Móng cọc đường kính lớn

chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

Chơng 3
móng cọc đờng kính lớn
Bi 1:

Giới thiệu về cọc đờng kính lớn

I. Vấn đề chung về cọc đờng kính lớn
1. Khái quát chung
Cọc đờng kính lớn thờng có đờng kính 800 ~ 2500 mm (v còn có thể lớn hơn).
Hiện nay, các cầu lớn v các nh cao tầng đều sử dụng móng cọc l cọc đờng kính
lớn.

2. Ưu điểm của cọc đờng kính lớn
-

Đối với các nền móng sử dụng cọc vuông (đờng kính nhỏ) khi tải trọng tăng
chỉ có thể tăng số cọc m không có khả năng tăng kích thớc v chiều di cọc vì
những hạn chế của thiết bị đóng cọc. Khi đó phải mở rộng bệ cọc gây lãng phí
lớn về kính tế. Nếu thay bằng cọc đờng kính lớn nên có thể hạ đến độ sâu lớn
hơn nhiều so với cọc đờng kính nhỏ, v do đó có thể đặt mũi cọc ở các tầng
đất tốt hoặc tầng đá gốc nằm ở dới sâu.

-

Sức chịu tải của cọc đờng kính lớn thờng lớn hơn rất nhiều so với cọc đờng
kính nhỏ, vì vậy số lợng cọc trong móng giảm đi đáng kể, có nghĩa l kích
thớc bệ cọc cũng có thể giảm đi v công tác thi công sẽ rút ngắn lại lm giảm
thời gian thi công công trình, do đó giảm đợc chi phí về quản lý chung, về
nhân công v chi phí kho bãi.

-

Cọc đờng kính lớn có độ cứng tơng đối lớn, nên độ cứng của hệ bệ~cọc cũng
có độ cứng tốt hơn so với hệ bệ~cọc của móng cọc đờng kính nhỏ, do đó móng
cọc đờng kính lớn có khả năng chịu lực ngang v mômen tốt hơn.

-

Hiện nay có nhiều công nghệ hiện đại trong thi công cọc đờng kính lớn, do đó
cng mở ra nhiều triển vọng phát triển móng cọc đờng kính lớn.

130


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

3. Nhợc điểm của móng cọc đờng kính lớn


Móng cọc đờng kính lớn chỉ kinh tế khi số lợng cọc trong móng nhiều, còn
nếu số lợng cọc ít thì móng cọc đờng kính lớn thờng không có tính kinh tế.



Phải đầu t máy móc thiết bị hiện đại, do đó giá trị đầu t máy móc thiết bị ban
đầu thờng cao, nên có thể lm cho các nh thầu gặp khó khăn về ti chính.

Do số lợng cọc ít v sức chịu tải của một cọc lớn, vì vậy khi thi công nếu để xảy
ra vấn đề hỏng hay cọc có vấn đề về chất lợng thì sẽ rất khó khăn để xử lý
móng. Do đó trong khi thi công đòi hỏi my móc phải chuyên dụng v ở tình
trạng phục vụ tốt, trình độ nhân viên kỹ thuật phải nắm vững v có chuyên
môn giỏi, do đó cũng lm cho nh thầu gặp khó khăn trong vấn đề nhân lực.

II. Ưu nhợc điểm của cọc ống B.t.c.t đờng kính lớn

Cọc ống B.T.C.T đờng kính lớn đã sử dụng cho các công trình xây dựng cầu ở Việt
Nam có các loại đờng kính từ 800mm đến 1600mm. Nhng hay sử dụng nhất l loại
có đờng kính 1000mm. Cọc ống bê tông cốt thép đờng kính lớn đã đợc chế tại
đúc nằm với đờng kính từ 3m cho cầu Việt Trì - Vĩnh Phú nhng không đợc sử
dụng. Đờng kính cọc ống còn phụ thuộc vo khả năng rung hạ của các thiết bị hiện
có ( 1.6m). Năm 1964, cọc bê tông cốt thép 1550 đợc áp dụng ở cầu Hm Rồng.
Loại đờng kính thờng đợc áp dụng trong thời gian qua l 1000 mm, ví dụ nh
cầu Đò Quan, Phú Lơng, Quang Trung Cần Thơ, Trung H.
Việc đúc cọc ống 1600mm có thể sử dụng phơng pháp đúc ly tâm hoặc phơng
pháp đúc nằm tại bãi đúc gần công trờng. Việc hạ cọc ống bê tông cốt thép đợc
thực hiện bằng búa chấn động kết hợp xói hút lấy đất trong lòng cọc.
Khi hạ cọc đến cao độ thiết kế thờng lấp lòng cọc bằng bê tông đổ theo phơng
pháp ống dịch chuyển thẳng đứng.
Bên cạnh phơng án cọc ống B.T.C.T, giải pháp cọc ống B.T.C.T ứng suất trớc cũng
đợc các tổ chức T vấn thiết kế quan tâm. Giải pháp cọc ống B.T.C.T ứng suất trớc
1000 mm đã đợc sử dụng cho cầu An Dơng II Hải Phòng trên Quốc Lộ 5. Ưu
điểm của l mômen uốn gây nứt cho phép rất lớn so với do vậy rất thích hợp với
trờng hợp cọc chịu tải trọng ngang lớn v dễ dng hơn trong việc vận chuyển, cẩu
lắp, khắc phục phần no sự xâm thực của nớc biển kéo di tuổi thọ của cọc. Nhng
giải pháp ny vẫn cha đợc thực hiện vì chúng ta cha tự sản xuất đợc cọc ống
B.T.C.T ứng suất trớc đờng kính lớn m phải nhập ngoại do vậy giá thnh tới chân
công trình quá cao.

131


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

1. Ưu điểm
-

So với cọc khoan nhồi, cọc ống có u điểm hơn l việc thi công cọc không phụ
thuộc nhiều vo điều kiện thời tiết cũng nh điều kiện địa chất thuỷ văn.

-

Cọc ống bê tông cốt thép đờng kính lớn có thể rung hạ qua nhiều tầng đất
mềm yếu, hạ cọc qua tầng cát chảy hoặc hạ cọc nơi có mực nớc ngầm cao. Đối
với các trờng hợp ny khi thi công bằng móng cọc khoan nhồi phải sử dụng
phơng pháp khoan vách xoay hoặc các phơng pháp khác có ống chống để lại
không rút lên sau khi thi công, gây ra tốn kém lớn.

-

Việc chế tạo cọc ống thờng đợc công xởng hóa v dễ dng kiểm tra chất
lợng trớc khi rung hạ. Khi rung hạ đến cao độ thiết kế có thể yên tâm về chất
lợng.

-

Cọc ống sau khi hạ xuống đến chiều sâu thiết kế có thể đổ bê tông lấp lòng hoặc
không (tuỳ thuộc v điều kiện cụ thể của công trình), vì thế cọc ống B.T.C.T

đờng kính lớn so với các loại cọc khác thì cọc ống l loại tiết kiệm vật liệu
nhất.

2. Nhợc điểm


Việc hạ cọc ống thờng l phức tạp v tốn nhiều thời gian thi công so với cọc
khoan nhồi. Đặc biệt khi hạ cọc qua các tầng địa chất phức tạp có lẫn đá tảng
hoặc vật liệu phế thải do công tác lấy các chớng ngại vật gặp nhiều khó khăn.



