tiến độ thi công: không cần diện tích đào móng lớn hoặc đỡ tốn chi phí phải làm tường chắn đất độc lập. Đặc biệt đối với công trình giao thông THI CÔNG TOP-DOWN       dạng hầm giao thông, phương pháp này giúp sớm tái lập mặt đường để giao thông. Và có thể thi công kết hợp up-up phần thượng tầng và top down đối với phần ngầm (thông dụng đối với các công trình dân dụng có tầng ngầm) ----> đẩy nhanh tiến độ thi công. Tiến độ thi công nhanh: khi đang làm móng và tầng hầm vẫn có thể đồng thời làm phần trên được để tiết kiệm thời gian, (đương nhiên là phải tăng chi phí gia cường an toàn phần dưới nhiều hơn, còn nếu "tiết kiệm" tiến độ mà không bù lỗ được "chi phí" tăng do phải gia cường an toàn thì không cần làm nhanh, top-down phần ngầm trước rồi mới làm phần trên như đã thấy ở Hà nội. Sau khi đã thi công sàn tầng trệt, có thể tách hoàn toàn việc thi công phần thần và thi công phần ngầm. Có thể thi công đồng thời các tầng hầm và kết cấu phần thân. Qua thực tế 1 số công trình cho thấy để có thể thi công phần thân công trình chỉ mất 30 ngày, trong khi mỗi giải pháp chống quen thuộc mỗi tầng hầm (kể cả đào đất, chống hệ dầm tạm, thi công phần BT) mất khoảng 45 đến 60 ngày, với nhà có 3 tầng hầm thì thi công từ 3 đến 6 tháng. Với nhà có 3 tầng hầm thường tiết kiệm được thời gian thi công từ 5 dấn 6 tháng. Không cần dùng hệ thống chống tạm (Bracsing System) để chống đỡ vách tường tầng hầm trong quá trình đào đất và thi công các tầng hầm, không phải chi phí cho hệ chống phụ. Hệ thanh chống tạm này thường rất phức tạp vướng không gian thi công và rất tốn kém. Chống vách đất được giải quyết triệt để vì dùng tường và hệ kết cấu công trình có độ ổn định cao. Không tốn hệ thống giáo chống, copha cho kết cấu dầm sàn vì thi công trên mặt đất. (đối với phương pháp đào truyền thống thì chi phí cho công tác chống đỡ và neo khá cao, kéo dài thi công và đòi hỏi các thiết bị tiên tiến.) Các vấn đề về móng (hiện tượng bùn nền, nước ngầm...), có một điểm lưu ý ở đây là trong đô thị thường có nhiều công trình cao tầng, nếu thi công đào mở (open cut) có tường vây, móng sâu và phải hạ mực nước ngầm để thi công phần ngầm, điều này dẫn đến việc thường không đảm bảo cho các công trình cao tầng kề bên (dễ xảy ra hiện tượng trượt mái đào, lún nứt...), phương án thi công Top-down giải quyết được vấn đề này. Khi thi công các tầng hầm đã có sẵn tầng trệt, nên giảm ảnh hưởng xấu của thời tiết. 1.4 Một số nhược điểm       Kết cấu cột tầng hầm phức tạp. Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công. Thi công cần phải có nhiều kinh nghiệm Thi công đất trong không gian kín khó thực hiện cơ giới hoá. Thi công trong tầng hầm kín ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động. Phải lắp đặt hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo 1.5 Phương pháp công nghệ chính Trong công nghệ Top-down, các tầng hầm được thi công bằng cách thi công phần tường vây bằng hệ cọc barrette xung quanh nhà (sau này phần trên đỉnh của tường vây dùng làm tường THI CÔNG TOP-DOWN bao của toàn bộ các tầng hầm) và hệ cọc khoan nhồi (nằm dưới chân các móng cột) bên trong mặt bằng nhà. Tường vây thi công theo công nghệ cọc nhồi bê tông tới cốt không (cốt nền ngay trên mặt đất) (không tính phần bê tông chất lượng kém trên đỉnh vào trong thành phần tường). Riêng các cọc khoan nhồi bê tông nằm dưới móng cột ở phía trong mặt bằng nhà thì không thi công tới mặt đất mà chỉ tới ngang cốt móng (không tính phần bê tông đầu cọc nhồi, phải tẩy bỏ đi sau này). Phần trên chịu lực tốt, ngay bên dưới móng của các cọc nhồi này được đặt sẵn các cốt thép bằng thép hình, chờ dài lên trên tới cốt không (cốt nền ngay tại mặt đất). Các cốt thép hình này, là trụ đỡ các tầng nhà hình thành trong khi thi công Top-down, nên nó phải được tính toán để chịu được tất cả các tầng nhà, mà được hoàn thành trước khi thi công xong phần ngầm (gồm tất cả các tầng hầm cộng thêm một số hữu hạn các tầng thuộc