5. Kết quả kiến đạt đượ c
2.3 Phõn tớch đặc điểm thi cụng của cỏc loại cọc bờtụng cốt thộp
Việc thi cụng cọc bờ tụng cốt thộp đỳc sẵn được tiến hành theo 3 bước như sau:
- Cụng tỏc chuẩn bị đúng cọc; - Lắp cọc vào giỏ bỳa
- Kỹ thuật đúng cọc
1. Bước 1: Cụng tỏc chuẩn bị đúng cọc
Trước khi đúng cọc, chỳng ta cần làm cỏc cụng tỏc chuẩn bị sau:
- Chuẩn bị cọc: Cọc bờ tụng cốt thộp thường được đơn vị thi cụng đặt mua tại cỏc cơ sở sản xuất cấu kiện bờ tụng cốt thộp đỳc sẵn, hoặc do đơn vị thi cụng tự chế tạo tại nơi gần cụng trỡnh rồi vận chuyển đến cụng trường. Khi xếp cọc lờn xe vận chuyển cần đặt lờn hai thanh đỡ bằng gỗ, thanh gỗ đặt cỏch đầu và mũi cọc một khoảng 0,2l (l: chiều cao cọc).
Khu vực xếp cọc đặt ngoài khu vực đúng cọc. Đường từ nơi xếp cọc đến bói đúng phải dễ dàng, thuận lợi, khụng mấp mụ. Nếu cọc xếp thành đống thỡ giữa cỏc
Nghiờn cứu lựa chọn kết cấu cọc hợp lý thi cụng xử lý nền,
lớp phải được kờ bằng cỏc thanh gỗ, cỏc thanh gỗ đặt cỏch đầu và mũi cọc một khoảng 0,2l.
Trờn bản vẽ thiết kế, biện phỏp thi cụng phải thể hiện phương ỏn di chuyển cọc, di chuyển giỏ bỳa, vị trớ xếp cọc, đường đi của xe vận chuyển cọc sao cho thuận tiện và rỳt ngắn thời gian thi cụng.
Phải nghiờn cứu trỡnh tự đúng cỏc cọc. Khi đúng khụng đúng theo cỏch lốn ộp đất. Cú hai sơ đồ đúng cọc chớnh sau:
+ Sơ đồ khúm cọc: ở đõy thứ tự đúng cọc đi từ giữa ra xung quanh, nếu đúng ngược lại đi từ ngoài vào trong thỡ đất ở giữa sẽ bị nộn chặt dần, đúng cỏc cọc ở giữa sẽ khú xuống, cú khi khụng xuống đến độ sõu qui định hoặc làm nổi cỏc cọc xung quanh lờn.
+ Sơ đồ ruộng cọc: thứ tự đúng lấy hàng giữa đúng theo hàng ra hai bờn. Nếu bói đúng cọc lớn người ta cú thể phõn ra cỏc khu vực để đúng.
- Vận chuyển thiết bị và bỳa đúng cọc đến cụng trỡnh, lắp rỏp thiết bị đúng cọc, kiểm tra phương, hướng của thiết bị giữ cọc.
2. Bước 2: Lắp cọc vào giỏ bỳa
- Với cọc ngắn: dựng dõy cỏp treo cọc của giỏ bỳa múc vào múc ở đầu cọc, sau đú kộo từ từ cho cọc dần dần ở vị trớ thẳng đứng rồi kộo vào giỏ bỳa.
- Với cọc dài và nặng để lắp cọc vào giỏ tiến hành như sau: trước tiờn đưa cọc lại gần giỏ, múc dõy cỏp treo cọc của giỏ bỳa vào múc cẩu phớa đầu cọc, múc dõy cỏp treo bỳa của giỏ bỳa vào múc cẩu phớa mũi cọc. Nõng hai múc lờn đồng thời, khi kộo cọc lờn ngang tầm 1m, rỳt đầu cọc lờn cao để cọc dần dần trở về vị trớ thẳng đứng, sau đú ghộp vào giỏ bỳa.
