Phương pháp khoan nhồi cọc DTH (Down To Hole Methods)

Phơng pháp khoan nhồi cọc DTH
Phơng pháp khoan nhồi cọc DTH Phơng pháp khoan nhồi cọc DTH
Phơng pháp khoan nhồi cọc DTH


(Down To Hole Methods)
(Down To Hole Methods)(Down To Hole Methods)
(Down To Hole Methods)


TS. Trần đình Ngọc
Tóm tắt:
Tóm tắt:Tóm tắt:
Tóm tắt: Phơng pháp khoan nhồi cọc DTH đợc mô tả vắn tắt trong bài báo. Một số đặc
điểm chính của phơng pháp này cũng đợc xem xét và đánh giá.
Abstract
AbstractAbstract
Abstract: The Down To Hole (DTH) methods are described in briefly in this paper. Some
main characters of these method are evaluated.

1.
1.1.
1. Đặt vấn đề
Đặt vấn đềĐặt vấn đề
Đặt vấn đề:
Công tác thi công cọc là phần quan trọng trong xây dựng công trình. Các phơng pháp
thi công cọc bằng phơng pháp đóng đã đợc áp dụng trong nhiều công trình xây dựng
trong những năm trớc đây. Phơng pháp đóng cọc có u điểm nổi bật là giá rẻ, độ tin
cậy cao, dễ kiểm soát chất lợng. Tuy nhiên, trong thực tế, việc đóng cọc qua các tầng đất
cát chặt là rất khó khăn. Các giải pháp khắc phục nh khoan mồi khó cho kết quả tốt bởi
dới tác động của nớc ngầm, các hố khoan mồi dễ bị sập tại tầng có cát chặt. Tại nhiều

công trình, các cọc đợc khoan mồi có tỷ lệ gẫy trong quá trình đóng rất cao. Ngoài ra,
việc đóng cọc gây nên chấn động ảnh hởng bất lợi đến công trình lân cận và gây nên
tiếng ồn lớn. Nhằm loại trừ ảnh hởng của chấn động và tiếng ồn, phơng pháp ép cọc đã
đợc sử dụng thành công trong nhiều công trình hiện nay. Phơng pháp ép cọc vẫn cha
khắc phục đợc nhợc điểm của phơng pháp đóng khi cần đa cọc qua các lớp cát chặt.
Mặt khác, để có thể ép đợc cọc, cần có một khối lợng lớn đối trọng phục vụ cho công
tác ép cọc. Trong nhiều trờng hợp, các đối trọng này đã tác động lên nền đất gây nên
dịch chuyển nền đất dẫn đến làm h hỏng các công trình lân cận và gây nên dịch chuyển
đáng kể các cọc đã đợc thi công trong mặt bằng công trình. Các phơng pháp khoan
nhồi cọc khắc phục đợc các nhợc điểm của phơng pháp đóng và ép cọc. Một số
phơng pháp khoan nhồi cọc đợc kể đến trong phần sau.
2.
2.2.
2. Ph
PhPh
Phơng pháp khoan nhồi cọc
ơng pháp khoan nhồi cọcơng pháp khoan nhồi cọc
ơng pháp khoan nhồi cọc:
Hiện nay, có rất nhiều phơng pháp khoan nhồi cọc. Để chống sập thành hố khoan,
ngời ta sử dụng dung dịch giữ thành hoặc ống vách. Phơng pháp giữ thành bằng dung
dịch có u điểm nổi bật là giá thành rẻ, kinh phí đầu t ban đầu không lớn. Tuy nhiên, các
dung dịch giữ thành lại là tác nhân làm giảm khả năng chịu tải ma sát bên của cọc.
Phơng pháp giữ thành bằng ống vách khắc phục đợc nhợc điểm giảm khả năng chịu
tải ma sát bên của cọc nhng đòi hỏi đầu t thiết bị lớn để có thể hạ và rút đợc ống vách.
Với những cọc có kích thớc lớn, việc hạ và rút ống vách đến hết chiều sâu hạ cọc rất khó
khăn cần có thiết bị chuyên dụng có đủ khả năng thi công nâng, hạ ống vách. Các thiết bị
chuyên dụng này có giá cao và có thể là nguyên nhân chính cha phổ biến tại Việt nam.
Trong các phơng pháp cọc khoan nhồi, có hai loại vật liệu nhồi khác nhau. Loại thứ
nhất là nhồi vữa bê tông vào hố khoan theo phơng pháp vữa dâng. Phơng pháp thi công
này đơn giản, giá thành thi công rẻ, lợi nhuận có khả năng cao. Tuy nhiên, chính do

