Các Loại Máy ép Cọc Thủy Lực - Thăng Long

Ngày nay song hành với sự phát triển của khoa học công nghệ là sự xuất hiện của các loại máy móc thiết bị thi công hiện đại trong ngành xây dựng. Trong lĩnh vực nền móng, thi công cọc có rất nhiều phương pháp khác nhau như hạ cọc bằng búa đóng hoặc búa rung, hạ cọc bằng phương pháp ép tĩnh sử dụng máy ép cọc thủy lực, thi công cọc khoan thả, cọc khoan nhồi, cọc cát đầm chặt, cọc xi măng đất, cọc đá đầm rung sâu v.v… Mỗi phương pháp thi công cọc có yêu cầu kỹ thuật đi kèm với thiết bị máy móc thi công chuyên biệt.

Trong bài viết này, Thăng Long – Cọc Bê Tông Chèm xin giới thiệu các loại máy ép cọc thủy lực được sử dụng trong thi công cọc bằng phương pháp ép tĩnh. Qua đó phân loại, trình bày cấu tạo cơ bản, tính năng thi công cũng như ưu nhược điểm của từng loại máy ép cọc.

1. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ PHÂN LOẠI MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC
   1. NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC
   2. PHÂN LOẠI MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC
2. CẤU TẠO CƠ BẢN VÀ TÍNH NĂNG THI CÔNG MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC
   1. MÁY ÉP NEO
      1. MÁY ÉP NEO CHÂN TÓ
      2. MÁY ÉP NEO NGUỒN DẦU
      3. MÁY ÉP NEO NGUỒN ĐIỆN
   2. MÁY ÉP TẢI
      1. MÁY ÉP TẢI BÊ TÔNG
      2. MÁY ÉP TẢI THÉP
   3. MÁY ÉP ROBOT

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG VÀ PHÂN LOẠI MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC

NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC

Máy ép cọc thủy lực là máy hạ cọc vào trong lòng đất bằng lực thủy tĩnh tác dụng lên đỉnh cọc hoặc lên thân cọc nhờ các xi lanh thủy lực ép cọc.

Sơ đồ hệ thống dẫn động thủy lực máy ép cọc với các bộ phận thủy lực quan trọng

Động cơ điện 3 pha hoặc động cơ diezel hoạt động, kéo theo bơm dầu thủy lực quay. Bơm sẽ hút dầu thủy lực từ thùng dầu và đẩy dầu đến xi lanh thủy lực thông qua hệ thống van và đường ống. Áp lực dầu khiến xi lanh đẩy cần ra (hoặc thụt vào) qua đó tác dụng lực ép lên cọc, hạ cọc xuống lòng đất.

PHÂN LOẠI MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC

Máy ép cọc thủy lực được chia làm 2 loại chính:

• Máy ép cọc thủy lực loại ép đỉnh (còn gọi là máy ép chặn) là loại máy ép cọc thủy lực có lực ép hoặc tổng hợp lực ép đặt lên đỉnh cọc. Các loại máy phổ biến là máy ép neo, máy ép tải.
• Máy ép cọc thủy lực loại ép ôm là loại máy ép cọc thủy lực có lực ép đặt lên các mặt bên của cọc, cọc được ép xuống nhờ lực ma sát giữa bề mặt của cọc đang ép và các chấu ôm (má kẹp). Loại máy phổ biến là máy ép Robot (ro bốt) với chân bước tự do di chuyển trên mặt bằng công trình.

Các loại máy ép cọc thủy lực

CẤU TẠO CƠ BẢN VÀ TÍNH NĂNG THI CÔNG MÁY ÉP CỌC THỦY LỰC

MÁY ÉP NEO

Máy ép neo là loại máy ép cọc thủy lực dạng ép đỉnh, lực ép hoặc tổng hợp lực ép được đặt lên đỉnh cọc. Hệ phản lực cho công tác ép cọc được tạo ra bằng neo xoắn chặt trong lòng đất cho phương pháp ép trước hoặc đặt sẵn neo trong móng công trình để dùng trọng lượng công trình làm hệ phản lực trong phương pháp ép sau.

Máy ép neo có tải trọng ép nhỏ, kích thước máy nhỏ gọn, dễ dàng tháo rời và vận chuyển đến các vị trí thi công khó khăn, phù hợp thi công ép cọc trong môi trường đô thị tại các thành phố lớn. Nhược điểm chung của máy ép neo là phụ thuộc vào địa chất lớp đất mặt (độ sâu 0 ÷ 6m). Đất quá cứng, lẫn nhiều đá sỏi không thể khoan neo hoặc đất quá mềm, dẻo chảy không giữ được neo thì máy ép neo không thể thi công được.

