Biện pháp thi công cọc xi măng đất

Biện pháp thi công cọc xi măng đất dự án Sunwah Pearl, công trình cấp 1

BIỆN PHÁP THI CÔNG CỌC CDM TRẠM BOH

METHOD STATEMENT FOR CDM PILE

CONSTRUCTION OF BOH

Dự án/ Project: KHU CHUNG CƯ PHƯỜNG 22 – QUẬN BÌNH THẠNH

CONDOMINIUM BLOCKS OF WARD 22,BINH THANH DISTRICT

Địa điểm/ Addrees: đường Nguyễn Hữu Cảnh, phường 22, quận Bình Thạnh,thành phố Hồ Chí Minh Nguyen Huu Canh street,22 Ward,Binh Thanh district,Ho Chi Minh City

Page 1

BIỆN PHÁP THI CÔNG CỌC CDM

 Công trình: KHU CHUNG CƯ PHƯỜNG 22- Q BÌNH THẠNH

 Địa điểm: ĐƯỜNG NGUYỄN HỮU CẢNH PHƯỜNG 22, Q BÌNH TJẠNH

 Hạng mục: CỌC CDM D1000 dày 2m (coste -7.000 đến -9.000)

1 Mục đích

- Mục đích của biện pháp này nhằm mô tả chi tiết công tác thi công cọc CDM (cọc xi măng

đất dày 2m; hàm lượng 240kg xi măng/ m3 cọc) của trạm BOH dự án Sunwah Pearl

2 Các tiêu chuẩn liên quan

- TCXDVN 9403:2012 Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng

- TCVN 4316:2007 Xi măng Portland – Pozzozlan

- TCVN 4506:2012 Nước trộn bê tông và vữa – yêu cầu kỹ thuật

- TCVN 4447:2012 Công tác đất.Thi công và nghiệm thu

- TCVN 9361:2012 Công tác nền móng – Thi công và nghiệm thu

- TCVN 9398:2012 Công tác trắc địa trong xây dựng công trình – Yêu cầu chung

- TCVN 6016:2011 Xi măng – Phương pháp thử - xác định độ bền

- TCVN 9393:2012 Cọc – Phương pháp thí nghiệm bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục

- TCXDVN 160 – 1987 Khảo sát địa kỹ thuật phục vụ cho thiết kế và thi công móng cọc

3 Mặt bằng cọc CDM

1

2 3

4

5

6 A1

Page 2

4 Máy móc, vật tư, thiết bị

DANH SÁCH MÁY MÓC, THIẾT BỊ

6 Máy phát điện 500KVA Cái 1

Page 3

4.1 Đầu khoan

Nhà thầu sẽ tiến hành sử dụng các đầu khoan có thông số kỹ thuật như sau:

Mô tơ khoan

Thông số kỹ thuật thiết bị

SANWA KIZAI - D80KP-A3

- Nhà thầu chọn mũi khoan gồm: 1 tầng cánh đào, 2 tầng cánh dẫn hướng, 3 tầng cánh đảo trộn, thông số cụ thể của loại mũi khoan này như sau:

+ Tầng cánh đào: gồm 2 cánh có lắp mũi xới làm tơi đất, kích thước: dài 80cm (tính

từ 2 điểm đầu của cánh), rộng: 8-10cm, dày 2.0-3.0cm

Page 4

+ Tầng cánh tĩnh xoay tự do dài 110cm (tính từ hai điểm đầu của cánh), rộng : 10cm, dày 2.0-3

8-+ Tầng cánh đảo trộn : 4 tầng cánh gồm 8 cánh đảo trộn, kích thước, dài 100cm (tính

từ hai điểm đầu của cánh), rộng : 8-10cm, dày 2.0-3.0cm

Cấu tạo mũi khoan cho thi công tạo cọc theo hình bên dưới :

Silo chứa xi măng (45 tấn)

- Thông số kỹ thuật trạm trộn,mô tả chi tiết về trạm trộn vữa tự động

Page 6

Công suất

4.5 Máy bơm vữa:

Tại công trường vữa sẽ được chuyển từ trạm trộn xuống hố cọc thông qua qua bơm cao áp

Bơm cao áp kiểu pitong

Page 8

5 Biện pháp thi công cọc CDM (cọc xi măng đất)

5.1 Nguyên lý hoạt động của dây chuyền thi công cọc đất gia cố xi măng ướt

- Trộn ướt d ng vữa xi măng Khi thi công cọc có chiều sâu trên 30m có thể cho thêm chất độn (phụ gia kéo dài thời gian đông kết của xi măng) Khối lượng vữa thay đ i được theo chiều sâu Khi chế tạo trụ trong đất rời d ng khoan guồng xoắn liên tục có cánh trộn và cánh cắt hình dạng khác nhau, có đủ công suất để phá kết cấu đất và trộn đều vữa

- Cường độ và tính thấm phụ thuộc vào thành phần và đặc tính của đất (hàm lượng hạt mịn, hàm lượng hữu cơ, loại sét, thành phần hạt…), khối lượng và chủng loại vữa và quy trình trộn Có thể ngưng trộn khi vữa chưa bắt đầu đông cứng, khởi động trộn lại

tại độ sâu ít nhất 0.5 m trong đất đã xử lý

- Do sử dụng máy cơ sở di chuyển bằng cơ động cao, tốc độ làm việc của thiết bị khoan lớn Đặc biệt, t hợp thiết bị được trang bị hệ thống điều khiển hiện đại, toàn

bộ các thao tác thi công cọc gia cố được tự động hóa theo các chương trình, các số liệu về lượng xi măng sử dụng trên từng mét cọc được hiển thị, lưu giữ và in thành bảng kết quả thi công cho từng cọc Đây chính là những chỉ tiêu rất quan trọng đánh giá chất lượng của thiết bị cũng như chất lượng của cọc gia cố được thi công

Bơm áp lực

Kiểm soát lưu lượng

Kiểm soát độ sâu và vòng quay

cánh

Tạo trụ

Page 9

5.2 Kích thước cọc CDM theo thiết kế

- Cọc thi công đại trà: đường kính cọc D1000 mm, khoảng cách tim cọc 800m, cao 2000mm (cos -7.000m đến -9.000m)

Đường kính cọc D1000 mm với khoảng cách tim cọc 0.8m

5.3 Phương pháp trộn sâu

- Để thi công cọc xi măng đất, nhà thầu sẽ sử dụng máy khoan chuyên d ng DHJ-40

- Mũi trộn có nhiệm vụ cắt đất và trộn đều hỗn hợp xi măng vào đất, sẽ được nối với cần khoan dẫn động cho mũi khoan sẽ là đầu khoan chuyên d ng được gắn vào leader trên máy cơ sở

- Đầu khoan khi làm việc sẽ trượt lên xuống trên leader, vữa xi măng sẽ được trộn đều

và định lượng chính xác để phun vào trong hành trình cần khoan đi xuống, hành trình

đi lên sẽ ngắt dòng vữa, các cánh trộn lúc này sẽ trộn đều xi măng vào đất và nén xuống

5.4 Tốc độ di chuyển của mũi khoan

- Theo hồ sơ thiết kế để đảm bảo chất lượng cọc đất gia cố đạt yêu cầu, khi thi công phải đảm bảo số lần quay cánh ( ≥ 350 lần quay cánh/mét)

- Trong quá trình thi công, t y thuộc vào địa chất công trình, công suất của máy và cấu tạo của mũi khoan mà điều chỉnh tốc độ vòng quay của cần khoan, tốc độ đi xuống hay rút lên của cánh trộn để đảm bảo năng lượng trộn Căn cứ vào quy trình thi công cọc thử để đưa ra tốc độ đi nhằm đảm bảo chất lượng cọc

Page 10

TÍNH TOÁN S LƯỢNG VÒNG QUAY CÁNH / MÉT

kỹ thuật

Tốc độ vòng cánh /m

Nd Động cơ 55 Kw vòng quay xuyên

- Số lượng lần quay cánh là t ng số nhát cắt đi qua 1 m của chuyển dịch trục trộn và

được tính theo công thức sau:

T=∑M x {(Nd/Vd) + (Nu/Vu)}

- Trong đó:

T : Số lượng lần quay cánh (lần/m)

Nd : Tốc độ quay của lư i trộn khi xuyên (vòng/ phút)

Nu : Tốc độ quay của lư i trộn khi thu hồi (vòng/ phút)

5.5.2 Bước 2: Cân bằng máy khoan

- Di chuyển máy khoan phun đến vị trí khoan cọc, đặt tim mũi khoan tr ng với vị trí tim cọc; điều chỉnh cân bằng máy, kiểm tra và điều chỉnh độ thẳng đứng của cần khoan Bốn ti ben giữ n định chống lật máy khoan được hạ chống trên nền cát

Page 11

5.5.3 Bước 3: Trộn vữa xi măng

- Kiểm tra thiết bị phun và thiết bị định lượng xi măng, nước Trộn đều hỗn hợp vữa xi măng trong th ng trộn

5.5.4 Bước 4: Khoan phun tạo cọc

- Vận hành máy cho mũi khoan xoay đi xuống thâm nhập vào trong đất đồng thời

phun hỗn hợp chất gia cố vào trong thân cọc bằng bơm áp lực thông qua lỗ ở đầu mũi trộn Áp suất bơm phải được điều chỉnh sao cho ph hợp với tốc độ xoay của mũi trộn cũng như tốc độ đi xuống, số vòng xoay của mũi trộn và áp lực hay mô men xoay của mũi trộn phải được phối hợp nhịp nhàng sao cho phun cấp hết được lượng vữa xi măng theo tính toán

- Khi mũi khoan đạt độ sâu thiết kế thì cho mũi khoan quay ngược lại và rút mũi khoan lên để tiến hành đảo trộn hỗn hợp xi măng đất theo chiều ngược lại chiều đảo trộn ban đầu Tuỳ thuộc vào phương pháp thi công cụ thể việc phun chất gia cố xi măng vào đất có thể thực hiện ở giai đoạn mũi trộn đi xuống hay đi lên hoặc cả ở hai giai đoạn

5.5.5 Bước 5: Di chuyển máy sang vị trí thi công cọc mới

- Trong giai đoạn thi công đại trà cho phép thi công các cọc bên cạnh cọc vừa mới thi công xong, không yêu cầu thời gian chờ Các xe máy thiết bị thi công thông thường như máy ủi, xe téc, máy đào, máy khoan có thể hoạt động trên đầu cọc sau 14 ngày

kể từ khi thi công cọc xong

- Hệ thống cung cấp vữa xi măng đủ dung lượng công suất và tốc độ cung cấp để cấp

đủ vữa xi măng cho máy cơ sở trong quá trình thi công Hệ thống có bộ điều khiển định lượng tự động, có lưu giữ số liệu để đảm bảo cung cấp các loại vữa trộn theo các thành phần khác nhau về lượng xi măng và tỷ lệ nước trên xi măng khác nhau theo yêu cầu của thiết kế Xi măng được chứa trong các silo chuyên dụng để đảm bảo không bị ảnh hưởng của yếu tố thời tiết

- Các hệ thống định lượng tự động và điều khiển tự động lưu giữ và cung cấp kịp thời ngay sau khi thi công cọc đất xi măng, các thông số chính như sau (dưới dạng phiếu in) : thời gian thi công, số hiệu cọc, tốc độ vòng quay, tốc độ đi xuống và tốc độ rút lên tại từng thời điểm và chiều sâu thi công, lượng vữa phun trên đơn vị thời gian và đơn vị chiều sâu của cọc, lượng vữa phun tích lũy tại từng thời điểm và chiều sâu cọc Các số liệu này phải được lưu giữ lâu dài trong bộ nhớ của máy tính điểu khiển

- Năng lượng trộn hay số lần cánh trộn cắt qua đất trên 1m dài đảm bảo yêu cầu đánh tơi được đất (phân ra được cốt liệu đất) và trộn đều xi măng với đất gia cố

5.6 Kiểm soát chất lượng

- Kiểm tra chất lượng quá trình khoan phun tạo cọc cần lưu ý các vấn đề sau :

+ Bộ điều khiển PLC, máy tính và máy in

+ Bộ đo chiều sâu khoan (m)

+ Bộ kiểm soát lưu lượng vữa bơm vào trong khi khoan (lít/phút) và t ng thể tích

vữa cho toàn cọc (lít)

- Các thông số cần kiểm soát luôn được hiển thị trên màn hình trong suốt quá trình thi công, lưu lượng chất gia cố được phun (lít/phút), t ng lượng chất gia cố tương ứng với từng chiều sâu thi công (lít), độ sâu cần khoan (m), tốc độ của mũi khoan (m/phút), các dữ liệu này được lưu giữ trên máy tính, được in ra để kiểm soát thông qua máy in

trên máy cơ sở hay đo trực tiếp

trên trục khoan

Độ nghiêng không lớn hơn 1% chiều dài cọc

hoặc theo hệ thống điều khiển

tự động của máy cơ sở

≥ chiều sâu thiết kế

Kiểm tra qua hệ thống đinh lượng tự động của trạm cung cấp vữa và hệ thống điều khiển

tự động của máy cơ sở /

Kiểm tra và thông qua hệ

Tốc độ đi lên của mũi trộn

Kiểm tra và thông qua hệ

Page 14

- Tại trạm trộn, xi măng và nước sẽ được trộn theo một tỷ lệ do thiết kế yêu cầu, toàn

bộ quá trình này được lập trình và thực hiện tự động bằng bộ điều khiển PLC Toàn

bộ bồn trộn được đặt lên 3 loadceel, tín hiệu từ đây được gửi về và hiện thị trên màn hình đồng thời máy in sẽ in ra tất cả các thông số như : tỷ lệ và số lượng xi măng và nước trong 1 mẻ trộn, thời gian trộn

Loadceel Màn hình hiển thị

Máy in phi u kiểm soát chất lượng Phi u in kiểm soát chất lượng vữa trộn

- Tại máy khoan cũng có gắn các thiết bị kiểm soát chất lượng điều khiển bằng PLC gồm: bộ đo lưu lượng vữa, bộ đo chiều sâu khoan… tất cả những thông số này sẽ được hiển thị trên máy tính đặt tại cabin điều khiển

Bộ đo lưu lượng vữa Màn hình hiển thị các thông số khi khoan

Page 15

- Giải thích các thông số hiển thi trên màn hình

0.8 : tốc đô khoan (mét/phút)

4.08 : độ sâu tại thời điểm khoan(mét)

102 : lưu lượng vữa bơm của cần số 1(lít/phút)

135 : lưu lượng vữa bơm của cần số 2 (lít/phút)

46 : T ng số lít vữa đã bơm của cọc 1 (lít)

48 : T ng số lít vữa đã bơm của cọc 2 (lít)

- Trong quá trình thi công máy in sẽ in ra lý lịch cọc:

Phiếu in kiểm soát chất lượng cọc

- Giải thích các thông số trên phiếu in (từ trái qua phải)

+ timer : thời gian khoan (h:m:s)

+ met : chiều sâu khoan( mét)

+ M/min : tốc độ lên xuống của cần khoan (mét/ min)

+ L1/min: lưu lượng vữa bơm mũi1 (l/min)

+ L1: t ng lượng vữa bơm mũi 1 trên từng đoạn theo chiều sâu khoan (l)

+ L2/min: lưu lượng vữa bơm mũi2 (l/min)

+ L2: t ng lượng vữa bơm mũi 2 trên từng đoạn theo chiều sâu khoan (l)

- Số hiệu cọc

- Thời gian thi công

- Khối lượng vữa phun trên mét dài cọc và khối lượng vữa phun tích lũy theo t ng chiều dài cọc

- Tỷ lệ nước/xi măng (W/C)

- Kiểm tra thực tế tốc độ xâm nhập của mũi khoan vào lòng đất ( bằng cách kiểm tra cảm biến số vòng quay tang đi xuống hoạc thước dây)

Page 16

- Kiểm tra số lượng cánh trộn

- Kiểm tra thực tế tốc độ vòng quay của môtơ khoan

- Kiểm tra số lượng vòng quay cánh (vòng/m)

- Kiểm tra độ thẳng đứng của cần khoan (độ thẳng đứng của cọc) bằng máy kinh vỹ hoặc dây dọi theo phương vuông góc về phía máy

- Nội dung kiểm tra như sau :

+ Độ lệch theo chiều dọc cọc

+ Vị trí của từng cọc

+ Đường kính cột đất

+ Cao độ đầu cọc

+ Ngoại quan khu vực đầu cọc DSMC

5.7 Xử lý kỹ thuật trong quá trình thi công:

- Trong quá trình thi công nếu gặp các vướng mắc thì báo ngay với TVGS, CĐT để kịp thời giải quyết

- Trong quá trình khoan nếu gặp chướng ngại vật mà mũi khoan không thể tiếp tục đi xuống được nữa thì xem xét ra hướng giải quyết:

+ Do gặp đá mồ côi hay đá tảng

+ Do hiện tượng địa chất nặng như: Cát chặt hay thấu kính cát, gặp sét cứng

+ Gặp gốc cây, cây lâu năm

+ Đang khoan cọc chưa hoàn thành mà có sự cố cúp điện đột ngột

+ Khi khoan mà gặp hiện tượng vữa trào ngượt lên khỏi mặt đất quá nhiều hoặc có hiện tượng cọc khoan xong trong vòng 3 - 4 ngày đầu cọc bị tuột thấp hơn mặt đất tự nhiên

+ Khoan gặp địa chất chứa nhiều tạp chất hữa cơ, đất nhiễm mặn xi măng không liên kết với đất

