III. Những giải pháp kỹ thuật nhằm nâng cao chất lợng thi công trong thi công cọc nhồ
1. Một số nguyên nhân gây ra những khuyết tật thờng găp trong thi công cọc nhồi và đề xuất một số giải pháp hạn chế
trong thi công cọc nhồi và đề xuất một số giải pháp hạn chế
Công nghệ thi công cọc khoan nhồi phải trải qua một quy trình có nhiều giai đoạn phức tạp nên cọc khoan nhồi luôn tồn tại các khuyết tật, h hỏng. Các khuyết tật này thờng rất đa dạng, ảnh hởng nhiều đến chất lợng của cọc. Sau đây là một số nguyên nhân gây ra những khuyết tật thờng gặp và đề xuất một số giải pháp hạn chế.
1. Sự lắng đọng bùn khoan dới mũi cọc:
a. Nguyên nhân: Trong quá trình khoan tạo lỗ, phần đất ngay phía dới lỗ khoan bị xáo động và hấp thụ bentonite chuyển sang trạng thái dẻo kết hợp với sự lắng đọng bùn khoan tạo thành một lớp vật liệu nhão ngay dới mũi cọc làm giảm sức kháng mũi cọc.
b. Đề xuất giải pháp xử lý: Giải pháp khả thi nhất và đã đợc dử dụng tại nhiều nớc trên thế giới là kỹ thuật xói rửa và bơm vữa xi măng gia cờng đáy cọc. Kỹ thuật này đợc tóm tắt bao gồm các công đoạn sau:
- Lắp đặt ống công tác để xói rửa và bơm vữa xi măng đáy cọc: Các ống bơm này đợc lắp đặt ngay trong quá trình lắp đặt lồng thép cọc.
- Khoan đáy cọc: Thông qua ống khoan, khoan đáy cọc để tạo đờng luôn chuyển của nớc và vữa xi măng khi xói rửa và bơm gia cờng đáy cọc.
- Xói rửa đáy cọc bằng phơng pháp bơm nớc dới áp lực cao: nớc rửa sẽ đợc bơm vào từ một ống này và thoát ra tại một ống khác mang theo mùn khoan.
- Bơm vữa xi măng gia cờng đáy.
2. Bê tông mũi cọc bị xốp do lẫn tạp chất:
a. Nguyên nhân: Quả cầu đổ bê tông không đạt yêu cầu, khoảng cách từ đáy ống đổ bê tông đến đáy lỗ khoan quá lớn, mẻ bê tông đầu tiên của cọc bị phân tầng hoặc bị trộn lẫn với hỗn hợp bùn sét trong quá trình bê tông rơi từ miệng ống đổ đến đáy lỗ khoan, phần mũi cọc bị xốp, không đạt chất lợng. b. Đề xuất giải pháp hạn chế: Quả cầu bê tôngcần phải tròn đều, đờng kính quả
cầu phải đảm bảo tiếp xúc kín khít với thành ống dẫn. Trớc khi đổ bê tông, phải đặt quả cầu tại vị trí phía dới cổ phễu đổ bê tông khoảng 20-40 cm để khi bê tông chảy trong ống quả cầu đảm bảo sẽ đi trớc và đẩy dung dịch khoan ra đáy ống dẫn. Đáy ống đổ bê tông không đợc cách đáy hố khoan quá 20cm. Không đợc đổ vào cọc phần bê tông bôi trơn máy bơm, nếu quả cầu không đợc tròn đều cần lu ý không đợc rót trực tiếp bê tông lên quả cầu làm nghiêng lật quả cầu.
3. Thân cọc co thắt lại hoặc phình ra hoặc bị oằn đi:
a. Nguyên nhân: ở khu vực địa chất yếu cục bộ thân cọc có thể sẽ phình ra hoặc bị oằn cong do từ biến của lớp đất dới lực đẩy của bê tông tơi. Trờng hợp sau khi khoan tạo lỗ xong, vì sự cố nào đó cha thể tiến hành lắp hạ lồng thép và đổ bê tông cọc ngay đợc, tiết diện lỗ khoan cũng có thể bị co thắt lại do sự đẩy ngang của đất.
b. Đề xuất giải pháp hạn chế: Trong quá trình khoan tạo lỗ cần phải thờng xuyên theo dõi các lớp địa chất mà mũi khoan đi qua và phải đối chứng với hồ sơ địa chất, nếu phát hiện sự khác biệt cần báo cáo ngay với đơn vị liên quan để có biện pháp kịp thời.
