(Thuyết minh + Bản vẽ) Tốt nghiệp_Cọc khoan nhồi phục vụ công trình cầu vượt sông

đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

Lời nói đầu
Trong suốt quá trình vừa qua, đợc sự giúp đỡ tận tình của các thày cô
giáo trờng Đại học Xây dựng, đặc biệt là sự quan tâm dạy bảo của các thày
cô giáo trong khoa Cơ khí Xây dựng cùng với những nỗ lực học tập của bản
thân em đã đợc giao nhận , hoàn thành đồ án tốt nghiệp _môn học cuối cùng
trớc khi trở thành một kỹ s.
Hiện nay và trong tơng lai , ở nớc ta cùng với sự phát triển của nền kinh
tế quốc dân, nghành xây dựng đang phát triển với tốc độ nhanh chóng, nớc
ta đang rất cần có những công nghệ hiện đại, áp dụng những thành quả khoa
học kỹ thuật vào công cuộc xây dựng phát triển các đô thị hiện đại, các
công trình lớn nh nhà cao tầng, cầu cống, sân bay, bến cảngtrong đó việc
giải quyết xử lý nền móng cho các công trình lớn là một vấn đề rất quan
trọng và cần thiết.Công nghệ thi công khoan cọc nhồi có tác dụng rất hữu
ích trong việc xử lý các vấn đề trên. Công nghệ khoan cọc nhồi ( cọc đổ bê
tông tại chỗ ) có thể giải quyết đợc các vấn đề kỹ thuật móng sâu trong nền
địa chất phức tạp , ở những nơi mà các loại cọc đóng bằng búa xung kích,
búa rung, loại cọc ống thép không thực hiện đợc hoặc đòi hỏi kinh phí rất
cao , tiến độ thi công kéo dài không đảm bảo tiến độ công trình. Công nghệ
thi công khoan cọc nhồi đã tạo thế chủ động cho ngành xây dựng của nớc ta
không những trong thi công các công trình cầu lớn mà cho cả các công trình
cảng biển, cảng sông, nhà cao tầng
Thấy rõ đợc vai trò quan trọng trong công nghệ thi công khoan cọc
nhồi đối với các công trình giao thông, đợc sự phân công của bộ môn Máy
Xây dựng trờng Đại học Xây dựng , dới sự hớng dẫn chỉ bảo trực tiếp của
thày Th.s Phan Văn Thảo em đã đợc nhận làm đồ án tốt nghiệp với đề tài:
Giải pháp thi công khoan cọc nhồi trên mặt nớc phục vụ xây dựng móng trụ
cầu vợt sông.

Thi công móng trụ cầu là một trong các lĩnh vực phức tạp và tốn kém
nhất khi xây dựng các hạng mục trong công trình cầu, đặc biệt đối với
những cầu qua sông lớn. Trong điều kiện địa chất phức tạp, giá thành xây
dựng móng có thể chiếm tới 35%- 45% tổng giá thành công trình( vật liệu
xây dựng móng chiếm 20%-30% phần còn lại chi phí cho nhân lực và trang
thiết bị thi công), về phơng diện thời gian xây dựng móng cầu thờng chiếm
quá nửa thời gian xây dựng toàn công trình.Vấn đề đặt ra cần có một giải
pháp thi công khoan cọc nhồi phục vụ xây dựng móng trụ cầu một cách đơn
Khoa cơ khí xây dựng

1

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

giản , hiệu quả nhất cả về chất lợng, kỹ thuật và kinh tế, thời gian thi công
nhanh nhất. Do trình độ còn hạn chế, công nghệ khoan cọc nhồi là một lĩnh
vực rất rộng , tuy cố gắng hết sức trong việc tìm tòi, thu thập tài liệu thực
hiện làm đồ án, nhng không thể tránh khỏi những thiếu sót. Vì vậy em rất
mong đợc sự chỉ bảo , hớng dẫn của các thày cô để em có thể hoàn thành đồ
án tốt nghiệp này với kết quả tốt nhất.
Một lần nữa, em xin trân thành cảm ơn các thày cô giáo trờng Đại học
Xây dựng, khoa Cơ khí Xây dựng, bộ môn Máy Xây dựng, đặc biệt là thày
giáo Th.s Phan Văn Thảo đã tạo điều kiện , trực tiếp giúp đỡ hớng dẫn em
hoàn thành bản đồ án này.
Em xin trân thành cảm ơn!

Sinh viên thực hiện:
Nguyễn Văn Tứ

chơng I
Đặc điểm thi công móng trụ cầu vợt sông.
Hiện nay ở nớc ta đang có rất nhiều công trình thi công cầu vợt sông,
nhằm đáp ứng tạo điều kiện thuận lợi một cách tốt nhất cho sự phát triển các
ngành kinh tế khác. Thi công móng trụ cầu vợt sông là một lĩnh vực rất phức
tạp và tốn kém, nó đóng vai trò quan trọng trong việc xây dựng câù vợt
sông.
Khi tiến hành thi công móng ở trên cạn ta cần phải thực hiện các công
việc chính nh : định vị trí đào hố móng và đặt móng, đào và vận chuyển đất,
gia cố thành hố móng, hút nớc( trờng hợp có nớc ngầm), san nền đổ lớp lót
đáy và xây dựng móng, sau đó là công tác hoàn thiện gồm lấp đất khe hố
móng, thu dọn mặt bằng, tháo dỡ các thiết bị và công trình phụ tạm

Khoa cơ khí xây dựng

2

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

Việc tiến hành thi công cọc trên cạn có nhiều điều kiện thuận lợi hơn
so với việc tiến hành thi công trên mặt nớc phục vụ thi công móng trụ cầu.ở
trên cạn , ta có thể dễ dàng tận dụng đợc nhiều điều kiện thuận lợi , cơ động

tuỳ theo điều kiện, vị trí địa lý mặt bằng thi công để có thể tiến hành lựa
chọn phơng án thi công một cách hiệu quả nhất. Việc bố trí thiết kế xây
dựng các công trình phụ trợ phục vụ cho việc thi công thuận tiện, mặt bằng
thi công ở trên cạn nên ta có thể xây dựng bố trí các công trình nh đờng
công vụ để vận chuyển máy móc thiết bị, nguyên vật liệu , các hệ thống ( hệ
thống cung cấp nớc: giếng nớc , mơng máng dẫn nớc, máy bơm, bể chứa ,
hệ thống đờng ống) đợc thực hiện ngay tại nơi thi công, sử dụng các loại
máy móc thiết bị thông dụng phổ biến để thi công. Việc cung cấp nguồn
điện năng phục vụ cho thi công cũng thuận tiện hơn so với việc thi công ở dới nớc, ta có thể truyền dẫn trực tiếp nguồn điện từ trong thành phố hoặc sử
dụng máy phát điện, còn khi thi công ở dới nớc nhất là ở những nơi nớc sâu
ở xa bờ việc truyền tải trực tiếp nguồn điện từ trong thành phố là rất khó
khăn, thờng phải sử dụng máy phát điện phục vụ riêng cho các thiết bị trong
quá trình thi công công trình.Trong quá trình đào đất lấy từ hố móng ta cần
vận chuyển đất ra khỏi phạm vi hố móng bằng các thiết bị chuyên dùng nh ô
tô ben, toa xe goòng bố trí dới tầm với gầu xúcTrong quá trình thi công hố
móng ở trên cạn nhiều loại thiết bị thông dụng đợc sử dụng cho năng suất
cao nh máy ủi, máy xúc( thuận nghịch, gầu quăng), máy xúc gầu quăng
dùng thi công móng mố trụ cầu thờng dùng máy xúc có dung tích gầu
khoảng 0,25 0,5 m3 tùy theo năng suất của máy xúc thay đổi từ 20- 40
m3/h
Thi công trên nớc , nhất là những nơi nớc sâu cách xa bờ thì việc tiến
hành thi công khó khăn hơn nhiều so với thi công trên cạn. Khi thi công ở
trên nớc trớc tiên ta phải xem xét , kiểm tra kỹ lỡng điều kiện địa hình , địa
chất khí tợng thuỷ văn, bố trí mặt bằng thi công cho hợp lý, việc xây dựng
mặt bằng thi công cũng là một vấn đề cần giải quyết , cần phải tính toán khả
năng chịu lực của hệ nổi sao cho hệ nổi luôn luôn ổn định trong quá trình
thi công công trình, đảm bảo an toàn trong mọi trờng hợp nhất là khi xảy ra
những biến động bất ngờ ( nh bão lụt..), các thiết bị thi công đặt trên hệ nổi
cần đợc lựa chọn hợp lý, hạn chế việc di chuyển thiết bị hạng nặng do việc
di chuyển nó gặp nhiều khó khăn trên hệ nổi.