phân thân đã định trước). Tiếp theo đào rãnh trên mặt đất (làm khuôn dầm), dùng ngay mặt đất để làm khuôn hoặc một phần của khuôn đúc dầm và sàn bê tông cốt thép tại cốt không. Khi đổ bê tông sàn cốt không phải chừa lại phần sàn khu thang bộ lên xuống tầng ngầm, để (cùng kết hợp với ô thang máy) lấy lối đào đất và đưa đất lên khi thi công tầng hầm. Sàn này phải được liên kết chắc với các cốt thép hình làm trụ đỡ chờ sẵn nêu trên, và liên kết chắc với hệ tường vây (tường vây là gối đỡ chịu lực vĩnh viễn của sàn bê tông này). Sau khi bê tông dầm, sàn tại cốt không đã đạt cường độ tháo dỡ khuôn đúc, người ta tiến hành cho máy đào chui qua các lỗ thang chờ sẵn nêu ở trên, xuống đào đất tầng hầm ngay bên dưới sàn cốt không. sau đó lại tiến hành đổ bê tông sàn tầng hầm này, ngay trên mặt đất vừa đào, tương tự thi công như sàn tại cốt không, rồi tiến hành lắp ghép cốt thép cột tầng hầm, lắp khuôn cột tầng hầm và đổ bê tông chúng. Cứ làm như cách thi công tầng hầm đầu tiên này, với các tầng hầm bên dưới. Riêng tầng hầm cuối cùng thay vì đổ bê tông sàn thì tiến hành thi công kết cấu móng và đài móng. Đồng thời với việc thi công mỗi tầng hầm thì trên mặt đất người ta vẫn có thể thi công một hay vài tầng nhà thuộc phần thân như bình thường. Sau khi thi công xong hết các kết cấu của tầng hầm người ta mới thi công hệ thống thang bộ và thang máy lên xuống tầng hầm. 1.6 Một số kĩ thuật cần thiết trong thi công tầng hầm theo phương pháp "TOP-DOWN" 1.6.1 Cốt thép đỡ tạm Khi thi công tầng hầm theo phương pháp “TOP-DOWN” phải sử dụng các cột thép để đỡ các sàn tầng hầm và nếu thi công kết cấu phần thân đồng thời với thi công tầng hầm thì các cột thép chống tạm này phải chịu được thêm cả 2 sàn tầng 1 và tầng 2 nữa. Số lượng các sàn mà cột thép chống tạm cần phải đỡ sẽ được lấy theo tiến độ thi công phần thân nhà. Các cột thép đỡ tạm sau này sẽ được nhồi và bọc bê tông trở thành những cột chịu lực của công trình. Việc tinh toán các cột này sẽ theo những phương pháp tinh toán và quy định riêng. Trong thực tế người ta dùng thép I có gia cường thép góc hoặc ống thép với khả năng chịu lực từ 200 - 1000 tấn. THI CÔNG TOP-DOWN Các cột thép đỡ tạm phải được đặt đúng vào vị trí các cột chịu lực của công trình và thường được cắm sẵn vào các cọc khoan nhồi từ khi thi công cọc khoan nhồi. 1.6.2 Bê tông Do yêu cầu thi công liên tục, phải tháo ván khuôn sớm để tiến hành đào đất thi công tiếp tục phần dưới, nên cần dùng phụ gia để giúp bê tông nhanh chóng đạt được cường độ yêu cầu trong mót thời gian ngăn. Có thể sử dụng các phương pháp sau: - Sử dụng phụ gia hóa dẻo, siêu dẻo giảm tỉ lệ nước nhưng vẫn giữ nguyên độ sụt yêu cầu làm tăng cường độ của bê tông. - Sử dụng các phụ gia tăng trưởng cường độ nhanh, có thế đạt trên 90% cường độ thiết kế trong vòng 7 ngày. Khi thi công cột và vách cứng, cần phải dùng bê tông có phụ gia trương nở để vá các đầu cột, đầu lõi nơi tiếp giáp với dầm sàn. Phụ gia trương nở nên sử dụng loại khoáng, khi tương tác với nước xi măng tạo ra các cấu tử nở CaOAl2O33CaSo4(31-32)H2O. Hàm lượng phụ gia trương nở thường được sử dụng là từ 5 - 15% của lượng xi măng, không nên dùng bột nhóm hoặc các chất sinh khí để làm bê tông trương nở bới chúng gây ăn mòn cốt thép. Bê tông sàn nơi tiếp giáp với tường tầng hầm nơi có thép chờ vả ở sàn đáy phải được chống thấm bằng những phương pháp hữu hiệu, việc sửa chữa những chỗ bị rò rỉ, thấm sau khi đã thi công bê tông là rất khó khăn và tốn kém. 1.6.3 Hạ mực nước ngầm để thi công các tầng hầm Khi thi công các tầng hầm bằng phương pháp “TOP-DOWN” thường gặp nước ngầm gây khó khăn rất nhiều cho việc thi công, thông thường người ta phải kết hợp cả hai phương pháp là hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc và hệ thống thoát nước bề mặt gồm các mương tích nước. hố thu nước và máy bơm. Việc thiết kế các hệ thống hạ mực nước ngầm và thoát nước này phải được tính toán riêng cho từng độ sâu thi