TCVN 12111:2018 về Móng cọc vít có cánh đơn ở mũi-Yêu cầu thi công và nghiệm thu

TIÊU CHUẨN QUỐC GIA

TCVN 12111:2018

MÓNG CỌC VÍT CÓ CÁNH ĐƠN Ở MŨI - YÊU CẦU THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

Bottom single blade steel rotation pile foundation - Construction and acceptance

 

MỤC LỤC

1  Phạm vi áp dụng

2  Tài liệu viện dẫn

3  Thuật ngữ và định nghĩa

4  Quy định chung

4.1  Tổng quát

4.2  Đặc điểm áp dụng của RSP

5  Vật liệu

5.1  Tổng quát

5.2  Phần cọc ống thép

5.3  Cánh thép mũi cọc

5.4  Chi tiết phụ

5.5  Vật liệu hàn

6  Vận chuyển, lưu kho và kiểm tra

6.1  Kiểm tra

6.2  Vận chuyển

6.3  Lưu kho

7  Yêu cầu về máy móc và thiết bị thi công

8  Chuẩn bị thi công

8.1  Bố trí mặt bằng công trường

8.2  Chuẩn bị cọc tại công trường

8.3  Kiểm tra và bảo trì máy móc và thiết bị

9  Phương pháp thi công cọc vít

9.1  Lắp đặt máy móc cung cấp lực nén xoay và vận hành thiết bị đo đạc

9.2  Định vị

9.3  Công tác xoay hạ cọc

9.4  Hàn nối cọc tại hiện trường

9.5  Quản lý thi công

9.6  Các vấn đề xảy ra trong quá trình thi công và biện pháp xử lý

10  Thi công bệ móng

10.1  Xử lý đầu cọc

10.2  Chi tiết nối bệ cọc và cọc

11  Thử nghiệm cọc

12  Đo đạc, nghiệm thu

12.1  Hệ thống kiểm soát đo lường

12.2  Xác định lớp đất chịu lực và ngừng xoay cọc

12.3  Các hạng mục kiểm soát việc thực hiện và tiêu chí kiểm tra

12.4  Kiểm soát thi công cọc xiên

12.5  Hồ sơ và báo cáo thi công

Phụ lục A (Tham khảo) Cánh thép xoay

Phụ lục B (Tham khảo) Vật liệu chi tiết phụ

Phụ lục C (Tham khảo) Hình dạng, kích thước, khối lượng và dung sai của cọc thép đơn

Phụ lục D (Tham khảo) Hình dạng, kích thước và độ lớn dung sai của cánh thép

Phụ lục E (Tham khảo) Các mục xem xét kiểm tra và các tiêu chí

Phụ lục F (Tham khảo) Nhật ký thi công

Phụ lục G (Tham khảo) Nhật ký hàn cọc

Phụ lục H (Tham khảo) Lựa chọn máy thi công theo đường kính cọc

Phụ lục I (Tham khảo) Tổng quan về hệ thống đo lường và quan trắc

Phụ lục K (Tham khảo) Một số biện pháp xử lý khi thi công cọc

Thư mục tài liệu tham khảo

 

Lời nói đầu

TCVN 12111:2018 do Tổng cục Đường bộ Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông Vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

 

MÓNG CỌC VÍT CÓ CÁNH ĐƠN Ở MŨI - YÊU CẦU THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU

Bottom single blade Steel Rotation Pile Foundation - Construction and Acceptance

1  Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu thi công và nghiệm thu móng cọc vít có cánh đơn ở mũi sử dụng trong các công trình giao thông.

Đường kính cọc ống thép áp dụng từ 300 đến 1600 mm.

Tiêu chuẩn này cũng có thể sử dụng tham khảo cho thi công và nghiệm thu các móng cọc tương tự trong các dạng công trình khác.

2  Tài liệu viện dẫn

Các tài liệu viện dẫn sau là cần thiết cho việc áp dụng Tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản được nêu. Đối với các tài liệu viện dẫn không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất, bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).

TCVN 6700-1:2000, Kiểm tra chấp nhận thợ hàn - hàn nóng chảy;

TCVN 8774:2012, An toàn thi công cầu;

TCVN 9245:2012, Cọc ống thép;

TCVN 9393:2012, Cọc - Phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục;

TCVN 10834:2015, Móng cọc ống thép dạng cọc đơn dùng cho công trình cầu - Tiêu chuẩn thiết kế;

TCVN 11197-2015, Cọc thép - Phương pháp chống ăn mòn - Yêu cầu và nguyên tắc lựa chọn;

TCVN 11520:2016, Móng cọc vít có cánh đơn ở mũi - Yêu cầu Thiết kế;

TCVN 11823-2017, Tiêu chuẩn thiết kế cầu;

AWS A5.1, Carbon Steel Electrodes for Shielded Metal Arc Welding (Điện cực thép cacbon cho hàn hồ quang bằng kim loại);

AWS A5.17, Specification for Carbon Steel Electrodes and Fluxes for Submerged Arc Welding (Thông số kỹ thuật cho điện cực thép cacbon và chất thông lượng cho hàn hồ quang chìm);

AWS A5.18, Carbon Steel Electrodes & Rods for Gas Shielded Arc Welding (Điện cực thép cacbon và thanh cho hàn hồ quang bằng khí);

AWS A5.20, Specification For Carbon Steel Electrodes For Flux Cored Arc Welding (Đặc điểm kỹ thuật của điện cực thép cacbon cho hàn dây lõi thuốc);

JIS Z 3211, Covered electrodes for mild steel, high tensile strength steel and low temperature service steel (Các điện cực được che phủ cho thép cacbon thấp, thép cường độ cao và thép chịu nhiệt độ thấp);

JIS Z 3312, Solid wires for MAG and MIG welding of mild steel, high strength steel and low temperature service steel (Dây đặc cho MAG và MIG hàn thép các bon thấp, thép cường độ cao và thép chịu nhiệt độ thấp);

JIS Z 3313, Flux cored wires for gas shielded and self-shielded metal arc welding of mild steel, high strength steel and low temperature service steel (Dây lõi trợ rung cho hàn hồ quang kim loại trong môi trường khí cho thép các bon thấp, thép cường độ cao và thép chịu nhiệt độ thấp);

JIS Z 3351, Solid wires for submerged arc welding of carbon steel and low alloy steel (Dây đặc cho hàn hồ quang chìm bằng thép cacbon và thép hợp kim thấp);

JIS Z 3352, Fluxes For Submerged Arc Welding And Electroslag Welding (Các chất thông lượng cho hàn hồ quang và hàn điện cực dưới lớp thuốc);

JIS Z 3801, Standard qualification procedure for manual welding technique (Tiêu chuẩn kỹ thuật hàn thủ công);

JIS Z 3410, Welding Coordination - Tasks And Responsibilities (Phối hợp Hàn - Nhiệm vụ và Trách nhiệm);

JIS Z 3841, Standard qualification procedure for semi-automatic welding technique (Tiêu chuẩn kỹ thuật hàn bán tự động);

JIS G 5102, Steel Castings for welded structure (Tiêu chuẩn thép đúc cho kết cấu hàn). WES 8106, Standard for Certification of Welding, Operator of Foundation Piles (Tiêu chuẩn chứng nhận hàn cho móng cọc);

3  Thuật ngữ và định nghĩa

Trong tiêu chuẩn này sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa sau đây, ngoài ra cũng sử dụng các thuật ngữ và định nghĩa trong các tiêu chuẩn viện dẫn:

3.1

Cọc ống thép (Steel pipe pile), SPP: Các ống thép được sử dụng làm cọc trong các công trình xây dựng, giao thông (TCVN 9245:2012).

3.2

Cọc vít có cánh đơn ở mũi (Bottom single blade Steel Rotation Pile), SRP: cấu tạo từ mũi cọc dạng vít bằng cánh thép và thân cọc là ống thép có tiết diện ngang nhỏ hơn so với cánh ở mũi cọc. Cọc được thi công bằng cách vừa ấn vừa xoay (tạo mô men xoắn) với cánh thép ở mũi cọc để hạ cọc xuống nền đất (TCVN 11520:2016).

3.3

Cánh thép (Steel blade): Tấm (lưỡi) thép xoay được hàn vào mũi cọc ống thép.

3.4

Cánh đơn ở mũi cọc (Bottom single steel blade): Một tầng cánh thép hàn nối tại vị trí mũi cọc (đường kính viền cánh thường bằng 1,5 lần hoặc 2 lần đường kính cọc và có lỗ hở giữa với đường kính bằng 0,5 lần đường kính cọc ống thép).

3.5

Đường kính cọc (Pile diameter), D_p: Đường kính ngoài của ống thép cọc (Hình 1).

3.6

Đường kính ngoài của cánh thép (blade external diameter), D_w: Đường kính ngoài của cánh thép hàn tại vị trí mũi cọc (thường là 1,5 hoặc 2 lần D_p).

