Các loại máy khoan cọc nhồi phổ biến tại Việt Nam

Các loại máy khoan cọc nhồi là một trong những yếu tố rất quan trọng ảnh hưởng đến hiệu quả làm việc của nhà thầu và sự vững chắc của công trình. Có rất nhiều loại máy khác nhau phù hợp với từng kiểu địa hình, vị trí mục đích của công trình. Dưới đây là một số loại máy phổ biến ở Việt Nam để bạn tham khảo.

Vài nét về các loại máy khoan cọc nhồi

Máy khoan cọc nhồi là những thiết bị được sử dụng trong thi công nền móng bằng công nghệ khoan cọc nhồi. Nhiệm vụ của chúng là khoan sâu xuống dưới nền đất để tạo lỗ thích hợp, từ đó, người ta mới có thể dựng lồng thép và nhồi bê tông xuống, tạo nên các cọc nhồi trực tiếp trên nền đất mà không cần phải đúc sẵn từ trước. 

Có rất nhiều các loại máy khoan cọc nhồi khác nhau, tuy nhiên nhìn chung chúng đều có cấu tạo gồm 2 phần cơ bản là thân máy và hệ thống trục khoan. Trong đó, trục khoan là phần quan trọng nhất. Chúng gồm 2 phần chính là cần khoan và mũi khoan. Thông thường, cần khoan sẽ được cấu tạo theo kiểu lồng ghép vào nhau tương tự cột ăng ten. Chúng sẽ gồm nhiều đoạn khác nhau. Khi thi công, tùy yêu cầu về độ nông sâu, các mũi khoan này sẽ thò ra từng đoạn. Trong trường hợp cần đạt độ sâu tối đa, tất cả các đoạn sẽ thò ra để đạt đến độ sâu lý tưởng nhất.

Đối với mũi khoan, có nhiều loại mũi khoan khác nhau tương ứng với từng dòng máy. Cách hoạt động của chúng do đó cũng khác nhau tạo nên những ưu và khuyết điểm riêng.

Các loại máy khoan cọc nhồi phổ biến tại Việt Nam

Có rất nhiều loại máy khoan cọc nhồi khác nhau. Mỗi loại sẽ được sử dụng với từng công trình cụ thể. Với đặc điểm về địa hình, địa chất và các công trình được xây dựng hiện nay, tại Việt Nam có 3 dòng máy khoan cọc nhồi phổ biến như sau.

Máy khoan cọc nhồi dạng cánh xoắn

Đây là máy mà mũi khoan được cấu tạo hình xoắn ốc. Cơ chế hoạt động của chúng là sử dụng mô men xoắn để khoan. Khi thi công, các cánh xoắn này sẽ tạo lực mạnh và đều đặn theo phương đứng, tương tự như xoáy ốc, xuyên thủng lớp đất đá dày, đồng thời tự động đẩy đất lên. 

Máy khoan cọc nhồi dạng cánh xoắn

Không phải loại máy khoan mũi xoắn nào cũng chỉ có duy nhất 1 mũi. Có loại máy gồm nhiều mũi khoan (3 mũi) ghép lại. Các cánh xoắn được lồng vào nhau thành hàng. Loại máy này ngoài sử dụng để tạo ra nhiều loại cọc nhồi có độ phức tạp khác nhau như: cọc khoan nhồi thông thường, cọc khoan nhồi mở rộng đáy, cọc barrette, cọc khoan nhồi có xói rửa và bơm vữa xi măng gia cường đáy…

Máy khoan mũi hình xoắn ốc thường sử dụng cho vùng địa hình đồi núi có lớp đất đá cứng, mực nước ngầm thấp. Máy có ưu điểm là khả năng hoạt động trơn tru, do đất đá được đẩy lên liên tục theo các cánh xoắn ruột gà, nên không gây tắc nghẽn khi khoan, hạn chế tối đã những cản trở trong quá trình thi công.

