1. Trang chủ
  2. » Luận Văn - Báo Cáo

Nghiên cứu giải pháp hợp lý trong quản lý tổ chức thi công cọc xi măng đất theo công nghệ jet grouting

98 49 0

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

THÔNG TIN TÀI LIỆU

Thông tin cơ bản

Định dạng
Số trang 98
Dung lượng 2,88 MB

Các công cụ chuyển đổi và chỉnh sửa cho tài liệu này

Cấu trúc

  • MỞ ĐẦU

    • 1. Tính cấp thiết của Đề tài

    • 2. Mục đích của đề tài

    • 3. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

    • 4. Kết quả dự kiến đạt được

  • CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CỌC XI MĂNG ĐẤT

    • 1.1. Đặt vấn đề

      • 1.1.1. Khái niệm

      • Ưu điểm của Cọc xi măng đất:

      • 1.1.2. Phương pháp thi công cọc xi măng đất

        • 1.1.2.1. Phương pháp trộn khô (Dry Jet Mixing)

        • 1.1.2.1. Phương pháp thi công trộn ướt (Jet - Grouting)

    • 1.2. Công nghệ Jet – grouting

      • 1.2.1. Công nghệ thi công cọc xi măng đất Jet - Grouting

      • 1.2.2. Nguyên lý tạo ra cọc xi măng đất

      • 1.2.3. Quá trình thi công

    • 1.3. Ứng dụng của cọc xi măng đất

      • 1.3.1. Ứng dụng của cọc xi măng đất cho giải pháp công trình

      •  Gia cố nền móng

      • 1.3.2. Ứng dụng cọc xi măng đất trên Thế giới

      • 1.3.3. Ứng dụng cọc xi măng đất tại Việt Nam

      • 1.3.4. Ứng dụng của cọc xi măng đất cho các công trình thủy lợi

  • CHƯƠNG 2. MÔ HÌNH TỔ CHỨC THI CÔNG CỌC XI MĂNG ĐẤT THEO CÔNG NGHỆ JET - GROUTING

    • 2.1. Các tiêu chuẩn, quy phạm về thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting

      • 2.1.1. Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9403:2012 “Gia cố nền đất yếu - trụ xi măng đất”

      • 2.1.2. Tiêu chuẩn TCCS 05:2010/VKHTLVN

      • 2.1.3. Tiêu chuẩn châu Âu EN 12716:2001

    • 2.2. Định mức áp dụng trong thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet - grouting

      • 2.2.1. Nội dung của định mức

      • 2.2.2. Hướng dẫn áp dụng

        • + Định mức dự toán công tác thi công cọc xi măng đất bằng công nghệ Jet – grouting được tính trong điều kiện bình thường (phổ biến) như: sử dụng xi măng PCB30 với hàm lượng xi măng 350kg/m3, thi công ở trên cạn và khoan tạo lỗ qua các lớp đất cấp I, c...

        • + Khi thi công ở các hiện trường có mái nghiêng yêu cầu phải làm sàn đạo, giàn giáo thì các hao phí làm sàn đạo, giàn giáo được tính riêng theo các quy định hiện hành.

    • 2.3. Ứng dụng thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting cho các công trình thủy lợi

      • 2.3.1. Ứng dụng cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting xử lý chống thấm cho các công trình thủy lợi

        • 2.3.1.1. Các biện pháp chống thấm đang được sử dụng

        • 2.3.1.2. Giải pháp chống thấm bằng cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – grouting:

        • 2.3.1.3. Một số công trình ứng dụng Công nghệ Jet – Grouting để chống thấm

      • 2.3.2. Ứng dụng cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting xử lý nền đất yếu cho các công trình thủy lợi

        • 2.3.2.1. Các biện pháp xử lý nền đất yếu hiện nay:

        • 2.3.2.2. Xử lý nền đất yếu bằng cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting

        • 2.3.2.3. Một số công trình ứng dụng thành công công nghệ Jet – Grouting để xử lý nền

    • 2.4. Nghiên cứu giải pháp hợp lý trong quản lý tổ chức thi công cọc Xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting (khoan phụt cao áp)

      • 2.4.1. Quản lý kỹ thuật trong tổ chức thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting

        • 2.4.1.1. Nhiệm vụ và nội dung quản lý kỹ thuật trong thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting

        • 2.4.1.2. Chế độ quản lý kỹ thuật trước khi thi công cọc xi măng đất bằng công nghệ Jet – Grouting

      • 2.4.2. Quản lý chất lượng trong quá trình thi công cọc xi măng đất bằng công nghệ Jet – Grouting

        • 2.4.2.1. Những căn cứ để quản lý chất lượng quá trình thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet - Grouting

        • 2.4.2.2. Tổ chức kiểm tra giám sát chất lượng thi công cọc xi măng đất bằng công nghệ Jet - Grouting

        • 2.4.2.3. Nội dung và yêu cầu của công tác kiểm tra giám sát chất lượng

      • 2.4.3. Quản lý nghiệm thu cọc xi măng đất

        • 2.4.3.1. Các căn cứ để nghiệm thu

        • 2.4.3.2. Quy trình kiểm tra, nghiệm thu

      • 2.4.4. Quản lý hồ sơ thi công

      • 2.4.5. Quản lý sau khi thi công

    • Kết luận chương 2

  • CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP HỢP LÝ TRONG QUẢN LÝ TỔ CHỨC THI CÔNG CỌC XI MĂNG ĐẤT THEO CÔNG NGHỆ JET-GROUTING CHO NỀN ĐẬP HỒ CHỨA NƯỚC KHE NGANG – TỈNH THỪA THIÊN HUẾ

    • 3.1. Giới thiệu tóm tắt về công trình

    • 3.2. Địa chất nền đập chính

      • 3.2.1. Các lớp đất tầng phủ và đá gốc phong hóa hoàn toàn:

      • 3.2.2. Đá gốc:

    • 3.3. Ứng dụng kết quả nghiên cứu giải pháp hợp lý trong quá trình quản lý tổ chức thi công cọc xi măng đất theo công nghệ jet – grouting

      • 3.3.1. Quản lý kỹ thuật

        • 3.3.1.1. Quản lý kỹ thuật trước khi thi công cọc xi măng đất theo công nghệ jet – grouting

        • 3.3.1.2. Phân đoạn, phân khu thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – grouting xử lý nền đập Khe Ngang

        • 3.3.1.3. Kế hoạch tiến độ thi công

        • 3.3.1.4. Soạn thảo biện pháp bảo vệ môi trường, an toàn lao động và phòng chống lụt bão trong quá trình thi công

      • 3.3.2. Quản lý chất lượng trong quá trình thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – grouting xử lý nền đập Khe Ngang

        • 3.3.2.1. Quản lý tiến độ

        • 3.3.2.2. Quản lý thi công cọc thử nghiệm

        • 3.3.2.3. Quản lý thi công cọc đại trà

      • a. Công tác chuẩn bị mặt bằng thi công

      • b. Quy trình thi công

      • 3.3.3. Quản lý kiểm tra chất lượng và nghiệm thu cọc xi măng đất

        • 3.3.3.1. Phương pháp tiến hành thí nghiệm kiểm tra

      • a. Đánh giá hình dạng và đường kính cọc

        • b. Công tác khoan và lấy mẫu

        • c. Công tác chọn và bảo quản mẫu

        • - Các cọc kiểm tra được khoan và lấy lõi (được gọi là mẫu xi măng đất). Các mẫu xi măng đất lấy từ các cọc kiểm tra đem về phòng thí nghiệm phải nguyên dạng, không được nứt gãy, biến dạng; chiều dài tối thiểu các mẫu phải gấp 2 lần đường kính mẫu.

        • - Các mẫu cho vào ống nhựa, bịt chặt hai đầu, tránh va đập trong quá trình vận chuyển về phòng thí nghiệm.

        • - Chụp ảnh các nõn khoan lấy từ các cọc kiểm tra.

        • d. Công tác thí nghiệm mẫu

      • e. Lập báo cáo kết quả thí nghiệm

        • 3.3.3.2. Nghiệm thu

      • 3.3.4. Quản lý hồ sơ thi công

        • 3.3.4.1. Quản lý hồ sơ thi công

        • 3.3.4.2. Đánh giá quá trình thi công

      • 3.3.5. Quản lý sau khi thi công

    • Kết luận chương 3

  • KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

    • 1. Các kết luận chung

    • 2. Những mặt hạn chế

    • 3. Các kiến nghị

  • TÀI LIỆU THAM KHẢO

Nội dung

Tính cấp thiết của Đề tài

Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa, đòi hỏi ngành xây dựng phải phát triển mạnh mẽ Việc tiếp cận và ứng dụng các công nghệ tiên tiến nhằm tạo ra sản phẩm chất lượng cao và hiệu quả kinh tế là một phần quan trọng trong chiến lược phát triển khoa học công nghệ của Nhà nước Để nâng cao chất lượng trong xử lý nền các công trình thủy lợi và giao thông, nhiều công nghệ mới như bấc thấm, vải địa kỹ thuật và đặc biệt là công nghệ khoan phụt cao áp (jet-grouting) đã được áp dụng rộng rãi.

