Biện pháp thi công cọc CDM gia cố nền móng

Thi công xử lý nền đất yếu bằng cọc đất xi măng thuộc dự án Empire city thuộc khu đô thị mới thủ thiêm, quận 2 ,Thành phố Hồ Chí Minh Để phục vụ công tác thi công của dự án và đảm bảo các yêu cầu của hồ sơ thiết kế, Nhà thầu sử dụng các loại máy có tính năng kỹ thuật đáp ứng yêu cầu thiết bị nêu trên do Nhật sản xuất. Máy cơ sở có tính năng kỹ thuật đạt yêu cầu của công tác thi công theo công nghệ trộn ướt như : tốc độ vòng xoay, tốc độ khoan đi xuống và tốc độ trộn khi rút lên, chiều sâu thi công có hiệu quả theo yêu cầu của thiết kế và có hệ thống điều khiển tự động và lưu giữ số liệu về các thông số vận hành của máy trong suốt quá trình thi công, máy có trang bị mũi khoan thích hợp để làm tơi đất và trộn đều đất và vữa xi măng, mũi trộn gồm cánh đào,cánh tự do và các cánh trộn Hệ thống cung cấp vữa xi măng đủ dung lượng công suất và tốc độ cung cấp để cấp đủ vữa xi măng cho máy cơ sở trong quá trình thi công. Hệ thống có bộ điều khiển định lượng tự động, có lưu giữ số liệu để đảm bảo cung cấp các loại vữa trộn theo các thành phần khác nhau về lượng xi măng và tỷ lệ nước trên xi măng khác nhau theo yêu cầu của thiết kế. Xi măng được chứa trong các silo chuyên dụng để đảm bảo không bị ảnh hưởng của yếu tố thời tiết .

MỤC LỤC

1 Tổng quát 3

1.1 Các căn cứ pháp lý 3

1.2 Phạm vi công việc 3

2 Máy móc thiết bị 3

2.1 Danh sách máy móc thiết bị: 3

2.1.1 Đầu khoan 4

2.1.2 Cấu tạo và thông số kỹ thuật của mũi khoan 6

2.1.3 Trạm trộn vữa xi măng 8

2.1.4 Máy phát điện: 9

2.1.5 Máy bơm vữa: 10

2.1.6 Ống dẫn vữa 11

2.1.7 Máy đào phục vụ 12

2.1.8 Máy cẩu phục vụ 13

3 Biện pháp thi công cọc xi măng đất 14

3.1 Nguyên lý hoạt động của dây chuyền thi công cọc đất gia cố xi măng ướt 14

3.1.1 Hình dáng trụ theo thiết kế 15

3.1.2 Chiều dài cọc 15

3.1.3 Phương pháp trộn sâu 15

3.2 Hành trình làm việc: 15

3.2.1 Tốc độ di chuyển của mũi khoan 15

Trong đó: 16

4.2.2 Trình tự thi công 16

4 Quy trình quản lý chất lượng: 20

4.1 Kiểm soát chất lượng 20

4.2 Các phương pháp thí nghiệm kiểm chứng 28

4.2.1 Khoan lõi 28

5 Công tác đảm bảo an ninh, an toàn trong thi công 29

5.1 Biện pháp đảm bảo an ninh, an toàn trong quá trình thi công 29

5.2 Biện pháp phòng chống cháy nổ trong và ngoài công trường 30 5.3 Biện pháp đảm bảo an toàn lao động 31 5.4 Biện pháp đảm bảo vệ sinh môi trường 32

1 Tổng quát

1.1 Các tiêu chuẩn liên quan

- TCXDVN 9403:2012 Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng

- TCVN 4316:2007 Xi măng Portland – Pozzozlan

- TCVN 4506:2012 Nước trộn bê tông và vữa – yêu cầu kỹ thuật

- TCVN 4447:2012 Công tác đất.Thi công và nghiệm thu

- TCVN 9361:2012 Công tác nền móng – Thi công và nghiệm thu

- TCVN 9398:2012 Công tác trắc địa trong xây dựng công trình – Yêu cầu chung

- TCVN 6016:2011 Xi măng – Phương pháp thử - xác định độ bền

- TCVN 9393:2012 Cọc – Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục

- TCXDVN 160 – 1987 Khảo sát địa kỹ thuật phục vụ cho thiết kế và thi công móng cọc.1.2 Phạm vi công việc

Thi công xử lý nền đất yếu bằng cọc đất xi măng thuộc dự án Empire city thuộc khu

đô thị mới thủ thiêm, quận 2 ,thành phố hồ chí minh

Máy móc thiết bị

Để phục vụ công tác thi công của dự án và đảm bảo các yêu cầu của hồ sơ thiết kế,Nhà thầu sử dụng các loại máy có tính năng kỹ thuật đáp ứng yêu cầu thiết bị nêu trên doNhật sản xuất

5.1 Bồn khuấy chứa vữa

6 Máy phát điện 500KVA Cái 1

Mô tơ khoan SANWA KIZAI

Thông số kỹ thuật thiết bị

SANWA KIZAI - D80KP-A3

2.1.2 Cấu tạo và thông số kỹ thuật của mũi khoan

Sử dụng mũi khoan bao gồm các loại tầng cánh sau : Tầng cánh đào, tầng cánhdẫn hướng, tầng cánh đảo trộn để thi công cọc đất gia cố xi măng.Khi thi công cọc thửnhà thầu sử dụng loại mũi khoan có 3 tầng cánh động mỗi tầng gồm 2 cánh 2 tầng cánhtĩnh mỗi tầng 2 cánh

Nhà thầu chọn mũi khoan gồm: 1 tầng cánh đào, 2 tầng cánh dẫn hướng, 3 tầngcánh đảo trộn, thông số cụ thể của loại mũi khoan này như sau:

+ Tầng cánh đào: gồm 2 cánh có lắp mũi xới làm tơi đất, kích thước: dài 80cm(tính từ 2 điểm đầu của cánh), rộng: 8-10cm, dày 2.0-3.0cm

+ Tầng cánh tĩnh xoay tự do dài 110cm (tính từ hai điểm đầu của cánh), rộng : 10cm, dày 2.0-3

8-+ Tầng cánh đảo trộn : 3 tầng cánh gồm 6 cánh đảo trộn, kích thước, dài 80cm(tính từ hai điểm đầu của cánh), rộng : 8-10cm, dày 2.0-3.0cm

Cấu tạo mũi khoan cho thi công tạo cọc theo hình bên dưới :

No DESC RIPTION

REVISED (CHỈ NH SƯ Û A) Projec t (Dự á n): Invest or (C hủ đầ u tư): C ontra c tor (Nhà C ontra c tor (Nhà thầ thầ u): u): Item:

Dra win g title (Tê n b ả n vẽ ):

Hạng m ục:

C onsultant (Tư vấn giám sa ù t):

Chi tiết mũi khoan

2.1.3 Trạm trộn vữa xi măng

- Trình tự vữa xi măng :

7

Trạm trộn gồm tổ hợp các thiết bị sau : silo chứa xi măng, băng vít vận chuyển ximăng lên buồng trộn, bồn trộn, bồn khuấy, máy bơm nước, máy nén khí, máy bơm vữaSilo chứa được 45 tấn xi măng, silo được đặt tại công trường theo bản vẽ mặt bằng bố trí

Silo chứa xi măng (45 tấn)

Thông số kỹ thuật trạm trộn,mô tả chi tiết về trạm trộn vữa tự động

- Máy phát điện công suất 500 KVA dùng cho bộ công tác khoan, trộn và bơm vữa

Côngsuất

Tiêu thụ nhiên liệu

2.1.5 Máy bơm vữa:

Tại công trường vữa sẽ được chuyển từ trạm trộn xuống hố cọc thông qua quabơm cao áp

Bơm cao áp kiểu pitong

Thông số kỹ thuật máy bơm vữa

BW – 320H Bơm pittông Số vòng quay trục

2.1.6 Máy đào phục vụ

Máy đào phục vụ (dung tích gầu 0.7 m3)

Nước Xi măng Phụ gia(nếu có)

