(Thuyết minh+Bản vẽ) Đồ án tốt nghiệp thiết kế thiết bị cọc xi măng trộn trong gia cố nền đất yếu

Trờng đại học xây dựng hà nội
bộ giáo dục và đào tạo
trờng đại học xây dựng
-------------0O0--------------

khoa:cơ khí xây dựng

cộng hoà xã hội chủ nghĩa việt nam

Độc lập Tự do Hạnh phúc
-------------------0O0-----------------

Khoa :
Bộ môn :

Cơ khí Xây dựng
Cơ giới hoá xây dựng

nhiệm vụ
thiết kế tốt nghiệp

Họ và tên :
Lớp
:
Ngành :

số : ........................
Đỗ Hữu Chỉnh
49 KG
Cơ Giới Hoá Xây Dựng

MSSV : 4639 - 49

I. Đầu đề thiết kế:
Thiết kế thiết bị thi công cọc trộn xi măng trong gia cố nền đất yếu
II. Các số liệu ban đầu để làm thiết kế:
+ Đờng kính cọc
+ Chiều sâu cọc

: 500 mm
: 15 m

III. Nội dung các phần thuyết minh và tính toán:
1)
2)
3)

4)

Các phơng án gia cố nền đất yếu(các loại cọc cứng ,cọc cát,đệm cát ,cọc
trộn xi măng).
Công nghệ và thiết bị thi công cọc trộn xi măng
Tính toán máy thiết kế.
- Giới thiệu chung máy thiết kế
- Tính các lực tác dụng lên hệ
- Thiết kế cơ cấu quay và ép cần khoan
-Thiết kế kết cấu thép(cần khoan, cần dẫn hớng)
- Tính chọn máy cơ sở
Tính ổn định máy thiết kế
+ Tính ổn định máy khi làm việc theo 3 vị trí (Theo phơng dọc, ngang, và
nghiêng 450 so với trục dọc máy)

VI.Các bản vẽ và đồ thị (Ghi rõ các loại bản vẽ và kích thớc bản vẽ).
1.Mặt bằng bố trí thiết bị thi công cọc trộn xi măng A1
2. Kết cấu cần dẫn hớng A1
3. Hình chung A0
4. Hộp giảm tốc hành tinh(A1)
5.Cơ cấu quay(A1)
6. Kết cấu cần khoan A1


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

7. Bản vẽ cụm và chi tiết (2 bản)
- Cán bộ hớng dẫn
: Th.s Phan văn thảo
- Ngày giao nhiệm vụ thiết kế
: Ngày 25 tháng 9 năm 2007.
- Ngày hoàn thành nhiệm vụ thiết kế : Ngày 05 tháng 1 năm 2007.
Trởng bộ môn
( Ký tên và ghi rõ họ tên)

Cán bộ hớng dẫn tốt nghiệp
( Ký tên và ghi rõ họ tên)

Sinh viên làm thiết kế tốt nghiệp
( Ký tên và ghi rõ họ tên)

Mục lục

Lời nói đầu ...10
Phần I: Giới thiệu một số biện pháp gia có nền đất yếu .......................................11
Chơng I: Giới thiệu chung về một số biện pháp xử lý nền bằng cọc cứng..........11
1) Xử lý nền bằng cọc gỗ ............................................................................12
2) Xử lý nền bằng cọc bê tông ....................................................................12
3)Xử lý nền bằng cọc thép ..........................................................................13
4) Xử lý nền bằng các loại cọc đặc biệt.......................................................13
Chơng II: Một số phơng pháp xử lý nền bằng cát..............................................14
I. Biện pháp xử lý bằng đệm cát...................................................................14
1) Nguyên lý................................................................................................14
2) Công dụng............................................................................................... 14
3) Phạm vi ứng dụng....................................................................................15
4) Yêu cầu kỹ thuật......................................................................................15
5) Thi công...................................................................................................15
II.Biện pháp xử lý nền bằng cọc cát ............................................................16
Svth: đỗ hữu chỉnh

2

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

1) Nguyên lý................................................................................................16
2) Công dụng............................................................................................... 16
3) Phạm vi ứng dụng....................................................................................16
4) Yêu cầu kỹ thuật......................................................................................17

Chơng III: Biện pháp gia cố nền bằng cọc trộn xi măng.......................................17
1) Nguyên lý................................................................................................17
2) Công dụng............................................................................................... 18
3) Phạm vi ứng dụng....................................................................................18
4) Yêu cầu kỹ thuật......................................................................................19
5) Yêu cầu vật liệu.......................................................................................19
6) Thiết kế cọc trộn xi măng........................................................................20
Phần II: Công nghệ và thiết bị thi công cọc trộn xi măng.....................................22
Chơng I: Quy trình công nghệ thi công cọc trộn xi măng..................................22
1) Sơ đồ thi công cọc trộn xi măng..............................................................22
2) Công tác chuẩn bị....................................................................................23
3) Định vị cọc.............................................................................................. 24
4) Công tác khoan cọc.................................................................................25
5) Quay rút cần khoan đồng thời phun xi măng ..........................................27
6) Dung sai.................................................................................................. 27
7) Lý lịch cọc...............................................................................................28
8) Nhật ký thi công, kiểm tra và nghiệm thu cọc.........................................28
Chơng II: Tính chọn phơng án bơm xi măng......................................................30
I. Phơng án bơm xi măng trộn khô...............................................................30
II. Phơng án bơm xi măng trộn ớt................................................................30
Phần III: Tính toán máy thiết kế............................................................................33
Chơng I: Giới thiệu chung máy thiết kế,Lập phơng án tính
Phơng án di chuyển của thiết bị.33
I. Giới thiệu chung máy thiết kế..................................................................33
II. Lập phơng án di chuyển của thiết bị thi công..........................................34
1) Máy cơ sở là xe tải...................................................................................35
2) Máy cơ sở là cần trục cần........................................................................35
3) Máy cơ sở là xe xích................................................................................36
4) Máy cơ sở di chuyển trên ray..................................................................36
5) Máy cơ sở là xe ro moóc..........................................................................36

III. Một số chi tiết của máy.........................................................................37
Svth: đỗ hữu chỉnh

3

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

1) Giá dẫn hớng động cơ..............................................................................37
2) Động cơ................................................................................................... 37
3) Đặc tính chung của máy thiết kế.............................................................38
IV. Lập phơng án tính...................................................................................38
1) Phơng án cần dàn lắp trên máy cơ sở.......................................................39
a) Ưu điểm ..................................................................................................39
b) Nhợc điểm...............................................................................................39
2) Phơng án cần hộp lắp trên máy cơ sở......................................................41
a) Ưu điểm ..................................................................................................42
b) Nhợc điểm...............................................................................................42
V. Mô tả kết cấu...........................................................................................42
1) Kích thớc, kết cấu hình học.....................................................................42
2) Các liên kết..............................................................................................43
Chơng II: Bố trí mặt bằng thiết bị. ..........................................................................45
I) Các yêu cầu về bố trí mặt bằng thi công..................................................45
II) Mặt bằng bố trí thiết bị...........................................................................48
Phần IV: Tính các lực tác dụng lên hệ,Thiết kế hệ dẫn động cần khoan...............46
Chơng I: Tính các lực tác dụng lên hệ................................................................46

I. Nội dung tính toán....................................................................................46
1) Tính các thông số cơ bản ........................................................................46
2) Các số liệu thiết kế..................................................................................47
II. Chọn lý thuyết khoan để tính...................................................................47
Chơng II: Thiết kế cụm cơ cấu quay dẫn động cần khoan...................................49
I. Lựa chọn thiết bị......................................................................................49
1) Chọn động cơ ..........................................................................................49
a) Mô tơ điện...............................................................................................49
b) Mô tơ thuỷ lực.........................................................................................49
2) Hộp giảm tốc...........................................................................................49
II. Tính toán chung.......................................................................................50
1) Tính chọn động cơ điện ..........................................................................50
a) Các thông số đầu ra của bộ truyền...........................................................50
b) Chọn động cơ điện...................................................................................50
2) Sơ đồ dẫn động và phân phối tỷ số truyền...............................................50
a) Sơ đồ dẫn động........................................................................................50
b) Xác định và phân phối tỷ số truyền.........................................................51
3) Thiết kế bộ truyền bánh răng hành tinh hai cấp.......................................52
Svth: đỗ hữu chỉnh

