Nghiên cứu kiến nghị sử dụng công nghệ thổi rữa và bơm phụt vữa xi măng ở đáy cọc khoan nhồi nhằm gia tăng sức chịu tải của cọc trên địa bàn hà nội

bộ giáo dục v đo tạo
trờng đại học mỏ - địa chất

FE * * * DG

nguyễn đức vinh

Nghiên cứu kiến nghị sử dụng công nghệ thổi rửa v
bơm phụt vữa xi măng ở đáy cọc khoan nhồi nhằm gia
tăng sức chịu tải của cọc trên địa bn h nội

Chuyên ngành: Địa chất công trình
MÃ số: 60.44.65

luận văn thạc sĩ kỹ thuật

ngời hớng dẫn khoa học:

TS. Bùi Đức Hải

h nội - 2010


LỜI CAM ĐOAN
Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi, các số liệu, kết
quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được cơng bố trong bất kỳ cơng
trình nào trước đó.
Hà Nội ngày 09 tháng 11 năm 2010
TÁC GIẢ

Nguyễn Đức Vinh

LỜI CẢM ƠN
Tôi xin chân thành cảm ơn TS. Bùi Đức Hải Viện Khoa học công nghệ và
kinh tế xây dựng Hà Nội đã tận tình hướng dẫn tơi trong việc thực hiện và hồn
thành Luận văn tốt nghiệp này.
Tơi xin chân thành cảm ơn Ban Chủ nhiệm Khoa sau Đại học và các thày, cô
giáo trong Bộ môn Địa chất cơng trình, Khoa Địa chất, Trường Đại học Mỏ - Địa
chất Hà Nội đã giúp đỡ, truyền đạt kiến thức để tơi hồn thành khóa học.
Tơi xin chân thành cảm ơn Bộ mơn Địa kỹ thuật, Khoa Cơng trình, Trường
Đại học Giao thông vận tải Hà Nội cùng các đồng nghiệp, bạn bè, người thân đã
động viên, cổ vũ, hỗ trợ, giúp dỡ để tơi hồn thành Luận văn tốt nghiệp này.
Xin trân trọng gửi tới các Thày, Cô giáo cùng toàn thể bạn bè đồng nghiệp,
người thân và gia đinh lời kính chúc sức khỏe, lời biết ơn chân thành nhất.
TÁC GIẢ

Nguyễn Đức Vinh


MỤC LỤC
Trang phụ bìa

Trang

Lời cam đoan
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các chữ viết tắt
Danh mục các bảng
Danh mục các hình v, th

M u..............................................................................................................1
Chng 1: Đánh giá điều kiện địa chất công trình theo mục đích xây
dựng nhà cao tầng và công nghệ nền móng trong khu vực Hà Nội.............4
1.1. c im a lý t nhiờn.............................................................................4
1.2. Đặc điểm địa chất trầm tích Đệ Tứ.............................................................4
1.3. Đặc điểm địa chất thuỷ văn.........................................................................5
1.4. Phân chia các kiểu cấu trúc nền đất ở khu vực Hà Nội và đánh giá ảnh
hởng của các kiểu cấu trúc nền đến chất lợng thi công cọc khoan
nhồi....................................................................................................................7
Chng 2: Cọc khoan nhồi- giải pháp nền móng thích hợp cho xây dựng
nhà cao tầng ở Hà Nội...................................................................................15
2.1. Các yếu tố chính để lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi................15
2.1.1. Đặc điểm thi công cọc khoan nhồi và phạm vi áp dụng........................15
2.1.2. Phân tích, đánh giá ảnh hưởng của phương pháp thi công đến chất
lượng cọc khoan nhồi......................................................................................16
2.2. ThiÕt bị và quy trình công nghệ thi công..................................................23
2.2.1. Thiết bị thi công.....................................................................................23
2.2.2. Các phơng pháp khoan tạo lỗ cọc khoan nhồi.....................................25
2.2.3. Quy trình công nghệ thi công................................................................27
2.3. Cỏc phng phỏp xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi....................38


2.3.1. Các phơng pháp tính sức chịu tải của cọc theo công thức lý thuyết....40
2.3.2. Xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi theo kết quả khảo sát thí nghiệm
hiện trờng...........................................................................................................46

Chơng 3: Cọc khoan nhồi áp dụng công nghệ thổi rửa và bơm phun vữa
xi măng ở đáy cọc..........................................................................................64
3.1. Khỏi nim chung......................................................................................64
3.2. Quy trình thi công cọc khoan nhồi áp dụng công nghệ thổi rửa và bơm

phun vữa xi măng ở đáy cọc............................................................................64
3.2.1. Công tác khoan tạo lỗ............................................................................65
3.2.2. Gia công và lắp dựng lồng thép.............................................................66
3.2.3. Công tác đổ bê tông...............................................................................67
3.2.4. Công tác thổi rửa và bơm phun vữa xi măng ở đáy cọc.........................68
3.3. Nghiờn cu mt s phng phỏp tính tốn dự báo sức chịu tải của cọc
khoan nhồi sử dụng công nghệ thổi rửa và bơm phun vữa xi măng ở đáy
cọc....................................................................................................................77
3.4. Áp dụng tính tốn dự báo sức chịu tải của cọc khoan nhồi có sử dụng
cơng nghệ thổi rửa và bơm phun vữa xi măng ở đáy cọc cho một số cơng trình
ở khu vực Hà Ni.............................................................................................82
3.4.1. Công trình tổ hợp nhà cao tầng và văn phòng làm việc 88 Láng Hạ- Quận
Đống Đa- Hà Nội..................................................................................................82

3.4.2. Công trình nhà cao tầng New sky line- Lô đất CC2 Khu đô thị mới
Văn Quán- Yên Phúc- Hà Đông- Hà Nội........................................................91
Kết luận, kiến nghị.........................................................................................97
Tài liệu tham khảo.........................................................................................98


DANH MC CC BNG
Trang
Bảng 2.1: Bảng xác định zL, F, Nq

45

Bảng 2.2: Giá trị dùng để tính sức kháng thành bên của cọc trong

52

đất dính
Bảng 2.3 : Tổng kết các phơng pháp đánh giá sức kháng mặt bên

53

qs, (MPa) trong đất cát (bảng 10.8.3.4.2-1 của 22TCN-272-01)
Bảng 2.4. Các góc ma sát trong của cát (bảng 10.8.3.4.2-2 của

54

22TCN-272-01)
Bảng 2.5: Tổng kết các phơng pháp đánh giá sức kháng ở mũi cọc

55

qp (MPa) của cọc khoan trong đất cát (bảng 10.8.3.4.3-1 cña
22TCN-272-01)
Bảng 3.1:Bảng chỉ tiêu cơ lý đất nền tại cọc TN03

