Ứng dụng lý thuyết nén điểm vào tính toán thiết bị phá vỡ đầu cọc bê tông lắp trên thiết bị thi công cơ giới

217TẬP 11 SỐ 407 - 2017
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
Nguyễn Văn Mạnh1*, Nguyễn Xuân Cường1 
Tóm tắt: Xác định được lực nén cần thiết để phá vỡ kết cấu của đầu cọc bê tông cốt thép là cơ sở để tính 
toán kết cấu, hệ khung treo và tính chọn các chi tiết đi kèm trên thiết bị phá vỡ đầu cọc cũng như lựa chọn 
số lượng đầu xi lanh thủy lực của thiết bị khi tiết diện, đường kính của cọc thay đổi. Trong bài báo này tác 
giả áp dụng lý thuyết nén điểm để xây dựng các biểu thức xác định thông số làm việc của thiết bị như số 
lượng, đường kính, hành trình, lực nén cần thiết của xi lanh tương ứng với sự thay đổi của tiết diện, đường 
kính cọc, đề xuất giải pháp giảm ma sát giữa thân thép chờ, giữa các ống siêu âm trong cọc với bê tông đầu 
cọc với các loại cọc bê tông đúc tại chỗ.
Từ khóa: Máy cắt cọc bê tông thủy lực; lý thuyết nén điểm.
Application of the point compression theory to calculate concrete pile head breaking devics on mo-
torized equipment 
Abstract: The determination of compression force required to break the textures of the reinforced concrete 
piles head is the basis to calculate hanging bracket system, structure and to select the details included on 
the devices to break the head of the pile as well as to choose the number of hydraulic cylinder head of the 
equipment when the cross section and the diameter of the piles are changed. In this article the author ap-
plied the point compression theory to build the expressions defining the working parameters of the devices 
such as the number, the diameter, the journey and the necessary compression of the cylinder which corre-
spond to the change of the cross section and the diameter of the pile as well as to propose the solution to 
reduce friction between starter bar body and ultrasonic pipe in the pile with pile head concrete and cast- in 
- place concrete pile.
Keywords: Hydraulic concrete pile cutter; point compression theory.
Nhận ngày 10/5/2017, chỉnh sửa ngày 15/6/2017, chấp nhận đăng 23/6/2017 
Received: May 10, 2017; revised: June 15, 2017; accepted: June 23, 2017
1ThS, Khoa Cơ khí Xây dựng, Trường Đại học Xây dựng. 
*Tác giả chính. E-mail: nguyenvanmanh.huce@gmail.com.
ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT NÉN ĐIỂM 
VÀO TÍNH TOÁN THIẾT BỊ PHÁ VỠ ĐẦU CỌC BÊ TÔNG 
LẮP TRÊN THIẾT BỊ THI CÔNG CƠ GIỚI
1. Giới thiệu
Trong các công trình xây dựng, giao thông khi triển khai thi công phần móng cần phá bỏ một phần 
đầu cọc để giữ lại thép chờ neo vào đài cọc. Công tác phá bỏ đầu cọc bê tông cốt thép rất quan trọng, do 
ảnh hưởng tới khả năng liên kết và truyền tải giữa các bộ phận công trình xuống cọc thông qua đài móng. 
Nếu liên kết của cọc với đài móng không tốt, việc truyền tải của toàn bộ kết cấu công trình từ phía trên xuống 
đài cọc sẽ bị gián đoạn, dẫn tới nguy cơ công trình không đảm bảo tuổi thọ theo thiết kế. Có một số phương 
pháp phá vỡ phần bê tông dư của đầu cọc bê tông cốt thép đang được sử dụng phổ biến ở Việt Nam như 
sử dụng máy bắn hơi, búa điện Tuy nhiên các phương pháp này tiến độ thi công chậm, năng suất không 
cao, ảnh hưởng trực tiếp tới sức khỏe người lao động. Trên thế giới đã có một số mẫu thiết bị phá vỡ đầu 
cọc bê tông cốt thép bằng thủy lực, những thiết bị này thuộc quyền sở hữu của các nhà sản xuất nên việc 
tiếp cận các tài liệu, chỉ dẫn kỹ thuật liên quan tới thiết bị là rất khó khăn, chưa được đề cập đến trong các 
tài liệu tham khảo chuyên ngành ở Việt Nam. Thí nghiệm nén điểm hay thí nghiệm nén tải trọng điểm [1] là 
thí nghiệm xác định gián tiếp độ bền nén đơn trục của đá. Thí nghiệm này được thực hiện trên mẫu đá dạng 
lõi khoan hoặc những mẫu đá có quy cách và hình dạng bất kỳ, thí nghiệm này phù hợp để tính toán lực cần 
thiết để phá vỡ kết cấu bê tông với hình dạng bất kỳ. 
