Khái quát công nghệ: Điều kiện địa chất chủ yếu là bùn, cát pha, sét pha, sỏi
sạn, mũi cọc được thiết kế ngập vào tầng đá 50 cm. Dùng công nghệ khoan ống
vách để giữ thành trong suốt quá trình khoan. Ông vách được giữ lại không rút
lên.
Diễn biến sự cố: Do một nguyên nhân nào đó như mất điện máy phát, hỏng
cẩu.v.v.. làm gián đoạn quá trình khoan cọc, cần phải rút đầu khoan lên ngay
ngay sau khi mất điện thì đầu khoan bị kẹt ở đáy lỗ không cẩu lên được cũng
không thể nhổ lên được.
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.
Biện pháp xử lý:
- Cách 1: 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.
Lưu
ý: Trong suốt quá trình xói hút luôn giữ cho mực nước trong lỗ khoan ổn định
đầy trong ống vách để giữ ổn định thành lỗ khoan dưới đáy ống vách.
2. SỰ CỐ KHÔNG RÚT ĐƯỢC ỐNG VÁCH LÊN TRONG PHƯƠNG PHÁP THI
CÔNG CÓ ỐNG VÁCH .
Nguyên nhân:
- Do điều kiện đất (chủ yếu là
tầng cát). Lực ma sát giữa ống chống với đất ở xung quanh lớn hơn lực nhổ
lên ( lực nhổ và lực rung) hoặc khả năng cẩu lên của thiết bị làm lỗ không
đủ. Trong tầng cát thì sự cố kẹp ống thường xảy ra, do ảnh hưởng của nước
ngầm khá lớn, ngoài ra còn do ảnh hưởng của mật độ cát với việc cát cố kết
lại dưới tác dụng của lực rung. Còn trong tầng sét, do lực dính tương đối
lớn hoặc do tồn tại đất sét nở v.v...
- Ống vách hoặc thiết bị tạo lỗ
nghiêng lệch nên thiết bị nhổ ống vách không phát huy hết được năng lực.
- Lưỡi nhọn ống vách bị mài mòn
lên làm tăng lực ma sát giữa ống vách với tầng đất.
- Thời gian giữa hai lần lắc ống
dài quá cũng làm cho khó rút ống đặc biệt là khi ống vách đã xuyên vào
tầng chịu lực.
- Bê tông đổ một lượng quá lớn
mới rút ống vách hoặc đổ bê tông có độ sụt quá thấp làm tăng ma sát giữa
ống vách và bê tông.
Biện pháp phòng ngừa, khắc phục:
- Chọn phương pháp thi công và
thiết bị thi công đảm bảo năng lực thiết bị đủ đáp ứng nhu cầu cho công
nghệ khoan cọc.
- Sau khi kết thúc việc làm lỗ và
trước lúc đổ bê tông phải thường xuyên rung lắc ống, đồng thời phải thử
nâng hạ ống lên một chút ( khoảng 15 cm) để xem có rút được ống lên hay
không. Trong lúc thử này không được đổ bê tông vào.
- Khi sử dụng năng lực của bản
thân máy mà nhổ ống chống không lên được thì có thể thay bằng kích dầu có
năng lực lớn để kích nhổ ống lên.
- Trước khi lắc ống lợi dụng van
chuyển thao tác, lúc lắc với một góc độ nhỏ làm cho lực cản giảm đi, để
cho nó từ từ trở lại trạng thái bình thường rồi lại nhổ lên, và phải đảm
bảo hướng nhổ lên của máy trùng với hướng nhổ lên của ống. Nếu ống bị
nghiêng lệch thì phải sửa đổi thế máy cho chuẩn.
- Nếu phát hiện ra lưỡi nhọn ống
vách bị mài mòn phải kịp thời dùng phương pháp hàn chồng để bổ xung.
3. SỰ CỐ SẬP VÁCH HỐ KHOAN
Các nguyên nhân chủ yếu ở trạng thái tĩnh:
- 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.
Các nguyên nhân chủ yếu ở trạng thái động:
- 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.
- Khi hạ khung cốt thép va vào
thành hố phá vỡ màng dung dịch hoặc thành hố.
