Một số sự cố cọc khoan nhồi đặc biệt trong vùng Casto

VÒ mét sè sù cè cäc khoan nhåi, ®Æc biÖt

trong vïng cast¬

PGS.TS. NguyÔn viÕt Trung

Th.S. NguyÔn tuÊn Anh

1. Giíi thiÖu

C¸c sù cè ®iÓn h×nh vÒ cäc khoan nhåi ®· ®îc tæng kÕt vµ ph©n tÝch trong nhiÒu tµi liÖu

gi¸o khoa vµ c¸c bµi b¸o khoa häc. Trong khu«n khæ b¸o c¸o khoa häc á Héi nghÞ nµy, chóng

t«i xin ®Ò cËp ®Õn mét d¹ng sù cè cäc khoan nhåi ®· gÆp nhiÒu trong c¸c c«ng tr×nh ë ViÖt

nam nhng cßn Ýt ®îc th¶o luËn vµ tæng kÕt. §ã lµ c¸c sù cè cäc khoan nhåi trong vïng cast¬

Qua mÊy chôc n¨m ¸p dông, th«ng qua viÖc nghiªn cøu, thÝ nghiÖm, tæng kÕt, chóng ta ®·

cã ®îc Quy tr×nh ThiÕt kÕ mãng cäc 22TCN-21-86 trong ®ã cã quy ®Þnh viÖc thiÕt kÕ cäc

khoan nhåi, Quy tr×nh Thi c«ng vµ NghiÖm thu cäc khoan nhåi 22TCN-257-2000. Chóng ta

®· quen thuéc víi c¸c ph¬ng ph¸p tÝnh to¸n kh¶ n¨ng chÞu t¶i th¼ng ®øng vµ n»m ngang cña

cäc khoan nhåi nãi chung theo c¸c Tiªu chuÈn quèc tÕ vµ ViÖt nam, nhng c¸c tham sè ®Ó x¸c

®Þnh kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc khoan nhåi trong vïng cã hang ®éng cast¬ th× ®Õn nay vÉn

cha ®îc tæng kÕt.

Trong c¸c quy tr×nh quy ph¹m trªn, cha cã mét tµi liÖu nµo chØ dÉn chi tiÕt vÒ viÖc kh¶o

s¸t thiÕt kÕ ®èi víi c¸c c«ng tr×nh ®Æt trªn vïng ®Þa chÊt cã hang ®éng cast¬. Tríc bøc xóc

trong viÖc gi¶i quyÕt c¸c vÊn ®Ò liªn quan ®Õn c¸c sù cè trong thi c«ng cäc khoan nhåi ë c¸c

cÇu trªn ®êng Hå ChÝ Minh ®i qua khu vùc hang ®éng cast¬. Bé GTVT ®· cã v¨n b¶n sè

351/GTVT-CG§ ngµy 12 th¸ng 2 n¨m 2001 híng dÉn qu¸ tr×nh kh¶o s¸t thiÕt kÕ vµ thi c«ng

c¸c c«ng tr×nh trªn tuyÕn ®êng Hå ChÝ Minh trong vïng ®Þa chÊt cã hang ®éng cast¬, trong khi

chê ban hµnh chÝnh thøc “Híng dÉn chi tiÕt quy ®Þnh kh¶o s¸t thiÕt kÕ, thi c«ng cäc khoan

nhåi trong vïng hang ®éng Cast¬“. Tuy nhiªn néi dung cña c«ng v¨n nµy còng cha ®a ra c¸c

biÖn ph¸p cô thÓ nh»m kh¾c phôc c¸c sù cè ph¸t sinh trong qu¸ tr×nh thi c«ng còng nh nguyªn

t¾c thiÕt kÕ cäc khoan nhåi trong vïng hang ®éng cast¬.