Trong bài báo này tác giả áp dụng lý thuyết nén điểm [1] để xây dựng các biểu thức xác định thông 
số làm việc của thiết bị như số lượng, đường kính, lực nén cần thiết của xi lanh tương ứng với sự thay đổi 
của tiết diện, đường kính cọc, với giả thuyết bê tông là một loại đá nhân tạo. 
218 TẬP 11 SỐ 407 - 2017
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
Tác giả đề xuất giải pháp giảm ma sát giữa thân thép chủ, giữa các ống siêu âm trong cọc với bê tông 
phần đầu cọc. Giải pháp này áp dụng cho cọc khoan nhồi, các thân thép chủ, ống siêu âm sẽ được bọc bởi 
vật liệu giảm ma sát ngay từ giai đoạn gia công lồng thép, trước khi hạ lồng và đổ bê tông cọc. Giải pháp 
này sẽ giảm đáng kể tải trọng nâng cần thiết của máy cơ sở trong quá trình nâng khối bê tông đầu cọc đã 
bị cắt ra bãi tập kết trên công trường.
2. Đặc điểm làm việc, cấu tạo của thiết bị phá vỡ đầu cọc bê tông cốt thép dẫn động
thủy lực
Cọc bê tông cốt thép thường có hai dạng tiết diện mặt cắt ngang là cọc tròn và cọc vuông, nên thiết 
bị phá vỡ đầu cọc được nghiên cứu cũng có hai dạng. Cấu tạo của thiết bị phá vỡ đầu cọc bê tông cốt thép 
dẫn động thủy lực được mô tả trên (Hình 1).
Để phá vỡ loại cọc có mặt cắt ngang tiết diện tròn, nguồn động lực được trích từ bơm của máy cơ sở 
điều khiển các xi lanh 1 đẩy các pít tông đi ra làm cho các đầu búa 5 nén vào thân cọc, cắt sâu vào thân cọc. 
Lực cắt được duy trì, tăng cường đủ lớn, tiết diện ngang của thân cọc bị phá vỡ. Khi thân cọc bị cắt đứt các 
đầu búa, cán pít tông làm giá nâng và được điều khiển để đưa phần trên khối bê tông bị cắt về vị trí đổ tập 
kết nhờ lực nâng của máy cơ sở. Để phá vỡ loại cọc có mặt cắt ngang tiết diện vuông, quá trình điều khiển 
thiết bị được thực hiện tương tự, tuy nhiên với cọc tiết diện ngang vuông do đặc điểm cấu tạo của cọc bê 
tông đúc sẵn, trên dọc thân cọc có bố trí thép đai nên bê tông đầu cọc bị phá vỡ vụn thành từng khối nhỏ.
Hình 1. Các sơ đồ cấu tạo thiết bị phá vỡ đầu cọc bê tông cốt thép sử dụng dẫn động thủy lực
a) Cọc tiết diện tròn
 1. Xi lanh thuỷ lực; 2. Khung máy - ống dẫn hướng;
3. Chốt cứng; 4. Chốt liên kết; 5. Đầu búa; 6. Ống dẫn 
hướng; 7. Ống tuy ô dẫn dầu thủy lực.