3.7

Đường kính trong của cánh thép (Blade interior diameter), D_wi: Đường kính của lỗ hở ở giữa của cánh thép hàn tại mũi cọc (Hình 1).

3.8

Bước của cánh thép (Blade pitch), P: Khoảng chiều dài thay đổi theo hướng trục cọc tương ứng với mỗi lần cánh thép hoàn thành một vòng xoay.

3.9

Phần cọc nguyên (Ordinary pile part): Phần cọc thép không hàn cánh thép.

3.10

Chiều dài cọc (Pipe length), L: Chiều dài từ chiều dài từ đỉnh cọc đến mép trên thấp nhất của cánh đơn ở mũi cọc (Hình 1).

4  Quy định chung

4.1  Tổng quát

Phương pháp thi công cọc vít có cánh đơn ở mũi (SRP) phải đảm bảo an toàn và chính xác. Nhà thầu cần thực hiện các bước cơ bản theo quy trình kỹ thuật và có biện pháp quản lý chất lượng phù hợp.

Khi thi công các đơn vị liên quan cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn lao động và bảo vệ môi trường theo TCVN 8774:2012 và các luật, tiêu chuẩn hiện hành.

4.2  Đặc điểm áp dụng của RSP

Các thông số cơ bản của phương pháp thi công thể hiện trong Bảng 1. Các loại đất có thể thi công là: cát, đất dính, cuội sỏi (đường kính hạt nhỏ hơn 1/3 đường kính cọc hoặc nhỏ hơn 300 mm so với đường kính cọc), đá phong hóa và đá mềm.

Bảng 1. Đặc điểm áp dụng của SRP

Nội dung		Khả năng áp dụng
		Lớp đất trung gian	Lớp chịu lực
Đường kính cọc(Dp)		300 mm - 1600 mm (đường kính cánh thép là 1,5 hoặc 2,0 lần đường kính cọc)
Đất cát		Có thể thi công	Có thể thi công
Đất dính		Có thể thi công	Có thể thi công
Đá, cuội, sỏi (Dmax)	≤ Dp/3 hoặc < 300mm	Có thể thi công	Có thể thi công
	300 -500mm	Cần khảo sát thêm về chiều sâu, bề dày lớp, độ hỗn hợp, vv,	Có thể áp dụng nhưng cần lưu ý chiều sâu ngàm cọc, chú ý vấn đề ứng suất tập chung tại cánh thép mũi cọc. Xem xét điều kiện kết thúc thúc hạ cọc khi giá trị N ≥ 100
	> 500mm	Cần phương pháp bổ sung	Chú ý ứng suất tập chung tại cánh thép mũi cọc. Xem xét điều kiện kết thúc hạ cọc khi giá trị N ≥100
Đá nguyên khối		Cần phương pháp bổ sung	Xem xét điều kiện kết thúc thúc hạ cọc, có thể trên đá.
Sét cứng		Có thể thi công	Có thể thi công nếu qu ≤ 2 MPa, nhưng cần tính toán lại kháng mũi.
Đá phong hóa		Có thể thi công	Có thể thi công nếu qu ≤ 2 MPa, có khả năng dừng cọc ở độ sâu ngàm nhỏ hơn 1Dp.
Đá tảng		Có thể thi công (đá mềm)	Có thể thi công nếu qu ≤ 2 MPa, có khả năng dừng cọc ở độ sâu ngàm nhỏ hơn 1Dp.
Nước ngầm		Có thể thi công	Có thể thi công
Cọc xiên		Độ nghiêng ≤ 10°	Độ nghiêng ≤ 10°
Chú thích: - Dp Đường kính cọc. Trong trường hợp chiều sâu ngàm trong tầng chịu lực nhỏ hơn 1 Dp cần lưu ý về việc giảm sức kháng nhổ của cọc. - N: Giá trị SPT của lớp đất - qu: Sức kháng cắt của đất

5  Vật liệu

5.1  Tổng quát

Cọc vít có cánh đơn ở mũi (Hình 1) gồm các phần:

• Phần thân cọc ống thép.

• Phần cánh thép ở mũi cọc.

• Các chi tiết phụ.

Các phần này được được hàn nối với nhau. Vật liệu của từng phần quy định trong các điều sau đây.

Hình 1. Cọc vít có cánh đơn ở mũi

5.2  Phần cọc ống thép

Các yêu cầu về vật liệu cọc ống thép: gồm phần cọc nguyên và đoạn phần mũi cọc (Hình 1) tuân theo TCVN 9245:2012.

5.3  Cánh thép mũi cọc

Cường độ vật liệu cánh thép và phần mũi cọc phải bằng hoặc cao hơn cường độ phần cọc ống thép.

Vật liệu cánh là thép cán (cho các loại đường kính cọc), thép đúc (cho D_p từ 300 đến 500mm) hoặc tương đương.

Phần cánh thép mũi cọc gồm cánh thép và một đoạn ống thép hàn nối sử dụng cùng loại vật liệu. Nếu sử dụng vật liệu khác cần nghiên cứu bổ sung.

Cánh thép được nối với đoạn cọc ở mũi cọc bằng hàn trong xưởng.

Liên kết cọc ống thép và cánh thép mũi cọc được thể hiện trong hình 2.

Hình 2. Hình dạng cánh thép

Chi tiết cánh thép và đặc tính vật liệu cánh thép mũi cọc có thể tham khảo trong Phụ lục A.

5.4  Chi tiết phụ

Các chi tiết phụ của cọc gồm móc treo, phần cọc xoay, các phần hàn tại công trường và con kê đầu cọc tuân theo hồ sơ thiết kế. Hình dạng và kích thước chi tiết phụ thay đổi tùy theo đường kính cọc, bề dày tấm thép, trọng lượng,….

Vật liệu sử dụng cho chi tiết phụ như các móc nâng phù hợp với vật liệu thép cán của kết cấu, tuân theo hồ sơ thiết kế.

Hình dạng và kích thước móc treo, các thành phần hóa học và tính chất cơ học của vật liệu tham khảo Phụ lục B.

5.5  Vật liệu hàn

Vật liệu hàn sử dụng để nối phần cọc với mũi cọc. Sử dụng vật liệu hàn theo các tiêu chuẩn sau:

+ AWS A5.1 hoặc JIS Z 3211, hoặc tương đương; thép mềm có vỏ bọc, thép cường độ cao, thép nhiệt độ thấp.

+ AWS A5.18 hoặc JIS Z 3312, hoặc tương đương; Lõi hàn thép mềm, thép cường độ cao, thép nhiệt độ thấp.

+ AWS A5.20 hoặc JIS Z 3313, hoặc tương đương; Lõi sợi hàn hồ quang thép mềm, thép cường độ cao, thép nhiệt độ thấp.

+ AWS A5.17 hoặc JIS Z 3351, hoặc tương đương; dây đặc cho hàn hồ quang chìm thép cacbon và thép hợp kim thấp.

+ AWS A5.17 hoặc JIS Z 3352, hoặc tương đương; chất đánh sạch cho hồ quang chìm.

6  Vận chuyển, lưu kho và kiểm tra

6.1  Kiểm tra

Khi tiếp nhận cọc, cọc phải được thực hiện kiểm tra đối với các hạng mục sau đây phù hợp với đặc điểm kỹ thuật sản xuất đã được phê duyệt, bản vẽ hoặc tài liệu liên quan.

- Kích thước cọc (Đường kính cọc, chiều dày thành ống, chiều dài cọc)

- Kích thước cánh thép (Đường kính ngoài và đường kính trong, chiều dày cánh thép)

- Tiêu chuẩn cọc và cánh thép.

Khi vận chuyển đến công trường, cọc vít sẽ được kiểm tra hình dạng và dung sai kích thước theo TCVN 9245:2012, TCVN 11520:2016 hoặc tham khảo trong Phụ lục C, Phụ lục D.^2].

6.2  Vận chuyển

Khi vận chuyển và bốc dỡ cọc cần tuân thủ các yêu cầu sau đây:

- Cọc chỉ được phép chuyển giao khi đã vượt qua tất cả các kiểm tra chất lượng sản phẩm.

- Quá trình vận chuyển, các cọc phải được neo giữ để tránh không bị dịch chuyển hoặc bị trượt, làm hư hỏng mũi cọc hoặc biến dạng hoặc hư hỏng thân cọc.

- Quá trình bốc dỡ cần đặc biệt chú ý tới cánh thép của cọc.

6.3  Lưu kho

Các cọc sẽ được lưu kho tạm thời theo kế hoạch, vị trí lưu kho không được gây cản trở công tác thi công cọc và phải đảm bảo chất lượng cọc, phủ bảo vệ, đề phòng ăn mòn.

Nền đất phải được làm phẳng và các khối gỗ được đặt tại các vị trí kê cọc sao cho cọc không bị trượt và phải thực hiện các biện pháp để tránh cho cọc bị lăn, gồm các điểm kê tại cánh mũi cọc và điểm kê trên cọc. Cách xếp cọc trong kho có thể tham khảo Hình 3.

