Công nghệ cọc xi măng đất - jet grouting - 1
Khoan cọc xi măng đất gia cố nền đất yếu tại Sân bay Cần Thơ
1. Giới thiệu chung
Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất[1]) -(Deep soil
mixing columns, soil mixing pile)
Cọc xi măng đất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng được
phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan đƣợc khoan xuống làm
tơi đất cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch
chuyển lên. Trong quá trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào nền đất
(bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp
dạng vữa ướt).
Phạm vi ứng dụng
Khi xây dựng các công trình có tải trọng lớn trền nền đất yếu cần phải có các
biện pháp xử lý đất nền bên dưới móng công trình, nhất là những khu vực có
tầng đất yếu khá dày như vùng Nhà Bè, Bình Chánh, Thanh Đa ở thành phố Hồ
Chí Minh và một số tỉnh ở đồng bằng sông Cửu Long.[2]
Cọc xi măng đất là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu. Cọc xi măng
đất được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý móng và nền đất yếu cho các công
trình xây dựng giao thông, thuỷ lợi, sân bay, bến cảng…như: làm tường hào
chống thấm cho đê đập, sửa chữa thấm mang cống và đáy cống, gia cố đất xung
quanh đường hầm, ổn định tường chắn, chống trượt đất cho mái dốc, gia cố nền
đường, mố cầu dẫn...[1]
Ưu điểm
So với một số giải pháp xử lý nền hiện có, công nghệ cọc xi măng đất có ưu
điểm là khả năng xử lý sâu (đến 50m), thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thô
cho đến bùn yếu), thi công được cả trong điều kiện nền ngập sâu trong nước
hoặc điều kiện hiện trường chật hẹp, trong nhiều trường hợp đã đưa lại hiệu quả
kinh tế rõ rệt so với các giải pháp xử lý khác.(nếu sử dụng phương pháp cọc bê
tông ép hoặc cọc khoan nhồi thì rất tốn kém do tầng đất yếu bên trên dày. Với 1
trường hợp đã áp dụng với lớp đất dày 30m, thì khi sử dụng phương pháp cọc-
đất xi măng tiết kiệm cho mỗi móng xi lô khoảng 600 triệu đồng.[2].
Ưu điểm nổi bật của cọc xi măng đất là:
Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp, không có yếu tố rủi ro cao.
Tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt đủ
cường độ(Ví dụ tại dự án Sunrise). Tốc độ thi công cọc rất nhanh.
Hiệu quả kinh tế cao. Giá thành hạ hơn nhiều so với phương án cọc đóng, đặc
biệt trong tình hình giá vật liệu leo thang như hiện nay.
Rất thích hợp cho công tác sử lý nền, sử lý móng cho các công trình ở các khu
vực nền đất yếu như bãi bồi, ven sông, ven biển
Thi công được trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập nước
Khả năng sử lý sâu (có thể đến 50m)[1].
Địa chất nền là cát rất phù hợp với công nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao
Về tên gọi
Về vấn đề tên gọi là "cọc" , "cột" hay la "trụ" thì hiện nay có 2 trường phái[3]:
+ Trường phái thứ 1 ở châu Á (học viện kỹ thuật Châu Á A.I.T, Trung
Quốc...vv) thi gọi tên là "cọc" ximang-Đất.
+ Trường phái thứ 2 gồm các nước Mỹ, Nhật, Châu Âu...vv thì gọi là "cột"
Ximang-Đất (các tài liệu dịch sang tiếng việt).
+ Riêng ở Việt Nam thi có người gọi là "cọc" Ximang- Đất, người thì gọi là
"Cột" Ximang -Đất. Có lẽ nên gọi là "Cột" thi đúng hơn bởi vì thuật ngữ "Cọc"
chỉ dùng để chỉ những loại như cọc BTCT, cọc Thép...vv có cường độ lớn hơn
rất nhiều so với "cột" ximang-Đất.
Tiêu chuẩn thiết kế
Tại Việt Nam, tiêu chuẩn thiết kế - thi công – nghiệm thu cọc xi măng đất là
TCXDVN 385 : 2006 "Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng" do
Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học
Công nghệ Xây dựng đề nghị, Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số
38/2006/QĐ-BXD ngày 27 tháng 12 năm 2006. [3]
Tiêu chuẩn của nước ngoài thì có Shanghai-Standard ground treatment code
DBJ08-40-94. (Tuy nhiên trong các tài liệu tính tóan này chỉ chủ yếu đề cập đến
vấn đề lực thẳng đứng là chính mà chưa thấy đề cập đến vấn đề thiết kế khi công
trình chịu tải trọng ngang.)
2. Các kiểu bố trí cọc xi măng đất
Tùy theo mục đích sử dụng có thể bố trí cọc theo các mô hình khác nhau. Ví dụ:
Để giảm độ lún bố trí trụ đều theo lưới tam giác hoặc ô vuông. Để làm tường
chắn thường tổ chức thành dãy.
Hình A.1 - Thí dụ bố trí cọc trộn khô: 1 Dải; 2 Nhóm, 3 Lưới tam giác, 4 Lưới
vuông
Hình A.2 - Thí dụ bố trí cọc trùng nhau theo khối
Hình A.3 - Thí dụ bố trí cọc trôn ướt trên mặt đất: 1 Kiểu tường, 2 Kiểu kẻ ô, 3
Kiểu khối, 4 Kiểu diện
Hình A.4 - Thí dụ bố trí cọc trộn ướt trên biển:1 Kiểu khối , 2 Kiểu tường, 3
Kiểu kẻ ô, 4 Kiểu cột, 5 Cột tiếp xúc, 6 Tường tiếp xúc, 7 Kẻ ô tiếp xúc, 8 Khối
tiếp xúc
