Tìm hiểu các loại thiết bị khoan cọc nhồi

công tác gầu khoan 2.1. Đặc điểm - Máy khoan có đầu khoan làm việc theo nguyên tắc xoắn vít hoặc gầu xoay có hiệu quả đối với lỗ cọc có đường kính lớn trong nền đất đá yếu - Nếu đất yếu dùng kiểu vít xoáy, vật liệu được đùn lên liên tục - Trường hợp đất qúa dẻo và ngậm nước dùng gầu khoan kiểu gầu, đất khoan do cắt xén được gạt vào gầu. Đất đầy thùng cánh xén khép lại và đầu khoan kéo lên đổ đất ra ngoài - Kết hợp với ống vách và vữa sét để khoan trong nền đất yếu và cả đất xốp rời, dùng loại này thông dụng vì khoan nhiều trong nền đất có tầng địa chất khác nhau - Nếu có lớp đất sạt lở thì dùng tạm bằng 1 đoạn ống vách 2.2. Các loại máy Trong thi c«ng cäc khoan nhåi ë trªn thÕ giíi còng nh­ ë ViÖt Nam th­êng dïng mét sè lo¹i m¸y khoan nhåi sau ®©y nh­ số máy khoan của hãng (NIPPON SHANYO, HITACHI…do Nhật sản xuất, BAUER cña §øc, mét sè m¸y cña Trung Quèc ,Ph¸p …) Máy khoan ED 6500 Sử dụng bentonite trong quá trình khoan. Các kích thước cơ bản ED 6500 Máy khoan ED 5500 Các kích thước cơ bản của ED5500 Máy khoan TE 4000 Các kích thước cơ bản của máy khoan TE 4000-2 Máy khoan KH 100D: KH125: KH180 Máy khoan KH125 Máy khoan KH180 - Toàn bộ hoạt động của cơ cấu di chuyển, cơ cấu quay, của tời chính tời phụ và tời nâng cần cùng với phần quay cần khoan đều dùng mô tơ thuỷ lực được cung cấp bởi 2 loại bơm dầu 1.3. Máy khoan vận hành ngược 1.3.1. Đặc điểm - Các đầu khoan trong máy vận hành ngược có nhiều loại khác nhau tuỳ vào đất đá - Các hoạt động đào đất, hút nước và mùn khoan, bổ sung dung dịch khoan … theo nguyên tắc tuần hoàn - Có mô men quay thường nhỏ hơn loại máy khoan tròn - Khoan được trong đất, cả đá cứng - Để chọn đầu khoan vận hành ngược trở về bể chứa và sau khi sàng lọc, lại cho xuống lỗ khoan để dùng cho chu trình tiếp theo - Dùng cho các lỗ khoan có đường kính lớn từ 4m trở lên 1.3.2. Một số hãng sản xuất như tổ hợp L - 4, L - 4S, L - 10S, L - 1B… của hãng Ishikawashima, hãng Misubishi MD - 350, MD - 150, MD - 450, MD - 250; tổ hợp khoan S - 300 của hãng Salzgitter của Cộng hoà liên bang Đức 1.4. Thiết bị mở rộng chân cọc 1. 4.1. Đặc điểm - Cọc khoan nhồi mở rộng chân cọc có khả năng hạ giá thành do giảm chiều sâu khoan giảm khối lượng bê tông nhồi xuống lỗ cọc - Nếu trong các loại đất sét có lẫn các ổ cát, bùn nhão, việc mở rộng gặp khó khăn và không giải quyết được - Loại này thường dùng đầu khoan cánh xén, đóng mở kiểu xòe, cụp và xoay quanh cần khoan hoặc ống kelly - Loại xén đất hình chỏm cầu và hình nón cột. + Ưu điểm: giữ ổn định được mái xén khi rút cần khoan lên. Cánh sạch sẽ hơn bởi cánh xén luôn ở đáy cọc + Nhược điểm: vòm mái kém ổn định và cánh xén dễ bị kẹt trong lỗ khi kéo gầu khoan ra ngoài - Chú ý: khi dùng loại máy này khi mở rộng chân cọc có đất kém ổn định phải cần đến dung dịch vữa sét hoặc giữ cho cột nước trong lỗ khoan luôn luôn cao hơn mực nước ngầm chừng 2m 1.4.2. Công nghệ tạo cọc khoan nhồi Việc tạo cọc khoan nhồi có đường kính lớn thi công theo công nghệ hiện đại có thể theo ba nhóm chính sau 1.4.2.1. Công nghệ đúc “ khô” - Khoan tạo lỗ và mở rộng chân cọc (nếu có yêu cầu), hình a - Đổ bê tông bịt đáy bằng ống rót thẳng đứng, hình b - Đặt lồng thép phần trên cọc không nhất thiết phải bố trí suốt chiều dài cọc, và chiều dài lồng cốt thép cũng không được ngắn quá một nửa độ sâu của lỗ khoan - Đúc nốt phần còn lại hoàn toàn trên đầy lỗ khô sau khi hút nước - Sử dụng trong trường hợp trên suốt chiều sâu khoan cọc là đất dính, sét chặt ngầm thấp hơn đáy lỗ khoan Các bước thi công tạo cọc khô 1.4.2.2. Công nghệ dùng ống vách - Khoan tạo lỗ trong lớp đất chính - Thêm vữa sét vào lỗ đã khoan đến lớp đất rời, thấm nước. - Hạ ống vách khi đã qua hết lớp đất rời - Lấy hết vữa sét và làm khô lỗ khoan - Tiếp tục khoan cho tới độ sâu thiết kế trong lớp đất “khô” - Mở rộng chân bằng cánh xen và lắp tại đầu khoan (nếu có yêu cầu) - Đổ bê tông và đồng thời kéo ống vách ra khỏi lỗ khoan 1. Máy cơ sở, 2. Thanh kelly, 3. Đầu khoan, 4. Vữa sét, 5. Ống vách 6. bê tông tươi,7. Dung dịch khoan tràn ra từ khe giữa ống vách và đất A. Đất dính, B. Đất rời, C. Cọc đúc hoàn chỉnh 1.4.2.3. Công nghệ dùng vữa sét hoặc dung dịch khoan Trình tự mô tả theo hình 1.Định tâm lỗ 8. Thổi rửa lỗ khoan 2. Khoan lớp bề mặt 9. Hạ lồng thép 3. Hạ èng vách dẫn hướng 10. Cho ống đổ bê tông 4. Cho dung dịch Bentonite 11. Hoµn thành các thao tác 5. Khoan đến cao độ thiết kế 12. Tiến hành đổ bê tông 6. Dùng lưỡi khoan xoắn 13. Vừa đổ vừa rút ống 7. Mở rộng chân cọc 14. Rút ống vách - Khoan qua lớp đất chính Thêm vữa sét khi gặp lớp đất dễ sạt lở hoặc có nước ngầm Đặt lồng thép vào hố khoan vẫn đầy vữa sét Đổ bê tông dưới nước bằng ống rót thẳng đứng cho tới khi bê tông thay chỗ và dồn hết vữa sét ra ngoài bể chứa Công nghệ này có thể sử dụng để thay thế ống vách trong mọi tình huống địa chất. Khối lượng vữa sét và dung dịch khoan phải đủ đảm bảo, vậy áp suất dung dịch mới thắng được áp lực nước ngầm hoặc áp lực đẩy ngang của đất. Phải có biện pháp duy trì chất lượng vữa sét hoặc dung dịch khoan theo các tham số quy định nghiêm ngặt 2. c¸c b­íc thi c«ng cäc khoan nhåi nãi chung: (dïng thiÕt bÞ RT3 - ST) 2.1. §Þnh vÞ tim cäc - Từ hệ thống móc dẫn trắc đạc, xác định vị trí tìm cọc “0” bằng máy đo kinh vĩ đặt ở hai trục x, y sao cho hình chiếu của chúng vuông góc với nhau về tâm “0”. Sau đó dựa vào tim “0” để xác định hai điểm mốc kiểm tra. Hai điểm này nằm trên hai trục và cách tim “0” một khoảng với 5d < 1 < 10d (d là đường kính cọc). Sai số của tim cọc khi thi công không được lớn hơn 5cm về mọi hướng. - Sau khi định vị xong tim cọc đưa vào máy đào vào vị trí để tạo một hố có kích thước sâu từ 2 - 3 (m), rộng 1 - 1,5 (m). Mục đích của việc đào là làm cho lớp đất mặt được tơi, có độ chặt giống nhau và loại bỏ đươc các vật thể rắn ngăn cản quá trình đi xuống của ống chống. Trong trường hợp điều kiện đất nền là đồng nhất thì công đoạn này không cần thực hiện. 2.2. H¹ èng v¸ch dÉn h­íng vµ b¶o vÖ - Sau khi định vị xong vị trí của cọc, thông qua ống vách, quá trình hạ ống vách được thực hiện thông qua các thiết bị khác nhau. - Ống vách dẫn hướng và bảo vệ có hai nhiệm vụ - Dẫn hướng các công tác khoan - Bảo vệ cho hố khoan khỏi sự sụp lở của lớp đất yếu phía trên và giảm bớt sự ảnh hưởng của rung đến các công trình gần nơi thi công. Tuỳ theo thiết kế và điều kiện đất nền, ống chống này có thể được đặt ở các độ sâu khác nhau, và để lại hoặc được rút lên sau khi kết thúc thi công. - Ống chống định hướng và bảo vệ được hạ tầng bằng hai cách sau; + Khi ống chống chỉ cần cắm vào đất từ 2 - 4 (m) thì dùng máy rung kẹp chặt vào thành ống và ấn xuống. + Khi ống chống liên tục được đưa xuống theo hố khoan ở độ sâu lớn, thì dùng kích để ấn xuống. Không được dùng cần cẩu hoặc máy khoan để ép ống vì dễ tạo độ nghiêng Đường kính tổng ống bằng đường kính yêu cầu của cọc, nhưng phải lớn hơn từ 6 - 10 (cm) so với đường kính của gầu khoan. 