Khoa cơ khí xây dựng

3

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

Khi xây dựng ở những chỗ có nớc mặt ( dới sông, trong lòng hồ) khác
với khi xây dựng trên cạn ở chỗ ngoài việc đào đất chống vách còn phải
ngăn nớc luôn luôn ở mức cao hơn mặt đất. Do đó nhất thiết phải tạo ra một
vòng vây tạm, để đồng thời ngăn nớc, đào đất và hút nớc trong hố móng đợc
an toàn.Vấn đề chống thấm , chống xói lở và chống hiện tợng cát đùn phải
đợc quan tâm đặc biệt, so với mức nớc thi công đỉnh vòng vây phải cao hơn
ít nhất 0,7m đề phòng nớc mặt tràn vào hố móng khi sóng to và khi mực nớc
thi công ( kể cả khi chiều cờng) dâng lên bất thờng. Các yêu cầu khác tơng
tự nh đối với thi công hố móng trên cạn, nh phải đảm bảo độ bền và độ ổn
định dới tác dụng của mọi tải trọng và tác động bên ngoài không bị biến
dạng, sụt lở, nghiêng lệch quá mức trong mọi tình huống đào đất, hút nớc
Kích thớc mặt bằng của chân vòng vây so với kích thớc móng phải mở rộng
thêm một khoảng để khơi rãnh và hố tụ nớc, đặt thiết bị vật liệu và bố trí
nhận lực khi thi công móng và xử lý những sự cố trong hố móng. Đối với
những sông có thông thuyền hoặc lu tốc dòng chảy khá lớn, vòng vây hố
móng phải thu hẹp tới mức tối thiểu , diện ngăn nớc không đợc chiếm quá
30 % diện tích ớt của dòng chảy, để tránh không cho lu tốc đột ngột tăng lên
quá nhiều làm xói mòn đáy sông và sạt lở chân vòng vây , đồng thời không

gây trở ngại cho giao thông đờng thủy.
Điều kiện thi công trên nớc phức tạp hơn khi xây dựng ở trên cạn nh
khâu đo đạc và định vị công trình, các phơng án vận chuyển vật liệu, trang
thiết bị và ngời từ bờ ra để thi công vòng vây, đào đất xây móng, nội dung
và cách tổ chức thi công phức tạp hơn. Cần phối hợp ngay từ đầu với các dự
án xây dựng các công trình phụ tạm, phụ trợ, nh giàn giáo , cầu tạmđể
thực hiện kế hoạch thi công một cách hiệu quả nhất. Trong xây dựng móng
mố trụ cầu ở những nơi sông nớc, thờng sử dụng những vòng vây ngăn nớc
và xây dựng bệ móng ( vòng vây đất, đá hộc , bao tải đất, cọc ván gỗ, cọc
ván gỗ kép, cọc ván thép, thùng chụp, vòng vây bê tông), thờng sử dụng
vòng vây cọc ván thép do có cờng độ cao , khớp mộng chặt chẽ nên cơ bản
ngăn chặn đợc nớc thâm nhập qua tờng vòng vây, có khả năng đóng sâu
trong hầu hết các loại nền đất đá, tạo ra một màn chắn nớc ngầm trong các
lớp đất thấm và đảm bảo ổn định khi đào móng.

Khoa cơ khí xây dựng

4

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

chơng II
Tổng quát công nghệ khoan cọc nhồi
Cùng với sự phát triển các công trình xây dựng có quy mô lớn trong các
ngành xây dựng công nghiệp , nhà cao tầng, các công trình giao thông cầu ,

bến cảng móng cọc khoan nhồi đã đợc nghiên cứu và áp dụng nhiều trong
xây dựng cầu đờng, bến cảng, các vùng đất khác nhau , đặc biệt là ở những
vùng đất yếu địa chất phức tạp . Công nghệ khoan cọc nhồi đã đợc sử dụng
nhiều trong các công trình cầu lớn của nớc ta nh móng trụ neo móng trụ
tháp phần cầu chính cầu Mỹ Thuận, sử dụng 36 cọc khoan nhồi đờng kính
250 cm , dài 55-100 m , khả năng chịu tải của cọc là 3900T, cọc xuyên qua
địa tầng sét chảy đến sét dẻo mịn, ngàm vào tầng cát chặt 2-3m bằng gầu
ngoạm hình bán cầu KD F3 _2400 E(S) của Đức, giữ ổn định vách lỗ khoan
bằng ống vách và dung dịch Bentonite ; thi công móng mố trụ cầu Lạc Quần
(Nam Định) dùng cọc khoan nhồi đờng kính 150 cm , dài 85m, khả năng
chịu tải của cọc 920-950T , cọc xuyên qua địa tầng sét chảy đến sét dẻo
mềm, ngàm vào tầng cát chặt 2-3m thi công bằng máy khoan BS_680_R
của Đức, giữ ổn định vách lỗ khoan bằng ống vách và dung dịch Bentonite
và nhiều công trình cầu lớn khác.
Công nghệ khoan cọc nhồi có thể áp dụng thích hợp với các loại nền
đất đá, kể cả vùng có hang castơ, thích hợp với các công trình cầu lớn tải
trọng nặng, địa chất nền đất là đất yếu hoặc có địa tầng thay đổi phức tạp.
Thích hợp cho nền móng các công trình cầu vợt xây dựng trong thành phố
hay đi qua các khu dân c đông đúc vì nó đảm bảo đợc các vấn đề về môi trờng cũng nh tiến độ thi công cầu, thích hợp cho móng có tải trọng lớn nh :
nhà cao tầng có tầng ngầm các công trình cầu( cầu dầm đơn giản, cầu
khung T, cầu dầm liên hợp liên tục, cầu treo dây xiên nhất là khi kết cấu
nhịp siêu tĩnh vợt khẩu độ lớn, tải trọng truyền xuống móng lớn mà lại yêu
cầu lún rất ít hay hầu nh không lún.
Khác với hạ cọc phải đúc sẵn thành từng đoạn từng khẩu, chờ đủ cờng
độ mới hạ cọc bằng nhiều công nghệ khác nhau , cọc khoan nhồi là loại cọc
đợc đúc ngay tại vị trí thiết kế , đã khoan lỗ sẵn trong đất nền .
Cọc nhồi có u điểm:
Khoa cơ khí xây dựng

5

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

Rút bớt đợc công đoạn đúc sẵn cọc , không còn khâu xây dựng bãi đúc,
lắp dựng ván khuôn , chế tạo mặt bích hoặc mối nối cọc. Đặc biệt, không
cần điều động những công cụ vận tải và bốc xếp cồng kềnh trong khâu vận
chuyển cẩu lắp khá phức tạp, nhất là đối với những đoạn cọc quá dài hoặc
cọc ống thành mỏng dễ bị nứt vỡ. Đồng thời cũng không cần đóng hạ cọc và
độn ruột , hai công đoạn khá phức tạp , nhất là khi gặp chớng ngại vật hoặc
dị vật.
Vì cọc đúc ngay tại móng, nên có khả năng thay đổi kích thớc hình
học, chẳng hạn chiều dài , đờng kính cọc , số lợng cốt thép so với bản vẽ
thiết kế để phù hợp với thực trạng của đất nền đợc xác định chính xác hơn
trong quá trình thi công . Độ cao đầu cọc cũng có thể quyết định lại cho phù
hợp với điều kiện địa hình và địa chất nhằm mục đích tránh lãng phí vật liệu
khi phải đập đầu cọc để liên kết với bệ móng. Trong đất dính , bất cứ tại
phần nào , điểm nào, trên thân cọc vẫn có thể mở rộng thêm : chân cọc và
phần thân cọc có thể mở rộng gấp 2-3 lần đờng kính để tăng khả năng chịu
tải của cọc tính theo vật liệu chịu đợc mômen lớn có thể phát sinh ở đỉnh
cọc.
Cọc khoan nhồi có khả năng sử dụng trong mọi loại địa tầng khác nhau
dễ dàng vợt qua đợc những chớng ngại vật, nếu kích thớc dị vật đó nhỏ hơn
1/3 đờng kính, có thể loại bỏ trực tiếp; nếu lớn hơn có thể dùng những công
cụ đặc biệt để phá bỏ chẳng hạn nh dùng đầu khoan choòng, máy phá đá,
hoặc cho nổ mìn, sử dụng hoá chất về nguyên tắc có thể đặt chân cọc ở bất

