Thi công cọc khoan nhồi: Các sự cố thường gặp và cách khắc phục

ọ

ồ

th

ự ố Thi công c c khoan nh i: các s c ng g p và cách kh c ph c ụ

ườ

ặ

ắ

SỰ CỐ ĐIỂN HÌNH THI CÔNG

MÓNG CỌC KHOAN NHỒI

*******

PGS.TS. Nguyễn viêt Trung

Đại học Giao thông Vận tải

Gồm các chuyên đề sau:

1 ­ không rút được đầu khoan lên

2 ­ không rút được ống vách lên trong phương pháp thi công có ống vách

3 ­ sập vách hố khoan

4 ­ trồi cốt thép khi đổ bê tông

5 ­ tụt cốt thép chủ trong công nghệ khoan xoay vách (cầu Đuống)

6 ­ Các hư hỏng về bê tông cọc khoan nhồi

7 ­ gặp hang caster khi khoan

1. SỰ CỐ KHÔNG RÚT ĐƯỢC ĐẦU KHOAN CỌC NHỒI LÊN

­ Khái quát công nghệ : Điều kiện địa chất chủ yếu là bùn, cát pha, sét pha, sỏi sạn, mũi cọc  được thiết kế ngập vào tầng đá 50 cm. Dùng công nghệ khoan ống vách để giữ thành trong suốt  quá trình khoan. Ông vách được giữ lại không rút lên.

­ Diễn biến sự cố: Do một nguyên nhân nào đó như mất điện máy phát, hỏng cẩu.v.v.. làm gián  đoạn quá trình khoan cọc, cần phải rút đầu khoan lên ngay ngay sau khi mất điện thì đầu khoan  bị kẹt ở đáy lỗ không cẩu lên được cũng không thể nhổ lên được.

­ Nguyên nhân: Hiện tuợng sập vách phần đất đã khoan duới đáy ống vách chưa kịp hạ xảy ra  ngay sau khi mất điện làm nghiêng đầu khoan, đầu khoan bị vướng vào đáy ống vách và bị toàn  bộ phần đất sập xuống bao phủ. Do vậy không thể rút đầu khoan lên được.

­ Biện pháp xử lý:

• Cách 1: Rút ống vách lên khoảng 20 cm sau đó mới rút đầu khoan, sau khi rút được đầu khoan  lên rồi sẽ lại hạ ngay ống vâch xuống.

• Cách 2: Nếu không thể nhổ được ống vách do ống vách đã hạ sâu, lực ma sát lớn, ta

phải dùng biện pháp xói hút . Cách tiến hành như sau:

Dùng vòi xói áp lực cao xói hút phần  đất đã bị sập và xói sâu xuống dưới đầu khoan mục đích  làm cho đầu khoan trôi xuống dưới theo phương thẳng đứng để khỏi bị nghiêng vào thành vách.  Sau đó mới cẩu rút đầu khoan.

* Lưu ý: Trong suốt quá trình xói hút luôn giữ cho mực nước trong lỗ khoan ổn định đầy trong ống  vách để giữ ổn định thành lỗ khoan dưới đáy ống vách.

còn tiếp...

2. SỰ CỐ KHÔNG RÚT ĐƯỢC ỐNG VÁCH LÊN TRONG PHƯƠNG PHÁP THI

CÔNG CÓ ỐNG VÁCH

Nguyên nhân:

­ Do điều kiện đất (chủ yếu là tầng cát). Lực ma sát giữa ống chống với đất ở xung quanh lớn hơn  lực nhổ lên ( lực nhổ và lực rung) hoặc khả năng cẩu lên của thiết bị làm lỗ không đủ. Trong tầng  cát thì sự cố kẹp ống thường xảy ra, do ảnh hưởng của nước ngầm khá lớn, ngoài ra còn do ảnh  hưởng của mật độ cát với việc cát cố kết lại dưới tác dụng của lực rung. Còn trong tầng sét, do lực  dính tương đối lớn hoặc do tồn tại đất sét nở v.v...

­ Ống vách hoặc thiết bị tạo lỗ nghiêng lệch nên thiết bị nhổ ống vách không phát huy hết được  năng lực.

­ Lưỡi nhọn ống vách bị mài mòn lên làm tăng lực ma sát giữa ống vách với tầng đất.

­ Thời gian giữa hai lần lắc ống dài quá cũng làm cho khó rút ống đặc biệt là khi ống vách đã  xuyên vào tầng chịu lực.

­ Bê tông đổ một lượng quá lớn mới rút ống vách hoặc đổ bê tông có độ sụt quá thấp làm tăng ma  sát giữa ống vách và bê tông.

Biện pháp phòng ngừa, khắc phục:

­ Chọn phương pháp thi công và thiết bị thi công đảm bảo năng lực thiết bị đủ đáp ứng nhu cầu  cho công nghệ khoan cọc.

­ Sau khi kết thúc việc làm lỗ và trước lúc đổ bê tông phải thường xuyên rung lắc ống, đồng thời  phải thử nâng hạ ống lên một chút ( khoảng 15 cm) để xem có rút được ống lên hay không. Trong  lúc thử này không được đổ bê tông vào.

­ Khi sử dụng năng lực của bản thân máy mà nhổ ống chống không lên được thì có thể thay bằng  kích dầu có năng lực lớn để kích nhổ ống lên.

­ Trước khi lắc ống lợi dụng van chuyển thao tác, lúc lắc với một góc độ nhỏ làm cho lực cản giảm  đi,  để cho nó từ từ trở lại trạng thái bình thường rồi lại nhổ lên, và phải đảm bảo hướng nhổ lên  của máy trùng với hướng nhổ lên của ống. Nếu ống bị nghiêng lệch thì phải sửa đổi thế máy cho  chuẩn.

­ Nếu phát hiện ra lưỡi nhọn ống vách bị mài mòn phải kịp thời dùng phương pháp hàn chồng để  bổ xung.

còn tiếp...

3. SỰ CỐ SẬP VÁCH HỐ KHOAN

a. Nguyên nhân:

­ Các nguyên nhân chủ yếu ở trạng thái tĩnh:

+ Độ dài của ống vách tầng địa chất phía trên không đủ qua các tầng địa  chất phức tạp.

+ Duy trì áp lực cột dung dịch không đủ.

+ Mực nước ngầm có áp lực tương đối cao

+ Trong tầng cuội sỏi có nước chảy hoặc không có nước, trong hố xuất  hiện hiện tượng mất dung dịch.

+Tỷ trọng và nồng độ của dung dịch không đủ.

+ Sử dụng dung dịch giữ thành không thoả đáng.

+ Do tốc độ làm lỗ nhanh quá nên chưa kịp hình thành màng dung dịch ở  trong lỗ.

­ Các nguyên nhân chủ yếu ở trạng thái động:

+ ống vách bị biến dạng đột ngột hoặc hình dạng không phù hợp.

+ ống vách bị đóng cong vênh, khi điều chỉnh lại làm cho đất bị bung ra.

+Dùng gầu ngoạm kiểu búa, khi đào hoặc xúc mạnh cuội sỏi dưới đáy  ống vách làm cho đất ở xung quanh bị bung ra.

+ Khi trực tiếp để bàn quay lên trên ống giữ, do phản lực chấn động hoặc  quay làm giảm lực dính giữa ống vách với tầng đất.

+ Khi hạ khung cốt thép va vào thành hố phá vỡ màng dung dịch hoặc  thành hố.

+ Thời gian chờ đổ bê tông quá lâu ( qui định thông thường không quá 24  h) làm cho dụng dịch giữ thành bị tách nước dẫn đến  phần dung dịch phía trên  không đạt yêu cầu về tỷ trọng nên sập vách.

Ngoài ra còn có một nguyên nhân khá quan trọng khác là áp dụng  công nghệ khoan không phù hợp với tầng địa chất.

b. Biện pháp phòng tránh và khắc phục:

­ Các biện pháp đề phòng sụt lở thành hố:

Theo các nguyên trên, để đề phòng sụt lở thành hố phải chú ý các việc  sau:

+ Khi lắp dựng ống vách phải chú ý độ thẳng đứng của ống giữ.

+ Công tác quản lý dung dịch chặt chẽ trong phương pháp thi công phản  tuần hoàn.

+ Khi xuất hiện  nước ngầm có áp, tốt nhất là nên hạ ống vách qua tầng  nước ngầm. Khi làm lỗ nếu gặp phải tầng cuội sỏi mà làm cho rò gỉ mất nhiều  dung dịch thì phải dừng lại để xem xét nên tiếp tục sử lý hay thay đổi phương án.  Vì vậy công tác điều tra khảo sát địa chất ban đầu rất quan trọng.

+ Duy trì tốc độ khoan lỗ theo qui định tránh tình trạng tốc độ làm lỗ  nhanh quá khiến màng dung dịch chưa kịp hình thành trên thành lỗ nên dễ bị sụt  lở.

+  Cần phải thường xuyên kiểm tra dung dịch trong quá trình chờ đổ bê  tông để có giải pháp sử lý kịp thời tránh trường hợp dung dịch bị  lắng đọng tách  nước làm sập vách.

+ Khi làm lỗ bằng guồng xoắn, để đề phòng đầu côn quay khi lên xuống  làm sạt lở thành lỗ, phải thao tác với một tốc độ lên xuống thích hợp và phải điều  chỉnh cho vừa phải thành ngoài của đầu côn quay với cạnh ngoài của dao cắt gọt  cho có cự ly phù hợp.

