Lắp đặt các thiết bị công nghệ trong dây chuyền khoan : Máy bơm tuần hoàn BW-850, máy trộn dung dịch Bentonite, bể chứa hệ đờng ống dẫn nớc và dung dịch Betonite, bể tụ nớc vào vị trí..
Trang 1công nghệ thi công cọc khoan nhồi 1500
bằng máy khoan GPS-15; Gps-20
I Quy định chung
Bản công nghệ này đợc soạn thảo căn cứ vào :
- Hồ sơ thiết kế kỹ thuật thi công Cảng Vũng áng giai đoạn II - Dự án
đầu t xây dựng bến số 2 - Hạng mục Bến cập tầu do Tổng công ty t vấn thiết
kế GTVT lập
- Công nghệ thi công cọc khoan nhồi - Đề tài KC10 - 07 Viện
KHKTGTVT
- Căn cứ vào tình hình thiết bị hiện có và kinh nghiệm thi công cọc
khoan nhồi của Công ty
- Các quy định khác theo TCVN 4453 - 87
II công nghệ khoan bằng máy khoan GPS-15; GPS-20
II.1. Các công tác chuẩn bị
2.1.1- Thi công mặt bằng công trờng, lán trại, mố nhô và tập kết vật t thiết
bị
2.1.2 - Gia công ống vách bằng thép:
Căn cứ vào tình hình khí hậu và địa hình, căn cứ vào vật t thiết bị hiện
có của Công ty Tại phân đoạn 5 do công ty thi công có 27 ống vách D1600,
L=22,5 m và 27 ống vách D1600, L=16,5m; chúng tôi tổ chức sản xuất 54 ống
có chiều dài là L = 16.5 m và 27 ống có chiều dài là 6.0m, đờng kính trong
ống vách D = 1600 mm, chiều dày tôn = 8 mm ống vách có chiều dài
L=22.5m đợc nối từ 2 đoạn ống có chiều dài L=16.5m và L=6.0m Đầu &
Mũi ống vách đợc gia cố bằng đai tăng cờng (có bản vẽ chi tiết ống vách kèm
theo)
2.1.3 - Bố trí hệ thống cung cấp nớc ngọt, hệ thống tuần hoàn vữa sét, bố trí hệ
thống thùng chứa, thùng lắng betonite Có 3 thùng lắng betonite dung tích nh
sau:
Thùng 1: 16.6 m3 Thùng 2: 8.75 m3 Thùng 3: 8.75 m3
Thùng khuấy betonite 24 m3
2.1.4 - Kiểm tra sự hoạt động của thiết bị khoan và các thiết bị đồng bộ kèm
theo, các thiết bị phụ nh : Búa rung, cần cẩu v v
2.1.5 - Chuẩn bị vật liệu thi công cọc : Xi măng, lồng thép, đá cát, phụ gia với
khối lợng 1,5 lần khối lợng thiết kế cho 1 cọc
Kiểm tra: Trạm trộn bê tông, ống đổ BT, phễu đổ bê tông
Xi măng, cát, đá, nớc trớc khi đa vào sản xuất bê tông phải đợc kiểm tra
về chất lợng theo quy định hiện hành :
- Đá : Sử dụng kích cỡ 5 - 20mm, và phải phù hợp với TCVN
4453-1995
- Cát : Có mô đun 2,5 theo TCVN 4453-1995
- Xi măng: Dùng xi măng Porlan có Rxi 400 Kg/cm2 đảm bảo theo
tiêu chuẩn TCVN2682-1992
- Nớc : Dùng nớc sạch
Trang 22.1.6 - Tổ chức lực lợng để thi công 3 ca liên tục từ lúc bắt đầu khoan đến khi
đổ bê tông xong và vệ sinh thiết bị
II.2 Trình tự các bớc thi công cọc khoan nhồi:
B ớc 1 : Công tác khảo sát định vị:
Căn cứ vào các mốc VA01; VA02; VA10; VA03 và VA04 do công ty
TVTK bàn giao cho nhà thầu để tiến hành định vị vị trí các cấu kiện thi công
- Dùng hai máy kinh vĩ Nicon TN2D để xác định vị trí tim cọc bằng
ph-ơng pháp giao hội
