ở Việt Nam
TS. Nguyễn Xuõn Khang KS. Đinh Trọng Thõn
Viện Khoa học và Cụng nghệ GTVT
Túm tắt: Cọc khoan nhồi (CKN) là loại cọc thay thế, sức khỏng của đỏy cọc chiếm tỷ lệ lớn trong sức khỏng của toàn bộ cọc. Nõng cao khả năng chịu tải của đỏy cọc là một trong những biện phỏp quan trọng để nõng cao sức chịu tải của CKN. Để nõng cao sức chịu tải của đỏy CKN, cú thể sử dụng nhiều biện phỏp như làm sạch đỏy cọc, bơm vữa gia cốđỏy cọc, mở rộng làm sạch bơm vữa đỏy cọc và tăng diện tớch đỏy cọc bằng mũi khoan chuyờn dựng... Trờn cơ sở phõn tớch hiệu quả của việc mở rộng đỏy CKN, cỏc tỏc giảđề xuất định hướng sử dụng mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy, nhằm nõng cao hiệu quả sử dụng CKN ở Việt Nam.
Abstract: Bored piles are a type of replacement piles. Bottom resistance accounts for large proportion of the whole pile’s resistance. Increasing loading capacity of pile bottom is one of important methods to increase loading capacity of bored piles. In order to improve loading capacity of pile bottom, many methods can be used such as cleaning pile bottom, pumping grout to strengthen pile bottom, enlarging, clearing bottom and pumping grout into it, increasing bottom area by using specialized drill heads…Based on analysis of enlarging bored pile bottom, the authors suggest direction in using specialized drill heads to enlarge pile bottom as to improve effectiveness in using bored piles in Vietnam.
Nội dung nghiờn cứu 1. Đặt vấn đề
CKN được sử dụng ở Việt Nam từ những năm 60 của thế kỷ XX, được phỏt triển rộng rói trong khoảng 15 năm trở lại đõy. Người ta thường gọi CKN là loại cọc thay thế, vỡ thể tớch của chỳng thay thế thể tớch đất nền mà khụng nộn ộp đất ra xung quanh như loại cọc đúng. Khả năng chịu tải của cọc lớn, cú thể chịu cả tải trọng dọc trục và tải trọng ngang, thớch hợp với điều kiện địa chất, địa tầng phức tạp mà cỏc dạng múng cọc khỏc khụng thể thực hiện được. Cú thể thi cụng trờn mặt bằng chật hẹp, khụng gõy chấn động, khụng ảnh hưởng đến dõn sinh và cỏc cụng trỡnh lõn cận… Hầu hết cỏc nhà cao tầng, trụ và mố của cỏc cầu lớn hiện nay đều sử dụng loại múng bằng CKN. Kớch thước cọc hiện nay cho phộp từΦ1,00 m đến Φ3,00 m qua mọi địa tầng với chiều sõu từ 10m đến 120m. Cụng nghệ thi cụng CKN đường kớnh lớn đó giải quyết được cỏc vấn đề kỹ thuật múng sõu trong điều kiện địa chất phức tạp. Cú thể núi CKN là một giải phỏp tất yếu cho cỏc cụng trỡnh xõy dựng cú trọng tải lớn ở nước ta. Hiện nay, ước tớnh hàng năm chỳng ta thực hiện khoảng 50ữ70 nghỡn một dài CKN với chi phớ hàng trăm tỷđồng. Vỡ vậy việc tỡm ra cỏc biện phỏp kinh tế - kỹ thuật để sử dụng múng CKN cú hiệu quả hơn là một vấn đề cần thiết khụng những chỉđối với cỏc nhà nghiờn cứu, chủđầu tư mà cũn đối với cả cỏc nhà thiết kế, nhà thầu, tư vấn giỏm sỏt.
