Các loại cọc trong xây dựng

Ngày nay, cùng với tiến bộ về khoa học kỹ thuật nói chung móng cọc ngày càng được cải tiến, hoàn thiện, đa dạng về chủng loại cũng như phương pháp thi công, phù hợp với yêu cầu cho từng loại công trình. Nhiệm vụ của móng cọc là truyền tải trọng từ công trình xuống các lớp đất dưới và xung quanh nó. Trong mỗi công trình xây dựng công tác gia cố nền móng là một trong những công tác quan trọng nhất. Trên thị trường hiện nay có 3 loại cọc được sử dụng nhiều nhất là: Cọc bê tông, cọc tre và cọc cừ tràm. Mỗi loại cọc sẽ mang lại một đặc điểm tốt và xấu khác nhau. Tùy vào mỗi công trình sẽ sử dụng loại cọc như thế nào.

Cọc bê tông cốt thép

Móng cọc bê tông là loại móng được sử dụng nhiều trong xây dựng nhà ở, công trình. Đây là một trong những loại móng được gia công cho những công trình có trọng tải lớn, khu mặt đất nền có địa hình yếu. Giúp cho công trình được vững vàng, không bị lún hay nghiêng vẹo khi đưa vào sử dụng.

Móng cọc bê tông sẽ có hình trụ dài, được làm từ các vật liệu chắc chắn bê tông, xi măng cốt thép…Dùng bê tông và cọc cừ tràm đẩy xuống hoạt động như một cách hỗ trợ sự ổn định cho cấu trúc vật liệu được xây dựng trên đó. Người ta có thể thực hiện đóng, hạ cọc bê tông lớn đó xuống sâu các tầng đất. Đáp ứng đủ tiêu chuẩn chịu được trọng tải lớn của ngôi nhà.

Loại móng này được ứng dụng nhiều trong các công trình dân dụng và công cộng. Thậm chí còn được dùng trong cả những dự án lớn như nhà máy thủy điện, năng lượng mặt trời, bệnh viện, khách sạn, nhà cao tầng, chung cư…

những loại móng cọc bê tông:

Móng cọc vuông

Ưu điểm:

Chủ yếu dùng cho xây dựng nhà ở chung cư, nhà ở

- Khả năng chịu lực cao hơn cọc tròn có cùng tiết diện, chất lượng bê tông tốt hơn so với cọc tròn cùng Mac

- Khi tiến hành nối cọc sẽ chắc chắn hơn bảo đảm đúng tâm và hàn xung quanh bởi 4 tấm ốp

- Gây ra gãy tại khớp nối ít hơn cọc tròn, xuyên qua lớp đất cứng dễ dàng do có mũi nhọn hơn liền thân

- Lực nén và lựa cắt đầu cọc sẽ tỷ lệ thuận với nhau khi mác bê tông thay đổi thép

Nhược điểm:

- Giá thành cao hơn một chút so với cọc tròn khi cùng sản xuất tại phân xưởng

- Cùng một thể tích bê tông này, sẽ chịu lực kháng mũi yếu hơn cọc tròn, ngược lại lực ma sát sẽ lớn hơn so cọc tròn

Móng cọc tròn

Ưu điểm:

- Chủ yếu dùng cho công trình cầu cảng, bờ kè, thủy điện

- Giá thành thấp hơn chút so khi cùng sản xuất tại phân xưởng

Nhược điểm:

- Dễ bị gãy trong khi thi công, nhất là đối với loại cọc có bề mặt tiết diện lớn

- Dễ vỡ đầu cọc khi thực hiện thi công bằng búa

Cọc cừ tràm

Cọc cừ tràm được sử dụng chủ yếu ở các tỉnh miền Nam. Thường mọc trên đất sình lầy bùn sét ngập nước với đặc tính là loại cây thân gỗ thớ dọc cứng dẻo có sức chịu tải cao. Được sử dụng để xử lý nền đất yếu bên dưới móng công trình.
Đây là loại cọc được sử dụng trên khắp mọi nơi trên thế giới. Mọi công trình lớn đều được áp dụng loại cọc này để gia cố nền đất trước khi xây dựng.

• Giá thành: Loại vật liệu này có giá thành rất rẻ.Giá chỉ giao động từ 12.000đ đến 31.000đ cho từng quy cách khác nhau
• Áp dụng cho loại công trình: Các công trình nhà dân, kè các công trình thủy lợi, nhà cao tầng dưới 30m.
• Quy cách, chất lượng: Cừ tràm có rất nhiều quy cách khác nhau nên đa dạng về chủng loại.
• Nguồn cung cấp: Nguồn cung cấp dồi dào từ các cánh rừng ngập mặn phía Nam nước ta.
• Sức chịu tải: Thuốc loại tầm trung trong sức chịu tải. Có khả năng chịu nén đơn lớn hơn 40kg/cm2
• Điều kiện thi công: Môi trường đất phải luôn ẩm ướt, cọc phải được phân bố đều trên diện tích móng.

