TIÊU CHUẨN CƠ SỞ - congtyphucuong.vn · Cọc chữ Y là dạng cải tiến của cọc khoan nhồi và cọc barrette nên nguyên lý tính toán của loại cọc này

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

---o0o---

TIÊU CHUẨN CƠ SỞ

TCCS 01:2018/ĐHXD

CỌC BARRETTE TIẾT DIỆN CHỮ Y

YÊU CẦU THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

Y - Section Pile

Technical Requirements for Design, Construction and Acceptance

Scanned by CamScanner

Scanned by CamScanner

TIÊU CHUẨN CƠ SỞ TCCS 01:2018/ĐHXD

i

MỤC LỤC

1. Giới thiệu chung - Phạm vi áp dụng ................................................................................. 3

2. Tài liệu viện dẫn .................................................................................................................. 3

3. Thuật ngữ và định nghĩa .................................................................................................... 4

3.1. Cọc chữ Y ............................................................................................................................ 4

3.2. Bán kính/đường kính danh định và chu vi của cọc ............................................................. 5

3.3. Chiều dày danh định của cọc ............................................................................................... 5

3.4. Tỷ lệ giữa chiều dày danh định và bán kính danh định ....................................................... 5

4. Thiết kế ................................................................................................................................ 5

4.1. Tổng quát ............................................................................................................................. 6

4.1.1. Chiều sâu chôn cọc ........................................................................................................... 6

4.1.2. Mở rộng đáy ..................................................................................................................... 6

4.1.3. Sức kháng ......................................................................................................................... 6

4.1.4. Lực kéo xuống (ma sát âm) .............................................................................................. 7

4.1.5. Khoảng cách giữa các cọc và độ ngàm của cọc vào bệ móng .......................................... 7

4.1.6. Cọc xiên ............................................................................................................................ 8

4.1.7. Hướng bố trí cọc ............................................................................................................... 8

4.1.8. Mực nước ngầm và lực đẩy nổi ........................................................................................ 8

4.1.9. Lực nhổ ............................................................................................................................. 8

4.2. Các nhóm trạng thái giới hạn .............................................................................................. 8

4.2.1. Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (trong công trình cầu là trạng thái giới hạn cường độ)

gồm: ............................................................................................................................................ 8

4.2.2. Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai nhất (trong công trình cầu là trạng thái giới hạn sử dụng)

gồm: ............................................................................................................................................ 9

4.3. Tải trọng và tổ hợp tải trọng ................................................................................................ 9

4.4. Tính toán sức kháng (sức chịu tải) theo nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất ........................ 9

4.5. Chuyển vị theo nhóm trạng thái giới hạn thứ hai ................................................................ 9

4.5.1. Tổng quát .......................................................................................................................... 9

4.5.2. Độ lún ............................................................................................................................... 9

4.5.3. Chuyển vị ngang ............................................................................................................... 9

4.6. Thiết kế kết cấu.................................................................................................................. 10

4.6.1. Tổng quát ........................................................................................................................ 10

4.6.2. Tính toán cọc Y theo kết cấu .......................................................................................... 10


ii

4.7. Cấu tạo cọc chữ Y ............................................................................................................. 11

4.7.1. Tổng quát ........................................................................................................................ 11

4.7.2. Cốt thép .......................................................................................................................... 11

4.7.3. Cốt thép đai ..................................................................................................................... 11

4.7.4. Các quy định liên quan đến động đất ............................................................................. 11

4.7.5. Bê tông ............................................................................................................................ 11

4.7.6. Cốt thép cọc neo vào bệ cọc hoặc kết cấu phần trên ................................................. 11

5. Thi công ............................................................................................................................. 12

5.1. Công tác chuẩn bị .............................................................................................................. 12

5.2. Công tác tạo lỗ ................................................................................................................... 13

5.2.1. Dung dịch giữ ổn định thành vách .................................................................................. 13

5.2.2. Tường bê tông dẫn hướng cho cọc Y ............................................................................. 14

5.2.3. Công tác tạo lỗ ................................................................................................................ 14

5.3. Công tác gia công và hạ lồng cốt thép ............................................................................... 15

5.4. Công tác xử lý cặn lắng đáy hố đào ................................................................................... 17

5.5. Công tác hạ lồng cốt thép .................................................................................................. 17

5.6. Công tác đổ bê tông ........................................................................................................... 18

5.7. Rút ống vách, vệ sinh đầu cọc ........................................................................................... 18

6. Công tác kiểm tra, nghiệm thu ........................................................................................ 19

6.1. Tổng quan .......................................................................................................................... 19

6.2. Kiểm tra dung dịch ổn định thành vách ............................................................................. 19

6.3. Kiểm tra lỗ khoan .............................................................................................................. 21

6.4. Kiểm tra cốt thép ............................................................................................................... 23

6.5. Kiểm tra chất lượng bê tông thân cọc ................................................................................ 23

6.6. Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn ..................................................................................... 24

6.7. Nghiệm thu ........................................................................................................................ 24

6.8. Các biện pháp an toàn lao động ......................................................................................... 25

Phụ lục A ................................................................................................................................. 26

Phụ lục B ................................................................................................................................. 27

Phụ lục C ................................................................................................................................. 39

Phụ lục D ................................................................................................................................. 42

Phụ lục E .................................................................................................................................. 44

Phụ lục F .................................................................................................................................. 46

Phụ lục G ................................................................................................................................. 57


iii


1

LỜI NÓI ĐẦU

Tiêu chuẩn cơ sở “Cọc barrette tiết diện chữ Y – Yêu cầu thiết kế, thi công và nghiệm

thu”, mã hiệu TCCS 01:2018/ĐHXD, được biên soạn dựa trên các tài liệu tham khảo về móng

cọc, cọc tiết diện chữ Y và Bằng độc quyền giải pháp hữu ích gàu đào của Công ty TNHH Phú

Cường.

TCCS 01:2018/ĐHXD do Trường Đại học Xây dựng biên soạn, được nghiên cứu và áp

dụng cho các dự án xây dựng của Công ty TNHH Phú Cường có sử dụng cọc barrette tiết diện

chữ Y. Tuy nhiên TCCS 01:2018/ĐHXD có thể được sử dụng như tài liệu tham khảo tại các dự

án thiết kế và thi công khác, có sử dụng hình thức cọc tương tự.


2

PHẦN KHÁI QUÁT

1. Tên gọi

Tiêu chuẩn cơ sở TCCS 01:2018/ĐHXD

2. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho sản phẩm Cọc bê tông cốt thép tiết diện chữ Y.


3

PHẦN KỸ THUẬT

CỌC BARRETTE TIẾT DIỆN CHỮ Y

YÊU CẦU THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

Y - Section Pile

Technical Requirements for Design, Construction and Acceptance

1. Giới thiệu chung - Phạm vi áp dụng

Cọc đào – nhồi tiết diện chữ Y (sau đây gọi tắt là cọc chữ Y) là một dạng cọc mới được

phát triển dựa trên cọc khoan nhồi và cọc barrette truyền thống. Mặt cắt ngang của cọc có dạng

chữ Y nhằm tăng chu vi tiếp xúc với đất nền so với các loại cọc truyền thống có cùng diện tích

mặt cắt ngang, từ đó giúp tăng ma sát thành bên với khối lượng vật liệu chế tạo không đổi.

Máy móc, thiết bị thi công cọc chữ Y được chế tạo bằng cách cải tiến máy móc, thiết bị

thi công của cọc khoan nhồi và cọc barrette truyền thống: Ống vách dạng tròn hoặc chữ nhật

được thay bằng ống vách dạng chữ Y; các thiết bị khác như gàu đào và công nghệ thi công cũng

được điều chỉnh cho phù hợp.

Cọc tiết diện chữ Y giữ lại được các ưu điểm của cọc khoan nhồi và cọc barrette truyền

thống.

Tiêu chuẩn cơ sở này áp dụng cho thiết kế, thi công và nghiệm thu cọc tiết diện chữ Y

thi công tại chỗ bằng phương pháp barrette tại Công ty TNHH Phú Cường có sử dụng cọc

barrette tiết diện chữ Y. Tuy nhiên tiêu chuẩn cơ sở này có thể được sử dụng như tài liệu tham

khảo tại các dự án thiết kế và thi công khác, có sử dụng hình thức cọc tương tự.

2. Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau đây là cần thiết khi áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu

viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi

năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm các bản sửa đổi và bổ sung (nếu có).

TCVN 2737-1995, Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế.

TCVN 1651-1:2008, Thép cốt bê tông. Phần 1: Thép thanh tròn trơn.

TCVN 1651-2:2008, Thép cốt bê tông. Phần 2: Thép thanh vằn.

TCVN 2682:2009, Xi măng poóc lăng - Yêu cầu kĩ thuật.

TCVN 3105:1993, Hỗn hợp bê tông nặng và bê tông nặng - lấy mẫu, chế tạo và bảo

dưỡng mẫu thử.

TCVN 3118:1993, Bê tông nặng - phương pháp xác định cường độ nén.

TCVN 4116:1985, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép thuỷ công - Tiêu chuẩn thiết kế.

TCVN 4200:2012, Đất xây dựng - Phương pháp xác định tính nén lún trong phòng thí

nghiệm.

TCVN 4419:1987, Khảo sát cho xây dựng - Nguyên tắc cơ bản.

TCVN 4506:2012, Nước trộn bê tông và vữa - Yêu cầu kĩ thuật.

TCVN 5574:2012, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế.

TCVN 5709:2009, Thép các bon cán nóng dùng cho xây dựng - Yêu cầu kĩ thuật.


4

TCVN 5746:1993, Đất xây dựng - Phân loại.

TCVN 6067:2004, Xi măng poóc lăng bền sun phát - Yêu cầu kĩ thuật.

TCVN 6260:2009, Xi măng poóc lăng hỗn hợp - Yêu cầu kĩ thuật.

TCVN 7570:2006, Cốt liệu dùng cho bê tông và vữa - Yêu cầu kĩ thuật.

TCVN 7711:2013, Xi măng poóc lăng hỗn hợp bền sun phát - Yêu cầu kĩ thuật.

TCVN 8826:2011, Phụ gia hóa học cho bê tông - Yêu cầu kĩ thuật và phương pháp thử.

TCVN 8827:2011, Phụ gia khoáng hoạt tính cao dùng cho bê tông và vữa - Silicafume

và tro trấu nghiền mịn.

TCVN 9346:2012, Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Yêu cầu bảo vệ chống ăn mòn

trong môi trường biển.

TCVN 9351:2012, Đất xây dựng - Phương pháp thí nghiệm hiện trường - Thí nghiệm

xuyên tiêu chuẩn.

TCVN 9352:2012, Đất xây dựng - Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh.

TCVN 9356:2012, Kết cấu bê tông cốt thép - phương pháp điện từ xác định chiều dày

lớp bê tông bảo vệ và đường kính cốt thép trong bê tông.

TCVN 9362:2012, Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.

TCVN 9363:2012, Khảo sát cho xây dựng - Khảo sát địa kỹ thuật cho nhà cao tầng.

TCVN 9379:2012, Kết cấu xây dựng và nền - Nguyên tắc cơ bản về tính toán.

TCVN 9386-1:2012, Thiết kế công trình chịu động đất - Phần 1: Quy định chung, tác

động động đất và quy định đối với kết cấu nhà.

TCVN 9386-2:2012, Thiết kế công trình chịu động đất - Phần 2: Nền móng, tường chắn

và các vấn đề địa kỹ thuật.

TCVN 9393:2012, Cọc – Phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép

dọc trục.

TCVN 9395:2012, Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu.

TCVN 9396:2012, Cọc khoan nhồi – Xác định tính đồng nhất của Bê tông – Phương

pháp xung siêu âm.

TCVN 9402:2012, Hướng dẫn kỹ thuật công tác địa chất công trình cho xây dựng trong

vùng castơ.

TCVN 9490:2012 (ASTM C900-06), Phương pháp xác định cường độ kéo nhổ của bê

tông.

TCVN 10302:2014, Phụ gia hoạt tính tro bay dùng cho bê tông, vữa xây và xi măng.

TCVN 10304:2014, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.

TCVN 11321:2016, Cọc – Phương pháp thử động biến dạng lớn.

TCVN 11823:2017, Thiết kế cầu đường bộ.

3. Thuật ngữ và định nghĩa

3.1. Cọc chữ Y

Cọc chữ Y là dạng cải tiến của cọc khoan nhồi và cọc barrette nên nguyên lý tính toán

của loại cọc này tương tự như của cọc khoan nhồi và cọc barrette. Các nội dung không được đề

cập lại trong tiêu chuẩn này đã được nêu ở TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế,


5

TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu và/hoặc các tiêu chuẩn ngành về

thiết kế tương ứng như Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272 – 05, TCVN 11823:2017; Tiêu

chuẩn thiết kế nền nhà và công trình TCVN 9362:2012.

Mặt cắt ngang cọc tiết diện chữ Y được thể hiện như trong Hình 3-1.

Hình 3-1 Mặt cắt ngang cọc chữ Y

3.2. Bán kính/đường kính danh định và chu vi của cọc

Bán kính danh định của cọc: bán kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác tạo thành từ

3 đỉnh của cọc, là giá trị R trên Hình 3-1.

Đường kính danh định của cọc: đường kính của đường tròn ngoại tiếp tam giác tạo thành

từ 3 đỉnh của cọc, là giá trị 2R trên Hình 3-1.

Chu vi của cọc: Là chiều dài đường biên ngoài theo tiết diện cọc chữ Y. Trong thiết kế,

chu vi cọc có thể lấy thiên về an toàn bằng chu vi đa giác nối các đỉnh của cạnh cọc Y trên Hình

3-1

3.3. Chiều dày danh định của cọc

Chiều dày nhỏ nhất của cánh chữ Y, là giá trị S trên Hình 3-1.

3.4. Tỷ lệ giữa chiều dày danh định và bán kính danh định

Chiều dày và bán kính danh định cần được tính toán đảm bảo độ mảnh theo yêu cầu

chịu lực và thi công, thông thường tỷ lệ S/R nên lựa chọn không nhỏ hơn 0,4.

Giá trị S và R của một số gầu đào ba cạnh thường dùng có thể tham khảo Phụ lục G.

4. Thiết kế

Thiết kế cọc chữ Y phải tuân theo các tiêu chuẩn TCVN 10304:2014 Móng cọc – Tiêu

chuẩn thiết kế; TCVN 9395:2012 Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu; TCVN 9362:2012

– Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình; TCVN 11823:2017 – Tiêu chuẩn thiết kế cầu

đường bộ. Các đặc điểm riêng được lưu ý trong tiêu chuẩn này.


6

4.1. Tổng quát

4.1.1. Chiều sâu chôn cọc

Chiều sâu chôn cọc chữ Y phải đủ để cung cấp các khả năng chịu tải thẳng đứng và

ngang theo thiết kế và chuyển vị chấp nhận được theo yêu cầu kỹ thuật.

