Công nghệ cọc khoan nhồi đã tạo thế chủ động cho ngành xây dựng công
trình giao thông của nước ta, không những trong những công trình cầu
lớn mà cả cho công trình cảng biển, cảng sông, nhà cao tầng. Trong những
năm qua, nước ta đã xây dựng được những công trình cầu lớn bằng công
nghệ khoan cọc nhồi như cầu Việt Trì, cầu sông Gianh, cầu Hàm Rồng, cầu
Quán Hàu, Cầu Mỹ Thuận, cầu Cần Thơ, cầu Bình Phước, mới đây ở Đà Nẵng
xây nhiều cầu cũng thiết kế bằng công nghệ móng cọc khoan nhồi như cầu
Rồng, cầu Trần thị Lý, cầu Nguyễn Tri Phương v.v….Các cọc khoan nhồi
có đường kính từ 1,0m đến 3,0m, chiều sâu cọc khoan nhồi có thể dài đến
120m. Cọc khoan nhồi chịu được tải trọng ngang lớn, so với các loại
cọc khác thì cọc khoan nhồi thi công thuận lợi trong các vùng gần công
trình đã thi công trước, trong khu đông dân cư, ít gây ảnh hưởng đến
các công trinh kế bên và không gây tiếng ồn lớn.
Công trình cọc khoan nhồi thích hợp với:
-Các loại nền đất đá, kể cả vùng có casto,
-Các công trinh cầu lớn, tải trong nặng, địa chất nền móng là đất yếu hoặc có địa tầng thay đổi phức tạp,
-Móng có tải trọng lớn.
Nhưng cọc khoan nhồi cũng có nhiều nhựơc điểm:
-Giá thành trên 1m dài cọc vẫn còn cao,
-Việc kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi thường chỉ thực hiện được sau khi đã thi công xong cọc. Chi phí cho thiết bị kiểm tra chất lượng tương đối cao. Thí nghiệm thử tải cọc phức tạp và giá thành cao;
- Chất lượng cọc tùy thuộc vào trình độ và công nghệ đổ bê tông cọc, vì vậy trách nhiệm của Tư vấn Giám sát là rất quan trọng.
-Các loại nền đất đá, kể cả vùng có casto,
-Các công trinh cầu lớn, tải trong nặng, địa chất nền móng là đất yếu hoặc có địa tầng thay đổi phức tạp,
-Móng có tải trọng lớn.
Nhưng cọc khoan nhồi cũng có nhiều nhựơc điểm:
-Giá thành trên 1m dài cọc vẫn còn cao,
-Việc kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi thường chỉ thực hiện được sau khi đã thi công xong cọc. Chi phí cho thiết bị kiểm tra chất lượng tương đối cao. Thí nghiệm thử tải cọc phức tạp và giá thành cao;
- Chất lượng cọc tùy thuộc vào trình độ và công nghệ đổ bê tông cọc, vì vậy trách nhiệm của Tư vấn Giám sát là rất quan trọng.
-Mức độ chiết giảm ma sát mặt bên cọc và sức kháng mũi cọc nhiều hơn so với các loại cọc khác;
-Dễ sụt thành vách lỗ khoan trong giai đoạn taọ lỗ, làm thay đổi kích
thức tiết diện cọc, tăng khối lượng bê tông và tăng trọng lượng bản
thân cọc một cách vô ích.
-Chi phí khảo sát địa chất công trình cho việc thiết kế móng cọc
khoan nhồi cao hơn so với móng cọc khác ( tính chất cơ-lý-hóa của đất,
nước, các dự báo về hiện tượng cát chảy, đất sập.v.v…)
Tùy theo điều kiện địa chất và điều kiện thi công mà sử dụng các
loại thiết bị khác nhau, nhưng chủ yếu gồm các dạng chính như sau:
+Máy khoan gầu xoay: được sử dụng đối với địa chất là cát, đất sỏi sạn, cát pha cuội sỏi.
+Máy khoan theo nguyên lý tuần hoàn ngược: được dùng cho các trụ dưới sông, có nước ngập, khoan vào tầng đá gốc hay đá phong hóa.
+Máy khoan vách xoay: được dùng cho các công trình có tầng địa chất phức tạp như cát chảy hoặc các công trình xây dựng gần những công trình đã có trước.
