Bài giảng xây dựng cầu 2 P4 potx

L dịch thể có tỷ trọng cao v ở trạng thái sệt, lực đẩy nổi lmchomạt
khoan v cát đá không lắng chìm đợc dới đáy hố khoannên lấy
đợc dễ dng v do không vớng mạt khoan ở đáy lỗnên đẩy nhanh
tốc độ khoan nhất l khoan choòng. Khi mở rộng chân cọc nhất thiết
phải dùng vữa sét hoặc dung dịch khoan.
- Dung dịch vữa sét trong cọc khoan nhồi phải đảm bảo các chỉ tiêu sau:
Tỷ trọng phải lớn để tạo ra áp lực tác dụng lên vách lỗ khoan giữ ổn
định thnh vách dung dịch bentonite có tỷ trọng 1.05-1.25kg/cm
3
,
các dung dịch khác 1.15-1.35kg/cm
3
.
Chỉ tiêu nyđợc đo bằng tỷ trọng kế ở hiện trờng.
Để chống sự lắng đọng của mạt khoan, dung dịch có độ nhớt Marsh từ
1-20s đến 30-36s, đây l 1 đặc điểm biểu thị tính linh động dung dịch.
Chỉ tiêu nyđợc xác định bằng côn Marsh hoặc đo bằng thời gian
chảy của 500cm3 dung dịch qua phểu chuẩn.
ĐộpH củanớc cao hay thấp đều có khả năng ảnh hởng chất lợng
dung dịch vì gây ra phản ứng hoá học. Độ pH cho phép từ 7-9.5. Vùng
nớc lợ v nớc mặn dung dịch sẽ bị phân huỷphải xử lý trớc khi sử
dụng.
Độ phân tầng lớn sẽ gây ra kết tủa cơ học (tách nớc). Độ phân tầng 1
ngy đêm không lớn hơn 4-8%; đây l 1 đặc trngchotínhổnđịnhcấu
trúc của dung dịch.
Đo bằng trọng lợng nớc trên mặt dung dịch trong ống nghiệm sau 1
ngyđêm.
Độ thất thoát nớc biểu thị khả năng ổn định hmlợng nớc khi tiếp
xúc với đất đá. Trị số thất thoát cho phép khoảng 10-25cm
3
sau 30phút,

nếu lớn hơn sẽ thay đổi chất lợng dung dịch v tạo ra lớp vỏ dybọc
xung quanh lỗ khoan quá 4mm.
Chỉ tiêu ny đo bằng hiệu tỷ trọng của 2 nửa cột dung dịch ở phía trên
v phía dới 1ống đặc biệt có mở khoá ở giữa trong 1 ngyđêm.
ứng suất cắt tĩnh l đặc trng độ bền cấu trúc v tính xúc biến của dung
dịch, trị số ny khoảng 15-40mg/cm
2
.
Hmlợng cát trong dung dịch phải <8% theo trọng lợng v độ lắng
cát phải 5%.
Hmhợng nyđợc xác định bởi sự lọc rửa dung dịch thí nghiệm.
-Chúý:
Cng khoan sâu vữa sét cnggiảmmậtđộvìcáchạt sétđãxâmnhập
vo những lỗ rỗng để tạo váchphải bổ sung v điềuchỉnhtỷlệthnh
phần vữa sét trong lỗ khoan.
Nếu mực dung dịch tụt đột ngột phải dừng khoan để tìm nguyên nhân
v có biện pháp xử lý kịp thời.
- Bơm vữa sét vo lỗ khoan thờng dùng các loại máy bơm chuyên dụng, áp
suất có thể tới 49MPa, bơm đến 1 khối lợng vữa sét 1403lít/phút.
- Quá trình khoan có 3 việc chính: khoan phá cấu trúc đất đá, lấy phôi khoan ra
khỏi lỗ v gia cố chống sạt lỡ vách khoan. Tùy theo điều kiện địa chất thủy
văn cụ thể, trong xây dựng cầu có thể dùng các phơng pháp sau:
4.1-Công nghệ dùng ống vách:
- ống vách thờng lắp chân xén bằng hợp kim cứng v sắc. Khi xoay ống,
trọng lợng bản thân v kích nén lm cho ống hạ dần xuốngthả gu
ngoạm kiểu búa nặng xuống để phá v đo lấy đất trong ống vách ra, ống
vách có tác dụng ngăn không cho đất bên ngoisạt lỡvolỗđo.
-Trờng hợp gặp đất chặt hoặc đá, dùng gu ngoạm không hiệu quả, tốt nhất
dùng đầu khoan choòng.
- Đất đá lẫn sỏi cuội, đá mồ côi, thờng gây khó khăn cho công việc khoan

