1.2 Các bước thi cơng cọc CFA
1.2.1 Khoan tạo lỗ
Đây là quá trình quan trọng của quy trình thi cơng cọc CFA, nĩ quyết định tốc độ cũng như giá thành cọc. Cọc được khoan liên tục bằng cách sử dụng một mũi khoan cĩ lưỡi liên tục dọc suất chiều dài cọc, vì vậy thời gian giảm tối đa trong việc tạo lỗ khoan. Trong khi khoan, đất sẽ lấp đầy trong các rãnh của lưỡi khoan, điều này làm ổn định thành hố khoan. Nếu tốc độ khoan quá nhanh sẽ ảnh hưởng đến khả năng xâm nhập vào lịng đất, lúc này khoan sẽ làm việc như thiết bị “ bơm đẩy” và đẩy đất lên bề mặt. Hoạt động này làm giảm áp lực theo phương ngang cần thiết để duy trì ổn định hố khoan. Hình 1.13a thể hiện mũi khoan được cân bằng momen
Trang 10
xoắn và tốc độ thâm nhập, các lưỡi khoan liên tục luơn được lấp đầy và khơng bị thiếu hụt. Hình 1.13b thể hiện một mũi khoan cĩ tốc độ thâm nhập quá chậm và bị thiếu hụt lượng đất bổ sung cho các rãnh khoan dẫn tới mũi khoan làm giảm sức ép lên đất thành hố.
Trong quá trình khoan, một phần đất sẽ được di chuyển lên bề mặt đất và được loại bỏ khỏi lỗ khoan, lượng đất này chính là thể tích của thiết bị khoan chiếm chỗ sau khi thâm nhập vào đất, bao gồm thể tích ống rỗng bên trong mũi khoan dùng để bơm vữa. Kiểm sốt tốc độ khoan chính là kiểm sốt lượng đất bị loại bỏ này. Kiểm sốt tốt giúp khống chế sự nén hơng quá mức, giảm thiểu sự giãn nở hơng của đất xung quang, giảm khả năng hố bị sụt lún.
Nguồn: Geotechnical Engineering Circular (Gec) No. 8 [2]
Hình 1.13: Ảnh hưởng của tốc độ khoan đối với đất của cọc CFA
Một giải pháp cân bằng đúng lượng đất bỏ đi và tốc độ thâm nhập là dùng thiết bị khoan làm đất bị ép qua bên hơng trong quá trình khoan, trong kỹ thuật thi cơng này các loại cọc thường được mơ tả là cọc khoan ép đất (Drilled Displacement – DD piles). Cọc DD bao gồm một ống đường kính lớn bên trong mũi khoan, các ren trên thân cĩ đường kính thay đổi, một số chỗ sẽ phình hoặc bĩ lại tạo cho nĩ cĩ xu hướng ép đất sang hai bên khi thâm nhập xuống đất (Hình 1.14). Ưu điểm của hệ thống khoan này là ép đất, đất xung quanh cọc cĩ xu hướng chặt lại và
gia tăng áp lực hơng tại bề mặt tiếp xúc giữa cọc và đất. Do vậy, đất được cải tạo và gia tăng sức chịu tải của cọc trên một đơn vị chiều dài nhất định. Nhược điểm chính của cọc DD là nhu cầu về momen xoắn và lực ép lớn từ giàn khoan, chính điều này hạn chế chiều sâu thi cơng của cọc và khả năng ứng dụng trong địa chất cứng.
Nguồn: Geotechnical Engineering Circular (Gec) No. 8 [2]
Hình 1.14: Mũi khoan dịch chuyển đất
Đối với một số địa chất để kiểm sốt tốc độ thâm nhập cũng như dự đốn khả năng hoặc cơng suất của dàn khoan. Cần tiến hành khoan thử, kết quả này khả quan và thành cơng thì mới áp dụng khoan đại trà.