Hướng dẫn chuyên gia về Thi công Cọc khoan nhồi trong Kỹ thuật Nền móng

Kỹ thuật thi công móng cọc đòi hỏi sự lập kế hoạch tỉ mỉ ở mọi giai đoạn, vì mỗi quyết định đều ảnh hưởng trực tiếp đến sự ổn định và an toàn của công trình. Khi đối mặt với các điều kiện địa chất phức tạp, việc lựa chọn hệ thống khoan, dụng cụ và phương pháp thi công phù hợp trở nên tối quan trọng để đảm bảo sự thành công của dự án đồng thời giảm thiểu chi phí và rủi ro.

Việc điều tra địa chất toàn diện vẫn là điều cần thiết trước khi bắt đầu bất kỳ dự án khoan nào. Điều này bao gồm phân tích chi tiết các loại đất, mực nước ngầm và các thành tạo đá tại công trường. Khách hàng nên cung cấp các báo cáo khảo sát kỹ lưỡng có chứa các mẫu lõi và dữ liệu thử nghiệm địa chất, cho phép các đội thi công lựa chọn thiết bị và kỹ thuật khoan tối ưu.

Việc lựa chọn hệ thống khoan có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả và chất lượng của dự án. Dưới đây là các phương pháp khoan phổ biến:

Khoan xoay là một giải pháp linh hoạt cho nhiều điều kiện địa chất khác nhau, với một số biến thể chuyên biệt:

• Máy khoan xoắn ốc: Những máy này sử dụng các lưỡi xoắn ốc quay để cắt và vận chuyển đất hoặc đá lên trên. Yếu tố thiết kế quan trọng liên quan đến "bước xoắn" giữa các lưỡi, yếu tố này xác định hiệu quả loại bỏ vật liệu. Kích thước bước xoắn không phù hợp có thể cản trở dòng vật liệu hoặc làm giảm hiệu quả cắt.
• Gầu khoan: Lý tưởng cho đất rời hoặc lớp sỏi, các dụng cụ này có các lỗ mở ở đáy để múc vật liệu trong quá trình quay trước khi xả lên bề mặt. Các cân nhắc về thiết kế phải tính đến độ nhớt của đất và hàm lượng ẩm để ngăn ngừa mất vật liệu trong quá trình nâng.
• Ống lấy mẫu lõi: Chuyên dụng để lấy mẫu đá, các dụng cụ hai vách này sử dụng răng cắt bằng hợp kim cứng hoặc kim cương. Ống bên ngoài cắt trong khi ống bên trong giữ nguyên vẹn lõi, đòi hỏi các thiết kế phù hợp với độ cứng của đá và các đặc tính cấu trúc.

Khi lựa chọn hệ thống khoan xoay, các chuyên gia phải đánh giá các yêu cầu về mô-men xoắn (để tạo lực cắt) và áp lực hướng xuống (để có khả năng xuyên thấu), cùng với các loại vật liệu và định mức công suất của thiết bị.

Hệ thống cơ học mang lại sự đơn giản trong vận hành và bảo trì nhưng lại thiếu tính linh hoạt. Các lựa chọn thay thế bằng thủy lực cung cấp khả năng thích ứng vượt trội trong việc định vị và điều chỉnh góc của dụng cụ, mang lại công suất lớn hơn với khả năng kiểm soát chính xác với chi phí bảo trì cao hơn.

Các hệ thống thủy lực tiên tiến này sử dụng vỏ quay để tạo áp lực hướng xuống trong khi khoan. Các cấu hình thay thế gắn máy khoan xoay lên trên vỏ, sử dụng các kỹ thuật tuần hoàn ngược với việc loại bỏ mảnh vụn bằng khí nâng. Các hệ thống như vậy đòi hỏi thiết kế và lập kế hoạch công trường tỉ mỉ.

Các phương pháp thủ công truyền thống vẫn tiết kiệm chi phí cho một số dự án gia cố hoặc sửa chữa móng, mặc dù đòi hỏi các biện pháp an toàn mở rộng bao gồm các kết cấu hỗ trợ, hệ thống thoát nước và thông gió. Một số dự án kết hợp hướng dẫn thủ công với các công cụ cơ khí như máy cắt phay thủy lực.

• Giàn khoan gắn trên xe tải: Cung cấp khả năng di chuyển tối đa để di chuyển nhanh chóng, các hệ thống dẫn động cơ học này phải đối mặt với các hạn chế về chiều cao và các hạn chế về địa hình.
• Giàn khoan bánh xích: Cân bằng tính di động với sự ổn định, các thiết bị này điều hướng địa hình không bằng phẳng một cách hiệu quả, đặc biệt là trong các mẫu nhỏ gọn.
• Giàn khoan gắn trên máy xúc: Kết hợp tính linh hoạt của thủy lực với nền tảng máy xúc, các hệ thống này vượt trội trong không gian hạn chế và môi trường có khoảng không thấp.
• Giàn khoan gắn trên cần cẩu: Cần thiết cho các dự án quy mô lớn như móng cầu, mặc dù đòi hỏi các giải pháp vận chuyển chuyên dụng.

• Mũi khoan xoắn ốc: Có sẵn trong các biến thể đất, đá và chuyên dụng với thiết kế lưỡi xoắn ốc được tối ưu hóa để loại bỏ vật liệu.
• Gầu khoan: Được thiết kế để khai thác vật liệu rời với các cân nhắc về tính chất của đất.
• Máy khoan mở rộng đáy cọc: Mở rộng đường kính đáy trong đất ổn định bằng cách sử dụng các cánh tay cắt có thể thu vào.
• Dụng cụ va đập: Các dụng cụ phá đá bao gồm búa rơi, búa va đập và các phụ kiện phá đá chuyên dụng.
• Dụng cụ gắp: Phục vụ các mục đích kép trong việc loại bỏ vật liệu và đào.

Sau khi đào, các phương pháp loại bỏ vật liệu khác nhau tùy theo yêu cầu của dự án. Các kỹ thuật bơm vữa tăng cường đất không ổn định bằng cách lấp đầy các khoảng trống, trong khi trộn đất tạo ra các cột ổn định. Các phương pháp tiếp cận sáng tạo bao gồm tạo ra các "đường hầm" lót bê tông bằng cách đổ và bảo dưỡng các lỗ có kích thước lớn trước khi khoan cuối cùng.

Kỹ thuật thi công móng thành công đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng, chuyên môn kỹ thuật và lựa chọn thiết bị phù hợp để đảm bảo tính toàn vẹn và an toàn của kết cấu trong suốt vòng đời của một tòa nhà.