Biện pháp thi công cọc đất gia cố xi măng

TỔNG QUAN QUY TRÌNH THI CÔNG Thông thường một dự án thi công cọc CDM được thực hiện theo quy trình tổng quátsau: Centrer column positioning and marking / Định vị tim cọc và làm dấu tim c

MỤC LỤC

1.1 Mở đầu 2

1.2 Những tiêu chuẩn áp dụng 2

2 MỤC ĐÍCH 2 3 VỊ TRÍ VÀ KHỐI LƯỢNG CỌC CDM 3 3.1 Location / Vị trí 3

3.2 Khối lượng / Quantity 3

4 TỔNG QUAN QUY TRÌNH THI CÔNG 4 5 SƠ ĐỒ TỔ CHỨC 5 6 THIẾT BỊ THI CÔNG5 6.1 Danh sách thiết bị 5

6.2 Vận chuyển thiết bị 6

6.3 Lắp dựng thiết bị 6

6.4 Mặt bằng bố trí thiết bị và hướng thi công 8

7 CUNG ỨNG VẬT LIỆU 11 7.1 Cung ứng xi măng 11

7.2 Cung ứng nước 11

8 QUY TRÌNH CẤP VỮA KHOAN 11 8.1 Quy trình 11

8.2 Sơ đồ cấp vữa khoan đến máy khoan 12

9 QUY TRÌNH KHOAN TẠO CỌC 12 CHU TRÌNH THI CÔNG CỌC : 15

10 QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG 16 10.1 Quản lý vật liệu 16

10.2 Quản lý quy trình thi công 17

11 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỌC 20 11.1 Kiểm tra hiện trường 20

11.2 Khoan lõi và nén nở hông 20

11.3 Thí nghiệm xuyên động DPT 22

11.4 Bảng khối lượng thí nghiệm 24

12 AN TOÀN LAO ĐỘNG, VỆ SINH MÔI TRƯỜNG 24 12.1 An toàn lao động 24

12.2 Vệ sinh môi trường 25

Page 0

1 TỔNG QUAN

1.1 Mở đầu

Tên dự án: Dự án nhà máy xử lý khí Cà Mau

Hạng mục: San lấp và xử lý nền nhà máy GPP Cà Mau

Địa điểm xây dựng: Khu B, KCN Khánh An, huyện U Minh, tỉnh Cà Mau

Chủ đầu tư: Tổng công ty khí Việt Nam

Đại diện chủ đầu tư: Ban Quản lý dự án nhà máy xử lý khí Cà Mau

1.2 Những tiêu chuẩn áp dụng

- TCVN 9403:2012 - Ổn định đất nền – Phương pháp cọc xi măng đất;

- 22TCN 259-2000: Quy trình khảo sát địa chất;

- ASTM D2166 - Thí nghiệm cường độ chịu nén;

- CDIT, Japan, 2002: Phương pháp trộn sâu – nguyên tắc thiết kế và thi công;

- TCVN 6260:2009 – Xi măng pooc lăng hỗn hợp;

- TCVN 4316:2007 – Xi măng pooc lăng xỉ lò cao

- TCXDVN 302-2004 – Tiêu chuẩn nghiệm thu nước trộn bê tông và vữa;

2 MỤC ĐÍCH

Tài liệu này trình bày về biện pháp thi công bao gồm các công tác về chuẩn bị mặtbằng, tổ chức công trường, bố trí thiết bị, quy trình thi công khoan cọc, quản lý chấtlượng, an toàn lao động, vệ sinh môi trường và các vấn đề liên quan trong công việcthi công cọc Xi Măng Đất (CDM) tại Hạng mục san lấp và xử lý nền nhà máy GPP CàMau thuộc Dự án nhà máy xử lý khí Cà Mau

Page 1

3 VỊ TRÍ VÀ KHỐI LƯỢNG CỌC CDM

3.1 Location / Vị trí

3.2 Khối lượng / Quantity

Stt Khu vực Chiều dài (m) Đường kính (mm) Khoảng cách (m) Số cọc Tổng chiều dài (m)

