Để đảm bảo chất lượng của cọc và sự tiếp xúc trực tiếp giữa cọc và nền đất, cần tiến hành thổi rửa hố khoan trước khi đổ bê tơng.
Phương pháp thổi rửa lịng hố khoan: ta dùng phương pháp thổi khí. Việc thổi rửa tiến hành theo các bước sau:
- Dùng cẩu thả ống thổi rửa xuống hố khoan, ống thổi rửa cĩ đường kính 90 ,
chiều dài mỗi đoạn là 3m được thả vào giữa ống đổ. Các ống được nối với nhau bằng ren. Một số ống cĩ chiều dài thay đổi 0,5m , 1,5m , 2m để lắp linh động, phù hợp với chiều sâu hố khoan. Đoạn dưới ống cĩ chế tạo vát hai bên để làm cửa trao đổi giữa bên trong và bên ngồi. Phía trên cùng của ống thổi
rửa cĩ hai cửa, một cửa nối với ống dẫn để thu hồi dung dịch bentonite và cát về máy lọc, một cửa dẫn khí cĩ 45 , chiều dài bằng 80% chiều dài cọc.
- Tiến hành: Bơm khí với áp suất 7at và duy trì trong suốt thời gian thổi rửa đáy hố. Khí nén sẽ đẩy vật lắng đọng và dung dịch bentonite bẩn về máy lọc.
Hình 1.1 ống thổi rữa và lắp ống thổi rửa hố khoan
Lượng dung dịch sét bentonite trong hố khoan giảm xuống. Quá trình thổi rửa phải bổ sung dung dịch Bentonite liên tục. Chiều cao của nước bùn trong hố khoan phải cao hơn mực nước ngầm tại vị trí hố khoan là 1,5m để thành hố khoan mới tạo được màng ngăn nước, tạo được áp lực đủ lớn khơng cho nước từ ngồi hố khoan chảy vào trong hố khoan. Thổi rửa khoảng 20-30 phút thì lấy mẫu dung dịch ở đáy hố khoan và giữa hố khoan lên để kiểm tra. Nếu chất lượng dung dịch đạt so với yêu cầu của quy định kỹ thuật và đo độ sâu hố khoan thấy phù hợp với chiều sâu hố khoan thì cĩ thể dừng để chuẩn bị cho cơng tác lắp dựng cốt thép.
Thu hồi ống thổi khí.
2.4.9 Cơng tác đổ bê tơng 2.4.9.1 Đổ bê tơng cọc
Hình 1.1 Lắp ống đổ Bêtơng, đổ bêtơng trong dung dịch Bentonite và đo mặt dâng bêtơng
Tháo ống thu hồi dung dịch bentonite, thay vào đĩ là máng đổ bê tơng trên miệng. Đổi ống cấp thành ống thu dung dịch bentonite trào ra do khối bê tơng đổ vào chiếm chỗ.
Trước khi đổ bê tơng người ta rút ống lên cách đáy cọc 30cm.
Bê tơng sử dụng: Cơng tác bê tơng cọc khoan nhồi yêu cầu phải dùng ống dẫn do vậy tỉ lệ cấp phối bê tơng địi hỏi phải cĩ sự phù hợp với phương pháp này, nghĩa là bê tơng ngồi việc đủ cường độ tính tốn cịn phải cĩ đủ độ dẻo, độ linh động dễ chảy trong ống dẫn và khơng hay bị gián đoạn, loại bê tơng cĩ:
- Độ sụt 18 đến 20
- Cường độ thiết kế: 30 Mpa. Đổ bê tơng :
- Lỗ khoan sau khi được vét ít hơn 3 giờ thì tiến hành đổ bê tơng. Nếu quá trình này quá dài thì phải lấy mẫu dung dịch tại đáy hố khoan. Khi đặc tính của dung dịch khơng tốt thì phải thực hiện lưu chuyển dung dịch cho tới khi đạt yêu cầu. - Với mẻ bê tơng đầu tiên phải sử dụng nút bằng bao tải chứa vữa xi măng nhão,
đảm bảo cho bê tơng khơng bị tiếp xúc trực tiếp với nước hoặc dung dich khoan, loại trừ khoảng chân khơng khi đổ bê tơng.
Tùy vào tình hình thực tế tại cơng trường, sẽ quyết định đổ bê tơng từ xe bơm hay dùng xe chở bê tơng chuyên dụng đổ trực tiếp vào phễu. Nếu dùng xe chở bê tơng chuyên dụng phải cĩ biện pháp gia cố chống tải trọng xe bê tơng làm xạc vách hố khoan bằng cách lĩt 2 tấm thép dày 2cm phân bố tải trọng đều trên mặt đất. Đối với cọc thí nghiệm, do phải đổ bê tơng lên tận mặt đất tự nhiên nên khi đổ bằng xe chở bê tơng chuyên dụng, khi bê tơng dâng lên cách mặt đất khoảng 2-3m thí ống đổ vẫn ngập trong bê tơng từ 4- 5m để dùng cấn cẩu nâng ống đổ lên (ống đổ vẫn ngập trong bê tơng tối thiểu 2m) đồng thời nhồi ống đổ liên tục để bê tơng trong ống đổ tạo áp đẩy bê tơng trong hố khoan dâng lên.
Bê tơng được đổ vào phểu sẽ đẩy nút hãm đi tận đáy hố. Nhấc ỗng dẫn lên để nút hãm và bê tơng tháo ra ngồi lập tức hạ ống dẫn xuống để đoạn mũi ống dẫn ngập vào phần bê tơng vừa mới tháo ra. Tiếp tục đổ bê tơng vào phễu và được đổ liên tục. Bê tơng được đưa xuống sâu trong lịng khối bê tơng đổ trước, qua miệng ống tràn ra xung quanh để nâng phần bê tơng lúc đầu lên. Bê tơng được đổ liên tục đồng thời ống dẫn cũng cùng được rút lên dần với yêu cầu ống dẫn luơn chìm vào trong bê tơng khoảng 2-3m.
Vì vậy bê tơng cần phải cĩ độ linh động lớn để phần bê tơng rơi từ phễu xuống cĩ thể gây ra áp lực đẩy được cột bê tơng lên trên. Như vậy, chỉ cĩ một lớp bê tơng trên cùng tiếp xúc với nước được đẩy lên trên và phá bỏ sau này. Phần bê tơng cịn lại vẫn giữ nguyên chất lượng như khi chế tạo.
Khi dung dịch Bentonite được đẩy trào ra thì cần dùng bơm cát để thu hồi kịp thời về máy lọc, tránh khơng để bê tơng rơi vào Bentonite gây tác hại keo hố làm tăng độ nhớt của Bentonite.
Khi thấy đỉnh bê tơng dâng lên gần tới cốt thép thì cần đổ từ từ tránh lực đẩy làm đứt mối hàn râu cốt thép vào vách.
Để tránh hiện tượng tắc ống cần rút lên hạ xuống nhiều lần, nhưng ống vẫn phải ngập trong bê tơng như yêu cầu trên.
Ống đổ tháo đến đâu phải rửa sạch ngay. Vị trí rửa ống phải nằm xa cọc tránh nước chảy vào hố khoan.
Để đo bề mặt bê tơng ta dùng quả dọi nặng cĩ dây đo.
Yêu cầu
Bê tơng cung cấp tới cơng trường cần cĩ độ sụt đúng qui định 18 đến 20 cm, do đĩ cần cĩ người kiểm tra liên tục các mẻ bê tơng. Đây là yếu tố quan trọng quyết định đến chất lượng bê tơng.
Thời gian đổ bê tơng khơng vượt quá 5 giờ.
ống đổ bê tơng phải kín, cách nước, đủ dài tới đáy hố.
Miệng dưới của ống đổ bê tơng cách đáy hố khoan 30 cm. Trong quá trình đổ miệng dưới của ống luơn ngập sâu trong bê tơng đoạn 2 m.
Khơng được kéo ống dẫn bê tơng lên khỏi khối bê tơng trong lịng cọc. Bê tơng đổ liên tục tới vị trí đầu cọc.
