Cọc xi măng đất – CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI XÂY DỰNG S-LINK

Ở Việt Nam hiện nay phổ biến hai công nghệ thi công cọc xi măng đất là công nghệ trộn khô (Dry Jet Mixing) và công nghệ trộn ướt (Wet Mixing hay Jet-grouting) – là công nghệ của Nhật Bản. Mỗi công nghệ sẽ có thiết bị và dây chuyền thi công phù hợp khác nhau. S-LINK xin giới thiệu đến độc giả công nghệ thi công cọc xi măng – đất để làm rõ hơn về vấn đề này.

Cọc xi măng đất thực chất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng được phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và di dời lên. Trong quy trình di dời lên, xi măng được bơm phun vào nền đất ( bằng áp lực đè nén khí nén so với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa so với hỗn hợp dạng vữa ướt ) .
Công nghệ kiến thiết cọc xi măng – đất với hiệu quả là tạo ra cột đất gia cố từ vữa xi măng phụt ra hòa trộn với bản thân đất nền. Nhờ có xi măng bơm phun ra với áp suất cao, những thành phần đất xung quanh lỗ khoan bị xới tơi ra và hòa trộn với xi măng, sau khi đông cứng tạo thành một khối giống hệt gọi là Cọc xi măng đất ( soilcrete ). Cọc xi măng – đất hình thành sẽ đóng vai trò không thay đổi nền và gia cường độ cho nền. Cường độ chịu nén của xi măng đất từ giao động khoảng chừng 20 ÷ 250 kg / cm2, tuỳ thuộc vào loại, hàm lượng xi măng và tỷ suất đất còn lại trong khối xi măng đất và loại đất nền .

Cọc xi măng đất được thi công tạo thành theo phương pháp khoan trộn sâu. Dùng máy khoan và các thiết bị chuyên dụng khoan vào đất nền với đường kính và chiều sâu lỗ khoan theo thiết kế. Đất trong quá trình khoan không được lấy lên khỏi lỗ khoan mà chỉ bị phá vỡ liên kết, kết cấu và được các cánh mũi khoan nghiền tơi, trộn đều với chất kết dính xi măng (đôi khi có thêm phu gia và cát).

Quá trình trộn đều bởi phun ( hoặc bơm ) chất kết dính với đất trong lỗ khoan, tùy theo nhu yếu hoàn toàn có thể được thực thi ở cả hai pha khoan xuống và rút lên của mũi khoan hoặc chỉ triển khai ở pha rút mũi khoan lên. Để tránh tiêu tốn lãng phí xi măng, hạn chế xi măng thoát ra khỏi mặt đất gây ô nhiễm thiên nhiên và môi trường, khi rút mũi khoan lên cách độ cao mặt đất từ 0,5 ÷ 1,5 m thì sẽ dừng phun chất kết dính nhưng đoạn cọc trên này vẫn được phun không thiếu chất kết dính là nhờ chất kết dính có trong đường ống liên tục được phun ( hoặc bơm ) vào hố khoan. Khi kết thúc mũi khoan rút lên khỏi hố khoan, trong hố khoan còn lại đất nền đã được trộn đều với chất kết dính và hỗn hợp đó từ từ đông cứng tạo thành cọc xi măng đất .
Thiết bị máy giải pháp giải quyết và xử lý bằng cọc xi măng đất khá đơn thuần gồm có một máy khoan với mạng lưới hệ thống lưỡi có đường kính biến hóa ( tùy theo đường kính cọc được thiết kế ) và mạng lưới hệ thống silô chứa xi măng có gắn máy bơm nén với áp lực đè nén lên tới 12 kg / cm2 .

