Mỗi một loại móng lại có một phương pháp thi công hoàn toàn khác nhau. Với các công trình xây dựng được xây trên bề mặt nền đất yếu thì người ta thường sử dụng phương pháp thi công móng cọc. Cách thi công móng cọc đúng tiêu chuẩn đúng kĩ thuật là một điều mà các nhà thầu thi công phải để ý khi bắt đầu thi công. Việc thi công đúng yêu cầu kĩ thuật sẽ đảm bảo về mặt chất lượng của móng nhà và khả năng chịu tải trọng nâng đỡ toàn bộ hệ thống công trình xây dựng. Hôm nay Công ty kiến trúc và đầu tư xây dựng ANG sẽ chia sẻ với các bạn kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi đảm bảo chất lượng cho móng nhà.
Tham khảo thêm: Các kiểu nhà cấp 4 mái bằng
1. Định nghĩa phương pháp thi công cọc khoan nhồi
- Cọc khoan nhồi là cọc bê tông cốt thép được đổ tại chỗ, trong các lỗ bằng phương pháp khoan. Móng cọc khoan nhồi có thể áp dụng rộng rãi trong các ngành cầu đường, thuỷ lợi, xây dựng dân dụng và công nghiệp. Đặc biệt là các công trình có tải trọng lớn như cầu, nhà cao tầng đô thị…
- Phương pháp thi công cọc khoan nhồi là phương pháp dùng thiết bị máy móc chuyên dụng để lấy đất ở vị trí cần khoan cọc lên, sau đó bơm vào lỗ một loại dung dịch có khả năng tạo màng để giữ thành vách lỗ vừa tạo. Dung dịch thường được sử dụng trong quy trình giữ thành hố khoan ổn định trước khi đổ bê tông là Bentonite. Dung dịch này là hỗn hợp của bột khoáng sét và nước, có tác dụng ngăn ngừa nước từ các mạch ngầm chảy ra lỗ cọc vừa khoan, đồng thời đảm bảo sự ổn định cho thành hố khoan. Sau khi sử dụng xong, dung dịch này được thu hồi lại và có thể sử dụng cho các lỗ khoan tiếp theo.
2. Ưu, nhược điểm của phương pháp thi công cọc khoan nhồi
a. Ưu điểm
- Cọc khoan nhồi được thi công với dàn máy móc và thiết bị hiện đại, thuận tiện trên mọi địa hình phức tạp. Cọc khoan nhồi có thể được đặt vào những lớp đất rất cứng, thậm chí tới lớp đá mà cọc đóng không thể với tới được.
- Thiết bị thi công cọc khoan nhồi nhỏ gọn nên có thể thi công trong điều kiện xây dựng chật hẹp, trong quá trình thi công không gây trồi đất ở xung quanh, không gây lún nứt, ảnh hưởng đến các cọc xung quanh, phần nền móng và kết cấu của các công trình kế cận.
- Cọc khoan nhồi có tiết diện và độ sâu mũi cọc lớn hơn nhiều so với cọc chế sẵn do vậy sức chịu tải lớn hơn nhiều so với cọc chế tạo sẵn. Khả năng chịu lực cao hơn 1,2 lần so với các công nghệ khác thích hợp với các công trình lớn, tải trọng nặng, địa chất nền móng là đất hoặc có địa tầng thay đổi phức tạp.
- Ưu điểm nội bật của việc thi công cọc khoan nhồi là có độ an toàn trong thiết kế và thi công cao, kết cấu thép dài liên tục 11,7 mét, bê tông được đổ liên tục từ đáy hố khoan lên trên tạo ra một khối cọc bê tông đúc liền khối nên tránh được tính trạng chấp nối giữa các tổ hợp cọc như ép hoặc đóng cọc, do đó tăng khả năng chịu lực và độ bền có móng của các công trình công nghiệp, tòa nhà cao tầng, cầu giao thông quy mô nhỏ,…
- Độ nghiêng lệch của các cọc nằm trong giới hạn cho phép, bên cạnh đó số lượng cọc trong một đài cọc ít nên việc bố trí các đài cọc trong công trình được dễ dàng hơn. Tính an toàn, tiết kiệm chi phí và thời gian thi công của cọc khoan nhồi cũng cao hơn cọc ép thông thường.
b. Nhược điểm
- Đối với thi công cọc khoan nhồi, yêu cầu kỹ thuật thi công cao dẫn đến khó kiểm tra chính xác chất lượng bê tông nhồi vào cọc, do đó đòi hỏi sự lành nghề của đội ngũ công nhân và việc giám sát chặt chẽ nhằm tuân thủ các quy trình thi công.
