Tiêu Chuẩn TCVN 9395:2012 - Cọc Khoan Nhồi
Tiêu chuẩn 9395 cọc khoan nhồi
TCVN 9395:2012 – Cọc khoan nhồi – Thi công và nghiệm thu là tài liệu kỹ thuật quan trọng để tổ chức, kiểm soát và đánh giá chất lượng cọc khoan nhồi đổ bê tông tại chỗ. Với loại cọc này, phần lớn thân cọc hình thành dưới mặt đất nên không thể quan sát trực tiếp sau khi thi công. Chất lượng vì thế phụ thuộc vào cả quá trình: khảo sát địa chất, tạo lỗ, giữ ổn định thành vách, làm sạch đáy, lắp lồng thép và đổ bê tông. Khi áp dụng tiêu chuẩn 9395 cọc khoan nhồi, đơn vị thi công và tư vấn giám sát cần đối chiếu đồng thời với thiết kế được duyệt, chỉ dẫn kỹ thuật của dự án và hồ sơ địa chất tại vị trí cọc.
Tiêu chuẩn 9395 cọc khoan nhồi về thi công và nghiệm thu
Phạm vi áp dụng và nguyên tắc kiểm soát theo TCVN 9395
TCVN 9395:2012 quy định việc thi công và nghiệm thu cọc khoan nhồi, từ chuẩn bị, định vị tim cọc đến kiểm tra cọc hoàn thành. Tiêu chuẩn không thay thế thiết kế móng hoặc yêu cầu thử tải. Chất lượng thi công từng cọc vẫn phải được kiểm soát, dù kích thước cọc đạt yêu cầu hay cọc khác có kết quả thử tải tốt.
Trước khi khoan, cần đối chiếu bản vẽ, khảo sát địa chất, thông tin công trình ngầm, mốc tọa độ, chứng nhận vật liệu và biện pháp thi công đã chấp thuận. Biện pháp phải phù hợp địa tầng, nước ngầm và công trình lân cận. Tại hiện trường, cần kiểm tra tim cọc, sàn công tác và đường cấp bê tông.
Tiêu chuẩn 9395 cọc khoan nhồi, điều chỉnh những công việc nào?
TCVN 9395:2012 tập trung vào yêu cầu thi công và nghiệm thu cọc khoan nhồi, từ chuẩn bị mặt bằng, định vị tim cọc đến kiểm tra sản phẩm hoàn thành. Tiêu chuẩn không thay thế hồ sơ thiết kế móng: đường kính, chiều dài, cao độ mũi cọc, sức chịu tải và phương án thử nghiệm phải được xác định theo thiết kế cùng các tiêu chuẩn liên quan. Một cọc đạt yêu cầu hình học chưa đồng nghĩa đã được chứng minh đủ sức chịu tải; ngược lại, kết quả thử tải của một cọc cũng không thể thay thế việc kiểm soát chất lượng thi công từng cọc.
Trước khi khoan, nhà thầu cần có biện pháp thi công phù hợp với địa tầng, mực nước ngầm, công trình lân cận và khả năng cung ứng bê tông. Biện pháp phải thể hiện cách lựa chọn thiết bị khoan, chiều sâu ống vách, giải pháp giữ thành, trình tự thi công cọc gần nhau, phương án xử lý sự cố và kế hoạch kiểm tra. Những nội dung này cần được thống nhất với thiết kế và tư vấn giám sát; không nên dùng một quy trình cố định cho mọi vị trí khi địa chất thay đổi rõ rệt trên mặt bằng.
Hồ sơ nào cần được đối chiếu trước khi thi công?
Hồ sơ nền tảng gồm bản vẽ cọc và đài cọc, báo cáo khảo sát địa chất, thông tin về công trình ngầm, mốc tọa độ và cao độ, chỉ dẫn kỹ thuật, kế hoạch thử nghiệm, chứng nhận vật liệu và biện pháp thi công đã được chấp thuận. Tại hiện trường, cần xác nhận tim cọc, cao độ sàn công tác, khả năng chịu tải của nền đặt máy và đường vận chuyển bê tông. Sàn công tác mất ổn định có thể làm lệch trục khoan ngay cả khi công tác định vị ban đầu chính xác.
