NGHIấN CỨU CÁC GIẢI PHÁP XỬ Lí CHỐNG THẤM CHO NỀN ĐỂ TĂNG CƯỜNG ỔN DỊNH ĐẬP
3.6. GIẢI PHÁP CỌC ĐẤT – XIMĂNG [20]
Cọc xi măng đất là hỗn hợp giữa đất nguyờn trạng nơi gia cố và xi măng được phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất cho đến khi đạt độ sõu lớp đất cần gia cố thỡ quay ngược lại và dịch chuyển lờn. Trong quỏ trỡnh dịch chuyển lờn, xi măng được phun vào nền đất (bằng ỏp lực khớ nộn đối với hỗn hợp khụ hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướt).
* Phạm vi ứng dụng
Cọc xi măng đất là một trong những giải phỏp xử lý nền đất yếu. Cọc xi măng đất được ỏp dụng rộng rói trong việc xử lý múng và nền đất yếu cho cỏc cụng trỡnh xõy dựng giao thụng, thuỷ lợi, sõn bay, bến cảng…như: làm tường hào chống thấm cho đờ đập, sửa chữa thấm mang cống và đỏy cống, gia cố đất xung quanh đường hầm, ổn định tường chắn, chống trượt đất cho mỏi dốc, gia cố nền đường, mố cầu dẫn...
* Ưu điểm
So với một số giải phỏp xử lý nền hiện cú, cụng nghệ cọc xi măng đất cú ưu điểm là khả năng xử lý sõu (đến 50m), thớch hợp với cỏc loại đất yếu (từ cỏt thụ cho đến bựn yếu), thi cụng được cả trong điều kiện nền ngập sõu trong
nước hoặc điều kiện hiện trường chật hẹp, trong nhiều trường hợp đó đưa lại hiệu quả kinh tế rừ rệt so với cỏc giải phỏp xử lý khỏc.(nếu sử dụng phương
phỏp cọc bờ tụng ộp hoặc cọc khoan nhồi thỡ rất tốn kộm do tầng đất yếu bờn
trờn dày.
Ưu điểm nổi bật của cọc xi măng đất là:
Thi cụng nhanh, kỹ thuật thi cụng khụng phức tạp, khụng cú yếu tố rủi ro cao. Tiết kiệm thời gian thi cụng đến hơn 50% do khụng phải chờ đỳc cọc và đạt đủ cường độ(Vớ dụ tại dự ỏn Sunrise). Tốc độ thi cụng cọc rất nhanh.
Hiệu quả kinh tế cao. Giỏ thành hạ hơn nhiều so với phương ỏn cọc đúng, đặc biệt trong tỡnh hỡnh giỏ vật liệu leo thang như hiện nay.
Rất thớch hợp cho cụng tỏc sử lý nền, sử lý múng cho cỏc cụng trỡnh ở cỏc khu vực nền đất yếu như bói bồi, ven sụng, ven biển
Thi cụng được trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập nước Khả năng sử lý sõu (cú thể đến 50m)
Địa chất nền là cỏt rất phự hợp với cụng nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao
* Phương phỏp thi cụng
Cọc xi măng đất (hay cũn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất), được thi cụng tạo thành theo phương phỏp khoan trộn sõu. Dựng mỏy khoan và cỏc thiết bị chuyờn dựng (cần khoan, mũi khoan…) khoan vào đất với đường kớnh và chiều sõu lỗ khoan theo thiết kế. Đất trong quỏ trỡnh khoan khụng được lấy lờn khỏi lỗ khoan mà bị phỏ vỡ kết cấu, được cỏc cỏnh mũi khoan nghiền tơi, trộn đều với chất kết dớnh (chất kết dớnh thụng thường là xi măng hoặc vụi, thạch cao… đụi khi cú thờm chất phụ gia và cỏt).Phương phỏp xử lý bằng cọc đất - xi măng khỏ đơn giản: bao gồm một mỏy khoan với hệ thống lưới cú đường kớnh thay đổi tuỳ thuộc theo đường kớnh cột được thiết kế và cỏc xi lụ chứa xi măng cú gắn mỏy bơm nộn với ỏp lực lờn tới 12 kg/cm2. Cỏc mỏy khoan của Thuỵ Điển và Trung Quốc cú khả năng khoan sõu đạt đến 35 m và
tự động điều chỉnh định vị cần khoan luụn thẳng đứng. Trong quỏ trỡnh khoan lưỡi được thiết kế để trộn đầu đất và xi măng, xi măng khụ được phun định lượng liờn tục và trộn đều tạo thành những cọc đất - xi măng đường kớnh 60 cm. Thời gian khoan cho một bồn cú đường kớnh 34 m từ 45 - 60 ngày.
