Home / KHOA HỌC CÔNG NGHỆ / [CỌC BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC] Cấu tạo, Ưu, Nhược điểm????

[CỌC BÊ TÔNG DỰ ỨNG LỰC] Cấu tạo, Ưu, Nhược điểm????

Dạng cọc tròn PC spun pile (ít khi dùng chữ centrifugal) thường có ở Nhật hoặc Hàn, châu Âu không phổ biến, châu Âu có dùng cọc hình vuông, tam giác DƯL.

Ở nước ta hiện nay một số nhà máy (Phan Vũ, BT620, BCC, PhúMỹ) có thể chế tạo cả hai loại cọc này và đang thương mại hóa cả hai loại nhưng chủ yếu vẫn là cọc loại tròn.

+ Ưu điểm về mặt giá thành so với cọc RC không lớn lắm, vì bê tông đắt hơn (mác cao), cốt thép PC bar (có cường độ fy = 14000 – 16000 kg/cm2) phải nhập từ Indo, Thailand, Malay hoac Hàn, Nhật, giá đắt hơn gấp đôi và lại phải mua dự trữ vì không chủ động thời gian.

+ Ưu điểm vượt trội của nó là tiến độ. Nếu đúc cọc thường thì không áp dụng được kỹ thuật accelerated curing (dưỡng hộ nhanh). Hấp hơi nước chừng 2-3 tiếng là nó đã cứng đanh (đạt mác) lên rồi vì thế có thể chở ngay ra công trường ngay ngày hôm sau.

+ Có hai dạng cọc PS spun pile đó là PC và PHC, cọc PC bao gồm công đoạn dưỡng hộ hơi nước ở áp suất thường (với t= 70-80oC), còn bê tông thì dùng phụ gia loại thông dụng (ở VN là Sikament R4, Sikament FF khi cần), xi măng PC40 (ATSM C150 type I) mác xi măng chỉ 400 kg/cm2) nhưng nhờ ly tâm lèn chặt mà sau khi dưỡng hộ nhiệt có thể đạt 700kg/cm2 một cách dễ dàng. Nhưng để cải tiến hơn nữa người ta dùng cọc PHC hoàn toàn giống cọc PC chỉ riêng công đoạn dưỡng hộ nhiệt thì người ta dùng dưỡng hộ nhiệt + áp bằng cách cho vào autoclave để được luôn một mẻ cọc lớn chỉ trong một tiếng đồng hồ, cho lên xe ra công trường luôn. Nhưng cách này tốn chi phí đầu tư cho autoclave quá, Việtnam không chơi được (đội giá thành), mà ta chỉ sử dụng phụ gia gốc silicafume để kích nhanh quá trình gia tăng cường độ sớm khi dưỡng hộ nhiệt ở áp suất bình thường (sử dụng luôn hệ thống thiết bị sản xuất cọc PC như cũ), nhưng để bỏ tiền ra mua phụ gia mà chủ đầu tư không yêu cầu tiến độ cấp bách (như kiểu tây) thì chẳng bỏ bèn gì vì lại làm tăng giá thành nên chỉ có cọc PC là đang thông dụng mà thôi.

Nhờ kỹ thuật quay ly tâm (spinning) mà lớp bê tông dàn thành vỏ hai bên vừa đủ cứng (chiều dày thành vỏ trung bình là 50-70cm tuỳ đường kính cọc. Điều này giúp tiết kiệm vật liệu (vật chuyển, đóng cọc nhẹ nhàng hơn).

Cốt thép được tạo lồng rồi đặt vào khuôn, sau khi quay ly tâm xong thì nó nằm ở giữa thành bê tông và tham gia chịu lực (kéo chặt bê tông lại). Quan trọng của việc làm lồng thép là phải cắt thép cho thật đều, sai số 1mm/15mm, sau đó hai đầu sợi thép thép được ép chặt kết hợp với việc cho dòng điện cường độ cao (điệp áp thấp) đi qua để tạo nên một cái nút như củ tỏi ở mỗi đầu (gọi là công đoạn heading – chồn đầu).


Một cọc thường có từ 8-16 cây thép (tuỳ thiết kế), tiến hành cho thép chủ và thép đai qua máy tạo lồng (caging) để tạo lồng thép. Đem lồng đặt vào khuôn, dùng mặt bích (cũng là miếng nối đầu cọc sau này) để làm chỗ khóa thanh thép rồi dùng kích thủy lực kéo căng thanh thép, neo khóa mặt bích vào khuôn (đòi hỏi khuôn phải đủ khả năng chịu lực căng của các thanh thép (70-120tấn).

Sau khi bê tông đạt cường độ (ngay sau khi ra khỏi bể dưỡng hộ) thì tiến hành xả khuôn, tức là để cho lực căng rút của thanh thép vốn tác dụng vào khuôn chuyển vào cho bê tông (stress inducement). Sau quá trình này thì cọc hoàn toàn có thể chở ngay ra công trường.

Khả năng chịu nén của cọc: lớn hơn cọc bê tông thường một ít, lý do là mác bê tông cao hơn cọc thường nhiều, nên cho dù bị trừ mất đi một lượng ứng suất nén trước do thanh thép gây ra nó vẫn còn lớn. Nhưng quan trọng là khả năng chịu uốn rất cao, điều này là quan trọng hơn đối với cọc nếu ta muốn có cọc dài để có thể giảm mối nối, muốn có cọc nhẹ để dễ thi công.

Sở trường của cọc này là đóng ở những vùng đấy yếu, cần cọc dài, nhưng khi đóng trên đất cát khả năng chịu lực vẫn hơn cọc thường, nhưng nó không phát huy được ưu điểm của nó so với cọc thường nên ít dùng (không kinh tế).

Cọc thường có chiều dài 12m, ít khi dài 15m chủ yếu do điều kiện chuyên chở và thi công đóng cọc chứ hoàn toàn không phải do kỹ thuật sản xuất. Đường kính thường là 500-600-900mm.

Khả năng chịu lực của cọc này thì cũng như cọc RC thông thường, chủ yếu bị khống chế bởi điều kiện đất nền, không vượt ngưỡng sức bền do vật liệu.

Chiều dài 1 đoạn cọc D300-400 khoảng 8-10m, cọc D500-600 khoảng 12-15m, có thể chế tạo cọc D900-D1200 dùng đóng cho công trình biển. Khi nối hai đoạn cọc với nhau dùng mối hàn để hàn hai mặt bích cọc với nhau. Tổng chiều dài cọc thường khoảng 45-60m, cái này do điều kiện địa chất quyết định.

Ngoài ra (miền Nam) trụ điện ly tâm cũng đã được chuyển sang chế tạo bằng phương pháp này, không còn dùng PC như trước nữa.

Tổng hợp: Đoàn Bảo Quốc