+ Khi thả khung cốt  thép phải thực hiện cẩn thận tránh cho cốt thép va  chạm mạnh vào thành lỗ. Sau khi thả khung cốt thép xong phải thực hiện việc  dọn đất cát bị sạt lở, thuờng dùng phương pháp trộn phun nước, sau đó dùng  phương pháp không khí đây nước, bơm cát v.v... để hút thứ bùn trộn ấy lên, lúc  này phải chú ý bơm nước áp lực không đuợc quá mạnh tránh làm cho lỗ khoan bị  phá hoại nhiều hơn.

+  Nếu nguyên nhân sụt lở thành vách do dụng dịch giữ thành không đạt  yêu cầu thì biện pháp chung là bơm dung dịch mới có tỷ trọng lớn hơn vào đáy lỗ  khoan và bơm đuổi dung dịch cũ ra khỏi lỗ khoan. Sau đó mới tiến hành xúc đất  và vệ sinh lỗ khoan. Trong quá trình lấy đất ra khỏi lỗ khoan luôn luôn duy trì  mức dung dịch trong lỗ khoan đảm bảo theo qui định cao hơn mực nước thi công  2m.

+ Nếu nguyên nhân do ống vách chưa hạ qua hết tầng đất yếu thì giả  pháp duy nhất là tiếp tục hạ ống vách xuống qua tầng đất yếu và ngập vào tầng  đất chịu lực tối thiểu bằng 1m.

+ Nếu do lực ma sát lớn không hạ được ống vách chính thì dùng các ống  vách phụ hạ theo từng lớp xuống dưới để giảm ma sát thành vách. Số luợng ống  vách phụ phụ thuộc vào chiều sâu tầng đất  yếu.Ông vách phụ trong cùng có  chiều dài xuyên suốt và đường kính bằng ống vách chính ban đầu. Các lớp ống  vách phụ hạ trước đó có chiều dài ngắn hơn một đoạn theo khả năng hạ được  của thiết bị hạ ống vách chịu ma sát trên đoạn đó và có đường kính lớn hơn 10  cm theo từng lớp từ trong ra ngoài.

4. SỰ CỐ TRỒI CỐT THÉP KHI ĐỔ BÊ TÔNG

a. TRƯỜNG HỢP TRỒI CỐT THÉP DO ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH RÚT ỐNG VÁCH:

+  Nguyên nhân 1:  Thành ống bị méo mó, lồi lõm.

Cách phòng ngừa: Kiểm tra kỹ thành trong ống vách nhất là ở phần đáy. Nếu bị biến dạng hoặc  méo mó thì phải nắn sửa.

+ Nguyên nhân 2: Cự ly giữa đường kính ngoài của khung cốt thép với thành trong của ống  vách nhỏ quá, vì vậy sẽ bị kẹp cốt liệu to vào giữa khi rút ống vách cốt thép sẽ bị kéo lên theo.

* Cách phòng ngừa: Quản lý chặt chẽ cốt liệu bê tông. Cự ly giữa thành trong ống vách và thành  ngoài của cốt đai lớn đảm bảo gấp 2 lần đường kính lớn nhất của cốt liệu thô.

+ Nguyên nhân 3: Do bản thân khung cốt thép bị cong vênh, ống vách bị nghiêng làm cho cốt  thép đè chặt vào thành ống.

* Cách phòng ngừa:

Phải tăng cường độ chính xác ở khâu gia công cốt thép, đề phòng khi vận chuyển bị biến dạng và  kiểm tra độ thẳng đứng của ống vách trước khi thả lồng cốt thép.

*  Cách sử lý sự cố :

Khi bắt đầu đổ bê tông thấy phát hiện cốt thép bị trồi lên thì phải lập tức dừng việc đổ bê tông lại  và kiên nhẫn rung lắc ống vách , di động lên xuống hoặc quay theo một chiều để cẳt đứt sự  vướng mắc giữa khung cốt thép và ống vách. Trong khi đang đổ bê tông, hoặc khi rút ống lên mà  đồng thời cố thép và bê tông  cùng lên theo thì đây là một sự cố rất nghiêm trọng  : hoặc thân cọc  với tầng đất không được liên kết chặt, hoặc là xuất hiện khoảng hổng. Cho nên trường hợp này  không được rút tiếp ống lên trước khi gia cố tăng cường nền đất đã bị lún xuống.

b. TRƯỜNG HỢP CỐT THÉP BỊ TRỒI LÊN DO LỰC ĐẨY ĐỘNG CỦA BÊ TÔNG (ĐÂY LÀ LÀ  NGUYÊN NHÂN NHÂN CHÍNH GÂY RA SỰ CỐ TRỒI CỐ THÉP)

Lực đẩy  động bê tông xuất hiện ở đáy lỗ khoan khi bê tông rơi từ miệng ống xuống (thế năng  chuyển thành động năng ). Chiều cao rơi bê tông càng lớn, tốc độ đổ bê tông càng nhanh  thì lực  đẩy động càng lớn. Cốt thép sẽ không bị trồi nếu lực đẩy động nhỏ hơn trọng lượng lồng thép.

•

Vì vậy có thể giảm thiểu sự trồi cốt thép nếu hạn chế tối đa chiều cao rơi bê tông và tốc  độ đổ bê tông. Chiều cao này có thể không chế căn cứ vào trọng lượng lồng thép. • Mặt khác có thể coi bê tông rơi xuống đáy lỗ khoan là trên nền đàn hồi, vì vậy việc giảm

thiểu tốc độ đổ bê tông sẽ làm giảm thiểu phản lực đẩy ở đáy lỗ khoan.

ọ Công ngh - bi n pháp thi công c c

ệ

ệ

khoan nh i.ồ

I/ Gi i thi u chung: ớ ệ

ượ c áp d ng r ng rãi trong xây c thi ộ ượ ườ ề ượ ồ ầ i l n nên ch t l ấ ể ấ ượ ị ủ ọ t b , năng l c c a đ n v thi công, s nghiêm túc th c hiên qui trình công ự ụ t k đ ng đ ế ế ể c quan tâm nh t. Khâu ấ ả ỹ ng c a c c là khâu thi công, nó bao g m c k ồ ự ng h p c th . ế ị ự ủ ơ ử ệ ườ ặ ế ị ẽ ứ ợ ụ ể Ở ầ ồ ộ ố ế ệ ọ ộ ố ế ỹ ư ứ ệ ấ ệ ế ị ế ị ệ t b thi ệ ề ấ ạ t b thi công c c khoan nh i: ọ ồ t b thi công c c khoan nh i khác ế ị ọ ng pháp khoan c c nh i v i các ọ ươ i có r t nhi u công ngh và các lo i thi t nam hi n nay ch y u là s d ng 3 ph ủ ế ồ ồ ớ ệ ử ụ ư ng pháp khoan ph n tu n hoàn). i pháp móng đ C c khoan nh i là m t trong nh ng gi ả ữ ọ ộ t Nam. Chúng th trên th gi d ng nhà cao t ng Vi i và ế ớ ệ ở ở ự mang t ng c a c c luôn luôn là v n đ đ ả ớ ấ ủ ọ ấ ượ quan tr ng nh t đ quy t đ nh ch t l ọ thu t, thi ậ ph n này chúng ngh ch t ch , kinh nghi m x lý khi g p các tr ệ ặ t quá trình thi công c c khoan nh i và m t s kinh nghi m v i ta s nghiên c u chi ti ớ ẽ m c đích cung c p cho các k s thi công m t s ki n th c và kinh nghi m ban đ u ầ ụ c a công ngh này. ủ Đ c đi m công ngh và các thi ể ặ Trên th gi ế ớ Vi nhau. Ở ệ t b và quy trình khoan khác nhau nh sau: lo i thi ế ị ạ ng pháp khoan th i r a * Ph ươ ươ ổ ử . (còn g i là ph ả ầ ọ

. * Ph * Ph ng pháp khoan dùng ng vách ố ng pháp khoan g u trong dung d ch bentonite . ươ ươ ầ ị

A. Ph ng pháp khoan th i r a (hay ph n tu n hoàn) : ươ ổ ử ả ầ

c s d ng r ng rãi ở ạ ệ ệ ị ự ấ ộ ố ơ ộ ố ẫ ử ụ ị ể ấ ử ụ ố ượ ơ ị ể ắ ư đáy h khoan lên đ a vào b l ng. L c tách đung d ch bentonite cho quay l ọ c b m vào xe téc và v n chuy n ra kh i công tr ị ỏ ườ ể ậ ồ vách h đào. Mùn khoan và dung d ch đ ể ữ ố ướ ượ ơ ổ ng. ườ ả t Nam Xu t hi n đã lâu và hi n nay v n đ Trung Qu c. T i Vi ẫ ượ ử ụ ệ ố ệ m t s đ n v xây d ng liên doanh v i Trung Qu c v n s d ng trong công ngh ớ ượ ơ c b m khoan này. Máy đào s d ng gu ng xo n đ phá đ t. dung d ch bentonite đ ắ c máy b m và máy nén khí xu ng đ gi ố đ y t i và ạ ẩ ừ mùn khoan ệ ng. Công vi c t đ đ t c t thép và đ ặ ố bê tông ti n hành bình th ế - u đi m: giá thi ế ị ẻ c đi m: Khoan ch m ch t l - Nh ậ t b r . thi công đ n gi n, giá thành h . ạ ư ng và đ tin c y ch a cao. ậ Ư ể ượ ơ ấ ượ ể ộ