2.3. C«ng t¸c khoan t¹o lç 2.3.1. Công tác chuẩn bị - Lắp đường ống dẫn dung dịch Bentonit về bể lọc. Đường kính của ống dẫn và máy bơm, phải được tính toán sao cho lưu lượng của dòng chảy đạt tới trị số > 15 m/ h - Công tác chuẩn bị này dùng cho khi khoan ướt - Điều chỉnh máy khoan ở vị trí thăng bằng và thẳng đứng - Kiểm tra, tính toán vị trí để đổ đất từ hố khoan lên, chỗ cho xe máy xúc va ô tô vào lấy đất mang đi - Kiểm tra hệ thống điện, nước, các thiết bin phục vụ để không bị gián đoạn trong quá trình thi công 2.3.2. Công tác khoan - Công tác khoan chỉ được bắt đầu khi đã thực hiện xong công tác chuẩn bị - Công tác khoan được thực hiện bằng một trong hai loại sau - Khoan khô hay còn gọi là khoan xoay bằng guồng xoắn, khoan khô thường thực hiện một phần đất bên trên, để tăng tốc độ khoan và các loại đất sét có lực dính cao, khả năng ổn định vách lớn - Khoan ướt hay còn gọi là khoan bơm thổi rửa, thường được thực hiện bằng khoan có lưỡi hoặc gầu múc. Phương thức này dùng để khoan cho đất yếu hoặc đất cát và dùng dung dịch Bentonite để giữ thành vách - Hạ mũi khoan - Mũi khoan được hạ vào tâm miệng hố với tốc độ khoảng 1,5m/ s khoan - Sau khi mũi khoan đã chạm vào bề mặt trên của lỗ khoan, cho máy bắt đầu quay để cắt đất - Đối với đất cát, đất pha tốc độ quay của khoan vào khoảng 20 - 22 vòng/ phút. - Rút cần khoan - Khi đất đã nạp đầy gầu khoan, từ từ rút cần khoan không được qúa nhanh, sẽ tạo hiệu ứng Pistông trong lòng hố khoan, dễ gây sập thành hố khoan. - Đất lấy lên được tháo dỡ và đổ ra khỏi nơi quy định để cần khoan luôn ở vị trí thẳng đứng. 2.3.3. H¹ lång thÐp - Khi khoan tới cao độ Thiết kế vào lớp địa chất có cuội, sỏi to thì dừng khoan để lắng đọng 30 - 40 phút dùng gầu vét hết bùn, cặn đọng ở đáy hố khoan. Nếu chiều dày lớp cặn bẩn ở đáy hố khoan còn ở phạm vi từ 100- 200 mm thì tiến hành lồng thép. (Quá trình dùng gầu vét phải hạ Kelly bar từ từ và tốc độ quay gầu rất chậm) - Cấu tạo của lống thép + Đường kính ngoài của lồng thép ít nhất phải bằng đường kính trong của gầu khoan + Lồng thép gồm: + Cốt thép chủ (1): + Cốt thép có gờ bao gồm các thanh thép dọc phân bố theo dạng hình trụ. + Đường kính nhỏ nhất của cốt thép chủ là 12 (mm), thường cốt thép chủ có đường kính (12 - 32) mm, thậm chí đến 40 (mm), thường dung nhiều nhất là 25 (mm) + Cốt thép đai (2): có dạng vòng tròn hoặc lò xo, cốt thép tròn, đường kính từ 6 - 16 (mm), khoảng cách giữa các vòng cốt đai hay lò xo không được lớn hơn 35 (cm), thông thường từ 15 - 20 (cm). Đường kính cốt thép đai phụ thuộc vào đường kính cốt thép chủ . Bảng sự tương ứng giữa đường kính cốt thép chủ và đường kính cốt thép đai Cốt thép chủ (mm) 12 14 16 20 25 32 Cốt thép đa (mm) 6 - 8 6 - 8 8 - 10 12 - 14 12- 14 - 16 16 Cấu tạo lồng thép Cốt thép chủ Cốt thép đai Vòng thép định vị Tai định vị lồng thép Vòng thép mũi cọc Móc treo - Cốt đai có thể hàn hoặc buộc với cốt thép chủ. + Vòng thép định vị cốt chủ (3) + Vòng thép (3) dùng để định vị các thanh cốt thép chủ, nó có đường kính nhỏ hơn hoặc xấp xỉ bằng cốt chủ, khoảng cách giữa các vòng ở đầu và cuối cọc từ 0,5 - 1 (m), ở giữa cọc là 2 - 3 (m), cốt chủ được hàn với vòng này. + Tai định vị (4): Có tác dụng định vị lồng thép đúng tâm lỗ khoan, tránh cho lồng thép bị sát vào lỗ khoan, đường kính cốt thép của tai định vị xấp xỉ bằng đường kính cốt thép chủ, nó được hàn vào cốt chủ, tại mỗi vị trí cọc thường có 4 tai định vị khoảng cách giữa chúng từ 1 - 2 (m). + Lồng thép ở mũi cọc thường có vòng thép (5) để tăng độ cứng cho mũi cọc, đồng thời có tác dụng dẫn hướng cho ống đổ bê tông sau này. + Móc treo (6): dùng để nâng hạ lồng thép, nó được hàn với cốt thép chủ + Nối lồng thép: Chiều dài của lồng thép phải bằng chiều sâu cọc, và nhô lên trên để liên kết với đài cọc theo đúng yêu cầu thiết kế và cấu tạo. Nếu chiều sâu cọc lớn hơn thì phải nối các đoạn lồng thép lại với nhau. + Chiều dài mỗi đoạn lồng thép phụ thuộc vào nhiều yếu tố như chiều dài của thanh thép, phương tiện vận chuyển, cẩu lắp… + Hạ lồng thép: dùng cẩu để hạ lồng thép vào lỗ khoan, cốt thép nằm đúng ở đài móng nhờ có ba thanh thép phụ 12 (mm) để neo giữ, ba thanh thép này được hàn tạm vào ống vách chống vào có mấu để treo. Mặt khác để tránh sự đẩy nổi của lồng cốt thép trong quá trình bơm đổ bê tông tươi, cần hàn ba thanh thép I 120 vào vách ống để kìm giữ lồng thép lại. + Khi hạ lồng thép, thì lồng cốt thép ở dưới đáy lỗ khoan, cần cách đáy lỗ khoan từ 5 - 10 (cm) để tạo lớp bê tông bảo vệ. 2.3.4. C«ng t¸c thæi röa hè khoan. Song song với việc khoan tạo lỗ theo thiết kế, để chống lại hiện tượng sụt lở của đất thành hố khoan người ta dùng dung dịch Bentonite bơm vào lỗ khoan, dung dịch Bentonite có tác dụng. Ngăn ngừa sự sụt lở đất trong thành vách lỗ khoan Ngăn ngừa nước ngầm rò rỉ vào trong lỗ khoan Chống áp lực đẩy của đất Ổn định vách đào trong một thời gian Công tác thổi rửa cũng có thể bơm dung dịch vữa sét vào ống đổ Bê tông theo nguyên lý tuần hoàn vữa sét thuận. Theo phương pháp này thành vách lỗ khoan được ổn định hơn bằng phương pháp khí nén.  2.3. 5. C«ng t¸c ®æ bª t«ng 2.3. 