Cọc trong kho có thể xếp chồng nếu đảm bảo ổn định chống trượt nhưng không quá 3 tầng cọc.

Hình 3. Ví dụ bố trí lưu kho cọc

7  Yêu cầu về máy móc và thiết bị thi công

Máy móc và thiết bị thi công nên được lựa chọn sau khi xem xét đầy đủ các thông số kỹ thuật của cọc, môi trường làm việc, điều kiện của các lớp đất và an toàn trong quá trình vận hành, để đáp ứng các yêu cầu kích thước và chức năng.

Máy móc thi công chính sử dụng để thi công là các loại máy cung cấp lực nén xoay và cần cẩu phụ trợ. Cần lựa chọn máy móc phù hợp với đường kính cọc ống thép sẽ sử dụng, chú ý đến độ sâu, loại đất, trạng thái độ chặt của đất và hạn chế chiều cao của bãi thi công.

Việc cung cấp lực nén xoay phải được thực hiện bằng các loại máy có công suất thỏa mãn các điều kiện thiết kế và cho phép thi công an toàn theo đúng đường kính cọc và điều kiện địa chất.

Lựa chọn máy móc, thiết bị thi công tham khảo Phụ lục H với hai loại máy cơ bản thi công cọc vít.

8  Chuẩn bị thi công

8.1  Bố trí mặt bằng công trường

Phải xác nhận trước khi thi công khả năng chịu lực của đất nền thi công, vị trí tim cọc và không gian thi công, chiều cao hạn chế thi công, chiều sâu đào khô, thời gian có thể tiến hành thi công, sự có mặt của kết cấu liền kề, điều kiện hạn chế do kết cấu liền kề.

Mặt bằng công trường cần đảm bảo chịu được áp lực của máy thi công cọc.

8.2  Chuẩn bị cọc tại công trường

Trước khi thi công, các đoạn cọc đã được gắn nhãn cần được tập hợp tại bãi công trường. Phải bố trí các điểm kê kích bằng gỗ tại các vị trí trên thân cọc, không đặt trực tiếp cọc trên bãi công trường. Các cọc được đặt sao cho tránh gây ra hư hỏng cánh thép xoay theo quy định trong 6.3.

Tham khảo Hình 3 về bố trí điểm kê.

8.3  Kiểm tra và bảo trì máy móc và thiết bị

Máy tạo lực nén xoay, máy xúc, máy hàn, thiết bị phụ trợ và các dụng cụ phụ trợ khác nên được kiểm tra và bảo dưỡng trước khi bắt đầu đưa vào hoạt động phù hợp với hướng dẫn sử dụng để chúng có thể thực hiện đầy đủ chức năng cần thiết. Người sử dụng thiết bị cần có những kỹ năng được đào tạo riêng đối với sự hoạt động của máy móc, thiết bị và vấn đề an toàn cần được đảm bảo bởi các kỹ sư chịu trách nhiệm được chỉ rõ và công tác kiểm tra bảo trì.

Để phương pháp thi công cọc SRP được thực hiện trơn tru, cần thực hiện khảo sát toàn diện về điều kiện công trường, điều kiện địa chất, môi trường thi công,…. các điều kiện thiết kế phải được xác nhận trước khi thực hiện thi công. Ngoài ra, phải tham khảo các công trình quá khứ ở gần công trường và hồ sơ thi công các công trình tương tự để có thể thực hiện một cách thích hợp các công việc.

Để các công việc được tiến hành an toàn, kết quả của các khảo sát khác nhau ở giai đoạn thiết kế cần phải được nghiên cứu. Để ngăn chặn không chỉ các vấn đề liên quan trực tiếp tới công tác thi công cọc như tiếng ồn, rung động mà còn là việc cản trở giao thông khi máy móc, vv được đưa vào hoặc di chuyển khỏi công trường hoặc gây ô nhiễm tuyến đường. Cần phải làm rõ tình trạng đời sống của cư dân gần đó và phản ánh những phát hiện trong kế hoạch thực hiện và quan trọng là các số liệu khảo sát công trình tương tự trong khu vực liền kề. Các hạng mục chính của công tác khảo sát có thể tham khảo Bảng 2.

Bảng 2. Các hạng mục khảo sát chính

Hạng mục	Các hạng mục khảo sát	Nội dung khảo sát
Điều kiện môi trường xung quanh	Điều kiện đường xung quanh	Điều kiện đường đi, điều kiện giao thông, các hạn chế bắt buộc/không bắt buộc
	Điều kiện khu vực liền kề	Làm rõ những kết cấu nhà, nhà máy và các công trình liền kề khác, thời gian ảnh hưởng, xác nhận mực nước của các sông và thời điểm có thể thi công.
	Các hạn chế pháp luật về công trình xây dựng	Xác nhận tiếng ồn và rung động, thời gian thi công, chất thải công nghiệp,vv.... và xác nhận các bệnh viện, đồn cảnh sát và các tổ chức khác trong trường hợp xảy ra tai nạn.
Điều kiện đất	Đất	Sự phân tầng, chiều sâu và độ nghiêng lớp chịu lực, có/không có đất sét cố kết, sỏi, đá cuội hoặc các lớp trung gian khác (về nguyên tắc, đá hoặc cuội,vv có kích thước bằng Dp/3 hoặc lớn hơn 300mm phải được loại bỏ trước)
	Nước ngầm	Cao độ mực nước ngầm, hiện diện/vắng mặt của dòng chảy ngầm và nước ngầm bị bọc kín (túi nước ngầm)
Điều kiện công trường thi công	Bãi thi công	Xác nhận diện tích, hình dạng, khác biệt về cao độ và các đường ranh giới
	Mặt đất thi công	Xác nhận độ ổn định của đất bề mặt và việc sử dụng các tuyến đường
	Cơ sở vật chất tạm thời	Có/không có việc sử dụng nước, năng lượng điện, khu vực nghỉ, nhà vệ sinh và các cơ sở vật chất tạm thời khác
	Điều kiện tự nhiên	Làm rõ nhiệt độ không khí, lượng mưa và các điều kiện thời tiết khác
	Vật thể được chôn dưới đất và các vật cản	Có/không có dây cáp điện, cột điện, cây cối và các vật cản trên mặt đất khác, ống chôn, bê tông đá hộc, đá và chướng ngại vật làm giới hạn dưới lòng đất khác

9  Phương pháp thi công cọc vít

9.1  Lắp đặt máy móc cung cấp lực nén xoay và vận hành thiết bị đo đạc

9.1.1  Yêu cầu chung

Thiết bị và máy móc thực hiện được lắp đặt đúng vị trí trên nền đất cứng. Nếu nền đất thi công không bằng phẳng hoặc nền đất mềm, cần tạo phẳng nền đất, đặt các tấm bản thép lên đất hoặc cải tạo lớp đất mặt để tạo sự ổn định cho máy móc thi công. Toàn bộ các ống ngầm và cáp cũ, nền kết cấu cũ, đá, sỏi và các vụn gỗ v.v. phải được di dời trước khi lắp đặt máy móc.

9.1.2  Tiến hành kiểm tra sự vận hành của máy móc

Thiết bị, máy móc thi công, v.v... cần phải được kiểm định đầy đủ, bôi trơn và luôn luôn chạy thử trước khi đưa vào vận hành. Sau khi máy hạ cọc được lắp ráp, cần vận hành thử máy hạ cọc để đảm bảo máy hoạt động tốt. Tình trạng hoạt động, bất thường, hay tình trạng xoắn bất thường của cáp treo máy hạ cọc hoặc cáp sử dụng chịu tải trọng dọc trục cần phải được xác nhận.

Thực hiện các biện pháp kiểm tra tương tự khi sử dụng máy khoan ống vách xoay để đảm bảo vận hành chính xác. Nếu sử dụng đối trọng, cần xác định độ ổn định.

9.1.3  Tình trạng vận hành của thiết bị đo đạc

Hệ thống kiểm soát đo lường cho cọc vít, các dữ liệu đầu vào và đầu ra, độ sâu thi công, xuyên, và các loại tải trọng dọc trục căn cứ dữ liệu đầu ra từ máy khoan thăm dò địa chất hoặc máy thi công xoay do đó các hạng mục quan trọng dưới đây cần phải được xác định.

+ Tình trạng không tải trọng của máy thi công, nén thủy lực không tải trọng và các kết quả đầu ra của máy thủy lực.