cứ độ sâu nào( kể cả khoan sâu vào đá gốc) , với cùng một công nghệ tơng
đối nhất quán( khác với rung hạ cọc bằng búa chấn động ) để tạo ra các sơ
đồ chịu lực khác nhau: cọc chống , cọc ma sát , ngàm chân, tựa khớp hoặc
các sơ đồ hỗn hợp.
Cọc khoan nhồi thờng tận dụng hết khả năng chịu lực theo vật liệu, do
đó giảm đợc số lợng cọc móng và cũng nh cọc ống , một vài cọc có đờng
kính lớn có thể thay thế cho cả nhóm cọc đóng, tạo điều kiện cho thi công
tập trung, giảm thời gian , giảm vật liệu. Đặc biệt cốt thép chỉ bố trí theo
yêu cầu chịu lực khi khai thác, không cần bố trí bổ sung nhiều cốt thép nh
cọc đúc sẵn chỉ để chịu lực trong quá trình thi công cọc( bốc xếp, vận
chuyển , đóng cọc..).
Không gây tiếng ồn, chấn động mạnh, làm ảnh hởng tới môi trờng sinh
hoạt xung quanh, một điều kiện rất quan trọng khi xây dựng những công
Khoa cơ khí xây dựng

6

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

trình trong thành phố, nhất là khi phải thi công trong những địa bàn chật
hẹp, xen kẽ bên cạnh những công trình đô thị khác đã có.
Cho phép có thể trực quan kiểm tra các lớp địa tầng bằng mẫu đấtl lấy
lên từ hố đào, nếu cần có thể tiến hành trực tiếp tại hiện trờng, đánh giá khả
năng chịu lực của nền đất dới đáy hố khoan, trớc khi quyết định đổ bê tông
tạo hình cho cọc đúc tại chỗ.

Nhợc điểm của cọc khoan nhồi:
Giá thành trên 1m dài cọc vẫn còn cao so với loại hình cọc đóng, cọc
ép, cọc rung hạ.
Chi phí khảo sát địa chất công trình cho việc thiết kế móng cọc khoan
nhồi cao hơn nhiều so với móng cọc khác, bởi vì việc thiết kế cọc khoan
nhồi cần biết chi tiết về các tính chất cơ - lý hoá của đất, nớc,cần dự báo
đúng về các hiện tợng cát chảy, đất sập
Sản phẩm trong suốt quá trình thi công đều nằm sâu dới lòng đất, các
khuyết tật dễ xảy ra không kiểm tra trực tiếp đợc bằng mắt thờng, khó xác
định chất lợng sản phẩm và nhất là các chỉ tiêu về sức chịu tải của cọc. Chất
lợng phụ thuộc chủ quan vào trình độ kỹ thuật , khả năng tổ chức và kinh
nghiệm chuyên môn của nhà thầu và đơn vị sản xuất, mặc dầu có thể đợc
trang bị máy móc chuyên dụng và đồng bộ , kể cả những thiết bị kiểm tra
chất lợng và thử nghiệm công trình hiện đại.
Thờng đỉnh cọc nhồi phải kết thúc trên mặt đất, khó có thể kéo dài thân
cọc lên phía trên, do đó buộc phải làm bệ móng ngập sâu dới mặt đất hoặc
đáy sông. Vì vậy không có lợi về mặt thi công nhất là đối với những công
trình thi công trên sông biển , phải làm vòng vây ngăn nớc tốn kém so với
móng cọc đài cao.
Rất dễ xảy ra khuyết tật ảnh hởng đến chất lợng cọc chẳng hạn nh:
-Hiện tợng thắt hẹp cục bộ thân cọc hoặc thay đổi kích thớc tiết
diện khi qua nhiều lớp đất đá khác nhau.
-Bê tông xung quanh cọc dễ bị rửa trôi lớp xi măng khi gặp mạch
ngầm và gây ra hiện tợng rỗ kẹo lạc ngay cả trong trờng hợp dùng ống
vách tạm thời( nhng phải rút lên khi bê tông cha kịp đông cứng )
-Ngoài ra còn rất nhiều nguyên nhân chủ quan khác làm cho cọc
khoan nhồi kém phẩm chất nh do chất lợng khoan tạo lỗ không đúng kích
thớc , nghiêng lệch sụt lở vách khoan, chất lợng xục rửa đaý lỗ khoan cha
tốt còn sót lại nhiều cặn lắng, bêtông bị trở ngại không xuống đợc cao độ
Khoa cơ khí xây dựng

7

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

thiết kế, phải tựa trên một lớp vật liệu rời rạc, dễ lún.Do khối lợng chất lợng
trộn bê tông không đều,chất lợng đổ bê tông không đúng quy cách, bị gián
đoạn , tắc nghẽn, miệng ống dẫn không ngập sâu trong bê tông , tốc độ bê
tông xuống quá nhanh, thời gian tháo lắp ống quá lâu bê tông bị gián đoạn
tạo ra những điểm dừng đổ và phân tầngNói chung là do không nắm vững
quy trình công nghệ , chủ quan, không tìm hiểu tình hình và dự liệu các biện
pháp phù hợp.
Thi công cọc phụ thuộc nhiều vào thời tiết, không những trong quá
trình khoan tạo lỗ chịu ảnh hởng của biến động thời tiết( có khi phải ngừng
thi công và lấp lỗ khoan tạm thời), mà đổ bê tông đúc cọc ngoài trời, nhất là
tại vị trí sông nớc , lại càng chịu ảnh hởng lớn của ma bão, tác động không
nhỏ tới chất lợng sản phẩm. Do đó , phải có dự kiến phơng án khắc phục.
Riêng đối với đất cát nhiều khó khăn phức tạp có thể xảy ra , mở rộng
chân cọc rất khó thực hiện đúng với kích thớc mong muốn vì thành vách dễ
bị sạt lở. Trái với cọc đóng làm chặt cát sỏi , khi khoan cọc sẽ làm cho cát
sỏi bị rời lỏng, cấu trúc tự nhiên dù vốn có chặt chẽ nhng dễ bị phá huỷ. Cọc
nhồi nếu bị lún trong cát sẽ gây ra hiện tợng sụt mặt đất và dẫn tới những
ảnh hởng xấu cho cả những công trình xung quanh
Chi phí cho thiết bị kiểm tra chất lợng cọc tơng đối cao, thí nghiệm thử
tải cọc phức tạp và giá thành cao.

II.1.Công nghệ thi công khoan cọc nhồi.
Trên thế giới có rất nhiều công nghệ và các loại thiết bị thi công cọc
khoan nhồi khác nhau. ở Việt Nam hiện nay chủ yếu là sử dụng 3 phơng
pháp khoan cọc nhồi với các loại thiết bị và quy trình khoan khác nhau.
* Phơng pháp khoan thổi rửa. ( phản tuần hoàn )
* Phơng pháp khoan dùng ống vách.
* Phơng pháp khoan gầu trong dung dịch Bentônite.
A. Phơng pháp khoan thổi rửa: ( hay phản tuần hoàn )
Xuất hiện đã lâu và hiện nay vẫn đợc sử dụng rộng rãi ở Trung Quốc.
Tại Việt Nam một số đơn vị liên doanh với Trung Quốc vẫn sử dụng công
nghệ khoan này. Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá đất, dung dịch
Bentônite đợc bơm xuống để giữ vách hố đào, mùn khoan và dung dịch đợc
máy bơm và máy nén khí đẩy từ đáy hố khoan lên đa vào bể lắng. Lọc tách
dung dịch Bentônite cho quay lại và mùn khoan ớt đợc bơm vào xe téc và

Khoa cơ khí xây dựng

8

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

vận chuyển ra khỏi công trờng, công việc đặt cốt thép và đổ bêtông đợc tiến
hành bình thờng.
Ưu điểm của phơng pháp này là giá thiết bị rẻ, thi công đơn giản, giá
thành hạ.

