Một số sự cố cọc khoan nhồi đặc biệt trong vùng Casto

Về một số sự cố cọc khoan nhồi, đặc biệt
trong vùng castơ
PGS.TS. Nguyễn viết Trung
Th.S. Nguyễn tuấn Anh

1. Giới thiệu
Các sự cố điển hình về cọc khoan nhồi đà đợc tổng kết và phân tích trong nhiều tài liệu
giáo khoa và các bài báo khoa học. Trong khuôn khổ báo cáo khoa học ỏ Hội nghị này, chúng
tôi xin đề cập đến một dạng sự cố cọc khoan nhồi đà gặp nhiều trong các công trình ở Việt
nam nhng còn ít đợc thảo luận và tổng kết. Đó là các sù cè cäc khoan nhåi trong vïng cast¬
Qua mÊy chơc năm áp dụng, thông qua việc nghiên cứu, thí nghiệm, tổng kết, chúng ta đÃ
có đợc Quy trình Thiết kế móng cọc 22TCN-21-86 trong đó có quy định việc thiết kế cọc
khoan nhồi, Quy trình Thi công và Nghiệm thu cọc khoan nhồi 22TCN-257-2000. Chúng ta
đà quen thuộc với các phơng pháp tính toán khả năng chịu tải thẳng đứng và nằm ngang của
cọc khoan nhồi nói chung theo các Tiêu chuẩn quốc tế và Việt nam, nhng các tham số để xác
định khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi trong vùng có hang động castơ thì đến nay vẫn
cha đợc tổng kết.
Trong các quy trình quy phạm trên, cha cã mét tµi liƯu nµo chØ dÉn chi tiÕt về việc khảo
sát thiết kế đối với các công trình đặt trên vùng địa chất có hang động castơ. Trớc bức xúc
trong việc giải quyết các vấn đề liên quan đến các sự cố trong thi công cọc khoan nhồi ở các
cầu trên đờng Hồ Chí Minh đi qua khu vực hang động castơ. Bộ GTVT đà có văn bản số
351/GTVT-CGĐ ngày 12 tháng 2 năm 2001 hớng dẫn quá trình khảo sát thiết kế và thi công
các công trình trên tuyến đờng Hồ Chí Minh trong vùng địa chất có hang động castơ, trong khi
chờ ban hành chính thức Hớng dẫn chi tiết quy định khảo sát thiết kế, thi công cọc khoan
nhồi trong vùng hang động Castơ. Tuy nhiên nội dung của công văn này cũng cha đa ra các
biện pháp cụ thể nhằm khắc phục các sự cố phát sinh trong quá trình thi công cũng nh nguyên
tắc thiết kế cọc khoan nhồi trong vùng hang động castơ.
2. Một số công trình điển hình sử dụng cọc khoan nhồi trong
vùng castơ :
Đối với Việt Nam, đặc điểm địa hình chủ yếu là đồi núi (chiếm đến 3/4 diện tích). Trong
đó đá vôi đợc coi là một tài nguyên khoáng sản lớn thứ 2 ở châu á, sau Trung Qc víi gÇn

6000 km2 lé diƯn, chiÕm gÇn 20% diện tích cả nớc (tài liệu của VIBEKAP). Chúng ta có các
hang động nổi tiếng nh động Phong Nha (Quảng Bình) với hệ thống sông ngầm dài hàng trăm
cây số, động Hòa Bình... Việc xử lý nền móng công trình qua khu vực này là một vấn đề rất
khó khăn, trong đó giải pháp cọc khoan nhồi là sự lựa chọn hiệu quả nhất. Một số công trình
tiêu biểu nh :
Móng trụ cầu Đông Kinh (Lạng Sơn ) sử dụng cọc khoan nhồi đờng kính 100 cm, dài 10
ữ15 m, khả năng chịu tải của cọc 500 ữ 600 tấn. Cọc xuyên qua địa tầng có hang động castơ,
chân cọc tựa trên nền đá vôi, thi công bằng máy khoan GPS 1500 cđa Trung Qc.
Mãng trơ cÇu Non Níc (Ninh Bình) sử dụng cọc khoan nhồi đờng kính 1.5m, cọc dài 40 ữ
60m, khả năng chịu tải của cọc 910 ữ 950 tấn. Cọc xuyên qua địa tầng có hang động castơ,
chân cọc tựa trên nền đá vôi, thi công b»ng m¸y khoan Leffer.

1


Móng mố trụ cầu Đá Bạc trên Quốc lộ 10, sử dụng móng cọc khoan nhồi đờng kính 1.5
và 2m. Cọc xuyên qua địa tầng hang castơ (có cả hang castơ sống và castơ chết), thi công
bằng máy khoan QJ250-1.
Móng mố trụ cầu Bợ (Hoà Bình) sử dụng cọc khoan nhồi đờng kính 1.5m. Cọc xuyên qua
địa tầng hang castơ sống, quá trình khoan thờng xuyên bị mất dung dịch, sử dụng máy khoan
BAUER.
Móng nhà máy xi măng Tam Điệp do Đan Mạch thiết kế và giám sát thi công, sử dụng
hàng trăm cọc khoan nhồi đờng kính 100 ữ125 cm. Toàn bộ nhà máy nằm trên khu vực hang
động castơ.
Móng mố trụ cầu Hoàng Long (Thanh Hoá) sử dụng cọc khoan nhồi đờng kính 2m xuyên
qua địa tầng hang castơ. Trong quá trình khoan tạo lỗ đà sử dụng kết hợp 2 loại thiết bị: máy
khoan gầu xoay ED 4000 để khoan tầng đất, sau đó dùng máy khoan theo nguyên lý tuần
hoàn ngợc TRC để khoan tiếp vào tầng đá gốc.
Móng nhà máy xi măng Hải Phòng hiện ®ang thi c«ng, sư dơng cäc khoan nhåi ®êng kÝnh
D = 1m ữ1.25m, khối lợng cọc rất lớn. Các cọc đều xuyên qua địa tầng hang castơ rất phức

tạp.
Đặc biệt đờng Hồ Chí Minh giai đoạn I vợt qua khu vực Quảng Bình gồm 2 nhánh (nhánh
Đông và nhánh Tây). Trong đó nhánh Tây đi trên đỉnh hệ thống hang động Phong Nha. Các
cầu xây dựng ở khu vực này ®Ịu sư dơng kÕt cÊu mãng cäc khoan nhåi ®Ĩ xuyên qua địa tầng
hang động castơ. Tiêu biểu nh:
Cầu Troóc (Bố Trạch - Quảng Bình): Sử dụng móng cọc khoan nhồi đờng kính D = 80
cm, sức chịu tải của cọc 420 ữ 450 tấn. Chiều dài cọc thay đổi từ 18 ữ 28m. Trong đó bề dày
lớp đất phủ khoảng 8m, còn lại là đá vôi phong hoá nứt nẻ, hang rÃnh castơ, có hang vòm cao
2.4m. Sử dụng máy khoan đập cáp CZ-30 của Trung Quốc. Giữ thành hố khoan bằng ống
vách, việc khoan cọc gặp rất nhiều khó khăn.
Cầu Trạ Ang (Bố Trạch- Quảng Bình): Sử dụng mãng cäc khoan nhåi ®êng kÝnh D = 100
cm . Sức chịu tải của cọc 500 ữ 600 tấn. Chiều dài cọc thay đổi D = 19 ữ39 m. Bề dày tầng đất
lớp phủ khoảng 8 ữ10m. Còn lại là đá vôi nứt nẻ, hang rÃnh castơ, có những cọc vợt qua 2 ữ3
tầng hang. Sử dụng máy khoan GPS và đập cáp CZ-30 của Trung Quốc, giữ thành lỗ khoan
bằng ống vách thép. Việc khoan cọc rất khó khăn, mất rất nhiều thời gian, có cọc khoan đến 6
tháng.
Cầu Vĩnh Sơn (Bố Trạch - Quảng Bình) thuộc nhánh Đông ®êng Hå ChÝ Minh: Sư dơng
kÕt cÊu cäc khoan nhåi ®êng kÝnh D = 1 m (mè 5 cäc, trô 4 cọc), khi khoan kiểm tra mùn đầu
cọc phát hiện bên dới mũi cọc là hang động castơ (trần vòm hang còn khoảng 1 m ), phải xử lý
mất nhiều thời gian
3. một số sự cố của công trình có cọc khoan nhồi trong vùng
castơ ở nớc ta:
Sau đây sẽ trình bày một số sự cố đà gặp ở một sè cÇu sư dơng kÕt cÊu mãng cäc nhåi qua
vïng hang động castơ.
3.1. Ví dụ về hiện trạng castơ ở nhà máy xi măng Tam Điệp:
Nhà máy xi măng Tam Điệp (Ninh Bình) do Đan Mạch thiết kế và giám sát thi công.
Móng sử dụng kết cấu cọc khoan nhồi. Toàn bộ kết cấu móng sử dụng khoảng gần một nghìn
cọc. Trớc khi khoan cọc nhồi, T vấn giám sát đà cho khoan kiểm tra castơ tại tim mỗi cọc. Tài
liệu khoan kiểm tra castơ tại 175 cọc cho kết qu¶ nh sau:

2


Hình 1: Nhà máy xi măng Tam Điệp

k h o a n k iÓ m t r a k a r s t e r t © m c ä c n h å i
c « n g t r ìn h : n h à m á y x i m ă n g t a m đ iệ p - n in h b ×n h

H ×n h t r ụ l ỗ k h o a n 1 9

l ỗ k h o aLnK : 1 9 T o ạ

X:
độ lỗ khoan:
Y:

X u ấ t h iệ n :
m
M ực nước dưới đất:
ổ n đ ịn h : m
Ngày khởi công:

L ý t r ìn h :

N g µ y h o µ n t h µ n h 5: / 8 / 2 0 0 1
1

Ký hiệu lớp
Cao độ đáy lớp (m)
Độ sâu đáy lớp (m)

Bề dầy lớp (m)

C a o đ ộ l ỗ 5k1 h9 o 0a m : T û l1 Ö :2 0 0
. 1 n
/

1

4 .2 9

Trụ cắt
hố đào

M ô tả
đ Þa t Ç n g

S è h iƯ u m ẫ u
Đ ộ sâ u m ẫ u (m )

S é t p h a lẫ n d ă m s ạ n . T rạ n g th á i d Ỵ o c ø n g .

4 7 .6 24 .2 9

8 .2 1

M É u l­ u

§ á vôi m ầu xám xanh phong hoá nứt nẻ m ¹nh,
x u Ê t h i Ư n n h i Ò u h a n g , r · n h K a r s t e r ® ­. ỵ c9 lÊ 2p 1n .h6Ð 0t b ï n s Ð t .
4 2 -

2

3 9 . 4 11 2 . 5 0

0 .8 0
3 8 . 6 11 3 . 3 0 0 . 2 0
3 8 . 4 11 3 . 5 0 0 . 9 0
3 7 . 5 11 4 . 4 0 0 . 4 0
3 7 . 1 11 4 . 8 0 0 . 4 0
3 6 . 7 11 5 . 2 0

3

> 6 .4 0

Đ á v ô i m ầ u x á m x a n h l iÒ n k h è i. C ø n g c h ¾ c .

3 0 . 3 12 1 . 6 0

3


k h o a n k iÓ m t r a k a r s t e r t © m c ä c n h å i
c « n g t r ìn h : n h à m á y x i m ă n g t a m đ iệ p - n in h b ìn h

H ìn h t r ụ l ỗ k h o a n 6 8
T
l ỗ k h Lo K a 6 n8 o : ¹

X:
X u Ê t h mi ệ n :
đ ộ l ỗ k h o a M :ù c n ­ í c d ­ ớ i đ ấ t :
n
Y:
ổ n đ ịn m :
h

C a o đ ộ 5 l1 ỗ. 7 9k 0 h mo ûa 1 n/ Ö:2 :0 0
T l

Ng µ y k h ë i c« ng :

L ý t r ìn h :

N g à y h o µ n t1 h4 / µ1 1n / h 0: 0 1
2

Ký hiệu lớp
Cao độ đáy lớp (m)
Độ sâu đáy lớp (m)
Bề dầy lớp (m)

Tr ụ c ắ t

1

1 5 .6 8

h ố đ ào

S ố h iệ u m ẫ u
M ô tả
Đ ộ sâ u m ẫ u (m )
đ ịa t ầ n g

S é t p h a lẫ n d ă m s ạ n . T r ạ n g th á i d Î o c ø n g .

3 6 . 11 15 . 6 8
1 .1 2
3 4 . 91 96 . 8 0
0 .8 0
3 4 . 11 97 . 6 0
1 .0 0
3 3 . 11 98 . 6 0
1 .6 0
3 1 . 52 90 . 2 0
1 .1 0
3 0 . 42 91 . 3 0
1 .4 0
2 9 . 02 92 . 7 0

2

1 .5 0
2 7 . 52 94 . 2 0

Đ á vôi m ầu xám xanh phong hoá nứt nẻ m ạnh,
x u Ê t h i Ư n n h iỊ u h a n g , r · n h K a r s te r đ ư ợ c lấ p n h Ð t b ï n s Ð t.

M É u l­ u
3 .4 0

1 5 .6 8 - 3 9 .0 0

2 4 . 12 97 . 6 0
1 .8 0
2 2 . 32 99 . 4 0
2 .9 0
1 9 . 43 92 . 3 0

3

> 6 .7 0

Đ á v ô i m ầ u x ¸ m x a n h liỊ n k h è i. C ø n g c h ¾ c .

1 2 . 73 99 . 0 0

4


Hiện trạng Castơ nhà máy Xi măng Tam Điệp

1

21

34

Không có hang Castơ

1 7

Có 1 tầng Castơ
Có 5 tầng Castơ
Có 2 tầng Castơ

111

Có 4 tầng Castơ
Có 3 tầng Castơ

- 111 cọc (chiếm 63%) không có hiện tợng castơ.
- 34 cọc (chiếm 19%) xuyên qua 1 tầng hang castơ.
- 21 cọc (chiếm 12%) xuyên qua 2 tầng hang castơ.
- 7 cọc (chiếm 4%) xuyên qua 3 tầng hang castơ.
- 1 cọc (chiếm 0.6%) xuyên qua 4 tầng hang castơ.
- 1 cọc (chiếm 0.6%) xuyên qua 5 tầng hang castơ.
Hang castơ có chiều cao vòm từ 0.3 ữ 3.2m. Trong số 99 hang castơ trên có 77 hang castơ
sống (trong chứa nớc hoặc bùn nhÃo) chiếm 78%, còn lại là hang castơ chết.
Có thể nói cấu trúc địa tầng trong vùng núi đá vôi của Việt Nam nh Hoà Bình, Ninh Bình,
Thanh Hoá, Quảng Bình... rất phức tạp. Cho nên việc thiết kế các kết cấu nền móng công trình
xây dựng trên khu vực này cần phải đặc biệt chú trọng đến công tác khảo sát địa chất, nhằm đa ra các giải pháp móng thích hợp.
3.2. một số ví dụ cụ thể vỊ sù cè mãng cÇu dïng cäc khoan nhåi
trong vïng hang castơ
3.2.1. Cầu T:
A- Giới thiệu chung:

Hình 2: Cầu T - đờng HCM

Cầu T nằm ở gần khu vực động Phong Nha.
C¸c mè trơ cã kÕt cÊu mãng cäc khoan nhồi đờng kính 800mm. Chiều dài cọc thay đổi
L = 18 ÷ 29m.