4.1.2. Mở rộng đáy

Không khuyến kích mở rộng đáy đối với cọc chữ Y, nên xét tới việc chôn cọc tới độ sâu

lớn hơn để tránh các khó khăn và chi phí cho việc đào mở rộng đáy. Không được phép sử dụng

biện pháp nổ phá để thi công cọc chữ Y.

4.1.3. Sức kháng

Cọc phải được thiết kế để có đủ khả năng chịu tải và đảm bảo làm việc với độ lún cũng

như độ chuyển vị ngang cho phép.

Sức kháng của cọc phải được xác định bằng các phương pháp phân tích tĩnh học trên cơ

sở sự tương tác đất - kết cấu, thử tải, dùng thiết bị phân tích khi đóng cọc hoặc kỹ thuật do sóng

ứng suất khác, ví dụ như bằng CAPWAP (Case Pile Wave Analysis Program – Chương trình

phân tích sóng cơ học truyền trong cọc của Viện công nghệ CASE). Khả năng chịu tải phải

được xác định thông qua sự kết hợp hợp lý giữa các nghiên cứu địa chất, các thí nghiệm hiện

trường và/hoặc trong phòng, các phương pháp phân tích kết cấu cũng như các thí nghiệm tải

trọng, và kết hợp với sự tham khảo các kinh nghiệm đã thi công. Ngoài ra, việc xác định sức

kháng đỡ của các cọc cũng phải xét đến:

- Sự khác nhau giữa sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc;

- Khả năng chịu tải của lớp đất nằm phía dưới chịu tải trọng của nhóm cọc;

- Ảnh hưởng của việc thi công cọc tới các kết cấu liền kề;

- Khả năng xói và ảnh hưởng của chúng, và

- Sự truyền năng lực từ đất đang cố kết, chẳng hạn như lực ma sát âm hoặc các lực kéo

xuống dưới.

Các hệ số sức kháng, hệ số điều kiện làm việc, hệ số an toàn và hệ số độ tin cậy để xác

định khả năng chịu tải của cọc có được từ các thí nghiệm tải trọng hiện trường cần được lựa

chọn phù hợp với mục đích sử dụng của mỗi công trình xây dựng (nhà và công trình dân dụng

được quy định tại các điều 4.3.4; 4.3.6; 4.6.10 của TCVN 9362:2012, cầu đường bộ được quy

định tại các điều 5.5.1; 5.5.2.4; 5.5.3 phần 10 của TCVN 11823:2017, hoặc điều 7.2 của TCVN

10304:2012) và phù hợp với triết lý thiết kế tương ứng.

4.1.3.1. Tính toán sức kháng (sức chịu tải)

Có nhiều phương pháp luận khác nhau để tính toán sức chịu tải của cọc. Lưu ý rằng,

phương pháp tính toán sức chịu tải nào của cọc cũng đều mang tính dự báo, cần có thí nghiệm

thử tải để kiểm chứng sức chịu tải của cọc. Ưu tiên sử dụng phương pháp nén tĩnh, trường hợp

khó khăn có thể áp dụng phương pháp biến dạng lớn kiểm tra sức chịu tải của cọc. Số lượng và

trình tự thí nghiệm phù hợp với “TCVN 9393 : 2012 Cọc – phương pháp thử nghiệm hiện

trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục” và “TCVN 10304 : 2014 Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết

kế” về sức chịu tải của cọc.


7

4.1.3.2. Sức kháng thành bên

Cọc chữ Y được phát triển từ cọc khoan nhồi tiết diện tròn và cọc barrette tiết diện hình

chữ nhật nên có ưu điểm là diện tích mặt cắt ngang giảm trong khi chu vi vẫn tương đương.

Nguyên lý tính toán sức kháng của cọc chữ Y tương tự như cọc khoan nhồi và cọc barrette.

4.1.3.3. Sức kháng mũi

Diện tích mặt cắt ngang để tính sức kháng mũi cọc chữ Y được lấy bằng diện tích tiết diện thực

tế của mũi cọc.

4.1.4. Lực kéo xuống (ma sát âm)

Phải xét đến sự phát triển có thể xảy ra của các tải trọng kéo xuống tác dụng lên các cọc

khi:

- Ở những nơi các cọc nằm dưới lớp đất sét, bùn hoặc than bùn;

- Ở những nơi đất đắp mới được đắp lên trên bề mặt trước đây, và

- Khi mức nước ngầm bị hạ thấp đáng kể.

Các tải trọng kéo xuống dưới phải được kể đến khi tính toán sức kháng đỡ và độ lún của

móng.

Có thể tính toán tải trọng kéo xuống tương tự như tính toán sức kháng thành bên với

hướng của các lực ma sát bề mặt có chiều hướng xuống dưới. Tải trọng kéo xuống tính toán

phải được cộng thêm vào tải trọng tĩnh thẳng đứng tính toán khi đánh giá khả năng chịu tải của

móng sâu theo trạng thái giới hạn cường độ.

Tải trọng kéo xuống cũng phải được cộng thêm vào tải trọng tĩnh thẳng đứng khi đánh

giá độ lún của móng sâu theo trạng thái giới hạn sử dụng.

Đối với cọc tựa trên nền đất chặt hoặc nền đá, điều kiện kết cấu là điều kiện khống chế

thiết kế cọc, thì lực kéo xuống được kể đến khi kiểm toán ở trạng thái giới hạn cường độ và

trạng thái giới hạn đặc biệt.

Đối với cọc tựa trên nền đất, nếu chuyển vị lún của cọc nhỏ hơn tiêu chuẩn phá hoại của

cọc do lún thì sẽ không kể đến tải trọng kéo xuống ở trạng thái giới hạn cường độ và đặc biệt.

Các hệ số tải trọng đối với lực kéo xuống phải là số nghịch đảo của hệ số sức kháng

dùng cho tính toán xác định sức kháng của cọc.

4.1.5. Khoảng cách giữa các cọc và độ ngàm của cọc vào bệ móng

Đối với công trình dân dụng, khoảnh cách từ tim cạnh cọc đến tim cạnh cọc liền kề phải

lớn hơn 2 lần bán kính đới với cọc chống và 3 lần bán kính đối với cọc ma sát nhằm tránh ảnh

hưởng xấu giữa các cọc lân cận (Hình 4-1). Nếu yêu cầu khoảng cách giữa các cọc nhỏ hơn thì

trình tự thi công phải được quy định rõ trong các hồ sơ hợp đồng, và phải đánh giá ảnh hưởng

xấu giữa các cọc liền kề.


8

Hình 4-1 Khoảng cách giữa 2 cạnh cọc Y liền kề trong công trình dân dụng

Đối với công trình cầu, khoảng cách giữa tim các cọc không được nhỏ hơn 2,5 lần đường

kính danh định trong đất dính và 2 lần đường kính danh định trong đất rời.

4.1.6. Cọc xiên

Không dùng dùng cọc xiên cho loại cọc barrette tiết diện chữ Y. Khi cần tăng khả năng

chịu lực ngang của cọc hoặc nhóm cọc, nên xem xét đến việc tăng đường kính hoặc số lượng

cọc.

4.1.7. Hướng bố trí cọc

Hướng bố trí cọc (phương các trục quán tính chính trung tâm của mắt cắt ngang) của

cọc đơn và nhóm cọc trong bệ cần lưu ý phù hợp với hướng của tải trọng ngang tác dụng lên

bệ móng.

4.1.8. Mực nước ngầm và lực đẩy nổi

Khả năng chịu tải của cọc phải được xác định có kể đến mực nước ngầm và lực đẩy nổi

tương ứng. Ảnh hưởng của mực nước ngầm và lực đẩy nổi được tính toán như các hiệu ứng lực

khác. Phải xét đến ảnh hưởng của áp lực thuỷ tĩnh trong thiết kế.

4.1.9. Lực nhổ

Móng cọc chữ Y được thiết kế để chống lại nhổ phải được kiểm tra cả về sức kháng nhổ

và khả năng kết cấu chịu được các ứng suất kéo.

Các cọc nằm trong đất trương nở phải được kéo dài sâu trong đất có độ ẩm ổn định

nhằm cung cấp đủ sức neo chống lại lực nhổ. Đất trương nở là loại đất trong đó có khoáng vật

sét và khoáng vật háo nước, khi bị thấm nước hoặc các dung dịch hóa học thì thể tích tăng lên

có xu hướng đẩy trồi bệ và cọc.

4.2. Các nhóm trạng thái giới hạn

Nền và móng cọc phải được tính toán theo các trạng thái giới hạn:

4.2.1. Nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất (trong công trình cầu là trạng thái giới hạn

cường độ) gồm:

- Theo cường độ vật liệu cọc và đài cọc;

- Theo sức kháng của đất đối với cọc (sức chịu tải của cọc theo đất);

- Theo sức chịu tải của đất nền tựa cọc;

- Trạng thái mất ổn định do tải trọng ngang (móng đặt gần hoặc trong phạm vi mái dốc).


9

4.2.2. Nhóm trạng thái giới hạn thứ hai nhất (trong công trình cầu là trạng thái giới

hạn sử dụng) gồm:

- Theo độ lún nền tựa cọc và móng cọc chịu tải trọng thẳng đứng (xem Điều 4.5.2);

- Theo chuyển vị đồng thời của cọc với đất nền chịu tác dụng của tải trọng ngang và mo-

men (tham khảo Phụ lục D Tiêu chuẩn này);

- Theo sự hình thành hoặc mở rộng các vết nứt cho các cấu kiện bê tông cốt thép thuộc

móng cọc;

- Chuyển vị ngang, ổn định tổng thể, xói.

4.3. Tải trọng và tổ hợp tải trọng

Tải trọng và tác động đưa vào tính toán, các hệ số tin cậy của tải trọng cũng như các tổ

hợp tải trọng phải lấy phù hợp với mục đích sử dụng của mỗi công trình xây dựng:

- Nhà và công trình được quy định tại TCVN 2737:1995, cầu đường bộ được quy định tại

phần 3 TCVN 11823:2017 hoặc điều 7.2 TCVN 10304:2012) và phù hợp với triết lý thiết kế

tương ứng.

- Các tải trọng và tác động, các tổ hợp tải trọng và hệ số tin cậy của tải trọng khi tính

móng cọc của cầu và công trình thuỷ được lấy theo yêu cầu của các tiêu chuẩn liên quan.

4.4. Tính toán sức kháng (sức chịu tải) theo nhóm trạng thái giới hạn thứ nhất

Các hướng dẫn tính toán sức chịu tải cọc Y áp dụng cho nhà và công trình có thể tham

khảo điều 7.2 và Phụ lục G TCVN 10304:2014;

Các hướng dẫn tính toán sức chịu tải móng cọc Y áp dụng cho công trình cầu đường bộ

có thể tham khảo ở điều 8.3 và điều 8.4 phần 10 TCVN 11823:2017;

4.5. Chuyển vị theo nhóm trạng thái giới hạn thứ hai

4.5.1. Tổng quát

Đối với nhà và công trình, có thể tính toán độ lún của nhóm cọc từ độ lún của cọc đơn

hoặc tính theo mô hình móng khối quy ước, đối với công trình cầu đường bộ chủ yếu sử dụng

phương pháp móng khối quy ước;

4.5.2. Độ lún

Các hướng dẫn tính toán lún móng cọc Y áp dụng cho nhà và công trình có thể tham

khảo ở điều 4.6 TCVN 9362:2012 và điều 7.4 TCVN 10304:2014;

Các hướng dẫn tính toán lún móng cọc Y áp dụng cho công trình cầu đường bộ có thể

tham khảo ở điều 8.2.2 phần 10 TCVN 11823:2017;

Giới hạn về độ lún, có thể tham khảo Phụ lục C của tiêu chuẩn này;

4.5.3. Chuyển vị ngang

Các hướng dẫn tính toán chuyển vị ngang móng cọc Y áp dụng cho nhà và công trình

có thể tham khảo Phụ lục A TCVN 10304:2014;

Các hướng dẫn tính toán chuyển vị ngang móng cọc Y áp dụng cho công trình cầu đường

bộ có thể tham khảo ở điều 8.2.3 TCVN 11823:2017;


10

4.6. Thiết kế kết cấu

4.6.1. Tổng quát

Trong quá trình tính nền móng cọc cần kể đến tác dụng đồng thời của các thành phần

lực cũng như các ảnh hưởng bất lợi của môi trường bên ngoài (ví dụ như ảnh hưởng của nước

dưới đất và tình trạng của nó đến các chỉ tiêu cơ - lý đất ...).

Công trình và nền cần được xem xét đồng thời, nghĩa là phải xác định được tác dụng

tương hỗ giữa công trình và nền móng cọc.

Sơ đồ tính toán hệ "công trình - nền" hoặc "móng - nền" cần được chọn lựa có kể đến

những yếu tố cơ bản nhất xác định trạng thái ứng suất và biến dạng của nền và kết cấu công

trình. Trong đó, dưới tác dụng của tải trọng thẳng đứng, nền đất sẽ tương tác với cọc thông qua

các gối đàn hồi theo phương đứng. Dưới tác dụng của tải trọng nằm ngang, nền đất sẽ tương

tác với cọc thông qua các gối đàn hồi theo phương ngang.. Ngoài ra nên kể đến sự làm việc

không gian của kết cấu công trình, tính phi tuyến về hình học và vật lý, tính dị hướng, các tính

dẻo, từ biến của vật liệu xây dựng và đất, sự phát triển của các vùng biến dạng dẻo dưới móng.

Việc tính toán móng cọc cần được tiến hành với việc xây dựng các mô hình toán mô tả ứng xử

cơ học của móng cọc ở trạng thái giới hạn thứ nhất hoặc trạng thái giới hạn thứ hai. Mô hình

tính toán có thể thể hiện dưới dạng giải tích hay phương pháp số. Việc tính toán các móng cọc

kích thước lớn hoặc tính móng cọc và bệ cùng làm việc nên thực hiện bằng phương pháp số.

Khi tính toán móng cọc cần xét đến độ cứng của kết cấu nối các đầu cọc, phải đưa nội

dung này vào mô hình tính toán. Cần đưa vào sơ đồ tính toán cả những yếu tố sau:

- Các điều kiện đất nền khu vực xây dựng;

- Chế độ địa chất thủy văn;

- Đặc điểm thi công cọc;

- Sự có mặt của cặn lắng dưới mũi cọc.

Khi thực hiện tính toán bằng phương pháp số, sơ đồ tính toán hệ "đài - cọc - đất nền"

cần được chọn sao cho có thể bao gồm các thành phần cơ bản nhất quyết định sức kháng của

hệ này. Cần kể đến yếu tố thời gian và sự thay đổi tải trọng lên cọc và móng cọc theo thời gian.

