Chuyên đề thực tập ngành cầu đại học GTVT cọc khoan nhồi

Thùc tËp tèt nghiÖp Chuyªn ®Ò
cäc khoan nhåi
Chuyªn ®Ò
Cäc khoan nhåi
BTCT
1
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
Chơng I:
Các hiện trạng và các khuyết tật xảy ra
trong thi công cọc khoan nhồi, biện pháp
đề phòng và cách khắc phục
I. Mở đầu
Trong những năm gần đây với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ xây
dựng nói chung và sự phát triển của xây dựng cầu đờng nói riêng, nhiều phơng
pháp thi công hiện đại đã đợc đa vào nớc ta và đợc các kỹ s tiếp thu nắm bắt kỹ
thuật khá nhanh vì vậy mà ngành xây dựng cầu trong nớc đã có những bớc tiến
nhảy vọt. Nhiều cầu lớn đã và đang đợc xây dựng với sự thi công của các nhà
thầu trong và ngoài nớc nhng chiếm tỉ lệ lớn là các nhà thầu trong nớc và có sự t
vấn, giám sát của các công ty t vấn thiết kế nớc ngoài. Từ đó có thể thấy rằng sự
lớn mạnh về trình độ kỹ thuật và tay nghề của cán bộ công nhân và kỹ s cầu.
Song song với sự phát triển chung của ngành cầu thì các loại kết cấu mới
cũng đợc áp dụng. Trong xây dựng cầu lớn ở nớc ta hiện nay hầu hết kết cấu
phần dới nh móng mố trụ đều đợc đặt trên các cọc khoan nhồi đờng kính lớn.
Điều đó cho thấy cọc khoan nhồi là loại cọc có nhiều u điểm hơn các loại cọc tr-
ớc đây chúng ta đã sử dụng. Cọc khoan nhồi đợc sử dụng lần đầu tiên trong công
trình giao thông là cầu Việt Trì, lúc đó cầu Việt Trì đợc đặt trên hệ thống móng
cọc khoan nhồi đờng kính 1,4m và sâu 30m. Từ đó đã mở ra cho ngành xây dựng
cầu của chúng ta một loại kết cấu mới. Đến nay, với sự phát triển vệ công nghệ
cũng nh kinh nghiệm thi công mà chúng ta đã có thể thi công đợc những cọc
khoan nhồi có đờng kính lên tới 2,5m với chiều sâu 80ữ 100m nh ở cầu Mỹ

Thuận. Cọc khoan nhồi cũng đợc sử dụng trong rất nhiều cầu mới xây dựng nh:
Cầu Sông Gianh, Hàm Rồng, Đuống, Bắc Giang, Đáp Cầu, Hoà Bình, Tân Đệ,
Mỹ Thuận, Thanh Trì và rất nhiều cầu khác.
2
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
Cọc khoan nhồi đợc quan tâm sử dụng rất rộng rãi, với kinh nghiệm thi
công rất nhiều cầu nh vậy nhng việc thi công cọc khoan nhồi thực tế vẫn cha
thực sự hoàn thiện, chất lợng cọc cha đảm bảo, đó không phải là do các công ty
t vấn thiết kế cha đủ trình độ và cha tính toán một cách chính xác mà nguyên
nhân chủ yếu là trong quá trình thi công, nguyên nhân sâu xa của nó vẫn là do
con ngời. Với thiết bị máy móc hiện có đủ để chúng ta có thể làm tốt hơn nhng
chúng ta vẫn cha làm đợc điều đó. Nhng một nguyên nhân nữa là việc thi công
cọc khoan nhồi cũng tơng đối khó khăn vì đây là loại móng sâu và đờng kính lớn
vì vậy mà không tránh khỏi xuất hiện những khuyết tật và sự cố trong qúa trình
thi công.
Để có thể biết đợc nguyên nhân và cách khắc phục những sự cố và khuyết
tật xảy ra trong quá trình thi công cọc khoan nhồi và từ đó đề ra các biện pháp
phóng tránh thì ta phải hiểu rõ đợc trình tự thi công, từng công tác thì mới có thể
đa ra đợc những kết luận và dự đoán chính xác các h hỏng và sự cố xảy ra ở khâu
nào. Vì vậy mà trình tự thi công cọc khoan nhồi cũng đợc giới thiệu ở chơng này
nhng chỉ với những khái niệm, chỉ dẫn, trình tự thi công cơ bản nhất chứ không
đi sâu vào tìm hiểu một cách chi tiết nhng cũng đủ đảm bảo cho chúng ta có một
cái nhìn tổng quát. Sau đây là trình tự thi công cọc khoan nhồi.
I.1. Công tác khoan tạo lỗ:
Công tác khoan tạo lỗ là một trong ba công tác chính của việc thi công cọc
khoan nhồi. Trong công tác khoan tạo lỗ bao gồm việc lựa chọn thiết bị khoan,
ống vách, dung dịch khoan.
Việc tạo lỗ có thể thực hiện bằng nhiều loại thiết bị khoan khác nhau và
công nghệ khác nhau. Mỗi công nghệ khoan cần có các qui định thông số khoan

