Chuyên đề thực tập ngành cầu đại học GTVT cọc khoan nhồi

Cọc khoan nhồi đợc quan tâm sử dụng rất rộng rãi, với kinh nghiệm thi công rất nhiều cầu nh vậy nhng việc thi công cọc khoan nhồi thực tế vẫn cha thực sự hoàn thiện, chất lợng cọc cha đả

Chuyên đề

Cọc khoan nhồi

BTCT

Song song với sự phát triển chung của ngành cầu thì các loại kết cấu mới cũng đợc áp dụng Trong xây dựng cầu lớn ở nớc ta hiện nay hầu hết kết cấu phần dới nh móng mố trụ đều đợc đặt trên các cọc khoan nhồi đờng kính lớn

Điều đó cho thấy cọc khoan nhồi là loại cọc có nhiều u điểm hơn các loại cọc

tr-ớc đây chúng ta đã sử dụng Cọc khoan nhồi đợc sử dụng lần đầu tiên trong công trình giao thông là cầu Việt Trì, lúc đó cầu Việt Trì đợc đặt trên hệ thống móng cọc khoan nhồi đờng kính 1,4m và sâu 30m Từ đó đã mở ra cho ngành xây dựng cầu của chúng ta một loại kết cấu mới Đến nay, với sự phát triển vệ công nghệ cũng nh kinh nghiệm thi công mà chúng ta đã có thể thi công đợc những cọc khoan nhồi có đờng kính lên tới 2,5m với chiều sâu 80ữ 100m nh ở cầu Mỹ Thuận Cọc khoan nhồi cũng đợc sử dụng trong rất nhiều cầu mới xây dựng nh: Cầu Sông Gianh, Hàm Rồng, Đuống, Bắc Giang, Đáp Cầu, Hoà Bình, Tân Đệ,

Mỹ Thuận, Thanh Trì và rất nhiều cầu khác

Cọc khoan nhồi đợc quan tâm sử dụng rất rộng rãi, với kinh nghiệm thi công rất nhiều cầu nh vậy nhng việc thi công cọc khoan nhồi thực tế vẫn cha thực sự hoàn thiện, chất lợng cọc cha đảm bảo, đó không phải là do các công ty

t vấn thiết kế cha đủ trình độ và cha tính toán một cách chính xác mà nguyên nhân chủ yếu là trong quá trình thi công, nguyên nhân sâu xa của nó vẫn là do con ngời Với thiết bị máy móc hiện có đủ để chúng ta có thể làm tốt hơn nhng chúng ta vẫn cha làm đợc điều đó Nhng một nguyên nhân nữa là việc thi công cọc khoan nhồi cũng tơng đối khó khăn vì đây là loại móng sâu và đờng kính lớn vì vậy mà không tránh khỏi xuất hiện những khuyết tật và sự cố trong qúa trình thi công

Để có thể biết đợc nguyên nhân và cách khắc phục những sự cố và khuyết tật xảy ra trong quá trình thi công cọc khoan nhồi và từ đó đề ra các biện pháp phóng tránh thì ta phải hiểu rõ đợc trình tự thi công, từng công tác thì mới có thể

đa ra đợc những kết luận và dự đoán chính xác các h hỏng và sự cố xảy ra ở khâu nào Vì vậy mà trình tự thi công cọc khoan nhồi cũng đợc giới thiệu ở chơng này nhng chỉ với những khái niệm, chỉ dẫn, trình tự thi công cơ bản nhất chứ không

đi sâu vào tìm hiểu một cách chi tiết nhng cũng đủ đảm bảo cho chúng ta có một cái nhìn tổng quát Sau đây là trình tự thi công cọc khoan nhồi

I.1 Công tác khoan tạo lỗ:

Công tác khoan tạo lỗ là một trong ba công tác chính của việc thi công cọc khoan nhồi Trong công tác khoan tạo lỗ bao gồm việc lựa chọn thiết bị khoan, ống vách, dung dịch khoan

Việc tạo lỗ có thể thực hiện bằng nhiều loại thiết bị khoan khác nhau và công nghệ khác nhau Mỗi công nghệ khoan cần có các qui định thông số khoan

cụ thể đảm bảo chất lợng tạo lỗ Nhng với mỗi một mặt cắt địa chất, mỗi một lớp

đất thì thích dụng với một loại máy khoan khác nhau vì vậy để nâng cao năng suất khoan thì phải chọn loại máy khoan phù hợp với từng loại đất đá

- Phơng pháp thi công khô : áp dụng để thi công các cọc ngắn nằm ở trên cạn trong đó có hai biện pháp sau :

+ Khoan bằng máy khoan mũi xoắn ruột gà, không cần biện pháp chống vách, lỗ khoan có đờng kính nhỏ ≤ 50cm

+ Đào giếng đứng bằng thủ công, có thể có biện pháp chống vách bằng ván ép ngang, đào đến đâu thì dùng vách chống cho tới khi đến đáy hoặc các

đốt giếng hạ tụt dần xuống, áp dụng để thi công cọc có đờng kính lớn

- Phơng pháp thi công ớt : là phơng pháp chủ yếu để thi công cọc khoan nhồi,

áp dụng cho tất cả các trờng hợp thi công cọc có chiều dài lớn, nằm trong khu vực chịu ảnh hởng của nớc ngầm hoặc bị ngập nớc Có ba biện pháp sau :

+ Khoan bằng máy đào gàu có ống chống vách xoay liên tục :

 Đầu khoan làm việc theo nguyên lý của máy đào gàu ngoạm đợc treo trên cần cẩu và thả rơi tự do để miệng gàu cạp vào nền

 Khi kéo gầu lên miệng gầu tự đóng là lấy đất kéo ra khỏi lỗ khoan Sau khi xả đất nó tiếp tục chu trình lấy đất

 Do gầu có trọng lợng lớn đợc thả rơi tự do nên

gây xung kích, để giữ cho thành lỗ khoan không

bị sập lở trong qua trình khoan đào phải sử dụng

ống chống vách bằng thép hạ dần xuống cùng với

chiều sâu khoan cọc

 Đặc điểm ống chống vách : Mỗi đoạn ống có

chiều dài 6m, gồm hai lớp thép có độ cứng cao

và trọng lợng nhẹ Các đoạn ống đựoc nối khít

với nhau bằng 6 bu lông vặn chìm nên mối nối

rất nhẵn cả hai mặt trong và ngoài không cản trở việc hạ ống cũng nh việc lấy đất Giữa hai lớp của ống có các sờn tăng cờng dạng dọc chuối, miệng ống đợc bọc bằng hai vành thép đúc mộng âm dơng và khoan lỗ để lắp bu lông Đờng kính ống phù hợp với đờng kính cọc khoan Đốt dới cùng đợc trang bị lỡi cắt để xuyên qua các lớp đất cứng

Máy khoan đào gầu

Máy khoan Bauer

Oscillator Quả búa

 ống vách đợc hạ bằng thiết bị xoay ép thuỷ lực Thiết bị này kẹp giữ chặt thành ống và vừa xoay vừa ép ống xuống bằng hệ thống kích thuỷ lực và nó cũng là thiết bị dùng để rút ống lên trong quá trình đổ bê tông cọc.

 Sau khi hạ đến cao độ thiết kế, đáy ống phải thấp hơn cao độ đáy cọc 1m

 Trớc khi thi công phải vệ sinh đáy cọc bằng biện pháp xói hút

 Các loại máy của các hãng : Leffer, Bauer

 Ưu điểm : thành vách luôn đợc giữ ổn định, lỗ khoan thẳng, có thể khắc phục đợc hiện tợng bùn chảy, cát đùn

 Nhợc điểm : giá thành đắt do phải khấu hao ống chống vách, công nghệ thi công phức tạp, không qua đợc lớp đất có lẫn cuội sỏi, chiều sâu cọc hạn chế

 Phạm vi áp dụng : Dùng cho nền cát, cát pha không có cuội sỏi, chiều sâu khoan cọc không quá 40m

+ Khoan guồng xoắn :

 Sử dụng khoan xoay với đầu khoan có trang bị lỡi cắt hoặc các răng gầu để phá đất đá đồng thời là gầu chứa đất để đa ra khỏi lỗ khoan

 Thành lỗ khoan đựoc giữ ổn định bằng một đoạn ống vách trên miệng lỗ, phần còn lại đợc giữ bằng vữa sét

 Đầu khoan liên tục lấy đất ra khỏi lỗ khoan để xả đất và nối dài thêm cần khoan

 Khi khoan lỗ khoan đựoc mở rộng hơn đờng kính đầu khoan để đề phòng khi rút đầu khoan lên tạo khoảng chân không ở đáy lỗ làm thành lỗ bị kéo sập

 Khi lấy đất ra khỏi lỗ khoan, vữa sét liên tục đợc cấp bù vào lỗ khoan để tạo

áp lực giữ cho thành vách ổn định

 Các loại máy của các hãng : Hitachi

 Ưu điểm : dể thực hiện, giá thành rẻ

 Nhợc điểm : kích thớc lỗ khoan không chính xác, dễ sập lỡ thành vách do

 Phạm vi áp dụng : nền đất tốt ổn định, chiều sâu cọc không lớn dới 40m.