1. Công nghệ trộn ướt

Công nghệ trộn ướt ( khoan phụt vữa cao áp ) là một quy trình bê tông hóa đất. Nhờ có tia nước và tia vữa phun ra với áp suất cao ( 200 ÷ 400 atm ) và vận tốc lớn ≥ 100 m / s, những thành phần đất nền xung quanh lỗ khoan bị xói tơi ra và hòa trộn với vữa phụt đông cứng tạo ra một khối như nhau “ xi măng – đất ”. Nguyên lý công nghệ tiên tiến theo 3 cách sau :
Công nghệ đơn pha : Tia vữa xi măng phun ra với tốc độ ≥ 100 m / s vừa cắt đất đồng thời vừa trộn vữa với đất tạo ra hỗn hợp xi măng đất đồng đều. Cọc xi măng đất như nhau có độ cứng cao và hạn chế đất trào ngược lên
Giao hai tia phun áp lực đè nén cao .
Công nghệ hai pha : Hỗn hợp vữa xi măng được bơm ở áp suất cao, vận tốc lớn và được trợ giúp bởi một tia khí nén bảo phủ quanh vòi phun ; được cho phép vữa xâm nhập sâu hơn vào trong lòng đất và tạo ra cọc xi măng đất đường kính lớn hơn. Tuy vậy tia khí làm giảm độ cứng cọc xi măng đất và đất dễ bị trào ngược lên .
Công nghệ ba pha : Quá trình phụt có cả vữa, không khí và nước ; Vữa xi măng được bơm qua một vòi riêng không liên quan gì đến nhau nằm dưới vòi khí và vòi nước để lấp đầy khoảng trống của khí. Công nghệ này là chiêu thức thay thế sửa chữa đất trọn vẹn. Đất bị trào ngược lên mặt đất sẽ được thu gom giải quyết và xử lý luân chuyển đi .

Sơ đồ công nghệ tiên tiến trộn ướt .
Theo công nghệ tiên tiến trộn ướt hoàn toàn có thể kiến thiết theo 6 bước sau :
Bước 1 : Đinh vị máy khoan vào đúng vị trí khoan cọc bằng máy toàn đạc điện tử .
Bước 2 : Bắt đầu khoan vào đất, quy trình mũi khoan sẽ đi xuống đến độ sâu theo thiết kế .
Bước 3 : Bắt đầu bơm vữa theo pháp luật và trộn đều trong khi mũi khoan đang đi xuống, vận tốc mũi khoan đi xuống : 0,5 m ÷ 0,7 m / phút .

Thi công cọc xi măng đất bằng công nghệ tiên tiến trộn ướt .
Bước 4 : Tiếp tục hành trình dài khoan đi xuống, bơm vữa và trộn đều, bảo vệ lưu lượng vữa theo đúng thiết kế .
Bước 5 : Khi đến độ sâu mũi cọc, dừng khoan và dừng bơm vữa và tiền hành quay mũi ngược lại và rút cần khoan lên, quy trình rút lên phối hợp trộn đều 1 lần và nén chặt vữa trong lòng cọc, nhờ cấu trúc mũi khoan. Tốc độ rút cần khoan lên trung bình : 0,8 m ÷ 1,2 m / phút .
Bước 6 : Sau khi mũi khoan được rút lên khỏi miệng hố khoan, 01 cây cọc vữa được triển khai xong. Thực hiện công tác làm việc quét dọn phần phôi vữa rơi vãi ở hố khoan, chuyển máy sang vị trị cọc mới .

2. Công nghệ trộn khô

Sơ đồ công nghệ tiên tiến trộn khô
Công nghệ này sử dụng cần khoan có gắn những cánh cắt đất, chúng cắt đất sau đó trộn đất với xi măng khô ( có hoặc không có chất phụ gia ) bơm theo trục khoan để tạo thành một trụ – cọc đất xi măng. Ngoài xi măng, những loại bột khô và những thành phần kích cỡ hạt nhỏ hơn 5 mm cũng hoàn toàn có thể được sử dụng. Chủng loại và chất lượng của hỗn hợp được sử dụng là độc lập với những đặc thù của nền đất yếu cũng như nhu yếu cơ học của đất được giải quyết và xử lý. Theo từng loại đất mà thiết kế hàm lượng xi măng tương thích. Thiết bị máy có mạng lưới hệ thống tự động hóa cân chỉnh độ thẳng đứng cần khoan cũng như cung ứng những số liệu đúng chuẩn và liên tục về chiều sâu, vận tốc rút cần và vận tốc xoay cần khoan .

