Đồ án Tổng quan về công nghệ thi công cọc khoan nhồi. tính toán, kiểm nghiệm hệ phao nổi

Lời nói đầu Trong suốt quá trình vừa qua, được sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô giáo Trường đại Học GTVT TP HCM, đặc biệt là sự quan tâm dạy bảo của các thầy cô giáo trong Khoa Cơ Khí cùng với những nỗ lực học tập của bản thân em đã được giao nhận, hoàn thành đồ án tốt nghiệp - môn học cuối cùng trước khi trở thành một kỹ sư. Hiện nay và trong tương lai, ở nước ta cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân, ngành xây dựng đang phát triển với tốc độ nhanh chóng, nước ta đang rất cần có những công nghệ hiện đại, áp dụng những thành quả khoa học kỹ thuật vào công cuộc xây dựng phát triển các đô thị hiện đại, các công trình lớn như nhà cao tầng, cầu cống, sân bay, bến cảng trong đó việc giải quyết xử lý nền móng cho các công trình lớn là một vấn đề rất quan trọng và cần thiết. Công nghệ thi công khoan cọc nhồi có tác dụng rất hữu ích trong việc xử lý các vấn đề trên. Công nghệ khoan cọc nhồi (cọc đổ bê tông tại chỗ) có thể giải quyết được các vấn đề kỹ thuật móng sâu trong nền địa chất phức tạp, ở những nơi mà các loại cọc đóng bằng búa xung kích, búa rung, loại cọc ống thép không thực hiện được hoặc đòi hỏi kinh phí rất cao, tiến độ thi công kéo dài không đảm bảo tiến độ công trình. Công nghệ thi công khoan cọc nhồi đã tạo thế chủ động cho ngành xây dựng của nước ta không những trong thi công các công trình cầu lớn mà cho cả các công trình cảng biển, cảng sông, nhà cao tầng Thấy rõ được vai trò quan trọng trong công nghệ thi công khoan cọc nhồi đối với các công trình giao thông, được sự phân công của bộ môn Máy Xây Dựng trường ĐH GTVT TP HCM, dưới sự hướng dẫn chỉ bảo trực tiếp của thầy giáo Ts. Lê Thiện Thành em đã được nhận làm đồ án tốt nghiệp với đề tài: “Tổng quan về công nghệ thi công cọc khoan nhồi. tính toán, kiểm nghiệm hệ phao nổi” Một lần nữa, em xin trân thành cảm ơn các thầy cô giáo trường đại Học GTVT TP HCM, Khoa Cơ Khí, bộ môn Máy Xây Dựng, đặc biệt là thầy giáo T.s Lê Thiện Thành đã tạo điều kiện, trực tiếp giúp đỡ hướng dẫn em hoàn thành bản đồ án này. Em xin trân thành cảm ơn! Sinh viên thực hiện: Phần i: đặc trưng công nghệ thi công cọc khoan nhồi Chương 1: GIớI THIệU Về CÔNG TY TNHH Kĩ THUậT NềN MóNG Và XÂY DựNG HồNG ĐứC 1.1. Giới thiệu chung Công ty TNHH Kỹ thuật nền móng & Xây dựng Hồng Đức (HD Foundation Engineering & Construction Co., Ltd.) được thành lập năm 2000 theo Giấy phép kinh doanh số 4102002561 do Sở Kế hoạch và Đầu tư Tp. Hồ Chí Minh cấp. 1.2.Các ngành kinh doanh: Khảo sát địa hình, địa chất công trình, địa chất thủy văn Thăm dò và khai thác nước ngầm Xử lý nước thải và nước cấp Xử lý nền móng Xây dựng công trình công nghiệp và dân dụng Tư vấn xây dựng Sản xuất, mua bán vật liệu xây dựng và máy móc thiết bị ngành xây dựng, nguyên vật liệu và máy móc thiết bị ngành khai thác và xử lý nước Từ khi thành lập cho đến đầu năm 2003 công ty hoạt động chủ yếu trên các lĩnh vực Khảo sát địa chất công trình, Khảo sát địa hình, Địa chất thủy văn, Xử lý nền đất yếu (bơm hút chân không), Khai thác và xử lý