2.1 Định nghĩa về Móng, Cọc
2.1.4 Định nghĩa về Cọc đổ tại chỗ
2.1.4.2 Quy trình thi công Cọc khoan nhồi
Theo “TCXD 197-1997- Nhà cao tầng – Thi công cọc khoan nhồi”, quá trình thi công cọc khoan nhồi đƣợc tóm tắt nhƣ sau:
Sơ đồ Tóm tắt quy trình thi công cọc khoan nhồi.
Hình 2. 1: Quy trình thi công Cọc khoan nhồi.
Bước 1: Chuẩn bị mặt bằng và định vị tim cọc.
- Giải phóng mặt bằng, xây dựng láng trại, lắp thiết bị điện tạm,….
- Vị trí tim cọc phải đƣợc xác định đúng theo bản vẽ thiết kế. Dùng máy kinh vĩ và thước mét để xác định vị trí tim cọc.
Bước 2: Dung dịch Bentonite.
- Bentonite khi trộn với nước sẽ tạo thành một dung dịch có tác dụng giữ vững thành đất. Bentonite đƣợc trộn bằng máy trộn có tốc độ cao, dung dịch bentonite khi trộn sẽ được chứa trong các công chứa (hoặc silo) chờ trương nở mới đƣa vào sử dụng tại hố khoan.
- Khi hố khoan đổ đầy dung dịch bentonite, áp lực bentonite cao hơn áp lực nước ngầm sẽ tạo ra xu hướng là bentonite thấm vào lớp đất vách hố khoan. Nhờ các hạt sét mịn trong dung dịch mà tạo nên sự kết khối tức thì tạo nên lớp màn ngăn cách, cách ly nước bên ngoài hố khoan và dung dịch bên trong hố khoan. Áp lực bentonite tạo ra một lực ổn định trên vách hố khoan.
- Bentonite đƣợc trộn tùy theo điều kiện địa chất mà trộn tỷ lệ phù hợp.
- Dung dịch bentonite sau khi sử dụng đƣợc thu hoài lại, qua sàn lọc để sử dụng lại.
- Bentonite khi mới trộn xong và bentonite trước khi bơm vào hố khoan sẽ được kiểm tra các tiêu chí kỹ thuật. Các kết quả của mỗi đợt kiểm tra sẽ đƣợc ghi lại trên biên bản nghiệm thu với chứng kiến của đơn vị Tƣ vấn giám sát.
Bước 3: Ống vách casing.
- Ống chống tạm - ống vách (casing) dùng bảo vệ thành lỗ khoan ở đầu cọc, tránh lở đất bờ mặt đồng thời là ống dẫn hướng cho suốt quá trình khoan lỗ. Khi hạ ống nên gác 2 tai casing trên mặt phẳng cố định, chắc chắn để đảm bảo sai số cho phép.
- Ống chống tạm được chế tạo trong các xưởng cơ khí chuyên dụng, ống vách có kích thước đường kính lớn hơn đường kính theo lý thiết của cọc từ 10cm - 20cm và chiều dài là 6m, độ dày ống vách là 10mm.
- Để hạ ống vách, đầu tiên khoan tạo lỗ đúng vị trí tim cọc với đường kính lớn hơn đường kính lý thiết của cọc tới độ sâu tương đương chiều dài ống vách. Sau đó hạ ống vách sao cho cao độ đỉnh của ống vách phải cao hơn mặt đất hoàn thiện ít nhất là 20cm để tránh bùn đất không chảy vào hố khoan cho quá trình
thi công cọc. Sau khi đổ bê tông cọc xong 15 - 20 phút sau ống vách sẽ đƣợc rút lên.
Bước 4: Thi công khoan cọc.
- Khi tiến hành khoan, máy khoan sẽ đƣợc định vị vào đúng vị trí và đƣợc kiểm tra thăng bằng. Cần khoan cần đƣợc kiểm tra độ thẳng đứng bằng máy kinh vĩ hoặc quả rọi. Việc kiểm tra này đƣợc thực hiện trong suốt quá trình khoan.
- Trong suốt quá trình thi công kể cả khi đổ bê tông phải duy trì mức bentonite ít nhất cao hơn mực nước ngầm 1,5m. Trong giai đoạn thi công cần áp dụng các biện pháp thích hợp để dung dịch bentonite không chảy tràn lan ra ngoài.
Bước 5: Làm sạch đáy hố khoan.
- Khi đã khoan tới độ sâu yêu cầu, cần chờ một khoảng thời gian nhất định, ít nhất là 1 giờ, để cho cát và tất cả các tạp chất lắng đọng hết, sau đó dùng gầu quét chuyên dùng có đáy bằng để làm sạch hố khoan.
- Công tác thổi rửa hố khoan bằng khí nâng đƣợc tiến hành sau khi hạ lồng thép cọc. Công tác thổi rửa đƣợc tiến hành nhƣ sau: Máy ép hơi dẫn khí nén xuống đáy hố khoan tạo áp lực đẩy bentonite bẩn dưới đáy hố khoan lên thông qua một ống thổi rửa bằng thép đường kính D114. Bentonite bẩn sẽ được đưa về hệ thống bể lắng và đƣa lên máy tách cát bằng bơm chìm. Sau khi sàn bentonite sạch sẽ đƣợc đƣa về hệ thống chứa và silo để sử dụng lại. Bentonite mới đƣợc đƣa trực tiếp từ hệ thống chứa xuống đáy hố khoan thay thế cho bentonite củ.
Bước 6: Lồng thép.
- Thép đưa vào công trình phải có phiếu xuất xưởng và tem sản phẩm.
- Cốt thép đƣợc gia công theo bản vẽ thiết kế thi công mà nhà thầu triển khai đƣợc chủ đầu tƣ, và tƣ vấn giám sát đã phê duyệt.
- Lồng thép đƣợc hạ xuống bằng cẩu. Các lồng thép đƣợc nối với nhau bằng 50%
mối nối buột bằng kẽm tại 3 điểm và 50% mối nối bằng bu lông M16 theo bản vẽ chi tiết cọc khoan nhồi.
- Thép treo lồng đƣợc nối với thép chủ bằng mối hàn. Các con kê bằng bê tông dạng con lăn đường kính 15cm được đặt theo yêu cầu thiết kế, đảm bảo được lớp bê tông bảo vệ.
- Khi hạ lồng thép phải chú ý cho lồng thép thẳng đứng tránh cắm vào thành làm sụt lỡ, các ống thép đƣợc nối với nhau phải đủ chắc tránh làm cho lồng tụt rơi.
Bước 7 : Đổ bê tông cọc.
a. Lắp đặt ống đổ bê tông (Tremie).
- Ống đổ bê tông với đường kính 273mm chiều dài tiêu chuẩn 1m; 1.5m; 2m;
3.15m sẽ được sử dụng và tổ hợp cho đủ chiều dài ống đổ, ống dưới cùng được tạo vát hai bên để làm cửa xả, nối ống bằng ren hình thang, đảm bảo kín khít, không lọt dung dịch vào trong.
- Các đoạn ống đổ bê tông phải đƣợc nối với nhau cho đến khi chạm đáy hố khoan, ống sẽ đƣợc nhất lên một đoạn 250mm – 300mm đủ giữ một khoảng cách cần thiết để xả bê tông. Khoảng hở này cũng đảm bảo có đủ khoảng trống để quả cầu cách ly dung dịch bentonite và bê tông thoát đƣợc ra ngoài.
b. Nghiệm thu trước khi đổ bê tông.
Công tác đổ bê tông cọc chỉ đƣợc tiến hành khi đã hoàn thành công tác thối rửa hố khoan và đảm bảo hố khoan đạt chiều sâu thiết kế. Dung dịch bentonite đạt thông số kỹ thuật sau:
o Tỷ trọng : 1.05 ÷ 1.15g/cm3
o Độ nhớt : 18 ÷ 45 s (phễu 500/700cc).
o pH : 7 ÷ 9 o Hàm lƣợng cát : <5%
Chiều sâu lắng cho phép ≤ 2cm.
c. Yêu cầu kỹ thuật của bê tông.
- Nhà cung cấp trong phạm vi trách nhiệm của mình phải cung cấp loại bê tông có cường độ, độ sụt theo yêu cầu.
- Tính công tác của bê tông đƣợc kiểm tra thông qua chỉ tiêu về độ sụt là 185mm
± 15mm, và khi xe bê tông đến công trường phải tiến hành kiểm tra độ sụt. Nếu chất lƣợng bê tông đạt yêu cầu phải tiến hành đổ ngay.
- Công tác lấy mẫu để thí nghiệm kiểm tra cường độ của bê tông được tiến hành theo đúng tiêu chuẩn kỹ thuật.
d. Yêu cầu về cung cấp bê tông.
- Toàn bộ việc cung cấp bê tông phải tuân theo yêu cầu đặt hàng về bê tông. Nhà cung cấp bê tông phải cung cấp đủ khối lƣợng và trình tự tổ chức việc vận chuyển từ nhà máy đến công trường theo đúng thời gian cam kết và phù hợp với các yêu cầu về bê tông.
- Nhà cung cấp phải đảm bảo rằng Đơn vị thi công sẽ có toàn quyền trong việc kiểm tra chất lượng của bê tông cấp đến công trường cùng với đơn vị Tư vấn giám sát.
- Nhà cung cấp phải cử đến công trình một nhân viên có kinh nghiệm và trình độ để giám sát, chứng kiến và kiểm tra chất lƣợng bê tông trong suốt quá trình cung cấp.
e. Tốc độ cung cấp bê tông.
- Quá trình đổ bê tông phải diễn ra liên tục, phải đảm bảo ống đổ bê tông sạch, kín nước. Trong suốt quá trình đổ bê tông bentonite thu hồi phải được bơm sạch không để chảy ra ngoài. Ống đổ bê tông luôn phải đƣợc đảm bảo cắm trong bê tông ít nhất là 2,5m.
- Tối thiếu ít nhất phải có 2 xe bê tông có đủ chỉ tiêu kỷ thuật có mặt tại công trường trước khi bắt đầu đổ bê tông. Các xe bê tông kế tiếp phải có mặt đúng thời gian để đảm bảo việc đổ bê tông.
- Thời gian chờ của bê tông trong xe từ khi rời khỏi nhà máy cung cấp đến khi xả ra khỏi máy trộn không quá 2giờ. Thời gian đổ bê tông cho một cọc khong quá 3 giờ.
f. Đổ bê tông.
- Đầu ống tremie đƣợc gắn vào phễu thu để dẫn bê tông trực tiếp xuống đáy hố khoan. Bê tông trộn sẵn từ xe trộn sẽ đổ trực tiếp vào phễu thu này.
- Bê tông trộn sẵn có độ sụt theo thiết kế, với điều kiện đổ bằng ống tremie sẽ đƣợc xả vào phễu đảm bảo dòng chảy bê tông xuống trong ống dẫn liên tục với tốc độ đều. Trong quá trình đổ, độ dâng bê tông trong hố khoan sẽ đƣợc kiểm tra liên tục bằng cách thả dọi. Khi cần thiết một số đoạn ống trimie sẽ đƣợc cắt đi trong khi vẫn đảm bảo đƣợc ngậm 2,5m – 3m trong lòng bê tông.
- Trong khi đổ bê tông, nhật ký biểu đồ thời gian phân phối, thể tích và cao trình bê tông đƣợc ghi lại. Nhật ký biểu đồ bê tông giúp dở dàng ƣớc lƣợng đƣợc khối lƣợng bê tông thực tế đổ vào hố khoan.
Bước 8: Hoàn thành cọc.
- Sau khi hoàn thành việc đổ bê tông cọc, ống vách sẽ đƣợc rút lên và tiến hành làm vệ sinh nhằm hoàn thành cọc.
- Mỗi cọc hoàn thành đều có báo cáo kèm theo, các báo cáo chứa thông tin sau:
Vị trí cọc, cao trình cắt cọc, đường kính cọc, mác bê tông, ngày đổ bê tông,,,,.
Bước 9: Kiểm tra chất lƣợng cọc.
Có nhiều phương pháp để kiểm tra chất lượng bê tông cọc. Tuy nhiên thường kiểm tra theo phương pháp phổ biến và đáng tin cậy đó là phương pháp siêu âm. Các bước được tiến hành như sau:
- Phát súng siêu âm từ một đầu đo đặt trong ống đo đựng đầy nước sạch và truyền qua bê tông cọc.
- Thu sóng siêu âm ở một đầu đo thứ hai đặt trong một ống đo khác cũng chứa đầy nước sạch, ở cùng mức cao độ với đầu phát.
- Đo thời gian truyền sóng giữa hai đầu đo trên suốt chiều dài của ống đặt sẵn từ đầu cọc đến chân cọc.
- Ghi sự biến thiên nhiệt độ của tín hiệu thu đƣợc (trong cataloge của máy ghi rõ cách điều khiển thiết bị).
- Nhờ sóng siêu âm truyền qua thiết bị mà thiết bị có thể ghi lại ngay tình hình truyền sóng qua bê tông và các khuyết tật của bê tông.