Các thông số
Đồ án thiết kế xây dựng cần đưa ra được các thông tin: kích thước cọc, chiều sâu cọc, sức chịu tải của cọc đơn P. Để thi công, cần thêm: Pmin, Pmax, Lmin.
Pmin: Lực ép nhỏ nhất, đảm bảo đưa cọc xuyên qua các lớp đất tới chiều sâu đủ chịu tải P theo thiết kế.
Pmax: Lực ép lớn nhất, không được vượt quá khi ép cọc. Ý nghĩa để đảm bảo an toàn, không bị vỡ cọc do lực ép.
Kỹ sư thiết kế quy định Pmin, Pmax dựa trên kinh nghiệm. Thường lấy Pmin = (1,5-2)P; Pmax = (2-3)P và nhỏ hơn sức chịu tải theo vật liệu cọc
Lmin: Chiều sâu cọc nhỏ nhất dựa trên tính toán dự báo sức chịu tải cọc theo đất nền (phương pháp phổ biến nhất là tính P theo SPT), kể đến biến động chiều sâu của các hố khoan theo kết quả khảo sát địa chất.
Ép cọc đến khi nào dừng?
1️⃣Nếu chiều sâu đã đạt Lmin mà lực ép chưa đạt Pmin, tăng lực ép đến Pmin thì dừng.
2️⃣Nếu lực ép đã đạt Pmin mà chưa đạt chiều sâu Lmin, tăng lực ép đến khi đạt Lmin thì dừng.
3️⃣Nếu lực ép đã tăng đến Pmax mà chưa đạt chiều sâu Lmin. Buộc phải dừng và hỏi ý kiến công ty tư vấn thiết kế: Cần điều chỉnh thiết kế gì không.
Như thế nào là dừng ép cọc? Nhà thầu thi công và giám sát hiện trường cần lưu ý quy định của TCVN 9394:2012 “Đóng và ép cọc – Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu”, điều 7.8: Lực ép phải duy trì đủ lâu để vận tốc cọc xuống ≤1cm/s trong một đoạn đường ≤3 lần đường kính (hoặc cạnh) cọc. Vì thực tế có nhiều trường hợp lực ép vừa đạt các điều kiện như trên đã dừng ép ngay dù chưa duy trì lực đó, cọc còn có thể xuống được nữa, dẫn tới kết quả thí nghiệm nén tĩnh không đạt.
Xử lý tình huống khi ép cọc
Khi rơi vào tình huống 3️⃣ người thiết kế cần xem xét gì để đưa ra quyết định xử lý. Liệu có chấp nhận được chiều sâu nhỏ hơn này không? Như đã nói căn cứ cao nhất là kết quả thí nghiệm Nén tĩnh, nhưng khi chưa thí nghiệm thì quyết định thế nào. Có đồng ý cho nén tĩnh cọc chưa đạt Lmin đó không? Hay đề nghị ép cọc khác đạt Limin rồi mới thí nghiệm?
Lúc này cần thực hiện bài toán tính lún móng cọc, với chiều sâu cọc nhỏ hơn Lmin. Điều kiện lún theo TCVN 10304:2014 “Móng cọc-Tiêu chuẩn thiết kế”:
- Độ lún tuyệt đối không nhỏ vượt quá 15cm
- Độ lún lệch giữa các móng không vượt quá 0,003
(Các con số giới hạn này ứng với trường hợp phổ biến của nhà dân dụng, trường hợp khác theo phụ lục E của tiêu chuẩn).
Phương pháp tính lún móng cọc thông thường là Móng khối quy ước, coi cả cụm cọc và đài cọc như móng đơn tương đương gây lún lên các lớp đất ở chiều sâu từ mũi cọc trở xuống. Kết quả tính toán rơi vào: