Chương 3 móng cọc đường kính lớn

Đối với các trờng hợp này khi thi công bằng móngcọc khoan nhồi phải sử dụng phơng pháp khoan vách xoay hoặc cácphơng pháp khác có ống chống để lại không rút lên sau khi thi công,gây ra t

Chơng 3

móng cọc đờng kính lớn Bài 1: Giới thiệu về cọc đờng kính lớn

I Vấn đề chung về cọc đờng kính lớn

1 Khái quát chung

Cọc đờng kính lớn thờng có đờng kính 800 ~ 2500 mm (và còn có thể lớnhơn) Hiện nay, các cầu lớn và các nhà cao tầng đều sử dụng móng cọc làcọc đờng kính lớn

2 Ưu điểm của cọc đờng kính lớn

- Đối với các nền móng sử dụng cọc vuông (đờng kính nhỏ) khi tảitrọng tăng chỉ có thể tăng số cọc mà không có khả năng tăng kíchthớc và chiều dài cọc vì những hạn chế của thiết bị đóng cọc Khi

đó phải mở rộng bệ cọc gây lãng phí lớn về kính tế Nếu thay bằngcọc đờng kính lớn nên có thể hạ đến độ sâu lớn hơn nhiều so vớicọc đờng kính nhỏ, và do đó có thể đặt mũi cọc ở các tầng đất tốthoặc tầng đá gốc nằm ở dới sâu

- Sức chịu tải của cọc đờng kính lớn thờng lớn hơn rất nhiều so với cọc

đờng kính nhỏ, vì vậy số lợng cọc trong móng giảm đi đáng kể, cónghĩa là kích thớc bệ cọc cũng có thể giảm đi và công tác thi công

sẽ rút ngắn lại làm giảm thời gian thi công công trình, do đó giảm

đ-ợc chi phí về quản lý chung, về nhân công và chi phí kho bãi

- Cọc đờng kính lớn có độ cứng tơng đối lớn, nên độ cứng của hệbệ~cọc cũng có độ cứng tốt hơn so với hệ bệ~cọc của móng cọc đ-ờng kính nhỏ, do đó móng cọc đờng kính lớn có khả năng chịu lựcngang và mômen tốt hơn

- Hiện nay có nhiều công nghệ hiện đại trong thi công cọc đờng kínhlớn, do đó càng mở ra nhiều triển vọng phát triển móng cọc đờngkính lớn

3 Nhợc điểm của móng cọc đờng kính lớn

• Móng cọc đờng kính lớn chỉ kinh tế khi số lợng cọc trong móngnhiều, còn nếu số lợng cọc ít thì móng cọc đờng kính lớn thờngkhông có tính kinh tế

• Phải đầu t máy móc thiết bị hiện đại, do đó giá trị đầu t máy mócthiết bị ban đầu thờng cao, nên có thể làm cho các nhà thầu gặpkhó khăn về tài chính.

• Do số lợng cọc ít và sức chịu tải của một cọc lớn, vì vậy khi thi côngnếu để xảy ra vấn đề hỏng hay cọc có vấn đề về chất lợng thì sẽrất khó khăn để xử lý móng Do đó trong khi thi công đòi hỏi màymóc phải chuyên dụng và ở tình trạng phục vụ tốt, trình độ nhânviên kỹ thuật phải nắm vững và có chuyên môn giỏi, do đó cũng làmcho nhà thầu gặp khó khăn trong vấn đề nhân lực

II Ưu nhợc điểm của cọc ống B.t.c.t đờng kính lớn

Cọc ống B.T.C.T đờng kính lớn đã sử dụng cho các công trình xây dựngcầu ở Việt Nam có các loại đờng kính từ 800mm đến 1600mm Nhng hay

sử dụng nhất là loại có đờng kính 1000mm Cọc ống bê tông cốt thép ờng kính lớn đã đợc chế tại đúc nằm với đờng kính từ 3m cho cầu ViệtTrì - Vĩnh Phú nhng không đợc sử dụng Đờng kính cọc ống còn phụ thuộcvào khả năng rung hạ của các thiết bị hiện có (≤ 1.6m) Năm 1964, cọc bêtông cốt thép Φ1550 đợc áp dụng ở cầu Hàm Rồng Loại đờng kính thờng

đ-đợc áp dụng trong thời gian qua là 1000 mm, ví dụ nh cầu Đò Quan, Phú

L-ơng, Quang Trung – Cần Thơ, Trung Hà

Việc đúc cọc ống Φ1600mm có thể sử dụng phơng pháp đúc ly tâmhoặc phơng pháp đúc nằm tại bãi đúc gần công trờng Việc hạ cọc ống bêtông cốt thép đợc thực hiện bằng búa chấn động kết hợp xói hút lấy đấttrong lòng cọc

Khi hạ cọc đến cao độ thiết kế thờng lấp lòng cọc bằng bê tông đổ theophơng pháp ống dịch chuyển thẳng đứng

Bên cạnh phơng án cọc ống B.T.C.T, giải pháp cọc ống B.T.C.T ứng suất trớccũng đợc các tổ chức T vấn thiết kế quan tâm Giải pháp cọc ống B.T.C.Tứng suất trớc Φ1000 mm đã đợc sử dụng cho cầu An Dơng II Hải Phòngtrên Quốc Lộ 5 Ưu điểm của là mômen uốn gây nứt cho phép rất lớn so với

do vậy rất thích hợp với trờng hợp cọc chịu tải trọng ngang lớn và dễ dànghơn trong việc vận chuyển, cẩu lắp, khắc phục phần nào sự xâm thựccủa nớc biển kéo dài tuổi thọ của cọc Nhng giải pháp này vẫn cha đợcthực hiện vì chúng ta cha tự sản xuất đợc cọc ống B.T.C.T ứng suất trớc

đờng kính lớn mà phải nhập ngoại do vậy giá thành tới chân công trìnhquá cao

- Cọc ống bê tông cốt thép đờng kính lớn có thể rung hạ qua nhiềutầng đất mềm yếu, hạ cọc qua tầng cát chảy hoặc hạ cọc nơi cómực nớc ngầm cao Đối với các trờng hợp này khi thi công bằng móngcọc khoan nhồi phải sử dụng phơng pháp khoan vách xoay hoặc cácphơng pháp khác có ống chống để lại không rút lên sau khi thi công,gây ra tốn kém lớn.

- Việc chế tạo cọc ống thờng đợc công xởng hóa và dễ dàng kiểm trachất lợng trớc khi rung hạ Khi rung hạ đến cao độ thiết kế có thể yêntâm về chất lợng

- Cọc ống sau khi hạ xuống đến chiều sâu thiết kế có thể đổ bêtông lấp lòng hoặc không (tuỳ thuộc và điều kiện cụ thể của côngtrình), vì thế cọc ống B.T.C.T đờng kính lớn so với các loại cọc khácthì cọc ống là loại tiết kiệm vật liệu nhất

2 Nhợc điểm

• Việc hạ cọc ống thờng là phức tạp và tốn nhiều thời gian thi công sovới cọc khoan nhồi Đặc biệt khi hạ cọc qua các tầng địa chất phứctạp có lẫn đá tảng hoặc vật liệu phế thải do công tác lấy các chớngngại vật gặp nhiều khó khăn

• Hạ cọc bằng búa chấn động nên tạo ra rung chấn ảnh hởng vùng xungquanh nên thi công ở những công trình mà gần các công trình khác

đang bị biến dạng thì sẽ gây nguy hiểm

III Ưu nhợc điểm của móng cọc khoan nhồi

1 Ưu điểm

- Thời gian thi công nhanh, nếu điều kiện địa chất không có gì

đặc biệt thì một ngày có thể thi công từ 1 ~ 2 cọc, do đó giảm

đáng kể thời gian thi công móng

- Có thể xây dựng công trình gần những công trình kiến trúc màtrong quá trình sử dụng lây dài đã có biến dạng lớn Phơng án

đóng cọc, rung hạ cọc hoặc tờng vây cọc ván thép sẽ gây ra rung

động làm phát triển biến dạng đối với các công trình lân cận

- Thi công trong khu dân c, thành phố…những nơi theo tiêu chuẩnmôi trờng không cho phép gây tiếng ồn lớn

- Móng công trình đặt trên bãi thải, có các loại vật liệu khác nhaukhông sử dụng đợc các giải pháp nền móng khác về mặt kỹ thuật

- Vì điều kiện đất nền hoặc tải trọng mà kích thớc cọc vợt quá kíchthớc cọc đóng.

- Thi công đợc trong trờng hợp chiều cao thi công hạn chế nh trongnhà xởng họăc gầm cầu

- Móng công trình đặt trên nền đất đá phong hoá có thành phần

và độ chặt khác nhau

- Thi công cải tạo và nâng cấp các công trình đang sử dụng

2 Nhợc điểm

• Đòi hỏi dây chuyền máy móc thi công đồng bộ, giá trị đầu t cao

• Khi thi công qua vùng có hang động Karst, nơi đá bị nứt nẻ lớn hoặcnền đất yếu phải sử dụng ống chống để lại không rút lên, sau đó

đổ bê tông nên giá thành cao

• Khó kiểm tra chất lợng lỗ cọc và thân cọc sau khi đổ bê tông cũng

nh việc tiếp xúc giữa mũi cọc và hố móng nếu không đa ra chơngtrình quản lý chất lợng tốt và thiết bị kiểm tra không đạt độ chínhxác yêu cầu

• Lợng đất và bùn thải lớn gây ảnh hởng đến mặt bằng khu vực thicông, gây ô nhiễm môi trờng, đặc biệt khi thi công trong thànhphố

• Phải đặc biệt quan tâm đến điều kiện địa chất khu vực thicông, nếu không có biện pháp chống vách hợp lý có thể gây ra lúnsập làm biến dạng cả vùng đất xung quanh, rất nguy hiểm cho côngtrình liền kề

• Đòi hỏi đội ngũ cán bộ thi công phải có trình độ cao về chuyênngành địa kỹ thuật

Bài 2: cấu tạo móng cọc ống Đờng kính lớn

I Cọc ống bê tông cốt thép

1 Thông số của cọc

- Đờng kính cọc D = 800 ~ 2000 mm

- Chiều dài cọc thờng từ 20 ~ 50 m (có thể lớn hơn 50 ~ 70m và hơnnữa) Chiều dài một đốt cọc từ 5 ~ 10m.

- Bê tông chế tạo cọc tối thiểu phải có mác #300 Chiều dày bê tôngthành cọc thờng từ 8 ~ 20cm

(2) Cốt thép đai

- Dùng cốt đai xoắn có đờng kính từ 6 ~ 10mm

- Bớc cốt đai từ 50 ~ 200mm, ở đầu đốt cọc bớc cốt đai dày hơn từ 50,75mm còn ở giữa đốt cọc bớc cốt đai từ 100 ~ 200mm

3 Mối nối giữa các đốt cọc

Thờng có mấy cách nối sau:

(1) Nối bằng bulông + mặt bích

- Ưu: thi công nhanh và thuận tiện Không đòi hỏi máy móc hỗ trợ

- Nhợc: tính đồng nhất giữa các đốt cọc là kém Cần chế tạo chínhxác nếu không sẽ khó lắp ráp ở hiện trờng Đồng thời phải có biệnpháp chống gỉ cho bulông nối

(2) Nối bằng hàn

- Ưu: thi công nhanh và đảm bảo tính an toàn cao

- Nhợc: tính đồng nhất giữa các đốt cọc là kém Chất lợng đờng hàncần phải kiểm soát Và khi hàn do nhiệt độ cao cũng làm ảnh hởng

đến tính chất của bê tông và thép ở vùng xung quanh chỗ hàn Đồngthời cũng phải chú ý đến việc chống gỉ cho mối nối

4 Liên kết cọc vào bệ cọc và chân cọc vào tầng đá gốc

(1) Liên kết cọc vào bệ cọc

Cọc sau khi thi công, phần bê tông đầu cọc bị đập vỡ để chừa cốt thépdọc ra ngoài và đợc đổ cùng bê tông bệ cọc, phần cọc không bị đập vỡngập vào trong bệ cọc với chiều dài tối thiểu là 15 cm Phần cốt thép dọccủa cọc sau khi đập vỡ phần bê tôngóit nhất dài 20D~40D (D: đờng kínhcốt thép), và sẽ đợc bố trí cấu tạo lại đầy đủ cùng với các cốt đai của cọc

nh trong thiết kế kỹ thuật, rồi mới đợc đổ bê tông bệ cọc

(2) Liên kết chân cọc vào tầng đá gốc

Khi hạ cọc đến tầng đá gốc, lấy sạch đất trong lòng cọc, dùng mũi khoan

đá để khoan tạo lỗ vào trong tầng đá gốc ít nhất một chiều sâu bằng D(đờng kính cọc) hoặc ít nhất là 1m Sau đó cũng lắp dựng một lồngthép có đầy đủ cốt dọc và cốt đai (với chiều dài tối thiểu là 2D) Cuốicùng là đổ bê tông một đoạn chân cọc với chiều dài ít nhất là 2D (nếulòng cọc không đổ bê tông lấp lòng)

Ví dụ về các thông số của cọc ống D=1000mm

Đối với cọc bê tông cốt thép 1000 mm thờng đúc nằm tại chỗ từng đốt dài

9 m, các thông số chủ yếu nh sau: Mác bê tông đúc cọc: R400 kg/cm2, cốtthép chủ: 32 Φ 22mm CT5, cốt đai xoắn Φ6mm bớc 50mm ở đoạn đầumỗi đốt, bớc 100 mm ở đoạn giữa mỗi đốt Mối nối giữa các đốt bằng 32

bu lông 22mm tại vị trí mặt bích Chiều dày thành cọc 120 mm Việcchế tạo cọc ống bê tông cốt thép Φ1000 mm cần chú ý đến việc chế tạomặt bích và bảo dỡng bê tông sau khi đúc

Độ chính xác của mặt bích quyết định độ chính xác và khả năng nốighép giữa các đoạn cọc ống Sau khi đúc cọc 4h có thể bảo dỡng cọcbằng hơi nớc nóng trong lòng cọc đối với việc đúc tại bãi ngoài hiện trờng

Các sai số cho phép khi chế tạo mặt bích nh sau:

• Đờng kính ngoài mặt bích: + 5 mm

• Đờng kính trong mặt bích: ± 0 mm

• Độ nghiên mặt bích so với đờng tim cọc: 0.2 %

Các sai số cho phép khi chế tạo cọc ống:

Bài 3 Thi công cọc ống đờng kính lớn

II Công nghệ hạ cọc bê tông cốt thép đờng kính lớn

1 Thiết bị và lựa chọn thiết bị

Hạ cọc ống bê tông cốt thép đờng kính lớn thờng sử dụng búa chấn độngkết hợp với việc lấy đất trong lòng cọc Để lấy đất trong lòng cọc có thể

sử dụng gầu ngoạm hoặc xói hút

Búa chấn động có bộ phận chính là quả lệch tâm Khi thi công, do búa

đợc gắn chặt vào đầu cọc, vì vậy khi cho búa hoạt động quả lệch tâmquay tạo ra một chuyển động dao động dọc trục, chuyển động nàytruyền dọc theo chân cọc làm phá vỡ kết cấu của đất xung quanh thâncọc và dới mũi cọc làm giảm ma sát, dới trọng lợng của búa và cọc, cọc sẽ đ-

