Xác định vị trí tim mốc các hố khoan từ K28 đến K80. Dùng máy kinh vĩ và máy thăng bằng NI030 để xác định vị trí các hố khoan phụt và xác định độ cao miệng hố ngoài thực địa – các hố cách nhau 1,50m. Sai lệch vị trí thực tế của hố khoan phụt so với vị trí trên bình đồ không vượt quá quy phạm cho phép 0,1m. Các hố khoan phụt được đánh số thứ tự theo hàng để xác định vị trí của hố trên mặt bằng thi công không phụ thuộc vào thời gian thi công.
Trang 1II.9- THI CÔNG KHOAN PHỤT XỬ LÝ THẤM NỀN ĐẬP :
Theo hồ sơ mời thầu, phạm vi cần phải khoan phụt là39.4m Công tác khoan phụt xử lý nền đập được tiến hành sau khhi công tác hoàn thiện mặt đập phần vai phải kết thúc Mục tiêu của phương pháp này là sử dụng áp lực phụt để ép vữa xi măng + bentonite lấp đầy các lỗ rỗng trong các kẽ rỗng của nền đá nứt nẻ
1- Trình tự và yêu cầu kỹ thuật khoan phụt:
- Xác định vị trí tim mốc các hố khoan từ K28 đến K80.
- Dùng máy kinh vĩ và máy thăng bằng NI030 để xác định vị trí các hố khoan phụt và xác định độ cao miệng hố ngoài thực địa – các hố cách nhau 1,50m.
- Sai lệch vị trí thực tế của hố khoan phụt so với vị trí trên bình đồ không vượt quá quy phạm cho phép 0,1m.
- Các hố khoan phụt được đánh số thứ tự theo hàng để xác định vị trí của hố trên mặt bằng thi công không phụ thuộc vào thời gian thi công.
2- Khoan phụt thử nghiệm:
- Quá trình khoan phụt được bắt đầu từ việc thử nghiệm tại một số hố khoan Dự kiến khoan phụt thử nghiệm 02 hố tại khu vực Đ8 đến Đ9 vị trí và số lượng cụ thể sẽ quyết định sau khi thống nhất với Đơn vị thiết kế và Chủ đầu tư.
- Tiến hành khoan phụt thử nghiệm nhằm tạo điều kiện cho việc thực hiện khoan phụt đạt chất lượng yêu cầu đề ra, xác định thứ tự cũng như chế độ phụt, thành phần vữa phụt …
3- Thi công khoan phụt đại trà:
Sau khi có kết quả khoan phụt thử nghiệm, có quy trình khoan phụt chính thức được chủ đầu tư duyệt sẽ tiến hành khoan phụt đại trà.
4- Công tác khoan lỗ:
- Dùng máy khoan lỗ đường kính 100mm
- Kiểm tra lại độ sâu hố khoan, kiểm tra lại độ lệch của hố khoan so với yêu cầu thiết kế.
5- Trình tự tiến hành phụt :
- Thứ tự phụt các lỗ khoan trong 1 hàng: Phụt các hố lẻ (1,3,5…) trước, các hố chẵn (2,4,6…) sau.
- Với từng lỗ khoan, theo hướng dẫn thiết kế cần bơm phụt từ trên xuống dưới, chia phân đoạn làm 1 đoạn từ miệng đến đáy lỗ khoang.
Trang 2- Khoảng cách cuối cùng giữa các hố khoan phụt do Thiết kế quy định được chính xác hóa trong quá trình thi công sau khi phụt xong mỗi đợt qua phân tích kết quả phụt theo tài liệu hoàn công Việc cần bổ sung thêm các hố khoan phụt nữa hay không sẽ do Thiết kế và Chủ đầu tư quyết định.
Trình tự khoan phụt theo sơ đồ sau:
-Sơ đồ khoan phụt có nút bịt
6- Áp lực phụt:
- Áp lực phụt như sau:
+ Áp lực phụt ban đầu : 0,5 atm + Quan sát nếu lượng vào của Q ≤ 3 lít/phút, ổn định trong 15phút thì tăng 1 cấp áp lực là 0,5 atm.
+ Áp lực Pmax thay đổi theo chiều sâu H và áp lực mỗi đoạn.
7- Vật liệu để sản xuất vữa phụt:
- Nước để trộn vữa sạch, đảm bảo các tiêu chuẩn hiện hành.
- Xi măng sử dụng loại PC30, cùng một mác, không vón cục Xi măng được bảo quản, vận chuyển, lưu kho tuân theo các quy định kỹ thuật hiện hành.
