Sau khi đã nắm được những nguyên tắc, quy chuẩn về đất và quy trình thực hiện ép cọc, hôm nay chúng ta sẽ cùng tìm hiểu một vấn đề cốt lõi nhất, đó là Nguyên tắc lựa chọn cọc bê tông cốt thép.
Để lựa chọn cọc bê tông cốt thép, ta chú ý đến 4 nguyên tắc sau:
1. Điệu kiện địa chất
Đây thường là nhân tố phải xem xét đầu tiên, cũng là vấn đề tương đối phức tạp. Nguyên tắc chung có 2 điều:
Thứ nhất: Loại cọc được lựa chọn phải kinh tế, hữu hiệu nhất trong điều kiện địa chất cụ thể, phù hợp với yêu cầu của kết cấu bên trên (chịu lực và lún), tức là tính tiên tiến của loại cọc đó.
Thứ hai: Loại cọc được lựa chọn có thể thi công được trong điều kiện địa chất và môi trường ấy, tức là tính khả thi.
Lấy ví dụ: Khi đá gốc hoặc tầng đá cuội sỏi rắn chắc không nằm sâu quá, trước tiên xét đến cọc chống, để phát huy hết tiềm năng chịu lực ở đầu cọc (tầng chịu lực) thì phải chọn loại cọc có đường kính lớn, cường độ cao, tin cậy về chất lượng (đặc biệt là với móng cọc, cột), lại có thể làm sạch đáy lỗ. Nếu như tải trọng công trình không lớn lắm hoặc không tập trung (cự ly cột tương đối nhỏ), cũng có thể lợi dụng tầng trầm tích làm tầng chịu lực, từ đó lựa chọn loại cọc có đường kính nhỏ hơn.
Khi nham gốc nằm ở rất sâu (ví dụ trên 100m) thì chỉ có thể tính tới cọc ma sát, nhưng nhất thiết phải làm cho cọc được chống tốt vào tầng chịu lực có đủ tính năng và độ dày (tầng cát chặt vừa trở lên hoặc đất sét rắn), để bảo đảm cho nhà cao tầng không bị lún quá lớn. Khi đó, loại cọc để lựa chọn tương đối nhiều, tầng đất có thể làm tầng chịu lực cho móng cọc cũng không phải chỉ là một, khi lựa chọn loai cọc phải chú ý mấy vấn đề sau đây: Khi cọc phải xuyên qua tầng đất cát có độ dày khá lớn, phải phán đoán được khả năng xuyên vào của cọc đóng hoặc hiệu quả giữ thành khi làm lỗ sâu, phải xem xét đến năng lực thi công cọc khoan nhồi hoặc khả năng xuyên và cường độ của thân cọc đóng; nếu tầng chịu lực tốt có đủ độ dầy mà lại ở không sâu quá (tầng cát chặt vừa hoặc đất sét dẻo rắn) thì có thể xem xét dùng cọc ngắn hoặc cọc mở rộng đáy.
2. Đặc điểm kết cấu
Hình thức kết cấu, bước cột ở tầng trệt (gian rộng), mối quan hệ tầng cao thấp, cùng với độ cứng và tải trọng của nhà cao tầng đều phải được xem xét rất kỹ khi lựa chọn loại cọc. Ví dụ, Đại Lầu ô tô Đông Phong ở Thâm Quyến, nhà chính có một tầng ngầm, 17 tầng trên mặt đất, kết cấu khung – tường lực cắt bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ, nhà vây ba tầng kết cấu khung bê tông cốt thép đổ tại chỗ. Giữa nhà chính và nhà vây không làm khe lún và khe co dãn. Thấy rằng độ cao và tải trọng của hai phần nhà này chênh nhau rõ rệt, đồng thời điều kiện địa chất tương đối tốt nên đã lựa chọn tương ứng hai kiểu cọc khác nhau: Dưới cột khung và tường lực cắt của nhà chính tập trung nên đã chọn cọc nhồi đường kính lớn để chịu tải trọng tập trung (f1400mm và f2200mm), mũi cọc ngàm 800mm vào tầng nham gốc phong hoá nhẹ, đáp ứng yêu cầu về chịu lực và về lún của nhà chính; còn với nhà vây có tải trọng nhẹ thì dùng loại cọc nhồi ống chìm giá rẻ (f480mm) tạo thành móng nhóm cọc nhỏ dưới cột, tuy là cọc ma sát, nhưng mũi cọc nằm trong tầng cát sỏi có lẫn sét mà dưới đó lại không có tầng yếu, nên lún cũng rất nhỏ. Xử lý như vậy bảo đảm cho lún chênh lệch giữa nhà cao với nhà thấp là rất ít. Thực tiễn chứng minh, kiểu cọc đã lựa chọn cho công trình này là kinh tế và hợp lý.
3. Kỹ thuật thi công và điều kiện môi trường
Bất kỳ một loại cọc nào cũng bắt buộc phải dùng đến thiết bị thi công cơ giới chuyên dụng và một quá trình công nghệ thi công nhất định mới có thể thực hiện được. Do đó, trong những điều kiện địa chất và điều kiện môi trường đã xác định, loại cọc được lựa chọn cần xem xét đã tận dụng năng lực thiết bị và kỹ thuật hiện có để đạt các mục tiêu về đường kính và độ sâu hay không, mặt khác điều kiện môi trường của hiện trường có cho phép công nghệ thi công ấy được tiến hành thuận lợi hay không, những vấn đề này đều phải được tính toán kỹ lưỡng, nếu không thì loại cọc được lựa chọn sẽ không thể biến thành hiện thực được và cũng không hợp lý.
4. Hiệu quả kinh tế kỹ thuật
Lựa chọn cuối cùng về loại cọc còn phải phân tích luận chứng về kinh tế kỹ thuật toàn diện đối với phương án thiết kế. Nếu chỉ nhìn về khả năng chịu lực của cọc hoặc giá thành của một cây cọc mà bỏ qua lợi ích kinh tế tổng hợp của cả công trình hoặc chỉ xét đến tốc độ thi công mà bỏ qua ảnh hưởng môi trường và hiệu ích xã hội thì cũng đều không thể chọn ra được loại cọc thực sự hợp lý.
Theo CMC tổng hợp