Mặc dù ra đời muộn, công nghệ khoan phụt cao áp đã nhanh chóng thu hút sự chú ý của các chuyên gia nhờ vào những ưu điểm vượt trội, đặc biệt là khả năng giải quyết hiệu quả các khó khăn trong quá trình thi công.

Việc sử dụng phương pháp gia cố nền bằng cọc xi măng đất theo công nghệ jet

Grouting tại Việt Nam vẫn chưa phổ biến do lý thuyết và phương pháp tính toán chưa được áp dụng rộng rãi, cùng với đó là chi phí máy móc còn cao Hơn nữa, hiện nay chưa có nhiều nghiên cứu tập trung vào việc nâng cao chất lượng trong quá trình thi công.

Đề tài "Nghiên cứu giải pháp hợp lý trong quản lý tổ chức thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting" có ý nghĩa thiết thực và cần thiết nhằm nâng cao chất lượng thi công, xử lý kịp thời các sự cố trong quá trình thực hiện công trình, từ đó mang lại hiệu quả kinh tế cao.

M ục đích của đề tài

Để đảm bảo chất lượng công trình, cần nắm rõ đặc điểm kỹ thuật của cọc xi măng đất và quy trình thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting.

Hai là, đề xuất giải pháp để đảm bảo chất lượng và kiểm tra đánh giá chất lượng trong quá trình thi công và nghiệm thu;

Ba là, việc áp dụng giải pháp hợp lý trong quản lý thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet-Grouting đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nền đất yếu tại Đập Khe Ngang, tỉnh Thừa Thiên Huế.

Cách ti ếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Tìm hiểu các tài liệu đã được nghiên cứu và ứng dụng;

- Tìm hiểu các công trình thực tế đã thi công ở Việt Nam;

- Tìm hiểu các báo cáo, đề tài nghiên cứu khoa học của các chuyên gia

- Phương pháp điều tra khảo sát thu thập phân tích tổng hợp tài liệu;

- Phương pháp phân tích và tổng kết kinh nghiệm;

- Phương pháp quan sát khoa học và tiếp cận thực tế.

Kết quả dự kiến đạt được

Thi công cọc xi măng đất bằng công nghệ Jet-Grouting đã được áp dụng hiệu quả trong các công trình tại Việt Nam Bài viết này đề xuất các giải pháp hợp lý để quản lý và tổ chức thi công, nhằm nâng cao chất lượng công trình, đặc biệt là đối với dự án đập Khe Ngang.

TỔNG QUAN VỀ CỌC XI MĂNG ĐẤT

Đặt vấn đề

Cọc xi măng đất là loại cọc hình trụ được hình thành qua phương pháp trộn sâu, kết hợp giữa đất nguyên trạng và xi măng phun xuống nền đất bằng thiết bị khoan phun Quá trình thi công bắt đầu bằng việc khoan sâu để làm tơi đất đến độ sâu cần thiết, sau đó mũi khoan sẽ quay ngược lên và xi măng được phun vào nền đất Việc phun xi măng có thể thực hiện bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa cho hỗn hợp dạng ướt.

Cọc xi măng đất là giải pháp hiệu quả để xử lý nền đất yếu, được ứng dụng phổ biến trong các công trình xây dựng như giao thông, thuỷ lợi, sân bay và bến cảng Chúng giúp làm tường hào chống thấm cho đê đập, sửa chữa thấm mang cống, gia cố đất xung quanh đường hầm, ổn định tường chắn và chống trượt đất cho mái dốc Ngoài ra, cọc xi măng đất còn ngăn ngừa hiện tượng hóa lỏng của đất và cải tạo các vùng đất nhiễm độc Những ưu điểm này làm cho cọc xi măng đất trở thành lựa chọn hàng đầu trong việc cải thiện độ ổn định và chất lượng nền đất.

Công nghệ cọc xi măng đất nổi bật với khả năng xử lý sâu lên đến 50m, phù hợp với nhiều loại đất yếu và có thể thi công trong điều kiện ngập nước hoặc không gian chật hẹp Tính linh hoạt của công nghệ này cho phép thực hiện gia cố cục bộ tại các vùng sâu, mang lại hiệu quả kinh tế rõ rệt so với các giải pháp xử lý nền khác.

- Cọc xi măng đất thi công nhanh, thời gian cố kết ngắn, cho phép chất tải sớm Điều này ưu việt hơn hẳn công nghệ bấc thấm, cọc cát

Thi công cọc trở nên đơn giản và nhanh chóng với khả năng thi công lên đến 200m cọc mỗi ngày bằng bộ thiết bị kiểu cơ, trong khi bộ thiết bị kiểu Jet-grouting có thể thi công 100m/ngày.

- Sử dụng vật liệu xi măng sẵn có ở mọi nơi và phù hợp với chủ trương kích cầu của nhà nước

- Giá thành chấp nhận được

Tính đến cuối năm 2009, năng lực thiết bị của các nhà thầu trong nước đã đáp ứng nhu cầu cho các dự án xây dựng, giao thông và thủy lợi Đến nay, thiết bị không ngừng được cải tiến và ứng dụng rộng rãi hơn trong ngành.

1.1.2 Phương pháp thi công cọc xi măng đất

Hiện nay, có hai phương pháp thi công cọc xi măng đất phổ biến là trộn khô (Dry Jet Mixing) và trộn ướt (Wet Mixing hay Jet-grouting).

1.1.2.1 Phương pháp trộn khô (Dry Jet Mixing)

Phương pháp trộn khô (Dry jet mixing) là kỹ thuật trộn sâu sử dụng không khí để đưa xi măng bột vào đất, trong đó độ ẩm của đất phải đạt tối thiểu 20%.

Hình 1.1 Thi công cọc xi măng đất theo phương pháp trộn khô (Dry jet mixing)

- Bột xi măng được phụt sâu vào trong đất thông qua ống nén khí Bột này được trộn một cách cơ học nhờ thiết bị quay

- Trong phương pháp này không cho thêm nước vào trong đất, do đó hiệu quả cải tạo đất sẽ cao hơn phương pháp trộn ướt

Phương pháp thi công trộn khô:

Hình 1.2 Sơ đồ thi công trộn khô

Quy trình thi công bao gồm các bước: định vị thiết bị trộn, xuyên đầu trộn xuống độ sâu thiết kế và phá tơi đất, rút đầu trộn lên trong khi phun xi măng vào đất, quay đầu trộn để trộn đều xi măng với đất, và cuối cùng là kết thúc thi công Ưu điểm của phương pháp này là tốc độ thi công nhanh và đảm bảo đường kính cọc đồng đều.

Nhược điểm: Thiết bị cồng kềnh (phải có một dàn dẫn hướng cao để gắn cần khoan) không thích hợp với mặt bằng hiện trường chật hẹp, lầy lội;

1.1.2.1 Phương pháp thi công trộn ướt (Jet - Grouting)

Phương pháp trộn ướt (Jet – grouting) là phương pháp trộn sâu dạng ướt, vữa xi măng được phun vào đất nhờ áp lực lớn từ một vòi xoay

Phương pháp Jet-grouting, được phát minh tại Nhật Bản vào năm 1970, đã thu hút sự quan tâm từ các công ty ở Ý và Đức Hiện nay, nhiều công ty hàng đầu trong lĩnh vực xử lý nền móng, như Layne, đang áp dụng công nghệ tiên tiến này để cải thiện hiệu quả trong các dự án xây dựng.

Sau hơn 40 năm phát triển và hoàn thiện, công nghệ của Christensen (Mỹ), Bauer (Đức), Keller (Anh) và Frankipile (Úc) đã được công nhận và áp dụng rộng rãi, trở thành tiêu chuẩn tại nhiều quốc gia phát triển trên thế giới.

Hình 1.3 Sơ đồ dây chuyền thiết bị khoan phụt cao áp

Để tạo ra cọc đất xi măng, đầu tiên, cần đưa cần khoan đến đáy cọc dự kiến, sau đó dừng lại và bơm vữa xi măng ra thành tia ở đầu mũi khoan Quá trình bơm vữa diễn ra đồng thời với việc xoay cần và rút lên Tia nước và vữa được phun ra với áp suất cao từ 200 đến 400 atm và vận tốc lớn hơn hoặc bằng 100 m/s, giúp xói tơi các phần tử đất xung quanh lỗ khoan, hòa trộn với vữa phụt, và cuối cùng đông cứng lại, hình thành cọc đất xi măng chắc chắn.