4 TỔNG QUAN QUY TRÌNH THI CÔNG

Thông thường một dự án thi công cọc CDM được thực hiện theo quy trình tổng quátsau:

Centrer column positioning and

marking / Định vị tim cọc và làm

dấu tim cọc

Measuaring

cement / Định lượng xi măng cần dùng

Measuaring water /

Định lượng nước cần dùng

Construction of DSCM pile

Thi công cọc

Mixing water with cement /

Trộn xi măng với nước thành hỗn hợp vữa xi măng

During drill quality control /

Kiểm soát chất lượng trong quá

trình khoan:

 Column center check / Kiểm

tra trục khoan với tim cọc cần

khoan

 Deviation check / Kiểm tra độ

thẳng đứng của trục khoan

Monitoring / Ghi nhận các

thông số trong quá trình khoan:

 Time / Thời gian khoan

 Depth / Độ sâu khoan

 Slurry flow rate / Lưu lượng

xi măng

Injecting slurry to improvement

part / Khoan và bơm vữa ở phần cọc có xi măng



Remolding at the tip of column /

Khoan lên và xuống ở mũi cọc  Supply of

cement slurry /

Vữa xi măng được cấp đến

xe khoan

Pull up rod from improvement

part / Ngừng bơm, khoan ngược chiều đồng thời rút cần khoan lên



Pull up rod from dry part / Rút cần khoan lên khỏi phần cọc không có xi măng

 Quaility control test & Monitoring/ Kiểm tra chất lượng cọc sau khi

khoan xong:

 Core boring / Khoan lấy lõi cọc

 Unconfined compress test / Thí nghiệm nén nở hông

 Check uniform of DSCM piles/

Ghi chú:

 Chu trình từ …… được thực hiện lặp lại cho cọc khác.

 Các thông số về độ sâu, lưu lượng vữa… của các bước từ …… được đo lường và ghi nhận bằng thiết bị điện tử tự động.

QA/QC Manager

Quản lý chất lượng

8 Máy bơm vữa xi măng SG-30 12

Sơ đồ bố trí thiết bị

Page 6

6.4 Mặt bằng bố trí thiết bị và hướng thi công

Page 7

Nước sử dụng để trộn với xi măng là nước lấy từ nguồn giếng khoan.

Giếng khoan được bố trí với khoảng cách hợp lý với trạm trộn Mỗi vị trí trạm trộn cóthể phải bố trí nhiều giếng khoan đủ để cung ứng cho thi công Số lượng cụ thể sẽ căn

cứ vào thực tế khi bố trí và lắp đặt trạm trộn

Nước từ giếng được bơm và lưu giữ ở trong Bể nước ở mỗi trạm trộn

8 QUY TRÌNH CẤP VỮA KHOAN

Xi măng được lưu trong Silo

Kiểm tra số lượng, Chất lượng

Vữa khoan được tạo ở trạm trộn

Vừa khoan lưu ở trong máy trộn

Kiểm soát trọng lượng riêng

Bơm bởi bơm áp lực

Máy đo vận tốc bơm

Kiểm soát lưu lượng vữa khoan Vữa khoan trộn với đất ở mũi khoan

Loại xi măng và hàm lượng sử dụng sẽ được quyết định sau khi có kết quả thi công và thí nghiệm cọc thử.

8.2 Sơ đồ cấp vữa khoan đến máy khoan

Vữa xi măng tại trạm trộn sẽ được bơm bằng bơm áp lực đến máy khoan theo vận tốcthiết kế Tại để từ mũi khoan nó sẽ được trộn với đất

9 QUY TRÌNH KHOAN TẠO CỌC

Bước 1: Định vị tim cọc

Trước khi khoan cọc, vị trí tim cọc cần thi công sẽ được định vị chính xác trên mặtbằng theo thiết kế bằng máy toàn đạc điện tử Vị trí này được làm dấu bằng đinh gắndây băng dễ dàng nhận thấy ở công trường

Page 11

Định vị tim cọc

Bước 2: Lắp đặt và kiểm tra máy khoan

Thiết bị và máy thi công cọc ximăng đất được vận chuyển đến công trường và đượclắp dựng, sau đó vận hành thử để kiểm tra