ợc hạ đến chiều sâu thiết kế

Việc chọn búa để hạ cọc ống phải phù hợp với sức chịu tải của cọc Búa phùhợp có các thông số kỹ thuật thoả mãn các đẳng thức sau:

Q K

P nK

N

7.0

1.1505

.0

Ptt Sức chịu tải tính toán của cọc (T)

Q Trọng lợng toàn bộ hệ thống chấn động gồm: cọc, búa chấn

động, đầu cọc (T)

N d Công suất danh nghĩa động cơ điện của búa chấn động

(kW)

K Mômen của các tấm lệch tâm của búa chấn động (T.cm)

n Số vòng quay của các tấm lệch tâm trong một phút

λ Hệ số phụ thuộc vào tính chất của đất

Đối với việc hạ cọc ống đờng kính lớn cho các công trình cầu trong thờigian qua thờng sử dụng loại búa chấn động BП170 và BY16

2 Trình tự thi công

Cọc ống bê tông cốt thép đờng kính 1000 mm thi công bằng búa chấn

động kết hợp với xói hút đất trong lòng cọc đợc thực hiện qua các bớc sau:

1) Lắp dựng hệ thống sàn đạo, khung dẫn hớng phục vụ thi công.

2) Dùng cần nổi cẩu cọc ống (một đốt rời hoặc hai đốt đã liên kết vớinhau tuỳ thuộc vào khoảng cách từ cao độ đáy sông đến đỉnh sànthi công) và đặt vào ô dự kiện hạ cọc của khung dẫn hớng Cọc phải

đặt chính xác vào vị trí và đảm bảo độ chính xác theo phơngthẳng đứng Bằng trọng lợng bản thân cọc có thể cắm sâu vàotầng bùn phủ đến 2 m Kẹp cọc vào khung dẫn hớng trớc khi tháo móccẩu tránh cọc tiếp tục tụt xuống Cẩu nối đốt tiếp theo, tháo hệthống kẹp cọc với khung dẫn hớng, hạ móc cẩu, cọc có thể tụt xuốngbằng trọng lợng bản thân

3) Búa chấn động BП170 hoặc tơng đơng đợc lắp tổ hợp với chụp

đầu cọc trên sàn thi công, dùng cẩu nổi cẩu tổ hợp búa chấn độnglên đầu cọc, liên kết giữa búa chấn động và chụp đầu cọc cũng nhgiữa chụp đầu cọc và mặt bích đầu cọc phải dùng rông đen vênh

để chống lỏng Nối nguồn điện 380V/50 Hz qua tủ điều khiển vàobúa chấn động Đóng điện chờ búa chấn động hoạt động khoảng 1-

2 phút, dừng lại để xiết lại các bulông liên kết Việc hạ cọc đợc thựchiện theo từng chu kỳ từ 5 đến 10 phút, sau đó dừng lại để kiểmtra tình trạng các liên kết Khi mép đà giáo còn cách sàn thi côngkhoảng 0,5 m thì dừng lại, tháo búa chấn động đặt xuống sàn thicông để nối đoạn cọc tiếp theo

4) Tiếp tục hạ cọc cho đến khi tốc độ hạ cọc giảm xuống 2 ~ 5 cm/phútthì ngừng hạ coc, tháo búa chấn động ra, lắp máy hút bùn có gắnvòi xói (Máy xói hút kết hợp) để lấy đất trong lòng cọc Trong quátrình xói hút luôn đảm bảo lu lợng bơm vào lòng cọc lớn hơn lu lợngnớc hút ra Phải khống chế cao độ xói hút cao hơn cao độ chân cọc

từ 0.5 ữ 2 m tuỳ thuộc vào lớp đất cọc xuyên qua trừ trờng hợp lớp đất

đang hạ cọc là lớp sét dẻo cứng có thể xói hút đến chân cọc Sau đótiếp tục lắp búa chấn động hạ cọc

5) Để hạ đầu cọc xuống cao độ thiết kế sử dụng đoạn cọc dẫn bằngthép

6) Làm vệ sinh trong lòng cọc, đặt lồng cốt thép (nếu có) đổ bê tông

1 Làm sạch lòng cọc để lộ chớng ngại vật hoặc vỉa đá

2 Đổ bê tông bịt đáy che phủ.

3 Dùng khoan khoan phá chớng ngại vật

4 Tiếp tục hạ cọc

Bài 4: Cấu tạo cọc khoan nhồi

I cấu tạo cọc khoan nhồi đờng kính lớn

Một số tiêu chuẩn của Bộ GTVT và Bộ Xây Dựng dùng cho thiết kế, thicông và nghiệm thu cọc khoan nhồi:

(1) Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông 22TCN 272-05.(2) Tiêu chuẩn XDVN 326-2004: Cọc khoan nhồi, thi công vànghiệm thu

(3) Tiêu chuẩn TCXD 206-1998: Cọc khoan nhồi – Thi công vànghiệm thu

(4) Tiêu chuẩn 22TCN 257-2000: Tiêu chuẩn thi công và nghiệmthu cọc khoan nhồi

(5) Tiêu chuẩn 22TCN 272-05: Tiêu chuẩn thiết kế cầu

1 Thông số của cọc

Các cọc bê tông đúc tại chỗ có thể có mặt cắt đều đặn hoặc có thể códạng thon trên một đoạn bất kỳ nếu đúc trong các vỏ ống thép hoặc có

mở rộng ở chân nếu đúc trong các lỗ hoặc giếng khoan

 Diện tích chân cọc nhỏ nhất phải là 64 500 mm2 Diện tíchmặt cắt ngang ở mũi cọc ít nhất phải là 32300 mm2 Với các

đoạn kéo dài phía trên chân cọc, kích thớc nhỏ nhất phải lấytheo quy định đối với cọc đúc sẵn trong Điều 5.13.4.3

 Đờng kính cọc khoan thờng D=800 ~ 2500mm (có thể lên tới

3000 ~ 4000 mm) và tối thiểu không đợc nhỏ hơn 750mm Nếutrụ dạng thân cột thì đờng kính của cột trụ ít nhất phải bằng

đờng kính cọc khoan Bê tông chế tạo cọc tối thiểu phải có mác

mới tính tới thành phần sức chống mũi cọc, còn nếu không chỉtính phần ma sát thành bên khi xác định sức chịu tải của cọc

 Trong đất sét cứng có thể sử dụng cọc mở rộng chân để tăngdiện tích mũi cọc để giảm áp lực chống mũi hay để tăng sứckháng nhổ

Với các cọc ngàm vào đá yêu cầu có các ống vách xuyên qua cáclớp đất bên trên, các hồ sơ thi công phải chỉ rõ rằng đờng kínhhốc đá khoan ít nhất phải nhỏ hơn đờng kính trong của vách là

150 mm Với các cọc ngàm vào đá không cần có các ống vách quacác lớp đất bên trên, đờng kính hốc khoan có thể bằng đờngkính thân cọc qua lớp đất Việc thiết kế phải dựa vào đờngkính hốc đá cụ thể

Trong đất dính cứng, có thể dùng đáy mở rộng, loe hình chuônghoặc doa ở mũi cọc để tăng thêm diện tích tựa nhằm giảm áplực đầu cọc đơn vị hoặc để tạo thêm sức kháng chống tảitrọng kéo lên

Khi đáy của hố khoan đợc dọn sạch và kiểm tra trớc khi đổ bêtông, toàn bộ diện tích đáy có thể coi là hữu hiệu trong việctruyền tải

Trong thực tế, phải xét tới việc chôn cọc tới độ sâu lớn hơn đểtránh các khó khăn và chi phí cho việc đào mở rộng đáy