+ Tình trạng hoạt động và kết quả của dữ liệu đầu ra của các thiết bị sử dụng đo lường độ sâu thi công

+ Các kết quả đầu ra của hướng xoay (bình thường và xoay ngược)

9.2  Định vị

Các cọc được đánh dấu tim cọc một cách chính xác vì vị trí các tim cọc có ảnh hưởng lớn đến việc chính xác khi thi công. Công tác đánh dấu tim cọc được thực hiện có sử dụng thước đo để xác định rõ vị trí cọc ống thép và các thành phần khác tại vị trí tim cọc. Do các thông số vị trí tim cọc bị thay đổi do dịch chuyển của máy thi công nên cần luôn luôn đảm bảo sự chính xác của vị trí tim cọc trước khi thi công. Tim cọc được xác định bằng máy toàn đạc và đánh dấu bằng việc đóng thanh thép làm điểm tim. Khi khoan cọc bằng máy xoay đầu cọc thì điểm tim cọc được gửi thêm 2 điểm ra bên ngoài theo 2 hướng vuông góc để phục vụ khi lắp đặt cọc vào vị trí tim cọc và theo dõi khi hạ cọc.

Những điểm định vị chính cho công tác xoay hạ cọc phải được hoàn thành trước khi bắt đầu hạ cọc. Định vị cấp hai hoặc định vị từng cọc lẻ phải được hoàn thành 5 giờ trước khi tiến hành xoay hạ các cọc liên quan. Tất cả các vị trí, đường, mốc định vị phải được bảo vệ an toàn và không bị thay đổi cho tới khi công việc hoàn thành.

9.3  Công tác xoay hạ cọc

9.3.1  Nâng và dựng cọc

Cọc được nâng và dựng cẩn thận có chú ý đến những điểm dưới đây:

+ Khi cọc được dựng lên, cần chú ý không dựng đột ngột.

+ Phương thẳng đứng cần được xác nhận bằng việc sử dụng 02 máy kinh vĩ (hoặc máy toàn đạc) đo theo 02 hướng vuông góc.

9.3.2  Bắt đầu thực hiện xoay hạ cọc

Nhìn chung, trong quá trình xoay hạ cọc không được thường xuyên dùng lực thẳng đứng. Chỉ được bổ sung lực thẳng đứng trong những trường hợp đặc biệt cần xử lý. Giai đoạn từ khi bắt đầu xoay hạ cọc đến độ sâu khoảng 5m, nếu sử dụng máy xoay đầu cọc, cọc phải được cố định vào thiết bị kẹp. Nếu sử dụng máy xoay thân cọc thì cọc đã được kẹp chặt và giữ ổn định cùng máy khoan.

9.3.3  Chiều thẳng đứng của cọc

Nhằm đảm bảo độ chính xác khi thi công cọc, từ khi bắt đầu quá trình thi công cho đến khi ổn định công tác này khoảng cao độ -5,0 m so với mặt đất, sử dụng máy kinh vĩ hoặc máy toàn đạc v.v... để điều chỉnh mức độ thẳng đứng chính xác của cọc.

9.3.4  Các biện pháp xoay hạ cọc

Nhìn chung, khi thực hiện hạ cọc đồng nghĩa có thể cung cấp lực đẩy cho các cánh thép xoay. Đặc biệt, khi vận hành thiết bị này một điều quan trọng là lực nâng không tác động lên cọc.

• Trong trường hợp sử dụng máy hạ cọc, trọng lượng riêng của máy tác dụng lực lên đầu cọc (lực dọc trục).

• Khi sử dụng máy xoay cọc, máy được vận hành sao cho bộ phận xoay kéo theo các bộ phận gán vào, ví dụ cắt van xả áp trên kích.

Tỷ lệ bổ sung lực thẳng đứng phụ thuộc vào sự thay đổi điều kiện địa chất, nhưng máy móc hoạt động không tạo trở ngại đối với lực đẩy của cánh thép. Lực thẳng đứng được bổ sung và kiểm soát trong trường hợp đầu cánh thép xuyên đến tầng đất cứng hơn hoặc từ tầng đất dính kết xuyên vào tầng sỏi cát để tăng khả năng đâm xuyên của cọc nhưng phải đảm bảo sự ổn định của máy xoay. Biện pháp áp dụng bổ sung lực thẳng đứng được xác nhận bằng cọc thí nghiệm.

Nếu cần thiết, các lưỡi tạm thời bổ sung sẽ được lắp đặt bên dưới cánh thép khi thi công tại hiện trường như Hình 4 khi có yêu cầu.

Hình 4. Lưỡi tạm thời bổ sung

9.3.5  Biện pháp phụ trợ

Khi cọc từ tầng đất tiếp giáp tầng đất cứng xuyên vào tầng đất mềm, đất dễ dàng bít phía trong cọc, làm cho lực đẩy cánh thép không đủ và cánh thép xoay nhưng không xuyên sâu xuống đất, do đó phải điều khiển cho máy xoay đảo chiều liên tục hoặc có thể sử dụng biện pháp phụ trợ như đào đất từ phía trong cọc bằng gầu ngoạm, hoặc dùng lưỡi khoan ruột gà để khoan mồi và làm tơi đất trong lòng cọc, hoặc phun xịt khí nén.

Nếu gặp chướng ngại vật dưới lòng đất ví dụ như xuất hiện đá to hoặc tầng đất trung gian cứng và dầy có thể là việc sử dụng mũi khoan ruột gà để khoan mồi và làm tơi đất trong lòng cọc, dùng ống casing để khoan cắt vật cản và dùng gầu ngoạm để lấy đất đá trong lòng cọc, phụt xói khí nén, hoặc sử dụng máy xúc để đào thăm dò, di dời chướng ngại vật ở phạm vi nông.

Nếu có thể tại vị trí ma sát bề mặt gây ra các tác động trái chiều, cần thi công theo thiết kế có sử dụng biện pháp thi công bổ trợ như giảm ma sát bề mặt. Ngoài ra, không nên sử dụng biện pháp thi công bổ trợ có thể tạo ra những ảnh hưởng không tốt đến khả năng chịu lực của mũi cọc.

9.4  Hàn nối cọc tại hiện trường

Hàn nối ống thép tại hiện trường có nhiều ảnh hưởng đến công tác thi công cọc, do vậy cần lưu ý chặt chẽ đến điều kiện hàn, công tác hàn và nghiệm thu công việc.

Hình dạng của ống thép nối trên công trường được quy định trong Tiêu chuẩn TCVN 11520:2016, TCVN 9245:2012, và hình dạng mối nối sử dụng không bao gồm trường hợp cọc đặc biệt.

Hình dạng mối nối trên công trường thể hiện trong Hình 5 tuân thủ Tiêu chuẩn TCVN 11520:2016 và là dạng mối nối điển hình của ống thép trên công trường.

Hình 5. Hình dạng tiêu chuẩn của mối nối trên hiện trường
(các kích thước trên hình vẽ tính bằng mm)

9.5  Quản lý thi công

9.5.1  Quản lý thi công hạ cọc xoay

a) Tốc độ hạ cọc

Kiểm tra tốc độ hạ cọc, tốc độ hạ cọc phải phù hợp với điều kiện địa chất, cần duy trì cường độ xoay và số vòng xoay của cánh thép.

Do tim cọc có xu hướng chuyển vị ngay sau khi bắt đầu xoay nên việc thi công cần đặc biệt chú ý ở giai đoạn ban đầu. Khi thực hiện hạ cọc vào lòng đất bằng cánh thép không được tăng lực ấn mũi cọc quá mức vào thân cọc để tăng tốc độ hạ cọc vào đất.

b) Bảo đảm độ chính xác dọc trục

Trong quá trình hạ xoay cọc và trước khi thi công mối nối trên công trường, cần kiểm tra độ thẳng đứng của cọc bằng các thiết bị cần thiết như máy toàn đạc hoặc quả dọi. Cần chú ý đặc biệt nếu nền đất mềm hoặc nếu mũi cọc đâm vào đá nằm tại vị trí nông. Khi máy xoay cọc được sử dụng, cũng cần kiểm tra xem động cơ máy có thẳng không và điều chỉnh cho thẳng đứng nếu cần thiết.

c) Mô men xoay

Để đảm bảo độ bền của thân cọc, không áp dụng mô men xoay vượt quá khả năng kháng xoay của thân cọc.

Cũng nên gá một loại thiết bị tự động dừng khi động cơ xoay tròn đạt mô men xoay cho phép. Ngoài ra, khi xác định giá trị kháng xoắn bằng mô men xoay, các giá trị này cần được chỉ rõ cho người vận hành máy biết trước để tập trung bảo đảm trạng thái tốt nhất cho thân cọc.

d) Lực thẳng đứng

Sử dụng lực thẳng đứng bổ trợ khi lực xoay hạ cọc do cánh thép tạo ra chưa đủ và khó xuyên. Tránh thi công bằng các biện pháp bổ sung lực thẳng đứng không cần thiết.

e) Quản lý quá trình thi công

Thực hiện việc quản lý thi công mỗi cọc bằng các dữ liệu đo được gồm giá trị mô men kháng xoắn, lực thẳng đứng, tốc độ hạ cọc và so sánh các số liệu ghi chép thi công những đoạn cọc trước đó với kết quả khoan địa chất. Có thể sử dụng công cụ quản lý thi công đo đạc tự động và ghi chép dữ liệu những vẫn cần kiểm tra thêm bằng đo đạc thủ công. Trong trường hợp này, để kiểm tra độ sâu của lớp chịu lực, cần đo trong khoảng 20 cm hoặc dưới 20 cm tại khu vực xung quanh tầng chịu lực.

f) Thi công trong tầng chịu lực

Để sức kháng mũi của cọc được đảm bảo, cần tránh sử dụng các biện pháp thi công gây xáo trộn lớp đất đầu mũi cọc. Không nên thực hiện việc nhổ cọc/kéo cọc lên tầng trên lớp chịu lực sau khi hạ cọc đến tầng chịu lực và dừng thi công cọc ở trạng thái cọc bị nhổ lên.

g) Biện pháp thi công bổ trợ

Có thể xem xét đến việc sử dụng các biện pháp thi công bổ trợ trong một số trường hợp như đã nêu ở 9.3.5.