Lắp dựng thiết bị

Bước 3: Di chuyển máy đến tim cọc

Di chuyển máy khoan phun đến vị trí, đặt tim mũi khoan trùng với vị trí tim cọc; điềuchỉnh cân bằng máy, kiểm tra và điều chỉnh độ thẳng đứng của cần khoan (độ nghiêngcủa cọc)

Page 12

Di chuyển máy đến vị trí tim cọc Bước 4: Khoan phun tạo cọc

Định vị tim cọc

trên mặt bằng

Khoan xuống nhưng không bơm vữa khi chưa đến cao độ đỉnh cọc Bắt đầu bơm vữa khi đến cao độ đỉnh cọc

Tiếp tục khoan xuống và bơm vữa trong suốt chiều dài thân cọc xi măng đất

Tại cao độ mũi cọc, mũi khoan được trộn lên và xuống trong khoảng 0.5m-1m Tại đây ngừng bơm vữa, quay ngược mũi khoan

và rút dần lên.

Một cọc xi măng đất đã hình thành

và nằm ở trong lòng đất.

Page 13

Bước 6: Di chuyển máy sang vị trí thi công cọc mới

Cho phép thi công các cọc mới bên cạnh cọc vừa mới thi công xong, không yêu cầuthời gian chờ

 Di chuyển xe khoan vào vị trí cọc đã được định vị

 Khoan khan (không phun xi măng)

 Quá trình khoan xuống và phun xi măng

 Khoan nhồi (ở mũi cọc)

 Rút cần khoan lên (không phun xi măng)

Tốc độ quay khi khoan xuống Nd = 16.0 ~ 48.0 vòng/phút

Tốc độ quay khi rút lên Nu = 16.0 ~ 48.0 vòng/phút

Trong quá trình thi công phải kiểm soát tốc độ khoan, tốc độ quay… sao cho luôn đảm bảo số lần trộn/m (T) ≥ 350.

Khối lượng xi măng trước khi bơm vào silo phải được kiểm soát sao cho tỷ lệ với thểtích chứa của silo

Xi măng cung ứng bởi nhà thầu thi côngcọc xi măng đất sẽ được ghi vào nhật ký vàbáo cáo hàng ngày Hàng tuần sẽ kiểm tra, tổng hợp để so sánh lượng xi măng đã tiếpnhận với lượng xi măng đã sử dụng cho công tác thi công cọc xi măng đất

Xi măng được lấy mẫu để kiểm tra chất lượng theo lô 500 tấn Chất lượng xi măngđược thí nghiệm kiểm tra theo các tiêu chuẩn TCVN 6016-1995, TCVN 679-1989,TCVN4316-2007

Không được sử dụng xi măng vón cục, xi măng đã lưu kho trên 3 tháng Các lô ximăng đến công trường phải được thí nghiệm đầy đủ trước khi sử dụng

+ Nước không có váng dầu mỡ;

+ Lượng tạp chất hữu cơ không vượt quá 15mg/l;

+ Độ pH không nhỏ hơn 6.5 và không lớn hơn 12.5;

+ Lượng muối hòa tan ≤ 10 g/l;

+ Lượng SO4 ≤ 2.7g/l;

+ Lượng ion Cl- ≤ 3.5g/l;

+ Hàm lượng cặn không tan ≤ 0.3g/l;

Page 15

10.2 Quản lý quy trình thi công

Để đảm bảo chất lượng cọc, hai hệ thống sau phải được kiểm soát: Hệ thống khoancọc và Hệ thống cấp vữa xi măng Trong mỗi hệ thống, các thông số chính sau phảiđược kiểm soát và ghi nhận đầy đủ:

(1) Hệ thống khoan cọc

 Lượng vữa phun

 Vận tốc khoan xuống và vận tốc khoan lên

 Vận tốc quay của cánh khoan

 Chiều sâu khoan

 Kiểm tra điều kiện mũi cọc CDM vào tấng đất cứng

(2) Hệ thống tạo vữa xi măng

 Lưu lượng vữa cấp

 Lượng xi măng, nước đã sử dụng theo mỗi lô

 Lượng xi măng, nước đã sử dụng mỗi ngày

Bảng liệt kê chi tiết các đối tượng và các thông số / phương thức kiểm soát chất lượng:

Thiết bị khoan

Kích thước cánh trộn (≥ 0.8m)Hiệu chỉnh các thiết bị đo lườngHiệu chỉnh thiết bị đo độ sâuHiệu chỉnh thiết bị đo vận tốc khoan lên, khoan xuốngHiệu chỉnh thiết bị đo tốc độ quay của cánh trộnHiệu chỉnh áp lực phun vữa xi măng

Vị trí cọc Khảo sát tọa độ tim cọc, cao độ

Đánh dấu các vị trí tim cọc

Độ thẳng đứng Hiệu chỉnh độ thẳng đứng của cần khoan

Hàm lượng xi măng Lượng xi măng đã sử dụng

Hình dạng cọc Đường kính cọc

Page 16

Đối tượng Các thông số / Phương thức kiểm soát

Cao độ đỉnh cọc Chiều dài khoan có xi măng

Trộn

Vận tốc khoan xuống, khoan lênVận tốc quay của cách trộn

Số lần cắt đất của cánh trộnLưu lượng vữa phun

Chất lượng vật liệu Chất lượng xi măng

Trọng lượng riêng của vữa xi măngChất lượng cọc Thí nghiệm nén nở hông

Chu trình khoan Hệ thống kiểm soát tự động

Đánh giá chất lượng cọc là rất quan trọng vì các hoạt động khoan và trộn không đượcnhìn thấy trực tiếp Chính vì thế, một hệ thống các cảm biến và ghi nhận lại các thông

số khoan được sử dụng để qua đó đánh giá chất lượng cọc

Page 17

Các dữ liệu khoan như: Vận tốc quay, tốc độ khoan xuống, tốc độ khoan lên, lượngvữa bơm đều được kiểm soát thông qua thiết bị điều khiển trong phòng máy Các dữliệu này được ghi nhận, lưu giữ và in được ra phiếu khoan.

Phiếu khoan mẫu

Page 18

Thời gian

Độ sâu (m) Tốc độ khoan (m/phút) Cường độ dòng điện (A) Tốc độ quay (vòng/phút) Tốc độ phun vữa mũi khoan 1 (L/phút) Tốc độ phun vữa mũi khoan 2 (L/phút) Lượng vữa phun mũi khoan 1 (L) Lượng vữa phun mũi khoan 2 (L)

Tổng lượng vữa phun mũi khoan 2 (L)

Tổng lượng vữa phun mũi khoan 1 (L)

Ghi chú: Các cột số 2,3,6,7,8,9 phải được thể hiện trong phiếu khoan Nếu motor

khoan có số vòng quay cố định thì không cần thể hiện trong phiếu, nếu số vòng quaythay đổi thì phải thể hiện thêm cột số 5 Các cột số 1 & 4 có thể có hoặc không

11 ĐÁNH GIÁ CHẤT LƯỢNG CỌC

Cọc sau khi khoan xong sẽ được kiểm tra hiện trường và đánh giá chất lượng (cường

độ chịu nén của cọc) thông qua công tác khoan lấy lõi và thí nghiệm nén tĩnh nở hôngtrong phòng

11.1 Kiểm tra hiện trường

Cọc CDM sẽ được kiểm tra tại hiện trường theo các tiêu chí đánh giá sau:

Tiêu chí kiểm tra Sai số cho phép Tần suất kiểm tra Phương pháp kiểm tra

Cao độ đỉnh trụ ±10 cm 100 % cọc Đo bằng máy toàn đạc Chiều dài trụ ±10 cm 100 % cọc Đo đo bằng bộ đo độ sâu