2. Mét sè c«ng tr×nh ®iÓn h×nh sö dông cäc khoan nhåi trong

vïng cast¬ :

§èi víi ViÖt Nam, ®Æc ®iÓm ®Þa h×nh chñ yÕu lµ ®åi nói (chiÕm ®Õn 3/4 diÖn tÝch). Trong

®ã ®¸ v«i ®îc coi lµ mét tµi nguyªn kho¸ng s¶n lín thø 2 ë ch©u ¸, sau Trung Quèc víi gÇn

6000 km2

lé diÖn, chiÕm gÇn 20% diÖn tÝch c¶ níc (tµi liÖu cña VIBEKAP). Chóng ta cã c¸c

hang ®éng næi tiÕng nh ®éng Phong Nha (Qu¶ng B×nh) víi hÖ thèng s«ng ngÇm dµi hµng tr¨m

c©y sè, ®éng Hßa B×nh... ViÖc xö lý nÒn mãng c«ng tr×nh qua khu vùc nµy lµ mét vÊn ®Ò rÊt

khã kh¨n, trong ®ã gi¶i ph¸p cäc khoan nhåi lµ sù lùa chän hiÖu qu¶ nhÊt. Mét sè c«ng tr×nh

tiªu biÓu nh :

Mãng trô cÇu §«ng Kinh (L¹ng S¬n ) sö dông cäc khoan nhåi ®êng kÝnh 100 cm, dµi 10

÷15 m, kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc 500 ÷ 600 tÊn. Cäc xuyªn qua ®Þa tÇng cã hang ®éng cast¬,

ch©n cäc tùa trªn nÒn ®¸ v«i, thi c«ng b»ng m¸y khoan GPS 1500 cña Trung Quèc.

Mãng trô cÇu Non Níc (Ninh B×nh) sö dông cäc khoan nhåi ®êng kÝnh 1.5m, cäc dµi 40 ÷

60m, kh¶ n¨ng chÞu t¶i cña cäc 910 ÷ 950 tÊn. Cäc xuyªn qua ®Þa tÇng cã hang ®éng cast¬,

ch©n cäc tùa trªn nÒn ®¸ v«i, thi c«ng b»ng m¸y khoan Leffer.

1

Mãng mè trô cÇu §¸ B¹c trªn Quèc lé 10, sö dông mãng cäc khoan nhåi ®êng kÝnh 1.5

vµ 2m. Cäc xuyªn qua ®Þa tÇng hang cast¬ (cã c¶ hang cast¬ sèng vµ cast¬ chÕt), thi c«ng

b»ng m¸y khoan QJ250-1.

Mãng mè trô cÇu Bî (Hoµ B×nh) sö dông cäc khoan nhåi ®êng kÝnh 1.5m. Cäc xuyªn qua

®Þa tÇng hang cast¬ sèng, qu¸ tr×nh khoan thêng xuyªn bÞ mÊt dung dÞch, sö dông m¸y khoan

BAUER.

Mãng nhµ m¸y xi m¨ng Tam §iÖp do §an M¹ch thiÕt kÕ vµ gi¸m s¸t thi c«ng, sö dông

hµng tr¨m cäc khoan nhåi ®êng kÝnh 100 ÷125 cm. Toµn bé nhµ m¸y n»m trªn khu vùc hang

®éng cast¬.

Mãng mè trô cÇu Hoµng Long (Thanh Ho¸) sö dông cäc khoan nhåi ®êng kÝnh 2m xuyªn

qua ®Þa tÇng hang cast¬. Trong qu¸ tr×nh khoan t¹o lç ®· sö dông kÕt hîp 2 lo¹i thiÕt bÞ: m¸y

khoan gÇu xoay ED 4000 ®Ó khoan tÇng ®Êt, sau ®ã dïng m¸y khoan theo nguyªn lý tuÇn

hoµn ngîc TRC ®Ó khoan tiÕp vµo tÇng ®¸ gèc.

Mãng nhµ m¸y xi m¨ng H¶i Phßng hiÖn ®ang thi c«ng, sö dông cäc khoan nhåi ®êng kÝnh

D = 1m ÷1.25m, khèi lîng cäc rÊt lín. C¸c cäc ®Òu xuyªn qua ®Þa tÇng hang cast¬ rÊt phøc

t¹p.

