Lữ Triều Dương
Công ty Cổ phần đầu tư Phan Vũ.
E-mail: [email protected]
Trần Nguyễn Công Danh
Công ty Cổ phần đầu tư Phan Vũ.
E-mail: [email protected]
Đặng Văn Trường
Công ty Cổ phần đầu tư Phan Vũ.
E-mail: [email protected]
Lê Hoàng Trường
Công ty Cổ phần đầu tư Phan Vũ.
E-mail: [email protected]
Tóm tắt
Những năm gần đây, nhiều công nghệ tiên tiến trong thi công móng cọc đã được áp dụng tại Việt Nam. Một trong trong số đó có phương pháp khoan hạ cọc bê tông ly tâm dự ứng lực BASIC®. Phương pháp này, cọc bê tông ly tâm dự ứng lực được xoay ép vào hố khoan trước đã trộn đều bằng xi măng và đất (trụ đất xi măng lỏng). Sau khi trụ xi măng đất đông cứng tạo thành một khối cọc-trụ đất xi măng đồng nhất có sức chịu tải theo vật liệu và đất nền vượt trội. Trong nhiều trường hợp, phương pháp BASIC® được áp dụng qua nhiều dự án tại Nhật Bản đã chứng minh được hiệu quả về kỹ thuật và chi phí so với cọc nhồi truyền thống. Một ưu điểm nữa của phương pháp Basic® là khắc phục được các vấn đề về tiếng ồn, chấn động, chèn ép đất gây ảnh hưởng đến công trình xung quanh so với các phương án truyền thống khác. Mặt khác, phương pháp Basic® còn phù hợp với nhiều điều kiện địa chất phức tạp khác nhau. Trong bài viết này giới thiệu phương pháp Basic khi được áp dụng trong điều kiện địa tầng, địa chất có xuất hiện các lớp sỏi sạn, thấu kính bùn và hang karst.
Từ khoá: khoan hạ cọc, phương pháp BASIC®, cọc bê tông ly tâm, hang karst.
Đặc điểm nền địa chất một số khu vực duyên hải miền Trung
Tại một số vùng thuộc khu vực duyên hải miền Trung (Quảng Bình, Quảng Trị, thừa thiên Huế) thường có địa tầng với cấu trúc nền địa chất rất phức tạp, nhiều lớp xen kẹp thành phần và tính chất xây dựng khác nhau như đất bùn sét và sỏi sạn phân bố không đồng đều. Đặc biệt, bên dưới có mặt nền đá vôi độ dốc lớn, không bằng phẳng và thường xuất hiện các hang karst. Rất khó để có thể xác định cụ thể địa tầng ở các vị trí giữa các lỗ khoan thăm dò khi khảo sát, nhất là ở trường hợp khoảng cách lỗ khoan lớn, nên các phân lớp địa tầng lúc này thường được giả định. Mỗi vị trí, thậm chí từng đài móng thì các thấu kính bùn, các hang hay khe nứt karst có thể xuất hiện hoặc không, to hay nhỏ rất khó để xác định chính xác. Với nền địa chất như vậy, khi xây dựng công trình có tải trọng lớn thường thiết kế móng sâu – móng cọc, với mũi được đặt vào lớp đá liền khối bên dưới. Đối với những vị trí xác định có hang karst mà chiều dày lớp đá trên đỉnh hang mỏng, yêu cầu cọc cần phải xuyên qua hang để cắm vào lớp đá ổn định bên dưới.
Những khó khăn khi thi công cọc trong vùng địa chất phức tạp
Khi thi công cọc trên nền địa chất với địa tầng xen kẹp bùn, sỏi sạn và hang karst thường phát sinh một số vấn đề sau:
• Những vị trí nền đá có độ dốc lớn, mũi cọc có hiện tượng bị trượt ngang khi ép. Đối với công tác khoan, mũi khoan dễ bị trượt trên nền đá gây lệch tim lỗ khoan.