B
Đóng cọc sàn đạo, lắp đặt hệ sàn đạo định vị ống vách Dùng cần cẩu
đặt ống vách vào vị trí của hệ sàn đạo định vị ống vách, điều chỉnh ống vách
sao cho đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
Dùng cẩu cẩu búa rung 60 KVA (năng lực rung 48.7 tấn) rung hạ ống
vách đến cao độ thiết kế Búa rung đợc nối vào nguồn điện, điện thế
380V/50HZ hoặc máy phát điện 75KVA dự phòng
Sau khi rung hạ xong ống vách, tiến hành khoan cọc đến cao độ thiết kế
cọc
Hàn tai đỡ, Lắp đặt hệ sàn đạo và dầm đỡ giàn khoan, lắp đặt hệ xexy
giàn khoan Định vị máy khoan đúng vào vị trí lỗ khoan (tâm mâm quay trùng
với tâm cọc khoan nhồi) Cao độ mâm quay là + 4.2 m Lắp đặt các thiết bị
công nghệ trong dây chuyền khoan : Máy bơm tuần hoàn BW-850, máy trộn
dung dịch Bentonite, bể chứa hệ đờng ống dẫn nớc và dung dịch Betonite, bể
tụ nớc vào vị trí Tiến hành thi công cọc khoan nhồi
Khi máy khoan hoạt động, mùn khoan và dung dịch vữa sét đợc đẩy lên
thông qua máy bơm bù tuần hoàn và đờng ống dẫn về thùng lắng Sau một ca
phôi khoan đợc thu gom từ thùng lắng ra khu vực thải phôi khoan
Cần chú ý : Định vị sàn máy khoan phải nằm ngang bằng, trục máy
khoan phải thẳng góc với sàn khoan và trùng với tim cọc và tim ống vách
đồng thời phải cố định chắc chắn giữ ổn định ống vách trong suốt quá trình
khoan
Trang 3Sơ đồ tuần hoàn phôi khoan và dung dịch nh sau :
Bớc 4: Công tác kiểm tra lỗ khoan :
- Kiểm tra độ oval và độ lệch tim dọc lỗ khoan
- Kiểm tra vị trí lỗ khoan sau khi khoan
- Kiểm tra chiều sâu lỗ khoan
- Kiểm tra tỷ trọng dung dịch để điều chỉnh dung dịch vữa sét trong quá
trình khoan đảm bảo tiêu chuẩn vữa sét quy định tại điều 3.1
2.2.1 Tiêu chuẩn vữa sét :
a) Trong quá trình khoan
Tên chỉ tiêu Trị số yêu cầu
Phơng pháp kiểm tra
Phễu 500/700
Phễu 946/1500
Tỷ trọng ( kg / l) 1.051.15 1.051.15 Cân tỷ trọng
Độ nhớt khi qua lớp sét (s) : 21ữ25 30 35 Phơng pháp Cone Marsh
Độ nhớt khi qua lớp cát,
cuội, sỏi (s) : 30ữ35 40 50 Phơng pháp Cone Marsh
b) Trớc khi đổ bê tông
Tên chỉ tiêu Trị số yêu cầu
Phơng pháp kiểm tra
Phễu 500/700 946/1500Phễu
Tỷ trọng ( kg / l) 1.051.15 1.051.15 Cân tỷ trọng
Độ nhớt (s) : 21±1 30±1 Phơng pháp Cone Marsh
Hàm lợng cát < 6% < 6% Dụng cụ đo hàm lợng cát
Trang 42.2 2 Tuần hoàn vữa sét :
Vữa sét làm dung dịch khoan có giá thành cao, phải đợc sử dụng lại sau
mỗi chu trình khoan Dây chuyền công nghệ tuần hoàn vữa sét bao gồm máy
trộn vữa sét, bể chứa vữa sét mới, bể trộn vữa sét mới với vữa sét đã lắng lọc
sau tuần hoàn, bể bơm để cấp cho cọc khoan bằng máy bơm và hệ thống đờng
ống thu hồi trong suốt quá trình khoan gồm : Sàng rung để tách phôi khoan,
máy lọc cát, bể lắng, đa dung dịch sạch chứa vào bể bơm hình thành một chu
kỳ tuần hoàn