Đối với khu vực có nhà hiện hữu hoặc hạ tầng nhạy cảm, hồ sơ còn nên xác định phương án theo dõi lún, chuyển vị và rung động theo yêu cầu dự án. Việc bố trí cọc thi công thử hoặc đoạn thi công thử giúp kiểm chứng thiết bị, dung dịch giữ thành và thời gian cung cấp bê tông. Các thông số rút ra từ hiện trường chỉ được dùng sau khi xem xét mức độ tương đồng về địa tầng, đường kính cọc và điều kiện thi công.
Khu vực có hạ tầng nhạy cảm, hồ sơ nên xác định phương án theo dõi lún
Quy trình tạo lỗ khoan và kiểm soát thành vách
Quy trình bắt đầu bằng định vị tim cọc, hạ ống vách và khoan đến độ sâu thiết kế. Trong khi khoan, cần theo dõi độ thẳng đứng, cao độ đáy và biến đổi địa tầng; sai khác đáng kể phải báo bộ phận thiết kế. Tùy nền đất, thành lỗ được ổn định bằng ống vách, dung dịch bentonite, polymer hoặc kết hợp. Dung dịch giữ thành phải được đo các chỉ tiêu kỹ thuật, không đánh giá chỉ bằng mắt thường. Khi đạt độ sâu, cần đối chiếu địa tầng tại mũi cọc, kiểm tra hình dạng lỗ và làm sạch cặn đáy. Sau khi hạ lồng thép, lắp ống đổ, phải kiểm tra lại đáy lỗ và dung dịch; chỉ đổ bê tông khi đạt yêu cầu.
Định vị, hạ ống vách và lựa chọn giải pháp khoan
Trình tự thông thường bắt đầu bằng định vị tim cọc, đặt và kiểm tra ống vách, sau đó khoan đến độ sâu thiết kế. Ống vách đoạn trên giúp bảo vệ miệng lỗ, hạn chế đất rời hoặc nước mặt xâm nhập và tạo điều kiện kiểm soát vị trí lồng thép. Trong quá trình khoan, người vận hành cần theo dõi độ thẳng đứng, tốc độ khoan, cao độ đáy, lượng đất lấy lên và sự thay đổi địa tầng. Khi đất thực tế khác đáng kể hồ sơ khảo sát, phải ghi nhận và báo bộ phận thiết kế trước khi quyết định điều chỉnh cao độ mũi cọc.
Tùy điều kiện nền đất, thành lỗ khoan có thể được ổn định bằng ống vách, dung dịch bentonite, dung dịch polymer hoặc giải pháp kết hợp. Dung dịch giữ thành phải tạo đủ áp lực chống sập vách nhưng không được để cặn bẩn tích tụ làm giảm chất lượng tiếp xúc giữa bê tông với đất nền. Không thể đánh giá dung dịch chỉ qua màu sắc bằng mắt thường; các chỉ tiêu như khối lượng riêng, độ nhớt, hàm lượng cát và những chỉ tiêu được quy định trong biện pháp thi công cần được đo, ghi nhận tại các thời điểm phù hợp.
Kiểm tra độ sâu và làm sạch đáy lỗ khoan
Sau khi đạt độ sâu yêu cầu, công tác kiểm tra cần tập trung vào cao độ đáy, kích thước và hình dạng lỗ khoan theo phương pháp được chấp thuận. Đất lấy từ gầu khoan hoặc mẫu địa tầng phải được đối chiếu với dự kiến thiết kế, đặc biệt tại lớp đặt mũi. Sai khác về độ sâu không nên được xử lý đơn giản bằng cách kéo dài cọc: điều quan trọng là mũi cọc đã tiếp cận đúng lớp chịu lực hay chưa và việc thay đổi có được thiết kế chấp thuận hay không.
Làm sạch đáy là bước ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng làm việc của mũi cọc. Mùn khoan, cát lắng và dung dịch bẩn có thể tạo lớp yếu dưới mũi hoặc lẫn vào bê tông đầu đợt đổ. Sau khi làm sạch lần đầu, việc hạ lồng thép và lắp ống đổ có thể khiến cặn tiếp tục lắng xuống. Vì vậy, tình trạng đáy lỗ và dung dịch cần được kiểm tra lại ngay trước khi đổ bê tông; nếu không đạt yêu cầu của thiết kế và biện pháp đã duyệt thì phải xử lý, kiểm tra lại rồi mới chuyển bước.