Nhợc điểm là khoan chậm, chất lợng và độ tin cậy cha cao.
B. Phơng pháp khoan dùng ống vách.
Xuất hiện từ thập niên 60 -70 của thế kỷ này, ống vách đợc hạ xuống và
nâng lên bằng cách vừa xoay vừa rung. Trong phơng pháp này không cần
dùng đến dung dịch Bentônite để giữ vách hố khoan, đất trong lòng ống
vách đợc lấy ra từ gầu ngoạm.
Ưu điểm là không cần đến dung dịch Bentônite, công trờng sạch chất lợng cọc đảm bảo.
Nhợc điểm là khó làm đợc cọc tới 30m , máy cồng kềnh, khi làm việc
gây chấn động rung lớn, khó sử dụng cho việc xây chen trong thành phố.
C. Phơng pháp khoan gầu.
Trong công nghệ khoan này gầu khoan thờng ở loại thùng xoay cắt đất
và đa ra ngoài , cần gầu khoan có dạng ăngten, thờng là 3 đoạn truyền đợc
chuyển động xoay từ máy đào xuống gầu đào nhờ hệ thống rãnh. Quá trình
tạo lỗ đợc thực hiện trong dung dịch sét Bentônite. Dung dịch Bentônite đợc
thu hồi , lọc và tái sử dụng vừa đảm bảo vệ sinh và giảm khối lợng chuyên
chở, trong quá trình khoan có thể thay các đầu đào khác nhau để phù hợp
với nền đất và có thể vợt qua các dị vật trong lòng đất, việc đặt côt thép và
đổ bêtông đợc tiến hành trong dung dịch Bentônite.
Ưu điểm của phơng pháp là thi công nhanh, việc kiểm tra chất lợng
thuận tiện rõ ràng, đảm bảo vệ sinh môi trờng, ít ảnh hởng đến công trờng
xung quanh.
Nhợc điểm là thiết bị chuyên dụng , giá đắt, giá thành cọc cao , quy
trình công nghệ chặt chẽ, cán bộ kỹ thuật và công nhân phải lành nghề và có
ý thức công nghiệp , kỷ luật cao.

Khoa cơ khí xây dựng

9

svth: nguyễn văn tứ

đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

Lắp ráp cơ giới, định
vị và cân chỉnh máy

Thi công hạ ống vách

Bơm cấp Bentonite

Đổ bê tông
cọc và san
lấp bề mặt
Khoan đến
cao độ đáy
cọc

Thổi rửa,vét
cặn lắng và
thay dd mới

Cẩu hạ lắp
lồng hạ cốt
thép

Chuẩn bị
điều chế dd

Xử lý
Bentonite để
tái sử dụng

Thải cặn
lắng

Lắp ống đổ
bê tông

Hình1:Quy trình công nghệ thi công cọc khoan nhồi.
II.1.1.Chuẩn bị thi công.
Trớc khi công cọc khoan nhồi, ngoài việc phải chuẩn bị thiết bị cần
thiết, điều tra khả năng vận chuyển và hoạt động để áp dụng các biện pháp
ngăn ngừa tiếng ồn, chấn động thì một việc quan nữa là phải thực hiện
điều tra đầy đủ về tình hình phạm vi xung quanh hiện trờng.
Về mặt vận chuyển thiết bị phải xem xét chủng loại, kích thớc, trọng lợng của thiết bị ( kích thớc và trọng lợng khi tháo rời để vận chuyển ), khả
năng tự hành đợc hay không, có kinh tế không để lựa chọn đợc phơng án
thích hợp nhất. Điều cần chú ý là máy khoan thuộc loại thiết bị lớn, trọng lợng nặng, nên nhất thiết phải điều tra đầy đủ trớc về phơng án và lộ trình
vận chuyển. Khi tiến hành điều tra các công việc này, phải tìm hiểu kỹ về
trọng tải của xe vận tải , năng lực chở của xe kéo ( rơmooc), máy bốc xếp,
bề rộng đờng đi bán kính quay, độ dốc, cờng độ mặt đờng, độ cao thông
thuỷ của các vật chớng ngại trên đờng đi, tải trọng của cầu cống, có quy
định hạn chế của bộ giao thông hay khôngPhải bảo đảm có đủ diện tích ở
hiện trờng thi công để lắp dựng thiết bị , chỗ xếp dụng cụ, phải thực hiện
việc xử lý, gia cố mặt đờng và nền đất trong hiện trờng để tạo điều kiện cho
việc lắp dựng thiết bị và xe vận chuyển bê tông, đi lại. Phải nghiên cứu trớc
về vận chuyển đất thừa, bùn giữ thành hố, thiết bị xử lý, dọn dẹp các chớng
ngại chìm dới mặt đất, cấp thoát nớc, thiết bị điện, số lợng đờng ống cần

cóphải có các biện pháp hạn chế tiếng ồn và chấn động, điều tra tình hình
hiện trờng
Khi thiết kế tổ chức thi công cọc khoan nhồi cần phải điều tra và thu
thập các tài liệu sau:
Khoa cơ khí xây dựng

10

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

1. Bản vẽ thiết kế móng cọc khoan nhồi, khả năng chịu tải, các yêu
cầu thử tải và phơng pháp kiểm tra nghiệm thu.
2. Tài liệu điều tra về địa chất, thuỷ văn , nớc ngầm.
3. Tài liệu về bình đồ, địa hình nơi thi công, các công trình hạ tầng
tại chỗ nh đờng giao thông, mạng điện, nguồn nớc phục vụ thi
công.
4. Nguồn vật liệu cung cấp cho công trình, vị trí đổ đất khoan.
5. Tính năng và số lợng thiết bị thi công có thể huy động cho công
trình.
6. Các ảnh hởng có thể tác động đến môi trờng và công trình lân
cận.
7. Trình độ công nghệ và kỹ năng của đơn vị thi công.
8. Các yêu cầu về kỹ thuật thi công, kiểm tra chất lợng đối với cọc
khoan nhồi.
Nội dung của công tác thiết kế tổ chức thi công cọc khoan nhồi bao

gồm:
1. Lập bản vẽ mặt bằng thi công tổng thể bao gồm vị trí cọc, bố trí các
công trình phụ tạm nh trạm bê tông, hệ thống sàn công tác, dây
chuyền công nghệ thiết bị thi công nh máy khoan , các thiết bị đồng
bộ đi kèm, hệ thống cung cấp và tuần hoàn vữa sét, hệ thống cấp và
xả nớc, hệ thống cấp điện, hệ thống đờng công vụ.
2. Lập các bản vẽ thể hiện các bớc thi công, các tài liệu hớng dẫn các
thao tác thi công đối với các thiết bị chủ yếu. Lập hớng dẫn công
nghệ thi công và các hớng dẫn các thiết bị đồng bộ .
3. Lập tiến độ thi công công trình.
4. Lập biểu kế hoạch sử dụng nhân lực.
5. Lập biểu kế hoạch sử dụng thiết bị.
6. Lập bảng tổng vật t thi công công trình.
7. Các biện pháp đảm bảo an toàn lao động và chất lợng công trình.
Trớc khi thi công khoan cọc nhồi, phải căn cứ vào các bản vẽ thiết
kế thi công để tiến hành xây dựng các công trình phụ trợ nh:
1. Đờng công vụ để vận chuyển máy móc thiết bị vật t phục vụ thi
công.
2. Hệ thống cung cấp nớc gồm nguồn nớc ( giếng nớc,mơng máng dẫn
nớc), các máy bơm, các bể chứa, hệ thống đờng ống.
Khoa cơ khí xây dựng