Hạ cọc bằng búa chấn động nên tạo ra rung chấn ảnh hởng vùng xung quanh
nên thi công ở những công trình m gần các công trình khác đang bị biến dạng
thì sẽ gây nguy hiểm.

III. Ưu nhợc điểm của móng cọc khoan nhồi
1. Ưu điểm
-

Thời gian thi công nhanh, nếu điều kiện địa chất không có gì đặc biệt thì một
ngy có thể thi công từ 1 ~ 2 cọc, do đó giảm đáng kể thời gian thi công móng.

-

Có thể xây dựng công trình gần những công trình kiến trúc m trong quá trình
sử dụng lây di đã có biến dạng lớn. Phơng án đóng cọc, rung hạ cọc hoặc
tờng vây cọc ván thép sẽ gây ra rung động lm phát triển biến dạng đối với
các công trình lân cận.

-

Thi công trong khu dân c, thnh phốnhững nơi theo tiêu chuẩn môi trờng
không cho phép gây tiếng ồn lớn.

132


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

-

Móng công trình đặt trên bãi thải, có các loại vật liệu khác nhau không sử
dụng đợc các giải pháp nền móng khác về mặt kỹ thuật.

-

Vì điều kiện đất nền hoặc tải trọng m kích thớc cọc vợt quá kích thớc cọc
đóng.

-

Thi công đợc trong trờng hợp chiều cao thi công hạn chế nh trong nh
xởng họăc gầm cầu.

-

Móng công trình đặt trên nền đất đá phong hoá có thnh phần v độ chặt
khác nhau.

-

Thi công cải tạo v nâng cấp các công trình đang sử dụng.

2. Nhợc điểm


Đòi hỏi dây chuyền máy móc thi công đồng bộ, giá trị đầu t cao.



Khi thi công qua vùng có hang động Karst, nơi đá bị nứt nẻ lớn hoặc nền đất
yếu phải sử dụng ống chống để lại không rút lên, sau đó đổ bê tông nên giá
thnh cao.



Khó kiểm tra chất lợng lỗ cọc v thân cọc sau khi đổ bê tông cũng nh việc
tiếp xúc giữa mũi cọc v hố móng nếu không đa ra chơng trình quản lý chất
lợng tốt v thiết bị kiểm tra không đạt độ chính xác yêu cầu.



Lợng đất v bùn thải lớn gây ảnh hởng đến mặt bằng khu vực thi công, gây
ô nhiễm môi trờng, đặc biệt khi thi công trong thnh phố.



Phải đặc biệt quan tâm đến điều kiện địa chất khu vực thi công, nếu không có
biện pháp chống vách hợp lý có thể gây ra lún sập lm biến dạng cả vùng đất

xung quanh, rất nguy hiểm cho công trình liền kề.



Đòi hỏi đội ngũ cán bộ thi công phải có trình độ cao về chuyên ngnh địa kỹ
thuật.

133


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

Bi 2:

cấu tạo móng cọc ống Đờng kính lớn

I. Cọc ống bê tông cốt thép

1. Thông số của cọc
-

Đờng kính cọc D = 800 ~ 2000 mm.

-

Chiều di cọc thờng từ 20 ~ 50 m (có thể lớn hơn 50 ~ 70m v hơn nữa). Chiều
di một đốt cọc từ 5 ~ 10m.

-

Bê tông chế tạo cọc tối thiểu phải có mác #300. Chiều dy bê tông thnh cọc
thờng từ 8 ~ 20cm.

2. Cốt thép cho cọc

(1) Cốt thép dọc
-

Thờng có đờng kính từ 12 ~ 25mm (CT5), số thanh do tính toán quyết định.
Cốt thép dọc đợc bố trí trên suốt chiều di của cọc nhng có thể thay đổi số
lợng thanh thép.

-

Cốt thép dọc, nếu có số lợng ít thì trên mặt cắt ngang đợc bố trí một lớp đặt ở
khoảng giữa phần chiều dy bê tông thnh cọc. Còn nếu số lợng nhiều thì
đợc bố trí thnh 2 lớp về hai mép của bê tông thnh cọc.

(2) Cốt thép đai
-

Dùng cốt đai xoắn có đờng kính từ 6 ~ 10mm.

-

Bớc cốt đai từ 50 ~ 200mm, ở đầu đốt cọc bớc cốt đai dy hơn từ 50, 75mm
còn ở giữa đốt cọc bớc cốt đai từ 100 ~ 200mm.

3. Mối nối giữa các đốt cọc
Thờng có mấy cách nối sau:

(1) Nối bằng bulông + mặt bích

134


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

-

Ưu: thi công nhanh v thuận tiện. Không đòi hỏi máy móc hỗ trợ.

-

Nhợc: tính đồng nhất giữa các đốt cọc l kém. Cần chế tạo chính xác nếu
không sẽ khó lắp ráp ở hiện trờng. Đồng thời phải có biện pháp chống gỉ cho
bulông nối.

(2) Nối bằng hn
-

Ưu: thi công nhanh v đảm bảo tính an ton cao.

-

Nhợc: tính đồng nhất giữa các đốt cọc l kém. Chất lợng đờng hn cần phải
kiểm soát. V khi hn do nhiệt độ cao cũng lm ảnh hởng đến tính chất của bê
tông v thép ở vùng xung quanh chỗ hn. Đồng thời cũng phải chú ý đến việc
chống gỉ cho mối nối.

4. Liên kết cọc vo bệ cọc v chân cọc vo tầng đá gốc

(1) Liên kết cọc vo bệ cọc
Cọc sau khi thi công, phần bê tông đầu cọc bị đập vỡ để chừa cốt thép dọc ra ngoi
v đợc đổ cùng bê tông bệ cọc, phần cọc không bị đập vỡ ngập vo trong bệ cọc với
chiều di tối thiểu l 15 cm. Phần cốt thép dọc của cọc sau khi đập vỡ phần bê
tôngóit nhất di 20D~40D (D: đờng kính cốt thép), v sẽ đợc bố trí cấu tạo lại đầy
đủ cùng với các cốt đai của cọc nh trong thiết kế kỹ thuật, rồi mới đợc đổ bê tông
bệ cọc.

(2) Liên kết chân cọc vo tầng đá gốc
Khi hạ cọc đến tầng đá gốc, lấy sạch đất trong lòng cọc, dùng mũi khoan đá để
khoan tạo lỗ vo trong tầng đá gốc ít nhất một chiều sâu bằng D (đờng kính cọc)
hoặc ít nhất l 1m. Sau đó cũng lắp dựng một lồng thép có đầy đủ cốt dọc v cốt đai
(với chiều di tối thiểu l 2D). Cuối cùng l đổ bê tông một đoạn chân cọc với chiều
di ít nhất l 2D (nếu lòng cọc không đổ bê tông lấp lòng).
Ví dụ về các thông số của cọc ống D=1000mm
Đối với cọc bê tông cốt thép 1000 mm thờng đúc nằm tại chỗ từng đốt di 9 m, các
thông số chủ yếu nh sau:


Mác bê tông đúc cọc: R400 kg/cm2



Cốt thép chủ: 32 22mm CT5



Cốt đai xoắn 6mm bớc 50mm ở đoạn đầu mỗi đốt, bớc 100 mm ở đoạn

giữa mỗi đốt.

