Đặt vấn đề:
Các công trình thi công trong thành phố có đặc điểm chung là diện tích mặt bằng thi công chật hẹp, yêu cầu cao trong việc xử lý chống ồn, chống rung, đất thải xây dựng. Nhằm đáp ứng các yêu cầu trên, công nghệ cọc vít ống thép ra đời. Công nghệ cọc vít ống thép đã được sử dụng tại Nhật Bản từ năm 1999 trên nhiều công trình xây dựng như: Trụ cầu, móng cầu, đường sắt trên cao, nhà ở, trường học, bệnh viện, nhà xưởng.
Định nghĩa:
Cọc vít ống thép là loại cọc ống thép có bố trí cánh thép ở mũi cọc và hạ bằng phương pháp xoay. Cánh thép đầu mũi cọc có 2 dạng là cánh kín và cánh hở.
Đặc điểm:
+ Không gian thi công nhỏ, tác động thấp đến giao thông hiện có.
+ Phần cánh thép ở chân cọc có tác dụng như một đế cọc được mở rộng. Phần đất bị chiếm chỗ bởi thân cọc được đẩy sang 2 bên làm tăng cường độ đất nền xung quanh thành cọc. Với 2 đặc điểm trên dẫn đến sức chịu tải của cọc vít ống thép có giá trị lớn hơn khoảng 80% khi so với cọc khoan nhồi có cùng đường kính và chiều dài.
+ Khi thi công không tạo ra bùn đất dư thừa nên không phải xử lí đất thải.
+ Ít tiếng ồn và rung chấn nên không gây ảnh hưởng đến nền móng công trình xung quanh.
+ Không chịu ảnh hưởng bởi nước ngầm.
+ Thời gian thi công ngắn do không sử dụng bê tông nên bỏ qua được thời gian bê tông đông kết đạt cường độ.
+ Thi công cọc xiên dễ dàng.
+ Chất lượng cọc được kiểm soát do được sản xuất trong nhà máy.
Biện pháp thi công: Công nghệ thi công cọc vít ống thép rất đơn giản, thiết bị nhỏ gọn, không chiếm nhiều diện tích.
+ Với cọc có đường kính nhỏ (cánh kín) người ta sử dụng máy hạ cọc với thiết bị ôm đầu cọc để thi công. Trình tự thi công như sau:
+ Cọc có đường kính lớn (cánh hở), thi công bằng thiết bị xoay thân cọc. Trình tự thi công như sau:
Thời gian thi công:
Đối với cọc có chiều dài 48m thì tốc độ thi công cọc vít là gần 0.5 ngày/cọc so với tốc độ thi công cọc khoan nhồi là 1.5 ngày/cọc.
Tính kinh tế – kỹ thuật:
Phân tích hiệu quả kinh tế/ kỹ thuật của 1 trường hợp cụ thể cho thấy với cùng khả năng chịu lực thì: Cọc vít ống thép cần số lượng cọc ít hơn nhưng chi phí cho vật liệu cao hơn so với cọc khoan nhồi. Tuy nhiên chi phí dùng cho đài cọc và thi công hạ cọc thấp hơn, đồng thời không cần chi phí cho việc xử lý và vận chuyển đất thải. Do đó, chi phí về tổng thể của 2 biện pháp cọc khoan nhồi và cọc vít ống thép là tương đương.
Với ưu điểm là sức chịu tải lớn, công nghệ chế tạo và thi công đơn giản, tiết kiệm thời gian, giảm độ ồn và đất thải, thích hợp trong điều kiện bị hạn chế về mặt bằng thi công nên công nghệ cọc vít ống thép của Nhật Bản đã thể hiện được những ưu thế nhất định, khi được thi công trong những phạm vi áp dụng phù hợp.
Đánh giá:
Để có thể áp dụng rộng rãi vào Việt Nam cần phải hoàn thiện tiêu chuẩn thiết kế và thi công của công nghệ này. Bên cạnh đó cần sự phân tích, so sánh kỹ hơn về hiệu quả kinh tế kỹ thuật của công nghệ cọc vít ống thép so với các công nghệ khác như cọc đóng, cọc khoan nhồi. Từ đó đưa ra phạm vi áp dụng cho công nghệ, tạo hiệu quả cao nhất./.