3. Bước 3: Kỹ thuật đúng cọc
Nghiờn cứu lựa chọn kết cấu cọc hợp lý thi cụng xử lý nền,
Sau khi dựng cọc vào giỏ bỳa, tiến hành chỉnh cọc vào đỳng vị trớ thiết kế bằng mỏy kinh vĩ. Trước khi đúng phải kiểm tra phương hướng của thiết bị giữ cọc, cố định vị trớ của thiết bị đú để trỏnh di động trong quỏ trỡnh đúng cọc. Hiện nay cú rất nhiều phương phỏp để hạ cọc khỏc nhau. Tựy thuộc vào từng hoàn cảnh cụ thể để lựa chọn cho hợp lý. Sau đõy là một số phương phỏp hạ cọc thường được sử dụng:
- Hạ cọc bằng bỳa rơi tự do: Người ta dựng tời để kộo bỳa lờn cao rồi thả xuống rơi vào đầu cọc - nhờ trọng lượng rơi của quả bỳa đập mạnh trờn đầu cọc khiến cho cọc hạ sõu xuống nền, chỉ dựng với trường hợp cọc nhỏ và ngắn.
- Hạ cọc bằng bỳa hơi đơn động: Bỳa hơi đơn động hoạt động được nhờ sự dẫn động của khớ nộn. Bỳa hoạt động được nhờ sự cung cấp khớ nộn của một mỏy khớ nộn đi kốm kết cấu bỳa giản đơn, đầu cọc ớt bị phỏ hoại, tốc độ đúng cọc và lực xung kớch do bỳa tạo ra lớn - hiệu quả núi chung tương đối cao.
- Hạ cọc bằng bỳa hơi song động: Người ta dựng bỳa hơi song động để đúng cỏc cọc thộp, cọc bờtụng cốt thộp – và được sử dụng nhiều tại cỏc cụng trỡnh Thủy lợi, đường sụng, cú ưu điểm là thõn mỏy kớn và phần chi tiết mỏy bờn trong được bảo vệ tốt nờn cú thể dựng để đúng cọc ở dưới nước. Bỳa hơi song động cú nhược điểm như bỳa hơi song động là phải cú thiết bị đi kốm (đường ống mềm dẫn khớ nộn, cỏc mỏy tạo khớ nộn di động) tương đối cồng kềnh ... mặc dự xung lực lớn số lần xung kớch nhiều và hiệu suất cao, song việc vận chuyển hơi nặng nề và khú khăn. Người ta cũng dựng bỳa hơi song động để nhổ cọc khi cần thiết.
- Hạ cọc bằng bỳa điờzen: Bản thõn bỳa là một động cơ điờzen, năng suất cụng tỏc cao nờn được sử dụng gần như phổ biến. Nú cú thể dựng để đúng cỏc loại cọc (bờ tụng cốt thộp, thộp, cọc đặc, cọc ống ...).
- Hạ cọc bằng bỳa chấn động (hay cũn gọi là bỳa rung): Thiết bị rung dựng để hạ cỏc cọc cú diện tớch mặt cắt ngang nhỏ (ớt chiếm chỗ thể tớch của đất) vỡ vậy nú
Nghiờn cứu lựa chọn kết cấu cọc hợp lý thi cụng xử lý nền,
rất thớch hợp để hạ cỏc cọc thộp, cọc vỏn và cỏc ống thộp (dựng để giữ vỏch cho cỏc cọc nhồi khi khụng sử dụng bentonite).
Thiết bị rung hạ cọc (bao gồm cả mỏy rung hạ cọc và bỳa rung) chỉ dựng để hạ cọc ở cỏc vựng đất mềm (đất thịt, đất sột mềm ...) khi hạ cọc thẳng đứng (khụng dựng để hạ cọc xiờn). Ngoài ra nú cũng được dựng để nhổ cọc (cỏc loại cọc bản và cỏc loại cọc ống ...).
- Hạ cọc cú kốm xúi nước: Khi hạ cọc tại cỏc vựng cú lớp đất cứng mà cọc khụng xuống được, người ta dựng phương phỏp hạ (đúng, rung) cú kốm theo xúi nước. Nhờ cú xúi nước mà tốc độ hạ cọc sẽ tăng nhanh đồng thời bảo đảm đầu cọc khụng bị phỏ hoại khi tăng lực ở đầu cọc.