Lắp dựng lồng thép và đổ bê tông cọc khoan nhồi
Lồng thép phải được gia công đúng bản vẽ; mối nối đủ chắc, con kê bảo đảm lớp bê tông bảo vệ và quá trình hạ không làm biến dạng lồng hoặc sạt vách. Ống siêu âm, nếu có, cần lắp đúng vị trí, kín và thông suốt. Bê tông phải đáp ứng yêu cầu về cấp phối, tính công tác và thời gian vận chuyển; không tự ý thêm nước. Khi đổ qua ống tremie, cần duy trì dòng bê tông liên tục và giữ đầu ống ngập trong bê tông để tránh cuốn bùn vào cọc. Cao độ mặt bê tông, chiều dài ống và khối lượng đổ phải được theo dõi. Cần đối chiếu thể tích thực tế với lý thuyết, đồng thời ghi nhận mọi gián đoạn và cách xử lý.
Lắp dựng lông thép cọc khoan nhồi
Gia công, hạ lồng thép và bố trí ống kiểm tra
Lồng thép phải phù hợp bản vẽ về chủng loại, đường kính, số lượng thanh, bước đai, chiều dài và vị trí nối. Khi lồng được chia thành nhiều đoạn, mối nối cần đáp ứng yêu cầu thiết kế và đủ độ cứng trong quá trình cẩu hạ. Con kê hoặc bộ định tâm giúp duy trì lớp bê tông bảo vệ, hạn chế lồng thép tì vào thành lỗ. Quá trình hạ phải diễn ra êm, không ép lồng đi qua điểm bị kẹt vì có thể làm biến dạng cốt thép hoặc gây sạt vách.
Nếu dự án sử dụng phương pháp siêu âm truyền qua để kiểm tra tính đồng nhất bê tông, ống siêu âm cần được lắp chắc chắn theo thiết kế, giữ thông suốt, kín và đúng vị trí trong suốt quá trình đổ. Đầu ống phải được bảo vệ để vữa hoặc tạp chất không lọt vào. Nhật ký cần ghi nhận cao độ lồng, chiều dài các đoạn, tình trạng mối nối, số lượng ống kiểm tra và mọi điều chỉnh được chấp thuận trước khi đổ bê tông.
Kiểm soát bê tông và phương pháp đổ qua ống dẫn
Bê tông cọc khoan nhồi cần có tính công tác phù hợp để di chuyển qua ống dẫn và lấp đầy lỗ khoan trong điều kiện có dung dịch hoặc nước. Cấp phối, thời gian vận chuyển và tính ổn định của hỗn hợp phải được kiểm soát theo thiết kế, chỉ dẫn kỹ thuật và tiêu chuẩn vật liệu áp dụng cho dự án. Trước khi đổ, cần kiểm tra chứng từ từng xe, tình trạng hỗn hợp, khối lượng cung ứng và kế hoạch duy trì dòng bê tông liên tục. Không được tự ý thêm nước tại hiện trường để cải thiện độ chảy.
Quá trình đổ bê tông cọc khoan nhồi
Khi đổ bằng ống tremie, bê tông ban đầu cần được ngăn cách với dung dịch trong ống bằng giải pháp khởi đổ phù hợp. Trong suốt quá trình, đầu dưới ống phải được duy trì ngập trong khối bê tông mới đổ theo yêu cầu biện pháp thi công; rút đầu ống khỏi mặt bê tông có thể khiến dung dịch và bùn bị cuốn vào thân cọc. Người phụ trách phải theo dõi cao độ mặt bê tông, chiều dài ống còn lại và khối lượng đã đổ sau mỗi đợt điều chỉnh. Cao độ kết thúc đổ cần dự phòng phần bê tông đầu cọc có thể lẫn tạp chất để xử lý đến cao độ thiết kế.
Đối chiếu thể tích bê tông thực tế với thể tích lý thuyết là một phép kiểm tra hữu ích, nhưng không phải căn cứ độc lập để khẳng định chất lượng cọc. Lượng bê tông tăng bất thường có thể gợi ý hiện tượng mở rộng lỗ hoặc thất thoát vào hốc đất; lượng giảm bất thường cần được xem xét cùng số liệu đo cao độ mặt bê tông, đường kính thực tế và khả năng tắc ống. Mọi lần gián đoạn đổ phải có thời điểm, nguyên nhân, cách xử lý và ý kiến chấp thuận được ghi trong hồ sơ.