Độ nghiêng trụ 1 % 100 % cọc Đo theo bộ cảm biến độ thẳng đứng

Lượng xi măng

phun vào thân trụ ±5 %/m 100 % cọc

Đo bằng thiết bị định lượng tự động của máy.Theo dõi lượng xi măng tiêu thụ

Mật độ cọc trên

100m2

Đủ số lượng cọc theo thiết kế

Toàn bộ diện tích xử

lý nền

Đo, đếm tại hiện trường bằng thủ công

11.2 Khoan lõi và nén nở hông

Khi cọc xi măng đất 28 ngày tuổi, tiến hành khoan lấy mẫu để đánh giá chất lượng và

độ đồng nhất của trụ Vị trí khoan tại tâm trụ đất xi măng, vị trí lấy mẫu thí nghiệm tạicác độ sâu 3.0m, 7.0m, 11.0m, 15.0m và 18m tính từ đỉnh trụ

Trong quá trình khoan phải mô tả chi tiết mẫu khoan, thống kê chiều dài các mẫu, xếplần lượt theo chiều sâu và chụp ảnh toàn bộ mẫu

Số lượng trụ đất xi măng khoan lấy mẫu kiểm tra là 35 trụ (xấp xỉ 0.5% tổng số lượngtrụ) Vị trí các trụ khoan kiểm tra sẽ được giám sát Chủ đầu tư lựa chọn ngẫu nhiêntrên tổng số trụ thi công đại trà

Page 19

Việc khoan lấy lõi của cọc xi măng đất được thực hiện bằng các thiết bị khoan xoay có

độ ổn định cao để tránh rung lắc làm gãy mẫu và phải dùng mũi nòng đôi để lấy mẫu

Vị trí lấy mẫu được thực hiện trên toàn chiều sâu cọc ximăng đất Chiều dài của mẫutrong ống cho phép từ 800-1000mm để có thể cắt thành 3 viên mẫu/1 ống đựng mẫu,mỗi viên có chiều cao nhỏ hơn hoặc bằng hai lần đường kính (tối thiểu là bằng đườngkính, tối đa là bằng hai lần đường kính)

Đường kính ngoài và trong của mũi khoan nòng đôi, đường kính lỗ khoan và đườngkính mẫu tương ứng như sau:

Đường kính ngoài của mũi khoan (tương ứng đường kính lỗ khoan) (mm) = 110

Đường kính trong của mũi khoan (tương ứng đường kính mẫu) (mm) = 73

Máy khoan lõi cọc

Thời điểm bắt đầu khoan lấy lõi cọc ximăng đất phụ thuộc vào quá trình thi công trộncọc Để công việc khoan lấy lõi cọc ximăng đất phù hợp ngày tuổi thí nghiệm 14 ngày

Page 20

thì ngày bắt đầu tiến hành khoan lấy lõi nên sau 10 ngày kể từ ngày bắt đầu khoan cọc.

Để công việc khoan lấy lõi cọc ximăng đất phù hợp ngày tuổi thí nghiệm 28 ngày thìngày bắt đầu tiến hành khoan lấy lõi nên sau 18 ngày kể từ ngày bắt đầu khoan cọc.Mẫu sau khi khoan lên sẽ được bảo quản kín để tránh mất nước bằng ống chứa mẫuđược bịt kín Tiếp theo, mẫu được chuyển về phòng thí nghiệm và tiến hành cắt gọtmẫu Mẫu sau khi cắt gọt sẽ được kí hiệu, bọc bảo quản trong màng nhựa kín, dưỡng

hộ trong tủ cho đến ngày thí nghiệm nén (tương ứng với 14 hoặc 28 ngày tuổi)

Việc đánh giá chất lượng của tổ mẫu thử nén không hạn chế nở hông được căn cứ theo

“Chỉ dẫn thiết kế và thi công cột đất ximăng trộn sâu” của Nhật Bản JIS A 1216 Theođó: Kết quả thí nghiệm nén của mỗi mẫu không được nhỏ hơn 85% cường độ nén thiết

kế và Kết quả cường độ nén trung bình của 3 mẫu không nhỏ hơn cường độ nén thiếtkế

11.3 Thí nghiệm xuyên động DCPT

Khi cọc xi măng đất 28 ngày tuổi, tiến hành thí nghiệm xuyên động DCPT để đánh giáchất lượng và độ đồng nhất của cọc Công tác thí nghiệm xuyên động được thực hiệntại vị trí tâm cọc và trong toàn bộ chiều dài cọc

