Cọc khoan nhồi là gì? Ưu nhược điểm của cọc khoan nhồi

Từ năm 1980, cọc khoan nhồi đã được sử dụng rộng rãi ở nước ta với hình thức tạo lỗ bằng thủ công. Cho đến ngày nay, thiết bị này đã được cải tiến hiện đại hơn để tạo lỗ và đổ bê tông bằng các quy trình khác nhau. Móng cọc khoan nhồi có thể áp dụng rộng rãi trong các ngành thủy lợi, cầu đường, xây dựng công nghiệp và dân dụng, kể cả những công trình có tải trọng lớn như nhà cao tầng đô thị. Vậy bạn có hiểu rõ cọc khoan nhồi là gì cũng như những ưu - nhược điểm của thiết bị này? Hãy để Nhà đẹp 9houz giúp bạn hiểu rõ hơn thông qua những thông tin hữu ích dưới đây.

I. Cọc khoan nhồi là gì?

Trong lĩnh vực xây dựng 10 năm trở lại đây ở nước ta, cọc khoan nhồi là loại móng sâu thịnh hành nhất. Cọc có đường kính từ 60 đến 100cm, cọc có đường kính lớn hơn 76cm được xem là cọc lớn và cọc có đường kính nhỏ hơn 76cm được xem là cọc nhỏ.

Đọc thêm:

• Bê tông tươi là gì? Nên sử dụng bê tông tươi hay bê tông tự trộn

Cọc khoan nhồi là loại móng sâu thịnh hành trong lĩnh vực xây dựng

Để tạo lỗ, bạn có thể áp dụng phương pháp khoan bằng các tổ hợp máy khoan hiện đại hoặc đào bằng thủ công. Với việc sử dụng tổ hợp khoan hiện đại, cọc khoan nhồi có đường kính lớn có thể hạ đến độ sâu rất lớn.

Do đó, để làm móng hiện nay, một số cầu lớn đã và đang xây dựng cũng dùng cọc khoan nhồi đường kính lớn. Điển hình như, cầu Mỹ Thuận sử dụng cọc khoan nhồi có đường kính 2,5m và chiều sâu hạ cọc đến hàng trăm mét. Cầu Thuận Phước sử dụng cọc khoan nhồi đường kính 2,5m cùng chiều sâu hạ cọc khoảng 50 - 70m.

II. Ưu và nhược điểm của cọc khoan nhồi

Sau khi bạn đã hiểu “Cọc khoan nhồi là gì?”, hãy cùng chúng tôi đi tìm hiểu kỹ những ưu - nhược điểm của loại thiết bị này.

1. Ưu điểm

Những ưu điểm chính của cọc khoan nhồi không thể bỏ qua là:

• Với đường kính và chiều sâu lớn, cọc khoan nhồi có sức chịu tải lớn lên tới hàng nghìn tấn.

• Khắc phục được nhược điểm gây ra chấn động đối với các công trình và môi trường xung quanh của cọc đóng.

• Khi điều kiện địa chất và thiết bị thi công cho phép, cọc khoan nhồi có thể mở rộng mũi cọc, đường kính thân cọc (60 - 250cm) và tăng chiều dài cọc đến độ sâu tùy ý (khoảng 100m) để làm tăng sức chịu tải của cọc.

• So với các loại cọc lắp ghép có cọc đài thấp, cọc khoan nhồi thường có lượng thép bố trí ít hơn.

2. Nhược điểm

Cọc khoan nhồi tồn tại cả ưu điểm lẫn một vài nhược điểm

Bên cạnh những ưu điểm, cọc khoan nhồi vẫn còn tồn tại một số nhược điểm sau:

• Việc kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi rất phức tạp, gây tốn kém trong thi công.

• So với cọc ép và cọc đóng, ma sát thành cọc khoan nhồi với đất giảm đi đáng kể bởi quá trình khoan tạo lỗ.

• Việc xử lý các khuyết tật của cọc khoan nhồi rất phức tạp, thậm chí một số trường hợp phải bỏ cọc cũ đi để làm cọc mới.

• Công nghệ thi công đòi hỏi kỹ thuật tay nghề cao nhằm tránh hiện tượng cọc đi qua các lớp đất yếu có chiều dày lớn và phân tầng khi thi công bê tông dưới nước có áp.

• Khi xây dựng những công trình thấp tầng, so với các phương án cọc ép và cọc đóng thì giá thành cọc khoan nhồi cao hơn nhiều. Cụ thể, giá thành phương án cọc khoan nhồi có thể cao hơn từ 2 đến 2,5 lần giá thành cọc đóng hoặc cọc ép khi thi công công trình dưới 12 tầng. Tuy nhiên, giá thành cọc khoan nhồi lại hợp lý khi xây dựng cầu lớn hoặc nhà cao tầng.

