Công nghệ thi công Cọc khoan nhồi

Giới thiệu chung Cọc khoan nhồi giải pháp cho công trình chịu tải trọng lớn Cọc khoan nhồi áp dụng rộng rãi vào loại hình công trình nhà cao tầng, công trình cầu, hầm công trình cảng biển… Công nghệ thi công cọc khoan nhồi đòi hỏi Nhà thầu phải có đủ lực kinh nghiệm nhân lực, thiết bị, quy trình thi công ứng xử xảy cố trình thi công cọc khoan nhồi Trong viết tác giả mô tả phân tích chi tiết công nghệ thi công cọc khoan nhồi để cung cấp cho kỹ sư số kiến thức kinh nghiệm việc khởi nghiệp công nghệ Đặc điểm công nghệ thiết bị thi công cọc khoan nhồi Trên giới có nhiều công nghệ loại thiết bị thi công cọc khoan nhồi khác Ở Việt nam chủ yếu sử dụng phương pháp khoan cọc nhồi với loại thiết bị quy trình khoan khác sau: * Phương pháp khoan thổi rửa (còn gọi phương pháp khoan phản tuần hoàn) * Phương pháp khoan dùng ống vách * Phương pháp khoan gầu dung dịch bentonite A PHƯƠNG PHÁP KHOAN THỔI RỬA Phương pháp khoan thổi rửa hay gọi phản tuần hoàn – Sơ lược công nghệ: Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá đất Dung dịch bentonite bơm xuống để giữ vách hố đào Mùn khoan dung dịch máy bơm máy nén khí đẩy từ đáy hố khoan lên đưa vào bể lắng Lọc tách dung dịch bentonite cho quay lại mùn khoan ướt bơm vào xe téc công chứa mùn khoan vận chuyển khỏi công trường – Ưu điểm: giá thiết bị rẻ thi công đơn giản, giá thành hạ – Nhược điểm: Khoan chậm chất lượng độ tin cậy chưa cao B PHƯƠNG PHÁP KHOAN DÙNG ỐNG VÁCH – Sơ lược công nghệ: Xuất từ trập niên 60~70 kỷ ống vách hạ xuống nâng lên cách vừa xoay vừa rung Trong phương pháp không cần dùng đến dung dịch bentonite để giữ vách hố khoan Đất lòng ống vách lấy gầu ngoạm – Ưu điểm: phương pháp là: không cần đến dung dịch benlonitc, công trường sạch, chất lượng cọc đảm bảo – Nhược điểm: phương pháp khó làm cọc đến 30m, máy cồng kềnh, làm việc gây chấn động rung lớn, khó sử dụng cho việc xây chen thành phố C PHƯƠNG PHÁP KHOAN GẦU – Sơ lược công nghệ: Gầu khoan dạng thùng xoay cắt đất đưa ngoài, cần gầu khoan có dạng ăng ten thường đoạn truyền chuyển động xoay từ máy dài xuống gầu đào nhờ hệ thống rãnh Vách hố khoan giữ ổn định dung địch betonite Quá trình tạo lỗ thực dung dịch sét bentonite Dung dịch sét bentonite thu hồi lọc tái sử dụng vừa đảm bảo vệ sinh giảm khối lượng chuyên chở Trong trình khoan thay đầu đào khác để phù hợp với đất vượt qua dị vật lòng đất Việc đặt cốt thép đổ bê tông tiến hành dung dịch bentonite Các thiết bị đào thông dụng Việt Nam Bauer (Đức), SoilMec (Italia) Hitachi (Nhật Bản) – Ưu điểm: thi công nhanh, việc kiểm tra chất lượng thuận tiện rõ ràng, bảo đảm vệ sinh môi trường Ít ảnh hưởng đến công trình xung quanh – Nhược điểm: thiết bị chuyên dụng, giá đắt, giá thành cọc cao, quy trình công nghệ phải tuân thủ chặt chẽ, đòi hỏi cán kỹ thuật công nhân phải lành nghề có ý thức công nghiệp kỷ luật cao Do phương pháp