Mũi neo xoắn được khoan cắm sâu vào lòng đất từ 3 ÷ 6m

Liên kết đầu neo xoắn với khung máy. Tại 1 vị trí ép cọc cần 4 ÷ 8 mũi khoan neo

MÁY ÉP NEO CHÂN TÓ

Máy ép neo chân tó là thế hệ máy ép cọc dùng neo đầu tiên ở Việt Nam, thịnh hành trong khoảng những năm 2000. Hiện nay còn rất ít đơn vị thi công sử dụng máy ép neo chân tó.

Máy ép neo chân tó

Cấu tạo cơ bản máy ép neo chân tó:

1. Chân tó: 3 chân tó tạo thành hệ giá đỡ hỗ trợ cẩu cọc và tháo lắp máy
2. Khung máy ép: gồm khung dẫn hướng di động, khung dẫn hướng cố định, xi lanh ép, khung (dầm) chính, khung (dầm) phụ, hệ neo xoắn
3. Bộ nguồn máy ép: gồm bơm thủy lực, động cơ dầu diezel hoặc motor điện, thùng dầu thủy lực, hệ thống điều khiển và van thủy lực

Tính năng thi công máy ép neo chân tó:

• Tải trọng ép tối đa khuyến nghị: 50 (tấn)
• Ưu điểm:
  • Kết cấu máy nhỏ gọn, dễ tháo lắp và vận chuyển bằng sức người
  • Phù hợp các công trình có đường vào hoặc mặt bằng thi công đặc biệt nhỏ hẹp

• Nhược điểm:
  • Thời gian thi công lâu dẫn đến tốn chi phí nhân công
  • Thường chỉ ép được đoạn cọc dài tối đa 4m

Một biến thể của máy ép neo chân tó được sử dụng trong phương pháp ép sau:

Máy ép neo chân tó trong phương pháp ép sau

Hệ phản lực là các neo được đặt vào móng/kết cấu công trình hiện hữu, dùng chính trọng lượng công trình làm đối trọng. Máy ép neo chân tó trong phương pháp ép sau phù hợp cho các công trình cải tạo, chống lún chống nghiêng bị hạn chế về không gian thi công. Chiều dài đoạn cọc ép thường chỉ từ 1 ÷ 2,5m.

MÁY ÉP NEO NGUỒN DẦU

Máy ép neo nguồn dầu là thế hệ máy ép cọc dùng neo tiếp theo, được cải tiến so với máy ép neo chân tó. Phần khung máy ép và bộ nguồn vẫn có cấu tạo tương tự, tuy nhiên phần chân tó đã được loại bỏ, thay thế bằng cẩu tự hành bánh xích giúp nâng cao năng suất làm việc, giảm chi phí nhân công.

Máy ép neo nguồn dầu

Cấu tạo cơ bản máy ép neo nguồn dầu:

1. Cẩu tự hành bánh xích: hỗ trợ cẩu cọc và tháo lắp máy
2. Khung máy ép: gồm khung dẫn hướng di động, khung dẫn hướng cố định, xi lanh ép, khung (dầm) chính, khung (dầm) phụ, hệ neo xoắn
3. Bộ nguồn máy ép: gồm bơm thủy lực, động cơ dầu diezel, thùng dầu thủy lực, thùng dầu diezel, hệ thống điều khiển và van thủy lực

Tính năng thi công máy ép neo nguồn dầu:

• Tải trọng ép tối đa khuyến nghị: 50 (tấn)
• Ưu điểm:
  • Thi công nhanh
  • Kết cấu máy nhỏ gọn, dễ tháo lắp và vận chuyển,
  • Phù hợp các công trình trong môi trường đô thị
• Nhược điểm: tải trọng ép (công suất) của máy phụ thuộc vào công suất động cơ dầu diezel nên không ổn định. Động cơ dầu diezel thường dùng là đầu nổ (tương tự loại trên xe công nông, xe 3 bánh) hoặc động cơ cũ của xe tải, xe nâng.

MÁY ÉP NEO NGUỒN ĐIỆN

Máy ép neo nguồn điện có cấu tạo tương tự như máy ép neo nguồn dầu với 1 số cải tiến để tăng cường tải trọng ép (công suất của máy). Tất cả các chi tiết cơ khí và thủy lực của máy ép được chế tạo to và dầy hơn, dẫn đến tổng thể kích thước máy to hơn, khối lượng bản thân máy nặng hơn. Bộ nguồn của máy ép sử dụng động cơ điện 3 pha công suất lớn (thường là 18 ÷ 22 kW).