+ Các biện pháp khoan tuần hoàn : Tuần hoàn là biện pháp có sử dụng dung dịch khoan để chống vách, đất đá trong lỗ khoan bị đầu khoan gọt phá tạo thành mùn khoan và bị khuấy trộn lẫn cùng dung dịch khoan đợc lấy lên bằng bơm hút hoặc đẩy Sau khi lắng đọng dung dịch khoan đợc bơm trở lại

lỗ khoan Cấp dung dịch khoan và bơm hút mùn khoan tạo thành một chu trình kín gọi là khoan tuần hoàn Đầu khoan không lấy lên khỏi lỗ khoan mà liên tục xoay phá đất đá Căn cứ vào biện pháp lấy mùn khoan có hai biện pháp :

 Biện pháp tuần hoàn thuận : Dung dịch khoan đợc bơm vào dọc theo cần khao và đi thẳng xuống dới, đẩy mùn khoan trộn lẫn dung dịch chảy dâng lên miệng lỗ khoan rồi tự chảy tràn ra khỏi lỗ khoan hoặc đợc bơm hút ra

bể chứa bùn thải Biện pháp này phù hợp với nền đất mềm khi bị phá có tỉ trọng tơng đơng với tỉ trọng mùn khoan thì mới có thể đẩy nổi lên trên miệng lỗ khoan đợc Ưu điểm : tốc độ khoan nhanh, thành lỗ ít bị va chạm

Công nghệ khoan tuần hoàn thuận Công nghệ khoan tuần hoàn nghịch

Máy khoan GPS theo công nghệ tuần hoàn nghịch

mà không cần bơm hút Nhợc điểm : dung dịch khoan rất dể mất nớc do trộn lẫn mùn khoan, dung dịch nở thành bùn nhão, cản trở đầu khoan và cần khoan làm việc.

 Biện pháp tuần hoàn nghịch : Dung dịch khoan đợc bơm vào lỗ khoan từ phía trên miệng lỗ và chảy ép xuống đáy tại đây mùn khoan hoà lẫn cùng với dung dịch và đợc thổi ngợc lên dọc theo cần khoan bằng hơi ép và xả

ra theo đờng ống dẫn vào bể lắng Dung dịch bơm quay trở lại sử dụng tiếp, đất thải xả ra ngoài Ưu điểm : dể bảo vệ thành vách lỗ khoan, đầu khoan hoạt động liên tục nên năng suất cao, mùn khoan chỉ đọng ở dới

đáy lỗ khoan, phía trên là dung dịch sạch nên việc vệ sinh lỗ khoan dễ dàng Nhợc điểm : phải bố trí thêm thiết bị cấp hơi ép, trong quá trình bơm

có thể cuốn cả những hòn đá quá cỡ vào ống nên dễ tắc ống áp dụng : đất nền có lẫn cuội sỏi, khoan vào nền đá, phù hợp với thi công trong điều kiện ngập nớc sâu (thi công trên sàn đạo hoặc hệ nổi)

Sau công việc chọn loại thiết bị khoan thì phải xem xét đến khả năng phải

sử dụng ống vách không Nếu có thì phải chế tạo thông thờng ống vách đợc sử dụng để :

- Giữ thành vách

- Làm ván khuôn đối với phần cọc ngập trong nớc, cao hơn đáy sông

- Bảo vệ cọc trong trờng hợp sông có vận tốc lớn

Dung dịch khoan cũng có tác dụng giữ ổn định thành vách Dung dịch khoan thờng đợc sử dụng hiện nay là dung dịch vữa sét bentonit Dung dịch này gồm có: nớc, bột sét, CMC và tác nhân phân tán khác Tác dụng của dung dịch này là tạo ra một lớp màng mỏng trên thành lỗ cọc để chịu áp lực nớc tĩnh đề phòng sập lở Chiều dày của lớp màng mỏng này thờng từ 1 ữ3mm tuỳ thuộc voà từng loại đất và tính chất của dung dịch Làm chậm tốc độ lắng xuống của các hạt cát, giữ trạng thái huyền phù nhằm hạn chế cặn lắng đáy lỗ cọc Cao độ của

đến 2m Việc lựa chọn thành phần dung dịch khoan phải đợc tính toán dựa trên nguyên lí cân bằng áp lực ngang, giữa cột dung dịch trong hố khoan và áp lực của đất và nớc xung quanh vách lỗ Đối với lỗ khoan qua tầng đất yếu thì áp lực của cột dung dịch luôn lớn hơn áp lực ngang của đất và nớc bên ngoài.