5


- Trong quá trình khảo sát thiết kế kỹ thuật (mỗi mố, trụ 1 lỗ khoan tại tim). Phát hiện
thấy có hiện tợng hang động castơ và đà thiết kế cọc khoan nhồi trong đó chỉ định dùng công
nghệ khoan tạo lỗ có ống vách và để lại ống vách sau khi đổ bê tông cọc.
Trong bớc bản vẽ thi công, tại mỗi vị trí tim cọc đều khoan xăm 1 lỗ khoan địa chất để
xác định chiều dài cọc chính thức đối với từng cọc, với nguyên tắc mũi cọc phải đặt trên đá
liền khối tối thiểu 5 m . Kết quả khoan xăm cho thấy cao độ đặt mũi cọc rất khác nhau điều đó
chứng tỏ hệ thống hang động castơ bên dới phát triển rất phức tạp. Ngoài ra cờng độ đá vôi
lớn R' = 1400 kG/cm2.
B- Công nghệ khoan cọc nhồi cầu T :
(1) Dới thiệu năng lực máy khoan CZ-30 của Trung Quốc :
- Phơng pháp khoan : Dùng phơng pháp khoan đập.
- Đờng kính khoan : 600 ữ1500 mm .
- Chiều sâu khoan lớn nhất : 80m
- Trọng lợng quả búa 2.5 tấn.
- Bảo vệ thành hố khoan bằng ống vách thép và để lại sau khi đổ bê tông.
(2) Trình tự các bớc công nghệ :
*Bớc 1 :
- San nền mặt bằng công trờng, làm lán trại, đờng vào công trờng, đắp cạp mở rộng mặt
bằng thi công mố. Đối với trụ đắp đờng công vụ cho máy khoan xuống và đắp đào thi công trụ
.
Thi công hệ thống thoát nớc tạm .
* Bớc 2 :
Lập, dựng và định vị ống vách .

Dùng búa đóng cọc chấn động để đóng ống vách xuống. Để cho thành ống vách phía
trên không bị biến dạng, phải đặt trên miệng ống 1 tấm thép dày 30mm .
Dùng búa đập đất, đá trong lòng ống vách, lấy mùn khoan bằng gàu.
Kiểm tra độ lắng động và mùn trong lỗ khoan.
Kiểm tra cao độ đáy lộ khoan .
Nghiệm thu lỗ khoan .
* Bớc 3 :
Lòng cốt thép đợc gia công chế tạo thành các đoạn ở trên bờ sau đó đợc đa ra vị trí
thi công .
Lắp đặt lồng cốt thép vào trong lỗ khoan bằng máy khoan và hệ thống cáp, puli trên
đỉnh tháp khoan
Cố định lồng thép vào thành ống vách.

6


® ­ ê n g h å c h Ý m in h
đ o ạ n : k h e g á t - u b ò ( k m 0 - k m 62 )
G ia i ® o ¹ n : t h iÕ t k Õ k ü t h u Ë t

H ×n h t r ụ l ỗ k h o a n c ầ u t r o ã c - L K 1

l ç k h o L Kn 1 :
a

X u Ê t h i Ưm :
n
M ùc n­íc d­íi ®Êt:
ỉ n ® Þ n h :m

C a o ® é l ç . 3k 4h0 om a nT û l /Ö 2: 0 0
9
: 1

N g µ y k h ë i c « n g2 :2 / 0 1 / 2 0 0 0

L ý t r × n h m Ç1 u 0 : 6 3 . 9 4
K c +

N g µ y h o µ n t h µ 2n 4 h/ 0: 1 / 2 0 0 0

T h Ý n g h iÖ m S P T

SPT

Số hiệu mẫu

Độ sâu mẫu (m)

(N 2 +N 3 )

Số búa
t r ê n Đ ồ t ShP ịT N
15 cm

N

N 1N 2N 3

0

10
20
30
40
50

hố đào

M ô tả
đ ịa t ầ n g

Độ sâu (m)

Ký hiệu lớp
Cao độ đáy lớp (m)
Độ sâu đáy lớp (m)
Bề dầy lớp (m)

Trụ cắt

1 .5 0
5 . 06 . 01 0 . 1 6
0
1 .9 5

ND1

2 - 2 .2

3 .0 0

4 . 08 . 01 0 . 1 8
0
3 .4 5

2

1 1 .0 0

4 .5 0
5 . 07 . 01 1 . 1 8
0
n4 .g9 5n â u đ ỏ , đ

S ét pha m ầu xám và
lẫ n c á t p h a , c u é i 6 s. 0á0 i.
6 .4 5

ND2

3 .8 - 4

ôi chỗ

2 . 04 . 06 . 0 1 0

ND3

5 .8 - 6

ND4

9 .0 0
2 . 03 . 04 . 0 7
9 .4 5

- 1 . 6 61 1 . 0 0

1 0 .5 0
6 . 08 . 01 2 . 2 0
0
1 0 .9 5

8 .3 - 8 .5

ND5

1 0 .8 - 1 1

ND6

4 .2 0

3 a - 5 . 8 61 5 . 2 0

1 .4 0
- 7 . 2 61 6 . 6 0
1 .1 0
- 8 . 3 61 7 . 7 00 . 4 0
- 8 . 7 61 8 . 1 0
0 .7 0

- 9 . 4 61 8 . 8 0
0 .7 0
- 1 0 . 1 16 9 . 5 0

1 2 .2 - 1 2 .4

ND7
Đ á v ô i m ầ u x á m trắ n g , p h o n g h o ¸ n ø t 1 3 .8 - 1 4
n Ỵ m ạ n h , đ ô i c h ç v ì v ơ n . X e n k Đ p n h iỊ u
h a n h r à n h C a s t ơ đ ư ợ c lấ p n h é t đ Ç y b ë i K N D 8
s Ð t p h a lẫ n d ă m s ¹ n
1 6 .2 - 1 6 .4
KND9

1 7 .8 - 1 8

N D 10

2 0 - 2 0 .2

3b

5 .5 0

- 1 5 . 6 26 5 . 0 0

Đ á v ô i li ề n k h ố i m ầ u x á m t r ¾ n g . C ø n g
ch ¾c

N D 11

2 1 .8 - 2 2

N D 12

2 4 .3 - 2 4 .5

7


® ­ ê n g h å c h Ý m in h
đ o ạ n : k h e g á t - u b ò ( k m 0 - k m 62 )
G ia i ® o ¹ n : t h iÕ t k Õ k ü t h u Ë t

H ×n h t r ụ l ỗ k h o a n c ầ u t r o ã c - L K 2

l ç k h o La Kn 2 :

X u Ê t h i Ư mn :
M ùc n­íc d­íi ®Êt:
ỉ n đ ị n h :m

C a o đ ộ l ỗ . 5k0 h0 om a nT ỷ l /Ư 2: 0 0
8
: 1

N g µ y k h ë i c « n g 5 /7 /2 0 0 0
:

L ý t r ì n h m ầ1 u 0 :6 3 . 9 4

K c +

N g µ y h o µ n t h µ n8 h 7 : / 2 0 0 0
/

N 1N 2N 3

8 .5 0

Sè hiÖu mÉu

0
10
20
30
40
50

2 .0 0
4 . 05 . 07 . 0 1 2
2 .4 5

2

Độ sâu mẫu (m)

SPT

(N 2 +N

3

)

Số búa
t r ê n Đ ồ t ShP ịT N
15 cm

N

Trụ cắt M ô tả
h ố đ à o đ ịa t ầ n g

Độ sâu (m)

Ký hiệu lớp
Cao độ đáy lớp (m)
Độ sâu đáy lớp (m)
Bề dầy líp (m)

T h Ý n g h iƯ m S P T

ND1

1 .8 - 2

S Ð t p h a m ầ u x á m v à n .g0 0 n â u đ ỏ , đ ô i c h ỗ N D 2
4
3 .8 - 4
6 . 07 . 01 0 . 1 7

0
lÉ n c ¸ t p h a , c u é i 4 s. 4á5 i .
6 .4 0
1 0 .10 2 .10 5 . 2 7
0
6 .8 5

0 .0 0 8 .5 0

ND3

6 .2 - 6 .4

ND4

8 .8 - 9

ND5

3 .7 0

1 0 - 1 0 .2

- 3 . 7 01 2 . 2 00 . 4 0
- 4 . 1 01 2 . 6 0

1 2 - 1 2 .2

2 .4 0

3a

- 6 . 5 01 5 . 0 0
1 .8 0

ND6

Đ á v ô i m ầ u x á m tr ¾ n g , p h o n g h o á n ứ t
ND7
n ẻ m ạ n h , đ ô i c h ỗ v ì v ơ n . X e n k Đ p n h iÒ u 1 4 - 1 4 . 2
h a n h r· n h C a s tơ đ ư ợ c lấ p n h é t đ ầ y b ở i
KND8
s é t p h a lẫ n d ă m s ạ n
1 5 .8 - 1 6

