MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu xây dựng công trình có tải trọng lớn như: Cầu, đường, nhà cao tầng, Đập thủy điện, Cống, Tràn và bến cảng ở nước ta ngày càng nhiều. Quá trình xây dựng công trình ở những vùng có đ...
Tuy nhiên thực tế thi công cho thấy, bên cạnh những công nghệ làm cọc ngày càng tiên tiến và kinh nghiệm tốt ngày càng tích lũy, cũng đã bộc lộ nhiều sai sót về mặt kỹ thuật và đã xảy ra một số sự cố đáng tiếc. Do đó cần phải quan tâm tới công tác quả...
Vì vậy để có một sản phẩm cọc khoan nhồi chất lượng cần phải cần phải nghiên cứu đề xuất quy trình quản lý phù hợp nhằm nâng cao chất lượng cho cọc khoan nhồi
II. Mục đích của đề tài
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của đề tài là công nghệ thi công cọc khoan nhồi. Vì vậy, hướng tiếp cận của đề tài sẽ là:
- Thu thập các tài liệu liên quan: các tài liệu về cọc khoan nhồi, các khuyết tật thường gặp, các tài liệu liên quan đến công trình;
- Phương pháp phân tích thống kê: thống kê, phân tích các số liệu thu thập được;
- Phương pháp chuyên gia: trao đổi với thầy hướng dẫn và các chuyên gia có kinh nghiệm nhằm đánh giá và đưa ra giải pháp kết cấu phù hợp nhất.
IV. Kết quả dự kiến đạt được
- Quy trình quản lý nhằm nâng cao chất lượng cọc khoan nhồi.
- Đề xuất quy trình quản lý các biện pháp xử lý sự cố cọc khoan nhồi
- Ứng dụng kết quả nghiên cứu cho công trình Times city – Hà Nội.
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NỀN BẰng CỌC KHOAN NHỒI
1.1. Các công nghệ xử lý nền hiện nay ở việt nam
Hiện nay trên thế giới có nhiều công nghệ cải tạo nền và xử lý nền đất yếu. Việc xử lý khi xây dựng công trình trên nền đất yếu phụ thuộc vào điều kiện như: Đặc điểm công trình, đặc điểm của địa chất nơi xây dựng công trình, không gian và thời gian... Tù
Tùy theo mục đích, tính chất và điều kiện thực tế có nhiều biện pháp công nghệ cải tạo và xử lý khác nhau cho nền đất yếu. Việc áp dụng hợp lý các phương pháp sẽ có tác dụng làm tăng cường độ của đất, giảm độ lún tổng cộng cũng như sự chênh lệch lún, từ
Đối với nền đất yếu có tính nén lún cao, để tăng nhanh tốc độ lún và giảm thiểu lún dư của nền đắp khi khai thác thì việc sử dụng các biện pháp tiêu nước thẳng đứng như bắc thấm, giếng cát... kết hợp với gia tải đem lại hiệu quả kinh tế cao. Để tăng c...
Ngoài ra việc cải tạo xử lý nền đất yếu còn được phân loại làm 2 nhóm biện pháp xử lý nền đất yếu là: Nhóm biện pháp cải tạo phạm vi nông và nhóm biện pháp cải tạo phạm vi sâu.
1.1.1. Nhóm biện pháp cải tạo phạm vi nông
Đối với lớp đất yếu có chiều dày không lớn nằm trực tiếp dưới móng công trình thì có thể áp dụng các biện pháp xử lý như đệm cát, đệm đá, đệm đất, bệ phản áp ...để gia cố nền. Nhóm biện pháp này nhằm mục đích tăng cường khả năng chịu lực, hạn chế biến...
1.1.1.1. Bệ phản áp
Sử dụng bệ phản áp là phương án thiết kế kinh tế và thông lệ nhất, ở những nơi có sẵn đất để đặt phản áp, và không có sự hạn chế nào khác về khoảng đất trống trong thi công cũng như thời gian vận hành sử dụng. Phương pháp này đã được xem xét, áp dụng ...
1.1.1.2. Đệm cát
Phương pháp đệm cát là phương pháp thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng công trình một lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực, giảm bớt độ lún, làm tăng ổn định khi công trình chịu tải ngang. Ngoài ra để tăng khả năng chịu tải của đ...
Ưu điểm là thi công đơn giản, kích thước móng và chiều sâu chôn móng sẽ giảm vì áp lực tiêu chuẩn truyền lên lớp đệm cát sẽ tăng.
Nhược điểm là không dùng cho các công trình có chiều dày lớp đất yếu lớn (>3m) và nơi nước ngầm có áp lực tác dụng trong phạm vi lớp đệm cát.
1.1.1.3. Đệm đất
Khi công trình xây dựng trên nền đất đắp ở trạng thái ẩm ít và mực nước ngầm ở dưới sâu thì có thể dùng phương pháp đệm đất. Đệm đất là phương pháp thay thế lớp đất yếu bằng lớp vật liệu đệm là đất sét pha cát lấy ở trong khu vực xây dựng.
Vì phương pháp đệm đất tận dụng được vật liêu địa phương nên kinh tế hơn so với phương pháp đệm cát. Việc tính toán trong phương pháp đệm đất cũng tương tự như việc tính toán đối với đệm cát.
1.1.1.4. Cải tạo nền bằng cọc tre
Đóng cọc tre là một phương pháp gia cố nền đất yếu hay dùng trong dân gian thường chỉ dùng dưới móng chịu tải không lớn (móng nhà dân, móng dưới cống...)Miền nam thường dùng cọc cừ hay cọc tràm do nguyên liệu sẵn có.
Đóng cọc tre là để nâng cao độ chặt của đất, giảm hệ số rỗng dẫn đến nâng cao sức chịu tải của đất nền.
Không đóng cọc tre trong đất cát vì đất cát không giữ được nước, thường chỉ đóng cọc tre trong nền đất sét có nước. Thông thường người ta đóng 16 – 25 cọc/ m2 vì dễ chia (khoảng cách cọc 20 – 25cm).
1.1.1.5. Cải tạo nền đất bằng cọc tràm (cừ tràm)
Cọc cừ tràm được người Pháp sử dụng cách đây trên 100 năm, (ví dụ nhà hát Thành phố Hồ Chí Minh). Một thời gian rất dài khi mà cọc bê tông cốt thép chưa được sử dụng rộng rãi, những căn hộ ở Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng và miền Tây Nam Bộ ...
Đa phần thiết kế móng cọc tràm theo kinh nghiệm vì thế nó chủ yếu được sử dụng cho nhà dân. Thông thường 16 cọc/m2, cần thiết phải đóng cừ tràm rộng ra ngoài diện tích móng, mỗi cạnh từ 0,1 – 0,2m để tăng sức chống cắt của cung trượt.
1.1.1.6. Cải tạo đất bằng cọc cát
1.1.1.7. Gia cố nền đất bằng bấc thấm
Sử dụng bấc thấm để xử lý gia cố nền đất yếu thu được các kết quả như sau:
+ Giảm thiểu tối đa sự xáo trộn các lớp đất.
+ Khả năng tương thích cao của lõi cũng như vỏ bấc thấm với nhiều loại đất.
+ Dễ dàng thi công, hiệu suất có thể đạt tới 8.000m/ngày.
+ Không cần cấp nước khi thi công.
+ Bấc có thể đóng được xuống độ sâu trên 40m.
1.1.1.8. Cố kết bằng hút chân không
1.1.1.9. Cọc xi măng đất
Từ rất lâu trên Thế Giới cọc xi măng đất đã được dùng để cải tạo đất. Mục đích của phương pháp này là cải thiện các đặc trưng của đất, như tăng cường độ kháng cắt, giảm tính nén lún, bằng cách trộn đất nền với xi măng (vữa xi măng) để chúng...
1.1.2. Nhóm biện pháp cải tạo phạm vi sâu
1.2. Quy trình khảo sát, thiết kế, thi công cọc khoan nhồi
1.2.1. Quy trình khảo sát cọc khoan nhồi
Khảo sát để thiết kế cọc khoan nhồi nằm trong khảo sát xây dựng công trình theo TCVN 4419 – 1987 và theo thông tư số 06/2006/TT – BXD (về việc khảo sát thực hiện các bước thiết kế công trình) đã quy định và được thực hiện theo các bước như sau:
Khảo sát xây dựng gồm khảo sát địa hình, khảo sát địa chất công trình, khảo sát địa chất thuỷ văn, khảo sát hiện trạng công trình và các công việc khảo sát khác phục vụ cho hoạt động xây dựng.
Khảo sát xây dựng được tiến hành theo nhiệm vụ khảo sát đã được phê duyệt.
Phải đi thị sát, đo vẽ, thăm dò, thu thập, phân tích, nghiên cứu và đánh giá tổng hợp điều kiện thiên nhiên của vùng, địa điểm xây dựng về địa hình, địa mạo, địa chất, địa chất thủy văn, địa chất công trình, các quá trình và hiện tượng địa chất...
Thành phần công tác khảo sát phục vụ bước thiết kế kỹ thuật bao gồm khoan, thí nghiệm hiện trường, thí nghiệm trong phòng, được lựa chọn phù hợp với yêu cầu xử lý nền, móng, kết cấu chịu lực của công trình. Phải đảm bảo cung cấp đủ số liệu để ...