B. Ph ng pháp khoan dùng ng vách : ươ ố

c h xu ng và nâng lên ố ấ ủ ế ỷ ố ừ ươ ế ị vách h khoan. Đ t trong lòng ng vách đ ố ượ ạ ng pháp này không c n dùng đ n dung d ch ầ ầ c l y ra b ng g u ượ ấ tr p niên 60~70 c a th k này ng vách đ ệ ừ ậ ừ ể ữ ằ ấ ố

ườ ượ ế ổ ng pháp này là: không c n đ n dung d ch benlonitc, công tr ế c ti n hành hình th ầ ng. ị ườ ng ả ượ ọ ế ủ ề ồ Xu t hi n t b ng cách v a xoay v a rung. Trong ph ằ bentonite đ gi ngo m.ạ Vi c đ t c t thép và đ bê tông đ ệ ặ ố - u đi m c a ph ủ Ư ể s ch, ch t l ấ ượ ạ c đi m c a ph - Nh c c c đ n 30m, máy c ng k nh, ể ượ khi làm vi c gây ch n đ ng rung l n, khó s d ng cho vi c xây chen trong thành ph . ố ấ ệ ươ ng c c đ m b o. ọ ả ng pháp này là khó làm đ ươ ử ụ ộ ệ ớ

C. Ph ng pháp khoan g u ươ ầ :

ệ ở ạ ầ ng ng là 3 đo n truy n đ ạ ầ ạ ừ ầ ố c th c hi n trong dung d ch sét bentonite. Trong công ngh khoan này g u khoan th ngoài, c n g u khoan có d ng ăng ten th xoay t ố b ng dung đ ch betonite. Quá trình t o l ằ ườ ườ ầ ề ượ máy dài xu ng g u đào nh h th ng rãnh. Vách h khoan đ ờ ệ ố đ ạ ỗ ượ d ng thùng xoay c t đ t và đ a ra ư ắ ấ c chuy n đ ng ộ ể n đ nh c gi ượ ị ữ ổ ị ự ệ ị

ượ ừ ả ồ ọ ệ ả ả c thu h i l c và tái s d ng v a đ m b o v sinh và gi m ể ử ụ ể ở t qua các d v t trong lòng đ t. Vi c đ t c t thép và ệ ặ ố ể ượ ị ậ c ti n hành trong dung d ch bentonite. Các thi ng chuyên ch . Trong quá trình khoan có th thay các đ u đào khác nhau đ ớ ề ượ ầ ấ t b đào thông d ng ế ị ụ ở ấ ế ị t Nam là Bauer (Đ c), Soil-Mec (Italia) và Hitachi (Nh t B n). Dung d ch sét bentonite đ ị kh i l ố ượ phù h p v i n n đ t và có th v ợ đ bê tông đ ổ Vi ệ ậ ả ứ

ng thu n ti n rõ ràng, b o đ m v ệ ấ ượ ể ệ ả ả ệ ưở ế ụ ộ ỹ ề ậ ả ỏ - u đi m: thi công nhanh, vi c ki m tra ch t l ậ Ư ể ng đ n công trình xung quanh. sinh môi tr ườ ệ - Nh c đi m: thi ọ ắ ượ ể ph i tuân th ch t ch , đòi h i cán b k thu t và công nhân ph i lành ngh và có ý ủ ặ ả th c công nghi p và k lu t cao. ệ ứ ng. Ít nh h ả t b chuyên d ng, giá đ t, giá thành c c cao, quy trình công ngh ế ị ẽ ỷ ậ

Vi t Nam ng pháp này khoan nhanh h n và ch t l ở ơ ơ ả ệ ươ ng đ m b o h n nên ả ấ ượ ng pháp khoan này. ươ ủ ế ử ụ

i cán b ừ ườ ộ d toán ự ị bài trên. Ng ứ ấ có ạ c các mã đ n giá, mã hi u đ nh m c r t rõ ràng. Không còn tình tr ng : S d ng ph ng pháp khoan dùng ng vách, ươ ầ ư ố ố ồ ơ d toán ự ệ ử ụ ể ượ ố c đi m nói trên, căn c vào đi u ki n c th c a công trình ề ụ ệ ụ ể ủ ng chi phí...) có th ch n ph ng pháp ộ ể ọ ươ . ươ ứ ng pháp đ ầ ử ụ c s d ng tu n hoàn (l c tách s d ng c v n đ này vi c áp d ng đ n giá cho c ch đi. Hi u đ ứ t b , l ế ị ượ ả d toán ự ượ ử ụ ề ể ượ ấ ọ ụ ượ ệ ơ ẽ ớ c h xu ng và nâng lên, ch n đ ng rung l n, ươ ấ ố ộ

ứ ọ ồ ị ự ệ ố

ng pháp khoan có ng vách (không s d ng dung b ng ph ạ ỗ ằ ử ụ ươ ố

b ng ph ử ụ ng pháp khoan xoay ph n tu n hoàn (có s d ng ả ạ ỗ ằ ươ ầ Do ph hi n nay ch y u s d ng ph ệ còn ti pế M t vài ý ki n: ộ ế ng pháp thi công t c các ph - V i vi c hi u đ ươ ể ượ ệ ớ th áp d ng đ ệ ụ ơ ượ ể r t hay g p trong các h s ử ụ ặ ấ nh ng v n có đ u vi c S d ng dung d ch bentonite ch ng s t thành h khoan. ị ẫ - Xem qua phân tích nh (v đ a ch t, v kh năng huy đ ng thi ề ấ ả ề ị thi công t đó đ n giá t ng ng trong b n ơ ừ - Dung d ch betonite trong các ph ươ ị l i), mùn khoan tách ra đ ở ạ 2 công tác này s rõ ràng. ng pháp dùng ng vách, ng đ - Ph ượ ạ ố ố tính chi phí hao phí ng vách là r t c n thi t. ố ế ấ ầ - Đ nh m c dùng đ xác đ nh chi phí (giá) cho công tác khoan c c nh i trong t p ĐM ể ậ ị d toán ươ ng XDCT ph n xây d ng s 1776/BXD-VP có mã hi u AC.3000 cho 2 ph ầ ự pháp: + AC.31000 Khoan t o l d ch khoan) ị + AC.32000 Khoan t o l dung d ch khoan). ị

Thi công t ng h m TOP - DOWN ầ ầ

ố ạ ả ế ề ả ủ t v công ngh thi ượ ủ ự ậ ạ t khi còn đi h c. Năm 2003 TA đ ố ượ ể ọ ề các ẻ ế

ph n ạ ủ ể ụ ệ ở t d ế ướ ẽ TS. Võ Qu c B o là th y d y môn k thu t thi công c a TA, bài vi ầ ỹ ệ công Top - Down c a th y B o đăng trên t p chí xây d ng s 4/2000. TA đ c th y ầ ầ c ki m ch ng th c t t ng tuy n t p các bài vi ứ ế ể ậ ặ ự ế i công trình thi công toà nhà Vincom - Bà Tri u. Gi v n đ lý thuy t này t xin chia s ệ ờ ạ ấ ệ ể ậ d toán v i các b n theo khía c nh tìm hi u các đ u m c công vi c đ l p cho đúng, ự ể ạ ớ ầ Quy trình thi công t ngầ cho đ . Đ ý danh m c công vi c, trình t h m theo ph i đây s giúp chúng ta hình ầ dung đ c các đ u công vi c ph i l p ầ ụ thi công ự bài vi ng pháp "TOP-DOWN" ở ươ . ự ầ ả ậ d toán ượ ệ

ộ ậ ầ ầ ườ ng có m t vài t ng h m đ làm t ng kĩ thu t, ch a đ ng máy móc ầ ơ c thô, h th ng b m n ệ ố ể t b , h th ng kĩ thu t và x lý nh : b n ậ ứ ự ướ c s ch h th ng b ch a ph th i và x lý, h th ng bi n áp và t ế ả ử ể ứ ư ể ướ ử c, thi ủ ề ệ ố ệ ố ệ ế ậ ệ ỡ ớ ả ề ấ ư ầ ị ự ộ ủ ầ ầ ầ ầ ầ t đ y đ v khoa h c và công ngh ọ Nhà cao t ng th ầ ế ị ọ t b l c, thi ế ị ệ ố đi u khi n, ể b n ể ướ ạ phân ph i đi n. Ngoài ra, còn làm kho ch a hàng hóa, v t li u và gara ô tô. V góc t ủ ề ứ ố i n nđ t phía trên đ a tr ng tâm công đ ch u l c t ng h m giúp công trình đ b t t ọ ị ự ầ ọ t h n. Tuy trình th p xu ng, giúp công trình ch u l c ngang c a gió, bão, đ ng đ t t ấ ố ơ ố ấ ng r t khó khăn nhiên vi c thi công t ng h m nói riêng và ph n ng m nói chung th ấ ườ ệ và là thách th c đ i v i nhi u nhà th u. M i công trình đ u có nh ng đ c di m riêng ề ề ặ ữ ề ỗ ể ỉ c ng m... nên không th ch v c u t o n n đ t, m t c t đ a ch t, chi u cao m c n ự ướ ề ặ ắ ị ề ấ ạ s d ng kinh nghi m mà đòi hòi c n có hi u bi ệ ử ụ ế ầ ủ ề ể m i đáp ng đ ớ ầ ứ ố ớ ấ ấ ề ầ ệ c yêu c u xây d ng c a công trình. ự ượ ứ ủ ầ