- 8 . 3 01 6 . 8 00 . 4 0
- 8 . 7 01 7 . 2 0
- 9 . 2 01 7 . 7 00 . 5 0
1 .3 0
- 1 0 . 5 10 9 . 0 0
1 .2 0
- 1 1 . 7 20 0 . 2 0

ND9

1 7 .8 - 1 8

KND10

1 9 - 1 9 .2

ND11

2 0 .2 - 2 0 .4

ND12

3b

4 .8 0

Đ á v ô i l iỊ n k h è i m Ç u x á m t r ắ n g . C ø n g
ch¾c

- 1 6 . 5 20 5 . 0 0

2 1 .3 - 2 1 .5

ND13

2 4 .8 - 2 5

Lắp đặt các ống tremie.
Chuẩn bị các điều kiện để phục vụ công tác đổ bê tông.
* Bớc 4:
Bê tông đúc cọc đợc cấp từ trạm trộn đặt ở trên bờ.
Đổ bê tông cọc bằng ống dẫn thẳng ®øng (èng tremie)
* Bíc 5:

8

Kiểm tra mùn ở đáy cọc bằng cách khoan trong lòng ống thép đặt sẵn (đáy ống cách mũi
cọc 50m).
Kiểm tra chất lợng bê tông cọc.
* Bớc 6:
- Nghiệm thu cọc
ống vách
C-. Sự cố kỹ thuật:
Trong quá trình thi công cọc khoan nhồi ở cầu
Troóc. Có 2 sự cố sảy ra đều trong công đoạn
khoan tạo lỗ. Việc xử lý các sự cố này mất rất
nhiều thời gian, nhân lực và nguy hiểm đến tính
mạng của công nhân.
Búa khoan
(1). Sự cố mất búa khoan ở dới đáy lỗ:
- Sự cố xảy ra khi khoan tạo lỗ cọc số 3 của mố
sự cố m ất búa kho an dướ i đáy lỗ
Mo. Theo kết quả khoan thăm dò địa chất, cọc số 3
dài 22m (tính từ đáy bệ) khi khoan gần đến cao độ
mũi cọc, do đá gốc nứt nẻ, hang hốc cho nên búa
khoan bị trợt và kẹt vào hốc đá. Đơn vị thi công đà dùng máy khoan để giật búa lên nhng
không đợc, càng giật, búa càng kẹt sâu thêm. Sau đó đơn vị thi công đà phải dùng 2 kích thủy
lực 25 tấn đặt 2 bên, làm một tay đòn bằng thép, buộc cáp, kích đầu búa. Kết quả là quả búa bị
đứt làm đôi, phần trên búa bật lên, còn toàn bộ phần dới búa vẫn kẹt lại dới đáy lỗ khoan.
Sau khi sự cố xảy ra, các bên hữu quan : Ban QLDA HCM, Ban khu vực, t vấn giám sát, t
vấn thiết kế, đơn vị thi công đà bàn cách khắc phục, đa ra rất nhiều biện pháp để xử lý, trong
đó có cả biện pháp khoan bổ sung 01 cọc bên cạnh, đổ bê tông lấp cọc đà khoan ... Sau rất
nhiều thời gian sự cố trên mới đợc giải quyết.

(2). Sự cố trợt búa, tụt ống vách:
Sự cố xảy ra khi khoan cäc sè 4 trơ T1.
Khi khoan cäc sè 4 ®Õn độ sâu khoảng gần
20m. Khi búa đang đập đá ở đáy lỗ khoan có hiện tợng ống vách bị kéo tụt xuống. Đơn vị thi công
ngừng khoan, cho ngời xuống điều tra nguyên nhân:
Một phần tiết diện lỗ khoan có đá gốc tạo thành mặt
nghiêng. Trong quá trình hạ ống vách bằng búa, đáy
ống vách bị xé rách, quăn lại và trợt theo mặt đá. Khi
búa khoan đập đất đá đà đập vào ống vách và kéo
luôn ống vách tụt xuống. Việc giải quyết sự cố này
tuy không nguy hiểm, khó khăn nh sự cố trên nhng
cũng mất rất nhiều thời gian.

ống vách

Bú a kho an

sự cố tr ượ t búa, tụt ố n g v ách

3.2.2 Cầu T- A :
A- Giíi thiƯu chung:

9


Mè trơ cÇu cã kÕt cÊu mãng cäc khoan nhåi đờng kính D = 100 cm .
Các đặc trng mặt cắt địa chất cọc nh sau :
Trong quá trình thiết kế kỹ thuật đà phát hiện thấy hệ thống hang động castơ rất phức tạp
ở bên dới. Trong bớc BVTC tiến hành khoan săm địa chất tại tim các cọc để quyết định cao độ
mũi cọc. Kết quả khoan cho thấy cao độ mũi cọc rất khác nhau. Trong đó cọc dài nhất L =

39m, xuyên qua 3 tầng hang castơ.
Kết quả thí nghiệm nén mẫu đá tại cầu Trạ Ang cho thấy đá vôi ở đây có cờng độ rÊt cao (
R' = 1400 kG/cm2).
B- C«ng nghƯ :
ViƯc thi công cọc khoan nhồi tại cầu T-A cùng lúc sử dụng 2 loại máy khoan :
Máy khoan đập cáp CZ -30 cđa Trung Qc
M¸y khoan xoay: GPS -15 cđa Trung Quốc (tuần hoàn thuận).
+ Đờng kính lỗ khoan: 0.8m, 1m, 1.2m và 1.5m.
+ Độ sâu lỗ khoan có thể đạt: Đá 50m, tầng phủ 80m.
+ Động cơ điện: Kiểu Y200L-4
Cả hai loại máy này đều sử dụng ống vách thép để lại để giữ thành lỗ khoan trong
quá trình khoan tạo lỗ. Do đá vôi ở đây có cờng độ lớn, rất cứng cho nên việc khoan bằng máy
khoan xoay tỏ ra không có hiệu quả. Cả ngày có khi chỉ khoan đợc khoảng 20cm.
C- Trình tự các bớc công nghƯ: Gièng nh cÇu T .
D- Sù cè kü tht :
Do địa tầng đặt móng mố trụ ở cầu T-A có hệ thống hang động castơ rất phức tạp. có
những cọc đi qua 3 tầng hang, mặt hang lồi lõm, nghiêng dẫn đến việc khoan rất khó khăn và
thờng xuyên xảy ra sự cố. Sự cố hay gặp nhất khi khoan là sự cố kẹt búa, rơi búa đối với máy
khoan đập cáp CZ-30. Trong đó nguy hiểm nhất là khi búa rơi ở độ sâu hơn 30m (tính từ mặt
đất thiên nhiên), việc giải quyết sự cố này mất nhiều gian, dẫn đến thời gian khoan chỉ riêng
cọc này mất gần nửa năm mới xong. Tuy nhiên, quá trình khoan cầu Trạ-ang cho thấy, đối với
địa tầng hang hốc castơ mà đá gốc rất cứng thì việc sử dụng máy khoan xoay (nh loại GPS 15) tỏ ra không hiệu quả, tiến độ rất chậm. Việc sử dụng máy khoan đập cáp tiến độ nhanh
hơn nhng rất hay gặp sù cè kü tht ph¶i xư lý.