- Thời gian chờ đổ bê tông quá
lâu ( qui định thông thường không quá 24 h) làm cho dụng dịch giữ thành bị
tách nước dẫn đến phần dung dịch phía trên không đạt yêu cầu về tỷ trọng
nên sập vách.
Ngoài
ra còn có một nguyên nhân khá quan trọng khác là áp dụng công nghệ khoan không
phù hợp với tầng địa chất.
Các biện pháp đề phòng sụt lở thành hố:
Theo
các nguyên trên, để đề phòng sụt lở thành hố phải chú ý các việc sau:
- Khi lắp dựng ống vách phải chú
ý độ thẳng đứng của ống giữ.
- Công tác quản lý dung dịch chặt
chẽ trong phương pháp thi công phản tuần hoàn.
- 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.
- Cần phải thường xuyên kiểm tra
dung dịch trong quá trình chờ đổ bê tông để có giải pháp sử lý kịp thời
tránh trường hợp dung dịch bị lắng đọng tách nước làm sập vách.
- 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 tỏc với một tốc độ lờn xuống thớch hợp và phải điều chỉnh cho vừa phải thành ngoài của đầu cụn quay với cạnh ngoài của dao cắt gọt cho cú cự ly phự hợp.
4. SỰ CỐ TRỒI CỐT THÉP KHI ĐỔ BÊ TÔNG
4.1. TRƯỜNG HỢP TRỒI CỐT THÉP DO ẢNH HƯỞNG CỦA QUÁ TRÌNH RÚT
ỐNG VÁCH:
Nguyên nhân 1: Thành
ống bị méo mó, lồi lõm.
Cách
phòng ngừa: Kiểm tra kỹ thành trong ống vách nhất là ở phần đáy. Nếu bị biến
dạng hoặc méo mó thì phải nắn sửa.
Nguyên nhân 2: 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.
Cách
phòng ngừa: Quản lý chặt chẽ cốt liệu bê tông. Cự ly giữa thành trong ống vách
và thành ngoài của cốt đai lớn đảm bảo gấp 2 lần đường kính lớn nhất của cốt
liệu thô.
Nguyên nhân 3: Do
bản thân khung cốt thép bị cong vênh, ống vách bị nghiêng làm cho cốt thép đè
chặt vào thành ống.
Cách
phòng ngừa: Phải tăng cường độ chính xác ở khâu gia công cốt thép, đề phòng khi
vận chuyển bị biến dạng và kiểm tra độ thẳng đứng của ống vách trước khi thả
lồng cốt thép.
Cách
sử lý sự cố : 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 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. Cho
nên trường hợp này không được rút tiếp ống lên trước khi gia cố tăng cường nền
đất đã bị lún xuống.
4.2. TRƯỜNG HỢP CỐT THÉP BỊ TRỒI LÊN DO LỰC ĐẨY ĐỘNG CỦA BÊ
TÔNG (ĐÂY LÀ LÀ NGUYÊN NHÂN NHÂN CHÍNH GÂY RA SỰ CỐ TRỒI CỐ THÉP)
Lực
đẩy động bê tông xuất hiện ở đáy lỗ khoan khi bê tông rơi từ miệng ống xuống
(thế năng chuyển thành động năng ). Chiều cao rơi bê tông càng lớn, tốc độ đổ
bê tông càng nhanh thì lực đẩy động càng lớn. Cốt thép sẽ không bị trồi nếu lực
đẩy động nhỏ hơn trọng lượng lồng thép.
Vì
vậy có thể giảm thiểu sự trồi cốt thép nếu hạn chế tối đa chiều cao rơi bê tông
và tốc độ đổ bê tông. Chiều cao này có thể không chế căn cứ vào trọng lượng
lồng thép.
Mặt
khác có thể coi bê tông rơi xuống đáy lỗ khoan là trên nền đàn hồi, vì vậy việc
giảm thiểu tốc độ đổ bê tông sẽ làm giảm thiểu phản lực đẩy ở đáy lỗ khoan.