nước ngầm, Thi công móng công trình (cọc nhồi). Từ năm 2003, Công ty đã và đang đầu tư thêm trang thiết bị, mở rộng các lĩnh vực hoạt động sang các hạng mục gần gũi về chuyên môn như thi công ép cọc, đóng cọc, thi công kè, bãi, xây lắp cơ khí,... Tình hình hoạt động trong các năm 2003, 2004 và 2005 cho thấy sự phát triển đáng kể về số lượng các công trình thực hiện, doanh thu và quan trọng nhất là sự mở rộng các lĩnh vực hoạt động của Công ty. Với nhiều năm kinh nghiệm cùng với đội ngũ kỹ sư có năng lực và nhân viên tay nghề cao, các dự án chúng tôi tham gia được phía đối tác đánh giá cao và tin tưởng. 1.3.Cơ cấu tổ chức 1.3.1.Ban Lãnh đạo Ông Nguyễn Trọng Khanh: Giám đốcÔng Đặng Đức Hiệp: Phó Giám đốc Kỹ thuậtÔng Lê Văn Đồng: Phó Giám đốc Thi côngBà Ngô Thị Cẩm: Kế toán trưởng 1.3.2. Đội khảo sát địa chất và địa chất thủy văn Ông Nguyễn Văn Vinh: Đội trưởngÔng Đào Tấn Thóa: Đội phó 1.3.3. Đội khảo sát địa hình Ông Võ Minh Tuấn: Đội trưởngÔng Lê Quang Trí: Đội phóÔng Nguyễn Quốc Chính: Đội phó 1.3.4.Phòng thí nghiệm Ông Đặng Đức Hiệp: Trưởng phòngCô Nguyễn Hoàng Vân: Phó phòng Đội thi công cọc nhồi 1 Ông Phan Văn Bích: Đội trưởng Đội thi công cọc nhồi 2 Ông Huỳnh Thanh Việt: Đội trưởng Đội thi công cọc nhồi 3 Ông Văn Thành Hưởng: Đội trưởng Đội thi công cọc nhồi 4 Ông Bùi Văn Thuận: Đội trưởng Đội thi công ép cọc: Ông Lý Hồng Lợi: Đội trưởng 1.4.Danh mục thiết bị Trong các năm 2002, 2003, 2004 và 2005, Công ty đã liên tục đầu tư một số trang thiết bị mới như các máy khoan cọc nhồi (Sumitomo, Hitachi) với khả năng khoan cọc với đường kính từ 1.0 đến 2.5m, độ sâu khoan đến 60 - 70m, phục vụ thi công cọc khoan nhồi, trang thiết bị phòng thí nghiệm cơ học đất, các máy phục vụ khác (máy đào, máy ủi, máy phát điện...) cùng một loạt các máy móc cơ khí cho xưởng cơ khí của Công ty. Công ty cũng đã đầu tư các trang thiết bị mới cho Phòng thí nghiệm Cơ học đất và các thiết bị thí nghiệm hiện trường kỹ thuật cao như thiết bị xuyên tĩnh điện (Electric cone penetration), thí nghiệm nén hông (Pressuremeter), 1.4.1Thiết bị thi công Máy cẩu thi công cọc khoan nhồi (06 cái) - Sumitomo, Hitachi, Nippon Sharyo (Nhật) Cẩu 30-40 tấn (khoan sâu 50-75 m, đường kính 1.0-2.5m) Thiết bị ép cọc (2 bộ) 200 tấn Thiết bị đóng cọc Nhật Bản K45 và M45 Thiết bị thi công bấc thấm Độ sâu đến 25m Máy bơm chân không - Nhật, Mỹ - Tổng công suất 100 kWh Máy đào, máy ủi - Nhật Máy phát điện - Mỹ Máy bơm các loại - Mỹ, Nhật 1.4.2.Thiết bị thi công xử lý nền Máy phụt vửa cement áp lực tối đa đến 5 MPa, lưu lượng bơm 100-350 lít/ph Máy trộn Máy hàn nhiệt (thi công geomembrane) Thụy sĩ 1.4.3.Thiết bị khảo sát địa chất Máy khoan và các dụng cụ đi kèm (XJ, XY, UGB, URB) - Trung Quốc, Nga - Khoan sâu đến 200m, đường kính đến 600mm Thiết bị xuyên tĩnh hiện trường - CPT (cơ và điện) Geotech - Thụy ĐiểnGouda - Hà Lan Sâu 50 - 60 máy lực ép 10 - 20 tấn Thiết bị cắt cánh hiện trường (Vane shear) - ấn Độ, Trung Quốc - Sâu 40 m Thiết bị thí nghiệm nén hông trong hố khoan (Pressuremeter) - Pháp - Sâu 60 m Thiết bị thí nghiệm độ chặt bằng nón cát Gilson, Mỹ Thiết bị thí nghiệm nén tĩnh (cọc, đĩa) Thiết bị