 Tránh dùng cọc nghiêng Khi cần tăng sức kháng đỡ theo phơngngang thì nên tăng đờng kính cọc hay số lợng cọc

 Giá thành của cọc khoan nhồi dựa trên hai yếu tố: đờng kính cọc

và chiều sâu lỗ khoan

2 Bê tông cho cọc khoan nhồi

Bê tông cọc khoan nhồi đợc đổ trực tiếp tại hiện trờng theo phơng pháp

đổ bê tông trong nớc, do đó các yêu cầu về chất lợng của bê tông phải

đặc biệt quan tâm

Về cấp phối bê tông: Xi măng, cát, đá, nớc trớc khi đa vào sản xuất bê tông

phải đợc kiểm tra về chất lợng theo các quy định hiện hành: Đá sử dụngkích cỡ 5~20 mm cờng độ 600- 800kg/cm2 Cát có mô-đun =2.4~2.8 vàdùng xi măng porland Nớc không có tạp chất và muối theo đúng quy địnhcủa quy trình chế tạo bê tông hiện hành Phụ Gia có thể dùng loại kéo dàithời gian sơ ninh và duy trì độ lu động

Nếu bê tông đợc đổ dới nớc thì phải đạt yêu cầu kỹ thuật về bê tông dớinớc Phải thiết kế cấp phối đúng quy trình quy phạm hiện hành và bảo

đảm các yêu cầu của vữa bê tông khi đổ bê tông dới nớc, nh: Độ sụt:16~18 cm; Cờng độ bê tông dới nớc: theo yêu cầu của thiết kế; Thời gianduy trì độ lu động > 40 phút, trong thời gian này độ sụt không dới 15cm.

Cũng nh việc thiết kế cấp phối bê tông khác, phải đúc mẫu và ép thử ờng độ trớc khi cấp bê tông Kết quả thí nghiệm tỷ lệ phối trộn phải đợcduyệt mới đa ra sử dụng Việc thiết kế cấp phối bê tông phải đảm bảo c-ờng độ bê tông, độ sụt (độ linh động) trớc khi đổ, thời gian sơ ninh của

c-bê tông cũng nh thời gian duy trì độ sụt Cấp phối c-bê tông phải nhuyễn

để việc đổ bê tông đợc thuận tiện, tránh gây tắc ống dẫn trong khi

đổ Để đảm bảo các yêu cầu của bê tông đổ cọc khoan nhồi cần phải sửdụng phụ gia siêu dẻo có độ tin cậy cao Các yêu cầu về thiết kế cấp phối

bê tông ví dụ nh:

• Cờng độ đến 28 ngày: Theo yêu cầu thiết kế

• Thời gian ninh kết : 4 giờ

Cốt thép của cọc khoan nhồi thờng đợc chế tạo sẵn thành từng lồng cốtthép tại hiện trờng với chiều dài từ 8~12m (thờng bằng chiều dài của mộtthanh thép là 12m) Đờng kính trong lồng cốt thép phải lớn hơn đờngkính ngoài vị trí mối nối của ống đổ bê tông ≥ 100 mm, sai số cho phépcủa lớp bê tông bảo vệ cốt thép chủ ± 20 mm

(1) Cốt thép chủ

- Thờng có đờng kính từ 25 ~ 32mm (có thể còn lớn hơn, Vd cầuKiền-Hải Phòng D=40), loại có gờ Số thanh do tính toán quyết định.Cốt thép dọc đợc bố trí trên suốt chiều dài của cọc hay có thể chỉmột phần phía trên của cọc Số lợng thanh cốt dọc có thể thay đổi, ởphần cọc phía trên gần mặt đất thờng số lợng thanh gần gấp đôi

đoạn cọc phía dới

- Cự ly giữa mép cốt thép chủ phải lớn hơn 3 lần đờng kính hạt cốtliệu thô của bê tông

(2) Cốt thép đai

- Dùng cốt đai rời hoặc đai xoắn có đờng kính từ 8 ~ 20 mm

- Bớc cốt đai từ 100~200 mm, bớc cốt đai thờng bố trí đều nhauhoặc thay đổi (nhng thờng là bố trí đều) ở phần hai lồng cốt thépnối với nhau thì bớc cốt đai dày hơn từ 50~ 75mm

- Ngoài ra trên suốt chiều dài của lồng cốt thép có thể còn sử dụng cốthép đai cứng có đờng kính từ 16~25mm đợc bố trí phía trong cốtthép chủ với khoảng cách đều từ 1~2m

đứng thì cứ cách 2m lại bố trí một tầng đai này Chiều dày uốn của

đai thép bằng chiều dày lớp bê tông bảo vệ Đai thép làm bằng thépbản có chiều dày 7~10mm

- Dùng vật liệu nhựa tổng hợp làm con kê

Cốt đai Cốt thép chủ

1 Cao độ

* Cao độ mặt trên: tuỳ thuộc vào yêu cầu và mức độ của công trình mà

cao độ đỉnh bệ có thể thấp hơn MNTN hay có thể cao hơn (ví dụ khisông có tàu bè tải trọng lớn đi qua thì để tránh va chạm của tàu bè vàothân trụ nguy hiểm thì có thể để bệ nổi trên mặt nớc)

* Cao độ mặt dới: tuỳ thuộc vào cao độ mặt trên, điều kiện địa chất

-địa chất thuỷ văn khu vực công trình

H×nh 91 - CÊu t¹o cäc khoan nhåi mãng cÇu KiÒn (H¶i Phßng)

2 Sơ đồ bố trí cọc và kích thớc bệ cọc

Cách bố trí cọc quyết định

đến kích thớc bệ cọc (theo

22TCN 272-05):

- Khoảng cách tối thiểu

giữa tim hai hàng cọc

Cọc đờng kính lớn thì thờng bố trí đối xứng trên mặt bằng móng, còntrên mặt đứng do thi công nghiêng là rất khó nên cọc thờng đợc bố tríthẳng đứng

Chiều dầy bệ cọc thờng từ 3~5m và cũng phải đảm bảo các yêu cầu:

- Đủ chiều dầy liên kết cọc vào bệ (ít nhất > D hay > 1.2m theo22TCN 18-79)

- Chịu đợc mômen uốn

- Chống chọc thủng bệ cọc

3 Vật liệu bệ cọc

* Bê tông: M300~M400

* Cốt thép: đợc bố trí theo tính toán mômen bệ cọc, đờng kính

D=20~40mm Thờng chủ yếu là lới cốt thép đợc bố trí chịu lực ở phíadới đáy bệ Tuy nhiên để liên kết cọc vào bệ và cốt thép thân trụ đợcngàm vào bệ tốt hơn thì lới cốt thép đỉnh bệ thờng cũng có cấu tạorất lớn

Bài 5: Thi công cọc khoan nhồi

I Khái quát chung về thi công cọc khoan nhồi

Việc lựa chọn phơng án móng cọc khoan nhồi là dựa trên cơ sở so sánhnhiều yếu tố, dựa trên u khuyết điểm của từng phơng án về các mặtkinh tế kỹ thuật, bao gồm các yếu tố chính nh sau:

- Đặc điểm của công trình

- Điều kiện cụ thể của đất nền

- Độ lớn của các loại tải trọng

- Những yêu cầu về môi trờng nh tiếng ồn và rung động trong quátrình xây dựng

- ảnh hởng đối với các công trình xây dựng lân cận và các côngtrình ngầm

- Khả năng thi công hiện có của các nhà thầu

- Khả năng tài chính của chủ dự án và thời gian đa dự án vào sửdụng

Các bớc trong thi công cọc khoan nhồi : 1 Khoan tạo lỗ; 2 Gia công và hạ

lồng cốt thép; 3 Đổ bê tông cọc và hoàn thiện

II Công nghệ khoan tạo lỗ

1 Lựa chọn công nghệ khoan tạo lỗ

Việc lựa chọn công nghệ cọc khoan nhồi chính là việc lựa chọn côngnghệ khoan tạo lỗ Các loại hình công nghệ khoan tạo lỗ đợc trình bày ởBảng 3.2 (Phân loại công nghệ khoan tạo lỗ) Việc lựa chọn loại hình côngnghệ khoan tạo lỗ phụ thuộc vào các tiêu chí sau:

thi công trên cạn hay thi công dới nớc Nếu là thi công dới nớc thì thicông trên sàn cứng hay đắp đảo hoặc thi công trên hệ nổi… Nếu

là thi công trên cạn cần phải xét đến mặt bằng khu vực thi công,

hệ thống cấp thoát nớc, đờng thi công… Tĩnh không phạm vi thicông cũng nh các công trình xây dựng liền kề cũng hết sức quantrọng

qua, cao độ mực nớc ngầm, hiện tợng cát chảy

• Năng lực của máy móc thiết bị: Phạm vi thích dụng của các loại

hình công nghệ khoan tạo lỗ đợc trình bày ở Hình 93 (Phạm vithích dụng của các loại hình công nghệ khoan tạo lỗ)

Đối với các công trình lớn để đảm bảo tiến độ thi công có thể sử dụngnhiều loại hình công nghệ để phát huy thế mạnh của mỗi loại Ví dụ nhcác trụ dới sông cầu Đuống sử dụng máy khoan vách xoay kẹp lắc, còn cáctrụ trên cạn sử dụng máy khoan gầu xoay

Hình 93 - Phân loại công nghệ khoan tạo lỗ

2 Các loại hình công nghệ khoan tạo lỗ

(1) Khoan tạo lỗ bằng máy khoan guồng xoắn

Đầu khoan guồng xoắn đợc lắp trên các giá cơ bản (giá búa đóng cọc).Cũng nh các công nghệ khoan tạo lỗ không sử dụng vách xoay, việc giữ

ổn định thành vách bằng dung dịch Bentonite hoặc dung dịch SuperMud Đờng kính guồng xoắn thờng là 300mm, 450mm, 600mm và800mm Lõi đất khoan đợc đa lên qua guồng xoắn Tuy nhiên, với một số

đất sét dẻo cần dùng thủ công để lấy đất ra khỏi guồng khoan Việc tạo

Máy khoan gầu xoay

Khoan theo nguyên lý tuần

hoàn ng ợc

lỗ bằng máy khoan guồng xoắn thờng đợc áp dụng cho các cọc khoan ờng kính từ 300 mm đến 800 mm, chiều sâu khoan nhỏ hơn 35 m quacác tầng cát sét, cuội sỏi, đặc biệt là qua các tầng cuội sỏi kẹp.

đ-Bảng 48 - Phạm vi thích dụng của các loại hình công nghệ khoan tạo lỗ

Điều kiện địa chất thuỷ

Khoan guồng xoắn

Đất yếu ở giữa hoặc đáy

(2) Khoan tạo lỗ bằng máy khoan gầu xoay

Khác với máy khoan guồng xoắn, khoan tạo lỗ bằng máy khoan gầu xoay cóthể khoan đợc cọc đờng kính lớn hơn, sâu hơn trong các tầng cát, á sét,

sét, sỏi sạn và cuội sỏi Tốc độ khoan theo phơng pháp này nhanh hơn sovới tất cả các phơng pháp khác, tốc độ khoan có thể đạt tới 10 ữ 15 m/h.Khoan tạo lỗ bằng máy khoan gầu xoay thờng áp dụng cho cọc khoan đ-ờng kính từ 800 mm đến 2000 mm, chiều sâu cọc khoan đến 68 mtrong các tầng đất có giá trị xuyên tiêu chuẩn N ≤ 50.

(3) Khoan tạo lỗ bằng máy khoan theo nguyên lý tuần hoàn ngợc

Việc khoan tạo lỗ bằng máy khoan tuần hoàn ngợc áp dụng cho các móngcủa trụ cầu dới sông, không thể thi công đắp đảo hay thi công trên hệnổi mà chỉ có thể thi công trên sàn cứng Phơng pháp này có thể khoanqua các tầng đá phong hoá để đặt móng vào tầng đá gốc cho cọc có

đờng kính từ 800 mm đến 4000 mm, chiều sâu tới 100m

Đối với công trình mặt bằng thi công chật hẹp, tĩnh không thấp nh gầmcầu (công trình nâng cấp), mống máy trong nhà xởng có thể áp dụngviệc khoan tạo lỗ bằng máy khoan tuần hoàn ngợc kiểu TBH Trong các tr-ờng hợp này có thể khoan cọc có đờng kính từ 600 ữ 1500 mm, chiều sâutới 50 m

(4) Khoan tạo lỗ bằng máy khoan vách xoay

So với phơng pháp khoan tạo lỗ giữ thành vách bằng dung dịch, việckhoan tạo lỗ bằng máy khoan vách xoay có những u điểm sau:

• Không bị ô nhiểm môi trờng bởi đất thải và bùn tạo ra do dung dịchkhoan

• Có thể khoan qua các chớng ngại vật nh đá mồ côi, nền móng bêtông, cọc thép và các tầng đá gốc nghiêng và khoan qua lớp đấtyếu, cát chảy

• Độ chính xác theo phơng thẳng đứng rất cao, bê tông đợc đổ vàotrong lòng ống vách do vậy, độ tin cậy cao hơn nhiều so với các ph-

ơng pháp khác

Do những u điểm trên, khoan tạo lỗ bằng máy khoan vách xoay thờng đợc

sử dụng cho các công trình đòi hỏi độ chính xác theo phơng thẳng

đứng lớn, độ tin cậy cao, các công trình có nhiều chớng ngại ngầm, qualớp cát chảy, nơi có cao độ mực nớc ngầm cao

3 Một số thiết bị khoan tạo lỗ

a) Máy khoan xoay lắc hạ ống vách

Dùng thiết bị vừa xoay ống vách có chân cắt vừa ấn ống vách tiến sâuvào trong đất, đảm bảo thành vách không bị sụt lở trong quá trìnhtrình tạo lỗ Việc tạo lỗ đợc thựa hiện bằng gầu ngoạm Một số máy khoanloại này đợc sử dụng ở Việt nam nh: LEFFER-VRM 1500/800 HD của CHLB

Đức, BAURER BV 1500-2000 HDR

Nguyên lý hoạt động của máy khoan LEFFER: ống vách với các chân cắtphía dới đợc kẹp chặt và xoay dao động bởi xy lanh thuỷ lực với mômenxoắn từ 1660~8350kN.m, lực ép từ 1530~7250kN Nhờ đó, các ống vách(đợc nối với nhau bởi các khớp nối đặc biệt) sẽ khoan dần đến độ sâucần thiết, đố sâu tối đa 75m Đồng thời với quá trình khoan của ốngvách, đất đá đợc lấy ra khỏi lỗ khoan nhờ một gầu ngoạm rơi đặc biệt.Khi gặp đá cứng với cờng độ > 450kG/cm2, có thể dùng búa rơi để phá vỡ

đá trớc khi dùng gầu ngoạm đa ra ngoài

b) Máy khoan xoay

Hiện nay có rất nhiều loại thiết bị khoan xoay với các tính năng kỹ thuậtkhác nhau và ngày càng đợc cải tiến để đáp ứng mọi yêu cầu thi côngthuận lợi Máy khoan xoay thờng là loại máy khoan lỡi xoắn ốc (Auger), máykhoan gầu xoay…