5.a. Công tác chuẩn bị: - Thu hồi ống thổi khí: Tháo ống thu dung dịch Bentonite và thay vào đó là phễu hoặc vòi bơm bê tông. - Ống đổ bê tông được để 20 kg mùn cưa và 10 lít nước vào phễu để tạo nút, nút có tác dụng hoặc dùng nút cao su có đường kính ngoài bằng đường kính trong ống đổ bê tông như các phanh hãm, giữ cho bê tông chứa đầy phễu rồi xuống từ từ, tránh bị phân ly do chiều cao rơi của vữa bê tông quá lớn. - Tạo ra pistông đẩy nước và dung dich trong ống thổi, trong bùn khoan ở mũi cọc cho bê tông chiếm chỗ. - Trong quá trình đổ bê tông dung dịch Bentonite sẽ trào ra khỏi lòng cọc, cần được thu hồi để sử dụng lại. 2.3.5.b. Yêu cầu đối với bê tông sử dụng trong công tác thi công cọc khoan nhồi - Bê tông có độ sụt từ 15 -18 (cm), cường độ của bê tông yêu cầu là 300 kG/cm - Bê tông phải có độ sụt 16 không bị phân tầng và bị mất nước trong qúa trình thi công. - Hàm lượng xi măng tối thiểu là 350 kg/ m vữa bê tông. - Khi đổ bê tông, ống dùng để đổ bê tông phải ngập trong bê tông một khoảng theo quy định, vì vậy yêu cầu bê tông phải có độ linh hoạt rất lớn, để phần bê tông rơi ra từ phễu có thể gây ra một giá trị áp lực đẩy được cột bê tông kể trên. Lúc này phần bê tông mới hoàn toàn đảm bảo chất lượng, mẻ bê tông đầu tiên sẽ được đẩy lên và bị phá bỏ sau này. 2.3.5.c. Một số điều cần thiết khi đổ bê tông: - Sau khi lỗ khoan đã sạch, hạ ống đổ bê tông đến đáy rồi nhấc lên một đoạn từ 10 - 15 (cm). - Trong quá trình đổ bê tông phải đổ liên tục, và luôn ngập trong khối bê tông đã đổ một đoạn nhỏ nhất là. Chiều sâu cọc (m) Độ ngập (m) Dưới 10 0,8 Trên 20 1,2 Trên 20 1,5 - Nguyên tắc này đảm bảo cho bê tông đùn trong bê tông, không bị tiếp xúc trong nước. - Trong quá trình đổ bê tông, bê tông sẽ bám vào thành ống và phễu. Để tránh hiện tượng tắc ống và để tăng độ chặt của bê tông, thì ống dẫn được nâng lên 20 (cm), rồi lại hạ xuống 10 (cm), ống chỉ được di chuyển đứng, không được di chuyển ngang. - Tốc độ chuyển động của bê tông trong ống lớn nhất không quá 120 (m/ph) có thể giảm tốc độ này bằng cách cắm sâu ống vào trong khối bê tông đã đổ. - Chiều cao rơi tự do của bê tông không được lớn hơn 3 (m) đối với bê tông thường, và 1 (m) đối với bê tông có độ rỗng lớn. - Trong quá trình đổ bê tông phải luôn theo dõi cấp phối, độ sụt, tốc độ lượng của bê tông - Cao độ của khối bê tông được đổ phải cao hơn độ thiết kế khoảng 2% chiều cao khối đổ, nhưng không nhỏ hơn 20 (cm) (đổ bê tông dưới nước) 40 cm (đổ bê tông vữa sét) - Khi tim của một cọc chỉ cách cọc bên cạnh không quá ba lần đường kính cọc, thì việc khoan cọc tiếp theo chỉ đựơc bắt đầu khi bê tông cọc bên cạnh đã được đông kết. - Chiều dầy của lớp bê tông bảo vệ lồng thép tối thiểu là 4 (cm) - Trong thời gian đổ bê tông một cọc không vượt quá 5h đối với cọc sâu 130 (m) và 3h đối với cọc có chiều sâu nhỏ hơn 30 (m). - Ống đổ bê tông có đường kính phụ thuộc vào đường kính cọc và cốt liệu của bê tông. - Khi đổ bê tông trong dung dịch bentonite phải đảm bảo. - Đường kính trong ống đổ nhỏ nhất phải gấp 4 lần đường kính cốt liệu lớn nhất của bê tông - Đường kính ngoài lớn nhất của ống đổ phải nhỏ hơn 1/2 đường kính danh định của cọc và không nhỏ hơn 1/5. 3.3.5.d. Yêu cầu đối vói cốt liệu dùng để chế tạo bê tông phục vụ cho công tác thi công cọc khoan nhồi. - Cốt liệu to nên dùng sỏi, sỏi pha 20% đá dăm (tính theo khối lượng). Dùng sỏi sẽ làm tăng tính dẻo của hệ bê tông, tuy nhiên bê tông yêu cầu mác cao phải dùng đá dăm. - Kích thước lớn nhất của cốt liệu không được lớn hơn 1/4 đường kính trong của ống đổ bê tông, đồng thời không lớn hơn 1/2 khoảng cách giữa các thanh thép. 1/4 mắt ô của lồng thép 1/2 bề dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép - Cát: + Cát có kích thước lớn nhất là 5 (mm), hàm lượng cát trong vữa bê tông chiếm gần 50% và tuân theo các quy định của quy trình đổ bê tông dưới nước. + Khi đổ bê tông thì bê tông đổ đến cổ ống phiễu, sau đó rút toàn bộ ống đổ và phễu, ống đổ tháo đến đâu phải rửa sạch ngay, vị trí rửa ống phải nằm xa cọc để tránh nước chảy vào hố khoan, làm ảnh hưởng đến chất lượng cọc. + Trong khi đổ bê tông vào cọc, chất lượng của bê tông phải được kiểm tra liên tục, kiểm tra từng xe bê tông một, để cọc đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật của thiết kế đề ra. Đến đây công tác đổ bê tông kết thúc. 2.3.6. Rút ống chống (ống vách) - Cắt ba thanh thép 12 và ba thanh thép I 120 - Dùng máy rung để ống vách lên (hoặc dùng cần cẩu có lực kéo lớn hơn 15 tấn) - Đối với cọc có độ cao bằng cốt mặt đất tự nhiên thì rút ống lên còn khoảng 2 (m) phải bơm thêm một lượng bê tông vào để bù cho thể tích thành ống chiếm chỗ trong đất. - Ống chống còn lại phần cuối cắm vào đất khoảng 2 (m), để chống hư đầu cọc, sau 3 - 5 h rút hết ống chống lên. - Công tác thi công cọc khoan nhồi đến đây kết thúc. 3. Dung dÞch bentonite 3.1. B¶n chÊt cña dung dÞch v÷a sÐt: - lÝ c¬ b¶n cña viÖc dïng v÷a sÐt lµ sö dông ®­îc c¸c ®Æc tr­ng cña dung dÞch ®¸p øng ®­îc c¸c tÝnh chÊt cña ®Êt vµ yªu cÇu cho x©y dùng vµ ®ßi hái n¾m v÷ng ®­îc c¸c ®Æc tr­ng cña dung dÞch.Mét trong nh÷ng vÊn ®Ò quan träng nhÊt trong khi ®µo ®Êt ®Ó x©y dùng” t­êng trong ®Êt” hay thi c«ng cäc ®æ bª t«ng t¹i chç lµ ng¨n ngõa kh«ng cho ®Êt sôp lë. §Ó ng¨n ngõa khã kh¨n nµy ng­êi ta ®· sö dông đặc thï riªng cña c«ng cô ®Êt v÷a sÐt. - Víi viÖc trén dung dÞch hîp lÝ cho phï hîp víi tr¹ng th¸i cña ®Êt ®ång thêi víi nh÷ng mÑo riªng trong c¸ch sö dông, ng­êi ta cã thÓ ng¨n ngõa kh«ng cho ®Êt sôp lë mµ kh«ng cÇn xem xÐt l¹i s¾p xÕp cña ®Þa tÇng. - Dung dÞch ®Êt v÷a sÐt kh«ng nh÷ng b¶o vÖ chèng sôt lë cña thµnh v¸ch hè ®µo mµ cßn ng¨n ngõa ®­îc sù l¾ng ®äng cña bïn khoan d­íi hè ®µo. Dung dÞch cã thÓ dïng l¹i ®­îc nhiÒu lÇn nÕu cã xö lÝ ®Æc biÖt vµ kiÓm tra ®­îc chÊt l­îng c¸t th¶i ®i vµ ®­îc ®Þnh kú phôc håi c¶i thiÖn tÝnh chÊt theo yªu cÇu. 3.1.1. Vai trß cña dung dÞch v÷a sÐt: - Dung dÞch t¹o thµnh b¶n ®Êt sÖt bentonite ®­îc ®Æc tr­ng qua sù t¹o thµnh mét líp bïn v÷a máng trªn bÒ mÆt cña èng v¸ch hè ®µo ®Ó b¶o vÖ chèng sôt lë vµ ®Æc tr­ng cña nã. Hai ®Æc tr­ng c¬ b¶n nµy lµm æn ®Þnh ®Êt trong hè ®µo. HiÖu qu¶ tÝnh xóc biÕn cña dung dÞch ®­îc thÓ hiÖn qua kh¶ n¨ng ®Ò kh¸ng cña nã chèng hiÖn t­îng nhiÔm bÈn bïn khoan ë d­íi ®¸y hè ®µo trong mét thêi gian sau khi ®µo xong hè ®µo. - Ng¨n ngõa sù sôt lë ®Êt trong thµnh v¸ch: - Trong qu¸ tr×nh ®µo ®Êt, khi lµ líp ®Êt sÐt th× mÆt v¸ch cã kh¶ n¨ng æn ®Þnh kh«ng sôt, nh­ng khi lµ líp ®Êt c¸t vµ sái th× cã xu h­íng bÞ sôt lë nÕu nh­ c¸c líp ®Êt cã chøa ®Çy n­íc ngÇm. V× vËy nÕu dïng dung dÞch v÷a sÐt th× cã thÓ ng¨n ngõa ®­îc sù sôt lë nµy. - Qua qu¸ tr×nh ®Þa hãa sÏ t¹o sù chªnh lÖch thÓ hiÖn giòa v÷a vµ thµnh v¸ch hè khoan, t¹o nªn líp mµng máng b¶o vÖ v¸ch hè khoan lµm cho v¸ch hè khoan æn ®Þnh. Còng v× hiÖu qu¶ cña sù hçn hîp cña sù chªnh lÖch hiÖu hÕt cïng víi ®é “rµnh ¸p lùc toµn phÇn” vµo dung dÞch cã thÓ thÈm thÊu trong ®Êt. Trong qu¸ tr×nh thÈm thÊu sÏ t¹o ra trªn bÒ mÆt cña t­êng v¸ch hè ®µo mét líp bïn máng do thÈm thÊu, líp mµng máng nµy gióp cho t­êng hè ®µo kh«ng bÞ sôt lë. Sù t¹o thµnh líp mµng máng bïn sÐt nµy sÏ kh¸c nhau vµ tïy thuéc vµo tÝnh chÊt cña dung dÞch, nãi chung nÕu dung dÞch nµy tèt th× mµng nµy máng vµ kháe, cßn ng­îc l¹i th× dµy vµ yÕu. NÕu mµng kháe sÏ cã ®é chÆt, cã thÓ chèng l¹i c¸c xung lùc va ch¹m ng¨n c¶n sù thÈm thÊu cña n­íc ngÇm. V× vËy mµ ®é dÇy cña mµng trªn v¸ch hè cã liªn quan nhiÒu ®Õn tÝnh chÊt cña ®Êt. Bëi v× mµng bïn sÐt h×nh thµnh ®­îc lµ do thÈm thÊu,cho nªn chÞu nhiÒu ¶nh h­ëng cña ®é thÈm thÊu gÇn 0 (vÝ dô líp sÐt) th× mµng bïn sÐt kh«ng t¹o ra ®ù¬c, ng­îc l¹i víi c¸t,do ®é thÈm thÊu lín h¬n th× mµng h×nh thµnh ra ®­îc - Ng¨n ngõa n­íc ngÇm rß rØ vµo trong hè ®µo. - Mµng bïn sÐt b¶o vÖ t¹o ra trªn v¸ch hè ®µo sÏ ng¨n c¶n mét c¸ch cã hiÖu qu¶ sù rß rØ cña n­íc ngÇm trong hè ®µo. Tuy nhiªn, khi ¸p lùc n­íc ngÇm lãn, dung dÞch v÷a sÐt ®«i khi bÞ lo·ng ra v× sù x©m nhËp cña n­íc ngÇm trong ®ã - Khi tiÕn hµnh ®µo trong ®Êt cã n­íc ngÇm th× møc cao cña dung dÞch v÷a sÐt trong ®o¹n hè dÉn ®­êng ph¶i lu«n lu«n gi÷ ë møc cao h¬n mùc n­íc ngÇm. V× vËy tØ träng cña dung dÞch v÷a sÐt lµ lín h¬n 1 cho nªn nã kh«ng thÓ bÞ n­íc ngÇm x©m nhËp lµm háng dung dÞch - Cßn nÕu ®Êt chøa toµn n­íc ngÇm, cÇn ph¶i tËp trung m¹nh vµo dung dÞch v÷a sÐt vµ nÕu ¸p lùc n­íc ngÇm cao h¬n møc b×nh th­êng, gi¶ dô nh­ dßng ch¶y n­íc ngÇm cao h¬n c¶ mÆt ®Êt th× tØ träng cña dung dÞch v÷a sÐt ph¶i t¨ng lªn. Muèn ®¹t ®­îc yªu cÇu nãi trªn, ng­êi ta ph¶i trén vµo dung dÞch mét tû lÖ cao nh­ banit, cacmnhªtic… NÕu tÇng c¸t chøa ®Êt ngÇm ngay d­íi tÇng ®Êt, tÇng sái s¹n l¹i n»m ngay d­íi tÇng s©u nh­ng kh«ng chøa n­íc th× th× ®æ dung dÞch vµo trong hè cao gÇn. ®Õn mÆt dÊt th× dung dÞch cã thÓ bÞ rß rØ vµo trong líp sái. Trong tr­êng hîp nµy nÕu tØ träng cña dung dÞch qu¸ cao, xu h­íng nµy cµng râ rÖt. - Khi møc cao cña dung dÞch n»m thÊp h¬n mùc n­íc ngÇm th× n­íc ngÇm trong tÇng c¸t cã xu h­íng ch¶y vµo hè ®µo vµ sÏ lµm lo·ng ®é chÆt cña dung dÞch vµ sÏ lµm sôt lë v¸ch ®µo. - §Ó ng¨n ngõa khã kh¨n nh­ ®· nãi trªn, trong tr­êng hîp ph¶i ®µo qua c¸c ®Þa tÇng cã cÊu t¹o nh­ vËy, vËt liÖu dïng ®Ó l­u l¹i mét c¸ch tuÇn hoµn c¸c hao hôt ph¶i trén víi dung dÞch ®Ó ng¨n ngõa rß rØ vµo n­íc ngÇm. NÕu ®Êt cã ng÷ng kÏ nøt th× c¸ch xö lÝ còng tiÕn hµnh t­¬ng tù, tuy nhiªn nÕu kÏ nøt qu¸ réng th× c¸ch xö lÝ nãi trªn kh«ng c¶i thiÖn ®­îc cho tr¹ng th¸i cña ®Êt bÞ nøt vµ dung dÞch v÷a sÐt cã kh¶ n¨ng chØ h¹n chÕ ®Õn ®iÒu ®ã. - Søc chèng l¹i ¸p lùc ®Èy: - §é chªnh ¸p lùc toµn phÇn cïng víi mµng chèng thªm ë trªn mÆt v¸ch sÏ chèng l¹i ¸p lùc cña ®Êt ®Èy. Ch¼ng h¹n dï tr­êng hîp ®µo s©u trong tÇng ®Êt c¸t, nÕu dung dÞch v÷a sÐt cã tÝnh chÊt phï hîp ®­îc ®æ vµo trong hè cã thÓ chèng l¹i sù sôt lë thµnh v¸ch. - Nh­ ®· gi¶i thÝch Bentonite thªm vµo trong ®Êt h×nh thµnh mét mµng trªn mÆt v¸ch hè ®µo, ®Èy lïi n­íc ngÇm vµo phÝa trong ®Êt vµ hçn hîp c¸c h¹t ®Êt th«ng qua sù l¾ng tô l¹i trong nh÷ng kho¶ng trèng vµ h×nh thµnh lªn mµng b¶o vÖ trªn bÒ mÆt v¸ch hã ®µo. Bëi v× dung dÞch ®æ vµo trong hè ®· g©y ra ¸p lùc t¸c dông vµo mµng ®Ó chèng l¹i ¸p lùc ®Êt ®Èy. Ngay c¶ khi t¶i träng cña c¸t lµ 1,6 nh­ng nhê vµo vai trß ®· nãi vµ lùc ma s¸t trong cña nã nªn dung dÞch cã tû träng 1,02 cã thÓ chèng sôt lë cho v¸ch ®µo. - HiÖu qu¶ chèng l¹i ¸p lùc cña ®Êt nµy ®­îc kiÓm chøng qua nhiÒu thùc nghiÖm c¸c c«ng tr×nh x©y dùng + æn ®Þnh v¸ch ®µo trong mét thêi gian: - Khi x©y dùng t­êng trong c¸t, yªu cÇu ph¶i gi÷ æn ®Þnh cho hè ®µo sau khi ®µo xong vµ tïy theo tÝnh chÊt nµy còng cã thÓ ph¶i gi÷ hè ®µo trong mét thêi gian, dung dÞch ph¶i cã chÊt l­îng tèt vµ kh«ng bÞ ph©n hñy theo thêi gian 3.1.2 Thµnh phÇn cña dung dÞch: - Pha dung dÞch v÷a sÐt ®¬n gi¶n nhÊt lµ trén Bentonite víi n­íc. MÆc dï cã xem xÐt ®Õn ®iÒu kiÖn kinh tÕ vµ dÔ thi c«ng còng nªn trén mét sè phô gia kh¸c tïy theo trngj th¸i hè ®µo. VËt liÖu c¬ b¶n cña dung dÞch lµ n­íc, bentonite, CHC, t¸c nh©n ph©n t¸n. 3.1.2.1.N­íc. - N­íc ®Ó thi c«ng ph¶i chøa Ýt t¹p chÊt nh­ n­íc m¸y trong thµnh phè nÕn cã thÓ ®­îc,dïng n­íc trung tÝnh. V× r»ng n­íc chiÕm phÇn lín trong dung dÞch vµ tÝnh chÊt dung dÞch sÏ phô thuéc nhiÒu vµo chÊt l­îng n­íc. - §iÒu chñ yÕu lµ khi kh«ng dïng n­íc m¸y ph¶i x¸c ®Þnh râ chÊt l­îng n­íc - BÊt cø ë ®©u ph¶i tr¸nh dïng n­íc cã muèi hay n­íc biÓn v× hµm l­îng Clorua Natri v­ît qu¸ 500PPm hay muèi canxium v­ît qu¸ 100 sÏ lµm gi¶m nghiªm träng tÝnh tr­¬ng në cña Bentonite. 3.1.2.2. Bentonite. - Lµ mét lo¹i kho¸ng chÊt sÐt chñ yÕu cã thµnh phÇn momerrilonite vµ d­íi d¹ng bét mµu x¸m nh¹t. Nã lµ mét trong nh÷ng vËt liÖu quan träng cho dung dÞch ®Ó gi÷ æn ®Þnh, ®¶m b¶o cho dung dÞch cã ®é nhít thÝch hîp, tÝnh chÊt xóc biÕn vµ kh¶ n¨ng t¹o ra mét mµng b¶o vÖ ®ã lµ tÝnh chÊt c¬ b¶n cña dung dÞch - NÕu l­îng tËp tñng cña bentonite qu¸ thÊp khi pha dung dÞch chØ b»ng c¸ch trén bentonite víi n­íc, bentonite bÞ l¾ng x­èng vµ kh«ng thÓ dïng dung dÞch nµy lµm dung dÞch gi÷ æn dÞnh cã hiÖu qu¶. Do ®ã hµm l­îng bentonite trong dung dÞch ph¶i duy tr× ë giíi h¹n nhÊt ®Þnh thay ®æi theo hµm l­îng ben«tnite sö dông - Nãi chung lµ tËp trung bentonite cµng thÊp mµ l¹i kh«ng cã hiÖn t­îng ng­ng tô trong dung dÞch th× chÊt l­îng bentonite cµng tèt. ChÊt l­îng bentonite tèt sÏ lµm cho dung dÞch cã ®é nhít lín h¬n vµ kh¶ n¨ng ho¹t ®éng cao h¬n. Ph¶i tr¸nh viÖc dïng bentonite xÊu v× nã t¹o ra mét dung dÞch cã ®é nhít thÊp vµ chÊt l­îng kh«ng tèt. - V× sù kh¸c nhau gi÷a bentonite ë c¸c vÞ trÝ khai th¸c kh¸c nhau nªn cÇn cã sù lùa chän cÈn thËn. 3.1.2.3.ChÊt CMC - Lµ ch÷ viÕt t¾t cña Sodium Cacboxymalcellcoe. §©y chñ yÕu lµ mét hîp chÊt hãa häc cã bÒ ngoµi d­íi d¹ng bét. CMC dïng lµm chÊt phô gia cho dung dÞch v÷a sÐt ®Ó n©ng cao ®é nhít vµ cã kh¶ n¨ng t¹o ra mµng b¶o vÖ. CMC cã nhiÒu d¹ng nh­ng s¶n phÈm tiªu chuÈn dïng trong c«ng t¸c x©y dùng ph¶i cã ®é nhít 100-150CP víi tØ lÖ 1% chÊt CMC dung dÞch ®· pha. 3.1.2.4. ChÊt t¸c nh©n