2.2 3 - Các lu ý trong quá trình khoan :
Máy khoan GPS15 & GPS20 là thiết bị thi công phù hợp với các công
trình móng cọc đờng kính lớn Máy khoan có bộ phận thuỷ lực mâm quay để
khoan lỗ, tháp khoan có rãnh chuyển hớng đảm bảo lỗ khoan khoan thẳng
góc Khi thi công cần lu ý điều chỉnh sàn và tháp khoan thông qua các vít me
thuỷ lực
Để đảm bảo ổn định vách lỗ khoan cần luôn bơm bù vữa sét vào lòng
cọc, khống chế giữ cho mức vữa sét luôn cao hơn mức nớc bên ngoài trong
suốt thời gian khoan cho đến khi đổ bê tông lòng cọc kể cả lúc ngừng khoan
mức vữa sét bị tụt
Phải liên kết chặt chẽ sàn máy khoan vào khung cứng chông xê dịch
tháp khoan trong suôt quá trình khoan
Trong quá trình khoan dung dịch khoan (tại bể bơm ) phải thờng xuyên
đợc đo đạc các chỉ tiêu lúc đầu ca, giữa ca, sau khi ma sau khi đổ bê tông để
điều chỉnh kịp thời chất lợng dung dịch khoan bằng cách pha thêm vữa
bentonite từ bể chứa vữa sét mới hoặc thêm các phụ gia thích hợp vào dung
dịch tại bể bơm
Trong quá trình đổ bê tông dung dịch khoan đợc hút dần ra đa về bể
lắng Riêng phần dung dịch tiếp giáp với mặt bê tông trong phạm vi chiều cao
5m thì bỏ đi vì bị nhiễm xi mămg
* Xử lý sự cố khi khoan:
- Khi thành lỗ khoan bị lở, phải tìm nguyên nhân và vị trí lỗ để có biện
pháp xử lý thích hợp
Thành lỗ khoan bị sụt lở nghiêm trọng thì dùng đất đắp lấp lại vị trí lở thành,
đổi chỉ tiêu vữa betonite, ngừng khoan một thời gian, tìm nguyên nhân thành
lở mới khoan tiếp
- Khi lỗ khoan bị xiên, bị cong, có thể treo mũi khoan ở chỗ cong để
khoan lại cho thẳng thành Nếu độ nghiêng quá lớn thì dùng đất sét lấp lại cho
tới chỗ nghiêng, đợi một thời gian cho đất lún chặt, tiếp tục khoan lại
- Khi lỗ khoan bị mất vữa betonite, chiều cao cột nớc bị tụt, phải chôn
sâu thêm ống vách, lèn chặt đất quanh ống vách, pha vữa betonite đặc thêm,
đổ thêm đất sét vào lỗ khoan rồi cho mũi khoan quay chậm, để bịt kín các lỗ
dò vữa betonite
- Khoan đập không xuống, phải giảm bớt xung trình (điều chỉnh máy
khoan theo xu hớng giảm bớt chiều dày lớp cắt vào tầng địa chất, thay đổi tốc
độ khoan), giảm độ đặc của vữa, gặp trờng hợp bị lở thành hay các nguyên
nhân khác làm mũi khoan bị chôn, phải dùng máy hơi ép hút hết đất lấp đầu
khoan, để kéo đầu khoan lên
- Khi bị rớt mũi khoan trong lỗ khoan, phải dùng dây, vòng móc kéo
mũi khoan lên Trong mọi trờng hợp nghiêm cấm việc đa công nhân lặn
xuống để giải quyết sự cố dới lỗ khoan
Trang 5II.3 Công nghệ đổ bê tông cọc khoan nhồi
2.3.1 Công tác vệ sinh hố móng
2.3.1.1 - Khi khoan đến cao độ thiết kế, để hút sạch mùn khoan, làm
sạch đáy móng phải nâng đầu khoan lên khỏi đáy hố móng 20cm, tiếp tục
quay mũi khoan bơm tuần hoàn đến khi đạt chỉ tiêu về dung trọng, hàm lợng
