Qua khảo sỏt cỏc loại mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy CKN của cỏc hóng trờn thế giới như NIPPON SHARYO của Nhật Bản; SOILMEC của Italia; BAUER của Đức... cho thấy mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy CKN thường cú hai dạng:
Dạng 1 - Dựng trực tiếp lực đẩy dọc trục của cần Kelley của mỏy khoan cọc nhồi để mở cỏnh khoan thụng qua cơ cấu tay đũn giữa thõn mũi khoan và cỏnh khoan. Khi khoan xong, rỳt cần Kelly lờn thỡ cỏnh khoan sẽ tựđúng lại.
Dạng 2 - Cơ cấu điều chỉnh gúc mở của cỏnh khoan được điều khiển bằng xy lanh thủy lực thụng qua hệ thống điều khiển điện tử với với sensor giỏm sỏt gúc mở của cỏnh khoan. Dạng này cú kết cấu phức tạp do phải bố trớ xy lanh thủy lực và sensor trong mũi khoan; đồng thời đũi hỏi kết cấu bộ chia thủy lực phức tạp đểđảm bảo yờu cầu truyền dẫn chất lỏng cụng tỏc cú ỏp suất cao xuống xy lanh thủy lực trong khi mũi khoan đang quay.
a) Mũi khoan của hóng SOILMEC b) Mũi khoan của hóng BAUER Hỡnh 4. Mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy CKN dạng 1
a) Cỏnh khoan đang đúng b) Cỏnh khoan mở ra Hỡnh 5. Mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy CKN dạng 2
Bảng 1. Một sốđặc điểm của cỏc dạng kết cấu mũi khoan
Mũi khoan dạng 1 Mũi khoan dạng 2
- Kết cấu đơn giản - Kết cấu phức tạp - Lực mở cỏnh khoan nhỏ do lực đẩy của cần
Kelley nhỏ - Lực mở cỏnh khoan lớn nhờ xy lanh thủy lực - Khụng điều chỉnh được gúc mở cỏnh khoan - Điều chỉnh gúc mở cỏnh khoan dễ dàng - Khụng giỏm sỏt được gúc mở cỏnh khoan - Giỏm sỏt và hiển thị liờn tục gúc mở cỏnh khoan - Chất lượng lỗ khoan mở đỏy khụng ổn định ở
cỏc địa chất khỏc nhau
- Chất lượng lỗ khoan mởđỏy ổn định ở cỏc địa chất khỏc nhau
- Lỗ khoan khụng chắc chắn đảm bảo chất lượng đỳng yờu cầu thiết kế khi kết thỳc cụng việc khoan mởđỏy
- Đảm bảo chất lượng lỗ khoan đỳng yờu cầu thiết kế khi kết thỳc cụng việc khoan mởđỏy - Khú đảm bảo tiến độ và hay phỏt sinh chi phớ
do phải xử lý đỏy cọc
- Đảm bảo tiến độ thi cụng và giảm thiểu chi phớ phỏt sinh
Qua so sỏnh trờn đõy, ta thấy những hạn chế và nhược điểm của mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy CKN dạng 1 thỡ lại chớnh là những ưu điểm của dạng 2. Núi cỏch khỏc, mũi khoan dạng 2 cú một sốưu điểm nổi trội: Gúc mở cỏnh khoan được giỏm sỏt và hiển thị liờn tục trong quỏ trỡnh khoan, lực mở cỏnh khoan cú thể tạo ra đủ lớn nhờ xy lanh thủy lực; điều chỉnh gúc mở cỏnh khoan phự hợp với cỏc loại hỡnh địa chất đất nền khỏc nhau. Điều đặc biệt quan trọng là nhờ việc giỏm sỏt liờn tục gúc mở cỏnh khoan nờn khi kết thỳc cụng việc khoan mởđỏy thỡ đồng nghĩa với việc đảm bảo hố khoan mở đỏy đỳng theo yờu cầu thiết kế.
Nền múng cụng trỡnh cú vị trớ quan trọng và cũng chiếm tỷ trọng cao trong giỏ thành của cụng trỡnh, vỡ vậy việc đảm bảo thi cụng theo thiết kế kỹ thuật nền múng sẽ giỳp cho việc đảm bảo tiến độ thi cụng của cụng trỡnh và cũng giỳp giảm thiểu phỏt sinh trong việc xử lý nền múng. Với phõn tớch trờn đõy thỡ mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy CKN như dạng 2 rất cú ý nghĩa trong việc đảm bảo tiến độ thi cụng và giảm thiểu chi phớ phỏt sinh.
Cấu tạo và nguyờn lý làm việc của mũi khoan chuyờn dựng dạng 2:
Cỏc bước sử dụng mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy được trỡnh bầy trờn hỡnh 7.
Từ trỏi sang phải, từ trờn xuống dưới: Đầu khoan lấy đất theo diện tớch vũng trũn trắng; Cỏnh đầu khoan màu đỏ mở ra; Phần đất ở đỏy màu trắng được mở rộng. Cỏnh đầu khoan xếp lại để rỳt mũi khoan lờn đểđổ mựn khoan.
Cỏc bước tiến hành thi cụng mở rộng đỏy CKN được thể hiện trờn hỡnh 8. Hỡnh 6. Mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy CKN dạng 2
Hỡnh 8. Cỏc bước thi cụng CKN mở rộng đỏy
1. Định tõm (Centering) 2. Bắt đầu khoan (Starting drilling) 3. Đặt ống xiờn - chống nghiờng (Inserting stand pipe) 4. Bơm bentonite vào hố khoan (Feeding bentonite) 5. Khoan đến độ sõu thiết kế (Drilling till the specified depth) 6. Đưa gầu khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy vào hố (Inserting belling bucket) 7. Mở rộng đỏy hố khoan (Reaming bore hole bottom) 8. Kiểm tra lại độ sõu lỗ khoan (Measuring depth) 9. Đặt lồng thộp gia cường vào hố khoan (Setting up iron-reinforcement cage) 10. Lắp ống đổ bờ tụng (Inserting tremie tube) 11. Thổi sạch bựn trong hố khoan (Cleaning slime by an air-lift) 12. 13 Đổ bờ-tụng (Concreting) 14. Hoàn tất (Completing cast-in-place concrete pile with belling bottom).
QUÁ TRèNH MỞ RỘNG ĐÁY BẰNG MŨI KHOAN CHUYấN DÙNG
Đưa mũi khoan xuống
Mở cỏnh khoan ra
Xoay mũi khoan cắt đất nền Xoay mũi khoan mở rộng đỏy Đúng cỏnh khoan đổ mựn khoan