135


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn



Mối nối giữa các đốt bằng 32 bu lông 22mm tại vị trí mặt bích.



Chiều dy thnh cọc 120 mm.

Việc chế tạo cọc ống bê tông cốt thép 1000 mm cần chú ý đến việc chế tạo mặt bích
v bảo dỡng bê tông sau khi đúc.
Độ chính xác của mặt bích quyết định độ chính xác v khả năng nối ghép giữa các
đoạn cọc ống. Sau khi đúc cọc 4h có thể bảo dỡng cọc bằng hơi nớc nóng trong
lòng cọc đối với việc đúc tại bãi ngoi hiện trờng.

Các sai số cho phép khi chế tạo mặt bích nh sau:


Đờng kính ngoi mặt bích:

+ 5 mm

Đờng kính trong mặt bích:

0 mm



Cự ly tim lỗ bắt bu lông:

1 mm



Độ nghiên mặt bích so với đờng tim cọc:

0.2 %

Các sai số cho phép khi chế tạo cọc ống:


Chiều di đốt cọc:

20 mm



Đờng kính ngoi:

+ 5 mm

Chiều dy thnh ống:

+ 10 mm 0 mm



Chiều dy lớp phòng hộ:

+ 5 mm 0 mm



Độ nghiêng của đờng tim cọc:

< 0.2%

136


SECTION B-B

SCALE 1:10

SECTION A-A

SCALE 1:10

SCALE 1:20

SECTION A-A

A

A

B

B

ch−¬ng 3: mãng cäc ®−êng kÝnh lín

H×nh 88 - Cèt thÐp cäc èng BTCT cÇu T©n §Ö (Th¸i b×nh)

137


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

Bi 3

Thi công cọc ống đờng kính lớn

II. Công nghệ hạ cọc bê tông cốt thép đờng kính lớn
1. Thiết bị v lựa chọn thiết bị
Hạ cọc ống bê tông cốt thép đờng kính lớn thờng sử dụng búa chấn động kết hợp
với việc lấy đất trong lòng cọc. Để lấy đất trong lòng cọc có thể sử dụng gầu ngoạm
hoặc xói hút.
Búa chấn động có bộ phận chính l quả lệch tâm. Khi thi công, do búa đợc gắn chặt
vo đầu cọc, vì vậy khi cho búa hoạt động quả lệch tâm quay tạo ra một chuyển

động dao động dọc trục, chuyển động ny truyền dọc theo chân cọc lm phá vỡ kết
cấu của đất xung quanh thân cọc v dới mũi cọc lm giảm ma sát, dới trọng lợng
của búa v cọc, cọc sẽ đợc hạ đến chiều sâu thiết kế.
Việc chọn búa để hạ cọc ống phải phù hợp với sức chịu tải của cọc. Búa phù hợp có
các thông số kỹ thuật thoả mãn các đẳng thức sau:


150.N d
0.5Q
+ 1 Ptt

nK
K > 0.7Q

(158)

Trong đó:
Ptt

Sức chịu tải tính toán của cọc (T).

Q

Trọng lợng ton bộ hệ thống chấn động gồm: cọc, búa chấn động,
đầu cọc (T).

Nd

Công suất danh nghĩa động cơ điện của búa chấn động (kW)

K

Mômen của các tấm lệch tâm của búa chấn động (T.cm)

n

Số vòng quay của các tấm lệch tâm trong một phút.



Hệ số phụ thuộc vo tính chất của đất.

Đối với việc hạ cọc ống đờng kính lớn cho các công trình cầu trong thời gian qua
thờng sử dụng loại búa chấn động B170 v BY16.
2. Trình tự thi công
Cọc ống bê tông cốt thép đờng kính 1000 mm thi công bằng búa chấn động kết hợp
với xói hút đất trong lòng cọc đợc thực hiện qua các bớc sau:

138


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

1) Lắp dựng hệ thống sn đạo, khung dẫn hớng phục vụ thi công.
2) Dùng cần nổi cẩu cọc ống (một đốt rời hoặc hai đốt đã liên kết với nhau tuỳ
thuộc vo khoảng cách từ cao độ đáy sông đến đỉnh sn thi công) v đặt vo ô
dự kiện hạ cọc của khung dẫn hớng. Cọc phải đặt chính xác vo vị trí v đảm
bảo độ chính xác theo phơng thẳng đứng. Bằng trọng lợng bản thân cọc có
thể cắm sâu vo tầng bùn phủ đến 2 m. Kẹp cọc vo khung dẫn hớng trớc
khi tháo móc cẩu tránh cọc tiếp tục tụt xuống. Cẩu nối đốt tiếp theo, tháo hệ

thống kẹp cọc với khung dẫn hớng, hạ móc cẩu, cọc có thể tụt xuống bằng
trọng lợng bản thân.
3) Búa chấn động B170 hoặc tơng đơng đợc lắp tổ hợp với chụp đầu cọc trên
sn thi công, dùng cẩu nổi cẩu tổ hợp búa chấn động lên đầu cọc, liên kết giữa
búa chấn động v chụp đầu cọc cũng nh giữa chụp đầu cọc v mặt bích đầu
cọc phải dùng rông đen vênh để chống lỏng. Nối nguồn điện 380V/50 Hz qua
tủ điều khiển vo búa chấn động. Đóng điện chờ búa chấn động hoạt động
khoảng 1-2 phút, dừng lại để xiết lại các bulông liên kết. Việc hạ cọc đợc thực
hiện theo từng chu kỳ từ 5 đến 10 phút, sau đó dừng lại để kiểm tra tình trạng
các liên kết. Khi mép đ giáo còn cách sn thi công khoảng 0,5 m thì dừng lại,
tháo búa chấn động đặt xuống sn thi công để nối đoạn cọc tiếp theo.
4) Tiếp tục hạ cọc cho đến khi tốc độ hạ cọc giảm xuống 2 ~ 5 cm/phút thì ngừng
hạ coc, tháo búa chấn động ra, lắp máy hút bùn có gắn vòi xói (Máy xói hút kết
hợp) để lấy đất trong lòng cọc. Trong quá trình xói hút luôn đảm bảo lu lợng
bơm vo lòng cọc lớn hơn lu lợng nớc hút ra. Phải khống chế cao độ xói hút
cao hơn cao độ chân cọc từ 0.5 ữ 2 m tuỳ thuộc vo lớp đất cọc xuyên qua trừ
trờng hợp lớp đất đang hạ cọc l lớp sét dẻo cứng có thể xói hút đến chân cọc.
Sau đó tiếp tục lắp búa chấn động hạ cọc.
5) Để hạ đầu cọc xuống cao độ thiết kế sử dụng đoạn cọc dẫn bằng thép.
6) Lm vệ sinh trong lòng cọc, đặt lồng cốt thép (nếu có) đổ bê tông độn ruột cọc
bằng phơng pháp rút ống thẳng đứng, cần chú ý đến độ linh động của bê tông
v chiều sâu nằm trong bê tông của ống đổ bê tông.
Đối với những trờng hợp cần hạ cọc ống đến tầng đá gốc vững chắc thờng sử
dụng một trong hai loại khoan xoay v khoan choòng. Khoan xoay có u điểm l
trọng lợng nhỏ nhng tốc độ khoan chậm hơn nhiều so với khoan choòng. Trong
quá trình hạ cọc, nếu tốc độ hạ giảm đột ngột cần dừng lại. Việc xử lý các chớng
ngại vật nh các tảng đá mồ côi, các vỉa đá nghiêng đợc thực hiện nh sau:
1 Lm sạch lòng cọc để lộ chớng ngại vật hoặc vỉa đá.
2 Đổ bê tông bịt đáy che phủ.
3 Dùng khoan khoan phá chớng ngại vật.