Xử lý bentonite
Bentonite sau khi thu hồi lẫn rất nhiều tạp chất, tỉ trọng và độ nhớt lớn. Do đĩ Bentonite lấy từ dưới hố khoan lên để đảm bảo chất lượng để dùng lại thì phải qua tái xử lý. Nhờ một sàng lọc dùng sức rung ly tâm, hàm lượng đất vụn trong dung dịch bentonite sẽ được giảm tới mức cho phép.
Bentonite sau khi xử lý phải đạt được các chỉ số sau theo tiêu chuẩn đã được nêu trên.
2.4.9.2 Lấp đầu cọc (đối với cọc đại trà)
Tháo dỡ tồn bộ giá đỡ của ống phần trên. Cắt các thanh thép treo lồng thép.
Lấp đá 1x2 và đá 4x6 vào đầu cọc, lấp bằng mặt đất tự nhiên
Dùng máy rung để rút ống lên từ từ.
Để tránh trường hợp ống dẫn kéo lên khơng theo phương thẳng đứng làm thay đổi tiết diện cọc cần phải bố trí máy kính vĩ để theo dõi hai phương trong quá trình rút ống.
2.4.10 Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi
Đây là cơng tác rất quan trọng, nhằm phát hiện các thiếu sĩt của từng phần trước khi tiến hành thi cơng phần tiếp theo. Do đĩ, cĩ tác dụng ngăn chặn sai sĩt ở từng khâu trước khi cĩ thể xảy ra sự cố nghiêm trọng.
Cơng tác kiểm tra cĩ trong cả 2 giai đoạn: - Giai đoạn đang thi cơng;
- Giai đoạn đã thi cơng xong.
2.4.10.1 Một số nguyên nhân gây khuyết tật cọc
Bảng 1.1 Một số khuyết tật trên cọc
STT Dạng khuyết tật Nguyên nhân
1 Tiết diện thu nhỏ và ngay dưới đĩ
tiết diện được mở rộng Sập vách trong quá trình khoan
2 Cọc bị đứt đoạn
Ma sát giữa bê tơng và ống chống quá lớn, cơng nghệ đổ bê tơng và rút ống chống khơng thích hợp 3 Mùn khoan tích tụ dưới mũi cọc Làm sạch hố khoan chưa triệt để
4 Bê tơng rời Bê tơng cĩ độ sụt quá thấp
5 Bê tơng khơng lọt ra ngồi lồng
thép Mật độ cốt thép quá cao
Hình 1.2 Khuyết tật do sặp ống vách và cơng nghệ đổ bê tơng khơng thích hợp
Hình 1.4 Khuyết tật do mật độ cốt thép quá cao, rút ống chống khơng đều
2.4.10.2 Kiểm tra trong giai đoạn thi cơng:
Kiểm tra dung dịch bentonite
Mục đích chủ yếu của việc này là đảm bảo cho thành hố khoan khơng bị sập trong quá trình khoan cũng như đổ bê tơng và kiểm tra việc thổi rửa đáy hố khoan trước khi đổ bê tơng.
Các chỉ tiêu kiểm tra đã trình bày ở bảng 2.1 trong đồ án này.
Kiểm tra kích thước hố khoan:
Sau khi thổi rửa đáy hố khoan bằng dung dịch bentonite cần kiểm tra các thơng số sau đây của hố khoan:
Đo chiều sâu: đáy hố khoan được coi là sạch nếu chiều sâu sau khi thổi rửa bằng chiều sâu khoan (xác định bằng cách đo độ sâu cần khoan đã đạt tới trong quá trình thi cơng hoặc thiết bị chuyên dùng khác).
Đo đường kính và độ thẳng đứng của lỗ khoan. Trạng thái lỗ khoan.