11

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

3. Hệ thống cấp điện gồm nguồn điện cao thế, hệ thống truyền dẫn
cao và hạ thế, trạm biến áp, trạm máy phát điện
4. Hệ thống cung cấp và tuần hoàn vữa sét gồm kho chứa bột
Bentonite , trạm trộn vữa sét, các máy bơm, các bể lắng, hệ thống lọc
xoáy và hệ thống đờng ống.
5. Hệ thống cung cấp bê tông gồm các trạm bê tông, các kho xi măng,
các máy bơm bê tông, và hệ thống đờng ống
6. Các sàn đạo thi công và các khung dẫn hớng
II.1.2.Công tác khoan tạo lỗ.
Phơng pháp khoan lỗ và máy khoan lỗ sẽ khác nhau căn cứ vào phơng
pháp thi công và các thiết bị đã đợc lựa chọn. Để nâng cao chất lợng tạo lỗ
thì khi thi công phải rất cẩn thận và lu tâm toàn diện.Công tác khoan tạo lỗ
có thể chia thành hai dạng chủ yếu theo phơng thức bảo vệ thành vách lỗ
khoan đó là : ( khoan lỗ không có ống vách dùng dung dịch Bentônite để
giữ vách và khoan tạo lỗ có ống vách.)
a)Thiết bị khoan tạo lỗ.
Thiết bị khoan lỗ khác nhau tuỳ theo tình hình của địa chất và từng
loại cọc, thiết bị dùng cho mỗi loại phơng pháp khoan đều đã có sản phẩm
định hình, ngoài việc dùng thiết bị khoan tiêu chuẩn , có khi còn dùng các
thiết bị cải tiến hoặc thiết bị gia công theo tiêu chuẩn mới.
Các loại thiết bị làm lỗ tiêu chuẩn của máy thi công khoan cọc nhồi:
1. Thiết bị làm lỗ dùng trong phơng pháp thi công có ống chống( gầu
ngoạm).
2. Thiết bị tạo lỗ dùng trong phơng pháp khoan lỗ phản tuần hoàn( trộn lẫn
đất khoan và dung dịch giữ thành rồi rút lên bằng cần khoan)
3. Phơng pháp khoan lỗ bằng guồng xoắn.
b)ống vách.
Theo đặc điểm kỹ thuật có thể chia ống vách làm hai loại:
- ống vách thuộc thiết bị khoan có kích thớc về đờng kính, chiều dài mỗi

đoạn ống đợc chế tạo theo tính năng, công suất của từng loại máy khoan.
ống vách này đợc rút lên trong quá trình đổ bê tông .
- ống vách theo yêu cầu thi công không thuộc thiết bị khoan và đợc để lại
trong kết cấu với mục đích: gĩ thành vách, hoặc làm ván khuôn đối với phần
cọc ngậm nớc, cao hơn đáy sông ; bảo vệ cọc bê tông cốt thép trong trờng
hợp sông có vận tốc lớn và nhiều phù sa.
Khoa cơ khí xây dựng

12

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

ống vách đợc chế tạo bằng thép bản cuốn và hàn thành từng đoạn ống tại
các xởng cơ khí chuyên dụng.
Nói chung ống vách có nhiệm vụ là định vị và dẫn hớng cho máy khoan, giữ
ổn định cho bề mặt hố khoan đảm bảo không bị sập thành phía trên hố
khoan, ống vách bảo vệ hố khoan để đá sỏi và thiết bị không rơi xuống hố
khoan . Ngoài ra ống vách còn có thể làm sàn đỡ tạm và thao tác cho việc
buộc nối và lắp dựng cốt thép, lắp dựng và tháo dỡ ống đổ bê tông, ống vách
đợc thu hồi lại sau khi đổ bê tông cọc nhồi xong.
Công tác định vị, lắp đặt ống vách cần lu ý những điểm sau:
Khi lắp đặt ống vách ở trên cạn : công tác đo đạc định vị thực hiện bằng
máy kinh vĩ và thớc thép, dùng cần cẩu để lắp đặt.
Khi lắp đặt ống thép vùng nớc sâu : ngoài việc sử dụng các loại máy móc
thiết bị trên để đo đạc và định vị cần dùng thêm hệ thống khung dẫn hớng,

khung dẫn hớng dùng để ổn định ống vách phải đảm bảo ổn định dới tác
dụng của lực thủy động.
Định vị cọc trên mặt bằng cần dựa vào các mốc tọa độ chuẩn đợc xác định
và xây dựng trớc , vị trí , kích thớc và cao độ chân ống vách phải đợc định vị
và hạ đúng theo quy định thiết kế.
Thiết bị hạ ống vách tùy thuộc vào điều kiện địa chất công trình , kích thớc
ống vách, chiều sâu hạ để tính toán và chọn thiết bị hạ ống vách cho phù
hợp, thiết bị hạ ống vách thờng có những dạng sau:
* Sử dụng thiết bị xi lanh thủy lực kèm theo máy khoan để xoay lắc
ống vách hạ hoặc nhổ ống vách lên.
* Sử dụng búa rung đóng ống vách xuống kết hợp với việc lấy đất bên
trong lòng ống vách bằng máy khoan, gầu ngoạm, hoặc hút bùn. Hạ ống
vách bằng kích thủy kích thủy lực ép xuống.
ống vách đợc hạ xuống bằng nhiều phơng pháp:
* Phơng pháp rung : sử dụng búa rung thông dụng thờng hạ 6m ống
vách trong vòng 10 phút nhng quá trình rung ảnh hởng đến toàn bộ khu vực
lân cận. Để khắc phục hiện tợng trên trớc khi hạ ống vách ngời ta đào sẵn
một hố sâu khoảng 2,5 -3m nhằm để bóc bỏ lớp đất cứng trên bề mặt nền
đất, biện pháp này làm giảm thời gian rung của búa xuống còn 2-3 phút và
giảm bớt ảnh hởng đến công trình lân cận.

Khoa cơ khí xây dựng

13

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

* Phơng pháp ép : Ngời ta sử dụng máy ép để ép ống vách xuống độ
sâu cần thiết , phơng pháp này tránh đợc rung động nhng thiết bị ép và tải
lại cồng kềnh, khó khăn cho việc thi công và bố trí mặt bằng.
* Phơng pháp sử dụng chính máy khoan với gầu có lắp thêm đai cắt để
mở rộng đờng kính, khoan sẵn một lỗ đến hết độ sâu của ống vách, sử dụng
cần cẩu hoặc máy đào đa ống vách vào vị trí, hạ xuống đúng cao trình cần
thiết, cũng có thể dùng cần Kelly Bar để gõ nhẹ lên ống vách, điều chỉnh độ
thẳng đứng và đa ống vách xuống đến vị trí , sau khi đặt ống vách xong phải
chèn chặt ống vách bằng đất sét và nêm lại không cho ống vách dịch chuyển
trong quá trình khoan ( phơng pháp này hay sử dụng).
c) Chuẩn bị khoan
Trớc khi thi công khoan cọc nhồi cần phảỉ chuẩn bị đầy đủ hồ sơ tài liệu,
thiết bị máy móc và mặt bằng thi công đảm bảo các yêu cầu sau:
* Khoan thăm dò địa chất tại vị trí có lỗ khoan.
* Chế tạo lồng cốt thép.
* Thí nghiệm để chọn tỷ lệ hỗn hợp bê tông cọc.
* Lập các quy trình công nghệ khoan cọc nhồi cụ thể để hớng dẫn,
phổ biến cho cán bộ, công nhân tam gia thi công cọc khoan nhồi làm chủ
công nghệ.
Khi sử dụng máy khoan không có ống vách đi kèm thì cần phải bổ sung các
yêu câu dới đây:
*Sản xuất các ống vách thép theo chiều dài mà thiết kế thi công yêu
cầu.
* Làm các thí nghiệm để chọn tỷ lệ pha trộn thành phần vữa sét phù
hợp với yêu cầu của lỗ khoan.
Dựa trên cơ sở phơng pháp và thiết bị máy khoan, tùy theo từng vị trí cụ thể
của cọc mà phải chuẩn bị mặt bằng để lắp đặt máy khoan . Khi khả năng
chịu tải của đất nền không đảm bảo để đặt máy và thiết bị thi công có thể

chọn giải pháp gia cố nền đất sau:
* Dùng xe ủi san và nén chặt đất.
* Đào bỏ lớp đất yếu thay đất tốt.
* Gia cố đất bằng tà vẹt hoặc xi măng
* Lát mặt bằng tà vẹt, ván đầy bằng gỗ hoặc lát bằng thép tấm, thép
hình.
Khi kê bằng thép tấm cần chống trợt và xoay chân chống máy khoan.
Khoa cơ khí xây dựng