Hình 1.4 Sơ đồ thi công trộn ướt Ưu điểm:

- Phạm vi áp dụng rộng, thích hợp mọi loại đất, từ bùn sét đến sỏi cuội;

- Có thể xử lý các lớp đất yếu một cách cục bộ, không ảnh hưởng đến các lớp đất tốt;

- Có thể xử lý dưới móng hoặc kết cấu hiện có mà không ảnh hưởng đến công trình;

- Thi công được trong nước;

- Mặt bằng thi công nhỏ, ít chấn động, ít tiếng ồn, hạn chế tối đa ảnh hưởng đến công trình lân cận;

- Thiết bị nhỏ gọn, có thể thi công trong không gian có chiều cao hạn chế, nhiều chướng ngại vật;

Áp lực siêu cao có thể dẫn đến hiện tượng trương nở nền, gây ra các chuyển vị vượt quá giới hạn trong lòng đất Ngoài ra, nó còn có khả năng làm rạn nứt nền đất xung quanh và khiến tia vữa lọt vào các công trình ngầm như hố ga và tầng hầm gần đó.

Axit humic trong đất có thể làm chậm hoặc phá hoại quá trình ninh kết của hỗn hợp xi măng đất, đặc biệt là trên nền đất chứa nhiều túi bùn hoặc rác hữu cơ.

Công ngh ệ Jet – grouting

Công nghệ thi công cọc Xi măng đất Jet – Grouting đã được áp dụng rộng rãi trên thế giới nhưng vẫn còn mới mẻ tại Việt Nam Việc ứng dụng công nghệ này chưa phổ biến do các tiêu chuẩn và quy phạm chưa hoàn thiện, dẫn đến những hạn chế trong thiết kế, thi công và quản lý chất lượng cọc.

1.2.1 Công nghệ thi công cọc xi măng đất Jet - Grouting

Hình 1.5 Sơ đồ công nghệ Jet - grouting

Các thiết bị chính dùng trong công nghệ Jet – Grouting bao gồm:

- Thiết bị khoan: Máy khoan SI-15S II, đường kính cần khoan 60.5mm, chiều sâu khoan phụt tối đa 45m, sản xuất tại Nhật

- Máy bơm vữa: SG-75 III, áp lực bơm lớn nhất 400 atm, lưu lượng lớn nhất

120 l/phút, sản xuất tại Nhật

- Máy trộn vữa: YGM-4, khả năng trộn lớn nhất 400 l/phút, sản xuất tại Nhật

Ngoài các thiết bị chính nêu trên còn có những thiết bị khác như: máy bơm nước, cẩu, máy nâng chuyển, ôtô vận chuyển, máy toàn đạc điện tử, v.v

1.2.2 Nguyên lý tạo ra cọc xi măng đất

Cọc xi măng đất được tạo ra bằng ba cách như sau: a Công nghệ đơn pha S:

Phụt vữa với tốc độ 100m/s giúp cắt đất và trộn vữa đồng thời, tạo ra cột xi măng đất đồng đều và cứng chắc, đồng thời hạn chế tình trạng đất trào ngược Công nghệ này chủ yếu được áp dụng trong thi công nền đất đắp và cọc.

Đầu khoan được cấu tạo với một hoặc nhiều lỗ phun vữa, có thể sắp xếp theo hàng ngang hoặc lệch hàng với độ lệch góc đồng đều Công nghệ đơn pha thích hợp cho các cột đất có đường kính vừa và nhỏ, từ 0,5m đến 0,8m.

Công nghệ hai pha D là hệ thống phụt vữa kết hợp với không khí, trong đó hỗn hợp vữa đất xi măng được phụt dưới áp suất cao 100m/s với sự hỗ trợ của tia khí nén bao quanh vòi phun Vòng khí nén giúp giảm ma sát, cho phép vữa xâm nhập sâu vào lòng đất và tạo ra cột đất xi măng có đường kính lớn Tuy nhiên, việc sử dụng dòng khí cũng làm giảm độ cứng của cột đất so với phương pháp phụt đơn tia, dẫn đến sự gia tăng đất trào ngược.

Đầu khoan được thiết kế với một hoặc nhiều lỗ phun, có thể bố trí ngang hàng hoặc lệch hàng với độ lệch góc đồng đều, nhằm phun vữa và khí Khe phun khí bao quanh lỗ phun vữa, góp phần vào hiệu quả của quá trình khoan Công nghệ 2 pha cho phép tạo ra các cọc có đường kính lớn hơn so với công nghệ đơn pha, với khả năng đạt kích thước từ 1,2 đến 1,5m.

Hình 1.7 Công nghệ D c Công nghệ ba pha T:

Phụt ba pha là phương pháp thay thế đất hiệu quả mà không làm xáo trộn đất, sử dụng công nghệ T để tạo ra cọc và tường ngăn chống thấm với cột Soilcrete có đường kính lên đến 3m Quá trình này bao gồm việc bơm vữa, không khí và nước, trong đó nước được bơm dưới áp suất cao kết hợp với dòng khí nén, giúp đuổi khí ra khỏi cột đất gia cố Vữa được bơm qua vòi riêng biệt dưới vòi khí và vòi nước để lấp đầy khoảng trống khí, đảm bảo quá trình thay thế đất diễn ra hoàn toàn Đất bị thay thế sẽ trào ngược lên và được thu gom, xử lý một cách hiệu quả.

Đầu khoan được thiết kế với một hoặc nhiều lỗ đúp để phun nước và không khí đồng thời, cùng với một hoặc nhiều lỗ đơn phía dưới để phun vữa Mỗi cặp lỗ phun khí, nước và vữa thường nằm đối xứng qua tâm trục của đầu khoan, và các cặp lỗ này được bố trí lệch góc đều nhau.

1.2.3 Quá trình thi công a Thiết bị thi công

Dây chuyền thiết bị KPCA thông thường bao gồm:

- Trạm trộn và bơm vữa

- Ống dẫn cao áp nối bơm với máy khoan

- Thiết bị điều khiển áp lực, lưu lượng, thể tích bơm, tốc độ xoay, tốc độ rút, chiều sâu khoan Đường dẫn KPCA

- Đối với hệ đơn pha: Một đường ống chịu áp lực cao dẫn vữa đến đầu phun

- Đối với hệ hai pha: Hai đường ống riêng biệt dẫn hai dung dịch (khí và vữa, hoặc vữa và nước) đến đầu phun

- Đối với hệ ba pha: Ba đường ống riêng dẫn nước áp lực cao, khí nén và vữa đến đầu phun

Các ống nối chịu áp lực cao và đường cáp điều khiển kết nối máy bơm với máy khoan có chiều dài từ 1,5m đến 3m Lỗ khoan được kết nối với rãnh thu để dẫn bùn chảy vào vị trí máy hút bùn, nơi hỗn hợp nước, đất và xi măng sẽ được bơm ra khỏi hiện trường hoặc tái sử dụng.

Hệ thống thiết bị trộn và bơm KPCA cho các hệ thống KPCA khác nhau gồm có:

- Đối với hệ đơn pha: thùng chứa xi măng và các vật liệu khác, thiết bị trộn khô, thùng khuấy, bơm vữa cao áp

- Đối với hệ hai pha (khí): giống như trên và có thêm một máy nén khí

- Đối với hệ ba pha: giống như hệ hai pha và có thêm một máy bơm nước cao áp b Phương pháp khoan

Công tác khoan được thực hiện bằng công nghệ khoan xoay và xói nước theo phương thẳng đứng, khác với cơ chế phụt vữa mà tia vữa phun ra theo phương nằm ngang Phương pháp này sử dụng cần khoan và mũi khoan chuyên dụng để đạt hiệu quả cao trong quá trình khoan.

Sau khi mũi khoan đạt đến cao độ thiết kế, quá trình phụt vữa sẽ được thực hiện Vữa được phun qua lỗ trên thành mũi khoan với áp suất và vận tốc cao, giúp phá vỡ kết cấu đất và hình thành thể đất – xi măng Việc điều chỉnh các chỉ tiêu phun cho phép đạt được nhiều cấu trúc và kích thước hình học khác nhau.

Quá trình nói ở trên tạo thành cột đất bằng cách xoay liên tục ở tốc độ cần thiết và nhấc cần khoan lên dần

Quá trình phun vữa diễn ra từ dưới lên trên, kết hợp giữa việc phun và xoay cần khoan, đồng thời rút cần lên Hỗn hợp đất, nước và xi măng thừa sẽ trào lên bề mặt qua khe hở bên thành hố khoan, với dòng trào ngược là yếu tố quan trọng phản ánh chất lượng vật liệu xi măng đất Do đó, việc lấy mẫu cần thực hiện theo quy trình nhất quán để phục vụ cho phân tích và thí nghiệm Bên cạnh đó, trong suốt quá trình phun, cần liên tục theo dõi các thông số thiết kế như áp suất phun vữa và lưu lượng vữa tiêu hao để đảm bảo hiệu quả công việc.