Máy ép neo nguồn điện

Cấu tạo cơ bản máy ép neo nguồn điện:

1. Cẩu tự hành bánh xích: hỗ trợ cẩu cọc và tháo lắp máy
2. Khung máy ép: gồm khung dẫn hướng di động, khung dẫn hướng cố định, xi lanh ép, khung (dầm) chính, khung (dầm) phụ, hệ neo xoắn
3. Bộ nguồn máy ép: gồm bơm thủy lực, động cơ điện 3 pha, thùng dầu thủy lực, hệ thống điều khiển và van thủy lực

Tính năng thi công máy ép neo nguồn điện:

• Tải trọng ép tối đa khuyến nghị: 80 (tấn)
• Ưu điểm:
  • Thi công nhanh
  • Kết cấu máy vừa phải, dễ tháo lắp và vận chuyển
  • Phù hợp các công trình trong môi trường đô thị
• Nhược điểm: yêu cầu phải có điện lưới 3 pha (hoặc máy phát điện 3 pha) để thi công

MÁY ÉP TẢI

Máy ép tải là loại máy ép cọc thủy lực dạng ép đỉnh, lực ép hoặc tổng hợp lực ép được đặt lên đỉnh cọc. Cấu tạo khung máy vẫn tương tự như máy ép neo, tuy nhiên hệ phản lực cho công tác ép cọc là dàn chất tải bằng vật nặng trên mặt đất. Dàn chất tải thường dùng là tải bê tông, tải bê tông vỏ thép hoặc tải thép.

So với máy ép neo, máy ép tải có ưu điểm là tải trọng ép (công suất máy) lớn hơn, có thể thi công trên hầu hết mọi khu vực địa chất, không phụ thuộc vào địa chất lớp đất mặt. Về lý thuyết, máy ép tải có khả năng ép mọi cấp tải trọng yêu cầu, miễn là xếp đủ số lượng tải cần thiết. Tuy nhiên, đây cũng là nhược điểm của máy ép tải, số lượng tải nhiều gây khó khăn cho mỗi lần di chuyển tháo lắp máy, phải cẩu chuyển tải rất nhiều lần dẫn đến kéo dài thời gian thi công, khó đáp ứng tiến độ. Máy ép tải cũng yêu cầu mặt bằng thi công rộng hơn do cần không gian để xếp tải.

MÁY ÉP TẢI BÊ TÔNG

Máy ép tải bê tông cũng là thế hệ máy ép cọc thủy lực đầu tiên ở Việt Nam, cùng thời với máy ép neo chân tó. Hiện nay số lượng đội thi công sử dụng máy ép tải bê tông khá ít, phần lớn đã chuyển sang sử dụng thế hệ máy hiện đại hơn là máy ép Robot. Dàn chất tải là các cục bê tông hình hộp chữ nhật, với khối lượng thường không quá 5 tấn / 1 cục để phù hợp với sức nâng của xe cẩu đi kèm.

Máy ép tải bê tông

Cấu tạo cơ bản máy ép tải bê tông:

1. Cẩu tự hành bánh lốp: hỗ trợ cẩu cọc và tháo lắp máy
2. Khung máy ép: gồm khung dẫn hướng di động, khung dẫn hướng cố định, xi lanh ép, khung (dầm) chính, khung (dầm) phụ,
3. Tải bê tông: được xếp chồng lên nhau trong phạm vi khung (dầm) chính, 5 tấn / 1 cục
4. Bộ nguồn máy ép: gồm bơm thủy lực, động cơ điện 3 pha, thùng dầu thủy lực, hệ thống điều khiển và van thủy lực

Tính năng thi công máy ép tải bê tông:

• Tải trọng ép tối đa khuyến nghị: 150 (tấn)
• Ưu điểm:
  • Tải trọng ép lớn
  • Có khả năng thi công trên hầu hết điều kiện địa chất
• Nhược điểm:
  • Thời gian thi công lâu, không đáp ứng được công trình yêu cầu tiến độ;
  • Cần mặt bằng thi công rộng, thoáng;
  • Kích thước máy khá lớn, tất cả các thao tác thi công và tháo lắp đều cần cẩu tự hành đi kèm hỗ trợ;
  • Chi phí di chuyển máy và tải giữa các công trình lớn.

MÁY ÉP TẢI THÉP

Máy ép tải thép là thế hệ máy ép cọc ra đời sau máy ép tải bê tông, dàn chất tải là các cục tải bê tông vỏ thép hoặc tải thép đặc với khối lượng thường không quá 2 tấn / 1 cục để phù hợp với sức nâng của xe cẩu đi kèm.