4

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

a) Sơ đồ truyền động của bộ truyền bánh răng hành tinh hai cấp................52

b) Xác định công suất,mô men và số vòng quay trên các trục.....................53
c) Tính toán thiết kế truyền động bánh răng hành tinh................................53
4) Tính toán trục..........................................................................................70
a) Chọn vật liệu..........................................................................................70
b) Xác định sơ bộ đờng kính trục................................................................70
c) Xác định khoảng cách gối đỡ và điểm đặt lực........................................71
d) Xác định trị số và chiều các lực từ chi tiết quay tác dụng lên trục.........73
e) Kiểm nghiệm trục...................................................................................73
5) Chọn loại ổ..............................................................................................81
6) Thiết kế đĩa truyền mô men.....................................................................85
7) Thiết kế bôi trơn hộp giảm tốc.................................................................86
8) Thiết kế vỏ hộp giảm tốc.........................................................................87
9) Tính toán thiết kế bộ truyền ngoài...........................................................88
9.1) Sơ đồ dẫn động.....................................................................................88
9.2) Các số liệu ban đầu..............................................................................88
9.3) Chọn vật liệu.........................................................................................88
9.4) Xác định ứng suất cho phép.................................................................88
9.5) Xác định các thông số cơ bản của bộ truyền........................................90
9.6) Kiểm nghiệm răng................................................................................92
9.7) Tính toán trục.......................................................................................96
9.8) Tính mối ghép ren ở đầu trục bánh răng lớn.........................................101
9.9) Tính mối ghép bu lông ở vành răng bánh lớn.......................................103
9.10) Chọn ổ................................................................................................104
Phần V:Thiết kế kết cấu thép.................................................................................105
Chơng I: Thiết kế cần khoan...............................................................................105
I. Mô tả kết cấu cần khoan và liên kết.........................................................105
1) Kết cấu mũi cần khoan.............................................................................105
2) Kết cấu thân cần khoan............................................................................105
3) Liên kết cơ cấu quay với cần khoan........................................................106
II. Tính các lực tác dụng lên cần khoan.......................................................106

III. Chọn kích thớc và kiểm tra bền..............................................................107
1) Chọn kích thớc cần khoan........................................................................107
2) Kiểm tra cần khoan..................................................................................109
a) Kiểm tra điều kiện bền cần khoan khi ép cần..........................................109
Svth: đỗ hữu chỉnh

5

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

b) Kiểm tra điều kiện bền cần khoan khi ta rút cần.....................................112
c) Kiểm tra điều kiện ổn định......................................................................114
Chơng II: Thiết kế cần hộp.................................................................................116
I. Tính các lực tác dụng lên cần hộp............................................................117
1) Tính chiều cao của cần hộp.....................................................................117
2) Tính các lực tác dụng lên cần hộp...........................................................118
a) Trờng hợp 1: Trờng hợp khi máy hạ cần khoan vào đất...........................118
b) Trờng hợp 2: Trờng hợp khi rút cần khoan lên.........................................122
II. Thiết kế cần dẫn hớng.............................................................................125
1) Các biểu đồ nội lực..................................................................................125
- Trờng hợp 1: khi hạ cần khoan..........................................................125
- Trờng hợp 2: khi rút cần khoan.........................................................126
2) Thiết kế cần hộp......................................................................................127
Chơng III: Tính chọn máy cơ sở, năng xuất máy................................................130
I. Yêu cầu của máy cơ sở.............................................................................130

II. Tính chọn, kiểm tra máy cơ sở................................................................130
1) Tính chọn máy cơ sở................................................................................130
2) Kiểm tra công suất máy cơ sở theo điều kiện di chuyển..........................131
a) Xác định lực cản di chuyển của máy cơ sở..............................................131
b) Kiểm tra công suất máy...........................................................................133
Chơng IV: Thiết kế tính chọn các cơ cấu khác...................................................134
I. Tính chọn cáp và puly...............................................................................134
1) Tính chọn cáp..........................................................................................134
2) Tính chọn puly.........................................................................................134
3) Tính chọn ổ đỡ puly.................................................................................136
Chơng V: Tính ổn định của máy khi làm việc....................................................137
I. Các trờng hợp máy làm việc.....................................................................137
1) Trờng hợp 1: Máy làm việc theo dọc.......................................................137
2) Trờng hợp 2: Máy quay một góc 900 để làm việc....................................139
3) Trờng hợp 3: Máy quay một góc 450 để làm việc....................................140
II. Một số quy định khi lắp dựng và sử dụng máy
An toàn lao động......................................................................................143
1) Các quy định về lắp dựng máy.................................................................143
2) Một số quy định khi sử dụng máy...........................................................143
3) An toàn lao động trong thi công cọc trộn xi măng...................................143
Kết luận chung ..............................................................................................145
Svth: đỗ hữu chỉnh

6

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

Tài liệu tham khảo........................................................................................146

Lời nói đầu
Công tác xây dựng có một vị trí quan trọng trong công cuộc công nghiệp hoá, hiện đại hoá
đất nớc. Trong những năm gần đây và trong tơng lai công tác xây dựng đã, đang và sẽ phát
triển rất nhanh, có thể nói cả nớc là một đại công trờng. Các công trình xây dựng có quy
mô lớn, nhiều nhà cao tầng xây dựng trong các đô thị đông dân c đòi hỏi phải có kỹ thuật
xây dựng nền móng thích hợp và hiện đại. Để đáp ứng những yêu cầu đó ngành xây dựng
không những cần đến trình độ tay nghề bậc cao của công nhân, trình độ quản lý của các kỹ
s mà còn phải đầu t những trang thiết bị máy móc kỹ thuật hiện đại phục vụ cho công việc
ngày càng cao này. Vì vậy cơ giới hoá xây dựng là một phần tất yếu cho quá trình phát
triển của ngành xây dựng nói riêng và các ngành kỹ thuật khác nói chung.
Công tác cải tạo và thiết kế các máy xây dựng một cách hợp lý và khoa học phù hợp
với đặc thù công việc, thuận lợi cho công việc tổ chức thi công các công trình xây dựng
nhằm phát huy lợi thế thi công là một trong những yếu tố vô cùng quan trọng cấu thành
nên sự thành công của một công trình xây dựng.
Làm đồ án tốt nghiệp là vấn đề then chốt để sinh viên có thể tổng hợp những kiến
thức đã đợc tích lũy sau 5 năm học và bớc đầu làm quen đợc việc đa lý thuyết vào thực tế
để có thể xây dựng cho mình những cơ sở căn bản cũng nh cách nhìn nhận một cách hợp lý
về công việc sau này.
Cũng qua đồ án này em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo trong khoa Cơ khí
Xây Dựng đã hết lòng chỉ bảo, truyền đạt kiến thức cho em trong suốt 5 năm học qua, đặc
biệt là thầy Th.s Phan Văn Thảo đã trực tiếp hớng dẫn, giúp đỡ em hoàn thành đồ án tốt
nghiệp này.
Tuy nhiên, do thời gian, trình độ có hạn chắc chắn không thể tránh khỏi sai sót, em
rất mong sự chỉ bảo của các thầy cô để kiến thức của em ngày càng hoàn thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn !

Phần I: giới thiệu một số biện pháp gia cố nền đất yếu
Chơng I: Giới thiệu chung về một số biện pháp Gia cố nền đất
yếu bằng cọc cứng
Svth: đỗ hữu chỉnh

7

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

* Hiện nay cùng với sự phát triển kinh tế của đất nớc cùng với sự phát triển cơ sở hạ
tầng rất lớn và cấp thiết, trong đó nhu cầu phát triển hạ tầng giao thông, đ ờng trên đất yếu
bền vững và hiệu quả đòi hỏi phải nghiên cứu phát triển một số công nghệ mới trong thi xây
dựng công trình giao thông để kiểm soát đợc biến dạng lún và độ ổn định ở một số công
trình giao thông quan trọng nh đờng cao tốc, đờng hạ cánh của sân bay, đờng đầu cầu đắp
cao, bãi cảng chứa container hoặc cống hộp băng qua đờng trên nền đất yếu chúng ta thờng
sử dụng các giải pháp thông dụng nh đệm cát, giếng cát, cọc cát, bấc thâm, vải địa kỹ thuật,
sàn giảm tải BTCT trên nền cọc BTCT. Những công nghệ đợc sử dụng thì thờng khó kiểm
soát đợc biến dạng lún và ổn định công trình, thời gian thi công kéo dài hoặc không thể thi
công trên diện rộng, kéo dài theo tuyến đờng nh sàn giảm tải trên nền cọc BTCT có giá
thành rất đắt mà vẫn sử lý chuyển tiếp giữa cứng và mềm. Để giải quyết vấn đề này hiện
nay ta sử dụng giải pháp đât gia cố vôi, vôi xi măng, xi mang chịu ngập lụt và các biện pháp
cọc.
- Nguyên lý cọc cứng: Vật liệu đất gia cố thi công cọc cứng có cờng độ chịu nén nở
hông tự do, modun đàn hồi biến dạng cao. Trong công nghệ thi công khi chịu tải ngang lớn
có thể gia cố tăng cờng ống thép thành mỏng ở tâm cọc gia cố.

- Nguyên lý cọc nữa cứng hay cọc mềm: Vật liệu đất gia cố thi công cọc nửa cứng có
cờng độ chịu nén nữa hông tự do, module biến dạng không cao. Cọc đất gia cố và vật liệu
đất xung quanh cọc không gia cố đợc xem nh một khối làm việc đồng nhất, biến dạng của
cọc và đất xung quanh cọc xem nh bằng nhau, cọc không làm việc nh cọc chống mà xem
nh cọc treo. Hiện nay cọc nửa cứng hay cọc mềm đợc sử dụng nhiều trong thi công công
trình không quan trọng lắm vì chi phí thấp, nhng sức chịu tải của cọc không cao. Thờng đợc
sử dụng trong việc sử lý nền đất yếu hoặc quá yếu nh ao hồ đồng ruộng

I. gia cố nền bằng CọC Gỗ:
- Loại cọc gõ điển hình đợc sử dụng có chiều dài từ 9 đến 18m và có thể chịu tải trọng từ 90
445kN. Loại cọc này phần lớn đợc hạ bằng cách đóng và đợc sử dụng thích hợp nhất là
cọc ma sát trong đất có cấu trúc hạt.
- Cọc gỗ đợc sử dụng cho một số điều kiện sau:
+ Cọc gỗ chỉ đợc sử dụng với công trình nhỏ (nhà từ 3 đến 4 tầng)
+ ở những nơi mực nớc ngầm cách mặt đất vào khoảng 1 đến 1,5m
+ Cọc phải tơng đối thẳng đờng kính không nhỏ hơn 4cm
+ Số cọc trên 1m2 có thể thay đổi tuỳ theo điều kiện của đất nền, đờng kính và chiều
dài cọc thông thờng vào khoảng 15; 20; 25; 30; 35 cây.

Svth: đỗ hữu chỉnh

8

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

- u điểm: chi phí ban đầu thấp, dễ vận chuyển và không bị mục khi chúng nằm ngập
cố định dới nớc.
- Nhợc điểm: rất khó ghép nối, có thể bị h hỏng khi đóng mạnh và dễ bị mục nát nếu
không đợc sử lý. Cần sử lý khi cọc này nằm dới nớc
II. gia cố nền bằng cọc bê tông:
- Cọc bê tông đúc sẵn: cọc bể tông đúc sẵn điển hình dài từ 12 đến 15m, trong khi
cọc bê tông đúc sẵn ứng suất trớc điển hình dài từ 18 đến 30m. Cọc bể tông có thể thiết kế
cho những tải trọng trong phạm vi lớn. Dù sao, phạm vi tải trọng điển hình là từ 365
3560kN. ứng suất tối đa đối với tiết diện đúc sẵn không nên vựot quá 33% cờng độ bê tông
28 ngày.
+ Nhợc điểm: loại cọc này khó vận chuyển (nặng) mà không bị h hỏng nếu không
dùng ứng suất trớc. Chi phí ban đầu cao, còn cọc ứng suất trớc rất khó nối.
+ u điểm: khả năng chịu tải cao, có khả năng chống lại sự ăn mòn và chống chịu quá
trình đóng mạnh.
- Cọc bê tông đúc tại chỗ: cọc bê tông đúc tại chỗ với khuôn là một vỏ co lõi cứng,
cọc thờng có chiều dài từ 15 đến 24m và có thể thiết kế chính xác cho những tải trọng trong
những phạm vi rộng, tải trọng điển hình của loại cọc này là từ 222 543kN tạo ứng suất
tối đa trong bê tông không lớn hơn 33% cờng độ bê tông 28 ngày.
+ Nhợc điểm: khó nối sau khi đổ bê tông, khuôn mỏng có thể bị h hỏng trong quá
trình đóng mà không đợc đóng lại. Nói chung ứng suất trong cốt thép không vợt quá 0,35
ứng suất chảy của thép.
+u điểm: chi phí ban đầu thấp và cọc hình tháp có thể chịu đợc lực chống cao hơn
trong tầng đất dạng hạt. Loại cọc này sử dụng thích hợp nhất là cọc ma sát chịu tải trong
trung bình trong đất dạng hạt.
III. gia cố nền bằng cọc thép:
- Cọc ống thép nhồi bê tông có thể hạ tới chiều dài bất kỳ. Dù sao chiều dài sử dụng
phổ biến của loại cọc này là từ 12 đến 36m. ứng suất tối đa trong bê tông phải nhỏ hơn 0,33
cờng độ bê tông 28 ngày và ứng suất cốt thép không nên vợt quá 0,4 cờng độ chảy. Tải
trọng thiết kế của loại cọc không lõi từ 715 1070kN, và cọc lõi từ 4450 đến13350kN.
+ Nhợc điểm: chi phí ban đầu cao và làm dịch chuyển đất nếu là cọc ống bịt đầu.

+ Ưu điểm: có thể giám sát tốt nhất trong quá trình hạ cọc, có thể làm sạch và có thể
đóng sâu hơn, có khả năng chịu tải cao và dễ dàng nối ghép. Loại cọc này cũng có độ bền
chống uốn cao đối với những đoạn ở trên mặt đất chịu tải trọng bên.
- Cọc thép chữ H điển hình đợc hạ với chiều dài từ 12 đến 49m. Dù sao, cũng có thể
hạ cọc hài hơn cho phù hợp với điều kiện đất. Tải trọng thiếu kế từ 350 1070kN, ứng
suất tối đa không đợc vợt quá giá trị quy định.
Svth: đỗ hữu chỉnh

9

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

+ Nhợc điểm: dễ bị ăn mòn và tiết diện HP cũng có thể bị hỏng khi đóng qua những
vật cản.
+ Ưu điểm: có thể nối dài dễ dàng, có sẵn một chiều dài và kích th ớc khác nhau, có
khả năng chịu tả cao, mức độ dịch chuyển đất nhỏ khi thi công và sử dụng, phù hợp nhất
cho cọc chống vào đá.
IV. gia cố nền bằng các loại cọc đặc biệt:
* Cọc nén mở rộng đáy (cọc Franki):
- Loại cọc này còn gọi là cọc chân đế cột đợc phun áp lực do công ty cọc Franki phát
triển đầu tiên và đợc công nhận bản quyền bằng sử dụng những thiết bị đặc biệt để thi công.
Trong cọc này, đầu tiên hạ một ống thép tới một độ sâu yêu cầu và sau đó tạo chân đế rộng
bằng cách bơm vào một lợng bê tông có độ sụt bằng không. Mỗi lợng bê tông đợc dồn
xuống đất bằng các nhát đập của búa cho đến khi chân cọc đợc hình thành nh yêu cầu. Sau
đó thân cọc đợc hình thành bằng cách nhồi các lợng bê tông có độ sụt bằng không xuống

