1. Giới thiệu chung 2. Các dạng cọc khoan nhồi phổ biến và phương pháp thi công cọc khoan nhồi 3. Quy trình công nghệ thi công cọc khoan nhồi 4. Thi công cọc barrette Giới thiệu chung 2. Các dạng cọc khoan nhồi phổ biến và phương pháp thi công cọc khoan nhồi 3. Quy trình công nghệ thi công cọc khoan nhồi 4. Thi công cọc barrette Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách Cọc khoan nhồi không dùng ống vách
Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều Bộ xây dựng Trường Đại học kiến trúc HN Môn học Vật liệu, kết cấu công nghệ thi công Chuyên đề Cọc khoan nhồi tường barret Giáo Viên HD : GS.TS.ks & kts lê kiều Học viên TH : Nguyễn Hồng Quang Lớp : CH03K-ĐHKT Hà nội 04-2004 Niộdung Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều Trang Giới thiệu chung Các dạng cọc khoan nhồi phổ biến phương pháp thi công cọc khoan nhồi Quy trình cơng nghệ thi cơng cọc khoan nhồi Thi công cọc barrette Thi công cc ọ khoan nhiồ I- Giiớthiu ệ chung : Trong hoàn cảnh nay, nhà cao tầng đời hệ tất yếu việc tăng dân số đô thị, thiếu đất xây dựng giá đất cao Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều Thể loại cơng trình cho phép có nhiều tầng hay nhiều không gian sử dụng hơn, tận dụng mặt đất nghiều hơn, chứa nhiều người hàng hoá khu đất Nhà cao t ầng xem “Cỗ máy tạo cải” hoạt động kinh tế đô thị Tuy nhiên không nên coi chúng cách đơn gi ản gia tăng không gian xây dựng theo chiều cao di ện tích đất xây dựng hạn chế mà chúng có yêu cầu nghiêm ngặt cần phải tuân thủ trình thiết kế thi công Một phận quan trọng cơng trình xây dựng nói chung nhà cao tầng nói riêng móng cơng trình Một cơng trình bền vững, có độ ổn định cao, sử dụng an toàn lâu dài phụ thuộc nhiều vào chất lượng móng cơng trình Cọc khoan nhồi giải pháp móng áp dụng phổ biến để xây dựng nhà cao tầng giới Việt Nam vào năm gần đây, cọc khoan nhồi đáp ứng đặc điểm riêng biệt nhà cao tầng : - Tải trọng tập trung lớn chân cột nhà - Nhà cao tầng nhạy cảm với độ lún, đặc biệt lún lệch, lún gây tác động lớn đến làm việc tổng thể toàn to nhà - Nhà cao tầng thường xây dựng khu vực đông dân cư, mật độ nhà có sẵn dày Vì vấn đề chống rung động chống lún để đảm bảo an toàn cho cơng trình lân c ận l m ột đặc điểm phải đặc biệt lưu ý xây dựng loại nhà Ngoài ưu điểm cọc khoan nhồi thoả mãn yêu cầu trên, thi cơng cọc khoan nhồi cịn tránh ti ếng ồn mức, sử dụng móng Barrette (Một dạng đặc biệt cọc khoan nhồi) làm tầng hầm cho loại nhà dễ dàng có nhiều thuận lợi, cơng trình giảm tải trọng lấy lớp đất tầng hầm chiếm chỗ, mặt khác có tầng hầm nhà cao tầng tăng độ ổn định chịu lực ngang, đồng thời cơng trình có thêm diện tích sử dụng Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều II- Các dng cc ọ khoan nhiồ phổbin ế vàcác phư ng pháp thi công cc ọ khoan nhiồ: 1- Các dạng cọc khoan nhồi : - Cọc nhồi đơn giản tiết diện hình trụ khơng thay đổi suốt chiều sâu cọc - Cọc nhồi mở rộng đáy : Cọc có hình trụ khoan bình thường gần đến đáy dùng gầu đặc biệt để mở rộng đáy hố khoan, sử dụng lượng nhỏ thuốc nổ để mở rộng đáy Người ta mở rộng nhiều đợt khoan thuốc nổ suốt chiều dài thân cọc Cộc mở rộng đáy cọc mở rộng nhiều đợt thân cọc tăng sức chịu tải nhiều so với cọc thông thường - Cọc Barrette : Đây loại cọc nhồi có tiết diện hình chữ nhật, chữ L, chữ I, chữ H thực chất tường sâu đất bê tơng cốt thép Cọc có sức chịu tải lớn tối đa đến 6000T ưu việt xây dựng nhà có nhiều tầng hầm tường cừ chống sập lở quanh nhà, vừa tường cừ chống nước cho tầng hầm ( thi cơng nói phần sau) 2- Các phương pháp thi cơng cọc khoan nhồi : Trên giới có nhiều thiết bị công nghệ thi công cọc khoan nhồi có ngun lí sử dụng tất phương pháp thi công : - Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách - Cọc khoan nhồi không dùng ống vách 2-1 Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách : Loại thường sử dụng thi công cọc nằm kề sát với cơng trình có sẵn điều kiện địa chất dặc biệt Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều Cọc khoan nhồi có dùng ống vách thép thuận lợi cho thi cơng khơng phải lo việc sập thành hố khoan, cơng trình bị bẩn khơng phải sử dụng dung dịch Bentonite, chất lượng cọc cao Nhược điểm phương pháp máy thi công lớn, cồng kềnh, máy làm việc gây rung tiếng ồn lớn khó thi cơng cọc có độ dài 30m 2-2 Cọc khoan nhồi không dùng ống vách: Đây công nghệ khoan phổ biến Ưu điểm phương pháp thi công nhanh, đảm bảo vệ sinh mơi trường ảnh hưởng đến cơng trình xung quanh Phương pháp thích hợp với loại đất sét mềm, nửa cứng nửa mềm, đất cát mịn, cát thơ có lẫn sỏi cỡ hạt từ 20-100mm Có phương pháp dùng cọc khoan nhồi không sử dụng ống vách: a- Phương pháp khoan thổi rửa (phản tuần hoàn): Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá đất, dung dịch Bentonite bơm xuống hố để giữ vách hố đào Mùn khoan dung dịch máy bơm máy nén khí đẩy từ đáy hố khoan lên đưa v bể lắng để lọc tách dung dịch Bentonite tái sử dụng Công việc đặt cốt thép đổ bê tơng tiến hành bình thường - Ưu điểm : Phương pháp có giá thiết bị rẻ, thi công đơn giản, giá thành hạ - Nhược điểm : Tốc độ khoan chậm, chất lượng độ tin cậy chưa cao b- Phương pháp khoan gầu : Theo công nghệ khoan này, gầu khoan thường có dạng thùng xoay cắt đất vàđưa ngồi Cần gầu khoan có dạng Ăng-ten, thường đoạn truyền chuyển động xoay từ máy đào xuống gầu nhờ hệ thống rãnh Vách hố khoan giữ ổn đình nhờ dung dịch Bentonite Qúa trình tạo lỗ thực dung dịch Bentonite Trong q trình khoan thay gầu khác để phù hợp v ới n ền đất đào để khắc phục dị tật lịng đất Cơng nghệ thi cơng cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều - Ưu điểm : Thi công nhanh, việc kiểm tra chất lượng dễ dàng thuận tiện, đảm bảo vệ sinh mơi trường ảnh hưởng đến cơng trình lân cận - Nhược điểm : Phải sử dụng thiết bị chuyên dụng giá đắt, giá thành cọc cao Phương pháp đòi hỏi quy trình cơng nghệ chặt chẽ, cán kỹ thuật cơng nhân phải thành thạo, có ý thức tổ chức kỷ luật cao Do phương pháp khoan nhanh chất lượng đảm bảo phương pháp khác, nên cơng trình lớn Việt Nam chủ yếu sử dụng phương pháp thiết bị Đức (Bauer), Italia (Soil-Mec) Nhật (Hitachi) III- Quy trình cơng nghệ thi cơng Cọc khoan nhồi : Quy trình cơng nghệ thi cơng cọc khoan nhồi bao gồm công đoạn : - Công tác chuẩn bị - Công tác định vị tim cọc - Công tác hạ ống vách khoan bơm dung dịch Bentonite - Xác nhận độ sâu hố khoan xử lí cặn lắng đáy hố cọc - Cơng tác chuẩn bị hạ lồng thép - Lắp ống đổ bê tông - Công tác đổ bê tông rút ống thép - Kiểm tra chất lượng cọc 1- Công tác chuẩn bị : Để việc thi công cọc khoan nhồi đạt hiệu cao ngo ài việc phải chuẩn bị loại thiết bị thi công cần thiết phải điều tra khả vận chuyển, áp dụng biện pháp ngăn ngừa tiếng ồn chấn động, phải tiến hành điều tra đầy đủ mặt tình hình phạm vi chung quanh trường Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều Cần ý máy khoan thuộc loại thiết bị lớn nặng nên nh ất thiết phải điều tra đầy đủ phương án lộ trình vận chuyển Phải đảm bảo phải có đủ diện tích trường để lắp dựng thiết bị, ngồi cịn phải thực viẹc xử lý gia cố mặt đường đất khu vực thi công để thuạan tiện cho công việc lắp dựng thiết bị v xe cộ lại Phải có biện pháp hạn chế tác hại tiếng ồn chấn động Các biện pháp giảm tiếng ồn sau : - Giảm tiếng ồn từ động nổ : ý hướng phát tiếng ồn v đặt chụp hút âm động nổ - Điện khí hố nguồn động lực : dùng động điện thay cho máy nổ , máy nén khí - Xây tường bao quang trường : hiệu việc cách âm tường phụ thuộc nhiều vào độ cao chất liệu làm tường Nếu tường làm vật liệu cách âm hiệu cao Cần ý xác nhận chủng loại vị trí vật kiến trúc ngầm xem xét khả gây ảnh hưởng đến khu vực cơng trình lân cận để có biện pháp xử lí thích hợp 2- Định vị vị trí đặt cọc : Phải dùng máy kinh vĩ để xác định vị trí đặt cọc Việc định vị tiến hành thời gian dựng ống vách, nhận thấy ống Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều vách có tác dụng đảm bảo cố định vị trí cọc Trong q trình lấy đất khỏi lòng cọc cần khoan đưa đưa vào liên tục nên tác dụng thứ hai ống vách đảm bảo khơng cho sập thành phía cọc khơng bị lệch khỏi vị trí Từ mặt định vị móng cọc nhà lập hệ thống định vị lưới khống chế cho cơng trình theo toạ độ Các lưới định vị chuyển dời cố định vào cơng trình lân cận lập thành mốc định vị Các mốc rào chắn bảo vệ chu đáo liên tục kiểm tra để đề phòng xê dịch va chạm lún 3- Công tác hạ ống vách, khoan bơm dung dịch Bentonite : ống vách ống thép có đường kính lớn đường kính gầu khoan khoảng 10cm, ống vách dài khoảng 6m đặt phần miệng hố khoan nhô lên khỏi mặt đất khoảng 0,6m ống vách có nhiệm vụ : - Định vị dẫn hướng cho máy khoan - Giữ ổn định cho bề mặt hố khoan chống sập thành phần hố khoan - Bảo vệ để đất đá, thiết bị không rơi xuống hố khoan - Làm sàn đỡ tạm thao tác để buộc nối lắp dựng cốt thép, lắp dựng tháo dỡ ống đổ bê tông Sau đổ bê tông cọc nhồi xong, ống vách rút lên v thu hồi lại Các phương pháp hạ ống vách: - Phương pháp rung: Là sử dụng loại búa rung thông thường, để đạt độ sâu khoảng mét phải khoảng 10 phút, q trình rung dài ảnh hưởng đến tồn khu vực lân cận nên để khắc phục tượng trên, trước hạ ống vách, người ta đào sẵn hố sâu từ 2,5 đến m vị trí hạ cọc với mục đích bóc bỏ l ớp c ứng mặt đất giảm thời gian búa rung xuống khoảng 2-3 phút - Phương pháp ép: Là sử dụng máy ép để ép ống vách xuống độ sâu cần thiết Phương pháp chịu rung động thiết bị cồng kềnh, thi công phức tạp suất thấp Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều - Sử dụng máy khoan để hạ ống vách: Đây phương pháp phổ biến Người ta lắp vào gầu khoan thêm đai sắt để mở rộng hố đào khoan đến hết độ sâu ống vách dùng cần cẩu máy đào đưa ống vách vào vị trí hạ xuống cao trình cần thiết, dùng cần gõ nhẹ lên ống vách để điều chỉnh độ thẳng đứng Sau đặt ống vách xong phải chèn chặt đất sét Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều nêm để ống vách không dịch chuyển q trình khoan a Cơng tác khoan tạo lỗ: Quá trình thực sau đặt xong ống vách t ạm Đất lấy khỏi lòng cọc thực thiết bị khoan đặc bi ệt, đầu khoan lấy đất loại guồng xoắn cho lớp đất sét loại thùng cho lớp đất cát Điểm đặc biệt thiết bị cần khoan: Cần có dạng ăng ten gồm ống lồng vào truyền chuyển động xoay, ống gắn với gầu khoan ống gắn với động xoay máy khoan Cần kéo dài đến độ sâu cần thiết Trong khoan cấu tạo đất thay đổi có gặp dị v ật đòi hỏi người huy khoan phải có kinh nghiệm để xử lý kịp thời kết hợp với số công cụ đặc biệt mũi khoan phá, mũi khoan cắt, gầu ngoạm, búa máy Một số loại máy khoan cọc nhồi phổ biến : 10 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều + Phương pháp van trượt: Đáy ống dẫn để hở, phương pháp trên, người ta từ từ đưa ống dẫn xuống cách đáy hố khoan khoảng 10-20cm Trước đổ bê tông cho van trượt vào ống đổ sát tới mặt dung dịch bentonite, sau nhờ trọng lượng bê tơng đổ liên tục mà đẩy nước ống dẫn b- Tốc độ thời gian đổ bê tông: Nếu trình đổ bê tơng bị gián đoạn dễ sinh cố đứt cọc nên đổ bê tông phải thật liên tục, mặt khác để phần bê tông đổ trước vào giai đoạn sơ ninh trở ngại cho việc chuyển động bê tông đổ ống dẫn Tốc độ đổ bê tông nên cố gắng nhanh tốt Phương pháp thông dụng cho trực tiếp bê tông từ xe vận chuyển qua máng vào phễu ống dẫn, q trình đổ q nhanh có vấn đề tạo ma sát lớn bê tông thành hố khoan gây lở đất làm giảm chất lượng bê tông Kinh nghi ệm cho thấy tốc độ đổ bê tơng thích hợp khoảng 0,6m3/phút Thời gian đổ bê tông cọc nên khống chế gi ờ, mẻ bê tơng đổ bị đẩy lên nên mẻ bê tơng nên có phụ gia kéo dài ninh kết để đảm bảo không bị ninh k ết trước kết thúc hồn tồn việc đổ bê tơng cọc Ngoài ph ải ý theo phương pháp ống dẫn khoảng 1,5 từ bắt đầu trộn đổ bê tông phải đổ cho kỳ hết c- Độ sâu cắm ống dẫn vào bê tông độ cao vượt lên bê tông đầu cọc: Trong q trình đổ bê tơng, ống đổ rút lên dần cách tháo bỏ dần đoạn ống cho ống luôn ngập vữa bê tông từ 2-9m mục đích để đẩy bê tơng từ đáy ống dẫn ra, bê tông dâng dần lên không dung dịch bentonite bùn cát phía lẫn vào bê tông Mặt khác ống dẫn cắm vào bê tơng q sâu bê tơng phàn đáy ống chảy không thông làm cho bê tông phễu đầu ống dẫn bị tràn rơi tự vào tronhg lỗ làm chất lượng bê tông làm giảm nhiều khả