tạo lỗ theo công nghệ ny. Những năm gần đây, gu ngoạm đcợc chế tạo
đặc biệt nhằm lmchohm cứng hơn để phá đất đá v tạo lỗ. Nếu khối đá
kích cỡ nhỏ từ 10-50cm, dù kẹt dới chân ống vách cũng có thể ngoạm lên
đợc sau khi lừa khối đá vo trong ống 1 cách khéo léo (rút nhẹ v xoay
ống vách để lái khối đá vo bên trong).
-Nếu gặp khối đá lớn không đa đợc ống vo, có thể phá đá bằng phơng
pháp khác: dùng thuốc nổ nhng khống chế mức tối thiểu từ 30-100g cho
mỗi ngòi nổ rồi dùng gu ngoạm đo lên; trờng hợp không đợc gây nổ
phải dùng máy phá đá có lỡi đục tất cả nặng 4tấn hoặc có thể dùng hoá
chất.
- Nguyên tắc hạ ống vách ở nơi đất cứng: trớc khi hạ phải cho đầu khoan đi
tiền trạm 1 đoạn nếu cần còn phải đo rộng thêm ra khoảng 20cm để ống
vách bớt cản lực sẽ dễ dng tụt xuống. Đối với đất dính, việc đo tiền trạm
sẽ dễ dng v sâu hơn có khi đến 6m. Đối với đất rời dễ lún sụt, đất sét yếu
hoặc phù sa thì không những tránh đo tiền trạm m cònphảiđảm bảoổn
định của đất trong ống vách không bị trồi.
-Khi khoan v hạ ống vách thờng xảy ra các trờng hợp sau:
Trong lớp đất cát sỏi ngậm nớc, nếu đo tiền trạm cát sẽ đùn volm
cho đất xung quanh bị rời rã v tạo những khe rỗng bên ngoiốngvách.
Mặc nhiên, đờng kính cọc sẽ rộng hơn đờng kính danh định, ảnh
hởng tới khối lợng bêtông đúc cọc sau ny. Cho nên thờng phải bơm
thêm nớc vo lỗ khoan, tạo độ chênh mực nớc trong lỗ khoan cao
hơn mực nớc ngầm bên ngoi để khắc phục hiện tợng trên.
Nớc trong ống vách (nếu có) sẽ cản trở v lmgiảmnăngsuấtcủagu
ngoạm: tốc độ rơi tự do chậm hơn, động năng khi cắm vođấtgiảm
nhiều, không đủ sức ngoạm 1 khối lợng đất đầy gu. Do đó cần khắc
phục bằng cách ghép thêm 1 trọng lợng bổ sung vogungoạm phù
hợp với sức cẩu của máy. Hiện nay, những gu ngoạm có gắn máy chấn
động đã đợc sử dụng để lmviệcdới nớc rất hiệu quả.
4.2-Công nghệ dùng máy khoan vận hnh ngợc:

- Thực chất công nghệ nyl dùng cần khoan để hút dung dịch hổn hợp mùn
mạt khoan v vữa sét bằng nhiều cách khác nhau: máy hút thuỷ lực, erlip,
bơm chìm, phun nớc vòi xói,
- Trong công nghệ ny, thờng dùng các đầu khoan đặc biệt gồm 3 phần cơ
bản: phần cố định, phần chuyển động v phần các mũi dao. Trục hoặc cần
khoan đờng kính khoảng 15cm có tác dụng treo đầu khoan v lm ống
hút dung dịch lẫn phôi mạt khoan ra ngoi.
- Tùy theo địa chất có thể sử dụng những loại đầu khoan:
Đối với đất có trị số SPT N<50, thờng dùng loại đầu khoan 4 hoặc 3
cánh hm, răng bịt hợp kim cứng.
Đối với đất đá rắn, dùng đầu khoan kiểu bánh răng có tính năng l mũi
dao đợc chế tạo từ hợp kim cứng có khả năng khoan vođácờng độ
tới 70MPa, có khi tới 97MPa. Các bánh răng của đầu khoan tạo ra các
chuyển động quay cho muic dao trung tâm v 3 mũi dao vệ tinh. Quỹ
đạo của các mũi vệ tinh có dạng đặc biệt, đảm bảo các vết xén không
trùng nhau, m chỉ chờm vết sau lên vết trớc; đồng thời lùa đợc phối
khoan vo ống rỗng của cần khoan v đợc hút ra ngoi(vậnhnh
ngợc).
Đối với loại nham thạch mềm hơn, cờng độ khoản 30MPa, có thể
dùng đầu khoan kiểu gungoạm v đầu khoan kiểu bánh răng.
Trờng hợp dùng đầu khoan kiểu bánh răng nếu gặp đá mồ côi sẽ khó
khăn, cho dù ống rỗng của cần khoan dùng tới mức tối đa khoảng
326mm. Do đó thờng phải dùng gu ngoạm hoặc đầu khoan bánh răng
đặc biệt để phá đá. Nếu đá mồ côi nằm tơng đối nông, có thể dùng thợ
lặn xuống phá đá, hoặc đóng ống vách v bơm hút nớc để phá đá bằng
các biện pháp thông thờng.
- Trong công nghệ khoan vận hnh ngợc có thể không dùng ống vách m
dùng áp lực cột nớc tĩnh cao hơn MNN để giữ ổn định cho vách khoan.
- Tốc độ khoan tạo lỗ v tốc độ của bn quay phải điều chỉnh phù hợp loại đất
đá v đờng kính đầu khoan. Nếu quay nhanh quá hoặc trục khoan sẽ bị