Cọc tre

Cọc tre ( lồ ô) được phân bổ rất phổ biến trên khắp mọi miền đất nước. Tre rất dễ sống, không cần quá nhiều điều kiện. Tre thường mọc thành từng quần thể chứ không mọc thành các cá thể riêng biệt như cừ tràm. Loại cọc này được người dân miền bắc dùng để thay thế cho cọc cừ tràm miền Nam.

Việc sử dụng cọc tre và cọc cừ tràm là giải pháp công nghệ mang tính chất truyền thống dùng để xử lý nền móng cho những công trình có tải trọng nhỏ trên nền đất yếu. Việc đóng cọc tre chính là một phương pháp gia cố lại nền đất yếu hoặc dùng trong dân gian thường chỉ dùng ở dưới móng chịu tải trọng không lớn (như là móng nhà dân hay móng dưới cống…). Trong miền Nam thường dùng cọc cừ tràm hoặc cọc tràm bởi nguyên liệu sẵn có. Cọc tràm và cọc tre có chiều dài từ 1,5 đến 6m được đóng để gia cường nền đất với mục đích là làm tăng khả năng chịu tải và làm giảm độ lún.

Vậy nên việc đóng cọc tre là để nâng cao độ chặt của đất và làm giảm hệ số rỗng dẫn đến nâng cao sức và chịu tải của đất nền. Bạn chỉ có thể được đóng cọc tre trong đất ngập nước để cho tre không bị mục nát, nếu như đóng trong đất khô và không có nước sau đó tre sẽ bị mục nát thì lại phản tác dụng làm cho nền đất càng yếu đi.

Không được đóng cọc tre trong đất cát bởi vì đất cát không giữ được nước, thường thì chỉ đóng cọc tre trong nền đất sét có nước. Thông thường người ta hay đóng từ 16 đến 25 cọc/m2 bởi vì dễ chia (khoảng cách của các cọc là từ  20 đến 25 cm), nếu như dày hơn nữa thì sẽ khó thi công.

Phương pháp tính sức chịu tải của cọc tre

Phương pháp tính sức chịu tải của cọc tre đó là: trong giai đoạn thiết kế giả sử là sau khi đóng cọc tre đất nền đã đạt được độ chặt nào đó ( thông qua hệ số rỗng) thì từ đó tính được sức chịu tải của đất nền lấy đó để làm căn cứ thiết kế móng (hay có thể giả sử sức chịu tải của đất nền sau khi đóng cọc). Vì vậy dự tính sức chịu tải và độ lún của móng bằng cọc tre hay cọc tràm bằng những phương pháp tính toán theo thông lệ.

Sau khi đã đóng cọc xong và làm thí nghiệm lại để kiểm tra sức chịu tải của nền đất nếu như không khác quá nhiều so với sức chịu tải giả thiết thì bạn không cần phải sửa thiết kế (trên thực tế ít người làm thí nghiệm để kiểm tra mà chủ yếu là dựa vào kinh nghiệm của bản thân).

Theo khảo sát và thống kê một số công trình gia cố nền móng bằng phương pháp đóng cọc tre, thu được kết quả đó là: những nhà liền kề với nhau xây dựng và sử dụng nhưng không thấy hiện tượng nứt và nghiêng. Cũng có trường hợp bị lún ít (nhưng sẽ lún đều khi mà công trình  đặt trên hệ thống móng vững trãi). Vì vậy việc đặt trực tiếp móng công trình lên đầu cọc tre cừ tràm là tốt với công trình có số tầng ít và có tải trọng thấp. Còn việc sử dụng vật liệu rời (như là cát, đá) thì có lẽ chỉ có thể sử dụng được phần cường độ tăng thêm bởi tác dụng làm chặt đất của cọc tre cừ tràm.

Phạm vi để áp dụng của cọc tre

- Cọc tre thường được sử dụng để gia cố nền đất cho các công trình có tải trọng truyền xuống không lớn hay là để gia cố cừ kè vách hố đào.

- Cọc tre thường được sử dụng ở các vùng đất luôn luôn ẩm ướt và ngập nước. Nếu như cọc tre làm việc trong đất luôn ẩm ướt thì sẽ có tuổi thọ khá cao (từ 50 đến 60 năm và lâu hơn: ngày xưa ông cha ta thường hay ngâm tre dưới bùn và khi vớt lên đen vàng óng nhưng chống được mối mọt, dùng để làm mái nhà ngày xưa hay cột nhà tranh). Nếu như cọc tre làm việc trong vùng đất khô ướt thất thường thì cọc sẽ rất nhanh chóng bị ải hay mục (và lúc này lại gây nguy hại cho nền móng).

Cách lựa chọn cọc tre tốt

- Tre dùng để làm cọc phải là loại tre già trên 2 năm tuổi, thẳng và tươi, có đường kính tối thiểu là phải trên 6cm (thường thì từ từ 80-100mm), không được cong vênh quá 1cm/ 1md cọc. Nên dùng tre đặc (trong dân gian còn gọi là tre đực) là tốt nhất. Độ dày của ống tre không được nhỏ quá 10mm. Nếu như tre rỗng thì độ dày tối thiểu của ống tre là từ 10 – 15mm vậy nên khoảng trống trong ruột tre càng nhỏ thì càng tốt. Khoảng cách giữa những mắt tre không nên quá 40cm.