công theo từng giai đoạn. Khi thi công cũng phải coi trọng và luân thủ đúng yêu cầu thiết kế của công tác này. 1.6.4 Vai trò của hệ dầm và sàn Ví dụ nếu nhìn Gouman hotel xuống thì có thể thấy rõ người ta để 3 lỗ tại sàn tầng 1 (một cái là đường lên xuống của tầng hầm) để vận chuyển đất lên. Việc thi công dầm không có nghĩa là để cho dễ vận chuyển đất, ngoài lý do để chống áp lực đất cho tường vây và rút ngắn thời gian thi công thì có thể còn có lý do sau: việc thi công dầm và sàn tại tầng hầm sử dụng đất thay dàn giáo để đỡ ván khuôn nên chiều cao đào bị khống chế, mặt khác máy đào ở đây tuy là loại chuyên dùng cho đào tầng hầm nhưng độ mở gầu đào vẫn bị khống chế, nếu làm sàn thì sẽ rất khó đào đất và sẽ rất nguy hiểm. Việc thi công dầm không không cho thấy sự thông gió và chiếu sáng được tốt hơn vì thông gió tốt phụ thuộc chính vào luồng gió đưa xuống vị trí gây khói và tính toán sao cho khí đi tuần hoàn, chiếu sáng chủ yếu dùng đèn và ánh sáng từ 3 lỗ mở xuống. THI CÔNG TOP-DOWN 1.7 Các bước thi công 1. Thi công tường chắn đất thành một chu vi kín: cấu tạo là các tường bê tông cốt thép, có thể kết hợp với cọc nhồi xen kẽ để tham gia chịu lực cùng kết cấu móng. Thi công theo phương pháp đào hố ( nếu nông thì dùng máy đào, sâu thì dùng máy cắt đất gầu vuông, dùng dung dịch bentonite giữ thành. 2. Đào hố tới cao độ thuận lợi (1-2m) và thi công hệ thống giằng chống tạm theo phương đứng. Có hai phương pháp thi công sàn tầng hầm:   Dùng hệ cột chống hầm đã thi công (tỳ lên cọc nhồi) để đỡ hệ dầm và sàn tầng hầm. Dùng cột chống tạm. Chống tạm theo phương đứng là dùng các cột chống tạm bằng thép hình cắm trước vào các cọc khoan nhồi ở đúng vị trí các cột suốt chiều cao từ mặt đất đến đỉnh cọc nhồi(các cọc khoan nhồi nên được đặt trước các thanh thép hình tới gần cao độ này để có thể sử dụng vào việc chống hệ thanh giằng). Lý do phải có cột chống tạm này là trong khi phải thi công phần thân nhà bên trên lên cao dần đồng thời với thi công tầng hầm, phần thân nhà bên trên chưa có kết cấu chính thức đỡ tải trọng do thân nhà trên tác động xuống cọc nhồi bên dưới. Các cột này được đặt tại đỉnh cọc nhồi ngay trong giai đoạốíăp hoàn thành việc thi công cọc khoan nhồi. 3. Thi công hệ dầm sàn bê tông đầu tiên - tầng trệt (cốt 0.00) và để lỗ chờ thi công cho các tầm sàn tiếp theo, các tấm sàn tiếp theo bên dưới được thi công tuần tự. Các tấm sàn BTCT này cũng đóng vai trò giằng chống cho tường chắn đất bằng cách liên kết trực tiếp với tuờng qua các mối nối. Dùng ngay đất đang có làm coppha cho sàn này nên không phải cây chống. Tại sàn này để một lỗ trống khoảng 2mx4m để vận chuyển những thứ sẽ cần chuyển từ dưới lên và trên xuống.Khi sàn đủ cứng, qua lỗ trống xuống dưới mà moi đất tạo khoảng không gian cho tầng hầm sát trệt. Lại dùng nền làm coppha cho tầng hầm tiếp theo. Rồi lại moi tầng dưới nữa cho đến nền cuối cùng thì đổ lớp nền đáy. Nếu có cột thì nên làm cột lắp ghép sau khi đã đổ sàn dưới. Cốt thép của sàn và dầm được nối với tường nhờ khoan xuyên tường và lùa thép sau. Dùng vữa ximăng trộn với Sikagrout bơm sịt vào lỗ khoan đã đặt thép.       Đào một phần đất để tạo chiều cao cho việc thi công dầm sàn tầng tầng trệt (có độ sâu khoảng chừng 1.66m). Ghép ván khuôn dầm sàn tầng trệt Đặt cốt thép dầm sàn tầng trệt, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép của tường vách. Chống thấm cho các mối nối giữa sàn và tường vách. Đổ bê tông dầm sàn tầng trệt. Bảo dưỡng đến khi bê tông sàn tầng trệt đạt cường độ yêu cầu.(Chờ 10 ngày cho bê tông có phụ gia đủ 90% cường độ yêu cầu). 