Nguyên tắc bố trí cọc trong đài theo tiêu chuẩn quốc gia TCVN

Khi thi công móng cọc, cần tuân thủ các nguyên tắc khi bố trí cọc trong đài do TCVN quy định để tránh sai sót khi thực hiện làm ảnh hưởng đến độ bền của toàn bộ công trình.

TCVN là Tiêu chuẩn Việt Nam, dùng làm ký hiệu tiền tố cho các bộ tiêu chuẩn quốc gia của Việt Nam. TCVN do Viện Tiêu chuẩn Chất lượng Việt Nam cùng các bộ, ngành tổ chức xây dựng, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố. Bài viết dưới đây là Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9394:2012 quy định về việc đóng và ép cọc, do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định và Bộ Khoa học và Công nghệ công bố; áp dụng cho các công trình xây dựng thuộc lĩnh vực xây dựng, giao thông, thủy lợi (không áp dụng cho các công trình đặc biệt như vùng có hang các-tơ, mái đá nghiêng, đá cứng,...).

Nhắc đến móng nhà chúng ta có: móng cọc, móng bè, móng đơn và móng băng. Tùy vào quy mô công trình và điều kiện vật lý mà chọn loại móng phù hợp. Trong đó, móng cọc là loại móng thường được sử dụng cho những công trình nhỏ, xây trên các nền đất yếu, có độ lún nhiều và thường xuyên bị sạt lở.

Và để nâng cao khả năng chịu lực của móng, người ta sẽ sử dụng cọc và đài cọc cho công trình. Trong đó: Cọc là một kết cấu có chiều dài dài hơn rất nhiều lần chiều ngang, được dùng để đóng sâu xuống lòng nền đất để truyền tải trọng công trình xuống phía dưới, giúp công trình bên trên đạt được bộ bền và sự ổn định. Còn đài cọc là kết cấu dùng để liên kết các cọc lại với nhau, phân bố tải trọng của công trình lên các cọc.

Xem thêm:

• Quy định về tiêu chuẩn của bản vẽ kỹ thuật xây dựng (theoTCVN)
• Kiến thức về bóc tách khối lượng trong xây dựng (cho người mới)
• Cách lập bảng tiến độ thi công công trình (mẫu chuẩn nhất 2021)

Những tiêu chuẩn về cọc

Những quy định chung

- Thi công hạ cọc phải tuân theo bản vẽ thiết kế thi công, gồm:

• Dữ liệu về bố trí các công trình hiện có và công trình ngầm;
• Đường cáp điện có chỉ dẫn độ sâu lắp đặt đường dây tải điện và biện pháp bảo vệ chúng;
• Danh mục các máy móc, thiết bị;
• Trình tự và tiến độ thi công;
• Các biện pháp đảm bảo an toàn lao động và vệ sinh môi trường;
• Bản vẽ bố trí mặt bằng thi công, kể cả điện nước và các hạng mục tạm thời phục vụ thi công.

- Trắc đạc định vị các trục móng ( thường làm bằng cọc đóng, nằm cách trục ngoài cùng của móng không ít hơn 10m) cần được tiến hành từ các mốc chuẩn theo đúng quy định hiện hành. Trong biên bản bàn giao mốc định vị phải có sơ đồ bố trí mốc, tọa độ và cao độ của các mốc chuẩn dẫn từ lưới cao trình thành phố hoặc quốc gia.

- Khi vận chuyển, bảo quản, nâng dựng cọc vào vị trí hạ cọc phải tuân thủ các biện pháp chống hư hại cọc. Khi chuyên chở hoặc sắp xếp cọc xuống bãi tập kết phải có hệ con kê bằng gỗ ở phía dưới các móc cẩu. Tuyệt đối không được lăn hoặc kéo cọc bằng dây.

- Về công tác chuẩn bị:

Nhà thầu phải căn cứ vào hồ sơ thiết kế để làm rõ các điều sau:

• Công nghệ thi công đóng/ép;
• Thiết bị dự định chọn;
• Kế hoạch đảm bảo chất lượng (trình tự hạ cọc, cách bố trí đài cọc, số lượng cọc trong đài,...);
• Dự kiến sự cố và cách xử lý;
• Tiến độ thi công.