4 Tiếp tục hạ cọc.

139


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

Bi 4:

Cấu tạo cọc khoan nhồi

I. cấu tạo cọc khoan nhồi đờng kính lớn

Một số tiêu chuẩn của Bộ GTVT v Bộ Xây Dựng dùng cho thiết kế, thi công v
nghiệm thu cọc khoan nhồi:
(1). Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông 22TCN 272-05.
(2). Tiêu chuẩn XDVN 326-2004: Cọc khoan nhồi, thi công v nghiệm thu.
(3). Tiêu chuẩn TCXD 206-1998: Cọc khoan nhồi Thi công v nghiệm thu.
(4). Tiêu chuẩn 22TCN 257-2000: Tiêu chuẩn thi công v nghiệm thu cọc khoan
nhồi.
(5). Tiêu chuẩn 22TCN 272-05: Tiêu chuẩn thiết kế cầu.
1. Thông số của cọc
Các cọc bê tông đúc tại chỗ có thể có mặt cắt đều đặn hoặc có thể có dạng thon trên
một đoạn bất kỳ nếu đúc trong các vỏ ống thép hoặc có mở rộng ở chân nếu đúc
trong các lỗ hoặc giếng khoan.
9

Diện tích chân cọc nhỏ nhất phải l 64 500 mm2. Diện tích mặt cắt ngang ở
mũi cọc ít nhất phải l 32300 mm2. Với các đoạn kéo di phía trên chân cọc,
kích thớc nhỏ nhất phải lấy theo quy định đối với cọc đúc sẵn trong Điều

5.13.4.3.

9

Đờng kính cọc khoan thờng D=800 ~ 2500mm (có thể lên tới 3000 ~ 4000
mm) v tối thiểu không đợc nhỏ hơn 750mm. Nếu trụ dạng thân cột thì
đờng kính của cột trụ ít nhất phải bằng đờng kính cọc khoan. Bê tông
chế tạo cọc tối thiểu phải có mác 300.

9

Chiều sâu chôn cọc khoan phải đủ để cung cấp các khả năng chịu tải thẳng
đứng v ngang phù hợp v chuyển vị chấp nhận đợc. Chiều di cọc
thờng từ 30 ~ 50 m (có thể đến 100m).
Mũi cọc thờng đợc đặt vo tầng đá gốc hoặc ở lớp đất tốt có chỉ số SPT
thờng khoảng 50. Thực tế thiết kế, nếu đặt mũi cọc tại tầng đá cứng hay
sét chặt có trị số SPT khoảng N 50 thì mới tính tới thnh phần sức chống
mũi cọc, còn nếu không chỉ tính phần ma sát thnh bên khi xác định sức
chịu tải của cọc.

140


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

9

Trong đất sét cứng có thể sử dụng cọc mở rộng chân để tăng diện tích mũi
cọc để giảm áp lực chống mũi hay để tăng sức kháng nhổ.
Với các cọc ngm vo đá yêu cầu có các ống vách xuyên qua các lớp đất

bên trên, các hồ sơ thi công phải chỉ rõ rằng đờng kính hốc đá khoan ít
nhất phải nhỏ hơn đờng kính trong của vách l 150 mm. Với các cọc
ngm vo đá không cần có các ống vách qua các lớp đất bên trên, đờng
kính hốc khoan có thể bằng đờng kính thân cọc qua lớp đất. Việc thiết kế
phải dựa vo đờng kính hốc đá cụ thể.
Trong đất dính cứng, có thể dùng đáy mở rộng, loe hình chuông hoặc doa
ở mũi cọc để tăng thêm diện tích tựa nhằm giảm áp lực đầu cọc đơn vị
hoặc để tạo thêm sức kháng chống tải trọng kéo lên.
Khi đáy của hố khoan đợc dọn sạch v kiểm tra trớc khi đổ bê tông,
ton bộ diện tích đáy có thể coi l hữu hiệu trong việc truyền tải
Trong thực tế, phải xét tới việc chôn cọc tới độ sâu lớn hơn để tránh các
khó khăn v chi phí cho việc đo mở rộng đáy.

9

Tránh dùng cọc nghiêng. Khi cần tăng sức kháng đỡ theo phơng ngang
thì nên tăng đờng kính cọc hay số lợng cọc.

9

Giá thnh của cọc khoan nhồi dựa trên hai yếu tố: đờng kính cọc v chiều
sâu lỗ khoan.

2. Bê tông cho cọc khoan nhồi
Bê tông cọc khoan nhồi đợc đổ trực tiếp tại hiện trờng theo phơng pháp đổ bê
tông trong nớc, do đó các yêu cầu về chất lợng của bê tông phải đặc biệt quan tâm.

Về cấp phối bê tông: Xi măng, cát, đá, nớc trớc khi đa vo sản xuất bê tông phải
đợc kiểm tra về chất lợng theo các quy định hiện hnh: Đá sử dụng kích cỡ 5~20
mm cờng độ 600- 800kg/cm2. Cát có mô-đun =2.4~2.8 v dùng xi măng porland.

Nớc không có tạp chất v muối theo đúng quy định của quy trình chế tạo bê tông
hiện hnh. Phụ Gia có thể dùng loại kéo di thời gian sơ ninh v duy trì độ lu động.
Nếu bê tông đợc đổ dới nớc thì phải đạt yêu cầu kỹ thuật về bê tông dới nớc.
Phải thiết kế cấp phối đúng quy trình quy phạm hiện hnh v bảo đảm các yêu cầu
của vữa bê tông khi đổ bê tông dới nớc, nh: Độ sụt: 16~18 cm; Cờng độ bê tông
dới nớc: theo yêu cầu của thiết kế; Thời gian duy trì độ lu động > 40 phút, trong
thời gian ny độ sụt không dới 15 cm.
Cũng nh việc thiết kế cấp phối bê tông khác, phải đúc mẫu v ép thử cờng độ
trớc khi cấp bê tông. Kết quả thí nghiệm tỷ lệ phối trộn phải đợc duyệt mới đa ra
sử dụng.

141


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

Việc thiết kế cấp phối bê tông phải đảm bảo cờng độ bê tông, độ sụt (độ linh động)
trớc khi đổ, thời gian sơ ninh của bê tông cũng nh thời gian duy trì độ sụt. Cấp
phối bê tông phải nhuyễn để việc đổ bê tông đợc thuận tiện, tránh gây tắc ống dẫn
trong khi đổ. Để đảm bảo các yêu cầu của bê tông đổ cọc khoan nhồi cần phải sử
dụng phụ gia siêu dẻo có độ tin cậy cao. Các yêu cầu về thiết kế cấp phối bê tông ví
dụ nh:


Cờng độ đến 28 ngy:

Theo yêu cầu thiết kế.