giữ thành đất dung dịch bentonite 19 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều phần đầu cọc đổ bê tơng nước khơng thể tránh khỏi bùn, cặn lắng lẫn vào bê tông làm giảm chất lượng bê tông để đảm bảo an toàn người ta thường đổ bê tong cọc vượt lên đoạ so với độ cao thiết kế khoảng 50cm Để kết thúc trình đổ bê tơng, phải xác định cao trình bê tơng cao trình thật bê tơng chất lượng t ốt Việc quy ết định thời điểm ngừng đổ bê tông nhà thầu đề xuất giám sát trường chấp thuận d- Rút ống vách: Lúc giá đỡ, sàn công tác, treo cốt thép v ống vách tháo dỡ ống vách kéo lên từ từ cần cẩu phải kéo thẳng đứng để tránh xê dịch tim đầu cọc Có thể phải gắn thêm thiết bị rung vào ống vách để việc rút ống vách dễ dàng Sau rút ống vách phải lấp cát vào hố cọc cọc sâu, lấp hố thu bentonite rào chắn tạm bảo vệ cọc Không phép rung động khoan cọc khác vòng 24 kể từ kết thúc đổ bê tông cọc phạm vi lần đường kính cọc 8- Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi : Việc kiểm tra chất lượng thi cơng cọc khoan nhồi nói chung phải thực trực tiếp trường, phức tạp thi cơng, giá thành tính chất quan trọng c ọc khoan nh ồi công trình nên yêu cầu kiểm tra giai đoạn chế tạo cọc phải nghiêm ngặt, tỷ lệ lượng cọc kiểm tra nhiều có sai sót q trình chế tạo gây hư hỏng khó sửa khắc phục chi phí lớn Kết nghiên cứu cho thấy : nguyên nhân gây hư hỏng cọc khoan nhồi đa dạng phần lớn khuyết tật cơng nghệ thi cơng khơng thích hợp gây cần phải kiểm tra chặt chẽ toàn công đoạn thi công cọc Tuy vậy, sau đổ bê tông việc kiểm tra chất lượng c ọc v ẫn cần thiết nhằm phát khuyết tật xử lý cọc bị hư hỏng Đối tượng việc kiểm tra cọc khoan nhồi chất lượng 20 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều đất chất lượng thân cọc Vấn đề kiểm tra tiêu có nhiều phương pháp thực cơng cụ hi ện đại, phân phương pháp phương pháp t ĩnh v phương pháp động a- Kiểm tra phương pháp tĩnh : * Phương pháp gia tải tĩnh : Đây phương pháp phổ bi ến v đáng tin cậy để kiểm tra khả chịu tải cọc Tuỳ theo yêu cầu cụ thể người ta xác định khả chịu nén, chịu kéo hay chịu đẩy cọc Về đối tượng gia tải sử dụng vật nặng để chất tải sử dụng khoan neo xuống đất Có quy trình nén tĩnh sử dụng thực tế : + Quy trình thí nghiệm nén chậm với tải trọng khơng đổi để đánh giá đồng thời khả chịu tải tốc độ lún cọc theo th ời gian Thí nghiệm cọc theo quy trình địi hỏi nhiều thời gian, kéo dài nhiều ngày + Quy trình tốc độ chuyển dịch khơng đổi nhằm mục đích đáng giá khả chịu tải cọc Thí nghiệm theo quy trình kéo dài 3-5 Ngồi quy trình người ta cịn áp dụng số quy trình gia tải khác quy trình thí nghiệm nhanh với gia tải khơng đổi, quy trình thí nghiệm cân Nhược điểm phương pháp giá thành cao công tác chuẩn bị thí nghiệm địi hỏi nhiều thời gian * Phương pháp khoan lấy mẫu lõi cọc: Dùng máy khoan lấy mẫu hình trụ có đường kính 50-150 mm độ sâu khác dọc suốt chiều dài thân cọc vị trí cách m ặt cắt ngang cọc Ưu điểm phương pháp xác định xác chất lượng bê tông cọc nhược điểm chi phí lấy mẫu lớn Khi khoan lỗ cho cọc khoan hết chiều dài chi phí khoan xấp xỉ giá thành cọc * Phương pháp siêu âm: Đây phương pháp phổ biến nhờ phát khuyết tật bê tông đồng thời dựa vào tương quan tốc độ truyền sóng cường độ bê tơng ta có 21 Cơng nghệ thi cơng cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều thể biết cường độ bê tông mà lấy mẫu hay phá huỷ kết cấu Người ta đặt ống thép có đường kính φ80mm vào lồng thép với chiều dài ống chiều sâu hố đào đối xứng qua tr ục cọc trước tiến hành đổ bê tông Sau này, kiểm tra chất lượng cọc đưa đầu thu đầu phát siêu âm vào ống thép ln giữ cao trình, sóng siêu âm quét theo tiết diện cọc Bằng cách người ta đánh giá chất lượng bê tông nằm lỗ khoan Để kiểm tra chặt chẽ chất lượng cọc khoan đặt sẵn từ 3-5 lỗ cọc thí nghiệm Có thể sử dụng phương pháp siêu âm mà đầu thu v đầu phát gắn chế tạo vật liệu cách âm Phương pháp siêu âm cho kết xác, đáng tin cậy, giá thành thí nghiệm khơng q cao, nhiều nước quy định số cọc phải thí nghiệm theo phương pháp 10% số cọc b- Kiểm tra phương