4.4. CÁC NGUYÊN NHÂN GÂY RA SỰ CỐ CHO CỌC KHOAN NHỒI
4.4.1. Sự cố khi khoan cọc nhồi trong công đoạn tạo lỗ
4.4.1.1. Sự cố không hạ được ống chống đến cao độ yêu cầu hoặc khoan không xuống
Nguyên nhân gây ra sự cố khi khoan cọc nhồi như đã nêu trong mục 2.4.2.1. Gặp sự cố này có thể dùng loại khoan thích hợp để phá vật cản này rồi tiếp tục hạ tiếp, hoặc cùng các thiết bị khoan cắt, trục vớt vật cản nên. Đối với những trường hợp đặc biệt không thể trục vớt vật cản lên được phải dịch chuyển vị trí cọc khoan nhồi hoặc thay phương án cọc khoan nhồi bằng loại móng cọc khác.
4.4.1.2. Sự cố sập thành vách hố khoan
Sự cố sập thành vách hố khoan có thể do các nguyên nhân chính sau:
a) Khi khoan gặp tầng đất quá yếu, lại không có ống vách
Tầng đất quá yếu có: Môđun biến dạng E0 < 50 kG/cm2, góc ma sát trongnhỏ hơn 10o, hệ số nén a > 0,05cm2/kg, độ sệt B > 0,75, sức kháng xuyên mũi qc ≤ 4kG/cm2, chỉ số xuyên tiêu chuẩn của đất N ≤ 4.
Qua kinh nghiệm thi công cọc khoan nhồi ở vùng đồng bằng sông Cửu Long cho thấy với đặc điểm các tầng đất yếu như nêu ở trên đều ở trạng thái dẻo chảy đến chảy. Vì vậy, khi khoan tạo lỗ sẽ gây ra hiện tượng sập thành vách nếu không có ống vách mặc dù có dùng dung dịch bentonite để giữ ổn định. Do vậy, trong quá trình khoan cần kiểm tra lại địa chất để đối chiếu với số liệu thí nghiệm, để có giải pháp xử lý kịp thời, chẳng hạn như điều chỉnh lại chiều dài ống vách;
Có rất nhiều nguyên nhân gây ra sự cố khi thi công khoan cọc nhồi
b, Các chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch bentonite không thích hợp với địa tầng cần khoan
Do mỗi loại đất có tính chất cơ lý hóa khác nhau, cũng có sự khác nhau về thành phần và loại của dung dịch bentonite. Cần thường xuyên kiểm tra và điều chỉnh các chỉ tiêu kỹ thuật của dung dịch (khối lượng riêng, độ nhớt, hàm lượng cát, tỷ lệ chất keo, lượng, lượng mất nước, lực cắt tĩnh, tính ổn định và trị số PH) cho phù hợp với các quy định vì chúng có ảnh hưởng rất lớn đến việc giữ ổn định mũi khoan.
c, Áp lực thủy động trong tầng cát, cát pha sét quá lớn
Khi khoan gặp tầng cát có chứa nước ngầm với áp lực lớn, nước ngầm có áp này sẽ chảy vào trong hố khoan mang theo đất cát ở vách hố khoan (hiện tượng cát chảy) làm cho hố khoan tại tầng này rộng ra, có thể kéo theo các tầng phía trên bị sụp. Nếu gặp sự cố này nên đưa ốc vách qua tầng này, hoặc dùng biện pháp hạ mực nước ngầm trước khi khoan. Hoặc,
d, Do chọn kỹ thuật, thiết bị khoan không phù hợp với đất nền
Do tốc độ khoan quá nhanh vữ bentonite chưa kịp hấp thụ vào thành vách, hoặc việc nâng hạ gầu khoan quá nhanh gây hiệu ứng Pitông dẫn đến sập thành vách lỗ khoan. Để tránh sập vách cần phải chọn loại khoan thích hợp với thao tác khoan nhẹ nhàng, tránh những động tác đột ngột. Hoặc,
e, Do hạ lồng thép va vào thành vách lỗ khoan
Khi hạ lồng thép nhanh có thể va vào thành vách hố khoan dẫn đến sập vách lỗ khoan. Do đó, cần phải hạ lồng thép nhẹ nhàng và đúng tâm hố khoan để tránh sập vách. Hoặc,
f, Do thời gian giãn kéo dài giữa khâu khoan tạo lỗ và đổ bê tông cũng gây ra ssự cố sập vách lỗ khoan.