Vữa có tác dụng phá hủy đất với tất cả các công nghệ S, D và T, tạo ra sự hỗn loạn do tia vữa trong vùng ảnh hưởng, giúp trộn đều đất với dung dịch phụt Trước khi bắt đầu phụt, cần rót dung dịch giữ vách vào lỗ khoan và bổ sung liên tục.

Ứng dụng của cọc xi măng đất

1.3.1 Ứng dụng của cọc xi măng đất cho giải pháp công trình

Hình 1.9 Một số sơ đồ ứng dụng của cọc xi măng đất

1 Gia cố nền (ổn định/lún) cho đường cao tốc; 2 Ổn định chống trượt cho mái đê cao; 3 Mố trụ cầu và đường dẫn đầu cầu; 4 Thành hố đào; 5 Giảm ảnh hưởng từ các công trình lân cận; 6 Chống nâng đáy hố đào; 7 Chống dịch chuyển ngang của móng cọc; 8 Xây dựng cầu cảng; 9 Gia cố nền cho các tường phá sóng

Cọc xi măng đất là giải pháp hiệu quả để gia cố nền móng, thay thế cho các loại cọc đóng, cọc ép và cọc nhồi, đặc biệt trong xây dựng trên nền đất yếu Việc sử dụng khoan phụt vữa cao áp giúp tăng cường sức chịu tải của nền Mạng lưới cọc xi măng đất được thiết kế với mật độ lớn có khả năng thay thế hệ móng cọc bê tông cốt thép truyền thống, góp phần nâng cao độ ổn định của công trình.

Xi măng đất, với tính năng chống thấm và sức kháng cắt, là vật liệu lý tưởng để giữ vách hố đào Các bức tường cọc xi măng đất được thi công trước và chỉ sau khi đạt đủ cường độ mới tiến hành đào mở nóng Bản đáy có thể được xây dựng từ các cọc xi măng đất ngắn, được lắp ghép chặt chẽ Hệ thống tường vây và bản đáy xi măng đất giúp đảm bảo hố đào luôn khô ráo và an toàn trong quá trình thi công.

Vật liệu xi măng – đất có hệ số thấm nhỏ, rất hiệu quả trong việc chống thấm cho các công trình như đê và đập Tường chống thấm được cấu tạo từ một hoặc nhiều cọc ken sít, được liên kết chặt chẽ với nhau.

Hình 1.12 Hàng cọc chống thấm

Các tường chắn đất có thể mất ổn định và gặp nguy cơ sạt lở do nhiều yếu tố, ảnh hưởng đến an toàn của công trình và các công trình lân cận Để ngăn ngừa sự cố, cần gia cố các khối xi măng đất phía sau tường chắn, giúp giảm áp lực đất lên tường và tăng cường sức chống cắt cho toàn bộ hệ thống.

Cọc xi măng đất là công nghệ tiên tiến, cung cấp lớp vỏ bảo vệ và chống thấm cho các công trình ngầm và đường hầm Đặc biệt, trong các tuyến đường hầm đi qua vùng đất yếu hoặc dưới mực nước ngầm, việc thi công khối gia cố xi măng – đất đặc chắc trước khi khoan và đào xuyên qua là rất quan trọng Điều này giúp đảm bảo vỏ hầm không bị sập và ngăn ngừa nước thâm nhập trong quá trình thi công.

Hình 1.14 Gia cố đường hầm

 X ử lý nền và mang cống dưới đê

Sau khi nghiên cứu nhiều công nghệ gia cố đất và chống thấm cho các cống dưới đê bị hư hỏng, việc sử dụng cọc xi măng đất ngày càng trở nên phổ biến Điều này là do những ưu điểm vượt trội mà phương pháp này mang lại, bao gồm khả năng cải thiện độ bền và ổn định cho các công trình, cũng như hiệu quả trong việc ngăn ngừa thấm nước.

- Tạo được một tường chống thấm dạng cọc dưới đáy cống và hai bên mang cống;

- Vừa có tác dụng chống thấm vừa có tác dụng chịu lực;

- Phù hợp với mọi loại đất;

-Thi công được dưới mực nước ngầm;

- Thiết bị thi công phù hợp với điều kiện cống dưới đê, không gây chấn động làm ảnh hưởng đến kết cấu đất nền và bản thân công trình

Tùy thuộc vào mặt bằng thi công, kết cấu bản đáy và vị trí khớp nối, có thể chọn vị trí tường ở phía thượng lưu hoặc ở tim tuyến đê

1.3.2 Ứng dụng cọc xi măng đất trên Thế giới

Công nghệ trộn sâu, được phát minh vào giữa những năm 70 của thế kỷ XX tại Thụy Điển và Nhật Bản, hiện nay đã được áp dụng rộng rãi trên toàn thế giới và ngày càng trở nên giá trị Nhật Bản và các nước vùng Scandinaver là những quốc gia ứng dụng công nghệ cọc xi măng đất nhiều nhất.

Trong giai đoạn 1980-1996, Nhật Bản đã thực hiện 2.345 dự án sử dụng 26 triệu m³ xi măng đất, theo thống kê của hiệp hội CDM Từ 1977 đến 1993, lượng đất gia cố bằng xi măng đạt khoảng 23,6 triệu m³ cho 300 dự án cả trên biển và đất liền Hiện nay, mỗi năm, Nhật Bản thi công hơn 2 triệu m³ xi măng đất.

Hình 1.15 Thi công cọc xi măng đất tại Nhật Bản

Công tác nghiên cứu công nghệ trộn sâu tại Trung Quốc bắt đầu từ năm 1970, với thiết bị đầu tiên được sử dụng trên đất liền vào năm 1978 tại Thượng Hải để xử lý nền các khu công nghiệp Từ năm 1987 đến 1990, công nghệ này đã được áp dụng tại Cảng Thiên Tân để xây dựng 2 bến cập tàu và cải tạo nền cho 60 ha khu dịch vụ, gia cố tổng cộng 513.000 m³ đất, bao gồm các móng kè và tường chắn Đến năm 1992, sự hợp tác giữa Nhật Bản và Trung Quốc đã thúc đẩy sự phát triển công nghệ trộn ướt, với dự án đầu tiên tại cảng Yantai, nơi 60.000 m³ xử lý ngoài biển được thiết kế và thi công bởi kỹ sư Trung Quốc.

Công nghệ trộn sâu được nghiên cứu và ứng dụng bắt đầu ở Thụy Điển và Phần Lan năm 1967

Công nghệ trộn sâu tại Thụy Điển đã có sự phát triển mạnh mẽ trong 20 năm qua, ngày càng được áp dụng rộng rãi để giảm độ lún và nâng cao độ ổn định cho các công trình đường bộ và đường sắt Đây được coi là giải pháp ưu việt nhất trong phát triển hạ tầng hiện nay Bên cạnh đó, công nghệ này còn được sử dụng để làm móng cọc, ổn định hố đào, ổn định mái dốc và giảm rung động.

Năm 1974, Phần Lan đã xây dựng một đê đất thử nghiệm cao 6m và dài 8m bằng công nghệ trộn sâu để phân tích hiệu quả của hình dạng và chiều dài cột trong khả năng chịu tải Mặc dù thị trường ở Phần Lan nhỏ hơn, nghiên cứu này vẫn đóng góp quan trọng vào lĩnh vực xây dựng và kỹ thuật.

Thụy Điển nhưng rất ổn định (khoảng 250.000 m 3 /năm; 80% trong đó là cọc vôi, xi măng)

Vào nhưng năm 1980, Phần Lan và Thụy Điển sử dụng công nghệ trộn sâu gia cố đất khoảng hơn 1 triệu m 3 / năm

Thị trường tại các nước vùng Bantich và Na Uy, mặc dù nhỏ, nhưng lại rất tiềm năng Trong khi đó, thị trường ở các nước châu Âu khác như Anh, Pháp, Đức và Ý vẫn chưa thể so sánh với tiềm năng của khu vực Scandinaver.

Những nước này chủ yếu dùng công nghệ trộn sâu để ngăn chặn và chôn lấp các chất thải nguy hiểm

Hình 1.16 Một số hình ảnh thi công cọc xi măng đất ở Đức

Cuối những năm 80, sự phát triển mạnh mẽ tại Nhật Bản đã mở đường cho công nghệ trộn vào Mỹ Năm 1987, một thế hệ thiết bị trộn đất mới được giới thiệu nhằm bảo vệ kết cấu đất khỏi hiện tượng hóa lỏng do động đất Đến năm 1996, công ty Instrusion Prepakt đã ứng dụng thiết bị trộn cơ khí để kết hợp xi măng với đất, tạo ra các cọc cho phần móng và tường chắn.