§Æc biÖt ®êng Hå ChÝ Minh giai ®o¹n I vît qua khu vùc Qu¶ng B×nh gåm 2 nh¸nh (nh¸nh

§«ng vµ nh¸nh T©y). Trong ®ã nh¸nh T©y ®i trªn ®Ønh hÖ thèng hang ®éng Phong Nha. C¸c

cÇu x©y dùng ë khu vùc nµy ®Òu sö dông kÕt cÊu mãng cäc khoan nhåi ®Ó xuyªn qua ®Þa tÇng

hang ®éng cast¬. Tiªu biÓu nh:

CÇu Troãc (Bè Tr¹ch - Qu¶ng B×nh): Sö dông mãng cäc khoan nhåi ®êng kÝnh D = 80

cm, søc chÞu t¶i cña cäc 420 ÷ 450 tÊn. ChiÒu dµi cäc thay ®æi tõ 18 ÷ 28m. Trong ®ã bÒ dµy

líp ®Êt phñ kho¶ng 8m, cßn l¹i lµ ®¸ v«i phong ho¸ nøt nÎ, hang r·nh cast¬, cã hang vßm cao

2.4m. Sö dông m¸y khoan ®Ëp c¸p CZ-30 cña Trung Quèc. Gi÷ thµnh hè khoan b»ng èng

v¸ch, viÖc khoan cäc gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n.

CÇu Tr¹ Ang (Bè Tr¹ch- Qu¶ng B×nh): Sö dông mãng cäc khoan nhåi ®êng kÝnh D = 100

cm . Søc chÞu t¶i cña cäc 500 ÷ 600 tÊn. ChiÒu dµi cäc thay ®æi D = 19 ÷39 m. BÒ dµy tÇng ®Êt

líp phñ kho¶ng 8 ÷10m. Cßn l¹i lµ ®¸ v«i nøt nÎ, hang r·nh cast¬, cã nh÷ng cäc vît qua 2 ÷3

tÇng hang. Sö dông m¸y khoan GPS vµ ®Ëp c¸p CZ-30 cña Trung Quèc, gi÷ thµnh lç khoan

b»ng èng v¸ch thÐp. ViÖc khoan cäc rÊt khã kh¨n, mÊt rÊt nhiÒu thêi gian, cã cäc khoan ®Õn 6

th¸ng.

CÇu VÜnh S¬n (Bè Tr¹ch - Qu¶ng B×nh) thuéc nh¸nh §«ng ®êng Hå ChÝ Minh: Sö dông

kÕt cÊu cäc khoan nhåi ®êng kÝnh D = 1 m (mè 5 cäc, trô 4 cäc), khi khoan kiÓm tra mïn ®Çu

cäc ph¸t hiÖn bªn díi mòi cäc lµ hang ®éng cast¬ (trÇn vßm hang cßn kho¶ng 1 m ), ph¶i xö lý

mÊt nhiÒu thêi gian

3. mét sè sù cè cña c«ng tr×nh cã cäc khoan nhåi trong vïng

cast¬ ë níc ta:

Sau ®©y sÏ tr×nh bµy mét sè sù cè ®· gÆp ë mét sè cÇu sö dông kÕt cÊu mãng cäc nhåi qua

vïng hang ®éng cast¬.

3.1. VÝ dô vÒ hiÖn tr¹ng cast¬ ë nhµ m¸y xi m¨ng Tam §iÖp:

Nhµ m¸y xi m¨ng Tam §iÖp (Ninh B×nh) do §an M¹ch thiÕt kÕ vµ gi¸m s¸t thi c«ng.

Mãng sö dông kÕt cÊu cäc khoan nhåi. Toµn bé kÕt cÊu mãng sö dông kho¶ng gÇn mét ngh×n

cäc. Tríc khi khoan cäc nhåi, T vÊn gi¸m s¸t ®· cho khoan kiÓm tra cast¬ t¹i tim mçi cäc. Tµi

liÖu khoan kiÓm tra cast¬ t¹i 175 cäc cho kÕt qu¶ nh sau:

2