Quy trình xây đắp theo công nghệ tiên tiến trộn khô hoàn toàn có thể theo 5 bước sau :
Bước 1 : Đinh vị máy khoan vào đúng vị trí kho – an cọc bằng máy toàn đạc điện tử .
Bước 2 : Bắt đầu khoan, mũi khoan đi xuống độ sâu theo thiết kế đồng thời phá tơi đất .
Bước 3 : Bắt đầu phun xi măng và trộn đều vào đất trong khi mũi khoan đang đi lên .
Bước 4 : Hành trình khoan xoay bơm và trộn đều xi măng vào đất lưu lượng đúng thiết kế .
Bước 5 : Kết thúc thiết kế cọc xi măng đất theo đúng độ sâu theo thiết kế .
Các kiểu sắp xếp cọc xi măng đất tùy theo mục tiêu sử dụng để giám sát tương thích theo những quy mô khác nhau : trụ đơn, mảng, khối, tường, tổng hợp ; Một số cách sắp xếp như hình vẽ sau :

Bố trí trụ trộn khô: 1- Dải; 2 – Nhóm ( 3 – Lưới tam giác, 4 – Lưới vuông)

Bố trí trụ trùng nhau theo khối

Bố trí trụ trộn ướt trên mặt đất : 1 – Kiểu tường, 2 – Kiểu kẻ ô, 3 – Kiểu khối, 4 – Kiểu diện

Bố trí trụ trộn ướt trên biển : 1 – Kiểu khối, 2 – Kiểu tường, 3 – Kiểu kẻ ô, 4 – Kiểu cột, 5 – Cột tiếp xúc, 6 – Tường tiếp xúc, 7 – Kẻ ô tiếp xúc, 8 – Khối tiếp xúc .

Bố trí trụ trộn ướt trùng nhau và thứ tự thiết kế

3. Thiết kế thi công cọc xi măng – đất.

Thiết kế gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng cần tuân theo quy trình sau:

– Khảo sát địa chất khu công trình, thí nghiệm xác lập hàm lượng xi măng thích hợp trong phòng thí nghiệm ;
– Thiết kế sơ bộ nền gia cố theo điều kiện kèm theo tải trọng tính năng của cấu trúc bên trên ( địa thế căn cứ vào hiệu quả thí nghiệm mẫu trong phòng và kinh nghiệm tay nghề tích góp ) ;
– Thi công trụ thử bằng thiết bị dự kiến sử dụng ;

– Tiến hành các thí nghiệm kiểm tra ( xuyên cánh, xuyên tĩnh, nén tĩnh, lấy mẫu…);
– So sánh với các kết quả thí nghiệm trong phòng, đánh giá lại các chỉ tiêu cần thiết;

– Điều chỉnh thiết kế ( hàm lượng chất gia cố, chiều dài hoặc khoảng cách giữa những trụ ) ;
– Thi công đại trà phổ thông theo công nghệ tiên tiến đã đạt nhu yếu và thực thi kiểm tra chất lượng ship hàng nghiệm thu sát hoạch .

Tuy cùng một tỷ suất trộn lẫn nhưng luôn có sự khác nhau giữa mẫu chế trong phòng thí nghiệm và thực tiễn thi công bằng những thiết bị ngoài hiện trường, do đó việc xây đắp trụ thử, tìm hiệu suất cao gia cố tối ưu là lao lý bắt buộc. Trụ thử phải thiết kế ngoài khu công trình để hoàn toàn có thể thực thi thí nghiệm kiểm tra. Số lượng trụ thử do tư vấn thiết kế quyết định hành động, nhưng không ít hơn 2 trụ cho mỗi loại thiết bị và công nghệ tiên tiến. Quyết định thiết kế đại trà phổ thông chỉ hoàn toàn có thể đưa ra sau khi đã xây đắp và thí nghiệm trụ thử đạt nhu yếu .
Vật liệu dùng trong xây đắp vào đất gồm một số ít hoặc hàng loạt những thành phần sau : chất kết dính ( xi măng, vữa xi măng ), phụ gia, nước, chất độn ( cát, … ) và cốt thép .
Tất cả những vật tư và mẫu sản phẩm dùng sản xuất cọc xi măng đất phải tuân theo những tiêu chuẩn tương quan hiện hành, và những lao lý môi trường tự nhiên. Nguồn phân phối vật tư phải rõ nguồn gốc ; Vật liệu và loại sản phẩm phải đúng nhu yếu thiết kế .