Thời gian ninh kết :

4 giờ



Độ sụt :

17.5 2.5



Hm lợng ximăng:

350 kg



Đờng kính cốt liệu thô không lớn hơn 50 mm hoặc 1/3 cự ly mép cốt thép
chủ, thờng sử dụng đá 1 ~ 2.

3. Cốt thép cho cọc
Diện tích cốt thép dọc không đợc nhỏ hơn 0,8% của Ag, với cốt thép xoắn không
nhỏ hơn MW 25, v bớc xoắn 150 mm. Cốt thép phải đợc kéo di thêm 3000mm
xuống phía dới mặt phẳng m tại đó địa chất cho lực kháng bên đầy đủ.
Cốt thép của cọc khoan nhồi thờng đợc chế tạo sẵn thnh từng lồng cốt thép tại
hiện trờng với chiều di từ 8~12m (thờng bằng chiều di của một thanh thép l
12m). Đờng kính trong lồng cốt thép phải lớn hơn đờng kính ngoi vị trí mối nối
của ống đổ bê tông 100 mm, sai số cho phép của lớp bê tông bảo vệ cốt thép chủ
20 mm.

(1) Cốt thép chủ
-

Thờng có đờng kính từ 25 ~ 32mm (có thể còn lớn hơn, Vd cầu Kiền-Hải
Phòng D=40), loại có gờ. Số thanh do tính toán quyết định. Cốt thép dọc đợc
bố trí trên suốt chiều di của cọc hay có thể chỉ một phần phía trên của cọc. Số
lợng thanh cốt dọc có thể thay đổi, ở phần cọc phía trên gần mặt đất thờng
số lợng thanh gần gấp đôi đoạn cọc phía dới.

-

Cự ly giữa mép cốt thép chủ phải lớn hơn 3 lần đờng kính hạt cốt liệu thô của
bê tông.

(2) Cốt thép đai
-

Dùng cốt đai rời hoặc đai xoắn có đờng kính từ 8 ~ 20 mm.

-

Bớc cốt đai từ 100~200 mm, bớc cốt đai thờng bố trí đều nhau hoặc thay đổi
(nhng thờng l bố trí đều). ở phần hai lồng cốt thép nối với nhau thì bớc cốt
đai dy hơn từ 50~ 75mm.

142


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

-

Ngoi ra trên suốt chiều di của
lồng cốt thép có thể còn sử dụng cố
thép đai cứng có đờng kính từ
16~25mm đợc bố trí phía trong cốt
thép chủ với khoảng cách đều từ
1~2m .

Để định vị lồng cốt thép đợc đúng tim
cọc khi hạ v trong lúc đổ bê tông thì
cần phải định vị lồng cốt thép thật chắc
chắn. Thờng có hai cách định vị lồng
cốt thép nh sau:
Hình 89 - Bánh xe lm cữ bằng chất dẻo
-

Dùng con kê bằng bê tông, nhng con kê ny phải đợc chế tạo dạng bánh xe
v đờng kính của con kê ny bằng chiều dy của lớp bê tông bảo vệ.

-

Dùng các đai thép, hn các đai thép ny với cốt thép chủ trên mặt bằng khoảng
0.5~1m một cái v bố trí đối xứng, còn trên chiều đứng thì cứ cách 2m lại bố trí
một tầng đai ny. Chiều dy uốn của đai thép bằng chiều dy lớp bê tông bảo
vệ. Đai thép lm bằng thép bản có chiều dy 7~10mm.

-

Dùng vật liệu nhựa tổng hợp lm con kê
Cốt thép chủ

Cốt đai

Thành hố đào

Hình 90 - Lm cữ bằng thép để đảm bảo cho lớp bê tông bảo vệ 7cm.

II. cấu tạo bệ cọc đờng kính lớn

1. Cao độ

* Cao độ mặt trên: tuỳ thuộc vo yêu cầu v mức độ của công trình m cao độ đỉnh
bệ có thể thấp hơn MNTN hay có thể cao hơn (ví dụ khi sông có tu bè tải trọng lớn

143


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

đi qua thì để tránh va chạm của tu bè vo thân trụ nguy hiểm thì có thể để bệ nổi
trên mặt nớc).

Hình 91 - Cấu tạo cọc khoan nhồi móng cầu Kiền (Hải Phòng)

144


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

* Cao độ mặt dới: tuỳ thuộc vo cao độ mặt trên, điều kiện địa chất - địa chất thuỷ
văn khu vực công trình

2. Sơ đồ bố trí cọc v kích thớc bệ cọc
Cách bố trí cọc quyết định đến
kích thớc bệ cọc (theo 22TCN
272-05):
-

Khoảng cách tối thiểu giữa
tim hai hng cọc gần nhất
không nhỏ hơn 3D (D l
đờng kính cọc) (4D theo
48SHTO 2007). Nếu các cọc
nhỏ hơn 6D thì phải qui
định trình tự thi công trong
hợp đồng.

-

Khoảng cách từ tim hng
cọc ngoi cùng đến mép
móng không đợc nhỏ hơn
D/2 +300mm.

Hình 92 - Bố trí cọc trong móng theo 272-05

Do số lợng cọc đờng kính lớn trong móng thờng ít, nên để tăng độ cứng cho hệ
thờng tăng khoẳng cách tim giữa các cọc sẽ có lợi hơn, v đồng thời lm giảm hiệu

ứng nhóm cọc.
Cọc đờng kính lớn thì thờng bố trí đối xứng trên mặt bằng móng, còn trên mặt
đứng do thi công nghiêng l rất khó nên cọc thờng đợc bố trí thẳng đứng.
Chiều dầy bệ cọc thờng từ 3~5m v cũng phải đảm bảo các yêu cầu:
-

Đủ chiều dầy liên kết cọc vo bệ (ít nhất > D hay > 1.2m. theo 22TCN 18-79)

-

Chịu đợc mômen uốn.

-

Chống chọc thủng bệ cọc.

3. Vật liệu bệ cọc

* Bê tông: M300~M400
* Cốt thép: đợc bố trí theo tính toán mômen bệ cọc, đờng kính D=20~40mm.
Thờng chủ yếu l lới cốt thép đợc bố trí chịu lực ở phía dới đáy bệ. Tuy nhiên
để liên kết cọc vo bệ v cốt thép thân trụ đợc ngm vo bệ tốt hơn thì lới cốt
thép đỉnh bệ thờng cũng có cấu tạo rất lớn.

145


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

Bi 5:

Thi công cọc khoan nhồi

I. Khái quát chung về thi công cọc khoan nhồi

Việc lựa chọn phơng án móng cọc khoan nhồi l dựa trên cơ sở so sánh nhiều yếu
tố, dựa trên u khuyết điểm của từng phơng án về các mặt kinh tế kỹ thuật, bao
gồm các yếu tố chính nh sau:
-

Đặc điểm của công trình

-

Điều kiện cụ thể của đất nền

-

Độ lớn của các loại tải trọng

-

Những yêu cầu về môi trờng nh tiếng ồn v rung động trong quá trình
xây dựng.

-

ảnh hởng đối với các công trình xây dựng lân cận v các công trình ngầm.

-

Khả năng thi công hiện có của các nh thầu.

-

Khả năng ti chính của chủ dự án v thời gian đa dự án vo sử dụng.