Quỏ trỡnh phun (hoặc bơm) chất kết dớnh để trộn với đất trong hố khoan, tuỳ theo yờu cầu cú thể được thực hiện ở cả hai pha khoan xuống và rỳt lờn của mũi khoan hoặc chỉ thực hiện ở pha rỳt mũi khoan lờn. Để trỏnh lóng phớ xi măng, hạn chế xi măng thoỏt ra khỏi mặt đất gõy ụ nhiễm mụi trường thụng thường khi rỳt mũi khoan lờn cỏch độ cao mặt đất từ 0.5m đến 1.5m người ta dừng phun chất kết dớnh, nhưng đoạn cọc 0.5m đến 1.5m này vẫn được phun đầy đủ chất kết dớnh là nhờ chất kết dớnh cú trong đường ống tiếp tục được phun (hoặc bơm) vào hố khoan.
Khi mũi khoan được rỳt lờn khỏi hố khoan, trong hố khoan cũn lại đất đó được trộn đều với chất kết dớnh dần dần đụng cứng tạo thành cọc xi măng đất.
Hiện nay trờn thế giới cú hai cụng nghệ được ỏp dụng phổ biến là cụng nghệ của Chõu Âu và cụng nghệ của Nhật Bản.
Hiện nay ở Việt Nam phổ biến hai cụng nghệ thi cụng cọc xi măng đất là:
Cụng nghệ trộn khụ (Dry Jet Mixing) và Cụng nghệ trộn ướt (Wet Mixing
hay cũn gọi là Jet-grouting)là cụng nghệ của Nhật Bản.
- Trộn khụ là quỏ trỡnh phun trộn xi măng khụ với đất cú hoặc khụng cú
chất phụ gia.
- Trộn ướt là quỏ trỡnh bơm trộn vữa xi măng với đất cú hoặc khụng cú
chất phụ gia.
Mỗi phương phỏp trộn (khụ hoặc ướt) cú thiết bị giõy chuyền thi cụng kỹ thuật, thi cụng phun (bơm) trộn khỏc nhau.
Hiện nay trờn thế giới đó phỏt triển ba cụng nghệ Jet-grouting: đầu tiờn là cụng nghệ S, tiếp theo là cụng nghệ T, và gần đõy là cụng nghệ D.
+ Cụng nghệ đơn pha S: Cụng nghệ đơn pha tạo ra cỏc cọc xi măng đất cú đường kớnh vừa và nhỏ 0,4 - 0,8m. Cụng nghệ này chủ yếu dựng để thi cụng nền đất đắp, cọc...
+ Cụng nghệ hai pha D: Cụng nghệ hai pha tạo ra cỏc cọc xi măng đất cú đường kớnh từ 0,8 -1,2m. Cụng nghệ này chủ yếu dựng để thi cụng cỏc tường chắn, cọc và hào chống thấm.
+ Cụng nghệ ba pha T: Phụt ba pha là phương phỏp thay thế đất mà khụng xỏo trộn đất. Cụng nghệ T sử dụng để làm cỏc cọc, cỏc tường ngăn chống thấm, cú thể tạo ra cột Soilcrete đường kớnh đến 3m.
* Trỡnh tự thi cụng cọc xi măng đất
Thi cụng cải tạo nền đất yếu bằng cọc xi măng đất cú thể theo cỏc bước sau:
- Định vị và đưa thiết bị thi cụng vào vị trớ thiết kế;
- Khoan hạ đầu phun trộn xuống đỏy khối đất cần gia cố;
- Bắt đầu quỏ trỡnh khoan trộn và kộo dần đầu khoan lờn đến miệng lỗ;
- Đúng tắt thiết bị thi cụng và chuyển sang vị trớ mới.
Bảng 3-3: Một số cụng trỡnh xử lý nền bằng cọc đất xi măng STT Tờn cụng trỡnh Đường kớnh cọc (m) Tổng một dài đó thi cụng (m) Cụng nghệ trộn 1 Đường vào sõn đỗ cảng hàng khụng Cần Thơ 0.6 32.000 Trộn ướt