các ống đã hạ. Mỗi lần lợng bê tông đợc nén và ép vào đất thì ống lại đợc rút dần lên.
- Những loại cọc này thích hợp nhất với loại đất cấu trúc hạt mà tầng đất đã đợc
nén chặt quanh thân cọc mở rộng chịu đợc lực chống. Không khuyến nghị sử dụng loại cọc
này trong đất dính vì không thể hình thành đợc việc nén mở rộng chân cọc. Chiều dài sử
dụng của cọc nói chung từ 6 đến 18m, và đờng kính thân cọc từ 300 đến 600 mm. Những
loại cọc này thờng có tải trọng thiết kế từ 60 đến 120 tấn. Dùng loại cọc này có khả năng
chịu lực cao mà không phải đào hố hoặc tát nớc.
* Cọc khoan trong ống: Loại cọc này đợc hình thành bằng cách xoay một vỏ thép
nặng (cọc ống) có lỡi cắt vào đất. Đất bị cắt đợc chuyển lên cùng với chất lỏng khoan chạy
theo chu trình. Sau đó ngời ta bơm vữa xi măng - cát lỏng qua ống đổ bê tông dới nớc. Có
thể đặt cốt thép để chịu lực ngang và lực kéo. Khuôn thép có thể rút ra trong khi đổ vữa.
Loại cọc này có thể dùng ở nơi khi có những tảng đá mồ côi và vật cản khác.
Chơng ii: Một số biện pháp gia cố nền đất yếu bằng cát
i. Biện pháp gia cố nền bằng đệm cát:
1. Nguyên lý:
- Thay thế một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu bên trên bằng các lớp đất có tính chất
phù hợp và đầm lu chặt (cát trung, thô, cuội sỏi hay đất cấp phối đợc đầm lu từng lớp).
- Chiều dày tầng đệm cát là hạt cát trung tối thiểu bằng độ lún tổng cộng S ch a kể
chiều dày phải bù vét bùn, bề rộng tầng đệm mặt đệm cát phải rộng hơn đáy nền đắp mỗi
bên tối thiểu là 0,5 đến 1m.
2. công dụng:
- Đệm cát có khả năng giảm lún, tăng khả năng chịu tải, tăng tốc độ cố kết của nền
đất.
Svth: đỗ hữu chỉnh

10

lớp: 49kg

Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

- Đệm cát đóng vai trò là một lớp chịu lực, truyền tải xuống đất chịu lực phía dới.
- Làm tăng ổn định khi công trình có tải trọng ngang (do lực ma sát của cát rất lớn).
- Giảm bớt độ lún toàn bộ và độ lún không đều, đồng thời giúp rút ngắn thời gian cố
kết của nền (vì cát trong đệm cát có hệ số thấm lớn).
- Kích thớng và chiều sâu chôn móng giảm vì áp lực tiêu chuẩn truyền lên lớp đệm
cát tăng lên.
- Thi công đơn giản vì không cần các thiết bị phức tạp.
3. phạm vi ứng dụng:
- Đệm cát đợc ứng dụng đối với những công trình tải trọng nhỏ, công trình xây dựng
đờng, sử dụng làm đờng cao tốc trên nền đất yếu, có lớp đất bên trên không dày. Lớp đệm
cát dùng có hiệu quả nhất khi lớp đất yếu ở trạng thái bảo hoà nớc và chiều dày của nó nhỏ
hơn 3m.
4. yêu cầu kỹ thuật:
- Thờng dùng cát đen hoặc cát vàng.
- Chiều dày lớp cát, chiều rộng và độ chặt của đệm cát do nhà thiết kế quy định.
- Chiều dày lớp đất không quá 3 đến 5m
- Đầm lèn đúng độ chặt thiết kế.
- Nhng đệm cát thờng bị hiện tợng lún không đều do đầm chặt không tốt.
5. Thi công:
- Thi công đệm cát cũng nh thi công đầm chặt đất cát trong san lấp nền. Chúng ta
chỉ quan tâm đếnđộ chặt của đệm cát. Nên chia đệm cát làm nhiều lớp cát và lu lèn sau đó
kiểm tra độ chặt cho đến khi đạt độ chặt rồi mới lấp lớp kế tiếp. Theo kinh nghiệm thì chiều
dày mỗi lớp từ 25 đến 40 cm, ta rãi cát từng lớp và tiến hành đầm chặt bằng các ph ơng tiện
có sẳn nh các loại máy đầm, các loại đầm tay. Trong khi đầm cát phải có độ ẩm thích hợp
theo thiết kế, cát khô quá thì cần phải phun nớc đến độ ẩm tiêu chuẩn, ngợc lại nếu nếu cát
quá ớt thì phải khô cát đến tiêu chuẩn. Khi thi công đồng thời tiến hành kiểm tra độ chặt và

độ ẩm của cát.

iv. Biện pháp gia cố nền bằng cọc cát:
1. nguyên lý:
- Lèn chặt lớp đất xốp bên trên bằng ống kín (đờng kính d) với lực dung lắc, tạo
thành những hố rỗng trong đất rồi nhồi cát, sỏi, đá dăm vào hố, đồng thời đầm hay rung.
2. công dụng:
- Làm nh thế đất chặt lên e0 enc. Ngoài ra cọc cát có thể có công dụng thoát nớc
đặc biệt các mạch nớc ngầm, tăng khả năng chịu tải (R 0 Rnc) giảm lún (E0 Enc) tăng
Svth: đỗ hữu chỉnh

11

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

nhanh tốc độ cố kết của nền. Sau khi thi công cọc cát xong thì ta tiến hành gia tải bằng
cách san cát trên bề mặt vừa thi công để tạo điều kiện thoát nớc tốt cho nền. Việc gia tải
phải có tính toán trớc tránh trờng hợp gia tải quá làm biến dạng nền đất. Khi gia tải cũng
phải tính đến trờng hợp nền đờng 2 bên yếu có thể bị phồng lên, khi đó ta phải dùng bệ
phản áp.
3. pham vi ứng dụng:
- Nền gia cố cọc cát thích hợp với trờng hợp tải công trình không lớn, lớp trên mềm
xốp nhng không thuộc loại nhạy cảm với tải trọng động.
- Cọc cát hiện nay đợc sử dụng nhiều trong xây dựng dân dụng, cọc cát dùng để gia
cố nền đất yếu có mạch nớc ngầm vì cọc cát có công dụng thoát nớc cho nền đất, cọc cát đợc áp dụng sử lý nền với những công trình không lớn lắm, tải trọng lên nền nhỏ.

- Cọc cát đợc sử dụng trong những công trình với nền đất phía trên là yếu nh nền đất
ruộng nhng phía dới là nền đất tốt để ta cho mũi cọc tựa lên nền đất tốt đó.
- Cọc cát đợc sử dụng trong giao thông, dùng để gia cố nền đờng cao tốc vì có giá
thành rẻ, tải trọng lên nền nhỏ.
- Cọc cát đợc sử dụng với những loại đất có hàm lợng sét cao, cố kết chậm, đất bảo
hoà
- Cọc cát đợc dùng trong các công trình thuỷ lợi. Dùng để tiêu nớc, gia cờng tăng độ
ổn định, giảm biến dạng của nền hay khối đắp
4. yêu cầu kỹ thuật:
- Cọc cát chỉ thích hợp với đất dính.
- Đất có hệ số thấm k lớn (đất cát pha, đất sét, bùn pha cát).
- Tác dụng của cọc cát là làm chặt đất để tăng khả năng chịu tải của nền. Thờng tăng
từ 2 đến 2,5 lần.
Chơng III:biện pháp gia cố nền đất yếu bằng cọc trộn xi măng
* Nớc ta đang bớc vào thời kỳ công nghiệp hoá,hiện đại hoá,các khu công nghiệp tập
trung,cơ sở hạ tầng kỹ thuật,khu đô thị mớiđang đợc xây dựng với tốc độ ngày càng
lớn.Các công trình xây dựng thừơng đợc tập trung ở những nơi có điều kiện kinh tế,giao
thông thuận lợi nhng lại bất lợi về mặt địa chất.Tại đây cấu trúc thờng rất phức tạp gồm
nhiều lớp đất yếu có chiều dày phức tạp phân bố ngay trên mặt.Khi xây dựng các công trình
có quy mô vừa và nhỏ việc lựa chọn giải pháp nền móng thờng gặp nhiều khó khăn.Khó
khăn là ở chỗ chọn giải pháp cọc bê tông cốt thép thì giá thành cao,chọn giải pháp cọc
tre,cọc tràm thì cơ sở lý thuyết cha rõ ràng,chiều sâu gia cố hạn chế thi công bằng phơng
pháp thủ công nên tiến độ chậm,hiệu quả kinh tế không cao.Vì vậy nghiên cứu giải pháp gia
Svth: đỗ hữu chỉnh

