Tại Việt Nam hiện nay khá phổ biến hai biện pháp thi công cọc xi măng đất là công nghệ trộn khô và công nghệ trộn ướt. Mỗi công nghệ sẽ khác nhau như thế nào về thiết bị và dây chuyền thi công để phù hợp với công trình? Bài viết dưới đây sẽ giải đáp các thắc mắc về khái niệm và hai biện pháp thi công này nhé!
Cọc xi măng đất là gì ?
Trước tiên muốn tìm hiểu biện pháp thi công cọc xi măng đất là như thế nào thì đầu tiên chúng ta nên tìm hiểu khái niệm cọc xi măng là gì? Là loại cọc được dùng để gia cố nền đất tại những công trình xây dựng, trong đó người ta sử dụng thiết bị khoan phun để phun xi măng xuống dưới nền đất. Mũi khoan được khoan xuống nhằm làm đất tơi ra cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên.
Trong quá trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào trong đất nền. Đây chính là phương pháp thi công cọc xi măng đất mới được áp dụng nhằm phù hợp với các khu vực mà các loại cọc khác không đáp ứng được, đặc biệt là khu vực ngập nước.
Cọc xi măng – đất với mục đích là tạo ra cột đất gia cố từ vữa xi măng phun ra và hòa trộn với bản thân đất nền. Nhờ có xi măng được bơm phun ra với áp suất cao, các phần tử đất xung quanh lỗ khoan đều bị xới tơi ra và hòa trộn với xi măng, sau quá trình đông cứng sẽ tạo nên một khối đồng nhất được gọi là Cọc xi măng đất (soilcrete). Cọc xi măng – đất này hình thành sẽ đóng vai trò ổn định nền và gia tăng cường độ cho nền.
Ưu điểm và nhược điểm của biện pháp thi công cọc xi măng đất
+ Thời gian thi công đóng cọc được rút ngắn và kỹ thuật cũng rất đơn giản
+ Chất lượng và hiệu quả thì tương đương với các loại cọc khác, mặc dù chỉ mất 1 nửa thời gian thi công của các loại cọc kia.
+ Phù hợp với công tác xử lý móng và nền cho các công trình ở khu vực đất yếu, gân nước (khá phù hợp vì nước ta có nhiều khu vực đồng bằng ven sông và biển)
+ Có thể cắm sâu xuống dưới đất nền tối đa lên đến 50m (không 1 loại cọc nào có thể so sánh được độ sâu này).
+ Có thể thi công trong cả điều kiện mặt bằng nhỏ và chật hẹp, thậm chí là bị ngập nước.
+ Địa chất nền là cát rất phù hợp với công nghệ gia cố cọc xi măng đất, có độ tin cậy rất cao.
+ Có thể điều chỉnh được cường độ của cọc bằng cách điều chỉnh hàm lượng xi măng trong khi thi công một cách dễ dàng.
+ Dễ dàng kiểm soát và quản lý chất lượng của công trình
+ Hạn chế ô nhiễm môi trường
+ Chi phí thi công thấp hơn so với các kỹ thuật gia cố nền móng khác trên thị trường.
Bên cạnh những ưu điểm nổi bật của biện pháp thi công cọc xi măng đất thì phương pháp này cũng tồn động một số nhược điểm lớn như sau:
+ Thiết bị thi công cồng kềnh, nặng nề đặc biệt là khi thi công cọc có chiều dài lớn.
+ Không xử lý được ở đất có hàm lượng hữu cơ cao.
Công nghệ trộn ướt
Công nghệ trộn ướt chính là một quá trình bê tông hóa đất trong biện pháp thi công cọc xi măng đất. Nhờ có tia nước và tia vữa phun ra với áp suất cao ( 200 ÷ 400 atm) và tốc độ lớn ≥ 100 m/s, thời điểm này các phần tử đất nền xung quanh lỗ khoan sẽ bị xới cho tơi ra và hòa trộn với vữa phụt đông cứng tạo ra một khối đồng nhất “xi măng – đất”.