Từ khi công nghệ trộn sâu được áp dụng tại Mỹ, nó đã góp phần quan trọng trong việc cải tạo và nâng cấp các đập đất, như đập Lockington ở Ohio và đập Jackson Lake ở Wyoming Dự án lớn nhất sử dụng công nghệ này là đường hầm trung tâm Nghệ thuật ở Boston, hoàn thành vào năm 2001 với chi phí triệu đô Tường ximăng – đất đã được ứng dụng sớm tại Bird Island Flats gần sân bay Logan Từ năm 1986 đến 1992, giá trị công việc trộn sâu hàng năm đạt khoảng 10 – 20 triệu USD, và đến năm 1996 đã tăng lên hơn 50% Nhờ vào các dự án lớn tại Boston, Salt Lake City và bờ Tây, giá trị trộn sâu hiện nay đạt 20 – 30 triệu USD, với tỷ lệ tăng trưởng 5 – 10% mỗi năm.

1.3.3 Ứng dụng cọc xi măng đất tại Việt Nam

MÔ HÌNH TỔ CHỨC THI CÔNG CỌC XI MĂNG ĐẤT THEO CÔNG NGHỆ JET - GROUTING

Các tiêu chu ẩn, quy phạm về thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet –

2.1.1 Tiêu chuẩn Quốc gia TCVN 9403:2012 “Gia cố nền đất yếu - trụ xi măng đất”

Tiêu chuẩn TCVN 9403:2012 quy định về gia cố đất nền yếu bằng phương pháp trụ đất xi măng, được chuyển đổi từ TCXDVN 385:2006 Tiêu chuẩn này do Viện Khoa học công nghệ Xây dựng thuộc Bộ Xây dựng biên soạn, được Bộ Xây dựng đề nghị và Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, sau đó được Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật liên quan đến khảo sát, thí nghiệm, thiết kế, thi công và nghiệm thu trụ đất xi măng, nhằm xử lý và gia cố nền đất yếu trong xây dựng nhà và công trình có tải trọng nhẹ, khối đắp, cũng như đảm bảo ổn định cho mái dốc.

Công nghệ thi công xét đến trong tiêu chuẩn này là công nghệ trộn sâu, bao gồm:

Khi sử dụng phương pháp trộn quay cơ học, đầu trộn sẽ cắt và phá vỡ kết cấu đất đến độ sâu mong muốn mà không cần lấy đất lên Trong quá trình rút lên, chất kết dính được truyền vào đất với tốc độ ổn định nhờ vào việc kiểm soát tốc độ rút Cánh trộn quay theo phương ngang giúp trộn đều đất với chất kết dính, đảm bảo hiệu quả trộn tối ưu.

+ Độ sâu xử lý nền đất tối thiểu là 3m

+ Hình dáng và bố trí đa dạng gồm trụ đơn, mảng, khối, tường, và tổ hợp; + Xử lý đất tự nhiên, đất lấp, bãi thải…;

Các phương pháp gia cố nền hiện tại, bao gồm phun áp cao, phương pháp phối hợp và gia cố toàn khối, chỉ đáp ứng một phần tiêu chuẩn hiện hành.

Công nghệ Jet – Grouting, được Viện Thủy Công – Viện Khoa học Thủy Lợi Việt Nam nghiên cứu và chuyển giao từ năm 2004, là một giải pháp mới nhằm cải thiện điều kiện đất yếu tại Việt Nam Các nghiên cứu hiện tại tập trung vào việc hoàn thiện công nghệ để áp dụng hiệu quả trong thực tế Tiêu chuẩn thiết kế và thi công cho công nghệ này được quy định trong TCCS 05:2010/VKHTLVN, hướng dẫn sử dụng phương pháp Jet – Grouting để tạo cọc đất xi măng, gia cố đất yếu và chống thấm cho nền và thân công trình.

Tiêu chuẩn này quy định quy trình khảo sát, thiết kế, thi công và nghiệm thu cọc đất ximăng bằng công nghệ Jet-grouting, nhằm xử lý nền đất yếu và chống thấm cho nền và thân công trình như thủy lợi, giao thông và xây dựng hạ tầng.

+ Cọc đất ximăng được được tạo ra khi tia vữa ximăng với áp lực cao cắt và trộn với đất tại chỗ dưới sâu

Để xử lý nền đất yếu, cọc đất xi măng được bố trí theo nhóm trong phạm vi nền cần gia cố theo các hình dạng như vuông, tam giác hoặc các dạng khác, tùy thuộc vào tải trọng và mục đích gia cố Sau khi gia cố, nền đất trở thành nền hỗn hợp với các thông số cải thiện về tính biến dạng và khả năng chống cắt.

Để xây dựng tường chống thấm cho nền công trình hoặc trong khối đất đắp, các cọc đất ximăng được sắp xếp chồng lấn lên nhau, tạo thành một tường liền khối hiệu quả trong việc ngăn chặn dòng thấm.

Cọc đất ximăng thích hợp cho các loại đất hạt sét, hạt bụi và hạt cát có kích thước nhỏ hơn 2mm, theo Tiêu chuẩn 14TCN123-2002 của Bộ Nông nghiệp và PTNT Đối với đất có hàm lượng hữu cơ thấp hơn 25%, có thể tiến hành thiết kế mà không cần thêm nghiên cứu Tuy nhiên, nếu hàm lượng hữu cơ vượt quá 25%, cần thực hiện các thí nghiệm và nghiên cứu giải pháp trước khi thiết kế Đối với đất sỏi hạt nhỏ, nên tiến hành thử nghiệm hoặc tham khảo kinh nghiệm từ các công trình tương tự trước khi đưa ra quyết định.

Tiêu chuẩn TCCS 05:2010/VKHTLVN quy định hướng dẫn khảo sát, thiết kế, thi công và nghiệm thu cọc đất ximăng bằng công nghệ Jet-grouting nhằm xử lý nền đất yếu và chống thấm cho các công trình như thủy lợi, giao thông và xây dựng hạ tầng Tiêu chuẩn này cũng cung cấp quy trình và các bước thi công từ khâu chuẩn bị cho đến khi thi công đại trà.

Trong quá trình thi công, từ việc làm cọc thử và chuẩn bị mặt bằng cho đến thi công đại trà như khoan xuống, rút khoan lên và phụt vữa, cần chú trọng vào hướng dẫn kỹ thuật để đảm bảo hiệu quả Công tác giám sát và kiểm tra cần được thực hiện theo tiêu chuẩn rõ ràng, giúp quản lý và kiểm tra thuận lợi, đạt kết quả cao nhất Đối với công tác nghiệm thu, cần chuẩn bị đầy đủ các yêu cầu trước khi nghiệm thu, bao gồm trình độ tổ chức giám sát, cán bộ giám sát, nhà thầu thi công, cũng như yêu cầu báo cáo kết quả kiểm tra và hồ sơ nghiệm thu phải phù hợp và đầy đủ.

2.1.3 Tiêu chuẩn châu Âu EN 12716:2001

Tiêu chuẩn châu Âu EN 12716:2001 quy định các công tác địa kỹ thuật đặc biệt liên quan đến khoan phụt cao áp (Jet-grouting), được CEN thông qua vào ngày 16 tháng 4 năm 2001 Các thành viên của CEN phải tuân thủ quy định nội bộ của CEN/CENELEC để áp dụng tiêu chuẩn này làm tiêu chuẩn quốc gia mà không thay đổi nội dung Tiêu chuẩn châu Âu được phát hành bằng ba ngôn ngữ chính thức: tiếng Anh, tiếng Pháp và tiếng Đức, và các nước thành viên có trách nhiệm biên dịch sang ngôn ngữ quốc gia của họ Các thành viên của CEN bao gồm các tổ chức, cơ quan biên soạn tiêu chuẩn quốc gia từ nhiều quốc gia như Áo, Bỉ, Cộng hòa Séc, Đan Mạch, Phần Lan, Pháp, Đức, Hy Lạp, Ai-xơ-len, Ailen, Ý, Luxembourg, Hà Lan, Na Uy, Tây Ban Nha, Bồ Đào Nha, Thụy Điển, Thụy Sĩ và Vương quốc Anh.

Tiêu chuẩn này được áp dụng cho công tác thi công, thử nghiệm và quan trắc khoan phụt cao áp

Trong quá trình thi công cọc xi măng đất, có thể tham khảo sách "Công nghệ khoan phụt cao áp trong xử lý nền đất yếu" của PGS.TS Nguyễn Quốc Dũng, KS Phùng Vĩnh An và ThS Nguyễn Quốc Huy, do NXB phát hành.

Nông nghiệp 2005 và “Quy phạm kỹ thuật xử lý nền móng”, Shanghai – Standard: Ground treatment code, DBJ 08 40 94 do Trường đại học Đồng tế biên soạn, năm

2.2 Định mức áp dụng trong thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet - grouting Định mức dự toán công tác thi công cọc xi măng đất bằng công nghệ Jet – grouting là định mức kinh tế kỹ thuật quy định mức hao phí cần thiết về vật liệu, nhân công và máy thi công để hoàn thành một đơn vị khối lượng công tác xây dựng

Quá trình xây dựng từ khâu chuẩn bị đến kết thúc cần được thực hiện liên tục, đảm bảo tuân thủ các yêu cầu kỹ thuật và chất lượng, bao gồm cả những hao phí cần thiết do yêu cầu kỹ thuật và tổ chức sản xuất.