(1) Máy khoan xoắn ốc: ở Việt Nam đã sử dụng máy SANWA D-60KP-SE

và D80KP Đây là loại máy khoan không gây chấn động, không gây

ồn, vì vậy giải quyết đợc việc thi công móng cọc trong các vùng dân

c, khu đô thị

(2) Máy khoan gầu xoay: các loại máy khoan ED4000 và ED5500 do hãng

Nippon Sharyo do Nhật Bản chế tạo Máy đợc dùng để khoan tạo lỗ với

đờng kính D=1500mm cho tất cả các loại đất, D=1700mm cho đấtsét hoặc bùn phù sa Nếu dùng mũi doa có thể mở rộng đờng kính tới2000mm Chiều sâu khoan có thể đạt tới 43m (ED5500 đạt tới 58m).Chiều dài cần cẩu 18m (23m) Gầu khoan có nắp mở đáy, vừa có chứcnăng cắt đất, vừa có chức năng chứa đất để lấy phoi đất ra khỏi lỗkhoan Gầu khoan có hai tốc độ: tốc độ cao 28vòng/phút và tốc độchậm 14vòng/phút Sau khi khoan đến cao độ thiết kế, gầu khoan đ-

ợc thay thế bằng loại gầu đặc biệt để dọn sạch đáy lỗ khoan

Một số loại máy khoan gầu xoay khác nh: RT3-Soilmex của Italia, máykhoan Ruston Bucyrus do hãng ISHIKO của nhật Bản chế tạo

(3) Máy khoan theo nguyên lý tuần hoàn thuận, ngợc: là loại máy

khoan đa đất đá phoi khoan ra bên ngoài nhờ dòng dung dịch khoancủa máy bơm hút hoặc máy bơm đẩy trong quá trình mũi khoan làmviệc Căn cứ vào điều kiện địa chất, vào chiều sâu khoan và đờngkính của cọc thiết kế để chọn loại lỡi dao khoan thích hợp, cũng nh ph-

ơng pháp tuần hoàn dung dịch khoan

Với đờng kính cọc khoan nhỏ hoặc có địa tầng dễ bị sập vách có thểtuần hoàn dung dịch thuận, trờng hợp này dung dịch khoan đợc bơmtheo ống trong cần khoan xuống đáy lỗ khoan và đợc hút bằng bơm ởmặt dung dịch trong lỗ khoan.

Đối với cọc khoan có đờng kính lớn, phơng pháp tuần hoàn thuận kémhiệu quả vì vận tốc dung dịch đi lên trong hố khoan nhỏ, không đủsức đa phoi khoan ra ngoài, vì vậy phải chọn phơng pháp tuần hoànngợc Phơng pháp tuần hoàn ngợc sử dụng bơm hút có lu lợng lớn để hútdung dịch từ đáy lỗ khoan theo ống đặt trong cần khoan Vì đờngkính ống này không lớn nên vận tốc dòng chảy trong ống cao đủ sứccuốn các phoi khoan đa ra ngoài (với chiều sâu hút <60m) Cũng cóthể sử dụng hơi ép để hút dung dịch dọc theo ống cần khoan theophơng pháp hút bùn không khí, phơng pháp này chiều sâu hố khoancàng lớn càng tốt

Loại máy khoan tuần hoàn ngợc có thể sử dụng cho mọi loại địa tầng vớicác mũi khoan khác nhau: mũi khoan cánh cho đất rời, đất sỏi sạn, mũikhoan bánh răng cho đất cứng, đá (các răng khoan thờng bằng théphợp kim cứng hoặc gắn kim cơng)

Một số loại máy khoan tuần hoàn ngợc nh: TRC 15 của Nhật; QJ-250-1

do Trung Quốc sản xuất; máy khoan KP3500 là loại thiết bị thuỷ

lực-điện và thuỷ lực dễ điều khiển và vận hành an toàn, tin cậy Thiết bịnày có thể dùng cho cả tuần hoàn thuận và ngợc

c Các máy khoan đập

Loại máy khoan để tạo các lỗ khoan trong các địa tầng đất cứng và

đá Phơng pháp này dùng đầu búa nặng, có hình dạng khác nhau, đợcnâng cao bằng tời và cho rơi tự do để phá và băm vụn đất đá đáy lỗkhoan Mùn khoan đợc lấy ra nhờ một tời treo một gầu đặc biệt (loạigầu lấy bùn này phải thích hợp với đờng kính búa đập)

4 ổn định vách hố trong trờng hợp khoan không có ống vách

Các vỏ thép dùng cho các cọc đúc tại chỗ phải có đủ độ dày và cờng độ

để duy trì hình dạng cọc và để chứng tỏ là không có các cong vênhnghiêm trọng trong khi đóng hoặc sau khi vỏ thép của cọc kề bên đợc

đóng xong và lõi đóng, nếu có, đợc kéo lên

a) ống vách tạm

Đối với phơng pháp khoan tạo lỗ không sử dụng vách khoan, việc đặt váchtạm là hết sức cần thiết Vách tạm có các chức năng cơ bản sau:

a ổn định lớp đất mặt: Khi thi công các trụ dới sông phải đặt vách

tạm từ mặt sàn thi công qua cao độ xỏi lở ở đáy sông đến cao độcần thiết Khi thi công trên cạn, máy móc thiết bị di chuyển xung

quanh vị trí khoan cọc, hơn nữa lớp đất trên cùng thờng là lớp đấtmợn, do vậy, việc đặt vách tạm ở đoạn trên là cần thiết.

b Nâng cao cột nớc áp lực để ổn định vách hố.

c Đỉnh vách tạm là chỗ để treo lồng cốt thép, để sàn giữ ống đổ bê tông phục vụ cho công tác đổ bê tông sau này.

d Dẫn hớng cho cần khoan trong quá trình đi lên đi xuống không va vào vách hố khoan.

(*) Tính chiều dài ống vách tạm

Chiều dài ống vách đóng xuống đợc tính theo công thức sau (hình 94)

1).(

2 2 1

1

e

e L

L e

e L

H

+

+

∆+

′

−+

* Đối với việc khoan cọc bằng máy khoan

guồng xoắn, sau khi khoan đủ chiều

sâu đặt vách sử dụng hệ thống thuỷ

lực gắn kèm giá cơ bản ép vách xuống

* Đối với việc khoan bằng máy khoan gầu

xoay, trong khi khoan chiều sâu đặt

vách, gầu khoan đợc mở rộng bằng điều

chỉnh vị trí dao cạnh, khi khoan đủ

chiều sâu dùng cẩu đặt vách vào vị trí,

điều chỉnh độ thẳng đứng của ống

vách, nhấc ống vách lên và thả tời cho

ống vách rơi tự do, vách sẽ xuống 3 ữ 5 m

Dùng gầu máy xúc điều chỉnh độ

thẳng đứng của ống vách và lặp lại việc

thả rơi vách Có thể dụng cần khoan ép

• Khi bắt đầu đổ bê tông đến phần ống vách thì tốc độ đổ bêtông phải phù hợp với tốc độ rút ống vách, tránh để ống vách ngậpquá sâu vào trong bê tông làm cho ma sát giữa bê tông và ống váchquá lớn và việc rút ống vách sẽ gặp khó khăn

• Muốn rút ống vách phải sử dụng thiết bị nhổ phù hợp

• Khi bê tông đổ đến ống vách, ngời ta tiến hành xoay nhúc nhắcống vách trong phạm vi góc xoay đến 50 (không quay với góc quá lớnvì có thể gây vặn xoắn lồng cốt thép làm lồng cốt thép bị biếndạng)