81

Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc TN03

83

Bảng 3.3: Kết quả tính toán sức chịu tải của cọc TN03 do ma sát
bên

84

Bng 3.4: Bng ch tiờu c lý đất nền tại cọc TN02

85

Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm nộn tnh cc TN02

86

Bng 3.6: Kết quả tính toán sức chịu tải của cọc TN02 do ma sát
bên

87

Bng 3.7: Bng chỉ tiêu cơ lý đất nền tại cọc TN01

88

Bảng 3.8: Kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc TN01

88

Bảng 3.9: Kết quả tính tốn sức chịu tải của cọc TN01

90

Bảng 3.10: Bảng chỉ tiêu cơ lý đất nền tại cọc CTN1

91

Bảng 3.11: Kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc CTN1

91

Bảng 3.12: Kết quả tính toán sức chịu tải của cọc C TN1 do ma sát
bên

93

Bng 3.13: Bng ch tiờu c lý đất nền tại cọc CTN2

93

Bảng 3.14: Kết quả thí nghiệm nén tĩnh cọc CTN2

94


Bng 3.15: Kết quả tính toán sức chịu tải của cọc CTN2 do ma sát
bên

95


DANH MC CC HèNH V V TH
Trang
Hình 1.1: Mặt trợt có thể xảy ra khi cọc bị đẩy xuống

11

Hình 1.2: Góc ma sát trong cho đất cát ở trên hoặc gần thành trụ

12

cọc
Hình 1.3: Tơng quan phá hoại cho đất sét bÃo hòa nớc ở trên

14

hoặc gần thành trụ cọc.
Hình 2.1. Một số loại máy khoan cọc nhồi phổ biến

24

Hình 2.2. Các công đoạn chủ yếu trong thi công cọc khoan nhồi

28

Hình 2.3 : Cấu tạo cần khoan và một số loại mũi khoan cọc nhồi

30

Hình 2.4: Xử lý cặn lắng hạt mịn theo

33

phơng pháp thổi rửa bằng khí nén
Hình 2.5: Đồ thị xác định hệ số

46

Hình 2.6: Phơng pháp xác định Qu

57

Hình 2.7: Nguyên lý thí nghiệm Osterberg

59

Hình 3.1 : Máy trộn kiểu Colcrete

68

Hình 3.2 : Máy trộn kiểu Cernix

68

Hình 3.3 : Máy bơm vữa

71

H×nh 3.4: Quy trình thi công thổi rửa và bơm vữa xi măng ®¸y cäc

76

khoan nhåi
Hình 3.5: Tương quan giữa N (SPT) với ma sát bên [fs] trong đất

78

dính

Hình 3.6: Tương quan giữa N (SPT) với ma sát bên [fs] trong đất

78

cát, cát pha
Hình 3.7: Tương quan giữa N (SPT) với ma sát bên trong đất cuội

79

sỏi
Hình 3.8: Tương quan giữa N (SPT) với ma sát bên trong đất cát

79

pha, cát, cuội sỏi
Hình 3.9: Tương quan giữa ma sát bên [fs] của cọc và N (SPT)

81

Hình 3.10: Biểu đồ kết quả nén tĩnh cọc TN03

84


Hình 3.11: Biểu đồ kết quả nén tĩnh cọc TN02

87

Hình 3.12: Biểu đồ so sánh kết quả nén tĩnh cọc TN01 và TN03

89

Hình 3.13: Biểu đồ kết quả nén tĩnh cọc CTN1

92

Hình 3.14: Biểu đồ kết quả nén tĩnh cọc CTN1

95


1

Mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong nhng nm qua, móng cọc khoan nhồi được sử dụng rất rộng rãi cho
các cơng trình xây dựng nhà cao tầng cũng như xây dựng các mố trụ cầu ở Hà Nội.
Do đặc điểm cấu trúc nền ở khu vực Hà Nội tồn tại một tầng cuội sỏi, bề mặt của
tầng thường gặp ở độ sâu từ 40 đến 60m, nên móng cọc khoan nhồi thường được
đặt trong tầng cuội sỏi này. Tuy nhiên từ thực tế thi công cọc khoan nhồi cho thấy
cịn gặp khó khăn trong việc làm sạch mùn khoan tại đáy cọc dẫn tới làm giảm chất
lượng bê tông ở đáy cọc. Đây là khuyết tật cố hữu của cọc khoan nhồi làm giảm sức
chịu tải của mũi cọc. Để khắc phục khuyết tật cố hữu trên, hiện nay bước đầu đã áp
dụng công nghệ thổi rửa và bơm phun vữa xi măng ở đáy cọc với mục đích là sửa
chữa và tăng cường sức chịu tải ở mũi cọc khoan nhồi. Đây là cơng nghệ cịn mới
nên chưa có chỉ dẫn kỹ thuật nào về áp dụng công nghệ này. Như vậy việc nghiên
cứu và ứng dụng công nghệ thổi rửa và bơm phun vữa xi măng ở đáy cọc khoan
nhồi tại khu vực Hà Nội và xây dựng chỉ dẫn kỹ thuật để áp dụng công nghệ này là
cần thiết đáp ứng được nhu cầu nâng cao khả năng sử dụng sức chịu tải của cọc
khoan nhồi, giảm kinh phí cho xây dựng nền móng cơng trình.

2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
- Nghiên cứu lựa chọn công nghệ thổi rửa và bơm phun vữa xi măng ở đáy
cọc khoan nhồi nhằm gia tăng sức chịu tải của cọc.
- Xác định các đặc trưng kỹ thuật của công nghệ (dung dịch vữa xi măng, tỷ
lệ dụng dịch vữa xi măng, áp lực bơm phun, qui trình thổi rửa đáy cọc, qui trình
phun vữa xi măng…) phù hợp với điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thủy văn ở
Hà Nội.
- Đánh giá sức chịu tải của cọc khoan nhồi có sử dụng cơng nghệ thổi rửa và
bơm phun vữa xi măng ở đáy cọc và đánh giá khả năng và hiệu quả áp dụng của
giải pháp..
3. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu của đề tài
- Đánh giá điều kiện địa chất, địa chất thủy văn khu vực Hà Nội
- Nghiên cứu cơng nghệ thì cơng cọc khoan nhồi


2

- Nghiên cứu công nghệ thổi rửa và bơm phun vữa xi măngtại đáy cọc khoan
nhồi nhằm nâng cao sức chịu tải của cọc khoan nhồi.
4. Nội dung nghiên cứu của đề tài
- Đánh giá điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn khu vực Hà Nội
phục vụ cho thiết kế, thi cơng cọc khoan nhồi.
- Phân tích đánh giá đặc điểm của công nghệ thi công cọc khoan nhồi, các
yếu tố ảnh hưởng.
- Nghiên cứu cơ sở lý thuyết và thực nghiệm của công nghệ thổi rửa và bơm
phun vữa xi măng ở đáy cọc từ đó xây dựng qui trình thi cơng, giám sát thi
cơng cho công nghệ này.
- Nghiên cứu đánh giá sức chịu tải của cọc khoan nhồi có sử dụng cơng nghệ
trên và đánh giá hiệu quả kinh tế.
Kết luận, kiến nghị

5. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp địa chất truyền thống,
- Phương pháp tính tốn lý thuyết,
- Phương pháp thực nghiệm,
- Phương pháp phân tích hệ thống
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Kết quả nghiên cứu của luận văn góp phần làm sáng tỏ cơng nghệ xói rửa và
bơm phun đáy cọc khoan nhồi để gia tăng sức chịu tải của cọc, đề xuất các phương
pháp đánh giá dự báo sức chịu tải của cọc khoan nhồi có sử dụng cơng nghệ xói rửa
và bơm phun tại khu vực Hà Nội.
7. C s ti liu ca lun vn
- Các tài liệu liên quan đến thi công, kiểm tra chất lợng cọc khoan nhồi ở
trọng và ngoài nớc đà đợc công bố.
- Các tài liệu về cấu trúc nền khu vực Hà Nội, bao gồm các báo cáo khảo sát
Địa chất công trình, cấu trúc nền mà tác giả đà trực tiếp tham gia và thu thập.
- Các tài liệu đà công bố về giải pháp nâng cao sức chịu tải của cäc khoan
nhåi.


3

8. Cấu trúc của luận văn
Chương 1: Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình khu vực Hà Nội theo mục
đích xây dựng nhà cao tầng và cơng nghệ nền móng trong khu vực Hà Nội.
Chương 2: Cọc khoan nhồi- giải pháp nền móng thích hợp cho xây dựng
nhà cao tầng ở Hà Nội.
- Các yếu tố chính để lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi.
- Quy trình thi công cọc khoan nhồi.
- Các phương pháp kiểm tra, đánh giá chất lượng cọc khoan nhồi.
- Các phương pháp xác định sức chịu tải của cọc khoan nhồi.

- Các phương pháp dự báo sức chịu tải của cọc khoan nhồi: theo đất
nền, theo vật liệu.
Chương 3: Cọc khoan nhồi áp dụng công nghệ thổi rửa và bơm phun vữa xi
măng ở đáy cọc
- Khái niệm chung
- Quy trình thi cơng cọc khoan nhồi áp dụng công nghệ thổi rửa và
bơm phun vữa xi măng ở đáy cọc
- Nghiên cứu một số phương pháp dự báo sức chịu tải của cọc khoan
nhồi sử dụng cơng nghệ xói rửa và bơm phun vữa ở đáy cọc
- Áp dụng tính tốn dự báo sức chịu tải của cọc khoan nhồi có sử
dụng cơng nghệ rửa xói và bơm phun vữa ở đáy cho một số cơng trình
ở khu vực Hà Nội.
Kết luận, kiến nghị


4

Chơng 1: Đánh giá điều kiện Địa chất công trình
theo mục đích xây dựng nh cao tầng v công nghệ
nền móng trong khu vực H Nội

1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên
Hà Nội là thủ đô nớc Cộng hoà xà hội chủ nghĩa Việt Nam, là trung tâm văn
hoá, kinh tế, chính trị của cả nớc. Hà Nội nằm giữa đồng bằng Bắc Bộ và đợc giới
hạn bởi các toạ độ địa lý:
Từ 10504640 đến 10505630 kinh độ Đông.
Từ 2005320 đến 2102300 vĩ độ Bắc.
Hà Nội tiếp giáp với 5 tỉnh: Phía Bắc giáp Thái Nguyên; Phía Đông giáp Bắc
Ninh và Hng Yên; phía Tây và phía Nam giáp Hòa Bình, Vĩnh phúc.
Đại bộ phận diện tích Hà Nội nằm trong vùng đồng bằng châu thổ sông Hồng

với độ cao trung b×nh 5 - 20m so víi mùc n−íc biĨn. Địa hình thấp dần từ bắc xuống
nam và từ tây sang đông.
Dạng địa hình chủ yếu của Hà Nội là đồng bằng, đợc bồi đắp bởi các con sông
với các bÃi bồi hiện đại. Đồng bằng ở đây có đặc điểm bằng phẳng, có nhiều ô trũng
và đầm lầy.
Khí hậu Hà Nội đặc trng cho vùng đồng bằng Bắc Bộ với đặc điểm nhiệt đới
gió mùa nóng ẩm, ma nhiều.
Hà Nội có mạng lới thuỷ văn khá phát triển, mật độ trung bình là 0,5km/km2.
Các sông lớn chảy qua hà Nội có sông Hồng, sông Đáy, sông Đuống, sông Cà Lồ.
Hà Nội có các hồ lớn nh Hồ Tây, hồ Thanh trì, hồ Bảy Mẫu; các hồ nhỏ có hồ
Hoàn Kiếm, hồ Thiền Quang, Giảng Võ,
1.2. Đặc điểm địa chất trầm tích Đệ Tứ
Theo các tài liệu nghiên cứu địa chất Miền Bắc nói chung, địa chất Hà Nội nói
riêng, đặc biệt qua sơ đồ trầm tích Đệ Tứ vùng Hà Nội tỷ lệ 1/50 000, địa tầng vùng
Hà Nội có mặt hầu hết các loại đất đá có tuổi từ Proterozoi đến Kainozoi. Để phục
vụ cho mục đích nghiên cứu dới đây chỉ mô tả sâu vào phần trầm tích Đệ Tứ với
thứ tự từ gìa đến trẻ nh sau:


5

1.2.1. Thèng Pleistoxen d−íi, hƯ tÇng LƯ Chi (aQ1lc)
TrÇm tÝch tầng Lệ Chi thờng phân bố ở độ sâu 45 70m và lớn hơn, chiều dày
biến đổi từ 2,5-24,5m. Trong khu vực nghiên cứu, hệ tầng Lệ Chi phân bố hầu khắp
và chủ yếu phát triển theo hớng Tây Bắc và Đông Nam, phát triển dọc theo phơng
hoạt động của dòng sông Hồng cũ. Thành phần là cuội, sỏi, cát và ít bột sét, màu
xám, xám vàng, xám đen cã chøa t¶o n−íc ngät. Ci cã kÝch th−íc tõ 2-3cm, có
khi đạt 3-5cm. Chúng có nguồn gốc aluvi và phủ trực tiếp trên các thành tạo
Neogen.
1.2.2. Thống Pleistoxen giữa - trên, hệ tầng Hà Nội (aQII-IIIhn)