Bơm áp lực

Kiểm soát lưu lượng

Kiểm soát độ sâu và vòng quay cánh

Tạo trụ

3 Biện pháp thi công cọc xi măng đất

3.1 Nguyên lý hoạt động của dây chuyền thi công cọc đất gia cố xi măng ướt

Trộn ướt dùng vữa xi măng Khi thi công cọc có chiều sâu trên 30m có thể cho thêmchất độn (phụ gia kéo dài thời gian đông kết của xi măng) Khối lượng vữa thay đổiđược theo chiều sâu Khi chế tạo trụ trong đất rời dùng khoan guồng xoắn liên tục cócánh trộn và cánh cắt hình dạng khác nhau, có đủ công suất để phá kết cấu đất và trộnđều vữa

Cường độ và tính thấm phụ thuộc vào thành phần và đặc tính của đất (hàm lượng hạtmịn, hàm lượng hữu cơ, loại sét, thành phần hạt…), khối lượng và chủng loại vữa và quytrình trộn Có thể ngưng trộn khi vữa chưa bắt đầu đông cứng, khởi động trộn lại tại độsâu ít nhất 0.5 m trong đất đã xử lý

Do sử dụng máy cơ sở di chuyển bằng cơ động cao, tốc độ làm việc của thiết bịkhoan lớn Đặc biệt, tổ hợp thiết bị được trang bị hệ thống điều khiển hiện đại, toàn bộcác thao tác thi công cọc gia cố được tự động hóa theo các chương trình, các số liệu vềlượng xi măng sử dụng trên từng mét cọc được hiển thị, lưu giữ và in thành bảng kết quảthi công cho từng cọc Đây chính là những chỉ tiêu rất quan trọng đánh giá chất lượng củathiết bị cũng như chất lượng của cọc gia cố được thi công

3.1.1 Hình dáng trụ theo thiết kế

Đường kính cọc D800 mm với khoảng cách cọc 1.8m.(đối với cọc đại trà)

1800 1800

Đường kính cọc D800 mm với khoảng cách cọc 1.8m

3.2 Hành trình làm việc:

3.2.1 Tốc độ di chuyển của mũi khoan

Theo hồ sơ thiết kế để đảm bảo chất lượng cọc đất gia cố đạt yêu cầu, khi thi công phảiđảm bảo số lần quay cánh ( ≥ 350 lần quay cánh/mét)

Trong quá trình thi công, tùy thuộc vào địa chất công trình, công suất của máy vàcấu tạo của mũi khoan mà điều chỉnh tốc độ vòng quay của cần khoan, tốc độ đi xuốnghay rút lên của cánh trộn để đảm bảo năng lượng trộn Căn cứ vào quy trình thi công cọcthử để đưa ra tốc độ đi nhằm đảm bảo chất lượng cọc.

TÍNH TOÁN SỐ LƯỢNG VÒNG QUAY CÁNH / MÉT Stt Nội dung công việc Đvt

Thông

số kỹ thuật

Tốc độ vòng cánh /m

Số lượng lần quay cánh là tổng số nhát cắt đi qua 1 m của chuyển dịch trục trộn và được

tính theo công thức sau:

T=∑M x {(Nd/Vd) + (Nu/Vu)}

Trong đó:

T : Số lượng lần quay cánh (lần/m)

Nd : Tốc độ quay của lưỡi trộn khi xuyên (vòng/ phút)

Nu : Tốc độ quay của lưỡi trộn khi thu hồi (vòng/ phút)

∑M : Tổng số cánh trộn

Vd : Vận tốc xuyên lưỡi trộn (m/ phút)

Vu : Vận tốc thu hồi lưỡi trộn (m/ phút)

3.2.2 Trình tự thi công

* Các bước chính thi công cọc

Các bước thi công tạo cọc đất gia cố xi măng được thực hiện như sau:

Bước 1: Định vị tim cọc: Tim cọc được định vị bằng cọc gỗ hoặc cọc tre Sai số chophép về vị trí tim phụ thuộc vào sơ đồ bố trí các cọc và được quy định ở chỉ dẫn kỹ thuậtthiết kế

Bước 2: Di chuyển máy khoan phun đến vị trí khoan cọc, đặt tim mũi khoan trùng với

vị trí tim cọc; điều chỉnh cân bằng máy, kiểm tra và điều chỉnh độ thẳng đứng của cầnkhoan Bốn ti ben giữ ổn định chống lật máy khoan được hạ chống trên nền cát

Bước 3: Kiểm tra thiết bị phun và thiết bị định lượng xi măng, nước Trộn đều hỗn hợpvữa xi măng trong thùng trộn.