Sơ đồ tính toán của móng cọc phải được xây dựng theo cách đảm bảo cho sai số sẽ

nghiêng về phía dự trữ an toàn cho kết cấu công trình bên trên. Nếu sai số này không thể đảm

bảo theo nguyên tắc trên, cần xây dựng các phương án tính toán và xác định những tác động

bất lợi nhất cho kết cấu công trình bên trên. Khi sử dụng các phần mềm tính toán nền-móng

cọc, cần lường đến khả năng nhiều tham số của mô hình tính toán liên quan đến biến dạng và

cường độ của đất nền chưa thể xác định được chính xác. Trong trường hợp này, kết quả tính

toán từng phần tử của sơ đồ tính cần được so sánh với kết quả theo phương pháp giải tích, cũng

như so sánh các kết quả tính toán theo những phần mềm địa kỹ thuật khác nhau.

- Tính toán cọc và đài cọc theo cường độ vật liệu cần tuân theo các tiêu chuẩn hiện hành

về kết cấu bê tông, bê tông cốt thép và thép.

- Tính toán các cấu kiện bê tông cốt thép của móng cọc theo sự hình thành và mở rộng

vết nứt theo các yêu cầu trong TCVN 5574:2012; đối với cầu và công trình thuỷ theo các tiêu

chuẩn ngành tương ứng (chẳng hạn điều 7.3.4 phần 5 TCVN 11823:2017).

4.6.2. Tính toán cọc Y theo kết cấu

Các hướng dẫn tính toán sức chịu tải cọc Y theo vật liệu áp dụng cho nhà và công trình

trong vùng khai thác mỏ có thể tham khảo điều 7.1.7, 7.1.8, 7.1.9 TCVN 10304:2014;


11

Các hướng dẫn tính toán sức chịu tải cọc Y theo vật liệu áp dụng cho công trình cầu

đường bộ có thể tham khảo ở điều 8.3.9 TCVN 11823:2017, khả năng chịu nén dọc trục áp

dụng công thức 45 điều 7.4.4 phần 5 do không sử dụng cốt đai xoắn;

Có thể tham khảo tính toán biến dạng oằn của cọc tại Phụ lục D của Tiêu chuẩn này;

4.7. Cấu tạo cọc chữ Y

4.7.1. Tổng quát

Cọc Y tiết kiệm vật liệu đáng kể so với cọc khoan nhồi khi đường kính danh định càng

lớn. Khuyến nghị nên sử dụng cọc Y có đường kính danh định trên 2000 mm (thường là 2300

mm; 2800 mm, …).

4.7.2. Cốt thép

Khi tải trọng ngang là không đáng kể, cọc có thể được bố trí cốt thép cho tải trọng dọc

trục. Các phần của cọc không chịu tải trọng ngang phải được thiết kế như cột bê tông cốt thép

và cốt thép phải được kéo dài tối thiểu 3000 mm dưới mặt phẳng mà ở đó đất cung cấp ngàm

cứng.

Khi ống vách thép được để lại và vách là ống trơn có độ dày lớn hơn 3.0 mm, nó có thể

được xem như là chịu tải nhưng phải có dự phòng cho ăn mòn.

4.7.3. Cốt thép đai

Cốt thép đai phải được thiết kế để chịu được các tải trọng do đổ bê tông tươi từ phía

trong của lồng đến thành bên của hố đào, chịu lực cắt và chịu nở hông khi cọc bị nén.

4.7.4. Các quy định liên quan đến động đất

Phải được xem xét đến phù hợp với loại công trình bên trên và tuân thủ các quy định

thiết kế chuyên ngành tương ứng.

4.7.5. Bê tông

Cần xét đến kích cỡ hạt lớn nhất của cốt liệu, độ sụt, đổ bêtông trong môi trường khô

hay dưới nước hoặc bentonite/polymer, và sức kháng thiết kế yêu cầu khi quy định bêtông thân

cọc. Bêtông được chọn cần có khả năng được đổ và được đầm lèn thích hợp trong điều kiện thi

công dự kiến. Cốt liệu có cỡ hạt tối đa phải bằng hay nhỏ hơn một phần năm của cự ly tĩnh giữa

các cốt thép trong thân cọc.

4.7.6. Cốt thép cọc neo vào bệ cọc hoặc kết cấu phần trên

Phải cung cấp đủ cốt thép tại chỗ nối của cọc với bệ hay kết cấu phần trên nhằm tạo liên

kết thích hợp.

Liên kết tựa tự do của bệ lên đầu cọc trong tính toán được quy ước như liên kết khớp. Trong

trường hợp bệ cọc BTCT toàn khối, cấu tạo bằng cách ngàm đầu cọc vào đài một đoạn từ ≥ 100

mm.

Liên kết cứng giữa cọc và bệ cọc BTCT toàn khối được thiết kế với chiều sâu ngàm đầu cọc

vào đài tương ứng chiều dài cốt thép neo hoặc với chiều dài neo các cốt thép chờ ngàm sâu vào

đài theo yêu cầu của TCVN 5574:2012. Ngoài ra còn cho phép tạo liên kết cứng bằng cách hàn

các chi tiết thép chờ sẵn với điều kiện đảm bảo yêu cầu về cường độ.

Liên kết cứng giữa bệ và cọc được thiết kế trong trường hợp khi:

- Cọc nằm trong đất yếu (như trong cát rời, trong đất dính trạng thái chảy, trong bùn, than

bùn);


12

- Tại chỗ liên kết tải trọng nén truyền lên cọc đặt lệch tâm ngoài phạm vi lõi tiết diện cọc;

- Có tải trọng ngang tác dụng. Ngoài ra nếu dùng liên kết tựa tự do thì trị số chuyển vị

lớn hơn trị số chuyển vị giới hạn của công trình cần thiết kế;

- Cọc làm việc chịu kéo.

Đối với công trình chịu hoạt tải như công trình cầu:

- Các cọc phải được chôn sâu vào trong bệ móng hoặc các mũ cọc ≥ 100 mm. Cốt thép

neo phải là cốt thép cọc kéo dài hoặc dùng chốt thép. Các lực nhổ hoặc các ứng suất do uốn gây

ra phải do cốt thép chịu. Tỷ lệ cốt thép để neo không được nhỏ hơn 0,5 % và số thanh neo không

được nhỏ hơn 4. Nếu không có quy định khác, cốt thép phải được kéo dài 40 lần đường kính

hoặc đủ để chịu một lực bằng 1,25 lần lực kéo chảy.

- Đối với các cọc trong vùng động đất, cốt thép dọc phải được bố trí ở đầu trên cọc trong

một đoạn dài không nhỏ hơn một phần ba chiều dài cọc hoặc 2400 mm, với tỷ lệ thép tối thiểu

là 0,5 % và ít nhất là 9 thanh. Cốt thép đai phải dùng các thanh không nhỏ hơn D10 và đặt

khoảng cách không quá 225 mm. Trong đoạn có chiều dài không nhỏ hơn 600 mm hoặc 1,5 lần

đường kính danh định của cọc phía dưới đầu cọc, các khoảng cách cốt thép đai không được

vượt quá 75 mm.

5. Thi công

5.1. Công tác chuẩn bị

Khi thi công gần các công trình hiện có phải có biện pháp quan trắc các công trình này

và lựa chọn giải pháp thi công thích hợp để đảm bảo an toàn ổn định cho chúng.

Trong điều kiện địa chất phức tạp, các công trình quan trọng, cọc chịu tải trọng lớn, thời gian

lắp dựng cốt thép, ống siêu âm và đổ bê tông một cọc kéo dài, cần phải tiến hành thí nghiệm

việc giữ thành hố khoan, thi công các cọc thử và tiến hành thí nghiệm cọc bằng tải trọng tĩnh.

Ngoài ra cần kiểm tra độ toàn khối của bê tông cọc theo quy định của thiết kế.

Trước khi thi công cọc cần tiến hành kiểm tra các công tác chuẩn bị để thi công cọc theo

biện pháp thi công được duyệt, có thể gồm:

a) Hiểu biết rõ điều kiện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn, chiều dày các lớp đất,

thế nằm và đặc trưng cơ lý của các lớp đất, kết quả quan trắc mực nước ngầm, áp lực nước lỗ

rỗng, tốc độ dòng chảy của nước trong đất, khí độc hoặc khí dễ gây cháy nổ ...

b) Tìm hiểu khả năng có các chướng ngại vật dưới đất để có biện pháp loại bỏ chúng.

Đề xuất biện pháp phòng ngừa ảnh hưởng xấu đến công trình lân cận và công trình ngầm. Trong

trường hợp chưa có hồ sơ hiện trạng các công trình lân cận và công trình ngầm, Nhà thầu phải

yêu cầu Chủ đầu tư tiến hành công tác khảo sát, đo vẽ lập hồ sơ. Biên bản lập với các chủ sở

hữu các công trình liền kề phải được cơ quan có thẩm quyền chứng kiến.

CHÚ THÍCH: Nhà thầu chủ yếu tham khảo hồ sơ do Chủ đầu tư cung cấp. Trường hợp

chưa đủ thông tin, Nhà thầu có thể bổ sung trong hồ sơ dự thầu.

c) Kiểm tra vật liệu chính (thép, xi măng, dung dịch khoan, phụ gia, cát, đá, nước

sạch...), chứng chỉ chất lượng của nhà sản xuất, và kết quả thí nghiệm kiểm định chất lượng.

d) Xác định lưới trắc đạc định vị các trục móng và tọa độ các cọc cần thi công.

e) Thi công các công trình phụ trợ, đường cấp điện, cấp thoát nước, hố rửa xe, hệ thống

tuần hoàn vữa sét (kho chứa, trạm trộn, bể lắng, đường ống, máy bơm, máy tách cát …).


13

f) San ủi mặt bằng và làm đường phục vụ thi công. Đường công vụ phải được thiết kế

và thi công phù hợp với các tiêu chuẩn ngành có liên quan. Cần lập phương án vận chuyển đất

thải, tránh gây ô nhiễm môi trường.

g) Tập kết vật tư kỹ thuật và thiết bị, kiểm tra máy móc, thiết bị trong tình trạng sẵn

sàng hoạt động tốt. Các dụng cụ và thiết bị kiểm tra chất lượng phải có kiểm chuẩn của cơ quan

đủ thẩm quyền.

h) Chuẩn bị dung dịch khoan, cốt thép cọc, ống siêu âm, ống đặt sẵn để khoan lấy lõi

bê tông (nếu cần), thùng chứa đất khoan, máy khoan và các thiết bị phụ trợ (cần cẩu, máy bơm,

máy trộn dung dịch, máy lọc cát, máy nén khí, máy hàn, tổ hợp ống đổ, sàn công tác phục vụ

đổ bê tông, xe chở đất khoan …), các thiết bị để kiểm tra dung dịch khoan, lỗ khoan, dụng cụ

kiểm tra độ sụt bê tông, hộp lấy mẫu bê tông, dưỡng định vị lỗ cọc...

i) Lập biểu kiểm tra và nghiệm thu các công đoạn thi công theo mẫu in sẵn (xem Phụ

lục F).

Hệ thống mốc chuẩn và mốc định vị trục móng phải đáp ứng điều kiện độ chính xác về

tọa độ và cao độ theo yêu cầu kỹ thuật của công trình. Nhà thầu có trách nhiệm nhận và bảo

quản hệ thống mốc chuẩn trong suốt quá trình thi công cọc.

Lập biên bản nghiệm thu công tác chuẩn bị trước khi thi công

5.2. Công tác tạo lỗ

5.2.1. Dung dịch giữ ổn định thành vách

Tuỳ theo điều kiện địa chất, thuỷ văn, nước ngầm và thiết bị khoan để chọn phương

pháp giữ thành hố khoan và dung dịch khoan thích hợp. Cao độ dung dịch khoan được chọn

dựa trên tính toán theo nguyên lý cân bằng áp lực ngang giữa cột dung dịch trong hố khoan và

áp lực của đất nền kết hợp nước quanh vách lỗ. Khi khoan trong địa tầng dễ sụt lở, áp lực cột

dung dịch phải luôn lớn hơn áp lực ngang của đất kết hợp nước bên ngoài vách lỗ.

Khi áp lực ngang của đất và nước bên ngoài lỗ khoan lớn (ví dụ như do tải trọng của

thiết bị thi công hoặc từ các công trình lân cận sẵn có ...) thì phải dùng ống vách để chống sụt

lở, chiều sâu ống vách tính theo nguyên lý cân bằng áp nêu trên. Khi khoan gần công trình hiện

hữu, nếu có nguy cơ sập thành lỗ khoan thì phải dùng ống vách chống suốt chiều sâu lỗ cọc có

khả năng sập.

Dung dịch bentonite/polymer thường được dùng giữ thành hố khoan nơi địa tầng dễ sụt

lở phải đảm bảo các yêu cầu như giữ ổn định vách hố khoan trong suốt quá trình thi công cọc

cũng như giữ cho mùn khoan không lắng đọng dưới đáy hố khoan và đảm bảo đưa mùn khoan

ra ngoài an toàn. Khi mực nước ngầm cao (ví dụ như lên đến mặt đất), cho phép tăng tỷ trọng

dung dịch bằng các chất có tỷ trọng cao như barit, cát magnetic ...

Dung dịch bentonite/polymer được kiểm tra từ khi chuẩn bị cho tới khi kết thúc đổ bê

tông từng cọc. Việc điều chỉnh độ nhớt và tỷ trọng được tiến hành trong suốt quá trình thi công

nhằm tránh lắng đáy cọc quá giới hạn cho phép theo các quy định nêu trong Điều 6.2 và các

yêu cầu đặc biệt khác của Thiết kế. Dung dịch có thể tái sử dụng trong thời gian thi công công

trình nếu đảm bảo được các chỉ tiêu thích hợp nhưng không quá 6 tháng.

Khi dùng dung dịch polymer hoặc các hoá phẩm khác, ngoài các chức năng giữ ổn định

thành hố khoan phải kiểm tra ảnh hưởng của nó đến môi trường đất-nước tại khu vực công trình

và nơi chôn lấp đất khoan.


14

5.2.2. Tường bê tông dẫn hướng cho cọc Y

Trường hợp không sử dụng ống vách, có thể thi công tường dẫn hướng nhằm giữ ổn

định cho thành vách khi áp lực vữa sét chưa đủ cân bằng với áp lực chủ động của đất nền như

Hình 5-1.

Hình 5-1 Lớp bê tông cổ áo ổn định thành vách

5.2.3. Công tác tạo lỗ

Công tác tạo lỗ cho cọc Y chủ yếu sử dụng phương pháp đào bằng gầu ngoạm cơ khí

hoặc thủy lực, ngoài ra còn sử dụng phương pháp khoan cắt kết hợp với công nghệ tuần hoàn

ngược.

Trường hợp khoảng cách giữa các cọc quá gần (khoảng cách mép các lỗ khoan nhỏ hơn

1,5 m), nên tiến hành thi công cách quãng 1 lỗ. Lỗ mới nằm cạnh cọc đã đổ bê tông nên tiến

hành sau ít nhất 24 giờ từ khi kết thúc đổ bê tông.