Các bớc trong thi công cọc khoan nhồi :

1.

Khoan tạo lỗ

2.

Gia công v hạ lồng cốt thép

3.

Đổ bê tông cọc v hon thiện

II. Công nghệ khoan tạo lỗ

1. Lựa chọn công nghệ khoan tạo lỗ
Việc lựa chọn công nghệ cọc khoan nhồi chính l việc lựa chọn công nghệ khoan tạo
lỗ. Các loại hình công nghệ khoan tạo lỗ đợc trình by ở Bảng 3.2 (Phân loại công
nghệ khoan tạo lỗ). Việc lựa chọn loại hình công nghệ khoan tạo lỗ phụ thuộc vo các
tiêu chí sau:

Điều kiện mặt bằng khu vực thi công: Mặt bằng thi công cụ thể l thi công trên
cạn hay thi công dới nớc. Nếu l thi công dới nớc thì thi công trên sn
cứng hay đắp đảo hoặc thi công trên hệ nổi Nếu l thi công trên cạn cần
phải xét đến mặt bằng khu vực thi công, hệ thống cấp thoát nớc, đờng thi

146


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

công Tĩnh không phạm vi thi công cũng nh các công trình xây dựng liền kề
cũng hết sức quan trọng.


Điều kiện địa chất thuỷ văn: Cụ thể l các lớp đất đá cọc xuyên qua, cao độ
mực nớc ngầm, hiện tợng cát chảy...



Năng lực của máy móc thiết bị: Phạm vi thích dụng của các loại hình công
nghệ khoan tạo lỗ đợc trình by ở Hình 93 (Phạm vi thích dụng của các loại
hình công nghệ khoan tạo lỗ).

Đối với các công trình lớn để đảm bảo tiến độ thi công có thể sử dụng nhiều loại hình
công nghệ để phát huy thế mạnh của mỗi loại. Ví dụ nh các trụ dới sông cầu
Đuống sử dụng máy khoan vách xoay kẹp lắc, còn các trụ trên cạn sử dụng máy
khoan gầu xoay.
Ngay cả khi việc thi công mỗi đốt cọc có thể dụng nhiều loại hình công nghệ khác
nhau nh sử dụng máy khoan gầu xoay để khoan lớp đất bên trên, máy khoan tuần
hon ngợc để khoan lớp đá gốc bên dới cho các trụ trên cạn cầu Hong Long

sông Mã.

Tạo lỗ bằng thủ công

Máy khoan vách xoay
Tạo lỗ bằng máy móc
kiểu xoay tròn

Máy khoan vách xoay
Tạo lỗ trong ống vách
kiểu kẹp lắc

Tạo lỗ không sử dụng
ống vách
(chỉ có vách tạm)

Máy khoan guồng xoắn

Máy khoan gầu xoay

Khoan theo nguyên lý
tuần hoàn ngợc

Hình 93 - Phân loại công nghệ khoan tạo lỗ

147


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

2. Các loại hình công nghệ khoan tạo lỗ

(1). Khoan tạo lỗ bằng máy khoan guồng xoắn
Đầu khoan guồng xoắn đợc lắp trên các giá cơ bản (giá búa đóng cọc). Cũng nh
các công nghệ khoan tạo lỗ không sử dụng vách xoay, việc giữ ổn định thnh vách
bằng dung dịch Bentonite hoặc dung dịch Super Mud. Đờng kính guồng xoắn
thờng l 300mm, 450mm, 600mm v 800mm. Lõi đất khoan đợc đa lên qua
guồng xoắn. Tuy nhiên, với một số đất sét dẻo cần dùng thủ công để lấy đất ra khỏi
guồng khoan. Việc tạo lỗ bằng máy khoan guồng xoắn thờng đợc áp dụng cho các
cọc khoan đờng kính từ 300 mm đến 800 mm, chiều sâu khoan nhỏ hơn 35 m qua
các tầng cát sét, cuội sỏi, đặc biệt l qua các tầng cuội sỏi kẹp.
Bảng 48 - Phạm vi thích dụng của các loại hình công nghệ khoan tạo lỗ
Khoan vách xoay

Khoan giữ vách bằng dung dịch

Điều kiện địa chất thuỷ văn

Kiểu xoay
tròn

Kiểu kẹp
lắc

Khoan gầu
xoay

Khoan
phản tuần
hon

Khoan
guồng
xoắn

Đất yếu ở giữa hoặc đáy cọc

xx

xx

x

x

x

Lớp cát mịn ở giứa thân cọc

xx

xx

o

o

o

Cuội sỏi d < 100 mm

xx

xx

x

x

x

Cuội sỏi d > 100 mm

xx

xx

o

o

x

Đá tảng

xx

xx

o

o

o

xx

xx

o

x

x

Đá phong hoá

xx

o

o

x

o

Đá cứng 200 MPa

xx

o

o

o

o

Mực nớc ngầm cao

xx

xx

o

o

o

Lớp đá nghiêng

xx

x

o

o

o

Chiều sâu khoan

60 m

40 m

57 m

100 m

35 m

800ữ 3000

800ữ 2000

800ữ 2000

800ữ 4000

300ữ 800

1/500

1/200

1/100

1/100

1/100

Lớp đất chịu lực
N > 50

Đờng kính
Độ thẳng đứng

148


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

Chú thích:

xx: Thích hợp

x : Tốt

o : Không thích hợp

(2). Khoan tạo lỗ bằng máy khoan gầu xoay
Khác với máy khoan guồng xoắn, khoan tạo lỗ bằng máy khoan gầu xoay có thể
khoan đợc cọc đờng kính lớn hơn, sâu hơn trong các tầng cát, á sét, sét, sỏi sạn v
cuội sỏi. Tốc độ khoan theo phơng pháp ny nhanh hơn so với tất cả các phơng
pháp khác, tốc độ khoan có thể đạt tới 10 ữ 15 m/h.
Khoan tạo lỗ bằng máy khoan gầu xoay thờng áp dụng cho cọc khoan đờng kính

từ 800 mm đến 2000 mm, chiều sâu cọc khoan đến 68 m trong các tầng đất có giá trị
xuyên tiêu chuẩn N 50.

(3). Khoan tạo lỗ bằng máy khoan theo nguyên lý tuần hon ngợc
Việc khoan tạo lỗ bằng máy khoan tuần hon ngợc áp dụng cho các móng của trụ
cầu dới sông, không thể thi công đắp đảo hay thi công trên hệ nổi m chỉ có thể thi
công trên sn cứng. Phơng pháp ny có thể khoan qua các tầng đá phong hoá để đặt
móng vo tầng đá gốc cho cọc có đờng kính từ 800 mm đến 4000 mm, chiều sâu tới
100m.
Đối với công trình mặt bằng thi công chật hẹp, tĩnh không thấp nh gầm cầu (công
trình nâng cấp), mống máy trong nh xởng có thể áp dụng việc khoan tạo lỗ bằng
máy khoan tuần hon ngợc kiểu TBH. Trong các trờng hợp ny có thể khoan cọc
có đờng kính từ 600 ữ 1500 mm, chiều sâu tới 50 m.