+Máy khoan gầu xoay: được sử dụng đối với địa chất là cát, đất sỏi sạn, cát pha cuội sỏi.
+Máy khoan theo nguyên lý tuần hoàn ngược: được dùng cho các trụ dưới sông, có nước ngập, khoan vào tầng đá gốc hay đá phong hóa.
+Máy khoan vách xoay: được dùng cho các công trình có tầng địa chất phức tạp như cát chảy hoặc các công trình xây dựng gần những công trình đã có trước.
Tuy nhiên trong nhiều dự án cầu đã sử dụng kết hợp các
loại thiết bị khác nhau để phát huy thế mạnh cụa mỗi loại, ví dụ dùng
máy khoan gầu xoay để khoan tầng đất trên cạn sau đó dùng máy khoan
theo nguyên lý tuần hoàn ngược để khoan tiếp vào tầng đá gốc. Hiện nay
có một số công trình thay vì dùng máy khoan xoay thì dùng máy khoan đập
cáp, có ảnh hưởng đến chất lượng đá ở thành bên (nứt nẻ nhiều) và sức
chịu tải của công trình hay không còn đang tranh cãi và nghiên cứu của
các chuyên gia kỹ thuật và chưa đi đến kết luận.
Về các sự cố kỹ thuật thường gặp trong thi công cọc khoan
nhồi, kinh qua viêc tham quan một số công trình có thi công cọc khoan
nhồi tại Đà nẵng, thành phố Hồ Chí Minh và tại địa phương tỉnh Khánh
Hòa (như cầu Trần Phú, cầu Diên Đồng, các cầu của dự án ADB5 và hiên nay
đang thi công cầu Phú cốc) đồng thời tham khảo qua nhiều tài liệu,
sách giao khoa rút ra được những những sự cố thường gặp như sau:
-Khối lượng bê tông đổ thực tế lớn hơn rất nhiều so với khối lượng bê tông tính toán theo kích thước lỗ khoan, do sự cố sập thành vách lỗ khoan, hoặc do từ biến của lớp đất yếu dưới tác dụng đẩy của bê tông tươi.
-Khối lượng bê tông đổ thực tế lớn hơn rất nhiều so với khối lượng bê tông tính toán theo kích thước lỗ khoan, do sự cố sập thành vách lỗ khoan, hoặc do từ biến của lớp đất yếu dưới tác dụng đẩy của bê tông tươi.
-Không hạ hết được chiều dài lồng thép theo thiết kế, sau đó quyết
định cho rút lồng thép lên để thổi rửa lại, nhưng lại không rút lên
được, mặc dù trước khi hạ lồng thép đã có công đoạn thổi rửa và kiểm
tra chiều sâu lỗ khoan. Nguyên nhân chủ yếu là do đất vách hố khoan bị
sụp lỡ nhiều trong quá trình hạ lồng thép làm đất trồi lên đột ngột ở
đáy hố khoan, chôn vùi một đoạn của lồng thép, do đó lồng thép không
rút lên được
.
-Trong khi đang dùng máy khoan đập cáp đễ giã vào tầng đá gốc thì quả
búa bằng sắt bị đứt cáp mắc dưới đáy lỗ khoan đang thi công dỡ với độ
sâu khá lớn, phải dừng thi công để tìm cách trục cục búa sắt lên, rất
là khó khăn nếu đất cát lại chui vào lỗ khoan càng lúc càng nhiều nằm
phía trên cục búa.
-Bê tông bị phân tầng, ở giữa 2 lớp bê tông là lớp đất sét mùn khoan
lẫn bentonite. Nguyên nhân chủ yếu xảy ra do việc cung cấp bê tông
không liên tục, làm 2 lớp bê tông bi phân tầng không đồng nhất của khối
bê tông trong thân cọc.
-Bê tông mũi cọc bị xốp (sũng nước hoặc lẫn nhiều bùn khoan) do bùn
khoan lắng đọng ở đáy hố khoan và đất dưới mũi bi xáo động, dẻo nhão do
bentonite hấp phụ. Hư hỏng này rất nghiêm trọng đối với cọc chịu sức
kháng mũi.
-Thân cọc bị co thắt lại (khối lượng bê tông giảm lại so với khối lượng thiết kế) do sự đẩy ngang của đất.