- Nhược điểm thứ hai là khi thi công môi trường thi công sình lầy, dơ bẩn. Chiều sâu thi công bị hạn chế trong giới hạn 120 – 150 lần đường kính cọc.
Xem thêm: Các mẫu nhà cấp 4 mái thái
3. Kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi: Quy trình thực hiện
a. Công tác chuẩn bị
Chuẩn bị mặt bằng
- Mặt bằng trước khi tiến hành thi công phải được san phẳng.
- Đảm bảo cứng không bị lún máy móc khi thi công.
- Đảm bảo đường rãnh thoát nước phòng khi trời mưa to.
Định vị tim mốc
- Xác định từng vị trí tim cọc và tim cột, dùng cọc tre để đánh dấu.
- Bố trí các tim cột, các mốc phụ trên tường vách để khi mất dấu có thể dùng phương pháp căng dây để phục hồi lại những tim bị mất.
- Sai số tim cọc sau khi thi công xong nhỏ hơn D/4 nhưng không lớn quá 15cm đối với cọc giữa và nhỏ hơn D/6 nhưng không lớn quá 10cm đối với cọc biên.
Tập kết thiết bị - vật tư
- Sau khi công tác chuẩn bị mặt bằng hoàn chỉnh tiến hành tập kết thiết bị, vật tư.
- Thiết bị được tập kết gọn gàng, bố trí vị trí đặt ống đổ bê tông, cần khoan và các thiết bị phục vụ công tác thi công ...
- Vật tư sắt đảm bảo để nơi cao ráo tránh ngập nước và lẫn sình đất.
b. Các bước thi công
Bố trí sơ đồ vị trí khoan
- Mỗi máy khoan được bố trí ở một khu vực nhất định để tránh vướng víu trong công tác thi công.
- Bố trí khoan trình tự từ trong ra ngoài tránh tình trạng xe khoan chạy trên đầu cọc mới đổ bê tông xong.
- Tim sau chỉ khoan cạnh tim trước khi bê tông của tim trước đạt lớn hơn 24 tiếng.
Công tác khoan cọc
- Khi đưa máy vào vị trí, căn chỉnh đúng tim mốc đã định vị trước đó.
- Kê kích máy đảm bảo chắc chắn đảm bảo không bị lún nghiêng khi máy hoạt động.
- Kiểm tra độ thẳng đứng của tháp bằng 2 bọt thuỷ chuẩn được gắn ở hai bên thân tháp khoan (trong quá trình khoan cũng vẫn liên tục phải theo dõi hai bọt thuỷ này). – Theo kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi thì sau khi cân chỉnh máy xong dùng mũi khoan phá khoan một đoạn sâu khoản 2m và hạ ống sinh (ống vách có chiều dài là 2m) để chống sạt lở và mất nước trong khi khoan.
- Tiến hành khoan bằng mũi khoan phá tới cao độ thiết kế của cọc.
- Khi khoan theo dõi địa chất và ghi lại, nếu có khác biệt nhiều so với tài liệu thăm dò địa chất thì báo ngay cho chủ đầu tư và tư vấn thiết kế biết để điều chỉnh chiều sâu cọc.
- Trong khi khoan cần kiểm tra lượng bentonite phù hợp.
Lưu ý: Đối với cọc đường kính từ 500mm trở lên thì phải kiểm tra bằng các thí nghiệm tỷ trọng dung dịch, độ nhớt, độ lắng cát theo tiêu chuẩn quy định (Do khoan bằng phương pháp tuần hoàn dung dịch nên ta thường kiểm tra khi thổi rửa, vệ sinh hố khoan).
Xem thêm: Toàn bộ mẫu nhà cấp 4 mái ngói mới nhất 2018
- Dung dịch bentonite có tác dụng đưa mùn khoan từ đáy hố khoan trồi lên hố dung dịch và có tác dụng giữ thành hố khoan không bị sập. do đó trong mọi trường hợp ngừng thi công do thời tiết, phải dừng qua đêm do hết giờ làm việc ... thì vẫn phải đảm bảo hố khoan luôn được bơm đầy dung dịch.
