Cọc khoan nhồi là gì? Quy trình thi công cọc khoan nhồi chi tiết nhất

Cọc khoan nhồi là một trong những giải pháp phổ biến và hiệu quả trong xây dựng các công trình lớn, đặc biệt là ở các vùng đất yếu nền móng và yêu cầu tải trọng cao. Cùng tìm hiểu cọc khoan nhồi là gì? Quy trình thi công cọc khoan nhồi chi tiết nhất.

Cọc khoan nhồi là gì?

Cọc khoan nhồi là loại cọc bê tông cốt thép đặc biệt, được đổ trực tiếp tại chỗ vào nền đất thông qua phương pháp khoan tạo lỗ hoặc sử dụng ống thiết bị. Quá trình tạo lỗ có thể được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, bao gồm đào thủ công hoặc sử dụng các loại máy khoan hiện đại.

Hiểu đơn giản, cọc khoan nhồi là một loại cọc móng sâu với đường kính phổ biến từ 60 – 300 cm. Nếu đường kính cọc nhỏ hơn 76cm thì được xem là cọc nhỏ, ngược lại nếu lớn hơn 76cm thì được xem là cọc lớn. Đây là một trong những giải pháp thi công móng phổ biến nhằm gia cố và giữ ổn định cho công trình.

Trong khoảng 10 năm trở lại đây, việc sử dụng cọc khoan nhồi ngày càng phổ biến nhờ vào sự hỗ trợ đắc lực của các máy móc và thiết bị hiện đại, giúp việc thi công đạt độ sâu và mở rộng đường kính cọc trở nên dễ dàng hơn.

Ứng dụng và công nghệ thi công móng cọc khoan nhồi

Cọc khoan nhồi là một phương pháp thi công móng được sử dụng rộng rãi trong ngành xây dựng, phù hợp với nhiều loại công trình khác nhau:

• Công trình xây dựng dân dụng: nhà ở, công trình hỗn hợp trung và cao tầng.
• Công trình xây dựng công nghiệp: công trình có kết cấu tải trọng lớn.
• Công trình cầu, cảng: cầu vượt sông, cầu vượt biển, cảng sông hoặc cảng biển.

Tùy theo yêu cầu kỹ thuật của dự án và độ phức tạp của nền đất, các công nghệ thi công cọc khoan nhồi có thể bao gồm:

• Sử dụng ống vách chống một phần hoặc toàn bộ chiều sâu thân cọc để giữ thành cọc.
• Sử dụng dung dịch giữ thành như Bentonite hoặc Polymer.
• Sử dụng gầu khoan đất, khoan đá, đập đá.
• Kết hợp phụt đáy, phụt thành để tăng sức chịu tải của cọc.
• Thi công cọc khoan nhồi tròn và cọc Barrettes.
• Phương pháp thi công khoan thổi rửa (khoan phản tuần hoàn).

Ưu điểm của cọc khoan nhồi

Ưu điểm về mặt kết cấu

• Khả năng chịu tải trọng vượt trội: Cọc khoan nhồi có khả năng chịu tải trọng tốt hơn 1,2 lần so với các phương pháp thi công cọc khác.
• Đường kính và độ sâu lớn: Cho phép tạo ra các loại cọc có đường kính và độ sâu lớn.
• Tiếp cận lớp đất cứng: Có thể đặt cọc vào những lớp đất cứng, đá cứng mà cọc đóng không đạt tới.
• Thi công trên nhiều loại địa hình: Tối ưu cho nền đất có thay đổi địa tầng phức tạp.
• Giảm chấn động: Chấn động khi thi công nhỏ, không gây hiện tượng trồi đất xung quanh, không ảnh hưởng nhiều đến các công trình liền kề.
• Sức chịu tải ngang lớn: Tăng khả năng chịu lực của móng công trình.
• Bê tông liền khối: Bê tông được đổ liền khối, không cần hàn nối như cọc đóng, đảm bảo khả năng chịu lực và độ bền ổn định hơn.

Ưu điểm về mặt thi công

• Tận dụng tối đa vật liệu: Giảm số lượng cọc trong móng, tiết kiệm chi phí xây dựng phần móng từ 20 – 30%.
• Thi công trong khu vực đông đúc: Thích hợp thi công ở khu vực dân cư đông đúc và các công trình sát nhau, nhà ở trong ngõ.
• Độ chính xác cao: Máy móc hiện đại đảm bảo độ chính xác theo phương thẳng đứng tốt hơn so với các công nghệ ép cọc khác.
• Giảm công đoạn: Không cần đúc cọc sẵn, vận chuyển và xây dựng kho bãi, ván khuôn.
• Giảm tiếng ồn và tác động môi trường: Hạn chế tiếng ồn và ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.

Nhược điểm của cọc khoan nhồi

Dù có nhiều ưu điểm, cọc khoan nhồi cũng có một số nhược điểm cần lưu ý:

• Khảo sát và thiết kế cẩn thận: Nếu không khảo sát kỹ và thi công không đảm bảo, có thể xảy ra hiện tượng co thắt, hẹp cục bộ thân cọc, thay đổi tiết diện cọc, bê tông bị rửa trôi.
• Phụ thuộc vào thời tiết: Quá trình thi công phụ thuộc nhiều vào thời tiết, đặc biệt là mùa mưa bão do công trường thi công lộ thiên.
• Chi phí phát sinh: Công trường thi công dễ bị lầy lội do nước, làm tăng chi phí phát sinh và hao tổn khi thí nghiệm cọc.

Xem thêm: Giác móng là gì?

