Dựa trờn tỡnh hỡnh sử dụng mỏy khoan cọc nhồi ở trong nước và tham khảo cỏc tài liệu. Đề tài khảo sỏt được cỏc loại mỏy khoan cọc nhồi, chức năng nhiệm vụ, nờu được một số mỏy khoan cọc nhồi điển hỡnh và ứng dụng của nú.
Đề tài nghiờn cứu KHCN năm 2012 -KS. Đỗ Thỏi Cường 25
CHƯƠNG 2
TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ CỤM ĐẦU KHOAN MÁY KHOAN
CỌC NHỒI BG36
2.1-Chếđộ làm việc của cụm đầu khoan (gầu khoan) mỏy khoan cọc nhồi BG36
Khi tiến hành khoan lỗ, gầu khoan làm việc trong môi tr−ờng khắc nhiệt chịu các lực cản có giá trị khác nhau qua từng tầng địa chất ở các độ sâu khác nhau, trong môi tr−ờng n−ớc, dung dịch Bentonit, lực ép của xi lanh, trọng l−ợng của các thanh kelly, trọng l−ợng của đất trong gầu, lực ma sát tác dụng lên thành gầu.
Sau đây ta xét đến sự làm việc phức tạp của gầu khoan.
- ứng suất nén sinh ra trên gầu khi mà trọng l−ợng của thanh kelly tác dụng lên gầu để gây áp lực lên đáy. áp lực thuỷ tĩnh của dung dịch ở trong lỗ khoan làm cho gầu và cần chịu thêm các ứng suất phụ.
- ứng suất xoắn sinh ra ở cần khoan, cũng nh− trên gầu khoan vì khi khoan thì cần khoan là bộ phận truyền mômen xoắn từ mô tơ thuỷ lực qua mâm xoay đến l−ỡi khoan ở đáy lỗ khoan. Lúc đó, một phần lớn công suất đã bị giảm đi từ đầu quay đến lỗ khoan do sức kháng của cột dung dịch và ma sát giữa gầu khoan và thành lỗ khoan sự tổn hao công suất lớn nếu lỗ khoan càng sâu.
- Công suất đ−ợc truyền đến đáy, một phần dùng để thắng ma sát của l−ỡi khoan lên đất đá, và chỉ còn một phần để thực hiện công có ích là phá huỷ đất đá. - ứng suất uốn phụ thuộc vào độ xiên của lỗ khoan. D−ới tác dụng của lực ly tâm, lực nén của trọng l−ợng bản thân và áp lực lên đáy.
Gầu khoan làm việc ở các tầng địa chất khác nhau vì vậy lực cản theo ph−ơng thẳng đứng và mômen cản tác dụng lên gầu cũng khác nhau. Do đó trong quá trình tính thiết kế gầu xoay cần xác định trạng thái bất lợi nhất khi gầu làm việc. Theo phân tích ở ch−ơng 2, thì hai tr−ờng hợp bất lợi nhất đối với gầu khoan trong quá trình cắt đất là: tr−ờng hợp 1 và tr−ờng hợp 2.
- Tr−ờng hợp 1: khi cả ba thanh kelly trong cùng, vẫn lồng vào nhau. Thanh kelly ngoài cùng đ−ợc hạ hết chiều dài để thực hiện khoan, khi đó máy khoan ở độ sâu khoảng 15ữ24m. Địa chất ở độ sâu trên th−ờng là sét xám dẻo mền qua tham khảo mặt cắt địa chất vùng Hà Nội (tài liệu [2]).
- Tr−ờng hợp 2: khi cả bốn thanh kelly đều duỗi hết chiều dài làm việc, đây là tr−ờng hợp mà độ sâu khoan trong khoảng 50ữ55m. Tầng địa chất xuyên tiêu chuẩn, khi đó lực cản của nền là lớn nhất.