9.5.2  Tầng chịu lực

Độ sâu thiết kế tầng chịu lực nói chung căn cứ vào kết quả khảo sát địa chất giai đoạn ban đầu. Tuy nhiên độ sâu tầng chịu lực có thể thay đổi nếu tầng chịu lực bị nghiêng.

Với biện pháp thi công cọc vít, cần xác định rõ độ kháng xuyên mũi cọc dự tính từ các giá trị kháng xoắn và xâm nhập trong quá trình thi công là hoàn toàn có tương quan với độ cứng thực của đất. Do đó, có thể hoàn thành công tác hạ cọc đến tầng chịu lực bằng cách kiểm tra tầng chịu lực dựa trên các giá trị kháng xoắn và xâm nhập khi tiến hành thi công. Quy trình cụ thể để kiểm tra tầng chịu lực được mô tả như sau:

+ Chọn cọc, tương tự với kết quả khoan địa chất của lớp đất đích làm cọc thử, và thi công cọc đến độ sâu yêu cầu trong khi thực hiện liên tục đo các giá trị kháng xoắn, thâm nhập, lực ấn mũi cọc.

+ Đưa ra chỉ số kiểm soát để đánh giá tầng chịu lực của lớp đất, ngoài những dữ liệu ghi trong nhật ký thi công cọc thử thì các giá trị Mô men kháng xoắn và tốc độ hạ cọc đang thi công có mối tương quan đặc biệt với độ cứng của đất. Do đó, có 2 biện pháp: một là trực tiếp sử dụng giá trị Mô men kháng xoắn làm chỉ số kiểm soát, và hai là sử dụng giá trị thu được bằng cách chia giá trị Mô men kháng xoắn cho độ thâm nhập/1 vòng xoay. Mối quan hệ điển hình giữa độ cứng của đất và chỉ số kiểm soát thể hiện trong Hình 6.

Khi thi công cọc này, đánh giá tầng chịu lực căn cứ chỉ số kiểm soát của cọc thử. Có thể kiểm tra tầng chịu lực cho mỗi cọc căn cứ vào quy trình nêu trên.

Hình 6. Mối quan hệ điển hình giữa độ chặt của đất và chỉ số kiểm soát

9.5.3  Kiểm soát dừng thi công cọc

Sau khi kiểm tra tầng chịu lực, cần xác định độ sâu thiết kế nén cọc trong tầng chịu lực và sau đó dừng quá trình hạ xoay cọc phải đáp ứng đồng thời các điều kiện theo 03 bước sau:

- Bước 1: Kiểm tra cao độ cánh mũi cọc đúng với cao độ thiết kế

- Bước 2: Kiểm tra tầng chịu lực trên cơ sở điểm thay đổi mô men xoay

- Bước 3: Kiểm tra chiều sâu ngàm trong lớp chịu lực ≥ 1D_p

Nếu khó đạt đến độ sâu yêu cầu, ví dụ trong trường hợp này tầng đất chịu lực hoàn toàn cứng có thể tạm dừng thi công cọc xoay tại độ sâu nhỏ hơn độ sâu yêu cầu và thực hiện các tính toán kiểm tra bổ sung về sức chịu tải, điều kiện địa chất.

Nếu độ sâu yêu cầu của cọc không được bảo đảm vì lý do thi công, cần tính toán lại lực kháng nhổ so sánh với giá trị thiết kế.

Trường hợp không thỏa mãn các điều kiện xem quy định tại 9.6 và tham khảo phụ lục K, L.

9.5.4  Kiểm soát công tác hàn.

9.5.4.1  Hàn ống thép

Biện pháp hàn ống thép trên công trường là hàn điện.

9.5.4.2  Thợ hàn

Thợ hàn là những người có tay nghề đáp ứng một trong các tiêu chuẩn sau: TCVN 6700-1:2006, JIS Z 3801, JIS Z3841, WES 8106 hoặc tương đương. Các yêu cầu của thợ hàn thể hiện trong Bảng 3.

9.5.4.3  Dây và que hàn

Dây và que hàn sử dụng trong công tác hàn thành bên cọc trên công trường là các vật liệu có chất lượng và đường kính thỏa mãn chất lượng của thép được hàn và biện pháp hàn được áp dụng. Que hàn và dây hàn phải được quản lý cẩn thận, không được sử dụng những que hàn và dây hàn bị ướt, dính đất hay bị tróc lớp vỏ bao vật liệu và có vật liệu lõi bị rỉ. Que hàn và dây hàn sử dụng phải là loại phù hợp với tiêu chuẩn nêu trong Bảng 3 hoặc tương đương.

Bảng 3. Yêu cầu đối với thợ hàn và loại que hàn và dây hàn

	Hàn thủ công	Hàn bán tự động
Yêu cầu đối với thợ hàn	TCVN 6700-1:2000, hoặc JIS Z 3801, hoặc WES 8106	TCVN 6700-1:2000, hoặc JIS Z 3841, hoặc WES 8106
Loại que hàn và dây hàn	AWS A5.1, hoặc JIS Z 3211, 3212	AWS A5.18, hoặc JIS Z 3312, hoặc AWS A5.20, hoặc JIS Z 3313

9.5.4.4  Công tác chuẩn bị

Trước khi hàn, phần nối ống thép bên trên và dưới phải được làm sạch và khô.

9.5.4.5  Công tác hàn

Trước khi hàn, dòng điện hàn, điện áp hàn và tỷ lệ hàn được lựa chọn để đảm bảo độ ngấu đầy đủ của mối hàn, và công tác hàn sẽ không bị ảnh hưởng gì khi sử dụng điện cực phù hợp với biện pháp hàn áp dụng và điều kiện hàn. Vì vậy, khi vật liệu cơ bản bị ướt, hoặc khi tốc độ gió là 10 m/giây hoặc hơn thì không được thực hiện công tác hàn. Tuy nhiên, khi đã thực hiện chống ẩm hoặc chống gió để ngăn các ảnh hưởng bất lợi đến công tác hàn và mối hàn, kỹ sư giám sát có thể ra chấp thuận cho phép tiến hành hàn. Khi nhiệt độ trong không khí là +5°C hoặc thấp hơn, không được tiến hành công tác hàn. Tuy nhiên nếu nhiệt độ không khí nằm trong khoảng -10°C và 5°C, nếu tất cả các phần nằm trong khoảng 100mm của mối hàn được làm nóng đến nhiệt độ +36°C hoặc nóng hơn, có thể thực hiện công tác hàn.

Việc kiểm soát nhiệt độ theo quy trình kỹ thuật, trường hợp tiếp tục hạ cọc sau khi hàn cần đảm bảo nhiệt độ dưới 300 °C.

9.5.4.6  Giám sát việc thực hiện công tác hàn

Sau khi hoàn thành công tác hàn, người quản lý phải tiến hành nghiệm thu bằng biện pháp và tại vị trí quy định trong hồ sơ thiết kế để đảm bảo rằng mối hàn đạt yêu cầu. Nếu trong khi nghiệm thu phát hiện sai sót cản trở việc sử dụng cọc, cần tiến hành các biện pháp phù hợp theo chỉ đạo của giám sát kỹ thuật.

Nghiệm thu có thể thực hiện bằng mắt thường nhằm đảm bảo rằng mối hàn không bị nứt hoặc rỗ, mối hàn đúng kích thước, phần xén cắt, phần gối chồng lên nhau, phần xì nóng và phần kim loại hàn dư là chuẩn. Ngoài ra có thể kiểm tra chất lượng hàn bằng siêu âm (UT) hoặc bằng dung dịch chỉ thị màu (PT).

Đối với các mối hàn thực hiện tại công trường cần kiểm tra chất lượng hàn bằng siêu âm với tần suất 5% trên tổng số lượng mối hàn tại công trường, khảo sát từ 4 hướng, trên chiều dài 30cm mỗi mối nối.