Tuỳ theo đặc điểm địa chất công trình, vị trí công trình với các công trình lân cận cũng

như khả năng của Nhà thầu, yêu cầu của thiết kế mà chọn lựa thiết bị tạo lỗ thích hợp (ví dụ

như gầu ngoạm cơ khí hoặc thủy lực, gầu cắt kết hợp công nghệ hút tuần hoàn nghịch ...). Với

cọc chữ Y, thiết bị chuyên dụng được ưu tiên lựa chọn là gầu cạp cơ khí ba cạnh hoặc gàu khoan

cắt ba cạnh như Hình 5-2.

Hình 5-2 Gầu cạp cơ khí 3 cạnh cơ (trái) và gầu khoan cắt 3 cạnh (phải)

Ống vách được dùng để bảo vệ thành lỗ khoan ở phần đầu cọc và tránh lở đất bề mặt,

đồng thời là ống dẫn hướng cho suốt quá trình khoan tạo lỗ (Hình 5-3). Khi hạ ống vách cần có

dưỡng định vị để đảm bảo sai số cho phép. Ống vách được chế tạo thường có chiều dài từ 3 m

đến 10 m trong đất, chiều dày ống thường từ 6 mm đến 16 mm. Cao độ chân ống được thi công

để đảm bảo tại vị trí đó áp lực cột dung dịch lớn hơn áp lực chủ động của đất nền kết hợp hoạt

tải thi công phía bên ngoài. Ống vách được hạ và rút chủ yếu bằng thiết bị thuỷ lực hoặc thiết


15

bị rung kèm theo máy khoan. Khi không có thiết bị này có thể dùng búa rung đóng kết hợp lấy

đất bằng gầu hoặc hạ bằng kích ép thuỷ lực.

Hình 5-3 Ống vách

Cao độ vữa bentonite hoặc polymer (dung dịch khoan) trong lỗ phải luôn giữ sao cho

áp lực của dung dịch luôn lớn hơn áp lực của đất và nước ngầm phía ngoài lỗ khoan nhằm tránh

hiện tượng sập thành trước và trong khi đổ bê tông. Cao độ dung dịch giữ ổn định thành vách

nên cao hơn mực nước ngầm ít nhất là 1,5 m. Khi có hiện tượng thất thoát dung dịch trong hố

khoan nhanh thì phải có biện pháp xử lý kịp thời. Các biện pháp xử lý khi gặp sự cố sập thành

vách trong quá trình thi công có thể tham khảo mục 5, 6 Phụ lục E Tiêu chuẩn này.

Đo đạc trong khi tạo lỗ bao gồm các công tác kiểm tra tim cọc bằng máy toàn đạc và đo

đạc độ sâu các lớp đất qua mùn lấy ra cũng như độ sâu hố đào theo thiết kế. Các lớp đất theo

chiều sâu tạo lỗ phải được ghi chép trong nhật ký thi công và hồ sơ nghiệm thu cọc. Các mẫu

đất được lấy khoảng 2,0 m một lần. Khi phát hiện địa tầng khác với hồ sơ khảo sát địa chất

công trình, cần báo ngay cho Chủ đầu tư để có biện pháp xử lý kịp thời. Khi đào đến cao độ

thiết kế, tiến hành đo độ lắng bằng cách xác định chênh lệch chiều sâu hố đào giữa thời điểm

trước và sau khi vét, thổi rửa. Nếu độ lắng vượt quá quy định cần có các biện pháp xử lý kịp

thời.

CHÚ Ý:

- Công tác tạo lỗ cọc phải được thực hiện bằng các biện pháp cơ học, không được sử

dụng biện pháp nổ phá (trừ khi được các bên liên quan cho phép);

- Xử lý chướng ngại vật trong khi đào bằng các đầu đập chuyên dùng;

- Trong quá trình đào tạo lỗ, nếu gặp các sự cố như lún dưới máy đào, sập thành vách,

cao độ dung dịch giảm đột ngột ..., cần kịp thời thông báo cho các cơ quan hữu quan để kịp

thời xử lý. Có thể tham khảo giải pháp như lấp lỗ khoan bằng đá dăm hoặc đá dăm cấp phối,

đóng cọc H xung quanh lỗ khoan, sát với khối bê tông cổ áo xuyên qua vị trí gặp sự cố, chờ ổn

định và đào lại.

5.3. Công tác gia công và hạ lồng cốt thép

Cốt thép được gia công theo bản vẽ thiết kế thi công (Hình 5-4). Nhà thầu phải bố trí

mặt bằng gia công, nắn cốt thép, đánh gỉ, uốn đai, cắt và buộc lồng thép theo đúng quy định.

Cốt thép được chế tạo sẵn trong xưởng hoặc tại công trường, chế tạo thành từng lồng, chiều dài


16

lớn nhất của mỗi lồng phụ thuộc khả năng cẩu lắp và chiều dài xuất xưởng của cốt chủ. Lồng

thép phải có thép gia cường ngoài cốt chủ và cốt đai theo tính toán để đảm bảo lồng thép không

bị xoắn, méo. Lồng thép phải có móc treo bằng cốt thép chuyên dùng làm móc cẩu, số lượng

móc treo phải tính toán đủ để treo cả lồng vào thành ống vách mà không bị tuột xuống đáy hố

khoan.

Hình 5-4 Gia công lồng cốt thép

Ống siêu âm (thường là ống thép đường kính 60 mm) cần được buộc chặt vào cốt thép

chủ, đáy ống được bịt kín và cao độ đáy bằng cao độ đáy lồng thép, khi lắp đặt cần đảm bảo

đồng tâm. Ống được nối bằng hàn, có măng xông nhằm đảm bảo kín và tránh rò rỉ nước vữa

sét làm tắc ống. Chiều dài ống siêu âm được thi công theo chỉ định của thiết kế, thông thường

được đặt cao hơn mặt đất san lấp xung quanh cọc từ 10 cm đến 20 cm. Sau khi đổ bê tông các

ống được đổ đầy nước sạch và bịt kín để tránh vật lạ rơi vào làm tắc ống. Số lượng, vị trí ống

siêu âm và ống khoan lõi cần được lựa chọn phù hợp với mỗi loại đường kính danh định, đảm

bảo đủ số lượng mặt cắt kiểm tra chất lượng thi công. Có thể tham khảo phương án bố trí ống

siêu âm/ống khoan lõi trên mặt cắt ngang như Hình 5-5.


17

Hình 5-5 Bố trí ống siêu âm

5.4. Công tác xử lý cặn lắng đáy hố đào

Việc làm sạch đáy hố đào có thể gồm một hoặc cả hai giai đoạn:

- Giai đoạn 1 - làm sạch bằng vét: Sau khi đã đào tới độ sâu thiết kế, Nhà thầu thi công

sẽ chờ một khoảng thời gianSau đó dùng thiết bị vét chuyên dụng để làm sạch hố đào.

- Giai đoạn 2 - làm sạch bằng hút khí: Sau khi làm sạch bằng vét và hạ cốt thép, dùng tiếp

biện pháp khí nâng (air lift) hoặc bơm hút bằng máy bơm. Trong quá trình này, liên tục bổ sung

vữa bentonite/polymer để đảm bảo cao độ dung dịch theo quy định, tránh gây sập thành lỗ

khoan.

- Công nghệ khí nâng được dùng để làm sạch hố đào. Khí nén được đưa xuống bằng ống

hơi bằng thép hoặc bằng cao su (có buộc vật nặng ở đáy). Khí từ ống hơi sẽ theo ống Tremie đi

lên và mang theo dung dịch bentonite/polymer ở đáy đi lên và thổi ra ngoài để tuần hoàn/ làm

sạch; bentonite/polymer mới được bổ sung liên tục bù cho bentonite/polymer đã trào ra; quá

trình thổi rửa tiến hành cho tới khi các chỉ tiêu của dung dịch khoan và độ lắng đạt yêu cầu quy

định.

5.5. Công tác hạ lồng cốt thép

Lồng thép cần được gia công theo đúng bản vẽ thiết kế. Các thanh thép chủ được nối

với móc treo bằng nối hàn. Các lồng thép được nối với nhau bằng mối nối (buộc, coupler hoặc

U-bolt) theo đúng thiết kế được duyệt. Lồng thép được treo đầy đủ các con kê đảm bảo lớp bê

tông bảo vệ đạt đúng theo thiết kế.

Khi hạ lồng thép phải chú ý cho lồng thép thẳng đứng, tránh cắm vào thành hố đào làm

sụt lở. Các lồng thép được nối với nhau phải đủ chắc chắn tránh làm cho lồng bị tụt rơi. Ống

siêu âm được liên kết vào cốt thép chủ của cọc và hạ đồng thời cùng quá trình thi công, hạ lồng

thép.

Khi đã hạ lồng thép xong, việc thổi rửa hố đào nên duy trì tới sát thời gian bắt đầu đổ

bê tông cọc.


18

Trước khi hạ lồng thép vào vị trí, cần đo đạc kiểm tra lại cao độ tại các điểm xung quanh

và một điểm giữa đáy hố đào. Cao độ đáy không được sai lệch vượt quá quy định cho phép tại

Điều 6.3∆ℎ ≤ ±100𝑚𝑚.

Các thao tác dựng và đặt lồng cốt thép vào hố đào phải được thực hiện khẩn trương để

hạn chế tối đa lượng mùn khoan sinh ra trước khi đổ bê tông.

Trong quá trình hạ lồng thép bắt buộc phải có kỹ thuật giám sát trong suốt quá trình

nhằm đảm bảo các mối nối giữa các lồng đạt yêu cầu cũng như các mối nối ống siêu âm tuyệt

đối kín nước. Hạ lồng thép không được thực hiện quá nhanh để tránh việc lồng thép làm sạt lở

thành hố đào hoặc bị nghiêng.

Khi hạ lồng thép đến cao độ thiết kế, phải treo lồng phía trên để đảm bảo lồng cốt thép

không bị uốn dọc và đâm thủng nền đất đáy hố đào trong quá trình đổ bê tông. Lồng thép phải

được giữ cách đáy hố đào một khoảng cách nhất định theo quy định của thiết kế.

5.6. Công tác đổ bê tông

Bê tông dùng thi công cọc phải được thiết kế thành phần hỗn hợp và điều chỉnh thông

qua các thí nghiệm. Các loại vật liệu cấu thành hỗn hợp bê tông phải được kiểm định chất lượng

theo các tiêu chuẩn Việt Nam hiện hành. Có thể dùng phụ gia bê tông để tăng độ sụt của bê

tông và kéo dài thời gian ninh kết của bê tông. Ngoài việc đảm bảo yêu cầu của thiết kế về

cường độ, hỗn hợp bê tông phải có độ sụt từ 18 cm đến 20 cm.

Ống đổ bê tông được chế tạo trong nhà máy thường có đường kính từ 219 mm đến 273

mm theo tổ hợp 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 và 6,0 m. Ống dưới cùng được tạo vát hai bên để làm cửa xả.

Các đoạn ống được nối với nhau bằng ren hình thang hoặc khớp nối dây rút đặc biệt để đảm

bảo kín khít, không lọt dung dịch khoan vào trong. Đáy ống đổ bê tông phải luôn ngập trong bê

tông không ít hơn 1,5 m. Tùy thuộc vào đường kính cọc, có thể sử dụng 1 hoặc nhiều ống đổ.

Dùng nút dịch chuyển tạm thời (ví dụ như phao bằng bọt biển, nút cao su, hoặc nút nhựa

có vát côn) để đảm bảo cho mẻ vữa bê tông đầu tiên không tiếp xúc trực tiếp với dung dịch

khoan trong ống đổ bê tông và loại trừ khoảng chân không ở mũi cọc khi đổ bê tông.

Bê tông phải được đổ không gián đoạn trong thời gian dung dịch khoan vẫn còn có thể

giữ thành hố khoan (thông thường nhỏ hơn 4 giờ). Các xe bê tông đều phải được kiểm tra độ

sụt đảm bảo đúng quy định để tránh tắc ống đổ do vữa bê tông quá khô. Dừng đổ bê tông khi

cao độ bê tông cọc cao hơn cao độ cắt cọc khoảng 1 m để loại trừ phần bê tông lẫn dung dịch

khoan khi thi công đài cọc được loại bỏ sau này.

Sau khi đổ xong mỗi xe, tiến hành đo độ dâng của bê tông trong lỗ cọc, ghi vào hồ sơ

để vẽ đường đổ bê tông. Khối lượng bê tông thực tế so với kích thước lỗ cọc theo lý thuyết

không được vượt quá 20 %. Khi tổn thất bê tông lớn, phải kiểm tra lại biện pháp giữ thành lỗ

khoan.

5.7. Rút ống vách, vệ sinh đầu cọc

Sau khi kết thúc đổ bê tông từ 15 phút đến 20 phút cần tiến hành rút ống vách theo

phương thẳng đứng, đảm bảo ổn định đầu cọc và độ chính xác tâm cọc.

Sau khi rút ống vách từ 1 giờ đến 2 giờ cần tiến hành hoàn trả hố khoan bằng cách lấp

đất hoặc cát, cắm biển báo cọc đã thi công và cấm mọi phương tiện qua lại tránh hỏng đầu cọc

và ống siêu âm.


19

6. Công tác kiểm tra, nghiệm thu

Tương tự công tác kiểm tra, nghiệm thu cọc khoan nhồi, được quy định trong “TCVN

9395 : 2012 Cọc khoan nhồi –Thi công và nghiệm thu”.

6.1. Tổng quan

Chất lượng cọc được kiểm tra trong tất cả các công đoạn thi công, ghi vào mẫu biên bản

được thống nhất giữa các bên tham gia nghiệm thu theo như Phụ lục F.

6.2. Kiểm tra dung dịch ổn định thành vách

Trước khi tiến hành công việc, Nhà thầu phải đề xuất số lần tiến hành thí nghiệm dung

dịch khoan, phương pháp cũng như quy trình thử mẫu. Số lần tiến hành thí nghiệm sau đó có

thể thay đổi theo yêu cầu phụ thuộc vào tính nhất quán của các kết quả thí nghiệm thu được.

Các thí nghiệm kiểm tra phải được tiến hành trên dung dịch khoan và sử dụng các thiết

bị thích hợp. Dung trọng của dung dịch khoan mới được trộn phải được đo hằng ngày để kiểm

tra chất lượng. Thiết bị đo đạc phải được phân độ để có thể đọc được dữ liệu nhỏ nhất là

0.005g/cm3. Các thí nghiệm xác định độ đậm đặc, độ nhớt, và giá trị pH được áp dụng với dung

dịch ổn định thành vách sẽ được kiểm tra cho từng cọc.

Phải kiểm tra dung dịch bentonite/polymer từ khi chuẩn bị khoan cho tới khi kết thúc

đổ bê tông từng cọc, kể cả việc điều chỉnh để đảm bảo độ nhớt và tỷ trọng thích hợp nhằm tránh

lắng đáy cọc quá giới hạn cho phép.

Dung dịch khoan phải được chuẩn bị trong các bồn chứa có dung tích đủ lớn.

