1. Chọn phương ỏn thi cụng cọc khả thi
Việc thi cụng cọc khoan nhồi khụng cũn mÂy xa lạ đối với đội ngũ kỹ sư xõy dung Việt
Nam trong giai đoạn hiện nay. Cú nhiều phương phỏp thi cụng cọc khoan nhồi, tuỳ thuộc và điều kiện địa chất thủ văn, địa chất cụng trỡnh, năng lực kinh nghiờm của nhà thầu. Ta cú thể giới thiệu qua một vài phương ỏn sau để lựa chọn:
• Phương phỏp thi cụng ống chống:
Với phương phỏp này ta phải đúng ống chống rất sõu và cần đảm bảo việc rỳt ống chống lờn được . Việc đưa ống và rỳt ống qua cỏc lớp đất (nhất là lớp sột pha và cỏt pha) rất nhiều trở ngại, lực ma sỏt giữa ống chống và lớp cỏt lớn cho nờn cụng tỏc kộo ống chống gặp rất nhiều khú khăn đồng thời yờu cầu mỏy cú cụng suất cao. Nhiều trường hợp khụng thể rỳt lờn được gõy lóng phớ trong thi cụng.
• Phương phỏp thi cụng bằng guồng xoắn:
Phương phỏp này tạo lỗ bằng cỏch dựng cần cú ren xoắn khoan xuống đất. Đất được đưa lờn nhờ vào cỏc ren đú, phương phỏp này hiện nay khụng thụng dụng tại Việt Nam. Với phương phỏp này việc đưa đất cỏt và sỏi lờn khụng thuận tiện.
Phương phỏp khoan lỗ phản tuần hoàn tức là trộn lẫn đất khoan và dung dịch giữ vỏch rồi rỳt lờn bằng cần khoan, với lượng cỏt bờn khụng thể lấy được bằng cần khoan ta cú thể dựng một trong cỏc cỏch sau để rỳt bờn lờn: dựng mỏy hỳt bờn, dựng bơm đặt chỡm, dựng khớ đẩy bờn hay dựng bơm phun tuần hoàn.
Đối với phương phỏp này việc sử dụng lại dung dịch giữ vỏch hố khoan rất khú khăn, khụng kinh tế.
• Phương phỏp thi cụng gầu xoay và dung dịch Bentonite giữ vỏch:
Phương phỏp này lấy đất lờn bằng gầu xoay cú đường kớnh bằng đường kớnh cọc và được gắn trờn cần Kelly của mỏy khoan. Gầu cú răng cắt đất và nắp để đổ đất ra ngoài.
Dựng ống vỏch bằng thộp để giữ thành, trỏnh sập vỏch khi thi cụng. Cũn sau đú vỏch được giữ bằng dung dịch vữa sột Bentonite. Do thi cụng trong thành phố nờn khụng được phộp sử dụng thiết bị rung hạ ống vỏch mà phải khoan tới độ sõu 6m rồi mới hạ ống vỏch.
Khi đó khoan đạt tới độ sõu thiết kế, tiến hành thổi rửa đỏy hố khoan bằng phương phỏp: Bơm ngược, thổi khớ nộn hay khoan lại (khi chiều dày lớp mờn đỏy >5m). Độ sạch của đỏy hố được kiểm tra bằng hàm lượng cỏt trong dung dịch Bentonite. Lượng mờn cũn sút lại được lấy ra nốt khi đổ bờ tụng theo phương phỏp vữa dõng.
Với phương phỏp này được tận dụng lại dung dich Bentonite thụng qua mỏy lọc cú khi tới 5-6 lần.
• Lựa chọn:
Từ cỏc phương phỏp trờn cựng với mức độ ứng dụng thực tế và cỏc yờu cầu về mỏy múc thiết bị ta chọn phương phỏp: thi cụng tạo lỗ, khoan bằng gầu xoay kết hợp dung dịch
Bentonite giữ thành hố khoan
2. Xỏc định sơ đồ thi cụng cọc trờn mặt bằng a. Yờu cầu
Thứ tự (hướng) thi cụng cần thuận lợi cho sự ra vào của tổ hợp cỏc mỏy múc thiết bị thi cụng đồng thời.
Khoảng cỏch giữa hai cọc thi cụng liờn tiếp phải tuõn thủ cỏc quy định trong tiờu chuẩn thi cụng được ỏp dụng TCXDVN: 326 – 2004 mục 6.1 như sau: “ Khoan trong đất bóo hũa
nước khi khoảng cỏch mộp cỏc lỗ khoan nhỏ hơn 1,5m nờn tiến hành cỏch quóng 1 lỗ , khoan cỏc lỗ nằm giữa 2 cọc đó đổ bờ tụng nờn tiến hành sau ớt nhất 24 giờ từ khi kết thỳc đổ bờ tụng”.
b. Sơ đồ thứ tự thi cụng cọc trờn mặt bằng: (xem bản vẽ TC01) 3.Cỏc yờu cầu kĩ thuật thi cụng cọc khoan nhồi
Để việc thi cụng cọc khoan nhồi đạt hiệu quả cao phải thực hiện cỏc khõu chuẩn bị sau: - Nghiờn cứu kỹ bản vẽ thiết kế, tài liệu địa chất cụng trỡnh và cỏc yờu cầu kỹ thuật chung cho cọc khoan nhồi.
- Lập phương ỏn kỹ thuật thi cụng, lựa chọn tổ hợp thiết bị thi cụng thớch hợp.
- Lập phương ỏn tổ chức thi cụng, cõn đối giữa tiến độ, nhõn lực và giải phỏp mặt bằng. - Nghiờn cứu mặt bằng thi cụng, thứ tự thi cụng cọc, đường di chuyển mỏy
- Đào, đường cấp và thu hồi dung dịch bentonite, đường vận chuyển bêtông và cốt thộp đến cọc, đường vận chuyển phế liệu ra khỏi cụng trường, đường thoỏt nước.
- Những yờu cầu về lỏn trại, kho bói, khu vực gia cụng vật liệu …
- Kiểm tra khả năng cung ứng điện , nước cho cụng trường. Hệ thống điện được đấu từ mạng lưới điện của thành phố và cú mỏy phỏt điện dự phũng. Hệ thống nước được lấy từ nguồn nước sạch của thành phố phục vụ cho cụng tỏc trộn dung dịch bentonite và vệ sinh thiết bị.
- Xem xột khả năng cung cấp và chất lượng vật tư: xi măng , cốt thộp , đỏ , cỏt..
- Xem xột khả năng gõy ảnh hưởng đến cỏc cụng trỡnh lõn cận để cú biện phỏp xử lý thớch hợp về : mụi trường, bụi, tiếng ồn, giao thụng, lỳn nứt cụng trỡnh sẵn cú.
Ngoài ra để cú thể tiến hành thi cụng được liờn tục theo đỳng quy trỡnh cụng nghệ cũn phải chuẩn bị tốt những khõu sau: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
• Bêtông
- Bêtông dựng Mỏc 300 là bêtông thương phẩm, do việc đổ bêtông được tiến hành bằng bơm nờn độ sụt yờu cầu là 18 ± 2 cm.
- Việc cung cấp vữa bêtông phải liờn tục sao cho thời gian đổ bêtông một cọc nhỏ hơn 4~6 giờ (thời gian ninh kết của bờ tụng).
- Để đảm bảo yờu cầu kĩ thuật phải lựa chọn nhà mỏy chế tạo bờ tụng thương phẩm cú cụng nghệ hiện đại, cỏc cốt liệu và nước phải sạch theo đỳng yờu cầu. Tỉ lệ cấp phối bờ tụng phải tuõn thủ đỳng cho bờ tụng dưới nước. Cần trộn thư và kiểm tra năng lực của nhà mỏy và chất lượng 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 khi đổ xong bờ tụng, độ sụt nún cụt. Mỗi cọc phải lấy 3 tổ hợp mẫu để kiểm tra cường độ. Phải cú chứng chỉ và kết quả kiểm tra cường độ của một phũng thớ nghiệm đầy đủ tư cỏch phỏp nhõn và độc lập.
- Thiết bị sử dụng cho cụng tỏc bờ tụng:
+ Bê tông trộn sẵn chở đến bằng xe chuyên dụng. + ống dẫn bê tông từ phễu đổ xuống độ sâu yêu cầu. + Phễu hứng bê tông từ xe đổ nối với ống dẫn.
