Cọc khoan nhồi là một loại móng sâu ứng dụng trong xây dựng khoảng hơn 10 năm trở lại đây. Với đường kính từ 60 - 300 cm, chia ra nhiều kích thước lớn nhỏ khác nhau phù hợp với từng công trình.
Tr-ờng đại học giao thông vận tải Bộ môn ĐịA Kỹ THUậT ******************** BàI TIểU LUậN môn HọC địa kỹ tht øng dơng Ng-êi thùc hiƯn: hoµng Anh DŨNG Líp: kü thuËt csht 29.1 MHV: 4211012 hµ néi - 2022 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng Mục lục CHƯƠNG I KHÁI QUÁT VỀ CỌC KHOAN NHỒI .4 Giới thiệu khái quát Ưu, nhược điểm cọc khoan nhồi Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu CHƯƠNG II BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG CỌC Các bước cơng nghệ gồm có: 1.1 Định vị tim cọc 1.2 Khoan đặt, hạ Casing kiểm tra sai số 1.3 Khoan tạo lỗ 1.4 Kiểm tra chiều sâu kết thúc khoan cao độ đỉnh ống vách 1.5 Chờ lắng vét lắng 1.6 Làm hố khoan 1.7 Gia công lắp đặt lồng thép 1.8 Thổi rửa lần kiểm tra độ lắng cặn 1.9 Đổ bê tông cọc 1.10 Thả kingpost (nếu có) 1.11 Rút ống vách tạm (Casing) 1.12 Lấp đầu cọc 1.13 Vệ sinh khu vực thi công Biện pháp thi công cụ thể 2.1 Định vị tim cọc: 2.2 Hạ ống vách (Casing): 2.3 Lắp đặt hệ thống cấp xử lý dung dịch Bentonite: Hoàng Anh Dũng MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng 2.4 Đưa máy khoan vào vị trí: 10 2.5 Khoan tạo lỗ: 11 2.6 Chờ lắng vét lắng: 13 2.7 Hạ lồng thép: 13 2.8 Làm hố khoan: 16 2.9 Thi công Bê tông: 18 2.10 Quy trình thả Kingpost ( Đối với cọc có Kingpost 21 2.11 Rút ống Casing 22 2.12 Lấp vật liệu bảo vệ đầu cọc (đất, cát khoan chỗ cát): 22 CHƯƠNG III MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG GẶP KHI THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI VÀ BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC 23 Sập vách hố khoan 23 1.1 Nguyên nhân: 23 1.2 Các biện pháp đề phòng sụt lở thành hố khoan: 23 Trồi lồng thép đổ bê tông 24 2.1 Nguyên nhân: 24 2.2 Các biện pháp đề phòng: 24 Tắc ống đổ bê tông: 25 3.1 Nguyên nhân: 25 3.2 Các biện pháp đề phòng: 25 Rơi gầu khoan: 25 4.1 Nguyên nhân: 25 4.2 Các biện pháp đề phòng: 25 Không rút Casing lên: 26 5.1 Nguyên nhân: 26 Hoàng Anh Dũng MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng 5.2 Các biện pháp đề phòng: 26 Kẹt ống đổ: 26 6.1 Nguyên nhân: 26 6.2 Các biện pháp đề phòng: 26 Mất dung dich khoan: 26 7.1 Nguyên nhân: 26 7.2 Biện pháp khắc phục: 27 Hoàng Anh Dũng MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng CHƯƠNG I KHÁI QUÁT VỀ CỌC KHOAN NHỒI Giới thiệu khái quát - Cọc khoan nhồi loại cọc bê tông cốt thép đặc biệt Chúng đổ chỗ vào đất phương pháp khoan tạo lỗ ống thiết bị Việc tạo lỗ thi công nhiều cách khác như: đào thủ công sử dụng loại máy - khoan đại Cọc khoan nhồi loại cọc có móng sâu Đường kính cọc phổ biến từ 60 – 300 cm Nếu đường kính cọc < 76cm xem cọc nhỏ Ngược lại, đường kính cọc > 76 cm người ta quy ước loại cọc lớn - Cọc khoan nhồi giải pháp thi cơng móng áp dụng phổ biến để gia cố nhằm giữ ổn định cho cơng trình khu vực có vị trí địa lý kết cấu địa chất không ổn định thi công phương pháp khoan phá cạp thông thường Ưu, nhược điểm cọc khoan nhồi Ưu điểm - Thuận tiện loại địa hình phức tạp Hồng Anh Dũng MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Mơn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng - Có thể đặt vào nhứng lớp đất cứng, chí mà cọc đóng khơng thể tới - Q trình thi công không gây ảnh hưởng đến kết cấu công trình xung quanh, khơng gây tiếng ồn - Sức chịu tải lớn so với cọng chế sẵn Có độ an tồn thiết kế thi cơng cao Thép dài liên tục 11.7m, bê tông đổ liên tục từ đáy lên tạo thành khối - đúc liền, tránh tình trang đắp nối cọc chế sẵn Cho phép kiểm tra trực tiếp mẫu địa tầng lấy lên từ hố khoan Nhược điểm - Giá thành 1m dài đắt so với cọc đóng, cọc ép cọc rung hạ - Chi phí khảo sát địa chất cho việc thiết kế móng cọc khoan nhồi cao so với - mong cọc khác Cọc suốt q trình thi cơng nằm sâu đất, bị lỗi khó để kiểm tra Hiện trường thi công lầy lội, ảnh hưởng đến môi trường Thi công phụ thuộc nhiều vào thời tiết Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu - Tiêu chuẩn thi công nghiệm thu cọc khoan nhồi tiêu chuẩn 9395:2012 Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Bộ Xây dựng đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học Công nghệ công bố Hoàng Anh Dũng MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng CHƯƠNG II BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CƠNG CỌC Cơng trình khoan cọc nhồi với cơng nghệ khoan có đặc trưng kỹ thuật sau: Các bước công nghệ gồm có: 1.1 Định vị tim cọc 1.2 Khoan đặt, hạ Casing kiểm tra sai số 1.3 Khoan tạo lỗ 1.4 Kiểm tra chiều sâu kết thúc khoan cao độ đỉnh ống vách 1.5 Chờ lắng vét lắng 1.6 Làm hố khoan 1.7 Gia công lắp đặt lồng thép 1.8 Thổi rửa lần kiểm tra độ lắng cặn 1.9 Đổ bê tông cọc 1.10 Thả kingpost (nếu có) 1.11 Rút ống vách tạm (Casing) 1.12 Lấp đầu cọc 1.13 Vệ sinh khu vực thi cơng Hồng Anh Dũng MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng Biện pháp thi công cụ thể 2.1 Định vị tim cọc: - Vị trí tim cọc phải xác định theo vẽ thiết kế phê duyệt Dùng máy toàn đạc thước mét để xác định vị trí tim cọc - Trước khoan, tim cọc gửi vào vị trí A, A1, B, B1 hình vẽ đánh dấu que sắt Mục đích việc dựng điểm gửi để định vị tim cọc hạ ống vách Các điểm phải bảo vệ trì đến hạ ống vách xong Sử dụng máy toàn đạc điện tử Triển khai điểm thực tế đánh dấu thông qua mốc trắc đạc xác định Hoàng Anh Dũng MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng 2.2 Hạ ống vách (Casing): Nhiệm vụ ống vách tạm – Casing - Casing dùng để bảo vệ thành lỗ khoan đầu cọc, tránh lở đất bề mặt, đồng thời ống dẫn hướng suốt trình khoan tạo lỗ - Casing thường rút lên sau đổ bê tông xong có yêu cầu chống đỡ đặc biệt để lại đất Hạ ống vách tạm Casing: (Hạ cách khoan tạo lỗ) - Trước hạ casing dùng máy khoan tạo lỗ có đường kính lớn đường kính ngồi casing 10cm (với mục đích để hạ casing cần trục dễ dàng) Chiều dài casing Nhà thầu sử dụng cho công trình loại dài 6- 14m, đường kính casing D1650 x dày 14mm cọc D1500, đường kính casing D1350 x dày 12mm cọc D1200 - - đường kính casing D1150x dày 12mm cọc D1000 Trên casing hàn thêm hai tai casing vào mép casing, trình hạ casing dùng hai đoạn cừ thép hình H để kê hai tai casing Trong trình hạ casing phải đảm bảo casing thẳng đứng, tim casing trùng tim cọc khoan nhồi Sau hạ casing cho cao độ đỉnh casing cao Hoàng Anh Dũng MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng mặt đất ≥ 30cm để tránh bùn đất chảy vào hố khoan q trình thi - - cơng Vị trí độ thẳng