- Thông số vữa để tham khảo:
+ Tỉ trọng: 1,24 -:- 1,30 kg/m3 + Độ nhớt: 25” -:- 40”
Trang 3+ Độ tách nước sau 3 giờ: < 5%
+ Cường độ đông kết sau 7 ngày: 5 -:- 10bar
- Nồng độ trộn vữa tùy theo lượng mất nước, đơn vị theo kết quả ép nước trước khi phụt và theo chỉ dẫn của đồ án thiết kế Lượng mất nước ban đầu l/phút thay đổi từ 0,05→2,0 thì nồng độ dung dịch vào ( VLP/N) tăng từ 1/8 đến 1/1.
- Các vật liệu chế tạo vữa trước khi đưa vào sản xuất được đảm bảo bằng các chứng chỉ xuất xưởng của nhà máy, thí nghiệm kiểm tra tại hiện trường Tỷ lệ thành phần pha trộn vữa xi măng– nước được xác định theo quy định thiết kế thông qua thí nghiệm trong phòng và kiểm tra, điều chỉnh lại tại hiện trường tùy theo tình hình địa chất từng khu vực để đảm bảo các yêu cầu cao nhất chất lượng thiết kế.
8- Chế độ dừng phụt:
- Dừng phụt tạm thời khi có sự cố về vữa phụt, máy thi công hoặc biến dạng công trình.
- Dừng phụt khu vực khi có các vấn đề liên quan đến đồ án thiết kế cần xác định lại.
- Kết thúc phụt trong khu vực hoặc hàng phụt khi đã đạt lượng ăn vữa đơn vị hoặc áp lực phụt quy định Theo thiết kế qui định dưới áp lực tối đa cho phép, khi lượng dung tiêu hao Q<2 l/phút kéo dài liên tục 30 phút thì dừng phụt.
9- Khoan kiểm tra:
Số lượng và vị trí khoan kiểm tra thực hiện theo hồ sơ thiết kế và theo yêu cầu của Chủ đầu tư và Thiết kế Lượng mất nước đơn vị sau khi phụt cần phải đạt yêu cầu của Thiết kế Khi phụt xong một khu vực, việc kiểm tra ép nước được thực hiện ngay Khi kết quả kiểm tra đạt yêu cầu thiết kế thì các vùng khoan còn lại có thể không cần kiểm tra tiếp Nếu lượng mất nước đơn vị không đạt yêu cầu thiết kế thì cần phải có ý kiến thống nhất của Thiết kế và Chủ đầu tư để có giải pháp điều chỉnh bổ sung cho phù hợp đạt cho được yêu cầu thiết kế.
10- Lấp hố khoan:
- Sau khi phụt xong tất cả các đoạn và hố khoan, phải lấp chặt hố khoan bằng vữa xi măng mác 75 Vữa mác xi măng 75 được thiết kế theo định mức 296kg xi măng /m3 và 1,12 m3 cát/1m3 vữa Vữa lấp vào hố khoan phải được ép chặt, bề mặt hố khoan phải làm bằng phẳng với bêtông bệ phản áp.
11- Hồ sơ kỹ thuật cần có:
- Lập các bảng biểu theo dõi quá trình khoan phụt : Khoan tạo lỗ, thí nghiệm ép nước, phụt, lấp hố…
Trang 4- Lập báo cáo hoàn công gồm : Các báo cáo kỹ thuật, các bản vẽ hoàn công.
12- An toàn lao động:
- Tiêu chuẩn ngành 14TCN 82-1995 và các quy phạm an toàn lao động chung.
13- Thời gian thi công và yêu cầu thiết bị:
Do yêu cầu các công việc đắp đào tiếp theo nên dự kiến thời gian thi công 1 tháng.
* Tính toán máy khoan theo yêu cầu tiến độ :
Tháng có khối lượng khoan Q = 718,5 m Như vậy số m khoan cần phải thi công trong 1 ngày để đảm bảo tến độ :
Q 718.5
q = - = - - = 15,97 m/ng.đêm
t 45 Theo định mức xây dựng cơ bản 24/2005/QĐ-BXD, năng suất của máy khoan xoay đập tự hành là :
1
Ns = - x 2 = 13 m 0,153
Đối với nền đá năng suất thực tế của máy khoan là : 13m x 2 = 26m.
Số máy khoan cần thiết :
15.97
n = - = 0.614 máy 26
Chọn số máy khoan là 01 máy 14- Dây chuyền công nghệ:
- Theo yêu cầu tiến độ và thực tế thiết bị đã có, dây chuyền công nghệ bố trí như sau :
+ Máy nén khí : 01 cái.