- Trong quá trình khoan nếu qua tầng thấm lớn thấy mất nước nhanh thì phải nhanh chóng cho thêm bentonite vào dung dịch để chống thấm .
- Thi công trong mực nước ngầm cao cần chú ý không khoan hai tim cọc gần nhau để tránh xông nước giữa cọc nọ qua cọc kia dẫn đến sạt lở thành vách.
- Sau khi khoan xong lần 1 tiến hành hạ mũi khoan núp B xuống để kéo hết sình đất còn lại lên, công đoạn này có thể làm từ 1 đến 2 lần.
- Khi hạ mũi khoan núp B vẫn thao tác như khi khoan mũi phá. nhưng khi kéo lên thì không được xoay mũi khoan để tránh sình đất lọt xuống lại hố khoan.
Công tác kiểm tra độ sâu của hố khoan
- Dùng thước dây có treo quả dọi thả xuống hố khoan hoặc đo theo chiều dài của cần khoan hay ống đổ bê tông.
- Trong khi khoan một số mùn khoan còn nằm lại trong hố khoan nên ta không thể thả dọi để kiểm tra được do đó lúc này, dựa vào kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi, các kỹ sư khuyên ta kiểm tra cao độ hố khoan dựa vào chiều dài và số lượng cần khoan để tính, chiều dài mỗi cần khoan là 3.05m.
- Sau khi dùng mũi khoan núp B kéo hết mùn khoan lên ta thả dọi để kiểm tra hố khoan sau đó mới thả lồng thép vàø ống đổ bê tông.
- Sau khi thả xong lồng thép và ống đổ bê tông ta tiến hành thả dọi đo lại cao độ hố khoan để xác định chiều dày lớp cặn lắng.
- Tiến hành thổi rửa vệ sinh hố khoan xong ta thả dọi đo cao độ hố khoan một lần nữa để xác định lại lớp cặn lắng phải đảm bảo < 10cm.
- Nếu trường hợp thổi rửa vệ sinh xong mà chưa có bê tông đổ ngay thì trước khi đổ bê tông ta phải kiểm tra lại lần nữa để đảm bảo lớp cặn lắng nằm trong giới hạn cho phép.
Công tác cốt thép
- Công tác gia công cốt thép được thực hiện ở nơi khô ráo và được kiểm tra, nghiệm thu trước khi hạ xuống hố khoan.
- Lồng thép được gia công thành từng lồng dài 5,8m hay11,7m tuỳ thuộc vào thiết kế và được buộc đầy đủ các con kê bằng bê tông đảm bảo lớp bê tông bảo vệ bằng bánh xe trượt.
- Khi hạ lồng thép phải giữ cho lồng thẳng đứng, đoạn nọ nối với đoạn kia phải đảm bảo đúng tâm lồng thép.
- Mối nối cốt thép sử dụng mối nối bằng bắt cóc, chiều dài đoạn nối chồng cốt thép là 30D và được nối bằng hai cóc xiết. số thanh cần nối là 50% tổng số mối nối. các thanh còn lại được buộc bằng dây kẽm.
- Khi thả lồng thép phải chú ý không để đầu lồng thép chọc vào thành vách.
- Lồng thép khi thả không được để chạm đáy và phải cách đáy hố khoan khoảng 100 mm như trong bản vẽ thiết kế.
Công tác vệ sinh hố khoan
Đây là công đoạn quan trọng nhất trong quá trình thi công khoan nhồi. Sau khi khoan đến độ sâu thiết kế lượng phôi khoan không thể trồi lên hết. Khi ngừng khoan, những phôi khoan lơ lửng trong dung dịch hoặc những phôi khoan có kích thước lớn mà dung dịch không đưa lên khỏi hố khoan sẽ lắng trở lại trong đáy hố khoan.
- Dùng thước có quả dọi để kiểm tra cặn lắng hố khoan phải <10 cm.
- Sau khi xử lý xong phải tiến hành đổ bê tông ngay.
Công tác đổ bê tông cọc
- Ống đổ bê tông là một ống thép đường kính từ 114mm đến 138 mm tuỳ vào đường kính cọc được nối bởi nhiều đoạn mỗi đoạn dài 1.5 m miệng ống đổ được lắp một phiễu để rót bê tông.