Để định vị trí chính xác tâm và tránh sự va chạm của lòng cốt thép với thành vách, cần phải sử dụng thiết bị định tâm và con đệm bao gồm con cữ hoặc con đệm bằng bê tông

Để phục vụ cho việc kiểm tra chất lợng cọc sau khi thi công xong thì trên các lồng, ngời ta gắn các ống nhựa có đờng kính 5 - 6 công nghiệp phục vụ siêu

âm và 10,2 ữ11,4 cm để khoan lấy mẫu

I.2.2 Hạ lồng cốt thép

Các thao tác dựng và đặt lồng cốt thép vào lỗ khoan phải đợc thực hiện khẩn trơng để hạn chế tôí đa lợng mùn khoan sinh ra trớc khi đổ bê tông (không

đợc quá 1giờ kể từ khi thu don song lỗ khoan)

Khi hạ lồng cốt thép đến cao độ thiết kế phải treo lồng phíatrên để khi

đổ bê tông lồng cốt thép không bị uốn dọc và đâm thủng nền đất đáy lỗ khoan Khoảng cách giữa đáy lỗ khoan và lồng cốt thép là10công nghiệp

I.3 Công tác đổ bê tông:

Sau khi lồng cốt thép đợc hạ vào đúng vị trí thì công việc đổ bê tông đợc tiến hành Bê tông đợc đa vào từ các trạm trộn tại công trờng hoặc các bê tông

thơng phẩm sau đó đổ vào máy bơm bê tông hoặc rót trực tiếp vào phẫu đổ bê tông của phơng pháp ống rút thẳng đứng Chiều sâu ngập của ống phải lớn hơn 2m nhng phải đảm bảo cho bê tông có thể tụt xuống đợc Sau khi có đợc những hiểu biết chung về sự phát triển và công nghệ trình trự thi công cọc khoan nhồi thì ta mới có thể sự đoán đợc các sự cố và khuyết tật xảy ra.

II Các hiện tợng và khuyết tật xảy ra trong thi công cọc khoan nhồi.

Xuất phát từ đặc điểm công nghệ thi công cọc khoan nhồi là khoan tạo lỗ trớc trong nền đất; giữ ổn định thành vách bằng ống vách, dung dịch betonit sau

đó tiến hành đúc cọc bằng phơng pháp đổ bê tong trong dung dịch betonit Vì vậy nếu không có kinh nghiệm trong thi công cũng nh thiết kế thì gặp rất nhiều

sự cố xảy ra trong quá trình thi công, làm tăng giá thành công trình và kéo dài thời gian thi công đôi khi phải thay thế phơng án cọc khoan nhồi bằng giải pháp móng cọc khác

II.1 Các hiện tợng thờng xảy ra cho cọc khoan nhồi.

Qua việc nghiên cứu trình tự thi công cọc khoan nhồi, ta có thể xem xét các xử cố xảy ra trong từng giai đoạn

II.1.1 Giai đoạn khoan tạo lỗ:

Trong giai đoạn này thờng xảy ra các hiện tợng

- Vị trí lỗ khoan vớng phải một vật cản nh các cọc thép, dầm thép hình, cọc bê tông cốt thép hay các cấu kiện cứng nằm sâu trong lòng đất gây rất nhiều khó khăn cho việc khoan tạo lỗ đôi khi không thể tạo vớt các vật cản trên

- Không hạ đợc ống chống đến cao độ yêu cầu hoặc khoan không xuống

do gặp phải đá mồ côi hoặc vật cản khác

- Sập thành vách lỗ khoan: phát hiện qua việc đo kiểm tra đờng kính lỗ khoan hoặc sự trồi lên đột ngột của đáy lỗ khoan hoặc khối lợng đổ đầy cọc thực

- Dung dịch bentonite đông tụ nhanh và nhiều xuống đáy lỗ khoan: đợc phát hiện qua việc đo kiểm tra bề dày của lớp bùn lắng đọng ở đáy lỗ khoan hoặc

từ việc kiểm tra chất lợng của dung dịch

- Lớp màng áo sét bám quanh vách hố khoan quá dày đợc phát hiện qua việc thử tải tĩnh (sức chịu tải do ma sát thông thấp)

- Thiết bị thi công rơi vào hố :

Nguyên nhân:

+ Do dây cáp bị đứt+ Bu lông liên kết cần khoan bị hỏng, lỏng làm cho đầu côn xoắn rơi vào trong ống

+ Do lỡi khoan bị gãyVới hiện tợng nh trên thì ta có các cách đề phòng và khắc phục nh sau:

+ Dụng cụ rơi vào hố khoan mà cha chôn vào trong đất, cát thì có thể dùng gầu ngoạm kéo lên đợc