9.5.5  Các vấn đề quan trọng trong quản lý thi công

Các công tác cần kiểm tra khi quản lý thi công tại mỗi giai đoạn trình bày trong Bảng 4. Xem các vấn đề quan trọng trong quản lý thi công của biện pháp thi công để có thông tin về các vấn đề chung, công tác chuẩn bị thi công, trở ngại trong thi công, công tác vận chuyển/lưu giữ cọc, số lượng/chất lượng cọc, ghép nối cọc, mối nối tại hiện trường, xử lý đầu cọc, và các biện pháp đảm bảo an toàn/vệ sinh môi trường.

9.6  Các vấn đề xảy ra trong quá trình thi công và biện pháp xử lý

Các vấn đề cơ bản có thể xảy ra trong quá trình thi công và biện pháp xử lý thể hiện trong Bảng 5.

Biện pháp xử lý khi không đạt được cao độ tính toán tham khảo Phụ lục H, mũi cọc dừng ở vị trí cao hoặc thấp hơn vị trí thiết kế.

Bảng 4. Các vấn đề quan trọng trong quản lý thi công

Nội dung kiểm tra	Hạng mục kiểm tra	Ghi chép
1. Số lượng/chất lượng cọc	Kiểm tra hình dạng, kích thước cọc	Xác nhận rằng các cọc sử dụng thỏa mãn yêu cầu nêu trong hồ sơ thiết kế. Ngoài ra, cần xác nhận đường kính ngoài và độ dầy của cánh thép mũi cọc là đúng yêu cầu kỹ thuật.
	Kiểm tra loại cọc và số lượng cọc	Căn cứ vào Biên bản giao nhận và chứng chỉ chất lượng của nhà sản xuất, xác nhận tại thời điểm thi công cọc ngoài công trường rằng chất lượng cọc (loại cọc, sự khác biệt giữa cọc trên/cọc giữa/cọc dưới, v.v...) và số lượng cọc đề thỏa mãn các yêu cầu để đưa vào thi công.
	Kiểm tra bề mặt ngoài của cọc	Tiến hành kiểm tra bằng mắt thường mũi cọc thép, cánh thép, điều kiện của thiết bị xoay, v.v...
2. Ghép nối cọc	Kiểm tra vị trí tim cọc	Kiểm tra độ dài sử dụng thanh đo độ dài bất biến trong trường hợp sử dụng biện pháp khoan xoay đầu cọc. Kiểm tra máy móc đã lắp đặt đúng chưa trong trường hợp sử dụng biện pháp khoan xoay thân cọc.
	Kiểm tra độ thẳng đứng của thân cọc	Kiểm tra độ thẳng đứng tại hai hướng, vuông góc, sử dụng máy toàn đạc, quả dọi. Kiểm tra lắp đặt luy nén cố định trong trường hợp sử dụng biện pháp khoan xoay đầu cọc và kiểm tra độ thẳng đứng của máy móc trong trường hợp sử dụng biện pháp khoan xoay thân cọc.
	Kiểm tra lực truyền động xoay hạ cọc	Khi sử dụng máy xoắn vòng tròn, trước hết gắn thiết bị lực phản xoắn có khả năng chịu được mô men xoắn yêu cầu.
3. Hạ xoay	Kiểm tra tốc độ hạ xoay	Kiểm tra khi thi công tốc độ hạ cọc có đủ và phù hợp với từng loại và tình trạng của địa chất chưa. Nếu tốc độ hạ cọc quá lớn so với cánh thép mũi cọc, ma sát bề mặt sẽ giảm và không tối ưu khả năng chịu tải theo yêu cầu kỹ thuật.
	Kiểm tra độ chính xác theo phương thẳng đứng	Phương thẳng đứng có xu hướng không được đảm bảo ngay sau khi bắt đầu quá trình hạ xoay và trong trường hợp đất mềm, cần kiểm tra phương thẳng đứng hoặc những vấn đề tương tự.
	Kiểm tra mô men xoắn và giá trị thâm nhập	Đo mô men xoắn, lực mũi khoan, v.v... bằng các thiết bị quản lý thi công hoặc tương đương, so sánh các giá trị đo được với các giá trị ghi trong nhật ký khoan địa chất và các giá trị đo được của cọc nối ghép trước đó nhằm phục vụ công tác quản lý thi công từng cọc.
4. Kiểm tra tầng chịu lực và vị trí dừng hạ cọc	Kiểm tra chỉ số kiểm soát	Đối với cọc xoay, xác định chỉ số kiểm soát để đánh giá tầng chịu lực cho mỗi loại địa chất. Lựa chọn loại cọc, phù hợp với kết quả khoan địa chất lớp đất đích, ví dụ như thi công cọc thử.
	Kiểm tra mức độ đạt đến tầng chịu lực	Đánh giá tầng chịu lực căn cứ chỉ số kiểm soát xác định khi tiến hành thi công cọc thử.
	Kiểm tra độ sâu cọc xoay về mức độ đạt đến tầng chịu lực	Xác nhận rằng 1Dp hay lớn hơn được bảo đảm như quy tắc cọc xoay và xác nhận rằng độ sâu hạ cọc yêu cầu được bảo đảm với cọc bị nhổ.

Bảng 5. Các vấn đề xảy ra trong quá trình thi công và biện pháp xử lý

Vấn đề xảy ra	Nguyên nhân	Biện pháp xử lý	Ghi chú
1. Phần bên dưới máy hạ cọc bị xoay	• Không đủ lực truyền động	• Lắp đặt thiết bị truyền động chịu được mô men xoắn yêu cầu
2. Vỡ thân cọc	• Bề dày cọc thép không đủ chống lại mô men xoắn cọc.	• Chọn loại cọc có bề dày thép chịu được mô men xoắn cọc	Kiểm tra mô men xoắn trong suốt quá trình thi công.
	• Lực mô men xoắn quá lớn	• Kiểm tra mô men xoắn cho phép
	• Xuất hiện chướng ngại vật dưới lòng đất	• Dỡ bỏ chướng ngại vật dưới lòng đất trước.
3. Không hạ được cọc xuống đất	• Mô men xoắn nhỏ, lực xoay cọc yếu	• Trong quá trình thi công xử lý bằng việc bổ sung lực ấn mũi cọc, hạn chế nén xuống và xoay đảo chiều.	Đây là những trường hợp lực xoay hạ cọc chưa đủ và yếu đặc biệt tại các vị trí gần vị trí giáp ranh giữa các tầng địa chất.
	• Vỡ thân cọc	• Liên tục kiểm tra giá trị kháng xoắn và xác nhận rằng không có gì bất thường xảy ra đối với thân cọc.
	• Có chướng ngại vật như đá bắn lên	• Kiểm tra quy trình ghép nối cọc.
	• Thiết bị hạ cọc làm cho đất cứng chặt	• Sử dụng biện pháp thi công bổ trợ.
4. Nghiêng cọc	• Máy thi công bị nghiêng	• Kiểm tra độ chính xác của máy thi công theo phương ngang trước và trong khi hạ cọc.	Độ chính xác theo phương thẳng đứng có xu hướng giảm đi ngay sau khi bắt đầu quá trình hạ cọc.
	• Chưa kiểm tra đầy đủ phương thẳng đứng tại thời điểm ghép nối cọc	• Thường xuyên kiểm tra độ chính xác của phương thẳng đứng ngay sau khi bắt đầu hạ cọc.
5. Dừng thi công ở vị trí cao hoặc thấp	• Tầng chịu lực cứng.	• Cắt độ dài thừa trong trường hợp dừng thi công ở vị trí cao. Nối thêm cọc trong trường hợp dừng thi công ở vị trí thấp.	Do tầng chịu lực đã được kiểm tra cho tất cả các cọc khi thi công bằng biện pháp cọc xoay nên có thể nắm được chính xác những bất thường của tầng chịu lực.
	• Tầng chịu lực không bình thường.	• Trước đó cần tiến hành khảo sát địa chất chính xác. • Thi công theo thiết kế với dung sai thay đổi theo chiều dài cọc.

10  Thi công bệ móng

10.1  Xử lý đầu cọc

Đầu cọc được xử lý sau khi thi công xong cọc vít. Công tác xử lý đầu cọc phải đảm bảo không có hư hỏng nào xảy ra cho cọc và đầu cọc phải nhẵn và phẳng nhất có thể.

Trong trường hợp cao độ dừng khoan cao hơn thiết kế thì đầu cọc thép sẽ được cắt nhưng phải đảm bảo độ phẳng nhẵn.

10.2  Chi tiết nối bệ cọc và cọc

10.2.1  Cấu tạo chung

Phương pháp liên kết cọc ống thép và bệ cọc được thể hiện trong Hình 7. Mục đích của việc bố trí cốt đai là để giữ cốt thép liên kết trong quá trình thi công và cốt đai thường được đặt bên trong của của cốt thép liên kết.

10.2.2  Khóa cắt

Các khóa cắt được lắp đặt đảm bảo sự làm việc đồng thời giữa cọc thép và bê tông bệ đầu cọc có liên quan đến lực dọc cọc tác động lên đầu cọc. Các khóa cắt là các miếng thép phẳng chịu kéo sẽ được lắp đặt tại hiện trường trong đầu cọc.