+ Giá đỡ ống và phễu.
• Cốt thộp
- Cốt thộp được sử dụng theo đỳng chủng loại mẫu mó quy định trong thiết kế đó được phờ duyệt. Cốt thộp phải cú đủ chứng chỉ của nhà mỏy sản xuất sản xuất 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, sau đú được vận chuyển đến vị trớ tập trung gần khu vực thi cụng cọc. Dựng cần trục để cẩu lồng cốt thộp và thả vào lỗ khoan, nối cỏc lồng cốt thộp để đạt được độ sõu thiết kế tại miệng lỗ khoan bằng cỏc mối nối buộc.
- Để đảm độ chớnh xỏc và thuận tiện khi nối cỏc lồng cốt thộp, việc chế tạo từng lồng cốt thộp riờng lẻ phải tuõn thủ chặt chẽ thiết kế (khoảng cỏch giữa cỏc cốt chủ, mối buộc giữa cốt đai và cốt chủ).
- Đai tăng cường nờn đặt ở mộp ngoài cốt chủ, buộc chặt với cốt chủ (để trỏnh cho lồng thộp khụng bị cong vờnh, biến dạng sau khi gia cụng), cốt chủ khụng cú uốn múc, múc làm theo yờu cầu cụng nghệ thi cụng khụng được thũ vào bờn trong làm ảnh hưởng đến hoạt động của ống dẫn bờ tụng. Đường kớnh trong của lồng thộp phải lớn hơn 100mm so với đường kớnh ngoài ở chỗ đầu nối ống dẫn bờ tụng.
- Để đảm bảo độ dày của lớp bờ tụng bảo vệ cần đặt cỏc con kờ (bỏnh xe bờ tụng) cú D =200mm, chiều dày 40mm
• Dung dịch bentonite
- Qui trỡnh trộn dung dịch Bentonite:
+Đổ 80% lượng nước theo tớnh toỏn vào bể trộn.
+Đổ từ từ lượng bột Bentonite theo thiết kế (30- 50 kg/m3). + Đổ từ từ lượng phụ gia nếu cú.
+ Trộn tiếp 15 ữ 20 phỳt.
+ Đổ nốt 20% lượng nước cũn lại. + Trộn 10 phỳt.
+ Chuyển dung dịch Bentonite đó trộn sang thựng chứa sẵng sàng cấp cho hố khoan hoặc trộn với dung dịch Bentonite thu hồi đó lọc lại qua mỏy lọc cỏt để cấp lại cho hố khoan.
- Những yờu cầu kĩ thuật đối với dung dịch betonite:
Số TT
Thụng số chớnh Đơn vị Trong quỏ
trỡnh khoan tạo lỗ Trước khi đổ bờ tụng 1 Tư trọng tấn/m3 1.02 -1.08 1.02 -1.15 2 Dung trọng 1.01 -1.05 3 Độ nhớt Sec 33 - 42 29 - 50 4 Độ pH 7 - 12 8.5 - 11.5
5 Hàm lượng Bentonite trong dung dịch
% 2-6% (theo
trọng lượng)
6 Hàm lượng cỏt % < 5% Ê%6
7 Tớnh qua lọc cc ³0 ³0 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
- Trạm trộn dung dịch khoan tại cụng trường bao gồm: + Một mỏy trộn bentonite.
+ Một hoặc nhiều bể chứa cho phộp cụng trường chuẩn bị dự trữ đủ đề phũng mọi sự cố về khoan. (4 bể: 1 đựng nước dự trữ, 1 đựng dung dịch vừa trộn, 2 đựng bentonite thu hồi).
+ Một mỏy tỏi sinh đảm bảo việc tỏch cỏc cặn lớn bằng sàng và cỏt bằng cyclon hoặc li tõm.
- Một số chỳ ý khỏc khi sử dụng bentonite thi cụng cọc khoan nhồi: + Nước sử dụng: nước sạch, nước mỏy.
+ Chất bổ sung để điều chỉnh độ pH: NaHCO3 hoặc tương tự.
+ Tựy theo trường hợp cơ thể để đạt cỏc chỉ tiờu mà qui định đề ra cú thể dựng một số chất phụ gia nh: Na2CO3 (Natri Carbonate) hoặc NaF (Natri Flurorua).