thí nghiệm CBR hiện trường USA Thiết bị đo sâu điện Diapir-10R - Hungary 1.4.4.Thiết bị quan trắc địa kỹ thuật Máy đo áp lực nước lỗ rỗng dùng khí Mỹ, Canada Độ chính xác 1 kPa Máy đo áp lực nước lỗ rỗng dùng nước Anh Độ chính xác 1 kPa Máy đo lún sâu (Magnetic Extensometer) SINCO, Geokon (Mỹ) Đo sâu 50 m Máy đo chuyển vị ngang (Inclinometer) Geokon (Mỹ) Đo sâu 50 m Máy đo đa năng bằng dây rung (Vibrating wire readout) Geokon (Mỹ) Máy đo mực nước (Water level meter) SysGeo (ý) Đo sâu 50 m 1.4.5.Thiết bị khảo sát địa hình Máy định vị GPS SR 9400, Trimble 4800 Leica (Thụy Sĩ), Trimble (Mỹ) 1ppm±Máy toàn đạc điện tử TCA 2003, TCR 705, TC 600 Leica (Thụy Sĩ) Độ chính xác 0.5" - 3"0.5 - 3 mm Máy kinh vĩ : Wild T2, THEO 020, THEO 010, C 100 Leica (Thụy sĩ), Đức, Nikkon (Japan) Độ chính xác 1", 5",3mm + 3ppm Máy thủy bình Na 2, Na 28 Na 720 Leica (Thụy Sĩ) Độ chính xác 0.5 - 3mm/1km Máy đo sâu SYMRAP E300 USA Độ chính xác 0.1m Thước thép, mia Invar, micrometer 1.4.6.Thiết bị thí nghiệm trong phòng và hiện trường Máy nén ba trục - Trung Quốc Máy cắt ứng biến - Trung Quốc, Mỹ - áp lực đến 16 kg/cm2 Máy nén một trục - Trung Quốc - áp lực đến 40 kg/cm2 Thiết bị nén đơn - Mỹ, Trung Quốc Thiết bị thí nghiệm CBR Thiết bị đầm nện (tiêu chuẩn, hiệu chỉnh) Cần Benkelman 1.5.Công trình đã tham gia 1.5.1.Thi công xây dựng Nhà cao tầng Me Linh Point Cầu Gia Hội - Huế Cầu Chợ Dinh - Huế Cảng Nghi Sơn - Thanh Hóa Công ty Vạn Đức - Trảng Bàng Cầu Vàm Đình - Cà Mau Nhà máy Hyunjin - KCN Trảng Bàng Cảng dầu thực vật, quận 7 - TpHCM Cầu Lăng Cô - Huế Cầu A1 - Điện Biên Phủ - Lai Châu Nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ 3 Cầu Cái Tư - Kiên Giang Nhà máy xi măng Hà Tiên 2 - Trạm phân phối Cần Thơ Cầu vượt Hòa Cầm - Đà Nẵng Đập Thảo Long - Huế Nhà xưởng số 2 Cty giày Khải Hoàn Nhà xưởng số 3 Cty giày Khải Hoàn Cty bảo hiểm PJICO Cần Thơ Cầu Rạch Miễu - Bến Tre C/c 50 Lê Hồng Phong - Nha Trang Nhà máy đóng tàu Hyundai - Vinashin (Ninh Hòa - Nha Trang) Cầu Tư Hiền (Thừa Thiên - Huế) Cầu Thuận An (Thừa Thiên - Huế) Cầu Hiệp Thượng (Hải Dương) Cầu Kênh Ngang (TP. HCM) Đường cao tốc TpHCM - Trung Lương - Cầu Bến Lức - Cầu Bà Tồn C/c Phước Long - Nha Trang Cầu Thầy Tiêu, Quận 7, TpHCM 1.5.2.Xử lý nền móng Thi công khoan phụt đập Thác Mơ Thi công khoan phụt đập Đồng nai 4 Cty dầu nhờn Mekong - Vĩnh Long Dự án Bourbon Bến Lức - Long An Cảng dầu thực vật Vocarimex, Quận 7, TpHCM Cảng dầu thực vật Vocarimex, Quận 7, TpHCM Gia cố nền nhà xưởng Công ty P&G Khu chế xuất Linh Trung 2 Nh/máy thủy điện Srok Phumiêng Nhà máy thủy điện Cần Đơn 1.5.3.Khảo sát địa hình và địa chất công trình KCN AMATA - Đồng Nai Khu công nghiệp Cát Lái - TpHCM Nhà máy Wall Ice cream - TpHCM Hệ thống cầu thuộc quận 9 TpHCM Nhà m nhiệt điện Trà Nóc - Cần Thơ Hệ thống giao thông Định Quán Dự án Bourbon Bến Lức - Long An Khu Công nghiệp Tân Bình TpHCM Cty Tainan Spinning - Đồng Nai Nhà máy nhiệt điện Phú Mỹ 1 - Tuyến kênh lấy nước sạch Khu chế xuất Linh Trung 2 Cầu Câu Lâu - Quảng Nam Dự án Lyonnaise cấp nước sạch Khu dân cư Bình Phú, Q.6, TpHCM Dự án mở rộng sân bay Tân Sơn nhất Dự án đuôi hơi nhà