4. Thi công láng hầm thứ nhất - Tháo ván khuôn dầm sàn tầng trệt THI CÔNG TOP-DOWN - Đào đất để tạo chiều cao cho việc thi công tầng hầm thứ nhất. - Ghép ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ nhất. - Chống thấm cho các mối nối giữa sàn tầng hầm thứ nhất và tường vách. - Đặt cốt thép dầm sàn tầng hầm thứ nhất, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép của tường vách. - Đổ bê tông dầm sàn tầng hầm thứ nhất - Cốt thép ván khuôn và đổ bê tông lõi vách cứng, lồng cầu thang máy, nhồi và bọc cột thép từ tầng hầm thứ nhất đến tầng trệt. - Bảo dưỡng đến khi bê tông sàn tầng hầm thứ nhất đạt cường độ yêu cầu. 5. Thi công tầng hầm thứ hai - Tháo ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ nhất - Đào đất để tạo chiều cao cho việc thi công tầng hầm thứ hai - Ghép ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ hai - Chống thấm cho các mối nối giữa sàn tầng hầm thứ hai và tường vách. - Đặt cốt thép dầm sàn tầng hầm thứ hai, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép của tường vách. - Đổ bê tông dầm sàn tầng hầm thứ hai. - Cốt thép ván khuôn và đổ bê tông lõi vách cứng. lồng cầu thang máy, nhồi và bọc cột thép từ tầng hầm thứ hai đến tầng hầm thứ nhất. - Bảo dưỡng đến khi bê tông sàn tầng hầm thứ hai đạt cường độ yêu cầu. 6.Thi công tầng hầm thứ ba (tầng đáy) - Tháo ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ hai - Đào đất đến cốt thi công đài cọc - Bê tông lót, chống thấm đáy dài cọc và dầm giằng - Thi công đài cọc và dầm giằng - Bê tông lót và chống thấm cho sàn đáy của tầng hầm, kể cả các mối nối với tường vách. - Đặt cốt thép sàn đáy tầng hầm, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép của tường vách. - Đổ bê tông sàn đáy tầng hầm. THI CÔNG TOP-DOWN - Cốt thép ván khuôn đổ bê tông lõi vách cứng, lồng cầu thang máy, nhồi và bọc cột thép của tầng hầm cuối cùng. - Bảo dưỡng bê tông sàn đáy tầng hầm. 7. Thi công Tường tầng hầm phía bên trong tường barret nếu cần thiết. 8. Thi công vá các ô sàn được chừa lỗ khi thi công. 9. Thi công hoàn thiện như Phương pháp truyền thống 1.8 Thiết bị phục vụ thi công      Phục vụ công tác đào đất phần ngầm thường dùng các máy đào đất loại nhỏ, máy san đất loại nhỏ, máy lu nền loại nhỏ, các công cụ đào đất thủ công, máy khoan bê tông. Phục vụ công tác vận chuyển : hay sử dụng cần trục nhỏ phục vụ chuyển đất từ nơi tập kết sau khi đào trong lòng nhà ra lên xe ô tô chuyển đất đi xa; bố trí thùng chứa đất , xe chở đất tự đổ. Phục vụ công tác khác : bố trí máy bơm, thang thép đặt tại lối lên xuống , hệ thống đèn điện chiếu đủ độ sáng cho việc thi công dưới tầng hầm. Phục vụ công tác thi công bê tông : trạm bơm bê tông , xe chở bê tông thương phẩm , các thiết bị phục vụ công tác thi công bê tông khác Ngoài ra tuỳ thực tế thi công còn có các công cụ chuyên dụng khác. THI CÔNG ÉP CỌC 2 THI CÔNG ÉP CỌC 2.1 Các định nghĩa     Cọc ép là cọc được hạ bằng năng lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầu cọc. Tải trọng thiết kế là giá trị tải trọng do Thiết kế dự tính tác dụng lên cọc. Lực ép nhỏ nhất (Pép)min là lực ép do Thiết kế quy định để đảm bảo tải trọng thiết kế lên cọc, thông thường lấy bằng 150 → 200% tải trọng thiết kế; Lực ép lớn nhất (Pép)max là lực ép do Thiết kế quy định, không vượt quá sức chịu tải của vật liệu cọc; được tính toán theo kết quả xuyên tĩnh, khi không có kết quả này thì thường lấy bằng 200 → 300% tải trọng thiết kế. Ghi chú: Để biết được khả năng ép của kích thủy lực thì trước tiên phải đề nghị đơn vị ép cọc cung cấp giấy kiểm định đồng hồ và giàn ép thủy lực, trong kết quả kiển định sẽ có bảng tra chỉ số trên đồng hồ (kg/cm2) và tương đương với chỉ số này là lực ép đầu cọc (Tấn). Hai số liệu này quan hệ với nhau bằng "phương trình quan hệ" có trong kết qủa kiểm định. Phải lưu ý nữa là số hiệu đồng hồ và giàn ép có đúng như giấy kiểm định không. 