10.2.3  Chiều dày khóa cắt

Chiều dày khóa cắt được chỉ ra trong Bảng 6 là các chiều dày tiêu chuẩn. Bề rộng của khóa cắt sẽ lớn hơn 2 lần chiều dày khóa cắt.

Bảng 6. Chiều dày khóa cắt bên trong cọc

Đường kính (mm)	Chiều dày t(mm)
Dp < 800	9
800 ≤ Dp < 1200	12
Dp > 1200	16

10.2.4  Số lượng khóa cắt và cách lắp đặt

Thường sử dụng 02 khóa cắt. Vị trí lắp đặt thể hiện trong Hình 8. Khóa cắt thường hàn với cọc tại hiện trường.

Dạng khóa nối điển hình và cách lắp đặt thể hiện trong Hình 9. Đường hàn hiện trường của khóa nối là đường hàn liền vòng quanh cọc phía trên của khóa nối. Kích thước đường hàn khoảng 80% chiều dày khóa nối. Để đảm bảo kích thước đường hàn đạt được 80% chiều dày khóa nối thì chiều dày đường hàn bằng chiều dày khóa nối.

Hình 7. Các bước xử lý liên kết giữa đầu cọc và bệ móng

Hình 8. Vị trí lắp đặt khóa chống cắt

Hình 9. Hình dạng khóa chống cắt

10.2.5  Cốt thép liên kết

Cốt thép liên kết đầu cọc phải được lắp đặt theo các điểm chú ý sau đây:

- Chiều dài cốt thép liên kết ở đầu cọc là chiều dài thiết kế.

- Khi lồng thép liên kết được chế tạo sẵn, cốt đai giữ chỉ lắp đặt trong cọc và các thanh nối trên đầu cọc được lắp đặt sau hoàn thành lắp khi cốt chủ dưới bệ móng.

10.2.6  Đổ bê tông

Bê tông đổ đầu cọc có cường độ tương đương với bê tông bệ móng. Bê tông được đổ sau khi đã lấp đầy cát hoặc sỏi bên trong tới chiều cao xác định trước trong cọc hoặc sau khi lắp ván khuôn treo. Phương pháp đổ bê tông có thể xem Hình 10.

Hình 10. Các phương pháp đổ bê tông đầu cọc

10.2.7  Phương pháp lấp cát hoặc sỏi

Cát hoặc sỏi sẽ được đổ đầy trong cọc đến chiều cao thiết kế.

10.2.8  Phương pháp ván khuôn treo

Ván khuôn treo được lắp đặt vào trong lòng cọc, móc treo giữ vào đỉnh cọc bằng các thanh cốt thép thi công. Khoảng hở giữa ván khuôn và thành cọc được lấp bằng cát hoặc sỏi.

Bê tông đầu cọc nên được kết hợp đổ cùng bê tông bệ móng.

11  Thử nghiệm cọc

11.1  Thử nghiệm cọc có thể được thực hiện ở giai đoạn: thăm dò thiết kế hoặc kiểm tra chất lượng công trình.

11.2  Thí nghiệm cọc ở giai đoạn thăm dò thiết kế (sau đây gọi là thí nghiệm thăm dò) được tiến hành trước khi thi công cọc đại trà nhằm xác định các số liệu cần thiết kế về cường độ, biến dạng và mối quan hệ tải trọng - chuyển vị của cọc làm cơ sở cho thiết kế hoặc điều chỉnh đồ án thiết kế, chọn thiết bị và công nghệ thi công cọc phù hợp.

Trong trường hợp có cơ sở để xác định chắc chắn khả năng làm việc của cọc thực tế thì không nhất thiết phải tiến hành thí nghiệm thăm dò.

Có thể chọn cọc của móng công trình hoặc cọc thi công riêng biệt ngoài phạm vi móng công trình làm cọc thí nghiệm thăm dò. Khi sử dụng cọc móng công trình, cọc phải có đủ cường độ để chịu được tải trọng thí nghiệm lớn nhất theo dự kiến và phải dự báo trước, chuyển vị của cọc để không gây ảnh hưởng xấu đến kết cấu bên trên của công trình sau này. Với cọc thi công riêng biệt, cọc phải có cấu tạo, vật liệu, kích thước và phương pháp thi công giống như cọc chịu lực của móng công trình.

11.3  Thí nghiệm cọc ở giai đoạn kiểm tra chất lượng công trình (sau đây gọi là thí nghiệm kiểm tra) được tiến hành trong thời gian thi công hoặc sau khi thi công xong cọc nhằm kiểm tra sức chịu tải của cọc theo thiết kế và chất lượng thi công cọc.

Trong trường hợp có cơ sở để xác định chắc chắn khả năng làm việc của cọc thì không nhất thiết phải tiến hành thí nghiệm kiểm tra.

Cọc thí nghiệm kiểm tra được chọn trong số các cọc của móng công trình.

11.4  Vật liệu cọc có thể đánh giá căn cứ trên thí nghiệm kiểm tra khi xuất xưởng sản phẩm cọc.

11.5  Đối với mối hàn tại công trường cần kiểm tra siêu âm với tần suất 5% như quy định ở 9.5.4.

11.6  Hai phương pháp thường sử dụng để thử cọc là thử tĩnh (nén tĩnh, nhổ tĩnh, nén ngang) và phương pháp thử động (PDA).

Số lượng cọc thử: số lượng cọc thử tĩnh lấy bằng 1% tổng số cọc và ít nhất là 1 cọc.

Phương pháp thử tĩnh: vị trí, phương pháp nén tĩnh theo quy định trong TCVN 9393:2012.

Phương pháp thử động: chưa có kinh nghiệm của phương pháp này đối với với thử tải cọc vít do đó không đủ tin cậy khi sử dụng phương pháp thử động để đánh giá sức chịu tải.

12  Đo đạc, nghiệm thu

12.1  Hệ thống kiểm soát đo lường

Để thực hiện đo lường SRP, về nguyên tắc, trong khi thực hiện công tác xoay hạ cọc các hệ thống điều khiển đo lường liên tục ghi lại giá trị mô men xoắn, độ đâm xuyên, và lực thẳng đứng theo thời gian thực.

Mô men xoắn và dữ liệu khác đo được sử dụng để xác nhận rằng các cọc đã đạt khả năng chịu tải theo yêu cầu, là cơ sở để ngừng công tác xoay hạ và lưu lại ngay dữ liệu máy ghi chép.

Sơ đồ của hệ thống kiểm soát đo lường xem Hình 11, các hệ thống đo lường, màn hình điều khiển, bản ghi kiểm soát dữ liệu tham khảo Phụ lục I.

Hình 11. Sơ đồ hệ thống kiểm soát đo lường

12.2  Xác định lớp đất chịu lực và ngừng xoay cọc

Sự thay đổi của mô men xoắn và sự thay đổi cường độ của đất nền có sự liên quan đến nhau như thể hiện trong Hình 12. Do đó mô men xoắn và các số liệu đo được được sử dụng để xác định cọc đã đặt vào lớp đất chịu lực và ngừng thi công.

Các bước điều khiển dừng cọc vít SRP mô tả trong Hình 13. Để ngừng xoay cọc, về cơ bản cần đáp ứng tất cả các điều kiện thi công sau đây:

- Cọc đã đạt cao độ theo thiết kế trong tầng chịu lực,

- Các dữ liệu đo đạc thi công xác nhận rằng mũi cọc đã hạ vào lớp chịu lực: Chiều dài thực của cọc, mô men xoắn, độ xuyên sâu của cọc trong quá trình thực hiện được so sánh với kết quả khảo sát địa chất.

- Độ xuyên sâu của cọc trong lớp đất chịu lực (≥ D_p) được đảm bảo.

Hình 12. Quan hệ độ sâu và mô men xoay

Hình 13. Sơ đồ quy trình quản lý xoay hạ cọc

Nếu có xét sức kháng nhổ của cọc trong tính toán, giới hạn độ xuyên sâu lớn nhất của cọc trong lớp đất chịu lực là 2,5 D_w.

Biện pháp xử lý khi không thỏa mãn các điều kiện trên quy định tại mục 9.6 và tham khảo phụ lục K

Khi lớp chịu lực cứng hơn nhiều so với dự kiến, nếu xoay cọc để đảm bảo đủ chiều sâu ngàm mũi cọc vào tầng chịu lực thì có thể dẫn đến hư hỏng vật liệu cọc do đó cần phải dừng xoay cọc và kiểm tra sức chịu tải của cọc so với thiết kế, có thể dừng hạ cọc nếu đảm bảo đủ chiều sâu trôn cánh thép.

Để xác nhận các lớp chịu lực và ngừng thực hiện theo quy định ở trên, rất khó để ước tính giá trị SPT dựa trên các giá trị tuyệt đối của mô-men xoắn, vì vậy cần để thực hiện một cọc thử để thiết lập việc thực hiện dừng xoay cọc cho mỗi khu vực khi tham khảo các bên liên quan.