10


§ ­ ê n g h å c h Ý m in h
đ o ạ n : k h e g á t - u b ò ( K m 0 - K m 62)
g ia i đ o ạ n : t h iÕ t k Õ k ü t h u Ë t

H ×n h t r ơ l ỗ k h o a n c ầ u t r ¹ a n g - l k 1

l ç k h L Ka 1n :
o

X u Ê t h mƯ n :
i
M ùc n ­í c d ­í i đ ất:
ổ n đ ị n hm :

C a o ® é 3l 9â. 0 k 0h mT û 1nl / :Ư2 :0 0
8 o a

N g µ y k h ë i c « 1 n3 /g4 /: 2 0 0 0

L ý t r × n h c2 Ç +u 4 6: 4 . 7 1
K m 1

N g µ y h o µ n t 2h 0µ/ 4n / 2h 0 : 0 0

T h Ý n g h iÖ m S P T

3

2 .8 0

Sè hiƯu mÉu

0

10
20
30
40
50

N

N NN 3
1 2

S Ð t m Ç u x á m n â u , đ ô i c h ỗ l ẫ n đ á tNả D g1
n
lă n , tr ạ n g t h á i c ø n g
1 .5 - 1 .7
2 .3 0
3 . 05 . 10 0 1. 0 5
2 .7 5

3 6 . 2 28 . 8 0

4 .2 0
3 . 07 . 10 0 1. 0 7
4 .6 5

4

§é sâu mẫu (m)

SPT

(N

2

+N

3

)

Số búa
t r ê n Đ ồ St Ph T ị N
h ố đ à o đ ịa t ầ n g 1 5 c m

Độ sâu (m)

Ký hiệu lớp
Cao độ đáy lớp (m)
Độ sâu đáy lớp (m)
Bề dầy lớp (m)

Tr ụ c ắ t M ô t ¶

7 .7 0

N D 2

4 - 4 .2

N D 3
5
S é t m ầ u đ ỏ n â u l o .a8 0n3 .g07 . l08æ . ,01 l5É n d ă m 5 .s6 ạ -n 5, . 8
6 .2 5
m ả n h đ á p h o n g h o á , tr ạ n g th ¸ i n ư a
N D 4
cøng
7 .6 0
6 . 0 4 1. 0 2. 04
1
8 .0 5

5a

2 8 . 5 1 80 . 5 0
0 .7 0
2 7 . 8 1 81 . 2 0
1 .5 0
2
2
2
2

6
6
5
4

. 3 1 82
. 1 1 82

. 3 1 83
. 7 1 84

. 7 00 . 2 0
. 9 00 . 8 0
.7 0
0 .6 0
.3 0

7 .4 - 7 .6

1 0 .2 0
7 . 2 6 3. 0 5. 06
0
1 0 .6 5

1 0 .2 - 1 0 .4

N D5

N D 6

1 2 .3 - 1 2 .5

N D 7

1 4 .5 - 1 4 .7
2 .9 0
2 1 . 8 1 87 . 2 0

6a

4 .5 0

K N D 8
Đ á v ô i m ầ u x á m t r ¾ n g n ø t n Î n h i1Ò 7 u . 2, - 1 7 . 4
tro n g q u á trìn h k h o a n đ á b ị v ì v ơ n v µ
m Ê t n ­ í c . T r o n g l í p c ã n h i Ò u r · n Kh N D 9
C a s t ¬ l Ê p n h Õ t b ë i s é t p h a d ă m s1 ạ9 n. 2. - 1 9 . 4
KN D 10
D Ỵo m ềm đến dẻo cứng.
2 0 .4 - 2 0 .6

1 7 . 32 81 . 7 0

N D 11

2 2 .3 - 2 2 .5
3 .1 0
1 4 . 22 84 . 8 0
0 .5 0
1 3 . 72 85 . 3 0
2 .9 0

N D 12

2 4 - 2 4 .2

N D 13

2 6 .6 - 2 6 .8

N D 14

1 0 . 82 88 . 2 0

2 7 .6 - 2 7 .8

N D 15

2 9 .6 - 2 9 .8

6b

5 .3 0

Đ á v ô i l i Ị n k h è i m Ç u x á m t r ắ n g . C Nø D g1 6
n
3 0 .5 - 3 0 .7
ch ¾c
N D 17

5 . 5 83 3 . 5 0

3 2 .6 - 3 2 .8

11


§ ­ ê n g h å c h Ý m in h

đ o ạ n : k h e g á t - u b ò ( K m 0 - K m 62)
g ia i đ o ạ n : t h iÕ t k Õ k ü t h u Ë t

H ×n h t r ơ l ỗ k h o a n c ầ u t r ¹ a n g - l k 4

La
l ç k h o K 4n :

X u Ê t h imƯ n :
M ùc n ­í c d ­í i đ ất:
ổ n đ ị n hm :

0 m
C a o ® é l4 2â . 1k1 h o Ta û n 1l: / Ư2 :0 0

N g µ y k h ë i c « 2n 3g/ 4: / 2 0 0 0

L ý t r × nK hm c 2 Ç1 u 4: 6 4 . 7 1
+

N g µ y h o µ n t h 3 µ0 /n4 /h2 :0 0 0

3

4 .4 0

Sè hiƯu mẫu

Độ sâu mẫu (m)

SPT

(N

2

+N

3

)

Số búa
tả
t r ê n Đ ồ St Ph T ị N
t ầ n g 15 cm

N

N NN3
1 2

0
10
20
30
40
50

Tr ụ c ắt M ô

h ố đ à o đ ịa

Độ sâu (m)

Ký hiệu lớp
Cao độ đáy lớp (m)
Độ sâu đáy lớp (m)
Bề dầy lớp (m)

T h í n g h iÖ m S P T

S Ð t m ầ u x á m n â u 2, . 0đ 0 ô i c h ỗ l ẫ n đ á t N nD g 1
ả
1 .8 - 2
4 . 05 . 07 . 01 2
l ă n , t r ạ n g t h á i2 c. 4 ø5 n g
N D 2
3 .8 0
7 . 0 3 1. 08 .3 0 1
1
4 .2 5

4

8 .1 0

3 .5 - 3 .7

5 .9 0
1 0 2. 00 3. 04 .50 4

6 .3 5

3 7 . 7 41 . 4 0

5 .7 - 5 .9

N D 4
S Ð t m ầ u đ ỏ n â u l o7 a8 n05 g. 09 .l 01æ 1, .20l0É n d ă m 7 s. 6ạ n- ,7 . 8
.
m ả n h đ á p h o n g h8 .o2 á5 , t r ạ n g t h ¸ i n ư a
9 .0 0
cøng
4 . 05 . 08 . 01 3
9 .4 5
N D 5
1 0 .5 0
3 . 05 . 07 . 01 2
1 0 .9 5

2 9 . 6 11 2 . 5 0

N D 3

1 2 .0 0
2 . 03 . 05 . 08
1 2 .4 5

9 .8 - 1 0

N D 6

1 1 .8 - 1 2

N D 7

3 .5 0

1 3 .6 - 1 3 .8

N D 8

2 6 . 1 11 6 . 0 00 . 3 0
2 5 . 8 11 6 . 3 0
2 .4 0

6a

2 3 . 4 11 8 . 7 0
2 3 . 2 11 8 . 9 00 . 2 0
0 .5 0
2 2 . 7 11 9 . 4 0
2 .8 0
1 9 . 9 21 2 . 2 0
1 9 . 6 21 2 . 5 00 . 3 0
2 .3 0
1 7 . 3 21 4 . 8 0
0 .6 0
1 6 . 7 21 5 . 4 0
1 .4 0
1 5 . 3 21 6 . 8 0

0 .8 0
1 4 . 5 21 7 . 6 0

6b

4 .4 0

1 5 .6 - 1 5 .8

N D 9

1 8 .3 - 1 8 .5

Đ á v ô i m ầ u x á m t r ắ n g n ø t n Ỵ n h iỊ u ,
tr o n g q u á t r ìn h k h o a n đ á b ị v ỡ v ơ n v µ
K N D 10
m Ê t n ­ í c . T r o n g l í p c ã n h i Ị u r · n2 h0 . 6 - 2 0 . 8
C a s t ¬ l Ê p n h Õ t b ë i s Ð t p h a d ă m s ạK nN . D 1 1
D ẻo m ề m đế n dẻ o cứ ng .
2 1 .8 - 2 2
K N D 12

2 3 .6 - 2 3 .8

K N D 13

2 6 .2 - 2 6 .4

N D 14

2 7 .4 - 2 7 .6

N D 15
Đ á v ô i l i Ị n k h è i m Ç u x á m t r ắ n g . C 2 ø9 n. 8g - 3 0
N D 16
ch¾c
3 1 - 3 1 .2

1 0 . 1 31 2 . 0 0

N D 12

3 1 .4 - 3 1 .6

3.2.3 CÇu VS

12


Khuyết điểm ở đây là Quá trình khoan thăm dò địa chất ở bớc thiết kế kỹ thuật không
phản ánh hết mức độ hang castơ dới địa tầng dẫn đến sự cố phải xử lý mất thời gian và tốn
kém.
Móng mè trơ sư dơng cäc khoan nhåi ®êng kÝnh D=1m (mố 5 cọc, trụ 4 cọc). Sau khi
khoan và đổ bê tông cọc khoan nhồi tại trụ T2. Tiến hành khoan kiểm tra mùn ở mũi cọc phát
hiện thấy chân cọc đặt trên vòm hang castơ mà trần hang còn rất mỏng. Sau đó đơn vị thi công
đà phải tiến hµnh më réng bƯ mãng trơ, khoan bỉ sung cäc. Mất rất nhiều thời gian và lÃng
phí.