Tính liên tục và độ đồng nhất của cọc đất ximăng sẽ được kiểm tra bằng thí nghiệmxuyên động Dynamic Cone Penetration Test theo tiêu chuẩn Anh – BS 1377/DIN 4094Part 3 Phương pháp này được đề nghị thay thế thí nghiệm xuyên cánh theo TCVN9403:2012 vì thí nghiệm xuyên cánh chỉ được dùng cho các trụ sâu không quá 8m,cường độ không quá 0.3MPa Muốn xuống độ sâu 18m và cường độ lớn hơn 0.3MPathì cần khoan dẫn hướng, điều này dẫn đến công tác thí nghiệm sẽ phức tạp và gia tăngnhiều chi phí

Thiết bị xuyên bán tự động DCPT có khối lượng quả rơi 50kg và chiều cao rơi của quảnặng là 50cm Quả nặng rơi đập vào đầu cần xuyên bằng thép, mỗi đoạn cần xuyên dài100cm Cần xuyên đầu tiên có gắn mũi xuyên hình côn góc 600 có diện tích 9.95cm2.

Page 21

Thí nghiệm xuyên động tiêu chuẩn

Mối quan hệ giữa Số búa và Cường độ nén nở hông được sử dụng từ kết quả của giaiđoạn Thi công và thí nghiệm cọc thử

Quá trình thí nghiệm xuyên động có thể tóm tắt như sau:

(1) Lắp dựng thiết bị tại công trường

(2) Lắp đầu côn vào cần xuyên thứ nhất, cần xuyên này được lắp vào máy

(3) Bắt đầu quá trình xuyên bằng cách mở máy để quả nặng rơi đập vào đầu cầnxuyên, quá trình này được lặp đi lặp lại do thiết bị tự động nâng quả nặng lên saumỗi lần quả nặng đập vào cần xuyên

(4) Quan sát và ghi nhận số lần quả nặng đập vào cần xuyên mỗi khi cần xuyên điđược 10cm Tính chuyển đổi số lần đập / 10cm thành cường độ

(5) Tiếp tục nối cần xuyên vào để xuyên cho tới khi hết cọc

Page 22

(6) Rút và tháo cần xuyên

(7) Di chuyển thiết bị đến vị trí xuyên tiếp theo

Số lượng cọc xi măng đất xuyên kiểm tra là 70 cọc, không xuyên tại các trụ đã khoanlấy mẫu Vị trí các trụ xuyên kiểm tra sẽ được giám sát Chủ đầu tư lựa chọn ngẫunhiên trên tổng số cọc thi công đại trà

Chất lượng và độ đồng nhất cọc xi măng đất sẽ được đánh giá theo kết quả xuyên độngtrên cơ sở tương quan giữa sức kháng xuyên và cường độ kháng nén nở hông xác lậptrong giai đoạn thi công cọc thử

11.4 Bảng khối lượng thí nghiệm

1

Khoan lõi kiểm tra sau 28 ngày

Thí nghiệm nén nở hông lõi cọc

tại 28 ngày tuổi Tổ mẫu 5x35=175

Trước và trong khi thực hiện thi công trên công trường, biện pháp phòng ngừa an toàn

cơ bản được thực hiện để làm việc hiệu quả và ngăn chặn bất kỳ tai nạn hoặc thươngvong

(1) Các vấn đề chung

Mặc quần áo phù hợp và thoải mái cho thực hiện công việc

Đeo mũ bảo hiểm an toàn

Khi di chuyển xung quanh trong khu vực làm việc, tất cả mọi người phải sử dụng vàchú ý đến tín hiệu cảnh báo

Khi thời tiết xấu do bão, ngập lụt và công việc thi công gặp khó khăn, ảnh hưởngđến toàn lao động thì cần ngừng thi công ngay lập tức

Với máy móc thi công cần được kiểm tra hàng ngày, hàng tháng để đảm bảo các thiết

bị hoạt động bình thường

Page 23