Mô tả phản ứng hóa học giữa đất, xi măng, phụ gia và nước
Thiết kế giải pháp thiết kế cần làm sáng tỏ những yếu tố sau :
– Mục tiêu và khoanh vùng phạm vi của công tác làm việc trộn sâu ;
– Mô tả đất nền theo tiêu chuẩn khảo sát ;
– Hình dáng của trụ ;
– Phương pháp trộn sâu ;
– Thiết bị trộn : hình dáng / kích cỡ / cấu trúc của cần xoay, vị trí lỗ xuất xi măng, hình dáng và chiều dài của đầu trộn ;
– Hành trình thao tác ( khoan xuống và rút lên, trộn và trình tự thiết kế ) ;
– Các thông số kỹ thuật : chủng loại và thành phần xi măng, hàm lượng xi măng, tỷ suất nước / xi măng, phụ gia … ;
– Phòng ngừa lún và đẩy trồi ;
– Tổ chức hiện trường ;
– Máy móc và thiết bị ;
– Quản lý đất thải ;
– Quy trình quản trị chất lượng ;
– Quy trình giải quyết và xử lý khi có sự cố dừng kiến thiết ;
– Khả năng sửa đổi những thông số kỹ thuật trộn trong khi xây đắp ;
– Các chiêu thức thí nghiệm kiểm chứng ;
– Hồ sơ thiết kế ( nhật ký, bản vẽ, biểu ghi chép )
– Đánh giá rủi ro tiềm ẩn ảnh hưởng tác động đến môi trường tự nhiên và bảo đảm an toàn .

Xử lý nền đất yếu bằng cọc xi măng – đất có khả năng ứng dụng rất rộng rãi không chỉ trong ngành xây dựng mà còn trong các lĩnh vực giao thông và thủy lợi. Trong xây dựng, dùng cọc xi măng đất thay thế các loại móng cọc truyền thống; gia cố móng nông; làm tường vây hố móng; tường ngăn nước; gia cố đường hầm; tường neo; gia cố nền các bồn chứa và tòa tháp; gia cố vùng đất yếu xung quanh đường hầm. Trong thủy lợi, công nghệ này được ứng dụng để làm tường hào chống thấm cho đê, đập, chống thấm mang, đáy cống; gia cố nền móng công trình; tăng ổn định tường chắn, chống trượt mái đất; làm tường kè, tường chắn sóng… Trong giao thông, công nghệ xi măng đất được ứng dụng để gia cố nền đường; mố cầu dẫn. Ngoài ra, công nghệ này còn được ứng dụng trong lĩnh vực môi trường để ngăn vùng đất bị ô nhiễm. Đặc biệt, với đường kính khoan nhỏ (40-90mm) mà vẫn có thể tạo được diện xử lý rộng nằm dưới móng hiện trạng mà không ảnh hưởng tới kết cấu công trình, công nghệ này có lợi thế lớn trong việc sửa chữa, gia cố nền của các công trình xây dựng nhà ở đang gặp vấn đề lún hoặc sạt, trượt.

Ngoài ứng dụng gia cố nền đất yếu, những ứng dụng chính của cọc xi măng đất hoàn toàn có thể kể đến giải quyết và xử lý lún nghiêng, tường chống thấm, tường vách hố móng, nền đường, vỏ bảo vệ khu công trình ngầm, ứng dụng cọc xi măng đất để giải quyết và xử lý những hư hỏng của cống dưới đê ( thấm qua nền, mang cống ), v.v. Trong những ứng dụng này, một hàng cọc bê tông đất nằm liên tục nhau, thậm chí còn xen kẽ nhau tạo thành một bức tường có tính năng chống thấm tốt và hoàn toàn có thể chịu lực xô ngang. Ứng dụng cọc xi măng đất để giải quyết và xử lý những hư hỏng của khu công trình do nền đất yếu gây ra cũng rất tương thích và hiệu suất cao .
Nhờ sự gọn nhẹ của dây chuyền sản xuất thiết bị, việc xây đắp hoàn toàn có thể thực thi trong địa hình chật hẹp ( diện kiến thiết nhỏ ), không tác động ảnh hưởng đến những khu công trình lân cận chiều cao hạn chế ( tối thiểu 3 m ) nên công nghệ tiên tiến giải quyết và xử lý nền đất yếu bằng cọc xi măng đất rất hiệu suất cao và tương thích với điều kiện kèm theo nước ta trong triển vọng tăng trưởng ngành thiết kế xây dựng vững mạnh tổng lực .
( Theo tạp chí khoa học kỹ thuật Xi măng )

Source: https://suanha.org
Category : Vật Liệu