Trầm tích tầng Hà Nội phân bố trực tiếp trên tầng Lệ Chi và bị các trầm tích trẻ
hơn phủ kín, chúng lộ ra ở vùng ven rìa, trung tâm đồng bằng chúng bị phủ ở độ sâu
17 - 45m. Trầm tích tầng Hà Nội có thành phần là cuội, cuội tảng, sỏi, sạn có ít cát
bột. Trầm tích tầng Hà Nội có nguồn gốc aluvi là chủ yếu, bề dày có thể đạt 35m
1.2.3. Thống Pleistoxen trên, hệ tầng Vĩnh Phúc (aQIII2vp)
Tầng này phân bố khá rộng rÃi, lộ ra ở Sóc Sơn, Đông Anh, Cổ Nhuế, Xuân
Đỉnh và những diện hẹp trong nội thành Hà Nội, phần còn lại bị phủ ở những độ sâu
khác nhau. Có thể chia tầng Vĩnh Phúc thành 2 tập:
Tập dới: thành phần là cát chứa sỏi nhỏ, có nơi gặp cát bụi, cát pha; độ chặt
tăng dần từ chặt vừa đến chặt.
Tập trên: có thành phần chủ yếu là sét pha, ít hơn là cát pha và sét, trạng thái phổ
biến là nửa cứng đến dẻo cứng, có nơi là cứng và dẻo mềm.
1.2.4. Thống Holoxen dới - giữa, hệ tầng Hải Hng (QIV1-2hh)
Trầm tích hệ tầng Hải Hng phủ trực tiếp lên bề mặt bào mòn bị phong hoá của
tầng Vĩnh Phúc. Thành phần của tầng này gồm các lớp sét, ít khi là sét pha có màu
xám xanh, xám ghi, xám nâu; trạng thái từ dẻo chảy đến dẻo cứng. Hệ tầng này gặp
khá phổ biến ở khu vực nghiên cứu. Nét đặc trng của các thành tạo hệ tầng này là
có tính biến đổi mạnh, bề dày lớn nhất có thể đạt tới vài chục mét, nơi mỏng chỉ có
từ 0,2 - 0,5m.
1.2.5. Thống Holoxen trên, hệ tầng Thái Bình (aQIV3tb).


6

Các trầm tích tầng Thái Bình là những trầm tích trẻ nhất vùng và phân bố
đều
trên bề mặt nghiên cứu. Chúng có nguồn gốc bồi tích sông (aluvi) và đợc chia làm
hai phụ tầng:
a. Phụ tầng dới (aQIV3tb1): đợc chia làm 2 tập:
Tập dới: gồm cát nhỏ, cát mịn, phần dới có cát hạt trung lẫn sạn, chiều dày

phổ biến từ 6-8m, ven sông Hồng có thể đến 20m.
Tập trên: chủ yếu là sét pha, cát pha, có chỗ là sét màu nâu hồng, nâu xám xen
kẹp các ổ, thấu kính hoặc lớp mỏng cát nhỏ, cát bụi, cát pha. Chiều dày tập thay đổi
từ 2-15m, có chỗ lớn hơn.
b. Phụ tầng trên (aQIV3tb2)
Đây là trầm tích có nguồn gốc aluvi hiện đại, phân bố trong khu vực bÃi bồi
ngoài đê và lòng sông hiện đại. Chiều sâu phân bố từ 4 - 10m. Thành phần thạch học
gồm cát, sét, cát pha sét màu xám nâu, xám tro, chiều dày khoảng 25m.
Ngoài 5 hệ tầng nói trên, khu vực Hà Nội còn có tầng đất lấp thành phần hỗn
tạp, màu sắc, bề dày và trạng thái khác nhau. Tầng đất lấp có có mức độ không đồng
nhất rất cao, sức chịu tải yếu.
1.3. Đặc điểm địa chất thuỷ văn
Theo tài liệu bản đồ Địa chất thuỷ văn, tỷ lệ 1:50 000 vùng Hà Nội do đoàn Địa chất
64 - Liên đoàn Địa chất thuỷ văn II thành lập, Hà Nội có nguồn nớc ngầm khá phong phú.
Trong các thành tạo trầm tích Đệ Tứ có 3 đơn vị chứa nớc sau:
1.3.1. Tầng chứa nớc Holoxen (qh)
Đây là tầng chứa nớc phân bố rộng khắp khu vực Hà Nội. Thành phần chủ
yếu của đất đá chứa nớc là cát pha, cát hạt nhỏ, các thành tạo này thuộc tầng Thái
Bình. Bề dày tầng chứa nớc biến đổi mạnh từ 3 đến 29m, bề dày trung bình là 14m.
Nguồn cung cấp nớc chính cho tầng này là nớc ma, nớc sông hồ. Bởi vậy, động
thái mực nớc của tầng phụ thuộc khá nhiều vào yếu tố khí tợng thuỷ văn. Kiểu
hình hoá học của nớc là Bicacbonat-Canxi-Magiê


7

1.3.2. Tầng chứa nớc Pleistoxen trên (qp2)
Thành phần chủ yếu của đất đá chứa nớc là cát pha, cát hạt vừa, phần dới
hay gặp sạn, sỏi nhỏ. Tầng chứa nớc này gặp ở hầu hết mọi nơi trong khu vực Hà
Nội. Chúng phân bố nông hơn ở vùng ven rìa và sâu hơn ở vùng trung tâm. Bề dày

tầng chứa nớc thay đổi từ 3 đến 36m, bề dày trung bình khoảng 12m. Đặc tính thuỷ
lực của tầng chứa nớc là có áp. Mực nớc vùng trung tâm có thể thay ®ỉi tõ 7 - 8m,
cã khi ®Õn 12m. Ngn cung cấp chủ yếu cho tầng này là nớc ma, nớc sông hồ
và một phần là do nớc tầng trên cung cấp. Kiểu hình hoá học chủ yếu của nớc là
Bicacbonat-Natri.
1.3.3. Tầng chứa nớc Pleistoxen dới - giữa, hệ tầng Hà Nội và Lệ Chi (qp1)
Thành phần đất đá chứa nớc chủ yếu là cuội, sỏi, sạn có nguồn gốc aluvi proluvi. Bề dày tầng chứa nớc thay đổi từ 3 - 40m. Ngn cung cÊp n−íc chđ u
cho tÇng này là từ phía Bắc, từ sông Hồng, tầng chứa nớc trên thấm xuống. Kiểu
hình hoá học của nớc là Bicacbonat-Canxi, Bicacbonat-Sunphua-Canxi. Đây là
tầng chứa nớc phong phú, chất lợng tốt đang đợc khai thác phục vụ sinh hoạt.
1.4. Phân chia các kiểu cấu trúc nền đất ở khu vực Hà Nội và đánh giá ảnh
hởng của các kiểu cấu trúc nền đến chất lợng thi công cọc khoan nhồi.
1.4.1. Phân chia các kiểu cấu trúc nền đất ở khu vực Hà Nội
Đối với công tác tính toán, thiết kế nền móng, đặc biệt là đối với nhà cao tầng
thì u tè quan träng nhÊt cđa ®iỊu kiƯn ®Êt nỊn không phải là đất có tuổi, nguồn
gốc nh thế nào mà là sức chịu tải của chúng. Cụ thể hơn, trong nhà cao tầng, yếu tố
quan trọng hàng đầu chính là sức chịu tải, độ sâu phân bố và chiều dày của lớp đất
đặt móng. Móng cần phải đặt vào lớp đất tốt, có sức chịu tải cao, bề dày đủ lớn để
đảm bảo điều kiện ổn định cho công trình. Khi các lớp đất tốt trong nền đất có các
điều kiện nh vậy, chiều sâu phân bố của chúng cũng ảnh hởng nhiều đến quyết
định giải pháp nền móng, nếu chiều sâu phân bố của chúng nông và ở dới cũng
phân bố các lớp đất tốt thì có thể đa ra giải pháp móng vừa đảm bảo về kỹ thuật lại
kinh tế.
Cấu trúc địa chất Đệ tứ và điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn vùng
Hà Nội nh trình bày ở trên không đồng nhất, những khu vùc kh¸c nhau cã cÊu tróc