b) Cọc tiết diện vuông
1. Khung máy; 2. Tai neo; 3. Tấm nắp;
4. Ống dẫn hướng; 5. Cụm xi lanh piston;
6. Tấm chắn bảo vệ xi lanh.
Công tác phá vỡ đầu cọc bê tông cốt thép đạt được hiệu quả cao cần đảm bảo các yêu cầu cơ bản 
như: Đảm bảo đầu cọc được phá vỡ đúng cao độ thiết kế; hạn chế tối đa phần cọc bê tông cốt thép còn lại 
không bị hư hỏng, không bị “om”; thép chờ trong cọc ít bị cong vênh, phá hoại; Bê tông phá vỡ được thu 
gom, xử lý sạch sẽ gọn gàng, thuận tiện; đảm bảo an toàn lao động, giảm thiểu mất an toàn tiếng ồn, vệ 
sinh môi trường trong khi thi công 
Lực tác dụng của đầu búa lắp trên xi lanh thủy lực phải đủ lớn để tạo ra mặt cắt ngang trên thân cọc 
bê tông cốt thép, xác định giá trị lực cần tác dụng của đầu búa vào thân cọc là mấu chốt của bài toán thiết 
kế thiết bị phá vỡ đầu cọc bê tông cốt thép dẫn động thủy lực. Phương pháp phá huỷ này rất gần với thí 
nghiệm nén điểm, trong bài báo này tác giả sử dụng kết quả của thí nghiệm nén điểm làm cơ sở lý thuyết 
để xác định lực cần thiết phá hoại cọc. 
3. Cơ sở lý thuyết xác định các thông số cơ bản của đầu búa trên thiết bị phá vỡ đầu cọc
bê tông
3.1 Thí nghiệm nén điểm: Mô tả, trình tự, cách xác định chỉ số nén điểm
Mô tả thí nghiệm (Hình 3) [1]: Thiết bị thí nghiệm là một khung nén có thiết bị gia lực là một kích thủy 
lực được nối với đồng hồ đo lực. Hai đầu nén hình chóp nón, một đầu nén được gắn cố định vào khung, đầu 
nén còn lại được nối với piston thủy lực. Bên cạnh khung có gắn thước để đo khoảng cách giữa hai điểm 
nén. Trên Hình 2 mô tả cấu tạo đầu nén điểm [1].
219TẬP 11 SỐ 407 - 2017
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
Trình tự thí nghiệm: Mẫu đá được đặt vào giữa hai đầu nén, hai 
đầu nén này được ép lại gần nhau để đảm bảo tiếp xúc với mẫu. Đo xác 
định khoảng cách giữa hai đầu nén. Tăng lực ép lên mẫu bằng kích thủy 
lực cho đến khi mẫu bị phá vỡ. Giá trị lực tại thời điểm mẫu bị phá vỡ 
được ghi lại.
 Theo [1] có bốn cách cơ bản thí nghiệm xác định chỉ số độ bền 
nén điểm: nén dọc trục mẫu trụ, nén biên mẫu trụ, nén mẫu hình hộp và 
nén mẫu không quy cách (Hình 3).
Từ thí nghiệm nén điểm [1], xác định được chỉ số nén điểm của 
mẫu đá: (1)
trong đó: P là tải trọng gây phá vỡ mẫu (N); D là khoảng cách giữa hai 
điểm nén (mm).
3.2 Tính toán lực phá hoại bê tông cọc
Sự phá hoại về nén cục bộ xảy ra khi ứng suất nén trong bê tông 
vượt quá khả năng chịu lực cục bộ, khả năng này được tăng lên so với 
cường độ chịu nén thông thường khi diện tích chịu nén chỉ chiếm một 
phần bề mặt cấu kiện, các phần bê tông xung quanh không trực tiếp chịu 
nén có tác dụng cản trở biến dạng của phần chịu nén. Để áp dụng lý thuyết của thí nghiệm nén điểm [1-4] 
giả thiết cọc bê tông cốt thép là một loại đá nhân tạo. Sơ đồ tính toán lực phá hoại đầu cọc (Hình 5, Hình 6).
Hình 2. Cấu tạo đầu nén điểm [1]
Hình 3. Hình ảnh nén
điểm với mẫu đá không
quy cách [1]
Hình 4. Xác định đường kính tương đương 
theo ISRM 1985 [1]
Hình 5. Sơ đồ lực phá hoại đầu cọc 
với cọc tiết diện tròn
Hình 6. Sơ đồ lực phá hoại đầu cọc 
với cọc tiết diện vuông
Theo [1], cường độ nén đơn trục của bê tông và nén điểm: (MPa) (2) 
trong đó: Is(50) là chỉ số nén điểm của đá khi thí nghiệm nén đối với mẫu đá có đường kính D tương đương 
bằng 50mm.