2.2 Ưu nhược điểm của phương pháp thi công ép cọc Hiện nay có nhiều phương pháp để thi công cọc như búa đóng, kích ép, khoan nhồi... Việc lựa chọn và sử dụng phương pháp nào phụ thuộc vào địa chất công trình và vị trí công trình. Ngoài ra còn phụ thuộc vào chiều dài cọc, máy móc thiết bị phục vụ thi công. Một trong các phương pháp thi công cọc đó là ép cọc bằng kích ép. Ưu điểm:    Êm, không gây ra tiếng ồn Không gây ra chấn động cho các công trình khác Khả năng kiểm tra chất lượng tốt hơn: từng đoạn cọc được ép thử dưới lực ép và ta xác định được sức chịu tải của cọc qua lực ép cuối cùng. Nhược điểm:  Không thi công được cọc có sức chịu tải lớn hoặc lớp đất xấu cọc phải xuyên qua quá dầy. THI CÔNG ÉP CỌC 2.3 Chuẩn bị mặt bằng thi công        Chuẩn bị mặt bằng,dọn dẹp và san bằng các chướng ngại vật. Vận chuyển cọc bêtông đến công trình. Phải tập kết cọc trước ngày ép từ 1 đến 2 ngày (cọc được mua từ các nhà máy sản xuất cọc) Khu xếp cọc phải đặt ngoài khu vực ép cọc, đường đi vận chuyển cọc phải bằng phẳng, không gồ ghề lồi lõm Cọc phải vạch sẵn trục để thuận tiện cho việc sử dụng máy kinh vĩ cân chỉnh Cần loại bỏ những cọc không đủ chất lượng, không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Trước khi đem cọc đi ép đại trà, phải ép thí nghiệm 1 – 2% số lượng cọc Phải có đầy đủ các báo cáo khảo sát địa chất công trình, kết quả xuyên tĩnh Đối với cọc bêtông cần lưu ý: Độ vênh cho phép của vành thép nối không lớn hơn 1% so với mặt phẳng vuông góc trục cọc. Bề mặt bê tông đầu cọc phải phẳng. Trục của đoạn cọc phải đi qua tâm và vuông góc với 2 tiết diện đầu cọc. Mặt phẳng bê tông đầu cọc và mặt phẳng chứa các mép vành thép nối phải trùng nhau. Chỉ chấp nhận trường hợp mặt phẳng bê tông song song và nhô cao hơn mặt phẳng mép vành thép nối không quá 1 mm. THI CÔNG ÉP CỌC 2.4 Vị trí ép cọc    Vị trí ép cọc được xác định đúng theo bản vẽ thiết kế: phải đầy đủ khoảng cách, sự phân bố các cọc trong đài móng với điểm giao nhau giữa các trục. Để cho việc định vị thuận lợi và chính xác, ta cần phải lấy 2 điểm mốc nằm ngoài để kiểm tra các trục có thể bị mất trong quá trình thi công. Thực tế, vị trí các cọc được đánh dấu bằng các thanh thép dài từ 20 đến 30cm Từ các giao điểm các đường tim cọc, ta xác định tâm của móng, từ đó ta xác định tâm các cọc 2.5 Lựa chọn phương án thi công ép cọc Việc thi công ép cọc ở ngoài công trường có nhiều phương án ép, sau đây là hai phương án ép phổ biến: 2.5.1 Phương án 1 Nội dung: Tiến hành đào hố móng đến cao trình đỉnh cọc, sau đó mang máy móc, thiết bị ép đến và tiến hành ép cọc đến độ sâu cần thiết. Ưu điểm:   Đào hố móng thuận lợi, không bị cản trở bởi các đầu cọc Không phải ép âm THI CÔNG ÉP CỌC Nhược điểm:     Ở Những nơi có mực nước ngầm cao, việc đào hố móng trước rồi mới thi công ép cọc khó thực hiện được Khi thi công ép cọc mà gặp trời mưa thì nhất thiết phải có biện pháp bơm hút nước ra khỏi hố móng Việc di chuyển máy móc, thiết bị thi công gặp nhiều khó khăn Với mặt bằng thi công chật hẹp, xung quanh đang tồn tại những công trình thì việc thi công theo phương án này gặp nhiều khó khăn, đôi khi không thực hiện được 2.5.2 Phương án 2 Nội dung: Tiến hành san phẳng mặt bằng để tiện di chuyển thiết bị ép và vận chuyển sau đó tiến hành ép cọc theo yêu cầu. Như vậy, để đạt được cao trình đỉnh cọc cần phải ép âm. Cần phải chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép để cọc ép được tới chiều sâu thiết kế. Sau khi ép cọc xong ta sẽ tiến hành đào đất để thi công phần đài, hệ giằng đài cọc Ưu điểm:    Việc di chuyển thiết bị ép cọc và vận chuyển cọc có nhiều thuận lợi kể cả khi gặp trời mưa Không bị phụ thuộc vào mực nước ngầm Tốc độ thi công nhanh Nhược điểm:   Phải thêm các đoạn cọc dẫn để ép âm Công tác đào đất hố móng khó khăn, phải đào thủ công nhiều, thời gian thi công lâu vì rất khó thi công cơ giới hóa 2.5.3 Kết luận Căn cứ vào ưu nhược điểm của 2 phương án trên, căn cứ vào mặt bằng công trình, phương án đào đất hố móng, ta sẽ chọn ra phương án thi công ép cọc. Tuy nhiên, phương án 2, kết hợp đào hố móng dạng ao sẽ kết hợp được nhiều ưu điểm để tiến thành thi công có hiệu quả. 2.6 Các yêu cầu kỹ thuật đối với đoạn ép cọc - Cốt thép dọc của đoạn cọc phải hàn vào vành thép nối theo cả 2 bên của thép dọc và trên suốt chiều cao vành - Vành thép nối phải phẳng, không được vênh - Bề mặt ở đầu