máy Phú Mỹ 2.2 Khu chế xuất Linh trung 3 Nhà máy cement Hà Tiên 2.2 Cảng Kỳ Hà - Tỉnh Quảng Nam Cảng Thị Nại - Tỉnh Bình Định Đập nước Sông Tho - Bình Thuận Cảng Sa Kỳ - Tỉnh Quảng Ngãi Đập nước Ba Ha - Bình Thuận Cảng Hòn Khói - Tỉnh Khánh Hòa Cảng Tịnh Hòa - Tỉnh Quảng Ngãi NM điện Nghi Sơn - Thanh Hóa Nhà máy cement Hà Tiên 2.2 - Đợt 2 Đường Hồ Chí Minh, A Đớt - A Tép Nhà máy nước giải khát San Miguel - KCN AMATA Đồng Nai Khu du lịch LIFE Resort - Huế Đường và cầu vào Khu du lịch Đại Phước - Nhơn Trạch - Đồng Nai Dự án Khí điện đạm Cà Mau - GĐ 1 Cầu Đại Phước, Đồng Nai Cảng Thị Vải - Bà Rịa - Vũng Tàu Nhà máy điện Cà Mau Khu dân cư Tây Tăng Long NM lọc dầu Dung Quất - Quảng Ngãi NM bán dẫn Intel - KCN cao TpHCM NM nhiệt điện Ô Môn NM nhiệt điện Ô Môn 2 Bể đúc hầm vượt sông Sài Gòn - Dự án Xa lộ Đông - Tây 1.5.4.Quan trắc địa kỹ thuật Tuyến đường Cà Mau - Năm Căn Cảng FLDC - TpHCM Trạm phân phối cement Nghi Sơn Hiệp Phước, Nhà Bè, TpHCM Cầu Câu Lâu Nhà máy phân đạm Phú Mỹ - Dự án Khí điện đạm Phú Mỹ Nhà máy thủy điện Cần Đơn - Bình Phước Ký túc xác công nhân Tân Thuận Khu căn hộ cao tầng Mỹ Thuận Trạm nạp bình LPG Nhà máy điện Cà Mau - Dự án Khí Điện Đạm Cà mau Tuyến đường ống dẫn khí PM3 - Cà Mau 1.5.5.Dự án khai thác nước ngầm Nhà máy sữa Foremost Nhà máy Wall Ice cream - TpHCM Nhà máy giấy Vĩnh Huê Nhà máy superphoshat Long Thành Sân bay Tân Sơn Nhất Khu công nghiệp Tân Bình Khu công nghiệp Trảng Bàng Khu dân cư Hiệp Bình Chánh Siêu thị METRO An Phú Khu du lịch Giang Điền Nhà máy sữa Nutifood Siêu thị METRO Cần Thơ Dự án cấp nước nh/m HOLCIM Khảo sát địa chất Khảo sát địa chất công trình, Khảo sát địa hình, Địa chất thủy văn 1.5.6.Xử lý nền móng Xử lý nền móng: Khoan phụt beton gia cố móng cho các đập thủy điện, xử lý nền các bến cảng, nhà xưởng, khu chế xuất... Từ năm 2003, Công ty đã đầu tư thêm trang thiết bị, mở rộng các lĩnh vực hoạt động sang các hạng mục gần gũi về chuyên môn như thi công ép cọc, đóng cọc, thi công kè, bãi, xây lắp cơ khí. Các dự án xử lý nền móng Thi công khoan phụt đập Thác Mơ Thi công khoan phụt đập Đồng nai Cty dầu nhờn Mekong - Vĩnh Long Dự án Bourbon Bến Lức - Long An Cảng dầu thực vật Vocarimex, Quận 7, TpHCM Gia cố nền nhà xưởng Công ty P&G Khu chế xuất Linh Trung 2 Nhà máy thủy điện Srok Phumiêng Nhà máy thủy điện Cần Đơn chương 2:Tổng quát công nghệ khoan cọc nhồi 2.1. Giới thiệi chung Cùng với sự phát triển các công trình xây dựng có quy mô lớn trong các ngành xây dựng công nghiệp, nhà cao tầng, các công trình giao thông cầu, bến cảng móng cọc khoan nhồi đã được nghiên cứu và áp dụng nhiều trong xây dựng cầu đường, bến cảng, các vùng đất khác nhau, đặc biệt là ở những vùng đất yếu địa chất phức tạp. Công nghệ khoan cọc nhồi đã được sử dụng nhiều trong các công trình cầu lớn của nước ta như móng trụ neo móng trụ tháp phần cầu chính cầu Mỹ Thuận, sử dụng 36 cọc khoan nhồi đường kính 250 cm, dài 55-100m, khả năng chịu tải của cọc là 3900T, cọc xuyên qua địa tầng sét chảy đến sét dẻo mịn, ngàm vào tầng cát chặt 2-3m bằng gầu ngoạm hình bán cầu KD F3 _2400 E(S) của Đức, giữ ổn định vách lỗ khoan bằng ống vách và dung