Bảng 1.1 Thơng số và phương pháp kiểm tra hình học lỗ khoan
Bảng 1.2 Sai số cho phép về lỗ khoan cọc theo TCVN 9395_2012
Kiểm tra bê tơng trước khi đổ Các thơng số cần kiểm tra:
- Độ sụt cho từng xe bê tơng: 15� cm;
- Độ sâu ngập ống dẫn bê tơng trong hỗn hợp bê tơng;
Ghi chép trong quá trình thi cơng
Trong quá trình thi cơng cần ghi chép thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc và các sự cố xảy ra trong quá trình thực hiện các cơng việc sau:
- Đặt ống chống;
- Khoan bằng guồng xoắn - Bơm dung dịch bentionite; - Khoan bằng gầu múc; - Thổi rửa đáy hố khoan; - Rút ỗng chống;
- Thể tích bê tơng cho từng cây cọc; - Sự cố và cách xử lý nếu cĩ.
Cốt thép:
Kiểm tra chủng loại cốt thép.
Kiểm tra kích thước lồng thép, số lượng thép, chiều dài nối chồng, số lượng các mối nối.
Kiểm tra vệ sinh thép : gỉ, đất cát bám...
Kiểm tra các chi tiết đặt sẵn: thép gấp bảo vệ, mĩc, khung thép chống đẩy nổi,
Bảng 1.3 Sai số cho phép khi chế tạo lồng thép
2.4.10.3 Kiểm tra chất lượng sau khi thi cơng xong
Sau khi đổ bê tơng, việc kiểm tra chất lượng cọc cần được tiến hành nhằm đánh giá chất lượng bê tơng cọc tại hiện trường, phát hiện các khuyết tật và xử lý các cây cọc bị
hư hỏng (nếu điều kiện cho phép). Các phương pháp kiểm tra được chia làm 2 loại: phương pháp tĩnh và phương pháp động
Một số phương pháp tĩnh:
Gia tải trọng tĩnh: đã trình bày ở mục 2.2.1
Khoan lấy mẫu;
Quan sát bằng thiết bị vơ tuyến; Đo đường kính thực tế của cọc; Phương pháp siêu âm.
Phương pháp phĩng xạ;
2.4.10.4 Kiểm tra chất lượng cọc sau khi đã thi cơng xong:
Hình 4.1 Thí nghiệm nén tĩnh
Cơng tác này nhằm đánh giá cọc, phát hiện và sửa chữa các khuyết tật đã xảy ra. Cĩ 2 phương pháp kiểm tra:
Phương pháp tĩnh: Gia tải trọng tĩnh:
Nội dung của phương pháp: Đặt lên đầu cọc một sức nén; tăng chậm tải trọng lên cọc theo một qui trình rồi quan sát biến dạng lún của đầu cọc. Khi đạt đến lượng tải thiết kế
với hệ số an tồn từ 2-3 lần so với sức chịu tính tốn của cọc mà cọc khơng bị lún quá trị số định trước cũng như độ lún dư qui định thì cọc coi là đạt yêu cầu.
Tốc độ dịch chuyển khơng đổi: Nhằm đánh giá khả năng chịu tải giới hạn của cọc, thí nghiệm thực hiện rất nhanh chỉ vài giờ đơng hồ.
Phương pháp khoan lấy mẫu:
Khoan lấy mẫu bê tơng cĩ đường kính 50150mm từ các độ sâu khác nhau. Bằng
cách này cĩ thể đánh giá chất lượng cọc qua tính liên tục của nĩ. Cũng cĩ thể đem mẫu để nén để thử cường độ của bê tơng.
Phương pháp siêu âm:
Phương pháp này đánh giá chất lượng bê tơng và khuyết tật của cọc thơng qua quan hệ tốc độ truyền sĩng và cường độ bê tơng. Nguyên tắc là đo tốc độ và cường độ truyền sĩng siêu âm qua mơi trường bê tơng để tìm khuyết tật của cọc theo chiều sâu.
2.5 Phịng ngừa các sự cố khi thi cơng cọc khoan nhồi
Những sự cố thường gặp như: sụt lỡ thành lỗ, ống vách bị kẹp chặt, cốt thép trồi lên, uống cong, sai sĩt khi đổ bê tơng
2.5.1 Đề phịng sụt lỡ thành khi thi cơng khơng cĩ ống vách2.5.1.1 Nguyên nhân gây ra sự cố 2.5.1.1 Nguyên nhân gây ra sự cố
Các nguyên nhân chủ yếu ở trạng thái tĩnh: - Độ dài ống giữ khơng đủ;
- Duy trì áp lực cột nước khơng đủ;
- Mực nước ngầm cĩ áp lực tương đối cao;
- Tỷ trọng và nồng độ dung dịch bentonite khơng đủ;
- Do tốc độ làm lỗ quá nhanh chưa kịp hình thành màng dung dịch trong lỗ.
