Cách tính lực ép đầu cọc chuẩn xác nhất khi làm móng

Khi xây dựng công trình, đặc biệt ở phần móng, việc tính toán lực ép đầu cọc là yếu tố quan trọng nhằm đảm bảo độ bền vững và ổn định cho toàn bộ kết cấu. Lực ép đầu cọc không chỉ giúp móng chịu tải tốt mà còn hạn chế hiện tượng lún, nứt do tải trọng không đều. Vì vậy, tính lực ép đầu cọc bê tông chuẩn xác là nhiệm vụ cần thiết đối với các kỹ sư xây dựng để đạt hiệu quả cao trong thi công. Bài viết này, Sắt Thép Minh Quân sẽ hướng dẫn bạn chi tiết cách tính lực ép đầu cọc chuẩn xác, tối ưu hóa kết cấu móng cho công trình.

Mục Lục

Ép cọc bê tông là gì? Vì sao nên tính lực ép cọc bê tông?

Ép cọc bê tông là quá trình đưa những chiếc cọc bê tông xuống lòng đất để làm móng cho công trình. Lực tác động để cọc đi sâu vào đất chính là lực ép cọc. Để cọc có thể cắm sâu vào đất, người thợ cần tác dụng lực ép tối thiểu (Pmin). Ngược lại, nếu lực ép quá lớn, vượt quá khả năng chịu tải của cọc (Pmax), cọc có thể bị vỡ.

Cách tính lực ép đầu cọc bê tông là yếu tố quyết định đến sự thành công của quá trình thi công. Nếu lực ép không phù hợp, sẽ dẫn đến nhiều hậu quả nghiêm trọng như cọc bị nghiêng, vỡ, không đạt độ sâu thiết kế, ảnh hưởng đến sự ổn định của toàn bộ công trình.

Tính lực ép đầu cọc chuẩn xác khi làm móng để xác định lực tác động phù hợp

Cùng tham khảo thêm: Thép láp tròn đặc làm từ hợp kim cứng, chịu nhiệt tốt

Cách tính lực ép đầu cọc chuẩn xác

Để tính lực ép cho cọc bê tông, cần tiến hành qua các bước như sau:

Bước 1: Xác định các thông số

Mác bê tông: Điều này sẽ giúp bạn tìm được giá trị của cường độ chịu nén bê tông (Rb).
Diện tích cọc (Fb): Tính toán dựa trên kích thước của cọc.
Cường độ tính toán của thép CII (Rs): Thông số này có thể tra cứu trong các tài liệu kỹ thuật.
Diện tích thép trong cọc (Fs): Tính toán dựa trên bản vẽ thiết kế.

Bước 2: Áp dụng công thức tính lực ép đầu cọc bê tông: Pvl = φ(Rb x Fb + Rs x Fs)

Trong đó:

φ: Hệ số an toàn, lấy bằng 0.975.
Pvl: Sức chịu tải của cọc.
Rb: Cường độ chịu nén.
Fb: Diện tích cọc.
Rs: Cường độ tính toán thép CII.
Fs: Diện tích thép trong cọc.

Bước 3: Tính toán và kết quả

Thay các giá trị đã xác định được vào trong công thức và thực hiện phép tính.
Kết quả thu được sẽ cho biết sức chịu tải tối đa mà cọc có thể đáp ứng.

Máy ép sẽ tạo ra áp lực nhất định lên đầu cọc. Để biết được lực ép thực tế tác dụng lên cọc, kỹ sư cần tham khảo bảng quy đổi áp suất thành lực của máy ép. Mỗi loại máy ép sẽ có bảng quy đổi riêng. Khi áp suất hiển thị trên đồng hồ đạt đến giá trị quy định trong bảng, sẽ dừng máy.

Bảng quy đổi lực ép bằng giàn máy Neo:

Bảng quy đổi lực ép bằng giàn máy tải sắt:

Ví dụ về cách tính lực ép đầu cọc bê tông

Cọc bê tông 300×300, mác 250

Thông số	Giá trị	Đơn vị
Đường kính cọc	30	cm
Chiều cao cọc	30	cm
Mác bê tông	250	–
Thép sử dụng	418	–
Hệ số an toàn (k)	2	–
Cường độ chịu nén (Rb)	1.15	kN/cm²
Diện tích cọc (Fb)	900	cm²
Cường độ tính toán (Rs)	28	kN/cm²
Diện tích thép (Fs)	10.18	cm²
Sức chịu tải của cọc (Pvl)	1287	kN
Lực ép thiết kế (Ptk)	55	tấn

Trong đó:

Hệ số an toàn (k): Giá trị k = 2 được chọn để đảm bảo cọc có thể chịu được tải trọng lớn hơn so với tải trọng thiết kế, giúp tăng độ bền cho công trình.
Lực ép thiết kế (Ptk): Lực ép thiết kế được chọn bằng nửa sức chịu tải của cọc (Ptk = Pvl/2), đảm bảo cọc luôn làm việc trong điều kiện an toàn.