Ứng dụng thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting cho các công trình thủy lợi

Hiện nay, các công trình thủy lợi thường gặp phải hư hỏng như thấm dưới nền, thấm vòng quanh và thấm trong thân công trình, đặc biệt là đối với công trình bằng đất Trên nền đất yếu, các hiện tượng như trượt và lún thường xảy ra, dẫn đến mất ổn định cho các công trình như đê đập và cống đồng bằng Để khắc phục tình trạng này, cần áp dụng các giải pháp hợp lý Một trong những biện pháp hiệu quả là sử dụng cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting, đã được chứng minh thành công trong nhiều dự án trên toàn quốc.

2.3.1 Ứng dụng cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting xử lý chống thấm cho các công trình thủy lợi

Thấm qua công trình thủy lợi là hiện tượng không thể tránh khỏi, nhưng cần đảm bảo mức độ thấm ở mức cho phép Mỗi loại công trình có hiện tượng thấm và biện pháp xử lý khác nhau Việc chống thấm cho nền công trình thủy lợi là ưu tiên hàng đầu trong thiết kế và thi công, mặc dù đã được nghiên cứu trong nhiều thế kỷ, nhưng vẫn còn nhiều vấn đề cần tiếp tục khám phá.

2.3.1.1 Các biện pháp chống thấm đang được sử dụng a Chống thấm cho đập đất:

Các biện pháp đang được sử dụng để chống thấm cho đập đất:

- Tường nghiêng, sân phủ bằng đất sét

- Tường nghiêng bằng các loại vật liệu mới như màng HDPE, thảm sét ĐKT

- Lõi giữa (bằng đất sét, pha sét hoặc vật liệu khác

- Tường hào Bentonite (hoặc ximăng-sét

Chống thấm bằng khoan phụt có áp là phương pháp hiệu quả cho các công trình xây đúc như cống đồng bằng và cống qua đê Các biện pháp hiện đang được áp dụng để chống thấm cho những công trình này bao gồm khoan phụt truyền thống, giúp ngăn ngừa sự thấm nước và bảo vệ cấu trúc công trình.

- Kéo dài bản đáy hoặc làm sân phủ thượng lưu:

- Sử dụng cừ thép, cừ gỗ hoặc cừ bê tông cốt thép … đóng cắt qua tầng thấm nước:

- Khoan phụt áp suất c Chống thấm cho thân đê và nền đê sông

- Chống thấm cho thân đê: Hiện nay đang sử dụng công nghệ khoan phụt XM

- sét với áp lực bơm 2 đến 3 at Do hạn chế của thiết bị, phạm vi xử lý quy định là tối đa 6m

Chống thấm cho nền đê hiện nay không cần thực hiện đại trà, mà tập trung vào việc ngăn chặn mạch đùn, mạch sủi tại các vị trí có nguy cơ sự cố Giải pháp hiện tại là xây dựng sân phủ phía sông và làm giếng giảm áp phía đồng Tuy nhiên, đối với một số tuyến đê có tầng thấm sâu như vùng Sen Chiểu (Hà Tây) và Thổ Tang (Vĩnh Phúc), cần xem xét thêm các giải pháp bổ sung để đảm bảo an toàn Một trong những giải pháp được đề xuất là xây dựng tường hào Bentonite tại Sen Chiểu.

2.3.1.2 Giải pháp chống thấm bằng cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – grouting: a Chống thấm cho cống dưới đê:

Tạo một tường ngầm (cut-off wall) bằng cột xi măng đất chồng lấn thông qua công nghệ Jet-Grouting có khả năng ngăn chặn dòng thấm dưới nền và hai bên công trình (mang cống) trong mùa lũ, khi mực nước sông cao hơn đồng ruộng.

Cọc xi – măng đất thi công bằng công nghệ Jet - Grouting có độ cứng và chất lượng đồng đều, giúp tạo ra kết cấu tường chắn ngầm hiệu quả Công nghệ này cho phép thi công tường ngầm trong đất nền mà không cần đào mở móng, đồng thời xử lý chống thấm dưới bản đáy bê tông cống thông qua việc khoan lỗ nhỏ Điều này giúp thực hiện tường chống thấm ngay dưới bản đáy mà không ảnh hưởng đến kết cấu cống và không làm gián đoạn hoạt động bình thường như tưới, tiêu hay giao thông thủy bộ.

Mũi khoan nhỏ xuyên qua đáy công trình mà không ảnh hưởng đến kết cấu

Các cọc xi măng đất chồng lấn lên nhau tạo thành tường chống thấm

Dòng thấm bị chặn lại trước tường

Hình 2.1 Chống thấm cho cống dưới đê bằng công nghệ Jet - Grouting

- Thi công thuận lợi, chủ động trong mọi tình huống;

- Có tính khả thi về kỹ thuật và kinh tế b Chống thấm cho đập đất:

- Tạo tường lõi bằng cọc xi măng đất chống thấm cho các đập đất cũ:

Để giải quyết vấn đề thấm nước ở các đập đất vùng sâu, một giải pháp hiệu quả đã được áp dụng là công nghệ Jet-grouting Phương pháp này được triển khai khi khoan phụt truyền thống không đạt hiệu quả và việc sử dụng tường hào gặp khó khăn do không có đường vào cho thiết bị Công nghệ Jet-grouting hứa hẹn mang lại hiệu quả chống thấm cho các đập cũ, đảm bảo an toàn và bền vững cho công trình.

- Tạo tường chống thấm cắt qua thấu kính cát trong nền đập

Hình 2.3 Tường ngầm bằng cọc xi măng đất cắt qua lớp xen kẹp

Trong một số trường hợp, dưới lớp đất tốt tại nền đập có thể tồn tại lớp cát xen kẹp, đặc biệt là ở khu vực lòng suối Nếu không thực hiện biện pháp chống thấm cho lớp cát này, nguy cơ mất an toàn về thấm cho đập sẽ gia tăng Do đó, cần có biện pháp xử lý nút bịt cắt qua lớp cát, nhất là khi việc bóc bỏ lớp đất tốt để xử lý không khả thi về kinh tế hoặc quá phức tạp Giải pháp Jet-grouting có thể được áp dụng để tạo thành một bức tường ngầm, tương tự như nút bịt cắt qua lớp cát, cắm đến tầng không thấm Giải pháp này không chỉ tiết kiệm chi phí chỉ bằng 1/3 so với tường hào mà còn rút ngắn thời gian thi công đến 3 lần.

Quy trình biện pháp thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting để xử lý chống thấm và một số công trình đã thực hiện

Trình tự và biện pháp thi công tường chống thấm

Dựa trên yêu cầu chống thấm của công trình, cọc xi măng đất được bố trí theo các mô hình khác nhau, bao gồm một hàng, hai hàng, ba hàng hoặc nhiều hàng Việc này nhằm tạo ra một tường ngầm từ các cột xi măng đất, có khả năng ngăn chặn dòng thấm từ dưới nền và hai bên công trình.

Thứ tự thi công của từng hàng, của từng cọc trong một hàng, từng phân đoạn phải phù hợp với điều kiện, tiến độ thực tế công trường

* Thi công chống thấm cho công trình sử dụng một hàng cọc xi măng đất:

Thứ tự thi công cọc trong một hàng được thực hiện theo cách khoan so le và đánh số như hình 2.12 Các cọc nằm xen giữa chỉ được thi công sau một khoảng thời gian nhất định để đảm bảo cọc xi măng đất đã thi công đạt độ ngưng kết và có cường độ Nếu quá thời gian quy định, cọc cuối cùng phải khoan rỗng để chừa đầu mộng cho việc nối chồng với đợt cọc sau Trong trường hợp thời gian ngừng quá dài, có thể áp dụng biện pháp đổ vữa hoặc vá cọc, nhưng cần có sự đồng ý của chủ đầu tư và đơn vị thiết kế.

Số thứ tự cọc thi công

Hình 2.4 Thứ tự thi công cọc xi măng đất (1 hàng)

* Thi công chống thấm cho công trình sử dụng hai hàng cọc xi măng đất

Thứ tự thi công cọc xi măng đất cần tuân thủ quy tắc ưu tiên thi công hàng cọc ở thượng lưu trước, sau đó mới tiến hành thi công hàng cọc ở hạ lưu Các cọc trong cùng một hàng sẽ được thi công theo hình thức so le và theo thứ tự được đánh số như trong hình 2.13.

Số thứ tự cọc thi công

Hình 2.5 Sơ đồ bố trí thi công cọc xi măng đất (2 hàng)

* Thi công chống thấm bằng ba hàng cọc xi măng đất

Thứ tự thi công cọc xi măng đất bao gồm: ưu tiên thi công hàng cọc ở giữa trước, tiếp theo là hàng cọc thượng lưu, và cuối cùng là hàng cọc hạ lưu Các cọc trong cùng một hàng được thi công theo hình thức so le và theo thứ tự được đánh số.