+ Máy bơm nước 20 m3/h : 01 cái.
+ Máy bơm dung dịch xi măng : 01 cái.
+ Máy trộn dung dịch 500 lít : 01 cái.
- Ống chống, đồng hồ đo, ống dẫn và các dụng cụ thiết bị khác theo yêu cầu đồng bộ của thiết bị khoan phụt.
Trang 5II.10- THI CÔNG KHOAN PHỤT TƯỜNG CHỐNG THẤM
Khoan phụt tường chống thấm XMĐ thi công bằng công nghệ khoan phụt áp lực cao(Công nghệ trộn ướt hay còn gọi la công nghệ Jet-Grouting) Phương pháp này dựa trên nguyên lý cắt nham thạch bằng dòng nước áp lực Khi thi công, trước dùng máy khoan để đưa ống bơm có vòi phun bằng hợp kim vào tới độ sâu cần gia cố(nước +XM) với áp lực khoảng 200 atm từ vòi bơm phun xả phá vỡ tầng đất Với áp lực xung kích của vòi phun và lực ly tâm, trọng lực…sẽ trộn lẫn dung dịch vữa, rồi sẽ được sắp xếp lại theo một tỉ lệ có quy luật giữa đất và vữa theo khối lượng hạt Sau khi vữa đông cứng sẽ tạo thành cột XMĐ.
Công tác khoan phụt tường chống thấm được tiến hành ngay sau khi lớp tường lõi đợt 1 hoàn thành Tiến hành song song với công tác đắp đất thân đập.
1 Chỉ tiêu kỹ thuật tường chống thấm XMĐ
Tường chống thấm thi công bằng công nghệ khoan phụt áp lực cao-Jet Grouting Có lực phụt vữa P=200 atm: tốc độ xoay 2 vòng/bước, tốc độ rút cần dự kiến 2.7phút/1m(4.05s/bước).
Hệ số thấm yêu cầu của tường: K<1x10-5cm/s
Đường kính cọc XMĐ 60cm, chiều dày hiệu quả của tường là 40cm(với đoạn thi công 1 hàng cọc) và 90cm(cới đoạn thi công hai hàng cọc).
2. Cấp phối vật liệu làm tường chống thấm:
Thành phần vật liệu làm tường chống thấm bao gồm: Xi măng, bentoniet và nước Hàm lượng các loại vật liệu xác định như sau:
Ximăng loại PC30: 350kg/m3(tính cho 1m dài cọc cần 100kg/m)
Bentonite ND Yên Viên: 10kg/m3(tính cho 1m đài cọc cần 2.83kg/m)
Tỷ lệ nước /(Ximăng+Bentonite) =2.0 theo trọng lượng Chất lượng nước đảm bảo yêu cầu nước đổ bê tông.
3. Quy trình thi công:
3.1 Thi công thí nghiệm ban đầu
3.2 Kiểm tra các thông số kỹ thuật của tường chống thấm:
+ Đào hoặc khoan để kiểm tra chiều dày hiệu quả của tường.
+ Thí nghiệm ép nước trong hố khoan để xác định hệ số thấm của tường chống thấm 3.3 Sau khi thi công thí nghiệm ban đầu và kiểm tra, nếu các kết quả về chiều dày tường và hệ số thấm đạt yêu cầu thì áp dụng cho thi công đại trà Nếu không đạt thì phải điều chỉnh lại thành phần cấp phối, áp lực phụt và các thông số kỹ thuật khấc 3.4 Thi công đại trà
Trang 63.5 Khoan tọa lỗ 5% số lượng cọc, vị trí do bên A phối hợp cùng thiết kế chỉ định tại hiện trường; thí nghiệm ép nước trong hố khoan để kiểm tra hệ số thấm của tường chống thấm.
4. Trình tự thi công:
4.1 Chuẩn bị mặt bằng.
4.2 Triển khai tim mốc: tim cọc được xác định bằng thước dây, mốc phải được gửi để theo dõi trong quá trình thi công.
4.3 Công tác khoan:
4.3.1 Di chuyển máy khoan vào vị trí timcọc đã được xác định.
4.3.2 Khoan hạ đầu phun xuống nền đất, vừa khoan vừa phun nước với áp lực 10-20Mpa.
4.3.3 Sau khi khoan xuống đến cạo độ mũi cọc thì dừng khoan điều chỉnh khoan sang chế độ phun vữa
4.3.4 Công tác phun vữa:
Bước 1: Cho đầu mũi khoan xoay tại chỗ và tăng dần áp lực bơm cho đến khi đạt áp lực thiết kế
Bước 2: Sau khi đạt áp lực bơm thiết kế, điều chỉnh máy khoan vừa xoay vừa rút cần lên theo tốc độ thiết kế.
