Cọc tiếp địa đóng sâu bao nhiêu? Loại cọc và khoảng cách

Trả lời ngắn: dài bao nhiêu, sâu bao nhiêu, cách bao xa

Đây là thông lệ thi công phổ biến ở Việt Nam cho bãi tiếp địa chống sét nhà dân và công trình nhỏ. Bốn con số cần nhớ:

• Chiều dài cọc: phổ biến nhất là 2,4 m; ngoài ra có loại 1,5 m, 3 m hoặc cọc nối để đóng sâu hơn.
• Độ sâu đỉnh cọc: khoảng 0,5–0,8 m dưới mặt đất. Thường đào rãnh sâu 0,6–0,8 m rồi đóng cọc dưới đáy rãnh, nên mũi cọc nằm ở độ sâu khoảng 3 m.
• Khoảng cách giữa các cọc: tối thiểu bằng chiều dài cọc (cọc 2,4 m thì cách nhau từ 2,4 m, tốt hơn là 3–5 m). Đóng sát nhau thì các cọc "tranh" cùng một vùng đất, thêm cọc mà điện trở giảm rất ít.
• Điện trở mục tiêu: chống sét công trình dân dụng thường lấy ≤ 10 Ω. Con số cuối cùng phải đo bằng máy chuyên dụng sau thi công.

Vì sao đỉnh cọc phải chôn sâu 0,5–0,8 m

Lớp đất mặt khô, nóng về mùa hè và hay bị đào xới, nên điện trở ở đó thay đổi thất thường. Chôn đỉnh cọc và dây nối xuống sâu giúp cả bãi nằm trong lớp đất ẩm, ổn định hơn, tránh bị cuốc xẻng làm đứt và giảm điện áp bước ở chỗ người đi lại khi dòng sét tản xuống. Mặt đất chỉ chừa một hộp kiểm tra để đo định kỳ.

So sánh 3 loại cọc tiếp địa thường dùng

• Thép mạ đồng (D14–D16, dài 2,4 m): lõi thép cứng đóng được đất chặt, lớp đồng chống ăn mòn. Phổ biến nhất vì cân bằng giá, độ bền và dẫn điện; nên chọn cọc có lớp mạ dày.
• Đồng nguyên chất: dẫn điện và chống ăn mòn tốt nhất nhưng mềm, khó đóng vào đất cứng, giá cao. Hợp với đất ăn mòn mạnh (đất phèn, đất mặn) hoặc công trình yêu cầu cao.
• Thép mạ kẽm (thép góc, thép ống): rẻ, cứng, dễ đóng, nhưng lớp kẽm hao dần, dễ gỉ ở đất chua và ẩm. Tuổi thọ bãi ngắn hơn, cần đo lại thường xuyên hơn.

Đất khác nhau thì đóng cọc khác nhau

• Đất ruộng, đất thịt ẩm (đồng bằng, ven sông): dẫn điện tốt, cọc 2,4 m đóng thẳng khá dễ; nhiều khi vài cọc đã đạt, nhưng vẫn phải đo.
• Đất đồi, sỏi lẫn đá ong, đất đỏ khô (vùng trung du): điện trở đất cao và khó đóng. Thường phải tăng số cọc, kéo dài bãi theo hàng hoặc hình tia, khoan mồi rồi đặt cọc, lấp đất mịn trộn hoá chất, hoặc dời bãi về chỗ đất trũng, ẩm hơn.
• Gặp đá gốc: không cố đập làm cong cọc; chuyển sang khoan lỗ đặt cọc hoặc làm tiếp địa nằm ngang (cáp đồng, thép dẹt chôn dài trong rãnh).

Khi nào cần thêm cọc hoặc dùng hoá chất giảm điện trở

1. Đo lần đầu chưa đạt: thêm cọc theo hàng, giữ khoảng cách ít nhất bằng chiều dài cọc, đo lại sau mỗi lần thêm.
2. Thêm cọc mà điện trở giảm chậm (đất khô, nhiều sỏi đá): dùng hoá chất giảm điện trở quanh cọc và dọc rãnh để giữ ẩm, tăng tiếp xúc.
3. Mặt bằng chật: dùng cọc nối đóng sâu hơn tại chỗ, kết hợp hoá chất.
4. Mùa khô đo lại vượt ngưỡng: bổ sung cọc hoặc cải tạo bãi; tưới nước chỉ làm số đo đẹp tạm thời.

Tiết diện dây và cáp nối các cọc

• Dây nối các cọc trong rãnh: thông dụng là cáp đồng trần 50 mm² (hay gọi C50) hoặc 70 mm²; bãi thép mạ kẽm hay dùng thép dẹt mạ kẽm 40×4 mm.
• Dây thoát sét từ kim xuống bãi: thường là cáp đồng 50–70 mm², đi thẳng, ít gấp khúc.
• Mối nối cọc – dây: ưu tiên hàn hoá nhiệt vì liền khối, không lỏng, không oxy hoá; không dùng dây điện dân dụng nhỏ hay xoắn buộc dây vào cọc.

Tính toán tiếp địa sơ bộ: cần bao nhiêu cọc?

Điện trở của 1 cọc thẳng đứng tính gần đúng: R₁ ≈ ρ / (2π·L) × [ln(8L/d) − 1], với ρ là điện trở suất đất (Ω·m), L là chiều dài cọc, d là đường kính cọc (m). Nhiều cọc nối song song: R ≈ R₁ / (n × η), η là hệ số sử dụng, thường 0,6–0,8 khi cọc cách nhau 1–2 lần chiều dài cọc.

Ví dụ đất ruộng ẩm ρ khoảng 100 Ω·m, cọc 2,4 m, đường kính 16 mm: R₁ ≈ 40 Ω; muốn đạt 10 Ω cần n ≈ 40 / (10 × 0,7) ≈ 6 cọc. Đất đồi khô ρ khoảng 300 Ω·m thì 1 cọc đã khoảng 120 Ω — chỉ thêm cọc đứng sẽ rất tốn, nên phải kết hợp tiếp địa nằm ngang hoặc hoá chất. Số tính chỉ để dự trù vật tư; nghiệm thu luôn dựa trên số đo thực tế.

Ví dụ minh hoạ: nhà 3 tầng ở vùng đồi

Cứ cho là một nhà 3 tầng trên nền đất đồi lẫn sỏi và đá ong. Một phương án tham khảo:

1. Đào rãnh sâu khoảng 0,7 m, dài 10–12 m dọc hông nhà, cách móng từ 1 m trở ra, tránh bể phốt và ống nước.
2. Đóng 4 cọc thép mạ đồng D16 dài 2,4 m dưới đáy rãnh, cách nhau khoảng 3 m; chỗ sỏi cứng thì khoan mồi.
3. Nối cọc bằng cáp đồng trần 50 mm², hàn hoá nhiệt từng đầu cọc, kéo về hộp kiểm tra.
4. Đo lần 1, giả sử 18 Ω — chưa đạt. Thêm 2 cọc theo nhánh rẽ, đổ hoá chất giảm điện trở quanh cọc.
5. Đo lần 2, giả sử 8 Ω — đạt mục tiêu ≤ 10 Ω. Lấp rãnh, đầm chặt, lập biên bản đo để đối chiếu các năm sau.

Lưu ý an toàn

Nội dung mang tính tham khảo, giúp anh chị hiểu chung về chống sét và tiếp địa. Thông số và giải pháp cụ thể cần xác định theo hiện trạng thực tế của từng công trình.