Cọc khoan nhồi là gì? Kỹ thuật khoan nhồi mới nhất hiện nay

CỌC KHOAN NHỒI LÀ GÌ ?

1.  Cọc khoan nhồi là gì?

Cọc khoan nhồi là một yếu tố xây dựng hiện đại, rất hiệu quả với nhiều ứng dụng trong nền móng và công trình dân dụng.

Cọc khoan nhồi hay còn gọi là cọc thay thế, là một loại móng bê tông cốt thép chịu lực cho các kết cấu chịu tải trọng thẳng đứng. Cọc khoan nhồi là loại cọc bê tông được đúc tại chỗ, nghĩa là cọc được đúc trên công trường. Điều này khác với các loại móng cọc bê tông khác, như móng cọc quay và móng cọc vuông bê tông cốt thép sử dụng cọc bê tông đúc sẵn. Cọc khoan nhồi thường được sử dụng cho các công trình cầu, nhà cao tầng và các khu liên hợp công nghiệp lớn, tất cả đều yêu cầu nền móng sâu. Chúng phổ biến ở các khu vực đô thị vì có độ rung tối thiểu, nơi có khoảng không gian hạn chế, nơi không có nguy cơ xô lệch và nếu cần thay đổi chiều dài của cọc.

2.  Quá trình đóng cọc khoan nhồi - Móng cọc khoan nhồi

Lắp đặt cọc khoan nhồi bắt đầu bằng việc khoan một lỗ thẳng đứng vào đất, sử dụng máy khoan cọc nhồi. Máy có thể được trang bị các công cụ khoan, gầu và gắp được thiết kế đặc biệt để loại bỏ đất và đá. Cọc có thể được khoan sâu đến 60 mét và đường kính lên đến 2,4 mét. Quá trình khoan có thể bao gồm việc đưa một xi lanh hoặc ống bọc thép tạm thời vào đất. Phần này vẫn giữ nguyên ở phần trên của lỗ cho đến khi đổ cọc.

Trong các tầng đất không ổn định, việc sử dụng chất lỏng bentonite giúp ổn định lỗ khoan, đặc biệt là ở các cọc có đường kính lớn sâu hơn và cho phép chèn các lồng thép gia cường nặng.

Khi lỗ được khoan xong, một kết cấu cốt thép gia cố được xây dựng và hạ xuống lỗ, sau đó lấp lỗ bằng bê tông. Đầu cọc có thể được đóng bằng móng hoặc trụ gần mặt đất để hỗ trợ kết cấu bên trên.

Nếu việc khoan và đổ diễn ra đồng thời, cọc được gọi là cọc khoan nhồi liên tục (CFA).

Cọc được gọi là cọc có đường kính lớn nếu chúng có đường kính từ 600 mm trở lên. Cọc có đường kính nhỏ dưới 600 mm đôi khi được xếp thành từng nhóm dưới một mũ cọc chung để chịu tải trọng lớn.

Cọc có đường kính lớn có thể tăng khả năng chịu lực bằng cách mài dưới trục ở đế. Điều này đạt được nhờ một dụng cụ cắt mở rộng cắt một đế hình nón có đường kính gấp ba lần đường kính của trục chính.

3.  Cấu tạo cọc khoan nhồi

Hình dáng giá đỡ cọc hoặc lỗ khoan ảnh hưởng đến sự hình thành cọc. Lỗ khoan cọc có thể được chống đỡ hoặc không được chống đỡ.

Cọc không được chống đỡ

Khi đóng cọc ở những vùng đất ổn định, có thể khoan và đặt bê tông mà không cần lót lỗ trước. Tuy nhiên, cần phải thực hiện các biện pháp phòng ngừa bằng cách lót mét đầu tiên của lỗ để ngăn bề mặt hư hỏng rơi xuống lỗ.

Cọc được chống đỡ

Có hai loại cọc đỡ tùy thuộc vào vỏ hoặc lớp lót được sử dụng.

• Vỏ bọc cố định

Lỗ khoan có thể được hình thành bằng phương pháp gõ liên quan đến một dụng cụ cắt nặng trên một giá ba chân nhỏ được thả xuống từ vị trí nâng của nó bằng cách sử dụng một tời để cắt một hình trụ bằng đất. Thao tác này được lặp lại cho đến khi lỗ được chìm xuống độ sâu cần thiết. Khi tiến hành cắt, một lớp lót mỏng được chèn vào lỗ để ngăn chặn sự sụp đổ của nó. Ngoài ra, lỗ khoan có thể được hình thành bằng phương pháp quay trong đó máy khoan quay hoạt động trong vỏ hoặc lớp lót.

