Những nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng cọc khoan nhồi và một số giải pháp hạn chế

Những nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng cọc khoan nhồi và một số giải pháp hạn chế
Công nghệ thi công cọc khoan nhồi phải trải qua một quy trình có nhiều giai đoạn phức tạp nên cọc khoan nhồi luôn
tồn tại các khuyết tật, hư hỏng; các khuyết tật này thường rất đa dạng, ảnh hưởng nhiều đến chất lượng của cọc, bài
viết sau phân tích một số nguyên nhân gây ra những khuyết tật thường gặp và đề xuất một số giải pháp hạn chế.
Hiện nay, ước tính hàng năm chúng ta thực hiện khoảng 50-70 nghìn mét dài cọc khoan nhồi có đường kính 0.8-2.5m, với chi
phí khoảng 300-400 tỷ đồng. Việc phân tích những nguyên nhân ảnh hưởng đến chất lượng cọc khoan nhồi và đề xuất các biện
pháp xử lý phù hợp nhằm sử dụng móng cọc khoan nhồi có hiệu quả hơn là một vấn đề cần thiết.
1 MỘT SỐ DẠNG HƯ HỎNG THƯỜNG GẶP:
a. Những hư hỏng ở mũi cọc:
*Sự lắng đọng bùn khoan kết hợp đất nhão ngay dưới mũi cọc.
*Bê tông mũi cọc bị xốp do lẫn tạp chất v.v...
b.Những hư hỏng ở thân cọc:
*Thân cọc bị oằn, biến hình trong đất yếu.
*Thân cọc bị gián đoạn bởi các đoạn bê tông xốp, bởi các lớp đất...
* Tại một vài vị trí, tiết diện thân cọc có hiện tượng co thắt lại hoặc bì phình ra...
* Trong bê tông cọc có lẫn các thấu kính đất...
* Bề mặt thân cọc bị rỗ.
c. Những hư hỏng ở đầu cọc:
* Bê tông đầu cọc bị xốp, lẫn tạp chất v.v...

Thân cọc bị gián đoạn

Thân cọc bị biến hình

II. NGUYÊN NHÂN VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ
1. Sự lắng đọng bùn khoan dưới mũi cọc:
a. Nguyên nhân:
Trong quá trình khoan tạo lỗ, phần đất ngay dưới đáy lỗ khoan bị xáo động và hấp thụ bentonite chuyển sang trạng thái dẻo
kết hợp với sự lắng đọng bùn khoan tạo thành 1 lớp vật liệu nhão ngay dưới mũi cọc làm giảm sức kháng mũi cọc.
b. Đề xuất giải pháp xử lý.
Giải pháp khả thi nhất và đã được sử dụng tại nhiều nước trên thế giới là kỹ thuật xói rửa và bơm vữa xi măng gia cường đáy cọc.

Kỹ thuật này được tóm tắt, bao gồm các công đoạn sau:
- Lắp đặt ống công tác để xói rửa và bơm vữa xi măng đáy cọc: các ống bơm này được lắp đặt ngay trong quá trình lắp đặt lồng
thép cọc.
- Khoan đáy cọc: thông qua ống khoan, khoan đáy cọc để tạo đường luân chuyển của nước và vữa xi măng khi khi xói rửa và bơm
gia cường đáy cọc.
- Xói rửa đáy cọc bằng phương pháp bơm nước dưới áp lực cao: Nước rửa sẽ được bơm vào từ một ống này và thoát ra tại một
ống khác mang theo mùn khoan.
- Bơm vữa xi măng gia cường đáy.
2. Bê tông mũi cọc bị xốp do lẫn tạp chất:
a. Nguyên nhân:
Quả cầu đổ bê tông không đạt yêu cầu; khoảng cách từ đáy ống đổ bê tông đến đáy lỗ khoan quá lớn, mẻ bê tông đầu tiên
của cọc bị phân tầng hoặc bị trộn lẫn với hỗn hợp bùn sét trong quá trình bê tông rơi từ miệng ống đổ đến đáy lỗ khoan, phần bê
tông mũi cọc bị xốp, không đạt chất lượng.
b. Đề xuất giải pháp hạn chế:
Quả cầu đổ bê tổng cần phải tròn đều, đờng kính quả cầu phải đảm bảo tiếp xúc kín khít với thành ống dẫn. Trước khi đổ bê tông,
phải đặt quả cầu tại vị trí phía dưới cổ phễu đổ bê tông khoảng 20- 40cm để khi bê tông chảy trong ống quả cầu đảm bảo sẽ đi
trước và đẩy dung dịch khoan ra khỏi đáy ống dẫn.
Đáy ống đổ bê tông không được cách đáy hố khoan quá 20 cm. Không được đổ vào cọc phần bê tông bôi trơn máy bơm, nếu quả
cầu không được tròn đều cần lưu ý không được rót trực tiếp bê tông lên quả cầu làm nghiêng lật quả cầu.
3. Thân cọc co thắt lại hoặc phình ra hoặc bị oằn đi :
a. Nguyên nhân:
ở khu vực địa chất yếu cục bộ thân cọc có thể sẽ phình ra hoặc bị oằn cong do từ biến của lớp đất dưới lực đẩy của bê tông tươi;
Trường hợp sau khi khoan tạo lỗ xong, vì sự cố nào đó chưa thể tiến hành lắp hạ lồng thép và đổ bê tông cọc ngay được, tiết diện
lỗ khoan cũng có thể bị co thắt lại do sự đẩy ngang của đất.
b. Đề xuất giải pháp hạn chế:
Trong quá trình khoan tạo lỗ cần phải thờng xuyên theo dõi các lớp địa chất mà mũi khoan đi qua và phải đối chứng với hồ sơ địa
chất) nếu phát hiện sự khác biệt, cần báo cáo ngay với đơn vị liên quan để có biện pháp xử lý kịp thời.
Giữ ổn định vách lỗ khoan bằng ống vách có nhược điểm là chi phí rất cao, tuy nhiên việc điều chỉnh chiều dài ống vách theo