cát, độ nhớt thì rút đầu khoan lên Đầu khoan đợc rút lên từ từ với tốc độ từ 2
- 4m /phút
2.3.1.2 - Trớc khi hạ lồng cốt thép vào vị trí, cần đo đạc, kiểm tra lại
cao độ đáy móng tại 4 điểm xung quanh chân cọc và 1 điểm giữa cọc, cao độ
đáy móng không sai lệch quá quy định Thời gian từ khi thau rửa lỗ khoan
xong hạ lồng thép đến khi đổ bê tông không đợc vợt quá 5 giờ để tránh lắng
đọng cát làm bẩn lỗ khoan
2.3.2 Công tác chế tạo và lắp đặt lồng cốt thép :
- Khi chế tạo lồng cốt thép phải đặt râu thép thi công, chiều dài râu thép
thi công phải phù hợp sao cho sau khi hạ lồng cốt thép và hàn định vị râu thép
thi công vào ống vách thì cao độ mũi lồng thép đúng yêu cầu thiết kế
- Các đoạn nối của lồng cốt thép đợc nối với nhau bằng bắt cóc, hàn hoặc
buộc đảm bảo chắc chắn không bị tuột và phải phù hợp với hồ sơ thiết kế, đợc
sự chấp thuận của TVGS
- Sau khi chế tạo xong vận chuyển và cẩu lồng thép vào vị trí cọc phải
đúng yêu cầu kỹ thuật, tránh tình trạng lồng thép bị méo Xê dịch cự ly giữa
các thanh
- Lồng cốt thép và ống nhựa thăm dò khuyết tật đợc chế tạo thành từng
đoạn (Theo đúng bản vẽ thi công ), lắp ráp vào lòng cọc bằng cần cẩu, công
việc nối các đoạn đợc thực hiện tại hiện trờng, phải đảm bảo lồng cốt thép
ghép nối thẳng, các ống nhựa thẳng và song song, độ gấp khúc không lớn hơn
1cm để sau này có thể thả các đầu dò dễ dàng
- Để đảm bảo lồng cốt thép khi hạ có đờng trục trùng với đờng trục của
cọc khoan và đảm bảo chiều dày lớp phòng hộ bê tông, trên lồng cốt thép bố
trí chi tiết định vị lồng cốt thép
- Sau khi hạ lồng cốt thép vào vị trí cần đo đạc kiểm tra lại cao độ đáy
móng nh ở điều 4.1.2
2.3.3 Công tác đổ bê tông cọc khoan nhồi:
Phơng pháp : Đổ bê tông cọc khoan nhồi theo phơng pháp ống dẫn di chuyển
thẳng đứng
Yêu cầu kỹ thuật về bê tông:
Trớc khi đa vào sử dụng, cần phải thí nghiệm và thiết kế cấp phối đúng
quy trình, quy phạm hiện hành và bảo đảm các yêu cầu của vữa bê tông khi đổ
bê tông cọc khoan nhồi
Độ sụt SN = (18 1) cm
Cờng độ bê tông theo yêu cầu kết cấu chính
Thời gian duy trì độ sụt > 30 phút không dới 16 cm Độ sụt khi đổ vào
phễu từ 18 1cm Độ sụt xả từ trạm trộn ra không dới 18 cm
Kết quả thí nghiệm tỷ lệ phối trộn phải đợc TVGS duyệt mới đa ra sử dụng
Trang 6Bê tông phải đợc trộn bằng trạm trộn công suất ≥30m3/h hoặc máy
trộn bê tông dung tích 1000 lít Trớc khi đa vào sử dụng máy trộn bê tông, hệ
thống cân đong vật liệu nh cát, đá, nớc, phụ gia phải đợc kiểm định, đảm
bảo tính chính xác cho mỗi mẻ trộn theo cấp phối đã đợc thiết kế
- Thời gian trộn đảm bảo theo tính năng của thiết bị trộn
- Phải có cán bộ thí nghiệm đặc trách việc theo dõi công tác trộn bê
tông, thí nghiệm độ sụt của từng mẻ trộn và ghi sổ theo dõi đầy đủ