+ Khi dụng cụ bị rơi đã chôn vào trong đất trớc hết phải điều tra xem mức độ lún sâu nh thế nào, nếu thấy nguy hiểm thì lập tức lấp hố khoan lại

để rồi sau đó tìm ra những đối tác tơng ứng Để dọn sạch đất cát đã bị lấp lên trên đầu khoan xoắn bị rơi vào trong lỗ, có thể lắp đầu khoan đặc biệt vào đầu của cần khoan, một mặt vừa thả xuống, một mặt dùng bơm tuần hoàn … đẩy bùn cát lên là có thể mò đợc đầu khoan

- Có khí độc thoát ra từ lỗ khoan: do cấu tạo địa chất hoặc những nguyên nhân khác , khi lỗ khoan cha hoàn thành đã có khí độc trong lỗ khoanCách phòng ngừa :

- Xả nớc vào để đẩy khí thoát ra song khi lợng khí tơng đối ít thì có thể dùng dây lửa để đốt bỏ khí có độc hại

- khi thi công có ống chống, nếu hàn khung cốt thép ở miệng hố khoan, phải chú ý tia lửa hàn có thể bén vào khí cháy trong hố khoan sinh ra

sự cố cháy nổ Cho nên trớc khi hàn, phải dùng thiết bị thăm dò khí

độc hoặc đứng xa miệng hố khoan dùng dây lửa để kiểm tra xem trong

hố khoan có khí độc hay không

II.1.2 Trong giai đoạn hạ tầng cốt thép.

- Không hạ đợc lồng cốt thép vào hố khoan (do lồng cốt thép bị biến dạng, hoặc uốn cong trong quá trình cẩu lồng thép)

- ống vách bị lún (do treo lồng thép quá nặng lên ống vách)

II 2 Các khuyết tật xảy ra trong cọc khoan nhồi

II 2.1 Khuyết tật ở mũi cọc:

Những khuyết tật ở mũi cọc thờng xảy ra do bùn khoan lắng đọng ở đáy

hố khoan và đất dới mũi bị xáo động và bị dẻo nhão và betonite H hỏng này đợc thiết kế với sự làm việc của sức kháng mũi cọc, nhất là cọc có thể mở rộng chân

và có đa tới giảm cờng độ nội tại của bê tông mũi cọc hoặc giảm khả năng chịu

- Bê tông mũi cọc xốp (Sũng nớc hoặc lần nhiều bùn khoan) làm giảm chất lợng bê tông tại mũi cọc, có thể sửa chữa bằng cách phun vữa xi măng.

- Giảm sức kháng mũi cọc: đo sự tiếp xúc của mũi cọc với đất nền, chịu lực bị gián tiếp bởi lớp bùn lắng đọng ở đáy hố khoan, hoặc thay đổi thành phần của đất dới mũi cọc

II 2.2 Khuyết tật ở thân cọc:

Những h hỏng ở thân cọc chủ yếu của thân cọc nh:

Thân cọc phình ra hoặc dạng rễ cây( làm khối lợng bê tông đúc cọc tăng rất nhiều so với khối lợng bê tông tính toán lí thuyết) do sự cố sập thành vách lỗ khoan hoặc do từ biến của lớp đất yếu dới tác dụng đẳy của bê tông tơi

Thân cọc bị co thắt lại làm khối lợng bê tông đúc cọc giảm đi rất nhiều so với tính toán lí thuyết do sự đẩy ngang của đất

Có hang hốc, rỗ tổ ong trong thân cọc làm giảm khả năng chịu tải theo vật liệu do sự lu thông của nớc ngầm làm trôi cục bê tông tơi, hoặc bê tông không

đủ độ sụt cần thiết

Bê tông thân cọc bị đứt đoạn bởi thấu kính đất nằm ngang hoặc lẫn bùn

đất, lẫn vữa bentonite trong thân cọc do sự cố sập thành vách trong lúc đổ bê tông, hoặc do nhấc ống đổ bê tông lên quá cao

Thân cọc tiếp xúc gián tiếp với đất vách bởi lớp áo sét nhão nhớt

II.2.3 Những khuyết tật ở phần đầu cọc.