dịch Bentonite; thi công móng mố trụ cầu Lạc Quần (Nam Định) dùng cọc khoan nhồi đường kính 150 cm, dài 85m, khả năng chịu tải của cọc 920-950T, cọc xuyên qua địa tầng sét chảy đến sét dẻo mềm, ngàm vào tầng cát chặt 2-3m thi công bằng máy khoan BS_680_R của Đức, giữ ổn định vách lỗ khoan bằng ống vách và dung dịch Bentonite và nhiều công trình cầu lớn khác. Công nghệ khoan cọc nhồi có thể áp dụng thích hợp với các loại nền đất đá, kể cả vùng có hang castơ, thích hợp với các công trình cầu lớn tải trọng nặng, địa chất nền đất là đất yếu hoặc có địa tầng thay đổi phức tạp. Thích hợp cho nền móng các công trình cầu vượt xây dựng trong thành phố hay đi qua các khu dân cư đông đúc vì nó đảm bảo được các vấn đề về môi trường cũng như tiến độ thi công cầu, thích hợp cho móng có tải trọng lớn như: nhà cao tầng có tầng ngầm các công trình cầu( cầu dầm đơn giản, cầu khung T, cầu dầm liên hợp liên tục, cầu treo dây xiên nhất là khi kết cấu nhịp siêu tĩnh vượt khẩu độ lớn, tải trọng truyền xuống móng lớn mà lại yêu cầu lún rất ít hay hầu như không lún. Khác với hạ cọc phải đúc sẵn thành từng đoạn từng khẩu, chờ đủ cường độ mới hạ cọc bằng nhiều công nghệ khác nhau, cọc khoan nhồi là loại cọc được đúc ngay tại vị trí thiết kế, đã khoan lỗ sẵn trong đất nền . Cọc nhồi có ưu điểm: Rút bớt được công đoạn đúc sẵn cọc, không còn khâu xây dựng bãi đúc, lắp dựng ván khuôn, chế tạo mặt bích hoặc mối nối cọc. Đặc biệt, không cần điều động những công cụ vận tải và bốc xếp cồng kềnh trong khâu vận chuyển cẩu lắp khá phức tạp, nhất là đối với những đoạn cọc quá dài hoặc cọc ống thành mỏng dễ bị nứt vỡ. Đồng thời cũng không cần đóng hạ cọc và độn ruột, hai công đoạn khá phức tạp, nhất là khi gặp chướng ngại vật hoặc dị vật. Vì cọc đúc ngay tại móng, nên có khả năng thay đổi kích thước hình học, chẳng hạn chiều dài, đường kính cọc, số lượng cốt thép so với bản vẽ thiết kế để phù hợp với thực trạng của đất nền được xác định chính xác hơn trong quá trình thi công . Độ cao đầu cọc cũng có thể quyết định lại cho phù hợp với điều kiện địa hình và địa chất nhằm mục đích tránh lãng phí vật liệu khi phải đập đầu cọc để liên kết với bệ móng. Trong đất dính, bất cứ tại phần nào, điểm nào, trên thân cọc vẫn có thể mở rộng thêm: chân cọc và phần thân cọc có thể mở rộng gấp 2-3 lần đường kính để tăng khả năng chịu tải của cọc tính theo vật liệu chịu được mômen lớn có thể phát sinh ở đỉnh cọc. Cọc khoan nhồi có khả năng sử dụng trong mọi loại địa tầng khác nhau dễ dàng vượt qua được những chướng ngại vật, nếu kích thước dị vật đó nhỏ hơn 1/3 đường kính, có thể loại bỏ trực tiếp; nếu lớn hơn có thể dùng những công cụ đặc biệt để phá bỏ chẳng hạn như dùng đầu khoan choòng, máy phá đá, hoặc cho nổ mìn, sử dụng hoá chất về nguyên tắc có thể đặt chân cọc ở bất cứ độ sâu nào( kể cả khoan sâu vào đá gốc), với cùng một công nghệ tương đối nhất quán( khác với rung hạ cọc bằng búa chấn động ) để tạo ra các sơ đồ chịu lực khác nhau: cọc chống, cọc ma sát, ngàm chân, tựa khớp hoặc các sơ đồ hỗn hợp. Cọc khoan nhồi thường tận dụng hết khả năng chịu lực theo vật liệu, do đó giảm được số lượng cọc móng