Văn bản pháp luật

Tổng quan về Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD 197:1997

Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXD 197:1997 là văn bản kỹ thuật chuyên ngành quy định về công tác thi công và nghiệm thu cọc khoan nhồi cho các công trình nhà cao tầng. Đây là cơ sở pháp lý và kỹ thuật quan trọng giúp các đơn vị thiết kế, thi công và giám sát kiểm soát chặt chẽ chất lượng, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho hệ thống móng của các công trình có quy mô lớn và tầng hầm sâu.

Nội dung chi tiết Phần mở đầu và các Điều khoản đầu (Từ Điều 1 đến Điều 4)

- Điều 1: Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu kỹ thuật về thi công và nghiệm thu cọc khoan nhồi đường kính trung bình và đường kính lớn (thường từ 600mm trở lên) bằng phương pháp khoan tạo lỗ trong đất (có sử dụng dung dịch khoan hoặc ống vách để giữ thành hố khoan).
Đối tượng áp dụng trực tiếp là các công trình nhà cao tầng, các công trình dân dụng và công nghiệp có tải trọng lớn đòi hỏi giải pháp móng sâu để truyền tải trọng xuống các lớp địa chất ổn định.
Tiêu chuẩn hướng dẫn toàn bộ quy trình từ khâu chuẩn bị mặt bằng, định vị tim cọc, khoan tạo lỗ, làm sạch hố khoan, gia công lắp dựng lồng thép, đổ bê tông dưới nước cho đến công tác kiểm tra chất lượng và nghiệm thu sản phẩm.

- Điều 2: Tài liệu viện dẫn

Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách đồng bộ và chính xác, người sử dụng cần phối hợp chặt chẽ với các tiêu chuẩn hiện hành khác của Nhà nước về bê tông và bê tông cốt thép, tiêu chuẩn về khảo sát địa chất công trình, tiêu chuẩn về an toàn lao động và bảo vệ môi trường trong xây dựng.
Các tài liệu viện dẫn bao gồm các quy chuẩn về chất lượng xi măng, cốt liệu (cát, đá, sỏi), nước dùng cho bê tông, các quy định về kiểm định chất lượng mối hàn cốt thép và các phương pháp thử không phá hủy để kiểm tra độ đồng nhất của bê tông thân cọc.

- Điều 3: Yêu cầu chung trong thi công cọc khoan nhồi

Khảo sát địa chất công trình: Trước khi tiến hành thi công, nhà thầu phải được cung cấp đầy đủ tài liệu khảo sát địa chất, địa chất thủy văn tại vị trí xây dựng. Tài liệu này phải làm rõ cấu trúc các lớp đất đá, mực nước ngầm, sự xuất hiện của các hang karst hoặc chướng ngại vật dưới lòng đất để có phương án khoan phù hợp.
Năng lực của đơn vị thi công: Nhà thầu thi công cọc khoan nhồi phải có đủ năng lực hành nghề theo quy định pháp luật, sở hữu trang thiết bị máy móc phù hợp với điều kiện địa chất và có đội ngũ kỹ sư, công nhân kỹ thuật được đào tạo chuyên sâu về công nghệ khoan nhồi.
Hồ sơ thiết kế và biện pháp thi công: Quá trình thi công phải tuân thủ nghiêm ngặt bản vẽ thiết kế kỹ thuật đã được phê duyệt. Nhà thầu phải lập biện pháp tổ chức thi công chi tiết, trình chủ đầu tư và đơn vị tư vấn giám sát phê duyệt trước khi triển khai thực tế. Mọi thay đổi về chiều sâu mũi cọc hoặc cấu trúc lồng thép phải được sự đồng ý bằng văn bản của đơn vị thiết kế.