12.3  Các hạng mục kiểm soát việc thực hiện và tiêu chí kiểm tra

Công tác thi công được kiểm soát một cách thích hợp theo điều kiện tại chỗ, bao gồm cả các khoản mục trình bày trong Bảng 7. Các mục kiểm tra và tiêu chí nghiệm thu trong quá trình thi công tham khảo Phụ lục E

12.4  Kiểm soát thi công cọc xiên

12.4.1  Thiết lập trục tim cọc

Đối với cọc xiên có thể có khác biệt cao độ trên máy thi công và cao độ thiết kế (Hình 14) vì vậy cần tính toán tim cọc dựa trên vị trí đặt máy.

Sau khi tim cọc được xác định dựa trên vị trí đặt máy, máy được đặt vào vị trí tim cọc. Phải kiểm tra cao độ máy trong quá trình thi công. Đặc biệt là trong trường hợp sau khi đào để khoan đánh giá, cần phải chú ý đến cao độ đặt máy do máy đặt chìm dưới mặt đất.

Hình 14. Mối quan hệ giữa vị trí tim cọc theo thiết kế và tim cọc theo máy đặt

12.4.2  Đo đạc độ nghiêng cọc

Độ nghiêng của cọc được đo bằng thiết bị đo nghiêng, cần theo dõi và điều chỉnh độ chính xác trong thiết lập máy thi công. Khi độ chính xác không đúng yêu cầu, cọc cần được loại bỏ sai số bằng cách quay ngược, sau đó điều chỉnh độ chính xác bằng cách chỉnh sửa thiết lập máy.

12.5  Hồ sơ và báo cáo thi công

Cần ghi lại quá trình thực hiện của tất cả các cọc. Biên bản thực hiện bao gồm các mục sau đây. Quá trình thực hiện và định dạng báo cáo thi công tham khảo Phụ lục F và G.

- Tên dự án, vị trí công việc, và ngày thực hiện

- Máy thi công

- Thông số kỹ thuật cọc, số lượng, và bố trí, mã hiệu của cọc, mã hiệu thi công

+ Độ sâu xoay cọc

+ Mặt cắt địa chất hố khoan

+ Hồ sơ ghi các số liệu đo đạc

+ Các mục cần thiết khác (điều kiện đặc biệt như khó khăn, và biện pháp xử lý)

Bảng 7. Các hạng mục kiểm soát thi công

Hạng mục kiểm soát	Nội dung kiểm soát	Biện pháp	Ví dụ xác nhận nội dung/mục tiêu kiểm soát
Kiểm soát vật liệu	Hình dạng bên ngoài	Kiểm tra bằng mắt thường (đường kính và chiều dài cọc, độ dầy thành cọc, đường kính ngoài cánh thép, độ dầy cánh thép và số lượng)	Có chỗ nào bị phồng, méo hay sai sót nào không?
	Chất lượng vật liệu	Kiểm tra căn cứ ký hiệu trên ống thép và các giấy tờ xuất xưởng
	Kiểm soát giao nhận vật liệu	Xác nhận vị trí và biện pháp lưu kho tạm thời
Kiểm soát thi công	Kiểm tra địa chất khu vực thi công	Xác nhận sức chịu tải của nền đất và biện pháp gia cố	Xác nhận độ cân bằng của lực nén của máy móc thi công đối với sức chịu tải của nền đất.
	Di dời chướng ngại vật ngầm trong đất	Thông qua việc thăm dò, di dời cáp ngầm và các loại ống ngầm cũ, móng kết cấu cũ, đá, cao su, và các loại vụn gỗ v.v...
	Kiểm tra thiết bị và máy móc thi công	Xác nhận khả năng vận hành của máy móc và các thiết bị khoan xoay, xác nhận thông tin đầu vào
	Lắp đặt máy ha cọc	Xác định vị trí khuôn dẫn thể hiện máy hạ cọc được đặt ở vị trí tim cọc và lắp đặt thiết bị lực phản ứng xoay để có thể chịu được mô men xoay (trong trường hợp sử dụng máy khoan ống vách xoay)	Xác nhận giá trị kiểm soát mô men xoay cho mỗi máy đưa vào sử dụng và cho mỗi loại tiêu chuẩn kỹ thuật thi công cọc (mô men xoay kiểm soát).
	Tình trạng lắp ráp cọc	Đo đạc sự dịch chuyển của tim cọc Xác định độ nghiêng từ hai hướng vuông góc bằng máy kinh vĩ, quả dọi, hoặc máy toàn đạc, v.v... Kiểm tra độ nghiêng của cọc xiên bằng thiết bị đo nghiêng.	• Độ lệch tâm ±100mm, và Dp/4 hoặc ít hơn • Độ nghiêng 1/100 hoặc ít hơn
	Tình trạng lực nén xoay	Kiểm tra mô men xoay, độ xuyên, tải trọng dọc trục (dữ liệu đo đạc và hệ thống kiểm soát) và so sánh biểu đồ khảo sát địa chất, và các kết quả khảo sát địa chất khác
	Tình trạng hàn thành bên cọc trên công trường	Tiêu chuẩn thợ hàn Xác nhận công tác hàn chu vi thành bên cọc trên công trường bằng mắt thường (Nếu cần thiết, thực hiện các công tác thử nghiệm không phá hủy)	• Kiểm tra chất lỏng bôi trơn • Thí nghiệm siêu âm • Kiểm tra bằng cách chụp bằng tia bức xạ v.v...
	Xác nhận tầng đất chịu tải và kết thúc quá trình ha cọc.	Xác nhận so sánh với các kết quả mô men xoay, độ sâu, kết quả thí nghiệm địa chất và các khảo sát địa chất khác. Xác định độ sâu ngàm vào tầng đất chịu tải	• Về nguyên tắc, 1.0Dp hoặc hơn • Nếu tầng đất chịu tải là tầng đất cứng và khó xuyên qua, cần thảo luận riêng vấn đề này.
	Thi công chính xác	Xác nhận đài cọc, và đo độ lệch tâm và độ nghiêng của cọc (cọc thẳng đứng và cọc xiên)	• Độ lệch tâm ±100mm, và Dp/4 hoặc ít hơn • Độ nghiêng 1/100 hoặc ít hơn • Độ cao đỉnh cọc ±50mm
Kiểm soát quy trình thi công	Quy trình hạ cọc	Xác nhận sơ đồ máy móc hạng nặng Xác nhận kế hoạch bố trí vật liệu và thiết bị
Kiểm soát an toàn	Tình trạng khu vực thi công Máy hạ cọc Biện pháp khắc phục an toàn thiết bị điện Biện pháp phòng chống đổ Xem xét các kết cấu xung quanh

 

Phụ lục A

(Tham khảo)

Cánh thép xoay

Chiều dày của cánh thép được quyết định từ kết quả phân tích tính toán kết cấu và tham khảo các chỉ dẫn kỹ thuật đối với từng phương pháp thi công để đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền của sức kháng mũi. Phụ lục này đưa ra ví dụ tham khảo về chiều dày và kích thước của một loại cánh thép xoay thép (Hình A1, Bảng A1).

Hình A1. Chiều dày tiêu chuẩn của cọc SRP ⁷⁷⁾

Bảng A1. Chiều dày của cánh và phần mũi của cọc SRP (cho Dp từ 400mm) ⁷⁸⁾

Đường kính cọc Dp(mm)	Đường kính lưỡi thép Dw (mm)	Chiều dày lưỡi thép (mm)	Chiều dày cọc tại mũi cọc (mm)
400	600	25	12
600	900	28	13
700	1050	32	13
800	1200	36	14
900	1350	38	15
1000	1500	40	16
1100	1650	45	17
1200	1800	45	18
1300	1950	60	24
1400	2100	60	24
1500	2250	65	25
1600	2400	75	25

Bảng A2. Thành phần hóa học thép cán cho kết cấu hàn

Đơn vị: %

Bề dày	C	Si	Mn	P	S
≤ 50 mm	0,20	0,55	1,65	0,035	0,035
> 50 mm đến 200 mm	0,22	0,55	1,65	0,035	0,035
Chú thích: Trong bảng chỉ bao gồm các thành phần hợp kim cơ bản.

Bảng A3. Đặc tính cơ học thép cán cho kết cấu hàn

Bề dày	Kim loại gốc			Hàn hồ quang
	Độ bền kéo MPa	Giới hạn chảy MPa	Độ giãn dài (%)	Độ bến kéo MPa
			Mẫu thử
> 16 mm đến 40 mm	490-610	≥ 315	21	-
> 40 mm đến 50 mm	490-610	≥ 295	21	-
> 50 mm đến 75 mm	490-610	≥ 295	23	-
> 75 mm đến 100 mm	490-610	≥ 295	23	-

(Mời xem tiếp trong file tải về)