rung lắc (đá rắn), hoặc lỗ đáy ống của trục khoan có thể bị tắc đồng thời
không đủ thời gian hình thnh mng bùn v cũng có thể phá vỡ mng sét
đang lọt vo bít những lỗ rỗng trong các hạt đất.
- Nếu không đủ đảm bảo ổn định thnh vách đo, phải bổ sung vữa sét
bentonite hoặ dung dịch CMC, cần cho khoan tạo lỗ.
- Khi máy hoạt động sẽ không tránh khỏi hiện tợng văng ngang của đầu
khoan. Vì không dùng ống vách nên đờngkínhlỗkhoanthờng bị rộng
hơn so với đờng kính thiết kế, khối lợngbêtôngsẽtăngthêm. Trongđất
rời đờng kính lỗ khoan tất nhiên lớn hơn trong đất dính. Những đầu khoan
có lắp bộ ổn định sẽ tránh đợc hiện tợng ny.
4.3-Công nghệ khoan lỗ bằng đầu khoan đo đất:
- Đầu khoan đất kiểu gurấtđợc thông dụng để đo đất. Gucótrọnglợng
khá nặng v trang thiết bị các lỡi xén đất hoặc nhiều mũi dao dể phá vật
chớng ngại v mở rộng lỗ khoan, nhờ trọng lợng nym các mũi dao v
lỡi xén khi quay quanh trục khoan sẽ xén đất theo đờng cắt nhất định,
các mũi dao có thể tiện đứt rễ cây hoặc phá các tảng chớng ngại vật khác
nh bêtông, gạch vụn. Tuy nhiên, khi gặp các loại đá mồ côi thờng đầu
khoan khó giải quyết m phải dùng những biện pháp đã nêu trên.
- Mũi khoan chủ yếu để xén v cắt đất yếu thông thờng, nên khi gặp đất chặt
hoặc lẫn nhiều cuội sỏi, lỡi xén hay các mũi dao của gu khoan dex bị sứt
mẻ hoặc mau mòn, tuy rằng cũng đã bịt hợp kim rất cứng. Phải định kỳ
thay thế lớp bịt mũi dao khi quá mòn hoặc bị gẫy, nếu không năng suất
giảm, đồng thời trục khoan cũng dễ bị mi mòn vì lệch tâm.
- Khi khoan trên cạn, có thể không cần dung dịch khoan hoặc nớc, vách
khoan vẫn ổn địnhgu sẽ phát huy tonbộnăngsuấtnhng nếu khoan
với tốc độ nhanh thờng để lại vết lõm xoắn ốc trên vách lỗ khoan khó suy
ra thể tích bêtông cần theo dõi.
- Khi khoan nơi có nớc ngầm hoặc nớc mặt, tốt nhất l dùng dung dịch vữa
sét hoặc các loại bùn hoá học để giữa ổn định vách khoan. Nếu khoan trong
đất sét, á sét có thể chỉ dùng nớc bơm bổ sung vo lỗ, giữ cố định mực