14

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

Đối với các máy khoan xoắn ốc hay máy khoan gầu xoay dùng để thi công
trên cạn, máy cơ bản( bộ phận chính của máy) phải đợc đặt trên các tấm tôn
dày 20mm , các chân máy phải đợc kê cứng và cân bằng để khi khoan
không bị nghiêng hoặc di động.
Đối với các máy khoan thuận hoặc nghịch đầu khoan đợc treo bằng giá
khoan hoặc bằng cần cẩu , trớc khi khoan phải định vị giá khoan cân bằng,
đúng tim cọc thiết kế , các sàn công tác phải đảm bảo ổn định dới tải trọng
thi công và tải trọng động.
d) Đo đạc trong khi khoan.
công tác đo đạc trong khi khoan nhằm đạt đợc các mục tiêu sau:
* Định vị chính xác vị trí khoan.
* Theo dõi chiều dày lớp địa chất của lỗ khoan.

* Xác định vị trí, cao độ đầu khoan.
định vị tim đầu khoan hoặc tim ống vách bằng các thiết bị đo đạc công
trình theo các cọc mốc đã đợc xây dựng từ trớc, trong quá trình khoan phải
theo dõi tim cọc bằng máy kinh vĩ, đo đạc độ sâu lỗ khoan , đồng thời phải
luôn quan sát và ghi chép sự thay đổi các lớp địa chất qua mùn khoan lấy ra.

Tim cọc

Mốc phụ

Mốc chuẩn

Hình 2 - sơ đồ định vị tim cọc

e) Khoan lỗ.
Phải lựa chọn thiết bị khoan đủ năng lực và phù hợp với điều kiện địa chất
thủy văn của công trình để đảm bảo cho việc tạo lỗ khoan đạt yêu cầu thiết
kế.
Thiết bị thiết kế có các loại sau:

Khoa cơ khí xây dựng

15

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

* Thiết bị trong phơng pháp thi công có ống vách: gồm ống vách có
chân sắc, gầu ngoạm đợc treo bằng đầu múp cáp.
* Thiết bị trong phơng pháp khoan phản tuần hoàn: đầu khoan đợc nối
với cần khoan cùng với dung dịch giữ thành kéo đất khỏi lỗ khoan.
* Máy tạo lỗ trong phơng pháp tạo lỗ bằng guồng xoắn.
Khi lựa chọn thiết bị cần căn cứ vào tình hình địa chất cụ thể, kích thớc cọc,
phơng pháp thi công để lựa chọn cho thích hợp.
Nhóm máy khoan dùng ống vách chỉ nên sử dụng trong đất đá mềm,
những nơi không có nớc mặt mức nớc ngầm thấp. Những nơi có mực nớc
ngầm cao hoặc cần dung dịch giữ thành chỉ nên dùng khi chiều sâu lỗ khoan
không lớn, vì trong điều kiện đó các máy khoan mới phát huy tốt.
Nhóm máy khoan vận hành ngợc có thể sử dụng trên tầng đất đá, đặc
biệt có hiệu quả khi đờng kính lỗ khoan lớn từ 30 100 m .
Khi lựa chọn máy khoan cần xét tính kinh tế của mỗi loại máy với đờng kính và độ sâu cọc . Không nên sử dụng máy khoan ống vách , trừ trờng
hợp không có giải pháp hiệu quả khác, do kéo dài thời gian và tốn kém do
công tác ống vách.
Trong trờng hợp đất là nền bình thờng thì việc tạo lỗ có đơn giản nhng
trong trờng hợp nền đất cứng , đá sỏi , đá mồ côi, hay tầng nham thạch thì
tạo lỗ khó khăn thậm chí không làm nổi, tùy tình hình cụ thể mà vận dụng
các phơng pháp tạo lỗ cho thích hợp.
Phơng pháp thi công có ống vách, công nghệ tạo lỗ sử dụng ống vách
có u điểm là vách lỗ khoan ổn định, đặc biệt khi tạo lỗ qua địa tầng bùn sụt
cát chảy mà các phơng pháp khác khó có thể khắc phục, nhng cũng có nhợc
điểm sau: phải chi phí mua ống vách , hạ ống vách , đặc biệt có khi phải để
lại toàn bộ hay một phần ống vách; khi thi công trong địa tầng qua cuội sỏi
gây khó khăn cho hạ ống vách và tạo lỗ; ảnh hởng chất lợng bê tông và cọc
khi rút ống vách. Vì vậy công nghệ này áp dụng có hiệu quả trong địa tầng
bùn sụt, cát chảy với chiều sâu không lớn.
Công nghệ khoan vận hành ngợc, có tốc độ thi công nhanh, nhng tốc

độ khoan và tốc độ bàn quay phải phù hợp với đờng kính lỗ khoan và từng
loại đất đá. Công tác ổn định vách khoan cần đợc quan tâm , công tác này đợc ứng dụng rộng rãi khi có dung dịch giữ ổn định vách lỗ.
Công nghệ khoan dùng guồng xoắn, thích hợp với đất dính, mềm , khi
đó có thể không cần ống vách thậm chí không cần dung dịch giữ thành hơn
Khoa cơ khí xây dựng

16

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

nữa không gây tiếng ồn và chấn động lớn do đó thích hợp cho thi công ở đô
thị, nhng làm phơng pháp này cần chú ý không làm sạt lở vách khi nhấc
guồng xoắn và xử lý khi gặp đá mồ côi , tốt nhất khi gặp đá mồ côi thì nên
sử dụng công nghệ có ống chống vách. Khi gặp đá tảng rất cứng ở sâu với lỗ
khoan guồng xoắn hoặc khoan thùng không xuyên qua đợc phải dùng lỡi
khoan đặc biệt có răng cứng để phá vỡ chúng bằng cách cho rơi tự do đầu
khoan vào lỗ đã khoan hoặc có thể dùng thuốc nổ( nếu cho phép) hoặc lấy
máy đục đá thả vào lỗ khoan để phá đá tảng, đá mồ côi hoặc tầng nham
thạch cứng.Trong quá trình khoan nếu xảy ra sự cố , hiện tợng bất thờng( sụt
lở thành vách, lỗ khoan không thẳng, có sự thay đổi sai lệch về đờng kính lỗ
khoan thực tế so với yêu cầu thiết kế) thì nhà thầu phải nghiên cứu, đề xuất
giải pháp xử lý. Phơng án xử lý sự cố của nhà thầu chỉ đợc thực hiện khi chủ
đầu t, t vấn giám sát, t vấn thiết kế thống nhất chấp thuận. Phải chờ đến khi
bê tông cọc bên cạnh trong cùng một móng đạt tối thiểu 70% cờng độ thiết
kế mới đợc phép khoan tiếp. Việc quyết định chọn thời điểm khoan còn phụ

thuộc vào khoảng cách giữa các cọc trong móng, theo tiêu chuẩn thiết kế
hiện hành thì cự ly tim các cọc ít nhất là bằng 3 lần đờng kính cọc.Đối với
những lỗ khoan sử dụng dung dịch vữa sét để giữ thành vách, cần bù phụ
dung dịch liên tục trong quá trình khoan , ngừng khoan hoặc đổ bêtông .
Không đợc để cao độ dung dịch trong lỗ khoan hạ xuống dới mức quy định
gây sụt lở vách. Khi ngừng khoan lâu phải rút đầu khoan ra khỏi lỗ khoan ,
tránh mũi khoan bị chôn vùi khi sập vách, miệng hố khoan phải đợc đậy
nắp, khi đa mũi khoan lên để xả đất hoặc nối dài cần khoan phải rút từ từ
không đợc cho đầu khoan va chạm vào vách gây sụt lở.
Cao độ dung dịch khoan giữ ổn định thành vách phải cao hơn mực nớc
ngầm hoặc mực nớc mặt trên 2 m , tại những nơi nớc ngầm hoặc có áp lực
ngang khác cần phải tính toán kỹ để quyết định cao độ naỳ . Trong quá trình
khoan phải luôn theo dõi việc cấp vữa sét cho bơm hút( phơng pháp tuần
hoàn ngợc ) , nếu hết vữa sét dự trữ thì phải ngừng ngay khoan, trong mọi trờng hợp cấm để dung dịch khoan trong hố khoan bị hạ thấp hơn 1m so với
cao độ quy định.
Trong khi khoan do cấu tạo nền đất rất khác nhau và có khi gặp dị vật nên
đòi hỏi ngời chỉ huy khoan phải có nhiều kinh nghiệm để xử lý kịp thời , kết
hợp với một số công cụ đặc biệt.
- Khi khoan đến lớp đất cát, đất sỏi trơn nên dùng gầu thùng.
Khoa cơ khí xây dựng