(4). Khoan tạo lỗ bằng máy khoan vách xoay
So với phơng pháp khoan tạo lỗ giữ thnh vách bằng dung dịch, việc khoan tạo lỗ
bằng máy khoan vách xoay có những u điểm sau:


Không bị ô nhiểm môi trờng bởi đất thải v bùn tạo ra do dung dịch khoan.



Có thể khoan qua các chớng ngại vật nh đá mồ côi, nền móng bê tông, cọc
thép v các tầng đá gốc nghiêng v khoan qua lớp đất yếu, cát chảy.



Độ chính xác theo phơng thẳng đứng rất cao, bê tông đợc đổ vo trong lòng
ống vách do vậy, độ tin cậy cao hơn nhiều so với các phơng pháp khác.

Do những u điểm trên, khoan tạo lỗ bằng máy khoan vách xoay thờng đợc sử
dụng cho các công trình đòi hỏi độ chính xác theo phơng thẳng đứng lớn, độ tin cậy
cao, các công trình có nhiều chớng ngại ngầm, qua lớp cát chảy, nơi có cao độ mực
nớc ngầm cao.

149


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

3. Một số thiết bị khoan tạo lỗ

a). Máy khoan xoay lắc hạ ống vách
Dùng thiết bị vừa xoay ống vách có chân cắt vừa ấn ống vách tiến sâu vo trong đất,
đảm bảo thnh vách không bị sụt lở trong quá trình trình tạo lỗ. Việc tạo lỗ đợc
thựa hiện bằng gầu ngoạm. Một số máy khoan loại ny đợc sử dụng ở Việt nam
nh: LEFFER-VRM 1500/800 HD của CHLB Đức, BAURER BV 1500-2000 HDR.
Nguyên lý hoạt động của máy khoan LEFFER: ống vách với các chân cắt phía dới
đợc kẹp chặt v xoay dao động bởi xy lanh thuỷ lực với mômen xoắn từ
1660~8350kN.m, lực ép từ 1530~7250kN. Nhờ đó, các ống vách (đợc nối với nhau
bởi các khớp nối đặc biệt) sẽ khoan dần đến độ sâu cần thiết, đố sâu tối đa 75m.
Đồng thời với quá trình khoan của ống vách, đất đá đợc lấy ra khỏi lỗ khoan nhờ
một gầu ngoạm rơi đặc biệt. Khi gặp đá cứng với cờng độ > 450kG/cm2, có thể
dùng búa rơi để phá vỡ đá trớc khi dùng gầu ngoạm đa ra ngoi.

b). Máy khoan xoay
Hiện nay có rất nhiều loại thiết bị khoan xoay với các tính năng kỹ thuật khác nhau
v ngy cng đợc cải tiến để đáp ứng mọi yêu cầu thi công thuận lợi. Máy khoan
xoay thờng l loại máy khoan lỡi xoắn ốc (Auger), máy khoan gầu xoay

(1) Máy khoan xoắn ốc: ở Việt Nam đã sử dụng máy SANWA D-60KP-SE v D80KP.
Đây l loại máy khoan không gây chấn động, không gây ồn, vì vậy giải quyết
đợc việc thi công móng cọc trong các vùng dân c, khu đô thị.
(2) Máy khoan gầu xoay: các loại máy khoan ED4000 v ED5500 do hãng Nippon
Sharyo do Nhật Bản chế tạo. Máy đợc dùng để khoan tạo lỗ với đờng kính
D=1500mm cho tất cả các loại đất, D=1700mm cho đất sét hoặc bùn phù sa. Nếu
dùng mũi doa có thể mở rộng đờng kính tới 2000mm. Chiều sâu khoan có thể
đạt tới 43m (ED5500 đạt tới 58m). Chiều di cần cẩu 18m (23m). Gầu khoan có
nắp mở đáy, vừa có chức năng cắt đất, vừa có chức năng chứa đất để lấy phoi đất
ra khỏi lỗ khoan. Gầu khoan có hai tốc độ: tốc độ cao 28vòng/phút v tốc độ
chậm 14vòng/phút. Sau khi khoan đến cao độ thiết kế, gầu khoan đợc thay thế
bằng loại gầu đặc biệt để dọn sạch đáy lỗ khoan.
Một số loại máy khoan gầu xoay khác nh: RT3-Soilmex của Italia, máy khoan
Ruston Bucyrus do hãng ISHIKO của nhật Bản chế tạo.
(3) Máy khoan theo nguyên lý tuần hon thuận, ngợc: l loại máy khoan đa đất
đá phoi khoan ra bên ngoi nhờ dòng dung dịch khoan của máy bơm hút hoặc
máy bơm đẩy trong quá trình mũi khoan lm việc. Căn cứ vo điều kiện địa chất,
vo chiều sâu khoan v đờng kính của cọc thiết kế để chọn loại lỡi dao khoan
thích hợp, cũng nh phơng pháp tuần hon dung dịch khoan.

150


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

Với đờng kính cọc khoan nhỏ hoặc có địa tầng dễ bị sập vách có thể tuần hon
dung dịch thuận, trờng hợp ny dung dịch khoan đợc bơm theo ống trong cần
khoan xuống đáy lỗ khoan v đợc hút bằng bơm ở mặt dung dịch trong lỗ
khoan.
Đối với cọc khoan có đờng kính lớn, phơng pháp tuần hon thuận kém hiệu

quả vì vận tốc dung dịch đi lên trong hố khoan nhỏ, không đủ sức đa phoi
khoan ra ngoi, vì vậy phải chọn phơng pháp tuần hon ngợc. Phơng pháp
tuần hon ngợc sử dụng bơm hút có lu lợng lớn để hút dung dịch từ đáy lỗ
khoan theo ống đặt trong cần khoan. Vì đờng kính ống ny không lớn nên vận
tốc dòng chảy trong ống cao đủ sức cuốn các phoi khoan đa ra ngoi (với chiều
sâu hút <60m). Cũng có thể sử dụng hơi ép để hút dung dịch dọc theo ống cần
khoan theo phơng pháp hút bùn không khí, phơng pháp ny chiều sâu hố
khoan cng lớn cng tốt.
Loại máy khoan tuần hon ngợc có thể sử dụng cho mọi loại địa tầng với các
mũi khoan khác nhau: mũi khoan cánh cho đất rời, đất sỏi sạn, mũi khoan bánh
răng cho đất cứng, đá (các răng khoan thờng bằng thép hợp kim cứng hoặc gắn
kim cơng).
Một số loại máy khoan tuần hon ngợc nh: TRC 15 của Nhật; QJ-250-1 do
Trung Quốc sản xuất; máy khoan KP3500 l loại thiết bị thuỷ lực-điện v thuỷ lực
dễ điều khiển v vận hnh an ton, tin cậy. Thiết bị ny có thể dùng cho cả tuần
hon thuận v ngợc

c. Các máy khoan đập
Loại máy khoan để tạo các lỗ khoan trong các địa tầng đất cứng v đá. Phơng
pháp ny dùng đầu búa nặng, có hình dạng khác nhau, đợc nâng cao bằng tời
v cho rơi tự do để phá v băm vụn đất đá đáy lỗ khoan. Mùn khoan đợc lấy ra
nhờ một tời treo một gầu đặc biệt (loại gầu lấy bùn ny phải thích hợp với đờng
kính búa đập).
4. ổn định vách hố trong trờng hợp khoan không có ống vách
Các vỏ thép dùng cho các cọc đúc tại chỗ phải có đủ độ dy v cờng độ để duy trì
hình dạng cọc v để chứng tỏ l không có các cong vênh nghiêm trọng trong khi
đóng hoặc sau khi vỏ thép của cọc kề bên đợc đóng xong v lõi đóng, nếu có, đợc
kéo lên.