và cũng như cọc ống, một vài cọc có đường kính lớn có thể thay thế cho cả nhóm cọc đóng, tạo điều kiện cho thi công tập trung, giảm thời gian, giảm vật liệu. Đặc biệt cốt thép chỉ bố trí theo yêu cầu chịu lực khi khai thác, không cần bố trí bổ sung nhiều cốt thép như cọc đúc sẵn chỉ để chịu lực trong quá trình thi công cọc(bốc xếp, vận chuyển, đóng cọc..). Không gây tiếng ồn, chấn động mạnh, làm ảnh hưởng tới môi trường sinh hoạt xung quanh, một điều kiện rất quan trọng khi xây dựng những công trình trong thành phố, nhất là khi phải thi công trong những địa bàn chật hẹp, xen kẽ bên cạnh những công trình đô thị khác đã có. Cho phép có thể trực quan kiểm tra các lớp địa tầng bằng mẫu đấtl lấy lên từ hố đào, nếu cần có thể tiến hành trực tiếp tại hiện trường, đánh giá khả năng chịu lực của nền đất dưới đáy hố khoan, trước khi quyết định đổ bê tông tạo hình cho cọc đúc tại chỗ. Nhược điểm của cọc khoan nhồi: Giá thành trên 1m dài cọc vẫn còn cao so với loại hình cọc đóng, cọc ép, cọc rung hạ. Chi phí khảo sát địa chất công trình cho việc thiết kế móng cọc khoan nhồi cao hơn nhiều so với móng cọc khác, bởi vì việc thiết kế cọc khoan nhồi cần biết chi tiết về các tính chất cơ - lý - hoá của đất, nước, cần dự báo đúng về các hiện tượng cát chảy, đất sập. Sản phẩm trong suốt quá trình thi công đều nằm sâu dưới lòng đất, các khuyết tật dễ xảy ra không kiểm tra trực tiếp được bằng mắt thường, khó xác định chất lượng sản phẩm và nhất là các chỉ tiêu về sức chịu tải của cọc. Chất lượng phụ thuộc chủ quan vào trình độ kỹ thuật, khả năng tổ chức và kinh nghiệm chuyên môn của nhà thầu và đơn vị sản xuất, mặc dầu có thể được trang bị máy móc chuyên dụng và đồng bộ, kể cả những thiết bị kiểm tra chất lượng và thử nghiệm công trình hiện đại. Thường đỉnh cọc nhồi phải kết thúc trên mặt đất, khó có thể kéo dài thân cọc lên phía trên, do đó buộc phải làm bệ móng ngập sâu dưới mặt đất hoặc đáy sông. Vì vậy không có lợi về mặt thi công nhất là đối với những công trình thi công trên sông biển, phải làm vòng vây ngăn nước tốn kém so với móng cọc đài cao. Rất dễ xảy ra khuyết tật ảnh hưởng đến chất lượng cọc chẳng hạn như: -Hiện tượng thắt hẹp cục bộ thân cọc hoặc thay đổi kích thước tiết diện khi qua nhiều lớp đất đá khác nhau. -Bê tông xung quanh cọc dễ bị rửa trôi lớp xi măng khi gặp mạch ngầm và gây ra hiện tượng rỗ “ kẹo lạc” ngay cả trong trường hợp dùng ống vách tạm thời( nhưng phải rút lên khi bê tông chưa kịp đông cứng) -Ngoài ra còn rất nhiều nguyên nhân chủ quan khác làm cho cọc khoan nhồi kém phẩm chất như do chất lượng khoan tạo lỗ không đúng kích thước, nghiêng lệch sụt lở vách khoan, chất lượng xục rửa đaý lỗ khoan chưa tốt còn sót lại nhiều cặn lắng, bêtông bị trở ngại không xuống được cao độ thiết kế, phải tựa trên một lớp vật liệu rời rạc, dễ lún. Do khối lượng chất lượng trộn bê tông không đều, chất lượng đổ bê tông không đúng quy cách, bị gián đoạn, tắc nghẽn, miệng ống dẫn không ngập sâu trong bê tông, tốc độ bê tông xuống quá nhanh, thời gian tháo lắp ống quá lâu bê tông bị gián đoạn tạo ra những điểm dừng đổ và phân tầng. Nói chung là do không nắm vững