3.2.4 Cầu Đá bạc:
Trong thiết kế kỹ thuật, 2 trụ chính của nhịp

liên tục (P5 và P6) đợc thiết kế đặt trên móng giếng chìm hở. Tại trụ P5 (đặt gối di động) đờng
kính giếng chìm là 12m, tại trụ P6 (đặt gối cố định) đờng kính giếng chìm là 14m. Còn hai trụ
biên của nhịp chính, các trụ của nhịp dẫn và 2 mố đợc thiết kế đặt trên nền móng cọc khoan
nhồi đờng kính D=1.5m. Do công nghệ thi công giếng chìm phải đầu t rất nhiều công nghệ
mới nên đơn vị trúng thầu Nhà thầu đà xin đổi móng giếng chìm cđa 2 trơ chÝnh P5, P6 thµnh
mãng cäc khoan nhåi ®êng kÝnh 2m ®ång bé víi c«ng nghƯ thi c«ng móng kết cấu bên dới
của toàn cầu.
Địa chất tại khu vực xây dựng cầu rất xấu, cấu tạo địa tầng gồm lớp trên là bùn sét dẻo
chảy hoặc sét pha chiều dày trung bình 8 ữ 12m ngay dới là lớp đá phong hoá nứt nẻ mạnh, có
rất nhiều hang castơ, xuất hiện tại tất cả các trụ cầu gây ra khó khăn cho công tác thi công cọc
khoan nhồi.
Phơng án thi công cọc khoan nhồi:
Dùng máy khoan QJ250-1 trên hệ sàn đạo để khoan cọc khoan nhồi. Các bớc thi công
tiến hành bình thờng nh các công nghệ khác. Tuy nhiên, quá trình khoan cọc rất khó khăn do
gặp các hang castơ sống (mất dung dịch khoan) hoặc các hang castơ chết tuy không mất dung
dịch khoan nhng việc xử lý bề mặt đá nghiêng rất phức tạp.
4. phân tích Các sự cố thờng xảy ra cho cọc khoan nhồi trong
vùng hang động castơ:
Cọc khoan nhồi trong vùng hang động castơ cũng có thể gặp các sự cố thông thờng nh cọc
khoan nhồi trong vùng địa chất thông thờng, cã thĨ tỉng kÕt c¸c sù cè chÝnh u nhÊt nh:

13


4.1 Các dạng sự cố điển hình trong thi công móng cọc khoan nhồi
nói chung:
4.1.1 Trong công đoạn khoan tạo lỗ:
Lựa chọn phơng pháp khoan và máy khoan
Phơng pháp khoan lỗ

Phạm vi áp dụng
Loại đất

Đờng kính
lỗ (cm)

Chiều sâu
(m)

Tác dụng
bentonit

1 Khoan xoay tuần hoàn Đất cát, sét, sỏi sạn,
thuận
cuội và đá

80 ữ 200

30 ữ 100

Làm nổi
mùn và giữ
vách

2 Tuần hoàn nghịch

Sét, cát, sỏi sạn, cuội
và đá

80 ữ 200

< 40

Giữ vách

3 Tuần hoàn thuận máy Bùn sét, sét, cát, sạn
chìm
đá cuội

80 ữ 150

< 50

Làm nổi
mùn và giữ
vách

4 Tuần hoàn nghịch máy Sét, cát, sỏi sạn, cuội
chìm
và đá

80 ữ 150

< 40

Giữ vách

5 Đập và ngoạm trong Các loại đất đá
ống vách

80 ữ 200

< 40

Không cần
bentonnit

6 Khoan đập

80 ữ 200

< 50

Làm nổi
mùn và giữ
vách

Các loại đất đá

ở vùng có hang castơ nên dùng phơng pháp khoan đập và ngoạm có ống vách xoay liên
tục bằng máy khoan LEFFER hay BAUER. Việc lựa chọn công nghệ tạo lỗ không phù hợp
hay xảy ra các sự cố.
- Vị trí khoan bị vớng phải các vật cản nh các cọc thép, dầm thép hình, cọc bê tông cốt
thép hay cấu kiện cứng... nằm sâu trong lòng đất gây khó khăn cho việc khoan tạo lỗ, đôi khi
không thể trục vớt các vật cản lên đợc.
- Không hạ ống chống đến cao độ yêu cầu hoặc khoan không xuống: Do gặp đá mồ côi
hoặc các vật cản khác.
- Sập thành vách lỗ khoan.
- Dung dịch bentonit đông tụ nhanh và nhiều xuống đáy lỗ khoan.
- Lớp màng áo sét bám quanh thành vách hố khoan quá dày.

4.1.2. Trong công đoạn gia công cốt thép:
- Không hạ đợc lồng cốt thép vào lỗ khoan
- ống vách bị lún (do treo lồng thép quá nặng vào ống vách).
4.1.3. Trong công đoạn đổ bê tông cọc:
- Tắc nghẽn bê tông trong ống.
- Mực bê tông bị hạ xuống khi rút ống vách lên.
- Khi rút ống vách lên làm kéo theo cả khối bê tông và phần cọc dới ống vách cũng bị
lồng thép kéo lên theo hoặc tạo thành vòng rỗng trong bê tông.
- Bê tông thân cọc bị phân tầng, rỗ và có vật lạ (nh : thấu kính bùn, đất, vữa bentonit...).

14


Ngoài ra do tính chất rất phức tạp của địa tầng, cọc khoan nhồi trong vùng hang động
castơ còn có thể gặp phải các sự cố khác, đặc biệt trong công đoạn khoan tạo lỗ. Có thể kể các
sự cố điển hình sau:
4.2 Các dạng sự cố điển hình trong thi công móng cọc khoan nhồi
trong vùng hang động castơ:
4.2.1 Sự cố không rút đợc đầu khoan lên
- Khái quát công nghệ : Do điều kiện địa chất phía trên chủ yếu là bùn, cát pha, sét pha,
mũi cọc đợc thiết kế ngập vào tầng đá tối thiểu 50 cm, trong vùng hang động castơ đá gốc thờng rất cứng. Dùng công nghệ khoan ống vách để giữ thành trong suốt quá trình khoan. ống
vách đợc giữ lại không rút lên.
- Diễn biến sự cố: Do một nguyên nhân nào đó nh mất điện máy phát, hỏng cẩu.v.v.. làm
gián đoạn quá trình khoan cọc, cần phải rút đầu khoan lên ngay ngay sau khi mất điện thì đầu
khoan bị kẹt ở đáy lỗ không cẩu lên đợc cũng không thể nhổ lên đợc. Hoặc đầu khoan bị mắc
trong các hang hốc đá, có khi dây cáp bị đứt làm búa rơi xuống và kẹt vào các khe đá.
4.2.2. Hiện tợng không hạ đợc ống chống xuống cao độ yêu cầu hoặc
ống chống bị tụt xuống khi thi công:
- Khái quát công nghệ : Do điều kiện địa chất phía trên chủ yếu là bùn, cát pha, sét pha,
phủ bên trên, ngay bên dới là lớp đá với các hang hốc, bề mặt lồi lõm, mũi cọc đợc thiết kế