5. SỰ CỐ TỤT CỐT THÉP CHỦ TRONG CÔNG NGHỆ KHOAN XOAY VÁCH
(VÍ DỤ CẦU ĐUỐNG)
Nguyên nhân :
Khi
xoay ống vách thì cốt thép chủ bị xoay theo do tỳ vào ống ách qua các con kê và
các cốt liệu lớn. Nhất là khi toàn bộ khung cốt thép tỳ lên ống vách thông qua
các con kê do không dùng hệ khung cốt thép treo tạm thời khi đổ bê tông (như ở
trụ 7 cầu Đuống ) thì ảnh hưởng dao động của cốt thép khi xoay ống vách càng
lớn. Khi đó dưới tác động của việc xoay ống vách và trọng lượng của khung cốt
thép thì toàn bộ khung cốt thép phần trên sẽ bị tụt xuống.
Biện pháp xử lý và phòng ngừa:
Khung
cốt thép dùng mối nối buộc phải buộc thật chắc chắn và cẩn thận các mối nối
giữa cốt thép chủ với cốt chủ, giữa cốt chủ với cốt đai và các cốt thép với
nhau.
Để
hạn chế ảnh hưởng tác động của ống vách khi xoay vách tốt nhất là nên dùng các
cốt thép tạm nối với cốt chủ nhô lên khỏi ống vách và treo toàn bộ lồng cốt
thép trong lúc đổ bê tông. Cách này sẽ hạn chế tối đa lực tỳ của lồng thép lên
ống vách. Nếu việc treo này vướng cho công tác đổ bê tông thì có thể không treo
nhưng phải thường xuyên theo dõi cao độ cốt thép phụ tạm hoặc khi xoay ống vách
phải treo lên.
6. HƯ HỎNG VỀ BÊ TÔNG CỌC
6.1. Công đoạn khoan tạo lỗ:
- Kỹ thuật, thiết bị khoan hoặc
loại cọc ấn định kém thích hợp với đất nền.
- Sự mất dung dịch khoan bất
ngờ(khi gặp hang caster ) hoặc sự trồi lên đột ngột của đất bị sụt lở vào
lỗ khoan.
- Sự quản lý kém khi khoan tạo lỗ
do sử dụng loại dung dịch có thành phần không thích hợp với đất nền.
- Sự nghiêng lệch bấp bênh hoặc
hệ thống khoan tạo lỗ của máy khi gặp đá mò côi hoặc lớp đá nghiêng.
- Làm sạch lỗ khoan không đầy đủ,
đáy lỗ khoan có một lớp cặn dày ít nhiều sinh ra một sự tiếp xúc không tốt
tại mũi cọc và làm nhiễm bẩn bê tông.
6.2. Công đoạn đổ bê tông cọc:
- Thiết bị đổ bê tông không thích
hợp.
- Sai sót trong việ nối ống đổ bê
tông, dứt đoạn đổ bê tông, do sự rút ống dẫn bê tông quá nhanh.
- Sự cấp liệu không đều dẫn đến
lượng bê tông chiếm chỗ ban đầu không đủ do đổ nhanh (chẳng hạn giữa ống
dẫn và đai bọc).
- Sự dụng bê tông có thành phần
không thích hợp, khong đủ tính dẻo và dễ phân tầng.
- Sự lưu thông mạch nước ngầm làm
trôi cục bộ bê tông tươi.
- Sự xắp xếp lại nền đất làm suy
giảm ma sát thành bên hoặc khả năng chịu lực của mũi cọc.
- Thời hạn giãn cách kéo dài giữa
khâu khoan tạo lỗ và đổ bê tông cọc gây ra sự sụt lở đất ở vách lỗ khoan
và lắng đọng chất cặn ở đáy lỗ khoan, đó là sự cố thông thường xảy ra ở
công trường thi công một số lượng lớn cọc khoan nhồi.
Xử
lý các khuyết tật bê tông cọc chất lượng kém
Phương
pháp bơm vữa này cho phép:
- Tái tạo lại bê tông có khuyết
tật mà đặc tính của bê tông này là thiếu chất gắn kết.
- Gia cố khối lượng đất nền đã bị
giảm khả năng chịu lực và bị xáo trộn bằng cách thấm nhập vữa.
- Lấp các đường nứt hoặc lỗ rỗng
của đất nền.
- Phải xác định thành phần vữa,
định lượng vữa sử dụng, áp lực bơm và khối lượng cần phun.