pháp động: * Phương pháp đo âm dội : Nguyên lý sử dụng lý thuyết từ tượng âm dội : Người ta gõ búa vào đầu cọc, thi ết b ị ghi gắn đầu cọc để ghi hiệu ứng âm dội, kết đo đạc máy tính xử lý cho kết chất lượng cọc Phương pháp đơn giản, tốc độ kiểm tra nhanh đạt tới 300 cọc/ngày nhược điểm phương pháp độ xác đạt yêu cầu với độ sâu 20m trở lại (phương pháp biến dạng nhẹ) * Phương pháp rung : Cọc thí nghiệm rung cưỡng với biên độ không đổi tần số rung đợc thay đổi dải rộng Tần số cộng hưởng ghi cho ta biết khuyết tật cọc tiết diện bị giảm yếu, cường độ bê tông thay đổi Phương pháp áp dụng chủ yếu Pháp thí nghiệm phức tạp địi hỏi người phân tích đánh giá kết phải có trình độ cao, nhiều kinh nghiệm * Phương pháp biến dạng lớn : Theo phương pháp này, xung chấn động tạo búa có trọng lượng đủ lớn (15-20 T) để huy động toàn khả chịu tải đất Trong thí nghiệm 22 Cơng nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều cần 2-3 nhát búa đủ cọc phải đạt độ dịch chuyển cần thiết Người ta ghi sóng gia tốc sóng biến dạng cho nhát búa Kết xử lý chương trình máy tính Do lượng sử dụng thí nghiệm lớn nên thực tế phát hi ện khuyết tật cọc độ sâu không hạn chế Nhược điểm phương pháp thiết bị búa nặng cồng kềnh mặt khác lực xung động lớn làm hỏng cọc * Phương pháp tĩnh động (Statnamic): Nguyên lý áp dụng nguyên tắc hoạt động động tên lửa : thiết bị thí nghiệm gắn vào đầu cọc với thiết bị gây nổ để tạo phản lực đầu cọc Khi nổ, thông số gia tốc, biến dạng chuyển vị đầu cọc thiết bị thí nghiệm ghi lại nhờ phương trình truyền sóng cho ta biểu đồ quan hệ tải trọng tác dụng chuyển vị, từ xác định tải trọng giới hạn cọc IV Thi cơng cọc barret Qui trình thi cơng cọc barret giốnh hnư thi công cọc khoan nhồi, khác thiết bị thi công đào hố hình dạng lồng cốt thép Thi cơng cọc khoan nhồi dùng lưỡi khoan hình ống trịn lồng cốt thép hình ống trịn, cịn thi cơng cọc baret dùng loại gầu ngoạm hình chữ nhật lồng cốt thép có tiết diện hình chữ nhật Các cơng việc thi công cọc barret sau: I- Đào hố cọc: Thiết bị đào hố: Có thể nói, thiết bị đào hố cọc barét đa dạng nước ngồi, tổng cơng ty chun nghiệp có lo ại riêng Tuy nhiên, nói chung loại gầu ngoạm để đào hố có tiết diện hình chữ nhật với cạnh ngắn từ 0,60m đến 1,50m, cạnh dài từ 2,00m đến 4,00m ( phần lớn 3,00m ), cịn chiều cao từ 6,00m đến 12,00m Thiết bị đào có loại gầu ngoạm để đào loại đất sét loại cát Còn cần phá đá dùng loại đầu phá với bánh xe cưa cỡ lớn có gắn lưỡi kim cương, loại thiết bị hãng Bachy Soletanche ( Pháp ) Xem ảnh gàu đào cọc barrette kèm 23 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều Ta hình dung kích thước gầu đào với t ỷ lệ l người đứng cạnh hình Chuẩn bị hốđào: Để đảm bảo cho gầu đào vị trí xuống thẳng, cần phải làm sau: Đào tay hố có tiết diện kích thước tiết diện cọc barét sâu khoảng 0,80m đến 1,00m Đặt vào hố đào nói khung cữ thép chế tạo sẵn Nếu khơng có khung cữ thép chế tạo sẵn, đổ bê tông xây gạch tốt với xi măng mác cao Sau đổ bê tông cọc xong bỏ khung cữ sắt miệng hố đập phần bê tông gạch xây cữ định hướng ( lớp bê tông dày khoảng 14cm, lớp gạch dày khoảng 20m ) Cần ý thêm để đảm bảo kĩ thuật , phải có cơng nhân điều khiển thiết bị thành thạo tay nghề cao Chế tạo dung dịch bentonite ( bùn khoan ): Dung dịch bentonite dùng để giữ cho thành hố đào cọc barét không bị sạt lở a Tính chất dung dịch bentonite ( trước dùng ): Bentonite bột chế tạo sẵn nhà máy, thường đóng thành bao 50kg ( giống bao xi măng ) Hiện nước ta 24 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều phải nhập bentonite từ nước ngồi, chủ yếu từ Đức cơng ty ERBSLOH chế tạo Tuỳ theo yêu cầu kĩ thuật khoan, đào v tính chất địa tầng, mà hồ tan từ 20kg đến 50kg bột bentonite vào mét khối nước Một dung dịch mới, trước lúc sử dụng phải có đặc tính sau đây: - Dung trọng nằm khoảng từ 1,01 đến 1,05 ( trừ trường hợp loại bùn sét đặc biệt, có dung trọng đến 1,15 ) - Độ nhớt Marsh > 35 giây - Độ tách nước 30 cm khối - Hàm lượng cát - Đường kính hạt 3mm b Sử dụng sử lý dung dịch bentonite ( bùn khoan ): Quá trình chế tạo, sử dụng, thu hồi, xử lí tái tạo sử dụng dung dịch bentonite ( dung dịch khoan, bùn khoan ) thực sau: Chế tạo dung dịch bentonite gồm: Các bao bentonite gồm: - Các bao bentonite bột chứa kho ( bao ) silô (bột) - Chế tạo dung dịch bentonite: + Có thể dùng phễu trộn đơn giản + Có thể dùng máy trộn Thường trộn 20kg đến 50kg bột bentonite với mét khối nước ( tuỳ theo yêu cầu thiết kế ) Ngoài ra, theo yêu cầu kĩ thuật cụ thể, mà cho thêm vào dung dịch số chất phụ gia mục đích làm cho nặng thêm, khắc phục khả vón cục bột bentonite, tăng thêm độ sệt ngược lại giảm độ sệt cách chuyển thành thể lỏng, chống lại nhiễm bẩn xi măng thạch cao, giảm độ pH tăng lên, giảm tính tách nước nó, v.v… Sau đổ dung dịch khoan chứa vào bể chứa thép, bể chứa xây gạch, bể chứa cao su có khung thép silô ( tuỳ điều kiện cụ thể mà sử dụng loại bể chứa ) Sử dụng dung dịch bentonite cách tuần hoàn Trong khoan đào hố phải luôn đổ đầy dung dịch khoan hố Dung dịch khoan dung dịch Gầu đào xuống sâu đến đâu phải bổ xung dung dịch khoan cho đầy hố Trong đào dung dịch khoan bentonite bị nhiễm bẩn ( đất, cát ) làm giảm khả giữ ổn định thành hố, phải thay Để làm việc đó, phải hút bùn bẩn từ hố khoan, đào lên để đưa trạm xử lí Có thể dịng loại bơm chìm đặt đáy hố đào bơm hút có màng lọc để mặt đất 25 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều Dung dịch khoan đưa trạm xử lí Các tạp chất bị khử đi, lại dung dịch khoan để tái xử dụng Dung dịch sau xử lí phải có đặc tính sau đây: - Dung trọng 1,2 ( trừ loại dung dịch nặng đặc biệt ) - Độ nhớt Marsh nằm 35 40 giây - Độ tách nước 40 cm khối - Hàm lượng cát tối đa 5% Đào hố cọc barét gầu ngoạm: Dùng loại kích thước gầu đào thích hợp để đảm bảo kích thước hố đào với kích thước cọc barét theo thiết kế Gầu đào phải thả cữ định hướng đặt sẵn Hố đào phải đảm bảo vị trí thẳng đứng Hiện có thiết bị kiểm tra kích thước hình học vàđộ thẳng đứng hố khoan, hố đào ( ví dụ Viện Khoa học cơng nghệ Giao thông vận tải ) Trong lúc đào, phải cung cấp thường xuyên dung dịch bentonite ( bùn khoan ) mới, tốt vào đầy hố đào Mặt khác, mức cao dung dịch bentonite hố đào phải cao mực nước ngầm hố đào tối thiểu 2,00m Dung dịch bentonite tuần hoàn xử lí để hố đào thường xun có dung dịch bentonite tốt, sạch, Phải đảm bảo cho kích thước hình học ( tiết diện chiều sâu ) hố đào thiết kế không bị sạt lở thành hố Muốn vậy, phải đảm bảo cho dung dịch bentonite thu hồi chứa cặn lắng đất cát 5% Đồng thời kiểm tra độ thẳng đứng tượng sạt lở hố đào thường xuyên cách đoưn giản dây dọi với đầu dây dọi đủ nặng Khi đào đến độ sâu thiết kế, phải tiến hành thổi rửa nước có áp để làm đáy hố Có thể dùng loại bơm chìm để hút cặn lắng đất cát nhỏ lên Cịn cát to, cuội sỏi, đá vụn dùng gầu ngoạm vét đưa lên Lượng cặn lắng thường khó vét hồn tồn, thực tế cho phép chiều dày lớp cặn lắng đáy hố đào nhỏ thua 10cm Để kiểm tra chiều dày lớp cặn lắng dùng dây dọi với nặng đủ để người đo cảm nhận dùng thiết bị đo phương pháp chênh lệch điện trở kiểu CZ.IIB Trung Quốc chế tạo Chú ý việc thổi rửa đáy hố đào quan trọng hết sức cẩn thận Do phải sử dụng thiết bị chuyên dụng, thích hợp người thực phải có tay nghề thành thạo, có kinh nghiệm có tinh thần trách nhiệm Đảm bảo đáy hố sức chịu tải cọc tốt Sau đào xong hố cọc barét, phải kiểm tra lại lần cuối kích thước hình học Kích thước cạnh ngắn tiết diện phép sai số ± 5cm, kích thước cạnh dài tiết diện phép sai số ± 10cm, chiều sâu hố phép sai số khoảng 26 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều ± 10cm độ nghiêng hố theo cạnh ngắn sai số khoảng 1% so với chiều sâu hố đào II- Chế tạo lồng cốt thép thả vào hốđào cho cọc barét: Sai số cho phép kích thước hình học lồng cốt thép sau: - Cự li cốt thép dọc: ±1mm; - Cự li cốt thép đai: ±2mm; - Kích thước cạnh ngắn tiết diện: ±5mm; - Kích thước cạnh dài tiết diện: ±10mm; - Độ dài tổng cộng lồng cốt thép: ±50mm Chiều dài đoạn lồng thép, tuỳ theo khả cẩu, thường dài từ 6m đến 12m Ngoài việc phải tổ hợp lồng cốt thép thiết kế, tuỳ tình hình thực