ngập vào tầng đá tối thiểu 50 cm, trong vùng hang động castơ đá gốc thờng rất cứng (cờng độ
có khi lên đến 1400 kG/cm2). Dùng công nghệ khoan ống vách để giữ thành trong suốt quá
trình khoan. ống vách đợc giữ lại không rút lên.
- Diễn biến sự cố: ống chống khi hạ xuống mặt đá bị trợt, bị xé rách ... khi búa đập đất
đá, lại tác dụng vào ống chống làm h hỏng ống chống hoặc kéo tụt ống chống xuống.
4.2.3. Sự cố cọc bị xiên do búa khoan vào hang hốc castơ hoặc mặt đá
nghiêng:
- Khái quát công nghệ : Do điều kiện địa chất phía trên là lớp phủ mỏng hoặc vỉa đá gốc
lộ ngay trên bề mặt (nh ở trụ T2 cầu Troóc), bề mặt đá gốc ngiêng hoặc có các hang castơ, mũi
cọc đợc thiết kế ngập vào tầng đá tối thiểu 50 cm. Dùng công nghệ khoan ống vách để giữ
thành trong suốt quá trình khoan, ống vách đợc giữ lại không rút lên hoặc dung công nghệ
khoan không sử dụng ống vách.
- Diễn biến sự cố: Khi búa khoan đập đất đá và đóng ống chống bị trợt theo mặt đá và
nghiêng theo mặt đá làm lệch vị trí cọc hoặc làm tim cọc bị nghiêng một góc so với phơng
thẳng đứng.
4.2.4. Sự cố không rút đợc ống vách lên trong phơng pháp thi công có
ống vách:

15


Đây là hiện tợng khá phổ biến trong phơng pháp thi công cọc có ống vách, vì việc rút ống
vách khó hay không tuỳ thuộc vào chất đất mà ống vách đi qua và thao tác rút ống vách.
Ngoài ra do bề mặt đá gốc bị nghiêng lệch hoặc các hang hốc castơ làm cho tim cọc bị
nghiêng lệch làm cho thiết bị nhổ ống vách không phát huy hết đợc năng lực.
4.2.5. Sự cố sập vách hố khoan
Với phơng pháp thi công cọc khoan nhồi khoan lỗ phản tuần hoàn ( dùng dung dịch giữ
thành vách) sự cố xảy ra nhiều hơn so với phơng pháp thi công dùng hoàn toàn ống vách do
ngoài nhân tố chủ yếu là địa chất tác động đến quá trình khoan còn có nhân tố tác động chủ
yếu khác là dung dịch giữ thành hố móng, trong đó việc quản lý dung dịch trong quá trình thi

công đóng một vai trò quan trọng. Ngoài ra còn do tác động chủ yếu khác là do tác động từ
thao tác công nghệ gây ra.
Diễn biến sù cè:
+ Trong hè xt hiƯn hiƯn tỵng mÊt dung dịch do khoan qua các hang động castơ chết.
+ Trong hố xuất hiện hiện tợng dâng cao độ ngột của cột dung dịch do khoan qua hang
hốc castơ sống (có bùn nhÃo).
4.3 Các nguyên nhân gây ra sự cố cọc khoan nhồi trong vùng
hang động castơ:
4.3.1 Các nguyên nhân ở khâu quản lý, thiết kế
(1) Do kém am hiểu một phần hay toàn bộ bản chất của đất nền và điều kiện địa chất,
thuỷ văn của khu vực xây dựng công trình:
Hiện nay, công tác khảo sát, thăm dò địa chất nhiều khi cha đợc quan tâm đúng mức. Do
kinh phí, đề cơng khảo sát thờng đợc trình duyệt với số lợng khoan hạn chế. Kết quả khoan
khảo sát cha phản ánh đợc hết mức độ phức tạp của địa tầng bên dới. Mặt khác công tác điều
tra, thí nghiệm trong phòng để xác định các yếu tố địa chất, thuỷ văn cha đợc quan tâm đúng
mức dẫn đến việc dùng các công nghệ, thành phần dung dịch khoan không thích hợp dẫn đến
sự cố.
(2) Hiện nay, mặc dù ở nớc ta móng cọc khoan nhồi đợc áp dụng khá phổ biến nhng
chúng ta cha ban hành đợc Tiêu chuẩn hớng dẫn quy trình khảo sát thiết kế, thi công cọc
khoan nhồi trong vùng hang động castơ dẫn đến khi thi công cọc khoan nhồi gặp hang động
caster thì cả Chủ đầu t, T vấn giám sát và Đơn vị thi công đều lúng túng trong việc xử lý công
nghệ, quyết định chiều dài cọc và đặc biệt là xử lý các sự cố xảy ra. Kinh nghiệm cho thấy khi
các sự cố xảy ra trong quá trình thi công cäc khoan nhåi gỈp hang caster, viƯc xư lý sù cè thêng mÊt rÊt nhiÒu thêi gian, tèn kÐm, nguy hiĨm vµ viƯc xư lý phơ thc rÊt nhiỊu vµo năng
lực chuyên môn của nhà thầu.

16


(3) Do trình độ, kinh nghiệm của kỹ s thiết kế: Trên cơ sở số liệu khoan thăm dò địa chất
với số lợng hạn hẹp, kỹ s thiết kế cha ®đ kinh nghiƯm ®Ĩ dù ®o¸n hÕt tÝnh chÊt phøc tạp của

địa tầng khu vực, không đánh giá hết các ảnh hởng của hang động castơ trong quá trình thi
công dẫn đến trong đồ án không có các lu ý cần thiết để nhà thầu chuẩn bị các công nghệ phù
hợp.
(4) Do hợp đồng quy định quá eo hẹp hoặc tiến độ thi công với tiến độ không thích hợp
làm cho các công tác chuẩn bị không chu đáo, các công tác kiểm tra bị bỏ sót dẫn đến sự cố
xảy ra trong quá trình thi công.
(5) Do năng lực chuyên môn và đạo đức nghề nghiệp của đội ngũ T vÊn gi¸m s¸t hiƯn trêng cha cao, trong qu¸ trình giám sát thi công bỏ qua một số công tác chuẩn bị của nhà thầu,
việc kiểm tra kỹ thuật ở các công đoạn không đến nơi đến chốn dẫn đến trong quá trình thi
công xảy ra sự cố.
4.3.2 Các nguyên nhân do năng lực nhà thầu, công nghệ:
(1) Do nhà thầu không đủ năng lực hoặc cẩu thả trong quá trình thi công, vì khoan cọc
nhồi trong hang động caster ngoài việc thờng gặp các sự cố thông thờng còn có thể gặp rất
nhiều sự cố khác do tính chất phức tạp của địa tầng...
(2) Do không nắm vững đợc thị trờng và có tầm nhìn tổng quan nên nhiều dây chuyền
máy móc thiết bị và công nghệ nhập về đạt hiệu quả cha cao, chỉ sử dụng cho một vài dự án
mà không có khả năng sử dụng lại hoặc sử dụng lại ở các công trình khác thì rất hay bị trục
trặc gây sự cố.
(3) Do dây chuyền thiết bị không đồng bộ, công nghệ đa ra không phù hợp với thực tế địa
hình, địa chất, thuỷ văn... dẫn đến gặp nhiều sự cố trong quá trình thi công và không đảm bảo
chất lợng cọc nên phải xử lý hoặc khoan các cọc khác thay thế gây thiệt hại về kinh tế và ảnh
hởng đến tiến độ thi công công trình.
(4) Do năng lực và kinh nghiệm củ đội ngũ công nhân và cán bộ kỹ thuật của nhà thầu
còn hạn chế, quá trình thi công không tuân theo quy trình gây ra các sự cố không đáng có.
4.3.3 Các nguyên nhân do điều kiện địa tầng phức tạp
- Một nguyên nhân khách quan khác dẫn đến các sự cố thờng hay gặp phải trong quá trình
thi công cọc khoan nhồi trong vùng có hang động castơ là tính phức tạp của địa tầng. Địa
tầng chủ yếu có lớp phủ mỏng, không ổn định, ngay bên dới là lớp đá gốc rất cứng, cờng độ có
khi đến hơn 1400 kG/cm2, mặt đá lồi lõm hoặc nghiêng và đặc biệt là bên dới là các hang hốc,
có khi nhiều tầng hang liên tiếp. Sự phức tạp của địa tầng dẫn đến một thực tế là rất khó tránh
khỏi các sự cố trong quá trình thi công cọc khoan nhồi trong vùng hang động castơ, đó là điều

chúng ta phải chấp nhận và tìm cách hạn chế tối thiểu các sự cố xảy ra.