ph©n t¸n: 3.1.2.4.a.FCI: - Lµ chÊt ph©n t¸n ®iÓn h×nh ®­îc viÕt t¾t tõ Sodiumferrocliromeliquin-sw fonate d­íi d¹ng bét ®en vµ ®­îc dïng ®Ó lµm gi¶m ®é nhít cña dung dÞch v÷a sÐt vµ ng¨n ngõa còng nh­ c¶i thiÖn sù keo hãa cña dung dÞch g©y ra do ion calci cña xi m¨ng, cho phÐp cã thÓ sö dông v÷a sÐt ®­îc nhiÒu lÇn. V× FCI cã thÓ t¸c ®éng cã hiÖu qu¶ chØ mét l­îng 0,1 - 0,35 cña liÒu l­îng trén, cho nªn dïng nã sÏ ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ cao cña hè ®µo chung khi trén lÉn ®Êt sÐt, bïn, c¸t, chÊt ®én mÆn (salicanxi) vµo trong dung dÞch trong qu¸ tr×nh ®µo sÏ ph©n hñy chÊt l­îng dung dÞch, ®é nhít sÏ t¨ng lªn vµ mµng b¶o vÖ ë c¸c thµnh v¸ch hè ®µo th× tÊt nhiªn mµng cµng yÕu ®i. Khi bÞ trén lÉn c¸t víi dung dÞch tØ träng dung dÞch sÏ t¨ng lªn vµ lµm cho c«ng viÖc thi c«ng trong t­êng gÆp khã kh¨n. Hßa tan Sulinit vµ calci sÏ g©y ra keo hãa dung dÞch, vµ lµm gi¶m tÝnh æn ®Þnh. §Ó ng¨n ngõa hiÖn tr¹ng ®· nãi, th× trén n­íc ph¶i dïng c¸c t¸c nh©n ph©n t¸n dù tÝnh ®Õn ¶nh h­ëng ®· nãi ®èi víi ®Æc ®iÓm sö dông cña nã. NÕu dung dÞch thÊy cã thÓ bÞ keo hãa cÇn ®­îc c¶i thiÖn b»ng c¸ch trén víi FCI. §å thÞ chøng minh trén t¸c nh©n ph©n t¸n dù tÝnh sÏ hiÖu qu¶ h¬n lµ trén nã theo keo hãa. 3.1.2.4.b. Sodium Nitro Famirate (SN) - SN lµ bét mµu sÉm dïng ®Ó ng¨n ngõa sù t¨ng lªn cña dé nhít dung dÞch vµ keo hãa do ion calci trong xi m¨ng vµ cã thÓ dung l¹i ®­îc dung dÞch nhiÒu lÇn. V× hiÖu qu¶ cña nã ®¹t ®­îc chØ víi mét l­îng nhá 0,1- 0,3% cho nªn nã ®¹t hiÖu qu¶ kinh tÕ trong hÖ thèng ®µo sö dông v÷a sÐt. 3.1.2.4.c. Träng l­îng riªng - Träng l­îng riªng cña dung dÞch v÷a sÐt cã thÓ tÝnh to¸n trªn c¬ së c©n bïn ®Êt khoan. - NÕu tØ träng cña dung dÞch v÷a sÐt t¨ng lªn th× ®é chªnh lÖch vÒ yªu cÇu tØ träng gi÷a dung dÞch vµ bª t«ng trén sÏ kh«ng ®ñ vµ viÖc ®æ bª t«ng kh«ng thÓ thùc hiÖn ®­îc hay lµm cho c«ng t¸c ®æ bª t«ng t­êng trong ®Êt rÊt thÊt th­êng. - Nãi chung tû träng cña dung dÞch vòa sÐt thay ®æi theo tÝnh chÊt vµ liÒu l­îng dïng Bentonite. VÝ dô ®èi víi dung dÞch cã 6%bentonite cña NhËt cã tØ träng 1,035 vµ víi sù thay ®æi lµ 0,005 vµ víi mçi mét ph­¬ng sai t­¬ng øng lµ 1%. V× tÝnh chÊt bentonite thay ®æi (mçi mét) theo tÝnh chÊt vµ n¬i khai th¸c cho nªn tr­íc khi dïng ph¶i kh¼ng ®Þnh chÝnh x¸c tÝnh chÊt cña nã.Trong khi ®µo, do sù hßa tan cña bïn khoan trong dung dÞch nªn tØ träng cã xu h­íng t¨ng lªn vµ ch¾c ch¾n sÏ v­ît qua tØ sè t¶i träng nãi trªn. Nãi c¸ch kh¸c tØ träng dung dÞch cao nghÜa lµ nã cã nhiÒu h¹t ®Êt. Muèn ng¨n ngõa ¶nh h­ëng bÊt lîi ®Õn viÖc x©y dùng trong ®Êt cè g¾ng duy tr× tØ träng Êy liªn tôc. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ viÖc hßa tan Ýt c¸c chÊt ®Êt vµo trong dung dÞch vµ kh¶ n¨ng kÕt tinh mét mµng b¶o vÖ máng vµ kháe. Tû träng phï hîp cho dung dÞch sÐt kh¸c nhau tïy theo c¸c ®Æc tr­ng h×nh thµnh tÇng tØ träng thùc tÕ thay ®æi tõ 1,02 - 1,2 vµ tèt nhÊt ë gi¸ trÞ 1,15. §iÒu ®ã cã nghÜa lµ sù c©n b»ng thÝch hîp tû träng gi÷a dung dÞch v÷a sÐt vµ bª t«ng ®· trén xong cã ý nghÜa lín ®Õn c«ng t¸c dæ bª t«ng cã hiÖu qu¶ kh«ng. 3.1.2.5. §é nhít - §Ó ®o ®é nhít ng­êi ta dïng phÔu ®o ®é nhít cã l­îng ®o cña NhËt lµ 500cc, nh­ng ë mét sè n­íc kh¸c lµ 946cc. Ph­¬ng ph¸p ®o nh­ sau: cho dung dÞch vµo trong phÔu, lÊy ngãn tay nót miÖng ra cña phÔu, bá ngãn tay ra råi ®o thêi gian (tÝnh theo gi©y)cÇn thiÕt ®Ó ch¶y ra ngoµi toµn bé khèi l­îng, thêi gian ®ã biÓu thÞ ®é nhít phÔu (500…500ccgi©y). §é nhít ®o ®­îc cña n­íc trong phÔu ®o lµ 19s ë 21C, do ®ã ®é nhít dung dÞch v÷a sÐt sÏ v­ît qu¸ 20. 3.1.2.5.1. §é nhít thÝch hîp cña dung dÞch v÷a sÐt - Nãi chung ph¶i x¸c ®Þnh ®é nhít cña dung dÞch v÷a sÐt ®Ó tháa m·n tr¹ng th¸i cña ®Þa tÇng vµ xem ®ã lµ yÕu tè chñ yÕu, ®ång thêi ®é nhít cÇn xem xÐt vÒ chÕ ®é x©y dùng, giê thi c«ng …vµ sau ®ã lµ c¸c yÕu tè phô. Khi ®µo ®Ó l©u xong míi ®æ bª t«ng th× dïng gi¸ trÞ ®é nhít tiªu chuÈn cao nhÊt. Ng­îc l¹i, ®µo xong ®æ bª t«ng ngay th× dïng gi¸ trÞ ®é nhít thÊp h¬n. Tû träng bentonite lµ yÕu tè quan träng cña ®é nhít, tuy nhiªn ®é nhít bentonite rÊt kh¸c nhau, kh«ng x¸c ®Þnh tû träng mét c¸ch ®¬n gi¶n kh«ng xÐt ®Õn chÊt l­îng bentonite. Tr­íc khi dïng bentonite ph¶i dù kiÕn tiÕn hµnh thÝ nghiÖm vµ ph¶i th¶o m·n yªu cÇu ®Ò ra. - ChÊt CMC, nh­ ®· gi¶i thÝch ë trªn lµ chÊt phô gia cho dung dÞch v÷a sÐt ®Ó t¨ng ®é nhít vµ søc chÞu ®ùng cña mµng b¶o vÖ. §èi víi mét vµi lo¹i bentonite, chÊt CMC vµ dung dÞch v÷a bïn cã quan hÖ t­¬ng hç nhau. Sau nhiÒu thÝ nghiÖm víi viÖc tæng hîp c¸c tØ lÖ pha trén cã thÓ t×m tû lÖ pha trén thÝch hîp nhÊt. PhÇn II: nghiªn cøu tÝnh to¸n lùc c¾t ®Êt cña gÇu khoan trong thi c«ng cäc khoan nhåi. - Khi thi c«ng khoan cäc nhåi gÇu khoan cã thÓ gÆp nh÷ng d¹ng ®Êt ®¸ kh¸c nhau. Mçi lo¹i ®Êt cã tr¹ng th¸i c¬ lý kh¸c nhau do vËy trong qu¸ tr×nh khoan lùc c¶n lªn gÇu khoan lµ kh¸c nhau. Lùc c¾t ph¸ vì ®Êt cña r¨ng gÇu phô thuéc vµo lo¹i ®Êt ta khoan v× vËy t×m ra ph­¬ng ph¸p ®Ó tÝnh lùc c¾t ®Êt phï hîp ®Ó tõ ®ã ®­a ra ®­îc m« men xo¾n cÇn thiÕt cña thanh Kelly vµ lùa chän c«ng suÊt cña ®éng c¬ thñy lùc dÉn ®éng thanh Kelly hîp lý. - C¾t vì ®Êt lµ b­íc ®Çu tiªn vµ chñ yÕu trong kh©u lµm ®Êt. Mçi mét lo¹i thiÕt bÞ cã thÓ thùc hiÖn c«ng viÖc ®ã víi c¸c ph­¬ng ph¸p kh¸c nhau, nh­ng yªu cÇu chÝnh lµ ph¶i c¾t ®­îc ®Êt. 1. Kh¸i niÖm vÒ lùc c¾t ®Êt. - khi xÐt qu¸ tr×nh c¾t ®Ó ph¸ vì ®Êt, ta nhËn thÊy r»ng thiÕt bÞ gÇu hay trùc tiÕp lµ r¨ng gÇu ph¶i th¾ng tËp hîp mét sè lo¹i lùc c¶n c¾t cña ®Êt do ®é bÒn c¬ häc cña chóng g©y ra. Chóng bao gåm c¸c lo¹i lùc nh­: + Lùc c¶n khi c¾t: P + Lùc c¶n khi dÞch chuyÓn khèi phoi ®Êt ë phÝa tr­íc dông cô c¾t ®­îc t¹o ra trong qu¸ tr×nh c¾t: P + Lùc c¶n sinh ra trong qu¸ tr×nh ®­a ®Êt vµo gÇu, dông cô c¾t ®Ó ch­¸ gi÷ ®Êt hay chuyÓn dÞch khèi phoi ®ã lªn phÝa tr­íc: P + Ngoµi ra trong qu¸ tr×nh lµm viÖc dông cô c¾t ®Êt tiÕp xóc víi nÒn ®Êt cßn cã ma s¸t xuÊt hiÖn ë bÒ mÆt tiÕp xóc PMS VËy tæng lùc c¶n ®µo ®Êt theo ph­¬ng tiÕp tuyÕn lµ: P = P + P+ P + PMS 2. C¸c th«ng sè chÝnh cña qu¸ tr×nh c¾t ®Êt Trong s¬ ®å lùc c¶n c¾t P ®­îc ph©n tÝch thµnh hai lùc thµnh phÇn vu«ng gãc víi nhau: + P01: lùc c¶n tiÕp tuyÕn. + P02: Lùc c¶n ph¸p tuyÕn. + α: gãc s¾c cña dông cô c¾t + β: gãc sau. + δ: gãc c¾t + h: chiÒu dµy cña phoi ®Êt 3. C¸c d¹ng dao c¾t ®Êt chñ yÕu th­êng gÆp 4. C¸c d¹ng phoi ®Êt ®Æc tr­ng 5.Lo¹i gÇu khoan cäc nhåi tÝnh to¸n 6. C¸c lý thuyÕt c¾t ®Êt vµ ¸p dông cho gÇu khoan cäc nhåi: - Giả thuyết - Khi gÇu khoan xoay vµ Ên vµo nÒn ®Êt ta thùc tÕ c¸c r¨ng trªn gÇu khoan lµm viÖc nh­ c¸c r¨ng cña m¸y xóc mét gÇu. Chóng còng t¹o ra c¸c lùc c¾t vµ c¸c lùc c¶n ®µo thuÇn tuý P01 vµ P02. 