2.3.3.2 - Đặt ống đổ bê tông:
Chọn loại ống dẫn: Cọc khoan nhồi có đờng kính = 1500 mm, đờng
kính ống dẫn thích hợp là D = 258 mm, đây là bộ ống dẫn của Trung Quốc
nằm trong hệ đồng bộ thiết bị của máy khoan GPS15 & GPS20
Chuẩn bị ống dẫn: ống dẫn phải làm sạch mặt trong ống, ống không đợc
méo mó và chỗ nối phải kín nớc, ống gồm các đốt 3m, 2m, 1m tuỳ theo chiều
dài ống mà tổ hợp, chiều dài ống căn cứ vào cao độ đáy hố khoan và cao độ
sàn kẹp cổ ống để tính toán Thông thờng đoạn ống cuối cùng ( đoạn mũi ) bố
trí đoạn ống đặc biệt 1m, các đoạn ống phía trên thờng là đoạn ống 3m, đoạn
trên cùng tiếp giáp với phễu đổ có thể lắp một đốt 2m hoặc 1m
Lắp đặt các ống dẫn vào lòng cọc gồm các bớc sau :
+ Đánh dấu chiều cao ống
+ Lắp đặt hệ dầm kê kẹp cổ trên sàn cứng, dùng cần cẩu lắp từng đoạn
ống dẫn vào lỗ cọc khoan theo tổ hợp tính toán, các đốt ống lắp với nhau bằng
ren, sử dụng cờ lê xích xiết chặt hết vòng ren
+ Toàn bộ hệ thống ống dẫn đợc treo bằng kẹp cổ trên sàn kẹp đảm bảo
ống thẳng đứng
+ ống đợc rút lên, hạ xuống bằng hệ thống tời của máy khoan hoặc
bằng cần cẩu
+ Sau khi tổ hợp xong, dùng cẩu nhấc ống cao trên đáy lỗ khoan 20cm,
định vị đúng tâm lỗ, đảm bảo ống không chạm vào lồng thép và cố định dầm
kẹp cổ để dẫn hớng ống khi kéo lên hạ xuống
2.3.3.3 - Các giai đoạn đổ bê tông cọc khoan nhồi:
Giai đoạn đầu
Trớc khi đổ bê tông cọc khoan, hệ thống ống dẫn đợc hạ xuống cách
đáy hố khoan 20cm, lắp phễu đổ vào đầu trên ống dẫn
Đặt cầu : Cầu đổ bê tông dùng xô nhựa có đờng kính trên miệng = 258,
đáy xô lót 1 tấm thép ở giữa có móc để treo cầu bằng một sợi dây thép 2-3
mm
Cầu đợc đặt thăng bằng trong ống dẫn tại vị trí cách đáy phễu đổ khoảng 80
cm, cầu phải tiếp xúc kín với thành ống dẫn
Khi bê tông đầy phễu thả sợi dây thép giữ cầu để bê tông ép cầu xuống,
bê tông đợc cấp vào phểu bằng máy bơm bê tông và hệ thống ống dẫn
Đổ bê tông với tốc độ chậm để giữ cho bê tông khỏi phân tầng và khỏi
làm dịch chuyển vị trí cốt thép, tốc độ đổ khoảng 0.2 - 0.5m/phut
Giai đoạn giữa
Trong quá trình đổ bê tông phải giữ đầu ống dẫn luôn ngập trong bê
tông ít nhất 2 m và không quá 5 m
Trang 7Cấm các chuyển động ngang của ống, khi dịch chuyển ống thẳng đứng
phải xác định chính xác mặt bê tông và đầu dới của ống dẫn để tránh kéo ống
lên quá quy định Tốc độ rút hạ ống khống chế khoảng 1,5m/phút
Bê tông tơi trớc khi xả vào phểu đổ phải đợc thí nghiệm viên kiểm tra
chất lợng bằng cách đo độ sụt, nếu độ sụt thấp và độ sụt không đảm bảo quy
định không đợc đổ vào cọc
Trong quá trình đổ bê tông, nếu tắc ống cấm không đợc lắc ống ngang
cấm dùng đòn kim loại đập vào vách ống làm méo ống, phải sử dụng vồ gỗ để
gõ và dùng biện pháp kéo lên hạ xuống nhanh để bê tông tụt ra Muốn xử lý