ố ầ ề ế ườ ươ ầ ầ ng pháp thi công ph n ng m truy n th ng th ể ng pháp s d ng t ươ ầ ử ụ t, các ph ố ươ ng dùng ừ ướ i d ng ch n b ng ằ ắ ử ng pháp s ươ ấ ể ể ượ ộ ộ ườ ươ ộ ố ư nhi u nh ề ơ ả c đi m c b n ề ế ế ậ ầ ệ ế ầ ườ c r i đào đ t và thi công t ng ng m th ầ ườ ệ ố ấ trên xu ng (TOP-DOWN). Có nghĩa ứ i ta thi ầ ế ầ ầ ườ ứ ư ậ ớ ệ ố ầ ệ ố ớ ự ọ ơ ở ng Ba rét, s d ng các sàn t ng tr t và các t ng h m làm h th ng ch ng đ t ố ệ ỡ ườ ng ố ầ ừ ứ ầ ầ ệ ố ướ ầ ủ ườ ệ ầ ấ ầ ầ trên xu ng d ữ ư ỡ ạ ệ ầ ầ ệ ố ố ầ ầ ố ấ ng r t ph c t p v ể ể ố ệ ng không gian thi công và r t t n kém. ứ ạ ướ ấ ố ệ ố ầ ấ ố ế ấ ầ ầ ầ ườ ặ ấ ố ng thi công ngay trên m t đ t. ầ ờ ng x u c a th i ấ ủ ả ả ẵ ầ ưở ệ ầ

t.ế ế ệ ể ầ ầ ầ ầ ầ ờ ớ 5 d n 6 tháng. ầ ầ ầ ầ ườ ừ ế ờ ế ấ ấ ộ ệ ớ ầ

ng pháp "TOP- ứ ậ ầ ươ ầ

ỡ ạ ươ ầ ầ ế ộ ể ỡ ầ ế ấ ả ầ ạ ộ ố ố ượ ữ ạ ộ ố ộ ữ ọ ồ ộ ẽ ữ i ta dùng thép I có gia c ng các sàn mà c t thép ch ng t m c n ph i đ s ầ c nh i và b c bê tông tr thành nh ng c t ch u l c ị ự ở ẽ ượ ng pháp tinh toán và quy ươ ộ ớ ng thép góc ho c ng thép v i ặ ố ườ ả c đ t đúng vào v trí các c t ch u l c c a công trình và ộ ị ự ủ ộ ng đ ng ự ế ườ 200 - 1000 t n. ấ ị ả ượ ặ c c m s n vào các c c khoan nh i t ồ ừ ọ khi thi công c c khoan nh i. ọ ườ ồ ể ế ụ ớ ụ ể ầ ạ i, nên c n dùng ph gia đ giúp bê tông nhanh chóng đ t ng pháp Nh chúng ta đã bi ư t ng ch n và h thanh ch ng đ dào đ t và thi công ph n ng m công trình t ệ ắ ấ ườ ng pháp này là: Ph lên mà đ i di n c a các ph ườ ệ ủ ạ ván c thép (Sheel piles) và h th ng thanh ch ng (Bracing System); Ph ệ ố ố ừ ng chăn Ba rét và h th ng neo trong đ t (Anchors). d ng t ệ ố ụ Các ph ng pháp này bên c nh m t s u đi m thì b c l ạ là t n kém v kinh t ti n đ thi ộ ố công ch m và đ chính xác kém. ộ Công ngh thi công t ng h m 'TOP-DOWN' là công ngh tiên ti n hi n nay. Trong ầ ệ i ta thi công các t ng h m t công ngh này ng ệ ừ ầ i ta thi công k t c u sàn t ng tr t tr là ng ệ ướ ồ ầ ế ấ nh t và c nh v y ti p t c các t ng h m khác, đ n t ng ng m cu i cùng ng ầ ầ ế ụ ấ công cùng v i đài c c và h th ng d m móng. Công ngh thi công t ng hàm "TOP- DOWN" d a trên c s săn có c a t ng vách c ng (Diaphagm Wall) v i công ngh t ử ụ ườ t ng h m trong quá trình đào đ t và thi công d m t i. ầ Công ngh thi công t ng h m "TOP-DOWNN có nh ng u đi m sau: - Không c n dùng h th ng ch ng t m (Bracsing System) đ ch ng đ vách t ườ ng t ng h m trong quá trình đào đ t và thi công các t ng h m. H thanh ch ng t m này ạ ầ th ườ - Không t n kém h th ng giáo ch ng, coppha cho k t c u d m sàn t ng h m vì th - Khi thi công các t ng h m đã có s n t ng tr t, nên gi m nh h ti - Ti n đó thi công nhanh, sau khi đã thi công sàn t ng tr t, có th tách hoàn toàn vi c ệ thi công ph n th n và thi công ph n ng m. Có th thi công đ ng th i các t ng h m và k t c u ph n thân. V i nhà có ồ ầ ể t ki m đ 3 t ng h m th c th i gian thi công t ng ti ượ ệ Tuy nhiên công ngh thi công t ng h m "TOP-DOWN" là m t công ngh m i và ph c ứ ầ ệ t p c n đ ng. c nghiên c u kĩ l ưỡ ạ ầ ượ M t s v n đ kĩ thu t c n thi t trong thi công t ng b m theo ph ầ ế ề ộ ố ấ DOWN" ng pháp "TOP-DOWN" ph i s 1. C t thép đ t m: Khi thi công t ng h m theo ph ả ử ố ầ ồ d ng các c t thép đ đ các sàn t ng h m và n u thi công k t c u ph n thân đ ng ầ ầ ụ c thêm c 2 th i v i thi công t ng h m thì các c t thép ch ng t m này ph i ch u đ ả ờ ớ ị ượ sàn t ng 1 và t ng 2 n a. S l ả ỡ ẽ ầ ầ ầ c l y theo ti n đ thi công ph n thân nhà. đ ế ượ ấ Các c t thép đ t m sau này s đ ỡ ạ ộ c a công trình. Vi c tinh toán các c t này s theo nh ng ph ệ ủ đ nh riêng. Trong th c t ị kh năng ch u l c t ị ự ừ Các c t thép đ t m ph i đ ỡ ạ th ẵ ượ ắ ấ 2. Bê tông Do yêu c u thi công liên t c, ph i tháo ván khuôn s m đ ti n hành đào đ t ầ ả thi công ti p t c ph n d ế ụ ầ ướ ng đ yêu c u trong mót th i gian ngăn. Có th s d ng các ph c c đ ầ ộ ượ ườ ể ử ụ ươ ờ

c nh ng v n gi ẫ ẻ ẻ ụ ữ ư n ỉ ệ ướ ộ ụ nguyên đ s t ườ ộ ủ ng c ng đ ng đ nhanh, có th đ t trên 90% c ộ ộ ườ ế ạ ả ng đ c a bê tông. ườ ưở ử ụ ầ ử ụ ế ế ả ụ ng n đ vá các ở ể ở ụ ươ ng n nên s d ng lo i ạ ử ụ n CaOAl2O33CaSo4(31- ơ ế ng tác v i n ượ ừ ấ ử ở c s d ng là t ượ ử ụ ể ủ ượ 5 - 15% c a l ng ở ng n ng đ ấ ươ ộ ố ng t ng h m n i có thép ch v ơ ầ ầ sàn đáy ph i đ ả ượ c ờ ả ở ỉ ng pháp h u hi u, vi c s a ch a nh ng ch b rò r , ỗ ị ữ ữ ữ ữ ệ ấ ệ ử ố ố ấ ấ ằ c ng m đ thi công các t ng h m: Khi thi công các t ng h m b ng ạ ự ướ ể ấ ầ ầ ề ườ ươ ầ ng pháp "TOP-DOWN" th ườ ươ ườ ầ ng g p n ệ c ng m gây khó khăn r t nhi u cho vi c ặ ướ i ta ph i k t h p c hai ph ả ế ợ ả ệ ố ố ố ướ ề ặ ồ t k các h th ng h m c n ầ ấ ng pháp là h m c n c b m t g m các m ng tích n ươ ầ ạ ự ướ ệ ố ệ ộ c ạ ự ướ c. h ướ ướ c c ng m và thoát n c tính toán riêng cho t ng đ sâu thi công theo t ng giai đo n. Khi thi ạ ả ượ ầ ả ừ t k c a ế ế ủ ế ế ừ ủ ọ sau: - S d ng ph gia hóa d o, siêu d o gi m t l yêu c u làm tăng c - S d ng các ph gia tăng tr ụ t k trong vòng 7 ngày. thi Khi thi công c t và vách c ng, c n ph i dùng bê tông có ph gia tr ầ ứ ộ đ u c t, đ u lõi n i ti p giáp v i d m sàn. Ph gia tr ớ ầ ươ ầ ầ ộ c xi măng t o ra các c u t khoáng, khi t ạ ớ ướ ươ ng n th 32)H2O. Hàm l ng ph gia tr ở ườ ươ ụ xi măng, không nên dùng b t nhóm ho c các ch t sinh khí đ làm bê tông tr ặ b i chúng gây ăn mòn c t thép. ớ Bê tông sàn n i ti p giáp v i t ớ ườ ơ ế ch ng th m b ng nh ng ph ươ ằ th m sau khi đã thi công bê tông là r t khó khăn và t n kém. 3. H m c n ph ng ng thi công, thông th ng m b ng ng kim l c và h th ng thoát n ằ ọ ầ c và máy b m. Vi c thi thu n ơ ướ này ph i đ công cũng ph i coi tr ng và luân th đúng yêu c u thi công tác này.

