Số lượng cọc tiếp địa cho một công trình thi công chống sét

An toàn trong xây dựng hiện đại không chỉ dừng lại ở kết cấu vững chắc hay phòng cháy chữa cháy, mà còn bao gồm cả việc bảo vệ công trình trước các hiện tượng tự nhiên cực đoan như sét đánh. Một hệ thống Chống sét hiệu quả là lá chắn tối quan trọng, và trái tim của lá chắn đó chính là hệ thống tiếp địa. Tại Công ty TNHH XUẤT NHẬP KHẨU GOLDEN STAR Việt Nam, chúng tôi nhận thấy rằng câu hỏi lớn nhất và cũng là yếu tố quyết định đến sự an toàn của toàn bộ hệ thống là: số lượng cọc tiếp địa cần thiết là bao nhiêu?

Tại sao việc xác định đúng số lượng cọc tiếp địa lại quan trọng?

Hệ thống tiếp địa có một nhiệm vụ duy nhất nhưng vô cùng quan trọng: phân tán dòng năng lượng khổng lồ của một cú sét đánh xuống đất một cách an toàn và nhanh chóng. Nếu hệ thống này không được thiết kế đúng, đặc biệt là không đủ số lượng cọc tiếp địa, hậu quả có thể rất nghiêm trọng.

Khi số lượng cọc tiếp địa không đủ, điện trở của hệ thống sẽ cao. Dòng sét sẽ không được giải phóng hoàn toàn xuống đất mà có thể chạy ngược lại, gây ra các hiện tượng nguy hiểm như:

• Phá hủy kết cấu tòa nhà, gây cháy nổ.

• Làm hư hỏng các thiết bị điện tử, hệ thống máy móc nhạy cảm.

• Tạo ra điện áp bước gây nguy hiểm đến tính mạng con người trong và xung quanh khu vực.

Do đó, việc tính toán chính xác cọc tiếp địa không chỉ là yêu cầu kỹ thuật mà còn là yếu tố cốt lõi để đảm bảo an toàn tuyệt đối. Mục tiêu của việc Thi công chống sét là đạt được một giá trị điện trở tiếp đất thấp theo tiêu chuẩn, và điều này phụ thuộc trực tiếp vào cọc tiếp địa được sử dụng.

Các yếu tố quyết định đến Số lượng cọc tiếp địa

Không có một con số cố định cho tất cả các công trình. Số lượng cọc tiếp địa được quyết định bởi một tổ hợp các yếu tố kỹ thuật phức tạp, cần được khảo sát và tính toán bởi các kỹ sư chuyên ngành.

Điện trở suất của đất

Đây là yếu tố quan trọng nhất. Điện trở suất của đất là thước đo khả năng cản trở dòng điện của đất tại khu vực thi công. Mỗi loại đất có một điện trở suất khác nhau:

• Đất sét, đất ẩm có điện trở suất thấp, khả năng dẫn điện tốt.

• Đất cát, đất sỏi đá, đất đồi khô có điện trở suất rất cao, dẫn điện kém.

Tại những nơi có điện trở suất đất cao, bạn sẽ cần một số lượng cọc tiếp địa nhiều hơn đáng kể để đạt được tổng điện trở yêu cầu. Việc đo đạc điện trở suất đất là bước không thể bỏ qua trong quá trình thiết kế.

Tiêu chuẩn và quy định kỹ thuật

Tại Việt Nam, tiêu chuẩn TCVN 9385:2012 là kim chỉ nam cho việc thiết kế, kiểm tra và bảo trì hệ thống chống sét . Tiêu chuẩn này thường yêu cầu điện trở của hệ thống tiếp địa phải dưới 10 Ohm . Việc tính toán số lượng cọc tiếp địa phải đảm bảo kết quả cuối cùng đáp ứng hoặc tốt hơn yêu cầu này.

Kích thước và loại cọc tiếp địa

Một thành phần quan trọng của hệ thống là Cọc tiếp địa. Chúng thường được làm từ thép mạ đồng hoặc đồng đặc, với chiều dài phổ biến từ 2,4m đến 3m và đường kính từ 14mm đến 16mm .

• Cọc dài hơn và có đường kính lớn hơn sẽ có điện trở riêng lẻ thấp hơn.

• Lựa chọn loại cọc có thông số tốt có thể giúp tối ưu hóa số lượng cọc tiếp địa cần dùng.