Lực ép cọc phù hợp cho trường hợp này dao động trong khoảng từ 110 – 120 tấn. Nếu lực ép vượt quá 129 tấn, cọc có nguy cơ bị vỡ.

Xem thêm: Cách tính lực ép đầu cọc chuẩn xác nhất khi làm móng

Một số phương pháp tính lực ép cọc khác

Ngoài phương pháp tính như trên, bạn còn có thể áp dụng một số cách tính lực ép cọc như sau:

Sử dụng đồng hồ đo áp lực

Để xác định chính xác lực ép tác dụng lên cọc trong quá trình thi công, các kỹ sư sử dụng đồng hồ đo áp suất trên máy ép. Phương pháp này được đánh giá cao về độ tin cậy và được ứng dụng rộng rãi.

Công thức tính toán:

Lực ép (tấn) = [(3.14 x bán kính xi lanh² x số xi lanh) x chỉ số trên đồng hồ (kg/cm²)] / 10000

Trong đó:

Bán kính xi lanh: Đường kính xi lanh chia cho 2 (cm).
Số xi lanh: Số lượng xi lanh thủy lực của máy ép.
Chỉ số trên đồng hồ: Áp suất do máy ép tạo ra (kg/cm²).

Công thức dựa trên nguyên lý cơ bản của thủy lực, cho phép chuyển đổi từ áp suất (kg/cm²) thành lực (tấn) tác dụng lên cọc. Bằng cách đo trực tiếp áp suất trên đồng hồ, có thể tính toán được lực ép một cách chính xác và kịp thời.

Sử dụng đồng hồ đo áp lực để tính lực ép cọc

Để đọc chính xác thông số trên đồng hồ đo áp suất và xác định lực ép cọc, bạn cần thực hiện theo các bước sau:

Kiểm tra đơn vị đo: Đảm bảo đơn vị đo trên đồng hồ là kg/cm². Giá trị áp suất dao động trong khoảng 120-150 kg/cm² tùy thuộc vào loại máy ép và thông số kỹ thuật của cọc.
Quan sát quá trình ép cọc: Chú ý lắng nghe tiếng máy và quan sát sự chuyển động của cọc.
Đọc chỉ số khi máy đạt đến trạng thái ổn định: Thời điểm thích hợp để đọc chỉ số là khi máy hoạt động đều, tiếng máy rền đều và cọc không còn di chuyển xuống nữa. Đây là lúc áp suất đạt giá trị ổn định và tương ứng với lực ép tối đa lên cọc.

Tính tổng khối lượng chất lên dàn máy

Nếu gặp khó khăn trong việc đọc và hiểu thông số trên đồng hồ đo áp suất, bạn có thể sử dụng phương pháp đơn giản hơn đó là tính toán trực tiếp khối lượng của tải trọng đặt lên cọc.

Cách thực hiện:

Đo kích thước các cục tải: Đo chiều dài, chiều rộng và chiều cao của từng cục tải.
Tính thể tích: Nhân ba kích thước vừa đo được để tính thể tích của mỗi cục tải.
Tính khối lượng: Nhân thể tích của mỗi cục tải với trọng lượng riêng của vật liệu (thường là bê tông).
Tính tổng khối lượng: Cộng tổng khối lượng của tất cả các cục tải và khối lượng của dàn máy.

Lưu ý:

Lực ép cọc (tấn) xấp xỉ bằng tổng khối lượng (tấn).
Trọng lượng riêng của bê tông khoảng 25 kN/m³ (tương đương 2.5 tấn/m³).
Phương pháp này sẽ cho kết quả xấp xỉ, độ chính xác phụ thuộc vào độ chính xác của việc đo đạc và tính toán.

Hy vọng với những thông tin được chia sẻ sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về cách tính lực ép đầu cọc. Nếu bạn còn bất kỳ thắc mắc nào hay cần mua sắt thép hãy liên hệ với Sắt Thép Minh Quân để được hỗ trợ giải đáp nhanh chóng.

Thông tin liên hệ công ty TNHH Sắt Thép Minh Quân:

Website: satthepminhquan.com.vn
Địa chỉ: 131/12/4A đường Tân Chánh Hiệp 18, khu phố 8, phường Tân chánh Hiệp, Quận 12, TP.HCM, Việt Nam
Điện thoại: 0968.973.689
Hotline: 0949.267.789 (Mr. Bình)
Email: hoadon.satthepminhquan@gmail.com