6.1. TÝnh theo lý thuyÕt cña gÇu kÐo: - NÕu tÝnh theo lý thuyÕt nµy ta coi r¨ng bÞ Ên xuèng t¸c dông t­¬ng tù nh­ träng l­îng gÇu kÐo. Theo h×nh vÏ d­íi: - Lùc kÐo gÇu phô thuéc träng l­îng gÇu h×nh vÏ + Tõ ®iÒu kiÖn c©n b»ng gÇu trong qu¸ tr×nh lµm viÖc ta cã: ∑ M = P. L + S. L - P.L = 0 ∑ X = G.sinα + P - S= 0 ∑ Y = P- G. cos α = 0 - X¸c ®Þnh lùc c¶n ®µo vµ lùc kÐo gÇu: P = G. ( L. cos α + L. sinα)/ (L - L) P = G. cos α S= G. ( L. cos α + L. sinα)/ (L - L) Trong ®ã G: träng l­îng gÇu vµ ®Êt trong gÇu. α : gãc dèc m¸i hè ®µo - ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p lµ ®¬n gi¶n vµ dÔ tÝnh to¸n tuy nhiªn nã cã nh­îc ®iÓm lµ lùc c¶n ®µo kh«ng phô thuéc vµo lo¹i vËt liÖu c¾t. Tøc lµ víi lo¹i ®Êt nµo víi cïng ®iÒu kiÖn lµm viÖc th× lùc c¶n lµ nh­ nhau ®iÒu nµy lµ v« lý v× víi mçi lo¹i ®Êt kh¸c nhau cã tÝnh chÊt c¬ lý kh¸c nhau lùc c¶n ph¶i kh¸c nhau. Do ®ã kh«ng tÝnh tiÕp theo lý thuyÕt nµy. 6.2. Ph­¬ng ph¸p tÝnh cu¶ Ju.a Vetrov - Ju.a Vetrov ®Ò nghÞ tÝnh lùc c¾t ®Êt dùu vµo viÖc ®­a ra mét sè gi¶ thiÕt sau: + B¶o ®¶m tÝnh kh«ng gian cña sù t¸c ®éng gi÷a dao c¾t vµ nÒn ®Êt + Chia lùc c¶n c¾t ra c¸c lùc thµnh phÇn vµ tÝnh theo c¸c lùc thµnh phÇn ®ã. + Gi÷ nguyªn sù ph¸ vì vÒ c¬ häc t­¬ng øng cña vÖt c¾t vµ phoi ®Êt. + Dao c¾t ®­îc coi lµ dao s¾c vµ ®­îc chia thµnh c¸c phÇn, mét phÇn phï hîp ®iÒu kiÖn bµi to¸n ph¼ng, phÇn cßn l¹i phï hîp víi ®iÒu kiÖn kh«ng gian. - S¬ ®å ph©n bè lùc c¾t ®Êt theo h×nh vÏ sau: - Trong ®ã phÇn trªn ®Ó kh¾c phôc lùc c¶n c¾t ë mòi dao, phÇn sau ®Ó kh¾c phôc lùc c¶n c¾t khi ph¸ vì ®Êt theo c¸c c¹nh bªn cña dao c¾t. Ta cã thÓ thÊy lùc c¶n ë phÇn mòi dao cã thÓ coi chóng tû lÖ víi kÝch th­íc cña phoi ®Êt tøc lµ phô thuéc B vµ h. Lùc c¶n ë c¸c c¹nh bªn kh«ng phô thuéc vµo chiÒu réng B cña phoi ®Êt - Trong ®ã gåm: + Lùc tiÕp tuyÕn P: + Lùc ®Ó kh¾c phôc lùc c¶n ë phÇn mòi dao c¾t, ta kÝ hiÖu P, chóng tû lÖ víi thiÕt diÖn mòi dao, ChiÒu réng B cña phoi ®Êt, phô thuéc vµo gãc c¾t δ vµ ®é cøng cña ®Êt. + Lùc ph¸ vì ®Êt ë hai bªn c¹nh r¨ng gÇu, phô thuéc tiÕt diÖn phoi ®Êt, vµo ®é cøng nÒn ®Êt, Ýt phô thuéc vµo B vµ δ. kÝ hiÖu P + Lùc c¾t b»ng c¹nh dao gäi lµ P, tû lÖ víi chiÒu dµy foi ®Êt vµ sù tiÕp xóc c¹nh bªn dao víi thµnh ®Êt nã kh«ng phô thuéc B, δ. P = PM + PC + PCC Vµ PM = pM. FM PC = pC. FC PCC = pCC. LCC PM, pC: Lùc c¶n c¾t riªng ë phÇn mòi vµ phÇn c¹nh dao c¾t PCC: Lùc c¾t riªng khi c¾t b»ng c¹nh dao FM, FC: DiÖn tÝch phÇn mòi dao vµ phÇn c¹nh bªn më réng cña dao c¾t LCC: Tæng chiÒu dµi ®­êng c¾t b»ng c¹nh dao FM = B. h FC = k. h. cotg γ K1: hÖ sè ®é s©u ph¶i më réng c¹nh bªn K1 = 0.80 - 0.95 - Tæng chiÒu dµi phÇn c¾t b»ng c¹nh dao: LCC = 2. h.(1- k) B©y giê ph¶i x¸c ®Þnh c¸c lùc c¶n c¾t riªng PM = ϕ.m1 ϕ:hÖ sã phô thuéc vµo gãc c¾t khi δ = 45, ϕ=1 m1:HÖ sè lùc c¶n c¾t riªng x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm ®èi víi tõng lo¹i ®Êt. Vµ ta cã PC. FC = pC. k. h. cotg γ m2 = . pC. k. cotg γ m:HÖ sè lùc c¶n c¾t riªng ë phÇn c¹nh bªn më réng p.L = p.2. h.(1- k1) §Æt m: HÖ sè lùc c¶n c¾t riªng cña mét c¹nh trong nh­ng c¹nh c¾t cña dao vËy ta x¸c ®Þnh ®­îc lùc tiÕp tuyÕn nh­ sau: P01 = P + P+ P P01 = ϕ.m.B.h + 2.mh + 2. m. h - Lùc c¶n ph¸p tuyÕn ®­îc x¸c ®Þnh phô thuéc vµo gi¸ trÞ lùc tiÕp tuyÕn: P = (P + P + P). Cotg(δ + μ) δ gãc c¾t HÖ sè ma s¸t gi÷a ®Êt vµ thÐp - Khi r¨ng c¾t bÞ mßn vµ cïn th× xuÊt hiÖn lùc c¶n phô g©y ra do hiÖn t­îng mßn cïn cña dao c¾t.Vµ c«ng thøc lùc c¶n c¾t tiÕp tuyÕn x¸c ®Þnh theo c«ng thøc: P = P + P+ P + p. B PMC: lµ lùc c¶n c¾t riªng ph¸t sinh khi dao c¾t bÞ mßn cïn trªn mét ®¬n vÞ chiÒu réng dao c¾t. - Khi dao c¾t bÞ mßn cïn gãc δ1 thi cã: P = (P + P+ P ). Cotg(δ + ) - p.B. cotg (δ + ) Khi P02 < 0 cã nghÜa kh«ng cßn kh¶ n¨ng c¾t ®­îc ®Êt. - ¦u ®iÓm cña ph­¬ng ph¸p nµy rÊt râ lµ tÝnh to¸n kÓ ®Õn tÝnh kh«ng gian cña dao c¾t ®Êt, gi÷ nguyªn sù ph¸ vì vÒ c¬ häc t­¬ng øng cña vÖt c¾t vµ phoi ®Êt.Trong qu¸ tr×nh tÝnh to¸n th× sù thay ®æi cña lùc c¶n phô thuéc vµo tõng lo¹i ®Êt vµ ®­îc ®­a vµo d­íi d¹ng c¸c hÖ sè lùc c¶n c¾t riªng m1, m2, m3 x¸c ®Þnh b»ng thùc nghiÖm víi mçi lo¹i ®Êt kh¸c nhau th× hÖ sè nµy lµ kh¸c nhau. RÊt tiÕc t¸c gi¶ kh«ng ®­a ra b¶ng hÖ sè thùc nghiÖm nªn viÖc tÝnh to¸n theo h­íng nµy khã kh¨n. RÊt tiÕc v× ®é lín cña ®Ò tµi chóng t«i kh«ng thÓ ®ua ra ®­îc b¶ng hÖ sè thùc nghiÖm lùc c¶n c¾t riªng. ViÖc tÝnh to¸n dùa theo ph­¬ng ph¸p nµy rÊt ®Çy ®ñ vµ sÏ chÝnh x¸c nhÊt. Do vËy chóng t«i kh«ng tÝnh to¸n tiÕp theo ph­¬ng ph¸p nµy. 6.3. C«ng thøc theo ph­¬ng ph¸p cña N.G Dombrovski - TÝnh cho gÇu thuËn, tøc lµ tÝnh víi r¨ng gÇu ®µo gièng nh­ tÝnh cho r¨ng gÇu khoan. - Dombrovski còng ®Ò nghÞ lùc c¶n c¾t thuÇn tóy P0 lµ tæng cña hai thµnh phÇn: P0 = P01 + P02 Trong ®ã th×: P01 = K2. b.h: B; h: chiÒu réng vµ chiÒu dÇy phoi ®Êt K2: hÖ sè lùc c¶n c¾t thuÇn tóy P02 tÝnh tõ P01, nã phô thuéc vµo loai m¸y, d¹ng dao c¾t - bé c«ng t¸c t×nh tr¹ng vÞ trÝ l­ìi c¾t: P02 = . P01 Trong ®ã: hÖ sè phô thuéc = 0.1 - 0.5 Gi¸ trÞ lín øng víi khi l­ìi c¾t bÞ mßn cïn, phoi ®Êt máng (h nhá) - Theo Dombrovski lùc c¶n ®µo cã tÝch ®Êt l¹i ®­îc tÝnh theo c«ng thøc P01 = K1. b. h K1: hÖ sè lùc c¶n ®µo cã tÝch ®Êt. Trong thùc tÕ gÇu khoan võa ®µo võa tÝch ®Êt nªn ta dïng ph­¬ng ¸n nµy - Vµ Dom brovski còng ®­a ra b¶ng hÖ sè lùc c¶n c¸t ®èi víi gÇu ®µo ®èi víi tõng lo¹i ®Êt kh¸c nhau, VÝ dô c¸c lo¹i ®Êt c¸t, ¸ sÐt nhÑ trung b×nh Èm vµ rêi; ¸ sÐt sái nhá vµ trung b×nh sÐt mÒm; ¸ sÐt ch¾c, sÐt trung b×nh Èm hoÆc rêi; ¸ sÐt nÆng pha sái hoÆc lÉn ®¸ nhá, th¹ch cao, ®¸ ghÝp mÒm ; sÐt rÊt kh«, hoµng thæ cøng ch¾c … - C«ng thøc tÝnh theo ph­¬ng ph¸p nµy rÊt ®¬n gi¶n, nh­ng ro rµng lµ kh«ng chÝnh x¸c b»ng ph­¬ng ph¸p trªn, nh­ng vÉn ®­îc dïng phæ biÕn khi ta lùa chän hÖ sè lùc c¶n K1, K2 vµ hÖ sè phô thuéc ѱ - §èi víi gÇu ®µo cã tÝch ®Êt, ta chi tÝnh cho 1 tr­êng hîp ®èi víi ®µo ®Êt ¸ sÐt nÆng pha sái hoÆc lÉn ®¸ c¸t nhá, sÐt Èm vµ rÊt Èm than ®¸ cøng