Tuy nhiên, việc lựa chọn cọc còn phụ thuộc vào khả năng thi công và đặc điểm địa chất của từng công trình.

Cấu hình và bố trí hệ thống tiếp địa

Khoảng cách giữa các cọc đóng vai trò quan trọng không kém số lượng cọc tiếp địa. Theo tiêu chuẩn, khoảng cách giữa hai cọc nên bằng 1 đến 2 lần chiều dài của cọc được đóng xuống đất . Nếu các cọc được đóng quá gần nhau, vùng ảnh hưởng điện của chúng sẽ chồng lấn, làm giảm hiệu quả chung của toàn hệ thống. Một cấu hình bố trí (như đóng theo đường thẳng, hình tam giác, hoặc mạch vòng) được thiết kế tốt sẽ tối ưu hóa hiệu suất và ảnh hưởng đến cọc tiếp địa cuối cùng.

Vai trò của các thành phần khác trong hệ thống

Số lượng cọc tiếp địa là yếu tố cốt lõi nhưng nó hoạt động trong một hệ thống hoàn chỉnh.

Kim thu sét

Đây là bộ phận được lắp đặt ở vị trí cao nhất trên công trình, có nhiệm vụ “bắt” hoặc thu hút tia sét một cách chủ động . Kim thu sét là điểm tiếp xúc đầu tiên của dòng sét với hệ thống bảo vệ.

Dây dẫn sét

Dây dẫn (thường bằng đồng) có nhiệm vụ dẫn dòng điện sét từ kim thu sét xuống hệ thống tiếp địa một cách an toàn . Đường đi của dây phải càng thẳng và ngắn càng tốt để hạn chế điện trở phát sinh.

Hóa chất giảm điện trở

Tại những khu vực có điện trở suất đất quá cao, việc tăng cọc tiếp địa đôi khi không khả thi hoặc không hiệu quả về mặt kinh tế. Trong trường hợp này, Hóa chất giảm điện trở (như bột GEM) sẽ được sử dụng. Hóa chất này khi trộn với đất xung quanh cọc sẽ làm tăng khả năng dẫn điện của đất, giúp giảm điện trở của hệ thống mà không cần tăng thêm cọc tiếp địa .

Quy trình thi công và nghiệm thu hệ thống tiếp địa

Để một hệ thống chống sét phát huy hết tác dụng, việc thi công đúng kỹ thuật là yếu tố sống còn. Quy trình này phải tuân thủ nghiêm ngặt các bước để đảm bảo cọc tiếp địa được lắp đặt mang lại hiệu quả cao nhất.

Bước 1: Khảo sát và thiết kế

Đây là bước nền tảng, bao gồm việc đo điện trở suất đất và phân tích đặc điểm công trình. Dựa trên dữ liệu này, các kỹ sư sẽ thiết kế chi tiết hệ thống, bao gồm việc lựa chọn loại cọc, dây dẫn và tính toán Số lượng cọc tiếp địa cần dùng.

Bước 2: Thi công đóng cọc

Các cọc tiếp địa sẽ được đóng xuống đất theo đúng vị trí và khoảng cách đã được xác định trong bản vẽ thiết kế. Độ sâu đóng cọc phải đảm bảo cọc tiếp xúc với các tầng đất có độ ẩm và khả năng dẫn điện tốt. Việc thi công đúng cách sẽ tối ưu hóa hiệu quả của từng Cọc tiếp địa.

Bước 3: Liên kết hệ thống

Các cọc tiếp địa sau khi được đóng sẽ được liên kết với nhau bằng một mạng lưới dây dẫn (thường là cáp đồng hoặc băng đồng). Các điểm kết nối phải được xử lý bằng phương pháp hàn hóa nhiệt (exothermic welding) hoặc kẹp nối chuyên dụng. Mối nối chắc chắn, có điện trở thấp là yếu tố quyết định để dòng sét được phân tán đồng đều qua tất cả các cọc.

Bước 4: Đo đạc, nghiệm thu và bàn giao

Sau khi hoàn tất thi công, đơn vị độc lập hoặc đội ngũ giám sát kỹ thuật sẽ tiến hành đo điện trở của toàn bộ hệ thống. Quá trình này xác nhận rằng thiết kế và việc lựa chọn Số lượng cọc tiếp địa đã chính xác và hệ thống đáp ứng đầy đủ tiêu chuẩn an toàn. Chỉ khi đạt yêu cầu, hệ thống mới được nghiệm thu và bàn giao.