cụ thể đảm bảo chất lợng tạo lỗ. Nhng với mỗi một mặt cắt địa chất, mỗi một lớp
đất thì thích dụng với một loại máy khoan khác nhau vì vậy để nâng cao năng
suất khoan thì phải chọn loại máy khoan phù hợp với từng loại đất đá.
3
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
- Phơng pháp thi công khô : áp dụng để thi công các cọc ngắn nằm ở trên cạn
trong đó có hai biện pháp sau :
+ Khoan bằng máy khoan mũi xoắn ruột gà, không cần biện pháp chống
vách, lỗ khoan có đờng kính nhỏ 50cm.
+ Đào giếng đứng bằng thủ công, có thể có biện pháp chống vách bằng
ván ép ngang, đào đến đâu thì dùng vách chống cho tới khi đến đáy hoặc các
đốt giếng hạ tụt dần xuống, áp dụng để thi công cọc có đờng kính lớn.
- Phơng pháp thi công ớt : là phơng pháp chủ yếu để thi công cọc khoan nhồi,
áp dụng cho tất cả các trờng hợp thi công cọc có chiều dài lớn, nằm trong khu
vực chịu ảnh hởng của nớc ngầm hoặc bị ngập nớc. Có ba biện pháp sau :
+ Khoan bằng máy đào gàu có ống chống vách xoay liên tục :
Đầu khoan làm việc theo nguyên lý của máy đào gàu ngoạm đợc treo trên
cần cẩu và thả rơi tự do để miệng gàu cạp vào nền.
Khi kéo gầu lên miệng gầu tự đóng là lấy đất kéo ra khỏi lỗ khoan. Sau khi
xả đất nó tiếp tục chu trình lấy đất.
Do gầu có trọng lợng lớn đợc thả rơi tự do nên
gây xung kích, để giữ cho thành lỗ khoan không
bị sập lở trong qua trình khoan đào phải sử dụng
ống chống vách bằng thép hạ dần xuống cùng với
chiều sâu khoan cọc.
Đặc điểm ống chống vách : Mỗi đoạn ống có
chiều dài 6m, gồm hai lớp thép có độ cứng cao
và trọng lợng nhẹ. Các đoạn ống đựoc nối khít
với nhau bằng 6 bu lông vặn chìm nên mối nối

rất nhẵn cả hai mặt trong và ngoài không cản trở việc hạ ống cũng nh việc
lấy đất. Giữa hai lớp của ống có các sờn tăng cờng dạng dọc chuối, miệng
ống đợc bọc bằng hai vành thép đúc mộng âm dơng và khoan lỗ để lắp bu
lông. Đờng kính ống phù hợp với đờng kính cọc khoan. Đốt dới cùng đợc
trang bị lỡi cắt để xuyên qua các lớp đất cứng.
4
Máy khoan đào gầu
Máy khoan Bauer
Oscillator
Quả búa
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
ống vách đợc hạ bằng thiết bị xoay ép thuỷ lực. Thiết bị này kẹp giữ chặt
thành ống và vừa xoay vừa ép ống xuống bằng hệ thống kích thuỷ lực và nó
cũng là thiết bị dùng để rút ống lên trong quá trình đổ bê tông cọc.
Sau khi hạ đến cao độ thiết kế, đáy ống phải thấp hơn cao độ đáy cọc 1m.
Trớc khi thi công phải vệ sinh đáy cọc bằng biện pháp xói hút.
Các loại máy của các hãng : Leffer, Bauer.
Ưu điểm : thành vách luôn đợc giữ ổn định, lỗ khoan thẳng, có thể khắc
phục đợc hiện tợng bùn chảy, cát đùn.
Nhợc điểm : giá thành đắt do phải khấu hao ống chống vách, công nghệ thi
công phức tạp, không qua đợc lớp đất có lẫn cuội sỏi, chiều sâu cọc hạn
chế.
Phạm vi áp dụng : Dùng cho nền cát, cát pha không có cuội sỏi, chiều sâu
khoan cọc không quá 40m.
+ Khoan guồng xoắn :
Sử dụng khoan xoay với đầu khoan có trang bị lỡi cắt hoặc các răng gầu để
phá đất đá đồng thời là gầu chứa đất để đa ra khỏi lỗ khoan.
Thành lỗ khoan đựoc giữ ổn định bằng một đoạn ống vách trên miệng lỗ,
phần còn lại đợc giữ bằng vữa sét.

Đầu khoan liên tục lấy đất ra khỏi lỗ khoan để xả đất và nối dài thêm cần
khoan.
Khi khoan lỗ khoan đựoc mở rộng hơn đờng kính đầu khoan để đề phòng
khi rút đầu khoan lên tạo khoảng chân không ở đáy lỗ làm thành lỗ bị kéo
sập.
Khi lấy đất ra khỏi lỗ khoan, vữa sét liên tục đợc cấp bù vào lỗ khoan để tạo
áp lực giữ cho thành vách ổn định.
Các loại máy của các hãng : Hitachi.
Ưu điểm : dể thực hiện, giá thành rẻ.
Nhợc điểm : kích thớc lỗ khoan không chính xác, dễ sập lỡ thành vách do
phải liên tục lấy đầu khoan lên, tốc độ khoan chậm.
5
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
Phạm vi áp dụng : nền đất tốt ổn định, chiều sâu cọc không lớn dới 40m.
+ Các biện pháp khoan tuần hoàn : Tuần hoàn là biện pháp có sử dụng dung
dịch khoan để chống vách, đất đá trong lỗ khoan bị đầu khoan gọt phá tạo
thành mùn khoan và bị khuấy trộn lẫn cùng dung dịch khoan đợc lấy lên
bằng bơm hút hoặc đẩy. Sau khi lắng đọng dung dịch khoan đợc bơm trở lại
lỗ khoan. Cấp dung dịch khoan và bơm hút mùn khoan tạo thành một chu
trình kín gọi là khoan tuần hoàn. Đầu khoan không lấy lên khỏi lỗ khoan mà
liên tục xoay phá đất đá. Căn cứ vào biện pháp lấy mùn khoan có hai biện
pháp :
Biện pháp tuần hoàn thuận : Dung dịch khoan đợc bơm vào dọc theo cần
khao và đi thẳng xuống dới, đẩy mùn khoan trộn lẫn dung dịch chảy dâng
lên miệng lỗ khoan rồi tự chảy tràn ra khỏi lỗ khoan hoặc đợc bơm hút ra
bể chứa bùn thải. Biện pháp này phù hợp với nền đất mềm khi bị phá có tỉ
trọng tơng đơng với tỉ trọng mùn khoan thì mới có thể đẩy nổi lên trên
miệng lỗ khoan đợc. Ưu điểm : tốc độ khoan nhanh, thành lỗ ít bị va chạm
xây xát nên ít bị sụt lở, cần khoan gọn, dung dichị khoan có thể tự chảy