- Điều 4: Yêu cầu về vật liệu sử dụng

Dung dịch giữ vách (Bentonite hoặc Polymer): Phải đảm bảo các chỉ tiêu kỹ thuật cốt lõi như tỷ trọng, độ nhớt, hàm lượng cát, độ pH và lực đông kết tĩnh. Dung dịch phải có khả năng tạo màng sét tốt trên thành hố khoan để ngăn ngừa hiện tượng sập lở vách trong suốt quá trình khoan và chờ đổ bê tông.
Bê tông và hỗn hợp bê tông: Bê tông dùng cho cọc khoan nhồi là loại đổ dưới nước theo phương pháp ống dẫn (Tremie). Hỗn hợp bê tông phải có độ sụt cao (thường từ 18cm đến 22cm), khả năng tự dâng tốt, không bị phân tầng, tách nước và có thời gian đông kết được kéo dài phù hợp bằng cách sử dụng phụ gia hóa học để tránh bị tắc ống dẫn.
Cốt thép: Thép thanh và thép cuộn dùng làm lồng cốt thép phải đáp ứng đầy đủ các tiêu chuẩn về giới hạn bền, giới hạn chảy và độ dãn dài. Quá trình gia công lồng thép phải đảm bảo độ cứng hình học, không bị biến dạng hoặc vặn xoắn khi vận chuyển, cẩu lắp và hạ vào hố khoan. Các con kê bằng bê tông hoặc nhựa phải được bố trí đầy đủ để đảm bảo chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép.
Nước và phụ gia: Nước dùng để trộn bê tông và pha chế dung dịch khoan phải là nước sạch, không chứa các tạp chất hữu cơ, dầu mỡ hoặc hàm lượng muối vượt quá giới hạn cho phép nhằm tránh ảnh hưởng đến quá trình đông kết của xi măng và ngăn ngừa ăn mòn cốt thép về lâu dài.

Ý nghĩa thực tiễn của các quy định khởi đầu

Các quy định từ Điều 1 đến Điều 4 của TCXD 197:1997 đóng vai trò đặt nền móng kỹ thuật cực kỳ quan trọng cho toàn bộ quy trình thi công cọc khoan nhồi. Việc kiểm soát chặt chẽ chất lượng vật liệu đầu vào (đặc biệt là dung dịch giữ vách và hỗn hợp bê tông) cùng với việc tuân thủ nghiêm ngặt hồ sơ thiết kế ngay từ giai đoạn chuẩn bị giúp giảm thiểu tối đa các sự cố nghiêm trọng trong lòng đất như hẫng mũi cọc, thắt cổ chai thân cọc, sụt lở vách hố khoan hoặc lẫn bùn đất vào bê tông thân cọc. Đây là những yếu tố quyết định trực tiếp đến khả năng chịu lực cực hạn và độ bền vững lâu dài của hệ thống móng nhà cao tầng.

TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG VIỆT NAM

TCXD 197:1997

NHÀ CAO TẦNG - THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI

High rise building - Guide for construction of bored piles

1. Phạm vi áp dụng

Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc thi công cọc khoan nhồi bằng thiết bị khoan gầu có ống chống tạm thời và dùng vữa bentonit để giữ ổn định vách lỗ khoan với cọc có đường kính từ 60 - 150cm và có độ sâu từ 35 - 50m.

2. Công tác chuẩn bị

2.1. Trước khi thi công cọc khoan nhồi nhất thiết phải cần tập hợp đủ các tài liệu kĩ thuật về kết quả khảo sát đất nền thiết kế, quy trình công nghệ, đặc biệt cần có kết quả quan trắc mực nước ngầm khu vực thi công.

2.2. Cần thiết chuẩn bị mặt bằng tổ chức thi công, xác định các vị trí tim mốc, hệ trục của công trình, đường vào và vị trí đặt các thiết bị cơ sở và khu vực gia công thép, kho và công trình phụ trợ.

2.3. Cần thiết lập quy trình kĩ thuật thi công theo các phương tiện thiết bị sẵn có nhằm đảm bảo các yêu cầu của đơn vị tư vấn và hồ sơ thiết kế.

2.4. Cần thiết lập kế hoạch thi công chi tiết, quy định rõ thời gian cho các bước công tác và sơ đồ dịch chuyển máy trên hiện trường.

2.5. Cần thiết chuẩn bị các biểu bảng theo dõi quá trình thi công, chất lượng thi công theo các biểu quy định (Phụ lục A) .

2.6. Cần thiết chuẩn bị đầy đủ và đúng yêu cầu các loại vật tư theo quy định và các thiết bị thí nghiệm kiểm tra độ sụt của bê tông, dung dịch bentonit, độ sâu cọc.... Dung dịch bentonit phải đảm bảo đủ khối lượng cho công tác thi công và đạt yêu cầu sau (đây là yêu cầu cho dung dịch bentonit trước khi thi công):

ph > 7

Dung trọng : 1,02- 1,15 t/m3

Độ nhớt : 29- 50 giây

Hàm lượng bentonit trong dung dịch : 2- 6% (theo trọng lượng)

Hàm lượng cát : < 6% .

3. Định vị hố khoan

Hố khoan và tim cọc được định vị trong quá trình hạ ống chống. Tim cọc được xác định bằng hai tim mốc kiểm tra A và B (hình I) vuông góc với nhau và đều cách tim cọc một khoảng cách bằng nhau.