III. Quy trình thi công

Để thực hiện tốt toàn bộ quá trình thi công cọc khoan nhồi, bạn cần tuân thủ đúng quy trình thi công cọc, bao gồm: Bố trí sơ đồ vị trí khoan, khoan cọc, kiểm tra độ sâu của hố khoan, cốt thép, vệ sinh hố khoan và đổ bê tông cọc.

1. Bố trí sơ đồ vị trí khoan

Để tránh vướng víu trong công tác thi công, mỗi máy cọc khoan nhồi nên được bố trí ở một khu vực nhất định. Đồng thời, nhằm loại bỏ tình trạng đầu cọc mới đổ bê tông xong bị xe khoan chạy lên, bạn nên bố trí khoan theo trình tự từ trong ra ngoài.

Bố trí sơ đồ vị trí khoan để công tác thi công diễn ra trơn tru

Cùng với đó, trước khi bê tông của tim trước đạt tới thời gian hơn 24 tiếng, bạn cần tiến hành khoan tim sau cạnh tim trước.

2. Công tác khoan cọc

Trước tiên, bạn cần cẩn chỉnh máy cọc khoan nhồi đúng vị trí:

• Căn chỉnh đúng tim mốc đã định vị trước đó khi đưa máy cọc khoan nhồi vào vị trí.

• Kê kích máy chắc chắn, đảm bảo khi máy hoạt động không bị lún nghiêng.

• Sử dụng 2 bọt thủy chuẩn được gắn ở 2 bên chân tháp khoan kiểm tra độ thẳng đứng của tháp, trong quá trình khoan liên tục theo dõi hai bọt thủy này.

Chỉnh máy cọc khoan nhồi vào đúng vị trí đã được căn chỉnh

Sau khi cân chỉnh máy cọc khoan nhồi xong, để chống sạt lở và mất nước trong khi khoan, bạn dùng mũi khoan phá khoan một đoạn sâu khoảng 2m kết hợp hạ ống sinh (loại ống vách có chiều dài 2m). Đồng thời bạn tiến hành:

• Sử dụng mũi khoan phá tới cao độ thiết kế của cọc để tiến hành khoan.

• Theo dõi địa chất và ghi lại trong quá trình khoan, bạn cần báo ngay cho chủ đầu tư cũng như tư vấn thiết kế công trình nếu có sự khác biệt nhiều so với tài liệu thăm dò địa chất để điều chỉnh chiều sâu cọc.

• Kiểm tra lượng Bentonite phù hợp trong khi khoan, trong mọi trường hợp dừng qua đêm do hết giờ làm hoặc ngừng thi công do thời tiết thì hố khoan vẫn phải được đảm bảo bơm đầy dung dịch. Bentonite có tác dụng giữ thành hố khoan không bị sập và đưa mùn khoan từ đáy hố khoan trồi lên hố dung dịch.

Kiểm tra lượng Bentonite phù hợp trong quá trình khoan cọc

• Nhanh chóng cho thêm Bentonite vào dung dịch để chống thấm nếu tầng thấm lớn mất nước nhanh trong quá trình khoan.

• Không khoan hai tim cọc gần nhau khi thi công trong điều kiện mực nước ngầm cao nhằm tránh tình trạng xông nước giữa cọc nọ qua cọc kia, dễ gây sạt lở thành vách.

3. Công tác kiểm tra độ sâu của hố khoan

Bước tiếp theo trong quy trình thi công cọc khoan nhồi chính là công tác kiểm tra độ sâu của hố khoan.

Đo theo chiều dài của cần khoan hoặc ống đổ bê tông, có thể sử dụng thước dây có treo quả dọi thả xuống hố khoan. Trường hợp mùn khoan còn nằm lại trong hố khoan, bắt buộc phải tính độ sâu hố khoan dựa vào số lượng cũng như chiều dài cần khoan (chiều dài mỗi cần khoan khoảng 3,05m).

Công tác kiểm tra độ sâu của hố khoan bằng thước dây có treo quả dọi

Thả dọi để kiểm tra hố khoan sau khi dùng mũi khoan núp B kéo hết mùn khoan lên, tiếp đến mới thả lồng thép vào ống đổ bê tông. Sau đó, để xác định chiều dày lớp cặn lắng, bạn tiến hành thả dọi đo lại cao độ hố khoan.

Trong trường hợp thổi rửa vệ sinh xong mà chưa có bê tông để đổ ngay, bạn phải kiểm tra lại lần nữa để đảm bảo lớp cặn nằm trong giới hạn cho phép trước khi đổ bê tông.

4. Công tác cốt thép

Trước khi hạ xuống hố khoan, công tác gia công cốt thép được kiểm tra, nghiệm thu cẩn thận và được thực hiện ở nơi khô ráo. Tùy thuộc vào thiết kế mà lồng thép được gia công thành từng lồng dài có kích thước khoảng 5,8m - 11,7m. Đồng thời, nhằm đảm bảo lớp bê tông được bảo vệ chắc chắn, lồng thép được buộc đầy đủ các con kê bằng bê tông.