6
Công nghệ khoan tuần hoàn thuận Công nghệ khoan tuần hoàn nghịch
Máy khoan GPS theo công
nghệ tuần hoàn nghịch
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
mà không cần bơm hút. Nhợc điểm : dung dịch khoan rất dể mất nớc do
trộn lẫn mùn khoan, dung dịch nở thành bùn nhão, cản trở đầu khoan và
cần khoan làm việc.
Biện pháp tuần hoàn nghịch : Dung dịch khoan đợc bơm vào lỗ khoan từ
phía trên miệng lỗ và chảy ép xuống đáy tại đây mùn khoan hoà lẫn cùng
với dung dịch và đợc thổi ngợc lên dọc theo cần khoan bằng hơi ép và xả
ra theo đờng ống dẫn vào bể lắng. Dung dịch bơm quay trở lại sử dụng
tiếp, đất thải xả ra ngoài. Ưu điểm : dể bảo vệ thành vách lỗ khoan, đầu
khoan hoạt động liên tục nên năng suất cao, mùn khoan chỉ đọng ở dới
đáy lỗ khoan, phía trên là dung dịch sạch nên việc vệ sinh lỗ khoan dễ
dàng. Nhợc điểm : phải bố trí thêm thiết bị cấp hơi ép, trong quá trình bơm
có thể cuốn cả những hòn đá quá cỡ vào ống nên dễ tắc ống. áp dụng : đất
nền có lẫn cuội sỏi, khoan vào nền đá, phù hợp với thi công trong điều
kiện ngập nớc sâu (thi công trên sàn đạo hoặc hệ nổi).
Sau công việc chọn loại thiết bị khoan thì phải xem xét đến khả năng phải
sử dụng ống vách không. Nếu có thì phải chế tạo thông thờng ống vách đợc sử
dụng để :
- Giữ thành vách.
- Làm ván khuôn đối với phần cọc ngập trong nớc, cao hơn đáy sông.
- Bảo vệ cọc trong trờng hợp sông có vận tốc lớn.
Dung dịch khoan cũng có tác dụng giữ ổn định thành vách. Dung dịch
khoan thờng đợc sử dụng hiện nay là dung dịch vữa sét bentonit. Dung dịch này
gồm có: nớc, bột sét, CMC và tác nhân phân tán khác. Tác dụng của dung dịch
này là tạo ra một lớp màng mỏng trên thành lỗ cọc để chịu áp lực nớc tĩnh đề

phòng sập lở. Chiều dày của lớp màng mỏng này thờng từ 1 ữ3mm tuỳ thuộc voà
từng loại đất và tính chất của dung dịch. Làm chậm tốc độ lắng xuống của các
hạt cát, giữ trạng thái huyền phù nhằm hạn chế cặn lắng đáy lỗ cọc. Cao độ của
dung dịch khoan phải cao hơn cao độ mực nớc ngầm hoặc mức nớc tự nhiên, 1
7
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
đến 2m. Việc lựa chọn thành phần dung dịch khoan phải đợc tính toán dựa trên
nguyên lí cân bằng áp lực ngang, giữa cột dung dịch trong hố khoan và áp lực
của đất và nớc xung quanh vách lỗ. Đối với lỗ khoan qua tầng đất yếu thì áp lực
của cột dung dịch luôn lớn hơn áp lực ngang của đất và nớc bên ngoài.
I.2. Công tác gia công và hạ lồng cốt thép.
I.2.1 Gia công lồng cốt thép.
Lồng cốt thép phải gia công đảm bảo yêu cầu thiết kế về: quy cách chủng
loại thép, phẩm cấp que hàn, quy cách mối hàn.
Lòng cốt thép có thể chế tạo sẵn trong nhà máy hoặc tại công trờng.
Thông thờng các lòng cốt thép đợc chế tạo tại công trờng để thuận tiện cho việc
lắp đặt lồng cốt thép.
Để định vị trí chính xác tâm và tránh sự va chạm của lòng cốt thép với
thành vách, cần phải sử dụng thiết bị định tâm và con đệm bao gồm con cữ hoặc
con đệm bằng bê tông.
Để phục vụ cho việc kiểm tra chất lợng cọc sau khi thi công xong thì trên
các lồng, ngời ta gắn các ống nhựa có đờng kính 5 - 6 công nghiệp phục vụ siêu
âm và 10,2 ữ11,4 cm để khoan lấy mẫu.
I.2.2 Hạ lồng cốt thép
Các thao tác dựng và đặt lồng cốt thép vào lỗ khoan phải đợc thực hiện
khẩn trơng để hạn chế tôí đa lợng mùn khoan sinh ra trớc khi đổ bê tông. (không
đợc quá 1giờ kể từ khi thu don song lỗ khoan)
Khi hạ lồng cốt thép đến cao độ thiết kế phải treo lồng phíatrên để khi
đổ bê tông lồng cốt thép không bị uốn dọc và đâm thủng nền đất đáy lỗ khoan.