-Thân cọc có hang hốc, rỗ tổ ong (làm giảm khả năng chịu tải của cọc) do sự lưu thông của nước ngầm làm trôi cục bộ bê tông tươi, hoặc do độ sụt bê tông không đủ độ sụt cần thiết.
-Thân cọc có hang hốc, rỗ tổ ong (làm giảm khả năng chịu tải của cọc) do sự lưu thông của nước ngầm làm trôi cục bộ bê tông tươi, hoặc do độ sụt bê tông không đủ độ sụt cần thiết.
-Bê tông thân cọc bị đứt đoạn bởi thấu kính đất nằm ngang hoặc lẫn
bùn đất, lẫn vữa bentonite do sự cố sập thành vách trong lúc đổ bê tông
hoặc do nhấc ống đổ bê tông lên quá cao.
-Vị trí lỗ khoan bi vướng phải vật cản như các cọc thép, dầm thép
hình, cọc bê tông cốt thép hay cấu kiện cứng nằm sâu trong lòng đất gây
rất nhiều khó khăn cho việc khoan tạo lỗ khi không thể trụt vớt các
vật cản trên được.
-Khi rút ống vách lên làm kéo theo cả khối bê tông và phần cọc dưới ống vách cũng bị lồng thép kéo lên theo.
-Tắc nghẽn bê tông trong ống.
-Tắc nghẽn bê tông trong ống.
kinh nghiệm của các đơn vị thường xuyên thi công cọc khoan nhồi đã
giải quyết hầu hết các sự cố xảy ra trên công trình đang thi công. tuy
nhiên phải mất nhiều thời gian công sức và tốn nhiều kinh phí xử lý các
sự cố nêu trên.
Cọc khoan nhồi ngoài các ưu điểm còn tồn tai một số nhực điểm qua
các sự cố như đã trình bày ở trên. Các sự cố trên đôi khi rất phức tạp
khó khắc phục sửa chữa, có thể dẫn đến chi phí rất cao, hoặc không sửa
chữa được mà phải thay cọc mới. Do đó cách tốt nhất là nên dự phòng các
sự cố có thể xảy ra, hiểu rỏ các nguyên nhân và có biên pháp phòng
ngừa.
Do đó đối với đơn vị thi công phải có cán bộ kỹ sư chuyên nghiệp từng
trải về việc thi công cọc khoan nhồi, nên tham khảo nhiều tài liệu về
công nghệ thi công móng cọc khoan nhồi. Đối với đơn vị làm trách nhiệm
Tư vấn giám sát phai cử kỹ sư có kinh nghiệm đã từng thi công hoặc làm
TVGS các công trình thi công cọc khoan nhồi, phải kiểm tra công trường
cọc khoan nhồi từ khâu chuẩn bị mặt bằng thi công, kiểm tra thiết bị
thi công cọc khoan nhồi, kiểm tra quá trình khoan tạo lỗ, công việc hạ
ống vách và cách sử dụng tỉ lệ dung dich bentonite thay cho ống vách
hoặc kết hợp với ống vách, kiểm tra kích thước lỗ khoan trước khi hạ
lồng thép, theo dõi máy bơm bê tông vào lỗ khoan, kiểm tra độ sụt bê
tông và khối lượng bê tông đổ vào cọc.
Có thể nhận xét rằng: khi thi công cọc khoan nhồi thường gặp nhiều
sự cố là do quá nhiều yếu tố ảnh hưởng đến nó mà kinh nghiệm thiết kế
và thi công ở nước ta chưa nhiều và chưa quan tâm đúng mức đến các ảnh
hưởng của các yếu tố đó, cho nên thường gặp các sự cố xảy ra, đó là:
điều kiện địa chất thủy văn công trình phức tạp, trong khảo sát chỉ xét
về tính chất cơ lý mà chưa xét đến tính chất hóa đất, hóa nước, hiện
tượng cát chảy và đất sụp, dung dich bentonite chưa xét mối tương quan
giữa nó và và môi trường đất nền. Đơn vị thi công chưa kinh nghiệm,
công tác Tư vấn giám sát chưa được chặt chẻ và nghiêm ngặt, cán bộ Quản
lý dự án chưa chưa thật quan tâm đúng mức, phó thác cho đơn vị thi
công và giám sát công trình.
Trần xuân Thắng
Ban QLDA GTNT
Ban QLDA GTNT