8

địa chất khác nhau, vì vậy để đánh giá ảnh hởng của điều kiện nền đất đến chất

lợng thi công cọc khoan nhồi cần tiến hành phân chia các kiểu cấu trúc nền trên địa
bàn Hà Nội. Lựa chọn cách phân chia của GS. TSKH. Phạm Văn Tỵ nh sau:
Kiểu I:
Kiểu này phân bố trong khu vực nội thành, đợc đặc trng bởi sự có mặt đầy đủ
của các trầm tích hệ tầng Thái Bình, Hải Hng, Vĩnh Phúc, Hà Nội, Lệ Chi. Đáng
chú ý nhất là trầm tích đất yếu hệ tầng Hải Hng với thành phần chủ yếu là bùn hữu
cơ, đất than bùn hoá, than bùn nguồn gốc hồ - đầm lầy với lớp sét mỏng màu xám
xanh có nguồn gốc biển. Chiều dày hệ tầng này biến đổi mạnh, phổ biến là 5 15
m, nhiều nơi từ 15m đến hơn 20m. Với kiểu cấu trúc này nền đất và môi trờng địa
chất có độ ổn định kém, rất nhạy cảm và dễ bị biến đổi dới tác động từ bên ngoài.
Một trong những nguyên nhân chung nhất khi bắt đầu khoan tạo lỗ cho cọc
khoan nhồi trong bất cứ cấu trúc nền đất kiểu nào là sử dụng phơng pháp khoan
khô ngay từ đầu đến hết độ sâu đặt ống chống bề mặt, sau đó tiến hành hạ ống
chống bề mặt. Sử dụng ống chống bề mặt để bảo vệ thành lỗ khoan ở phần đầu cọc
tránh lở đất bề mặt do hoạt động của thiết bị thi công, đồng thời là ống dẫn hớng
cho suốt quá trình khoan tạo lỗ. Cao độ đỉnh ống cao hơn mặt đất hoặc mực nớc
cao nhất tối thiểu 0,3m để tránh đất đá xung quanh có thể rơi vào lỗ cọc. Cao độ
chân ống đảm bảo sao cho áp lực cột dung dịch lớn hơn áp lực chủ động của nền đất
và hoạt tải của thiết bị thi công phía bên ngoài. Do trong cấu trúc nền đất kiểu IV
tồn tại trầm tích đất yếu hệ tầng Hải Hng và mực nớc ngầm có áp hiện nay ở Hà
Nội thờng bị hạ sâu, nằm dới tầng đất yếu này nên đối với những công trình xây
chen trong thành phố (ảnh hởng áp lực ngang do tải trọng công trình lân cận) dễ
xảy ra sập lở thành lỗ khoan. Để đảm bảo chất lợng khoan tạo lỗ cọc khi khoan qua
đất yếu, tránh sập lở thành lỗ khoan tốt nhất là nên hạ ống vách xuyên qua trầm tích
đất yếu, việc rút lên hay để lại ống vách phụ thuộc vào khả năng của thiết bị thi
công.
Khi khoan tạo lỗ trong đất sét đồng nhất theo phơng pháp khoan khô, sẽ xảy ra
lu biến của đất sét dọc theo trục lỗ khoan và lún sụt bề mặt đất xung quanh lỗ
khoan. Hai hiện tợng trên là đáng kể đối với đất sét mềm yếu cha cố kết và ngợc
lại không đáng kể đối với đất sét cứng quá cố kết. Chiều sâu khi khoan khô trong đất

9

sét đồng nhất thờng tiến hành cho đến độ sâu vợt khoảng 5 Su/(, trong đó ( là tổng
khối lợng thể tích của đất tới một điểm sâu hơn mà ở đó sẽ xảy ra sập lở thành lỗ
khoan. Trong khi khoan sẽ làm xáo động nhẹ và giảm nhẹ ứng suất, đó là nguyên
nhân gây nên giảm sức kháng cắt của đất trên bề mặt thành lỗ khoan, vấn đề này
cũng cần đợc xem xét đến trong thiết kế.
Nếu đất sét bị rạn nứt, tạo cơ hội cho nớc rỉ vào hố khoan, khe nứt sẽ mở rộng
và mảng đất sét đó có thể đổ sụp xuống trong lỗ khoan, có thể xảy ra trong quá trình
đang đổ bê tông cọc làm ảnh hởng xấu đến chất lợng bê tông tạo thành cọc. Tuỳ
mức độ ảnh hởng, trong trờng hợp xấu nhất phải tiến hành thi công lại cọc khác
để thay thế.
Trong quá trình khoan tạo lỗ tiến hành bơm nớc hoặc dung dịch bentonite hoặc
dung dịch polimer vào trong lỗ khoan nhằm mục đích duy trì ổn định thành lỗ
khoan. Dung dịch trong lỗ khoan có thể gây thêm ảnh hởng phụ đến sức kháng cắt
của đất sét dọc theo bề mặt thành lỗ khoan.
Khi đổ bê tông cọc khoan nhồi tạo nên ứng suất ngang tác dụng lên thành lỗ
khoan, độ lớn của ứng suất này phụ thuộc vào độ sụt và tốc độ đổ bê tông. Nếu
khoan tạo lỗ cọc theo phơng pháp khoan khô, độ ẩm từ bê tông ớt có thể xâm
nhập vào đất sét thành lỗ khoan và làm nó mềm yếu đi. Vấn đề này có thể là quan
trọng trong bê tông đợc trộn có tỉ lệ nớc trên xi măng cao, khi phải cần nhiều
nớc để thuỷ hoá xi măng trong mẻ bê tông đó.
Khi khoan trong đất cát của hệ tầng Vĩnh Phúc, sử dụng dung dịch bentonite
hoặc dung dịch polimer có thể làm cát bị rời ra ở một khoảng rộng nào đó. Cát có
thể có xu hớng lở ngang dọc trục khoan bởi vì khối lợng thể tích của dung dịch
nhỏ hơn khối lợng thể tích của đất cát đang khoan qua. Trong trờng hợp khác, cát
sẽ dịch chuyển theo phơng ngang ở đáy lỗ khoan, làm giảm sức chịu tải mũi cọc so
với cọc đóng. Vì vậy phải luôn kiểm tra chất lợng dung dịch trong quá trình khoan.