• Vỏ bọc tạm thời

Thông thường lỗ khoan được đỡ bởi một lớp lót thép liên kết bằng vít được tháo ra trong hoặc sau khi đổ bê tông. Ống có thể được nối với nhau hoặc được kích lên khỏi mặt đất.

Doa bằng phẳng sử dụng một chất lỏng như bentonit để đẩy vật liệu ra khỏi lỗ đã được làm lỏng bằng cách khoan. Chất lỏng có thể được đổ từ trên cao (xả ngược) hoặc bơm qua cần khoan (xả trực tiếp). Lỗ khoan được lót bằng một lớp vỏ thép tạm thời để chống sụp đổ đất bề mặt. Khi tiến hành khoan, bentonit liên tục được đưa vào lỗ.

Tại độ sâu cần thiết, cốt thép được hạ xuống qua bentonit và đổ bê tông. Bentonite bị dịch chuyển bởi bê tông và được bơm ngược ra khỏi lỗ. Khi bê tông đạt đến mức cao hơn của lỗ, vỏ tạm thời được rút ra.

Công việc đóng cọc khoan nhồi phải được thực hiện bởi nhà thầu khoan cọc nhồi, Đây là một công việc chuyên môn cao, đòi hỏi kiến ​​thức và kinh nghiệm sâu rộng về kỹ thuật và thi công cọc khoan nhồi cũng như điều kiện đất đai và mặt bằng.

4.  Ứng dụng của cọc khoan nhồi

Khi được sử dụng cho nền móng, cọc khoan nhồi được chỉ định cho các tòa nhà và các cấu trúc khác có tải trọng hàng nghìn tấn. Chúng cũng đặc biệt thích hợp với các điều kiện đất không ổn định hoặc khó trồng. Ngoài hệ thống móng, cọc khoan nhồi được sử dụng để tạo kết cấu tường ngầm giữ đất. Các cọc có thể được đặt gần nhau, với khoảng cách từ 75 đến 150 mm giữa các cọc (gọi là tường cọc tiếp giáp), hoặc có thể đặt chúng chồng lên nhau, để tạo ra một bức tường cọc kín, thường được sử dụng để kiểm soát sự di chuyển của nước ngầm.

5.  Những thách thức đối với việc thi công cọc khoan nhồi

Giống như bất kỳ hệ thống móng sâu nào khác, cọc khoan nhồi cũng đặt ra những thách thức cho nhà thầu. Vì phương pháp khoan được sử dụng phụ thuộc vào loại đất nên nhà thầu phải hoàn thành việc điều tra và báo cáo đất kỹ lưỡng. Nhà thầu đóng cọc dựa vào báo cáo đất và kinh nghiệm trong quá khứ để chọn phương pháp khoan tốt nhất sẽ giảm thiểu sự xáo trộn của đất xung quanh.

Khi đất ít kết dính, chẳng hạn như cát, sỏi và phù sa, hoặc lỗ mở rộng dưới mực nước ngầm, lỗ phải được nâng đỡ bằng lồng thép hoặc bùn ổn định, chẳng hạn như huyền phù bentonit. Giải pháp này có thể là một quá trình rất lộn xộn và tăng thêm độ phức tạp đáng kể cho dự án.

6.  Ưu điểm của cọc khoan nhồi

• Những ưu điểm chính của cọc khoan nhồi hoặc cọc khoan nhồi so với móng thông thường hoặc các loại cọc khác bao gồm:
• Cọc có chiều dài thay đổi có thể được kéo dài qua đất mềm, chịu nén hoặc trương nở thành vật liệu chịu lực thích hợp.
• Các cọc có thể được mở rộng đến độ sâu dưới sự xâm nhập của băng giá và sự thay đổi độ ẩm theo mùa.
• Các cuộc khai quật lớn và việc bồi lấp sau đó được giảm thiểu.
• Ít xảy ra xáo trộn đất liền kề.
• Độ rung tương đối thấp, giảm sự xáo trộn của các cọc hoặc công trình lân cận.
• Các thùng lặn công suất lớn có thể được xây dựng bằng cách mở rộng chân trục cọc lên đến ba lần đường kính trục, do đó loại bỏ nhu cầu về nắp trên các nhóm nhiều cọc.
• Đối với nhiều tình huống thiết kế, cọc khoan nhồi có công suất cao hơn với tính kinh tế tiềm năng tốt hơn cọc đóng.

Xem thêm các bài viết khác >>