ầ ) ộ ệ ể ư ầ ồ c c m vào c c khoan nh i và c c barét ọ ọ ằ ọ ồ ượ ắ ng pháp "TOP-DOWN" (các b n chú ý ạ ầ và b n ti n đ trong Microsoft Project nhé ả d toán ế ự s có m t công trình g m có 3 t ng h m. Móng c c khoan nh i và c c Barét đã ọ ầ ồ c thi công các c c đ t m b ng thép đã đ ọ ỡ ạ

ng vách c ng (Diaphagm Wall) đã đ ượ ườ t k . ế ế ứ ế c thi công thành m t chu vi kín. Ta ti n ộ ng pháp "TOP-DOWN" theo quy trình sau: ầ ươ ệ ướ ầ ầ ầ ấ ể ạ ầ ủ ộ ệ ầ ố ố

ng vách ầ ng vách. ấ ườ ữ ầ ng đ yêu c u. ệ ạ ườ ầ ộ ầ ầ ấ ể ạ ứ ấ ầ ề ầ ườ ấ ầ ứ ấ ầ ứ ấ ng vách. ủ ộ ứ ấ ố ớ ố ố

Quy trình thi công t ng h m theo ph ươ đ u vi c đ đ a vào b n ầ ả Gi ộ ả ử đ ượ theo đúng thi T hành thi công các t ng h m theo ph B c 1 : Thi công sàn t ng tr t (c t 0.00) ố - Đào đ t đ t o chi u cao cho vi c thi công t ng tr t ệ ề ệ - Ghép ván khuôn d m sàn t ng tr t ệ ầ - Đ t c t thép d m sàn t ng tr t, hàn n i v i c t thép c a c t ch ng thép và c t thép ố ớ ố ặ ố c a t ủ ườ - Ch ng th m cho các m i n i gi a sàn và t ố ố ố - Đ bê tông d m sàn t ng tr t ệ ầ ổ - B o d ng đ n khi bê tông sàn t ng tr t đ t c ế ả ưỡ ầ B c 2 : Thi công láng h m th nh t ứ ấ ướ - Tháo ván khuôn d m sàn t ng tr t ệ ầ - Đào đ t đ t o chi u cao cho vi c thi công t ng h m th nh t. ầ ệ - Ghép ván khuôn d m sàn t ng h m th nh t. ầ ầ - Ch ng th m cho các m i n i gi a sàn t ng h m th nh t và t ố ố ố ữ - Đ t c t thép d m sàn t ng h m th nh t, hàn n i v i c t thép c a c t ch ng thép và ầ ầ ầ ặ ố ng vách. c t thép c a t ủ ườ ố - Đ bê tông d m sàn t ng h m th nh t ứ ấ ầ ầ ầ ổ

ồ ồ ầ ứ t ng h m th nh t đ n t ng tr t. ầ ộ ệ ầ ng đ yêu c u ầ ứ ấ ạ ườ ầ ổ ứ ấ ế ầ ng đén khi bê tông sàn t ng h m th nh t đ t c ầ ứ ầ ầ ầ ầ ầ ứ ấ ể ạ ứ ề ầ ấ ườ ầ ệ ầ ữ ố ứ ng vách. ủ ộ ứ ầ ố ớ ố

ầ ứ ổ ầ ồ ồ ứ t ng h m th hai đ n t ng h m th nh t. ế ầ ầ ng đ n khi bê tông sàn t ng h m th hai đ t c ng đ yêu c u. ầ ế ừ ầ ả ưỡ ạ ườ ầ ầ ầ ộ ứ ầ ầ ầ ầ ứ ầ

ằ ầ ọ ấ ầ ả ố ố ớ ườ ng ủ ầ ể ả ấ ầ ố

ủ ộ ầ ầ ố ố ng vách. ầ ầ ồ ồ ủ ầ ầ

ọ ộ - C t thép ván khuôn và đ bê tông lõi vách c ng, l ng c u thang máy, nh i và b c c t ố thép t ừ ầ B o d ả ưỡ B c 3 : Thi công t ng h m th hai ướ - Tháo ván khuôn d m sàn t ng h m th nh t ứ ấ - Đào đ t đ t o chi u cao cho vi c thi công t ng h m th hai - Ghép ván khuôn d m sàn t ng h m th hai ầ - Ch ng th m cho các m i n i gi a sàn t ng h m th hai và t ố ố ố ầ - Đ t c t thép d m sàn t ng h m th hai, hàn n i v i c t thép c a c t ch ng thép và ầ ầ ầ ặ ố ng vách. c t thép c a t ủ ườ ố - Đ bê tông d m sàn t ng h m th hai. ầ ầ ổ ọ ộ - C t thép ván khuôn và đ bê tông lõi vách c ng. l ng c u thang máy, nh i và b c c t ứ ố thép t ứ ấ - B o d ứ B c 4 : Thi công t ng h m th ba (t ng đáy) ướ - Tháo ván khuôn d m sàn t ng h m th hai ầ - Đào đ t đ n c t thi công dài c c ọ ấ ế ố - Bê tông lót, ch ng th m đáy dài c c và d m gi ng ố - Thi công dài c c và d m gi ng ọ - Bê tông lót và ch ng th m cho sàn đáy c a t ng h m, k c các m i n i v i t vách. - Đ t c t thép sàn đáy t ng h m, hàn n i v i c t thép c a c t ch ng thép và c t thép ố ớ ố ặ ố c a t ủ ườ - Đ bê tông sàn đáy t ng h m. ầ ổ - C t thép ván khuôn đ bê tông lõi vách c ng, l ng c u thang máy, nh i và b c c t ọ ộ ứ ổ ố thép c a t ng h m cu i ố cùng. - B o d ng bê tông sàn đáy t ng h m. ả ưỡ ầ ầ

H ng Nâng Cao Ch t L ấ ượ ướ ng C c Khoan Nh i ồ ọ

ơ ồ ượ ườ ệ ọ c áp d ng m nh m trong ạ ụ ự n ở ướ c ta. Hi n nay, ệ ẽ ệ c tính hàng năm chúng ta th c hi n ự ớ ả ả ỷ ồ ọ ậ ệ ỹ ọ ồ ứ ộ ố ướ ệ i. Trong h n m i năm qua, công ngh c c khoan nh i đã đ xây d ng công trình ướ ng kính 0,8 ¸ 2,5m, v i chi phí kho ng 50 ¸ 70 nghìn mét dài c c khoan nh i có đ ườ ồ ậ ể ử - k thu t đ s kho ng 300 ¸ 400 t đ ng. Vì v y vi c tìm ra các bi n pháp kinh t ệ ế ỉ t không nh ng ch d ng móng c c khoan nh i có hi u qu h n là m t v n đ c n thi ữ ế ộ ấ ệ ụ v n giám đ i v i các nhà nghiên c u mà còn đ i v i c các nhà thi ư ấ ố ớ sát. Bài vi ng xây ế ề ậ d ng móng c c khoan nh i ọ ự ả ơ ề ầ t k , nhà th u, t ầ ố ớ ả ế ế ng công ngh nh m nâng cao ch t l ấ ượ ằ c ta trong th i gian t ớ t đ c p đ n m t s h ế n ồ ở ướ ờ

• Công ngh khoan

: Hi n nay các nhà th u ộ ề c a c c khoan nh i. Các nhà th u có đ ph n ầ ở ướ ệ ng kính khoan 2,5m. Đây cũng là ph m vi t ườ ầ ủ ươ ệ ế ủ ọ ng kính 2,5m có chi u dài đ n 40 ¸ 50m vào trong n n đ t sét có đ c ta đ kh năng đ t đ n đ ủ ả ạ ế i đa xét v ạ ố ng ti n đ h ng ể ạ ố ộ ồ ề ế ấ ệ sâu khoan 100m và đ tính kinh t vách đ ườ ấ ch t trung bình. Công ngh khoan khô hay trong dung d ch c t qua các t ng đ t ặ ề ắ ệ ầ ị

ng đ i v i các nhà th u. Đ sâu c n thi t chôn ố ớ ườ ầ ộ ế ầ c th c hi n không có gì khó khăn. khác nhau đã tr thành bình th ở mũi c c vào đá đ ệ ượ ự ọ

• Công ngh đ bê tông

ệ ổ : Các nhà th u đã đ ph ầ ầ ụ ủ ươ ố ộ ổ ả ng ti n, thi ệ ế ả ộ ế ị ể ổ t b đ đ bê tông mác cao, có các ph gia yêu c u, t c đ đ đ m b o ti n đ trong các đi u ki n thi công khác nhau. ệ ề

