Lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi đảm bảo hiệu quả

Là phương án móng thi công cho các công trình có nền đất yếu, chúng ta cần nắm rõ những lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi về phạm vi ứng dụng, đặc điểm, tính an toàn cũng như các phương pháp thi công để có sự lựa chọn phù hợp nhất cho các công trình.

>> Công ty tư vấn giám sát xây dựng ở Thanh Hóa

>> Xây nhà trọn gói tại Thanh Hóa

LƯU Ý PHẠM VI ỨNG DỤNG CỌC KHOAN NHỒI

Cọc khoan nhồi là cọc bê tông cốt thép được đổ tại chỗ trong các lỗ bằng phương pháp khoan. Đây là phương pháp dùng thiết bị máy móc chuyên dụng để lấy đất ở vị trí cần khoan cọc lên, sau đó bơm vào lỗ một loại dung dịch có khả năng tạo màng để giữ thành vách lỗ vừa tạo. Dung dịch thường được sử dụng trong quy trình giữ thành hố khoan ổn định trước khi đổ bê tông là Bentonite. Dung dịch này là hỗn hợp của bột khoáng sét và nước, có tác dụng ngăn ngừa nước từ các mạch ngầm chảy ra lỗ cọc vừa khoan, đồng thời đảm bảo sự ổn định cho thành hố khoan vì vậy những lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi cần xem xét toàn diện. Sau khi sử dụng xong, dung dịch này được thu hồi lại và có thể sử dụng cho các lỗ khoan tiếp theo.

Công nghệ cọc khoan nhồi bê tông cốt thép được ứng dụng rộng rãi để xử lý nền móng trên nền đất yếu cho các công trình dân dụng, các biệt thự đẹp và công nghiệp, là một trong những giải pháp móng được áp dụng rộng rãi trong xây dựng nhà cao tầng ở trên thế giới và ở Việt Nam. Chúng thường được thiết kế để mang trọng tải lớn nên chất lượng của cọc luôn là vấn đề được quan tâm nhất. Khâu quan trong nhất để quyết định chất lượng của cọc khoan nhồi là khâu thi công, nó bao gồm cả kỹ thuật, thiết bị, năng lực của đơn vị thi công, sự nghiêm tíc thực hiện quy trình công nghệ chặt

Những lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi về phạm vi áp dụng thì cọc khoan nhồi dùng để gia cố nền đất và liên kết với móng giữ ổn định cho công trình. Đây là một phương pháp tiên tiến nó có thể đỡ được các công trình lớn trên các nền đất yếu.

Trong hơn mười năm qua, công nghệ cọc khoan nhồi đã được áp dụng mạnh mẽ trong xây dựng công trình ở nước ta. Hiện nay, ước tính hàng năm chúng ta thực hiện khoảng 50 ÷ 70 nghìn mét dài cọc khoan nhồi có đường kính 0,8 ÷ 2,5m, với chi phí khoảng 1300 ÷ 1400 tỷ đồng.

CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

Trên thế giới có rất nhiều thiết bị và công nghệ thi công cọc khoan nhồi nhưng có 2 nguyên lí được sử dụng trong tất cả các phương pháp thi công là:

1. NHỮNG LƯU Ý KHI SỬ DỤNG CỌC KHOAN NHỒI CÓ SỬ DỤNG ỐNG VÁCH.

Loại này thường được sử dụng khi thi công những cọc nằm kề sát với công trình có sẵn hoặc do những điều kiện địa chất đặc biệt. Cọc khoan nhồi có dùng ống vách thép rất thuận lợi cho thi công vì không phải lo việc sập thành hố khoan, công trình ít bị bẩn vì không phải sử dụng dung dịch Bentonite, chất lượng cọc rất cao. Nhược điểm của phương pháp này là máy thi công lớn, cồng kềnh, khi máy làm việc thì gây rung và tiếng ồn, bên cạnh đó còn rất khó thi công đối với những cọc có độ dài trên 30m.

2. NHỮNG LƯU Ý KHI SỬ DỤNG CỌC KHOAN NHỒI KHÔNG SỬ DỤNG ỐNG VÁCH

Đây là công nghệ khoan rất phổ biến. Ưu điểm của phương pháp này là thi công nhanh, đảm bảo vệ sinh môi trường và ít ảnh hưởng đến các công trình xung quanh. Phương pháp này thích hợp với loại đất sét mềm, nửa cứng nửa mềm, đất cát mịn, cát thô hoặc có lẫn sỏi cỡ hạt từ 20 – 100mm.

Có 2 phương pháp dùng cọc khoan nhồi không sử dụng ống vách:

– Phương pháp khoan thổi rửa (phản tuần hoàn):

Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá đất dung dịch Bentonite được bơm xuống hố đẻ giữ vách hố đào. Những lưu ý khi công cọc khoan nhồi thổi rửa là mùn khoan và dung dịch được máy bơm và máy nén khí đẩy từ hố khoan lên đưa vào bể lắng để lọc tách dung dịch Bentonite tái sử dụng. Công việc đặt cốt thép tiền hành bình thường.

+ Ưu điểm: Phương pháp này có giá thiết bị rẻ, thi công đơn giản, giá thành hạ.

+ Nhược điểm: Tốc độ khoan chậm, chất lượng và độ tin cậy chưa cao.

– Phương pháp khoan gầu:

Theo công nghệ khoan này, gầu khoan thường có dạng thùng xoáy cắt đất và đưa ra ngoài. Cần gầu khoan có dạng Ăng – ten, thường là 3 đoạn truyền được chuyển động xoay từ máy đào xuống gầu nhờ hệ thống rãnh.

Những lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi khoan gầu là vách hố khoan được giữ ổn định nhờ dung dịch Bentonite. Qúa trình tạo lỗ được thiện hiện trong dung dịch Bentonite. Trong quá trình khoan có thể thay các gầu khác nhau để phù hợp với nền đất đào và để khắc phục các di tật trong lòng đất.

+ Ưu điểm: Thi công nhanh, việc kiểm tra chất lượng dễ dàng thuận tiện, đảm bảo vệ sinh môi trường và ít ảnh hưởng đến các công trình lân cận.

+ Nhược điểm: Phải sử dụng các thiết bị chuyên dụng giá đắt, giá thành cọc cao. Phương pháp này đòi hỏi quy trình công nghệ rất chặt chẽ, cán bộ kỹ thuật và công nhân phải thành thạo, có ý thức kỷ luật cao.

CÁC BƯỚC THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI (QUY TRÌNH THI CÔNG) 

1. BỐ TRÍ SƠ ĐỒ VỊ TRÍ KHOAN

– Mỗi máy khoan được bố trí ở một khu vực nhất định để tránh vướng víu trong công tác thi công.

– Bố trí khoan theo trình tự từ trong ra ngoài tránh tình trạng xe khoan chạy trên đầu cọc mới đổ bê tông xong

– Tim sau chỉ khoan cạnh tim trước khi bê tông của tim trước đạt lớn hơn 24 tiếng.

2. NHỮNG LƯU Ý KHI THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI – CÔNG TÁC KHOAN CỌC

– Khi đưa máy vào vị trí, căn chỉnh đúng tim mốc đã định vị trước đó.

– Kê kích máy đảm bảo chắc chắn đảm bảo không bị lún nghiêng khi máy hoạt động.

– Kiểm tra độ thẳng đứng của tháp bằng 2 bọt thuỷ chuẩn được gắn ở hai bên thân tháp khoan, tiếp tục theo dõi hai bọt thủy này trong quá trình khoan.
Với những lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi chúng ta cần biết sau khi cân chỉnh máy xong dùng mũi khoan phá khoan một đoạn sâu khoản 2m và hạ ống sinh (ống vách có chiều dài là 2m) để chống sạt lở và mất nước trong khi khoan.

– Tiến hành khoan bằng mũi khoan phá tới cao độ thiết kế của cọc bê tông

– Khi khoan theo dõi địa chất và ghi lại, nếu có khác biệt nhiều so với tài liệu thăm dò địa chất thì báo ngay cho chủ đầu tư và tư vấn thiết kế biết để điều chỉnh chiều sâu cọc.

– Trong khi khoan cần kiểm tra lượng bentonite phù hợp.
Dung dịch bentonite có tác dụng đưa mùn khoan từ đáy hố khoan trồi lên hố dung dịch và có tác dụng giữ thành hố khoan không bị sập, nên trong mọi trường hợp ngừng thi công do thời tiết hoặc dừng qua đêm do hết giờ làm việc…thì vẫn phải đảm bảo hố khoan luôn được bơm đầy dung dịch.

– Với những lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi đẻ đảm bảo an toàn, trong quá trình khoan nếu qua tầng thấm lớn thấy mất nước nhanh thì phải nhanh chóng cho thêm bentonite vào dung dịch để chống thấm .

– Thi công trong mực nước ngầm cao cần chú ý không khoan hai tim cọc gần nhau để tránh xông nước giữa cọc này qua cọc kia dẫn đến sạt lở thành vách.

-Sau khi khoan xong lần 1 tiến hành hạ mũi khoan núp B xuống để kéo hết sình đất còn lại lên. Công đoạn này có thể làm từ 1 đến 2 lần

– Khi hạ mũi khoan núp B vẫn thao tác như khi khoan mũi phá nhưng khi kéo lên thì không được xoay mũi khoan để tránh đất lọt xuống lại hố khoan.

3. CÔNG TÁC KIỂM TRA ĐỘ SÂU CỦA HỐ KHOAN.

– Dùng thước dây có treo quả dọi thả xuống hố khoan hoặc đo theo chiều dài của cần khoan hay ống đổ bê tông.

– Trong khi khoan một số mùn khoan còn nằm lại trong hố khoan nên không thể thả dọi để kiểm tra được do đó lúc này sẽ kiểm tra cao độ hố khoan dựa vào chiều dài và số lượng cần khoan để tính, chiều dài mỗi cần khoan là 3.05m.

– Một trong những lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi là sau khi thả xong lồng thép và ống đổ bê tông, tiến hành thả dọi đo lại cao độ hố khoan để xác định chiều dày lớp cặn lắng

– Tiến hành thổi rửa vệ sinh hố khoan xong, thả dọi đo cao độ hố khoan một lần nữa để xác định lại lớp cặn lắng phải đảm bảo < 10cm.

– Nếu trường hợp thổi rửa vệ sinh xong mà chưa có bê tông đổ ngay thì trước khi đổ bê tông phải kiểm tra lại lần nữa để đảm bảo lớp cặn lắng nằm trong giới hạn cho phép.

MỘT SỐ SỰ CỐ THƯỜNG XUYÊN XẢY RA KHI THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

1. KHÔNG RÚT ĐƯỢC ĐẦU KHOAN

Sự cố này thường xảy ra trong quá trình khoan cọc nhồi sử dụng ống vách. Trong một số trường hợp mất điện hoặc trục trặc máy cẩu khi đang khoan. Phần đất đá bên vách hố khoan vừa tạo sẽ đổ sập trong khi ống vách chưa được đưa xuống kịp thời. Đầu khoan lúc này bị đất đá lấp, đồng thời vướng vào thành ống vách, không thể kéo lên được.

Trong trường hợp này, cách khắc phục là rút ống vách lên khoảng 15 – 20 cm rồi sau đó mới rút đầu khoan lên và hạ ống vách xuống ngay sau khi đã rút xong. Những lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi là đối với những ống vách đã hạ xuống sâu, khi kéo lên gặp khó khăn do độ ma sát lớn với thành hố khoan, nên thực hiện sói nước với áp suất lớn làm trôi đi phần đất đá lấp đầu khoan. Đồng thời khiến đầu khoan trôi xuôi xuống đáy hố theo phương thẳng rồi rút đầu khoan. Cần phải lưu ý cân bằng lượng nước trong hố khoan bằng cách vừa bơm sói nước, vừa hút nước ra khỏi hố.

2. VÁCH HỐ KHOAN BỊ SẬP

Sự cố này có thể xảy ra bởi nhiều nguyên nhân:

– Do tốc độ tạo màng giữ vách hố khoan của dung dịch betonite không bắt kịp tốc độ tạo lỗ.

– Do dung dịch giữ thành pha không đúng tỷ lệ dẫn đến tỷ trọng và nồng độ không đạt yêu cầu.

– Do nước ngầm có áp lực cao

– Ống vách không được đặt thẳng đứng, bị đóng cong vênh, trong khi điều chỉnh lại sẽ khiến đất ở bên thành hố bị bung ra và sập xuống.

– Một trong những lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi đó là thời gian đổ bê tông vượt quá 24 tiếng khiến cho dung dịch giữ thành bị tách nước, không đáp ứng được yêu cầu ổn định thành hố khoan dẫn đến sập vách.

Để ngăn ngừa sự cố này, cần phải có giải pháp tốt ngay từ ban đầu:

– Giám sát chặt chẽ quá trình điều chế dung dịch giữ thành, đặc biệt là với phương pháp khoan cọc nhồi phản tuần hoàn. Thường xuyên kiểm tra chất lượng dung dịch khi đổ bê tông để khắc phục kịp thời nếu có tình trạng dung dịch tách nước.

– Nếu phát hiện có nguồn nước ngầm áp suất lớn, nên thả ống vách qua nước ngầm để ngăn sập vách.

– Duy trì tốc độ khoan hợp lý để tạo thời gian cho dung dịch giữ vách tạo màng.

– Khi thả ống vách cần thận trọng không để va chạm mạnh với thành hố khoan, thả thẳng đứng.

3. KHÔNG RÚT ĐƯỢC ỐNG VÁCH LÊN (TRONG KHI SỬ DỤNG CỌC KHOAN NHỒI DÙNG ỐNG VÁCH)

Nguyên nhân:

– Do tính chất của đất, đặc biệt là ở những tầng đất cát, lại chịu ảnh hưởng của áp lực nước ngầm nên sức kéo của máy cẩu không thắng được sức ì của sự cố kẹt ống vách. Lực ma sát với thành vách lớn, khó kéo ống vách lên.

– Do ống vách khi được hạ xuống đã bị lệch, nghiêng khiến khi kéo lên, ống vách không lên được theo phương thẳng đứng, lực kéo của máy cầu cũng bị giảm đáng kể.

– Do đổ một lượng bê tông quá lớn trước khi rút ống vách, làm tăng độ ma sát của ống vách với bê tông .

Khắc phục:

– Những lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi là cần đảm bảo máy móc thiết bị thi công phù hợp với phương pháp, máy cẩu phải tải được trọng lượng của ống vách.

– Cần tiến hành thử nghiệm độ khả thi của việc rút ống vách ngay sau khi khoan lỗ và trước khi đổ bê tông (thử rung lắc và rút lên khoảng 15 – 20 cm).

– Trường hợp ống vách đang không nằm theo phương thẳng đứng, cần rung lắc nhẹ và lựa đưa ống vách trở về phương có lợi nhất cho phát huy lực kéo.

NHỮNG LƯU Ý AN TOÀN KHI THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

1. NHỮNG LƯU Ý CHUNG TRƯỚC KHI THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

– Người điều khiển máy đóng cọc phải trên 18 tuổi và được đào tạo cẩn thận.

– Trước khi đóng cọc, phải định vị rõ các công trình ngầm và bảo vệ chúng một cách ai toàn, cần phải xác định để tránh các hầm ngầm, nguồn nước ngầm hoặc các điều kiện địa tầng có thể gây nguy hiểm cho công việc thi công.

– Phải có nền vững hoặc tấm đệm cho các cần trục.

– Khi thi công đóng cọc phải đội mũ bảo hiểm, phương tiện bảo vệ mắt, tai nếu cần thiết.

– Các máy móc, thiết bị nâng phải qua kiểm tra kỹ ỉưỡng và được phép sử dụng. Nhữnị máy móc đó cũng phải có tải trọng và công suất đáp ứng được yêu cầu thi công.

– Đặc biệt chú ý đề phòng hư hỏng cơ cấu do sa xuống hố.

– Máy nâng để đưa công nhân lên xuống phải có tay hãm, cơ cấu hạ phải hoạt động bằnị điện. Thùng ỉồng đưa công nhân lên xuống phải thiết kế chắc chắn, không thể xoay hoặc lật úp.

– Công nhân đóng cọc nên yêu cầu nhà thầu cung cấp đủ thuyết minh trong đó nêu rô những điểm cần chú ý, liên quan tới các kiểu đóng cọc mà họ phải làm.

Có những trường hợp công nhân phải xuống kiểm tra hoặc làm sạch lỗ khoan.

2. TRƯỚC KHI XUỐNG KIỂM TRA HOẶC LÀM SẠCH LỖ KHOAN, CẦN NẮM VỮNG NHỮNG NGUYÊN TẮC SAU:

– Đường kính lỗ khoan tối thiểu là 75cm;

– Lỗ khoan cũng được coi là nơi có không gian hẹp, vì vậy cần phải tuân thủ chặt chẽ các biện pháp đã được hướng dẫn nhằm tạo ra một khoảng không an toàn.

– Các chất phế thải trong quá trình khoan phải được để xa khỏi lỗ khoan;

– Phải có thiết bị chuyên dụng được thiết kế chắc chắn và chống xoay như thùng lồng, xích để đưa công nhân xuống. Nguồn điện cung cấp cho thiết bị nâng luôn phải được duy trì khi có công nhân đang làm việc dưới lỗ khoan.

– Những lưu ý khi thi công cọc khoan nhồi để đảm bảo an toàn là trong quá trình làm việc dưới lỗ khoan công nhân luôn phải được huấn luyện để nắm vững các thủ tục cấp cứu khi làm việc dưới lỗ khoan sâu. Việc huấn luyện nên được tiến hành một cách thường xuyên.

– Nên bố trí ngưòi làm việc bên trên trong suốt quá trình thi công dưới lỗ khoan.

– Bố trí đủ ánh sáng và phương tiện liên lạc cho người làm việc ở dưói lỗ khoan, dùng điện hạ thế để đảm bảo an toàn.

– Trong trường hợp có thể, tốt nhất nên thay thế công nhân vào trong lỗ khoan bằng các camera hoặc các thiết bị kiểm tra từ xa.