Khoảng cách giữa đáy lỗ khoan và lồng cốt thép là10công nghiệp.
I.3 Công tác đổ bê tông:
Sau khi lồng cốt thép đợc hạ vào đúng vị trí thì công việc đổ bê tông đợc
tiến hành. Bê tông đợc đa vào từ các trạm trộn tại công trờng hoặc các bê tông
8
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
thơng phẩm sau đó đổ vào máy bơm bê tông hoặc rót trực tiếp vào phẫu đổ bê
tông của phơng pháp ống rút thẳng đứng. Chiều sâu ngập của ống phải lớn hơn
2m nhng phải đảm bảo cho bê tông có thể tụt xuống đợc. Sau khi có đợc những
hiểu biết chung về sự phát triển và công nghệ trình trự thi công cọc khoan nhồi
thì ta mới có thể sự đoán đợc các sự cố và khuyết tật xảy ra.
II. Các hiện tợng và khuyết tật xảy ra trong thi công
cọc khoan nhồi.
Xuất phát từ đặc điểm công nghệ thi công cọc khoan nhồi là khoan tạo lỗ
trớc trong nền đất; giữ ổn định thành vách bằng ống vách, dung dịch betonit sau
đó tiến hành đúc cọc bằng phơng pháp đổ bê tong trong dung dịch betonit. Vì
vậy nếu không có kinh nghiệm trong thi công cũng nh thiết kế thì gặp rất nhiều
sự cố xảy ra trong quá trình thi công, làm tăng giá thành công trình và kéo dài
thời gian thi công đôi khi phải thay thế phơng án cọc khoan nhồi bằng giải pháp
móng cọc khác.
II.1. Các hiện tợng thờng xảy ra cho cọc khoan nhồi.
Qua việc nghiên cứu trình tự thi công cọc khoan nhồi, ta có thể xem xét
các xử cố xảy ra trong từng giai đoạn.
II.1.1. Giai đoạn khoan tạo lỗ:
Trong giai đoạn này thờng xảy ra các hiện tợng.
- Vị trí lỗ khoan vớng phải một vật cản nh các cọc thép, dầm thép hình,
cọc bê tông cốt thép hay các cấu kiện cứng nằm sâu trong lòng đất gây rất nhiều
khó khăn cho việc khoan tạo lỗ đôi khi không thể tạo vớt các vật cản trên.
- Không hạ đợc ống chống đến cao độ yêu cầu hoặc khoan không xuống

do gặp phải đá mồ côi hoặc vật cản khác.
- Sập thành vách lỗ khoan: phát hiện qua việc đo kiểm tra đờng kính lỗ
khoan hoặc sự trồi lên đột ngột của đáy lỗ khoan hoặc khối lợng đổ đầy cọc thực
tế lớn hơn rất nhiều lầu so với tính toán lý thuyết.
9
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
- Dung dịch bentonite đông tụ nhanh và nhiều xuống đáy lỗ khoan: đợc
phát hiện qua việc đo kiểm tra bề dày của lớp bùn lắng đọng ở đáy lỗ khoan hoặc
từ việc kiểm tra chất lợng của dung dịch.
- Lớp màng áo sét bám quanh vách hố khoan quá dày đợc phát hiện qua
việc thử tải tĩnh (sức chịu tải do ma sát thông thấp)
- Thiết bị thi công rơi vào hố :
Nguyên nhân:
+ Do dây cáp bị đứt
+ Bu lông liên kết cần khoan bị hỏng, lỏng làm cho đầu côn xoắn
rơi vào trong ống.
+ Do lỡi khoan bị gãy
Với hiện tợng nh trên thì ta có các cách đề phòng và khắc phục nh sau:
+ Dụng cụ rơi vào hố khoan mà cha chôn vào trong đất, cát thì có
thể dùng gầu ngoạm kéo lên đợc.
+ Khi dụng cụ bị rơi đã chôn vào trong đất trớc hết phải điều tra
xem mức độ lún sâu nh thế nào, nếu thấy nguy hiểm thì lập tức lấp hố khoan lại
để rồi sau đó tìm ra những đối tác tơng ứng. Để dọn sạch đất cát đã bị lấp lên
trên đầu khoan xoắn bị rơi vào trong lỗ, có thể lắp đầu khoan đặc biệt vào đầu
của cần khoan, một mặt vừa thả xuống, một mặt dùng bơm tuần hoàn đẩy bùn
cát lên là có thể mò đợc đầu khoan.
- Có khí độc thoát ra từ lỗ khoan: do cấu tạo địa chất hoặc những nguyên
nhân khác , khi lỗ khoan cha hoàn thành đã có khí độc trong lỗ khoan
Cách phòng ngừa :