Bentonite/polymer được pha với nước sạch, cấp phối tuỳ theo chủng loại, điều kiện địa chất

công trình và địa chất thuỷ văn của địa điểm xây dựng. Dung dịch phải đảm bảo giữ thành hố

khoan trong suốt quá trình thi công khoan lỗ, lắp dựng cốt thép, ống kiểm tra siêu âm, ống đặt

sẵn để khoan lấy lõi đáy cọc (nếu có), cẩu lắp ống đổ bê tông và sàn công tác ... Bề dày lớp cặn

lắng đáy cọc không quá trị số sau:

- Cọc chống: không quá 5 cm;

- Cọc ma sát kết hợp chống: không quá 10 cm.

Các thí nghiệm kiểm tra dung dịch bentonite tiến hành theo quy định tại Bảng 1 cho mỗi

lô bentonite trộn mới. Việc kiểm tra, nghiệm thu dung trọng, độ nhớt, hàm lượng cát và độ pH

của dung dịch bentonite phải được kiểm tra cho từng cọc ở giai đoạn thi công, có thể tham khảo

Bảng 2.


20

Bảng 1 Chỉ tiêu tính năng ban đầu của dung dịch bentonite

Tên chỉ tiêu Chỉ tiêu tính năng Phương pháp kiểm tra

1. Khối lượng riêng Từ 1,05 g/cm³ đến 1,15 g/cm³ Tỷ trọng kế hoặc Bomê kế

2. Độ nhớt Từ 18 s đến 45 s Phễu 500/700 cm³

3. Hàm lượng cát < 6 % Rây sàng cát

4. Tỷ lệ chất keo > 95 % Đong cốc

5. Lượng mất nước < 30 mL/30 phút Dụng cụ đo lượng mất nước

6. Độ dày áo sét Từ 1 mm đến 3 mm sau 30 phút Dụng cụ đo lượng mất nước

7. Lực cắt tĩnh 1 min: từ 20 mg/cm2 đến 30 mg/cm2

10 min: từ 50 mg/cm2 đến 100 mg/cm2

Lực kế cắt tĩnh

8. Tính ổn định < 0,03 g/cm2

9. Độ pH 7 đến 9 Giấy thử pH / Máy đo pH


21

Bảng 2 Chỉ tiêu tính năng hiệu quả của dung dịch bentonite trong quá trình thi công

Đặc tính cần đo Trong khi đào Trước khi đổ bê tông

Khối lượng riêng (g/cm3) 1,05÷1,2 < 1,25

Độ nhớt (giây) 18 đến 45 18 đến 45

Hàm lượng cát (%) < 6 < 6

Độ pH 7 đến 9 7 đến 9

Số lần thử 1 lần / ngày

Đối với dung dịch polymer, các chỉ tiêu được quy định theo Bảng 3 dưới đây:

Bảng 3 Các chỉ tiêu đối với dung dịch polymer

Chỉ tiêu thí nghiệm Mới Trong khi

đào Trước khi đổ bê tông

Khối lượng riêng (g/cm3) 1,00÷1,02 1,00÷1,1 1,00 ÷ 1,1

Độ nhớt (giây) 18 đến 45 18 đến 45 18 đến 45

Hàm lượng cát (%) ≤ 1 ≤ 6 ≤ 6

Độ pH 8 đến 11 8 đến 11 8 đến 11

Số lần thử 1 lần / ngày

Trước khi đổ bê tông nếu kiểm tra mẫu dung dịch dưới đáy cọc được hồi về có tỷ trọng

và độ nhớt vượt quá giá trị tại Bảng 2 đối với bentonite và Bảng 3 đối với polymer thì phải có

biện pháp thổi rửa đáy lỗ khoan để đảm bảo chất lượng cọc.

Lưu ý, khi độ PH quá thấp (nhỏ hơn 7) Polymer dễ bị phân hủy thành nước, khi độ PH

quá cao (lớn hơn 12) Polymer bị hạn chế độ tan, không phát huy được tính năng dẫn đến hao

Polymer.

Quy định về dung dịch Polymer có thể tham khảo TCCS 11:2016/TCĐBVN Bentonit

Polyme – Yêu cầu kỹ thuật, phương pháp thử, thi công và nghiệm thu.

6.3. Kiểm tra lỗ khoan

Kiểm tra độ lệch tim trong khi đào bằng phương pháp dây dọi hoặc thiết bị hiện đại

khác gắn trên máy đào.

Kiểm tra tình trạng lỗ khoan theo các thông số trong Bảng 4. Sai số cho phép của lỗ cọc

do thiết kế quy định và tham khảo Bảng 5.


22

Bảng 4 Các thông số cần kiểm tra về lỗ cọc

Thông số kiểm tra Phương pháp kiểm tra

Tình trạng lỗ cọc - Kiểm tra bằng mặt có đèn rọi

- Dùng siêu âm hoặc camera ghi chụp hình lỗ cọc

Độ thẳng đứng và độ sâu - Theo chiều dài cần khoan và mũi khoan

- Thước dây

- Quả dọi

- Máy đo độ nghiêng

Kích thước lỗ - Calip, thước xếp mở và tự ghi đường kính

- Thiết bị đo đường kính lỗ khoan (dạng cơ, siêu âm…)

Độ lắng đáy lỗ - Thả chuỳ (hình chóp nặng 1 kg)

- Tỷ lệ điện trở

- Điện dung

- So sánh độ sâu đo bằng thước dây trước và sau khi vét, thổi rửa

CHÚ THÍCH: Kích thước lỗ khoan khuyến khích Nhà thầu tự kiểm tra để hoàn thiện

công nghệ, hiện tại trong thực tế chưa bắt buộc phải đo đường kính lỗ (chỉ khống chế chiều

sâu, độ lắng đáy và khối lượng bê tông).

Bảng 5 Sai số cho phép về lỗ khoan cọc

Phương pháp tạo lỗ cọc Sai số đường

kính cọc,

cm

Sai số độ

thẳng

đứng,

%

Sai số vị trí cọc, cm

Cọc đơn, cọc dưới

móng băng theo

trục ngang, cọc

biên trong nhóm

cọc

Cọc dưới móng

băng theo trục

dọc, cọc phía

trong nhóm cọc

Cọc giữ

thành bằng

dung dịch

D < 100 cm -0,1D và ≤ -5 1 D/6 nhưng ≤ 10 D/4 nhưng ≤ 15

D >100 cm -5 10 + 0,01 H 15 + 0,01 H

Đóng hoặc

rung ống

D ≤ 50 cm -2 1 7 15

D > 50 cm 10 15

CHÚ THÍCH 1: Giá trị âm ở sai số cho phép về đường kính cọc chỉ ở tiết diện cọc cá

biệt.

CHÚ THÍCH 2: Sai số về độ nghiêng của cọc xiên không lớn hơn 15 % góc nghiêng

của cọc.

CHÚ THÍCH 3: Sai số cho phép về độ sâu hố khoan ± 10 cm.

CHÚ THÍCH 4: D là đường kính (như đã được định nghĩa ở mục 3.1), H là khoảng

cách giữa cao độ mặt đất thực tế và cao độ cắt cọc trong thiết kế.

CHÚ THÍCH 5: Độ thẳng đứng của cọc được xác định dựa trên độ thẳng đứng của 1

trong 3 cạnh đại diện bất kỳ


23

Hình 6-1 Kiểm tra hình dạng lỗ khoan bằng thí nghiệm Koden

6.4. Kiểm tra cốt thép

Sai số cho phép về lồng cốt thép do thiết kế quy định và tham khảo Bảng 6.

Bảng 6 Sai số cho phép chế tạo lồng thép

Hạng mục Sai số cho phép, mm

1. Khoảng cách giữa các cốt chủ ± 10

2. Khoảng cách cốt đai ± 20

3. Đường kính lồng thép ± 10

4. Độ dài lồng thép ± 50

6.5. Kiểm tra chất lượng bê tông thân cọc

Bê tông trước khi đổ phải lấy mẫu, mỗi cọc lấy 3 tổ mẫu cho ba phần, đầu, giữa và mũi

cọc, mỗi tổ 3 mẫu.

Cốt liệu, nước và xi măng được thử mẫu, kiểm tra theo quy định cho công tác bê tông.

Kết quả nén mẫu được đính kèm theo lý lịch cọc.

Phương pháp siêu âm, tán xạ Gamma, phương pháp động biến dạng nhỏ...và các phương

pháp thử không phá hoại khác có thể được dùng để đánh giá chất lượng bê tông cọc đã thi công.

Các phương pháp khác nhau có thể được chỉ định tuỳ theo mức độ quan trọng của công trình

và áp dụng cho một tỷ lệ các cọc cần kiểm tra theo yêu cầu của Thiết kế. Khối lượng kiểm tra

chất lượng bê tông cọc tối thiểu theo Bảng 7 hoặc theo Chỉ dẫn kỹ thuật thi công nghiệm thu

của dự án..

Cần kết hợp ít nhất 2 phương pháp khác nhau để kiểm tra. Khi cọc có chiều sâu lớn hơn

30 lần đường kính (L/D > 30) thì phương pháp kiểm tra qua ống đặt sẵn được lựa chọn chủ yếu.

Nếu còn nghi ngờ khuyết tật bê tông, cần kiểm tra bằng khoan lấy mẫu để khẳng định khả năng

chịu tải lâu dài của cọc trước khi có quyết định sửa chữa hoặc thay thế. Quyết định cuối cùng

về việc sửa chữa hoặc thay thế cọc sẽ do Thiết kế kiến nghị, Chủ đầu tư chấp thuận. Thí nghiệm

siêu âm tiến hành theo TCVN 9396:2012. Thí nghiệm động biến dạng nhỏ tiến hành theo TCVN

9397:2012.

Phương pháp khoan kiểm tra tiếp xúc đáy cọc với đất tiến hành trong ống đặt sẵn (đường

kính thông thường từ 102 mm đến 114 mm) cao hơn mũi cọc từ 1 m đến 2 m. Số lượng ống đặt

sẵn để khoan lõi đáy cọc theo quy định của Thiết kế, tham khảo Bảng 7. Khi mũi cọc tựa vào

lớp đất cuội hòn lớn dẫn đến có thể bị mất nước xi măng ở phần tiếp xúc đáy cọc với lớp cuội

sỏi, cần thận trọng khi đánh giá chất lượng bê tông cọc, đặc biệt ở phần mũi cọc.


24

Bảng 7 Khối lượng kiểm tra chất lượng cọc

Phương pháp kiểm tra Tỷ lệ kiểm tra tối thiểu, % số cọc

- Siêu âm, tán xạ Gamma có đặt ống trước 10 đến 25

- Khoan lấy lõi (nếu cần thiết) 1 đến 2

- Khoan kiểm tra tiếp xúc mũi cọc-đất 1 đến 3

6.6. Kiểm tra sức chịu tải của cọc đơn

Sức chịu tải của cọc đơn do Thiết kế xác định. Tuỳ theo mức độ quan trọng của công

trình và tính phức tạp của điều kiện địa chất công trình mà thiết kế quy định số lượng và vị trí

cọc cần kiểm tra sức chịu tải.

Số lượng cọc cần kiểm tra sức chịu tải được quy định dựa trên mức độ hoàn thiện công

nghệ của Nhà thầu, mức độ rủi ro khi thi công, tầm quan trọng của công trình. Số lượng cọc

cần kiểm tra tối thiểu tương ứng với mỗi loại đường kính là 1 cọc, số lượng tối đa là 2 % tổng

số cọc. Kết quả thí nghiệm là căn cứ pháp lý để nghiệm thu móng cọc.

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 khó có thể sử dụng phương pháp thử

tĩnh được (cọc trên sông, biển...) thì có thể dùng phương pháp khác như thí nghiệm động biến

dạng lớn (PDA), Osterberg, Statnamic ...

Công tác kiểm tra sức chịu tải cọc Y cần được thực hiện trước khi thi công cọc đại trà.

Kết quả thí nghiệm là một căn cứ để quyết định chiều dài cọc đại trà. Đầu cọc thí nghiệm phải

được thi công có độ cao hơn mặt đất xung quanh từ 20 cm đến 30 cm và được bao quanh bằng

ống thép dày từ 5 mm đến 6 mm, dài khoảng 1 m nhằm đảm bảo đầu cọc không bị nứt hoặc bị

phá hoại cục bộ tại khu vực gia tải trong khi thí nghiệm. Thí nghiệm nén tĩnh tiến hành theo

TCVN 9393:2012, thí nghiệm PDA tiến hành theo TCVN 11321:2016.

6.7. Nghiệm thu

Nghiệm thu công tác thi công cọc được tiến hành dựa trên các hồ sơ sau:

1) Hồ sơ thiết kế được duyệt;

2) Biên bản nghiệm thu trắc đạc định vị trục móng cọc;

3) Kết quả kiểm định chất lượng vật liệu, chứng chỉ xuất xưởng của cốt thép và các loại

vật liệu chế tạo trong nhà máy;

4) Kết quả thí nghiệm mẫu bê tông;

5) Hồ sơ nghiệm thu từng cọc, tham khảo Phụ lục F, thành phần nghiệm thu theo quy

định hiện hành;

6) Hồ sơ hoàn công cọc có thuyết minh sai lệch theo mặt bằng và chiều sâu cùng các

cọc bổ sung, và các thay đổi thiết kế khác đã được chấp thuận;

7) Các kết quả thí nghiệm kiểm tra độ toàn khối của cọc (siêu âm, thí nghiệm biến dạng

nhỏ (PIT)...) theo quy định của Thiết kế;

8) Các kết quả thí nghiệm kiểm tra sức chịu tải của cọc.


25

6.8. Các biện pháp an toàn lao động

Công tác an toàn lao động cần tuân theo TCVN 5308:1991 và các quy định an toàn hiện

hành có liên quan.

Tất cả các loại máy móc, thiết bị vận hành phải tuyệt đối tuân theo quy trình thao tác và

quy trình an toàn, đặc biệt là quy trình an toàn cho xe cẩu và máy khoan.

Lắp dựng hệ thống biển báo khu vực nguy hiểm, khu vực cọc vừa mới đổ xong bê tông,

cấm di chuyển qua các khu vực này.

Khi bị tắc ống đổ bê tông, Nhà thầu phải có phương án xử lý được Thiết kế chấp thuận

và chỉ được xử lý theo lệnh của người chỉ huy chung.


26

Phụ lục A

(Tham khảo)

Quy trình thiết kế


27

Phụ lục B

(Tham khảo)

Tính toán sức chịu tải cọc Y theo đất nền trong công trình cầu

a. Tổng quát

Sức kháng danh định của cọc được xác định theo trạng thái giới hạn cường độ bao gồm:

- Sức kháng chịu nén dọc trục,

- Sức kháng kéo nâng dọc trục,

- Cọc xuyên thủng từ lớp đất rắn vào lớp đất yếu hơn ở phía dưới,

- Sức kháng theo phương ngang của đất nền qua các lớp đất và đá,

- Sức kháng khi xói xảy ra,

- Sức kháng dọc trục khi có lực kéo xuống và

- Sức kháng theo kết cấu.

b. Sức kháng đỡ của cọc chữ Y chịu tải trọng dọc trục

Sức kháng tính toán của cọc đơn RR được tính như sau:

𝑅 = 𝜑𝑅𝑛 = 𝜑𝑞𝑝𝑅𝑝 + 𝜑𝑞𝑠𝑅𝑠

với:

Rp = qp Ap

Rs = qs As

trong đó:

q = hệ số sức kháng của một cọc đơn, dùng cho các phương pháp không phân

biệt giữa sức kháng riêng rẽ của mũi cọc và thân cọc, tra Bảng B- 1.