Các nguyên nhân chủ yếu ở trạng thái động:
0 Ống giữ bị biến dạng đột ngột hoặc hình dạng khơng phù hợp;
1 Dùng gầu ngoạm kiểu búa, khi đào hoặc xúc mạnh cuội sỏi ở dưới đáy ống giữ, làm cho đất xung quanh bị bung ra;
2 Khi hạ cốt thép và ống dẫn va vào ống giữ làm cho nĩ bị lún xuống; 3 Khi hạ khung cốt thép va vào thành hố làm vỡ màng dung dịch
2.5.1.2 Cách phịng tránh
Chú ý lắp dựng ống giữ phải đảm bảo độ thẳng đứng, với phương pháp thi cơng tuần hồn nghịch mấu chốt là việc quản lý dung dịch cĩ thỏa đáng hay khơng.
Khi cĩ mực nước ngầm, phải đặt biệt chú ý xem cĩ kẹp tầng hoặc thấm nước hay khơng. Khi cốt nước ngầm chịu áp lực ở tầng dưới cao hơn mực nước ngầm ở tầng trên nhất thiết phải duy trì đủ áp lực của dung dịch, ngồi ra khi làm lỗ nếu gặp tầng sỏi cuội làm rị rỉ mất nhiều dung dịch thì phải tính đến việc thay đổi phương án thi cơng.
Chú ý đến tốc độ làm lỗ, nếu nhanh quá sẽ dẫn đến thành hố khoang chưa kịp hình thành màng bảo vệ, ngồi ra đối với tầng cát và sỏi nhất thiết phải chú ý nếu bàn quay nhanh quá thì sẽ bị rung theo chiều ngang.
Nếu trong trạng thái tĩnh sinh ra hiện tượng sạt lỡ thì phải dừng thi cơng và điều tra nguyên nhân, trường hợp khơng khắc phục được sự cố cần nhanh chống lấp bỏ lỗ khoang để ngăn ngừa ảnh hưởng đến các hồ bên cạnh gây mất an tồn thi cơng. Dùng đất sét để lắp bỏ hố khoan trường hợp bất đắ dĩ thì cĩ thể dùng vữa xi măng cát theo tỉ lệ 5-8% để khi thi cơng làm lỗ sẽ khơng bị ảnh hưởng do đất lấp lỗ chưa ỗn định.
2.5.2 Đề phịng khơng rút được ống chống lên trong thì cơng cĩ ống vách2.5.2.1 Nguyên nhân 2.5.2.1 Nguyên nhân
Do gặp tầng cát (cát cố kết lại), sét (lực ma sát lớn hơn lực nhổ + rung), năng lực thiết bị thi cơng.
Khi đổ bê tơng nếu đổ một lượng quá lớn độ dài tiếp xúc giữa ống và bê tơng lớn hoặc bê tơng đã trộn lâu cũng cĩ thể làm cho lực ma sát tăng lên và rút ống khơng được.
Do khơng dảm bảo độ thẳng đứng của ống vách.
2.5.2.2 Cách phịng tránh
Trước khi bắt đầu phải nghiên cứu kỹ việc lựa chọn phương pháo và thiết bị tho cơng, chú ý đảm bảo độ thẳng đứng của lỗ khoan, đường kính ngịai của lưới nhọn ống chống phải lớn hơn đường kính ngồi ống khoan từ 10-20mm để giảm bớt lực ma sát khi rút ống.
Sau khi kết thúc việc làm lỗ trước khi đổ bê tơng phải thường xuyên rung lắc ỗng chống đồng thời cũng thủ nâng hạ lên xuống một chút (khơng quá 15cm) để giảm lực ma