Khi khoan trong trầm tích cuội sỏi của tầng Hà Nội (thờng là nơi đợc lựa chọn để
tựa mũi cọc khoan nhồi) sẽ làm xáo động đất ở mũi cọc, làm giảm sức chịu tải ở mũi
cọc.
Kiểu II:


10

Kiểu này phân bố chủ yếu ở ven sông Hồng và phần phía nam thành phố Hà Nội,
đợc đặc trng bởi sự vắng mặt trầm tích yếu hệ tầng Hải Hng trong mặt cắt địa
chất, còn bề mặt hệ tầng Vĩnh Phúc thờng nằm sâu. Cát của hệ tầng Thái Bình
thờng là cát hạt nhỏ, xốp. Mực nớc dới đất thờng liên thông với mực nớc sông.
Khi khoan tạo lỗ cọc ở khu vực này phải lực chọn phơng pháp khoan và chế độ sử
dụng dung dịch khoan thích hợp. Ví dụ nh ở công trình cầu Thanh Trì, ban đầu sử
dụng phơng pháp khoan gầu múc và dung dịch khoan bentonite bình thờng, nhiều
cọc không đảm bảo chất lợng do khi khoan tạo lỗ, trong quá trình múc cát lên, cát
bị sập lở nhiều và công tác làm sạch mùn khoan dới đáy cọc thực hiện cha tốt. Để
khắc phục nhợc điểm trên, chuyên gia Nhật Bản đà đề nghị sử dụng phơng pháp
khoan xoay tuần hoàn ngợc và liên tục bơm hút cát lên. Kết quả siêu âm kiểm tra
chất lợng cọc khoan nhồi cho các cọc đợc thi công theo phơng pháp này cho
thấy chất lợng bê tông cọc đều đợc đảm bảo. Cũng có thể sử dụng dung dịch
polimer trong khoan tạo lỗ cọc, làm nhanh lắng đọng cát xuống đáy cọc, sau đó sử
dụng gầu làm sạch múc sạch đi hoặc bơm hút làm sạch ®¸y.
Mùc n−íc d−íi ®Êt cã ý nghÜa quan träng trong đất cát, nhất là ở những vùng
vắng mặt tập sét hệ tầng Vĩnh Phúc, chỉ có mặt tập cát hệ tầng Thái Bình phủ trực
tiếp lên tập cát của hệ tầng Vĩnh Phúc. Hai tầng chứa nớc Holoxen và Pleistoxen
tiếp xúc trực tiếp, liên thông hình thành một tầng chứa nớc thống nhất. Với cấu
trúc địa tầng nh vậy, ứng suất hữu hiệu trong đất cát bÃo hoà nớc có thể nhỏ hơn
đến 50% so với đất cát khô, vấn đề này gây ảnh hởng đến cả sức chịu tải ở mũi và
sức chịu tải do ma sát bên của cọc khoan nhồi.

Kiểu III:
Kiểu này phân bố rộng rÃi ở Sóc Sơn, Đông Anh, Từ Liêm và rải rác ở một số
nơi khác. Nét đặc trng trong cấu trúc kiểu này là vắng mặt các trầm tích mềm yếu
tuổi Holoxen (hệ tầng Hải Hng và Thái Bình), hệ tầng Vĩnh Phúc có đủ 2 tập trầm
tích sét và cát, tập sét nằm lộ trên mặt đất hoặc nằm dới lớp mỏng trầm tích sét
Thái Bình. Tổng chiều dày trầm tích sét thờng trên dới 10m. Nớc dới đất nằm
trong tập cát Vĩnh Phúc. Cấu trúc nền kiểu I thuận lợi cho công tác khoan tạo lỗ cọc
khoan nhồi. Có thể sử dụng phơng pháp khoan khô khoan hết trầm tích sét mà
không bị sập lở thành lỗ khoan. Sau đó sử dụng dung dịch bentonite hoặc dung dịch


11

polimer để khoan trong cát Vĩnh Phúc và lớp cuội sỏi hệ tầng Hà Nội, là nơi tựa mũi
cọc khoan nhồi. Nên lu ý là khi khoan trong cuội sỏi đà làm xáo động đất nền (phá
vỡ kết cấu nguyên dạng), vì vậy khi tính toán dự báo sức chịu tải của cọc theo đất
nền cần phải lấy những giá trị tơng ứng với trạng thái rời của đất.
1.4.2. Một số nhận xét về các chỉ tiêu độ bền của đất liên quan đến thiết kế cọc
khoan nhồi
Công tác khảo sát địa kỹ thuật và thí nghiệm đất trong phòng nhằm cung cấp số
liệu đầu vào phục vụ thiết kế cọc khoan nhồi. Những công tác trên nên xét đến tính
chất của đất nền sử dụng. Khái niệm đơn giản sau th−êng ¸p dơng cho thiÕt kÕ cäc
khoan nhåi cho đất rời và đất dính. [5]
a)

z
f
dz

b)

Hình 1.1: Mặt trợt có thể xảy ra khi cọc bị đẩy xuống
Trên hình 1-1 cho ta thấy 2 đoạn của cọc khoan nhồi bị đẩy xuống khi chất tải.
Cắt 1 nguyên tố nằm dọc theo chiều dài cọc ở độ sâu z dới mặt đất, chiều cao của
nó là dz. Đờng đứt đoạn trên hình 1-1 mô tả mặt trợt phá hoại phát triển khi cọc bị
đẩy xuống, mặt trợt này xảy ra trên bề mặt tiếp xúc giữa bê tông và đất.
Ưng suất pháp hữu hiệu theo theo hớng xuyên tâm trên mặt trợt phá hoại và
sức kháng ma sát bên f đợc trình bày trên hình 1-1. Xác định sức chịu tải do ma sát
bên bằng cách tích phân ứng suất phá hoại fmax trên toàn bộ bề mặt trụ thân cọc.
Hình 1-1 trình bày phần mũi cọc khoan nhồi với đờng đứt đoạn thể hiện mặt
trợt có thể phát triển khi mũi cọc bị đẩy xuống và tiến đến phá hoại khả năng chịu
tải của nền đất. Những nhân tố khả năng chịu tải tơng quan với góc ma sát trong


