IV. Chọn giải phỏp múng: 1 Đặc điểm thiết kế:
1. Lựa chọn cụng nghệ tạo lỗ và thiết bị khoan
Lựa chọn cụng nghệ tạo lỗ:
Hiện nay tại Việt Nam cú 3 phương phỏp khoan tạo lỗ
+Phương phỏp dựng ống vỏch +Phương phỏp tuần hoàn dung
dịch bentonite ( phương phỏp thổi rửa )
+Phương phỏp khoan gầu (khoan bằng guồng xoắn) .
Ta sẽ phõn tớch từng phương phỏp để lựa
chọn
+ Cụng nghệ dựng ống vỏch (All casing ): ống vỏch thường dựng là ống kim loại dày 9 - 25 mm cú chõn xộn bằng hợp kim cứng. ống vỏch được hạ xuống và nõng lờn bằng cỏch vừa xoay vừa rung. Trong phương phỏp này khụng cần dựng đến dung dich Bentonite để giữ vỏch hố khoan. Đất
trong lũng ống vỏch được lấy ra bằng gầu ngoạm. Việc đặt cốt thộp và đổ bờ tụng được tiến hành bỡnh thường.
Đất sét dẻo mềm
Cát sỏi to chặt Cát thô lẫn cuội sỏi
Cát hạt trung lẫn cát hạt thô Cát mịn kẹp hạt nhỏ chặt vua
Cát pha dẻo
Sét pha dẻo mềm, dẻo nhão Sét pha dẻo nhão
Đất sét xám xanh;trạng thái dẻo mềm
98 8 7 6 5 4 3 2 1 -0.75 -21.95 -28.85 -33.25 -40.25 -44.85 -47.15 -3.45 -25.25
ống vỏch thường được dựng trong trường hợp thi cụng nơi cú nước mặt hoặc lỗ khoan cọc xuyờn qua cỏc tầng đất sột nhóo, cỏt cuội sỏi dễ gõy biến dạng mạnh về phớa trong lỗ (cỏt sỏi cú cấu trỳc rời rạc) hoặc tại vựng đất cú nhiều hang động .
Ưu điểm của phương phỏp này là: khụng cần dựng dung dịch bentonite hoặc dung dịch khỏc giữ thành, cụng trường sạch, chất lượng cọc đảm bảo .
Nhược điểm : khú làm được cọc sõu do hạ ống vỏch xuống sõu rất khú khăn, mỏy thi cụng cồng kềnh khú sử dụng cho mặt bằng chật hẹp, khi làm việc gõy chấn động lớn nờn khụng xõy chen được. Khi rỳt ống vỏch gõy hiện tượng thắt cổ chai bờ tụng.
+ Cụng nghệ khoan tuần hoàn dung dịch bentonite : (Reverse Ciculatian Drill)
Mỏy đào sử dụng guồng xoắn để phỏ đất, dung dịch bentonite được bơm xuống để giữ vỏch hố đào. Mựn khoan và dung dịch được mỏy bơm và mỏy nộn khớ đầy từ hố khoan lờn đưa vào bể lắng. Lọc tỏch dung dich bentonite cho quay lại và mựn khoan ướt được bơm vào xe tộc và vận chuyển ra khỏi cụng trường. Cụng việc đặt cốt thộp và đổ bờ tụng tiến hành bỡnh thường.
Ưu điểm :
- Giỏ thiết bị rẻ, thi cụng đơn giản - Giỏ thành hạ
Nhược điểm: - Khoan chậm
- Quỏ trỡnh khoan cần nhiều nước, mặt bằng cụng trường bẩn . - Cần diện tớch rộng để bố trớ thiết bị lọc, lắng .
- Khi gặp cỏc lớp đất rời, hạt to, cỏt hạt thụ, sỏi cuội thường khú cú khả năng giữ cho vỏch khoan và cột nước ổn định do vậy chất lượng cọc khú đảm bảo .
- Độ tin cậy khụng cao do gõy lắng lượng mựn khoan làm giảm yếu sức chịu tải đầu cọc.
+ Khoan lỗ bằng phương phỏp khoan gầu (earth drill)
Cụng nghệ khoan này gầu khoan thường ở dạng thựng xoay cắt đất và đưa ra ngoài. Cầu gầu khoan cú dạng ăngten thường là 3ữ4 đoạn truyền được chuyển động xoay từ mỏy đào xuống gầu đào nhờ hệ thống rónh. Vỏch khoan được giữ ổn định bằng dung dịch bentonite. Quỏ trỡnh tạo lỗ được thực hiện trong dung dịch sột bentonite.