hai đoạn cọc nối phải tiếp xúc khít với nhau. - Kích thước các bản mã đúng với thiết kế và phải ≥ 4mm - Trục của đoạn cọc được nối trùng với phương nén THI CÔNG ÉP CỌC - Kiểm tra kích thước đường hàn so với thiết kế, đường hàn nối cọc phải có trên cả 4 mặt của cọc. Trên mỗi mặt cọc, chiều dài đường hàn không nhỏ hơn 10cm. Yêu cầu đối với việc hàn nối cọc:      Trục của đoạn cọc được nối trùng với phương nén. Bề mặt bê tông ở 2 đầu đọc cọc phải tiếp xúc khít với nhau, trường hợp tiếp xúc không khít phải có biện pháp làm khít. Kích thước đường hàn phải đảm bảo so với thiết kế. Đường hàn nối các đoạn cọc phải có đều trên cả 4 mặt của cọc theo thiết kế. Bề mặt các chỗ tiếp xúc phải phẳng, sai lệch không quá 1% và không có ba via. 2.7 Yêu cầu kỹ thuật với thiết bị ép cọc Thiết bị ép cọc phải có các chứng chỉ , có lý lịch máy do nơi sản xuất cấp và cơ quan thẩm quyền kiểm tra xác nhận đặc tính kỹ thuật của thiết bị. Đối với thiết bị ép cọc bằng hệ kích thuỷ lực cần ghi các đặc tính kỹ thuật cơ bản sau: + Lưu lượng bơm dầu + Áp lực bơm dầu lớn nhất + Diện tích đáy pittông + Hành trình hữu hiệu của pittông + Phiếu kiểm định chất lượng đồng hồ đo áp lực đầu và van chịu áp do cơ quan có thẩm quyền cấp. Thiết bị ép cọc được lựa chọn để sử dụng vào công trình phải thoả mãn các yêu cầu sau: + Lực ép lớn nhất của thiết bị không nhỏ hơn 1.4 lần lực ép lớn nhất (Pep)max tác động lên cọc do thiết kế quy định + Lực ép của thiết bị phải đảm bảo tác dụng đúng dọc trục cọc khi ép đỉnh hoặc tác dụng đều trên các mặt bên cọc khi ép ôm. + Quá trình ép không gây ra lực ngang tác động vào cọc + Chuyển động của pittông kích hoặc tời cá phải đều và khống chế được tốc độ ép cọc. + Đồng hồ đo áp lực phải phù hợp với khoảng lực đo. + Thiết bị ép cọc phải có van giữ được áp lực khi tắt máy. + Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện vận hành theo đúng các quy định về an toàn lao động khi thi công. THI CÔNG ÉP CỌC Giá trị áp lực đo lớn nhất của đồng hồ không vượt quá hai lần áp lực đo khi ép cọc. Chỉ nên huy động khoảng 0,7 – 0,8 khả năng tối đa của thiết bị . - Lực ép danh định lớn nhất của thiết bị không nhỏ hơn 1,4 lần lực ép lớn nhất - Pép max yêu cầu theo quy định thiết kế - Lức nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc khi ép đỉnh, không gây lực ngang khi ép - Chuyển động của pittông kích phải đều, và khống chế được tốc độ ép - Đồng hồ đo áp lực phải tương xứng với khoảng lực đo - Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện để vận hành theo đúng quy định về an toàn lao động khi thi công - Giá trị đo áp lực lớn nhất của đồng hồ không vượt quá 2 lần áp lực đo khi ép cọc - Chỉ huy động từ (0,7 ÷ 0,8 ) khả năng tối đa của thiết bị ép cọc - Trong quá trình ép cọc phải làm chủ được tốc độ ép để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật 2.8 Tính toán chọn cẩu phục vụ Căn cứ vào trọng lượng bản thân của cọc, của đối trọng và độ cao nâng cẩu cần thiết để chọn cẩu thi công ép cọc - Sức nâng Qmax/Qmin - Tầm với Rmax/Rmin - Chiều cao nâng: Hmax/Hmin - Độ dài cần chính L - Độ dài cần phụ - Thời gian - Vận tốc quay cần 2.9 Phương pháp ép cọc và chọn máy ép cọc Ép cọc thường dùng 2 phương pháp: • Ép đỉnh • Ép ôm 2.9.1 Ép đỉnh Lực ép được tác dụng từ đỉnh cọc để ấn cọc xuống THI CÔNG ÉP CỌC Ưu điểm: • Toàn bộ lực ép do kích thủy lực tạo ra được truyền trực tiếp lên đầu cọc chuyển thành hiệu quả ép. Khi ép qua các lớp đất có ma sát nội tương đối cao như á cát, sét dẻo cứng... lực ép có thể thắng lực cản do ma sát để hạ cọc xuống sâu dễ dàng. Nhược điểm: • Cần phải có hai hệ khung giá. Hệ khung giá cố định và hệ khung giá di động, với chiều cao tổng cộng của hai hệ khung giá này phải lớn hơn chiều dài một đoạn cọc: nếu 1 đoạn cọc dài 6m thì khung giá phải từ 7 ÷ 8m mới có thể ép được cọc. Vì vậy khi thiết kế cọc ép, chiều dài một đoạn cọc phải khống chế bởi chiều cao giá ép trong khoảng 6 – 8m. 2.9.2 Ép ôm Lực ép được tác