ấ ng ể

• Công ngh đánh giá ch t l ệ ộ ồ

ế ử ộ ể ử ộ ớ ỏ ể ị ả ủ ọ ộ i c a c c khoan nh i. ữ

t b đã đ c ta, vi c th t ệ i cho c c dài, ọ ể khoan sau khi đào, công ngh th ệ ử ọ ỗ c ngoài ư ắ c áp d ng, nh ng còn do nhà th u n ượ ầ ướ ụ ắ ể ấ ượ : Chúng ta đã có các công ngh : Gamma đ ệ ng, th đ ng bi n d ng đánh giá đ đ ng nh t, siêu âm đ đánh giá ch t l ạ ấ ượ nh đ đánh giá đ nguyên v n và th đ ng bi n d ng l n đ đánh giá s c ứ ế ẹ ạ i b ng h p Osterberg và n ch u t ộ ử ả ằ ồ ở ướ công ngh b m v a sau (post - grouting) đ nâng cao s c ch u t ị ả ứ ệ ơ công ngh siêu âm đ quan tr c hình h c l ể ệ i c c có g n thi t ế ị ả ọ th c hi n. ự ệ

i: ng d a vào các ch d n thi ệ ườ ị ả Vi c đánh giá này th ự ị ứ ặ ị ế ế t k , ấ nh t ủ ạ ế ủ ưở

ỷ ệ ng r t th p do b h n ch v kinh phí, và ủ ớ ệ ứ ấ ỉ ẫ l ộ ỷ ệ ng c a chi u dài thân c c ọ ề thí nghi m đánh i mũi c c. T l ệ ọ ế ề ớ i m i nh PDA, ư ạ

• Đánh giá s c ch u t trong đó m c đ nh s c ch u mũi và ma sát thành bên đ t đ n m t t ứ đ nh c a giá tr gi i h n mà không xét đ n nh h ị ớ ạ ế ả ị cũng nh tính ch t c lý c a l p đ t mang t ấ ơ ấ ả ư i c a c c trên hi n tr giá s c ch u t ị ạ ị ả ủ ọ ườ ấ chúng ta v n ch a m nh d n áp d ng các công ngh th t ệ ử ả ụ ạ ư ẫ Osterberg, Statnamic.

ng c c khoan nh i c ta. ộ ố ướ ể ọ ủ ấ ướ ầ n ồ ở ướ c th i gian t ớ ờ ọ i, trong xây d ng móng c c ự ng sau: M t s h ng nâng cao ch t l ấ ượ Đ đáp ng yêu c u xây d ng c a đ t n ự ứ khoan nh i c n chú ý các h ướ ồ ầ

1 - Tăng c ườ ng các công ngh đánh giá ch t l ệ ấ ượ ọ . ng thi công c c

•

ứ ậ ề ồ ố : C n s d ng k thu t tomography, t c là dùng 3 - 4 ỹ c theo ph n m m tomography đ có ể ầ ượ ử đó d dàng xác đ nh đ ề c chính xác h n v trí ượ ơ ị ị ễ ề ừ t c a c c. c u M Thu n công ngh này ệ đã đ ỹ c tăng c ế i Osterberg ả : : ở ầ t, c n đ ố ầ ượ c ta công ngh này đã đ Siêu âm truy n qua ng ầ ử ụ đ u đo đ ng th i và x lý k t qu thu đ ầ ả ế ờ c các hình nh ba chi u, t đ ượ ả và m c đ khuy t t ế ậ ủ ọ ứ ộ • Quan tr c hình h c h khoan sau khi đào ắ ọ ố c s d ng và cho k t qu khá t ượ ử ụ n ở ướ ậ ng s d ng. ử ụ ườ c áp d ng khi ụ ệ

• Công ngh th t ự

ệ ử ả ụ ở ủ ậ xây d ng tr s c a Vietcombank - Hà N i vào năm 1995 và c u M Thu n ộ ỹ ượ ầ

c ng h s d ng ti p. Ph ư ươ ng ế ượ ủ ơ ấ năm 1998, nh ng r t ti c là sau đó không đ ấ ế pháp này cho k t qu tin c y và giá thành th p h n th tĩnh truy n th ng. ả i tĩnh đ ng Statnamic ế ệ ử ả c ta. Hi n nay công ngh này đ ệ ấ ậ ộ n ệ c phát tri n khác do tính kinh t ướ ộ ử ụ ề ố ử i c c duy : Đây là công ngh th t ệ ử ả ọ ổ ế c ph bi n ượ ả ệ ầ ờ t là cho các móng công trình thu công.

• Công ngh th t nh t ch a đ c s d ng ư ượ ử ụ ở ướ M và các n khá m nh ể ở ỹ ạ chóng cho k t qu c a nó. Th i gian t ả ủ ế đ c bi ặ

và kh năng nhanh ế i chúng ta c n áp d ng công ngh này, ụ ớ ỷ ệ

i ể ứ ồ ộ ứ ứ ị ả ủ ọ ồ ầ ị ộ ờ c huy đ ng đ ng th i ầ ng không đ ượ ữ i c a c c khoan nh i ph thu c vào hai thành ph n: S c ch u mũi và ma sát ườ

ạ ự ữ ứ ạ ượ t đ huy đ ng đ ớ ạ ầ ng đ i nh so v i các chuy n v c n thi ớ ể ợ ể ố i h n đ t đ ế ể i h n. Theo AASHTO, 1997 thì ma sát thành bên có th đ t 50% t ị ủ ườ c l i, s c ch u mũi đòi h i 10 đ n 30 ỏ l ị ộ ơ ể ọ ể ị ộ ỷ ệ ề ề ư ủ ầ i h n tr ể ộ ớ ạ ng v ầ ầ ầ ờ ườ c và chuy n sang tr ng thái d trong th i gian s c ch u mũi ạ ư ị i tr ng khai thác th ị ả ọ ể c huy đ ng. ị ộ ộ ướ c huy đ ng. Ngoài ra yêu c u chuy n v t ể ượ ứ ng b xáo tr n do các quá trình thi công bình th ị ườ ứ ể ả ườ ở ầ ự ị ả ủ ặ ỷ ộ ộ ọ c. Các chuy n v c n thi ể ặ ầ ế ể ớ ạ ị ầ t quá các gi i y u, v n đ này còn ph c t p h n n a. ng v ườ ấ ộ ợ ườ và ph ươ ượ ứ ạ ề i đ t v n ho c đ t m m ặ ấ ể ể ạ ấ ụ ạ ưở ỹ ệ ầ ượ ấ ặ ị ờ i đáy h đào. Các y u t ế ố ự ắ ạ ế ể ộ ị

Châu Âu và M ng i ta đã ng d ng ph ng trên, ỹ ườ ươ ứ ụ ể ở ứ ọ ng pháp i mũi c c sau khi bê tông thân c c đã đông c ng, hay còn g i là phun v a ữ i công trình c u M Thu n, nhà th u CHLB Đ c đã s d ng công c ta, t ọ ử ụ ứ ạ ầ ậ ầ ỹ

ế ủ ở ỹ ể ằ ạ ấ ư ứ ẻ ề ụ ả 2 - Phun v a sau đ tăng s c ch u t ị ả . S c ch u t ụ hai thành ph n này th thành bên. Trong th c t ự ế do các nguyên nhân sau: - S không phù h p v bi n d ng gi a s c ch u mũi và ma sát bên xét v quan h v i ệ ớ ề ề ế ị c trong các chuy n v ị các yêu c u chuy n v . Thành ph n ma sát bên t ể ị ầ thân c c t c s c ch u mũi ị ượ ứ ộ ị ầ ỏ ọ ươ i h n ng v i ớ t ớ ạ ứ ể ạ ớ ạ ng kính thân c c (D) và phát huy hoàn toàn trong chuy n v kho ng 0,2% c a đ ọ ể ả kho ng 0,5 đ n 1,0% D (theo Bruce,1986). Ng ế ượ ạ ứ ế ả i l n nhi u h n chuy n v thân c c đ huy đ ng cùng m t t ị ớ ph n trăm giá tr t ầ ạ h n nh c a thành ph n ma sát bên. Đi u đó có nghĩa là thành ph n ma sát bên đ t ạ đ n c ng đ t ứ ị ế ườ t xa giá tr đ ượ ộ ượ mà s c ch u mũi có th đ ộ ng. S xáo tr n - Vùng mũi c c th ự ọ ầ đó có th x y ra b i chùng ng xu t đ t do đào ph n bên trên, dòng th m n c ng m ướ ấ ấ ấ do b gi m áp l c thu tĩnh ho c do chuy n đ ng nhanh c a các thi t b đào đ t trong ấ ế ị ể ng quá trình thi công. S xáo tr n đ t vùng mũi c c do các quá trình thi công thông th ườ ấ ự t đ kh c ph c r t khó ho c g n nh không th lo i tr đ ụ ể ạ ừ ượ ắ ư ấ i h n khai thác cho s xáo tr n này và huy đ ng s c ch u mũi th ị ứ ộ ự phép. Trong các tr ng h p đ t ch u t ơ ữ ị ả ế ấ ố đáy h ng pháp thi công có th đ l - Các trình t ự ề ở ng đ n là: Nói chung không làm s ch k đáy h đào, s chính nh h đào. Các y u t ự ố ế ả ế ố ề ả ủ đáy đ u tiên làm gi m di n tích truy n t i c a phân b không đ u các m nh v n ả ụ ở ả ề ố ng cát cao, th i gian đ t khung thép và đ thân c c lên đ t, dung d ch khoan có hàm l ổ ọ liên bê tông quá dài, s l ng c n c a chính dung d ch khoan t ố ị ặ ủ ớ quan đ n thi công cũng còn gây tăng chuy n v c n đ huy đ ng s c ch u mũi so v i ứ ị ầ ể c làm s ch. khi mũi đ ượ ạ Đ kh c ph c hi n t ệ ượ ụ ắ phun v a d ữ ướ ọ n sau. ở ướ ngh này. ệ t k và công ngh m i trong móng sâu Geo - Theo t ng k t c a H i ngh phát tri n thi ệ ớ ế ế ị ộ ổ ấ ờ i mũi (đ t dính, đ t r i i ta cho r ng c ba lo i đ t ch u t M , ng Denver 8/2000 ấ ị ả ở ả ườ và đá n t n ) đ u có th áp d ng công ngh trên, nh ng v i m c đ hi u qu khác ứ ộ ệ ớ ệ ể nhau.