Bước 3: Sau khi đầu phun rút lên đến đỉnh đầu cọc thiết kế thì ngừng phun Rút mũi khoan lên khỏi mặt đất.
Bước 4: Di chuyển máy khoan đến vị trí kế tiếp.
Dây chuyền gồm các thiết bị chính sau:
(1)- Máy khoan- phun vữa YBM-2P (S) II, nặng 750 kg, công suất động cơ 7,5 Kw; 200 V/3 pha; đường kính cần khoan 42 mm, mỗi đoạn cần dài 3m được ghép nối ren côn, có thể khoan đến độ sâu 30m; vòi bơm cao áp có thể vươn xa 100m Máy hoạt động theo chế độ tự động được đặt trước
(2)- Máy bơm áp lực cao SG-75 SV nặng 2750 kg, áp lực bơm 200-400 Atm, công suất động cơ 55 Kw, điện thế 200 V/3 pha;
(3)- Máy trộn vữa GM-2 nặng 370 kg công suất 60 lít/phút; động cơ 4Kw; (4)- Máy phát phát điện 155 KvA/3 pha 200 V; nặng 2T
(5)- Cẩu thuỷ lực 5T; ôtô 7T; máy bơm nước;
Khả năng thi công 15m cọc/giờ (tính trong điều kiện lý thuyết, không kể thời gian dịch chuyển máy và công việc phụ khác)thời gian dịch chuyển máy dự kiến 2 giờ
; Nhân công vận hành chính: 5người (không kể lao động phổ thông khác);
Trang 7Tổng số hố khoan là 878 hố
Tổng số mét khoan là 12.148m
Thời gian cần để thi công là T=12.148/15+878*2 = 1687 giờ.
Ngày làm việc 2 ca như vậy tổng thời gian thi công là 2566/16 = 160 ngày Bố trí thời gian thi công là 165 ngày
Trang 8ỨNG DỤNG KỸ THUẬT KHOAN PHỤT
TRONG CÁC CÔNG TRÌNH ĐÊ, ĐẬP
Liang Ning
Zhejiang Hangzhou Drilling Machine Manufactory Co., Ltd
Sơ lược kỹ thuật khoan phụt
Đối với công trình thuỷ lợi, việc tiến hành xử lý chống thấm và gia cố tăng ổn định là công việc rất quan trọng, một trong những giải pháp hiệu quả là khoan phụt Trong nhiều trường hợp, nhờ kết quả của khoan phụt
mà không cần phải thay đổi kết cấu thiết kế đê đập Hiện nay, các công nghệ trong lĩnh vực khoan phụt ngày càng được ứng dụng và phổ biến rộng rãi.
1 Ứng dụng trong xử lý địa chất nền và thân đê đập
Nguyên nhân thường gặp trong sự cố thi công địa chất đê đập là các địa tầng mềm yếu chưa được xử lý triệt để, công nghệ thi công không hợp lý, sau nhiều năm vận hành sẽ trở thành các cấp bậc rò rỉ không giống nhau dẫn tới nền móng của đê đập bị rò rỉ và trôi đất Sử dụng thường xuyên các loại khoan phụt khác nhau thì các cách xử lý cũng khác nhau
2 Áp lực tĩnh trong kỹ thuật khoan
- Thông thường đường kính của hố khoan là 91mm đến 110mm
Sử dụng xi măng thường, lưu lượng khoan phụt khoảng 100lít/phút, áp lực phụt thường ở mức 3Mpa.
- Chuẩn bị thiết bị : máy khoan,máy trộn vữa,bơm bùn,ống cao
áp,nút bịt tuần hoàn,bộ ghi dữ liệu phụt tự động.
- Đặc điểm chủ yếu : cho nước chảy ra ngoài, dùng áp lực cao cho
xi măng đầy các khe nứt của đê đập, xi măng cùng với kết cấu các hạt thể rắn trở thành bê tông vững chắc Đối với đê - đập đây có thể coi là tác dụng hai mặt, vừa xử lý chắn nước rò rỉ và vừa gia cố nâng cao ổn định
Trang 9Đối với việc xử lý các khe nứt lớn có đường nước ngầm chảy qua mạnh thì công việc xử lý khoan phụt tương đối khó.