17

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

- Khi khoan đến lớp đất sét, đất sét rắn nên dùng đầu khoan guồng
xoắn ruột gà, lúc này đất đợc lấy lên theo cánh guồng xoắn.
- Khi khoan gặp đá tảng cỡ nhỏ, dị vật lớn hơn cửa gàu nên sử dụng
loại đầu có cấu tạo nh gầu ngoạm hoặc kéo gắp bốc lên.
- Khi khoan gặp lỡi đá non, đá cố kết nên dùng gầu đập , mũi phá,
khoan đá kết hợp với nhau để vợt qua những trở ngại dạng này.
- Khi khoan gặp gốc cây, thân cây cổ trầm tích ở sâu nên dùng guồng
xoắn ruột gà xuyên qua rồi tiếp tục khoan nh thờng.
f).Xử lý lắng cặn.
Công tác xử lý lắng cặn phải đợc tiến hành trớc khi tiến hành đổ bê tông,
khi khoan cọc đến cao độ thiết kế, không đợc để bùn đất hoặc vữa sét làm
đáy lỗ khoan làm giảm khả năng chịu tải của cọc , đối với mỗi cọc sau khi
khoan đều phải thực hiện việc xử lý cặn lắng kỹ lỡng, đây là một kỹ thuật
khó và cần đợc thực hiện , kiểm tra chất lợng thật kỹ.
Phơng pháp xử lý lắng cặn có khác nhau tùy theo từng loại kỹ thuật thi công
làm cọc , thiết bị xử lý, và các bớc xử lý cũng khác nhau. Cặn lắng có hại
chia làm hai loại, loại chủ yếu là trong quá trình làm lỗ đất cát không kịp đa
lên sẽ lu lại ở gần đáy lỗ, sau khi dừng việc làm lỗ thì lắng xuống đáy lỗ,
loại cặn lắng này tạo thành bởi những hạt có đờng kính tơng đối to , vì thế
khi đã lắng đọng xuống đáy rồi thì không thể dùng biện pháp giản đơn mà
moi lên đợc. Loại khác là những hạt rất nhỏ nổi trong nớc tuần hoàn hoặc nớc trong lỗ, sau khi làm lỗ xong, qua một thời gian sẽ lắng dần xuống đáy
lỗ. Từ đó ta thấy , phơng pháp xử lý cặn lắng có thể chia làm hai bớc: bớc
1_ xử lý cặn lắng có hạt thô, bớc 2_xử lý cặn lắng có hạt siêu nhỏ.
Xử lý cặn lắng bớc 1: là sau khi làm lỗ đạt đến độ sâu dự định , không
nâng thiết bị làm lỗ lên ngay mà tiếp tục làm thao tác thải đất lên , cho đến
khi hoàn toàn sạch sẽ cặn lắng ở gần đáy lỗ rồi mới thôi ,.
Xử lý cặn lắng bớc 2 : sẽ thực hiện trớc khi thả khung cốt thép hoặc
trớc khi đổ bê tông, phần lớn là dùng phơng pháp rút cặn lắng bằng không
khí đẩy nớc trong ống dẫn bình thờng, hoặc phơng pháp phản tuần hoàn
bơm hút.

II.1.3.Dung dịch khoan.
Yêu cầu chung:
Tùy theo điều kiện địa chất, thủy văn, nớc ngầm, thiết bị khoan mà chọn phơng pháp giữ thành vách lỗ khoan và chọn dung dịch khoan cho thích hợp.
Khoa cơ khí xây dựng

18

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

Dung dịch vữa sét Bentônite dùng để giữ thành vách gồm : nớc, bột sét,
CMC và tác nhân phân tán khác, dung dịch vữa sét có thể sử dụng đối với
nơi có lớp địa tầng dễ sụt lở và đảm bảo đợc các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Có thể dùng ở mọi địa tầng.
- Dùng cho mọi loại thiết bị khoan và dạng mũi khoan.
- Giữ cho mùn khoan không lắng đọng dới đáy hố khoan và đa chúng
theo dung dịch ra ngoài.
Dung dịch khoan có thể là nớc thờng tại nơi mà địa tầng là đất dính nh đất
sét, á sét, đất thịt, hoặc gơ nai phong hóa, đá
Dung dịch khoan phải chọn dựa trên cơ sở tính toán theo nguyên lý cân
bằng áp lực ngang, giữa cột dung dịch trong hố khoan và áp lực của đất, áp
lực xung quanh lỗ. Đối với các lỗ khoan có lớp địa tầng dễ sụt lở, áp lực của
cột dung dịch phải luôn lớn hơn áp lực ngang của đất và nớc bên ngoài.
Dung dịch dùng trong khoan nhồi phải có chất lợng tốt và không bị h hỏng
theo thời gian , thành phần và tính chất của dung dịch vữa sét sử dụng cho
mỗi lỗ khoan cần phải bảo đảm sự ổn định trong thời gian thi công . Các

thông số của dung dịch phải đợc chọn thích hợp với điều kiện của khu vực
xây dựng và đảm bảo các yêu cầu quy định trong quy trình, tùy theo điều
kiện địa chất tại vị trí khoan cọc mà chọn các chỉ tiêu về độ nhớt và khối lợng riêng của dung dịch cho thích hợp.
Sử dụng dung dịch sét nhằm mục đích :
- Tạo ra lớp màng mỏng trên thành lỗ cọc để chịu áp lực nớc tĩnh đề phòng
bị sập lở thành lỗ cọc.
-Làm chậm tốc độ lắng xuống của các hạt cát, giữ trạng thái huyền phù
nhằm hạn chế cặn lắng đáy lỗ cọc.
Chế tạo dung dịch này phải dựa trên cơ sở thiết kế cấp phối tùy theo thiết
bị , công nghệ thi công, phơng pháp khoan lỗ và điều kiện địa chất công
trình, địa chất thủy văn của địa điểm xây dựng.
Quy trình trộn dung dịch Bentônite :
- Thờng trộn 20 -50 Kg bột Bentônite với 1m3 nớc ( tuỳ theo yêu cầu
thiết kế ), ngoài ra tuỳ theo yêu cầu kỹ thuật cụ thể cho thêm vào dung dịch
một số chất phụ gia mục đích là làm cho nó nặng thêm , khắc phục khả
năng vón cục của bột Bentônite, tăng thêm độ sệt hoặc ngợc lại giảm độ sệt
bằng cách chuyển nó thành thể lỏng, chống sự nhiểm bẩn của nó bởi
ximăng hoặc thạch cao.
Khoa cơ khí xây dựng

19

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

- Đổ 80 % lợng nớc theo tính toán vào thùng trộn.

