Nền móng hỗ trợ cho cấu trúc công trình, chuyển tải từ cấu trúc vào đất. Nhưng lớp mà nền móng chuyển tải phải có khả năng chịu lực phù hợp và đặc tính lún phù hợp. Có một số loại nền tảng tùy thuộc vào các cân nhắc khác nhau, chẳng hạn như:
- Tổng tải từ cấu trúc .
- Điều kiện đất.
- Mực nước.
- Sự rung động.
- Tài nguyên sẵn có.
- Khung thời gian của dự án.
- Chi phí.
Nền móng có thể được phân loại là nền nông và nền sâu. Chân nông thường được sử dụng khi khả năng chịu lực của đất bề mặt đủ để mang tải trọng một cấu trúc. Mặt khác, nền móng sâu thường được sử dụng khi khả năng chịu lực của đất bề mặt không đủ để mang tải trọng áp một cấu trúc. Vì vậy, tải trọng phải được chuyển đến một mức độ sâu hơn, nơi lớp đất có khả năng chịu lực cao hơn.
Mục lục
Nền móng cọc là gì?
Móng cọc là một loại móng sâu, thực sự là một cột mảnh dài làm bằng vật liệu như bê tông hoặc thép được sử dụng để hỗ trợ kết cấu và chuyển tải ở độ sâu mong muốn bằng cách chịu lực cuối hoặc ma sát da.
Móng cọc thường được sử dụng cho các công trình lớn và trong các tình huống đất ở độ sâu nông không phù hợp để chống lại sự lún quá mức, chống lại sự nâng cao, v.v.
Khi nào nên sử dụng móng cọc:
Sau đây là các tình huống khi sử dụng hệ thống móng cọc có thể
- Khi mực nước ngầm cao.
- Tải nặng và không đồng đều từ cấu trúc .
- Các loại nền móng khác đắt hơn hoặc không khả thi.
- Khi đất ở độ sâu nông có thể nén được.
- Do vị trí của nó gần đáy sông hoặc bờ biển, v.v.
- Khi có một kênh hoặc hệ thống thoát nước sâu gần cấu trúc.
- Khi đào đất không thể đến độ sâu mong muốn do điều kiện đất kém.
- Khi không thể giữ cho nền móng khô ráo được bơm hoặc bằng bất kỳ biện pháp nào khác do dòng chảy thấm lớn.
Các loại móng cọc:
Nền móng cọc có thể được phân loại dựa trên chức năng, vật liệu và quy trình lắp đặt, vv Sau đây là các loại móng cọc được sử dụng trong xây dựng:
- Dựa trên chức năng hoặc sử dụng
- Cọc ván
- Cọc chịu lực
- Cọc kết thúc
- Cọc ma sát
- Cọc nén đất
- Dựa trên vật liệu và phương pháp xây dựng
- Cọc gỗ
- Cọc bê tông
- Cọc thép
- Cọc composite
Phân loại móng cọc dựa trên chức năng hoặc sử dụng:
Cọc ván
Loại cọc này chủ yếu được sử dụng để cung cấp hỗ trợ bên. Thông thường, chúng chống lại áp lực bên từ đất lỏng lẻo, dòng chảy của nước, v.v … Chúng thường được sử dụng cho rãnh, bảo vệ bờ, vv Chúng không được sử dụng để cung cấp hỗ trợ dọc cho cấu trúc.Chúng thường được sử dụng để phục vụ mục đích sau:
- Thi công tường chắn.
- Bảo vệ khỏi xói mòn bờ sông.
- Giữ lại đất lỏng xung quanh rãnh móng.
- Để cách ly nền móng với đất liền kề.
- Để giữ đất và do đó làm tăng khả năng chịu lực của đất.
Cọc chịu lực
Loại móng cọc này chủ yếu được sử dụng để chuyển tải trọng thẳng đứng từ kết cấu sang đất. Những nền móng này truyền tải trọng qua đất với đặc tính hỗ trợ kém lên một lớp có khả năng chịu tải. Tùy thuộc vào cơ chế truyền tải từ cọc sang đất, cọc chịu tải có thể được phân loại thêm.Cọc kết thúc
Trong loại cọc này, tải trọng đi qua mũi dưới của cọc. Phần dưới cùng của cọc nằm trên một lớp đất hoặc đá. Thông thường, cọc nằm ở lớp chuyển tiếp của một lớp đất yếu và mạnh. Do đó, cọc đóng vai trò là cột và chuyển tải một cách an toàn sang lớp mạnh.