Hình 1: Sơ đồ bố trí định vị lỗ khoan

4. Hạ ống chống

Ống chống tạm thời không được ngắn hơn 6m được dùng để bảo vệ thành hố khoan ở phần đầu cọc, tránh mọi hiện tượng sập lở đất bề mặt và đồng thời tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thi công. Ống chống phải đặt thẳng đứng và được kiểm tra bằng hai máy trắc đạc. Vị trí ống chống, độ thẳng đứng của ống chống phải được kỹ thuật A kiểm tra và nghiệm thu. Ống chống có thể được hạ bằng búa rung hoặc bằng máy khoan.

5. Kiểm tra đường ống dẫn bentonit

Trước khi công tác khoan cọc bắt đầu cần kiểm tra đường ống dẫn bentomt, hố đào cạnh cọc để chứa bentomt thu hồi.

6. Công tác khoan

6.1. Cần điều chỉnh độ nằm ngang của máy khoan và độ thẳng đứng của cần khoan.

6.2. Ít nhất trong vòng 14 ngày không tiến hành khoan cạnh cọc vừa được đổ bêtông, trong khoảng cách bằng 5 lần đường kính cọc. Trong vòng 7 ngày xe, máy không được đi lại trong phạm vi hoặc khoảng cách 3 lần đường kính cọc vừa đổ bêtông.

6.3. Trong các lớp đất sét nên dùng đầu khoan kiểu guồng xoắn để lấy đất và trong các lớp đất rời nên dùng đầu khoan thùng.

6.4. Bentonit được phun vào lỗ cọc khi khoan đạt độ sâu 4-5m. Bentonit phải đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật và được thử trong quá trình thi công theo yêu cầu. Mực dung dịch khoan trong lỗ phải luôn cao hơn 1,25m so với cao độ mực nước ngầm bên ngoài hố khoan. Dung dịch bentonit trào ra từ hố khoan có thể được thu hồi và lọc để sử dụng lại.

6.5. Mùn khoan và dung dịch bentonit lẫn đất phải được vận chuyển ngay ra khỏi vị trí hố khoan để tránh làm ảnh hưởng đến chất lượng hố khoan.

6.6. Trong bất cứ trường hợp nào cũng không được bơm từ hố khoan trừ trường hợp ống chống được tiếp tục đặt sâu và vách hố khoan là ổn định.

6.7. Hố khoan được kiểm tra về độ sâu độ thẳng đứng và đường. kính cũng như tình trạng thành vách theo yêu cầu của kĩ thuật A. Sau khi kết thúc khoan tạo lỗ 45 phút, kiểm tra lại độ sâu hố khoan và độ sạch mùn khoan Ở đáy lỗ, nếu sai số độ sâu nhỏ hơn 20cm thì mới được phép tiến hành các công đoạn thi công tiếp theo.

7. Hạ cốt thép

Lồng cốt thép được hàn chắc chắn và có số mối nối thép chủ là tối thiểu. Vành khuyên nhựa hoặc bêtông được sử dụng để bảo đảm chiều dày lớp bêtông bảo vệ cốt thép.

Cần có biện pháp kĩ thuật để tránh cốt thép bị tụt hoặc bị đẩy trồi.

Cốt thép phải đảm bảo các yêu cầu về cường độ và kích thước theo như bản vẽ thiết kế

Hình 2. Thồi rửa làm sạch đáy hố khoan

8. Thổi rửa đáy lỗ khoan

Sau khi đặt cốt thép, chiều sâu hố khoan được kiểm tra và làm sạch. Việc làm sạch đáy hố khoan có ý nghĩa quyết định đến sức chịu tải của cọc. Mùn khoan lắng đọng, đất từ thành hố khoan sụt lở phải được thổi rửa bằng công nghệ thích hợp. Việc thổi rửa có thể được thực hiện bằng ống đổ bêtông kết hợp với ống dẫn khí nén đường kính 45mm. Áp lực khí nén được giữ thường xuyên là 1,5 lần áp lực cột dung dịch tại đáy hố khoan và lưu lượng khí không ít hơn 15m³/phút. Sơ đồ bố trí công nghệ thổi rửa đáy hố khoan được thể hiện trên hình 2. Bentonit và mùn khoan Ở đáy hố khoan được áp lực khí nén đẩy ra ngoài thông qua hệ thống ống đổ bêtông. Cần bổ sung bentonit mới vào hố khoan khi dung dịch bentônit tụt khoảng 1,5m so với cao độ đỉnh ống chống.

9. Đổ bêtông

9.1. Công nghệ đổ bêtông phải thực hiện sao cho bêtông được cấp cho cọc là liên tục, không bị gián đoạn. Thời gian đổ bê tông cho một cọc không nên vượt quá 4 giờ.