chiều sâu cọc là giải pháp cần được xem xét trong trường hợp này.
4. Thân cọc có lẫn các thấu kính đất hoặc bị gián đoạn bởi các lớp đất:
a. Nguyên nhân:
Những dạng hư hỏng trên chủ yếu thường xuất phát từ sự cố sập thành vách lỗ khoan trong quá trình thi công cọc khoan nhồi.
Sập thành vách thường do các nguyên nhân chính sau:
* Khi khoan gặp tầng đất quá yếu, nhưng không có ống vách gia cố.
* Mực vữa bentonite trong lỗ khoan hạ thấp hơn cao độ yêu cầu.
* Các chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch bentonite không thích hợp với địa tầng cần khoan.
* áp lực thủy động trong tầng cát, cát pha sét quá lớn.
* Tốc độ khoan quá nhanh vữa bentonite chưa kịp hấp thụ vào thành vách
* Nâng hạ gàu khoan quá nhanh gây hiệu ứng Pitông dẫn đến sập thành vách lỗ khoan.
b. Đề xuất giải pháp hạn chế:
Trong quá trình khoan cần kiểm tra lại địa chất để đối chiếu với số liệu dùng trong hồ sơ thiết kế, để kịp thời phát hiện những
vùng đất yếu cục bộ, xem xét điều chỉnh tăng thêm chiều dài ống vách nếu cần thiết.
Tuỳ theo phơng pháp thi công, loại địa tầng và mực nước ngầm, mà ta cần nghiên cứu chọn bentonite độ nhớt, độ ph và các chỉ
tiêu tính năng khác của dung dịch bentonite cho phù hợp.
Khi khoan gặp tầng cát có chứa nước ngầm với áp lực lớn, nước ngầm có áp này sẽ chảy vào trong lỗ khoan mang theo đất cát ở
vách lỗ khoan làm cho lỗ khoan tại tầng này mở rộng ra, có thể kéo theo các tầng phía trên bị sụp. Nếu gặp sự cố này nên đưa
ống vách qua tầng này, hoặc dùng biện pháp hạ mực nước ngầm trước khi khoan.
Để tránh sập vách cần phải khoan nhẹ nhàng tránh những động tác đột ngột.
5. Bề mặt thân cọc bị rỗ:
a. Nguyên nhân.
Những hư hỏng này có thể do các nguyên nhân chính sau:
* Do sử dụng bê tông có thành phần không thích hợp, độ sụt quá thấp làm bê tông rỗ hoặc phân tầng.
* Do sự lưu thông nước ngầm làm trôi vữa ximăng, chỉ còn lại hạt cốt liệu.
b. Đề xuất giải pháp hạn chế:
Với đặc điểm của cọc khoan nhồi là không được đầm nén bằng các loại thiết bị đầm bêtông thông thường, nên một thực tế rất phổ
biến là các loại cấu kiện này khi thi công thường không đạt mác thiết kế hoặc bề mặt bị rỗ.
Trên quan điểm lưu biến học, bê tông là một dạng vật chất gồm hai pha: pha vữa chảy và pha rắn. Do vậy, để đạt được khả năng
tự chảy và tự đầm lèn của bê tông dùng trong cọc khoan nhồi, tỷ lệ vật chất mịn cần phải được tăng cường nhiều hơn so với bê

tông thường. Tuy nhiên, việc tăng lượng vật chất mịn không đồng nghĩa với việc chỉ tăng tỷ lệ xi măng, hay tăng tỉ lệ nước.v.v.
.như lâu nay ta đang thực hiện... Đề nghị xem xét việc sử dụng bê tông tự đầm trong thi công cọc khoan nhồi.
III. KẾT LUẬN
Trong quá trình xây dựng công trình, chúng ta khó tránh khỏi một sai lầm kỹ thuật nhỏ ở một giai đoạn công việc nào đó. Việc
tổng hợp các dạng hư hỏng thường gặp, phân tích nguyên nhân xảy ra và đề xuất một số giải pháp xử lý nll trên sẽ giúp người kỹ
sư thi công cọc khoan nhồi có được cái nhìn tổng quan hơn trong công tác phòng tránh cũng như phân tích lựa chọn biện pháp
thích hợp nhằm hạn chế sự cố hoặc suy giảm chất lượng có thể xảy ra.