tế, cần, cịn tăng cường thép đai chéo ( có đường kính lớn cốt đai ) để gơng lồng cốt thép thép lại cho chắn, không bị xộc xệch vận chuyển Khi thả đoạn lồng cốt thép vào hố đào sẵn cho cọc barét, phải chỉnh cho xác, phải thẳng đứng khơng va chạm vào thành hố đào Nối đoạn lồng cốt thép với thả xong đoạn dùng phương pháp buộc ( cọc chịu nén ) dung phương pháp hàn điện ( cọc chịu lực nén, lực uốn lực nhổ ) Chú ý: - Khi thả đoạn lồng cốt thép xuống hố đào, phải có thép định hình đủ khoẻ ngáng giữ vào miệng hố để khỏi rơi xuống hố - Trong trường hợp đỉnh lồng cốt thép nằm mặt đất, nằm mức dung dịch betonite, phải có dấu hiệu để biết vị trí lồng cốt thép III- Đổ cọc bêtông barét: Sau vét đáy hố ( dung dịch bentonite ), khoảng thời gian không giờ, phải tiến hành đổ bêtông Đổ bêtông phương pháp vữa dây hay gọi đổ bêtông nước Cấp phối bêtông thông thường sau: Dùng cốt liệu nhỏ (1 x 2cm x 3cm ) sỏi hay đá dăm; cát vàng khoang 45%, tỉ lệ nước ximăng khoảng 50%; dùng lượng xi măng PC30 khoảng 370 đến 400kg cho mét khối bê tông Độ sụt bêtông khoảng từ 13 đến 18cm Có thể dùng thêm phụ gia phải thận trọng Trước đổ bêtông phải lập đường cong đổ bê tông cho cọc barét, theo ô tô bêtông Một đường cong đổ bêtông có điểm phân bố đặn chiều dài cọc Đổ bêtông phễu máng nghiêng nối với ống dẫn ống dẫn làm kim loại, có đường kính lớn lần đường kính cốt liệu hạt thường lớn hay 120mm ống dẫn 27 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều tổ hợp loại ống có chiều dài khoảng đến 3m, nối với khít ren, đồng thời dễ tháo lắp Trước đổ bêtông vào phễu hay máng nghiêng, phải có nút tạm ( vữa ximăng cát ướt ) đầu ống dẫn Khi bêtông đầy ắp phễu, lượng bêtơng đẩy nút vữa xuống để dịng bêtông chảy liên tục xuống hố cọc Làm để tránh cho bêtông bị phân tầng ống đổ bêtông có chiều dài tồn chiều dài cọc Trước lúc đổ bêtơng chạm đáy, sau nâng lên khoảng 15cm để dịng bêtơng ( sau bỏ nút tạm ) chảy liên tục xuống đáy hố cọc dâng dần lên Khi bêtông từ đáy hố dâng lên dần dần, rút ống dẫn bêtông lên, phải đảm bảo cho ống dẫn ngập bêtông tươi đoạn từ đến 3m Làm để bêtông không bị phân tầng sau ninh kết xong bêtơng khơng bị khuyết tật Tốc độ đổ bêtông không chậm hay nhanh quá, tốc độ hợp lí 0,60 mét khối/phút Không nên bắt đầu đổ bêtông vào ban đêm mà nên bắt đầu đổ bê tông cho cọc vào buổi sáng sớm Phải đổ liên tục không nghỉ cho xong cọc ngày Phải thường xuyên theo dõi ghi chép mức cao mặt bêtông tươi dâng lên sau xe ô tô ( mích ) đổ bê tơng vào hố cọc Phải tính khối lượng bêtơng cần thiết để đổ xong cho cọc; chủ động việc chuẩn bị số xe bêtông cần thiết cách hợp lí, đầy đủ kịp thời Khối lượng bêtơng thực tế thường nhiều khối lượng bêtơng tính tốn ( theo kích thước hình học hố đào cho cọc ) khoảng từ 5% đến 20% Nếu 20% phải báo cho thiết kế kiểm tra lại Một số điều cần ý thêm trình đổ bêtơng cọc barét: Khi đổ bê tơng đến vài ba mét đỉnh cọc đầu ống dẫn bêtơng cần ngập bê tông tươi khoảng 1m Nên đổ bê tơng cao mức đỉnh cọc lí thuyết khoảng 5cm Khi rút ống dẫn khỏi cọc phải nhẹ nhàng, từ từ để tránh cho bêtông bị xáo trộn Phải đảm bảo cho lớp bêtông bảo vệ cốt thép dày hay tối thiểu 7cm Chỉ đào hố cọc bên cạnh hố đổ bêtông cọc với điều kiện: + Khoảng cách hai mép cạnh cọc barét lớn hay 2b ( b cạnh ngắn tiết diện cọc ) + Bêtông cọc đổ xong tiếng đồng hồ ( sau bêtơng cọc đủ độ cứng cần thiết ) Chiều cao giới hạn để cắt đầu cọc ( đoạn bêtơng xấu để lịi cốt thép cấu tạo vào đài cọc ) tính từ mặt phẳng đầu cọc theo lí thuyết đầu cọc lúc kết thúc là: 28 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều + 0,3 ( Z + ), độ cao lí thuyết mặt phẳng đầu cọc nằm chiều sâu Z (m) mặt sàn công tác, nhỏ 5m + Bằng 0,8m độ cao lí thuyết mặt phẳng đầu cọc nằm chiều sâu mặt sàn công tác, lớn 5m Chiều cao tối thiểu để cắt đầu cọc xác định người thi công cho bêtông đầu cọc thực tế tốt - Khi đào hố thi công cọc lúc đổ bêtông cọc phải ý không thực chiều sâu cọc có dịng nước ngầm chảy làm sụt lở thành hố hỏng bêtông Trong trường hợp phải báo cho tư vấn thiết kế để xử lí Có thể xử lí