Để nõng cao khả năng chịu tải cho CKN và giảm giỏ thành sản phẩm, ngoài việc ỏp dụng cỏc cụng nghệ nhằm tăng đường kớnh và độ sõu cọc thỡ một giải phỏp đang được quan tõm hiện nay là nghiờn cứu cỏc cụng nghệ xử lý đỏy cọc. Năm 2004, Viện Khoa học và cụng nghệ Giao thụng Vận tải đó được Bộ GTVT giao cho thực hiện đề tài “Nghiờn cứu cụng nghệ xử lý đỏy CKN”. Cỏc nội dung chớnh của cụng nghệ xử lý đỏy CKN đó được nghiờn cứu như nguyờn lý, phương phỏp tớnh toỏn, phạm vi ỏp dụng, thành phần vữa phun, cỏc trang thiết bị cần thiết, trỡnh tự thi cụng, cỏc phương phỏp kiểm tra chất lượng và đỏnh giỏ sức chịu tải của CKN trước và sau khi xử lý đỏy... Theo kiến nghị của nhúm nghiờn cứu, năm 2005, Bộ Giao thụng Vận tải tiếp tục giao cho Viện Khoa học và Cụng nghệ GTVT
chủ trỡ thực hiện đề tài “Nghiờn cứu hũan thiện cụng nghệ và chế tạo thiết bị xử lý đỏy CKN”nhằm nghiờn cứu chế tạo thiết bị trộn vữa xi măng, thiết bị bơm vữa xi măng ỏp lực cao cú tớnh năng kỹ thuật phự hợp với cụng nghệ xử lý đỏy CKN, với trỡnh độ cụng nghệ chế tạo trong nước, với trang thiết bị hiện cú, đỏp ứng cỏc yờu cầu trong thi cụng thực tế. Qua thử nghiệm thực tếđó chứng tỏ cụng nghệ và thiết bị chế tạo phự hợp với mục tiờu nghiờn cứu. Đặc biệt cụng nghệ xử lý đỏy cọc là một trong những giải phỏp tối ưu nhằm khắc phục cỏc sự cốởđỏy cọc. Những cọc bị hư hỏng ởđỏy, sau khi xử lý đỏy cọc cú thể an tõm sử dụng mà khụng cần phải khoan thờm cọc mới. Cụng nghệ xử lý đỏy cọc cú rất nhiều ưu điểm, nhưng do nhiều nguyờn nhõn khỏc nhau mà chủ yếu là chưa cú giải phỏp hữu hiệu để kiểm soỏt được lượng vữa bơm và kớch thước của đỏy mở rộng nờn cho tới nay cụng nghệ này vẫn chưa được cỏc cấp quản lý cú thẩm quyền cho phộp ỏp dụng hàng loạt, mà chỉ sử dụng để khắc phục cỏc cọc cú sự cố phần đỏy cọc.
Cựng với sự phỏt triển của KHCN trờn thế giới, nhiều giải phỏp mới nhằm nõng cao khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi và làm giảm giỏ thành của múng đó ra đời, một trong những giải phỏp đú là Mở rộng đỏy cọc khoan nhồi bằng mũi khoan chuyờn dựng. Cụng nghệ này đó được sử dụng ở nhiều nước trờn thế giới. Khi thi cụng CKN mở rộng đỏy, phần thõn cọc hỡnh trụ khoan bỡnh thường, nhưng khi gần đến đỏy thỡ dựng mũi khoan chuyờn dựng để mở rộng đỏy hố khoan. Một số hóng lớn sản xuất mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy CKN như NIPPON SHARYO của Nhật Bản; SOILMEC của Italia; BAUER của Đức... tuy nhiờn giỏ thành của chỳng rất cao. Trong điều kiện nền kinh tế nước ta cũn cú những hạn chế, việc nghiờn cứu thiết kế chế tạo mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy CKN sẽ giỳp chỳng ta chủđộng cụng nghệ, giảm giỏ thành thiết bịđồng thời giảm giỏ thành thi cụng CKN. Bờn cạnh đú, việc chế tạo thành cụng mũi khoan chuyờn dựng mở rộng đỏy trong nước cũn gúp phần ứng dụng rộng rói cụng nghệ CKN mở rộng đỏy vào cỏc cụng trỡnh cầu, cảng và nhà cao tầng... phỏt huy hết tiềm năng và nõng cao hiệu quả của cụng nghệ này.