• Những vị trí có hang karst, khi khoan thường mất dung dịch và bị cuốn vào trong hang làm khô lỗ khoan, gây rung động mạnh cần khoan và cần phải tăng lực khoan do ma sát tăng.
Với những ưu điểm của phương pháp hạ cọc ống ly tâm dự ứng lực – phương pháp Basis®, đã đề xuất và được lựa chọn áp dụng cho 1 dự án trung tâm thương mại tại Huế.
Khoan hạ cọc ống ly tâm dự ứng lực trong nền địa chất có hang karst theo phương pháp BASIC® dự án Trung tâm thương Mại Aeon Mall Huế
Tại vị trí cần khoan cọc xuyên qua hang karst, ngoài quy trình thi công khoan hạ theo phương pháp Basic® truyền thống theo qui định, bổ sung thêm các bước kiểm soát và xử lý kỹ thuật trong quá trình khoan vào hang. Các bước thực hiện cụ thể như sau:
• Bước 1: Xác định khu vực hang kasrt bằng phương pháp khảo sát địa chất truyền thống – khoan thăm dò Địa chất công trình, khoanh vùng và lập mặt cắt địa chất xác định cao độ các vị trí gặp hang và chiều dày các lớp đá nóc hang.
• Bước 2: Tiến hành khoan bằng mũi khoan đất đến vị trí cao độ mặt đá nóc hang.
• Bước 3: Xác định vị trí nóc hang dựa vào cao độ và biểu đồ ampe đã ghi nhận, chuyển sang mũi chuyên dùng để khoan vào đá và hang karst. Trong quá trình khoan, ghi nhận cường độ của mô-tơ khoan và dấu hiệu đặc thù khi mũi khoan bắt đầu xuyên qua lớp đá vôi ở nóc hang hoặc xuyên qua đáy hang để kiểm tra sự tương thích với tài liệu địa chất, từ đó có điều chỉnh kịp thời cho các lỗ khoan tiếp theo.
• Bước 4: Khi xuyên thủng hang, căn cứ cường độ của mô-tơ khoan, phản lực của nền đất có thể đánh giá tương đối về tình trạng hang là rỗng hay có bùn lấp đầy. Từ đó có biện pháp phù hợp đảm bảo ổn định của lớp đất hiện hữu hoặc mới thiết lập xung quanh thành lỗ khoan, giúp không sụt thành và giữ mực nước lỗ khoan ổn định.
• Bước 5: Tiến hành các bước khoan theo quy trình thi công trong tiêu chuẩn của phương pháp Basic® và hạ cọc đến cao độ thiết kế.
Kết quả thử tĩnh cọc dự án điển hình đã trình bày trên khi thi công hạ cọc theo phương pháp phương pháp Basis® có hiệu chỉnh cho thấy, các cọc sau khi được xử lý kỹ thuật trong quá trình thi công như đã mô tả đều đạt cường yêu cầu theo qui định, thậm chí đạt giá trị vượt trội do cọc được chống vào trong nền đá đã được gia cường bằng vữa xi măng, mũi cọc có khả năng chống trượt và tạo liên kết tốt giữa cọc và nền đá.
Thay lời kết
Phương pháp BASIC® có nhiều ưu điểm, được áp dụng phổ biến ở Nhật Bản và một số nước, có thể khắc phục được một số khó khăn mà các phương pháp ép, đóng cọc khó thực hiện.
Phương pháp này cho phép thi công cọc ống ly tâm dự ứng lực trong nhiều điều kiện địa chất khác nhau, trong một số trường hợp cục thể có ưu điểm nhất định so với cọc khoan nhồi về mặt chi phí cũng như quản lý chất lượng do sử dụng cọc bê tông đúc sẵn tại nhà máy trên dây chuyền công nghiệp.
Phản biện và chỉnh sửa: Nguyễn Đức Mạnh, PTTK Hội Cơ học đất và ĐKTCT VN