Dung dịch sột bentonite được thu hồi, lọc và tỏi sử dụng vừa đảm bảo vệ sinh và giảm khối lượng chuyờn chở. Trong cụng nghệ này ta cú thể kết hợp sử dụng nhiều loại địa chất riờng rẽ do vậy năng suất cao.
Ưu điểm:
- Thi cụng nhanh, việc kiểm tra nền đất thuận tiện ,rừ ràng . - Đảm bảo vệ sinh mụi trường.
- ớt ảnh hưởng đến cụng trỡnh lõn cận. Nhược điểm:
- Thiết bị chuyờn dụng, giỏ đắt, giỏ thành cọc cao.
- Quy trỡnh cụng nghệ chặt chẽ, cỏn bộ kỹ thuật và cụng nhõn phải lành nghề và kỹ thuật cao.
Qua phõn tớch ta thấy
Với cụng trỡnh do được xõy dựng trong thành phố do vậy để cú mặt bằng thật rộng rói để ỏp dụng cụng nghệ khoan tuần hoàn dung dịch là khú khăn. Mặt khỏc do ta phải khoan qua lớp cỏt hạt thụ nờn việc giữ thành cho hố khoan là rất khú, tớnh tin cậy của cọc khụng cao. Với phương phỏp dựng ống vỏch ta cũng khú ỏp dụng được do yờu cầu thiết kế cọc đặt đỏy tại độ sõu lớn. Ngoài ra do cụng trỡnh được xõy dựng tại khu dõn cư đụng nờn ta khụng thể tạo ra chấn động khi xõy dựng. Vậy quyết định dựng khoan bằng gầu trong dung dịch bentonite .
2. Cụng nghệ thi cụng cọc khoan nhồi 2.1: Vật liệu:
a. Bờ tụng:
Bờ tụng dựng cho cọc khoan nhồi là bờ tụng thương phẩm mỏc 300. Do việc đổ bờ tụng thường dựng bơm hoặc chớnh ỏp lực của bờ tụng trong ống đổ nờn độ sụt của nún cụt hợp lý là 18±2 cm. Việc cung cấp vữa bờ tụng phải liờn tục sao cho cú thể khống chế toàn bộ thời gian đổ bờ tụng một cọc trong 4h.
Để đảm bảo yờu cầu kỹ thuật phải lựa chọn cỏc trạm trộn hoặc nhà mỏy chế tạo bờ tụng thương phẩm cú cụng nghệ hiện đại, cỏc cốt liệu và nước phải sạch và theo đỳng yờu cầu. Cần trộn thử và kiểm tra năng lực của nhà mỏy và chất lượng của bờ tụng chọn thành phần cấp phối bờ tụng và cỏc phụ gia trước khi vào cung cấp đại trà cho đổ bờ tụng cọc nhồi.
Tại cụng trường mỗi xe bờ tụng thương phẩm đều phải được kiểm tra về chất lượng sơ bộ, thời điểm bắt đầu trộn và thời gian đến khi đổ xong bờtụng, độ sụt nún cụt v.v.. Mỗi cọc phải lấy tổ hợp mẫu để kiểm tra cường độ. Phải cú chứng chỉ và kết quả kiểm tra cường độ của một phũng thớ nghiệm vật liệu độc lập cú tư cỏch phỏp nhõn.
b. Cốt thộp:
- -Cốt thộp được sử dụng theo đỳng chủng loại mẫu mó được quy định trong thiết kế đó được phờ duyệt, cốt thộp phải cú đủ chứng chỉ của nhà sản suất và kết quả thớ nghiệm của một phũng thớ nghiệm vật liệu độc lập cú tư cỏch phỏp nhõn đầy đủ cho từng lụ trước khi đưa vào sử dụng.
- Cốt thộp được gia cụng, buộc, dựng thành từng lồng, thường dài khoảng 11.7m một lồng được vận chuyển và đặt lờn giỏ gần với vị trớ lắp đặt để thuận tiện cho việc cẩu lắp sau này.
- Cốt thộp được bố trớ suốt chiều dài cọc do tớnh đến khả năng cọc chịu kộo và trỏnh hiện tượng đẩy nổi và tụt cốt thộp trong suốt quỏ trỡnh thi cụng.
- Cột trũn nờn ta dựng đai xoắn.