ả ả ệ ữ : Nói chung phun v a sau có hi u qu rõ r t làm tăng kh năng ệ

ệ ố ớ ứ ệ ể ủ ữ ể ả ặ ướ ọ : Phun v a sau trong đ t sét ch có hi u qu t ả ố ấ ứ i mũi c c. ấ ự ộ ệ ể ấ ấ ả ữ ể ữ

ữ ấ ạ ố ợ . ơ và phun v aữ ể ng dùng ph i h p, đ u tiên là th m qua và sau đó là giai ữ t nh súng phun v a ậ ặ ư ệ Trong đ t cát và bùn ấ i c a mũi c c. ch u t ọ ị ả ủ ị Trong đ t sét i thi u đ i v i s c ch u ỉ ấ ữ mũi nh vi c c k t có th x y ra trong th i gian đông c ng c a v a. Hi u qu h n ả ơ ờ ờ ệ ố ế c là dùng súng phun v a ho c tr n đ t sâu phía d ả Trong đá n t nứ ẻ: Có th dùng hi u qu phun v a áp l c th p đ l p kín các khe h , ở v t n t... ho c trong đá cast ế ứ ặ phun v a th m qua V k thu t phun v a, Có th chia làm hai lo i là ữ ậ ề ỹ th làm ch tặ . Trên th c t ầ ấ ự ế ườ đo n làm ch t. Trong đ t dính có th dùng các k thu t đ c bi ấ ỹ ể ặ ho c tr n đ t sâu phía d i mũi c c. ướ ấ ạ ặ ộ ọ

ủ ế ụ ớ ng v ng ch c h n và nâng cao s c ch u t ị ả ờ ắ ơ i là ti p t c ng d ng các công ngh m i đ đ m ệ ớ ể ả ệ i. Đó cũng chính là các bi n H ng ch y u trong th i gian t ướ b o ch t l ả pháp ch y u đ gi m giá thành c c khoan nh i. ế ụ ứ ứ ồ ấ ượ ủ ế ữ ể ả ọ

Hình nh g u đào c c ba rét, răng g u, ph ki n và quy trình c p bentonite ụ ệ ọ ầ ấ ả ầ

Trench Cutter - G u đào ầ

1. Cutter fram 2. Feed cylinde 3. Mud pum 4. Gear bo 5. Cutter wheel 6. Suction bo 7. Steering plate 8. Pulle 9. Hydraulic hose 10. Mud hos

Răng g uầ

Cutter head: đ u c t ầ ắ Shock absorber: Ejector plates: Suction box: Flipper tooth:

Đ ng đi c a đ t đá và quy trình c p bentonite ủ ấ ườ ấ

1. Trench cutter

2. Cutter mud pump 3. Desander 4. Slurry tank 5. Centrifugal pump 6. Excavated soil 7. Centrifugal pump 8. Bentonite mixer 9. Bentonite silo 10. Water

H ng nâng cao ch t l ng c c khoan nh i c ta ấ ượ ướ n ồ ở ướ ọ

B xung thêm cho bài Bác M nh chút nha: ạ ổ

Normal 0 false false false EN-US X-NONE X-NONE MicrosoftInternetExplorer4

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 300 ¸ 400 tỷ đồng. Vì vậy việc tìm ra các biện pháp kinh tế - kỹ thuật để sử dụng móng cọc khoan nhồi có hiệu quả hơn là một vấn đề cần thiết không những chỉ đối với các nhà nghiên cứu mà còn đối với cả các nhà thiết kế, nhà thầu, tư vấn giám sát. Bài viết đề cập đến một số hướng công nghệ nhằm nâng cao chất lượng xây dựng móng cọc khoan nhồi ở nước ta trong thời gian tới.

Vài nét v ề vi ệ c ứ ng d ụ ng công ngh ệ c ọ c khoan nh c ta. ồ i ở n ướ

• Công nghệ khoan: Hiện nay các nhà thầu ở nước ta đủ khả năng đạt đến độ sâu khoan 100m và đường kính khoan 2,5m. Đây cũng là phạm vi tối đa xét về tính kinh tế của cọc khoan nhồi. Các nhà thầu có đủ phương tiện để hạ ống vách đường kính 2,5m có chiều dài đến 40 ¸ 50m vào trong nền đất sét có độ chặt trung bình. Công nghệ khoan khô hay trong dung dịch cắt qua các tầng đất khác nhau đã trở thành bình thường đối với các nhà thầu. Độ sâu cần thiết chôn mũi cọc vào đá được thực hiện không có gì khó khăn.

• Công nghệ đổ bê tông: Các nhà thầu đã đủ phương tiện, thiết bị để đổ bê tông mác cao, có các phụ gia yêu cầu, tốc độ đổ đảm bảo tiến độ trong các điều kiện thi công khác nhau.

• Công nghệ đánh giá chất lượng: Chúng ta đã có các công nghệ: Gamma để đánh giá độ đồng nhất, siêu âm để đánh giá chất lượng, thử động biến dạng nhỏ để đánh giá độ nguyên vẹn và thử động biến dạng lớn để đánh giá sức chịu tải của cọc khoan nhồi. ở nước ta, việc thử tải bằng hộp Osterberg và công nghệ bơm vữa sau (post - grouting) để nâng cao sức chịu tải cho cọc dài, công nghệ siêu âm để quan trắc hình học lỗ khoan sau khi đào, công nghệ thử tải cọc có gắn thiết bị đã được áp dụng, nhưng còn do nhà thầu nước ngoài thực hiện.

• Đánh giá sức chịu tải: Việc đánh giá này thường dựa vào các chỉ dẫn thiết kế, trong đó mặc định sức chịu mũi và ma sát thành bên đạt đến một tỷ lệ nhất định của giá trị giới hạn mà không xét đến ảnh hưởng của chiều dài thân cọc cũng như tính chất cơ lý của lớp đất mang tải mũi cọc. Tỷ lệ thí nghiệm đánh giá sức chịu tải của cọc trên hiện trường rất thấp do bị hạn chế về kinh phí, và chúng ta vẫn chưa mạnh dạn áp dụng các công nghệ thử tải mới như PDA, Osterberg, Statnamic.

Một số hướng nâng cao chất lượng cọc khoan nhồi ở nước ta. Để đáp ứng yêu cầu xây dựng của đất nước thời gian tới, trong xây dựng móng cọc khoan nhồi cần chú ý các hướng sau:

1 - Tăng cường các công nghệ đánh giá chất lượng thi công cọc. • Siêu âm truyền qua ống: Cần sử dụng kỹ thuật tomography, tức là dùng 3 - 4 đầu đo đồng thời và xử lý kết quả thu được theo phần mềm tomography để có được các hình ảnh ba chiều, từ đó dễ dàng xác định được chính xác hơn vị trí và mức độ khuyết tật của cọc. • Quan trắc hình học hố khoan sau khi đào: ở cầu Mỹ Thuận công nghệ này đã được sử dụng và cho kết quả khá tốt, cần được tăng cường sử dụng. • Công nghệ thử tải Osterberg: ở nước ta công nghệ này đã được áp dụng khi xây dựng trụ sở của Vietcombank - Hà Nội vào năm 1995 và cầu Mỹ Thuận năm 1998, nhưng rất tiếc là sau đó không được ủng hộ sử dụng tiếp. Phương pháp này cho kết quả tin cậy và giá thành thấp hơn thử tĩnh truyền thống. • Công nghệ thử tải tĩnh động Statnamic: Đây là công nghệ thử tải cọc duy nhất chưa được sử dụng ở nước ta. Hiện nay công nghệ này được phổ biến khá mạnh ở Mỹ và các nước phát triển khác do tính kinh tế và khả năng nhanh chóng cho kết quả của nó. Thời gian tới chúng ta cần áp dụng công nghệ này, đặc biệt là cho các móng công trình thuỷ công.