nớc trong ống cao hơn bên ngoikhoảng2m.
- Tránh di chuyển gukhoanquánhiềulầntronglỗđo, nhất l nhấc hạ quá
nhanh để giảm bớt tổn hại cho vách khoan do xáo trộn nhiều, hình thnh
dòng chảy khá mạnh ở giữa gu khoan v vách đo, đồng thời sinh ra sự
chệnh lệch áp lực giữa 2 không gian trên v dới gu khoan.
4.4-Vấn đề an ton lao động v đảm bảo chất lợng khi khoan cọc:
- Qua các lớp đất yếu v rời rạc nên chống sạt lở bằng ống vách tạm thời, trong
khi đổ bêtông có thể rút dần lên để dùng cho cọc khác.
- Mặt trong ống vách không đợc có đất dính bám, nhất l trớc khi đổ bêtông
đúc cọc.
- ống vách cần hạ xuống lớp đất không thấm nớc ở độ sâu đủ để nớc không
thấm vo lỗ khoan kể từ lúc vệ sinh đáy lỗ cho tới khi bêtông đúc cọc đã
cao hơn mực nớc ngầm.
-Khốilợng đất đá lấy ra phải phù hợp với thể tích lý thuyết, căn cứ vomức
độ nh thừa sẽ đánh giá mức độ ổn định của lỗ khoan.
- Cần so sánh đất đá lấy ra khỏi lỗ khoan với số liệu thiết kế. Khi cần thiết nhất
l khi tới đất tốt đặt chân cọc, cần lấy mẫu đất thí nghiệm để kiểm tra số
liệu thiết kế.
- Nếu lỗ khoan nông v đờng kính nhỏ m ngời không thể xuống đợc, lúc
đó phải dùng đèn chiếu rọi xuống lỗ khoan. Nếu cha sạch hết đất đá, vụn
khoan cần vệ sinh lại.
- Khi khoan lỗ đủ rộng nên cho ngời xuống thị sát ngay trớc khi đổ bêtông.
Nếu không khả năng đổ bêtông khô (do không hút hết nớc) phải chuyển
sang phơng pháp ống đổ rút thẳng đứng.
- Thời gian lúc khoan đến khi đúc cọc không để kéo di quá 6h. Thời gian sau
khi lm vệ sinh đáy lỗ khoan tới khi đổ bêtông còn quy định chặt chẽ hơn.
- Nếu có ngời xuống lm việc ở đáy lỗ khoan, phải treo 1 ống nhỏ hơn lỗ
khoan 1 chút để bảo vệ an ton cho công nhân không bị thơng vong do đất
đá vách hố khoan sụt lở. Bản thân ống treo cũng phải cột buộc chắc chắn v
miệng ống phải nhô cao khỏi mặt đất, bảo vệ dụng cụ v đất đá không rơi

vo lỗ khoan.
- Công nhân lm việc trong hố khoan phải đội mũ v đeo dây bảo hiểm để khi
bị thơng hoặc gặp hơi ngạt có thể kéo lên nhanh chóng để cấp cứu.
- Khi có ngời lmviệcdới đáy lỗ khoan, trên mặt đất phải bố trí ngời cảnh
giới, túc trực thờng xuyên, bảo đảm không cho 1 vật dụng nođểgầnlỗ
khoan. Phải giữ tuyệt đối an ton trong khi vận chuyển bất cứ 1 vật dụng
no xuống lỗ khoan do yêu cầu công việc.
-Cầnkiểmtrathờng xuyên để phát hiện hơi độc ở lỗ khoan, nhất l đi qua lớp
than bùn hoặc đất có lẫn chất hữu cơ; đặc biệt tại các vùng khai thác khí đốt
hoặc có đờng ống dẫn khí cũ mới đều xem xét. Đèn an tonv các máy dò
khí độc cũng phải luôn luôn mang theo khi kiểm tra v lmviệcdới lỗ
khoan cọc.
4.5-Thổi rửa lỗ khoan:
-Vệ sinh đáy v thnh lỗ khoan trớc khi đúc cọc l 1 việc rất quan trọng vì:
Các lớp mạt khoan, đất đá v dung dịch vữa sét sẽ lắng đọng tạo ra 1
lớp đệm yếu dới chân cọc khi chịu lực sẽ lún.
Nếu không đùn hết cặn lắng, khi đổ bêtông sẽ tạo ra những ổ mùn đất
lm giảm sức chịu tải của cọc.
Vì vậy, khi khoan xong cũng nh trớc kho đổ bêtông phải thổi rửa sạch lỗ
khoan.
-Phơng pháp thổi rửa tuỳ thiết bị v công nghệ khoan cọc, nhng thờng phải
tiến hnh theo 2 giai đoạn:
Giai đoạn 1: Ngay sau khi kết thúc khoan tạo lỗ, phải đa hết các mạt
khoan v sỏi cát hạt thô ra ngoi. Đối với công nghệ dùng ống vách:
sau khi khoan xong 20-30 phútchờ lắng đọngdùng gungoạm lấy
lên v cuối cùng bơm hút nớc tới khi nớc xã không còn lẫn cát sỏi.
Đối với công nghệ khoan vận hnh ngợc: sau khi kết thúc công việc
khoan lỗ cho máy chạy không tải 10 phútmở bơm hút tới khi chỉ
còn nớc trắng thải ra ngoi. Đối với công nghệ dùng đầu khoan kiểu
thùng: sau 1 thời gian cặn lắng đọngdùng lỡi xén gạt vo thùng v

lấy ra ngoi.