Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 10318:2014 quy định các yêu cầu kỹ thuật chi tiết về thi công và nghiệm thu đối với cọc ống thép và cọc ống ván thép được sử dụng trong xây dựng các công trình cảng đường thủy nội địa và cảng biển. Đây là văn bản kỹ thuật cốt lõi giúp các đơn vị thiết kế, thi công, giám sát và chủ đầu tư kiểm soát chất lượng kết cấu nền móng và tường chắn trong môi trường đường thủy.

Phạm vi áp dụng (Điều 1)

Tiêu chuẩn này áp dụng cho công tác thi công và nghiệm thu các loại cọc ống thép và cọc ống ván thép trong các công trình xây dựng mới, cải tạo hoặc nâng cấp bến cảng, kè bảo vệ bờ, đê chắn sóng và các công trình thủy công liên quan. Tiêu chuẩn không áp dụng cho các loại cọc bê tông cốt thép hoặc cọc thép hình khác trừ khi có chỉ dẫn kỹ thuật riêng biệt.

Tài liệu viện dẫn (Điều 2)

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách đồng bộ và chính xác, cần tham chiếu đến các tiêu chuẩn quốc gia và quốc tế liên quan về vật liệu thép kết cấu, que hàn, công nghệ hàn, phương pháp thử nghiệm không phá hủy mối hàn (NDT) và các quy chuẩn kỹ thuật về an toàn lao động, vệ sinh môi trường trong thi công xây dựng.

Thuật ngữ và định nghĩa (Điều 3)

Tiêu chuẩn làm rõ các khái niệm chuyên ngành quan trọng phục vụ quá trình thi công và nghiệm thu:

• Cọc ống thép (Steel pipe pile): Là loại cọc có tiết diện tròn rỗng, chế tạo từ thép tấm cuộn hàn thẳng hoặc hàn xoắn, dùng để truyền tải trọng công trình xuống các lớp đất đá sâu bên dưới.
• Cọc ống ván thép (Steel pipe sheet pile): Là loại cọc ống thép được hàn thêm các khóa liên kết (khóa đực và khóa cái) dọc theo thân cọc để liên kết các cọc đơn lẻ thành một bức tường liên tục chắn đất và ngăn nước.
• Khóa liên kết (Interlock): Chi tiết kỹ thuật dạng ngàm được hàn vào thân cọc ống ván thép để liên kết chặt chẽ giữa các cọc với nhau, đảm bảo khả năng chịu lực cắt và chống thấm cho tường cọc.

Yêu cầu chung và công tác chuẩn bị thi công (Điều 4)

Trước khi tiến hành thi công hạ cọc, nhà thầu phải thực hiện đầy đủ các bước chuẩn bị nghiêm ngặt nhằm bảo đảm an toàn và chất lượng công trình:

• Kiểm tra chất lượng cọc trước khi thi công: Cọc ống thép và cọc ống ván thép vận chuyển đến công trường phải có đầy đủ chứng chỉ xuất xưởng, chứng nhận chất lượng của nhà sản xuất. Phải tiến hành kiểm tra ngoại quan về kích thước hình học, độ thẳng, độ tròn đều, chất lượng mối hàn chế tạo và lớp sơn chống ăn mòn (nếu có).
• Vận chuyển và lưu trữ cọc: Quá trình bốc xếp, vận chuyển cọc phải sử dụng các thiết bị chuyên dụng, có biện pháp kê lót bằng gỗ để tránh làm móp méo ống thép hoặc làm hư hỏng lớp sơn bảo vệ. Cọc phải được xếp trên nền đất phẳng, không bị ngập nước và phân loại theo chiều dài, chủng loại để thuận tiện cho việc sử dụng.
• Chuẩn bị thiết bị thi công: Lựa chọn búa đóng cọc (búa diesel, búa thủy lực) hoặc búa rung phù hợp với điều kiện địa chất, kích thước cọc và chiều sâu hạ cọc dự kiến. Thiết bị định vị, hệ khung dẫn hướng (sàn đạo) phải được lắp đặt chắc chắn, đảm bảo độ chính xác về vị trí và hướng của cọc trong suốt quá trình hạ.