9.2. Nhà thầu phải thiết kế cấp phối bêtông đảm bảo các yêu cầu kĩ thuật : Mác bêtông tối thiểu thường dùng là không nhỏ hơn 200. Không nên sử dụng cốt liệu đá lớn hơn 20mm.

Độ sụt bêtông không nhỏ hơn 15cm và thường được quy định lả 17cm ± 2cm. Thông thường, cần sử dụng phụ gia ninh kết chậm và phụ gia tăng độ dẻo của bê tông.

Trường hợp dùng xe trộn để cấp bêtông, cần tính toán thời gian vận chuyển và lựa chọn độ sụt xuất xưởng thích hợp.

9.3. Ống đổ bêtông có đường kính không nhỏ hơn 15cm và loại ống thường dùng có đường kính là 25cm. ống đổ bêtông và mỗi nối phải đảm bảo kín, cách nước. Các đốt ống đổ bêtông phải được đánh số để kiểm tra chiều dài khi nối ống và tháo ống.

Nhà thầu cần chuẩn bị ống đổ bêtông dự phòng.

9.4. Trước khi đổ bêtông cần lấy mẫu bentonit dưới đáy hố khoan để thử. Nếu chất lượng bentonit sau khi kiểm tra không đạt, nhà thầu phải có biện pháp kĩ thuật thích hợp hoặc thay bentonit mới.

9.5. Khi bắt đầu đổ bêtông, ống đổ phải đặt sát đáy hố khoan. Đáy phễu đổ phải được bố trí quả nút có thể được trượt dễ dàng trong ống nhằm đảm bảo không có sự tiếp xúc trực tiếp của mẻ bê tông đầu với nước của dung dịch khoan. Ống đổ có thể được nâng lên hạ xuống trong quá trình cấp bêtông và tháo bớt ống, song phải luôn nằm trong bê tông với chiều dài không nhỏ hơn 2,0m. Việc đổ bêtông phải tạo được một dòng chảy tự do và đẩy dần dung dịch bentonit ra khỏi hố khoan.

9.6. Bê tông phải được đổ liên tục và sao cho không bị phân tầng.

9.7. Bê tông trong ống đổ phải đảm bảo đủ độ cao và luôn lớn hơn áp lực của cột nước hoặc cột dung dịch xung quanh.

9.8. Cần thiết lấy 3 mẫu thử bêtông cho mỗi cọc.

9.9. Các ống đổ bêtông cần phải vệ sinh ngay sau khi tháo để tránh hiện tượng tắc ống.

10. Rút ống chống

10.1. Ống chống cần được rút lên trong thời gian bê tông còn có độ dẻo và chưa ninh kết nhằm đảm bảo bê tông không bị kéo lên theo ống chống.

10.2. Trong quá trình rút ống phải đảm bảo chống được giữ thẳng đứng và đồng trục với cọc.

10.3. Sau khi ống chống được rút cần kiểm tra khối lượng bê tông và cao độ đầu cọc nhằm đảm bảo tiết diện cọc không bị thu nhỏ và bêtông không bị lẫn với bùn đất xung quanh do áp lực của đất, nước, mùn khoan... Trong trường hợp cần thiết phải bổ sung ngay bê tông trong quá trình rút ống.

11. Dung sai

11.1. Vị trí cọc phải được xác định chính xác từ lưới cột và trục. Ngay trước khi thi công cần phải kiểm tra vị trí của cọc so với hệ thống lưới cột.

11.2. Vị trí cọc không được sai số quá 75mm theo bất kì hướng nào, đồng thời cũng phải đảm bảo sai số của tâm móng (bao gồm cả các cọc khác) không được vượt quá chỉ số trên.

11.3. Độ thẳng đứng : Khi bắt đầu công tác thi công, độ thẳng đứng của các cọc cần phải được kiểm tra theo quy định. Dung sai của độ thẳng đứng nằm trong khoảng 1/100.

Dung sai thẳng đứng lớn nhất cho phép là 1/75.

12. Các cọc bị hư hỏng

Trong các trường hợp sau cọc bị coi là hư hỏng:

+ Cường độ bêtông không đạt yêu cầu thiết kế ;

+ Dung sai thi công cọc vượt quá trị số cho phép quy định tại điều 11 ;

+ Sức chịu tải của cọc không đạt yêu cầu thiết kế.

13. Lí lịch cọc

Lí lịch cọc phải được kĩ thuật A-B kí xác nhận ngay trong quá trình thi công và bao gồm các thông tin sau:

+ Ngày và thời gian bắt đầu khoan và bắt đầu đổ bê tông ;

+ Số liệu về cọc và vị trí ;

+ Cốt mặt đất tại vị trí thi công cọc (thời điểm bắt đầu thi công) ;

+ Cốt mũi cọc và đầu cọc ;