- Bê tông đầu cọc bị xốp do tạp chất, xi măng nhẹ nổi lên trên mặt bê tông

- Đập đầu cọc không thấy cốt thép

III Biện pháp đề phòng và cách khắc phục

III.1 Trong công đoạn tạo lỗ:

- Không hạ đợc ống vách đến cao độ yêu cầu hoặc khoan không xuống thì

có thể xử lí bằng cách dùng loại gàu khoan thích hợp để phá vật cản rồi tiếp tục hạ tiếp, hoặc dùng các thiết bị khoan, cắt trục vớt vật cản lên Đối với những tr-ờng hợp đặc biệt không thể trục vớt vật cản lên đợc phải dịch chuyển vị trí cọc khoan nhồi hoặc thay phơng án cọc khoan nhồi bằng loại móng cọc khác

- Khi khoan gặp tầng đất quá yếu lại không có ống vách Tầng đất quá yếu có E0 < 50 kG/cm2, góc ma sát trong δ 0 < 100 hệ số nén chỉ số xuyên tiêu chuẩn của đất N ≤ 4 Khi gặp tầng đất yếu nh trên thì phải hết sức chú ý Trong qúa trình khoan cần kiểm tra lại địa chất để đối chiếu với số liệu thí nghiệm, để

có giải pháp xử lí kịp thời chẳng hạn nh điều chỉnh lại chiều dài ống vách

- Các chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch bentoouit không phù hợp với địa tầng khoan: nh đã nói đến ở phần trớc với mỗi một loại đất khác nhau thì ta phải

có thành phần của dung dịch khoan khác nhau, cần phải kịp thời điều chỉnh cho phù hợp với từng tầng đất vì nó có ảnh hởng rất lớn đến việc giữ ổn định lỗ khoan

áp lực thuỷ động trong tầng cát, cát pha quá lớn: khi gặp tầng cát có chứa nớc ngầm với áp lực lớn, nớc ngầm này sẽ chảy vào trong hố khoan mang theo

đất cát ở vách hố khoan làm cho hố khoan tại tầng này mở rộng ra, có thể kéo theo các tầng đất phía trên sụp xuống tạo thành hàm ếch Nếu gặp phải hiện tợng này nên đa ống vách qua tầng này hoặc dùng biện pháp hạ mực nớc ngầm trớc khi khoan

Việc sập nở thành vách lỗ khoan cũng liên quan đến việc chọn kỹ thuật, thiết bị khoan không phù hợp với đất nên do tốc độ khoan quá nhanh vữa bentonite cha kịp hấp thụ vào thành vách tạo nên lớp màng mỏng bảo vệ hoặc do việc nâng hạ gầu quá nhanh gây hiệu ứng pittông dẫn đến sập thành vách Để tránh sập thành vách cần phải chọn loại khoan thích hợp với thao tác khoan nhẹ nhàng, tránh những tác động đột ngột

Do hạ lồng thép và vào thành vách lỗ khoan: khi hạ lồng thép nhanh có thể

và vào thành hố khoan dẫn đến sập vách Do đó, cần phải hạ lồng thép một cách cẩn thận và nhẹ nhàng đúng tâm hố khoan

Do thời gian giãn kéo dài giữa khâu khoan tạo lỗ và đổ bê tông: nếu thời gian này kéo dài 1 tiếng thì dễ gây sập lở vì vậy mà các công tác phải tiến hành một cách khẩn trơng

III.2 Hạ lồng thép.

Không hạ đợc lồng thép vào lỗ khoan: do lồng thép bị biến dạng Do vậy, khi chế tạo cần tính toán đến biến dạng của lồng thép, bố trí móc cầu phù hợp để tránh biến dạng, hoặc nắn lại lồng thép và bố trí thêm móc câu

ống vách bị lún: trong quá trình hàn nối các đoạn lồng thép, lồng thép đợc treo vào ống vách, do trọng lợng của các lồng thép lớn làm lún ống vách Khi đó

có thể gia cờng chống lún cho ống vách hoặc không treo lồng thép lên ống nữa

Lồng thép bị ngập trong đất: Theo quy định khi lồng thép chạm đất thì phải nâng lên 10công nghiệp Điều này khó thực hiện do khoảng cách quá nhỏ Hơn nữa do nồng thép nặng nên khi chạm vào đáy đã lún vào nền, nên khi nâng hạ lồng thép lên thì lồng thép vẫn ngập trong đất Vì vậy cần tuỳ theo điều kiện

cụ thể để điều chỉnh khoảng cách này

III.3 Trong giai đoạn đổ bê tông cọc

Tắc nghẽn bê tông trong ống: Do hiệu ừng vòm khi bê tông đợc giữ ở mức quá cao trong ống chống làm cho bê tông không trào lên đợc gây tắc nghẽn Khi

đó cần phải nâng ống dẫn lên, nhng ống dẫn phải ngập trong bê tông ít nhất 2m, quy định là từ 2m đến 5m

Mực bê tông bị hạ xuống khi rút ống vách lên: Do tầng đất yếu bị từ biến dới tác dụng của áp lực ngang do bê tông tơi làm tăng thể tích của bê tông

Cả khối bê tông trong ống chống bị kéo lên khi rút ống vách lên: Do bê tông ninh kết quá sớm, nó đã bám chặt vào ống vách Vì vậy, khi rút ống vách

lµm kÐo theo c¶ khèi bª t«ng vµ phÇn cäc díi èng v¸ch còng bÞ lång thÐp kÐo lªn theo hoÆc t¹o vßng rçng trong bª t«ng.