võa chän c¸c hÖ sè nh­ sau: K1 = 36 (N / cm) = 0,5 Loại đất Tªn ®Êt HÖ sè lùc c¶n c¾t K1 (N/cm2) GÇu thuËn GÇu kÐo I C¸t, ¸ sÐt nhÑ vµ trung b×nh Èm vµ rêi 1,6 - 1,8 3 - 12 II ¸ sÐt, sái nhá vµ trung b×nh sÐt mÒm (Èm nhÑ, rêi) 7 - 6 10 - 20 III ¸ sÐt ch¾c, sÐt trung b×nh Èm hoÆc rêi, than ®¸ mÒm 12 - 25 16 - 30 IV ¸ sÐt nÆng pha sái hoÆc lÉn ®¸ nhá, sÐt Èm vµ rÊt Èm than ®¸ cøng võa 22 - 36 25 - 42 V sÐt rÊt kh«, hoµng thæ cøng ch¾c, th¹ch cao, ®¸ ghÝp mÒm… 33 - 45 40 - 50 VI S¶n phÈm næ m×n, quÆng c¸c lo¹i nhá, vôn 200 - 250 B¶ng hÖ sè Lùc c¶n c¾t ®ÊtK1  B¶ng nhËp th«ng sè cña gÇu khoan vµ l­ìi c¾t ®Êt ®Ó tÝnh to¸n M«men c¶n B h BC L1 L2 L3 L4 L5 L6 L7 L8 LC 6,5 10 15 14 28 42 56 70 84 98 122 125 B¶ng tÝnh to¸n lùc c¾t ®Êt Loại đất K1 ψ VI 45 0.5 P01C 6750 P01(N) 2925 P02(N) 1462,5 M1(Ncm) 40950 M2(Ncm) 81900 M3(Ncm) 122850 M4(Ncm) 163800 M5(Ncm) 204750 M6(Ncm) 245700 M7(Ncm) 286650 M8(Ncm) 356850 MC(Ncm) 843750 M(Ncm) 2347200 2.M(Ncm) 4694400 Lùc Ên gÇu tèi thiÓu(N) 23400 Sau khi tÝnh to¸n ®­îc m« men tæng trªn thanh kelly lµ: 4,69 T.m Nh­ vËy víi lo¹i ®Êt trªn ta cã thÓ dïng lo¹i m¸y khoan ED 4000 trë lªn ®Ó khoan víi momen lín nhÊt trªn trôc ®éng c¬ kho¶ng lín h¬n 5T.m PHẦN III: CÁC SỰ CỐ KỸ THUẬT THƯỜNG GẶP VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 1. C¸c sù cè th­êng x¶y ra trong khoan cäc nhåi - Trong quá trình thi công cầu, xây dựng dân dụng (nhà cao tầng) khi sử dụng khoan cọc nhồi thường xảy ra các sự cố sau Ví dụ : Mô tả cọc khoan nhồi gặp phải những sự cố 1.1. C«ng t¸c khoan t¹o lç - Hố khoan bị vướng phả các vật cản như các cọc thép, dầm thép, cọc bê tông cốt thép, cấu kiện cứng … nằm sâu trong lòng đất gây khó khăn cho tạo lỗ đôi khi không trục vớt được - Không khoan xuống được do gặp đá mồ côi hoặc vật cản khác.. - Sập thành vách lỗ khoan: phát hiện qua + kiểm tra đường kính lỗ khoan + Sự trồi lên đột ngột của đáy lỗ khoan + Khối lượng đổ bê tông xi măng đầy cọc thực tế lớn hơn rất nhiều so với tính toán lý thuyết - Dung dịch bentonite đông tụ nhanh và nhiều xuống lỗ khoan - Lớp màng áo sét quanh vách hố khoan quá dày - Tuột gầu khoan ở trong lỗ khoan - Đứt dây cáp treo thanh kelly,rơi thanh kelly xuống hố khoan - Gây dắt thanh kelly (có mặt cắt hình vuông) - Sụt cốt thép - Gặp mạch nước ngầm, gặp lớp đá sỏi - Sập ống vách do lớp đất xung quanh ống vách bị sụt - Gặp hang cáttơ 1.2. Trong cÊu t¹o, gia c«ng vµ h¹ lång thÐp - Không hạ được lồng cốt thép và lỗ khoan (do lông thép bị biến dạng, hoặc uốn cong trong quá trình cẩu lồng thép) - Ống vách bị lún (do treo lồng thép quá nặng lên ống vách) - Lồng thép bị ngập trong đất Thi công bê tông lắp đặt cốt thép vào hố khoan trước khi đổ 1.3. Trong c«ng ®o¹n ®æ bª t«ng ®óc cäc - Tắc nghẽn bê tông trong ống - Mực bê tông bị hạ xuống khi rút ống vách lên - Hoặc khi rút ống vách làm kéo theo cả khối bê tông và phần cọc dưới ống vách cũng bị lồng thép kéo lên theo - Bê tông thân cọc bị phân tầng - Bê tông bị lẫn tạp, đáy cọc bị cát sụt chặn chân hố khoan Tiến hành đổ bê tông 2. C¸c nguyªn nh©n g©y sù cè cho cäc khoan nhåi vµ biÖn ph¸p xö lý - Nh­ ta ®· biÕt ®Æc ®iÓm cña thi c«ng cäc khoan nhåi lµ khoan t¹o lç tr­íc trong nÒn ®Êt, gi÷ æn ®Þnh v¸ch hè khoan b»ng èng v¸ch hoÆc dung dÞch bentonite. Sau ®ã tiÕn hµnh ®óc cäc theo ph­¬ng ph¸p ®æ bªtong trong dung dÞch bentonite. Trong c¸c c«ng ®o¹n ®ã mçi c«ng ®o¹n sÏ gÆp nhiÒu sù cè kh¸c nhau, v× vËy nÕu nh­ kh«ng cã kinh nghiÖm trong thi c«ng cäc khoan nhåi còng nh­ thiÕt kÕ th× khi gÆp sù cè x¶y ra mµ kh«ng biÕt c¸ch xö lý sÏ dÉn ®Õn háng cäc, kh«ng ®¶m b¶o yªu cÇu chÞu lùc cña cäc. ThiÖt h¹i vÒ kinh tÕ rÊt lín. C¸c sù cè nµy rÊt khã ph¸t hiÖn b»ng m¾t th­êng vi qu¸ tr×nh thi c«ng ë trong nÒn ®Êt, do ®ã ph¶i ph¸n ®o¸n dua vµo nh÷ng kinh nghiÖm thi c«ng vµ nh÷ng hiÖn t­îng x¶y ra ngoµi thùc tÕ thi c«ng. - Sù cè lµ nh÷ng hiÖn t­îng kh¸c th­êng x¶y ra ngoµi dù tÝnh cña ®¬n vÞ thiÕt kÕ còng nh­ ®¬n vÞ thi c«ng. DÉn ®Õn hËu qu¶ lµm h­ háng cäc, gi¶m kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc. Møc ®é h­ háng tïy theo ¶nh h­ëng cã thÓ dÉn ®Õn bá cäc, nhá thi dung c¸c ph­¬ng ph¸p söa ch÷a. HËu qu¶ lµm t¨ng gi¸ thµnh cäc, chËm tiÕn ®é vµ thêi gian thi c«ng thiÖt h¹i vÒ kinh tÕ to lín.C¸c sù cè hay gÆp lµ: 2.1. Trong khoan t¹o lç 2.1.1. Sự cố không hạ được ống chống đến cao độ yêu cầu khoan không xuống - Biện Pháp + Dùng gầu khoan thích hợp phá vật cản + Dùng các thiết bị khoan cắt, trục vớt vật cản - Nếu không trục vớt vật cản phải dịch lỗ cọc hoặc bằng cọc khác như đóng cọc bê tông cốt thép - Dùng một số đầu khoan để phá vật cản được miêu tả qua hình vẽ sau + Đây là đầu khoan để phá đá (khi khoan kêt hợp với dung dich) 2.1.2. Sự cố sập thành vách hố khoan -Khi gặp tầng đất yếu, không có ống vách + Do tầng đất qúa yếu (tầng địa chất) + Gây sập thành vách Khắc phục + Cần có ống vách + Dung dịch bentonite để giữ ổn định (dung dịch bentonite có độ nhớt phù hợp) + Kiểm tra lại địa chất + Điều chỉnh chiều dài ống vách Các chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch bentonite không thích hợp với địa tầng khoan - Nguyên nhân: + Do tính chất cơ lý của mỗi loại đất + Sự khác nhau về thành phần và loại dung dịch bentonite - Khắc phục cần kiểm tra và điều chỉnh chỉ tiêu kỹ thuật cho phù hợp như khối lượng riêng, tỷ lệ chất keo… + Áp lực thuỷ động trong tầng cát, cát pha sét qúa lớn - Nguyên nhân + Khi khoan gặp tầng cát có chứa nước ngầm với áp lực lớn, nứơc ngầm có áp lực này sẽ chảy vào hố khoan mang theo đất cát ở vách hố khoan làm cho hố khoan rộng ra làm cho tầng trên nó bị sụt. - Khắc phục: + Dùng ống vách hạ qua tầng này + Hạ mực nước ngầm trước khi khoan + Chen các bao tải cát ở trên cho tầng trở lại tĩnh - Do kỹ thuật, thiết bị khoan không phù hợp với đất nền + Do tốc độ khoan quá nhanh vữa bentonite chưa kịp hấp thụ vào thành vách, hoặc việc nâng hạ gầu khoan quá nhanh gây hiệu ứng Pitông dẫn đến sập thành vách lỗ khoan. Để tránh sập vách cần phải chọn loại khoan thích hợp với thao tác khoan nhẹ nhàng, tránh những động tác đột ngột - Do hạ lồng thép va vào thành vách lỗ khoan + Khi hạ lồng thép nhanh có thể va vào thành vách hố khoan dẫn đến sập vách lỗ khoan. Do đó, cần phải hạ lồng thép nhẹ nhàng và đúng tâm hố khoan để tránh sập vách. + Do thời gian giãn kéo dài giữa khâu khoan tạo lỗ và đổ bê tông cũng gây ra sự cố sập vách lỗ khoan. 