quy trình công nghệ, chủ quan, không tìm hiểu tình hình và dự liệu các biện pháp phù hợp. Thi công cọc phụ thuộc nhiều vào thời tiết, không những trong quá trình khoan tạo lỗ chịu ảnh hưởng của biến động thời tiết(có khi phải ngừng thi công và lấp lỗ khoan tạm thời), mà đổ bê tông đúc cọc ngoài trời, nhất là tại vị trí sông nước, lại càng chịu ảnh hưởng lớn của mưa bão, tác động không nhỏ tới chất lượng sản phẩm. Do đó, phải có dự kiến phương án khắc phục. Riêng đối với đất cát nhiều khó khăn phức tạp có thể xảy ra, mở rộng chân cọc rất khó thực hiện đúng với kích thước mong muốn vì thành vách dễ bị sạt lở. Trái với cọc đóng làm chặt cát sỏi, khi khoan cọc sẽ làm cho cát sỏi bị rời lỏng, cấu trúc tự nhiên dù vốn có chặt chẽ nhưng dễ bị phá huỷ. Cọc nhồi nếu bị lún trong cát sẽ gây ra hiện tượng sụt mặt đất và dẫn tới những ảnh hưởng xấu cho cả những công trình xung quanh Chi phí cho thiết bị kiểm tra chất lượng cọc tương đối cao, thí nghiệm thử tải cọc phức tạp và giá thành cao. 2.2.Công nghệ thi công khoan cọc nhồi. Trên thế giới có rất nhiều công nghệ và các loại thiết bị thi công cọc khoan nhồi khác nhau. ở Việt Nam hiện nay chủ yếu là sử dụng 3 phương pháp khoan cọc nhồi với các loại thiết bị và quy trình khoan khác nhau. * Phương pháp khoan thổi rửa. ( phản tuần hoàn ) * Phương pháp khoan dùng ống vách. * Phương pháp khoan gầu trong dung dịch Bentônite. a- Phương pháp khoan thổi rửa: ( hay phản tuần hoàn ) Xuất hiện đã lâu và hiện nay vẫn được sử dụng rộng rãi ở Trung Quốc. Tại Việt Nam một số đơn vị liên doanh với Trung Quốc vẫn sử dụng công nghệ khoan này. Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá đất, dung dịch Bentônite được bơm xuống để giữ vách hố đào, mùn khoan và dung dịch được máy bơm và máy nén khí đẩy từ đáy hố khoan lên đưa vào bể lắng. Lọc tách dung dịch Bentônite cho quay lại và mùn khoan ướt được bơm vào xe téc và vận chuyển ra khỏi công trường, công việc đặt cốt thép và đổ bêtông được tiến hành bình thường. Ưu điểm của phương pháp này là giá thiết bị rẻ, thi công đơn giản, giá thành hạ. Nhược điểm là khoan chậm, chất lượng và độ tin cậy chưa cao. b- Phương pháp khoan dùng ống vách. Xuất hiện từ thập niên 60 -70 của thế kỷ này, ống vách được hạ xuống và nâng lên bằng cách vừa xoay vừa rung. Trong phương pháp này không cần dùng đến dung dịch Bentônite để giữ vách hố khoan, đất trong lòng ống vách được lấy ra từ gầu ngoạm. Ưu điểm là không cần đến dung dịch Bentônite, công trường sạch chất lượng cọc đảm bảo. Nhược điểm là khó làm được cọc tới 30m, máy cồng kềnh, khi làm việc gây chấn động rung lớn, khó sử dụng cho việc xây chen trong thành phố. c- Phương pháp khoan gầu. Trong công nghệ khoan này gầu khoan thường ở loại thùng xoay cắt đất và đưa ra ngoài, cần gầu khoan có dạng ăngten, thường là 3 đoạn truyền được chuyển động xoay từ máy đào xuống gầu đào nhờ hệ thống rãnh. Quá trình tạo lỗ được thực hiện trong dung dịch sét Bentônite. Dung dịch Bentônite được thu hồi, lọc và tái sử dụng vừa đảm bảo vệ sinh và giảm khối lượng chuyên chở, trong quá trình khoan có thể thay các đầu đào khác nhau để phù hợp với nền đất và có thể