I. GIỚI THIỆU CÁC CÔNG NGHỆ KHOAN HIỆN NAY.
1. Công nghệ thi công khoan nhồi đơn giản.
Các đặc điểm thi công.
- Phương pháp này không dùng ống vách mà chỉ sử dụng trong trường hợp đất nền có đủ độ dính, chặt và nằm trên mực nước ngầm. Các thành hố khoan không cần có sự bảo vệ nào, trừ đoạn đầu tiên. Phương pháp này có thể liên quan đến các loại cọc và các baret với tất cả các kích thước. Do đó việc áp dụng tương đối hạn chế, vì các loại đất nền làm móng trên cọc thường ngâm trong nước ngầm. Do vậy độ sâu của loại cọc này ít vượt quá 20 m
- Hố khoan được thi công trong đất nền bằng các thiết bị cơ khí như Guồng xoắn, gàu đào … việc chủ yếu là phải giữ được thành hố khoan. Mỗi công trình phải làm một thí nghiệm khoan thử. Tiết diện hố khoan có thể là hình tròn (cọc) hoặc có thể là hình dạng bất kỳ ( baret ). Trong trường hợp bị sụt lở, có thể dùng phương pháp thi công khác, nói chung là khoan trong dung dịch sét (bentonite).
Các quy định về cấu tạo.
- Các cọc có thể không cần đặt cốt thép hoặc chỉ một phần (thường là 1/3 trên đầu cọc) nếu tải trọng của công trình hoặc của đất nền chỉ gây ra áp lực đúng tâm trên trục lý thuyết của cọc. Vấn đề này do người thiết kế quyết định.
- Khi cọc không bố trí cốt thép thì có thể đặt những thành thép chờ cấy vào bê tông tươi. Thông thường, cọc chịu nén dùng các thép chờ để giữ vị trí của cọc được xác định trong nền đất, cho tới khi bê tông đã đủ khả năng chịu lực, các thép chờ này chỉ được định vị chính xác khi bê tông được san phẳng ít nhất 1 m dưới mặt bằng của nơi thao tác.
- Các cọc chịu các lực uốn, các cọc xiên và các cọc chịu kéo thì phải đặt cốt thép trên suốt chiều dài cọc.
- Các lồng cốt thép của cọc được cấu tạo bằng các cốt thép dọc phân bố theo dạng hình trụ, gắn chặt xung quanh với các thép đai vòng hoặc đai xoắn ốc. Chiều dài lồng cốt thép cho phép đủ liên kết chính xác với kết cấuphù hợp với số liệu của việc thiết kế. Số lượng cốt thép dọc của cọc tối thiểu là 5 thanh và đường kính không nhỏ hơn 12 mm. Tiết diện tổng cộng của cốt thép tối thiểu phải bằng 0.5% tiết diện cọc nếu tiết diện này 0.5 m2.
2. Công nghệ thi công khoan cọc nhồi có ống vách.
2.1. Các đặc điểm thi công:
Khi dùng dung dịch sét pha bentonite mà vẫn không giữ được thành hố khoan khỏi sụt lở hoặc mất dung dịch (có hang cactơ) thì phải dùng toàn bộ ống vách để bảo vệ thành hố.
- Việc khoan được thực hiện trong đất bằng phương tiện cơ giới (máy khoan, gầu goạm…) dưới sự bảo vệ của ống vách mà đáy luôn luôn nằm phía dưới đáy của lỗ khoan. ống vách có thể được cắm tới độ sâu cuối cùng bằng cách rung hoặc ép xuống đồng thời xoay dần theo sự tiến triển của việc khoan. Đường kính của cọc là đường kính ngoài của đầu bịt ống vách.
- Lỗ khoan được chứa một phần hoặc toàn bộ bằng bê tông có độ linh động cao, sau đó ống được rút sao cho chân ống vách luôn nằm thấp hơn ít nhất 1m dưới mức bê tông trừ ở cốt san phẳng.
2.2. Thi công.
- Đáy của ống vách luôn luôn nằm ở dưới đáy của lỗ khoan. Trong lúc khoan, việc giữ đất và nước không vào trong ống vách, có xét tới khả năng hút của mũi khoan phải sao cho đạt được một áp suất dư ở đáy của ống vách.
- Lỗ khoan được nạo vét ít hơn 2 giờ trước lúc bắt đầu đổ bê tông, trừ khi có biện pháp đặc biệt chống sự lắng đọng.
- Mức nước trong hố khoan trong lúc đổ bê tông phải thường xuyên cao hơn mức tĩnh cao của các lớp có nước ngầm bên cạnh.
- Nếu việc khoan đi qua một lớp đất ở dạng cát bụi ngập trong nước, người ta kiểm tra để không tạo thành các túi rỗng xung quanh ống vách. Liên quan với điều ấy, sát với 3 cọc đầu tiên của công trường, người ta thực hiện khoan thăm dò đường kính nhỏ đi qua các lớp nguy hiểm (cát bụi). Việc thăm dò này có 2 tác dụng:
+ Thứ nhất là dò tìm các túi rỗng bằng cách nhận xét sự tự rơi dụng cụ khoan
+ Thứ hai là cho phép nước thoát ra không làm phân tầng bê tông.
Khi cần thiết thì việc khoan thăm dò được thực hiện sau khi khoan và trước lúc đổ bê tông ở sát gần ngay với ống vách đã đặt.
Lưu ý: nếu không có các mũi khoan thăm dò thì có thể các hiện tượng sau sẽ xảy ra: khi rút ống vách chứa đầybê tông, nước sẽ nhanh chóng chiếm chỗ các túi và gây áp lực lớn, lúc đó người ta thấy nước đẩy ra, trong 1 thời gian nào đó, hoặc ở ngoại vi của bê tông hoặc ngay cả theo các thanh thép dọc bằng cách hình thành các mạch nước phun nhỏ. Một phần bê tông bị phân tầng.
- Thi công đổ bê tông:
+ Nếu nhận thấy nước ở đáy hố khoan không có, có thể đổ bê tông hố khoan bằng 1 ống độc lập.
+ Nếu có nước ở trong hố khoan, người ta phải sử dụng hệ ống đổ bê tông. Hệ ống đổ bê tông là 1 hệ ống kim loại gồm nhiều đoạn ống và bên trên có 1 phễu hoặc máng nghiêng. Các mối nối giữa các đoạn đều kín khít. Đường kính trong của ống ít nhất là 15 cm. Hệ ống đổ bê tông có chiều dài toàn bộ bằng chiều dài cọc. Trước lúc đổ bê tông người ta hạ nó đến đáy sau đó người ta nâng cao lên nhiều nhất là 15 cm. Sau khi mồi (mẻ đổ bê tông đầu tiên vào trong máng nghiêng) cần tránh phân tầng bê tông bằng cách đặt một cái nút ở giữa, chân của ống đổ bê tông không bao giờ được nằm dưới mặt bê tông tươi trong cọc ít hơn 2m.
- Lưu ý: Khi mồi ống đổ bê tông nên tránh
+ Đổ trực tiếp bê tông
+ Sử dụng giấy làm nút
+ Việc nhấc nút lên (thường là cái xẻng) trước khi một vòm đủ được hình thành ở trong phễu.
+ Trong khi đổ bê tông, nếu bê tông đi xuống ống cắm ở dưới phễu, phải đổ từ từ để tránh sự hình thành một túi không khí. Việc rút ống lên chỉ được làm sau khi đã đo mức cao của bề mặt bê tông và chắc chắn có 1 lớp bảo vệ tối thiểu 2 m. Người ta chỉ dùng các ống đổ bê tông hoàn toàn được cọ rửa sạch.
3. Công nghệ thi công khoan cọc nhồi trong dung dịch.
3.1. Các đặc điểm thi công:
- Việc khoan đất được thực hiện bở các phương tiện cơ giới (Máy khoan, gầu goạm…) dưới sự bảo vệ của dung dịch khoan, tiết diện khoan hình tròn (cọc) hoặc hình dạng bất kỳ (baret). Đường kính của cọc (chiều rộng trong các baret) là các kích thước của dụng cụ khoan.
- Lỗ khoan được nhồi đầy bê tông có độ linh động cao, bằng cách dùng hệ thống đổ bê tông. Việc đổ bê tông được thực hiện với 1 hệ ống kỹ thuật rút ống.
3.2. Công nghệ thi công:
- Mức của dung dịch trong lỗ khoan luôn luôn nằm ở ít nhất 1 m trên mức tĩnh cao nhất của nước ngầm mà mũi khoan đi qua hoặc đi gần sát lúc thi công.
- Lưu ý: các mức của nước ngầm đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định dưới dung dịch. Sự biến động nhanh của mức này có thể sinh ra các khó khăn trong việc giữ ổn định thành bên, chính vì vậy hồ sơ khảo sát phải cho tất cả các điều chỉ dẫn liên quan đến nước ngầm và sự biến động có thể xảy ra trong lúc đang tiến hành các công việc.
- Việc sử dụng các ống vách ở đầu là bắt buộc để ngăn ngừa sự sụt lở của đầu hố khoan. Việc lấy ra ống vách ở đầu sau khi đổ bê tông cần phải được làm không có sự biến đổi đột ngột của mức bê tông. Trong trường hợp các baret, người ta phải giới hạn và bảo vệ phần trên của chỗ đào bằng các tường con dẫn hướng hoặc cơ cấu tương đương (ví dụ như cốp pha bằng kim loại thu hồi được) trên một chiều sâu ít nhất là 80 cm.
- Lưu ý:
+ Chiều cao của các cơ cấu bảo vệ đầu (nắp bịt, các tường con dẫn hướng…) cần phải phù hợp với bản chất của các loại đất. Nói chung chiều cao 80 cm là đủ.
+ Việc lấy ra đột ngột ống vách ở đầu, nhất là lúc bê tông đã bắt đầu ninh kết, có thể gây ra sự co thắt của cọc.
- Thi công đổ bê tông:
+ Lỗ khoan được vét ít hơn 3 giờ trước lúc bắt đầu đổ bê tông và các đặc tính của dung dịch đã được kiểm tra. Nếu việc khoan kéo dài quá, thì việc lấy mẫu dung dịch ở đáy hố khoan phải được thực hiện ngay lúc kết thúc khoan. Nếu các đặc tính của dung dịch tốt, thì việc đổ bê tông có thế được tiến hành. Nếu không, nguời ta phải tiến hành lưu chuyển lại cho tới lúc đạt được các đặc tính tốt theo đúng yêu cầu kỹ thuật.
- Lưu ý: Việc nạo vét đáy hố để loại trừ các bùn đất đào nằm ở đáy hố khoan là cần thiết để đạt được một sự tiếp xúc tốt của cọc với đất. Đối với các cọc và các baret thi công dưới dung dịch sét tĩnh, việc nạo vét này thường đi liền với sự lưu chuyển lại với một dung dịch mới hoặc đã được xử lý dưới sự lưu chuyển cưỡng bức bằng cách bơm. Thời hạn 3 giờ cầm nạo vét buổi tối để đổ bê tông vào sáng hôm sau.
- Hệ ống đổ bê tông: Việc thi công bê tông được làm nhờ hệ ống đổ bê tông, hệ ống đổ này là một hệ ống kim loại tạo bởi nhiều phần tử và được lắp ở phía trên một phễu hoặc máng nghiêng. Các mối nối giữa các phần tử rất kín, đường kính trong của ống ít nhất bằng 4 lần đường kính của cấp phối bê tông mà nó phục vụ để thi công và không bao giờ nhỏ dưới 115 mm. Đường kính bên ngoài của nó phải nhỏ hơn 1/2 đườn kính danh định củacọc. Ống đổ bê tông có chiều dài toàn bộ bằng chiều dài cọc. Trước lúc đổ bê tông nó chạm đáy, sau đó người ta dâng lên nhiều nhất là 15 cm. Việc mỗi lần đổ bê tông đầu tiên phải tránh sự nhiễm bẩn bê tông do dung dịch chứa trong ống, nhờ một nút tạm thời được đẩy bởi bê tông. Sau khi mồi, chân của ống đổ bê tông không bao giờ được nằm cách ít hơn 3 m dưới mức bề mặt của bê tông tươi ở trong cọc.
- Lưu ý: Trong lúc mồi của ống đổ bê tông phải loại trừ:
+ Việc đổ trực tiếp bê tông
+ Sử dụng nút giấy - Nhấc vật bịt ra trước khi thi hành đủ vòm ở phễu.
4. Khoan trục rỗng:
Sử dụng các cọc loại này đòi hỏi khảo sát trước nền đất một cách khá chi tiết để có thể nắm vững các sự thay đổi cao trình của các lớp … Thật vậy, rất khó kiểm tra lúc đang thi công, bản chất của các lớp được xuyên qua.
Các cọc này không được sử dụng trong trường hợp gặp các chướng ngại vật lằm trong đất (đi qua chỗ đất cứng,bê tông, các khối xây dựng lớn…).
4.1. Các đặc điểm thi công:
- Một cái khoan có trục rỗng với chiều dài tổng cộng ít nhất bằng chiều sâu của các cọc phải thi công, được xoáy vào trong đất mà không đẩy đất ra một cách đáng kể.
- Lưu ý:
+ Máy khoan thực sự kéo dài ở đáy của nó bởi mũi khoan mà đường kính ở chỗ đất dính lớn hơn đường kính của cần khoan. Đường kính danh định là đường kính của cánh xoắn chứ không phải là của cần khoan.
+ Đất ở lại giữa cánh xoắn và cần khoan bị ép lại.
+ Nếu cánh xoắn ở gần mũi có một đường kính bị giảm đi do bị mài mòn, người ta sợ có sự giảm áp lực của đất bao quanh và dẫn đến giảm ma sát bên cạnh so với ma sát được ước tính.
- Máy khoan được rút ra khỏi đất mà không cần vặn xoắn, trong lúc đó dung dịch bentonite được phun vào qua trục rỗng của cần khoan và thay chỗ cho đất đá bị rút ra.
4.2. Các quy định về cấu tạo:
- Cốt thép: Loại cọc này thường không có cốt thép hoặc chỉ có cốt thép ở phần trên. Nếu các cọc có cốt thép ở phần trên, thực hiện bằng cách đưa các lồng cốt thép cứng hoặc các thép hình đưa vào trong bê tông tươi, nhà thầu phải đưa ra được bằng chứng (các dẫn chứng và các thử nghiệm khả thi) là họ đạt được chiều sâu mong muốn va không gây biến dạng các lồng thép.
- Bê tông:
+ Thành phần và liều lượng của bê tông được xác định theo cường độ thực tế cần đạt.
+ Liều lượng tối thiểu là 350 Kg xi măng cho 1 m3 bê tông.
+ Việc lựa chọn chất kết dính có kể tới các kết quả phân tích hoá học nước dưới đất.
+ Bê tông phải có thể được bơm một cách dễ đàng, muốn vậy thì bê tông phải có nhiều cát và cỡ hạt của cáccấp phối được hạn chế.
+ Độ lưu động của bê tông được đo bởi một dụng cụ thích hợp. Nếu dùng phễu hình côn, độ sụt đo được phải nằm giữa 15 và 22 cm. Độ lưu động như thế có thể đạt được bằng cách cho thêm vào các chất hoá dẻo trên công trường hoặc ở trạm trộn trung tâm khi nó ở gần công trường.
+ Khi dùng các thanh thép, nhà thầu phải đưa ra được bằng chứng là các đặc tính của chúng (sức bền, độ dính bám) và công nghệ đưa chúng vào trong bê tông bảo đảm tính đồng nhất của vật liệu và có các đặc tính phù hợp với [[nhiệm vụ thiết kế]].
4.3. Thi công.
- Máy khoan rỗng có tối thiểu các phần tử là 1 và tối đa là 3.
- Phần mũi của cần khoan được trang bị một hệ thống nút hoặc lỗ cửa cho đổ bê tông, phần gắn hệ thống bịt (nút, hệ thống then cài), để tránh không cho đất vào khi vặn xoắn, cấm không được đẩy lên quá 10 cm để đẩy nút ra hoặc mở then cài, mà không đổ bê tông, nếu nút không đẩy ra được, phải rút cần khoan lên bằng cách vặn lên. Cọc phải được làm lại.
- Sau khi đẩy nút ra hoặc mở then cài của các cửa lỗ đổ bê tông đối với các máy khoan có trang bị cơ cấu này, việc đổ bê tông vào bên trong cọc phải liên tục trong khi rút cần khoan lên. Để tránh sự co thắt cọc lúc thi công, người ta phải ngừng ngay rút cần khoan lên trong trường hợp việc cấp bê tông bị ngừng trệ.
- Không được đổ bê tông 2 cọc cạnh nhau mà khoảng cách giữa 2 trục của chúng nhỏ hơn 1,5 lần tổng số 2 đường kính của 2 cọc đó. Khi có một sự dâng lên của bê tông tươi trong cọc bên cạnh thì lập tức phải báo cáo bằng văn bản cho chủ nhiệm đồ án có biện pháp khắc phục phù hợp.
- Số lượng bê tông sử dụng cho mỗi cọc được ghi vào trong các báo cáo về số liệu thí nghiệm.
- Áp lực trong bê tông phải được giữ cho đến khi đáy cọc của cần khoan còn chưa đạt cốt lý thuyết cắt bằng đầu cọc.
- Trừ các quy định đặc biệt, việc đổ bê tông các cọc được thi công tới cốt sàn làm việc.
5. Khoan xoắn có khuôn:
5.1. Các đặc điểm thi công:
- Việc sử dụng các loại cọc này đòi hỏi phải khảo sát trước tình hình địa chất một cách kỹ lưỡng để nắm thật vững cao độ của lớp nền cứng. Quả vậy rất khó kiểm tra trong lúc thi công bản chất của các lớp bị xuyên qua. Các cọc này không được sử dụng trong trường hợp gặp các chướng ngạ vật nằm trong đất (các bãi đá, bê tông,khối xây dựng lớn). Phương pháp này không được áp dụng với các loại đất cát không có độ dính kết, nằm dưới mức nước ngầm và có nguy cơ gây ra sụt lở nghiêm trọng, nhất là khi có sự giảm ma sát bên.
- Bằng cách khoan xoay và cắm sâu xuống, người ta đưa vào trong đất một mũi khoan có dạng vít kép lắp trên cần có khía cạnh. Mũi khoan này có lỗ ở trục của cần có khía rãnh và có một cái nút.
- Đường kính danh định của cọc là đường kính lớn nhất của mũi khoan, trừ trường hợp có xoắn ỗc.
5.2. Các quy định về cấu tạo:
- Kết cấu cốt thép: các cọc này có thể gồm các thanh chờ và một thanh thép hình lớn ở trung tâm trên suốt chiều dài cọc.
- Bê tông:
+ Thành phần và liều lượng của bê tông được xác định tuỳ thuộc sức chịu thực chất cần đạt.
+ Liều lượng tối thiểu là 350 Kg xi măng cho 1 m3 bê tông
+ Việc lựa chọn chất dính có xét tới các kết quả phân tích hoá học của các loại nước dưới đất.
5.3. Thi công:
- Nút của mũi khoan phải kín khít, không được có nước ở đáy cọc lúc bắt đầu đổ bê tông.
- Khoảng cách giữa các trục của 2 cọc cạnh nhau ít nhất phải bằng 1,5 lần tổng số các đường kính của 2 cọc này.
6. Cọc được phun áp lực cao.
6.1. Đặc điểm thi công:
Cọc khoan được phun nhồi áp lực cao là một cọc có đường kính lớn hơn 250 mm. Lỗ khoan được đặt các cốt thép và 1 hệ thống phun gồm một hoặc nhiều ống có măng sét (TAM). Khi cốt thép là 1 ống kim loại, ống này có thể làm nhiệm vụ ống có măng sét. Trong một vài trường hợp, nhất là đối với các cọc dùng cho công trình ở biển (ngoài khơi), ống kim loại có thể được trang bị một dãy liên tiếp các van đặc biệt, độc lập hoặc các bệ đặc biệt cho phép sự phun. Cốt thép cũng có thể được tạo bởi các thanh thép hình (hoặc các khung bằng cọc cừ). Sự liên kết với đất được thực hiện bằng cách phun có chọn lọc dưới áp lực cao vữa lỏng hoặc vữa thường qua một van bịt đơn hoặc kép. Trong các loại đất mềm và đối với các đường kính nhỏ hoặc đối với độ thanh mảnh lớn, loại cọc này phải được kiểm tra độ uốn dọc.
6.2. Các quy định về cấu tạo.
- Nhà thầu phải đảm bảo cho sự hoạt động tốt của hệ thống phun bằng cách thử nghiệm trên đầu cọc đầu tiên của công trình.
- Các chỗ ghép nối thường được làm bằng hàn, phải có thể chịu được cả lực kéo. Đối với các đường kính bé, các chỗ ghép nối có thể làm bằng các ống lồng ren.
- Các mối hàn sẽ là đối tượng của việc kiểm tra tiêu chuẩn hoá đối với chỗ nối 2 ống có các mối hàn.
- Việc chọn chất dính kết có xét tới các kết quả phân tích hoá học của nước, đất và loại thép.
- Liều lượng tối thiểu của vữa lỏng để liên kết là 1200 Kg xi măng cho 1 m3 vữa lỏng.
6.3. Thi công:
- Thi công bằng khoan phải đặc biệt chú ý tới việc điều khiển và tiến hành việc khoan để tránh mọi sự sụt lở và sự lôi kéo đất.
- Vữa lỏng hoặc vữa để liên kết được đưa vào chỗ nhờ hệ thống phun trang bị cho cọc (các ống có măng sét, các van hoặc các bệ để phun).
- Áp lực phun trung bình P, phải ít nhất bằng áp lực giới hạn Pl của đất đo bằng xuyên kế tiêu chuẩn có kể đến sự mất mát tải trọng gây ra do tính chất các loại vữa lỏng, vữa, các cơ cấu phun.
II. CHẾ TẠO DUNG DỊCH BENTONITE ( BÙN KHOAN ):
Dung dịch bentonite dùng để giữ cho thành hố đào của cọc không bị sạt lở.
1. Tính chất dung dịch bentonite mới trước khi dùng )
Bentonite bột được chế tạo sẵn trong các nhà máy, thường đóng thành từng bao 50 kg ( giống bao xi măng ). Hiện nay nước ta phải nhập bentonite từ nước ngoài, chủ yếu từ Đức do công ty ERBSLOH chế tạo. Tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật khoan, đào và tính chất địa tầng, mà hoà tan từ 20 kg đến 50 kg bột bentonite vào 1m3 nước.
Một dung dịch mới trước lúc sử dụng phải có đặc tính sau đây:
- Dung dịch nằm trong khoảng từ 1,01 đến 1,05 (trừ trường hợp loại bùn sét đặc biệt, có thể sử dụng đến 1,15 ).
- Độ nhớt Marsh > 35 giây.
- Độ tách nước dưới 30 cm3.
- Hàm lượng cát bằng 0.
- Đường kính hạt dưới 3mm.
Ghi chú:
+ Dung trọng thông thường được đo bặng cân dung trọng ( thí dụ cân Baroid).
+ Độ nhớt Marsh được đo trong các cáI phễu tiêu chuẩn có vòi lỗ chảy đường kính 4,75 mm để cho 1 lít dung dịch bentonite chảy qua. Thời gian chảy hết 1 lít dung dịch Bentonite phải lớn hơn 35 giây.
+ Độ tách nước được đo bởi một dụng cụ lọc ép baroid dưới áp lực 0,7 Mpa trong 30 phút.
+ Hàm lượng cát được đo bởi một dụng cụ “êlutriomêtre”.
+ Đường kính hạt được đo bằng rây tiêu chuẩn có đường kính lỗ rây thích hợp.
2. Sử dụng và sử lý dung dịch bentonite ( bùn khoan)
Quá trình chế tạo, sử dụng, thu hồi, xử lý và tái sử dụng dung dịch bentonite ( dung dịch khoan, bùn khoan ) được thể hiện trên sơ đồ:
Quá trình thực hiện như sau:
Chế tạo dung dịch bentonite mới gồm:
- Các bao bentonite bột được chứa trong kho (bao) hoặc trong silô (bột).
- Chế tạo dung dịch bentonite:
+ có thể dùng phễu trộn đơn giản.
+ Có thể dùng máy trộn.
Thường trộn 20 kg đến 50 kg bột bentonite với 1 m3 nước (tuỳ theo yêu cầu thiết kế). Ngoài ra, tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật cụ thể cho thêm vào dung dịch một số chất phụ gia mục đích là làm cho nó nặng thêm, khắc phục khả năng vón cục của bột bentonite, tăng thêm độ sệt hoặc ngược lại giảm độ sệt bằng cách chuyển nó thành thể lỏng, chống lại sự nhiễm bẩn của nó bởi ximăng hoặc thạch cao, giảm độ PH của nó hoặc tăng thêm, giảm tính tách nước của nó, v.v…
Sau đó đổ dung dịch khoan mới được chứa bằng bể chứa bằng thép, bể chứa xây gạch, bể cứa bằng cao su có khung thép hoặc bằng xilô (tuỳ từng điều kiện cụ thể mà sử dụng loại bể chứa nào).
Sử dụng dung dịch bentonite một cách tuần hoàn (hình vẽ). Trong khi hoặc đào hố phải luôn luôn đổ đầy dung dịch khoan trong lỗ. Dung dịch khoan này là dung dịch mới. Gầu đào xuống sâu đến đâu thì phải bổ xung dung dịch khoan ngay cho đầy hố. Trong khi đào thì dung dịch Bentonite bị nhiễm bẩn (do đất, cát) làm giảm khả năng giữ ổn định thành hố, do đó phải thay thế. Để làm việc đó, phải hút bùn bẩn từ hố khoan, đào lên để đưa về trạm sử lý. Có thể dùng loại bơm chìm đặt ở đáy hố đào hoặc bơm hút có màng lọc để ở trên mặt đất.
Dung dịch khoan (bùn khoan) được đưa về trạm sử lý ( hình vẽ ). Các tạp chất
bị khử đi, còn lại là dung dịch khoan như mới để tái sử dụng.
Dung dịch sau khi sử lý phải có đặc tính sau:
- Dung trọng dưới 1,2 (trừ loại dung dịch nặng đặc biệt).
- Độ nhớt Marsh nằm giữa 35 đến 40 giây.
- Độ tách nước dưới 40 cm3.
- Hàm lượng cát 5%.
III. Phương pháp thi công trong dung dịch Bentonite khi đã hạ ống vách. sửa
1. Sơ đồ thi công cọc khoan nhồi.
This image has been resized. Click this bar to view the full image. The original is 649x293.
2. Công tác chuẩn bị:
- Trước khi thi công cọc khoan nhồi cần chú ý nghiên cứu kĩ các tài liệu thiết kế kĩ thuật, quy trình công nghệ, tài liệu khảo sát địa chất công trình, .... và các công trình ngầm trong mặt bằng thi công như điện, cáp quang, hệ thống thoát nước, cấp nước...
- Chuẩn bị mặt bằng tổ chức thi công, xác định vị chí các tim mốc, hệ trục công trình, đường vào, hệ thống đặt các thiết bị cơ sở, khu vực thi công lồng thép, kho các công trình phụ trợ. Các cán bộ kĩ thuật phải nắm chắc hồ sơ thiết kế cọc như địa chất công trình, đường kính, cấu tạo cốt thép, đáy cọc đáy đài, cao độ cắt cọc cấu tạo ống siêu âm...vv.
- Căn cứ vào các thiết bị có sẵn đã được duyệt lập tiến độ thi công chi tiết cho từng cọc đảm bảo theo đúng yêu cầu bên A và tư vấn giám sát từ đó lập tiến độ thi công tổng thể và sơ đồ khoan cho toàn bộ khu cọc.
- Chuẩn bi các bảng biểu nhật kí công trường theo dõi quá trình thi công và chất lượng thi công.
- Chuẩn bị đầy đủ thiết bị máy móc kiểm tra độ sụt của bê tông, kiểm tra dung dich bentonite.
- Dung dich Bentonite phải luôn đảm bảo chất lượng và số lượng cho công tác thi công.
- Chuẩn bị đầy đủ và đảm bảo nguồn nước trộn Bentonite.
- Hệ thống cung cấp điện phải an toàn và đáp ứng được công suất của máy móc thiết bị thi công.
- Kiểm tra và đảm bảo chắc chắn tất cả các thiết bị trong tình trạng hoạt động tốt và sẵn sàng làm việc.
- Vị trí của máy phải an toàn chắc chắn và thuận tiện.
3. Định vị hố khoan.
- Định vị phải căn cứ vào tài liệu thiết kế về quy hoạch tổng thể của dự án và mặt bằng bố trí cọc. Việc xác định vị trí tim cọc được thực hiện bằng 2 máy kinh vĩ giao hội hoặc máy kinh vĩ điện tử. Khi thực hiện công tác này phải có sự kiểm tra nghiệm thu của kỹ sư tư vấn.
- Sai số cho phép của vị trí tim cọc là: 30 mm
- Đồng thời lập các mốc phụ để xác định và kiểm tra lại tim, cốt cọc.
- Định vị tim cọc.
4. Công tác khoan cọc:
4.1. Hạ ống vách:
Sau khi định vị vị trí tim cọc, tiến hành khoan với tốc độ chậm đến chiều sâu bằng chiều dài ống vách. Dừng khoan và hạ ống vách, chiều dài ống vách được xác định căn cứ vào tài liệu khảo sát địa chất. ống vách phải được hạ với chiều sâu tối thiểu qua các lớp đất yếu bên trên. Trong qúa trình thi công từng cọc, phụ thuộc vào đăc điểm địa chất các lớp đất phía trên có thể hạ thêm ống vách nếu gặp phải địa chất yếu.
Ống vách có tác dụng bảo vệ thành hố khoan ở đầu cọc, tránh trường hợp sập lở đất bề mặt khi thi công, đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho việc neo giữ cốt thép. Ống vách phải được giữ thẳng đứng chăc chắn không bị xô lệch, trượt trong quá trình thi công. Vị trí ống vách, độ thẳng đứng phải được kỹ thuật bên A và tư vấn giám sát kiểm tra thu. Các yêu cầu kỹ thuật về hạ ống vách:
+ Sai số tọa độ : +/-50 - 75mm
+ Sai số gia công theo độ tròn +/- 5 mm
+ Sai số về độ thẳng đứng <=1%
- Cấu tạo thiết bị ống vách:
4.2. Cấu tạo khoan lỗ :
- Khoan tạo lỗ bằng phương pháp khoan gàu xoay là biện pháp thi công phổ biến nhất khi thi công hạng mụccọc nhồi các công trình xây dựng dân dụng, công nghiệp và gịao thông hiện nay.
Khi khoan, cần chú ý các yêu cầu về kỹ thuật sau:
- Trước khi tiến hành khoan cần chỉnh chính xác độ nằm ngang của máy khoan và độ thẳng đứng của cần khoan bằng máy trắc đạc hoặc nivo nước, vị trí máy đứng phải được gia cố chắc chắn bằng các tấm tôn hoặc tấm bê tông.
- Bentonite được bơm vào hố khoan khi khoan đạt độ sâu 1,5- 2 m và liên tục trong quá trình khoan để duy trì áp lực vào thành hố khoan. Bentonite phải luôn được kiểm tra và đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật trong quá trình thi công. Mực dung dịch khoan luôn duy trì cao hơn mức nước ngầm trong hố khoan
- Mùn khoan và dung dịch Bentonite lẫn đất được vận chuyển ngang ra xa khỏi vị trí hố khoan tránh làm ảnh hưởng đến chất lượng hố khoan và gây cản trở cho việc thi công.
- Cần kelly phải luôn thảng đứng trong suốt quá trình khoan, tim cần khoan luôn trùng với tim cọc và thường xuyên được kiểm tra bằng máy kinh vĩ hoăc nivo nước.
- Công tác khoan được tiến hành liên tục trong phạm vi 1 cọc, tránh hiện tượng lắng cặn và sập thành vách do gián đoạn. Trong quá trình khoan phải theo dõi, mô tả mặt cắt địa chất của các lớp đất đá khoan qua và được thể hiện bằng các báo cáo chi tiết. ở các điểm địa tầng sai khác nhiều so với hồ sơ khảo sát địa chất ban đầu phải tiến hành lấy mẫu và ghi chép đầy đủ vào nhật ký, báo cáo với đơn vị thiết kế và công trình để có biện pháp kỹ thuật xử lý trực tiếp phù hơp.
- Khi khoan, tốc độ khoan phải khống chế thích hợp với địa tầng khoan qua. Gầu khoan được đưa lên, xuống từ từ và xoay để tránh ảnh hưởng chân không và ma sát với thành hố khoan gây sập vách.
- Dùng mũi khoan băng hợp kim cứng khi gặp các lớp địa chất như: lớp sỏi cuội to, bột cat kết sét kết..vv..
- Các công tác trên được duy trì và tiến hành tới khi khoan đến cao độ thiết kế.
- Hố khoan thường xuyên được kiểm tra về độ thẳng đứng, đường kính cũng như tình trạng thành vách theo yêu cầu kỹ thuật của bên A và tư vấn giám sát.
4.3. Công tác kiểm tra và làm sạch sơ bộ:
Sau khi khoan đạt tới độ sâu thiết kế và tư vấn giám sát nghiêm thu xác nhận, tiến hành chờ lắng trong khoang 1-2 h và dùng gàu vét vệ sinh đáy hố khoan trước khi hạ lồng thép.
4.4. Tập kết và xử lý mùn khoan.
Mùn khoan khi đưa lên được tập kết và vận chuyển ra khỏi công trường bằng ô tô tự đổ có bạt che phủ để tránh ô nhiễm môi trường hoặc có thể lưu giữ trong các thùng chứa đất nhờ xử lý sau.
5. Gia công và hạ lồng thép.
- Quá trình gia công thép cần chú ý bãi gia công thép phải được đổ đá sạch sẽ, thép được bảo quản che mưa và kê cao cách mặt đất.
- Công tác hạ cốt thép thu hố khoan về chiều sâu, độ thẳng đứng, tình trạng thành vách, đường kính, độ sạch ..vv..
- Các lồng thép được liên kết chắc chắn theo đúng thiết kế và có số mối thép đủ là tối thiểu. Các con kê bê tông hoặc thép được sử dụng để đảm bảo chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép.
- Cần có biện pháp kỹ thuật để tránh cốt thép bị tụt hoặc bị đẩy trồi: các mối nối phải thật đảm bảo, lồng thép sau khi hạ được liên kết chặt chẽ với ống vách ở phía trên.
- Cốt thép đảm bảo đúng và đầy đủ vế số lượng, cường độ, vị trí và kích thước theo đúng yêu cầu của thiết kế.
- Việc hạ lồng thép phải được thực hiện từ từ, nhẹ nhàng tránh va đập vào thành hố khoan.
- Khi hạ lồng thép đến cao độ thiết kế thì tiến hành treo cố định lồng thép vào ống vách, trách chuyển vị lồng trong quá trình đổ bê tông.
6. Làm sạch hố khoan.
- Trước khi đổ bê tông phải kiểm tra lại chiều sâu và độ sạch của hố khoan. Trường hợp độ lắng ≤ 10 cm thì hố khoan đạt yêu cầu về độ sạch và tiến hành đổ bê tông.
- Trường hợp độ lắng ≥ 10 cm thì phải làm vệ sinh đáy hố khoan bằng phương pháp thổi rửa hố khoan. Làm sạch bằng việc thay thế dung dịch Bentonite cũ lẫn đất cát bằng dung dịch mới đạt tiêu chuẩn.
- Có 2 công nghệ thổi rửa.
6.1. Thổi rửa bằng bơm :
Dùng bơm chìm công suất lớn thả xuống đáy hố khoan hút bùn lên. Đồng thời bơm dung dịch mới xuống hố khoan đảm bảo mực dung dịch trong hố khoan luôn duy trì ở mức 1,5 m so với cao độ mực nước ngầm. Bùn Bentonite bơm lên được qua máy tách cát để tái sử dụng.
6.2. Thổi rửa bằng khí nén:
Công việc thổi rửa được thực hiện bằng ống đổ bê tông kết hợp với ống dẫn bơm khí nén xuống. áp lực khí nén được giữ thường xuyên là1.5 lần áp lực cột dung dịch tại đáy hố khoan. Bentonite lẫn mùn khoan ở dưới đáy hố khoan được áp lực khí nén đẩy lên. Cần bổ sung dung dịch mới vào hố khoan khi dung dịch trong hố tụt khoảng - 1,5 m so với cao độ mặt đất tự nhiên. Đây là phương án chính trong công tác thổi rửa hố khoan.
Kiểm tra dung dịch Bentonite về độ nhớt, tỷ trọng và hàm lượng cát và đo kiểm tra bằng thước về độ lắng cặn. Nếu độ lắng cặn 5 cm nhằm đảm bảo không có sự tiếp xúc trực tiếp của mẻ bê tông đầu với đung dịch khoan.
7.2. Quá trình đổ bê tông.
- Trước khi đổ bê tông cần phải có kế hoạch chặt chẽ về việc cung cấp bê tông giữa đơn vị thi công và đơn vị cung cấp. Cụ thể, bê tông phải đảm bảo cung cấp về số lượng, chất lượng, liên tục không gián đoạn.
- Cấp phối bê tông phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật theo yêu cầu thiết kế, không sử dụng cốt liệu đá lớn hơn 20mm. Bê tông trước khi đổ phải có độ sụt là 16-20 cm.
- Công nghệ đổ bê tông được thực hiện sao cho bê tông cấp cho cọc liên tục không bị gián đoạn, tránh bê tông bị phân tầng.
- Trường hợp dung xe trộn để cấp bê tông, cần tính toán thời gian vận chuyển, nghiên cứu phương án đường đi và lựa chọn độ sụt xuất xưởng thích hợp.
- Bê tông sử dụng cho cọc khoan nhồi có thể được trộn thêm phụ gia hoá dẻo với tỷ lệ từ 0.8-1.2 % tuỳ thuộc vào môi trường cũng như cụ ly vận chuyển.
- Bê tông trong ống đổ phải đủ độ cao và luôn luôn lớn hơn áp lực dung dịch xung quanh. ống đổ có thể được nâng lên hạ xuống trong quá trình cấp bê tông nhưng không được thao tác quá mạnh và nhiều để tránh bê tông bị phân tầng. Trong quá trình đổ, ống đổ được tháo dần ra song phải luôn đảm bảo nằm ngập trong bê tông với chiều sâu không nhỏ hơn 2m. Việc đổ diễn ra liên tụctao thành dòng chảy tự do và bêt ông chiếm chỗ đẩy dầnbentonite ra khỏi hố khoan.
- Các ống đổ bê tông được đặt lên giá đỡ và vệ sinh ngay sau khi tháo để tránh hiện tượng tắc ống cho những lần đổ sau.
- Trong suốt quá trình đổ bê tông tránh không để bê tông tràn ra miệng phễu rơi vào trong lòng cọc làm ảnh hưởng tới chất lượng của bentonite va bê tông cọc.
- Trong quá trình đổ bê tông phải thường xuyên kiểm tra theo dõi cao độ chân ống cho phù hợp và kiểm soát được chất lượng thành vách hố khoan.
- Cáo độ đổ bê tông cuối cùng phải cao hơn cao độ đấy đài cọc tốt thiểu là 1 –1.5 m tuỳ theo thiết kế.
- Quá trình đổ bê tông được thể hiện trong các báo cáo chi tiết theo các biểu mẫu có sẵn và cso sự xác nhận của cacs bộ thi công và tư vấn giám sát.
8. Rút ống vách.
Ống vách cần được rút lên ngay trong thời gian địa chất xung quanh chưa cố kết chắc chắn và bê tông còn có độ dẻo và chưa ninh kết nhằm đảm bảo bê tông không bị kéo theo khi rút ống và phá vỡ kết cấu ban đầu của bê tông.
Trong quá trình rút ống vách phải đảm bảo ống giữ thẳng đứng và đồng trục với cọc.
Sau khi ống chống được rút lên cần kiểm tra khối lượng bê tông và cao độ đầu cọc nhằm đảm bảo tiết diện cọc không bi thu nhỏ và bê tông không bị lẫn bùn đất xung quanh do áp lực của đất, nước, mùn khoan…trong trường hợp cần thiết phải bổ xung ngay bê tông trong quá trình rút ống.
9. Dung sai.
Vị trí cọc phải được xác định chính xác ngay trước khi thi công phải kiểm travị trí cọc so với hệ thông mốc chuẩn.
Vị trí cọc không được sai số quá 30 mm theo bất kỳ hướng nào đồng thời cũng phải đảm bảo sai số của tâmmóng( bao gòm cả các cọc khác) không được vuợt quá chỉ số trên.
Độ thẳng đứng: khi bắt đầu công tác thi công, độ thẳng đứng của các cọc phải được kiểm tra theo quy định. Dung sai thẳng đứng lớn nhất cho phép là ≤ 1/100.
Các cọc bi hư hỏng:
Trong trường hợp sau các cọc coi như là không đạt yêu cầu :
+ Cường độ bêtông khôngđạt yêu cầu về thiết kế.
+ Dung sai thi công vượt quá trị số cho phép quy định
+ Cốt thép không đảm bảo về cường độ, số lượng và vị trí theo thiết kế .
+ Sức chịu tải của cọc không đạt yêucầu thiết kế.
10. Lý lịch cọc.
Lý lịch cọc phải được kỹ thuật A- B ký xác nhận ngay trong quá trình thi công và bao gồm các thông tin sau đây:
+ Ngày và thời gian bắt đầu khoan và bắt đầu đổ bê tông .
+ Số hiệu cọc và vị trí.
+ Cốt mặt đất tại vị trí thi công cọc.
+ Cốt mũi cọc và đầu cọc.
+ Cao độ cát cọc.
+ Độ sâu gặp lớp đất chịu lực (đất chặt hoặc sét cứng).
+ Đường kính hố khoan và đường kính cọc.
+ Độ nghiêng của cọc.
+ Chiều dài ống vách.
+ Chiều dài ống đổ bê tông và chiều dài ống dài nằm trong bê tông.
+ Mô tả chi tiết đất nền trong quá trình thoe thời gian.
+ Làm sạch đáy hố khoan.
+ Cốt thép và thời gian lắp đặt vào hố khoan.
+ Đặc tính của bê tông, thể tích của bê tôngvà thời gian đổ bê tông.
+ Chi tiết các chướng ngại vật gặp phải khi khoan.
+ Chi tiết về thời tiết.
+ Đặc tính dung dịch bentonite trước khi đưa vào hố khoan và ở đáy hố khoan sau khi có sự nạo vét.
+ Các thông tin khác kèm theo yêu cầu của kỹ thuật bên A và tư vấn gián sát.
11. Lấp đầu cọc.
Cọc sau khi đổ bê tông đến cao độ tinh thiết kế và bê tông cọc đã ninh kết sẽ được lấp lại để đảm bảo tránh các tác động của bê ngoài đến sự hình thành cường độ cọc và đồng thời trả lại mặt bằng thi công các cọc tiêp theo. Việc lấp đầu cọc được tiến hành ngay sau khi bê tông ninh kết. Vật liệu dùng để lấp đầu cọc có thể dùng đất cấp II, gạch vỡ hoặc cát thô đầm kỹ.
Để đảm bảo thuận lợi cho máy thi công di chuyển trên công trường phải tiến hành lấp đầu cọc ngay sau khi thi công xong.
0 Comments
Vui lòng viết tiếng Việt có dấu!!!