4.4.1.3. Sự cố do dung dịch bentonite đông tụ nhanh và nhiều xuống đáy lỗ khoan
Sự cố kỹ thuật này có thể do việc chọn dung dịch bentonite không phù hợp với điều kiện đất nền, chẳng hạn như:
(1) Nếu dung dịch bentonite chứa nhiều khoáng chất sét kaolinit thì dung dịch sẽ đông tụ mạnh.
(2) Nếu độ PH < 7 hay nước từ lợ đến mặn thì khả năng đông tụ (phân hủy) dung dịch khoan sẽ xảy ra. Ngoài ra, còn có nhiều yếu tố khác ảnh hưởng đến hiện tượng đông tụ của dung dịch.
4.4.1.4. Sự cố do lớp màng áo sét bám quanh vách hố khoan quá dày
Do độ nhớt của dung dịch bentonite tăng làm bề dày lớp màng áo sét tăng theo (4mm), nguy hại hơn do màng áo sét này ở trạng thái nhão nhớt. Dẫn đến việc giảm ma sát hông giữa cọc và đất rất nhiều gây giảm khả năng chịu lực của cọc.
4.4.2. Sự cố khi khoan cọc nhồi trong cấu tạo, gia công và hạ lồng thép
Không hạ được lồng cốt thép và lỗ khoan: do lồng thép bị biến dạng (uốn cong trong quá trình cẩu lắp lồng thép). Do vậy, khi chế tạo cần tính toán đến biến dạng của lồng thép, bố trí móc cẩu phù hợp để tránh sự cố này, hoặc nắn lại lồng thép và bố trí thêm móc cẩu để tránh biến dạng.
Ống vách bị lún: do treo lồng thép, trọng lượng lồng thép tương đối nặng là lún ống, khi đó có thể gia cường chống lún cho ống vách hoặc không treo lồng thép lên giữa ống để tránh lún ống.
Lồng thép bị ngập trong đất: Theo quy định, khi lồng thép chạm đáy thì nâng lên 5-10cm. Điều này khó thực hiện vì khoảng cách quá nhỏ cho việc điều khiển tời. Hơn nữa do lồng thép nặng nên khi chạm đáy đã lún vào nền, nên khi nâng hạ lồng thép trên thì lồng thép vẫn ngập trong đất. Vì vậy cần tùy theo điều kiện cụ thể để điều chỉnh khoảng cách này.
4.4.3. Sự cố khi khoan cọc nhồi trong công đoạn đúc cọc
Tắc nghẽn bê tông trong ống: Do hiện tượng hiệu ứng vòm khi bê tông được giữ ở mức quá cao trong ống chống làm cho bê tông không trào lên được gây tắc nghẽn. Khi đó cần phải nâng ống dẫn bêtông lên, nhưng ống vẫn phải ngập trong bê tông ít nhất 2m, quy định là từ 2m đến 5m.
Mực bê tông bị hạ xuống khi rút ống vách lên: Do tầng đất yếu (khi rút qua tầng đất yếu này) bị từ biến dưới áp lực của bêtông tươi làm tăng thêm thể tích của bêtông (cọc bị phình ra).
Cả khối bê tông trong ống chống bị kéo lên khi rút ống vách lên: Do bê tông ninh kết quá sớm, nó sẽ bám chặt vào ống vách. Vì vậy, khi rút ống vách làm kéo theo cả khối bêtông và phần cọc dưới ống vách cũng bị lồng thép kéo lên theo, hoặc tạo vòng rỗng trong bê tông.
Bê tông thân cọc bị phân tầng, rỗ tổ ong và có vật lạ (như: thấu kính bùn, đất vữa bentonite,v.v…): Sự cố này có thể do các nguyên nhân chính sau:
+ Do thiết bị đổ bê tông không thích hợp hoặc tình trạng làm việc xấu;
+ Do việc đổ bê tông không liên tục, hoặc do sự rút ống dẫn bê tông lên quá nhanh (độ ngập của ống dẫn bê tông trong bê tông không đảm bảo theo yêu cầu) sẽ làm lẫn bùn khoan trong bê tông;
+ Do sử dụng bê tông có thành phần không thích hợp, độ sụt không đạt yêu cầu làm bê tông rỗ hoặc phân tầng;
+ Do sự lưu thông nước ngầm làm trôi vữa ximăng, chỉ còn lại cốt liệu (bê tông bị rỗ);
+ Do có sự cố sập thành vách hố khoan trong lúc đổ bê tông làm lẫn đất sập vào bê tông.