12

lớp: 49kg

Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

cố nền móng thích hợp cho các công trình có quy mô,tải trọng vừa và nhỏ xây dựng trên
nền đất yếu là nhu cầu cấp bách và thiết thực.Tại nhiều nớc trên thế giới việc sử dụng công
nghệ thi công cọc trộn xi măng đất để gia cố nền đất yếu trong các công trình đã cho hiệu
quả rất cao.
I. nguyên lý:
Dùng thiết bị khoan xuống nền đất yếu sao cho tới độ sâu thiết kế. ở đây ta sử dụng máy
khoan ống rỗng.Sau đó cần khoan sẽ quay theo chiều ngơc lại vừa quay vừa phun xi
măng.Cánh trộn sẽ trộn đều xi măng và đất cho đến khi cần khoan lên tới mặt đất

II. công dụng:
-Phun vào trong lòng đất một lợng xi măng để tạo ra sự liên kết gắn chặt các hạt đất với
nhau
-Gia cố bằng phơng pháp này,cờng độ của nền đất sẽ tăng lên đồng thời hệ số thấm sẽ giảm
đi nhiều làm tăng khả năng chống xói ngầm.
-Nếu tỷ lệ xi măng đất hợp lý cọc trộn sau khi đông cứng vẫn có thể cho n ớc thoát qua và
làm việc tơng tự nh một giếng thu nớc thẳng đứng giống nh cọc cát.Dới tác dụng của tải
trọng ngoài,cùng với thời gian,ứng suet hữu hiệu tăng lên ứng suất trung tính giảm đi nớc
trong lỗ rống của đất sẽ thấm theo phơng ngang vào cọc rồi sau đó thoát ra ngoài dọc theo
chiều dài cọc.
III. ứng dụng:
-Phơng pháp này dùng để gia cố nền đất cát,sỏi,nền đá nứt nẻ và dùng làm các màn chống
thấm trong các công trình thuỷ lợi
-Cọc trộn xi măng còn đợc sử dụng nhiều trong các công trình xây dung dân dụng có tải
trọng vừa và nhỏ,các dự án giao thông đờng bộ,đờng sắt .
-Cọc trộn xi măng dùng để thi công móng cho các công trình xây dựng trong các thành phố
lớn có qũy đất thấp và có nhiều công trình cũ liền kề.

-Gia cờng móng nhà cũ ,nhà cổ bị lún quá định mức hoặc lún không đều.

Svth: đỗ hữu chỉnh

13

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

-Đặc biệt là giải bài toán sử lý nền móng cho các công trình ngầm nói chung và công trình
ngầm trong thành phố nói riêng nơi có nhiều đất ngậm nớc ,nhiều công trình hàng trăm năm
tuổi với móng yếu đã và đang tồn tại trên mặt đất.
IV. yêu cầu kỹ thuật:
-Cọc trộn xi măng thích hợp với những loại đất có hệ số thấm nhỏ hơn 100-200m/ngày đêm
và nền đá nứt nẻ có chiều rộng khe nứt lớn hơn 0.1-0.2mm.
-áp lực phun của xi măng phải chọn thích hợp.Với áp lực cao,xi măng có thể chui vào các
khe rất nhỏ và phạm vi ảnh hởng của một lỗ phun sẽ lớn ,tốc độ phun sẽ nhanh.Tuy nhiên
nếu áp lực phun quá lớn thì nền có thể bị phá hoại.Do đó ở gần mặt đất thờng dùng áp lực
nhỏ còn ở dới sâu thì dùng áp lực cao.
V. yêu cầu của vật liệu:
Vật liệu trong công nghệ cọc trộn xi măng là ximăng và cát có thể có thêm phụ gia làm
tăng quá trình đông kết .
-Xi măng có các loại từ loại 1 đến loại 5.Khối lợng thông thờng từ 8.5->10.5 bao cho một
mét khối.Trong đó một bao nặng 43 Kg.
-Yêu cầu trong thi công cọc là chỉ dùng một loại xi măng cho một dự án để tranh sự lẫn lộn
do vận chuyển.

-Các cỡ hạt đợc nghiền mịn hơn của loại I đợc a dùng.
-Loại II bình thờng thì không cần thiết cho xi măng phun khi nhiệt thuỷ hoá thấp nhng có
thể dùng nếu cần có tính kháng sunfat vừa phải.
-Loại III (để có cờng độ cao sớm) nói chung không đợc khuyến cáo.Sự bắt đầu và kết thúc
ninh kết đợc thúc đẩy thờng đòi hỏi tại những vùng ẩm ớt và ở phía trên đầu hơn khả năng
của bản thân loại III.Nhiều loại phụ gia thúc đẩy đông cứng không tơng hợp với loại III.
-Loại IV,sản xuất nhằm sinh ít nhiệt thuỷ hoá trong bê tông khối lớn(nhờ ninh kết từ từ)
không phù hợp với xi măng phun.
-Loại V chấp nhận đợc khi cần có tính chống sunfat cao.
Vậy ở đây ta nên chọn xi măng loại I là hợp lý trong công tác thi công cọc trộn xi măng.
VI. thiết kế cọc trộn xi măng:
-Khi thiết kế sơ bộ cọc trộn xi măng ta tính toán dựa trên cơ sơ lý thuyết sau:
Svth: đỗ hữu chỉnh

14

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

Kiểm tra sức chịu tải của lớp đất yếu cần đợc xử lý bằng công thức:
Rn=

(0,5.D. .N + H . .N q + C.N c )
Fs

(Móng cọc trong xây dựng)

Trong đó:
, :Dung trọng tự nhiên của lớp đất
Rn : Cờng độ chịu tải của đất nền
D: Đờng kính móng
C: Lực dính của đất nền
H: Chiều dày tầng đất yếu
Fs: Hệ số an toàn
N,Nq,Nc:Thôg số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất nền
Kiểm tra sức chịu tải của cọc trộn xi măng sau khi đợc gia cố:
Rc= 2 c + 3 h

(Móng cọc trong xây dựng)

Trong đó:
Rc:Cờng độ chịu tải của cọc
c :Cờng độ kháng cắt của cọc dự kiến là 17T/m2
h :Giá trị ứng suất ngang tác dụng lên thành cọc(thí nghiệm nén ngang)
-Phơng pháp tạo lỗ để phun xi măng là phơng pháp khoan xoay.Do đó đất đợc làm tơi.
-Dụng cụ:ống thép khoan tới độ sâu thiết kế.Trong quá trình khoan lỡi đợc thiết kế để trộn
đều đất và xi măng ,xi măng khô đợc phun định lợng liên tục và trộn đều tạo thành những
cọc trộn xi măng.
Sau khi khoan xong toàn bộ diện tích móng các cọc trộn xi măng đợc đào hở đầu cọc và
làm bằng phẳng.Vải địa kỹ thuật đợc trải lên trên để phân bố tải trọng đều cho móng.Xây
dựng các mốc chuẩn và các mốc đo theo dõi lún.Quá trình tiếp theo là chất tải.Việc chất tải
nén trớc và theo dõi lún tuân thủ theo quy trình quy phạm tiêu chuẩn Việt Nam.
Phơng pháp gia tải nén trớc nhằm mục đích:
Svth: đỗ hữu chỉnh

