Công nghệ Cọc xi măng - đất đã được nghiên cứu và phổ biến rộng rãi trên thế giới và được xem là một trong những công nghệ xử lý nền đem lại hiệu quả kinh kết lớn, và đặc biệt phù hợp với điều kiện địa chất phổ biến trên lãnh thổ Việt Nam. Trong loạt bài viết này, chúng tôi sẽ lần lượt giới thiệu về công nghệ này cùng những đặc điểm ưu việt.
Thiết kế gia cố nền đất yếu bằng trụ đất
xi măng cần tuân theo quy trình sau:
- Khảo sát địa chất công trình, thí nghiệm xác định hàm lượng
xi măng thích hợp trong phòng thí nghiệm;
- Thiết kế sơ bộ nền gia cố theo điều kiện tải trọng tác dụng của kết cấu bên trên (căn cứ vào kết quả thí nghiệm mẫu trong phòng và kinh nghiệm tích lũy);
- 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 các trụ);
- Thi công đại trà theo công nghệ đã đạt yêu cầu và tiến hành kiểm tra chất lượng phục vụ nghiệm thu.
Tuy cùng một tỷ lệ pha trộn nhưng luôn có sự khác nhau giữa mẫu chế trong phòng thí nghiệm và thực tế thi công bằng các thiết bị ngoài hiện trường, cho nên việc thi công trụ thử, tìm hiệu quả gia cố tối ưu là quy định bắt buộc. Trụ thử phải thi công ngoài công trình để có thể tiến hành thí nghiệm kiểm tra. Số lượng trụ thử do tư vấn thiết kế quyết định, nhưng không ít hơn 2 trụ cho mỗi loại thiết bị và công nghệ. Quyết định thi công đại trà chỉ có thể đưa ra sau khi đã thi công và thí nghiệm trụ thử đạt yêu cầu.
Mô hình tiến hành các thí nghiệm kiểm tra
Vật liệu dùng trong thi công vào đất gồm một số hoặc toàn bộ các thành phần sau:
- Chất kết dính (xi măng,
vữa xi măng)
-
Phụ gia
- Nước
- Chất độn (cát,…)
- Cốt
thép
Tất cả các vật liệu và sản phẩm dùng chế tạo cọc xi măng đất phải tuân theo các tiêu chuẩn liên quan hiện hành, và các quy định môi trường. Nguồn cung cấp
vật liệu phải rõ xuất xứ; Vật liệu và sản phẩm phải đúng yêu cầu thiết kế.
Mô tả phản ứng hóa học giữa đất, xi măng, phụ gia và nước
Thiết kế biện pháp thi công cần làm sáng tỏ các vấn đề sau:
- Mục tiêu và phạm vi của công tác 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 thước/cấu trúc của cần xoay, vị trí lỗ xuất xi măng, hình dáng và chiều dài của đầu trộn;
- Hành trình làm việc ( khoan xuống và rút lên, trộn và trình tự thi công);
- Các thông số : chủng loại và thành phần xi măng, hàm lượng xi măng, tỷ lệ 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 lý chất lượng;
- Quy trình xử lý khi có sự cố dừng thi công;
- Khả năng sửa đổi các thông số trộn trong khi thi công;
- Các phương pháp thí nghiệm kiểm chứng;
- Hồ sơ thi công ( nhật ký, bản vẽ, biểu ghi chép)
- Đánh giá nguy cơ tác động đến môi trường và an toàn.
Kết luận
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 (40-90 mm) 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, các ứng dụng chính của cọc xi măng đất có thể kể đến xử lý lún nghiêng, tường chống thấm, tường vách hố móng, nền đường, vỏ bảo vệ công trình ngầm, ứng dụng cọc xi măng đất để xử lý các hư hỏng của cống dưới đê (thấm qua nền, mang cống), v.v. Trong các ứng dụng này, một hàng cọc bê tông đất nằm liên tiếp nhau, thậm chí đan xen nhau tạo thành một bức tường có tác dụng chống thấm tốt và có thể chịu lực xô ngang. Ứng dụng cọc xi măng đất để xử lý các hư hỏng của công trình do nền đất yếu gây ra cũng rất phù hợp và hiệu quả.
Nhờ sự gọn nhẹ của dây chuyền thiết bị, việc thi công có thể tiến hành trong địa hình chật hẹp (diện thi công nhỏ), không ảnh hưởng đến các công trình lân cận chiều cao hạn chế (tối thiểu 3m) nên công nghệ xử lý nền đất yếu bằng cọc xi măng đất rất hiệu quả và phù hợp với điều kiện nước ta trong triển vọng phát triển ngành xây dựng vững mạnh toàn diện.
(hết)
VLXD.org (Nguồn: CCID)