2 - Phun vữa sau để tăng sức chịu tải. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi phụ thuộc vào hai thành phần: Sức chịu mũi và ma sát thành bên. Trong thực tế hai thành phần này thường không được huy động đồng thời do các nguyên nhân sau: - Sự không phù hợp về biến dạng giữa sức chịu mũi và ma sát bên xét về quan hệ với các yêu cầu chuyển vị. Thành phần ma sát bên tới hạn đạt được trong các chuyển vị thân cọc tương đối nhỏ so với các chuyển vị cần thiết để huy động được sức chịu mũi tới hạn. Theo AASHTO, 1997 thì ma sát thành bên có thể đạt 50% tới hạn ứng với chuyển vị khoảng 0,2% của đường kính thân cọc (D) và phát huy hoàn toàn trong khoảng 0,5 đến 1,0% D (theo Bruce,1986). Ngược lại, sức chịu mũi đòi hỏi 10 đến 30 lần nhiều hơn chuyển vị thân cọc để huy động cùng một tỷ lệ phần trăm giá trị tới hạn như của thành phần ma sát bên. Điều đó có nghĩa là thành phần ma sát bên đạt đến cường độ tới hạn trước và chuyển sang trạng thái dư trong thời gian sức chịu mũi được huy động. Ngoài ra yêu cầu chuyển vị tải trọng khai thác thường vượt xa giá trị mà sức chịu mũi có thể được huy động. - Vùng mũi cọc thường bị xáo trộn do các quá trình thi công bình thường. Sự xáo trộn đó có thể xảy ra bởi chùng ứng xuất đất do đào phần bên trên, dòng thấm nước ngầm

do bị giảm áp lực thuỷ tĩnh hoặc do chuyển động nhanh của các thiết bị đào đất trong quá trình thi công. Sự xáo trộn đất vùng mũi cọc do các quá trình thi công thông thường rất khó hoặc gần như không thể loại trừ được. Các chuyển vị cần thiết để khắc phục sự xáo trộn này và huy động sức chịu mũi thường vượt quá các giới hạn khai thác cho phép. Trong các trường hợp đất chịu tải yếu, vấn đề này còn phức tạp hơn nữa. - Các trình tự và phương pháp thi công có thể để lại đất vụn hoặc đất mềm ở đáy hố đào. Các yếu tố chính ảnh hưởng đến là: Nói chung không làm sạch kỹ đáy hố đào, sự phân bố không đều các mảnh vụn ở đáy đầu tiên làm giảm diện tích truyền tải của thân cọc lên đất, dung dịch khoan có hàm lượng cát cao, thời gian đặt khung thép và đổ bê tông quá dài, sự lắng cặn của chính dung dịch khoan tại đáy hố đào. Các yếu tố liên quan đến thi công cũng còn gây tăng chuyển vị cần để huy động sức chịu mũi so với khi mũi được làm sạch. Để khắc phục hiện tượng trên, ở Châu Âu và Mỹ người ta đã ứng dụng phương pháp phun vữa dưới mũi cọc sau khi bê tông thân cọc đã đông cứng, hay còn gọi là phun vữa sau. ở nước ta, tại công trình cầu Mỹ Thuận, nhà thầu CHLB Đức đã sử dụng công nghệ này. Theo tổng kết của Hội nghị phát triển thiết kế và công nghệ mới trong móng sâu Geo - Denver 8/2000 ở Mỹ, người ta cho rằng cả ba loại đất chịu tải ở mũi (đất dính, đất rời và đá nứt nẻ) đều có thể áp dụng công nghệ trên, nhưng với mức độ hiệu quả khác nhau. Trong đất cát và bùn: Nói chung phun vữa sau có hiệu quả rõ rệt làm tăng khả năng chịu tải của mũi cọc. Trong đất sét: Phun vữa sau trong đất sét chỉ có hiệu quả tối thiểu đối với sức chịu mũi nhờ việc cố kết có thể xảy ra trong thời gian đông cứng của vữa. Hiệu quả hơn cả là dùng súng phun vữa hoặc trộn đất sâu phía dưới mũi cọc. Trong đá nứt nẻ: Có thể dùng hiệu quả phun vữa áp lực thấp để lấp kín các khe hở, vết nứt... hoặc trong đá castơ. Về kỹ thuật phun vữa, Có thể chia làm hai loại là phun vữa thấm qua và phun vữa làm chặt. Trên thực tế thường dùng phối hợp, đầu tiên là thấm qua và sau đó là giai đoạn làm chặt. Trong đất dính có thể dùng các kỹ thuật đặc biệt như súng phun vữa hoặc trộn đất sâu phía dưới mũi cọc.

Hướng chủ yếu trong thời gian tới là tiếp tục ứng dụng các công nghệ mới để đảm bảo chất lượng vững chắc hơn và nâng cao sức chịu tải. Đó cũng chính là các biện pháp chủ yếu để giảm giá thành cọc khoan nhồi.

C c khoan nh i - Ph

ồ

ở ộ ng pháp m r ng

ươ ọ i c c đáy gia tăng s c ch u t ị ả ọ

ứ

D ng thông báo khi có tr l G i th báo khi có tr l i ả ờ ... i ả ờ ử ừ ư

c ta t ồ ắ ầ ượ ử ụ n ở ướ ộ ng pháp thi công móng cho h u h t các công trình ch u t ầ ư ầ ớ c s d ng r ng rãi ế ử ụ c áp d ng nh m nâng cao s c mang t ề ả ủ ọ ụ ầ ằ ứ ụ ể ả ồ h n 15 năm g n đây và là C c khoan nh i b t đ u đ ừ ơ ọ i tr ng l n nh nhà cao ph ị ả ọ ươ t ng, móng tr c u... Trong quá trình s d ng, nhi u công ngh thi công thích h p đã ợ ệ ầ i c a c c nh i và làm gi m đáng k giá đ ượ thành c a móng. ủ

ố ộ ớ Ọ ệ "C C KHOAN NH I M R NG Ồ Ở Ộ ớ c m r ng l n ng kính đáy c c đ ọ ượ ở ộ ồ i c a c c này s tăng lên ch ng 5- 10% do tăng ả ủ ọ ệ ọ ứ ừ ẽ M t trong s các công ngh thi công khá m i là ĐÁY". Công ngh này là c c khoan nh i có đ ườ h n đ ng kính thân c c. S c mang t ọ ơ ườ i mũi. s c mang t ứ i d ả ướ

HÌNH 1: CÁC B C TI N HÀNH THI CÔNG. ƯỚ Ế

ị ắ ầ ặ ố ơ ộ ư ầ ặ ệ t ế ả ộ ố i đ sâu l ạ ộ ỗ ặ ồ khoan (Measuring depth) 9. Đ t l ng ng vào h khoan (Setting up iron-reinforcement cage) 10. Inserting tremie ườ ố ổ ạ ố ổ 1. Đ nh tâm (Centering) 2. B t đ u khoan (Starting drilling) 3. Đ t ng xiên - ch ng ố nghiêng (Inserting stand pipe) 4. B m bentonite vào h khoan (Feeding bentonite) 5. ố t k (Drilling till the specified depth) 6. Đ a g u khoan đ c bi Khoan đ n đ sâu thi ế ế d ng qu chuông vào h (Inserting belling bucket) 7. Khoét r ng đáy h khoan ố ạ (Reaming bore hole bottom) 8. Đo l thép gia c tube 11. Th i s ch bùn trong h khoan (Cleaning slime by an air-lift) 12. 13 Đ bê-tông t (Completing cast-in-place concrete pile with belling bottom). (Concreting) 14. Hoàn t ấ

HÌNH 2: HÌNH TH C T Đ U KHOAN. Ự Ế Ầ

HÌNH 3: CÁC B C M R NG ĐÁY. T trái sang ph i, t trên xu ng d i. ƯỚ Ở Ộ ả ừ ừ ố ướ

ầ ệ ấ ắ ầ c m r ng. 5. Cánh đ u khoan x p l đáy màu tr ng đ ỏ ở 1. Đ u khoan l y đ t theo di n tích vòng tròn tr ng 2. Cánh đ u khoan màu đ m ra 3+4. Ph n đ t i đ rút lên ở ộ ầ ế ạ ể ấ ấ ở ượ ắ ầ

Ở Ủ Ấ Ầ Ạ Ằ HÌNH 4: C U T O C A Đ U KHOAN và CÁCH M CÁNH B NG XYLANH THU L C (CYLINDER). Ỷ Ự

c bi t bây gi ế ệ ọ ồ v công ngh thi công c c khoan nh i đã c i ti n là tăng ượ i ma sát thân b ng cách bo8m ph t v a xung quanh thân c c gi ng nh thi ả ế ố ờ ề ằ ụ ữ ọ Theo tôi đ s c ch u t ứ ư ị ả công ph t v a c c Barrette mà công ty Bachy Soletanche đã làm bao nhiêu năm nay. ụ ữ ọ

ặ ồ ọ ữ ố ồ c khoan l ế ả ng đ > 70%, ta ỗ ụ ữ ớ ụ Cũng gi ng nh Barrette, khi thi công c c khoan nh i cũng đ t nh ng ng thép ph c ữ ố ư ố b c cao su c n ụ ữ trong l ng thép, nh ng ng thép này đ v cho ph t v a ẩ ỗ ọ ụ ượ th n, sau khi hoàn thành công tác bê tông, sau kho ng t ắ 6 đ n 12 ti ng b t đ u b n ắ ầ ế ử ậ phá các l p cao su và bê tông t ph t v a. Khi bê tông đ t c ộ ạ ườ ti n hành b m ph t vũa vào các l i v trí l này. ạ ị ỗ ụ ế ơ

i c a c c khoan nh i có s c ch u t ả ị ả ủ ọ ị ả i ứ ồ Chính cách thi công này làm cho kh năng ch u t tăng lên đáng k .ể

Anh em có ý ki n gì thêm thì chia s . ẻ ế