12

của đất có thể sử dụng để nhận đợc tải trọng cực hạn ở mũi cọc. Tuy nhiên khối cát
dới mũi cọc bị rời ra tơng đối so với cát ở hiện trờng trớc khi thi công cọc, bởi
vì xảy ra giảm ứng suất trong quá trình khoan tạo lỗ cọc do vậy có thể cần dịch
chuyển đáng kể ở mũi cọc để tính toán khả năng chịu tải mũi cọc. Ngoài ra, khi tính
toán sức chịu tải mũi cọc chủ yếu sử dụng những phơng pháp kinh nghiệm đợc
hiệu chỉnh theo thí nghiệm gia tải, so với những phơng pháp khác sử dụng những
giá trị lý thuyết. Điều này cũng cần đợc chú ý khi sử dụng công thức tính toán dự
báo sức chịu tải của cọc.
Quan hệ giữa ứng suất pháp r , và ứng suất cắt cực đại fmax đợc hiểu đơn giản
nh sau; Terzaghi (1936) đà phát biểu r , nên hiểu là ứng suất hữu hiệu (ứng suất
tác dụng tơng hỗ giữa các hạt của đất) và không phải là ứng suất tổng, bao gồm cả
áp lực nớc trong lỗ rỗng của đất. Đối với đất cát, cuội sỏi và cát bụi có thể giả định
rằng hiện tợng thoát nớc sẽ xảy ra nhanh, chảy vào hoặc thoát ra khỏi lỗ rỗng của
đất, cần thiết để áp lực nớc lỗ rỗng đợc cân bằng với áp lực tạo thành xung quanh
và ứng suất pháp hữu hiệu cũng nhanh chóng đạt tới cân bằng sau khi thi công tạo

thành cọc. Hình 1-2 trình bày quan hệ giữa fmax và r , cho đất cát. Ba đờng thẳng
thể hiện trên hình vẽ cho giá trị góc ma sát trong của đất cát: một trong các đờng
thẳng thể hiện góc ma sát trong khi đối xử tiếp xúc giữa hạt với hạt ở hiện trờng,
còn hai đờng biên thể hiện khoảng có thể thay đổi của góc ma sát trong khi đối xử
của bê tông và đất sau khi thi công cọc.


0





Hình 1.2: Góc ma sát trong cho đất cát ở trên hoặc gần thành trô cäc


13

Khoảng thay đổi trình bày trong ví dụ trên là không rõ ràng, xảy ra từ quá
trình thi công. Nguyên nhân có thể do khi khoan đất ở thành lỗ khoan đợc chặt lại
hay rời ra và những nhân tố ảnh hởng khác nh dung dịch khoan ngấm xuyên vào
khe rỗng của đất. Nh chúng ta có thể thấy, ứng suất cắt (và sức kháng ma sát bên
của cọc khoan nhồi) gia tăng với gia tăng ứng suất pháp hữu hiệu. Điểm quan trọng
cần chú ý là quá trình thi công có thể ảnh hởng đến giá trị của ứng suất pháp hữu
hiệu, khác với giá trị tồn tại trớc đó ở hiện trờng (thờng là nhỏ hơn), vì thế xác
định K0 hoặc r , ở hiện trờng trong quá trình khảo sát địa kỹ thuật có thể là cha
đủ để đánh giá sức kháng ma sát bên khi thiết kế cọc mà không có hiệu chỉnh.
Nếu cọc khoan nhồi đợc thi công ở vùng phân bố đất sét bÃo hòa nớc, có
rất nhiều cách tiếp cận khác nhau khi tính toán sức kháng ma sát bên. Tính thấm của
đất sét đồng nhất cực nhỏ, nếu nớc lỗ rỗng chịu tác dụng của ứng suất trong quá

trình thi công cọc hoặc gia tải cọc thì hiện tợng thoát nớc sẽ xảy ra với tốc độ
chậm. Lý thuyết và thực nghiệm cho thấy khi gia tăng ứng suất tác dụng lên khối
đất, đầu tiên nớc lỗ rỗng tiếp nhận ứng suất đó. Nếu đất là đất sét đồng nhất, sẽ
không có sự gia tăng ban đầu ứng suất hữu hiệu (ứng suất giữa các hạt). Do vì xảy ra
thay đổi chậm chạp ứng suất trong đất sét bÃo hòa nớc nên thiết kế móng trên đất
sét thờng dựa vào quan niệm độ bền của đất sét bÃo hòa nớc không phụ thuộc vào
ứng suất tác dụng. Vì vậy sử dụng độ bền không thoát nớc của đất sét trong phân
tích nền móng. (Có thể đôi khi thực hiện phân tích nền móng sử dụng ứng suất hữu
hiệu để đảm bảo sức kháng ma sát bên của cọc khoan nhồi sau khi tất cả áp lực nớc
lỗ rỗng d thừa đợc tiêu tán hết vợt quá sức kháng trớc khi nó tiêu tán, đặc biệt
trong đất sét qúa cố kết, mà trong nó áp lực nớc lỗ rỗng âm có thể phát triển trong
quá trình thi công và gia tải cho cọc).
Hình 1-2 minh họa khái niệm độ bền không thoát nớc đợc sử dụng khi
thiết kế cọc khoan nhồi trong đất sét. Độ bền không thoát nớc Cu = Su của đất sét
đợc minh họa bằng đờng thẳng không đứt đoạn (đờng liền) nằm ngang. Đờng
này cho thấy độ bền không thoát nớc Cu không phụ thuộc vào ứng suất pháp
r (ứng suất hữu hiệu duy trì không đổi khi gia tăng ứng suất tổng, vậy ứng suất

tổng r = σ r , + u; trong ®ã u là áp lực nớc lỗ rỗng). Đờng liền thể hiện ®é bÒn


14

kháng cắt của đất sét trong những vùng lân cận thành cọc nh đà bị thay đổi khi thi
công tạo thành cọc. Hai đờng rời thể hiện khoảng có thể thay đổi của đất sét đối xử
trên bề mặt của bê tông và đất sét, một lần nữa minh họa mức độ không chắc chắn.
Nếu trên bề mặt tiếp xúc ứng suất pháp bằng không, sẽ không có huy động sức
kháng cắt. Điều này phù hợp với trờng hợp khi bê tông có độ sụt thấp và sẽ không
tạo ra áp lực tác dụng lên thành lỗ khoan. Do vì ứng suất pháp trên bề mặt gia tăng,
sức kháng cắt sẽ gia tăng cho đến khi đạt tới giá trị giới hạn. Đất sét ở bề mặt hoặc

gần bề mặt trụ cọc, phụ thuộc vào tơng tác giữa bê tông mới đổ và đất sét, có thể
gia tăng hoặc mất đi độ bền. Nếu tơng tác đạt đợc sức kháng cắt lớn hơn so với
sức kháng cắt của đất bị thay đổi Cu nh thể hiện đờng rời trên hình 1-3, phá hoại
xảy ra khi cọc bị đẩy xuống sẽ phát triển trong đất gần bề mặt tiếp xúc. Nếu theo
một cách khác sức kháng của bề mặt tiếp xúc đợc thể hiện ở đờng rời dới, phá
hoại sẽ xảy ra trên bề mặt tiếp xúc và không xảy ra trong đất. Nh vậy, có thể đánh
giá đủ chính xác sức chịu tải ở mũi cọc từ lý thuyết sức chịu tải sử dụng độ bền
kháng cắt không thoát nớc cđa ®Êt ë hiƯn tr−êng.