Theo [1], chỉ số Is(50) được xác định bằng: (MPa) (3) 
Theo [1] khi thí nghiệm nén điểm trên các mẫu hình trụ, do các mẫu thường phá hủy theo mặt cắt 
ngang xác định, chỉ số nén điểm có thể tính thông qua đường kính tương đương De: (MPa) (4)
trong đó: De là đường kính của vòng tròn có cùng diện tích mặt cắt ngang của mẫu: (5) 
220 TẬP 11 SỐ 407 - 2017
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
trong đó: SA-A là diện tích mặt phá hủy.
Theo [1] khi thí nghiệm nén điểm trên các mẫu hình hộp, do các mẫu thường phá hủy theo mặt cắt 
ngang xác định, nên chỉ số nén điểm được tính theo biểu thức: (MPa) (6) 
trong đó: A là diện tích mặt phá hủy; Khi nén dọc mẫu A = D.W (7)
với D khoảng cách giữa 2 điểm đặt lực; W bề rộng mẫu. 
Từ (2), (3), (6), lực cần thiết tác dụng lên cọc để phá vỡ bê tông P, với cọc tiết diện tròn: 
 (N) (8)
Từ (2) đến (5) lực cần thiết tác dụng lên cọc để phá vỡ bê tông P, với cọc tiết diện vuông:
(N) (9) 
3.3 Tính toán xác định số đầu búa, hành trình của xi lanh 
Xác định số đầu búa ảnh hưởng trực tiếp đến các thông số cơ bản của máy như kích thước, lực tại 
các đầu búa, hành trình làm việc của piston. Với lực phá hoại P là không thay đổi, số đầu búa cần phải chọn 
cần đảm bảo: Lực tại một đầu búa là nhỏ nhất, hành trình làm việc của xi lanh là nhỏ nhất, kết cấu đầu búa 
nhỏ gọn, đảm bảo mối tương quan về mặt kết cấu, khả năng làm việc cũng như độ ổn định của máy. Bài 
toán đặt ra có nhiều hơn một ẩn số nên không thể giải theo bài toán thông thường, tham khảo các mẫu máy 
điển hình tác giả chọn sơ bộ số lượng đầu búa để đi xác định hành trình làm việc của piston.
Hình 7. Sơ đồ khảo sát xác định số 
lượng đầu búa với cọc tiết diện tròn
Hình 8. Sơ đồ tổng hợp lực 
tác dụng với cọc tiết diện tròn
Hình 9. Sơ đồ khảo sát xác định số 
lượng đầu búa với cọc tiết diện vuông
Với cọc tiết diện tròn (Hình 7, Hình 8): Số lượng đầu búa z tiến hành khảo sát 6 ≤ z ≤ 16.
Với cọc tiết diện vuông (Hình 9): Số lượng đầu búa z=4, tương ứng với số mặt tiết diện của thân cọc.
Lực tại một đầu búa Pz cần đảm bảo để: (10)
Đầu cọc được nén theo nhiều phương, theo thí nghiệm nén hai trục ứng suất của bê tông sẽ tăng lên 
120% [5]. Do đó ứng suất của bê tông khi nén nhiều phương sẽ tăng lên: (11)
Với cọc tiết diện tròn, chiếu các lực thành phần lên phương Ox và Oy ta có:
 và (12)
Từ (12), triển khai:
 (13)
Từ (8) đến (13) xác định lực Pz cho từng trường hợp, tương ứng với số đầu búa z. Từ (8) đường kính 
cọc mà lực Pz có thể phá hủy được được xác định thông qua biểu thức (14): 
221TẬP 11 SỐ 407 - 2017
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
 (14)
Từ [14], ta có: (mm) (15)
Với lực Pz được tạo ra từ đầu búa gắn trên xi lanh thủy lực của thiết bị, đường kính cọc thiết bị phá 
vỡ được nằm trong khoảng từ (Dz → D), tương ứng với hành trình tối đa của xi lanh thủy lực cho phép dao 
động từ (0 → X), với: (mm) (16)
3.4 Tính toán chiều cao “cắt” tối đa với thân cọc tiết diện tròn
Quá trình nâng khối bê tông đã bị cắt đưa tới 
bãi tập kết, toàn bộ tải trọng sẽ tác dụng lên cán xi 
lanh thông qua đầu búa. Khi lực này quá lớn sẽ làm 
cong cán xi lanh. Do đó cần xác định chiều cao cắt 
cọc tối đa cho phép của thiết bị để đảm bảo an toàn 
cho thiết bị. Lực này bao gồm tổng trọng lượng khối 
bê tông bị cắt và lực bám dính sinh ra giữa các thanh 
thép trong bê tông với bê tông. Sơ đồ tính toán chiều 
cao cắt (Hình 10). 