phơng pháp đổ bê tông trong điều kiện dới đất nên cọc khó đạt đợc chất lợng cao.
Nhằm kiểm soát đợc chất lợng cọc, ngoài các thí nghiệm kiểm tra vật thông thờng,
ngời ta tiến hành thêm các thí nghiệm hiện trờng nh thí nghiệm siêu âm cọc (SONIC)
và thí nghiệm kiểm tra độ đồng nhất biến dạng nhỏ (PIT). Mặc dù đã bổ sung các thí
nghiệm kiểm tra chất lợng tại hiện trờng, chất lợng vật liệu thi công cọc vẫn khó đạt
đợc cao. Nhằm khắc phục nhợc điểm này, ngời ta quy định cờng độ kháng nén của
vật liệu cọc thấp đi khi tính toán thiết kế. Dù cho mác bê tông là rất cao, giá trị này chỉ
đợc quy định là 60 daN/cm2 tại Việt nam và 100 daN/cm2 tại một số nớc có trình độ
thi công cao. Thực tế cho thấy, tại nhiều hiện trờng nhất là tại những nơi mũi cọc đợc
đặt vào tầng đá cứng, khả năng chịu tải cho phép theo vật liệu cọc thấp hơn nhiều so với
khả năng chịu tải của nền đất. Đây chính là sự lãng phí tài nguyên. Đã có nhiều ý kiến
muốn nâng cao hơn giá trị khả năng chịu tải của vật liệu cọc khoan nhồi vữa bê tông. Tuy
nhiên, để có thể có một giá trị cao hơn cần có công nghệ thi công có trình độ tốt hơn hoặc
thay đổi bản chất của công nghệ thi công và đó chính là loại vật liệu nhồi thứ hai_không
nhồi vữa bê tông mà là nhồi cọc đúc sẵn.











(1a) (1b) (1c) (1d)

Hình 1. Phơng pháp khoan nhồi cọc đúc sẵn giữ thành bằng ống vách

Thi công theo phong pháp khoan nhồi cọc đúc sẵn giữ thành bằng ống vách đợc
thực hiện theo trình tự sau (minh họa bằng các hình ảnh trong hình 1).
(1a)_ Khoan đến độ sâu thiết kế, thành hố khoan đợc giữ bằng ống vách. Trong quá
trình khoan, ống vách đợc xoay và nâng hạ bằng hệ thống thủy lực.
(1b)_ Cần khoan đợc rút ra khỏi hố khoan sau khi bơm vữa xuống đáy hố khoan.
(1c)_ Thả cọc vào hố khoan.
(1d)_ Rút ống vách.
Phơng pháp thi công khoan nhồi cọc giữ thành bằng ống vách thừa hởng các u
điểm của phơng pháp khoan nhồi trớc đó. Ngoài ra, sức chịu tải của cọc đợc tăng lên
đáng kể bởi không làm giảm khả năng chịu tải ma sát bên và khả năng chịu tải theo vật
liệu cọc đợc tính toán theo cờng độ bê tông thực tế của cọc đúc sẵn. Do cọc đợc đúc
sẵn trên mặt đất nên việc kiểm tra chất lợng cọc đơn giản và đễ dàng hơn khi đúc cọc
trong hố khoan. Với phơng pháp này, không cần tiến hành các thí nghiệm kiểm tra chất
lợng cọc (PIT và SONIC). Kích thớc của cọc phụ thuộc vào thiết bị thi công. Đầu t
ban đầu để mua máy móc thiết bị tơng đối lớn. Trên các hình 2 và hình 3 trình bày một
số hình ảnh của thiết bị khoan nhồi cọc.


Hình 2. Khoan hạ ống vách


Hình 3. Nhồi cọc vào lòng ống vách
3.
3.3.
3. Tính toán sức chịu tải các cọc khoan nhồi
Tính toán sức chịu tải các cọc khoan nhồiTính toán sức chịu tải các cọc khoan nhồi
Tính toán sức chịu tải các cọc khoan nhồi:
Phụ thuộc vào đặc điểm thi công các cọc, sức chịu tải của các cọc khoan nhồi R
p
(kN)

đợc xác định theo công thức sau:
R
p
= min (R
ps
, R
pc
)
trong đó: R
pc
là sức chịu tải cọc xác định theo vật liệu cọc;
R
ps
là sức chịu tải cọc xác định theo đất nền.
R
pc
và R
ps
đợc xác định theo các công thức trong bảng dới đây phụ thuộc vào
phơng pháp nhồi cọc.
giữ thành bằng dung dịch
giữ thành bằng dung dịch giữ thành bằng dung dịch
giữ thành bằng dung dịch

giữ thành bằng ống vách
giữ thành bằng ống váchgiữ thành bằng ống vách
giữ thành bằng ống vách

Nhồi vữa BT
Nhồi vữa BTNhồi vữa BT
Nhồi vữa BT


R
pc
= 60 . A
R
ps
= A.fp + CL.fs.K
K <1

R
pc
= 60 . A
R
ps
= A.fp + CL.fs.K
K = 1






Nhồi cọc đúc sẵn
Nhồi cọc đúc sẵnNhồi cọc đúc sẵn

Nhồi cọc đúc sẵn






R
pc
= R
c
. A
R
ps
= A.fp + CL.Fs.K
K 0
R
pc
= Rc . A
R
ps
= A.fp + CL.Fs.K
K >1


trong đó: A là diện tích mặt cắt ngang của cọc, m
2
;
C, L là chu vi và chiều dài cọc, m;
fp và fs là sức kháng đơn vị đầu mũi cọc và ma sát bê thân cọc kN/m

2
;
K là hệ số huy động ma sát thành bên thay đổi tùy theo biện pháp hạ cọc;
R
c
là cờng độ kháng nén của bê tông cọc đúc sẵn, kN/m
2
.
4.
4.4.
4. Kết luận
Kết luậnKết luận
Kết luận:
Phơng pháp khoan nhồi cọc giữ thành bằng ống vách thừa hởng các u điểm của
phơng pháp khoan nhồi vữa bê tông và khắc phục đợc các nhợc điểm của các phơng
pháp khoan nhồi trớc đó. Đây là phơng pháp thi công cọc phù hợp với hầu hết các vùng
đất và loại công trình xây dựng hiện nay.