Nghiên cứu giải pháp kỹ thuật thi công cọc khoan nhồi trên nền đá, áp dụng tại công trình nhà máy xi măng dầu khí 12 9

L I CAM OAN Tác gi xin cam đoan cơng trình nghiên c u c a b n thân tác gi Các k t qu nghiên c u k t lu n lu n v n trung th c, không chép t b t k m t ngu n d (n u có) đ i b t k hình th c Vi c tham kh o ngu n tài li u c th c hi n trích d n ghi ngu n tài li u tham kh o quy đ nh Tác gi lu n v n Ng c Tú i L IC M Tác gi xin trân tr ng c m n th y cô Tr N ng i h c Th y L i; đ c bi t cán b , gi ng viên B môn Xây d ng dân d ng Cơng nghi p, Khoa Cơng trình, phịng t o i h c Sau đ i h c giúp đ t o u ki n cho tác gi hoàn thành b n lu n v n Tác gi xin c m n sâu s c đ n GS.TS Nguy n Ti n Ch Th ng tr c ti p h ng, TS Nguy n Ng c ng d n, giúp đ t n tình cho tác gi hồn thành lu n v n Tác gi c ng xin trân tr ng c m n Lãnh đ o đ ng nghi p n i tác gi công tác quan tâm t o u ki n thu n l i h tr , giúp đ tác gi vi c thu th p thông tin, tài li u trình th c hi n lu n v n Xin c m n gia đình, b n bè th ng xuyên chia s khó kh n đ ng viên tác gi su t trình h c t p nghiên c u đ có th hoàn thành lu n v n Do u ki n th i gian chun mơn cịn h n ch nh ng thi u sót Tác gi r t mong nh n đ nên lu n v n không tránh kh i c s ch d n đóng góp ý ki n c a th y giáo, cô giáo, nhà khoa h c đ ng nghi p đ lu n v n đ c hoàn thi n h n Hà N i, ngày tháng n m 2018 Tác gi lu n v n Ng c Tú ii M CL C L I CAM OAN……………………………………………………………… ……i L I C M N ii M C L C iii DANH M C HÌNH V vii DANH M C B NG BI U viii PH N M U 1 Tính c p thi t c a đ tài: M c đích c a đ tài i t ng ph m vi nghiên c u Cách ti p c n ph ng pháp nghiên c u .2 CH NG T NG QUAN V CÔNG NGH THI CÔNG C C KHOAN NH I 1.1 Gi i thi u t ng quan v c c khoan nh i 1.1.1 Khái ni m, u nh c m ph m vi áp d ng .3 1.1.1.1 Khái ni m .3 1.1.1.2 u nh c m ph m vi áp d ng 1.1.2 Các y u t nh h ng đ n ch t l ng c c khoan nh i .5 1.2 Quy trình thi cơng c c khoan nh i 1.2.1 Chu n b thi công 1.2.2 nh v c c ( nh v cơng trình h khoan) 1.2.3 Công tác h ng vách ( ng casing) 1.2.4 Công tác t o l khoan 1.2.5 Vét l ng làm s ch h khoan 11 1.2.6 Công tác gia công h c t thép 11 1.2.7 Công tác l p ng đ bê tông 13 1.2.8 X lý c n l ng đáy h khoan tr c đ bê tông 13 1.2.9 Công tác bê tông 14 1.2.10 Công tác rút ng vách v sinh đ u c c .16 1.3 Các ph ng pháp ki m tra q trình thi cơng 16 1.3.1 Ki m tra dung d ch khoan .16 1.3.2 Ki m tra l khoan c c nh i .18 1.3.3 Ki m tra l ng thép 19 1.3.4 Ki m tra Bê tông .19 1.4 Ki m tra ch t l ng c c sau thi công 20 1.4.1 Nhóm đánh giá ch t l ng v t li u thân c c 20 1.4.2 Nhóm đánh giá s c mang t i c a c c 20 CH NG 2: K THU T THI CÔNG KHOAN C C NH I TRONG N N Á 22 2.1 Gi i pháp thi công c c khoan nh i n n đá .22 2.1.1 c m ph ng pháp thi công c c khoan nh i n n đá .22 iii 2.1.2 Thi t b công ngh thi công khoan t o l 23 2.1.2.1 Máy khoan c c nh i ki u g u xoay d ng c t bu m 23 2.1.2.2 Máy khoan tu n hoàn ng c RCD 28 2.1.2.3 Thi t b khoan nh i b ng ph ng pháp đ p cáp 29 2.1.3 Các ph ng pháp s d ng Vi t Nam tham kh o th gi i 30 2.1.3.1 C c khoan nh i theo công ngh khoan khô 30 2.1.3.2 C c khoan nh i có s d ng ng vách 31 2.1.3.3 C c khoan nh i không dùng ng vách 31 2.2 Các s c khuy t t t c a c c khoan nh i n n đá th ng g p 32 2.2.1 S c th ng g p c c khoan nh i n n đ t, đá 33 2.2.2 M t s ví d n hình v s c c c khoan nh i n n đá 34 2.2.2.1 S c cát ch y trình khoan t o l 34 2.2.2.2 S c gãy g u khoan hang đ ng cast 35 2.2.2.3 S c m t bê tông hang đ ng cast 35 2.2.2.4 S c t c ng đ bê tông 36 2.3 Các nguyên nhân gây s c c c khoan nh i n n đá 37 2.3.1 Các nguyên nhân gây h h ng trình khoan t o l 37 2.3.1.1 Không rút đ c đ u khoan lên, g y c n khoan, g u khoan, đ t cáp r i búa 37 2.3.1.2 S c ng ch ng b t t xu ng thi công 38 2.3.1.3 C c b xiên khoan vào hang h c cast ho c m t đá nghiêng 38 2.3.1.4 S c không rút đ c ng vách lên bi n pháp thi cơng có s d ng ng vách 38 2.3.1.5 S c s p thành vách h khoan trình khoan 39 2.3.1.6 S c m t dung d ch khoan đ t ng t g p hang cast 40 2.3.1.7 S c dung d ch bentonine đông t nhanh nhi u xu ng đáy l khoan 40 2.3.2 Các nguyên nhân h h ng công đo n gia công h l ng c t thép 40 2.3.2.1 S c không h đ c l ng c t thép vào h khoan 40 2.3.2.2 ng vách b lún (do treo l ng thép n ng vào ng vách) 40 2.3.3 Các nguyên nhân h h ng q trình đ bê tơng đúc c c 40 2.3.3.1 S c t c ngh n bê tông ng 40 2.3.3.2 S c c kh i bê tông ng b kéo lên rút ng vách lên 41 2.3.3.3 S c bê tông thân c c b phân t ng, r t ong có v t l (nh : th u kính bùn, đ t, v a, bentonite ) 41 2.4 Bi n pháp x lý s c c c khoan nh i n n đá 41 2.4.1 Bi n pháp x lý s c c c khoan nh i trình khoan t o l 41 2.4.1.1 Không rút đ c đ u khoan lên, g y c n khoan, g u khoan, đ t cáp r i búa 41 2.4.1.2 S c ng ch ng b t t xu ng thi công 43 iv 2.4.1.3 C c b xiên khoan vào hang h c cast ho c m t đá nghiêng 43 2.4.1.4 S c không rút đ c ng vách lên ph ng pháp thi cơng có ng vách 44 2.4.1.5 S c s p thành vách h khoan trình khoan 44 2.4.1.6 S c m t dung d ch khoan đ t ng t g p hang cast .44 2.4.2 Các bi n pháp x lý s c công đo n gia công h c t thép 45 2.4.3 Các bi n pháp x lý s c trình đ bê tông đúc c c .45 2.5 Các bi n pháp phòng ng a s c 46 2.5.1 phòng s s t l thành h ph ng pháp thi cơng khơng có ng ch ng 46 2.5.2 phịng khơng rút đ c ng ch ng lên ph ng pháp thi công ng ch ng 48 2.5.3 phòng thi t b thi công r i vào h 49 2.5.4 phòng khung c t thép b tr i lên 50 2.5.5 phòng khung c t thép b nén cong vênh 51 2.5.6 phòng n c vào ng d n 51 2.5.7 phịng có khí đ c h khoan 52 CH NG 3: ÁP D NG THI CÔNG C C KHOAN NH I TRÊN N N Á T I CƠNG TRÌNH NHÀ MÁY XI M NG D U KHÍ 12-9 55 3.1 Gi i thi u chung v d án 55 3.1.1 Gi i thi u công trình .55 3.2 xu t công ngh thi công c c khoan nh i cho cơng trình 58 3.2.1 Thi công b ng máy khoan KH180 máy khoan đ p cáp CK1500 .59 3.2.1.1 C s l a ch n bi n pháp thi công .59 3.2.1.2 Trình t thi công 62 3.2.1.3 Các gi i pháp q trình thi cơng 70 3.2.2 Thi công b ng máy khoan g u xoay BAUER BG28 máy khoan SOILMEC SR-60C khoan c c có hang cast .75 3.2.2.1 C s l a ch n bi n pháp thi công .75 3.2.1.2 Trình t thi công 78 3.3 Các bi n pháp thi công c c qua hang cast .89 3.3.1 Bi n pháp trình khoan c c 89 3.3.1.1 Khoan th m dò đ a ch t 89 3.3.1.2 Dùng ng vách xuyên qua hang cast l n .90 3.3.1.3 bê tông nghèo 92 3.3.2 G i pháp trình s ch h khoan 94 3.3.2.1 Các bi n pháp làm s ch h khoan 94 3.3.2.2 Dùng ng vách hang cast nh , thông gi a c c 97 3.3.3 G i pháp q trình đ bê tơng .98 3.3.4 Các bi n pháp an tồn thi cơng c c khoan nh i 99 v K t lu n ch ng 100 K T LU N, KI N NGH 101 K t lu n 101 Ki n ngh 102 TÀI LI U THAM KH O 103 PH L C 104 vi DANH M C HÌNH V Hình 1.1 Các q trình ch y u thi cơng c c khoan nh i Hình 1.2 nh v c c Hình 1.3 Khoan t o l , b m dung d ch Bentonite gi thành 11 Hình 1.4 Gia công l p d ng c t thép c c 12 Hình 1.5 ng Tremie, ng th i r a l p ng th i r a h khoan 13 Hình: 1.6 X lý c n l ng h t m n theo ph ng pháp th i r a b ng khí nén 14 Hình 1.7 L p ng đ Bê tông, đ bê tông trongdung d ch Bentonite đo m t dâng bê tông .16 Hình 2.1 Máy khoan Bauer .25 Hình 2.2 Máy khoan SOILMEC .26 Hình 2.3 Máy khoan SANY 27 Hình 2.4 Máy khoan tu n hồn d ng mâm xoay 29 Hình 2.5 Máy khoan đ p cáp CK-2000 (Trung Qu c) .29 Hình 2.6 H khoan đ a ch t c ng nh p than nhà máy Nhi t n V ng Áng 34 Hình 2.7 Tr c v t c n khoan, g u khoan BG28 .42 Hình 3.1 Máy khoan đ t HITACHI- KH180 59 Hình 3.2 S đ trình t thi cơng khoan đá b ng máy đ p cáp 63 Hình 3.3 G u g p đ t máy khoan đ p cáp .68 Hình 3.4 Tu n hồn Bentonite 69 Hình 3.5 Máy khoan Bauer - BG28 75 Hình 3.6 S đ trình t thi công khoan đá b ng máy khoan BG28 79 Hình 3.7 ng vách ph qua hang cast 92 Hình 3.8 X lý hang cast b ng bê tơng nghèo c c CN-12 Si lô xi m ng 93 Hình 3.9 Tu n hồn b ng B m hút bùn 96 Hình 3.10 M t b ng h ng m c Nhà nghi n than 97 Hình 3.11 ng vách dùng cho c c CN11, CN12 h ng m c Nhà nghi n than 98 Hình 3.12 ng vách quây qua hang Cast c c CN3-06 h ng m c b lò 99 vii DANH M C B NG BI U B ng 1.1 Ch tiêu tính n ng ban đ u c a dung d ch Bentonite 17 B ng 1.2 Các thông s c n ki m tra v l khoan c c nh i 18 B ng 2.1 Phân c p đá theo c ng đ kháng nén: TCVN 11676 : 2016 23 B ng 2.2 Thông s k thu t m t s lo i máy khoan BAUER 25 B ng 2.3 Thông s k thu t m t s lo i máy khoan SOILMEC 26 B ng 2.4 Thông s k thu t m t s lo i máy khoan SANY 27 B ng 2.5 Máy khoan tu n hoàn d ng mâm xoay c a Trung Qu c 28 B ng: 2.6 Thông s k thu t lo i máy khoan đ p cáp 30 B ng 3.1 T ng h p h ng m c t i d án Xi m ng 12-9 55 B ng 3.2 T ng h p h ng m c khoan c c nh i t i d án Xi m ng 12-9 58 B ng 3.3 Thông s k thu t máy khoan KH180 60 B ng 3.4 Thông s k thu t máy khoan đ p cáp CK1500 60 B ng 3.5 Giá tr m t dây chuy n khoan b ng máy khoan đ p cáp KH180 61 B ng 3.6 S d ng xung trình bentonite cho t ng đ t 67 B ng 3.7 Kích th c g u khoan đá 76 B ng 3.8 Kích th c g u khoan c t vành 76 B ng 3.9 Thông s k thu t máy khoan Bauer BG28 76 B ng 3.10 Giá tr m t dây chuy n thi t b khoan b ng máy khoan BG28 77 B ng 3.11 B o d ng đ nh k c n kelly vi c khoan đ t 85 B ng 3.12 Giá tr kh i l ng bi n pháp thi công c c CN2-12 94 viii PH N M U Tính c p thi t c a đ tài: Công cu c đ i m i hi n đ i hóa đ t n c di n m nh m đ i s ng xã h i đ c bi t l nh v c kinh t S phát tri n m nh c a kinh t đòi h i ngày c p bách đ u t xây d ng m r ng c s h t ng ó vi c xây d ng m i hi n đ i hóa khu cơng nghi p, nhà máy, khu dân c nhà cao t ng, cơng trình giao thơng nh : c u đ ng, b n c ng, kho hàng n ng Quá trình xây d ng cơng trình t i nh ng vùng đ a ch t y u, ph c t p đ t cho chuyên gia, k s xây d ng nh ng thách th c vi c tìm ki m áp d ng gi i pháp x lý n n móng cơng trình n n đ a ch t ph c t p n c ta hi n nay, ph ng án móng c c đ c l a ch n thi t k cho h u h t cơng trình dân d ng cơng nghi p có t i tr ng l n n n đ t y u Thi cơng c c có nhi u gi i pháp khác nhau, nh dùng búa đóng c c Diezen, dùng búa rung đ ng h c c dùng máy ép c c t nh, c c khoan nh i bê tông c t thép Tuy nhiên tùy thu c đ c m cơng trình, u ki n đ a ch t m t b ng thi cơng m i g i pháp c c có nh ng u m, nh c m riêng khác Móng c c đúc s n nh gây ch n đ ng m nh, ti ng n l n ho c ô nhi m môi tr c m ng q trình thi cơng c c b ng búa đóng Diezen nên ph m vi s d ng b h n ch xây d ng thành ph hay khu v c đông dân c ; gi i pháp ép tr c ti p ho c khoan l r i h c c đúc s n c ng có nhi u h n ch nh l c ép th ng khơng l n, kích th c c c (đ ng kính, đ dài) khơng th t ng tùy ý, d n t i s c ch u t i c a lo i c c c ng khơng l n Do đó, gi i pháp c c khoan nh i bê tông c t thép ngày đ s d ng r ng rãi c a chu ng Vi t Nam c m công ngh thi công c c khoan nh i khoan t o l n n đ t, gi n đ nh vách h khoan b ng ng vách dung d ch bentonite Sau ti n hành đúc c c theo ph ng pháp đ bê tông d in nh h ng đ n ng đ n ch t l ng c c c Do v y có r t nhi u y u t trình thi cơng có th x y nhi u s c , nh h khoan nh i Gi i pháp c c khoan nh i xây d ng n n đá, hang đ ng cast có nh ng khó kh n s c riêng bên c nh s c th ng g p thi công n n đ t Hi n v n ch a có quy chu n, tiêu chu n, ch d n k thu t thi công c c khoan nh i n n đá Do v y tác gi ch n đ tài “ Nghiên c u gi i pháp k thu t thi công c c khoan nh i n n đá, áp d ng t i cơng trình nhà máy Xi m ng D u khí 12-9.” đ tìm hi u, nghiên c u th c tr ng v công ngh thi công c c khoan nh i n n đá; c s cơng trình th c t áp d ng, c ng nh m đ a m t s bi n pháp k thu t đ hoàn thi n quy trình, cơng ngh thi cơng, nâng cao cơng tác ki m soát ch t l ng, đ y nhanh ti n đ thi công c c n n đá M c đích c a đ tài xu t m t s bi n pháp thi công c c khoan nh i n n đá - - Nghiên c u l a ch n bi n pháp k thu t thi công c c khoan nh i áp d ng t i d án xi m ng D u khí 12-9 it ng ph m vi nghiên c u a it ng nghiên c u it ng nghiên c u c a đ tài nghiên c u ng d ng v quy trình thi cơng c c khoan nh i n n đá, phân tích y u t ki m tra, ki m soát ch t l nh h ng đ n q trình thi cơng, ng c a c c khoan nh i n n đá b Ph m vi nghiên c u Phân tích đ xu t bi n pháp k thu t thi công c c khoan nh i cho h ng m c cơng trình t i d án xi m ng D u khí 12-9 Cách ti p c n ph ng pháp nghiên c u phân tích, nghiên c u gi i quy t v n đ c a đ tài, tác gi d ki n s d ng m t s ph - Ph ng pháp sau: ng pháp k th a: K th a nghiên c u lý lu n khoa h c, d án, v n b n quy đ nh c a nhà n c liên quan đ n đ tài - Ph ng pháp th ng kê - Ph ng pháp t ng h p phân tích thơng tin - Ph ng pháp chuyên gia: Tham v n chuyên gia l nh v c thi công - M t s ph ng pháp khác H khoan đ a ch t c c CN3-01 h ng m c Si lô Clinker 117 H khoan đ a ch t c c CN3-13 h ng m c Si lô Clinker 118 H khoan đ a ch t c c CN3-23 h ng m c Si lô Clinker 119 H khoan đ a ch t c c CN3-28 h ng m c Si lô Clinker 120 H khoan đ a ch t c c CN3-30 h ng m c Si lô Clinker 121 H khoan đ a ch t c c CN3-45 h ng m c Si lô Clinker 122 Ph l c s :05 B NG TH NG KÊ H KHOAN A CH T H ng m c: Silo xi m ng Chi u cao hang cast (m) STT Tên c c Khơng có Cast 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 x x x x x x x x x x hang t ng hang t ng 3,5 5,6 4,7 x x 0,5 1,8 x x x x x x x x 1,3 x x x x x x 123 hang t ng hang t ng 36 37 38 39 40 41 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 42 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 T ng c ng x x x x x x 3,5 0,5 1,5 x 0,5 x 0,5 x x x x x x x x 42 2,5 2,5 15 124 H khoan đ a ch t c c CN2-12 h ng m c Si lô xi m ng 125 H khoan đ a ch t c c CN2-54 h ng m c Si lô xi m ng 126 H khoan đ a ch t c c CN2-56 h ng m c Si lô xi m ng 127 Ph l c s :06 B NG TH NG KÊ H KHOAN A CH T H ng m c: B lò Chi u cao hang cast (m) STT Tên c c Khơng có cast 11 12 13 14 15 16 17 18 19 10 20 CN3-01 CN3-02 CN3-03 CN3-04 CN3-05 CN3-06 CN3-07 CN3-08 CN3-09 CN2-10 CN2-11 CN2-12 CN2-13 CN2-14 CN2-15 CN2-16 CN2-17 CN2-18 CN2-19 TN 01 x x x T ng c ng 10 hang t ng hang t ng 0,5 0,5 1,8 x 0,9 0,5 0,9 0,5 x 0,50 0,5 x x x x 4,50 0,5 x 128 hang t ng hang t ng H khoan đ a ch t c c CN3-06 h ng m c B lò 129 Ph l c s :07 B NG TH NG KÊ H KHOAN A CH T H ng m c: Silo b t li u Chi u cao hang cast (m) STT Tên c c Khơng có cast 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 CN3-01 CN3-02 CN3-03 CN3-04 CN3-05 CN3-06 CN3-07 CN3-08 CN3-09 CN3-10 CN3-11 CN3-12 CN3-13 CN3-14 CN3-15 CN3-16 CN3-17 CN3-18 CN3-19 CN3-20 CN3-21 CN3-22 CN3-23 CN3-24 CN3-25 TN-01 T ng c ng x x hang t ng hang t ng 7,8 x 0,7 0,5 x x 2,9 1,2 6,5 x x 2,9 3,7 x x 1,5 x 0,5 x x x 1,30 x 14 130 hang t ng hang t ng H khoan đ a ch t c c CN3-09 h ng m c Si lô b t li u 131 ... t công ngh thi công c c khoan nh i cho công trình 58 3.2.1 Thi cơng b ng máy khoan KH180 máy khoan đ p cáp CK1500 . 59 3.2.1.1 C s l a ch n bi n pháp thi công . 59 3.2.1.2 Trình t thi. .. T THI CÔNG KHOAN C C NH I TRONG N N Á 22 2.1 Gi i pháp thi công c c khoan nh i n n đá .22 2.1.1 c m ph ng pháp thi công c c khoan nh i n n đá .22 iii 2.1.2 Thi t b công ngh thi công khoan. .. đá, áp d ng t i công trình nhà máy Xi m ng D u khí 12- 9. ” đ tìm hi u, nghiên c u th c tr ng v công ngh thi công c c khoan nh i n n đá; c s cơng trình th c t áp d ng, c ng nh m đ a m t s bi n pháp