15

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

-Tăng cờng sức chịu tải của đất nền và khối móng.
-Tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền và toàn bộ khối móng có độ lún ổn định trong
thời gian ngắn.
* Chú ý: sau khi thiết kế cọc trộn xi măng khảo sát nền đã gia cố (Ví dụ khoan lấy mẫu
xuyên, bàn nén) nếu không đạt thì điều chỉnh lại thiết kế.
* trình tự thiết kế cọc trộn xi măng:
- Tài liệu: + Công trình
+ Địa chất
+ Các tiêu chuẩn
- Các đặc trng của nền và cọc trộn xi măng:
+ Mục đích của công trình, tầm quan trọng của công trình
+ Vật liệu cọc: xi măng loại I, sạch và thi công bằng phơng pháp
khoan xoay ống rỗng theo quy trình đảm bảo sau gia cố
+ Chọn kích thớc của cọc: đờng kính và độ dài cọc
Nhận mặt bằng thi công
- Kiểm tra các kích thớc cọc cọc trộn xi măng
- Cấu tạo cọc => Bản vẽ.
Triển khai các qúa trình thi công

Phần ii: Công nghệ và thiết bị thi công cọc trộn xi
măng
Huy động lắp ráp

Định vị tim cọc
Cung cấp vật liệu đến công trình
các thiết bị thi công

Chơng I:quy trình
công nghệ thi
công cọc trộn xi
măng
kt1
kt3
kt2
1. sơ đồ thi công cọc trộn xi măng:
Đua mũi ống khoan vào vị trí tim cọc,điều chỉnh
vị trí và độ thẳng đúng theo 2 phuơng

Khởi động động cơ đua cần khoan xuống chiều sâu
thiết kế ,luôn điều chỉnh độ thẳng theo 2 phuơng
kt4

Cần khoan quay nguợc lại
lên khỏi mặt đất

Cho cần khoan quay theo chiều nguợc lại đồng thời phun
xi măng bằng máy nén khí cho đến khi tới mặt đất

kt5
Kết thúc thi công một cọc và
chuyển sang thi công cọc tiếp theo

Svth: đỗ hữu chỉnh

Hoàn công cọc đã thi công, tổng hợp
khối luợng đã thi công cọc
lớp:

16

Kết thúc và lập hồ sơ

Hình1:Sơ đồ thi công cọc trộn xi măng

49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

Hình 2: Các bớc thi công
1.Khoan xuống độ sâu thiết kế
2.Đổi chiều quay vừa lên vừa phun xi măng;
3.Cọc trộn xi măng đã đợc gia cố
4.Thi công phần móng phía trên
2. CÔNG TáC CHUẩN Bị:
- Trớc khi thi công cọc cần chú ý nghiên cứu kĩ các tài liệu thiết kế kĩ thuật, quy trình
công nghệ, tài liệu khảo sát địa chất công trình, .... và các công trình ngầm trong mặt bằng
thi công nh điện, cáp quang, hệ thống thoát nớc, cấp nớc...
- Chuẩn bị mặt bằng tổ chức thi công, xác định vị trí các tim mốc, hệ trục công trình,
đờng vào, hệ thống đặt các thiết bị cơ sở, kho các công trình phụ trợ. Các cán bộ kĩ thuật
phải nắm chắc hồ sơ thiết kế cọc nh địa chất công trình, đờng kính, cấu tạo , đáy cọc đáy

đài, cao độ cắt cọc cấu tạo ống siêu âm...v.v.
- Căn cứ vào các thiết bị có sẵn đã đợc duyệt lập tiến độ thi công chi tiết cho từng cọc
đảm bảo theo đúng yêu cầu bên A và t vấn giám sát từ đó lập tiến độ thi công tổng thể cho
toàn bộ khu cọc.
- Chuẩn bị các bảng biểu nhật kí công trờng theo dõi quá trình thi công và chất lợng
thi công.
- Chuẩn bị đầy đủ thiết bị máy móc kiểm tra độ sụt của xi măng đất, kiểm tra độ nén
chặt của xi măng đất.
- Chuẩn bị vật liệu thi công đầy đủ theo yêu cầu (thờng dùng xi măng loại I ).
Svth: đỗ hữu chỉnh

17

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

- Chuẩn bị đầy đủ và đảm bảo nguồn nớc trong quá trình thi công.
- Hệ thống cung cấp điện phải an toàn và đáp ứng đợc công suất của máy móc thiết
bị thi công.
- Các thiết bị sử dụng nh máy cẩu, động cơ điện phải có đầy đủ tài liệu về tính năng
kỹ thuật, cũng nh chứng chỉ về chất lợng, đảm bảo an toàn kỹ thuật của nhà chế tạo và phải
đợc đăng kiểm của cơ quan thanh tra an toàn đúng theo quy tắc kỹ thuật an toàn hiện hành.
- Kiểm tra và đảm bảo chắc chắn tất cả các thiết bị trong tình trạng hoạt động tốt và
sẵn sàng làm việc.
- Vị trí của máy phải an toàn chắc chắn và thuận tiện.
3. định vị cọc:

- Định vị phải căn cứ vào tài liệu thiết kế về quy hoạch tổng thể của dự án và mặt
bằng bố trí cọc. Việc xác định vị trí tim cọc đợc thực hiện bằng 2 máy kinh vĩ giao hội hoặc
máy kinh vĩ điện tử. Khi thực hiện công tác này phải có sự kiểm tra nghiệm thu của kỹ s t
vấn.
- Sai số cho phép của vị trí tim cọc là: 30 mm
- Đồng thời lập các mốc phụ để xác định và kiểm tra lại tim, cốt cọc.

* Định vị tim cọc.
Tim cọc

Mốc phụ

Mốc chuẩn

Hình 3: sơ đồ định vị tim cọc
4. công tác khoan cọc:
a. Mô tả ống cần khoan:
- cần khoan đợc chế tạo bằng thép bản cuốn và hàn thành từng đoạn ống tại các xởng
cơ khí chuyên dụng. Đờng kính ống cần khoan theo yêu cầu thiết kế, chiều dày ống cần
khoan thờng 6 16mm, chiều dài các đoạn ống thờng từ 2 10 m phụ thuộc vào đặc
điểm thiết bị, vật t và cẩu lắp, các yêu cầu của cọc.
- Tại công trờng, các đoạn ống cần khoan đợc nối bằng ren hoặc bằng mặt bích. Việc
hàn nối ống phải đợc thực hiện trên bệ gá. Nếu chiều dài ống cần khoan lớn hơn chiều cao
Svth: đỗ hữu chỉnh

18

lớp: 49kg

Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

của cẩu, thì có thể kết hợp giữa việc hạ ống cần khoan và nối ống cần khoan cho đến khi đủ
chiều cao thiết kế, nhng phải bố trí các giá đỡ ống sau khi nối đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật
về độ thẳng đứng, kín và sức chịu tải khi khoan.
b. Định vị và lắp đặt ống cần khoan:
- Công tác định vị, lắp đặt ống cần khoan phải tuân thủ theo quy phạm thi công và
nghiệm thu công trình.
- Khi lắp đặt ống cần khoan ở trên cạn công tác đo đạc định vị thực hiện bằng máy
kinh vĩ và thớc thép và dùng cần cẩu để lắp đặt.
- Khi lắp đặt ống cần khoan ở vùng nớc sâu ngoài việc sử dụng các máy móc thiết bị
cần dùng thêm hệ thống khung dẫn hớng để đảm bảo ổn định dới tác động của nớc.
c. Thiết bị hạ ống cần khoan:
- Tuỳ thuộc vào địa chất công trình, kích thớc ống cần khoan, chiều sâu hạ để tính
toán và chọn thiết bị hạ ống cần khoan cho phù hợp. Thiết bị hạ ống cần khoan th ờng có
những dạng sau:
+ Sử dụng búa thuỷ lực để đóng trực tiếp ống cần khoan xuống và dùng xy lanh thuỷ
lực để nhổ ống lên.
+ Sử dụng búa rung đóng ống xuống và hệ thống thuỷ lực để nhổ ống lên.
+ Hạ ống cần khoan bằng phơng pháp khoan xoay(động cơ dẫn động cần quay).
+ Hạ ống cần khoan bằng lực ép tĩnh (pa lăng cáp) hoặc kết hợp giữa lực ép tĩnh và
xối nớc (dùng tia nớc đợc phun áp lực cao để hạ cọc).
-ở đây trong thi công cọc trộn xi măng ta dùng phơng pháp khoan xoay.
d. Tiến hành khoan:
- Sau khi đã chuẩn bị đầy đủ thiết bị thi công, định vị tim cọc ta tiến hành khoan.
ống cần khoan đợc cẩu lắp và liên kết vào thiết bị hạ ống. Khi hạ ống cần chú ý các đặc
điểm sau:
+ Trớc khi tiến hành hạ ống cần chỉnh chính xác độ nằm ngang của máy và độ thẳng