Lực cần thiết để nâng khối bê tông sau khi cắt 
xác định bằng biểu thức: (N) (17) 
trong đó: Fms là lực ma sát gây cản trở quá trình nâng khối bê tông đã cắt, Gbt là khối lượng phần bê tông 
bị cắt. 
Theo [6] lực ma sát giữa thép và bê tông trong cọc: (N) (18)
trong đó: Zong là số thanh thép được bọc ống có trong bê tông cọc; Rbn là cường độ tiêu chuẩn của bê tông 
trong cọc (MPa); m là hệ số phụ thuộc vào bề mặt cốt thép; Dong là đường kính cốt thép chôn trong cọc; H là 
chiều dài thép chờ neo trong bê tông cọc (chiều cao cắt tối đa cho phép của máy) (m); 
Trọng lượng phần bê tông bị cắt: (N) (19)
Với g=9,8; γbt khối lượng riêng của bê tông trong cọc (kg/m
3); D đường kính cọc (m).
Theo [7,8], điều kiện bền của đầu búa, cán xi lanh: (N/mm2) (20)
trong đó: [σk] là ứng suất cho phép của cán xi lanh (N/mm
2); σmax là ứng suất lớn nhất tại tiết diện nguy hiểm 
(N/mm2); 
 (N/mm2) (21)
Với z là số đầu búa được lắp trên thiết bị; d1 đường kính cán xi lanh (mm); l cánh tay đòn (mm), I=x, 
x hành trình làm việc của xi lanh (mm); 
Theo [7,8], điều kiện bền của thép trong cọc: (N/mm2) (22)
trong đó: [σk]t là ứng suất cho phép của thép trong cọc (N/mm
2); σmax-t là ứng suất lớn nhất tại tiết diện nguy 
hiểm (N/mm2);
(N/mm2) (23)
trong đó: l1 là cánh tay đòn (mm); t là chiều dày lớp bảo vệ cốt thép 
trong cọc (mm).
Từ các công thức (17) đến (23) xác định được giá trị chiều cao 
cắt cọc tối đa cho phép của thiết bị.
Theo [6] bê tông và cốt thép cùng cộng tác chịu lực là do: Bê 
tông và cốt thép dính chặt lấy nhau, giữa bê tông và cốt thép không 
Hình 10. Sơ đồ tính chiều cao cắt
Hình 11. Hình ảnh minh họa bọc đầu 
 cốt thép chủ khi thi công cọc nhồi
222 TẬP 11 SỐ 407 - 2017
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
có phản ứng hóa học, cốt thép và bê tông có hệ số giãn nở vì nhiệt gần giống nhau. Với chi tiết cấu tạo 
cọc khoan nhồi thông thường, quá trình thi công đục bỏ bê tông đầu cọc, bê tông bẩn gặp nhiều khó khăn 
do cốt thép trong thân cọc và bê tông tiếp xúc trực tiếp, hệ số ma sát, lực liên kết giữa bê tông và cốt thép 
rất lớn.
Khi “cắt” xong đầu cọc với chiều cao tối đa cho phép, muốn đưa phần đầu cọc này đến khu vực tập 
kết sẽ cần lực nâng rất lớn. Muốn giảm lực nâng cần thiết đó của thiết bị cơ sở, cần có biện pháp giảm ma 
sát giữa thân thép chủ trong cọc và bê tông phần đầu cọc. Để giảm lực ma sát, độ liên kết giữa bê tông với 
cốt thép cần ngăn sự tiếp xúc trực tiếp giữa bê tông với cốt thép. Tác giả đề xuất biện pháp giảm lực ma 
sát giữa bê tông và cốt thép bằng cách bọc cốt thép chủ bởi vật liệu có hệ số ma sát với bê tông nhỏ nhất. 