- Cốt thộp ở đoạn nối 40d dựng phương phỏp buộc ( 75 – 80% ), hàn ớt ( 20 – 25%) do hàn nhiều sẽ gõy dũn thộp đặc biệt trong những cụng trỡnh khỏng chấn. Hàn để trỏnh hiện tượng cốt thộp bị tuột trong quỏ trỡnh thi cụng.
c.Dung dịch Bentonite
Trong thi cụng cọc khoan nhồi dung dịch Bentonite cú ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của cọc. Cao trỡnh của dung dịch bentonite thấp, cung cấp khụng đủ, bentonite bị loóng, tỏch nước dễ dẫn đến sập thành hố khoan, đứt cọc bờ tụng, dung dịch bentonite quỏ đặc, hàm lượng cỏt nhiều dẫn đến khú đổ bờ tụng, tắc ống đổ, lượng cỏt lắng ở mũi cọc lớn làm mất sức chịu tải của mũi cọc v.v.. Nờn việc chuẩn bị sẵn đủ dung dịch Bentonite cú chất lượng tốt giữ một vai trũ rất quan trọng, nú quyết định sự thành bại của cụng nghệ và chất lượng cọc khoan nhồi.
d.Cỏc loại dung dịch bentonite cú trờn thị trường
- Dung dịch bentonite dầu khớ do pờtro- Việt Nam sản xuất - Bentonite sột Đống Đa do Hoỏ chất Thỏi Hà sản xuất - Bentonite GTC4 do Phỏp sản xuất
Tựy thuộc địa chất mà dựng loại bentonite nào cho phự hợp.
Do Betonite Việt Nam sản xuất cú độ nhớt kộm, độ tỏch nước lớn nờn chất lượng chưa đảm bảo đặc biệt khi phải khoan qua tầng đất cú nhiều cỏt hoặc cỏt xen kẹp rất dễ làm sập thành. Ta chọn bentonnite của Phỏp sản xuất tuy giỏ thành cao hơn nhưng sau khi lọc cỏt vẫn sử dụng lại được do vậy hiờụ quả kỹ thuật cao .
Cỏc đặc tớnh kỹ thuật yờu cầu:
- Độ ẩm 9-11%
- Độ trương nở 14-16% - Khối lượng riờng 2,1 - Độ PH kộo với t% 9,8-10,5
- Giới hạn lỏng Aureberg >400-450 - Chỉ số dẻo 350-400
- Độ lọt sàng cỡ 100 98-99% - Tồn trờn sàng cỡ 74 2,2 – 2,4%
Cỏc thụng số chủ yếu của dung dịch Bentonite được khống chế - Hàm lượng cỏt < 5%
- Dung trọng 1,01 - 1,1 T/ m3
- Độ nhớt 32-40 seg
- Độ pH 9,5-11,7
- Nước sử dụng phải là nước sạch
- Chất bổ xung điều chỉnh pH là NaHCO3 Quy trỡnh trộn Bentonite
- Đổ 80% lượng nước theo tớnh toỏn vào thựng trộn - Đổ từ từ lượng Bennite theo thiết kế .
- Trộn đều từ 15-20 phỳt - Đổ từ lượng phụ gia nếu cú - Trộn tiếp 15-20 phỳt - Đổ tiếp 20% nước cũn lại - Trộn đều 10 phỳt
Vữa sột ngày nay được trộn trong cỏc trạm hiện đại với nhón hiệu khỏc nhau của cỏc hóng sản xuất. Ta cú thể dựng trạm trộn vữa sột KMp(a)-Pm1800-9 cú năng suất 80m3/h trọng lượng 8T của hóng koken đang cú trờn thị trường .
2.2Lựa chọn mỏy khoan :
Sử dụng mỏy khoan cọc nhồi R-9G của hóng SOILMEC với cỏc thụng sỗ kỹ thuật như sau
Đường kớnh lỗ khoan lớn nhất: 1500 (mm) Chiều sõu khoan lớn nhất: 50 (m)
Mụ men quay: 90 (kN.m) Cụng suất max: 138 KW Năng lực nõng: 30 T Độ nghiờng giỏ khoan 15o Trọng lượng mỏy: 90 KN ỏp lực lờn đất : 0,077(MPA) = 0,77 kG/cm2. 2.3 Quy trỡnh cụng nghệ: Cỏc bước cụng nghệ gồm: + Chuẩn bị + Định vị vị trớ tim cọc + Lắp đặt thiết bị thi cụng + Hạ ống chống. + Khoan tạo lỗ + Xử lý cặn lắng + Hạ cốt thộp + Đổ bờ tụng + Rỳt ống vỏch a. Cụng tỏc chuẩn bị :
Để cú thể thực hiện việc thi cụng cọc khoan nhồi đạt kết quả tốt cần thực hiện nghiờm chỉnh và kỹ lưỡng cỏc khõu chuẩn bị sau:
+ Nghiờn cứu kỹ bản vẽ thiết kế, tài liệu địa chất cụng trỡnh cỏc yờu cầu kỹ thuật chung đối với cọc khoan nhồi và yờu cầu kỹ thuật riờng của người thiết kế.