- Xả nớc vào để đẩy khí thoát ra. song khi lợng khí tơng đối ít thì có thể
dùng dây lửa để đốt bỏ khí có độc hại.
10
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
- khi thi công có ống chống, nếu hàn khung cốt thép ở miệng hố khoan,
phải chú ý tia lửa hàn có thể bén vào khí cháy trong hố khoan sinh ra
sự cố cháy nổ. Cho nên trớc khi hàn, phải dùng thiết bị thăm dò khí
độc hoặc đứng xa miệng hố khoan dùng dây lửa để kiểm tra xem trong
hố khoan có khí độc hay không
II.1.2 Trong giai đoạn hạ tầng cốt thép.
- Không hạ đợc lồng cốt thép vào hố khoan (do lồng cốt thép bị biến dạng,
hoặc uốn cong trong quá trình cẩu lồng thép).
- ống vách bị lún (do treo lồng thép quá nặng lên ống vách)
- Lồng thép bị ngập trong đất
-
s
ập lở thành vách do trong lúc hạ lồng thép ra vào thành lỗ khoan làm
sập lở.
II. 1.3. Trong giai đoạn đổ bê tông đúc cọc.
- Tắc nghẹn bê tông trong ống.
- Mực bê tông bị hạ xuống khi rút ống vách lên .
- Khi rút ống vách làm kéo theo cả khối bê tông và phần cọc dới ống vách
cũng bị lồng thép kéo lên theo, hoặc tạo vòng rỗng trong bê tông.
- Bê tông thân cọc bị phân tầng, rỗ có vách lạ (Thấu kính bùn, đất, vữa
betonit) đợc phát hiện qua việc đo chất lợng cọc (Siêu âm, khoan lấy mẫu).
II. 2. Các khuyết tật xảy ra trong cọc khoan nhồi
II. 2.1. Khuyết tật ở mũi cọc:
Những khuyết tật ở mũi cọc thờng xảy ra do bùn khoan lắng đọng ở đáy
hố khoan và đất dới mũi bị xáo động và bị dẻo nhão và betonite. H hỏng này đợc

thiết kế với sự làm việc của sức kháng mũi cọc, nhất là cọc có thể mở rộng chân
và có đa tới giảm cờng độ nội tại của bê tông mũi cọc hoặc giảm khả năng chịu
lực do lún gây ra nhng h hỏng này có thể là:
11
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
- Bê tông mũi cọc xốp (Sũng nớc hoặc lần nhiều bùn khoan) làm giảm
chất lợng bê tông tại mũi cọc, có thể sửa chữa bằng cách phun vữa xi măng.
- Giảm sức kháng mũi cọc: đo sự tiếp xúc của mũi cọc với đất nền, chịu
lực bị gián tiếp bởi lớp bùn lắng đọng ở đáy hố khoan, hoặc thay đổi thành phần
của đất dới mũi cọc.
II. 2.2. Khuyết tật ở thân cọc:
Những h hỏng ở thân cọc chủ yếu của thân cọc nh:
Thân cọc phình ra hoặc dạng rễ cây( làm khối lợng bê tông đúc cọc tăng
rất nhiều so với khối lợng bê tông tính toán lí thuyết) do sự cố sập thành vách lỗ
khoan hoặc do từ biến của lớp đất yếu dới tác dụng đẳy của bê tông tơi.
Thân cọc bị co thắt lại làm khối lợng bê tông đúc cọc giảm đi rất nhiều so
với tính toán lí thuyết do sự đẩy ngang của đất.
Có hang hốc, rỗ tổ ong trong thân cọc làm giảm khả năng chịu tải theo vật
liệu do sự lu thông của nớc ngầm làm trôi cục bê tông tơi, hoặc bê tông không
đủ độ sụt cần thiết
Bê tông thân cọc bị đứt đoạn bởi thấu kính đất nằm ngang hoặc lẫn bùn
đất, lẫn vữa bentonite trong thân cọc do sự cố sập thành vách trong lúc đổ bê
tông, hoặc do nhấc ống đổ bê tông lên quá cao.
Thân cọc tiếp xúc gián tiếp với đất vách bởi lớp áo sét nhão nhớt.
II.2.3 Những khuyết tật ở phần đầu cọc.
- Bê tông đầu cọc bị xốp do tạp chất, xi măng nhẹ nổi lên trên mặt bê
tông.
- Đập đầu cọc không thấy cốt thép
III. Biện pháp đề phòng và cách khắc phục

III.1 Trong công đoạn tạo lỗ:
12
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
- Không hạ đợc ống vách đến cao độ yêu cầu hoặc khoan không xuống thì
có thể xử lí bằng cách dùng loại gàu khoan thích hợp để phá vật cản rồi tiếp tục
hạ tiếp, hoặc dùng các thiết bị khoan, cắt trục vớt vật cản lên. Đối với những tr-
ờng hợp đặc biệt không thể trục vớt vật cản lên đợc phải dịch chuyển vị trí cọc
khoan nhồi hoặc thay phơng án cọc khoan nhồi bằng loại móng cọc khác.
- Khi khoan gặp tầng đất quá yếu lại không có ống vách . Tầng đất quá
yếu có E
0
< 50 kG/cm
2
, góc ma sát trong

0
< 10
0
hệ số nén chỉ số xuyên tiêu
chuẩn của đất N 4. Khi gặp tầng đất yếu nh trên thì phải hết sức chú ý. Trong
qúa trình khoan cần kiểm tra lại địa chất để đối chiếu với số liệu thí nghiệm, để
có giải pháp xử lí kịp thời chẳng hạn nh điều chỉnh lại chiều dài ống vách.
- Các chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch bentoouit không phù hợp với địa
tầng khoan: nh đã nói đến ở phần trớc với mỗi một loại đất khác nhau thì ta phải
có thành phần của dung dịch khoan khác nhau, cần phải kịp thời điều chỉnh cho
phù hợp với từng tầng đất vì nó có ảnh hởng rất lớn đến việc giữ ổn định lỗ
khoan.
áp lực thuỷ động trong tầng cát, cát pha quá lớn: khi gặp tầng cát có chứa
nớc ngầm với áp lực lớn, nớc ngầm này sẽ chảy vào trong hố khoan mang theo