theo phơng pháp này phải xác định chính xác cao độ chân ống dẫn để tránh
rút ống ra khỏi mặt bê tông
Giai đoạn cuối
Đầu cọc là bộ phận quan trọng nối cọc với kết cấu bên trên, việc thi
công đòi hỏi thận trọng đặc biệt tránh bất kỳ điều kiện bất lợi nào cho việc đổ
bê tông
Bê tông đoạn đầu cọc phải có cấp phối đồng nhất tốt, trong khi ở giai
đoạn cuối này thờng có vữa nổi, phải tiếp tục đổ bê tông lên đến cao độ quy
định (cao hơn cao độ đầu cọc 1-1.2 đờng kính cọc) hoặc cho bê tông tràn ra
ngoài cho tới khi bê tông đồng nhất, không lẫn sét, mật độ đá dăm đều lúc đó
mới ngừng đổ bê tông
2.3.4 - Kiểm tra chất lợng bê tông
2.3.4.1 - Những vấn đề kiểm tra trớc khi đổ bê tông :
Kiểm tra cặn lắng đáy cọc
Kiểm tra các phiếu thí nghiệm cát, đá, xi măng
Kiểm tra kết quả thí nghiệm cấp phối bê tông
Kiểm tra tình trạng hoạt động của các thiết bị
2.3.4.2 - Những vấn đề kiểm tra trong thi công
Kiểm tra thời gian trộn thực tế, độ chính xác của cấp phối
Kiểm tra độ sụt và thời gian duy trì độ lu động của bê tông
Sản lợng bê tông
Đo đạc kiểm tra độ chôn ống trong bê tông, cao độ mặt bê tông
II.4 - Biện pháp đảm bảo chất lợng cọc khoan nhồi
Cọc khoan nhồi sẽ đạt chất lợng cao khi toàn bộ hệ thống thiết bị công
nghệ hoạt động ổn định, nhịp nhàng, quá trình thi công tuân thủ nghiêm ngặt
các tiêu chuẩn kỹ thuật công nghệ
Về hệ thống thiết bị công nghệ: Tại hiện trờng phải bố trí một máy phát
điện dự phòng đủ công suất để phục vụ các thiết bị sử dụng năng lợng điện
Để đảm bảo công tác cấp bê tông cọc khoan nhồi chúng tôi đã ký thoả thuận
nguyên tắc với Công ty CT thuỷ về sử dụng dự phòng trạm trộn và máy bơm
bê tông Trớc khi tiến hành khoan cọc cần phải thực hiện nghiêm túc các công
việc nêu ở mục 2.14; 2.1.5 và 2.1.6 công nghệ này
Về quản lý các chỉ tiêu kỹ thuật và quy trình công nghệ: Bố trí cán bộ
kỹ thuật trực hiện trờng trong suốt quá trình thi công để theo dõi, kiểm tra,
h-ớng dẫn tổ thi công trong việc tuân thủ quy trình công nghệ và thí nghiệm, đo
đạc các chỉ tiêu, thông số kỹ thuật Tất cả diễn biến trong quá trình thi công
Trang 82.3.5.1 - Trớc khi đổ bê tông cọc phải nắm số liệu khí tợng thuỷ văn thật chắc
không đợc đổ bê tông khi ma và gió trên cấp 5
2.3.5.2 - Chỗ bố trí ngời làm việc, đờng đi lại, ban đêm phải bố trí ánh sáng
đầy đủ
2.3.5.3 -Tất cả các máy móc vận hành phải tuyệt đối tuân theo quy trình thao
tác và an toàn hiện hành
2.3.5.4 - Tất cả mọi ngời phải tuân theo lệnh của ngời chỉ huy
2.3.5.5 - Gặp sự cố nh chất lợng bê tông không đảm bảo, khi tắc ống phải báo
cáo ngay chỉ huy khu vực để xử lý và chỉ xử lý theo lệnh của ngời chỉ huy
chung
2.3.5.6 - Mọi ngời tham gia đổ bê tông phải học và nắm vững quy trình công
nghệ này