Nhược điểm của loại mày này là máy tạo được độ sâu và đường kính lỗ hạn chế, với độ sâu thường không quá 30-35m và đường kính tối đa cũng chỉ được khoảng 600mm. Do vậy, chúng chỉ phù hợp với các công trình có quy mô vừa và nhỏ, đòi hỏi diện tích mũi khoan không lớn lắm.

Máy khoan cọc nhồi kiểu thùng đào

Loại mày này có cấu tạo gồm thân máy, hệ thống cần trục, gầu khoan (chứa đầu mũi khoan). Máy hoạt động thông qua hệ thống thủy lực. Cần khoan gồm 3-5 đoạn có thể thò ra, thụt vào để khoan đạt được độ nông sâu thích hợp, chiều dài của cần là từ 12-18m. 

Gầu khoan có hình dạng và cấu tạo tương tự thùng phuy, đường kính từ 60cm-3m, bên trong có gắn với lưỡi khoan. Khi hoạt động, các thùng khoan sẽ xoay tròn theo quỹ đạo xoay của cần khoan. Đất sẽ được cắt nhỏ sau đó nhồi vào thùng khoan rồi được đưa lên mặt đất thông qua việc rút cần khoan  lên. 

Máy khoan cọc nhồi kiểu thùng đào 

Ưu điểm nổi bật của loại máy này là chúng có thể tạo được lỗ khoan với đường kính và chiều sâu cực lớn. Đường kính tối đa của một số loại máy dòng này có thể đạt được đến 3,5m và chiều sâu tối đa đạt tới 120m. Còn phổ biến là các loại máy có thể khoan với đường kính từ 60cm-2m và độ sâu từ 50-70m. Do đó, loại máy này có thể đáp ứng tốt yêu cầu về kích thước đối với mọi công trình. 

Bên cạnh đó, một số máy hiện đại thuộc dòng này này còn có thêm dụng cụ gầu khoan kèm răng cắt dành cho đá siêu cứng, do đó chúng cũng có thể khoan trên cả những địa hình phức tạp, nhiều đá cứng. Một ưu điểm khác của dòng máy này là chúng ít tiếng ồn, vì vậy ít gây ô nhiễm tiếng ồn, phù hợp thi công cả những thành phố, khu dân cư đông đúc.  

Các loại máy khoan cọc nhồi tuần hoàn

Đây là một dòng máy hiện đại với cấu tạo bằng nhiều bộ phận, linh kiện phức tạp. Cấu tạo của máy gồm các bộ phận như: 

- Mũi khoan: Có 2 mũi, 1 mũi khoan đất, chứa các hàm răng để cắt đất. 1 mũi khoan đá có cấu tạo gồm nhiều quả chòng nhỏ khắc răng cưa bằng thép, chịu mài mòn, va đập. Chúng có trục quay trên mũi khoan. Khi mũi khoan quay, các răng cưa sẽ miết vỡ đá.

- Quả chùy để tác động lực đè vào mũi khoan; 

- Cần khoan: Được cấu tạo từ 1 đoạn hình chữ khẩu, có tác dụng dễ dàng tháo lắp thêm các đoạn cần khác khi cần tăng độ sâu; Bên dưới đoạn này là các đoạn cần khoan có tiết diện hình vành khăn. Chúng sẽ thò dần ra để đạt tới độ sâu thích hợp.

Ngoài ra loại máy này còn có các bộ phận quan trọng khác như: Khớp vạn năng; Ống mềm dẫn dung dịch bentonite cùng với máy bơm hoặc máy hút.

 

Một loại máy khoan cọc nhồi tuần hoàn

Cơ chế hoạt động của các loại máy khoan cọc nhồi kiểu tuần hoàn như sau: Các lưỡi cắt đất hoặc lưỡi miết đá sẽ nghiền đất đá tơi nhỏ ra thành mùn khoan (bùn, phoi), sau đó mùn sẽ được máy đẩy lên mặt đất. 