cách hạ ống vách thép Kiểm tra chất lượng bêtông cọc barét: Quy trình đảm bảo chất lượng thi cơng cọc barét, giống cọc khoan nhồi, thực theo TCXD 206 : 1988 - Cọc khoan nhồi - yêu cầu chất lượng thi công Khi bêtông ninh kết xong ( sau 28 ngày ) kiểm tra chất lượng phương pháp khơng phá huỷ Có nhiều phương pháp để kiểm tra chất lượng bêtông cọc Phương pháp phổ biến đảm bảo độ tin cậy - phương pháp siêu âm truyền qua Nhờ phương pháp siêu âm truyền qua, người ta phát khuyết tật bêtông thân cọc cách tương đối xác 1- Nguyên lí cấu tạo thiết bị kiểm tra siêu âm truyền qua: Thiết bị kiểm tra chất lượng bêtông cọc nhồi, cọc barét, tường đất, v.v… theo phương pháp siêu âm truyền qua có s đồ c ấu tạo sau: - Một đầu đo phát sóng dao động đàn hồi ( xung siêu âm ) có tần số truyền sóng từ 20 đến 100kHz; - Một đầu đo thu sóng: Đầu phát đầu thu điều khiển lên xuống đồng thời nhờ hệ thống cáp tời điện nằm hai ống đựng đầy nước - Một thiết bị điều khiển dây cáp nối với đầu đo cho phép tự động đo chiều sâu hạ đầu đo; - Một thiết bị điện tử để ghi nhận điều chỉnh tín hiệu thu được; - Một hệ thống hiển thị tín hiệu; - Một hệ thống ghi nhận biến đổi tín hiệu thành đại lượng vật lí đo được; - Cơ cấu định tâm cho hai đầu đo ống đo Phương pháp kiểm tra 29 Công nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều - Các bước tiến hành sau: Phát xung siêu âm từ đầu đo đặt ống đo đựng đầy nước truyền qua bêtông cọc Thu sóng siêu âm đầu đo thứ đặt ống đo khác chứa đầy nước sạch, mức độ với đầu phát Đo thời gian truyền sóng hai đầu đo suốt chiều dài ống đặt sẵn, từ đầu cọc đến chân cọc Ghi biến thiên tín hiệu thu Nhờ sóng siêu âm truyền qua mà thiết bị ghi lại tình hình truyền sóng qua be tơng cọc khuyết tật bê tông cọc tường đất Thi công tường đất thực chất thi công tường barrette, panel ( đoạn tường khoảng 2.4 mét ) nối liền qua gioăng chống thấm để tạo thành tường đất bê tông cốt thép Về thi công tường đất giống thi công cọc barrette Trình tự thi cơng tường đất phương pháp đổ bê tông chỗ thực sau: Đào hố cho panen ( barrette ) Bước : Dùng gầu đào thích hợp đào phần hố đến chiều sâu thiết kế Chú ý đào đến đâu, phải cung cấp k ịp th ời dung dịch bentonite đến đó, cho đầy hố đào, để gĩư cho thành hố đào khỏi bị sụt lở Bước ; Đào phần hố bên cạnh, cách phần hố giải đất Làm để cung cấp dung dịch bentonite vào hố không làm lở thành hố cũ Đào nốt phần đất lại ( đào dung dịch bentonite ) để ho àn thành hố cho panel theo thiết kế Hạ lồng cốt thép, đặt gioăng chống thấm vàđổ bê tông cho panel barret Các bước thực sau: Bước : Hạ lồng cốt thép vào hố đào sẵn, dung dịch bentonite Sau đặt gioăng chống thấm CWS vào vị trí 30 Cơng nghệ thi công cọc khoan nhồi tường barret Gvhd : gs Ts Ks & Kts Lê kiều Bước : Đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng, thu hồi dung dịch bentonite trạm xử lí Bước : Hồn thành đổ bê tơng cho tồn panel thứ Đào hố cho panel barret tháo toàn gá lắp gioăng chống thấm Các bước thực sau: Bước : Đào phần hố sâu đến cốt thiết kế đáy Panel ( Đào dung dịch bentonite ) Chú ý đào cách panel dải đất Bước : Đào tiếp đến sát Panel số Bước : Gỡ gá lắp gioăng chống thấm gầu đào khỏi cạnh panel số 1, gioăng chống thấm CWS nằm chỗ tiếp giáp panel Hạ lồng cốt thép,đặt gioăng chống thấm vàđổ bê tông cho panel barret thứ hai Bước 10 : Hạ lồng cốt thép xuống hố đào chứa đầy dung dịch bentonite Sau đặt gá lắp với gioăng chống thấm CWS vào vị trí Bước 11: Đổ bê tơng theo phương pháp vữa dâng panel số Bước 12 : Tiếp tục đào hố cho panel thư phía bên panel số Thực việc hạ lồng cốt thép, đặt gá lắp gioăng chống thấm đổ bê tông cho panel thứ gi ống th ực cho panel trước Tiếp tục tiến hành theo qui trình thi cơng để hoàn thành toàn tường đất theo thiết kế Kiểm tra chất lượng bê tông dùng phương pháp siêu âm gi ống kiểm tra cọc barrette Ngồi cịn kiểm tra chất lượng chống thấm nước qua t ường Thường gặp tượng thấm chung quanh khu vực gioăng Chữa phương pháp bơm vữa epoxy có áp lực để epoxy lấp đầy nhng ch thm q uit rình th icô ng cọc khoa nnh åi : 31