Tổng công suất của cọc chịu lực cuối có thể được tính bằng cách tăng diện tích của đỉnh cọc và khả năng chịu lực ở độ sâu đặc biệt của đất mà tại vị trí cọc. Xem xét một yếu tố hợp lý của an toàn, đường kính của cọc được tính toán.Cọc ma sát
Cọc ma sát chuyển tải trọng từ kết cấu xuống đất bằng lực ma sát giữa bề mặt cọc và đất xung quanh cọc như đất sét cứng, đất cát v.v … Ma sát có thể được phát triển cho toàn bộ chiều dài của cọc hoặc xác định chiều dài của cọc, tùy thuộc vào tầng của đất. Trong cọc ma sát, nói chung, toàn bộ bề mặt của cọc hoạt động để chuyển tải từ kết cấu sang đất.
Diện tích bề mặt của cọc nhân với lực ma sát an toàn được phát triển trên một đơn vị diện tích xác định công suất của cọc.
Trong khi thiết kế cọc ma sát da, ma sát da được phát triển ở bề mặt cọc cần được đánh giá một cách chính xác và cần xem xét đến yếu tố an toàn hợp lý. Bên cạnh đó người ta có thể tăng đường kính cọc, độ sâu, số lượng cọc và làm cho bề mặt cọc trở nên nhám để tăng khả năng của cọc ma sát.Cọc nén đất
Đôi khi các cọc được điều khiển tại các khoảng thời gian khép kín để tăng khả năng chịu lực của đất bằng cách nén.
Phân loại cọc dựa trên vật liệu và phương pháp thi công:
Cọc chủ yếu có thể được phân thành hai phần. Cọc chuyển và cọc không dịch chuyển hoặc thay thế. Cọc làm cho đất bị dịch chuyển theo chiều dọc và hướng tâm khi chúng được đẩy xuống đất được gọi là cọc dịch chuyển. Trong trường hợp cọc thay thế, mặt đất bị chắn và đất bị loại bỏ và sau đó lỗ kết quả được lấp đầy bằng bê tông hoặc cọc bê tông đúc sẵn được chèn vào. Trên cơ sở vật liệu thi công cọc và quy trình lắp đặt cọc chịu tải có thể được phân loại như sau:
- Cọc gỗ
- Không được xử lý
- Được xử lý
- Cọc bê tông
- Cọc đúc sẵn
- Cọc đúc tại chỗ
- Cọc thép
- Cọc chữ I
- Cọc rỗng
- Cọc composite
Cọc gỗ
Cọc gỗ được đặt dưới mực nước. Chúng tồn tại trong khoảng 30 năm. Chúng có thể là hình chữ nhật hoặc hình tròn. Đường kính hoặc kích thước của chúng có thể thay đổi từ 30 đến 40 inch. Chiều dài của cọc thường bằng 20 lần chiều rộng đỉnh.
Chúng thường được thiết kế cho 15 đến 20 tấn. Sức mạnh bổ sung có thể đạt được bằng cách bắt vít vào bên cạnh các cọc.
Ưu điểm của cọc gỗ:
- Cọc gỗ có kích thước thông thường có sẵn.
- Kinh tế.
- Dễ dàng cài đặt.
- Khả năng tổn thất thấp.
- Cọc gỗ có thể được cắt ở bất kỳ độ dài mong muốn nào sau khi chúng được lắp đặt.
- Nếu cần thiết, cọc gỗ có thể dễ dàng kéo ra.
Nhược điểm của cọc gỗ:
- Cọc có chiều dài lớn không phải lúc nào cũng có sẵn.
- Rất khó để có được cọc thẳng nếu chiều dài lớn.
- Khó đóng cọc nếu tầng đất rất cứng.
- Cọc gỗ hoặc gỗ không thích hợp để sử dụng làm cọc chịu lực.
- Đối với độ bền của cọc gỗ, phải thực hiện các biện pháp đặc biệt. Ví dụ: cọc gỗ thường được xử lý bằng chất bảo quản.
Cọc bê tông
Cọc bê tông đúc sẵn
Loại cọc này được đúc trong xưởng ở dạng nằm ngang nếu chúng có hình chữ nhật. Thông thường, cọc tròn được đúc ở dạng thẳng đứng. Cọc đúc sẵn thường được gia cố bằng thép để ngăn ngừa vỡ trong quá trình tác động của nó từ xưởng đúc đến vị trí của móng. Sau khi cọc được đúc, việc bảo dưỡng phải được thực hiện theo thông số kỹ thuật. Thông thường thời gian bảo dưỡng cho cọc đúc sẵn là 21 đến 28 ngày.
Ưu điểm của cọc đúc sẵn
- Cọc được bảo đảm các kỹ thuật.
- Chúng thường có độ bền cao.
- Để thuận tiện cho việc ép dẫn, một đường ống có thể được lắp đặt dọc theo tâm của cọc.
- Nếu các cọc được đúc và sẵn sàng để vận chuyển trước khi đến giai đoạn lắp đặt, nó có thể làm tăng tiến độ công việc.