Rp = sức kháng chống danh định tại chân cọc khoan (N)

Rs = sức kháng danh định theo ma sát thành bên thân cọc (N)

qp = sức kháng chống chân cọc đơn vị (MPa)

qs = sức kháng ma sát thành bên cọc đơn vị (MPa)

As = diện tích thành bên cọc (mm2)

Ap = diện tích đáy chân cọc (mm2)

qp = hệ số sức kháng chống chân cọc qui định trong Bảng B- 1.

qs = hệ số sức kháng chống chân cọc qui định trong Bảng B- 1.

Bảng B- 1 Các hệ số sức kháng của các trạng thái giới hạn cường độ địa kỹ thuật

trong cọc chịu tải trọng dọc trục

Phương pháp/ Đất/ Điều kiện Hệ số

Sức kháng danh định chịu nén

dọc trục của cọc đơn φstatic

Sức kháng thành bên Phương pháp α (Brown và

cộng sự, 2010 ) 0,45

Sức kháng chân cọc

trên đất sét

Phương pháp ứng suất toàn

phần (Brown và cộng sự,

2010 )

0,4

Sức kháng thành bên

trong đất cát

Phương pháp β Brown và

cộng sự,2010) 0,55


28

Phương pháp/ Đất/ Điều kiện Hệ số


trong cát Brown và cộng sự, (2010) 0,5

Sức kháng thành bên

trong đá biến tính dính

kết IGMs

Brown và cộng sự, (2010) 0,60


trong đá biến tính dính

kết IGMs


Ma sát thành bên trong

đá

Kulhawy và cộng sự (2005)


Ma sát thành bên trong

đá Carter và Kulhawy (1988) 0,50


trong đá

Hội Địa kỹ thuật Canada

(1985)

Phương pháp đo áp lực Hội

Địa kỹ thuật Canada (1985)

Brown và cộng sự, (2010)

0,50

Phá hoại móng khối quy ước φb1 Sét 0.55

Sức kháng nhổ của cọc đơn, φup

Sét Phương pháp α

(Brown và cộng sự, 2010) 0,35

Cát Phương pháp β

(Brown và cộng sự, 2010) 0,45

Đá Kuhawy và cộng sự (2005)


Sức kháng nhổ nhóm cọc φuq Cát và sét 0,45

Sức kháng đất nền theo phương

ngang của cọc đơn và nhóm cọc Tất cả các loại đất 1,0

Thử tải tĩnh (Chịu nén) φload Tất cả các loại đất 0.70

Thử tải tĩnh (Chịu nhổ)φupload Tất cả các loại đất 0.60

c. Xác định sức kháng của cọc Y trong đất dính

Cọc trong đất dính nên được thiết kế bằng phương pháp ứng suất tổng cộng và ứng suất

có hiệu tương ứng với điều kiện chịu lực không thoát nước và có thoát nước.

Các hệ số sức kháng đối với sức kháng bên và sức kháng mũi cọc được quy định trong

Bảng B- 1.

c-i. Sức kháng ma sát thành bên

Sức kháng bên đơn vị danh định (MPa) cho cọc Y trong đất dính chịu tải dưới điều kiện

tải trọng không thoát nước có thể tính như sau:

𝑞𝑠 = 𝛼𝑆𝑢

Trong đó:

= 0,55 khi Su / Pa ≤ 1,5

= 0,55 − 0,1 (𝑆𝑢

𝑃𝑎− 1,5) khi 1,5 < Su / Pa ≤ 2,5

Su = cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa)

= hệ số dính kết

Pa = áp suất không khí (=1,01MPa)


29

Phần 1500 mm trên cùng cọc Y sẽ không được tính để đóng góp vào sự phát triển của

sức kháng thông qua ma sát bề mặt (xem minh hoạ trong Hình B- 1)

Khi để lại ống vách thép lâu dài, phải điều chỉnh giá trị sức kháng thành bên theo

chiều dài ống vách và phương pháp hạ ống vách.

Hình B- 1 Phần không xem xét trong tính toán ma sát thành bền (Brown 2010)

c-ii. Sức kháng chống chân cọc Y

Đối với cọc chịu tải trọng dọc trục trong đất dính, sức kháng đơn vị danh định chân cọc

qp xác định theo phương pháp ứng suất tổng cộng của Brown và cộng sự đề xuất theo Phương

trình sau:

𝑞𝑝 = 𝑁𝑐𝑆𝑢 ≤ 4𝑀𝑃𝑎

Ở đây:

Nc = 6[1 + 0,2(Z/D)] ≤ 9

Trong đó:

D = đường kính cọc (mm)

Z = độ chôn sâu của cọc (mm)

Su = cường độ kháng cắt không thoát nước (MPa)

Giá trị của Su phải được xác định từ kết quả thí nghiệm hiện trường hoặc trong phòng

thí nghiệm của các mẫu nguyên dạng lấy trong phạm vi chiều sâu 2.0 lần đường kính phía dưới

đáy chân cọc. Nếu đất trong giới hạn 2.0 đường kính cọc có Su < 0,024 MPa, giá trị của Nc sẽ

phải nhân với hệ số 0,67.

d. Xác định sức kháng của cọc Y trong đất rời

d-i. Tổng quát

Thiết kế cọc trong nền đất rời thực hiện theo phương pháp ứng suất có hiệu cho điều

kiện chịu tải thoát nước hoặc bằng phương pháp thực nghiệm theo các số liệu kết quả thí nghiệm

tại hiện trường.


30

d-ii. Sức kháng thân cọc Y

Sức kháng danh định ma sát thành bên của cọc xác định theo phương pháp β sẽ tính như

sau:

𝑞𝑠 = 𝛽𝜎𝑣′

Trong đó:

𝛽 = (1 − 𝑠𝑖𝑛𝜑𝑓′ ) (

𝜎𝑝,

𝜎𝑣′)

𝑠𝑖𝑛𝜑𝑓′

𝑡𝑎𝑛𝜑𝑓′

Ở đây:

𝛽 = 𝐻ệ 𝑠ố 𝑡𝑟𝑢𝑦ề𝑛 𝑡ả𝑖

𝜑𝑓′ = 𝑔ó𝑐 𝑚𝑎 𝑠á𝑡 𝑐ủ𝑎 𝑙ớ𝑝 đấ𝑡 𝑟ờ𝑖 (độ)

𝜎𝑝′ = ứ𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑐ó ℎ𝑖ệ𝑢 𝑡𝑖ề𝑛 𝑐ố 𝑘ế𝑡

𝜎𝑣′ = ứ𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑡ℎẳ𝑛𝑔 đứ𝑛𝑔 𝑐ó ℎ𝑖ệ𝑢 ở 𝑔𝑖ữ𝑎 𝑙ớ𝑝 đấ𝑡

Góc ma sát có hiệu của đất hiệu chỉnh dùng trong các phương trình trên được xác định

như sau:

𝜑𝑓 = 27,5 + 9,2𝑙𝑜𝑔[(𝑁1)60]

Ở đây:

(𝑁1)60 = 𝐺𝑖á 𝑡𝑟ị 𝑆𝑃𝑇 ℎ𝑖ệ𝑢 𝑐ℎỉ𝑛ℎ 𝑡ℎ𝑒𝑜 ứ𝑛𝑔 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑐ó ℎ𝑖ệ𝑢 𝑐ủ𝑎 𝑡ầ𝑛𝑔 đấ𝑡 𝑝ℎủ 𝑝ℎí𝑎 𝑡𝑟ê𝑛

Ứng suất tiền cố kết trong Phương trình 91 có thể được xác định gần đúng theo tương

quan với giá trị N của SPT như sau.

Với đất cát:

𝜎𝑣′

𝑝𝑎= 0,47(𝑁60)𝑚

Trong đó:

𝑚 = 0,6 𝑣ớ𝑖 𝑐á𝑡 𝑐ó 𝑡ℎà𝑛ℎ 𝑝ℎầ𝑛 𝑡ℎạ𝑐ℎ 𝑎𝑛ℎ 𝑠ạ𝑐ℎ

𝑚 = 0,8 𝑣ớ𝑖 𝑐á𝑡 𝑏ộ𝑡 𝑣à đấ𝑡 𝑏ộ𝑡

𝑝𝑎 = á𝑝 𝑠𝑢ấ𝑡 𝑘ℎô𝑛𝑔 𝑘ℎí (= 1,101 𝑀𝑃𝑎)

Với sỏi:

𝜎𝑣′

𝑝𝑎= 0,15(𝑁60)

Nếu ống vách để lại vĩnh viễn thì sức kháng ma sát thành bên phải điều chỉnh tùy theo

phương pháp hạ ống vách. Trong trường hợp ống vách hạ bằng búa đóng cọc, lấy đất ra, ống

vách để lại vĩnh viễn thì sức kháng thành bên được xác định như cọc đóng.

d-iii. Sức kháng chống chân cọc

Sức kháng chống danh định chân cọc trong đất rời theo phương pháp do Brown và cộng

sự đề xuất được xác định như sau:

Khi N60<50 thì qp=0,057N60

Trong đó N60 là số búa SPT đã hiệu chỉnh theo năng lượng có hiệu của búa (số nhát

búa/300mm).


31

Giá trị qp ở trên chỉ giới hạn nhỏ hơn 3MPa, trừ khi có kết quả thử tải có thể được lấy

cao hơn.

e. Cọc tựa trên nền đất rắn phủ trên lớp đất yếu

Khi cọc tựa trên nền đất cứng phủ trên một lớp đất yếu hơn, sức kháng chân cọc phải

chiết giảm nếu đáy chân cọc nằm trong phạm vi khoảng cách 1,5 lần đường kính cọc (1,5B)

tính từ đỉnh lớp đất yếu hơn. Dùng phương pháp bình quân gia quyền để xây dựng sự thay đổi

tuyến tính sức kháng chân cọc từ giá trị sức kháng chân cọc của lớp đất cứng hơn tại vị trí cách

đỉnh của lớp đất yếu hơn 1,5B đến giá trị sức kháng chân cọc của lớp đất yếu hơn tại đỉnh của

lớp đất yếu hơn.

f. Sức kháng cọc Y trong đá

f-i. Tổng quát

Cọc chịu tải trọng nén phải được thiết kế để chịu được tải trọng tính toán nhờ các yếu

tố sau:

- Trượt của thành bên huy động ma sát mặt bên vào thành của hố đá, hay

- Chống vào đá ở mặt đáy chân cọc

- Tổng hợp cả hai thành phần trên

Thiết kế cọc trong nền đá chỉ dựa vào ma sát thành bên chỉ khi không có điều kiện làm

sạch đáy và kiểm tra hố đào.

Thiết kế cọc Y trong nền đá như cọc chống (chỉ tính sức kháng chống chân cọc) khi cọc

xuyên qua các lớp đất phủ có cường độ thấp kể cả đá phong hóa đi vào lớp đá nằm bên dưới.

Khi cọc đi vào lớp đá nhưng trong qúa trình thi công không kiểm soát được chất lượng bề mặt

nhám của thành hố đào, thì khi xác định sức kháng của cọc trong nền đá cũng bỏ qua thành

phần sức kháng ma sát thành bên, chỉ tính thành phần lực chống chân cọc.

Trong các trường hợp cọc xuyên sâu vào nền đá rắn chắc, kiểm soát tốt chất lượng thi

công thì sức kháng của cọc trong nền đá được tính với cả hai thành phần ma sát thành bên và

sức kháng chống chân cọc.

f-ii. Sức kháng thành bên

Đối với cọc chôn chân vào đá, thi công bằng các thiết bị thông thường, sức kháng ma

sát thành bên đơn vị, tính bằng MPa được tính bằng phương trình sau:

𝑞𝑠

𝑝𝑎= 𝐶√

𝑞𝑢

𝑝𝑎

Trong đó:

Pa = áp suất không khí (=1,01MPa)

C = hệ số suy giảm, thường lấy bằng 1

qu = cường độ nén dọc trục của đá (MPa)

Nếu cường độ chịu nến dọc trục của đá ở thành lỗ khoan cọc lớn hơn cường độ bê tông

cọc thì lấy giá trị cường độ nén của bê tông f’c thay cho qu.


32

Đối với cọc chôn chân vào đá nứt vỡ quá nhiều, khi tạo lỗ phải dùng các biện pháp

chống đỡ phụ trợ như dùng ống vách hay phải bơm vữa trước khi đào thì sức kháng ma sát

thành bên đơn vị, tính bằng MPa, xác định như sau:

𝑞𝑠

𝑝𝑎= 0,65𝛼𝐸√

𝑞𝑢

𝑝𝑎

Hệ số điều chỉnh do nứt 𝛼𝐸 lấy theo Bảng B-2 theo RQD và tình trạng bề mặt nứt của

đá.

Bảng B- 2 Giá trị hệ số sức 𝜶𝑬 (O’Neill và Reese, 1999)

RQD (%)

Hệ số điều chỉnh do nứt, αE

Khe nứt đá khép kín

Khe nứt hở hoặc có trét mùn

100 1,00 0,85

70 0,85 0,55

50 0,60 0,55

30 0,50 0,50

20 0,45 0,45

f-iii. Sức kháng chân cọc

Sức kháng chống chân cọc được tính như sau:

- Nếu đá dưới đáy chân cọc trong phạm vi chiều sâu 2,0B là đá liền khối hoặc có khe nứt

nhỏ, không có vật liệu chèn lấp trong khe nứt và chiều sâu ngậm chân cọc trong đá lớn hơn

1,5B: 𝑞𝑝 = 2,5𝑞𝑢.

- Nếu đá dưới chân cọc trong phạm vi chiều sâu 2,0B, đá không liền khối, có các khe nứt

theo các hướng ngẫu nhiên, sức kháng tối thiểu có thể lấy bằng:

𝑞𝑝 = 𝐴 + 𝑞𝑢 [𝑚𝑏 (𝐴

𝑞𝑢) + 𝑠]

𝑎

Trong đó:

𝐴 = 𝜎𝑣𝑏′ + 𝑞𝑢 [𝑚𝑏

(𝜎𝑣𝑏′ )

𝑞𝑢]

𝑎

Ở đây

𝜎𝑣𝑏′ = ứng suất thẳng đứng có hiệu ở cao độ chân cọc

s, a và mb = các thông số cường độ Hook-Brown của đá có khe nứt xác định theo GSI

(quy định ở điều 4.6.4, phần 10, TCVN 11823:2017)

qu = cường độ nén nở hông của đá (MPa)

f-iv. sức kháng tổng hợp thành bên và chân cọc

Phải kiểm soát chất lượng thi công, đảm bảo đáy hố đào được vệ sinh sạch và phẳng

trước khi đổ bê tông để bắt buộc huy động sức kháng chống chân cọc.