Giữ ổn định vách lỗ khoan bằng ống vách có nhợc điểm là chi phí rất cao, tuy nhiên việc điều chỉnh chiều dài ống vách theo chiều sâu cọc là cần đợc xem xét trong trờng hợp này.
4. Thân cọc có lẫn các thấu kính đất hoặc bị gián đoạn bởi các lớp đất:
a. Nguyên nhân: những dạng h hang trên chủ yếu thờng xuất phát từ sự cố sập thành vách lỗ khoan trong quá trình thi công cọc khoan nhồi. Sập thành vách thờng do các nguyên nhân chính sau:
- Khi khoan gặp tầng đất quá yếu, nhng không có ống vách gia cố.
- Các chỉ tiêu của dung dịch bentonite không thích hợp với địa tầng cần khoan.
- áp lực thuỷ động trong tầng cát, cát pha sét quá lớn.
- Tốc độ khoan quá nhanh vữa bentonite cha kịp hấp thụ vào thành vách.
- Nâng hạ gầu khoan quá nhanh gây hiệu ứng Píttông dẫn đến sập thành vách lỗ khoan.
b. Đề xuất giải pháp hạn chế: Trong quá trình khoan cần kiểm tra lại địa chất để đối chiếu với số liệu dùng trong hồ sơ thiết kế, để kịp thời phát hiện những vùng đất yếu cục bộ, xem xét điều chỉnh tăng thêm chiều dài ống vách nếu cần thiết.
Tuỳ theo phơng pháp thi công, loại địa tầng và mực nớc ngầm, mà ta cần nghiên cứu chọn bentonite độ nhớt, độ PH và các chỉ tiêu tính năng khác của dung dịch bentonite cho phù hợp.
Khi khoan gặp tầng cát có chứa nớc ngầm với áp lực lớn, nớc ngầm có áp này sẽ chảy vào trong lỗ khoan mang theo đất cát ở vách lỗ khoan làm cho lỗ khoan tại tầng này mở rộng ra, có thể kéo theo các tầng phía trên bị sụp. Nếu gặp sự cố này nên đa ống vách qua tầng này, hoặc dùng biện pháp hạ mực nớc ngầm trớc khi khoan. để tránh sập vách cần phải khoan nhẹ nhàng tránh những động tác đột ngột.
5. Bề mặt thân cọc bị rỗ:
a. Nguyên nhân: Những h hỏng này có thể do các nguyên nhân chính sau:
- Do sử dụng bê tông có thành phần không thích hợp, độ sụt quá thấp làm bê tông rỗ hoặc phân tầng.
- Do sự lu thông nớc ngầm làm trôi vữa xi măng, chỉ còn lại hạt cốt liệu. b. Đề xuất giải pháp hạn chế: Với đặc điểm của cọc khoan nhồi là không đợc
đầm nén bằng các loại thiết bị đầm bê tông thông thờng, nên một thực tế rất phổ biến là các loại cấu kiện này khi thi công thờng không đạt mác thiết kế hoặc bề mặt bị rỗ.
Trên quan điểm lu biến học, bê tông là một dạng vật chất gồm 2 pha: pha vữa chảy và pha rắn. Do vậy, để đạt đợc khả năng tự cháy và tự đầm lèn của bê tông dùng trong cọc khoan nhồi, tỷ lệ vật chất mịn cần phải đợc tăng cờng nhiều hơn so với bê tông thờng. Tuy nhiên, việc tăng lợng vật chất mịn không đồng nghĩa với việc chỉ tăng tỷ lệ xi măng, hay tăng tỷ lệ nớc,…nh lâu nay ta đang thực hiện… Đề nghị xem xét việc sử dụng bê tông tự đầm trong thi công cọc khoan nhồi.
IV.