1.2.2. Quy trình thiết kế cọc khoan nhồi
Quy trình thiết kế cọc khoan nhồi được quy định trong TCXD 195-1997. Để quyết định sử dụng cọc khoan nhồi trong việc gia cố móng, cần phải có đầy đủ các kết quả khảo sát địa chất và các kết quả thí nghiệm cần thiết. Đơn vị thiết kế tiến hành...
1.2.2.1 Nhóm thứ nhất:
- Về độ bền của kết cấu cọc.
- Về sức chịu tải của đất nền.
- Về ổn định của đất nền quanh cọc khi cọc chịu tải trọng ngang.
1.2.2.2 Nhóm thứ hai:
- Về độ lún của nền móng cọc do tải trọng thẳng đứng gây ra.
- Về chuyển vị của cọc (hướng thẳng đứng, nằm ngang và góc xoay của đầu cọc) cùng với đất nền do tác dụng của tải trọng thẳng đứng, tải trọng ngang và mômen.
- Về hình thành và mở rộng vết nứt trong các cấu kiện bê tông cốt thép của móng cọc.
- Đối với công trình xây chen, cần xét đến những yếu tố có ảnh hưởng bất lợi đến người và các công trình ở khu vực lân cận và dự kiến những biện pháp xử lý thích hợp.
1.2.3. Quy trình thi công cọc khoan nhồi
Quy trình thi công cọc khoan nhồi gồm các công việc sau:
1.2.3.1. Chuẩn bị thi công
Trước khi thi công cọc khoan nhồi phải thi công các công trình phụ trợ và chuẩn bị các trang thiết bị, máy móc, vật tư, thí nghiệm, kiểm định cần thiết phục vụ cho thi công, ) Kiểm tra vật liệu chính (thép, xi măng, dung dịch khoan, phụ gia,...
1.2.3.2. Công tác trắc địa, định vị.
Căn cứ vào bản vẽ đã được phê duyệt cho việc thi công, đội trắc đạc sẽ đánh dấu vị trí tim cọc để khoan, sử dụng máy kinh vĩ và thước thép để định vị. Chọn hai trục trên bản vẽ vuông góc tạo thành hệ tọa độ khống chế, 4 mốc của hệ trục này ...
1.2.3.3. Lắp đặt thiết bị thi công
1.2.3.4. Khoan tạo lỗ để hạ ống vách tạm (đối với phương pháp khoan có ống vách)
1.2.3.5. Tiến hành khoan tạo lỗ
Trước khi khoan tạo lỗ phải kiểm tra độ thẳng đứng dây dọi của tháp dẫn hướng cần khoan để đảm bảo lỗ khoan không bị xiên lệch quá độ nghiêng cho phép (1/100).
Phương pháp khoan tạo lỗ có những loại sau đây:
- Thiết bị làm lỗ trong phương pháp thi công có ống chống.
- Thiết bị làm lỗ trong phương pháp khoan phản tuần hoàn.
- Thiết bị làm lỗ trong Phương pháp khoan lỗ bằng guồng xoắn.
Trong quá trình khoan cao độ dung dịch khoan trong lỗ phải cao hơn mực nước ngầm ít nhất là 1.5 m. Khi có hiện tượng thất thoát dung dịch trong hố khoan thì phải có biện pháp xử lý kịp thời.
1.2.3.6. Đo đạc xác định độ sâu khoan
1.2.3.7. Vét lắng làm sạch hố khoan.
1.2.3.8. Hạ lồng thép, lắp đặt ống siêu âm
Lồng cốt thép được chế tạo sẵn tại nhà máy hoặc ở công trường được gia công theo đúng thiết kế, đúng quy cách, chủng loại, đường kính, độ dài, khoảng cách, số lượng, kỹ thuật và phải được tập kết trên nền bãi láng bằng bê tông hoặc ở những ...
1.2.3.9. Lắp Hạ ống đổ bê tông.
Ống đổ bê tông được chế bị trong nhà máy thường có đường kính từ 219 mm đến 273 mm theo tổ hợp 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 và 6,0 m, ống dưới cùng được tạo vát hai bên để làm cửa xả, nối ống bằng ren hình thang hoặc khớp nối dây rút đặc biệt, đảm bảo...
1.2.3.10. Rút ống vách, lấp đầu cọc
Sau khi kết thúc đổ bê tông từ 15 min đến 20 min cần tiến hành rút ống chống tạm (casing) bằng hệ thống day (rút + xoay) của máy khoan hoặc đầu rung theo phương thẳng đứng, đảm bảo ổn định đầu cọc và độ chính xác tâm cọc.
Thực trạng hiện nay sơ đồ quy trình thi công trên đang được tất cả các đơn vị thi công cọc khoan nhồi áp dụng. Mặc dù các đơn vị thi công theo đúng quy trình nhưng vẫn gây ra khuyết tật cho cọc trong từng bước thi công ở trên, các khuyết tật này do n...
Các bước thi công trong sơ đồ trên đều có những sự cố, tồn tại nhất định mà chúng ta chưa thể khắc phục hết ngay được mà phải giải quyết từng bước. Sự chưa hoàn chỉnh ở quy trình thi công thể hiện rõ trong công tác khoan tạo lỗ và thổi rửa .
- Trong quá trình khoan xảy ra sập thành vách là do các chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch bentonit không thích hợp với địa tầng cần khoan, do áp lực thủy động trong tầng cát, cát pha sét quá lớn, do gặp tầng cát có chứa nước ngầm với áp lực lớn, do chọn...
1.2.4. Các phương pháp thí nghiệm, kiểm tra trong quá trình thi công
Công tác kiểm tra chất lượng trong quá trình thi công cần được thực hiện nghiêm túc. Với công nghệ thi công thích hợp và quy trình kiểm tra chất lượng chặt chẽ, khả năng hư hỏng của cọc có thể được giảm đến mức tối thiểu. Tại hiện trường cần ...
1.2.4.1. Thí nghiệm kiểm tra dung dịch khoan
1.2.4.2. Kiểm tra chất lượng lỗ cọc: Kiểm tra bằng mắt và đèn dọi hoặc dùng phương pháp siêu âm hoặc camera ghi chụp thành lỗ khoan.
1.2.4.3. Kiểm tra kích thước và tình trạng thành vách lỗ cọc
- Đo đường kính lỗ cọc: Sử dụng mẫu, calip, thước xếp mở và tự ghi độ lớn nhỏ của đường kính hoặc theo đường kính ống vách hoặc theo độ mở của cánh mũi khoan.
- Độ nghiêng và tình trạng thành vách lỗ cọc: So sánh khối lượng đất lấy lên với thể tích hình học của cọc, dùng quả dọi hoặc dùng máy đo độ nghiêng hoặc phương pháp siêu âm.
1.2.4.4. Đo bề dầy lớp cặn lắng ở đáy lỗ cọc
1.2.4.5. Kiểm tra lồng thép và lắp đặt ống đo
1.2.4.6. Kiểm tra chất lượng đổ bê tông và công nghệ đổ bê tông
- Ghi chép trong quá trình thi công
1.2.5. Các thí nghiệm, kiểm tra sau khi thi công cọc xong
1.3.2.1 Nhóm thí nghiệm xác định sức chịu tải của cọc đơn gồm:
- Nén tĩnh truyền thống.
- Thí nghiệm cọc có gắn thiết bị.
- Thí nghiệm hộp tải trọng Osterberg
- Thử tĩnh động Stanamic.
1.3.2.2 Nhóm thí nghiệm kiểm tra độ đồng nhất của bê tông.
- Khoan lấy mẫu.
- Quan sát bằng thiết bị vô tuyến .
- Đo đường kính thực tế thân cọc.
- Phương pháp siêu âm.
- Phương pháp phóng xạ.
- Phương pháp hiệu ứng điện thủy lực.
- Phương pháp sóng ứng suất:
+ Phương pháp biến dạng nhỏ PIT.
+ Phương pháp biến dạng nhỏ: Phương pháp dao động trở kháng cơ học (Phương pháp rung).
1.3 Quy trình quản lý chất lượng cọc khoan nhồi ở việt nam
1.3.1 Quản lý thi công lỗ cọc
1.3.2 Quản lý dung dich để giữ thành lỗ cọc
Chế tạo dung dịch phải được thiết kế cấp phối tuỳ theo thiết bị, công nghệ thi công, phương pháp khoan lỗ và điều kiện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn của địa điểm xây dựng.
1.3.3 Quản lý khung cốt thép
Cọc không đổ bê tông dưới nước ±10 mm.
1.3.4 Quản lý ống thăm dò
1.3.5 Quản lý chất lượng thi công bê tông
1.3.6 Quản lý chất lượng làm cọc
- Để đảm bảo chính xác thực tế về trị tiêu chuẩn của sức chịu tải giới hạn của cọc đơn phải căn cứ vào tính chất trọng yếu và giá trị lịch sử của công trình, điều kiện địa chất công trình, yêu cầu thiết kế và tình hình thi công công trình để tổ chức thử tĩ,
Kết luận chương I
Qua việc khái quát phân tích khả năng gia cố của các công nghệ xử lý nền đất yếu như: Bệ phản áp, đệm cát, đệm đất, cọc tre, cọc cừ tràm, cọc cát, bấc thấm, cố kết bằng hút chân không , cọc xi măng đất, cọc bê tông cốt thép đã cho chúng ta thấy rõ cọc...
Ghi chú
Tên phương pháp
Phương pháp luận
Bao gồm phương pháp nổ mìn
+ Phương pháp thay thế
1. Thay thế
Cố kết đất sét
+ Phương pháp gia tải trước không hỗ trợ thoát nước
2. Thoát nước
* Hạ mực nước trong lớp cát để làm khô hoặc tăng áp lực cố kết có hiệu trong đất sét nằm trên lớp cát
+ Phương pháp gia tải trước với thoát nước đứng
+ Phương pháp cọc vôi đất
+ Phương pháp bơm hút chân không kết hợp gia tải
** Xử lý chống hóa lỏng
+ Giếng hạ mực nước
+ Giếng sâu
+ Đá dăm/sỏi thoát nước
Tỉ trọng của cát rời
+ Đóng cọc
3. Nén
+ Phương pháp cọc cát nén chặt
+ Phương pháp đầm rung
+ Đầm nặng (Phương pháp cố kết động)
Bao gồm gia cố vật liệu lớp đệm
+ Phương pháp trộn sâu (gia cố bằng trộn)
4. Gia cố hóa học và điện hóa
+ Bơm trộn vữa
+ Gia cố điện hóa
Cho xử lý tạm thời
+ Phương pháp nhiệt hóa
5. Xử lý nhiệt
+ Phương pháp đông cứng
Bao gồm vải địa gia cường
+ Tấm phủ và lưới trên bề mặt toàn bộ yếu
6 . Gia cường
+ Gia cố đất
* Trong trường hợp đất dính
+ Phương pháp cọc cát đầm chặt
CHƯƠNG 2. Nghiên cỨu, đánh giá các sỰ cỐ và nguyên nhân gây hư hỎng, giẢm chẤt lưỢng cỦa cỌc khoan nhỒi
2.1. Các sự cố và khuyết tật của cọc khoan nhồi thường gặp
Khái niệm sự cố: Là những hiện tượng khác thường xảy ra ngoài dự tính của đơn vị thiết kế cũng như của đơn vị thi công, dẫn đến những hậu quả làm hư hỏng cọc, giảm khả năng chịu tải của cọc, v.v....Mức độ hư hỏng có thể từ nhỏ đến lớn và có thể...
Xuất phát từ đặc điểm công nghệ thi công cọc khoan nhồi là khoan tạo lỗ trước trong nền đất, giữ ổn định vách hố khoan bằng ống vách, dung dịch bentonit, v.v..., sau đó tiến hành đúc cọc theo phương pháp đổ bê tông trong dung dịch bentonit. Cho nên n...
Nếu công trình nào gặp sự cố sẽ gây ra hậu quả rất nghiêm trọng như: Làm tăng giá thành và kéo dài thời gian thi công, đôi khi phải hủy bỏ phương án thi công cọc khoan nhồi mà phải thay thế bằng giải pháp móng cọc khác có thể sẽ rất tốn kém và khô...
Do vậy việc nghiên cứu, thu thập các sự cố xảy ra cho cọc khoan nhồi, qua đó sẽ tìm ra các nguyên nhân gây ra sự cố đó và đưa ra các giải pháp xử lý thích hợp cho từng sự cố cụ thể.
Đối tượng nghiên cứu là môi trường đất, công nghệ khoan tạo lỗ và đổ bê tông.
Các sự cố kỹ thuật dẫn đến làm cọc khoan nhồi bị khuyết tật có rất nhiều và khá đa dạng do nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra. Dưới đây trình bày một số nguyên nhân chính thường gặp theo công nghệ tạo lỗ để người thi công lường trước bằng cách hu...
- Sự nghiêng lệch, bấp bênh của máy khoan lỗ khi gặp đá mồ côi hoặc lớp đá nghiêng.
- Vị trí hố khoan vướng phải các vật cản như các cọc thép, dầm thép hình, cọc bê tông cốt thép hay cấu kiện cứng v.v... nằm sâu trong lòng đất gây rất nhiều khó khăn cho việc khoan tạo lỗ, đôi khi không thể trục vớt các vật cản nên được.
- Không hạ được ống chống đến cao độ yêu cầu hoặc khoan không xuống.
- Sập thành vách trong quá trình khoan.
- Gầu khoan bị rơi trong quá trình khoan.
- Mất dung dịch khoan đột ngột
- Lớp màng áo sét bám quanh vách hố khoan quá dày: được phát hiện qua việc thử tải tĩnh v.v...
2.1.2.2. Sự cố trong cấu tạo, gia công và hạ lồng thép
- Không hạ được lồng cốt thép vào lỗ khoan
- Rơi lồng thép.
- Ống vách bị lún
- Sập thành vách lỗ khoan sau khi hạ lồng thép: Được phát hiện qua việc đo kiểm tra đường kính lỗ khoan hoặc sự trồi lên nhanh chóng đột ngột của đất bị sụt lở vào đáy lỗ khoan, hoặc khối lượng đổ đầy cọc thực tế lớn hơn rất nhiều lần so với tính toán...
- Cặn lắng quá nhiều sau khi hạ lồng thép (sự cố lồng thép bị ngập trong đất).
- Dung dịch bentonit đông tụ nhanh và nhiều xuống đáy lỗ khoan: Được phát hiện qua việc đo kiểm tra bề dày của lớp bùn lắng đọng ở đáy lỗ khoan hoặc từ việc kiểm tra chất lượng của dung dịch v.v...
2.1.2.4. Sự cố trong công đoạn đổ bê tông đúc cọc
- Tắc nghẽn bê tông trong ống không ra được.
- Mực bê tông bị hạ xuống đột ngột khi rút ống vách lên.
- Khi rút ống vách làm kéo theo cả khối bê tông và phần cọc dưới ống vách cũng bị lồng thép kéo lên theo, hoặc tạo vòng rỗng trong bê tông.
- Nút cách nước kẹt trong ống dẫn
- Ống dẫn bị rò rỉ nước lọt vào trong ống được.
- Không rút được ống vách, ống chống.
- Khung cốt thép bị nén cong vênh.
- Ống đổ bị rơi trong quá trình đổ.
- Khung cốt thép bị trồi lên hoặc tụt xuống
- Khung cốt thép lệch về một bên thành hố khoan.
2.1.3.1. Những khuyết tật ở mũi cọc
Những khuyết tật ở mũi cọc rất thường hay xảy ra do bùn khoan lắng đọng ở đáy hố khoan và đất dưới mũi bị xáo động và bị dẻo nhão do Bentonite hấp phụ. Hư hỏng này rất nghiêm trọng đối với cọc được thiết kế làm việc có sự tham gia chịu lực của sức khá...
- Bê tông mũi cọc xốp (sũng nước hoặc lẫn nhiều bùn khoan) làm giảm chất lượng bê tông tại mũi cọc. Do vách lở hoặc không thổi rửa làm sạch bùn đất hoàn toàn.Biện pháp xử lý Bằng cách bơm vữa xi măng.
- Giảm sức kháng mũi cọc (cọc bị treo).
2.1.3.2. Những khuyết tật ở thân cọc
Những hư hỏng ở thân cọc chủ yếu là tính không liên tục của thân cọc như:
- Thân cọc phình ra hoặc dạng rễ cây do sự sập thành vách lỗ khoan, hoặc do đi qua vùng đất xốp, do từ biến của lớp đất yếu dưới tác dụng đẩy của bê tông tươi.
- Thân cọc bị co thắt lại do sự đẩy ngang của đất.
- Có hang hốc, rỗ tổ ong trong thân cọc bê tông rời, do sự lưu thông của nước ngầm làm trôi cục bê tông tươi, do đổ bê tông trực tiếp vào nước hoặc do bê tông không đủ độ sụt cần thiết.
- Bê tông thân cọc bị đứt đoạn bởi thấu kính đất nằm ngang hoặc lẫn bùn đất, lẫn vữa bentonit trong thân cọc, do có sự cố sập thành vách trong luc đổ bê tông hoặc do nhấc ống đổ bê tông lên quá cao, do ma sát giữa bê tông và ống chống quá lớn nên khi ...
- Thân cọc tiếp xúc gián tiếp với đất vách hố khoan bởi lớp áo sét nhão nhớt.
- Bê tông không lọt ra ngoài phạm vi lồng thép. Do mật độ cốt thép quá cao, do độ sụt của bê tông thấp).
- Cọc bị dịch chuyển ngang cục bộ. Do rút ống chống không đều
2.1.3.3. Những khuyết tật ở phần trên đầu cọc
2.2. Đánh giá nguyên nhân gây hư hỏng sự cố cọc khoan nhồi.
Các sự cố kỹ thuật của từng loại công nghệ khoan tạo lỗ cọc khoan nhồi, dẫn đến cọc bị khuyết tật có rất nhiều và khá đa dạng do nhiều nguyên nhân khác nhau gây ra. Trước khi tìm hiểu một cách chi tiết các nguyên nhân gây ra sự cố ta nên lưu ý một số ...
- Do kém am hiểu một phần hay toàn bộ bản chất của đất nền và điều kiện địa chất thủy văn của địa điểm xây dựng.
- Do không kiểm tra đầy đủ trên công trường của chủ đầu tư hay nhà thầu vì không có hay thiếu tư vấn giám sát có trình độ chuyên môn, kinh nghiệm và tư chất cần thiết.
- Do hợp đồng quy định quá eo hẹp hoặc kế hoạch thi công với tiến độ không thích hợp cho những công việc cần cẩn thận.
- Do thiếu khả năng hoặc cẩu thả của nhà thầu khi thi công những công việc quá phức tạp.
- Do việc hình thành 1 cọc bao gồm một số thao tác đơn giản hợp thành nhưng những người thực hiện thiếu tinh tế và không có những kỹ sảo cần thiết (vì ít kinh nghiệm) mặc dù họ đã được lựa chọn khá kỹ nhưng vẫn không làm chủ tốt.
- Do sự chủ quan và quy trình quản lý, giám sát không chặt chẽ.
2.2.1. Đánh giá nguyên nhân gây hư hỏng sự cố cọc khoan nhồi trong công đoạn khoan tạo lỗ.
2.2.1.1. Sự cố không hạ được ống chống đến cao độ theo yêu cầu hoặc khoan không xuống:
- Do gặp phải đá mồ côi hoặc vật cản khác do vị trí hố khoan vướng phải các vật cản như các cọc thép, dầm thép hình, cọc bê tông cốt thép hay cấu kiện cứng v.v...nắm sâu trong lòng đất gây ra rất nhiều khó khăn cho việc khoan tạo lỗ. Biện pháp xử lý: ...
- Với vùng địa chất có hang casto do tính chất phức tạp của địa tầng nên sự cố này là do nguyên nhân .Ống chống khi hạ xuống mặt đá bị trượt, bị xé rách...khi búa đập đất đá, lại tác dụng vào ống chống làm hư hỏng ống chống hoặc kéo tụt ống chống xuốn...
2.2.1.2. Sự cố sập thành vách hố khoan trong quá trình khoan:
- Do gặp tầng đất quá yếu lại không có ống vách. Tầng đất quá yếu có: Mô đun biến dạng E < 50 kg/, góc ma sát trong <, hệ số nén a > 0,05 / kg, độ sệt B > 0,75 sức kháng xuyên mũi 4kg/, chỉ số xuyên tiêu chuẩn của đất N 4. Với đặc điểm các tầng đất...
- Do các chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch bentonit không thích hợp với địa tầng cần khoan.Vì mỗi loại đất có tính chất cơ lý hóa khác nhau, cũng như sự khác nhau về thành phần và loại của dung dịch bentonit.
- Do áp lực thủy động trong tầng cát, cát pha sét quá lớn.
Khi khoan gặp tầng cát có chứa nước ngầm với áp lực lớn, nước ngầm có áp này sẽ chảy vào trong hố khoan mang theo đất cát ở vách hố khoan (hiện tượng cát chảy) làm cho hố khoan tại tầng này rộng ra, có thể kéo theo các tầng phía trên bị sụp.
- Do chọn kỹ thuật, thiết bị khoan không phù hợp với đất nền.
Vì tốc độ khoan quá nhanh vữa betonit chưa kịp hấp phụ vào thành vách, hoặc việc nâng hạ gầu khoan quá nhanh gây hiệu ứng pittông dẫn đến sập thành vách lỗ khoan.
2.2.1.3. Sự cố lớp màng áo sét bám quanh vách hố khoan quá dày.
2.2.1.4. Sự cố gầu khoan bị rơi trong quá trình khoan (thiết bị thi công rơi vào trong hố)
Trong trường hợp gàu đào, ống đổ…. do sự cố đứt cáp hay, vô ý bất cẩn trong thi công bị rơi xuống hố đào. Việc câu móc để kéo các thiết bị này lên không được thì sẽ dùng tới thợ lặn để dò tìm đầu cáp hay móc cáp để trục vớt các vật bị rơi sau ...
2.2.1.5. Sự cố mất dung dịch khoan đột ngột (khi gặp hang các tơ hoặc thạch cao)
Biện pháp: - Đưa ngay đất sét xuống lấp đầy hang casto, sau đó tiếp tục khoan qua chiều dày hang đó hoặc đổ đầy hố khoan bằng vữa mác thấp chờ thời gian ổn định sau đó thi công bình thường.
- Hạ thêm ống vách thép để ống vách đủ xuyên qua chiều dày hang casto và tiến hành khoan tiếp. Ngay sau đó phải tiến hành tính toán lại khả năng chịu lực của cọc theo cấu tạo thực tế.
2.2.1.6. Sự cố tụt cốt thép chủ trong công nghệ khoan xoay ống vách.
Khi xoay ống vách thì cốt thép chủ bị xoay theo do tỳ vào ống vách qua các con kê và các cốt liệu lớn. Nhất là khi toàn bộ khung cốt thép tỳ lên ống vách thông qua các con kê do không dùng hệ khung cốt thép treo tạm thời khi đổ bê tông (như ở trụ 7 cầ...
2.2.1.7. Sự cố không rút được đầu khoan lên
2.2.1.8. Sự cố không rút được ống vách lên trong phương pháp thi công có ống vách
2.2.2. Đánh giá nguyên nhân gây hư hỏng sự cố cọc khoan nhồi trong công đoạn đổ bê tông đúc cọc
2.2.2.1. Sự cố tắc nghẽn bê tông trong ống
Do hiện tượng hiệu ứng vòm khi bê tông được giữ ở mức quá cao trong ống chống làm cho bê tông không trào lên được gây tắc nghẽn
Sự cố mực bê tông bị hạ xuống khi rút ống vách lên. Do đất yếu bị từ biến dưới áp lực của bê tông tươi làm tăng thêm thể tích của bê tông
2.2.2.2. Sự cố cả khối bê tông trong ống bị kéo lên khi rút ống vách lên:
Hình 2.3 Khuyết tật do bê tông ninh kết sớm [11]
Do bê tông ninh kết quá sớm, nó sẽ bám chặt vào ống vách. Vì vậy khi rút ống vách làm kéo theo cả khối bê tông và phần cọc dưới ống vách cũng bị lồng thép kéo lên theo, hoặc tạo vòng rỗng trong bê tông. Biện pháp xử lý: Lựa chọn cấp phối bê tông hợp l...
2.2.2.3. Sự cố bê tông thân cọc bị phân tầng , rỗ tổ ong và có vật lạ (như: thấu kính bùn, đất, vữa, bentonit, v.v...).
- Do thiết bị đổ bê tông không thích hợp hoặc tình trạng làm việc xấu
Biện pháp xử lý: chọn lựa thiết bị đổ bê tông phù hợp với tiêu chuẩn đổ bê tông dưới nước.
- Do việc đổ bê tông không liên tục, hoặc do sự rút ống dẫn bê tông lên quá nhanh sẽ làm lẫn bùn khoan trong bê tông.
- Do sử dụng bê tông có thành phần không thích hợp, độ sụt không đạt yêu cầu làm bê tông rỗ hoặc phân tầng.
- Do sự lưu thông nước ngầm làm trôi vữa xi măng, chỉ còn lại cốt liệu
Biện pháp: Điều tra phân tích và đánh giá kỹ tầng địa chất trước khi thi công để đưa ra biện pháp thi công và lựa chọn thiết bị thi công hợp lý.
- Do sự cố sập thành vách hố khoan trong lúc đổ bê tông làm lẫn đất sập vào bê tông.
- Nút cách nước kẹt trong ống dẫn
- Ống dẫn bị rò rỉ nước lọt vào trong ống được.
2.3. Đề xuất các biện pháp xử lý sự cố cọc khoan nhồi
2.3.1. Biện pháp xử lý sự cố cọc khoan nhồi trong công đoạn thi công tạo lỗ
2.3.1.1. Không hạ được ống chống đến cao độ yêu cầu hoặc khoan không xuống
- Khi gặp sự cố không hạ được ống chống đến cao độ yêu cầu hoặc khoan không xuống thì có thể dùng loại gầu khoan thích hợp để phá vật cản này rồi tiếp tục hạ tiếp hoặc dùng các thiết bị khoan cắt trục vớt vật cản lên. Đối với trường hợp không...
- Loại gầu khoan để phá vật cản là những loại gầu khoan đặc biệt như: Căn cứ vào đặc điểm, ưu điểm thế mạnh, tính năng và chủng loại của từng loại đầu khoan với từng loại chất đất, đá khác nhau trong các phương pháp khoan khác nhau mà lựa chọn...
+ Đối với loại đất phổ thông như bùn, sét, cát, cát cuội có trị số thực nghiệm xuyên N < 50, thường dùng loại đầu khoan 3 cánh hoặc 4 cánh hợp kim cứng có răng bằng.
+ Đối với loại đất cứng thì có thể sử dụng lưỡi khoan có gắn sườn cũng có thể sự dụng đầu khoan cánh và đầu khoan đục đá kiểu bánh xe, đầu khoan RRC v.v...
+ Ngoài ra cũng có khi dùng đầu khoan ghép giữa đầu khoan cánh và đầu khoan quay, có thể tạo lỗ trong loại nham thạch mềm (độ cứng chịu nén không hạn chế nở hông, khoảng 30000kPa).
+ Khi tạo lỗ trong nền thạch nham có thể dùng kiểu đầu khoan bánh răng. Để tạo thêm lực đẩy và đề phòng lỗ khoan bị lệch còn có thể sự dụng tổ hợp cần khoan tăng trọng, lưỡi cắt của đầu khoan bánh răng có kiểu bánh răng cưa, kiểu bàn tròn, kiểu l...
2.3.1.2. Sự cố sập thành vách hố khoan
- Do khi khoan gặp tầng đất quá yếu lại không có ống vách thì trong quá trình khoan cần phải kiểm tra lại địa chất để đối chiếu với số liệu thí nghiệm, để có giải pháp xử lý kịp thời, chẳng hạn như điều chỉnh lại chiều dài ống vách.
- Khi các chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch betonite không thích hợp với địa tầng cần khoan thì ta phải thường xuyên kiểm tra và điều chỉnh các chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch (khối lượng riêng, độ nhớt, hàm lượng cát, tỷ lệ chất keo, lượng mất ...
2.3.1.3 Biện pháp xử lý sự cố cọc khoan nhồi trong cấu tạo, gia công và hạ lồng thép
- Khi gặp sự cố không hạ được lồng cốt thép vào lỗ khoan thì: phải nắn lại lồng thép và bố trí thêm móc cẩu để tránh biến dạng.
- Khi gặp sự cố ống vách bị lún thì phải gia cường chống lún cho ống vách.
2.3.1.4 Biện pháp xử lý sự cố cọc khoan nhồi trong công đoạn đổ bê tông đúc cọc.
- Khi gặp sự cố tắc nghẽn bê tông trong ống thì phải nâng ống dẫn bê tông lên, nhưng ống vẫn phải ngập trong bê tông ít nhất 2m, quy định là từ 2 đến 5m.
- Khi gặp sự cố bê tông thân cọc bị phân tầng, rỗ tổ ong và có vật lạ (như thấu kính bùn, đất, vữa, bentonite,...) thì ta dùng biện pháp khoan và thổi rửa thật sạch rồi bơm vữa xi măng vào.
2.3.2 Quy trình quản lý biện pháp xử lý sự cố cọc khoan nhồi
2.3.3 Cách Phòng ngừa sự cố.
Những sự cố xảy ra trong thi công cọc nhồi: sụt lở thành lỗ, ống chống bị kẹp chặt không rút lên được, cốt thép trồi lên, uốn cong, sai sót khi đổ bê tông.
Trong khi thi công, thường phát sinh sự cố, do đó nên có kế hoạch chu đáo để đề phòng. Nếu chẳng may xảy ra sự cố thì thường làm giảm cường độ bê tông của cọc, làm cho cọc bị những khuyết tật nghiêm trọng, cho nên phải áp dụng những biện pháp thiết th...
Đặc biệt là những sự cố phát sinh trong khi đổ bê tông, nếu không giải quyết kịp thời, bê tông sẽ bị đóng rắn, dẫn đến trạng thái rất nguy hiểm, do vậy phải căn cứ vào những phán đoán thật chính xác, nhanh chóng có biện pháp phòng ngừa sự cố. Cho nên,...
2.3.3.1 Đề phòng sự sụt lở thành hố trong phương pháp thi công không có ống chống.
Với phương pháp thi công cọc khoan nhồi không có ống chống có thể duy trì được áp lực dung dịch trong hố khoan, nếu làm không đúng cách có khi bị rò rỉ nước và rò rỉ dung dịch sinh ra bị sụt lở thành hố. Trong các nguyên nhân rò nước và dung d...
a) Các nguyên nhân chủ yếu ở trạng thái tĩnh.
- Độ dài của ống giữ (ống chống tầng trên) không đủ.
- Duy trì áp lực cột nước không đủ.
- Mực nước ngầm có áp lực tương đối cao.
- Trong tầng cuội sỏi có nước chảy hoặc không có nước, trong hố xuất hiện hiện tượng nước chảy đi mất.
- Tỷ trọng và nồng độ của dung dịch không đủ.
- Sử dụng dung dịch giữ thành không thỏa đáng.
- Do tốc độ làm lỗ nhanh quá nên chưa kịp hình thành màng dung dịch ở trong lỗ.
b) Các nguyên nhân chủ yếu ở trạng thái động.
- Ống giữ bị biến dạng hoặc hình dạng không phù hợp
- Ống giữ bị đóng cong vênh khi điều chỉnh làm cho đất bị bung ra.
- Dùng gầu ngoạm kiểu búa, khi đào hoăc xúc mạnh cuội sỏi ở dưới đáy ống giữ làm cho đất xung quanh bị bung ra.
- Khi trực tiếp để bàn quay lên trên ống giữ, do phản lực chấn động hoặc quay làm giảm lực dính giữa ống giữ với tầng đất.
- Khi hạ cốt thép và ống dẫn và vào ống giữ làm cho ống bị lún xuống.
- Khi hạ khung cốt tháp va vào thành hố phá vỡ màng dung dịch hoặc thành hố.
Tóm lại trước khi bắt đầu thi công công trình (giai đoạn thiết kế) phải suy tính thật kỹ lưỡng về việc lựa chọn phương pháp thi công và thiết bị thi công Khi điều tra xác minh vấn đề là do bản thân năng lực của thiết bị gây ra thì đơn giản là năng l...
Trong phương pháp thi công toàn ống chống, có thể rung lắc ống để giảm trở lực của ma sát bên và khi lắc không được thì có thể sẽ không rút được ống chống lên.
Trong quá trình làm lỗ nếu thời gian lắc ống giữa chừng dài quá thì ống chống có thể không rút lên được. Đặc biệt là sau khi ống chống đã xuyên vào tầng chịu lực thì lắc ống càng khó khăn cho đến khi bắt đầu đổ bê tông. Rất nhiều trường hợp thực tế là...
Ngoài ra trong khi đổ bê tông nếu một lần đổ một lượng bê tông quá lớn vào trong ống sẽ làm cho độ dâng lên của bê tông so với lưỡi nhọn của ống chống quá cao hoặc là loại bê tông đổ vào trong ống trộn xong để đã lâu thì cũng có thể làm cho lực ma...
Khi sử dụng năng lực bản thân của máy mà nhổ ống chống không lên được thì có thể thay bằng kích dầu có năng lực lớn để kích nhổ ống lên.
2.3.3.3 Đề phòng thiết bị thi công rơi vào trong hố.
Phải thường xuyên nhắc nhở nhân viên thao tác hết sức chú ý đề phòng các chi tiết kim loại, các dụng cụ nhỏ rơi vào trong ống dẫn. Mặc dù vậy vẫn có dụng cụ tạo lỗ rơi vào trong lỗ và chôn ở dưới đất vì những nguyên nhân sau:
a) Trong phương pháp thi công toàn ống chống: + Do dây cáp bị đứt làm cho gầu ngoạm rơi vào trong lỗ.
+Do bu lông liên kết cần khoan bị lỏng, bị hỏng làm cho đầu côn xoắn rơi vào trong ống.
+ Do bu lông vặn bị lỏng mà quay ngược ống dẫn lại làm cho bộ phận liên kết lệch bị rời ra rơi vào trong lỗ.
+ Do không kịp rút ống dẫn lên hoặc do bê tông đóng rắn mà không rút ống dẫn lên được.
Khi dụng cụ làm lỗ rơi vào trong lỗ mà chưa chôn vào trong đất, cát, thường có thể dùng gầu ngoạm hoặc móc để kéo lên.
Khi gầu ngoạm kiểu búa rơi vào trong lỗ thì kéo lên phải có một lực rất lớn. Do vậy, nếu hơi rung lắc và nhấc ống chống thì có thể móc được gầu ngoạm để kéo lên.
b) Trong phương pháp thi công phản tuần hoàn, khi đầu khoan xoắn bị rơi, nếu chưa bị chôn vào trong đất thì dùng những cái móc là có thể dễ dàng kéo lên được.
Tuy vậy khi những dụng cụ bị rơi đã chôn vào trong đất trước hết phải điều tra xem mức độ lún sâu như thế nào, nếu thấy nguy hiểm thì phải lập tức lấp hố khoan lại để rồi sau đó tìm ra những đối sách tương ứng. Để dọn sạch đất cát đã bị lấp lên trê...
2.3.3.4 Đề phòng khung cốt thép bị trồi lên.
Sau khi tạo lỗ bằng phương pháp toàn ống chống, lúc đổ bê tông có khi khung cốt thép bị trồi lên – khung cốt thép đã đặt đúng vị trí độ sâu theo thiết kế nhưng trong quá trình đổ bê tông hoặc rút ống lên thấy khung cốt thép lại cao hơn vị trí đã định....
- Nguyên nhân: Thành trong của ống chống bị bám dính vữa hoặc đất cát, do ống bị méo mó thành trong lồi lõm không đều khi rút ống lên thì kéo cả cốt thép lên.
Biện pháp đề phòng: Trước khi tạo lỗ, phải kiểm tra kỹ thành trong của ống chống ở phần đáy. Khi bị bám dính nhiều thứ thì phải cạo sạch, nếu thấy có bị biến dạng thì phải sửa lại. Khi kết thúc việc tạo lỗ cũng có thể mở gầu ngoạm ra rồi nâng lên hạ x...
Kết luận chương 2
Thông qua các ví dụ về các sự cố cọc khoan nhồi xảy ra trong thực tế và việc thống kê các sự cố, khuyết tật của cọc khoan nhồi tác giả đã phân tích và đánh giá được các nguyên nhân gây ra các sự cố và khuyết tật đó làm giảm chất lượng cọc khoan nhồi d...
Các sự cố làm giảm chất lượng cọc khoan nhồi xảy ra thường do các nguyên nhân sau: Do sự chủ quan của các bên tham gia, quy trình giám sát không chặt chẽ, do kém am hiểu một phần hay toàn bộ bản chất của đất nền và điều kiện địa chất thủy văn của địa...
Tỉ trọng dung dịch ổn định
Nồng độ Bentonit (%)
Tỉ trọng dung dịch ổn định
Nồng độ Bentonit (%)
1,060
11
1,035
6
1,065
12
1,040
7
1,070
13
1,045
8
1,075
14
1,050
9
1,055
10
Tính dính (độ nhớt) thích hợp S (500/500cc)
Chất đất
– 23
Bùn tích lẫn cát
Trị số cát N < 10
45
25 – 45
Trị số cát N 10 hoặc < 20
23 – 25
Trị số cát N 20
25 – 35
Cát sỏi lẫn sét tạp
Cát sỏi
45
CHƯƠNG 3 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ĐỀ XUẤT QUY TRÌNH QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG CỌC KHOAN NHỒI
3.1 Đề xuất quy trình quản lý trong bước khảo sát, thiết kế
3.2 Đề xuất quy trình quản lý trong bước thi công, bảo dưỡng
3.3.1. Đề xuất quy trình quản lý trong bước thi công
Chế tạo cọc khoan nhồi về mặt quản lý chất lượng không thể hoàn hảo được như chế tạo cọc đúc sẵn trong nhà máy. Cọc khoan nhồi trực tiếp đổ bê tông xuống lỗ cọc để tạo cọc, vì vậy sau khi thi công xong vẫn khó xác nhận hình dạng của cọc, khó ...
3.3.1.1. Kiểm tra độ thẳng đứng và đường kính của lỗ cọc.
Trong quá trình thi công cọc khoan nhồi việc đảm bảo đường kính và độ thẳng đứng của cọc là điều then chốt để phát huy được hiệu quả của cọc, cho nên cần phải đo kiểm tra cẩn thận độ thẳng đứng và đường kính thực tế của lỗ cọc.
Hiện nay, phương pháp để đo độ thẳng đứng của lỗ cọc tại hiện trường là: Khi dùng phương pháp thi công có ống chống có thể từ hai điểm theo hướng vuông góc trên mặt đất dùng hai máy kinh vĩ để đo mức độ nghiêng lệch của ống chống. Khi không dùng ống c...
3.3.1.2. Quản lý dung dịch giữ thành trong phương pháp thi công không có ống chống
Đối với phương pháp thi công sử dụng dung dịch giữ thành không có ống chống, đôi khi sinh ra hiện tượng sụt lở thành hố khoan làm giảm chất lượng thân cọc, thậm chí có khi phải làm lại dẫn đến kéo dài thời gian thi công. Song thông thường chỉ...
- Hình thành một lớp vỏ mỏng bằng dung dịch trên bề mặt thành lỗ đã đào để có thể chịu được áp lực, đề phòng bị lở thành
- Làm chậm lại việc lắng xuống của các hạt cát v.v...ở trạng thái hạt nhỏ huyền phù nhằm dễ xử lý cặn lắng.
Để đạt được mục đích trên phải pha chế được dung dịch giữ thành phù hợp với điều kiện thi công, điều kiện địa chất của hiện trường, đồng thời duy trì được đúng tính chất trong quá trình thi công. Do đó, bản thân dung dịch giữ thành phải có...
3.3.2. Quản lý thi công khung cốt thép
Trước khi đặt khung cốt thép , bắt buộc phải kiểm tra xác nhận chất lượng, hình dạng, kích thước.
Về chất lượng khung cốt thép: Trước hết phải đáp ứng yêu cầu thiết kế về vật liệu, cho nên ngoài các thử nghiệm chịu kéo, chịu uốn để xác định cường độ, một việc quan trọng là khi sử dụng thép tiêu chuẩn phải lấy giấy bảo đảm chất lượng sản p...
Về hình dạng và kích thước: Khung cốt thép, nếu có được những công cụ buộc khung cho thỏa đáng thì không phải lo về vấn đề độ chính xác, nhưng phải chú ý dùng loại thép cho đúng , vì có rất nhiều loại thép khác nhau. Ngoài ra khi buộc nhiều k...
Cốt thép chủ: Thường dùng phương pháp buộc, hoặc cóc nối, phải lắp khung cốt thép cho đúng vị trí, kích thước, phương pháp có sự kiểm tra cẩn thận.
Ở hiện trường phải đối chiếu với các yêu cầu có liên quan để xem có thực hiện đúng các “quy định về đầu nối cốt thép và thả khung cốt thép vào lỗ” hay không.
3.3.3. Quản lý chất lượng thi công bê tông
Cọc khoan nhồi sau khi thi công xong rất khó kiểm tra chất lượng, cho nên phải có sự quản lý toàn diện chất lượng bê tông khi đổ bê tông.
Trong các tiêu chuẩn hiện hành của Việt Nam về thi công cọc khoan nhồi vẫn còn một số tồn tại gây khó khăn trong công tác thi công và nghiệm thu, cụ thể như sau:
Số lượng ống siêu âm quy định trong TCVN 9395-2012 và trong TCXDVN 358-2005 cũng không cụ thể đối với cọc khoan nhồi có đường kính lớn như 150cm, 200cm, 250cm, 300cm...do đó còn có nhiều khó khăn trong công tác giám sát và quản lý chất lượng, gây ra t...
TCXDVN 205 – 1998 quy định độ sụt của bê tông khi đổ bê tông dưới nước trong môi trường dung dịch sét qua ống đổ tremie >15cm nhưng không có hạn chế độ sụt tối đa là bao nhiêu do đó cần phải cụ thể hóa độ sụt tối thiểu và độ sụt tối đa để công...
Trong quản lý chất lượng bao gồm tỉ lệ trộn thích hợp, cấp phối bê tông, phụ gia... theo yêu cầu của cọc nhằm làm cho bê tông có thể đạt được cường độ quy định, thực hiện được đầy đủ các công việc do yêu cầu thiết kế nêu ra. Khi sử dụng bê tô...
Ví dụ: Mẫu về hạng mục cần thí nghiệm và số lần thí nghiệm trong công tác quản lý chất lượng trước đây xem trong bảng sau:
3.3.4. Đề xuất quy trình quản lý trong bước bảo dưỡng
Công tác quản lý trong bước bảo dưỡng cọc sau thi công cũng rất quan trọng có sức ảnh hưởng đến chất lượng của cọc.
Sau khi kết thúc đổ bê tông từ 15 min đến 20 min cần tiến hành rút ống chống tạm (casing) bằng hệ thống day (rút + xoay) của máy khoan hoặc đầu rung theo phương thẳng đứng, đảm bảo ổn định đầu cọc và độ chính xác tâm cọc.
Dùng máy rung để rút ống lên từ từ, để tránh trường hợp ống dẫn kéo lên không theo phương thẳng đứng làm thay đổi tiết diện cọc cần phải bố trí máy kinh vĩ để theo dõi 2 phương trong quá trình rút ống.
Cọc khoan nhồi sau khi đổ bê tông trên đầu cọc thường có lẫn tạp chất và bùn, nên thường phải đổ cao quá nên 0,5 – 1m. Sau khi đào đất xong, phải cắt bỏ rất thận trọng, không được để ảnh hưởng đến độ cao đầu cọc.
Trên thế giới hiện nay có nhiều phương pháp xử lý đầu cọc, trong đó có 6 phương pháp hay sử dụng đó là:
3.3.4.1 Phương pháp sử dụng máy phá: Phương pháp này ở nước ta đang sử dụng nhiều nhất.
Sử dụng máy phá hoặc chòng đục đầu nhọn để phá bỏ phần bê tông đổ quá cốt cao độ, làm cho cốt thép lộ ra. Từ trước đến nay thường dùng phương pháp này nhưng nếu trong khi đục mà có sơ suốt thì có thể làm nứt đầu cọc, có khi còn làm hại cả cốt...
3.3.4.2 Phương pháp giảm lực dính
Quấn một màng ni lông mỏng vào cốt chủ lộ ra tương đối dài hoặc cố định ống nhựa vào khung cốt thép, chờ sau khi đổ bê tông xong, đào đất xong, dùng khoan hoặc các thiết bị khác khoan lỗ ở mé ngoài phiá trên cốt cao độ thiết kế, sau đó dùng nêm thép đ...
3.3.4.3 Phương pháp chân không
Đầu tiên thực hiện việc đào đất, đào cho đến cốt cao độ thiết kế đầu cọc, sau khi đổ bê tông đến chỗ đầu cọc, lợi dụng bơm chân không làm cho nó biến chất đi, trước khi phần bê tông biến chất này đóng rắn thì đục bỏ đi.
3.3.4.4 Phương pháp bắn nước (Công ty xây dựng Tô Đa Nhật Bản sử dụng)
Sau khi đổ xong bê tông đỉnh cột, lập tức dùng máy bắn nước cắm vào phần bê tông đổ vượt, lợi dụng bắn nước làm cho phần bê tông này bị hỏng đi, sau khi đào đất xong có thể dễ dàng đục bỏ phần bê tông này, phương pháp này giảm tiếng ồn, giảm c...
3.3.4.5 Phương pháp phun khí (Công ty Ôcưrra Nhật Bản sử dụng)
Chờ khi đổ xong bê tông, lập tức cắm thiết bị phun khí vào chỗ bê tông đổ thừa, do không khí nén phun vào, lợi dụng chênh lệch tỉ trọng của vật liệu bê tông, làm cho vữa xi măng, cát, đá bị ly tán ra mà bê tông bị hỏng đi, sau khi đào đất xong...
3.3.4.6 Phương pháp lợi dụng vòng áp lực nước (Công ty công nghiệp Trôxôcư Nhật Bản sử dụng):
Trước tiên lắp đặt một ống vòng có mặt cắt đặc biệt vào khung cốt thép ở vị trí đầu cọc theo thiết kế, lắp một loại mũ chụp đặc biệt vào cốt chủ ở chỗ đổ thừa và đổ bê tông.
Sau khi đào đất xong bơm nước vào chỗ mặt cắt có dị dạng, nhờ vào áp lực nước, lợi dụng lực hình tròn của mặt cắt ống, hình thành khe nứt ngang ở gần chỗ đầu cọc thiết kế, sau đó có thể nhắc bỏ cả khối bê tông đổ thừa ấy ra.
Sau khi kết thúc đổ bê tông từ 15 min đến 20 min cần tiến hành rút ống chống tạm (casing) bằng hệ thống day (rút + xoay) của máy khoan hoặc đầu rung theo phương thẳng đứng, đảm bảo ổn định đầu cọc và độ chính xác tâm cọc.
Dùng máy rung để rút ống lên từ từ, để tránh trường hợp ống dẫn kéo lên không theo phương thẳng đứng làm thay đổi tiết diện cọc cần phải bố trí máy kinh vĩ để theo dõi 2 phương trong quá trình rút ống.
Sau khi rút ống vách từ 1h đến 2h cần tiến hành hoàn trả hố khoan bằng cách lấp đất hoặc cát, cắm biển báo cọc đã thi công cấm mọi phương tiện qua lại tránh hỏng đầu cọc và ống siêu âm.
Kiến nghị: Nên sử dụng các phương pháp xử lý đầu cọc mà trên thế giới đang dùng như Phương pháp giảm lực dính, phương pháp bắn nước, phương pháp phun khí, phương pháp lợi dụng vòng áp lực nước sẽ làm cho việc xử lý đầu cọc được an toàn và hiệu ...
Với cọc thí nghiệm, đầu cọc thí nghiệm phải cao hơn mặt đất xung quanh từ 20 cm đến 30 cm và có ống thép dày từ 1.8cm, dài khoảng 1 m bao để đảm bảo không bị nứt khi thí nghiệm và phản ánh đúng chất lượng thi công. Thí nghiệm nén tĩnh tiến hàn...
3.3.5 Đề xuất quy trình quản lý trong bước thí nghiệm, kiểm tra
Rất nhiều công tác liên quan đến phương pháp đánh giá chất lượng cọc khoan nhồi bằng các phương pháp hiện đại như phương pháp siêu âm, phương pháp thử động biến dạng nhỏ, phương pháp thử động biến dạng lớn, phương pháp tia phóng xạ, phương phá...
Tuy nhiên những phương pháp này còn có một số hạn chế như sau:
Kiến nghị:
+ Các phương pháp kiểm tra đều có những nhược điểm nhất định do đó việc sử dụng kết hợp một vài phương pháp khác nhau là cần thiết.
Kiến thức của cán bộ kỹ thuật Việt Nam về lĩnh vực kiểm tra chất lượng cọc nhồi còn hạn chế do đây là vấn đề còn mới, cần phải được bồi dưỡng kiến thức về công nghệ xử lý nền móng bằng cọc khoan nhồi để cán bộ kỹ thuật và công nhân kỹ thuật làm t...
3.3.6 Công tác quản lý hiện trường
3.3.6 Biên bản thi công
Thi công cọc khoan nhồi chủ yếu chỉ dựa vào kết quả điều tra địa chất của hố khoan... vì vậy việc đổ bê tông cọc có thể gặp phải những vấn đề không lường trước được.
Tiến độ công trình phần lớn là được xác định bằng thực tế các công trình đã làm và biên bản thi công là một tài liệu tương đối quan trọng để tham khảo.
Trong thi công, việc tham khảo biên bản chính xác của các công trình đã làm là việc rất có ý nghĩa:
Phân tích thống kê biên bản đã làm trước đây sẽ có thể rút ra nhiều kinh nghiệm về kỹ thuật cho thi công cọc khoan nhồi.
Khi kết cấu bên trên có sinh ra lún, biên bản thi công lưu giữ lại sẽ là tài liệu quan trọng để điều tra về nguyên nhân.
Khi kế hoạch điều tra, điều kiện thiết kế và điều kiện thi công có khác nhau thì biên bản thi công công trình trước đây sẽ là tài liệu tham khảo hữu ích để đề ra biện pháp xử lý thích hợp
Biện pháp thi công là tài liệu quan trọng trong quản lý thi công. Trên cơ sở điều tra kỹ lưỡng tình hình ở hiện trường chúng ta phải lưu giữ lại những số liệu cần thiết:
Tên công trình, tên bên A và tên đơn vị thi công.
Người phụ trách công trình.
Ngày tháng năm thi công, thời tiết, nhiệt độ.
Tên gọi hoặc số hiệu của kết cấu, số hiệu cọc, đường kính và độ dài thiết kế cọc.
Loại phương pháp thi công, thiết bị thi công, đường kính quy định.
Bản vẽ cột địa chất khi thi công.
Mực nước ngầm hoặc mực nước sông biển.
Tốc độ và quá trình thi công tạo lỗ.
Mức lệch tâm và độ thẳng đứng của cọc.
Đường kính và độ sâu làm lỗ, đường kính và độ dài của ống giữ hoặc ống chống tầng mặt.
Loại dung dịch giữ thành và biện pháp quản lý dung dịch.
Thời gian cần thiết cho mỗi công đoạn.
Bố trí cốt thép, phương pháp nối đầu và độ cao đoạn đầu.
Biên bản về quản lý thi công bê tông, lượng đổ bê tông, quản lý bê tông về mặt chất lượng
Loại thợ và số người tham gia thi công.
Lượng tiêu thụ điện năng và chủng loại nhiên liệu dùng cho thiết bị thi công.
Đối với việc thi công tạo lỗ và đổ bê tông, nếu vẽ lại thành biểu đồ tiến độ thi công thì càng dễ thấy rõ.
3.3.7. Quản lý chất lượng bằng cọc mở đáy
Khi thi công cọc khoan nhồi, ở đáy cọc luôn tồn tại một lượng mùn bẩn lắng đọng nhất định do: Bentonite rơi xuống (mùn khoan lắng đọng khi đổ bê tông; đất đá bị cà nát vỡ vụn và xáo trộn do mũi khoan, choòng khoan gây ra. Sự tồn tại của lượng ...
Việc mở rộng đáy cọc khoan nhồi được thực hiện sau khi đổ bê tông phần cọc
chính, bao gồm các công việc: Loại bỏ các mùn bẩn, vỏ bentonite và thay thế chúng bằng vữa xi măng; đưa vữa xi măng thâm nhập vào đất xung quanh làm cho cọc có chân đế mở rộng, đới đá cà nát và xáo trộn được gắn kết cứng bằng xi măng. Thực hiện công n...
Việc mở rộng đáy cọc khoan nhồi nhằm nâng cao sức chịu tải của cọc có nhiều phương pháp như: phương pháp mở rộng đáy cọc khoan nhồi bằng mũi khoan, phương pháp mở rộng đáy cọc bằng thiết bị phun xói tia nước áp suất cao. Tuy nhiên khi sử dụng ph...
Kiến nghị:
- Cần nâng cao chất lượng cọc bằng nhiều phương pháp như thi công cọc mở đáy.
- Nghiên cứu chế tạo thiết bị dùng thi công mở đáy cọc đảm bảo hiệu quả, chất lượng tốt nhất ít gây ra sự cố trong quá trình mở đáy để thay thế cho việc phải nhập mũi khoan mở đáy từ nước ngoài nhằm giảm giá thành của cọc và không bị phụ thuộc vào côn...
3.3 Giới thiệu chung về công trình
Công trình Times city là một công trình có phạm vi thi công rộng, sử dụng nhiều loại cọc khoa nhồi với nhiều đường kính, kích cỡ khác nhau. Do đó, việc vận dụng quy trình quản lý chất lượng cọc khoan nhồi đề xuất ở trên cho công tình này là hết sức cầ...
3.1.1. Tổng quan về công trình Time city
Được xây dựng dựa trên ý tưởng về một khu đô thị hiện đại mang phong cách kiến trúc sinh thái thân thiện của Đảo quốc Singapore. Dự án Times City tọa lạc tại cửa ngõ phía đông nam trung tâm Hà Nội có địa chỉ hành chính tại 458 - 460 Minh Khai- Hai Bà ...
3.1.2. Hướng dự án Times city
Phía Đông giáp khu dân cư phường Vĩnh Tuy nhìn ra Sông Hồng.
Phía Nam giáp ngõ 13 Lĩnh Nam, giáp khu dân cư phường Mai Động.
Phía Tây nhìn ra khu dân cư phường Vĩnh tuy.
Phía Bắc giáp đường Minh Khai
3.3.3. Quy mô dự án Times City
Tổng diện tích đất dự án 360,500
Tổng mức đầu tư:23000 Tỷ VNĐ
Chủ đầu tư: Công Ty Cổ Phần Phát Triển Đô Thị Nam Hà Nội (Đơn vị thành viên của Công Ty Cổ Phần Vincom - Tập Đoàn Vingroup) có địa chỉ tại: Số 191 Bà Triệu, phường Lê Đại Hành, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội.
Đơn vị tư vấn thiết kế: Công ty TNHH Kiến Trúc ACT Việt Nam.
Đơn vị tư vấn giám sát: Công Ty Cổ Phần PCM.
Đơn vị thi công: Công ty xây dựng dân dụng và Công nghiệp Delta.
Thi công và nghiệm thu theo TCVN 9395-2012 và TCXDVN 205 – 1998. 22TCN 257 – 2000.
Dự án Times City gồm 23 tòa nhà, các tòa nhà dự kiến cao 22 - 35 tầng và thấp dần từ Nam xuống Bắc và từ Tây sang Đông.
Với tổng diện tích đất dự án lên tới 360.500 , khu đô thị phức hợp Times City thiết kế thành nhiều phân khu chức năng bao gồm: Khu căn hộ cao cấp với diện tích 140.000, Khu trung tâm thương mại đẳng cấp Vincom Mega mall với diện tích 230.000, Khu ...
Với quy mô lớn dự án Times City được thiết kế với 3 tầng hầm B1, B2, B3 dưới đế tòa nhà, nối thông giữa các tòa với nhau tạo ra một không gian lớn âm dưới lòng đất. Cốt sàn hầm B1là: -7,6m, cốt sàn hầm B2 là: -10,9m, cốt sàn hầm B3 là: -14,2m và...
Trong quá trình thi công công trình Times city ở hạng mục thi công xử lý nền móng giai đoạn 1 từ tòa T1 – T11 đã gặp phải những sự cố như mất dung dịch khoan đột ngột ở cọc đại trà tòa T9, rơi lồng thép ở cọc tòa T5, tắc ổng đổ bê tông ở cọc ZONE F,…...
3.4 Đề xuất quy trình quản lý chất lượng cọc khoan nhồi cho công trình Times City
Kết luận chương 3
Công trình Times city là một công trình có phạm vi thi công rộng, sử dụng nhiều loại cọc khoan nhồi với nhiều đường kính, kích cỡ khác nhau. Do đó, việc đề xuất quy trình quản lý chất lượng cọc khoan nhồi cho công tình này là hết sức cần thiết. Muốn c...
Thành phần và công tác khảo sát địa kĩ thuật phụ thuộc váo đặc điểm của nhà và công trình thiết kế
Khối lượng công tác khảo sát địa kĩ thuật phụ thuộc vào mức độ phức tạp và điều kiện địa chất công trình áp dụng cho móng cọc
Đặc điểm nhà và công trình thiết kế
Cấp III
Cấp II
Cấp I
Theo lưới 20x20m nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 4 lỗ khoan
Theo lưới 40x40m nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 4 lỗ khoan
Theo lưới 60x60m nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 2 lỗ khoan
1. Khoan
Nhà ở, dưới 9 tầng, kể cả tải trọng của tường truyền lên móng không quá 50 T/m và các công trình công nghiệp với tải trọng truyền lên cột khung không quá 300T, khi xây dựng hàng loạt.
Trong một đơn nguyên địa chất công trình, mỗi chỉ tiêu phải có ít nhất 6 giá trị
2. Thí nghiệm đất trong phòng
Theo lưới 15x15m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 5 điểm
Theo lưới 25x25m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 3 điểm
Theo lưới 35x35m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 2 điểm
3. Xuyên tĩnh
Trong phạm vi một đơn nguyên địa chất công trình ở mỗi độ sâu cụ thể phải có ít nhất 3 điểm thí nghiệm
4. Thí nghiệm cọc chuẩn
Theo lưới 20x20m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 10 lỗ khoan
Theo lưới 30x30m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 7 lỗ khoan
Theo lưới 40x40m nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 2 lỗ khoan
1. Khoan
Nhà ở dưới 16 tầng kể cả tải trọng của tường lên móng không quá 300T/m và các công trình công nghiệp với tải trọng truyền lên cột khung không quá 2000T
Trong một đơn nguyên địa chất công trình, mỗi chi tiêu phải có ít nhất 6 giá trị
2. Thí nghiệm đất trong phòng
Theo lưới 15x15m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 10 điểm
Theo lưới 20x20m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 7 điểm
Theo lưới 25x25m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 5 điểm
3. Xuyên tĩnh
Trong phạm vi một đơn nguyên địa chất công trình phải có ít nhất 6 điểm thí nghiệm
4. Thí nghiệm cọc chuẩn
Trong phạm vi một đơn nguyên địa chất công trình ở mỗi độ sâu cụ thể phải có ít nhất 3 điểm thí nghiệm cọc chuẩn và một thí nghiệm cọc tại hiện trường
6. Thí nghiệm cọc tại hiện trường
Theo lưới 30x30m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 5 lỗ khoan
Theo lưới 30x30m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 4 lỗ khoan
Theo lưới 30x30m nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 2 lỗ khoan
1. Khoan
Nhà và công trình quá cao (nhà 16-28 tầng, kho chứa, ống khói, lò luyện) công trình công nghiệp với tải trọng truyền lên cột khung lớn hơn 2000T
Trong một đơn nguyên địa chất công trình, mỗi chit tiêu phải có ít nhất 6 giá trị
2. Thí nghiệm đất trong phòng
Theo lưới 10x10m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 10 điểm
Theo lưới 15x15m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 8 điểm
Theo lưới 20x20m, nhưng mỗi nhà (công trình) phải có ít nhất 5 điểm
3. Xuyên tĩnh
Trong phạm vi một đơn nguyên địa chất công trình thể phải có ít nhất 6 thí nghiệm
4. Thí nghiệm cọc chuẩn
Trong phạm vi một đơn nguyên địa chất công trình ở mỗi độ sâu cụ thể phải có ít nhất 2 thí nghiệm nhưng giá trị thu được không được chênh lệch quá 30% giá trị
5. Thí nghiệm cọc chuẩn
Trong phạm vi một đơn nguyên địa chất công trình ở mỗi độ sâu cụ thể phải có ít nhất 2 thí nghiệm nhưng giá trị thu được không được chênh lệch quá 30% giá trị
6. Thí nghiệm cọc tại hiện trường
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết luận
Cọc khoan nhồi không còn là một công nghệ xử lý nền móng xa lạ đối với các kỹ sư Việt Nam cũng như trên thế giới. Việc áp dụng cọc khoan nhồi trong thiết kế và thi công xây dựng các công trình ngày một trở nên phổ biến rộng rãi. Các công nghệ thi công...
- Những điểm mới mà luận văn đã đạt được:
+ Phân tích, đánh giá tổng quan về quy trình khảo sát, thiết kế và thi công cọc khoan nhồi: Thông qua việc phân tích tổng quan tình hình khảo sát, thiết kế và thi công cọc khoan nhồi, người đọc có thể thấy rõ những vấn đề còn tồn tại trong việc khảo s...
+ Tổng hợp các sự cố xảy ra đối với cọc khoan nhồi và từ đó phân tích các nguyên nhân chính xảy ra các sự cố đó: Thông qua việc làm này luận văn cũng đã trình bày các biện pháp xử lý sự cố cho từng trường hợp cụ thể.
+ Đề xuất quy trình khảo sát, thiết kế cọc khoan nhồi cho công trình Times city.
+ Đề xuất quy trình thi công nghiệm thu và quy trình quản lý chất lượng cọc khoan nhồi cho công trình Times city.
+ Đưa ra một giải pháp mới cho việc thi công cọc khoan nhồi là sử dụng cọc mở đáy làm gia tăng hệ số an toàn cho cọc khoan nhồi.
+ Đã đề xuất cần có một tiêu chuẩn riêng cho khảo sát và thiết kế cọc khoan nhồi nhưng chưa nghiên cứu sâu và chỉ mới đề xuất riêng cho công trình Times city, do đó cần có những nghiên cứu sâu hơn.
+ Chưa phân tích được sự khác biệt giữa các loại cọc khác nhau trong quá trình quản lý chất lượng thi công;
2. Kiến nghị
Tài liỆu tham khẢo