đứng casing phải kiểm tra dọi thủ cơng sử dụng máy tồn đạc điện tử đo điểm cách đỉnh ống vách Chủ đầu tư, Tư vấn giám sát nghiệm thu trước khoan Có thể sử dụng biện pháp Koden test Công tác hạ Casing 2.3 Lắp đặt hệ thống cấp xử lý dung dịch Bentonite: - Chúng tơi bố trí trạm cung cấp dung dịch giữ thành hố khoan khu vực thi công có cơng suất trạm 90m3/h Khối lượng riêng độ nhớt dung dịch giữ thành lựa chọn phù hợp với điều kiện địa chất cơng trình phương pháp sử dụng dung dịch Trước tiên pha trộn dung dịch Bentonite trạm trộn máy trộn trường đưa vào bể chứa (Silo tank chứa) Tỷ lệ pha trộn thiết kế theo tầng cát tầng bền vững Hoàng Anh Dũng MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng - Khi đạt chiều sâu khoan theo thiết kế đồng ý kỹ sư giám - sát khoan cho kết thúc khoan Tiến hành lấy mẫu đá phong hóa đá gốc (lớp đá chịu lực theo định thiết kế) lưu cất vào lọ nhựa, lọ ghi rõ tên cọc chiều sâu chạm - lớp đá phong hóa đá gốc Bùn khoan chuyển khỏi công trường Bùn khoan đổ Vận chuyển bùn khoan khỏi công trường 2.6 Chờ lắng vét lắng: - Khi khoan đến độ sâu yêu cầu, chờ lắng khoảng 30 đến 60 phút theo tiêu chuẩn TCVN 9395:2012 tất chất lắng đọng bùn cát lắng xuống đáy hố khoan, sau dùng gầu vét chuyên dùng có đáy để làm hố khoan 2.7 Hạ lồng thép: Yêu cầu vật liệu: - Cốt thép sử dụng công tác gia công lồng thép theo quy định hồ sơ thiết kế Cốt thép phải có chứng xuất xưởng nhà sản xuất kết thí nghiệm đảm bảo chất lượng trước gia cơng - Việc gia công cốt thép tiến hành trường đảm bảo hình dạng, kích thước, chủng loại theo yêu cầu kỹ thuật đặt Gia công lồng thép: - Lồng thép gia công theo vẽ thiết kế thi công Các thép chủ nối với thép treo lồng liên kết hàn Các lồng thép Hoàng Anh Dũng 13 MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng nối với phương pháp nối buộc cóc nối theo thiết kế - duyệt Chiều dài lồng thép chủ phụ thuộc vào chiều dài tổng thể cọc Lồng thép chế tạo thành đoạn, thông thường lồng điển hình - có chiều dài 11,7m Để dễ dàng cho việc chế tạo lồng thép, cần phải sử dụng thép đai thép làm vịng cữ Đường kính khoảng cách đai, vòng cữ phải tuân thủ theo hồ sơ thiết kế Các vòng đai xoắn nối kín nối buộc với chiều dài mối nối theo yêu cầu hồ sơ thiết kế Theo yêu cầu vẽ thiết kế, thiết bị quan trắc, cảm biến thiết kế theo chiều dài cọc - - lắp cố định đồng thời vào lồng thép Để đảm bảo chiều dày lớp bảo vệ cốt thép chúng tơi đúc hình vành khăn bê tơng có kích thước theo thiết kế sau lồng vào thép định vị để buộc vào lồng thép Các ống siêu âm, ống khoan lõi liên kết cố định với lồng thép phương pháp hàn, buộc… Vành lốc thí nghiệm đầu cọc Nhà thầu tiến hành gia công xưởng theo yêu cầu vẽ thiết kế đơn vị TVGS CĐT kiểm tra nghiệm thu cho lắp đặt Hạ lồng thép - Trước hạ lồng thép vào vị trí, cần đo kiểm tra lại cao độ đáy hố - khoan Cao độ đáy không sai lệch vượt quy định cho phép theo thiết kế tiêu chuẩn hành Các đoạn lồng thép cọc đánh dấu lắp đặt thứ tự tránh nhầm lẫn Hạ từ từ đoạn thứ vào hố khoan cao độ đảm bảo thuận tiện cho việc nối đoạn lồng thép Giữ lồng thép giá đỡ chuyên dụng chế tạo cốt thép có đường kính lớn thép hình Đưa đoạn thực nối lồng cốt thép (theo quy định thiết kế Hoàng Anh Dũng 14 MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng - Tiến hành nối