a). ống vách tạm

151


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

Đối với phơng pháp khoan tạo lỗ không sử dụng vách khoan, việc đặt vách tạm l
hết sức cần thiết. Vách tạm có các chức năng cơ bản sau:
a. ổn định lớp đất mặt: Khi thi công các trụ dới sông phải đặt vách tạm từ mặt
sn thi công qua cao độ xỏi lở ở đáy sông đến cao độ cần thiết. Khi thi công
trên cạn, máy móc thiết bị di chuyển xung quanh vị trí khoan cọc, hơn nữa lớp
đất trên cùng thờng l lớp đất mợn, do vậy, việc đặt vách tạm ở đoạn trên
l cần thiết.

b. Nâng cao cột nớc áp lực để ổn định vách hố.
c. Đỉnh vách tạm l chỗ để treo lồng cốt thép, để sn giữ ống đổ bê tông phục vụ
cho công tác đổ bê tông sau ny.
d. Dẫn hớng cho cần khoan trong quá trình đi lên đi xuống không va vo vách
hố khoan.
(*) Tính chiều di ống vách tạm
Chiều di ống vách đóng xuống đợc tính theo công thức sau (hình 94)

(H + L ) 1 + e1 .( L L) + 2 + e2 .L'
1 + e1

1 + e2

(159)

Trong đó:

H

Khoảng cách từ cao độ mặt nớc đến cao độ đáy sông

1, e1

Tỷ trọng v hệ số độ rỗng của lớp cát

2, e2

Tỷ trọng v hệ số độ rỗng của lớp bùn phủ

L

Chiều di đóng ống chống.

L

Chiều dầy tầng bùn phủ.

Đối với trờng hợp khoan trên cạn, chiều di ống vách chọn từ 4 đến 10 m.

(**) Hạ ống vách tạm:
Hạ ống vách tạm đợc thực hiện theo các phơng pháp sau:

152


chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

Đối với việc khoan cọc bằng máy khoan
guồng xoắn, sau khi khoan đủ chiều sâu
đặt vách sử dụng hệ thống thuỷ lực gắn
kèm giá cơ bản ép vách xuống.



Đối với việc khoan bằng máy khoan gầu
xoay, trong khi khoan chiều sâu đặt
vách, gầu khoan đợc mở rộng bằng
điều chỉnh vị trí dao cạnh, khi khoan đủ
chiều sâu dùng cẩu đặt vách vo vị trí,
điều chỉnh độ thẳng đứng của ống vách,
nhấc ống vách lên v thả tời cho ống
vách rơi tự do, vách sẽ xuống 3 ữ 5 m.
Dùng gầu máy xúc điều chỉnh độ thẳng
đứng của ống vách v lặp lại việc thả rơi
vách. Có thể dụng cần khoan ép vách
xuống.



Hình 94 - Tính chiều di ống vách

Đối với việc khoan theo nguyên lý tuần hon ngợc, ống vách thờng đợc
hạ bằng búa rung.

(***) Rút ống vách tạm:

Giá thnh của ống vách tạm thờng khá đắt, nên chỉ trong những trờng hợp đặc
biệt thì ngời ta mới để ống vách lại còn thông thờng thì ống vách đợc rút lên để
sử dụng lại. Việc rút ống vách lên cần phải chú ý các yếu tố sau:


Khi bắt đầu đổ bê tông đến phần ống vách thì tốc độ đổ bê tông phải phù hợp
với tốc độ rút ống vách, tránh để ống vách ngập quá sâu vo trong bê tông
lm cho ma sát giữa bê tông v ống vách quá lớn v việc rút ống vách sẽ gặp
khó khăn.



Muốn rút ống vách phải sử dụng thiết bị nhổ phù hợp.



Khi bê tông đổ đến ống vách, ngời ta tiến hnh xoay nhúc nhắc ống vách
trong phạm vi góc xoay đến 50 (không quay với góc quá lớn vì có thể gây vặn
xoắn lồng cốt thép lm lồng cốt thép bị biến dạng)



Trong quá trình đổ bê tông thỉnh thoảng phải nhấc thử ống vách lên một ít
(khoảng 10 ~ 15 cm) xem ống vách có rút đợc không. Nếu không thấy rút
đợc thì ngay lập tức phải tìm ra nguyên nhân v khắc phục, tránh để sau ny
cng khó rút ống vách.

b). Vữa sét bentonite để ổn định vách hố khoan

153

chơng 3: móng cọc đờng kính lớn

Thnh vách đợc giữ ổn định trong quá trình thi công bằng áp lực cột nớc, dung
dịch vữa sét bentonite hoặc dung dịch Super Mud. Việc giữ ổn định thnh vách bằng
cột nớc phù hợp với công nghệ khoan tạo lỗ theo nguyên lý tuần hon ngợc, trong
điều kiện có thể nối cao vách tạm. Vì vách tạm đặt cao ảnh hởng đến các thao tác thi
công khác nên ít khi đợc áp dụng.
Sét bentonite đợc đóng thnh từng bao v đợc ho trộn thnh dung dịch tại hiện
trờng. Dung dịch vữa sét đợc chứa trong các thùng sắt lớn để bơm xuống hố
khoan trong qúa trình khoan; đợc thu hồi, tách cát v sử dụng lại sau khi đã bổ
sung dung dịch mới để đảm bảo độ nhớt. Dung dịch bentonite đợc sử dụng cho
hầu hết các dự án. Dung dịch bentonite có các tác dụng cơ bản sau:
-

Tạo áp lực ổn định vách hố.

-

Thấm vo đất xung quanh vách hố khoan tạo thnh lớp áo vữa sét ở xung
quanh thnh lỗ khoan lm tăng cờng liên kết của đất xung quanh hố khoan
v lm tăng tính ổn định của vách hố.

-

Cản trở sự lắng đọng của mùn khoan, do đó, tạo điều kiện cho việc khoan
đợc nhanh hơn.

Chỉ tiêu ban đầu của vữa sét đợc xác định qua bảng sau:

Bảng 49 - Chỉ tiêu ban đầu của dung dịch Bentonite
STT

Hạng mục

Chỉ tiêu tính năng

Phơng pháp kiểm tra

1.05 ~ 1.15

Tỷ trọng kế dung dịch sét hoặc
Bomkế

18~25s

Phơng pháp phễu 500, 700 cc

1

Khối lợng riêng

2

Độ nhớt

3

Hm lợng cát

< 6%

4

Tỷ lệ chất keo

> 95%

Phơng pháp đong cốc

5

Lợng mất nớc

<30 ml/30 phút

Dụng cụ đo mất nớc

6

Độ dy của áo sét

1-3mm/30 phút
1 phút: 20 30 mg/cm2

7

Lực cắt tĩnh

Lực kế cắt tĩnh

2 phút: 50 100 mg/cm2

8

Tính ổn định

9

Trị số pH

< 0.03 g/cm3
7~9

Giấy thử pH

154