Số thứ tự cọc thi công Hàng thượng lưu

Hình 2.6 Sơ đồ bố trí thi công cọc xi măng đất (2 hàng)

Kỹ thuật thi công tạo cọc xi măng – đất chống thấm

- Định vị các vị trí cọc

- Di chuyển máy khoan vào vị trí tim cọc;

- Khoan hạ đầu phun xuống nền đất;

- Sau khi xuống đến cao độ mũi cọc, bơm vữa xi măng áp lực > 200atm

- Mũi phun vữa vừa xoay vừa rút lên, tới cao độ đỉnh cọc thiết kế thì ngừng phun vữa rút mũi khoan lên khỏi mặt đất;

- Di chuyển máy đến vị trí kế tiếp

2.3.1.3 Một số công trình ứng dụng Công nghệ Jet – Grouting để chống thấm a Chống thấm cho cống D10 (Hà Nam) :

- Hiện trạng công trình: Cống tiêu D10 thuộc hệ thống thuỷ nông thị xã Phủ

Lý tỉnh Hà Nam được xây dựng năm 2002 Mùa lũ năm 2002, khi đi vào vận hành xảy ra sự cố mạch sủi phía đồng

Giải pháp kỹ thuật nhằm xử lý hiện tượng dòng chảy qua đáy cống dựa trên tài liệu khảo sát thực địa là xây dựng tường chống thấm bằng vật liệu xi măng - đất (XMĐ) Công nghệ khoan phụt áp lực cao (Jet-grouting) sẽ được áp dụng để tạo ra tường chống thấm, cắt qua lớp cát bụi và cắm vào lớp sét nhẹ màu nâu xám.

Lớp đất có tính thấm nước mạnh (cát, cuội sỏi, )

Nền đất cứng (đá gốc, sét cứng, )

Lớp đất phủ có tính thấm nước nhỏ (chiều dày thay đổi tuỳ khu vực)

Thân đê đắp bằng đất có tính thấm nước nhỏ Mực nước mùa lũ

Mạch sủi do dòng thấm chảy trong tầng cuội sỏi Đùn ra hạ lưu tại vị trí tầng phủ mỏng Đe doạ vỡ đê

Tường cọc Ximăng đất cắt đứt dòng thấm

Các khuyết tật dưới đáy công trình do dòng thấm gây ra

Hình 2.7 Mô tả tường xi măng đất cắt qua tầng cuội sỏi thấm nước để chống thấm qua đáy cống D10

- Kết quả đạt được: Tạo hàng tường cọc XMĐ có hệ số thấm K ≤ 10 -5 cm/s

Sau khi hoàn thành thi công, hiện tượng thẩm lậu từ thượng lưu đã được khắc phục hoàn toàn, và cống hiện đang hoạt động bình thường Đặc biệt, kinh phí thực hiện chỉ bằng 40% so với chi phí sửa chữa trước đây.

Thời gian thi công rút ngắn 4 lần (15 ngày) so với sửa chữa lần đầu (2 tháng) b Chống thấm cho cống A2-7 tại xã Tân Dân huyện Phú Xuyên TP Hà Nội

- Công trình : Xử lý chống thấm cống A2-7 tại xã Tân Dân huyện Phú Xuyên

Cống A2-7 đang gặp phải tình trạng chênh lệch mực nước giữa thượng và hạ lưu, dẫn đến hiện tượng dòng chảy qua đáy và mang cống Tình trạng này có xu hướng ngày càng xấu đi, gây ảnh hưởng tiêu cực đến công trình.

Nghiên cứu giải pháp hợp lý trong quản lý tổ chức thi công cọc Xi măng đất

Jet – Grouting là công nghệ mới trong ngành xây dựng, nhưng hiện tại các tiêu chuẩn và quy phạm hướng dẫn thi công vẫn còn hạn chế Sự hiểu biết về công nghệ này của các cán bộ quản lý và giám sát chưa đáp ứng được yêu cầu thực tế Do đó, nghiên cứu và đề xuất các giải pháp hợp lý trong quản lý tổ chức thi công Jet – Grouting là rất cần thiết.

Quản lý tổ chức thi công bao gồm việc giám sát và kiểm tra các quy trình kỹ thuật của nhiều công việc từ giai đoạn chuẩn bị cho đến khi bàn giao Mục tiêu là tuân thủ các tiêu chuẩn và quy định hiện hành nhằm đạt được kết quả tối ưu nhất.

Nội dung của công tác quản lý thi công:

Quản lý kế hoạch là yếu tố cốt lõi trong các hoạt động quản lý, giúp đảm bảo tiến độ thi công công trình theo thời gian quy định của Nhà nước Các văn kiện như kế hoạch biện pháp thi công và kế hoạch phần việc đóng vai trò quan trọng trong việc thực hiện quản lý kế hoạch hiệu quả.

Quản lý chất lượng đóng vai trò quan trọng trong công tác quản lý kỹ thuật Trong quá trình thi công, cần thực hiện kiểm tra và kiểm soát chất lượng liên tục, đồng thời đề xuất các biện pháp thi công để đảm bảo đạt được chất lượng tốt nhất cho công trình.

Quản lý lao động tiền lương tập trung vào việc tổ chức biên chế hợp lý và cải tiến tổ chức lao động nhằm nâng cao trình độ tư tưởng, kỹ thuật và nghiệp vụ cho công nhân viên chức Đồng thời, cần quán triệt việc chấp hành chế độ tiền lương và bảo hộ lao động, đảm bảo phân phối lao động theo nguyên tắc sản xuất xã hội chủ nghĩa.

Quản lý tài vụ đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo tiến độ thi công và chất lượng công trình, đồng thời nghiên cứu hiệu quả kinh tế, hoạch toán giá thành và kiểm soát việc sử dụng hợp lý vốn đầu tư.

Quản lý thiết bị vật tư là yếu tố quan trọng trong thi công công trình, ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng, tiến độ và giá thành của dự án Việc quản lý hiệu quả giúp đảm bảo rằng cơ sở vật chất được sử dụng đúng cách, từ đó nâng cao hiệu suất và giảm thiểu chi phí.

Thực hiện báo cáo thống kê và phân tích hoạt động kinh tế nhằm xác định mức độ ảnh hưởng và mối quan hệ giữa các nguyên nhân liên quan đến xây dựng công trình về mặt kinh tế kỹ thuật Qua đó, đánh giá và kết luận để tìm ra biện pháp cải tiến và bổ sung hiệu quả.

Nội dung chủ yếu của quản lý tổ chức thi công khoan phụt cao áp sau khi có kết quả thí nghiệm là:

Quản lý kỹ thuật bao gồm việc kiểm tra các bản vẽ thiết kế kỹ thuật và bản vẽ thi công, lập kế hoạch tổ chức thi công theo từng giai đoạn, và xây dựng biện pháp kỹ thuật thi công cũng như quy trình thao tác khoan phụt cao áp phù hợp với từng công trình Ngoài ra, việc kiểm tra và cải tiến kỹ thuật, máy móc, nghiệm thu vật liệu đầu vào, bảo quản vật liệu công trình, bồi dưỡng kỹ thuật và bàn giao kỹ thuật cũng là những nhiệm vụ quan trọng trong quá trình này.

Quản lý chất lượng trong thi công bao gồm việc kiểm soát tiến độ và kế hoạch thực hiện đúng theo đồ án thiết kế Cần kiểm tra kỹ thuật để đảm bảo sự phù hợp với thiết kế và tiêu chuẩn hiện hành, cũng như kiểm tra nhân công về cả số lượng lẫn chất lượng.

+ Quản lý kiểm tra, nghiệm thu cọc xi măng đất: kiểm tra chất lượng khoan phụt và nghiệm thu đúng theo quy trình và các quy định hiện hành

+ Quản lý hồ sơ thi công: kiểm tra các văn bản giấy tờ, bản vẽ, dự toán hồ sơ hoàn công…từ đó đánh giá quá trình thi công

+ Quản lý sau khi thi công: dọn dẹp hiện trường, bàn giao chuyển giai đoạn

2.4.1 Quản lý kỹ thuật trong tổ chức thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting

2.4.1.1 Nhiệm vụ và nội dung quản lý kỹ thuật trong thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet – Grouting a Nhiệm vụ quản lý kỹ thuật

Quản lý kỹ thuật có nhiệm vụ chủ yếu là:

Quán triệt đầy đủ và chính xác khoa học kỹ thuật là phương châm chính sách hàng đầu trong sản xuất, nhằm tổ chức một cách khoa học các loại công tác kỹ thuật.