- Việc hạn chế của cốt thép có thể được đảm bảo.
- Chất lượng của cọc có thể được kiểm soát.
- Bất kỳ lỗi nào được xác định, nó có thể được thay thế trước khi đến công trường.
- Cọc có thể được di chuyển dưới nước.
- Các cọc có thể được tải ngay lập tức sau khi được ép theo chiều dài yêu cầu.
Nhược điểm của cọc đúc sẵn:
- Một khi chiều dài của cọc được quyết định, rất khó để tăng hoặc giảm chiều dài của cọc sau đó.
- Khó di dời cọc sau khi ép.
- Cần thiết bị nặng và đắt tiền để thi công.
- Vì chúng không có sẵn để mua sẵn sàng, nó có thể gây ra sự chậm trễ của dự án.
- Có khả năng bị vỡ hoặc hư hỏng trong quá trình xử lý và đóng cọc.
Cọc bê tông đúc tại chổ
Loại cọc này được xây dựng bằng cách khoan đất lên đến độ sâu mong muốn và sau đó đổ bê tông mới trộn ở nơi đó. Loại cọc này được xây dựng bằng cách ép một vỏ kim loại xuống đất và đổ bê tông và để lại vỏ bằng bê tông hoặc vỏ được kéo ra trong khi đổ bê tông.
Ưu điểm của cọc bê tông đúc tại chỗ:
- Vỏ có trọng lượng nhẹ, vì vậy chúng rất dễ xử lý.
- Chiều dài của cọc có thể thay đổi dễ dàng.
- Không vượt quá chiều dài yêu cầu để hạn chế thiệt hại từ việc xử lý.
- Không có khả năng bị hỏng trong khi lắp đặt.
- Cọc bổ sung có thể được cung cấp dễ dàng nếu cần.
Nhược điểm của cọc bê tông đúc tại chỗ:
- Thi công đòi hỏi giám sát cẩn thận và kiểm soát chất lượng.
- Cần đủ chỗ trên công trường để lưu trữ các vật liệu được sử dụng để xây dựng.
- Rất khó để thi công đúc trong các cọc tại chỗ nơi dòng nước ngầm lớn.
- Đáy cọc có thể không đối xứng.
Cọc thép
Cọc thép có thể là I hoặc ống rỗng. Chúng được lấp đầy bằng bê tông. Kích thước có thể thay đổi từ 24 đến 50 cm đường kính và độ dày thường là 12 mm. Do diện tích mặt cắt nhỏ, cọc dễ ép. Chúng chủ yếu được sử dụng như cọc chịu lực.
Ưu điểm của cọc thép:
- Chúng rất dễ lắp đặt.
- Chúng có thể đạt đến độ sâu lớn hơn so với bất kỳ loại cọc nào khác.
- Có thể xuyên qua lớp đất cứng do diện tích mặt cắt ít hơn.
- Dễ dàng ghép cọc thép.
- Có thể chịu lực lớn.
Nhược điểm của cọc thép:
- Dễ bị ăn mòn.
- Có khả năng đi chệch hướng khi ép.
- Tương đối đắt tiền.
Phương pháp lắp đặt cọc
Trong nền móng cọc, quy trình cài đặt và phương pháp lắp đặt cũng quan trọng không kém quá trình thiết kế. Trong quá trình thiết kế cọc, nên chọn phương pháp lắp đặt và thiết bị cẩn thận để tránh thiệt hại cho cọc.
Phương pháp đóng cọc
- Đóng : Một cái búa với trọng lượng xấp xỉ của cọc được nâng lên một độ cao phù hợp và được thả ra để đập vào đầu cọc.
- Rung: Biên độ rung được sử dụng ở đây phải đủ để phá vỡ ma sát da ở hai bên cọc. Điều này là tốt nhất phù hợp với đất cát hoặc sỏi.
- Ép (chỉ dành cho cọc nhỏ): Để lắp đặt cọc kích, ram thủy lực được sử dụng để đẩy cọc xuống đất
- Phun: Để hỗ trợ sự xâm nhập của cọc vào cát hoặc sỏi cát, phun nước có thể được sử dụng.
Phương pháp khoan
Máy khoan liên tục (CFA): Ở đây, thiết bị bao gồm một máy cơ sở di động được trang bị một máy khoan chính rỗng được quay và điều khiển xuống đất để có được độ sâu cần thiết của cọc. Phương pháp này đặc biệt hiệu quả trên mặt đất mềm.
Underreaming: Đây là một loại cọc khoan khoan đặc biệt được sử dụng để khai thác khả năng chịu lực của các tầng tương ứng bằng cách cung cấp một cơ sở mở rộng. Đất phải có khả năng đứng không được hỗ trợ để sử dụng kỹ thuật này.