Quy trình thi công cọc khoan nhồi đầy đủ và chuẩn nhất

Để đảm bảo chất lượng cọc khoan nhồi, quy trình thi công đạt chuẩn là yếu tố quyết định. Quy trình này là sự kết hợp của nhiều yếu tố: kỹ thuật thi công, trang thiết bị, máy móc, năng lực của nhà thầu và kinh nghiệm thực tiễn.

Bước 1: Công tác chuẩn bị và định vị cọc khoan

Trước khi thi công, cần thực hiện các bước chuẩn bị sau:

• Tìm hiểu điều kiện địa chất, địa tầng và thủy văn của nền đất.
• Thí nghiệm đặc trưng cơ lý của các lớp đất và khảo sát mạch nước ngầm.
• Lên phương án loại bỏ chướng ngại vật dưới lòng đất, cung cấp nguyên vật liệu, kiểm tra trang thiết bị và nhân công, vận chuyển chất thải, san lấp mặt bằng và làm đường phục vụ thi công.

Tiếp đến là công tác định vị:

• Sử dụng máy kinh vĩ để định vị các trục chi tiết và cố định các cột mốc.
• Xác định tim cọc bằng cách đóng cọc tiêu bằng thép với đường kính 14mm và chiều dài 1,5m vuông góc với nhau.

Bước 2: Rung hạ ống vách và khoan tạo lỗ

• Ống vách giúp định vị và dẫn hướng cho mũi khoan, hỗ trợ ổn định bề mặt hố khoan và ngăn đất đá rơi xuống.
• Quá trình rung hạ ống vách sử dụng máy rung, đảm bảo độ sai số với tâm móng không vượt quá 30mm và kiểm tra độ thẳng đứng bằng thước nivo.
• Khoan tạo lỗ ban đầu với tốc độ chậm, sau đó tăng dần, đảm bảo mũi khoan chạm đáy hồ trước khi bắt đầu quay.

Bước 3: Kiểm tra độ sâu và vệ sinh hố khoan

• Xác định chiều sâu lớp mùn khoan cần nạo vét để đảm bảo hiệu quả làm việc của cọc.
• Khi độ sâu hố khoan đạt yêu cầu thiết kế, tiến hành làm sạch và loại bỏ đất đá, vật liệu không liên quan.
• Nếu hố khoan có nước, dùng ống PVC hoặc kim loại đưa xuống đáy hố và sử dụng khí nén bơm ngược đẩy bùn, nước ra ngoài.

Bước 4: Lắp dựng cốt thép

• Lắp dựng cốt thép theo bản vẽ thiết kế, liên kết bằng dây buộc hoặc mối hàn.
• Đối với cọc có chiều dài lớn, nối bằng bulong để đảm bảo đoạn lồng thép không bị tụt khi lắp hạ.
• Lồng thép có thể được thực hiện trước và vận chuyển đến công trường để đổ bê tông.

Bước 5: Thổi rửa đáy hố khoan

• Sử dụng cần cẩu thả ống thổi rửa có đường kính F90 xuống hố khoan.
• Bơm khí áp suất 7atm và duy trì từ 20 – 30 phút để kiểm tra dung dịch ở đáy và giữa hố khoan.

Bước 6: Đổ bê tông cọc khoan nhồi

• Sử dụng bê tông mác 250, đảm bảo không lẫn tạp chất.
• Bê tông mẻ đầu tiên dùng nút bao tải chứa xi măng nhão để tránh tiếp xúc trực tiếp với nước hoặc dung dịch khoan.
• Loại bỏ lớp bê tông trên cùng bị nhiễm bùn, tiếp tục đổ lớp kế tiếp khi đạt yêu cầu.
• Thời gian đổ bê tông cho mỗi cọc không quá 4 tiếng và khối lượng bê tông không vượt quá 20% so với lý thuyết.

Bước 7: Lấp đầu cọc nhồi và rút ống vách

• Tháo giá đỡ ống vách, cắt thanh thép treo lồng cốt thép.
• Lấp đá 1×2 và 4×6 vào phần đầu cọc, lấp bằng mặt đất tự nhiên.
• Sử dụng máy rung để đầm xuống và rút ống vách lên từ từ.

Bước 8: Kiểm tra và nghiệm thu cọc khoan nhồi

• Kiểm tra và nghiệm thu các hạng mục để phát hiện sai sót trước khi thi công các hạng mục tiếp theo.
• Nếu đạt yêu cầu so với thiết kế, triển khai các giai đoạn tiếp theo.

Sự cố trong quá trình thi công

Một số sự cố có thể gặp phải:

• Sập thành vách lỗ khoan.
• Biến động địa tầng làm thay đổi khối lượng bê tông đổ.
• Không hạ được lồng thép hoặc không rút lên được khi thổi rửa.
• Gặp vật cản khi khoan.
• Thân cọc bị hang hốc, rỗ tổ ong hoặc co thắt.
• Vấn đề về bê tông như tắc nghẽn trong ống, đứt đoạn, phân tầng.

Thời gian thi công cọc khoan nhồi

Thời gian thi công phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm:

• Điều kiện môi trường, địa hình.
• Năng suất máy khoan.
• Quá trình gia công cốt thép.
• Khả năng cung ứng nguyên vật liệu, bê tông.
• Chất lượng công nhân viên, kỹ sư phụ trách.

Tìm hiểu thêm: Sê nô là gì?

Việc xác định thời gian thi công chính xác đòi hỏi tính toán kỹ lưỡng và khảo sát thực tế. Với mỗi đơn vị thì khả năng tính toán đáp ứng yêu khác nhau. Cần lựa chọn được nhà thầu uy tín để đáp ứng được mức độ khắt khe và đảm bảo tiến độ chung của công trình.