đứng của cần dẫn hớng. Vị trí máy phải đợc cố định trong suốt quá trình hạ ống.
+ Cần dẫn hớng phải luôn thẳng đứng trong suốt quá trình hạ ống, tim ống luôn trùng
với tim cọc và thờng xuyên kiểm tra bằng máy kinh vĩ.
+ Công tác hạ ống phải đợc tiến hành liên tục trong phạm vi một cọc. Không nên
dừng đột ngột giữa chừng nếu không có lý do chính đáng. Trong quá trình thi công phải
theo dõi, mô tả mặt cắt địa chất và thể hiện chi tiết trong báo cáo. ở các điểm địa tầng sai
khác nhiều so với hồ sơ khảo sát địa chất ban đầu phải tiến hành lấy mẫu và ghi chép đầy
đủ vào nhật ký, báo cáo với đơn vị thiết kế công trình để có biện pháp kỹ thuật xử lý trực
tiếp phù hợp.
Svth: đỗ hữu chỉnh

19

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

+ Khi hạ ống thì tốc độ hạ phải tơng ứng từng địa tầng mà ống vách đi qua. Không
nên nóng vội mà ảnh hởng đến chất lợc cọc.
+ Phải luôn kiểm tra độ thẳng đứng của ống. Khi ống bị lệch khỏi vị trí tim cọc hay
bị nghiêng so với thiết kế thì cần báo ngay cho đơn vị giám sát để đa ra biện pháp khắc
phục.
5. Quay rút cần khoan đồng thời phun xi măng:
- Sau khi hạ ống cần khoan đến độ sâu thiết kế ta tiến hành quay ngợc cần khoan và
bắt đầu phun xi măng. Xi măng phun đợc chuẩn bị sẳn, ban đầu ở dới độ sâu lớn nhất ta
phun với áp suất cao đến khi gần tới mặt đất thì ta phun với áp suất nhỏ hơn cho tới khi
hoàn thành cọc trộn xi măng.

* Một số chú ý khi thi công:
- Trong quá trình quay rút ống phải đảm bảo ống giữ thẳng đứng và đồng trục với cọc.
- Sau khi ống đợc rút lên cần kiểm tra cọc trộn xi măng làm việc có đúng yêu cầu
thiết kế hay không. Cọc có đủ cờng độ hay không.
6. Dung sai:
- Vị trí cọc phải đợc xác định chính xác ngay trớc khi thi công, phải kiểm tra vị trí
cọc so với hệ thống mốc chuẩn.
- Vị trí cọc không đợc sai số quá 30 mm theo bất kỳ hớng nào đồng thời cũng phải
đảm bảo sai số của tâm móng (bao gòm cả các cọc khác) không đợc vuợt quá chỉ số trên.
- Độ thẳng đứng: khi bắt đầu công tác thi công, độ thẳng đứng của các cọc phải đ ợc
kiểm tra theo quy định. Dung sai thẳng đứng lớn nhất cho phép là 1/100.
- Trong trờng hợp sau các cọc coi nh là không đạt yêu cầu :
+ Dung sai thi công vợt quá trị số cho phép quy định
+ Sức chịu tải của cọc không đạt yêu cầu thiết kế.

7. Lý lịch cọc:
- Lý lịch cọc phải đợc kỹ thuật A- B ký xác nhận ngay trong quá trình thi công và
bao gồm các thông tin sau đây:
+ Ngày và thời gian bắt đầu thi công.
Svth: đỗ hữu chỉnh

20

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

+ Số hiệu cọc và vị trí.
+ Cốt mặt đất tại vị trí thi công cọc.
+ Cốt mũi cọc và đầu cọc.
+ Độ sâu gặp lớp đất chịu lực (đất chặt hoặc sét cứng).
+ Đờng kính hố và đờng kính cọc.
+ Độ nghiêng của cọc
+ Mô tả chi tiết đất nền trong quá trình theo thời gian.
+ Thời gian thi công hoàn thành cọc..
+ Chi tiết về thời tiết.
+ Các thông tin khác kèm theo yêu cầu của kỹ thuật bên A và t vấn gián sát.
8. nhật ký thi công, kiểm tra và nghiệm thu cọc:
- Mỗi tổ máy thi công đều phải có sổ nhật ký quá trình thi công cọc. Mẫu nhật ký đợc soạn theo bản mẫu với tiêu chuẩn có sẳn.
- Quá trình thi công cọc phải có sự giám sát chặt chẽ của cán bộ kỹ thuật các bên A,
B và thiết kế.
Vì vậy khi thi công một cọc xong cần phải tiến hành nghiệm thu ngay.
Nếu cọc đạt yêu cầu kỹ thuật, đại diện các bên đều phải ký vào nhật ký thi công.
- Sổ nhật ký phải đóng dấu giáp lai của đơn vị ép cọc.
- Cột ghi chú nhật ký cần ghi đầy đủ chất lợng mối nối, lý do thời gian cọc đang thi
công phải dừng lại, thời gian tiếp tục thi công. Khi đó cần chú ý theo dõi chính xác giá trị
lực bắt đầu thi công.
- Nhật ký thi công cần ghi theo cụm cọc hoặc dẫy cọc. Số hiệu cọc ghi theo nguyên
tắc:
Theo chiều kim đồng hồ tính từ góc vuông phần t thứ nhất nếu là cụm cọc có ngã ba,
ngã t
Từ trái sang phải (hoặc từ trên xuống dới) nếu là dẫy cọc.
- Kiểm tra sức chịu tải của cọc đợc thực hiện bằng thí nghiệm nén tĩnh cọc.
Sau khi hoàn thành (hoặc trong quá trình) thi công cọc, cần phải tiến hành thí nghiệm nén
tĩnh cọc theo tiêu chuẩn hiện hành. Sau khi đã kiểm tra cọc ta có thể đa ra các phơng an thi
công khác nhau sao cho số lợng cọc thi công là ít nhất nếu nh chủ công trình và ngời thiết
kế đồng ý.

- Tổ chức giám sát và nghiệm thu công trình cọc.
Svth: đỗ hữu chỉnh

21

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

+ Bên A và bên B đều phải cử cán bộ kỹ thuật theo dõi giám sát quá trình thi công
cọc của mỗi tổ máy thi công trên công trờng.
+ Sau khi hoàn thành thi công cọc trên toàn công trình, bên A và bên B cùng thiết kế
tổ chức kiểm tra nghiệm thu tại chân công trình.
+ Hồ sơ nghiệm thu công trình ép cọc gồm có
Hồ sơ về chất lợng cọc.
Hồ sơ về thiết bị thi công cọc
Nhật ký thi công cọc và kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc.
Mặt bằng thi công
Biên bản nghiệm thu công trình. (mẫu biên bản theo tiêu chuẩn hiện hành).

Chơng II: tính chọn phơng án bơm xi măng
Từ giai đoạn sớm ban đầu tất cả xi măng phun đều là trộn khô .Vòi phun đã không đủ khả
năng trộn kỹ nớc và vẫn cha có kỹ thuật điều khiển từ xa.Kết quả là cả độ bật nảy rơi vãi và
gây bụi không khí đều qúa mức.Cải tiến mặc dù chậm nhng hiện nay cũng đã có hịêu
quả.Tơng tự nh vậy phơng pháp bơm ớt đầu những năm 70 cha thể tạo đợc xi măng phun
thoả mãn cho sử dụng ngầm cơ bản là do sự cân đong chính xác .Tuy nhiên công nghệ bơm
xi măng trong những năm trở lại đây cho kết quả khá tốt ở cả hai phơng pháp.