Ứng
suất
cắt
cực
đại
fmax

khoảng có thể thay đổi của
đối xử trên bề mặt tiếp cức
của bêtông và đất sét
fmax= Cu (của đất bị sửa đổi)

Ứng suất pháp σr
H×nh 1.3: Tơng quan phá hoại cho đất sét bo hòa nớc ở trên
hoặc gần thành trụ cọc.
Tóm lại đối xử của ®Êt sÐt xung quanh cäc khoan nhåi cho thÊy ph−¬ng pháp
thiết kế cọc khoan nhồi cần phải xem xét đến sự thay đổi của độ bền kháng cắt
không thoát nớc do nhiều nhân tố liên quan với thi công tạo thµnh cäc khoan nhåi.


15

CHƯƠNG 2: CọC KHOAN NHồI- GIảI PHáP NềN MóNG THíCH HợP
CHO XÂY DựNG NH CAO TầNG ở H NộI
2.1. Cỏc yếu tố chính để lựa chọn giải pháp móng cọc khoan nhồi.
Có thể thấy rằng chất lượng cọc khoan nhồi phụ thuộc rất nhiều vào công
nghệ thi công tạo thành cọc, bắt đầu là công tác định vị tim cọc, kết thúc là công tác
rút bỏ ống chống tạm. Công nghệ thi công cọc khoan nhồi là công nghệ phức tạp,
kéo dài liên tục và thường đổ bê tông cọc vào ban đêm (do tránh ùn tắc giao thông
trong thành phố) nên khó có thể tránh khỏi những sơ xuất xảy ra khi thi công cọc.
Để đảm bảo chất lượng thi cơng cọc khoan nhồi, ngồi trình độ năng lực của Nhà
thầu, Chủ đầu tư cũng cần tăng cường công tác giám sát kiểm tra theo từng công
đoạn thi công cọc, ghi chép và nghiệm thu các công đoạn thi công theo mẫu nêu
trong TCXDVN 326: 2004 “Cọc khoan nhồi – Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu”.
Cọc khoan nhồi là loại cọc chịu tải trọng lớn và giá thành cao, vì vậy việc thi cơng
đảm bảo chất lượng cọc khoan nhồi là yêu cầu cấp thiết. Trong đề tài này đề cập
đến ảnh hưởng của phương pháp thi công đến chất lượng cọc khoan nhồi, nhằm
mục đích nâng cao hiệu quả sử dụng cọc khoan nhồi cho các công trình xây dựng
trên địa bàn Thành phố Hà Nội.
2.1.1. Đặc điểm thi công cọc khoan nhồi và phạm vi áp dụng.
Cọc khoan nhồi là cọc được thi công bằng phương pháp khoan tạo lỗ, sau đó
tiến hành đổ bê tơng vào lỗ khoan. Cọc có thể có hoặc khơng có lõi thép, tùy vào tải
trọng tác dụng và yêu cầu cấu tạo. Cọc nhồi có tiết diện trịn hay chữ nhật (cọc
Barrette). Cọc khoan nhồi là giải pháp nền móng rất phù hợp với cấu trúc địa tầng
vùng Hà Nội cho các cơng trình xây dựng cao tầng và nó sẽ chiếm vị trí độc tơn khi
kiểm sốt được chất lượng thi công cọc khoan nhồi, Đặc biệt là chất lượng làm sạch
mùn khoan ở mũi cọc trước kho đổ bê tơng cọc.
Đi sâu phân tích các mặt ta có thể thấy những ưu khuyết điểm của cọc khoan
nhồi như sau:
a- Ưu điểm:
- Máy khoan dễ lắp đặt, điều khiển và di chuyển, thi công được trong không

gian hạn chế.
- Có khả năng chịu tải lớn. Sức chịu tải của cọc khoan nhồi với đường kính
lớn và chiều sâu lớn có thể đạt đến hàng nghìn tấn.
- Khơng gây ra ảnh hưởng chấn động đến các cơng trình xung quanh, thích


16

hợp cho việc xây chen trong đô thị, gần khu dân cư, khắc phục được nhược điểm
của các loại cọc đóng khi thi cơng trong điều kiện này.
- Có khả năng mở rộng đường kính và chiều dài cọc đến mức độ tối đa, có
khả năng thi cơng cọc khi qua các lớp đất cứng nằm xen kẹp.
- Dễ kiểm tra lại điều kiện địa chất cơng trình và chiều sâu tựa cọc.
- Cọc khoan nhồi có thể tạo ra cọc có sức chịu tải hợp lý bằng cách thay đổi
chiều dài hay tiết diện cọc một cách linh hoạt, phù hợp với đặc điểm kết cấu cơng
trình, đảm bảo sự lún lệch giữa các móng nằm trong giới hạn cho phép, không gây
nguy hiểm cho kết cấu bên trên.
- Khoan tạo lỗ nhanh nên rút ngắn tiến độ thi cơng nền móng cơng trình.
b- Nhược điểm:
- Giá thành nền móng thường cao hơn khi so sánh với các phương án móng
cọc khác như cọc đóng và cọc ép.
- Cơng nghệ thi cơng địi hỏi kỹ thuật cao để tránh các hiện tượng phân tầng
khi thi công đổ bê tông thủy công.
- Biện pháp kiểm tra chất lượng bê tông cọc thường phức tạp, gây nên tốn
kém trong quá trình thực thi.
- Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi so với cọc đóng và cọc ép do cơng
nghệ khoan tạo lỗ cọc.
- Khơng có các chỉ tiêu định lượng để xác định sức chịu tải của cọc trong q
trình thi cơng như độ chối của cọc đóng hay lực nén của cọc ép.
Trong thi công cọc khoan nhồi sử dụng phương pháp khoan xoay, phụ thuộc

vào điều kiện đất nền thường áp dụng các phương pháp sau:
- Phương pháp khoan thô.
- Phương pháp khoan sử dụng ống vách.
- Phương pháp khoan ướt, sử dụng dung dịch khoan.
2.1.2. Phân tích, đánh giá ảnh hưởng của phương pháp thi cơng đến chất lượng
cọc khoan nhồi.
2.1.2.1. Công tác khoan tạo lỗ cọc.
a. Công tác chuẩn bị thi công.
Công nghệ thi công cọc khoan nhồi là công nghệ phức tạp, kéo dài liên tục
nên cơng tác chuẩn bị thi cơng có ý nghĩa quan trọng trong việc đảm bảo chất lượng
thi công cọc khoan nhồi. Trước khi thi công cọc cần tiến hành kiểm tra mọi công tác
chuẩn bị để thi công cọc theo biện pháp thi công được duyệt, bao gồm các công việc
sau:
- Hiểu biết rõ điều kiện địa chất cơng trình và địa chất thủy văn, chiều dày,
thế nằm và đặc trưng cơ lý của các lớp đất. Những thông tin này giúp kiểm tra sự