+ Trong quá trình khoan xuống có những vị trí thiếu vữa thi khi rút cần khoan lên phải bơm b ngay tại vị trí thiếu đó

+ Bằng kinh nghiệm trong thi công của nhà thầu ở nhiều dự án trong quá trình thi công và qua kết quả thí nghiệm sẽ xem xét đưa ra biện pháp thi công đễ cho chất lượng của một cọc đồng đều từ trên xuống dưới Như trong một khu vực thi công có những tầng địa chất khác nhau nếu phun c ng hàm lượng xi măng thì dẫn đến chất lượng cọc không đồng điều Nên đối với tầng địa chất tốt mà cường độ vượt thiết kế nhiều có thể giảm hàm lượng xi măng, đối với tầng địa chất xấu mà cường độ thấp có thể tăng hàm lượng xi măng Nhưng t ng hàm lượng xi măng của một cọc không thay đ i

+ Trong khi thi công gặp sự cố cúp điện đột ngột, sự cố máy móc thiết bị mà đang khoan cọc lở d Nhưng nếu khắc phục sớm hơn 120 phút thì tại vị trí tiếp giáp đó lái

Page 17

máy khoan có thể khoan sâu vào vị trí tiếp giáp 01m sau đó rút cần khoan lên và cánh gầu vẫn quay bình thường cọc đó vẫn được tính

- Trong trường hợp thi công c c đất xi măng mà gặp mưa

+ Cần thiết phải có hệ thống thoát nước mặt của khu vực thi công đảm bảo không bị

ngập, ngăn không cho nước mưa chảy vào hố khoan đang thi công hay vừa thi công xong, giảm thiểu tối đa các yếu tố ảnh hưởng tới chất lượng cọc thi công

+ Nếu xảy ra mưa nhỏ và mưa không kéo dài thì vẫn có thể thi công bình thường

nhưng nhà thầu phải có biện pháp và phương tiện che chắn bảo vệ máy thi công, hệ thống cung cấp vữa xi măng, người thao tác, đảm bảo an toàn vận hành máy cũng

như chất lượng cọc

5.8 Các phương pháp thí nghiệm kiểm chứng

5.8.1 Khoan lõi

- Công tác khoan lấy mẫu dọc thân cọc được thực hiện theo tiêu chu n 22TCN

259-2000 Sử dụng mũi khoan có đường kính mẫulớn hơn D75mm nòng đôi khoan lấy mẫu, việc lấy mẫu phải thực hiện liên tục và đủ số liệu thí nghiệm yêu cầu và đại diện đủ các lớp địa chất Các mẫu khoan sau đó được bảo quản nguyên trạng (theo TCVN 2683-1991) và giữ nguyên độ m cho tới khi thí nghiệm Các mẫu nén nở hông được chế tạo đồng bộ với thiết bị, với khuôn mẫu bằng thép có số chiều cao bằng 2 lần đường kính và đường kính tối thiểu D của mẫu là lớn nhất có thể lấy được

từ mẫu khoan của vật liệu cọc và đường kính tối thiểu D của khuôn là 40mm Mặt mẫu trước khi thí nghiệm phải được làm phẳng bằng một lớp thạch cao mỏng Trong quá trình khoan lưu ý điểm thí nghiệm phải đảm bảo được thực hiện trong phạm vi tiết diện cọc

- Công tác khoan lõi được thực hiện để xác nhận các hạng mục sau :

+ Tính liên tục của cọc

+ Chiều dài cọc

+ Các mẫu lõi thu được từ công tác khoan kiểm tra sẽ được thí nghiệm để kiểm tra cường độ nén không nở hông của cọc

- Các mẫu lõi thu được khi khoan kiểm tra phải được bảo dư ng và duy trì trạng thái

m cho tới khi thực hiện thí nghiệm trong phòng để kiểm tra điều kiện chịu nén sau

28 ngày kể từ ngày hoàn thành thi công cắm cọc Thời điểm khoan lấy lõi không sớm hơn 14 ngày sau khi thi công

- Cường độ kháng nén cực hạn của vật liệu cọc được thử nghiệm sau 28 ngày

6 Công tác đảm bảo an ninh, an toàn trong thi công

6.1 Biện pháp đảm bảo an ninh, an toàn trong quá trình thi công

- Căn cứ tính năng kỹ thuật, chiều cao của các loại máy, thiết bị thi công đặc biệt là các loại máy khoan cọc đất GCXM xử lý nền đất yếu có chiều cao cần khoan lớn trong giai đoạn thi công