Quy trình kỹ thuật thi công hạ cọc

Quá trình hạ cọc ống thép và cọc ống ván thép yêu cầu sự tuân thủ nghiêm ngặt các thông số kỹ thuật để tránh làm hư hỏng cọc và đảm bảo khả năng chịu lực:

• Định vị và dựng cọc: Sử dụng máy toàn đạc điện tử hoặc máy kinh vĩ để định vị tim cọc. Cọc được cẩu lắp vào khung dẫn hướng, điều chỉnh độ thẳng đứng hoặc độ nghiêng theo đúng thiết kế trước khi tiến hành hạ.
• Phương pháp hạ cọc: Tùy thuộc vào điều kiện địa chất để áp dụng phương pháp đóng cọc bằng búa, hạ cọc bằng búa rung, hoặc kết hợp xói nước áp lực cao (đối với tầng đất cát chặt) và khoan đất bên trong lòng ống (đối với tầng đất sét cứng hoặc đá phong hóa).
• Kiểm soát quá trình hạ cọc: Phải liên tục theo dõi độ thẳng đứng, độ chối của cọc (đối với phương pháp đóng búa) hoặc tốc độ lún (đối với phương pháp rung). Nếu xảy ra hiện tượng cọc bị nghiêng, lệch hoặc gặp chướng ngại vật, phải dừng ngay để có biện pháp xử lý kịp thời.
• Lưu ý đối với cọc ống ván thép: Khi hạ cọc ống ván thép, phải bôi trơn lòng khóa liên kết bằng mỡ chuyên dụng để giảm ma sát và tránh kẹt khóa. Phải hạ cọc theo trình tự luân phiên hoặc hạ dần từng bước để tránh hiện tượng nghiêng tường cọc dọc theo tuyến bến.

Kỹ thuật hàn nối cọc tại hiện trường

Do chiều dài cọc trong công trình cảng thường rất lớn, việc hàn nối cọc tại hiện trường là bắt buộc và phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt:

• Yêu cầu đối với thợ hàn: Chỉ những thợ hàn có chứng chỉ chuyên môn phù hợp và đã qua kiểm tra tay nghề thực tế tại công trường mới được phép thực hiện mối hàn nối cọc chịu lực.
• Chuẩn bị mép hàn: Mép hàn của hai đoạn cọc phải được vát góc đúng quy định thiết kế, làm sạch rỉ sét, dầu mỡ, nước và bụi bẩn trong phạm vi tối thiểu 20 mm tính từ mép hàn. Sử dụng vòng đệm lót bên trong ống để đảm bảo độ đồng tâm và chất lượng chân mối hàn.
• Quy trình hàn: Phải sử dụng công nghệ hàn và vật liệu hàn (que hàn, dây hàn) tương thích với mác thép của cọc ống. Quá trình hàn phải được che chắn gió, mưa để tránh tạo bọt khí và nứt mối hàn.
• Kiểm tra chất lượng mối hàn: Mối hàn sau khi hoàn thành phải được để nguội tự nhiên, làm sạch xỉ hàn và kiểm tra ngoại quan. Sau đó, tiến hành kiểm tra không phá hủy (NDT) bằng phương pháp siêu âm (UT) hoặc chụp X-quang (RT) với tỷ lệ phần trăm số lượng mối hàn theo đúng yêu cầu của hồ sơ thiết kế và chỉ dẫn kỹ thuật.

Công tác nghiệm thu và kiểm soát chất lượng

Nghiệm thu cọc ống thép và cọc ống ván thép là cơ sở để đánh giá chất lượng toàn bộ kết cấu công trình cảng:

• Sai số cho phép sau khi hạ cọc: Tiêu chuẩn quy định cụ thể các trị số sai lệch cho phép về vị trí mặt bằng tim cọc, độ nghiêng (độ thẳng đứng) của cọc, và cao trình đỉnh cọc. Đối với cọc ống ván thép, sai số về độ hở giữa các khóa liên kết và độ phẳng của tường cọc phải được kiểm soát cực kỳ chặt chẽ để đảm bảo tính liên tục và khả năng chống thấm.
• Hồ sơ nghiệm thu: Nhà thầu phải lập và bàn giao đầy đủ hồ sơ hoàn công bao gồm: Nhật ký đóng/hạ cọc (ghi rõ loại búa, độ chối, chiều sâu mũi cọc, cao trình đỉnh cọc); Biên bản nghiệm thu vật liệu đầu vào; Chứng chỉ thợ hàn và kết quả kiểm tra chất lượng mối hàn nối; Báo cáo kết quả thử nghiệm sức chịu tải của cọc (thử tĩnh hoặc thử động biến dạng lớn PDA nếu có yêu cầu).