dụng từ hai bên hông cọc do chấu ma sát tạo nên để ép cọc xuống Ưu điểm: • Do biện pháp ép từ 2 bên hông của cọc, máy ép không cần phải có hệ khung giá di động, chiều dài đoạn cọc ép có thể dài hơn. Nhược điểm: • Ép cọc từ hai bên hông cọc thông qua 2 chấu ma sát do do khi ép qua các lớp ma sát có nội ma sát tương đối cao như á sét, sét dẻo cứng... lực ép thông thường không thể thắng được lực cản do ma sát tăng để hạ cọc xuống sâu. • Nói chung, phương pháp này không được sử dụng rộng rãi bằng phương pháp ép đỉnh 2.9.3 Các bộ phận của máy ép cọc (ép đỉnh) Đối trọng Trạm bơm thủy lực gồm có: • Động cơ điện • Bơm thủy lực ngăn kéo • Ống tuy-ô thủy lực và giác thủy lực Dàn máy ép cọc: gồm có khung dẫn với giá xi lanh, khung dẫn là một lồng thép được hàn thành khung bởi các thanh thép góc và tấm thép dầy. Bộ dàn hở 2 đầu để cọc có thể đi từ trên xuống dưới. Khung dẫn gắn với động cơ của xi-lanh, khung dẫn có thể lên xuống theo trục hành trình của xi-lanh • Dàn máy có thể di chuyển nhờ chỗ lỗ bắt các bulông Bệ máy ép cọc gồm 2 thanh thép hình chữ I loại lớn liên kết với dàn máy ứng với khoảng cách hai hàng cọc để có thể đứng tại 1 vị trí ép được nhiều cọc mà không cần phải di chuyển THI CÔNG ÉP CỌC bệ máy. Có thể ép một lúc nhiều cọc bằng cách nối bulông đẩy dàn máy sang vị trí ép cọc khác bố trí trong cùng một hàng cọc. Máy ép cọc cần có lực ép P gồm 2 kích thuỷ lực mỗi kích có Pmax = P/2 (T) 2.9.4 Nguyên lý làm việc Dàn máy được lắp ráp với bệ máy bằng 2 chốt như vậy có thể di chuyển ép một số cọc khi bệ máy cố định tại một chỗ, giảm số lần cẩu đối trọng Ống thả cọc được 2 xilanh nâng lên hạ xuống, năng lượng thủy lực truyền đi từ trạm bơm qua xilanh qua ống thả cọc và qua gối đầu cọc truyền sang cọc, với đối trọng năng lượng sẽ biến thành lực dọc trục ép cọc xuống đất. 2.9.5 Chọn máy ép cọc Chọn máy ép cọc để đưa cọc xuống chiều sâu thiết kế, cọc phải qua các tầng địa chất khác nhau tùy theo điều kiện cụ thể của địa chất công trình. Muốn cho cọc qua được những địa tầng đó thì lực ép cọc phải đạt giá trị: Pep ≥ K.Pc Trong đó : • Pep – lực ép cần thiết để cọc đi sâu vào đất nền tới độ sâu thiết kế • K – hệ số K > 1; có thể lấy K = 1,5 – 2 phụ thuộc vào loại đất và tiết diện cọc • Pc – tổng sức kháng tức thời của nền đất, Pc = Pmui + Pmasat • Pmui : phần kháng mũi cọc • Pmasat : ma sát thân cọc Như vậy, để ép được cọc xuống chiều sâu thiết kế cần phải có một lực thắng được lực ma sát bên của cọc và phá vỡ cấu trúc của lớp đất dưới mũi cọc. Lực ép đó bằng trọng lượng bản thân cọc và lực ép bằng thủy lực. Lực ép cọc chủ yếu do kích thủy lực tạo ra. Ví dụ: Cọc 300 x 300mm • Cọc có tiết diện 300x300, chiều dài đoạn cọc C1=7m; đoạn C2 và C3 = 8m • Sức chịu tải của cọc: Pcoc = PCPT = 79,215T • Để đảm bảo cho cọc được ép đến độ sâu thiết kế, lực ép của máy phải thỏa mãn điều kiện: Pep min ≥ 1,5Pcoc = 1,5 x 79,215 = 108,8T • Vì chỉ nên sử dụng 0,8 – 0,9 khả năng làm việc tối đa của máy ép cọc, cho nên ta chọn máy ép thủy lực có lực nén lớn nhất 120T THI CÔNG ÉP CỌC • Vậy trọng lượng đối trọng mỗi bên: P ≥ Pep/2 = 120/2 =60T, dùng mỗi bên 12 đối trọng bê tông cốt thép, trọng lượng mỗi khối nặng 5T có kích thước 1x1x2m • Những chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của thiết bị ép : + Chọn đường kính piton thủy lực dầu (thường dùng 2 piton) : + Lấy Pdau = 150 kg/cm2. Suy ra : Chọn D=25cm • Với l = 1200mm, l là lịch trình của piton thủy lực Lý lịch máy phải được các bên có thẩm quyền kiểm tra kiểm định các đặc trưng kỹ thuật • Lưu lượng dầu của máy bơm (lít/phút) • Áp lực bơm dầu lớn nhất (kg/cm2) • Hành trình pittông của kích (cm) • Diện tích đáy pittông của kích (cm2) • Phiếu kiểm định đồng hồ đo áp lực dầu và các van chịu lực do cơ quan có thẩm quyền cấp 2.9.6 Tính số máy ép cọc cho công trình Từ số lượng cọc cần ép và định mức ca máy (theo ĐM 24-2005), ta tính ra số ca máy cần thiết cho việc thi công công trình. Nếu số ca máy