khoan nhanh chất lượng đảm bảo nên Việt Nam chủ yếu sử dụng phương pháp khoan MỘT SỐ Ý KIẾN – Với việc hiểu phương pháp thi công từ Người cán dự toán áp dụng mã đơn giá, mã hiệu định mức rõ ràng Không tình trạng hay gặp hồ sơ dự toán: Sử dụng phương pháp khoan dùng ống vách, có đầu việc Sử dụng dung dịch bentonite chống sụt thành hố khoan – Xem qua phân tích nhược điểm nói trên, vào điều kiện cụ thể công trình (về địa chất, khả huy động thiết bị, lượng chi phí…) chọn phương pháp thi công từ đơn giá tương ứng dự toán – Dung dịch betonite phương pháp sử dụng tuần hoàn (lọc tách sử dụng lại), mùn khoan tách chở Hiểu vấn đề việc áp dụng đơn giá cho công tác rõ ràng – Phương pháp dùng ống vách, ống hạ xuống nâng lên, chấn động rung lớn, tính chi phí hao phí ống vách cần thiết – Định mức dùng để xác định chi phí (giá) cho công tác khoan cọc nhồi tập ĐM dự toán XDCT phần xây dựng số 1776/BXD-VP có mã hiệu AC.3000 cho phương pháp: + AC.31000 Khoan tạo lỗ phương pháp khoan có ống vách (không sử dụng dung dịch khoan) + AC.32000 Khoan tạo lỗ phương pháp khoan xoay phản tuần hoàn (có sử dụng dung dịch khoan) Cọc khoan nhồi tuần hoàn dung dịch giải pháp móng có nhiều ưu điểm mặt thiết kế, vào tài liệu địa chất người thiết kế xác định chiều sâu cọc cho sức chịu tải tương đương với sức chịu tải vật liệu cọc (Pvl tương đương Pđn), điều với phương pháp cọc đóng ép tĩnh không đạt được, điều kiện đưa đến giải pháp móng hợp lý kinh tế Quy trình kỹ thuật thi công cọc khoan nhồi Thi công địa hình chật hẹp Tuy nhiên có khuyết điểm quản lý thi công, khó kiểm tra chất lượng bêtông nhồi vào cọc Do đòi hỏi kinh nghiệm tay nghề nhà thầu giám sát thi công, việc giám sát thi công phải thật chặt chẽ, tuân thủ đầy đủ quy trình I CÔNG TÁC CHUẨN BỊ Chuẩn bị mặt – Mặt trước tiến hành thi công phải san phẳng – Đảm bảo cứng không bị lún máy móc thi công – Đảm bảo đường rãnh thoát nước phòng trời mưa to Định vị tim mốc – Xác định vị trí tim cọc tim cột, dùng cọc tre để đánh dấu – Bố trí tim cột, mốc phụ tường vách để dấu dùng phương pháp căng dây để phục hồi lại tim bị – Sai số tim cọc sau thi công xong nhỏ D/4 không lớn 15cm cọc nhỏ D/6 không lớn 10cm cọc biên 3 Tập kết thiết bị – vật tư – Sau công tác chuẩn bị mặt hoàn chỉnh tiến hành tập kết thiết bị, vật tư – Thiết bị tập kết gọn gàng, bố trí vị trí đặt ống đổ bê tông, cần khoan thiết bị phục vụ công tác thi công… – Vật tư sắt đảm bảo để nơi cao tránh ngập nước lẫn sình đất II CÁC BƯỚC CÔNG NGHỆ THI CÔNG Bố trí sơ đồ vị trí khoan – Mỗi máy khoan bố trí khu vực định để tránh vướng víu công tác thi công – Bố trí khoan trình tự từ tránh tình trạng xe khoan chạy đầu cọc đổ bêtông xong – Tim sau khoan cạnh tim trước bêtông tim trước đạt lớn 24 tiếng 2 Công tác khoan cọc – Khi đưa máy vào vị trí, chỉnh tim mốc định vị trước – Kê kích máy đảm bảo chắn đảm bảo không bị lún nghiêng máy hoạt động – Kiểm