6.2.1. Mục đích và yêu cầu xử lý :
- Thay thế lớp mùn khoan và dung
dịch sét phần mũi cọc khoan nhồi bằng một lớp vữa xi măng cát mác 300
tương đương với cường độ bê tông thân cọc.
- Không làm ảnh hưởng tới cấu
trúc địa tầng của lớp cuội sỏi dưới mũi cọc.
6.2.2. Công nghệ xử lý
a/ Khoan tạo lỗ :
- Đối với cọc các lỗ khoan kiểm
tra có thông nước với nhau thì sử dụng 3 lỗ khoan kiểm tra làm lỗ để bơm
và thoát vữa, (vị trí lỗ khoan là các ống nhựa đường kính đường kính 100mm
và 2 ống nhựa đường kính 60mm phía đối diện đã đặt sẵn trong cọc ). Hai
ống nhựa còn lại để sử dụng làm lỗ kiểm tra kết quả bơm vữa sử lý.
- Đối với các cọc không có hiện
tượng thông nước với nhau trong khi khoan kiểm tra và thổi rửa thì phải
khoan thủng 2 ống nhựa còn lại để bơm vữa vào mũi cọc.
- Nếu ống nhựa đường kính 60
không thẳng, không thể tận dụng làm lỗ khoan xử lý được, thi phải khoan
thêm một lỗ đường kính 93 mm dọc suốt thân cọc, vị trí lỗ khoan này nên
cách lồng thép >25 cm, nhưng tác dụng của lỗ khoan này hạn chế hơn các
lỗ xung quanh cọc khi bơm vữa xử lý.
b/ Bơm nước xói rửa
- Dùng máy khoan để nâng, hạ ống
thép đường kính 33- 44mm dài bằng chiều dài cọc để xói rửa.
- Dùng vòi nước có áp từ 5 đến 10
át, lưu lượng 10 –15 m3/giờ để xói rửa lớp mùn ở phần mũi cọc .
- áp lực bơm phù hợp phải xác
định tại hiện trường nhằm đảm bảo 2 yêu cầu
- Xói sạch lớp mùn xốp ở mũi cọc
- Không làm ảnh hưởng tới tầng
cuội sỏi ở phía dưới
- Thời gian xói rửa tại mỗi cọc
tuỳ thuộc vào lượng mùn ở mũi cọc, khi thấy nước đùn lên ở miệng lỗ khoan
đã sạch mùn và chỉ còn lẫn cát thì dừng bơm rửa để không ảnh hưởng tới
tầng cuội sỏi phía dưới.
c/ Bơm vữa xi măng cát mác 300
- Việc bơm vữa xi măng cát tuân
thủ theo công nghệ thi công vữa dâng tại vị trí các ống nhựa đường kính
100 mm. áp lực bơm vữa từ 5 – 6 át, để tạo áp lực phải bố trí nút cao su ở
lỗ khoan đặt ống bơm vữa.
- Đối với các lỗ khoan không có
hiện tượng mất nước trong khi khoan thì bơm xử lý làm nhiều đợt, mỗi đợt
cách nhau 1 ngày để tránh hiện tượng mất vữa vào tầng cuội sỏi.
- Khi thấy vữa dâng lên tràn qua
mặt ống nhựa thì cho dừng bơm và xem như chân cọc và ống nhựa đã được lấp
đầy vữa.
7. SỰ CỐ GẶP HANG CASTER KHI KHOAN
Dấu
hiệu thường thấy khi mũi khoan gặp hang caster là độ lún cần khoan tăng đột
ngột, cao độ dung dịch trong lỗ khoan có thể bị tụt xuống khi gặp hang rỗng
hoặc dâng lên khi trong hang có nước có áp hoặc bùn nhão.
Việc
gặp hang caster có nhiều bùn nhão như ở cầu Bợ khiến phải sử lý mất rất nhiều
thời gian, trong đó việc sử dụng ống vách phụ qua hang caster cũng là một giải
pháp đang được áp dụng khá hiệu quả. Trong trường hợp phát hiện trước có hang
caster thì sử dụng thiết bị khoan xoay ống vách là phương pháp hiệu quả nhất.
Nhãn:
quy-trinh-ki-thuat