ống siêu âm, ống khoan lõi đoạn lồng trước đoạn - lồng sau măng xông ống thép, sử dụng phương pháp hàn Tháo giá đỡ hạ tiếp lồng thép xuống đến độ cao thuận tiện cho việc nối lồng - Sau ống thép bơm đầy nước để kiểm tra độ kín khít Sau bơm đầy nước phút mà mực nước ống không bị giảm ống thép mối hàn kín khít, ta cho tiến hành cơng tác Nếu mực nước ống giảm có nghĩa mối hàn ống thép bị rò gỉ, ta tiến hành nhấc lồng thép lên cho hàn lại mối hàn nối ống, công tác lặp lặp lại đến ống thép mối hàn kín khít - cho triển khai cơng tác Lặp lại thao tác việc nối đoạn đoạn cuối Trong q trình thi cơng cọc khoan nhồi, vị trí bãi tập kết gia cơng thép Nhà thầu bố trí linh hoạt, động để không ảnh hưởng đến công tác khác Gia công lồng thép bãi - Lắp dựng lồng thép Lồng thép treo vào đỉnh ống vách thép, hàn vào ống vách để chống trồi tuột lồng Hoàng Anh Dũng 15 MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng 2.8 Làm hố khoan: Sau kết thúc trình hạ lồng thép, tiến hành hạ ống đổ bê tông độ lắng cặn cọc lớn cho phép phải tiến hành làm đáy cọc phương pháp thổi rửa bơm hút đáy máy nén khí Trong trường hợp độ lắng cặn đạt tiêu chuẩn tiến hành cơng tác đổ bê tơng Có thể sử ụng biện pháp thổi rửa sau để xử lý cặn lắng đáy cọc: (Tùy điều kiện thực tế cơng trình để chọn biện pháp cho phù hợp đảm bảo an toàn, tiến độ chất lượng dự án Thổi rửa lỗ khoan máy nén khí: - Sau hạ xong ống Tremie xuống tận đáy hố khoan Tiến hành thả xoay nối với dây thổi khí vào lịng ống Tremie xuống độ sâu 20-30m (tùy vào độ lắng cặn tỷ trọng dung dịch Bentonite) Sau vận hành máy thổi khí, khí đưa vào ống thổi thoát đầu xoay (Đầu xoay thiết kế lỗ khí) Khơng khí hịa trộn vào dung dịch làm tăng áp suất đầu xoay đẩy cột dung dịch khoan lên theo ống tremie ngồi hố lắng Trong q trình thổi dung dịch khoan cấp liên tục để bù vào phần dung dịch thoát để - đảm bảo mức dung dịch lỗ khoan không thay đổi Thổi rửa dung dịch Bentonite hút lên đảm bảo yêu cầu nghiệm thu độ sâu hố khoan đạt tiêu chuẩn kết thúc thổi rửa chuyển sang cơng đoạn Hồng Anh Dũng 16 MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng Làm đáy cọc máy nén khí Thổi rửa tuần hồn: - Hạ ống đổ bê tông - Đào hố để chưa dung dịch bentonite (trào từ miệng hố) - Đấu đường bentonite cấp từ máy bơm đặt thùng, tank, xilo chứa dung dịch đến đầu ống đổ bê tông; - Đặt bơm thu hồi hố chứa đấu theo đường bentonite hồi thùng lắng - Bật bơm cấp để tiến hành thổi rửa: Sau bật bơm cấp thời gian bentonite trào từ hố khoan - Bật bơm hồi để thu bentonite thùng lắng Thổi rửa bơm hút đáy: - Bơm hút đáy có đủ cơng suất lắp vào ống đổ tremie đưa xuống đáy hố khoan đỡ sàn đổ bê tông Trước hút dung dịch lên phải cấp dung dịch xuống cho dung dịch hố khoan phải cao đáy chân casing 2m cao mực nước ngầm 1,5m Tiến hành hút toàn lượng dung dịch hố khoan lên hệ thống thùng chứa dung dịch làm hệ thống máy sàng cát Bơm thay toàn lượng dung dịch hố khoan dung dịch Hoàng Anh Dũng 17 MHV: 4211012 Trường Đại học giao thông vận tải - Môn: Địa Kỹ Thuật ứng dụng Bơm dung dịch Bentonite hút lên đảm bảo yêu cầu nghiệm thu độ sâu hố khoan đạt tiêu chuẩn kết thúc thổi rửa chuyển sang công đoạn Các thông số dung dịch Bentonite nghiệm thu lần trước thi công đổ Bê tông: Tên tiêu Bentonite Tỷ trọng 1,05-1,15 g/cm3 Độ nhớt