tra độ thẳng đứng tháp bọt thuỷ chuẩn gắn hai bên thân tháp khoan (trong trình khoan liên tục phải theo dõi hai bọt thuỷ này) Sau cân chỉnh máy xong dùng mũi khoan phá khoan đoạn sâu khoản 2m hạ ống vách, ống vách có chiều dài (6~9)m để chống sạt lở nước khoan Chiều dài ống vách tạm phụ thuộc vào địa chất lớp mặt thi công cạn phụ thuộc vào đáy lòng sông, địa chất bên khoan sông – Tiến hành khoan mũi khoan phá tới cao độ thiết kế cọc – Khi khoan theo dõi địa chất ghi lại, có khác biệt nhiều so với tài liệu thăm dò địa chất báo cho chủ đầu tư tư vấn thiết kế biết để điều chỉnh chiều sâu cọc – Trong khoan cần kiểm tra lượng bentonite phù hợp * Đối với cọc đường kính từ 500mm trở lên phải kiểm tra thí nghiệm tỷ trọng dung dịch, độ nhớt, độ lắng cát theo tiêu chuẩn quy định (Do khoan phương pháp tuần hoàn dung dịch nên ta thường kiểm tra thổi rửa, vệ sinh hố khoan) Đối với công trình cầu, đường kính cọc khoan nhồi từ 1000mm trở lên Tên tiêu Chỉ tiêu tính Khối lượng Từ 1,05 g/cm³ đến 1,15 g/cm³ Phương pháp kiểm tra Tỷ trọng kế Bomê kế riêng Độ nhớt Từ 18 s đến 45 s Hàm lượng cát 95 % Lượng Phễu 500/700 cm³ Đong cốc Dụng cụ đo lượng < 30 mL/30min nước nước Dụng cụ đo lượng Độ dày áo sét Từ mm đến mm sau 30 nước Lực cắt tĩnh min: từ 20 mg/cm2 đến 30 mg/cm2 Tính ổn định Độ pH 10 min: từ 50 mg/cm2 đến 100 mg/cm2 < 0,03 g/cm2 đến Lực kế cắt tĩnh Giấy thử pH – Dung dịch bentonite có tác dụng đưa mùn khoan từ đáy hố khoan trồi lên hố dung dịch có tác dụng giữ thành hố khoan không bị sập trường hợp ngừng thi công thời tiết, phải dừng qua đêm hết làm việc … phải đảm bảo hố khoan bơm đầy dung dịch – Trong trình khoan qua tầng thấm lớn thấy nước nhanh phải nhanh chóng cho thêm bentonite vào dung dịch để chống thấm – Thi công mực nước ngầm cao cần ý không khoan hai tim cọc gần để tránh xông nước cọc qua cọc dẫn đến sạt lở thành vách – Sau khoan xong lần tiến hành hạ mũi khoan núp B xuống để kéo hết sình đất lại lên công đoạn làm từ đến lần – Khi hạ mũi khoan núp B thao tác khoan mũi phá kéo lên không xoay mũi khoan để tránh sình đất lọt xuống lại hố khoan Công tác kiểm tra độ sâu hố khoan – Dùng thước dây có treo dọi thả xuống hố khoan đo theo chiều dài cần khoan hay ống đổ bê tông – Trong khoan số mùn khoan nằm lại hố khoan nên ta thả dọi để kiểm tra lúc ta kiểm tra cao độ hố khoan dựa vào chiều dài số lượng cần khoan để tính, chiều dài cần khoan 3.05m.- Sau dùng mũi khoan núp B kéo hết mùn khoan lên ta thả dọi để kiểm tra hố khoan sau thả lồng thép vào ống đổ bêtông – Sau thả xong lồng thép ống đổ bê tông ta tiến hành thả dọi đo lại cao độ hố khoan để xác định chiều dày lớp cặn lắng – Tiến hành thổi rửa vệ sinh hố khoan xong ta thả dọi đo cao độ hố khoan lần để xác định lại lớp cặn lắng phải đảm bảo < 10cm – Nếu trường hợp thổi rửa vệ sinh xong mà chưa có bê tông đổ trước đổ bê tông ta phải kiểm tra lại lần để đảm bảo lớp cặn lắng nằm giới hạn cho phép Công tác gia công lắp đặt lồng cốt thép – Công tác gia công cốt thép thực nơi khô kiểm tra, nghiệm thu trước hạ xuống hố khoan – Lồng thép gia công thành lồng dài 5,8m hay 11,7m tuỳ thuộc vào thiết kế buộc đầy đủ kê bê tông đảm bảo lớp bê tông bảo vệ bánh xe trượt.