đất cát ở vách hố khoan làm cho hố khoan tại tầng này mở rộng ra, có thể kéo
theo các tầng đất phía trên sụp xuống tạo thành hàm ếch. Nếu gặp phải hiện tợng
này nên đa ống vách qua tầng này hoặc dùng biện pháp hạ mực nớc ngầm trớc
khi khoan.
Việc sập nở thành vách lỗ khoan cũng liên quan đến việc chọn kỹ thuật,
thiết bị khoan không phù hợp với đất nên do tốc độ khoan quá nhanh vữa
bentonite cha kịp hấp thụ vào thành vách tạo nên lớp màng mỏng bảo vệ hoặc do
việc nâng hạ gầu quá nhanh gây hiệu ứng pittông dẫn đến sập thành vách. Để
tránh sập thành vách cần phải chọn loại khoan thích hợp với thao tác khoan nhẹ
nhàng, tránh những tác động đột ngột.
13
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
Do hạ lồng thép và vào thành vách lỗ khoan: khi hạ lồng thép nhanh có thể
và vào thành hố khoan dẫn đến sập vách. Do đó, cần phải hạ lồng thép một cách
cẩn thận và nhẹ nhàng đúng tâm hố khoan.
Do thời gian giãn kéo dài giữa khâu khoan tạo lỗ và đổ bê tông: nếu thời
gian này kéo dài 1 tiếng thì dễ gây sập lở vì vậy mà các công tác phải tiến hành
một cách khẩn trơng.
III.2 Hạ lồng thép.
Không hạ đợc lồng thép vào lỗ khoan: do lồng thép bị biến dạng. Do vậy,
khi chế tạo cần tính toán đến biến dạng của lồng thép, bố trí móc cầu phù hợp để
tránh biến dạng, hoặc nắn lại lồng thép và bố trí thêm móc câu.
ống vách bị lún: trong quá trình hàn nối các đoạn lồng thép, lồng thép đợc
treo vào ống vách, do trọng lợng của các lồng thép lớn làm lún ống vách. Khi đó
có thể gia cờng chống lún cho ống vách hoặc không treo lồng thép lên ống nữa.
Lồng thép bị ngập trong đất: Theo quy định khi lồng thép chạm đất thì
phải nâng lên 10công nghiệp. Điều này khó thực hiện do khoảng cách quá nhỏ.
Hơn nữa do nồng thép nặng nên khi chạm vào đáy đã lún vào nền, nên khi nâng
hạ lồng thép lên thì lồng thép vẫn ngập trong đất. Vì vậy cần tuỳ theo điều kiện

cụ thể để điều chỉnh khoảng cách này.
III.3 Trong giai đoạn đổ bê tông cọc
Tắc nghẽn bê tông trong ống: Do hiệu ừng vòm khi bê tông đợc giữ ở mức
quá cao trong ống chống làm cho bê tông không trào lên đợc gây tắc nghẽn. Khi
đó cần phải nâng ống dẫn lên, nhng ống dẫn phải ngập trong bê tông ít nhất 2m,
quy định là từ 2m đến 5m.
Mực bê tông bị hạ xuống khi rút ống vách lên: Do tầng đất yếu bị từ biến
dới tác dụng của áp lực ngang do bê tông tơi làm tăng thể tích của bê tông.
Cả khối bê tông trong ống chống bị kéo lên khi rút ống vách lên: Do bê
tông ninh kết quá sớm, nó đã bám chặt vào ống vách. Vì vậy, khi rút ống vách
14
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
làm kéo theo cả khối bê tông và phần cọc dới ống vách cũng bị lồng thép kéo lên
theo hoặc tạo vòng rỗng trong bê tông.
Bê tông bị phân tầng, rỗ tổ ong và có vật lạ: Khi gặp sự cố này có thể
khoan rửa sạch rồi bơm vữa xi măng vào.
15
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
Chơng II:
Các phơng pháp kiểm tra chất lợng bê
tông và sức chịu tải của cọc khoan nhồi
I. Các phơng pháp kiểm tra chất lợng bê tông
Có thể chia ra làm hai loại kiểm tra chất lợng bêtông là kiểm tra chất lợng
bêtông trớc khi đổ và sau khi đổ bê tông cọc.
I.1. Ph ơng pháp kiểm tra chất l ợng bê tông tr ớc khi đổ.
Để kiểm tra chất lợng bê tông trớc khi đổ thì với mỗi xe vận chuyển bê
tông đến vị trí để đổ vào cọc thì ngời ta tiến hành lấy mẫu bêtông cho vào nón
cụt để xác định độ sụt, công tác này là cần thiết vì độ sụt của bêtông rất quan