• Trong quá trình đổ bê tông thỉnh thoảng phải nhấc thử ống váchlên một ít (khoảng 10 ~ 15 cm) xem ống vách có rút đợc không Nếukhông thấy rút đợc thì ngay lập tức phải tìm ra nguyên nhân vàkhắc phục, tránh để sau này càng khó rút ống vách

b) Vữa sét bentonite để ổn định vách hố khoan

Thành vách đợc giữ ổn định trong quá trình thi công bằng áp lực cột nớc,dung dịch vữa sét bentonite hoặc dung dịch Super Mud Việc giữ ổn

định thành vách bằng cột nớc phù hợp với công nghệ khoan tạo lỗ theonguyên lý tuần hoàn ngợc, trong điều kiện có thể nối cao vách tạm Vìvách tạm đặt cao ảnh hởng đến các thao tác thi công khác nên ít khi đợc

áp dụng

Sét bentonite đợc đóng thành từng bao và đợc hoà trộn thành dung dịchtại hiện trờng Dung dịch vữa sét đợc chứa trong các thùng sắt lớn đểbơm xuống hố khoan trong qúa trình khoan; đợc thu hồi, tách cát và sửdụng lại sau khi đã bổ sung dung dịch mới để đảm bảo độ nhớt Dungdịch bentonite đợc sử dụng cho hầu hết các dự án Dung dịch bentonite

có các tác dụng cơ bản sau:

- Tạo áp lực ổn định vách hố

- Thấm vào đất xung quanh vách hố khoan tạo thành lớp áo vữa sét ởxung quanh thành lỗ khoan làm tăng cờng liên kết của đất xungquanh hố khoan và làm tăng tính ổn định của vách hố

- Cản trở sự lắng đọng của mùn khoan, do đó, tạo điều kiện choviệc khoan đợc nhanh hơn

Chỉ tiêu ban đầu của vữa sét đợc xác định qua bảng sau:

Bảng 49 - Chỉ tiêu ban đầu của dung dịch Bentonite

1 Khối lợng riêng 1.05 ~ 1.15 Tỷ trọng kế dung dịch sét hoặcBomkế

6 Độ dày của áo sét 1-3mm/30 phút

7 Lực cắt tĩnh

1 phút: 20 – 30 mg/cm 2

2 phút: 50 – 100 mg/cm 2

Lực kế cắt tĩnh

8 Tính ổn định < 0.03 g/cm 3

Bảng 50 - Chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch Bentonite

Trớc khi đổ bê tông, khối lợng riêng của dung dịch trong khoảng 0.5m kể

từ đáy lỗ khoan phải nhỏ hơn 1.25; hàm lợng cát ≤ 8%, độ nhớt ≤ 25s cóthể đẩy lên trong quá trình đổ bê tông

II Gia công và hạ lồng cốt thép

1 Gia công lồng cốt thép

Lồng cốt thép đợc gia công thành từng đoạn tại hiện trờng, chiều dài mỗi

đoạn thờng bằng chiều dài một thanh thép (12m) và cũng còn tuỳ thuộcvào năng lực thiết bị cẩu Nói chung chiều dài lồng cốt thép thờng 8 ~ 12m

Lồng cốt thép, ngoài việc phải phù hợp với yêu cầu thiết kế nh quy cách cốtthép, chủng loại và phẩm chất que hàn, quy cách mối hàn, chiều dài đờnghàn… Ngoài ra còn phải đảm bảo sai số cho phép khi chế tạo lồng cốtthép nh sau:

2 Hạ lồng cốt thép

Dùng cẩu, cẩu lồng cốt thép vào lỗ khoan Khi hạ lồng cốt thép xuống hốkhoan phải xác định tâm của lồng cốt thép sao cho trùng với tâm của lỗkhoan, đồng thời phải hạ nhẹ nhàng, tránh va quệt vào vách hố khoanlàm cho vách hố bị sập cục bộ hoặc sập vách

Khi hạ đến gần miệng hố khoan thì treo lồng thứ nhất bằng hệ thốngkhung đỡ bằng thép hình hoặc treo trên đỉnh ống vách tạm (nếu có thể

đợc nhng phải rất cẩn thận khi dùng cách này) rồi tiến hành cẩu lồng tiếptheo vào hố Các lồng cốt thép sẽ đợc hàn (hoặc buộc) với nhau tại đỉnh

hố khoan cho đủ chiều dài cần thiết Lồng cốt thép cần treo cách đáy lỗkhoan ≥ 20 cm

Để tránh hiện tợng trong khi đổ bê tông, do trọng lợng bản thân của bêtông kéo lồng cốt thép xuống, cao độ đỉnh lồng cốt thép có thể thấphơn cao độ yêu cầu, do đó trớc khi đổ bê tông cần kéo cao lồng cốtthép lên từ 20~40 cm so với cao độ dự kiến, để sau này dới trọng lợng bêtông đỉnh lồng cốt thép tụt xuống là vừa

Trong quá trình đổ bê tông luôn để cốt thép ở trạng thái treo, tránh tìnhtrạng chống lồng cốt thép xuống hố khoan làm lồng cốt thép bị biến dạnghoặc bị tuột mối nối làm tụt lồng cốt thép xuống và cọc sẽ có đoạn không

có cốt thép

III Đổ bê tông thân cọc

1.Trạm bê tông : Bê tông dùng cho cọc nhồi đợc trộn bằng trạm trộn tại

công trờng hoặc sử dụng bê tông thơng phẩm Công suất thực tế củatrạm phải đáp ứng đủ yêu cầu cung cấp bê tông Thời gian đổ bê tôngphải đảm bảo khi xe bê tông cuối cùng đổ vào thì xe bê tông đầutiên cha ninh kết Thời gian sơ ninh của bê tông thờng là 4 giờ Nếucông suất của một trạm không đáp ứng, có thể sử dụng hai trạm kếthợp Phải căn cứ vào khối lợng cần đổ để tính ra năng xuất máy trộnyêu cầu để chọn máy Nên bố trí máy trộn càng gần cọc càng tốt đểgiảm thời gian vận chuyển

2 Chế tạo bê tông tơi :

- Hệ thống cân đong của trạm trộn phải đợc kiểm tra và điềuchỉnh chính xác nhằm cân đong cốt liệu đảm bảo yêu cầu củaquy trình hiện hành

- Thời gian trộn đảm bảo theo tính năng máy trộn

- Phải có cán bộ thí nghiệm đặc trách việc theo dõi công tác trộn

bê tông và thí nghiệm độ sụt của từng mẻ trộn và ghi sổ theo dõi

đầy đủ

- Việc thiết kế cấp phối bê tông phải đảm bảo cờng độ bê tông,

độ sụt (độ linh động) trớc khi đổ, thời gian sơ ninh của bê tôngcũng nh thời gian duy trì độ sụt (Độ sụt: 17.5 ± 2.5cm)

3 Vận chuyển bê tông : đợc thực hiện bằng xe MIX, số lợng xe phải

đủ để quay vòng (khi xe cuối cùng đổ thì xe đầu tiên đã có mặt tạicông trờng) Tuy nhiên trạm trộn dự phòng và xe vận chuyển dự phònghết sức cần thiết

Các phơng tiện vận chuyển bê tông phải bảo đảm không chảy mấtvữa xi măng Nếu trạm trộn ở xa nên vận chuyển bê tông bằng xe trộn

tự hành Thời gian từ khi trộn xong đến khi đổ vào cọc không đợcquá 30 phút, và phải đảm bảo độ sụt > 15 cm tại vị trí đổ bê tông

Bê tông tơi tốt nhất đợc vận chuyển bằng xe trộn tự hành Xe trộn cấp

bê tông tơi trực tiếp ống dẫn, hoặc cho máy bơm bê tông Máy bơmcung cấp bê tông cho các ống dẫn