Bước 4: Khoan phun tạo cọc: vận hành máy cho mũi khoan xoay đi xuống thâm nhậpvào trong đất đồng thời phun hỗn hợp chất gia cố vào trong thân cọc bằng bơm áp lựcthông qua lỗ ở đầu mũi trộn, áp suất bơm phải được điều chỉnh sao cho phù hợp với tốc

độ xoay của mũi trộn cũng như tốc độ đi xuống, số vòng xoay của mũi trộn và áp lực hay

mô men xoay của mũi trộn phải được phối hợp nhịp nhàng sao cho phun cấp hết đượclượng vữa xi măng theo tính toán Khi mũi khoan đạt độ sâu thiết kế thì cho mũi khoanquay ngược lại và rút mũi khoan lên để tiến hành đảo trộn hỗn hợp xi măng đất theochiều ngược lại chiều đảo trộn ban đầu Tuỳ thuộc vào phương pháp thi công cụ thể việcphun chất gia cố xi măng vào đất có thể thực hiện ở giai đoạn mũi trộn đi xuống hay đilên hoặc cả ở hai giai đoạn

Bước 5: Di chuyển máy sang vị trí thi công cọc mới

Trong giai đoạn thi công đại trà cho phép thi công các cọc bên cạnh cọc vừa mới thicông xong, không yêu cầu thời gian chờ Các xe máy thiết bị thi công thông thường nhưmáy ủi, xe téc, máy đào, máy khoan có thể hoạt động trên đầu cọc sau 14 ngày kể từ khithi công cọc xong

Để đảm bảo thi công được các cọc đất xi măng đúng theo yêu cầu của thiết kế, nhàthầu sẽ cung cấp thiết bị thi công cọc đất đảm bảo được các yêu cầu cơ bản sau

Máy cơ sở có tính năng kỹ thuật đạt yêu cầu của công tác thi công theo công nghệtrộn ướt như : tốc độ vòng xoay, tốc độ khoan đi xuống và tốc độ trộn khi rút lên, chiềusâu thi công có hiệu quả theo yêu cầu của thiết kế và có hệ thống điều khiển tự động vàlưu giữ số liệu về các thông số vận hành của máy trong suốt quá trình thi công, máy cótrang bị mũi khoan thích hợp để làm tơi đất và trộn đều đất và vữa xi măng, mũi trộn gồmcánh đào,cánh tự do và các cánh trộn

Hệ thống cung cấp vữa xi măng đủ dung lượng công suất và tốc độ cung cấp đểcấp đủ vữa xi măng cho máy cơ sở trong quá trình thi công Hệ thống có bộ điều khiểnđịnh lượng tự động, có lưu giữ số liệu để đảm bảo cung cấp các loại vữa trộn theo cácthành phần khác nhau về lượng xi măng và tỷ lệ nước trên xi măng khác nhau theo yêucầu của thiết kế Xi măng được chứa trong các silo chuyên dụng để đảm bảo không bịảnh hưởng của yếu tố thời tiết

Các hệ thống định lượng tự động và điều khiển tự động lưu giữ và cung cấp kịpthời ngay sau khi thi công cọc đất xi măng, các thông số chính như sau (dưới dạng phiếuin) : thời gian thi công, số hiệu cọc, tốc độ vòng quay, tốc độ đi xuống và tốc độ rút lêntại từng thời điểm và chiều sâu thi công, lượng vữa phun trên đơn vị thời gian và đơn vịchiều sâu của cọc, lượng vữa phun tích lũy tại từng thời điểm và chiều sâu cọc Các sốliệu này phải được lưu giữ lâu dài trong bộ nhớ của máy tính điểu khiển của hệ thống tựđộng

Năng lượng trộn hay số lần cánh trộn cắt qua đất trên 1m dài đảm bảo yêu cầuđánh tơi được đất (phân ra được cốt liệu đất) và trộn đều xi măng với đất gia cố

* Nhà thầu đưa ra phương án và quy trình khoan tạo cọc đối với cọc thử có chiều dài khoan L = 14m

a) Đối với cọc có chiều dài khoan 14 m đưa ra phương án khoan như sau:

Khoan và bơm vữa 1 mét cuối rút lên và khoan xuống Rút mũi khoan lên

Khoan

có bơmCao độ đầu

cọc

Chu trình thi công cọc theo công nghệ trộn sâu

1 Thời gian di chuyển máy

2 Thời gian khoan khô

3 Khoan sâu, bơm vữa và khuấy trộn

4 Thời gian khấy tạo đáy

5 Thời gian rút mũi lên và khuấy trộn

Vận tốc khoan xuống Vd=0.6 m/phútVận tốc rút lên Vu=1.2 m/phút

Tốc độ quay của lưỡi trộn khi xuyên Nd= 34 vòng/phútTốc độ quay của lưỡi trộn khi thu hồi Nu= 34 vòng/phút

b) Khoan và bắt đầu bơm vữa từ cao độ đỉnh cọc, tốc độ khoan đi xuống từ

(0.6m/phút) khi khoan đến cao độ đáy cọc thì ngưng bơm vữa và tại mét cuối cùngnày rút lên và khoan xuống nhằm đảm bảo chất lượng mũi cọc chống vào nền đấtđược an toàn.Hành trình khoan rút cần khoan lên đi với tốc độ (1.2m/phút)

- Sai số về tỷ trọng vữa xi măng trong quá trình thi công cho phép là 5%

- Khi thi công sai số được cho phép:

+ Đường kính cọc: 5%

+ Tọa độ tim cọc: ≤ 5cm

+ Cao độ mũi cọc: ±10cm

+ Độ nghiêng cho phép: 1%

Quy trình quản lý chất lượng:

b)Bảng tính toán thông số kĩ thuật cho 4 hàm lượng thiết kế(kèm file tính toán).

4 Quy trình quản lý chất lượng

4.1 Kiểm soát chất lượng

a) Kiểm tra chất lượng quá trình khoan phun tạo cọc cần lưu ý các vấn đề sau :

+ Bộ điều khiển PLC, máy tính và máy in

+ Bộ đo chiều sâu khoan (m)

+ Bộ kiểm soát lưu lượng vữa bơm vào trong khi khoan (lít/phút) và tổng thể tích vữacho toàn cọc (lít)

Các thông số cần kiểm soát luôn được hiển thị trên màn hình trong suốt quá trình thicông, lưu lượng chất gia cố được phun (lít/phút), tổng lượng chất gia cố tương ứng vớitừng chiều sâu thi công (lít), độ sâu cần khoan (m), tốc độ của mũi khoan (m/phút), các

dữ liệu này được lưu giữ trên máy tính, được in ra để kiểm soát thông qua máy in

Tọa độ tim cọc Định vị tim cọc trước

khi thi công bằng máytrắc đạc và thước thép

Giới hạn cho phép ±

5cm

Độ nghiêngtrục cọc

Đo bằng thiết bị đonghiêng trên máy cơ sởhay đo trực tiếp trêntrục khoan

Độ nghiêng khônglớn hơn 1% chiều dài

cọc

Chiều dài cọc

Đo trực tiếp trên cầnkhoan hoặc theo hệthống điều khiển tựđộng của máy cơ sở/

≥ chiều sâu thiết kế

Đường kínhcọc

Dựa vào đường kínhcủa mũi khoan ≥ đường kính thiết kếCao độ chuẩn Kiểm tra bằng máy thủy

chuẩn, thước thép

Giới hạn cho phép-50mmHàm lượng xi

măng và tỷ lệnước/xi măng

Đo tỷ trọng vữa ximăng sau trộn

5%

và đi xuống

Kiểm tra qua hệ thốngđinh lượng tự động củatrạm cung cấp vữa và hệthống điều khiển tựđộng của máy cơ sở /

định

Số lần quaycủa cánh trộn

Công suất máy và cấutạo mũi khoan

≥ 350 lần/m

Tốc độ đixuống của mũitrộn

Kiểm tra và thông qua

hệ thống điều khiển tự

động

Không quy định

Tốc độ đi lêncủa mũi trộn

Kiểm tra và thông qua

Loadceel

Màn hình hiển thị Máy in phiếu kiểm soát chất lượng

Phiếu in kiểm soát chất lượng vữa trộnTại máy khoan cũng có gắn các thiết bị kiểm soát chất lượng điều khiển bằng PLCgồm: bộ đo lưu lượng vữa, bộ đo chiều sâu khoan… tất cả những thông số này sẽ đượchiển thị trên máy tính đặt tại cabin điều khiển

Bộ đo lưu lượng vữa

Màn hình hiển thị các thông số khi khoanGiải thích các thông số hiển thi trên màn hình.