Kiểm tra, nghiệm thu gia công cốt thép trước khi hạ xuống hố khoan

Bạn phải giữ cho lồng thép thẳng đứng trong quá trình hạ và đoạn nọ nối với đoạn kia sao cho đúng tâm lồng thép.

Mối nối bằng bắt cóc nên được sử dụng cho mối nối cốt thép, đoạn nối chồng cốt thép được nối bằng hai cóc xiết và có chiều dài là 30D, số thanh cần nối bằng 50% tổng số mối nối và các thanh còn lại được buộc bằng dây kẽm.

Lưu ý, đầu lồng thép không được chọc vào thành vách và không được để chạm đáy khi thả xuống hố khoan. Tốt nhất, như trong bản vẽ thiết kế, lồng thép phải cách hố khoan khoảng 100mm.

5. Công tác vệ sinh hố khoan

Trong quá trình thi công cọc khoan nhồi, công tác vệ sinh hố khoan là công đoạn quan trọng nhất. Công đoạn này cần làm ngay khi phôi khoan bị lắng trong đáy hố khoan do dung dịch không đưa lên được khỏi hố khoan hoặc lơ lửng trong dung dịch.

Trước hết, bạn cần xử lý cặn lắng là các hạt có đường kính lớn: Bạn tiến hành hạ mũi khoan núp B xuống sau khi khoan xong lần 1, công đoạn này có thể làm từ 1 đến 2 lần. Thao tác hạ mũi khoan núp B tương tự thao tác khoan mũi phá, tuy nhiên không được xoay mũi núp B khi kéo lên nhằm hạn chế sình đất lọt lại xuống hố khoan.

Xử lý cặn lắng có đường kính lớn bằng mũi khoan núp B

Tiếp theo, trước khi đổ bê tông, bạn tiến hành xử lý cặn lắng là các hạt có đường kính nhỏ. Sau quá trình xử lý cặn lắng kích thước lớn, bạn đưa ống đổ bê tông cùng lồng thép xuống bên dưới đáy hố khoan, kết hợp đưa vào trong lòng ống đổ Bentonite một ống dẫn khí.

Ở độ sâu cách đáy 2m, thông qua đường ống đổ Bentonite, sử dụng khí nén bơm ngược dung dịch hố khoan ra ngoài. Với phương pháp thực hiện này, các phôi khoan bị lắng trong đáy hố khoan có xu hướng bị hút vào trong ống đổ Bentonite rồi đẩy ngược lên, thoát ra bên ngoài thông qua miệng ống đổ.

Thực hiện bơm Bentonite đẩy ngược phôi khoan bị lắng ra ngoài

Sau khi tiến hành vệ sinh thổi rửa hố khoan xong, bạn cần dùng thước có thả dọi để kiểm tra đảm bảo lớp cặn lắng nhỏ hơn 10cm.

6. Công tác đổ bê tông cọc

Tùy vào đường kính cọc mà ống đổ bê tông bằng thép có đường kính khoảng 114mm - 138mm, được nối bởi nhiều đoạn có chiều dài 1,5m, miệng ống đổ được lắp một phễu để rót bê tông.

Đối với thi công cọc khoan nhồi cho các công trình lớn với đường kính khoảng 400mm - 800mm, bạn cần làm quả bóng ngăn nước trước khi đổ bê tông. Quả bóng ngăn nước này được làm bằng xi măng nhào dẻo, bọc ngoài là một lớp vải mỏng, sẽ bung ra và hòa lẫn vào bê tông khi xuống tới đáy.

Khi bắt đầu đổ bê tông, ống cọc khoan nhồi tuyệt đối không được kéo lên hoặc nhồi cho đến khi miệng phễu đổ đầy bê tông.

Công tác đổ bê tông cọc được tiến hành theo đúng quy trình

Trên thực tế, tổng lượng bê tông đổ vào cọc khoan nhồi không được vượt quá 20% lượng bê tông tính theo đường kính danh định của cọc. Đồng thời, để đảm bảo bê tông không bị lẫn dung dịch, ống đổ bê tông cần luôn ngập trong bê tông tối thiểu là 2m.

Bên cạnh đó, nếu muốn đảm bảo chất lượng cũng như cường độ bê tông suốt chiều dài cọc, bạn cần chắc chắn thời gian đổ bê tông cho cọc không vượt quá 4 giờ. Trong trường hợp thi công đổ bê tông ống bị nghẹt và không xử lý được, bạn phải ngừng thi công ít nhất 24 giờ, vệ sinh lại hố khoan một lần nữa rồi mới tiếp tục đổ bê tông.

Như vậy, trong bài viết hôm nay, Nhà đẹp 9houz đã giúp bạn tìm hiểu kỹ hơn về cọc khoan nhồi. Thiết bị này có nhiều ưu điểm nhưng vẫn tồn tại một số nhược điểm. Chính vì vậy, khi sử dụng loại cọc này, người dùng cần quản lý chặt chẽ tất cả các công tác trong quá trình thi công để đảm bảo chất lượng cọc.