- Đối với thi công cọc đường kính từ 400 đến 800mm cho các công trình lớn trước khi đổ bê tông ta cần làm quả bóng ngăn nước, quả bóng ngăn nước này được làm bằng xi măng nhào dẻo và được bọc bằng một lớp vải mỏng. Khi xuống tới đáy lớp vải mỏng sẽ bung ra và xi măng sẽ hòa lẫn vào bê tông sẽ tốt hơn cho bê tông đáy cọc.
- Khi bắt đầu đổ bê tông không được nhồi và kéo ống đổ lên cho tới khi bê tông đầy lên miệng phễu đổ.
- Về nguyên tắc, công trình bê tông làm cọc khoan nhồi phải tuân theo các qui định về đổ bê tông dưới nước. Phương pháp thi công bê tông đổ dưới nước của cọc khoan nhồi là dùng ống dẫn.
- Trước khi đổ bê tông phải kiểm tra các công cụ đo lường cấp phối để quy ngược lại lượng bêtông tương ứng cần thiết.Tổng lượng bê tông đổ vào cọc thực tế không được lớn quá 20% lượng bê tông tính theo đường kính danh định của cọc.
- Bê tông được đưa xuống đáy hố khoan thông qua ống đổ, bê tông dâng cao dần lên và đẩy nước dung dịch trào lên trên miệng hố khoan. Ống đổ bê tông luôn ngập trong bê tông tối thiểu là 2.0 m để đảm bảo bê tông không bị lẫn dung dịch.
- Công tác đầm bê tông được thực hiện bằng chính ống đổ bê tông thông qua động tác nhắp ống.
- Thời gian đổ bêtông cho cọc không được kéo dài quá 4 giờ (để đảm bảo chất lượng, cường độ bêtông suốt chiều dài cọc). Nếu quá trình thi công đổ bêtông ống bị nghẹt … thì có biện pháp xử lý nhanh chóng, thời gian xử lý không vượt quá giới hạn trên. Trong trường hợp không xử lý được thì phải ngừng thi công ít nhất là 24 giờ, sau đó vệ sinh hố khoan lại một lần nữa mới tiếp tục đổ bê tông.
Tham khảo thêm: Các mẫu thiết kế biệt thự nhỏ xinh
4. Kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi: Sự cố và biện pháp xử lý
a. Sự cố không rút được đầu khoan lên
- Nguyên nhân: Hiện tuợng sập vách phần đất đã khoan duới đáy ống vách chưa kịp hạ xảy ra ngay sau khi mất điện làm nghiêng đầu khoan, đầu khoan bị vướng vào đáy ống vách và bị toàn bộ phần đất sập xuống bao phủ. Do vậy không thể rút đầu khoan lên được.
- Giải pháp: Cách 1: Kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi cho thấy rút ống vách lên khoảng 20 cm sau đó mới rút đầu khoan, sau khi rút được đầu khoan lên rồi sẽ lại hạ ngay ống vâch xuống.
Cách 2: Nếu không thể nhổ được ống vách do ống vách đã hạ sâu, lực ma sát lớn, ta phải dùng biện pháp xói hút . Cách tiến hành như sau:
Dùng vòi xói áp lực cao xói hút phần đất đã bị sập và xói sâu xuống dưới đầu khoan mục đích làm cho đầu khoan trôi xuống dưới theo phương thẳng đứng để khỏi bị nghiêng vào thành vách. Sau đó mới cẩu rút đầu khoan.
b. Sự cố sập vách hố khoan
- Nguyên nhân:
+ Độ dài của ống vách tầng địa chất phía trên không đủ qua các tầng địa chất phức tạp.
+ Duy trì áp lực cột dung dịch không đủ. Mực nước ngầm có áp lực tương đối cao
+ Trong tầng cuội sỏi có nước chảy hoặc không có nước, trong hố xuất hiện hiện tượng mất dung dịch.
+Tỷ trọng và nồng độ của dung dịch không đủ. Sử dụng dung dịch giữ thành không thoả đáng.
+ Do tốc độ làm lỗ nhanh quá nên chưa kịp hình thành màng dung dịch ở trong lỗ.
+ Ống vách bị biến dạng đột ngột hoặc hình dạng không phù hợp. Ống vách bị đóng cong vênh, khi điều chỉnh lại làm cho đất bị bung ra.