- Đổ từ từ lợng bột Bentônite theo thiết kế.
- Trộn đều từ 15-20 phút.
- Đổ từ từ lợng phụ gia nếu có .
- Trộn tiếp 15-20 phút.
- Đổ nốt 20% lợng nớc còn lại.
- Trộn 10 phút.
- Chuyển dung dịch Bentônite đã trộn sang thùng chứa và sang xilô
sẵn sàng cấp cho hố khoan hoặc trộn với dung dịch Bentônite thu hồi đã lọc
lại qua máy sàng cát để cấp cho hố khoan.
Các chỉ tiêu của dung dịch vữa sét:
Hạng mục
Khối lợng riêng

Chỉ tiêu tính năng
1,05 1,15

Phơng pháp kiểm tra
Tỷ trọng kế dịch sét

2. Độ nhớt

18 45 (s)

Phơng pháp phễu 500/500cc

3. Hàm lợng cát

< 6%

4.Tỷ lệ chất keo

> 95%

Phơng pháp đong cốc

5. Lợng mất nớc

< 300ml/30 phút

Dụng cụ đo lợng nớc mất

6. Độ dày của áo sét

1 -3 mm/30 phút

Dụng cụ đo lợng nớc mất

7. Lực cắt tĩnh

1 phút : 20-30 mg/cm2 Lực kế cắt tĩnh
10phút:50-100 mg/cm2

8. Tính ổn định

< 0,03 g/cm2

9. Trị số pH

7 -9

Khoa cơ khí xây dựng

Giấy thử pH

20

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

b2 - Máy
trộn

a-Kho chứa bentonite

b1 - Phiễu trộn

b - Chế tạo dung
dịch bentonite

Bể chứa bằng thép

Đến hố đào

SILO

bể chứa bằng cao

su có khung thép

c - Kho chứa dung dịch
bentonite mới
Bùn mới

Hút bùn bẩn
bùn mới

Trạm sử lý bùn khoan

ống dẫn bùn mới

Đang đào

Bơm chìm
mt

d - Tuần hoàn dung dịch bentonite

Hình 3 : Quá trình chế tạo, sử dụng , thu hồi, xử lý và tái sử dụng dung dịch
Bentônite
II.1.4.Công tác cốt thép.
Gia công lồng cốt thép.
Lồng cốt thép phải gia công đảm bảo yêu cầu của thiết kế về : quy cách,
chủng loại thép, phẩm cấp que hàn, quy cách mối hàn, độ dài đờng hànCốt
thép đợc chế tạo sẵn tại nhà máy hoặc ở công trờng và đợc hạ xuống hố
khoan. Lồng cốt thép phải đợc gia công đúng thiết kế, các cốt dọc và ngang
ghép thành lồng thép bằng cách buộc hoặc hàn. Các thanh cốt thép đặc biệt
nh : vòng đai giữ cỡ lắp dựng khung quay dựng lồng.. . phải đợc hàn với cốt

thép chủ, cốt thép dùng cho cọc phải là cốt thép chịu hàn. Trớc khi hạ lồng
cốt thép vào vị trí , cần đo đạc kiểm tra lại , các thao tác dựng và đặt lồng
cốt thép vào lỗ khoan phải đợc thực hiện khẩn trơng để hạn chế tối đa lợng
Khoa cơ khí xây dựng

21

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

mùn khoan sinh ra trớc khi đổ bê tông . Khi hạ lồng cốt thép đến cao độ
thiết kế phải treo lồng phía trên để khi đổ bê tông lồng cốt thép không bị
uốn dọc và đâm thủng nền đất đáy lỗ khoan.
Các bớc cơ bản để lắp đặt và hạ các đoạn lồng cốt thép : nạo vét đáy lỗ; hạ
từ từ đoạn thứ nhất vào trong hố khoan cho đến cao độ đảm bảo thuận tiện
cho việc nối đốt tiếp theo ; giữ lồng cốt thép bằng giá đỡ chuyên dụng đợc
chế tạo bằng cốt thép đờng kính lớn hoặc thép hình; đa đoạn tiếp theo và
thực hiện công tác nối lồng cốt thép ; tháo giá đỡ và hạ tiếp lồng cốt thép ;
kiểm tra cao độ phía trên của lồng cốt thép ; kiểm tra đáy lỗ khoan; neo lồng
cốt thép để khi đổ bê tông lồng cốt thép không bị trồi lên.

Hình 4 - Sơ đồ cấu tạo lồng thép

Khoa cơ khí xây dựng

22

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

Hình 5 - Sơ đồ thi công hạ lồng cốt thép
II.1.5.Công tác đổ bê tông cọc khoan.
Đảm bảo việc sản xuất , cấp bê tông đủ cho công trình thi công không bị
gián .đoạn , bê tông phải đảm bảo yêu cầu chất lợng nh về độ sụt
Lắp đặt ống đổ
Các đoạn ống đợc liên kết với nhau bằng gen. Chiều dài ống đổ phải tới tận
đáy hố khoan, khoảng cách giữa đáy ống đổ và đáy hố khoan tuỳ thuộc vào
đờng kính hố khoan và phải có biện pháp ống đổ dự phòng.
ống đổ bê tông và mối nối đợc đảm bảo kín, cách nớc, luôn luôn kiểm tra
chiều dài khi nối ống, tháo ống trong quá trình đổ.
Đoạn ống đầu tiên khi thi công đợc nút kín bằng bóng cao su hoặc bọt xốp
dày >5 cm nhằm đảm bảo không có sự tiếp xúc trực tiếp của mẻ bê tông đầu
với đung dịch khoan.

Khoa cơ khí xây dựng

23

svth: nguyễn văn tứ


đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

Quá trình đổ bê tông.

Hình 6- Sơ đồ thi công đổ bê tông cọc
- Trớc khi đổ bê tông cần phải có kế hoạch chặt chẽ về việc cung cấp bê
tông giữa đơn vị thi công và đơn vị cung cấp. Cụ thể, bê tông phải đảm bảo
cung cấp về số lợng, chất lợng, liên tục không gián đoạn.
- Cấp phối bê tông phải đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật theo yêu cầu thiết kế,
không sử dụng cốt liệu đá lớn hơn 20mm. Bê tông trớc khi đổ phải có độ sụt
là 16-20 cm.
- Công nghệ đổ bê tông đợc thực hiện sao cho bê tông cấp cho cọc liên tục
không bị gián đoạn, tránh bê tông bị phân tầng.
- Trờng hợp dùng xe trộn để cấp bê tông, cần tính toán thời gian vận chuyển,
nghiên cứu phơng án đờng đi và lựa chọn độ sụt xuất xởng thích hợp.
- Bê tông sử dụng cho cọc khoan nhồi có thể đợc trộn thêm phụ gia hoá dẻo
với tỷ lệ từ 0.8-1.2 % tuỳ thuộc vào môi trờng cũng nhừng cự ly vận chuyển.
- Bê tông trong ống đổ phải đủ độ cao và luôn luôn lớn hơn áp lực dung dịch
xung quanh. ống đổ có thể đợc nâng lên hạ xuống trong quá trình cấp bê
tông nhng không đợc thao tác quá mạnh và nhiều để tránh bê tông bị phân
tầng. Trong quá trình đổ, ống đổ đợc tháo dần ra song phải luôn đảm bảo
nằm ngập trong bê tông với chiều sâu không nhỏ hơn 2m. Việc đổ diễn ra
Khoa cơ khí xây dựng

24

svth: nguyễn văn tứ

đồ án tốt nghiệp

thi công khoan cọc nhồi

liên tục tạo thành dòng chảy tự do và bê tông chiếm chỗ đẩy dần bentonite
ra khỏi hố khoan.
- Các ống đổ bê tông đợc đặt lên giá đỡ và vệ sinh ngay sau khi tháo để
tránh hiện tợng tắc ống cho những lần đổ sau.
- Trong suốt quá trình đổ bê tông tránh không để bê tông tràn ra miệng phễu
rơi vào trong lòng cọc làm ảnh hởng tới chất lợng của bentonite và bê tông
cọc.
- Trong quá trình đổ bê tông phải thờng xuyên kiểm tra theo dõi cao độ chân
ống cho phù hợp và kiểm soát đợc chất lợng thành vách hố khoan.
- Cao độ đổ bê tông cuối cùng phải cao hơn cao độ đáy đài cọc tối thiểu là 1
1.5 m tuỳ theo thiết kế.
- Quá trình đổ bê tông đợc thể hiện trong các báo cáo chi tiết theo các biểu
mẫu có sẵn và có sự xác nhận của các bộ thi công và t vấn giám sát.

Hình 6: Trình tự thi công cọc khoan nhồi
Trong đó :
1. Chuẩn bị.
2. Định vị.
Khoa cơ khí xây dựng

8. Thổi rửa hố khoan.
9. Đổ bê tông.
25

svth: nguyễn văn tứ