Khi sử dụng phương phỏp này cần lưu ý rằng, do xúi nước nhiều nờn nú cũng cú nguy cơ làm cỏc cụng trỡnh lõn cận bị lỳn sụt. Hạ cọc cú kốm xúi nước chỉ ỏp dụng để hạ cỏc cọc thẳng đứng. Thường dựng nhất là khi hạ cỏc cọc ống bờ tụng cốt thộp cú mặt cắt lớn (kết hợp với đúng cọc) tại cỏc vựng cú cỏt, đỏ dăm hay cuội sỏi nhỏ. Nú hoàn toàn khụng thớch hợp với cỏc lớp đất cú cuội sỏi lớn (đỏ củ đậu) và cũng khụng thớch hợp khi phải xuyờn qua tầng đất cứng cú chiều dày > 50 cm.
- Hạ cọc sau khi khoan lỗ: Tại vựng đất mềm, để trỏnh cỏc sự cố đỏng tiếc khi hạ cọc sau khi ảnh hưởng đến cỏc cụng trỡnh hiện hữu lõn cận hoặc ảnh hưởng đến tuyến ống ngầm hiện hữu cú thể dịch chuyển hoặc trồi lờn ... người ta dựng giải phỏp khoan tạo lỗ sau đú mới cho cọc vào lỗ khoan và hạ tiếp tục.
- Hạ cọc bằng phương phỏp ộp tĩnh: Hiện nay, việc hạ cọc trong Thành phố ở nơi đụng dõn cư người ta ỏp dụng phương phỏp ộp cọc (nộn tĩnh). Phương phỏp ộp cọc này khụng gõy tiếng ồn và khụng gõy chấn động vỡ vậy rất an toàn cho cỏc cụng trỡnh hiện hữu kế cận.
Nghiờn cứu lựa chọn kết cấu cọc hợp lý thi cụng xử lý nền,
Hỡnh 2.5 Một số hỡnh ảnh thi cụng cọc bờ tụng cốt thộp đỳc sẵn U Những sự cố khi thi cụng cọc bờ tụng đỳc sẵn
Trong thi cụng cọc bờ tụng cốt thộp đỳc sẵn thường gặp phải một số sự cố sau: - Cọc bị nghiờng quỏ quy định (lớn hơn 1%): Cú nhiều nguyờn nhõn gõy ra hiện tượng này khi đúng cọc nhưng nguyờn nhõn khỏch qua chủ yếu là do quỏ trỡnh đúng, ộp cọc gõy nờn. Trong một số trường hợp cú thể do cọc được chế tạo
Nghiờn cứu lựa chọn kết cấu cọc hợp lý thi cụng xử lý nền,
tại chỗ bị lệch khụng thẳng, nguyờn nhõn này thường ớt gặp vỡ đa số cỏc loại cọc bờ tụng đều được chế tạo trong cỏc nhà mỏy với cấc điều kiện khỏ chuẩn. Sai sút trong quỏ trỡnh nối cọc cũng gõy nờn hiện tượng này.
- Cọc đang ộp dở thỡ gặp đi vật, ở cỏt, vỉa sột cứng bất thường. Khi gặp phải sự cố này thường cọc sẽ khụng đúng tiếp được.
- Cọc bị nứt vỡ trong quỏ trỡnh đúng và ộp cọc.
- Đối với cọc ống, cọc rỗng trong quỏ trỡnh thi cụng thường gặp nhiều sự cố hơn so với cỏc loại cọc bờ tụng đặc như: bị nứt góy ngay khi vận chuyển cọc đến cụng trỡnh, cọc bị nứt trờn thõn cọc, đầu cọc dễ bị vỡ hơn trong quỏ trỡnh đúng.
Nhỡn chung khi gặp phải những sự cố này đều phải xử lý bằng cỏch nhổ lờn ộp lại hoặc ộp bổ sung cọc mới.
2.3.2 Cọc khoan nhồi
Qua trỡnh thi cụng cọc khoan nhồi cũng được tiến hành qua cỏc giai đoạn sau: khoan tạo lỗ, hạ lồng thộp xuống lỗ, đổ bờ tụng
1. Cụng tỏc khoan tạo lỗ
- Vận chuyển thiết bị đến cụng trường: Tất cả thiết bị, phương tiện mỏy múc thi cụng, trang bị an toàn, cụng cụ, phụ kiện, dụng cụ cú liờn quan đến bảo hộ lao động, v.v… trước khi đưa vào cụng trường phải qua kiểm định của cơ quan kiểm định cú chức năng hành nghề hợp phỏp.
- Chuẩn bị mỏy khoan: Trước khi khoan, mỏy khoan phải được bảo dưỡng và vận hành thử đảm bảo khụng bị trục trặc trong quỏ trỡnh khoan.Cần khoan phải được điều chỉnh cho thẳng đứng và đỳng tim cọc, độ nghiờng của cần khoan khụng vượt quỏ 1%.
- Cụng tỏc ống vỏch và khoan tạo lỗ: Ống vỏch được chế tạo trước trong xưởng, trước khi hạ ống vỏch khụng bị múp mộo. Việc hạ ống chỏc phải đảm bảo
Nghiờn cứu lựa chọn kết cấu cọc hợp lý thi cụng xử lý nền,
khi ống vỏch đến độ cao yờu cầu của thiết kế. Trong quỏ trỡnh khoan tạo lỗ phải thường xuyờn theo dừi cỏc lớp địa chất mà mũi khoan đi qua và đối chứng với tài liệu khảo sỏt địa chất.
Trong quỏ trỡnh khoan dung dịch bentonite phải được cấp bổ sung liờn tục vào trong hố khoan. Phải thường xuyờn bơm dung dịch bentonite xuống hố khoan sao cho mực dung dịch trong hố khoan phải luụn luụn cao hơn mực nước ngoài ống vỏch (mực nước ngầm) 1,5m.
Để đảm bảo cho hố khoan ổn định khụng bị sụt lở cần hạn chế đến mức tối đa cỏc va đập hoặc cỏc lực xung kớch tỏc dụng vào hố khoan.
Trong điều kiện địa chất phức tạp cần phải điều chỉnh độ dung dịch bentonite cho thớch hợp để trỏnh ảnh huởng đến chất lượng hố khoan.
- Làm sạch lỗ khoan: Sau khi cụng tỏc khoan tạo lỗ kết thỳc cần tiến hành ngay cụng tỏc rửa và vệ sinh hố khoan. Dựng cỏc phương phỏp thớch hợp (vột bằng gàu vột, thổi rữa, bơm hỳt . . .) để làm sạch đỏy hố khoan trước khi đổ bờtụng. Độ dày của lớp đất rời hoặc cặn chỡm dưới đỏy lỗ (nếu cú) phải ghi vào nhật ký khoan tạo lỗ và khụng vượt qỳa quy định sau: Cọc chống 30mm, cọc ma sỏt + chống 50mm, cọc ma sỏt 60mm.
Lượng chất bồi lắng đỏy hố khoan sau khi đó vệ sinh hố khoan khụng được dày quỏ quy định. Nếu độ dày của lớp lắng đọng lớn quỏ quy định phải tiến hành vệ sinh lại.
2. Cụng tỏc cốt thộp
Cốt thộp đưa vào sử dụng phải đỳng kớch thước và chủng loại theo đỳng yờu cầu của thiết kế. Cốt thộp phải được kiểm tra trước khi hạ xuống.
Lồng thộp cọc được chế tạo sẵn thành cỏc lồng ngắn theo đỳng hồ sơ thiết kế sau đú đưa ra vị trớ thi cụng tổ hợp và hạ xuống cao độ thiết kế, đầu nối dựng mối
Nghiờn cứu lựa chọn kết cấu cọc hợp lý thi cụng xử lý nền,
nối hàn, buộc kẽm và theo tiờu chuẩn thiết kế kết cấu bờ tụng cốt thộp hiện hành. Phải tận dụng tối đa khả năng của thiết bị hàn để rỳt ngắn thời gian hàn đến mức tối thiểu.
Cụng tỏc hạ lồng cốt thộp phải được làm hết sức khẩn trương, ngay sau khi cỏc cụng tỏc vệ sinh, kiểm tra hố khoan hoàn thành, để giảm tối đa lượng chất lắng đọng xuống đỏy hố khoan cũng như khả năng sụt lở thành vỏch. Trong trường hợp khung cốt thộp phải nối bằng mối nối hàn phải tận dụng tối đa khả năng của thiết bị hàn rỳt ngắn thời gian hàn nối đến mức tối thiểu.
Việc hạ lồng cốt thộp phải hết sức nhẹ nhàng trỏnh va đập mạnh vào thành hố khoan làm sụt lở vỏch. Sau khi lồng cốt thộp đó được hạ đến cao độ yờu cầu phải tiến hành neo cố định lồng cốt thộp vào ống vỏch thộp để trỏnh chuyển vị trong quỏ trỡnh đổ bờ tụng, độ trồi của lồng thộp khụng vượt qỳa qui định cho phộp.
3. Cụng tỏc bờ tụng
Thi cụng bờ tụng cho cọc khoan nhồi trong đất cú nước ngầm phải tuõn theo quy định về đổ bờ tụng dưới nước và phải cú sự quản lý toàn diện chất lượng bờ tụng khi đổ.
Quản lý chất lượng bờ tụng bao gồm chất lượng nguyờn vật liệu, tỷ lệ trộn thớch hợp, độ sụt bờ tụng, cấp cường độ bờ tụng…, nhằm làm cho cọc cú thể đạt được chất lượng quy định, thực hiện đầy đủ cụng việc do yờu cầu thiết kế nờu ra.
Khi sử dụng bờ tụng thương phẩm, quản lý chất lượng cần theo định kỳ và quản lý hàng ngày do đơn vị cấp bờ tụng thực hiện và nộp chứng chỉ kiểm tra cho bờn mua.
Bờ tụng trước khi đổ vào thõn cọc phải lấy mẫu thử, một tổ mẫu thử lấy ở phần bờ tụng sẽ nằm ở đầu, ở giữa và ở mũi cọc, mỗi tổ 3 mẫu.
Nghiờn cứu lựa chọn kết cấu cọc hợp lý thi cụng xử lý nền,
Khối lượng bờ tụng (từ trạm trộn đặt ở hiện trường hoặc từ bờ tụng thương phẩm trờn xe) phải cú đủ trước khi đổ vào một cọc để đảm bảo quỏ trỡnh đổ bờ tụng là liờn tục.
Hỡnh 2.6 Một số hỡnh ảnh thi cụng cọc khoan nhồi
U
Những sự cố gặp phải khi thi cụng cọc khoan nhồi
Nghiờn cứu lựa chọn kết cấu cọc hợp lý thi cụng xử lý nền,
- Sự cố khụng rỳt được đầu khoan lờn: Do một nguyờn nhõn nào đú như mất điện mỏy phỏt, hỏng cẩu.v.v.. làm giỏn đoạn quỏ trỡnh khoan cọc, cần phải rỳt đầu khoan lờn ngay ngay sau khi mất điện thỡ đầu khoan bị kẹt ở đỏy lỗ khụng cẩu lờn được cũng khụng thể nhổ lờn được.
- Sự cố khụng rỳt được ống vỏch lờn trong phương phỏp thi cụng cú ống vỏch: Nguyờn nhõn của hiện tượng này là do:
+ Do điều kiện đất (chủ yếu là tầng cỏt). Lực ma sỏt giữa ống chống với đất ở xung quanh lớn hơn lực nhổ lờn ( lực nhổ và lực rung) hoặc khả năng cẩu lờn của thiết bị làm lỗ khụng đủ. Trong tầng cỏt thỡ sự cố kẹp ống thường xảy ra, do ảnh hưởng của nước ngầm khỏ lớn, ngoài ra cũn do ảnh hưởng của mật độ cỏt với việc cỏt cố kết lại dưới tỏc dụng của lực rung. Cũn trong tầng sột, do lực dớnh tương đối lớn hoặc do tồn tại đất sột nở v.v...
+ Ống vỏch hoặc thiết bị tạo lỗ nghiờng lệch nờn thiết bị nhổ ống vỏch khụng phỏt huy hết được năng lực.
+ Lưỡi nhọn ống vỏch bị mài mũn lờn làm tăng lực ma sỏt giữa ống vỏch với tầng đất.
+ Thời gian giữa hai lần lắc ống dài quỏ cũng làm cho khú rỳt ống đặc biệt là khi ống vỏch đó xuyờn vào tầng chịu lực.
+ Bờ tụng đổ một lượng quỏ lớn mới rỳt ống vỏch hoặc đổ bờ tụng cú độ sụt