- Ngoài dung dịch Bentonite cú thể dựng chất CMC, dung dịch tổng hợp, dung dịch nuớc muối... tựy thuộc vào điều kiện địa chất cụng trỡnh.
4. Quy trỡnh thi cụng cọc khoan nhồi và cỏc biện phỏp kĩ thuật ứng với từng giai đoạn
Quy trỡnh thi cụng cọc nhồi bằng mỏy khoan gầu tiến hành theo trỡnh tự sau: + Định vị tim cọc và đài cọc .
+ Hạ ống vỏch . + Khoan tạo lỗ . + Lắp đặt cốt thộp . + Thổi rửa đỏy hố khoan . + Đổ bờ tụng .
+ Rỳt ống vỏch .
+ Kiểm tra chất lượng cọc .
Quy trỡnh thi cụng cọc nhồi bằng gầu khoan. Cung cấp nớc. Trộn vữa Ben- -tonite Bể chứa dung dịch bentonit Chuẩn bị mặt bằng , định vị tim cọc Xử lý bentonit thu hồi
Đưa mỏy khoan vào đỳng vị trớ
Thu hồi bentonit Khoan một chỳt để , chuẩn bị hạ ống vỏch Bờ tông thơng phẩm. Hạ ống vỏch Đặt lồng thộp , treo và hàn định vị lồng thép vào ống vách.
Khoan tới độ sõu thiết kế
Đặt ống bơm vữa bờ tụng và đặt bơm thu hồi vữa sột Bentonite
Thổi rửa, làm sạch đỏy lỗ khoan
Làm sạch lần 2
Kiểm tra vị trớ cọc bằng mỏy kinh vĩ .
Đổ bờ tụng
Kiểm tra độ thẳng cần khoan (Kely) bằng mỏy kinh vĩ.
Cắt cốt thộp , rỳt ống vỏch.
Theo dừi độ thẳng Kely.
Kiểm tra vị trớ cọc, độ lệch tõm của cọc.
Kiểm tra chiều dài ống Tremie , cỏch đỏy cọc 25cm.
Lấy mẫu đất , so sỏnh với tài liệu thiết kế.
Kiểm tra lần cuối chiều sõu lỗ khoan.
Kiểm tra đất cỏt trong gầu làm sạch , Đo chiều sõu
bằng thước và quả dọi. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Kiểm tra độ sụt bờ tụng (17±2cm). Kiểm tra độ dõng
bờ tụng để thỏo ốngTreme (đầu ống cỏch mặt bờ tụng
1,5ữ3m).
Kiểm tra cao độ bờ tụng.
• Cụng tỏc chuẩn bị:
Tiến hành dọn dẹp mặt bằng của cụng trỡnh và san bằng phẳng. Nếu trờn mặt bằng cú cỏc vũng nước hay bờn thỡ tiến hành san lấp và rải đường hay cỏc vật liệu rải đường (sỏi, vỏn thộp gỗ) để làm đường tạm cho cỏc mỏy thi cụng tiến hành tiếp cận với cụng trường. Sau đú phải tiến hành xõy dựng hàng rào (cú thể là gỗ, thộp hoặc BT) để bảo vệ cỏc phương tiện thi cụng trờn cụng trường.
Cụng việc trước tiờn của thi cụng cọc khoan nhồi là đo đạc và giỏc múng. Mục đớch cụng tỏc đo đạc đưa vào thực địa vị trớ tõm múng và cỏc đường trục của nhà, xỏc định chu vi múng, kớch thước và đường ranh giới của múng, cao trỡnh mặt múng. Cỏc bước tiến hành
nh sau:
Sử dụng mỏy xỳc dọn dẹp mặt bằng xung quanh vị trớ cọc khoan.