Máy ép tải thép lấp vào khoảng trống giữa máy ép neo và máy ép tải bê tông. Tại các công trình có yêu cầu đặc biệt mà máy ép neo thì không đủ tải trọng ép, máy ép tải bê tông lại quá to và cồng kềnh không thể thi công được thì máy ép tải thép là phương án tối ưu. Kích thước máy thường được chế tạo tương đương máy ép neo nguồn điện nên không yêu cầu mặt bằng thi công quá rộng, đồng thời có khả năng thi công tại các vị trí không thể quay neo do địa chất phức tạp.

Máy ép tải thép

Cấu tạo cơ bản máy ép tải thép:

1. Cẩu tự hành bánh xích: hỗ trợ cẩu cọc và tháo lắp máy
2. Khung máy ép: gồm khung dẫn hướng di động, khung dẫn hướng cố định, xi lanh ép, khung (dầm) chính, khung (dầm) phụ,
3. Tải thép đặc hoặc tải bê tông vỏ thép: được xếp chồng lên nhau trong phạm vi khung (dầm) chính, 2 tấn / 1 cục
4. Bộ nguồn máy ép: gồm bơm thủy lực, động cơ điện 3 pha, thùng dầu thủy lực, hệ thống điều khiển và van thủy lực

Tính năng thi công máy ép tải thép:

• Tải trọng ép tối đa khuyến nghị: 100 (tấn)
• Ưu điểm:
  • Tải trọng ép lớn
  • Có khả năng thi công trên hầu hết điều kiện địa chất
  • Không yêu cầu mặt bằng thi công quá rộng
• Nhược điểm:
  • Thời gian thi công lâu, không đáp ứng được công trình yêu cầu tiến độ;
  • Kích thước máy khá lớn, tất cả các thao tác thi công và tháo lắp đều cần cẩu tự hành đi kèm hỗ trợ;
  • Chi phí di chuyển máy và tải giữa các công trình lớn

MÁY ÉP ROBOT

Máy ép Robot là thế hệ máy ép cọc hiện đại nhất hiện nay, thuộc loại máy ép ôm. Tương tự như máy ép tải, hệ phản lực cho công tác ép cọc của máy ép Robot là trọng lượng bản thân máy và cục tải xếp trên máy. Điểm khác biệt với tất cả các thế hệ máy ép cọc phía trên có lực ép đặt lên đỉnh cọc, máy ép Robot có lực ép đặt lên các mặt bên của cọc, cọc được ép xuống nhờ lực ma sát giữa bề mặt của cọc đang ép và các chấu ôm (má kẹp).

Máy ép Robot có khả năng tự di chuyển, thiết bị cẩu được tích hợp vào thân máy nên quá trình thi công không yêu cầu xe cẩu phục vụ. Máy ép Robot khắc phục được hầu hết nhược điểm của các thế hệ máy ép cọc, giúp giảm thời gian thi công, tăng năng suất lao động và giảm thiểu sự cố trong quá trình thi công cọc.

Máy ép Robot

Cấu tạo cơ bản máy ép Robot:

1. Cần trục: hỗ trợ cẩu cọc và tháo lắp máy
2. Chân di chuyển: giúp máy tự di chuyển theo tất cả các hướng tiến – lùi – trái – phải – xoay
3. Thân máy: cabin điều khiển, hộp kẹp cọc, xi lanh ép, hệ thống thủy lực và van
4. Tải thép đặc hoặc tải bê tông vỏ thép: được xếp lên dầm dỡ trên thân máy

Tính năng thi công máy ép Robot:

• Tải trọng ép: phụ thuộc vào kích cỡ máy, từ 60 ÷ 1200 (tấn)
• Ưu điểm:
  • Có khả năng thi công ép được nhiều loại cọc (cọc tròn, cọc vuông, cọc thép hình v.v…)
  • Tải trọng ép rất lớn
  • Thi công rất nhanh, tính tự động hóa cao
  • Có khả năng thi công trên hầu hết điều kiện địa chất

• Nhược điểm:
  • Kích thước máy rất lớn, tất cả các thao tác thi công và tháo lắp đều cần cẩu tự hành hỗ trợ;
  • Chi phí di chuyển máy và tải giữa các công trình lớn
  • Yêu cầu mặt bằng thi công rộng

Video mô phỏng quá trình tháo lắp và làm việc của máy ép Robot do FECON thực hiện:

Trên đây là tất cả các loại máy ép cọc thủy lực đang được sử dụng phổ biến ở Việt Nam. Hy vọng qua bài viết này của Thăng Long – Cọc Bê Tông Chèm, quý khách hàng sẽ có thêm nhiều kiến thức hữu ích.

Hãy liên hệ với chúng tôi tại đây hoặc gọi ngay vào số Hotline: 0912 351 569. Chúng tôi luôn sẵn sàng tư vấn bất cứ khi nào bạn cần.