I. Phơng án bơm xi măng trộn khô:
Xi măng phun trộn khô đợc nạp vào máy phun ,đa vào một luồng khí với tốc độ đồng đều
để đi qua một ống dẫn tới vòi phun.Nớc thuỷ hoá đợc cho vào tại vòi phun trớc khi phụt
vào măt đất.Nớc đợc kiểm soát bằng tay cho phép điều chỉnh để thay đổi độ ớt của bề mặt
cần phun.Thêm phụ gia dạng bột vào hỗn hợp khô trong khi nó đợc nạp vào máy phun.Nếu
là dạng lỏng ,phụgia đợc trộn với nớc trớc khi nớc đợc bơm tới vòi phun.Khi dự trữ cốt liệu
trộn khô tại hiện trờng,cần phải bảo vệ nó khỏi các yếu tố nh ma,tuyết,băngViệc dự trữ
theo nhóm kích cỡ hạt cần phải tránh sự chia tách theo kích thớc dới tiêu chuẩn.Tốt nhất
phải duy trì độ ẩm cốt liệu từ 3-6%.Độ ẩm bé hơn sẽ hấp thụ qúa nhiều nớc hoà trộn,nếu lớn
hơn sẽ tạo ra tỷ lệ N/X quá cao.Khi sử dụng các bao vật liệu khô tiêu chuẩn đóng sẵn cần
phải đa vật liệu qua một thiết bị gây ẩm trứơc ngay trớc khi đa vào thing đẻ có đợc điều
kiện ẩm 3-6%.
II. phơng án bơm xi măng trộn ớt:
Svth: đỗ hữu chỉnh

22

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

Quá trình trộn ớt bao gồm việc hoà trộn những khối lợng đã đợc cân đong của cốt liệu,xi
măng,nớc,rồi đa hỗn hợp nhận đợc vào một bình chứa để bơm đi bằng khí nén hay cơ khí
qua một ống dẫn tới đích cần phun nhờ một vòi phun.Nó có u điểm là kiểm soát chặt chẽ đợc tỷ lệ N/X của sản phẩm .Các thiết bị hiện nay có thể phun đợc cỡ cốt liệu lớn nhất là
20mm.Hơn nữa những phơng pháp thành công đã đợc phát minh để đa các phụ gia tác dụng
nhanh tới ống dẫn .Phơng pháp này cho thấy rằng khá thuận tiện khi sử dụng với những
công nhân kém lành nghề,đặc biệt là công trình có không gian hạn chế trong các hầm mỏ

mà đa số trong chúng nói chung là khô.
So sánh quá trình trộn ớt và quá trình trộn khô
Quá trình trộn ớt

Quá trình trộn khô

1.Nớc trộn đợc kiểm soát tại thiết bị vận
chuyển và có thể đo lòng chính xác.

1.Kiểm soát tức thời lợng nớc và độ linh
động của hỗn hợp tại đầu vòi phun để đáp
ứng các hiện trờng khác nhau.

2.Đảm bảo tốt hơn rằng nớc đợc trộn kỹ với
các thành phần khác.

2.Phù hợp tốt hơn khi phun hỗn hợp chứa cốt
liệu nhẹ,các vật liệu chịu nhiệt và xi măng
phun đòi hỏi còng độ sớm.

3.Có thể sử dụng hỗn hợp trộn sẵn khối lợng
lớn.

3.Đầu t thiết bị ít hơn.

4.Cân đong chính xác hơn.

4.Vận tốc va chạm lớn hơn,dính bám tốt
hơn.

5.Thờng có độ bật rơi thấp hơn do đó lãng
06
phí vật liệu ít hơn.

5.Các đặc điẻm phun lúc bắt đầu và kết thúc
sẽ tốt hơn với hao phí tối thiểu và độ cơ động
khi phun cao hơn.

07

05

6.Gây ít bụi hơn và mất mát xi măng đi liền
với thao tác phun.

6.Có khả năng truyền đi khoảng cách xa
hơn.

7.Có thể cho phép cuốn khí và có thể cho
09
năng suất lớn hơn.

7.Dễ phun mặt trần hơn và có thể cho còng
độ cao hơn.

08

10

NX:Có những khác nhau và những u điểm nhất định của xi măng trộn khô và xi măng trộn 04

ớt ngay cả khi sản phẩm cuối11 cùng có thể gần giống nhau.Kết luận chung không thể chối
Svth: đỗ hữu chỉnh

12
13

14

23

lớp: 49kg
03

02
01


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

cãi là hai quá trình trộn đều có vị trí thích đáng của nó trong xây dựng ngầm.Tuy nhiên với
bảng so sánh trên ta thấy công nghệ trộn khô có thiết bị thi công đơn giản,hàm l ợng xi
măng sử dụng ít hơn,quy trình kiểm soát chất lợng đơn giản ,phạm vi áp dụng rộng.Với
chiều sâu cọc là 15m công nghệ trộn khô hoàn toàn thi công tốt.Mặt khác với điều kiện địa
chất ở nớc ta là đá mềm và nền đất yếu thì ta chọn phơng án thi công là bơm xi măng theo
phơng pháp trộn khô là hợp lý.

Hình 4: Phơng án bơm xi măng trộn khô.
1 Máy cơ sở.

2 Liên kết máy cơ sở và xi lanh.
3 Hệ tang cuốn cáp.
4 Xi lanh.
5 Liên kết xi lanh và cần giàn.
6 Cụm pu li.
7 Cáp nâng hạ
8 Cần .

9 Động cơ.
10 Hộp giảm tốc
11 Cần khoan
12 ống bơm xi măng
13 Liên kết cần và máy cơ sở
14 Máy nén khí

Phần III: phơng án tính,phơng án di chuyển thiết bị thi
công,bố trí mặt bằng
Chơng I:giới thiệu máy thiết kế , lập phơng án tính,phơng án di
chuyển của thiết bị
I.giới thiệu chung máy thiết kế:
- Ngày nay một trong những phơng pháp xử lý móng vừa kinh tế vừa đảm bảo yêu
cầu chịu lực, độ bền vững của công trình là dùng phơng pháp đa cọc vào móng công trình
Svth: đỗ hữu chỉnh

24

lớp: 49kg


Đồ án tốt nghiệp

gvhd: Th.s phan văn thảo

có thể bằng phơng pháp đóng, ép, hạ cọc,khoan trộn . Để đa cọc vào nền đất có thể dùng
các phơng pháp: va đập, rung ép tĩnh, xoáy cọc, xối nớc,phun ximăng
* Sơ đồ hình chung thiết bị thi công cọc trộn xi măng nh trên hình 5:
06

1-Máy cơ sở
2-Liên kết giữa xi lanh và máy

07

05

3-Hệ tang cuốn cáp
08

4-Xi lanh thuỷ lực
5-Liên kết xi lanh và cần

09
10

6-Cụm pu li
7-Cáp nâng hạ

11

8-Cần hộp

12

9-Động cơ điện

13

10-Hộp giảm tốc

04

03

02
01

14

Hình 5: Sơ đồ hình chung máy thiêt kế

11-ống thép
12- ống bơm xi măng
13-Liên kết giữa cần hộp và máy cơ sở
14-Máy nén khí.
* Nguyên lý làm việc:

- Xy lanh thuỷ lực 4 dùng để điều khiển độ nghiêng của cần 8. Khi làm việc động cơ
(có thể là động cơ điện hoặc động cơ thuỷ lc) quay truyền chuyển động qua hộp giảm tốc
10 là hộp giảm tốc hành tinh .Sau đó chuyển động quay đợc truyền qua hệ bánh răng trụ tạo
ra mô men xoắn làm cần khoan 11 quay đồng thời cần khoan còn bị ép xuống nhờ hệ thống

cáp nâng hạ 7 và thực hiện quá trình khoan.Khi khoan tới độ sâu thiết kế mũi khoan quay
theo chiều ngợc lại xi măng đợc bơm vào nền đất bằng áp lực khí nén cho đến khi hoàn
thành cọc
iI.lập phơng án di chuyển của thiết bị thi công:

Svth: đỗ hữu chỉnh

25

lớp: 49kg