quá lớn, ta có thể chọn tăng số máy ép lên: 2 máy, hoặc 3 máy... Ví dụ: tiết diện cọc 250 x 250mm, tổng số chiều dài cọc ép 5000m, tra định mức tiết diện cọc 25x25cm và máy ép < 150T, định mức là 3,05ca/100m cọc Vậy, số máy cần thiết : THI CÔNG ÉP CỌC Vậy, nếu thi công toàn bộ số cọc trên cần ít nhất 5 tháng. Nếu ta dùng 2 máy ép cọc thì thời gian thi công sẽ giảm xuống 1/2. Và số ngày công cho 2 máy: 77 ngày, sau khi có số ngày, số máy thì ta sẽ thiết kế được sơ đồ ép cọc chính thức. 2.9.7 Tiến hành ép cọc 2.9.7.1 Chuẩn bị mặt bằng thi công và cọc Việc bố trí mặt bằng thi công ép cọc ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công nhanh hay chậm của công trình. Việc bố trí mặt bằng thi công phải hợp lý để các công việc không bị chồng chéo, cản trở lẫn nhau, giúp đẩy nhanh tiến độ thi công, rút ngắn thời gian thực hiện công trình. Cọc phải được bố trí trên mặt bằng sao cho thuận lợi cho việc thi công mà vẫn không cản trở máy móc thi công Vị trí các cọc phải được đánh dấu sẵn trên mặt bằng bằng các cột mốc chắc chắn, dễ nhìn. Cọc phải được vạch sẵn các đường trục để sử dụng máy ngắm kinh vĩ Giác đài cọc trên mặt bằng: • Người thi công phải kết hợp với người làm công tác đo đạc. Trên bản vẽ tổng mặt bằng thi công phải xác định đầy đủ vị trí của từng hạng mục công trình, ghi rõ cách xác định lưới toạ độ, dựa vào các mốc chuẩn có sẵn hay dựa vào mốc quốc gia, chuyển mốc vào địa điểm xây dựng • Thực hiện các biện pháp để đánh dấu trục móng, chú ý đến mái dốc taluy của hố móng Giác cọc trong móng: • Giác móng xong, ta xác định được vị trí của đài, ta tiến hành xác định vị trí cọc trong đài • Ở phần móng trên mặt bằng, ta đã xác định được tim đài nhờ các điểm chuẩn. Các điểm này được đánh dấu bằng các mốc • Căng dây trên các mốc, lấy thăng bằng, sau đó từ tim đo ra các khoảng cách xác định vị trí tim cọc theo thiết kế • Xác định tim cọc bằng phương pháp thủ công, dùng quả dọi thả từ các giao điểm trên dây đã xác định tim cọc để xác định tim cọc thực dưới đất, đánh dấu các vị trí này THI CÔNG ÉP CỌC 2.9.7.2 Công tác chuẩn bị ép cọc Cọc ép sau nên thời điểm bắt đầu ép cọc tuỳ thuộc vào sự thoả thuận giữa thiết kế chủ công trình và người thi công ép cọc Vận chuyển và lắp ráp thiết bị ép cọc vào vị trí ép đảm bảo an toàn Chỉnh máy để các đường trục của khung máy, đường trục kích và đường trục của cọc đứng thẳng và nằm trong một mặt phẳng, mặt phẳng này phải vuông góc với mặt phẳng chuẩn nằm ngang (mặt phẳng chuẩn đài móng). Độ nghiêng của nó không quá 5% Kiểm tra 2 móc cẩu của dàn máy thật cẩn thận kiểm tra 2 chốt ngang liên kết dầm máy và lắp dàn lên bệ máy bằng 2 máy Khi cẩu đối trọng, dàn phải được kê thật phẳng, không nghiêng lệch, kiểm tra các chốt vít thật an toàn. • Lần lượt cẩu các đối trọng lên dầm khung sao cho mặt phẳng chứa trọng tâm 2 đối trọng trùng với trọng tâm ống thả cọc. Trong trường hợp đối trọng đặt ngoài dầm thì phải kê chắc chắn • Dùng cẩu tự hành cẩu trạm bơm đến gần dàn máy, nối các giắc thuỷ lực vào giắc trạm bơm, bắt đầu cho máy hoạt động Chạy thử máy ép để kiểm tra độ ổn định của thiết bị (chạy không tải và có tải) THI CÔNG ÉP CỌC Kiểm tra cọc và vận chuyển cọc vào vị trí cọc trước khi ép Kiểm tra các chi tiết nối cọc và máy hàn: • Trước khi ép cọc đại trà, phải tiến hành ép để làm thí nghiệm nén tĩnh cọc tại những điểm có điều kiện địa chất tiêu biểu nhằm lựa chọn đúng đắn loại cọc, thiết bị thi công và điều chỉnh đồ án thiết kế, số lượng cần kiểm tra với thí nghiệm nén tĩnh là 1% tổng số cọc ép nhưng không ít hơn 3 cọc. Chuẩn bị tài liệu: • Phải kiểm tra để loại bỏ các cọc không đạt yêu cầu kỹ thuật • Phải có đầy đủ các bản báo cáo khảo sát địa chất công trình, biểu đồ xuyên tĩnh, bản đồ các công trình ngầm. • Có bản vẽ mặt bằng bố trí lưới cọc trong khi thi công • Có phiếu kiểm nghiệm cấp phối, tính chất cơ lý của thép và bê tông cọc • Biên bản kiểm tra cọc • Hồ sơ thiết bị sử dụng ép cọc
- Xem thêm -