Các công tác cần tiến hành trước khi thi công, bao gồm:

• Nghiên cứu điều kiện địa chất công trình, thủy văn, chiều dày, thế nằm và đặc trưng cơ lý;
• Thăm dò khả năng có các chướng ngại vật dưới đất để tìm cách xử lý;
• Xem xét điều kiện môi trường đô thị (tiếng ồn và chấn động) theo tiêu chuẩn môi trường khi thi công;
• Nghiệm thu mặt bằng thi công;
• Lập lưới trắc đạc định vị các trục móng và tọa độ các cọc cần thi công;
• Kiểm tra chứng chỉ xuất xưởng của cọc;
• kiểm tra kích thước thực tế của cọc;
• Chuyên chở và sắp xếp cọc trên mặt bằng thi công;
• Đánh dấu chia đoạn lên thân cọc theo chiều dài cọc;
• Tổ hợp các đoạn cọc trên mặt đất thành cây cọc theo thiết kế;
• Đặt máy trắc đạc để theo dõi độ thẳng đứng của cọc và đo độ chối của cọc.

- Về hàn nối các đoạn cọc:

Điều kiện hàn nối các đoạn cọc:

• Kích thước các bản mã đúng với thiết kế;
• Trục của đoạn cọc đã được kiểm tra độ thẳng đứng theo 2 phương vuông góc với nhau;
• Bề mặt ở đầu 2 đoạn cọc nối phải khít với nhau.

Đường hàn mối nối cọc phải đảm bảo:

• Đúng quy định của thiết kế về chịu lực;
• Kích thước đường hàn không được sai lệch so với thực tế;
• Chiều cao hoặc chiều rộng của mối hàn phải đồng đều;
• Đường hàn phải thẳng, bề mặt mối hàn không bị rỗ, quá nhiệt, bị chảy loang, nứt,...;
• Chỉ được hạ cọc khi đã kiểm tra mối nối hàn đáp ứng được các yêu cầu nói trên.

Tiêu chuẩn về kích thước cọc

Có 2 loại cọc được sử dụng trong móng cọc đó là: cọc vuông và cọc tròn. Trong đó, cọc vuông thường được sử dụng trong công trình nhà ở, chung cư; còn cọc tròn thường dùng cho công trình cầu cảng, bờ kè, thủy điện. Cùng tiết diện, cùng mác nhưng khả năng chịu lực và chất lượng bê tông của cọc vuông cao hơn so với cọc tròn. Tuy nhiên, giá của cọc tròn thường thấp hơn so với cọc vuông cùng sản xuất tại phân xưởng.

Dưới đây là các tiêu chuẩn về kích thước của 2 loại cọc này:

Tiêu chuẩn về vật liệu cọc

Những tiêu chuẩn khi hạ cọc

Nguyên tắc chọn búa

Tùy vào năng lực trang thiết bị, điều kiện địa chất công trình, quy định của thiết kế về chiều sâu hạ cọc mà lựa chọn thiết bị hạ cọc là búa đóng hay búa rung. Tuy nhiên phải tuân thủ nguyên tắc sau đây:

• Có đủ năng lượng để hạ cọc đến chiều sâu thiết kế với độ chối quy định trong thiết kế, xuyên qua các lớp đất dày kể cả tầng kẹp xứng;
• Gây nên ứng suất động không lớn hơn ứng suất động cho phép của cọc để hạn chế khả năng gây nứt cọc;
• Tổng số nhát đập hoặc tổng thời gian hạ cọc liên tục không được vượt quá giá trị khống chế trong thiết kế nhằm ngăn ngừa hiện tượng cọc bị mỏi;
• Độ chối của cọ không nên quá nhỏ có thể làm hỏng đầu búa.

Hạ cọc bằng phương pháp ép tĩnh

Đối với thiết bị ép cọc, cần thỏa mãn yêu cầu:

• Công suất không nhỏ hơn 1,4 lần lực ép lớn nhất do thiết kế quy định;
• Lực ép của thiết bị phải đảm bảo tác dụng đúng dọc trục tâm cọc khi ép từ đỉnh cọc và tác dụng đều lên các mặt bên cọc khi ép ôm, không gây ra lực ngang lên cọc;
• Thiết bị ép cọc phải có chứng chỉ kiểm định thời hiệu về đồng hồ đo áp và các van dầu cùng bảng hiệu chỉnh kích do cơ quan có thẩm quyền cấp;
• Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện vận hành và an toàn lao động khi thi công.

Tùy vào đặc điểm hiện trường, công trình, địa chất công trình, năng lực của thiết bị ép mà lựa chọn hệ phản lực cho công tác ép cọc. Hoặc có thể tạo ra hệ phản lực bằng neo xoắn chặt trong lòng đất, hoặc dán chất tải bằng vật nặng trên mặt đất khi tiến hành ép trước, hoặc đặt sẵn các neo trong móng công trình để dùng trọng lượng công trình làm hệ phản lực trong phương pháp ép sau. Miễn là tổng trọng lượng hệ phản lực không nhỏ hơn 1,1 lần lực ép lớn nhất do thiết kế quy định.