Có thể không tính đến ma sát thành bên khi xác định sức kháng của cọc trong các trường

hợp:

- Do tính chất suy-ứng biến của đá làm cho bề mặt đá bị vụn kém liên kết ở thành hố đào;


33

- Thành hố đào trong lớp đá biến chất phong hóa của các loại đá chứa sét;

- Không kiểm soát được độ nhám ở bề mặt thành hố đào do tính ròn của đá.

g. Sức kháng của cọc trên nền đá mềm IMGs

Xác định sức kháng của cọc trong nền có đặc điểm địa chất trung gian giữa đất và đá

(đá mềm IGM) theo phương pháp của Brown và cộng sự đề xuất (năm 2010), chỉ dẫn tại phụ

lục B của phần 10 trong TCVN11823:2017.

h. Thử tải trọng cọc

Nếu thực hiện thử tải cọc tiến hành trong điều kiện đất đại diện cho vùng đất sẽ thi công,

các vật liệu dùng cho cọc cùng loại vật liệu sẽ sử dụng để thi công. Phương pháp thử thực hiện

theo các qui định của ASTM D 1143. Thử tải cọc theo phương pháp thử nhanh, trừ khi cần lấy

số liệu chi tiết quan hệ Biến dạng - Tải trọng theo thời gian dài thì tiến hành thử theo phương

pháp tiêu chuẩn.

Sức kháng danh định được xác định theo sự phá hoại xác lập theo một trong các định

nghĩa sau:

- Cọc bị tụt xuống (khi chỉ với gia tải nhỏ 1x104 N, cọc lún không dừng), hoặc

- Tổng độ lún hoặc nâng có giá trị bằng năm phần trăm đường kính cọc nếu không xảy ra

hiện tượng tụt cọc.

Hệ số sức kháng cho cọc chịu nén dọc trục hoặc chịu kéo lấy theo qui định ở Bảng B-

1.

Khi sử dụng kết quả thử tải để thi công các cọc khác không được thử tải, bằng cách hiệu

chỉnh kết quả tính phân tích sức kháng cọc theo kết quả thử tải. Phương pháp hiệu chỉnh này

lại được dùng cho các cọc lân cận khác trong phạm vi cao độ chân cọc yêu cầu có xét đến sự

thay đổi địa tầng ở vị trí các cọc được xây dựng. Số lượng cọc thử yêu cầu và vị trí cọc thử tải

theo qui định như sau:

- Thí nghiệm động với sự tương thích và phù hợp tín hiệu, số lượng thí nghiệm được thực hiện

để điều chỉnh hệ số sức kháng tùy thuộc vào sự thay đổi đặc trưng và phân tầng địa chất ở vị trí

thí nghiệm ảnh hưởng tới kết quả thí nghiệm.

- Vị trí thí nghiệm được quy định là vị trí dự án hoặc là một nơi thuộc dự án khi điều kiện

nền có thể đại diện sự giống nhau về địa tầng nghĩa là thứ tự các lớp đất, chiều dày, lịch sử hình

thành địa tầng, đặc trưng cơ lý của đất và điều kiện nước ngầm.

- Vị trí địa chất được qui định ở đây có thể chỉ là một phần diện tích trên đó các kết cấu

hoặc một kết cấu tọa lạc. Đối với các vị trí mà điều kiện địa tầng thay đổi nhiều hơn thì khái

niệm vị trí có thể qui định chỉ cho một cọc đơn.

i. Sức kháng nhóm cọc

i-i. Tổng quát

Phải đánh giá sự chiết giảm sức kháng do hiệu ứng nhóm cọc.

i-ii. Nhóm cọc trong đất dính

Trường hợp nhóm cọc đặt trong nền đất sét, sức kháng dọc trục danh định của nhóm

cọc sẽ được lấy theo giá trị nhỏ hơn trong các giá trị sau:

- Tổng sức kháng danh định của từng cọc đơn trong nhóm, hoặc


34

- Sức kháng danh định của khối móng tương đương bao gồm các cọc và khối đất cọc bao

quanh

Nếu bệ cọc không tiếp xúc chắc chắn với đất và nếu đất ở bề mặt yếu, sức kháng của

từng cọc đơn trong nhóm sẽ được nhân với hệ số có hiệu η, như sau:

- η =0,65 khi khoảng cách tim tới tim của cọc bằng 2,5 lần đường kính cọc

- η = 1,0 khi khoảng cách tim tới tim của cọc bằng 6,0 lần đường kính cọc

Đối với những giá trị khoảng cách tim cọc trung gian, giá trị η có thể được xác định

theo phương pháp nội suy tuyến tính.

Nếu bệ cọc tiếp đất chắc chắn, thì không cần phải chiết giảm có hiệu. Còn nếu bệ cọc

tiếp đất không chắc chắn nhưng đất cứng, cũng không cần phải chiết giảm có hiệu.

Hệ số sức kháng cho sức kháng nhóm của một trụ tương đương hay một móng khối

tương đương lấy theo qui định trong Bảng B- 1 cho các trường hợp bệ cọc có tiếp xúc với đất

hoặc không.

Hệ số sức kháng cho nhóm cọc có sức kháng được tính bằng tổng sức kháng của các

cọc đơn lấy chính bằng hệ số của các cọc riêng rẽ.

i-iii. Nhóm cọc trong đất rời

Sức kháng danh định của từng cọc đơn trong một nhóm cọc phải được chiết giảm với

hệ số điều chỉnh η qui định trong Bảng B- 3.

Với các cự ly giữa tim các cọc ở trị số trung gian giá trị, η tính theo nội suy tuyến tính.

Bảng B- 3 Hệ số chiết giảm nhóm của cọc trong đất cát

Hình dạng

nhóm cọc

Cự ly giưa tim

các cọc Các điều kiện đặc biệt

Hệ số chiết giẩm

do hiệu ứng

nhóm cọc

Một hàng cọc

2D 0,9

3D hoặc lớn

hơn 1,0

Nhiều hàng

cọc

2,5D 0,67

3D 0,8

4D hoặc lớn

hơn 1,0

Một hàng cọc

và nhiều hàng

cọc

2D hoặc lớn

hơn

Bệ cọc tiếp xúc với đất chặt hoặc chặt

trung bình và không có sói dưới đáy bệ 1,0

Một hàng cọc

và nhiều hàng

cọc

2D hoặc lớn

hơn

Có bơm vữa dọc theo thành bên để khôi

phục sự mất mát áp lực thành bên do

khoan cọc và bơm vữa vào chân cọc.

1,0

i-iv. Nhóm cọc trên nền đất rắn phủ trên lớp đất yếu bên dưới

Khi nhóm cọc tựa trên nền đất cứng phủ trên lớp đất yếu là loại đất dính thì phải đánh

giá sức kháng chiụ nén của khối nhóm cọc với việc kiểm toán chọc thủng nhóm cọc vào lớp đất

yếu hơn bên dưới.


35

j. Sức kháng nhổ của cọc

j-i. Tổng quát

Sức kháng nhổ cần được xem xét khi tải trọng hướng lên trên tác động lên các cọc Y.

Các cọc chịu các lực nhổ phải được nghiên cứu về sức kháng nhổ đối với cường độ kết cấu của

bản thân cọc cũng như đối với cường độ của liên kết giữa cọc và các cấu kiện đỡ khác chẳng

hạn như bệ cọc.

j-ii. Sức kháng nhổ của cọc đơn

Sức kháng nhổ của cọc Y đơn có thể ước tính theo cách tương tự như sức kháng bên đối

với cọc chịu nén được quy định tại các Mục c và Mục d.

Hệ số sức kháng đối với khả năng chịu nhổ của cọc phải lấy như quy định trong Bảng

B- 1.

j-iii. Sức kháng nhổ của nhóm cọc

Sức kháng nhổ tính toán của nhóm cọc tính bằng N, phải được tính như sau:

RR = Rn = ug Rug

ở đây:

ug = hệ số sức kháng quy định trong Bảng B- 1

Rug = khả năng kháng nhổ danh định của nhóm cọc (N)

Sức kháng nhổ, Rug của nhóm cọc phải được lấy số nhỏ hơn trong:

- Tổng của sức kháng nhổ của cọc đơn, hoặc;

- Khả năng kháng nhổ của nhóm cọc được xem như là một khối.

Đối với nhóm cọc trong đất rời. Trọng lượng của khối móng chịu nhổ có hình dạng được

xác định theo nguyên tắc phân bố tải trọng trong hình khối nêm có tỷ lệ vát góc 4:1 (Thẳng

đứng: Ngang) tính từ đáy của nhóm cọc, như minh họa trong Hình B- 2. Trong trường hợp có

phần khối đất nằm dưới mực nước ngầm, cần tính toán trọng lượng đẩy nổi cho phần đất bên

dưới mực nước ngầm.

Trong đất dính, khối kháng lại lực nhổ khi cắt không thoát nước sẽ được xác định theo

Hình B- 3. Lực kháng nhổ danh định có thể tính như sau:

𝑅𝑛 = 𝑅𝑢𝑔 = (2𝑋𝑍 + 2𝑌𝑍)𝑆𝑈̅̅ ̅ + 𝑊𝑔

Ở đây:

X = chiều rộng của nhóm, cho trong Hình B- 3 (mm)

Y = chiều dài của nhóm, cho trong Hình B- 3 (mm)

Z = chiều sâu của khối đất dưới bệ cọc, cho trong Hình B- 3 (mm)

Su = cường độ kháng cắt không thoát nước trung bình dọc theo thân cọc (MPa)

Wg = trọng lượng của khối đất, cọc và bệ cọc (N)

Hệ số sức kháng cho khả năng kháng nhổ danh định của nhóm cọc, Rug được xác định

như là tổng các lực kháng nhổ của các cọc đơn, và được tính giống như cách tính cho khả năng

kháng nhổ của cọc đơn cho trong Bảng B- 1.

Hệ số sức kháng cho khả năng kháng nhổ của nhóm cọc được xem như là một khối được

cho trong Bảng B- 1 tương ứng với nhóm cọc trong đất sét và trong cát.


36

Khèi ®Êt do

nhãm cäc

nhæ lªn

Hình B- 2 Lực nhổ của nhóm cọc đặt gần nhau trong đất rời (theo Tomlinson, 1987)

Khèi ®Êt donhãm cäcnhæ lªn

Hình B- 3 Lực nhổ của nhóm cọc trong đất dính (theo Tomlinson, 1987)

j-iv. Thử tải cọc chịu nhổ

Sức kháng chịu nhổ của cọc đơn có thể được xác định thông qua thí nghiệm tải trọng

tĩnh. Nếu thí nghiệm chịu nhổ tĩnh được thực hiện, phải tuân theo quy trình qui định của tiêu

chuẩn ASTM D 3689 hoặc tương đương. Nếu thực hiện thử động với tín hiệu tương hợp thì

tiến hành theo qui định của tiêu chuẩn ASTM D 4945. Khi sử dụng kết quả thử động với tín

hiệu tương hợp để xác định khả năng chịu nhổ của cọc thì chỉ được lấy nhiều nhất 80% giá trị

kết quả thử động.

Các kết quả thí nghiệm tải trọng tĩnh nhổ cọc được sử dụng để hiệu chuẩn phương pháp

phân tích tĩnh, nghĩa là tính ngược lại các đặc tính đất, để hiệu chỉnh sức kháng chịu nhổ tính

toán cho các địa tầng khác nhau. Tiêu chí chiều sâu ngàm cọc tối thiểu để đạt được sức kháng

chịu nhổ mong muốn được xác định dựa trên sức kháng chịu nhổ tính toán theo các kết quả thí

nghiệm tải trọng cọc.

k. Sức kháng danh định cọc chịu lực ngang

Phải đánh giá sức kháng danh định của móng cọc chịu lực ngang theo điều kiện địa chất

cùng với các đặc tính kết cấu. Sức kháng chịu lực ngang của đất theo chiều sâu các cọc được

mô hình hóa bằng đường cong P-y, xây dựng theo điều kiện các loại đất có tại vị trí móng.


37

Các tải trọng tác dụng là các tải trọng tính toán (tải trọng có hệ số), bao gồm tải trọng

ngang và tải trọng thẳng đứng. Việc phân tích có thể được thực hiện đối với cọc đơn đại diện

với điều kiện biên ở đầu cọc thích hợp hoặc được thực hiện với toàn bộ nhóm cọc. Các đường

cong P-y phải được hiệu chỉnh để xét đến hiệu ứng nhóm cọc. Hệ số P tại Bảng B- 4 được sử

dụng để hiệu chỉnh các đường cong. Nếu bệ cọc luôn ngập trong đất, sức kháng ngang P-y của

đất trên bề mặt bệ cọc được tính thêm vào sức kháng phương ngang.

Bảng B- 4 Hệ số Pm xét đến sự ảnh hưởng cản ngang của nhiều hàng cọc

Khoảng cách giữa các tim cọc

(theo hướng chịu lực)

Hệ số Pm

Hàng 1 Hàng 2 Hàng 3 hoặc hàng

cao hơn

3B 0,8 0,4 0,3

5B 1,0 0,85 0,7

Hướng tải trọng và khoảng cách như miêu tả trên Hình B- 4. Nếu hướng tải trọng cho

một hàng của các cọc vuông góc với hàng (chi tiết phía dưới của hình vẽ) thì chỉ sử dụng hệ

số chiết giảm nhóm cọc nhỏ hơn 1 nếu khoảng cách giữa các cọc là 5B hoặc nhỏ hơn. Nghĩa

là Pm có giá trị 0,8 khi khoảng cách giữa các cọc là 3B như trên Hình B- 4.

Hình B- 4 Định nghĩa chiều đặt tải và cự ly cọc để xét hiệu ứng nhóm cọc


38

Phải quy định rõ trong hồ sơ thiết kế chiều sâu ngập trong đất tối thiếu của cọc cần đạt

tới để có độ ngàm cố định. Để tính chiều sâu này, tải trọng tác dụng được tính theo quy định tại

Phần 3 TCVN 11823:2017; hệ số sức kháng đất lấy bằng 1,0 như theo quy định tại Bảng B- 1.

Nếu không đạt được độ ngàm cứng, phải bổ xung thêm cọc và thâm chí cả cọc có đường

kính lớn hơn nếu có thể đóng cọc xuống được độ sâu yêu cầu, hoặc cự ly giữa các cọc trong

nhóm sẽ được tăng khoảng cách rộng hơn để có đủ sức kháng lực ngang. Trong khi thiết kế,

nếu độ ngàm cố định không đạt được, cần phải xem xét đến cọc không có điểm ngàm.