- Đầu trên của cọc (hay được lấy về phía gốc) được cưa vuông góc với trục cọc và cách mắt tre khoảng 50mm, đầu dưới được vát nhọn trong phạm vi khoảng 200mm và cách mắt khoảng 200mm để làm mũi cọc.

- Chiều dài của mỗi cọc tre là từ 1,5 đến 2,5 m. Chiều dài của cọc cắt dài hơn so với chiều dài thiết kế 20 đến 30cm.

- Số lượng cọc trên 1m2 được xác định theo công thức dưới đây:

   + Đất yếu vừa có độ sệt IL = 0,55 ÷ 0,60 và cường độ chịu tải thiên nhiên là R0=0,7 ÷ 0,9 kG/cm2 đóng khoảng 16 cọc cho 1m2.

   + Đất yếu có độ sệt IL = 0,7 ÷ 0,8 và cường độ chịu tải thiên nhiên là R0=0,5 ÷ 0,7 kG/cm2 đóng khoảng 25 cọc cho 1m2.

   + Đất yếu quá có độ sệt IL > 0,80 và cường độ chịu tải thiên nhiên R0< 0,5 kG/cm2 đóng khoảng 36 cọc cho 1m2.

Biện pháp thi công đóng cọc tre

Có ba câu hỏi thường được đặt ra là : Khi nào nên sử dụng biện pháp thi công đóng cọc tre? Biện pháp thi công đóng cọc tre phù hợp với điều kiện nào ? Cần lưu ý những gì khi tiến hành biện pháp thi công đóng cọc tre?

Biện pháp thi công đóng cọc tre được sử dụng chủ yếu ở địa hình đất yếu, các ngõ hẻm, các vị trí đất không có nhiều thuận lợi, khó cho việc thi công. Lưu ý biện pháp thi công đóng cọc tre chỉ phù hợp với công trình có tải trọng thấp khoảng 3-4 tầng trở xuống. Do đặc tính của tre ưa nước nên biện pháp thi công thường được sử dụng cho những vừng đất ẩm ướt thường xuyên rất phù hợp với phương pháp đóng cọc này. Không sử dụng biện pháp thi công đóng cọc tre cũng như biện pháp thi công cọc tràm đối với các vùng đất khô như vậy sẽ kiến cho nền móng mục nát, ảnh hưởng đến chất lượng công trình.

Các cách bố trí cọc tre bao gồm :

• Bố trí cọc theo ruộng cọc : Cọc sẽ được đóng từ vòng biên đóng vào, chiều đi theo hình xoắn ốc và đi cùng chiều kim đồng hồ. Biện pháp này phù hợp với xây dựng móng bè, móng đơn.
• Bố trí cọc theo luống : Cọc được đóng từng luống riêng biệt và chiều đi của luống cọc cũng đi từ vòng biên đi vào giữa, đi theo hình xoắn ốc cùng chiều kim đồng hồ.

Thi công đóng cọc tre cần lưu ý những điểm sau đây

• Lựa chọn tre tươi, già, đặc và thẳng.
• Ống tre không quá dày, khoảng cách giữa các mắt tre không quá lớn.
• Đường kính cọc không nên nhoe hơn 60mm. Chiều dài cọc: cắt dài hơn chiều dài thiết kế 20-30cm

Công đoạn hạ cọc là công đoạn khó khăn nhất cụ thể bao gồm những bước sau đây :

• Đào đất
• Đóng cọc tre
• Rải một lớp vỏ bao hoặc nylon
• Đặt cốt thép và đổ bê tông (dạng móng bè)

Có nhiều phương pháp hạ cọc tùy vào vị trí xây dựng và điều kiện của gia chủ, có thể hạ cọc bằng tay hoặc bằng máy đều được. Biện pháp hạ cọc thường được các đơn vị thi công thực hiện và đưa ra giải pháp tối ưu nhất cho gia chủ.

Biện pháp thi công đóng cọc tre phức tạp thường chỉ được sử dụng cho những địa hình đất yếu, khó thi công, không hay sử dụng cho thiết kế biệt thự. Ngày nay có nhiều biện pháp thi công móng khác, thời gian thi công nhanh hơn và độ bền cũng cao hơn. Vì vậy, gia chủ nên cân nhắc để tìm cho mình biện pháp thi công phù hợp.

Kết luận

Cả 3 loại cọc cừ tràm và cọc tre, cọc bê tông cốt thép đều có những đặc điểm nổi bật khác nhau. Nhưng về cơ bản công dụng của chúng giống nhau. Tùy vào mỗi loại công trình mà chúng ta sử dụng loại cọc như thế nào. Vì thế hãy cân nhắc kỹ lưỡng để có thể có một công trình chất lượng.