Có 2 kiểu máy khoan tuần hoàn, đó là máy khoan tuần hoàn thuận và máy khoan tuần hoàn nghịch. Về cơ bản chúng đều có cơ chế nghiền đất đá như trên, tuy nhiên cách lấy phoi khỏi lỗ khoan thì hơi khác. 

Máy khoan tuần hoàn thuận sẽ sử dụng máy bơm, hút dung dịch từ bể chứa bơm vào lỗ khoan theo chiều sau: Từ máy bơm xuống ống dẫn mềm, xuống khớp vạn năng, xuống các đoạn cần khoan, xuyên qua quả chùy rồi xuyên qua mũi khoan xuống hố khoan. Tại đây dòng dung dịch sẽ xói đáy lỗ khoan thành phoi rồi dẫn phoi lên khỏi lỗ khoan, đổ vào bể lắng phoi rồi chảy vào bể chứa phoi. Tiếp tục từ bể lắng, dung dịch lại được máy bơm bơm xuống để thực hiện các đợt vận chuyển phoi lên khỏi lỗ khoan tương tự.

Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là nếu đường kính lỗ khoan lớn thì tốc độ dòng dung dịch chạy từ đáy lỗ khoan đến miệng lỗ rất chậm, ảnh hưởng đến tốc độ khoan. Do đó, đối với các lỗ khoan có kích thước lớn, người ta sẽ sử dụng đến máy khoan tuần hoàn nghịch (còn gọi là phản tuần hoàn). Với loại máy này, thay vì dùng máy bơm, người ta sẽ dùng máy hút. Phoi cùng với dung dịch sẽ được hút theo chiều như sau: Từ mũi khoan lên quả chùy, lên các đoạn cần khoan, lên khớp vạn năng, lên ống dẫn mềm, sau đó sẽ đi qua máy hút rồi xả vào bể lắng phoi. 

Như vậy, đối với phương pháp này, việc tạo lỗ hơi khác biệt. Thông thường, đất đá sẽ được khoan đào, nghiền nhỏ rồi sau đó mới được lấy lên. Còn với phương pháp này, việc tách đất khỏi hố và lấy đất từ dưới hố lên được thực hiện đồng thời, và sẽ do hai bộ phận khác nhau của thiết bị thực hiện. Tách đất được thực hiện bằng cách khoan đào và xói rửa, còn lấy đất được thực hiện bằng hệ thống máy hút công suất lớn. Đất sau khi được hòa dung dịch bentonite thành bùn lỏng sẽ theo các đường ống đi lên mặt đất nhờ lực hút của máy.

Máy hút có các cánh cấu tạo đặc biệt giúp dẫn phoi đi qua. Công suất của máy hút lớn gấp 2-3 lần máy bơm, do đó chúng làm việc hiệu quả, hút được khối lượng phoi lớn hơn mà không ảnh hưởng đến tốc độ khoan. Tuy nhiên với phương pháp này, dung dịch bentonite sẽ chứa một lượng đất đá rất lớn, vì vậy không thể lọc và sử dụng lại một cách tuần hoàn như kiểu máy tuần hoàn thuận.

Ưu điểm của các loại máy khoan cọc nhồi tuần hoàn nghịch là có thể đạt được đường kính và chiều sâu lỗ khoan cực lớn. Đường kính lỗ tối thiểu là từ 600mm và một số loại máy có thể đạt được đường kính tối đa lên đến 6000mm. Chiều sâu đạt từ 30m, một số loại máy có thể đạt đến độ sâu 500m. Do vậy loại máy này thích hợp sử dụng trong các công trình quy mô lớn, địa hình phức tạp, như thi công công trình nhà cao tầng, thi công cầu cảng biển, gia cố các công trình đập thủy điện, khoan lò giếng…

Trên đây là thông tin cơ bản về các loại máy khoan cọc nhồi phổ biến tại Việt Nam. Hi vọng bạn đã có những hiểu biết cần thiết về các loại máy này và biết cách lựa chọn phù hợp với công trình của mình.

Liên hệ 0971943989 để được hỗ trợ và tư vấn chọn loại máy khoan cọc nhồi phù hợp