Trước khi ép cọc, cần kiểm tra định vị và thăng bằng của thiết bị ép cọc qua các bước:

• Trục của thiết bị tạo lực phải trùng với tim cọc;
• Mặt phẳng “công tác” của sàn máy ép phải nằm ngang phẳng;
• Phương nén của thiết bị tạo lực phải là phương thẳng đứng, vuông góc với sàn “công tác”;
• Chạy thử máy để kiểm tra sự ổn định của toàn bộ hệ thống bằng cách gia tải khoảng từ 10 - 15% tải trọng thiết kế của cọc.

Trong khi ép cọc, yêu cầu:

• Kiểm tra bề mặt 2 đầu đoạn cọc, sửa lại cho thật phẳng, kiểm tra chi tiết mối nối, lắp dựng đoạn cọc vào vị trí ép sao cho trục tâm đoạn cọc trùng với trục đoạn mũi cọc, độ nghiêng so với phương thẳng đứng không quá 1%;
• Gia tải lên cọc khoảng 10 - 15% tải trọng thiết kế suốt trong thời gian hàn nối để tạo tiếp xúc giữa 2 bề mặt bê tông, tiến hành hàn nối theo quy định trong thiết kế;
• Tăng dần lực ép để các đoạn cọc xuyên vào đất với vận tốc không quá 2cm/s;
• Không nên dừng mũi cọc trong đất sét dẻo cứng quá lâu.

Nguyên nhân của hiện tượng lực nén bị tăng đột ngột, có thể là do:

• Mũi cọc xuyên vào lớp đất cứng hơn;
• Mũi cọc gặp dị vật;
• Cọc bị xiên, mũi cọc tì vào gờ nối của cọc bên cạnh.

Cách xử lý khi lực nén bị tăng đột ngột:

• Nếu là do cọc nghiêng hoặc cọc vỡ thì phải nhổ lên ép lại hoặc ép bổ sung cọc mới;
• Nếu là do dị vật, vỉa cát hoặc đất sét cứng thì dùng cách khoan dần hoặc xối nước như đóng cọc.
• Cọc được xem là ép hoàn thành khi thỏa mãn 2 điều kiện sau:

Những tiêu chuẩn về đài cọc

Đài cọc là bộ phận liên kết các cọc với nhau để đảm bảo tối ưu lực cân bằng cho toàn bộ bề mặt và toàn bộ diện tích phần nền móng. Đài cọc phải hợp với các cọc thì mới tạo ra độ bền cho công trình. Dưới đây là các tiêu chuẩn về đài cọc:

Tiêu chuẩn về kích thước

Tiêu chuẩn trong bố trí

Những lưu ý khi thi công

Nguyên tắc bố trí cọc trong đài móng

Ngoài các tiêu chuẩn cụ thể về cọc và đài cọc nói trên thì khi bố trí cọc trong đài cần phải tuân thủ các nguyên tắc sau đây:

• Số lượng tim cọc: Tùy vào thiết kế cũng như mặt bằng mà lựa chọn số lượng tim cọc trong 1 hố móng là tim đơn, tim đôi, tim ba, tim bốn,...;
• Cự ly của các cọc: Tối thiểu là 2.5D theo quy trình 22TCN-272-05;
• Khoảng cách giữa các cọc: Được tính bằng công thức S = 3d - 6d. Trong đó d là đường kính hoặc cạnh cọc. Khoảng cách không được nhỏ hơn 0,75m hoặc 2,5 lần đường kính hoặc chiều rộng cọc. Khoảng cách từ mép cọc đến mép ngoài của đài phải từ 1/3d đến 1/2d. Trọng tâm của nhóm cọc phải trùng với tâm của cột.
• Thiết kế, bố trí cọc: Thông thường, các cọc sẽ được bố trí theo hàng, dãi hoặc theo lưới tam giác. Nếu là 3 cọc thì sẽ làm đài móng tam giác, còn nếu là 1, 2, 4, 5, 6,... cọc thì sẽ làm đài móng hình chữ nhật hoặc hình vuông.

Như vậy, trên là tất tần tật những quy định về nguyên tắc bố trí cọc trong đài theo tiêu chuẩn TCVN mới nhất của Bộ Xây dựng. Hy vọng đây là tài liệu quan trọng giúp cho những kỹ sư trẻ có thể hiểu hơn về móng cọc và các quy định về bố trí móng cọc chuẩn nhất.

Để tìm hiểu thêm các kiến thức khác về lĩnh vực xây dựng, hãy ghé thăm mục Xây dựng của website này để khám phá thêm nhiều thông tin hữu ích khác nhé!

Để được tư vấn cụ thể hơn cho từng trường hợp, hãy liên hệ ngay với các chuyên gia xây dựng tại Phúc An Group - công ty thiết kế, thi công hàng đầu hiện nay!

Liên hệ tư vấn: 0833.022.023