vượt qua các dị vật trong lòng đất, việc đặt côt thép và đổ bêtông được tiến hành trong dung dịch Bentônite. Ưu điểm của phương pháp là thi công nhanh, việc kiểm tra chất lượng thuận tiện rõ ràng, đảm bảo vệ sinh môi trường, ít ảnh hưởng đến công trường xung quanh. Nhược điểm là thiết bị chuyên dụng, giá đắt, giá thành cọc cao, quy trình công nghệ chặt chẽ, cán bộ kỹ thuật và công nhân phải lành nghề và có ý thức công nghiệp, kỷ luật cao. Hình 2.1:Quy trình công nghệ thi công cọc khoan nhồi. 2.2.1.Chuẩn bị thi công. Trước khi công cọc khoan nhồi, ngoài việc phải chuẩn bị thiết bị cần thiết, điều tra khả năng vận chuyển và hoạt động để áp dụng các biện pháp ngăn ngừa tiếng ồn, chấn động thì một việc quan nữa là phải thực hiện điều tra đầy đủ về tình hình phạm vi xung quanh hiện trường. Về mặt vận chuyển thiết bị phải xem xét chủng loại, kích thước, trọng lượng của thiết bị (kích thước và trọng lượng khi tháo rời để vận chuyển), khả năng tự hành được hay không, có kinh tế không để lựa chọn được phương án thích hợp nhất. Điều cần chú ý là máy khoan thuộc loại thiết bị lớn, trọng lượng nặng, nên nhất thiết phải điều tra đầy đủ trước về phương án và lộ trình vận chuyển. Khi tiến hành điều tra các công việc này, phải tìm hiểu kỹ về trọng tải của xe vận tải, năng lực chở của xe kéo ( rơmooc), máy bốc xếp, bề rộng đường đi bán kính quay, độ dốc, cường độ mặt đường, độ cao thông thuỷ của các vật chướng ngại trên đường đi, tải trọng của cầu cống, có quy định hạn chế của bộ giao thông hay không. Phải bảo đảm có đủ diện tích ở hiện trường thi công để lắp dựng thiết bị, chỗ xếp dụng cụ, phải thực hiện việc xử lý, gia cố mặt đường và nền đất trong hiện trường để tạo điều kiện cho việc lắp dựng thiết bị và xe vận chuyển bê tông, đi lại. Phải nghiên cứu trước về vận chuyển đất thừa, bùn giữ thành hố, thiết bị xử lý, dọn dẹp các chướng ngại chìm dưới mặt đất, cấp thoát nước, thiết bị điện, số lượng đường ống cần có phải có các biện pháp hạn chế tiếng ồn và chấn động, điều tra tình hình hiện trường. Khi thiết kế tổ chức thi công cọc khoan nhồi cần phải điều tra và thu thập các tài liệu sau: Bản vẽ thiết kế móng cọc khoan nhồi, khả năng chịu tải, các yêu cầu thử tải và phương pháp kiểm tra nghiệm thu. Tài liệu điều tra về địa chất, thuỷ văn , nước ngầm. Tài liệu về bình đồ, địa hình nơi thi công, các công trình hạ tầng tại chỗ như đường giao thông, mạng điện, nguồn nước phục vụ thi công. Nguồn vật liệu cung cấp cho công trình, vị trí đổ đất khoan. Tính năng và số lượng thiết bị thi công có thể huy động cho công trình. Các ảnh hưởng có thể tác động đến môi trường và công trình lân cận. Trình độ công nghệ và kỹ năng của đơn vị thi công. Các yêu cầu về kỹ thuật thi công, kiểm tra chất lượng đối với cọc khoan nhồi. Nội dung của công tác thiết kế tổ chức thi công cọc khoan nhồi bao gồm: Lập bản vẽ mặt bằng thi công tổng thể bao gồm vị trí cọc, bố trí các công trình phụ tạm như trạm bê tông, hệ thống sàn công tác, dây chuyền công nghệ thiết bị thi công như máy khoan, các thiết bị đồng bộ đi kèm, hệ thống cung cấp và tuần hoàn vữa sét, hệ thống cấp và xả nước, hệ thống cấp đ