Biện pháp bọc cốt thép cần được thực hiện trong giai đoạn gia công lồng thép, khi thi công cọc (Hình 11).
4. Ví dụ tính toán
Tính toán thiết bị phá vỡ đầu cọc bê tông cho cọc khoan nhồi có đường kính D1200, bê tông cọc mác 
300 [5] cường độ nén đơn trục σbt = 28,9 (MPa); theo (2), (11): (MPa)
Từ (3), (6), (8) lực cần thiết để phá vỡ bê tông cần tác dụng lên cọc P: 
 (N)
Từ (8) đến (16) lập bảng xác định lực Pz, PY, PX, Dz, với số đầu búa lắp trên các xy lanh thủy lực z 
(6 ≤ z ≤ 16).
Bảng 1. Bảng thông số khảo sát số xi lanh
Z PZ (N) ΣPX (N) ΣPy (N) αo Dz (mm)
6 225620.1 451136.5 390845.3 60 841.8
8 161877.8 390845.3 390898.7 45 679.5
10 126957.4 410733 390845.3 36 580.9
12 104732.1 390845.3 390989.8 30 513.1
14 89177.3 400648 390845.3 25.7 462.5
16 77753.2 390845.3 391032.8 22.5 423.3
Bảng 1 chỉ ra các giá trị lực cần thiết cung cấp trên mỗi đầu búa Pz, đường kính cọc mà lực Pz có thể 
phá vỡ tương ứng với sự thay đổi của số lượng đầu búa z được lắp trên xi lanh thủy lực. Từ đó với mỗi lực 
Pz được cung cấp từ đầu búa thì thiết bị sẽ phá vỡ được dải cọc có đường kính từ (Dz→D), tương ứng với 
hành trình tối đa của xi lanh X và: 
Chọn số đầu xi lanh thủy lực z=10. Theo [3], đường kính xi lanh: (mm) (24)
trong đó: p là áp suất làm việc của xi lanh, (p=15-25 MPa, chọn p=15 MPa), thay số vào (22) có Dxl = 103,8 
(mm). Xi lanh thủy lực được chọn trên cơ sở lực cần cung cấp Pz hay áp lực cần tạo ra ở mỗi đầu búa, tham 
khảo với các mẫu máy của các nhà sản xuất (Groundowrk, Mrcropper), chọn các thông số làm việc của 
xi lanh thủy lực (Bảng 2) với x=180 (mm).
Theo [6] việc bố trí thép trong cọc nhồi đảm bảo hàm lượng thép từ (0,2 - 0,4)%, do đó số lượng 
thanh thép trên mặt cắt ngang cọc: 
 (25)
Khảo sát mặt cắt điển hình của cọc D1200 có:
Dong = 20 (mm); Zong = 16, theo [5] cường độ tiêu chuẩn của bê tông trong cọc Rbn = 11,4 (MPa); Từ 
các công thức (17) đến (25), chiều cao cắt cọc cho phép là H ≤ 309,85 (mm);
Từ các kết quả trên tính toán thiết kế hệ kết cấu khung, khung treo, sự ổn định của thiết bị khi lắp 
đặt trên máy cơ sở.