3. Sù cè do dung dÞch bentoni ®«ng tô nhanh vµ nhiÒu xuèng ®¸y lç khoan - Sự cố này có thể do việc chọn dung dịch bentonite không phù hợp với điều kiện đất nền, chẳng hạn như: - Nếu dung dịch bentonite chứa nhiều khoáng chất sét kaolinit thì dung dịch sẽ đông tụ mạnh - Nếu độ PH< 7 hay nước lợ hoặc mặn thì khả năng đông tụ (phân huỷ) dung dịch khoan sẽ xảy ra. Ngoài ra, còn có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến hiện tượng đông tụ của dung dịch. 4. Sù cè do líp mµng ¸o sÐt b¸m quanh v¸ch hè khoan qu¸ dµy -Do độ nhớt của dung dịch bentonite tăng làm bề dày lớp màng áo sét tăng theo (4mm), nguy hại hơn do màng áo sét này ở trạng thái nhão nhớt. Dẫn đến việc giảm ma sát hông giữa cọc và đất rất nhiều gây giảm khả năng chịu lực của cọc. 5. Trong cÊu t¹o, gia c«ng vµ h¹ lång thÐp - Không hạ được lồng cốt thép và lỗ khoan: do lồng thép bị biến dạng (uốn cong trong qúa trình cẩu lắp lồng thép). Do vậy, khi chế tạo cần tính toán đến biến dạng của lồng thép, bố trí móc cẩu phù hợp để tránh sự cố này, hoặc nắn lại lồng thép và bố trí thêm móc cẩu để tránh biến dạng. - Ống vách bị lún: do treo lồng thép, trọng lượng lồng thép tương đối nặng là lún ống. Khi đó có thể gia cường chống lún cho ống vách hoặc không treo lồng thép lên ống nữa để tránh lún ống. - Lồng thép bị ngập trong đất: theo quy định, khi lống thép chạm đáy thì nâng lên 5 - 10cm. Điều này khó thực hiện vì khoảng cách qúa nhỏ cho việc điều khiển tời. Hơn nữa do lồng thép nặng nên khi chạm đáy đã lún sâu vào nền, nên khi hạ lồng thép trên thì lồng thép vẫn ngập trong đất. Vì vậy cần tuỳ điều kiện cụ thể để điều chỉnh khoảng cách này. 6. Trong c«ng ®o¹n ®óc cäc - Tắc nghẽn bê tông trong ống: do hiện tượng hiệu ứng vòm khi bê tông được giữ ở mức quá cao trong ống chống làm cho bê tông không trào lên được gây tắc nghẽn. Khi đó cần phải nâng ống dẫn bêtông lên, nhưng ống vẫn phải ngập trong bêtông ít nhất 2m, quy định là từ 2m đến 5m. - Mực bê tông bị hạ xuống khi rút ống vách lên: do tầng đất yếu (khi rút qua tầng đất yếu này) bị từ biến dưới áp lực của bê tông tươi làm tăng thêm thể tích của bêtông (cọc bị phình ra) - Cả khối bê tông trong ống chống bị kéo lên khi rút ống vách lên: do bêtông ninh kết qúa sớm, nó sẽ bám chặt vào ống vách. Vì vậy, khi rút ống vách làm kéo theo cả khối bê tông và phần cọc dưới ống vách cũng bị lồng thép kéo lên theo, hoặc tạo vòng rỗng trong bêtông. - Bêtông thân cọc bị phân tầng, rỗ tổ ong và có vật lạ như thấu kính bùn, đất, vữa bentonite…Sự cố này có thể do các nguyên nhân chính sau: + Do thiết bị đổ bê tông không thích hợp hoặc tình trạng làm việc xấu (làm bê tông xi măng bị phân tầng) + Do việc đổ bêtông không liên tục, hoặc do sự rút ống dẫn bêtông lên quá nhanh (độ ngập của ống dẫn bêtông trong bêtông không đảm bảo yêu cầu) sẽ làm lẫn bùn khoan trong bêtông. + Do sử dụng bêtông có thành phần không thích hợp, độ sụt không đạt yêu cầu làm bêtông rỗ hoặc phân tầng + Do sự lưu thông nước ngầm làm trôi vữa ximăng, chỉ còn lại cốt liệu (bêtông bị rỗ). + Do có sự cố sập thành vách hố khoan trong lúc đố đổ bêtông làm lẫn đất sập vào bêtông. + Khi gặp sự cố này có thể khoan rửa sạch rồi bơm vữa ximăng vào. 7. Sù cè tuét gÇu khoan trong qu¸ tr×nh thi c«ng - Trong quá trình khoan do đứt mối hàn liên kết giữa gầu khoan với thanh kelly. - Khi khoan ở mỗi tầng địa chất khác nhau lên momen xoắn khác nhau lên dễ gây đứt mối liên kết hàn và làm gầu tuột dưới đáy lỗ khoan. - Do gặp đá mồ côi hoặc các vât cản khác. - Khi khoan gặp những vật cản dẫn đến gây lực động. - Do vậy thường người ta làm hai cái tai, sau đó dùng dây cáp treo lên. - Phải kiểm tra trước khi khoan. 8. Đøt d©y c¸p treo thanh kelly - Khi khoan do momen xoắn lớn làm xoắn cáp dẫn đến đứt cáp treo. Làm cho toàn bộ thanh kelly và gầu khoan ở dưới hố cọc. - Biện pháp khắc phục, dùng hai cẩu để tiến hành kéo toàn bộ lên. - Hoặc dùng một cẩu để kéo từng đốt thanh kelly hết một đốt ta tiến hành hàn vào (hàn giữa thanh kelly hai với một, tương tự với đốt còn lại). - Chú ý, trường hợp đặc biệt phải dùng đến thợ lặn. 9. GÆp hang Cater: - HiÖn t­îng: + §ang khoan thi dung dÞch bentonite tù nhiªn tôt xuèng nhanh chãng vµ ®ét ngét. §æ xuèng bao nhiªu còng tr«i ®i ®©u mÊt. Ta ®i ®Õn dù ®o¸n gÇu khoan ®· mím ®Çu hang catter. + HoÆc tù nhiªn ®ang khoan gÇu khoan tôt xuèng mét c¸ch nhÑ hÉng nh­ kh«ng gÆp vËt c¶n n÷a. - Xö lý: + Dõng kh«ng cho bentonite vµo n÷a, dïng ph­¬ng ph¸p ®o ®­a gÇu khoan tõ vÞ trÝ b¾t ®Çu xuÊt hiÖn ®Õn xuèng vÞ trÝ l¹i xuÊt hiÖn lùc c¶n trë l¹i vµ ta ®o ®­îc ®é dµi cña ®o¹n hang mµ cäc ®i qua. Dïng èng v¸ch cã chiÒu dµi lín h¬n d­a xuèng vµ cè ®Þnh t¹i vÞ trÝ ®ã bÞt hang l¹i vµ tiÕp tôc khoan b×nh th­êng. KÕt luËn - Nh­ vËy ®Ò tµi cña chóng em ®· ®Ò cËp nh÷ng vÊn ®Ò chÝnh sau: + T×m hiÓu c¸c lo¹i thiÕt bÞ khoan cäc nhåi mµ c¸c ®¬n vÞ thi c«ng th­êng dïng, tÝnh n¨ng vµ c¸c th«ng sè c¬ b¶n ®Ó thuËn cho viÖc qu¶n lý + S¬ bé ®­a ra ®­îc mét ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n lùc c¶n ®µo cña gÇu khoan ®Êt øng víi mçi mÆt c¾t ®Þa chÊt ®Êt nhê vµo c¸c hÖ sè ®· cã s½n. + Tæng hîp c¸c sù cè vµ c¸c ph­¬ng ph¸p xö lý sù cè th­êng gÆp còng nh­ c¸c biÖn ph¸p, b­íc thi c«ng ®¹t hiÖu qu¶ cao - §Ò tµi ®­îc nghiªn cøu víi môc ®Ých bæ sung nh÷ng tµi liÖu vÒ hiÖn cã, còng nh­ bæ trî kiÕn thøc cho sinh viªn vµ kü s­ cã quan t©m trong viÖc xö lý nÒn mãng b»ng khoan cäc nhåi. Ngoµi ra víi ph­¬ng ph¸p tÝnh to¸n ®­îc c¸c lùc c¶n ®µo mµ chóng em ®· nªu ë trªn th× nh÷ng nhµ thiÕt kÕ qu¶n lý vµ tæ chøc thi c«ng cã thÓ dùa vµo ®ã mµ lùa chän nh÷ng lo¹i m¸y cã c«ng suÊt phï hîp víi ®Þa tÇng cña c¸c c«ng tr×nh cô thÓ. Tr¸nh ®­îc viÖc di chuyÓn nh÷ng m¸y mãc thiÕt bÞ kh«ng cã kh¶ n¨ng thi c«ng t¹i c«ng tr×nh ®ã, g©y thiÖt h¹i vÒ kinh tÕ vµ lµm gi¶m tiÕn ®é thi c«ng… Tài liÖu tham kh¶o M¸y lµm ®Êt (nhµ xuÊt b¶n x©y dùng) M¸y lµm ®Êt (nhµ xuÊt b¶n giao th«ng) M¸y thi c«ng chuyªn dïng ( PGS.TS. NguyÔn BÝnh) Tµi liÖu tÝnh to¸n lùc c¶n ®µo tham kh¶o (tr­êng HVKT Qu©n Sù ) Tµi liÖu tham kh¶o m¸y khoan RT3 (C«ng Ty CÇu 5) C¸c trang web tham kh¶o www.n-sharyo.co.jp www.Hitachi.com c¸c trang WEB chuyªn ngµnh kh¸c