Bª t«ng bÞ ph©n tÇng, rç tæ ong vµ cã vËt l¹: Khi gÆp sù cè nµy cã thÓ khoan röa s¹ch råi b¬m v÷a xi m¨ng vµo

Chơng II:

Các phơng pháp kiểm tra chất lợng bê tông và sức chịu tải của cọc khoan nhồi

I Các phơng pháp kiểm tra chất lợng bê tông

Có thể chia ra làm hai loại kiểm tra chất lợng bêtông là kiểm tra chất lợng bêtông trớc khi đổ và sau khi đổ bê tông cọc

I.1 Ph ơng pháp kiểm tra chất l ợng bê tông tr ớc khi đổ.

Để kiểm tra chất lợng bê tông trớc khi đổ thì với mỗi xe vận chuyển bê tông đến vị trí để đổ vào cọc thì ngời ta tiến hành lấy mẫu bêtông cho vào nón cụt để xác định độ sụt, công tác này là cần thiết vì độ sụt của bêtông rất quan trọng trong quá trình đổ bê tông vì nếu không đảm bảo thì có thể gây tắc ống và bêtông không vào đợc những chỗ cốt thép dày

Ngoài ra ngời ta cũng phải đúc các mẫu để xác định cờng độ của bêtông Sau khi đúc mẫu ngời ta tiến hành bảo dỡng trong điều kiện tơng tự nh bê tông

đợc đúc trong lòng cọc để khi khoan lấy mẫu có cơ sở so sánh

I.2 Ph ơng pháp kiểm tra chất l ợng sau khi đổ bê tông.

- Sau khi đổ bê tông cọc khoan nhồi xong Sau một thời gian bê tông đạt

đủ cờng độ ta tiến hành thí nghiệm và khoan lấy mẫu

Công việc khoan lấy mẫu đợc tiến hành trong ống có đờng kính từ 10,2 ữ 11,4cm đã đợc đặt sẵn trong lòng cọc trong quá trình gia công lồng cốt thép Việc lấy mẫu đợc tiến hành bằng máy khoan mũi kim cơng Thông thờng lấy 8 mẫu bê tông thân cọc hình lăng trụ dùng để nén xác định cờng độ bê tông Trong

đó, dùng một mẫu để thí nghiệm nén trớc khi thử tải và ít nhất 2 mẫu thí nghiệm nén đúng vào ngày thử tải cọc

Ngoài ra việc khoan lấy mẫu bê tông cũng phát hiện đợc các khuyết tật xảy ra trong khi thi công cọc.

Để đánh giá, kiểm tra tính đồng nhất của bê tông cọc ngời ta sử dụng thiết

bị siêu âm Sau đây trình bày thí nghiệm siêu âm cọc khoan nhồi cầu Mỹ Thuận

*Phơng pháp thí nghiệm:

Thời gian thí nghiệm siêu âm đo độ đồng nhất (CSL) đợc thực hiện qua việc đo dải tần biên độ sóng siêu âm từ tín hiệu nguồn phát ra ở ruột đầu máy phát chạy dọc theo ống thép đến đầu thu nằm trong ống thép khác dựa vào sự phân bố của tín hiệu sóng có đều hay không thời gian di chuyển giữa thu và phát nhanh hay chậm nhận đợc mà cho kết quả bêtông thân cọc tốt hay có vấn đề về chất lợng Thời gian di chuyển thu, phát tín hiệu sóng chậm sẽ cho biết đợc những vấn đề bất thờng trong thân cọc chẳng hạn nh bê tông kém chất lợng, có những khe rỗng bêtông rỗ tổ ong hoặc bê tông lẫn bùn đất