+ Lập phương ỏn tổ chức thi cụng, cõn đối giữa tiến độ, tổ hợp thiết kế nhõn lực và giải phỏp mặt bằng.
+ Nghiờn cứu,thiết kế mặt bằng thi cụng. Coi mặt bằng thi cụng cú phần tĩnh, cú phần động theo thời gian gồm thứ tự thi cụng cọc, đường di chuyển của mỏy đào, đường cấp và thu hồi dung dịch bentonite, đường vận chuyển bờ tụng và cốt thộp đến cọc, đường vận chuyển phế liệu ra khỏi cụng trường, đường thoỏt nước kể cả khi gặp mưa lớn và những yờu cầu khỏc của thiết kế mặt bằng như lỏn trại, nhà làm việc, kho bói, khu gia cụng v.v..
+ Biện phỏp đối với tiếng ồn và chấn động khi thi cụng:
Cụng trỡnh thi cụng trong thành phố nờn biện phỏp giảm bớt tiếng ồn và chấn động là rất quan trọng. ta cú thể sử dụng một số biện phỏp sau
- với cỏc động cơ nổ sử dụng cỏc chụp hỳt õm ở chỗ cửa mở phớa trước bệ thao tỏc và chỗ cửa mở của bộ toả nhiệt phớa sau.
- với cỏc tiếng ồn phỏt ra khi hạ ống vỏch thỡ dựng loại bỳa cú tiếng ồn và chấn động nhẹ (nếu hạ bằng bỳa), cố gắng trỏnh thi cụng vào ban đờm.
- với cỏc tiếng ồn gõy ra khi đổ bờ tụng và khi xe chuyển trộn bờ tụng phải chờ đợi thỡ nờn đổ bờ tụng vào ban ngày, bói chờ của xe chuyển trộn bờ tụng phải ở xa khu vực đụng dõn cư.
Chỳ ý: - Tất cả cỏc mỏy múc trờn hiện trường phải được kiểm tra chất lượng. - Tất cả vật tư thiết bị phải được kiểm tra theo đỳng TCVN
+ Xử lý cỏc vật kiến trỳc ngầm:
Khi điều tra hiện trường cho cụng nhõn đào hố thăm dũ sõu khoảng 1,5m (hoặc sõu hơn nếu cần) sau đú dựng thuốn (thanh sắt 16mm) để thuốn sõu xuống xỏc định cụng trỡnh ngầm. ngoài ra cú thể dựng biện phỏp điện thỏm trờn mặt đất để thăm dũ thờm, hoặc căn cứ vào cỏc biểu hiện nổi trờn mặt đất như cửa kiểm tra, bu lụng, cửa van. cỏch sử lý cỏc cụng trỡnh ngầm này cú thể là bảo quản, xõy lại hoặc dỡ bỏ …và phải căn cứ từng điều kiện cụ thể mà cú cỏc biện phỏp xử lý hợp lý. với cỏc cụng trỡnh ngầm khụng thể di chuyển thỡ phải thay đổi vị trớ cọc hoặc sửa đổi thiết kế
+ Cỏc biện phỏp cấp thoỏt nước và cấp điện thi cụng
Khi khoan tạo lỗ cú sử dụng dung dịch giữ thành Bentụnit, để cấp nước cho việc trộn Bentụnit, nước rửa ống dẫn bờ tụng, ống chống ta dựng ống nước φ50 (lưu lượng
khoảng 0,12m3/ph) tuỳ cụng trường mà phải chuẩn bị sẵn 1 tộc chứa nước chừng 10m3.
+ Chuẩn bị ống dẫn cho việc đổ bờ tụng dưới nước
dựng loại ống chống phớa trờn cú độ dài 6m, số lượng là 4 cỏi ( cho 2 mỏy ), độ dày là 16mm
Ngoài ra để cú thể thi cụng liờn tục theo quy trỡnh cụng nghệ cũn cần phải chuẩn bị thật tốt những khõu sau: cốt thộp, bờ tụng thương phẩm, dung dịch Bentonite với cỏc yờu cầu kỹ thuật đó được nờu trong phần vật liệu.