- Khi hạ lồng thép phải giữ cho lồng thẳng đứng, đoạn nối với đoạn phải đảm bảo tâm lồng thép – Mối nối cốt thép sử dụng mối nối bắt cóc, chiều dài đoạn nối chồng cốt thép 30D nối hai cóc xiết số cần nối 50% tổng số mối nối lại buộc – dây kẽm Khi thả lồng thép phải ý không để đầu lồng thép chọc vào thành vách – Lồng thép thả không để chạm đáy phải cách đáy hố khoan khoảng 100 mm vẽ thiết kế.> Với cọc cần kiểm tra siêu âm + Ống siêu âm làm thép nhựa PVC có đường kính 49mm, chiều dày 3mm + Bố trí hai ống đối xứng qua tim cọc suốt chiều dài từ đầu cọc tới đáy cọc + Ống thép siêu âm buộc vào cốt thép chủ dây kẽm nối với măng xông có gien đảm bảo kín khít tránh bê tông chảy vào làm tắc ống Riêng lồng thép đính hàn vào thép chủ để đảm bảo định vị vị trí + Trong hạ ống siêu âm phải bịt kín hai đầu hạ tới đâu phải bơm đầy nước tới Sau hạ xong bơm đầy nước vào ống ta bịt kín nốt đầu lại để đổ bê tông tránh bê tông rới vào làm tắc ống 5 Công tác vệ sinh hố khoan – Đây công đoạn quan trọng trình thi công khoan nhồi Sau khoan đến độ sâu thiết kế lượng phôi khoan trồi lên hết Khi ngừng khoan, phôi khoan lơ lửng dung dịch phôi khoan có kích thước lớn mà dung dịch không đưa lên khỏi hố khoan lắng trở lại đáy hố khoan – Ta chia công đoạn xử lý cặn lắng làm bước Các công đoạn xử lý sau: * Xử lý cặn lắng bước 1: Xử lý cặn lắng hạt có đường kính lớn Công tác làm sau khoan tạo lỗ xong Sau khoan tới cao độ thiết kế không nâng thiết bị khoan lên mà để tiếp tục bơm nước thải đất lên Sau kéo mũi khoan lên đưa mũi khoan có núp B xuống để kéo cặn lắng cục đất lớn lên công tác làm không thấy đất kéo lên (thường kéo mũi khoan núp B khoảng 1-2 lần) * Xử lý cặn lắng bước 2: Xử lý cặn lắng hạt có đường kính nhỏ Công tác làm trước đổ bê tông Sau xử lý cặn lắng bước ta đưa lồng thép ống đổ bê tông xuống tới đáy hố khoan, đưa ống dẫn khí vào lòng ống đổ BT tới cách đáy m dùng khí nén bơm ngược dung dịch hố khoan đường ống đổ BT, phôi khoan có xu hướng lắng xuống bị hút vào ống đổ BT đẩy ngược lên thoát miệng ống đổ (xem hình vẽ) không cặn lắng lẫn lộn đạt yêu cầu – Dùng thước có dọi để kiểm tra cặn lắng hố khoan phải [...]... 5 Công tác vệ sinh hố khoan – Đây là công đoạn quan trọng nhất trong quá trình thi công khoan nhồi Sau khi khoan đến độ sâu thi t kế lượng phôi khoan không thể trồi lên hết Khi ngừng khoan, những phôi khoan lơ lửng trong dung dịch hoặc những phôi khoan có kích thước lớn mà dung dịch không đưa lên khỏi hố khoan sẽ lắng trở lại trong đáy hố khoan – Ta chia công đoạn xử lý cặn lắng làm 2 bước Các công. .. cọc – Khi bắt đầu đổ bê tông không