+Dùng gầu ngoạm kiểu búa, khi đào hoặc xúc mạnh cuội sỏi dưới đáy ống vách làm cho đất ở xung quanh bị bung ra.
+ Khi trực tiếp để bàn quay lên trên ống giữ, do phản lực chấn động hoặc quay làm giảm lực dính giữa ống vách với tầng đất.
- Giải pháp xử lý:
+Kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi khi lắp dựng ống vách phải chú ý độ thẳng đứng của ống giữ.
+ Khi xuất hiện nước ngầm có áp, tốt nhất là nên hạ ống vách qua tầng nước ngầm. Khi làm lỗ nếu gặp phải tầng cuội sỏi mà làm cho rò gỉ mất nhiều dung dịch thì phải dừng lại để xem xét nên tiếp tục sử lý hay thay đổi phương án. Vì vậy công tác điều tra khảo sát địa chất ban đầu rất quan trọng.
+ Duy trì tốc độ khoan lỗ theo qui định tránh tình trạng tốc độ làm lỗ nhanh quá khiến màng dung dịch chưa kịp hình thành trên thành lỗ nên dễ bị sụt lở.
+ Khi làm lỗ bằng guồng xoắn, để đề phòng đầu côn quay khi lên xuống làm sạt lở thành lỗ, phải thao tác với một tốc độ lên xuống thích hợp và phải điều chỉnh cho vừa phải thành ngoài của đầu côn quay với cạnh ngoài của dao cắt gọt cho có cự ly phù hợp.
+ Khi thả khung cốt thép phải thực hiện cẩn thận tránh cho cốt thép va chạm mạnh vào thành lỗ. Sau khi thả khung cốt thép xong phải thực hiện việc dọn đất cát bị sạt lở, thuờng dùng phương pháp trộn phun nước, sau đó dùng phương pháp không khí đây nước, bơm cát v.v… để hút thứ bùn trộn ấy lên, lúc này phải chú ý bơm nước áp lực không đuợc quá mạnh tránh làm cho lỗ khoan bị phá hoại nhiều hơn.
+ Khi làm lỗ bằng guồng xoắn, để đề phũng đầu cụn quay khi lờn xuống làm sạt lở thành lỗ, phải thao tác với một tốc độ lên xuống thích hợp và phải điều chỉnh cho vừa phải thành ngoài của đầu cụm quay với cạnh ngoài của dao cắt gọt cho cú cự ly phù hợp.
+ Khi thả khung cốt thép phải thực hiện cẩn thận tránh cho cốt thép va chạm mạnh vào thành lỗ. Sau khi thả khung cốt thép xong phải thực hiện việc dọn đất cát bị sạt lở.
c. Sự cố trồi cốt thép khi đổ bê tông
- Nguyên nhân:
+ Thành ống bị méo mó, lồi lõm
+ Cự ly giữa đường kính ngoài của khung cốt thép với thành trong của ống vách nhỏ quá, vì vậy sẽ bị kẹp cốt liệu to vào giữa khi rút ống vách cốt thép sẽ bị kéo lên theo.
+ Do bản thân khung cốt thép bị cong vênh, ống vách bị nghiêng làm cho cốt thép đè chặt vào thành ống.
- Biện pháp xử lý: Khi bắt đầu đổ bê tông thấy phát hiện cốt thép bị trồi lên thì phải lập tức dừng việc đổ bê tông lại và kiên nhẫn rung lắc ống vách , di động lên xuống hoặc quay theo một chiều để cẳt đứt sự vướng mắc giữa khung cốt thép và ống vách. Trong kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi thì khi đang đổ bê tông, hoặc khi rút ống lên mà đồng thời cố thép và bê tông cùng lên theo thì đây là một sự cố rất nghiêm trọng: hoặc thân cọc với tầng đất không được liên kết chặt, hoặc là xuất hiện khoảng hổng.
Trên đây là những chia sẻ của các kỹ sư ANG về kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi. Mọi yêu cầu tư vấn thiết kế nhà, biệt thự, khách sạn quý khách vui lòng để lại dưới phần comment hoặc liên hệ trực tiếp tới hotline 0988 030 680 để được tư vấn miễn phí.
Xem thêm: Các mẫu nhà cấp 4 nhỏ xinh
