Tiêu chuẩn cọc thép: ASTM A572/A36 cho H-pile và EN 10248 cho sheet pile
Tiêu chuẩn kỹ thuật cọc thép quy định yêu cầu vật liệu (giới hạn chảy, bền kéo, độ giãn dài), dung sai hình học và phương pháp thử nghiệm. Ba hệ thống tiêu chuẩn chính là ASTM (Mỹ), EN (châu Âu) và JIS (Nhật). Bài này tập trung vào tiêu chuẩn kỹ thuật — không phân loại hình dạng hay ứng dụng cọc.
Tiêu chuẩn H-pile: Hệ thống ASTM
Tại thị trường Việt Nam, thép H-pile nhập từ Mỹ, Nhật và Hàn Quốc phổ biến theo các tiêu chuẩn sau:
| Tiêu chuẩn | Mác thép | Re min (MPa) | Rm (MPa) | A min (%) | Ghi chú |
|---|---|---|---|---|---|
| ASTM A36 | A36 | 250 (36 ksi) | 400–550 | 20 (in 200mm) | Tiêu chuẩn phổ biến nhất; H-pile thông thường |
| ASTM A572 Gr42 | Gr42 | 290 (42 ksi) | 415 min | 20 | Cường độ trung bình |
| ASTM A572 Gr50 | Gr50 | 345 (50 ksi) | 450 min | 18 | H-pile tải trọng cao; phổ biến cho cọc cầu |
| ASTM A572 Gr60 | Gr60 | 415 (60 ksi) | 520 min | 16 | Cọc tải trọng rất cao; ít phổ biến hơn |
| ASTM A913 Gr50 | Gr50 | 345 | 450 min | 18 | Thép QST (quench self-tempered); độ dai cao hơn A572 |
Lưu ý đọc tiêu chuẩn ASTM: Đơn vị ksi (kilopound per square inch); 1 ksi = 6.895 MPa. Ghi trên chứng chỉ thử nghiệm (mill test certificate) là “Min. Yield Strength” và “Min. Tensile Strength”. Kiểm tra cả “Heat Number” để truy xuất nguồn gốc lô thép.
Tiêu chuẩn H-pile: Hệ thống JIS (Nhật Bản)
Thép H-pile Nhật Bản theo tiêu chuẩn JIS được nhập khẩu nhiều vào Việt Nam:
| Tiêu chuẩn JIS | Mác thép | Re min (MPa) | Rm (MPa) | A min (%) |
|---|---|---|---|---|
| JIS G3101 | SS400 | 245 (t≤16mm) | 400–510 | 21 |
| JIS G3106 | SM490A | 325 (t≤16mm) | 490–610 | 17 |
| JIS G3106 | SM490YA | 365 (t≤16mm) | 490–610 | 17 |
| JIS A5526 | SHK290M | 290 | 440 min | 17 |
| JIS A5526 | SHK400M | 400 | 540 min | 15 |
JIS A5526 là tiêu chuẩn riêng cho “H-shaped steel sheet piles” (thép hình H dùng làm cọc). SS400 và SM490 theo JIS G3101/G3106 là thép kết cấu chung, thường dùng cho H-pile thông thường tại Việt Nam.
Tiêu chuẩn sheet pile: EN 10248 (châu Âu)
EN 10248 là tiêu chuẩn châu Âu dành riêng cho cừ thép cán nóng:
| Mác thép EN 10248 | Re min (MPa) | Rm (MPa) | A min (%) | Độ dai KV +20°C (J) |
|---|---|---|---|---|
| S240GP | 240 | 340–440 | 26 | 27 (tùy chọn) |
| S270GP | 270 | 410–560 | 24 | 27 (tùy chọn) |
| S320GP | 320 | 440–590 | 23 | 27 (tùy chọn) |
| S355GP | 355 | 480–630 | 22 | 27 (tùy chọn) |
| S390GP | 390 | 490–660 | 20 | 27 (tùy chọn) |
| S430GP | 430 | 510–690 | 19 | 27 (tùy chọn) |
Ký hiệu “GP” trong EN 10248 = General Purpose (mục đích chung). Khi cần độ dai va đập (impact toughness) ở nhiệt độ thấp, đặt thêm điều kiện: “JR” (+20°C), “J0” (0°C) hoặc “J2” (-20°C) tương tự EN 10025.
Tiêu chuẩn sheet pile: JIS A5528 (Nhật Bản)
JIS A5528 quy định cừ thép cán nóng (hot-rolled steel sheet piles) thông dụng tại Nhật:
| Mác thép | Re min (MPa) | Rm min (MPa) | A min (%) |
|---|---|---|---|
| SY295 | 295 | 490 | 17 |
| SY390 | 390 | 540 | 15 |
SY295 là mác thông dụng nhất cho cừ Larssen tại thị trường Việt Nam khi nhập từ Nhật Bản.
Bảng quy đổi tương đương giữa ba hệ thống tiêu chuẩn
| ASTM (Mỹ) | EN (châu Âu) | JIS (Nhật) | Re xấp xỉ (MPa) | Ứng dụng cọc thép |
|---|---|---|---|---|
| A36 | S235/S275 | SS400 | 235–275 | H-pile thông thường, sheet pile nhẹ |
| A572 Gr50 | S355GP | SM490/SY390 | 345–390 | H-pile tải cao, cừ Larssen trung bình |
| A572 Gr60 | S420GP/S430GP | SM570 | 415–430 | H-pile siêu tải, cừ hố đào sâu |
Cách đọc và kiểm tra chứng chỉ vật liệu (Mill Test Certificate)
Khi nhận hàng cọc thép tại công trường, cần kiểm tra Mill Test Certificate (MTC) gồm:
- Heat Number (số mẻ luyện): Truy xuất ngược về lò luyện, đảm bảo thành phần hóa học kiểm soát được.
- Chemical composition: Kiểm tra hàm lượng C, Mn, P, S, Si — ảnh hưởng đến hàn và độ dai.
- Mechanical properties: Re, Rm và A (độ giãn dài) phải đáp ứng tiêu chuẩn quy định trong hồ sơ thiết kế.
- Dimensional inspection: Chiều cao, bề rộng, chiều dày cánh và web đo thực tế so với catalog.
- Third-party inspection: Với công trình cấp I hoặc có yêu cầu đặc biệt, cần thử nghiệm độc lập tại phòng thí nghiệm được công nhận.
Tiêu chuẩn Việt Nam liên quan đến cọc thép
Hiện tại TCVN chưa có tiêu chuẩn riêng cho vật liệu thép cọc H-pile hoặc sheet pile. Các tiêu chuẩn Việt Nam liên quan:
- TCVN 10304:2014: Móng cọc — Tiêu chuẩn thiết kế (phương pháp tính sức chịu tải, bố trí cọc).
- TCVN 9395:2012: Cọc khoan nhồi — Thi công và nghiệm thu (một phần áp dụng kiểm tra cọc thép nhồi bê tông).
- TCVN 10307:2014: Kết cấu thép — Yêu cầu kỹ thuật thi công và nghiệm thu (áp dụng cho hàn nối cọc thép).
- TCVN 9789:2013: Mạ kẽm nhúng nóng — áp dụng khi H-pile được mạ kẽm cho phần nhô trên mặt đất.
Khi thiết kế theo TCVN 10304, vật liệu cọc thép được phép tham chiếu tiêu chuẩn nước ngoài (ASTM, JIS, EN) khi chưa có tiêu chuẩn Việt Nam tương ứng, với điều kiện ghi rõ tiêu chuẩn tham chiếu trong hồ sơ thiết kế được duyệt.