Kiểm tra chất lượng, xử lý bất thường và nghiệm thu
Nghiệm thu cọc khoan nhồi cần dựa trên hồ sơ truy xuất từng cọc: nhật ký khoan, địa tầng, dung dịch, lồng thép, quá trình đổ bê tông và kết quả thí nghiệm. Dữ liệu hiện trường phải thống nhất với phiếu giao bê tông và biên bản nghiệm thu. Tùy thiết kế, có thể thử tải tĩnh, siêu âm hoặc kiểm tra động biến dạng nhỏ; mỗi phương pháp có giới hạn riêng. Chất lượng bê tông, sai lệch vị trí, cao độ và tình trạng đầu cọc phải được đối chiếu với tài liệu đã phê duyệt, không áp dụng dung sai truyền miệng. Khi có bất thường, cần bảo toàn chứng cứ, đánh giá nguyên nhân và thống nhất phương án kiểm tra, xử lý; không sửa hồ sơ để hợp thức hóa cọc.
Nhật ký thi công và các phương pháp kiểm tra cọc
Theo tinh thần của tiêu chuẩn 9395 cọc khoan nhồi, nghiệm thu không chỉ dựa vào hình dạng phần đầu cọc sau khi đào đất. Hồ sơ từng cọc cần cho phép truy xuất vị trí, thời gian khoan, thiết bị, địa tầng gặp phải, độ sâu, kết quả kiểm tra dung dịch và đáy lỗ, thông tin lồng thép, diễn biến đổ bê tông, mẫu bê tông cùng các sự cố. Dữ liệu đo tại hiện trường phải thống nhất với nhật ký, phiếu giao bê tông và biên bản nghiệm thu công việc bị che khuất.
Phương pháp kiểm tra sau thi công được lựa chọn theo thiết kế và kế hoạch chất lượng. Thử tải tĩnh dọc trục theo TCVN 9393:2012 cung cấp dữ liệu đánh giá ứng xử chịu tải; siêu âm truyền qua theo TCVN 9396:2012 hỗ trợ phát hiện vùng bê tông không đồng nhất khi có ống kiểm tra; phương pháp động biến dạng nhỏ theo TCVN 9397:2012 hỗ trợ nhận diện dấu hiệu bất thường về tính liên tục thân cọc. Mỗi phương pháp có phạm vi và giới hạn riêng, nên kết quả nghi vấn phải được phân tích cùng hồ sơ thi công và, khi cần, kiểm tra bổ sung.
Siêu âm để kiểm tra tổng thể chất lượng cọc
Điều kiện chấp nhận và hướng xử lý khi có nghi vấn
Trước khi nghiệm thu, cần kiểm tra kết quả thí nghiệm bê tông, sai lệch vị trí và cao độ theo giới hạn của hồ sơ áp dụng, tình trạng đầu cọc sau xử lý, kết quả thử nghiệm cọc và tính đầy đủ của hồ sơ. Không nên lấy một trị số dung sai hoặc một tỷ lệ thử nghiệm truyền miệng để áp dụng cho mọi công trình; các chỉ tiêu kiểm soát cụ thể phải được xác nhận từ phiên bản tiêu chuẩn sử dụng, bản vẽ và chỉ dẫn kỹ thuật đã phê duyệt.
Khi xuất hiện dấu hiệu như sập thành, lượng bê tông tiêu thụ bất thường, gián đoạn đổ kéo dài hoặc kết quả kiểm tra thân cọc không đạt, trước hết cần khoanh vùng và bảo toàn chứng cứ hiện trường. Tư vấn thiết kế cùng các bên liên quan sẽ đánh giá mức độ ảnh hưởng, quyết định thử nghiệm bổ sung hoặc giải pháp xử lý. Tùy nguyên nhân, phương án có thể là kiểm tra bằng phương pháp khác, khoan lấy lõi, gia cường, bổ sung cọc hoặc điều chỉnh kết cấu móng; không được tự sửa hồ sơ để hợp thức hóa cọc có nghi vấn.