Theo phương pháp trộn ướt có thể thi công theo 6 bước sau:
Bước 1: Xác định vị trí của máy khoan vào đúng vị trí khoan cọc bằng máy toàn đạc điện tử.
Bước 2: Bắt đầu tiến hành khoan vào đất, quá trình này mũi khoan sẽ đi xuống đến độ sâu theo thiết kế được đưa ra.
Bước 3: Bắt đầu bơm vữa theo quy định và trộn đều trong khi mũi khoan đang đi xuống, tốc độ mũi khoan đi xuống : 0,5m÷0,7 m/phút.
Bước 4: Tiếp tục hành trình khoan đi xuống, bơm vữa và trộn đều, đảm bảo lưu lượng vữa theo đúng thiết kế.
Bước 5: Khi đến một độ sâu nhất định, mũi cọc sẽ dừng khoan và dừng bơm vữa và tiền hành quay mũi ngược lại và rút cần khoan lên, quá trình rút lên kết hợp thao tác trộn đều 1 lần và nén chặt vữa trong lòng cọc, nhờ cấu tạo mũi khoan. Tốc độ rút cần khoan sẽ dao động trung bình: 0,8m÷1,2m/phút.
Bước 6: Sau khi mũi khoan đã được rút lên hoàn toàn khỏi miệng hố khoan sẽ có 1 cây cọc vữa được hình thành. Thực hiện việc dọn dẹp phần phôi vữa rơi ở hố khoan, chuyển máy sang vị trí cọc mới để tiến hành các khâu tiếp theo.
Công nghệ trộn khô
Công nghệ này cũng được sử dụng là một trong các biện pháp thi công cọc xi măng đất. Cần khoan có gắn các cánh cắt đất, chúng sẽ thực hiện việc cắt đất sau đó tiến hành trộn đất với xi măng khô và bơm theo trục khoan để tạo thành một trụ – cọc đất xi măng.
Ngoài nguyên liệu xi măng thì các loại bột khô và các thành phần có kích thước hạt nhỏ hơn 5mm cũng có thể được sử dụng. Phân loại và chất lượng của hỗn hợp được sử dụng là hoàn toàn tách biệt với các tính chất của nền đất yếu. Theo từng loại đất mà định lượng hàm lượng xi măng phù hợp.
Thiết bị máy có hệ thống sẽ được tự động điều chỉnh độ thẳng đứng cần khoan cũng như cung cấp số liệu một cách chính xác. Quá trình thi công theo phương pháp trộn khô có thể theo 5 bước sau:
Bước 1: Tiến hành xác định máy khoan vào đúng vị trí an cọc bằng máy toàn đạc điện tử.
Bước 2: Bắt đầu thực hiện khoan và mũi khoan đi xuống theo độ sâu nhất định theo thiết kế đồng thời phá tơi đất.
Bước 3: Bước tiếp theo là phun xi măng và trộn đều vào đất trong khi mũi khoan đang hướng đi lên.
Bước 4: Hành trình khoan xoay và bơm sau đó trộn đều xi măng vào đất với lưu lượng chính xác.
Bước 5: Kết thúc quá trình thi công cọc xi măng đất.
Các kiểu bố trí cọc xi măng đất sẽ tùy theo mục đích sử dụng mà tính toán sao cho phù hợp theo các mô hình khác nhau: trụ đơn, mảng, khối, tường, tổ hợp; Một số cách bố trí như hình vẽ sau: về chiều sâu , tốc độ rút cần và tốc độ xoay cần khoan.
Bài viết trên đã cung cấp một số thông tin hữu ích giúp người đọc hiểu rõ về khái niệm cũng như biện pháp thi công cọc xi măng đất hiện nay. Hy vọng mọi người đã nắm vững được và có thể vận dụng một cách phù hợp.