Các sai lầm phổ biến làm giảm hiệu quả của hệ thống tiếp địa

Ngay cả khi đã xác định được Số lượng cọc tiếp địa một cách chính xác, một số sai lầm trong thi công hoặc thiết kế vẫn có thể làm cho cả hệ thống trở nên vô dụng.

• Bỏ qua bước khảo sát đất: Đây là sai lầm nghiêm trọng nhất, dẫn đến mọi tính toán về sau đều sai lệch.

• Đóng cọc quá gần nhau: Một lỗi phổ biến là cho rằng càng nhiều cọc càng tốt mà không quan tâm đến khoảng cách. Việc này gây lãng phí và làm giảm hiệu quả chung.

• Sử dụng vật tư kém chất lượng: Cọc thép không được mạ đồng đúng tiêu chuẩn hoặc lớp mạ quá mỏng sẽ nhanh chóng bị oxy hóa, làm tăng điện trở của hệ thống theo thời gian.

• Mối nối không đảm bảo: Sử dụng các phương pháp kết nối thủ công, lỏng lẻo sẽ tạo ra điểm có điện trở cao, cản trở dòng sét và có thể gây ra tia lửa điện nguy hiểm tại điểm nối.

Câu hỏi thường gặp về Số lượng cọc tiếp địa

Số lượng cọc tiếp địa tối thiểu cho một nhà dân dụng là bao nhiêu?

Không có con số tối thiểu cố định. Việc xác định Số lượng cọc tiếp địa phụ thuộc vào kết quả đo điện trở suất đất và yêu cầu kỹ thuật của công trình, cần được khảo sát và tính toán chuyên nghiệp.

Làm thế nào để biết cọc tiếp địa đã đủ tiêu chuẩn?

Sau khi thi công, một đơn vị có chức năng sẽ dùng thiết bị chuyên dụng để đo điện trở của toàn bộ hệ thống. Nếu kết quả đo được thấp hơn mức quy định trong tiêu chuẩn (thường là 10 Ohm), thì cọc tiếp địa được xem là đã đủ .

Có phải càng nhiều cọc tiếp địa thì hệ thống càng tốt không?

Không hoàn toàn. Việc tăng số lượng cọc tiếp địa sẽ giảm điện trở, nhưng đến một ngưỡng nhất định, hiệu quả sẽ giảm dần. Quan trọng hơn là sự kết hợp tối ưu giữa số lượng, khoảng cách và cách bố trí cọc.

Khi nào cần sử dụng hóa chất giảm điện trở thay vì tăng Số lượng cọc tiếp địa?

Hóa chất được sử dụng ở những nơi có địa chất xấu (đất đá, cát, đồi núi) mà việc đóng thêm cọc rất khó khăn, tốn kém hoặc không đủ diện tích thi công . Đây là giải pháp để cải thiện điện trở đất.

Tại sao khoảng cách giữa các cọc lại quan trọng bằng Số lượng cọc tiếp địa?

Nếu các cọc quá gần nhau, chúng sẽ tranh giành vùng đất để phân tán dòng điện, làm giảm hiệu quả tổng thể. Khoảng cách đúng tiêu chuẩn đảm bảo mỗi cọc hoạt động độc lập tương đối, giúp tối ưu hóa khả năng làm việc của toàn bộ hệ thống.

Việc xác định số lượng cọc tiếp địa không phải là một công việc có thể thực hiện qua loa hay dựa trên kinh nghiệm cảm tính. Nó là kết quả của một quy trình kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi sự kết hợp giữa kiến thức chuyên sâu, đo đạc chính xác và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn an toàn như TCVN 9385:2012.

CÔNG TY TNHH XUẤT NHẬP KHẨU GOLDEN STAR VIỆT NAM

Địa chỉ: Số nhà 147, Khu đất dịch vụ Xa La, Tổ Dân Phố số 11, Phường Hà Đông, Thành Phố Hà Nội, Việt Nam

Văn phòng giao dịch: Số nhà 147, DV5, Khu đất dịch vụ Xa La, Tổ Dân Phố số 11, Phường Hà Đông, Thành Phố Hà Nội, Việt Nam

Điện thoại: 0975.008.163

Email: congtygoldenstarvietnam@gmail.com 

Website: https://ambvietnam.vn/ 

Fanpage: https://www.facebook.com/profile.php?id=100062996541079ref=embed_page