Xử lý nền đất yếu bằng cọc cát đầm

Cọc cát đầm là một trong những phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cơ học. Cọc cát không phải là một bộ phận của kết cấu móng tiếp nhận và truyền tải trọng xuống nền đất như những loại cọc cứng khác, cọc cát chỉ tiếp nhận một phần tải trọng truyền xuống nền đất, nhiệm vụ chính của cọc cát là lèn chặt và thoát nước cho nền đất, làm tăng sức chịu tải cho nền.

Đặc điểm nền đất thường ứng dụng phương pháp cọc cát đầm

• Cọc cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có chiều dày 5m-20m.
• Khu vực có lớp đất yếu dày, chứa cát nhỏ, cát bụi dễ bị bão hòa trong nước hoặc các khu vực đất yếu có lớp bùn mỏng, đất dính như đất sét, đất pha cát và các loại đất bùn, than bùn.
• Không nên sử dụng cọc cát ở các loại đất quá nhão, cát chảy. Trong trường hợp này cọc túi cát sẽ được xem xét sử dụng thay thế.
• Thường được áp dụng trong các công trình có diện tích lớn.

Ưu điểm của phương pháp cọc cát đầm

• Cọc cát giúp nước trong lỗ rỗng thoát ra nhanh, làm tăng nhanh quá trình cố kết và độ lún ổn định diễn ra nhanh hơn.
• Nền đất được ép chặt do ống thép tạo lỗ, sau đó lèn chặt cát vào lỗ làm cho đất được nén chặt thêm, nước trong đất bị ép thoát vào cọc cát, do vậy làm tăng khả năng chịu lực cho nền đất sau khi xử lý.
• Cọc cát thi công đơn giản, vật liệu rẻ tiền (cát) nên giá thành rẻ hơn so với dùng các loại vật liệu khác. Trong một số điều kiện có thể thay thế cát bằng các vật liệu rời khác như cấp phối đá thích hợp.
• Và đặc biệt không bị ăn mòn nếu nước ngầm có tính xâm thực.

Một số yêu cầu kĩ thuật trong thi công

• Đường kính cọc cát khi thi công thông thường được xử lý từ 70cm hoặc lớn hơn hơn tùy thuộc vào từng thiết bị thi công.
• Chiều sâu cọc cát phụ thuộc vào độ ổn định và dộ lún của nền đất. Nhưng thông thường chiều sâu sẽ không quá 20m vì nếu cọc cát đặt quá sâu thì khó duy trì sự liên tục và đảm bảo chất lượng thi công.
• Khoảng cách tĩnh không giữa vách các cọc cát khi đặt liền kề không nên quá 4 lần đường kính của chúng.

Để kiểm tra và khống chế chất lượng cọc cát khi xử lý nền đất yếu người ta thường khống chế năng lượng đầm rung trên 1m dài cọc. Và kiểm tra, khống chế khối lượng thể tích cát (đá). Sau khi thi công xong có thể đào ra để kiểm tra đường kính cọc.

Thi công cọc cát đầm chặt

1. Xác định vị trí: Đặt ống vách đúng vị trí thi công đã thiết kế trước.
2. Đóng ống vách: Dùng búa rung đóng ống vách xuống lòng đất.
3. Đổ cát vào trong ống: Sau khi đóng ống vách xuống độ sâu cần thiết, mở cửa xả phễu để cho cát vào ống. Để đẩy cát xuống thông thường khí nén áp lực cao được thổi vào ống vách để đẩy cát xuống một cách liên tục bảo đảm cọc không bị gãy, thiếu đường kính và liên tục từ dưới lên trên.
4. Rút ống vách lên: cát trong ống sẽ thoát ra ngoài nhờ áp lực của khí nén.
5. Đóng ống vách, nén cát trong ống để cát tràn ra, làm tăng thể tích ống cát.
6. Hoàn thành: Lập đi lập lại quy trình trên đến khi tạo thành cột cát chạm mặt đất.

Thiết bị thi công cọc cát đầm

Thiết bị ghi tự động

Để phục vụ cho công tác kiểm tra chất lượng, thiết bị thi công cọc đầm nén cát được trang bị thiết bị ghi tự động chiều sâu thi công, quy trình chuyển động của ống vách, cát trong phễu và cường độ dòng điện của búa rung đặt trên đầu ống vách. Bộ ghi tự động đó sẽ là tài liệu tham chiếu nhằm kiểm tra quy trình thi công, chất lượng của cọc.