trọng trong quá trình đổ bê tông vì nếu không đảm bảo thì có thể gây tắc ống và
bêtông không vào đợc những chỗ cốt thép dày.
Ngoài ra ngời ta cũng phải đúc các mẫu để xác định cờng độ của bêtông.
Sau khi đúc mẫu ngời ta tiến hành bảo dỡng trong điều kiện tơng tự nh bê tông
đợc đúc trong lòng cọc để khi khoan lấy mẫu có cơ sở so sánh.
I.2. Ph ơng pháp kiểm tra chất l ợng sau khi đổ bê tông.
- Sau khi đổ bê tông cọc khoan nhồi xong. Sau một thời gian bê tông đạt
đủ cờng độ ta tiến hành thí nghiệm và khoan lấy mẫu.
Công việc khoan lấy mẫu đợc tiến hành trong ống có đờng kính từ 10,2 ữ
11,4cm đã đợc đặt sẵn trong lòng cọc trong quá trình gia công lồng cốt thép.
Việc lấy mẫu đợc tiến hành bằng máy khoan mũi kim cơng. Thông thờng lấy 8
mẫu bê tông thân cọc hình lăng trụ dùng để nén xác định cờng độ bê tông. Trong
đó, dùng một mẫu để thí nghiệm nén trớc khi thử tải và ít nhất 2 mẫu thí nghiệm
nén đúng vào ngày thử tải cọc.
16
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
Ngoài ra việc khoan lấy mẫu bê tông cũng phát hiện đợc các khuyết tật
xảy ra trong khi thi công cọc.
Để đánh giá, kiểm tra tính đồng nhất của bê tông cọc ngời ta sử dụng thiết
bị siêu âm. Sau đây trình bày thí nghiệm siêu âm cọc khoan nhồi cầu Mỹ Thuận.
*Phơng pháp thí nghiệm:
Thời gian thí nghiệm siêu âm đo độ đồng nhất (CSL) đợc thực hiện qua
việc đo dải tần biên độ sóng siêu âm từ tín hiệu nguồn phát ra ở ruột đầu máy
phát chạy dọc theo ống thép đến đầu thu nằm trong ống thép khác dựa vào sự
phân bố của tín hiệu sóng có đều hay không thời gian di chuyển giữa thu và phát
nhanh hay chậm nhận đợc mà cho kết quả bêtông thân cọc tốt hay có vấn đề về
chất lợng. Thời gian di chuyển thu, phát tín hiệu sóng chậm sẽ cho biết đợc
những vấn đề bất thờng trong thân cọc chẳng hạn nh bê tông kém chất lợng, có
những khe rỗng bêtông rỗ tổ ong hoặc bê tông lẫn bùn đất.

Công tác thí nghiệm độ đồng nhất bê tông cọc khoan nhồi bằng sóng siêu
âm có thể thực hiện cho từng cọc giữa thời gian sau bảy ngày đến hai mơi ngày
kể từ ngày hoàn tất đổ bê tông thân cọc.
Trong số 6 ống thì 4 ống đợc sử dụng do thí nghiệm có 2 ống dự phòng.
Các ống thí nghiệm siêu âm đợc bố trí đối xứng nhau qua tâm lồng thép và các
ống thép này đợc bố trí trong chu vi mặt cắt ngang thân cọc. ẩng thí nghiệm
siêu âm bằng thép có đờng kính ngoài 82,5mm và đờng kính trong 76mm các
ống thép này hình tròn và bề mặt phía trong phải phẳng không có bất kỳ khuyết
tật trong chế tạo cũng nh không có chỗ gồ gề ngay cả trong mối nối ống để đảm
bảo thông suốt cho khi thả máy dò sóng của đầu thu và phát có đờng kính 34mm
dài 150mm. Các ống thép phục vụ siêu âm phải kín nớc, bề mặt bên trong và
ngoài sạch sẽ đảm bảo đờng di chuyển của máy dò sóng và đảm bảo mối liên
kết tốt giữa bêtông và ống thép. Lắp dặt lồng cốt thép phải đặc biệt lu ý đến độ
thẳng đứng và song song của các ống thép thí nghiệm siêu âm.
17
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
Ngay sau khi lắp đặt các đoạn lồng cốt thép, các ống thép thí nghiệm siêu
âm phải đợc đổ đầy nớc sạch. Sau khi đổ bê tông, phải cẩn thận khi tháo gỡ nắp
ống ghép tránh để xảy ra tình trạng ống thép bị uốn xoắn, bị búa va đập hoặc bất
kỳ tác động ứng suất nào gây phá vỡ liên kết giữa bê tông thân cọc và ống thép.
*Thiết bị thí nghiệm CSL.
Một bộ vi xử lý dựa trên hệ thống đo sóng siêu âm mặt cắt ngang thân cọc
(CSL) đối với các máy thu phát CSL đơn lẻ, máy giao diện kỹ thuật số tơng đơng
và máy ghi dữ liệu CSL, bộ phân tích phản hồi sóng ở đầu thu và máy in CSL.
Nguồn phát sóng siêu âm và máy dò thu sóng siêu âm.
Nguồn cung cấp hiệu điện thế sóng siêu âm để kích thích nguồn với hệ
thống nút đồng bộ hoá để khởi động hệ thống ghi nhận tín hiệu sóng.
Thiết bị thớc đo độ sâu để xác định chiều sâu tín hiệu sóng đang ghi.
Bộ lọc tín hiệu sóng tơng ứng/ bộ khuếch đại và hệ thống sóng đang ghi.