Trang 103 Áp lực tĩnh của khoan phụt trong các kẽ nứt của đê đập
- Thông thường cách giải quyết đối với bộ phận chính của nền móng
đê đập là khoan độ sâu khoan dưới 91mm, nguyên liệu dùng trong khoan phụt chủ yếu là đất sét, điều chỉnh lưu lượng khoan phụt khoảng 100 L/phút, điều chỉnh áp lực khoan phụt và áp lực trong các khe nứt thành áp lực cao nhất, áp lực thông thường khoảng 0.4Mpa, độ dài của phần chỉnh nền đập và các khe nứt nhỏ hơn 3cm.
- Thiết bị chủ yếu : Thiết bị khoan thăm dò hoặc máy khoan đá
(khoan hơi), máy trộn vữa, bơm bùn và nút bịt thông thường.
- Đặc điểm chủ yếu: đất sét, đá phong hoá đều có bộ phận chắn
nước và chống rò rỉ.,nguyên liệu nền móng chính của đê đập không tốt hay đã được sử dụng trong một thời gian dài sẽ dẫn tơi tình trạng chức năng chắn nước của đê đập bị mất tác dụng.Khi sử dụng phương pháp này trước tiên hãy khoan một lỗ khoan trên nền chính của đập, dùng áp lực cao ép vữa vào lỗ khoan làm cho nền móng chính của đê đập nứt ra các vết nứt,sau đó tiếp tục trở về cho đầy đường vữa vào làm cho chức năng của nền móng chính của đê đập hồi phục,tránh tình trạng rò rỉ nước thông qua các khe nứt của đập.
4 Áp lực phun khoan phụt
- Có thể phân thành vòi phun cố định,vòi phun di chuyển,vòi phun xoay, đối với nền móng đê đập thông thường, đường kính là 130mm, nguyên liệu thường dùng trong khoan phụt là vữa, lưu lượng khoan từ 75
~100 L/phút.
Áp lực phun trong phạm vi rộng được điều chỉnh lên áp lực cao nhất Áp lực trung bình trong khoảng 6~38Mpa.
- Thiết bị chủ yếu:khoan thăm dò,máy trộn vữa,bơm cao áp (bơm
cao áp dùng cho vữa), máy nén khí, bơm khoan phụt (loại 3 pít tông, đơn hoặc đôi),vòi phun nước,ống cao áp,máy ghi tự động khoan phụt dữ liệu.
Trang 11- Đặc điểm chủ yếu: đối với các công trình đê đập, áp lực tĩnh có
tác dụng đôi gia cố và chắn nước rò rỉ Phương pháp kỹ thuật khoan phụt này có thể điều chỉnh các tham số kỹ thuật của khoan phụt, đối với công việc gia cố đập có tác dụng rất tốt, sức chịu đựng cao, có thể trực tiếp chống rò rỉ nước vào đập thấm qua nền móng của đập.
- Vòi phun xoay có thể sử dụng như một nền móng cọc trong khoan phụt, tương đối thích hợp khi sử dụng các loại cát mịn và nhỏ, cát phổ.
thông.Tương đối khó khăn khi xử lý đối với các loại nguyên vật liệu như :
sỏi địa tầng,đá cuội địa tầng do tốc độ chảy của nước ngầm rất lớn.
5 Sử dụng trong đập bê tông
- Hố khoan phụt là một giai đoạn không thể thiếu trong các công trình kiến trúc đê đập cũng như là một biện pháp quan trọng để chống rò rit nước sau khi vận hành sử dụng đập bê tông, trong tình huống thông thường chỉ dùng vữa để khoan phụt, trong các tình huống đặc biệt sử dụng khoan phụt hoá học, không cần dùng phương pháp khoan phụt cao phân tử.
5.1 Gia cố khoan phụt
- Đập bê tông được thiết kế trên nền tảng đá nham thạch, khi đào đá nham thach lên ta vứt bỏ những tảng đa lớn nhằm dễ dàng cho công việc khoan phụt sau này, sau đó tiến hành gia cố cho hố khoan.Trong tình huống thông thường,dùng máy khoan đá khoan hố khoan với đường kính khoảng 50~70mm,độ sâu khoan trong khoảng 0.5~3m,sau đó trong hố khoan lắp nút bịt thông thường, điều chỉnh áp lực khoan phụt nhỏ hơn 0.5Mpa.
Thiết bị chủ yếu: Máy khoan đá,máy trộn vữa,bơm bùn,nút bịt tuần hoàn thông thường.
- Đặc điểm chủ yếu: dùng vữa lấp đầy các khe hở của đá nham
thạch tạo thành kết cấu vững chắc nền móng của đá nham thạch,nâng