223TẬP 11 SỐ 407 - 2017
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
Hình 12. Cấu tạo xi lanh thủy lực
Bảng 2. Thông số kích thước của xi lanh
Đường kính trong d (mm) 100 J (mm) 17
Đường kính ngoài D (mm) 115 K (mm) 195
Đường kính cán ROD (mm) 70 L (mm) 160
E (mm) 18 M (mm) 56×2
H 1/2-14 AF (mm) 56
T (mm) 25 LB (mm) 75
Z (mm) 221 LC (mm) 25
Bảng 3. So sánh các thông số đầu vào của máy thiết kế với một số máy có sẵn của các hãng trên thế giới
Máy thiết kế Máy của hãng TAETS
Z PZ αO DZ p X Z PZ (N) αO DZ p X
Số 
xi 
lanh
Lực 
tạo ra 
từ mỗi 
đầu 
búa 
(KN)
Dải đường 
kính cọc 
bị phá vỡ 
(mm)
Áp lực 
trên 
một 
đầu xi 
lanh 
(MPa)
Hành 
trình 
xi lanh
(mm)
Số 
xi 
lanh
Lực 
tạo ra 
từ mỗi 
đầu 
(KN)
Dải đường 
kính cọc 
bị phá vỡ 
(mm)
Áp lực 
trên 
một 
đầu xi 
lanh 
(MPa)
Hành 
trình 
xi lanh
(mm)
6 225.62 60 600 - 800 15 180 6 220 60 600 - 800 30 135
8 161.88 45 800 - 1000 15 180 8 150 45 800 - 1000 30 135
10 126.96 36 900 - 1200 15 180 10 125 36 850-1200 30 135
Bảng 3 chỉ ra các thông số đầu vào của máy thiết kế bao gồm số lượng xi lanh, lực tạo ra từ mỗi đầu 
búa, áp lực trên một đầu xi lanh, hành trình của xi lanh có giá trị đáng tin cậy khi so sánh với mẫu máy có 
sẵn đã được kiểm nghiệm trên thực tế.
5. Kết luận
Trong bài báo này tác giả áp dụng lý thuyết nén điểm [1] để xây dựng các biểu thức xác định thông 
số làm việc của thiết bị như số lượng, đường kính, lực nén cần thiết của xi lanh tương ứng với sự thay đổi 
của tiết diện, đường kính cọc, với giả thuyết bê tông là một loại đá nhân tạo. Thông qua các ví dụ tính toán 
so sánh với thiết bị thực của các hãng sản xuất trên thế giới cho thấy kết quả nghiên cứu có độ tin cậy cao.
Đề xuất giải pháp giảm ma sát giữa bê tông với thân thép chủ đầu cọc bằng cách bọc đầu thép bằng 
vật liệu giảm ma sát. Phạm vi bọc cốt thép chủ đầu đầu cọc được chỉ định bằng chiều cao thép ngậm trong 
đài cọc. Công tác này được thực hiện trong giai đoạn gia công lồng thép cọc.
Trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước, việc sử dụng máy phá đầu cọc bê tông cốt 
thép ở Việt Nam là thực sự cần thiết nhằm đẩy nhanh tiến độ thi công, nâng cao năng suất. Máy phá đầu 
cọc bê tông cốt thép là thiết bị mới, chưa được sử dụng ở Việt Nam, chưa được đề cập tới trong các tài liệu 
tham khảo và chuyên ngành trong nước. Tác giả nhận thức thấy cần được đầu tư thêm để tính toán thiết kế, 
chế tạo thử nghiệm, có các đo đạc khảo nghiệm trên máy thực nhằm xác định hệ số ma sát giữa bê tông và 
vật liệu bọc cốt thép, tiến tới làm chủ thiết kế và công nghệ chế tạo thiết bị.
Tài liệu tham khảo
1. ISRM, POIT LOAD TEST Suggested Method for Determining Point Load Strength, RTH 325 - 89.
2. Sivakugan N., Shaceta S.K., Das B.M. (2013), Rock mechanics introduction, CRC Rress.
3. Brady B.H.G., Brow E.T. (2004), Rock mechanics for under ground mining, Kluwer academic Publishers.
4. Hudson J.A., Harrison J.P. (2000), Engineering rock mechanics an Introduction to the Principles, Pergamon.
5. TCXDVN 356 (2005), Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép tiêu chuẩn thiết kế, Nhà xuất bản Xây dựng.
6. Phan Quang Minh, Ngô Thế Phong, Nguyễn Đình Cống (2011), Kết cấu bê tông cốt thép (phần Cấu kiện 
cơ bản), Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
7. Trịnh Chất, Lê Văn Uyển (2006), Tính toán thiết kế hệ dẫn động cơ khí tập 1, Nhà xuất bản Giáo dục.
8. Nguyễn Y Tô (1988), Sức bền vật liệu, Nhà xuất bản Khoa học và Kỹ thuật.
9. Trần Xuân Tuỳ, Trần Minh Chính, Trần Ngọc Hải (2005), Giáo trình hệ truyền động thủy khí, NXB Xây dựng.