Bộ lọc tín hiệu sóng tơng ứng/bộ khuếch đại và hệ thống dây cáp để thí
nghiệm.
*Trình tự đo thí nghiệm.
Các thông tin về đờng kính mũi cọc, cao độ đỉnh cọc, chiều dài cọc ngày
thi công phải đợc cập nhật đầy đủ trớc khi thực hiện siêu âm.
Việc thí nghiệm siêu âm phải đợc thực hiện giữa các cặp ống siêu âm với
nhau. Mỗi cọc khoan nhồi phải đợc đo kiểm tra ít nhất là 2 đo đờng kính lọc và 4
dây cung thông qua 4 điểm đo trên. Việc bổ sung thêm có thể phải thực hiện
trong trờng hợp có xuất hiện một số tín hiệu không bình thờng đợc kiểm tra
trong các ống qui trình. Các miệng ống trớc khi thí nghiệm siêu âm phải đợc
khoá phần còn lại dùng để thí nghiệm. Công tác siêu âm đợc thực hiện thông qua
nguồn phát và đầu thu dò âm nằm trong cùng mặt phẳng nằm ngang.
18
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
Trớc khi thả xuống và kéo dây treo máy phát và thu dò sóng âm lên, cứ
10m của 3 đoạn cuối đợc đánh dấu lên dây để cả nguồn máy phát và dò thu sóng
âm đợc thả xuống và kéo lên cùng mặt phẳng nằm ngang.
Đo siêu âm mặt cắt ngang thân cọc cứ 6cm theo chiều sâu thân cọc thực
hiện đo 1 lần hoặc có thể < 6cm. Việc đo phải đợc tiến hành từ mũi đến đỉnh
cọc. Các máy dò và phát sóng siêu âm phải đợc thả cùng một thời gian bắt đầu
từ đáy ống đo siêu âm trên chiều sâu thiết bị đo.
Phải kiểm tra dây treo máy dò và phát nhằm tăng độ chính xác khi đo,
tránh gây bị xoắn, chùng trớc khi tiến hành thí nghiệm.
Trong quá trình thí nghiệm nếu phát hiện những hiện tợng bất bình thờng,
dị thờng thông qua thời gian thu phát sóng dài hơn lúc bình thờng phải tiến hành
đo kiểm tra bổ sung theo yêu cầu nhằm để xác định chính xác các thông tin dị
thờng ngay cả việc xác định phạm vi phần dị tật trên.
Trong các kết quả thí nghiệm đo siêu âm phải bao gồm dữ liệu nhật ký về
công tác thí nghiệm với các phân tích về thời gian truyền sóng âm, dao động

sóng âm, vận tốc/chiều sâu truyền sóng.
*Phân tích kết quả đo.
Để đánh giá đuợc độ đồng nhất thông qua các đặc trng sóng âm ghi đợc
nh vận tốc, biên độ, năng lợng và thời gian truyền sóng kết hợp với hình dạng
của dải tần sóng âm thu đợc bằng thiết bị truyền sóng siêu âm, có thể tham khảo
qua các bảng sau.
Đánh giá quan hệ giữa tốc độ xung và chất lợng bêtông theo Whitechurst
(1966).
Tốc độ xung (m/s) Đánh giá chất lợng
Trên 4570 Rất tốt
3660 4570 Tốt
3050 3660 Nghi ngờ
19
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
2135 3050 Kém
Dới 2135 Rất kém
Đánh giá quan hệ giữa cờng độ bê tông và vận tốc âm theo J.C. Tijon
(1984).
Vận tốc âm (m/s) Cờng độ nén (Mpa) Vận tốc âm (m/s) Cờng độ nèn Mpa
3750 4000 35 3250 3500 25
3500 - 3750 30 3000 - 3250 20

Sau đây là một vài ví dụ về kết quả siêu âm cọc khoan nhồi
20
Thực tập tốt nghiệp Chuyên đề
cọc khoan nhồi
Một số hình ảnh về phổ của 6 mặt cắt của một cọc có chiều dài 37.5 m, đờng
kính 1.2m
21

Thùc tËp tèt nghiÖp Chuyªn ®Ò
cäc khoan nhåi
Pile: N8-1200
Date: 08/01/2006
Diameter: 1.20m
Section: 12
Length: 35.7m
Distance: 0.65m
Filter: 1
Section: 13
Length: 35.6m
Distance: 0.95m
Filter: 1
1
2
3
4
1
2
3
4
0m
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0

18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
32.0
34.0
35.7
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Arrival time [ms]
0m
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
32.0
34.0

35.6
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Arrival time [ms]
22
Thùc tËp tèt nghiÖp Chuyªn ®Ò
cäc khoan nhåi
Section: 14
Length: 36.3m
Distance: 0.75m
Filter: 1
Section: 23
Length: 35.5m
Distance: 0.65m
Filter: 1
1
2
3
4
1
2
3
4
0m
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0

16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
32.0
34.0
36.0
36.3
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Arrival time [ms]
0m
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0

32.0
34.0
35.5
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Arrival time [ms]
23
Thùc tËp tèt nghiÖp Chuyªn ®Ò
cäc khoan nhåi
Section: 24
Length: 35.7m
Distance: 0.95m
Filter: 1
Section: 34
Length: 35.4m
Distance: 0.65m
Filter: 1
1
2
3
4
1
2
3
4
0m
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0

12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0
30.0
32.0
34.0
35.7
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Arrival time [ms]
0m
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
18.0
20.0
22.0
24.0
26.0
28.0

30.0
32.0
34.0
35.4
0.0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8
Arrival time [ms]
24
Thùc tËp tèt nghiÖp Chuyªn ®Ò
cäc khoan nhåi
BiÓu ®å quan hÖ gi÷a vËn tèc sãng vµ chiÒu s©u cäc
25