Sau khi dọn dẹp xong mặt bằng xung quanh cọc khoan, phải tiến hành rải tụn theo hướng di chuyển của mỏy khoan đó định. Khoảng cỏch giữa hai tấm tụn phải phự hợp để khoan hạ ống vỏch sau đú :
S ≥ D + 0,1 + 2δ (m)
S – Khoảng cỏch nhỏ nhất giữa hai mộp trong của hai tÂm D - Đường kớnh cọc,
0,1 - Đường kớnh trong của ống vỏch rộng hơn đường kớnh lỗ khoan 0,1m theo thiết kế ống vỏch
δ - Chiều dày ống vỏch, ở đõy là 10mm Ta cú : +Với cọc D=1,2m=>S ≥ 1,32(m) +Với cọc D=1,0m=>S ≥ 1,12(m)
• Định vị hố khoan, tim cọc
- Trước tiờn phải xỏc định được tờn và vị trớ cọc cần khoan trờn bản vẽ thiết kế, từ đú tớnh toỏn xỏc định được toạ độ của tim cọc theo mạng lưới tạo độ trờn vẽ dựa trờn cỏc số liệu đó cho.
- Từ hệ thống mốc dẫn trắc đạc, xỏc định vị trớ tim cọc bằng hai mỏy kinh vĩ đặt ở 2 trục x,y sao cho hướng ngắm của chỳng vuụng gúc với nhau về tõm cọc. Sau đú trờn cơ sở tim cọc đó định vị được, dựng thước thộp với sự trợ giỳp của mỏy kinh vĩ xỏc định 4 điểm mốc kiểm tra (4 cọc tiờu bằng gỗ). Cỏc cọc tiờu này cỏch mộp cọc sẽ khoan 1,5m (1,5-2m). cỏc mốc trờn được đúng sõu vào đất khoảng 80cm. Đề phũng khi khung cữ bị góy thỡ vẫn cú thể phục hồi nhanh chúng nhờ vào cỏc cọc trờn.
Cọc tiờu này sẽ là cơ sở để xỏc định chớnh xỏc vị trớ của cọc trong quỏ trỡnh khoan.
• Hạ ống vỏch
- Lắp tấm tụn dày 5 cm để kờ mỏy khoan đảm bảo mỏy khoan ổn định trong suốt quỏ trỡnh thi cụng.
- Đưa mỏy khoan vào vị trớ thi cụng, điều chỉnh mỏy thăng bằng, thẳng đứng Trong quỏ trỡnh thi cụng cú 2 mỏy kinh vĩ để kiểm tra độ thẳng đứng của cần khoan .
- ống vỏch làm bằng thộp, dày 6-16 mm cú đường kớnh trong lớn hơn đường kớnh cọc 100mm, dài 6-10 m, được đặt ở phần trờn miệng hố khoan nhụ lờn khỏi mặt đất một khoảng >0.3 m.
Với cọc đường kớnh D=1,2m ta dựng ống vỏch cú đường kínnh D=1300,dày 10mm,dài 6m,cọc đường kớnh D = 1,0m dựng ống vỏch đường kớnh D=1100 dày 10mm dài 6m.
- Phương phỏp hạ ống: sử dụng mỏy khoan với gàu cú lắp thờm đai sắt để mở rộng hố đào, khoan đến độ sõu hạ ống vỏch. Sử dụng cần cẩu đưa ống vỏch vào vị trớ, hạ ống xuống bằng lực nộn tạo bởi cần khoan. Sau đú chốn chặt ống vỏch bằng đất sột và nờm để ống vỏch khụng dịch chuyển trong quỏ trỡnh khoan.
- Trong quỏ trỡnh hạ cũng như khi hạ xong phải kiểm tra xỏc định độ chớnh xỏc và độ thẳng đứng của ống vỏch, cú thể dựng dọi để kiểm tra độ thẳng đứng của ống vỏch và hố khoan trong quỏ trỡnh khoan cọc.
• Cụng tỏc khoan
- Kiểm tra lượng dung dịch bentonite, đường cấp và đường thu hồi bentonite, mỏy lọc , cỏc mỏy dự phũng và đặt thờm ống bao để tăng cao trỡnh và ỏp lực của dung dịch bentonite nếu cần thiết trước khi tiến hành khoan.
- Cụng tỏc khoan được bắt đầu khi đó thực hiện xong cỏc cụng việc chuẩn bị và tiến hành khoan tạo lỗ bằng phương phỏp khoan gầu với tốc độ khoan 30 vũng /phỳt. Tốc độ hạ gầu 1,5 m/giõy. Tốc độ nõng gầu lờn 0,5 m/ giõy, đảm bảo khụng gõy ra hiệu ứng Piston làm sập thành