0.8 : tốc đô khoan (mét/phút)

4.08 : độ sâu tại thời điểm khoan(mét)

102 : lưu lượng vữa bơm của cần số 1(lít/phút)

135 : lưu lượng vữa bơm của cần số 2 (lít/phút)

46 : Tổng số lít vữa đã bơm của cọc 1 (lít)

48 : Tổng số lít vữa đã bơm của cọc 2 (lít)

Trong quá trình thi công máy in sẽ in ra lý lịch cọc

Phiếu in kiểm soát chất lượng cọcGiải thích các thông số trên phiếu in ( từ trái qua phải

D : chiều sâu khoan(m)

S : tốc độ khoan (m/ min)

V1’ : lưu lượng vữa bơm mũi 1 (l/ min)

V1: tổng lượng vữa bơm mũi 1 trên từng đoạn theo chiều sâu khoan (l)

I1: cường độ dòng điện mũi 1 (A)

V2’ : lưu lượng vữa bơm mũi 2 (l/min)

V2: tổng lượng vữa bơm mũi 2 trên từng đoạn theo chiều sâu khoan (l)

I2: cường độ dòng điện mũi 2 (A)

b) Quan trắc, kiểm tra trong quá trình thi công :

- Số hiệu cọc

- Thời gian thi công

- Khối lượng vữa phun trên mét dài cọc và khối lượng vữa phun tích lũy theo tổngchiều dài cọc

- Tỷ lệ nước/xi măng (W/C)

- Kiểm tra thực tế tốc độ xâm nhập của mũi khoan vào lòng đất ( bằng cách kiểm tracảm biến số vòng quay tang đi xuống hoạc thước dây)

- Kiểm tra số lượng cánh trộn

- Kiểm tra thực tế tốc độ vòng quay của môtơ khoan

- Kiểm tra số lượng vòng quay cánh (vòng/m)

- Kiểm tra độ thẳng đứng của cần khoan (độ thẳng đứng của cọc) bằng máy kinh vỹhoặc dây dọi theo phương vuông góc về phía máy

c) Kiểm tra khu vực đầu cọc DSMC sau khi hoàn thành công tác đào đất

Nội dung kiểm tra như sau :

Độ lệch theo chiều dọc cọc

Vị trí của từng cọc

Đường kính cột đất

Cao độ đầu cọc

Ngoại quan khu vực đầu cọc DSMC

* Xử lý kỹ thuật trong quá trình thi công:

*Lưu ý: Trong quá trình thi công nếu gặp các vướng mắc thì báo ngay với TVGS,CĐT để kịp thời giải quyêt:

- Trong quá trình khoan nếu gặp chướng ngại vật mà mũi khoan không thể tiếp tục

đi xuống được nữa thì xem xét ra hướng giải quyết :

+ Do gặp đá mồ côi hay đá tảng

+ Do hiện tượng địa chất nặng như: Cát chặt hay thấu kính cát, gặp sét cứng

+ Gặp gốc cây, cây lâu năm

+ Đang khoan cọc chưa hoàn thành mà có sự cố cúp điện đột ngột

+ Khi khoan mà gặp hiện tượng vữa trào ngượt lên khỏi mặt đất quá nhiều hoặc cóhiện tượng cọc khoan xong trong vòng 3 - 4 ngày đầu cọc bị tuột thấp hơn mặt đất tựnhiên

+ Khoan gặp địa chất chứa nhiều tạp chất hữa cơ, đất nhiễm mặn xi măng khôngliên kết với đất

- Trong quá trình khoan xuống có những vị trí thiếu vữa thi khi rút cần khoan lênphải bơm bù ngay tại vị trí thiếu đó

- Bằng kinh nghiệm trong thi công của nhà thầu ở nhiều dự án trong quá trình thicông và qua kết quả thí nghiệm sẽ xem xét đưa ra biện pháp thi công đễ cho chất lượng