- Tạo lập trật tự kỹ thuật thi công thường xuyên;

- Phát huy đầy đủ lực lượng kỹ thuật và tác dụng trang bị kỹ thuật, không ngừng cải tiến kỹ thuật hiện có và tận dụng kỹ thuật mới;

Nâng cao trình độ thi công cơ giới hóa là yếu tố quan trọng để đảm bảo chất lượng công trình, nâng cao hiệu suất lao động, và giảm giá thành Đặc biệt, trong công tác thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet-Grouting, việc quản lý kỹ thuật cần được chú trọng để hoàn thành nhiệm vụ đúng chất lượng, đúng khối lượng và đúng thời hạn.

Quản lý kỹ thuật thi công cọc xi măng đất bằng công nghệ Jet – Grouting bao gồm việc biên soạn thiết kế tổ chức thi công theo từng giai đoạn, soạn thảo biện pháp kỹ thuật và quy trình thao tác thi công Ngoài ra, cần tiến hành hội thẩm các bản vẽ thiết kế kỹ thuật, bàn giao kỹ thuật, đổi mới thiết kế, bồi dưỡng kỹ thuật, kiểm tra chất lượng và nghiệm thu vật liệu chế tạo dung dịch phụt Quan trọng hơn, việc cải tiến kỹ thuật, tổng kết kỹ thuật, bảo quản tư liệu công trình và xây dựng chế độ trách nhiệm kỹ thuật cũng là những nội dung cốt lõi Mục tiêu chính của quản lý kỹ thuật trong khoan phụt cao áp tạo cọc xi măng đất là đảm bảo chất lượng công trình và cải tiến phương pháp thi công.

Để thực hiện hiệu quả các hạng mục công tác quản lý kỹ thuật, cần xây dựng chế độ chấp hành nghiêm ngặt trong thi công Một chế độ quản lý kỹ thuật vững mạnh và bộ máy được kiện toàn sẽ đảm bảo việc thực hiện thận trọng, từ đó phát huy tối đa hiệu quả quản lý kỹ thuật và hoàn thành nhiệm vụ đề ra.

* Soạn thảo và quán triệt tiêu chuẩn kỹ thuật, quy trình kỹ thuật

Để đảm bảo chất lượng thi công cọc xi măng đất bằng công nghệ Jet – Grouting, cần quán triệt và chấp hành nghiêm túc các tiêu chuẩn kỹ thuật do Nhà nước và các bộ phận liên quan ban hành, cũng như tuân thủ quy trình kỹ thuật đã được xác định.

ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP HỢP LÝ

Ngày đăng: 25/06/2021, 13:52

Nguồn tham khảo

Tài liệu tham khảo Loại Chi tiết
1. PGS.TS. Nguy ễn Quốc Dũng , Th.S Nguyễn Quốc Huy, KS. Vũ Bá Thao, Báo cáo k ết quả nghiên cứu đề tài độc lập cấp Nhà nước Nghiên cứu các giải pháp khoa h ọc công nghệ để sửa chữa nâng cấp các cống dưới đê nhánh: “Công ngh ệ khoan phụt cao áp để sửa chữa hư hỏng nền và mang cống dưới đê” Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Công nghệ khoan phụt cao áp để sửa chữa hư hỏng nền và mang cống dưới đê
2. PGS.TS. Nguyễn Quốc Dũng (chủ biên), KS Phùng Vĩnh An, ThS. Nguyễn Quốc Huy (2005), “Công ngh ệ khoan phụt cao áp trong xử lý nền đất yếu” , Nhà xu ất bản nông nghi ệp Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Công nghệ khoan phụt cao áp trong xử lý nền đất yếu”
Tác giả: PGS.TS. Nguyễn Quốc Dũng (chủ biên), KS Phùng Vĩnh An, ThS. Nguyễn Quốc Huy
Nhà XB: Nhà xuất bản nông nghiệp
Năm: 2005
3. PGS.TS.Nguyễn Quốc Dũng, ThS.Nguyễn Quốc Huy, ThS.Nguyễn Quý Anh, “Gi ới thiệu kết quả ứng dụng công nghệ khoan phụt cao áp (Jet grouting) để chống thấm cho một số công trình thủy lợi” Sách, tạp chí
Tiêu đề: Giới thiệu kết quả ứng dụng công nghệ khoan phụt cao áp (Jet grouting) để chống thấm cho một số công trình thủy lợi
4. TS. Phan Trường Giang (2012), “Nghiên cứu giải pháp thiết kế, thi công các công trình đê điều phòng chống lụt bão trên nền đất yếu – Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng cọc xi măng đất” Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu giải pháp thiết kế, thi công các công trình đê điều phòng chống lụt bão trên nền đất yếu – Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng cọc xi măng đất
Tác giả: TS. Phan Trường Giang
Năm: 2012
5. Quy ph ạm DBJ 08 - 40 - 94 (1995), “ Quy ph ạm kỹ thuật xử lý nền móng” , Trường Đại học Đồng tế biên soạn Sách, tạp chí
Tiêu đề: Quy phạm kỹ thuật xử lý nền móng”
Tác giả: Quy ph ạm DBJ 08 - 40 - 94
Năm: 1995
6. TCCS 05:2010/VKHTLVN, “Hướng dẫn sử dụng phương pháp Jet – grouting t ạo cọc đất xi măng để gia cố đất yếu, chống thấm cho nền và thân công trình đất” . 7. TCVN 9403:2012, “Gia cố đất nền yếu – phương pháp trụ đất xi măng” Sách, tạp chí
Tiêu đề: Hướng dẫn sử dụng phương pháp Jet – grouting tạo cọc đất xi măng để gia cố đất yếu, chống thấm cho nền và thân công trình đất”". 7. TCVN 9403:2012, "“Gia cố đất nền yếu – phương pháp trụ đất xi măng
9. Tiêu chu ẩn châu Âu EN 12716 : 2001, “ Tiêu chu ẩn thực hiện các công tác địa kỹ thuật đặc biệt: Khoan phụt cao áp” Sách, tạp chí
Tiêu đề: Tiêu chuẩn thực hiện các công tác địa kỹ thuật đặc biệt: Khoan phụt cao áp
10. Nguy ễn Xuân Trọng (2012), “ Thi công h ầm và công trình ngầm” , Nhà xu ất bản Xây d ựng Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thi công hầm và công trình ngầm”
Tác giả: Nguy ễn Xuân Trọng
Nhà XB: Nhà xuất bản Xây dựng
Năm: 2012
11. Trường Đại học Thủy lợi (2004), “Thi công các công trình thủy lợi”, Tập II, Nhà xu ất bản Xây dựng Sách, tạp chí
Tiêu đề: Thi công các công trình thủy lợi”, Tập II
Tác giả: Trường Đại học Thủy lợi
Nhà XB: Nhà xuất bản Xây dựng
Năm: 2004
12. Vi ện Khoa học Thủy lợi chủ trì (2006), Báo cáo tổng kết đề tài Độc lập cấp Nhà nước “Nghiên cứu giải pháp KHCN để nâng cấp sửa chữa cống dưới đê” Sách, tạp chí
Tiêu đề: Nghiên cứu giải pháp KHCN để nâng cấp sửa chữa cống dưới đê
Tác giả: Vi ện Khoa học Thủy lợi chủ trì
Năm: 2006
13. Vi ện Khoa học Thủy lợi Việt Nam chủ trì (2010), Báo cáo tổng kết Dự án sản xuất thử nghiệm độc lập cấp Nhà nước “Hoàn thiện công nghệ khoan phụt vữa áp l ực cao (Jet-grouting) nhằm tăng khả năng chống thấm cho công trình thủy lợi” Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Hoàn thiện công nghệ khoan phụt vữa áp lực cao (Jet-grouting) nhằm tăng khả năng chống thấm cho công trình thủy lợi
Tác giả: Vi ện Khoa học Thủy lợi Việt Nam chủ trì
Năm: 2010
14. Vi ện Khoa học Thủy lợi Việt Nam chủ trì (2008 – 2010), Báo cáo chuyên đề c ủa đề tài cấp Bộ “Nghiên c ứu ứng dụng giải pháp xử lý nền móng công trình Thủy l ợi trên vùng đất yếu Đồng bằng sông Cửu long bằng cọc xi măng đất khoan trộn sâu”.Tài liệu nước ngoài Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Nghiên cứu ứng dụng giải pháp xử lý nền móng công trình Thủy lợi trên vùng đất yếu Đồng bằng sông Cửu long bằng cọc xi măng đất khoan trộn sâu”
1. A. Porbaha at all: “State of the art in deep mixing technology” part II and II – Ground improvement (1998) pl25 – 139 and p91 – 110 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “State of the art in deep mixing technology”
2. G.A Munfakh, “Ground improvement engineering – the state of the US practice”, Ground Improvement, Thomas Telford, 1997 Sách, tạp chí
Tiêu đề: “Ground improvement engineering – the state of the US practice”

TỪ KHÓA LIÊN QUAN

TÀI LIỆU CÙNG NGƯỜI DÙNG

TÀI LIỆU LIÊN QUAN

🧩 Sản phẩm bạn có thể quan tâm

w