4 Chuẩn bị ống dẫn đổ bê tông

1 Chọn loại ống dẫn: Đờng kính ống dẫn thờng dùng cho cọc khoan

D= 1~1.5 m là d=10" = 254 mm

2 Chuẩn bị ống dẫn: ống dẫn phải làm sạch mặt trong ống, ống

không đợc méo mó và chỗ nối phải kín nớc ống thờng gồm các

đốt 3m, 2m, 1m tuỳ theo chiều dài ống mà tổ hợp, chiều dàiống căn cứ vào cao độ đáy hố khoan và cao độ sàn kẹp cổ ống

để tính toán Thông thờng đoạn ống cuối cùng (đoạn mũi) bốtrí đoạn ống đặc biệt 1m, các đoạn ống phía trên thờng là ống

3 m Đoạn trên cùng tiếp giáp với phễu đổ có thể lắp 1 đốt 2mhoặc 1m

3 Lắp đặt các ống dẫn vào lòng cọc gồm các nh sau:

- Đánh dấu chiều cao ống

- Lắp đặt hệ dầm kê kẹp cổ trên sàn cứng hoặc mặt ốngvách Dùng cẩu lắp từng đoạn ống dẫn vào lỗ cọc khoantheo tổ hợp tính toán Các đốt ống lắp với nhau bằng ren,

sử dụng cờ lê xích xiết chặt hết vòng ren

- Toàn bộ hệ thống ống dẫn đợc treo bằng kẹp cổ trên sànkẹp đảm bảo ống thẳng đứng

- ống đợc rút lên hạ xuống bằng cần cẩu

- Sau khi tổ hợp xong, dùng cẩu nhấc ống cao trên đáy hốmóng 2 m, định vị đúng tâm hố, đảm bảo ống khôngchạm vào lồng thép và cố định dầm kẹp cổ để dẫn hớngống khi kéo lên hạ xuống

Tuỳ thuộc vào điều kiện mặt bằng thi công có thể dùng xe rót thẳngvào hố khoan hoặc dùng xe bơm bê tông vào cọc Trong quá trình đổ

bê tông phải thờng xuyên để ống dẫn bê tông ngập sâu trong bê tông2m, nhng không nên để ngập quá 7m vì nếu không do dính bám của

bê tông có khả năng sau này không rút đợc ống dẫn Thờng xuyên kiểmtra cao độ bê tông bằng cắt bớt chiều dài ống dẫn đổ bê tông.

5 Đúc mẫu bê tông: phải đúc mẫu và ép thử cờng độ trớc khi cấp bê

tông Ngoài ra, phải thí nghiệm độ sụt, thời gian duy trì độ sụt cũng nhthời gian sơ ninh của bê tông Trớc khi đổ bê tông vào cọc nhất thiết phảikiểm tra độ sụt của mỗi xe và đúc mẫu Mỗi cọc thờng đúc 3 tổ mẫu,mỗi tổ gồm 3 mẫu Việc lấy mẫu phải đảm bảo tính đại diện cho khối l-ợng bê tông đúc cọc

6 Dọn lại đáy hố khoan: Ngay trớc khi đổ bê tông dùng ngay ống dẫn bê

tông đã lắp trong lòng cọc, đầu ốngdẫn cha lắp phễu đổ, lắp một ốngcong nối chế tạo sẵn vào đầu trên ống dẫn, ống cong này nối với ống hútcủa máy bơm hút để hút vữa sét dọn đáy lại

Khống chế thời gian từ khi dọn đáy lại đến lúc bắt dầu đổ bê tôngkhông vợt quá 1 giờ Ngay trớc lúc đổ bê tông cần có một dụng cụ có nắp

để lấy dung dịch khoan ngay dới đáy hố khoan để thí nghiệm dungtrọng và hàm lợng cát đánh giá độ sạch của hố móng

3 Máy bơm bê tông rót dần bê tông vào phễu, tránh bê tông róttrực tiếp lên cầu làm lật cầu Chú ý vữa xi măng cát bôi trơn máybơm bê tông cấm không đợc đổ vào cọc Khi bê tông đầyphễu, thả sợi dây thép giữ cầu, hoặc chặt giây thừng, để bêtông ép cầu xuống Bê tông đợc cấp liên tục vào phễu

4 Đổ bê tông với tốc độ chậm, để giữ cho bê tông khỏi phân tầng

và khỏi làm dịch chuyển vị trí cốt thép Tốc độ đó khoảng6m/h

5 Trong quá trình đổ bê tông phải giữ đầu ống luôn ngập trong

5 Tốc độ rút hạ ống cũng không đợc quá lớn có thể tạo ra sự lộnbùn vào trong bê tông tốc độ này khống chế khoảng 1.5 m/phút.Nếu rút ống quá nhanh sẽ tạo ra khoảng hở giữa chân ống dẫnvới mặt đỉnh bê tông đổ trớc, làm nớc ngầm kéo theo bùn đấtxung quanh thành cọc tràn ngập vào bê tông tơi, tạo ra sự phântầng giữa mặt bê tông cũ và bê tông đổ sau.

8 Bê tông tơi trớc khi xả vào máy bơm phải đợc thí nghiệm viênkiểm tra chất lợng bằng mắt và bằng cách đo độ sụt Nếu độsụt thấp, thí nghiệm viên phải điều chỉnh cẩn thận bằng cáchthêm vữa xi măng, để giữ nguyên tỷ lệ N/X Nếu độ sụt không

đúng, không đợc bơm vào cọc Cấm mọi sự thêm nớc tuỳ tiện

9 Trong quá trình đổ bê tông, nếu tắc ống, cấm không đợc lắcống ngang, cấm dùng đòn kim loại đập vào vách ống làm méoống, phải sử dụng vồ gỗ để gõ, và dùng biện pháp kéo lên hạxuống nhanh để bê tông tụt ra, muốn xử lý theo phơng phápnày phải xác định chính xác cao độ mặt bê tông và cao độchân ống dẫn để tránh rút ống ra khỏi mặt bê tông,ít nhấtchân ống dẫn còn ngập 1m

10 Trong khi bơm bê tông, cấm rửa máy bơm làm nớc bắn vào

bê tông làm giảm chất lợng bê tông

11 Trong khi đổ bê tông, sau mỗi mẻ bê tông phải đo đạc vàghi chép quan hệ giữa lợng bê tông và cao độ mặt bê tông, để

đánh giá tình trạng cọc (đờng kính, sụt vách) tại các cao độ và

đánh giá tình trạng chung của cọc sau khi đổ bê tông

12 Đầu cọc là bộ phận quan trọng nối cọc với kết cấu bên trên.Việc thi công đòi hỏi thận trọng đặc biệt tránh bất kỳ điềukiện bất lợi nào cho việc đổ bê tông

13 Bê tông đoạn đầu cọc phải có cấp phối đồng nhất tốt,trong khi ở giai đoạn cuối này thờng có vữa nổi, phải tiếp tục

đổ bê tông để mặt bê tông có đủ mật độ đá răm lên đếncao độ quy định, lúc đó mới ngừng đổ bê tông Để xác địnhchính xác mặt bê tông có đủ mật độ đá răm phải dùng một quả

đo đặc biệt và phải thử nghiệm tuyển chọn về hình dáng,kích thớc, vật liệu làm quả đo Những ngời đo đạc này phải làchuyên trách và thực tập đo đạc nhiều lần để có kinh nghiệm

14 Sau này khi đã có kinh nghiệm có thể đổ cao hơn cao

độ quy định một chiều cao nào đó, phần cao d đó coi nh chấtlợng xấu và sẽ đục bỏ sau này

b Đổ bê tông bằng máy bơm:

Bơm bê tông ngày càng đợc dùng nhiều để đổ bê tông một cách trựctiếp các cọc khoan Bê tông tơi dùng trực tiếp ống dẫn, đợc máy bơm

bê tông đa xuống hố khoan

Kỹ thuật này có u điểm: