Nghiên cứu tính toán lực cắt đất và biện pháp xử lý một số sự cố thường gặp trong thi công cọc khoan nhồi

GVHD NGUYN QUANG MINH mở ĐầU Công cuộc đổi mới và hiện đại hoá đất nớc đang diễn ra mạnh mẽ trong đời sống xã hội đặc biệt là trong lĩnh vực kinh tế. Sự phát triển mạnh của kinh tế đòi hỏi ngày càng cấp bách việc xây dựng cơ sở hạ tầng. Đó là công việc xây dựng mới và hiện đại hoá các khu công nghiệp, các nhà máy, các khu dân c, các công trình giao thông nh: cầu cống, đờng xá Trong xây dựng các công trình đó thì công tác xử lý nền móng là một công việc vô cùng quan trọng. Sự ổn định vững chắc nền móng ảnh hởng rất lớn đến chất lợng công trình sau này. Công trình càng lớn càng hiện đại thì chất lợng nền móng càng phải đợc đảm bảo điều đó đòi hỏi phải thi công nền móng bằng các máy móc và thiết bị hiện đại dẫn đến chi phí cho công trình lớn mà ở thời điểm hiện nay chúng ta khó đáp ứng đ- ợc. Vấn đề đặt ra là phải giảm giá thành khi thi công nền móng để góp phần hạ giá thành toàn bộ công trình. ở nớc ta hiện nay để xử lý nền móng công trình ng- ời ta có nhiều phơng án khác nhau nh dùng búa đóng cọc Diezel, dùng búa rung động, dùng máy ép cọc bấc thấm, máy ép cọc tĩnh, dùng máy khoan cọc nhồi Tuy nhiên tuỳ từng điều kiện kinh tế, điều kiện thi công mà mỗi phơng pháp thi công có các mặt u, nhợc điểm khác nhau nh phơng pháp thi công bằng búa đóng cọc Diezel thì gây ồn, gây ô nhiễm môi trờng, làm ảnh hởng tới các công trình xung quanh. Với máy khoan cọc thì giá thành khá cao, với búa đóng cọc rung động thì gây chấn động tới các công trình xung quanh, với máy ép cọc bấc thấm thì giá thành đắt và hiệu quả xử lý nền không cao Thi công nền móng bằng phơng pháp cọc khoan nhồi là một tiến bộ của khoa học kỹ thuật đã đợc áp dụng rộng rãi ở các nớc trên thế giới và trong những năm gần đây thi công nền móng bằng phơng pháp cọc khoan nhồi đã đợc áp dụng ở Việt Nam. Kinh nghiệm và kết quả nghiên cứu khi thi công nền móng bằng phơng pháp cọc khoan nhồi có thể thích hợp với nhiều vùng địa chất khác nhau có khả năng tạo ra cọc có chiều sâu, đờng kính phù hợp với yêu cầu khi thi công đặt biệt nó có thể tạo ra cọc có chiều sâu lớn mà vẫn cho năng suất cao mà chất lợng cọc vần đảm bảo. Đặc biệt bằng các thiết bị khoan nh mũi khoan ruột gà, mũi khoan phá đá, mũi khoan gầu xoay thì khi khoan có thể xuyên qua các vùng địa chất cứng mà các thiết bị thi công khác không đáp ứng đợc. Phơng pháp cọc khoan nhồi còn rất thích hợp cho việc tạo móng xây chen giữa các khu dân c mà ít làm ảnh hởng tới các công trình xung quanh (Bằng cách sử dụng ống vách ngăn rung động và chống lở vách), tránh đợc ô nhiễm môi tr- Sinh viờn: Lờ Xuõn Trng - o Hựng Cng Lớp Máy Xây Dựng A K43 1 GVHD NGUYN QUANG MINH ờng xung quanh. Việc chế tạo cọc ngay tại nền móng công trình tránh đợc chi phí cho vận chuyển cọc từ nơi sản xuất cọc tới chân công trình Vì vậy việc áp dụng kỹ thuật tạo cọc cho nền móng công trình bằng phơng pháp cọc khoan nhồi đảm bảo về mặt chất lợng, tính kinh tế, điều kiện môi trờng đợc đảm bảo là một yếu tố mà đang đợc nhiều Công ty, cũng nh các đơn vị thi công đặc biệt qua tâm trong việc sử dụng các thiết bị khoan cọc nhồi. Do điều kiện hạn hẹp về thời gian, về trình độ cũng nh về tài liệu nghiên cứu nên trong đề tài không tránh khỏi những thiếu sót, chúng em rất mong đợc sự đóng góp ý kiến, góp ý chỉ bảo của các thầy cô giáo trong bộ môn. Sinh viên: Lê Xuân Trờng Đào Hùng Cờng Sinh viờn: Lờ Xuõn Trng - o Hựng Cng Lớp Máy Xây Dựng A K43 2 GVHD NGUYỄN QUANG MINH PHẦN I: TỔNG QUAN MÁY VÀ THIẾT BỊ KHOAN CỌC NHỒI I. Các loại máy và thiết bị khoan cọc nhồi 1.1. Máy cọc nhồi dùng gầu đào kiểu BS 1.1.a. Đặc điểm khi đào đất (tạo lỗ) - Khoan tạo lỗ trong mọi loại đất đá (trừ đá rắn) vì hàm ngoạm có răng bịt hợp kim rắn - Để có năng suất cao người ta khoan trong nước, trong vữa sét hoặc gặp tầng đất, đá, cuội chặt… 1.1.b. Nguyên lý hoạt động của máy khoan BS 6800 1 Bộ di chuyển bánh xích, 2 buồng động lực, 3 đối trọng, rulô cuốn tuy ô thuỷ lực, 5 cáp treo cần, 6 tuy ô thuỷ lực đóng mở gầu,7 cáp tời phụ, 8 cáp tời chính, 9 rulô đầu cần, 10 gầu ngoạm (đào),11 cáp đo độ sâu giếng đào,12 cần, 13 ống vách,14 bộ tời đo độ sâu, 15 Ocsilater (thiết bị xoay ống vách) Sinh viên: Lê Xuân Trường - Đào Hùng Cường Líp M¸y X©y Dùng A K43 3 GVHD NGUYỄN QUANG MINH - Khi thiết bị không làm việc thì một đầu của sợi cáp (đầu tự do) được móc vào máy khoan - Khi máy khoan hoạt động thì đầu cáp tự do móc vào đầu khoan - Khi gầu đi xuống thì hệ điều khiển tự động làm cho tang (4) quay nhờ dẫn động tử mô tả thuỷ lực (9), tang quay nhỏ cáp đúng với vận tốc hạ gầu. Nhờ có sự ăn khớp cặp bánh răng (5) mà chiều dài cáp được nhả ra sẻ hiển thị thông qua bộ truyền tín hiệu (8) về bộ điều khiển. Khi kéo đầu khoan đi lên thì bộ điều khiển sẽ đổi chiều dòng dầu thuỷ lực tới mô tơ (9) nó làm quay theo chiều ngược lại, cáp sẽ cuốn lại đúng với vận tốc nâng gầu khoan - Đặc điểm + Tuy ô thuỷ lực trên ru lô lớn, dòng dầu sẽ được cấp tới tuy ô thuỷ lực + Cơ cấu điều khiển - điều chỉnh động cơ thủy lực sao cho rulô có số vòng quay phù hợp với tốc độ nhả hoặc cuốn tuy ô thích hợp với tốc độ nâng gầu khoan. + Đầu khoan hoạt động theo nguyên tắc gầu ngoạm, khối lượng rất nặng + Khoan tạo lỗ trong mọi loại đất đá (trừ đá rắn) vì hàm ngoạm có răng bịt hợp kim rắn + Để có năng suất cao người ta khoan trong nước, trong vữa sét hoặc gặp tầng đất, đá, cuội chặt… 2. Máy khoan sử dụng bộ công tác gầu khoan 2.1. Đặc điểm - Máy khoan có đầu khoan làm việc theo nguyên tắc xoắn vít hoặc gầu xoay có hiệu quả đối với lỗ cọc có đường kính lớn trong nền đất đá yếu - Nếu đất yếu dùng kiểu vít xoáy, vật liệu được đùn lên liên tục - Trường hợp đất qúa dẻo và ngậm nước dùng gầu khoan kiểu gầu, đất khoan do cắt xén được gạt vào gầu. Đất đầy thùng cánh xén khép lại và đầu khoan kéo lên đổ đất ra ngoài Sinh viên: Lê Xuân Trường - Đào Hùng Cường Líp M¸y X©y Dùng A K43 4 GVHD NGUYN QUANG MINH - Kt hp vi ng vỏch v va sột khoan trong nn t yu v c t xp ri, dựng loi ny thụng dng vỡ khoan nhiu trong nn t cú tng a cht khỏc nhau - Nu cú lp t st l thỡ dựng tm bng 1 on ng vỏch 2.2. Cỏc loi mỏy Trong thi công cọc khoan nhồi ở trên thế giới cũng nh ở Việt Nam thờng dùng một số loại máy khoan nhồi sau đây nh s mỏy khoan ca hóng (NIPPON SHANYO, HITACHIdo Nht sn xut, BAUER của Đức, một số máy của Trung Quốc ,Pháp ) Sinh viờn: Lờ Xuõn Trng - o Hựng Cng Lớp Máy Xây Dựng A K43 5 GVHD NGUYỄN QUANG MINH Máy khoan ED 6500 Sinh viên: Lê Xuân Trường - Đào Hùng Cường Líp M¸y X©y Dùng A K43 6 GVHD NGUYỄN QUANG MINH Sử dụng bentonite trong quá trình khoan. Sinh viên: Lê Xuân Trường - Đào Hùng Cường Líp M¸y X©y Dùng A K43 7 GVHD NGUYỄN QUANG MINH Các kích thước cơ bản ED 6500 Sinh viên: Lê Xuân Trường - Đào Hùng Cường Líp M¸y X©y Dùng A K43 8 GVHD NGUYỄN QUANG MINH Sinh viên: Lê Xuân Trường - Đào Hùng Cường Líp M¸y X©y Dùng A K43 9 GVHD NGUYỄN QUANG MINH Máy khoan ED 5500 Sinh viên: Lê Xuân Trường - Đào Hùng Cường Líp M¸y X©y Dùng A K43 10