Công tác thí nghiệm độ đồng nhất bê tông cọc khoan nhồi bằng sóng siêu

âm có thể thực hiện cho từng cọc giữa thời gian sau bảy ngày đến hai mơi ngày

kể từ ngày hoàn tất đổ bê tông thân cọc

Trong số 6 ống thì 4 ống đợc sử dụng do thí nghiệm có 2 ống dự phòng Các ống thí nghiệm siêu âm đợc bố trí đối xứng nhau qua tâm lồng thép và các ống thép này đợc bố trí trong chu vi mặt cắt ngang thân cọc ẩng thí nghiệm siêu âm bằng thép có đờng kính ngoài 82,5mm và đờng kính trong 76mm các ống thép này hình tròn và bề mặt phía trong phải phẳng không có bất kỳ khuyết tật trong chế tạo cũng nh không có chỗ gồ gề ngay cả trong mối nối ống để đảm bảo thông suốt cho khi thả máy dò sóng của đầu thu và phát có đờng kính 34mm dài 150mm Các ống thép phục vụ siêu âm phải kín nớc, bề mặt bên trong và ngoài sạch sẽ đảm bảo đờng di chuyển của máy dò sóng và đảm bảo mối liên kết tốt giữa bêtông và ống thép Lắp dặt lồng cốt thép phải đặc biệt lu ý đến độ thẳng đứng và song song của các ống thép thí nghiệm siêu âm

Ngay sau khi lắp đặt các đoạn lồng cốt thép, các ống thép thí nghiệm siêu

âm phải đợc đổ đầy nớc sạch Sau khi đổ bê tông, phải cẩn thận khi tháo gỡ nắp ống ghép tránh để xảy ra tình trạng ống thép bị uốn xoắn, bị búa va đập hoặc bất

kỳ tác động ứng suất nào gây phá vỡ liên kết giữa bê tông thân cọc và ống thép

*Thiết bị thí nghiệm CSL.

Một bộ vi xử lý dựa trên hệ thống đo sóng siêu âm mặt cắt ngang thân cọc (CSL) đối với các máy thu phát CSL đơn lẻ, máy giao diện kỹ thuật số tơng đơng

và máy ghi dữ liệu CSL, bộ phân tích phản hồi sóng ở đầu thu và máy in CSL

Nguồn phát sóng siêu âm và máy dò thu sóng siêu âm

Nguồn cung cấp hiệu điện thế sóng siêu âm để kích thích nguồn với hệ thống nút đồng bộ hoá để khởi động hệ thống ghi nhận tín hiệu sóng

Thiết bị thớc đo độ sâu để xác định chiều sâu tín hiệu sóng đang ghi

Bộ lọc tín hiệu sóng tơng ứng/ bộ khuếch đại và hệ thống sóng đang ghi

Bộ lọc tín hiệu sóng tơng ứng/bộ khuếch đại và hệ thống dây cáp để thí nghiệm

Trớc khi thả xuống và kéo dây treo máy phát và thu dò sóng âm lên, cứ 10m của 3 đoạn cuối đợc đánh dấu lên dây để cả nguồn máy phát và dò thu sóng

âm đợc thả xuống và kéo lên cùng mặt phẳng nằm ngang

Đo siêu âm mặt cắt ngang thân cọc cứ 6cm theo chiều sâu thân cọc thực hiện đo 1 lần hoặc có thể < 6cm Việc đo phải đợc tiến hành từ mũi đến đỉnh cọc Các máy dò và phát sóng siêu âm phải đợc thả cùng một thời gian bắt đầu

từ đáy ống đo siêu âm trên chiều sâu thiết bị đo

Phải kiểm tra dây treo máy dò và phát nhằm tăng độ chính xác khi đo, tránh gây bị xoắn, chùng trớc khi tiến hành thí nghiệm

Trong quá trình thí nghiệm nếu phát hiện những hiện tợng bất bình thờng,

dị thờng thông qua thời gian thu phát sóng dài hơn lúc bình thờng phải tiến hành

đo kiểm tra bổ sung theo yêu cầu nhằm để xác định chính xác các thông tin dị thờng ngay cả việc xác định phạm vi phần dị tật trên

Trong các kết quả thí nghiệm đo siêu âm phải bao gồm dữ liệu nhật ký về công tác thí nghiệm với các phân tích về thời gian truyền sóng âm, dao động sóng âm, vận tốc/chiều sâu truyền sóng

*Phân tích kết quả đo.

Để đánh giá đuợc độ đồng nhất thông qua các đặc trng sóng âm ghi đợc

nh vận tốc, biên độ, năng lợng và thời gian truyền sóng kết hợp với hình dạng của dải tần sóng âm thu đợc bằng thiết bị truyền sóng siêu âm, có thể tham khảo qua các bảng sau

Đánh giá quan hệ giữa tốc độ xung và chất lợng bêtông theo Whitechurst (1966)

Một số hình ảnh về phổ của 6 mặt cắt của một cọc có chiều dài 37.5 m, đờng kính 1.2m

Filter: 1

1

2

3 4

1

2

3 4

35.6 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Arrival time [ms]

Filter: 1

1

2

3 4

1

2

3 4

35.5 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 Arrival time [ms]

Filter: 1

1

2

3 4

1

2

3 4