17


4.3.4 Sự cố trong quá trình thi công và phơng pháp quản lý chất lợng
cọc khoan nhồi:
Cọc khoan nhồi thuỳ theo điều kiện địa chất công trình và thuỷ văn của hiện trờng, có
thể thi công theo phơng pháp khô hoặc ớt. Thực tế cho thấy rằng sự cố và có nhiều vấn đề về
chất lợng cọc trong phơng pháp thi công ớt.
Một trong các nguyên nhân gây sự cố chất lợng cọc khoan nhồi là những thiếu sót trong
khâu quản lý chất lợng thi công cọc mà chủ yếu ở 3 khâu quan trọng sau đây :
A- Quản lý chất lợng lỗ cọc về :
+ Vị trí.
+ Đờng kính.
+ Độ sâu
+ Độ thẳng đứng.
+ Tình trạng thành vách lỗ khoan.
Theo TCXD 206: 1998 th× sai sè cho phÐp vỊ đờng kính lỗ khoan không đợc lớn hơn
50mm. Còn đối với quy trình của một số nớc khác thì sai số này là 75mm. Đối với sai số về độ
thẳng đứng của lỗ khoan theo TCXD 206: 1998 là 1%. Đối với hố khoan hoàn thành thì chỉ có
thể kiểm tra chiều sâu khoan tạo lỗ bằng quả dọi.
Hình dạng lỗ khoan và đờng kính hố khoan đối với phơng pháp khoan xoay ống vách ta
có thể hoàn toàn yên tâm, đối với phơng pháp bảo vệ thành hố khoan bằng toàn ống vách cũng
yên tâm. Đối với phơng pháp giữ ổn định thành hố khoan bằng dung dịch vữa sét, hình dạng lỗ
khoan chỉ có thể đo bằng máy đo sóng âm.
Những sai số về mặt vị trí và kích thớc cọc có thể căn cứ vào những quy định của các
tiêu chuẩn tơng ứng để xem xét và đánh giá
- Sai số cho phép về lỗ cọc nhồi (theo TCXD 206 : 1998)
- Sai sè cho phÐp vÒ lỗ cọc (theo Phụ lục C của TCXD 206 : 1998)

B- Độ sạch ở đáy lỗ khoan (độ dày lớp cặn lắng cho phép):
- Để tránh mũi cọc tiếp xúc xấu với lớp đất đá chịu lực phải tiến hành thổi rửa cặn lắng
của mùn khoan ở đáy lõ cọc trớc khi đổ bê tông. Độ dày của lớp cặn lắng (nếu còn) không đợc
vợt quá các quy định sau:
- Cäc chèng ≤ 50mm.
- Cäc ma s¸t + cäc chèng 10mmm.
- Cọc ma sát 200mm
Phơng pháp kiểm tra chất lợng lỗ cọc lấy theo TCXD 206: 1998
C- Chất lợng dung dịch giữ thành ( nếu dùng phơng pháp này) gồm :
+ Điều chế dung dịch phù hợp điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn và c«ng
nghƯ khoan;

18


+ Thu hồi, làm giàu và sử dụng lại;
+ Hệ thống thiết bị và dụng cụ để kiểm tra chất lợng dung dịch tại hiện trờng.
Những yêu cầu về chất lợng dung dịch sét để giữ thành có thể theo TCXD 206: 1998.
Tuỳ theo công nghệ khoan và điều kiện địa chất công trình cụ thể sẽ điều chỉnh các tính năng
của dung dịch cho phù hợp để phòng tránh sự sập thành vách lỗ cọc.
Chỉ tiêu tính năng ban đầu của dung dịch ( nếu dùng )
( Theo TCXD 206 : 1998)
Hạng mục
1. Khối lợng riêng
2. Độ nhớt
3. Hàm lợng cát
4. Tỉ lệ chất keo
5. Lợng mất nớc
6. Độ dày của áo sét
7.Lực cắt tĩnh

8. Tính ổn định
9. Trị số pH

Chỉ tiêu tính năng
1.05-1.15
18-45 s
<6%
> 95%
< 30mm/30 phút
1-3mm/ 30 phút
1 phút : 20-30mg/cm2
10 phút : 50-100 mg/cm2
<0.03 g/cm2
7-9

Phơng pháp
Tỉ trọng dung dịch sét hoặc Bomêkế
Phơng pháp phễu 500/700 cc
Phơng pháp đong cốc
Dụng cụ đo độ mất nớc

Lực kế cắt tĩnh
Giấy thử pH

D- Công nghệ đổ bê tông vào cọc, gồm :
+ Độ lu động (độ sụt) của bê tông tơi;
+ Công nghệ rót bê tông vào cọc;
+ Sự liên tục trong khâu cấp bê tông;
+ Sự di động và rút dần ống rót bê tông thích hợp;
+ Sự ổn định thành vách và lồng thép trong lỗ cọc lúc đổ bê tông.

Độ sụt của bê tông cọc nhồi ( Theo TCXD 205: 1998 )
§iỊu kiƯn sư dơng

§é sơt ( cm)

Đổ tự do trong nớc, cốt thép có khoảng cách lớn cho phép bê tông dịch
chuyển dễ dàng

7.5- 12.5

Khoảng cách cốt thép không đủ lớn để cho phép bê tông dịch chuyển dễ
dàng, khi cốt ở đầu cọc nằm trong vùng vách tạm với đờng kính cọc nhỏ
hơn 60mm

10-17.5

Khi bê tông đợc đổ dới nớc hoặc trong môi trờng dung dịch sét bentonít
qua ống đổ ( tremie )

> 15

E- Kiểm tra chất lợng cọc sau khi thi công:
Đối với cọc ®ãng, cäc rung h¹ sau khi h¹ cäc ®Õn cao ®é thiÕt kÕ kh«ng cã sù cè gÉy
cäc, nøt cäc... thì có thể xem là thi công đúng thiết kế, chỉ cần kiểm tra khả năng chịu lực của
cọc. Còn ®èi víi cäc khoan nhåi cho dï thi c«ng b»ng phơng pháp nào, vấn đề bê tông thân
cọc và khả năng chịu lực của cọc cha đợc xác định rõ mà phải có những đánh giá và sử dụng
các phơng pháp truyền thống cũng nh hiện đại để xác định.

19

* Các khuyết tật và h hỏng điển hình cần phát hiện đối với cọc có thể là:
- Sai lệch vị trí tim cọc.
- Bê tông đầu cọc bị thiếu hoặc đập đầu cọc đến cao độ thiết kế mà bê tông cha đạt cờng
độ yêu cầu.
- Cốt thép bị đẩy trồi hoặc tụt lồng cốt thép.
- Thân cọc bị phình ra hoặc thắt lại, thân cọc có hang hốc.
- Thấu kính cát nằm ngang thân cọc.
- Hiện tợng rỗ tổ ong hoặc vữa tạo thành hang trong bê tông.
- Mũi cọc bị xốp.
- Bê tông thân cọc lẫn các mảnh vụn.
5. kết luận
Cọc khoan nhồi ngày nay đang đợc ứng dụng ngày càng rộng rÃi trong các công
trình .Tuy nhiên các sự cố về thi công ở mức độ nhiều hay ít hầu nh luôn xảy ra ở mọi công
trình. Qua báo cáo này, chúng tôi mong muốn trao đổi thông tin hẹp về các sự cố trong vùng
có hang động castơ với các đồng nghiệp và hy vọng chúng ta sẽ cùng nhau tích luỹ và phân
tích các sự cố đó rồi phổ biến cho đông đảo kỹ s để cải thiện hơn nà chất lợng thi công cọc
khoan nhồi.

Các tài liệu tham khảo chính
1. Nguyễn viết Trung, Lê thanh Liêm
Cọc khoan nhồi trong công trình giao thông. Nhà xuất bản Xây dựng, Hà nội, 2002
2. Các tài liệu thi công một số cầu trên Quốc lộ 10
3. Các tài liệu thi công một số cầu trên tuyến ®êng Hå chÝ Minh.

20