được nhồi và kéo ống đổ lên cho tới khi bê tông đầy lên miệng phễu đổ – Về nguyên tắc, công trình bê tông làm cọc khoan nhồi phải tuân theo các qui định về đổ bê tông dưới nước Phương pháp thi công bê tông đổ dưới nước của cọc khoan nhồi là dùng ống dẫn – Trước khi đổ bêtông phải kiểm tra các công cụ đo lường cấp phối để quy ngược lại lượng bêtông tương ứng cần thi t.Tổng... lắng là các hạt có đường kính lớn Công tác này làm ngay sau khi khoan tạo lỗ xong Sau khi khoan tới cao độ thi t kế không nâng ngay thi t bị khoan lên mà để vậy tiếp tục bơm nước thải đất lên Sau đó kéo mũi khoan lên và đưa mũi khoan có núp B xuống để kéo những cặn lắng là những cục đất lớn lên công tác này làm cho tới khi không thấy đất được kéo lên nữa (thường kéo mũi khoan núp B khoảng 1-2 lần) * Xử... phần lớn của lượng đá đổ vào hố khoan và không có bùn đất kèm theo thì chấp nhận công tác vệ sinh đạt yêu cầu 6 Công tác đổ bê tông cọc – Ống đổ bê tông là một ống thép đường kính từ 114mm đến 138 mm tuỳ vào đường kính cọc được nối bởi nhiều đoạn mỗi đoạn dài 1.5 m miệng ống đổ được lắp một phiễu để rót bê tông – Đối với thi công cọc đường kính từ 400 đến 500mm cho các công trình lớn trước khi đổ bê... cho tư vấn giám sát và thi t kế biết để xem xét xử lý – Sau khi đổ bê tông xong khoản 20 – 30 phút tiến hành rút ống sinh lên hoàn tất công việc đổ bê tông – Những cọc gần nhau thì khi thi công cọc sau phải chờ cho bê tông cọc trước đạt tối thi u là 24 giờ mới tiến hành khoan Vấn đề thí nghiệm bêtông: • Trước khi đổ bê tông tiến hành đo độ sụt bằng côn đo tiêu chuẩn đảm bảo độ sụt Sn = 180 ± 20mm • Lấy... động tác nhắp ống – Thời gian đổ bêtông cho cọc không được kéo dài quá 4 giờ (để đảm bảo chất lượng, cường độ bêtông suốt chiều dài cọc) Nếu quá trình thi công đổ bêtông ống bị nghẹt … thì có biện pháp xử lý nhanh chóng, thời gian xử lý không vượt quá giới hạn trên Trong trường hợp không xử lý được thì phải ngừng thi công ít nhất là 24 giờ, sau đó vệ sinh hố khoan lại một lần nữa mới tiếp tục đổ bêtông... ứng cần thi t.Tổng lượng bê tông đổ vào cọc thực tế không được lớn quá 20% lượng bê tông tính theo đường kính danh định của cọc – Bê tông được đưa xuống đáy hố khoan thông qua ống đổ, bê tông dâng cao dần lên và đẩy nước dung dịch trào lên trên miệng hố khoan Ống đổ bê tông luôn ngập trong bê tông tối thi u là 2.0 m để đảm bảo bê tông không bị lẫn dung dịch – Công tác đầm bê tông được thực hiện bằng... dù công tác vệ sinh đã được làm kỹ lưỡng nhưng lớp bêtông trên cùng cũng thường nhiễm bùn trong quá trình dâng lên Nên cho lớp bêtông này trào ra khỏi miệng hố khoan bỏ đi cho tới khi bằng mắt thường xác định được lớp bêtông kế tiếp đạt yêu cầu thì ngưng đổ – Thể tích bê tông đổ vào cọc không lớn quá 20% thể tích cọc danh định Nếu khi đổ thấy lượng bê tông lớn hơn thì báo cho tư vấn giám sát và thi t... dọi để kiểm tra cặn lắng hố khoan phải