Sức kháng lực ngang của cọc đơn có thể được xác định bằng thí nghiệm tĩnh. Nếu thí

nghiệm tĩnh phương ngang được tiến hành, phải theo qui định của Tiêu chuẩn ASTM D 3966

hoặc tương đương.

Thiết kế các cọc chịu tải trọng ngang phải xét đến các ảnh hưởng của tương tác giữa cọc

và đất bao quanh các cọc trong nhóm.

Khi có nhóm cọc làm việc thì các cọc phải ngàm cứng trong bệ.


39

Phụ lục C

(Tham khảo)

Các giới hạn về độ lún

Quy định về giới hạn độ lún của chỉ dẫn thiết kế cầu Bang Washington (Hoa Kỳ)

Độ lún đều tổng thể

của móng

Độ chênh lún giữa các

móng trong phạm vi

30,48m

Ứng xử

H25,4mm

H30,4819,05mm

Cho phép thiết kế và thi công

25,4mm<Hmm

19,05mm<H30,48mm

Phải chứng minh độ lún này

không gây ra bất kỳ ảnh hưởng

nào quá mức cho phép của các bộ

phận kết cấu

Hmm

H30,48mm

Phải báo cáo Chủ đầu tư và cơ

quan quản lý nhà nước chuyên

ngành xem xét, chấp thuận

Độ lún giới hạn trung bình của móng nhà hoặc công trình được quy định theo TCVN

9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình, hoặc Phụ lục E của TCVN 10304:2014

Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế, như sau:

Quy định về biến dạng giới hạn của nền nhà và công trình dân dụng

Công trình

Biến dạng giới hạn của nền móng

Độ lún lệch

tương đối

Độ

nghiêng

Độ lún tuyệt đối 𝑺𝒈𝒉

hoặc độ lún

s/L iu trung bình �̅�𝒈𝒉

cm

1. Nhà sản xuất, nhà dân dụng

một tầng và nhà nhiều tầng kết

cấu khung:

-

- Khung Bê tông cốt thép; 0,002 10

- Khung Bê tông cốt thép có thêm

giằng BTCT hoặc sàn mái toàn

khối và công trình toàn khối

0,003 15

- Khung thép 0,004 15

- Khung thép có thêm giằng

BTCT hoặc sàn mái toàn khối 0,005 18

2. Nhà và công trình không xuất

hiện thêm nội lực trong kết cấu

khi chịu lún lệch

0,006 20

3. Nhà nhiều tầng không có kết

cấu khung, kết cấu chịu lực là: -


40

Công trình


Độ lún lệch

tương đối

Độ

nghiêng


hoặc độ lún


cm

- Các panel lớn 0,0016 12

- Các khối lớn hoặc khối gạch xây

không cốt thép 0,0020 12

- Như trên, nhưng được gia cường,

trong đó có giằng BTCT hoặc mái

toàn khối cũng như nhà kết cấu

toàn khối

0,0024 18

4. Công trình dạng ống kết cấu

BTCT:

-

- Nhà sản xuất và silo kết cấu toàn

khối trên một tấm móng; 0,003 40

- Như trên cho kết cấu lắp ghép 0,003 30

- Silo kết cấu toàn khối đứng độc

lập 0,004 40

- Như trên, kết cấu lắp ghép 0,004 30

5. Ống khói chiều cao H, m:

-

H < 100 0,005 40

100 < H < 200 1/(2H) 30

200 < H < 300 1/(2H) 20

H>300 1/(2H) 10

6. Công trình két câu cứng cao

đèn 100 m, trừ các công trình ở

trong điểm 4 và 5

0,004 20

7. Công trình ăng ten liên lạc:

- Thân tháp được ngàm với đát 0,002 20

- Như trên, cách điện 0,001 10

- Trạm radio 0,002

- Trạm phát thanh sóng ngắn 0,0025

- Trạm riêng lẻ 0,002

8. Trụ đường giây tải điện trên

không:

- -

- Trụ trung gian 0,003


41

Công trình


Độ lún lệch

tương đối

Độ

nghiêng


hoặc độ lún


cm

- Trụ neo, neo góc, trụ góc trung

gian, trụ ở vòng cung, trụ các thiết

bị phân phối kiểu hở

0,0025

- Trụ trung chuyển đặc biệt 0,002

CHÚ THÍCH:

1) Trị giới hạn độ lún Sgh dùng cho các công trình xây dựng trên các móng riêng lẻ trên

nền tự nhiên (nhân tạo) hoặc trên móng cọc có các đài cọc riêng lẻ (băng cọc hoặc móng

cọc dưới cột ...).

2) Trị giới hạn độ lún trung bình 𝑆̅gh dùng cho các công trình xây dựng trên móng toàn

khối BTCTcho kết cấu liên tục (băng giao nhau hoặc móng bè trên nền tự nhiên hoặc nền

nhân tạo, móng cọc có đài dạng bè liên tục, móng bè - cọc ...).


42

Phụ lục D

(Tham khảo)

Biến dạng oằn của cọc

Đối với các công trình nói chung, khi tính toán theo cường độ vật liệu, cho phép xem

cọc như một thanh ngàm cứng trong đất tại tiết diện nằm cách đáy đài một khoảng l1 xác định

theo công thức:

𝑙1 = 𝑙0 +2

𝛼𝜀

Trong đó:

+ 𝑙0 là chiều dài đoạn cọc tính từ đáy bệ (đài cọc) đến cao độ san nền (hay mặt đất tự

nhiên);

+ 𝛼𝜖 là hệ số biến dạng, đơn vị 1/m, được xác định theo công thức

𝛼𝜀 = √𝑘𝑏𝑝

𝛾𝑐𝐸𝑝𝐼𝑝

5

o 𝑘 là hệ số tỷ lệ, tính bằng KN/m4, phụ thuộc vào loại đất bao quanh cọc, tra theo Bảng

dưới đây;

o 𝑏𝑝 là chiều rộng quy ước của cọc, tính bằng mét, đối với cọc có đường kính d tối thiểu

0,8 m 𝑏𝑝 = 𝑑 + 1; đối với các trường hợp còn lại 𝑏𝑝 = 1,5𝑑 + 0,5 ;

o 𝐸𝑝 là mô-đun đàn hồi của vật liệu làm cọc, tính bằng kPa;

o 𝐼𝑝 là mô-men quán tính của tiết diện ngang cọc cọc, tính bằng 𝑚4;

o 𝛾𝑐 là hệ số điều kiện làm việc (đối với cọc độc lập lấy bằng 3);

o 𝑑 là đường kính cọc, đã được định nghĩa ở mục 3.1;

Hệ số tỷ lệ của đất bao quanh cọc:

Đất bao quanh cọc và các đặc trưng của đất Hệ số tỷ lệ k

kN/m4

Cát to (0,55 < e < 0,7 ); Sét và sét pha cứng (IL <0). Từ 18000 đến 30000

Cát hạt nhỏ (0,6 < e < 0,75); cát hạt vừa (0,55 < e < 0,7); Cát pha

cứng (IL <0); sét, sét pha dẻo cứng và nửa cứng (0 < IL < 0,5) Từ 12 000 đến 18 000

Cát bụi (0,6 < e < 0,8); cát pha dẻo (0 < IL < 1) và Sét và sét pha

dẻo mềm (0,5 < IL < 0,75) Từ 7 000 đến 12 000

Sét và sét pha dẻo chảy (0,75 < IL < 1) Từ 4 000 đến 7 000

Cát sạn (0,55 < e < 0,7) ; đất hạt lớn lẫn cát Từ 50 000 đến 100 000

- Nếu hạ cọc xuyên qua tầng đất và ngàm vào nền đá với tỷ số : 2

𝛼𝜀≥ ℎ thì lấy 𝑙1 = 𝑙0 +

h, trong đó h là chiều sâu hạ cọc, được tính từ mũi cọc đến mặt đất thiết kế đối với móng cọc

đài cao và đến đáy bệ đối với móng cọc đài thấp.

- Đối với công trình cầu, chiều dài tự do nói trên được tính như sau

+ 𝑙1 = 𝑙0 + 1,4√𝐸𝑝𝐼𝑝

𝐸𝑠

4 cho đất sét;


43

+ 𝑙1 = 𝑙0 + 1,8√𝐸𝑝𝐼𝑝

𝑛ℎ

5 cho đất cát;

+ Ở đây:

o 𝐸𝑠 là mô-đun đất, đối với đất sét 𝐸𝑠 = 67𝑆𝑢 (kPa);

o 𝑆𝑢 là cường độ kháng cắt không thoát nước của đất sét (kPa);

o 𝑛ℎ là tỷ lệ tăng mô-đun của đất theo độ sâu đối với cát như quy định ở bảng (kPa/m);

Tỷ lệ tăng mô-đun đất theo độ sâu 𝒏𝒉 (kPa/m)

Độ chặt Khô hoặc ướt Ngập nước

Rời 9,4 × 10−3 4,7 × 10−3

Vừa 0,025 0,013

Chặt 0,063 0,031


44

Phụ lục E

(Tham khảo)

Một số sự cố thường gặp và biện pháp khắc phục

TT Mô tả sự cố Biện pháp khắc phục (tham khảo)

1 Gặp chướng ngại vật

- Nếu chướng ngại vật tương thích với gầu

đào, tiếp tục đào và lấy chướng ngại vật bằng

gầu đào;

- Sử dụng luân phiên gầu đào và búa đục nặng

để lấy dần chướng ngại vật;

- Khoan để làm yếu chướng ngại vật trước khi

sử dụng gầu đào/búa nặng để lấy chướng ngại

vật như trên.

2 Hố đào bị xiên

- Sử dụng thí nghiệm Koden để xác định

khoảng độ sâu cọc xiên và hướng xiên;

- Doa lại hố khoan bằng gầu để hố đào thẳng

hoặc xiên tương đối trong phạm vi sai số cho

phép.

3 Trong khi đào quan sát thấy hiện

tượng lún dưới máy đào.

- Ngừng đào và lấp lại hố đào (bằng đá

dăm/đá dăm cấp phối/vữa xi măng…);

- Đóng cọc H xung quanh hố đào qua điểm

cần xử lý;

- Đánh giá và chờ ổn định;

- Quay lại tiếp tục thi công.

4

Đã kiểm tra hố đào bằng Koden

trước khi lắp lồng cốt thép và đạt yêu

cầu. Tuy nhiên lượng bê tông tăng

nhiều hơn so với thiết kế.

- Nếu chênh lệch trong phạm vi chấp nhận

được, tiếp tục đổ bê tông. Nếu chênh lệch lớn

ngoài phạm vi cho phép, dừng đổ bê tông và

kịp thời thông báo cho các bên liên quan để

phối hợp xử lý;

- Nếu bê tông đã dâng lên vượt qua cao độ

chân ống vách có thể hút bớt dung dịch khoan

để giảm áp lực của vữa bê tông tác dụng lên

thành hố đào;

- Xem xét tăng chiều dài ống vách cho các cọc

tương tự trong công trình.

5 Hố đào bị sạt lở trước thời điểm đổ

bê tông

- Thực hiện đào lại;

- Nếu sự cố sạt lở làm biến dạng lồng cốt thép

thì phải lắp lại lồng cốt thép;

- Sử dụng tôn lót cho máy móc phương tiện

đứng hoặc di chuyển gần phạm vi hố đào để

tránh gây sạt lở.

6 Hố đào bị sạt lở trong quá trình đổ bê

tông

- Khoan lõi để kiểm tra bê tông;

- Kiểm tra sức chịu tải bằng thí nghiệm (PDA,

nén tĩnh…);

- Trường hợp không đạt yêu cầu chịu lực cần

bổ sung thay thế cọc mới trong bệ, hoặc tăng

cường thêm 1-3 cọc xen giữa các cánh của cọc

Y;


45

TT Mô tả sự cố Biện pháp khắc phục (tham khảo)

- Sử dụng tôn lót cho máy móc phương tiện

đứng hoặc di chuyển gần phạm vi hố đào để

tránh gây sạt lở.

7

Một trong các ống Tremie bị thủng

dẫn đến dung dịch khoan xâm nhập

vào bê tông trong quá trình đổ

- Tiếp tục đổ bằng các ống Tremie còn lại;

- Khoan lõi để kiểm tra bê tông;

- Kiểm tra sức chịu tải bằng thí nghiệm (PDA,

nén tĩnh…);

- Trường hợp không đạt yêu cầu chịu lực cần

bổ sung thay thế cọc mới trong bệ, hoặc tăng

cường thêm 1-3 cọc khoan nhồi xen giữa các

cánh của cọc Y.

8 Lồng thép bị trồi trong quá trình đổ

bê tông

- Nâng hạ ống Tremie lên xuống với biên độ

phù hợp để tạo xung lực kéo lồng cốt thép

xuống;

- Kiểm tra cao độ lồng cốt thép và neo giữ

hoặc hàn cố định vào ống vách;

- Kiểm soát và khống chế chiều sâu ống đổ

ngập trong bê tông để tránh xuất hiện lực đẩy

trồi đẩy lồng thép lên.

9 Ống Tremie bị tắc trong quá trình đổ

bê tông

- Đo đạc để xác định cao độ bê tông, cao độ

đáy ống đổ…;

- Nâng hạ ống đổ trong phạm vi biên độ cho

phép để tạo xung lực giải phóng khối bê tông

bị tắc;

- Kết hợp nâng hạ và dùng búa gỗ gõ vào ống

đổ.


46

Phụ lục F

(Tham khảo)

Các biên bản kiểm tra nghiệm thu

Mẫu biên bản 1: Biên bản tổng hợp công tác kiểm tra cọc Y


47

Mẫu biên bản 2: Biểu đồ thời gian thi công


48

Mẫu biên bản 3: Biên bản kiểm tra định vị tọa độ cọc


49

Mẫu biên bản 4: Biên bản kiểm tra dung dịch ổn định thành vách và độ lắng


50

Mẫu biên bản 5: Biên bản kiểm tra công tác đào đất


51

Mẫu biên bản 6: Biên bản kiểm tra độ thẳng đứng hố đào


52

Mẫu biên bản 7: Biển bản kiểm tra lồng thép


53

Mẫu biên bản 8: Biên bản kiểm tra mối nối giữa hai lồng cốt thép


54

Mẫu biên bản 9: Biên bản kiểm tra công tác lắp ống đổ bê tông


55

Mẫu biên bản 10: Biên bản kiểm tra đổ bê tông


56

Mẫu biên bản 11: Biểu đồ theo dõi quá trình đổ bê tông


57

Phụ lục G

(Tham khảo)

Các kích thước gầu đào 3 cánh thông dụng

R (mm)

S (mm) 400 500 600 700 800 900 1000 1200

650 x x x

700 x x x

750 x x x

800 x x x

900 x x x

1000 x x x

1200 x x x

1250 x x

1400 x x x x x x x

1500 x x x x

1600 x x x x x

TIÊU CHUẨN CƠ SỞ - congtyphucuong.vn · Cọc chữ Y là dạng cải tiến của cọc khoan nhồi và cọc barrette nên nguyên lý tính toán của loại cọc này

Documents