Tìm hiểu quy trình đóng cọc bê tông trên sông, từ khảo sát địa chất, lựa chọn thiết bị đến biện pháp thi công an toàn và hiệu quả.
Khi thi công các công trình như cầu, bến cảng, nhà máy ven sông hay trạm bơm thủy lợi, việc đóng cọc bê tông trên sông là khâu quan trọng để tạo nền móng vững chắc trong điều kiện địa chất phức tạp. Nhưng làm sao để thi công đúng kỹ thuật, đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí?
Trong bài viết này, Xây Dựng nền Móng sẽ phân tích chi tiết từ khâu chuẩn bị, lựa chọn thiết bị đến quy trình thi công và những lưu ý kỹ thuật để giúp kỹ sư, nhà thầu và chủ đầu tư hiểu rõ bản chất công việc.
Tóm tắt:
Tại sao cần đóng cọc bê tông trên sông?
Đóng cọc bê tông trên sông là một trong những giải pháp then chốt giúp tăng cường khả năng chịu lực và ổn định cho công trình trong điều kiện địa hình thủy văn phức tạp. Những khu vực ven sông thường có nền đất yếu, dễ bị lún, xói lở hoặc thay đổi kết cấu địa chất theo mùa. Nếu không xử lý móng đúng cách, toàn bộ công trình phía trên có thể bị ảnh hưởng nghiêm trọng, dẫn đến mất an toàn, hư hỏng hoặc thậm chí là sập đổ.
Việc đóng cọc bê tông giúp chuyển tải trọng của công trình xuống các lớp đất cứng hơn bên dưới, giúp ổn định nền móng lâu dài. Bên cạnh đó, trong các dự án như trụ cầu vượt sông, bến tàu, nhà máy thủy điện hay trạm bơm tiêu úng, yêu cầu về độ bền, khả năng chống ăn mòn, chống dòng chảy xiết là rất cao – mà chỉ có móng cọc bê tông được thiết kế kỹ lưỡng mới có thể đáp ứng được.
Các loại cọc bê tông sử dụng khi thi công trên sông
Khi thi công trên sông, không phải loại cọc nào cũng thích hợp. Việc lựa chọn loại cọc cần căn cứ vào địa chất, tải trọng công trình, độ sâu lớp đất tốt và khả năng thi công tại khu vực sông nước. Trong thực tế, ba loại cọc thường được sử dụng để đóng cọc bê tông trên sông là: cọc vuông bê tông cốt thép (BTCT), cọc ly tâm dự ứng lực và cọc ván thép (hoặc cọc ống thép trong một số giải pháp vây tạm).
Cọc vuông BTCT có ưu điểm dễ thi công, giá thành hợp lý, độ phổ biến cao. Tuy nhiên, với các công trình lớn hoặc có yêu cầu đặc biệt về tải trọng, cọc ly tâm dự ứng lực lại là lựa chọn tối ưu vì khả năng chịu nén vượt trội, đồng đều về chất lượng do được sản xuất công nghiệp. Đối với những khu vực có yêu cầu vây cofferdam, các loại cọc ván thép hoặc cọc ống thép sẽ được dùng kết hợp để tạo vùng thi công khô ráo, giúp dễ kiểm soát chất lượng và thi công an toàn hơn.
Quy trình thi công đóng cọc bê tông trên sông
Quy trình thi công đóng cọc trên sông đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng và thực hiện chính xác theo từng bước. Trước tiên là khảo sát địa chất – thủy văn để xác định điều kiện dòng chảy, mức độ xói lở đáy sông, độ sâu và chất lượng lớp đất chịu lực. Bản khảo sát này sẽ giúp đưa ra phương án thiết kế cọc phù hợp và xác định chiều dài, đường kính cũng như mác bê tông cần thiết.
Tiếp theo là giai đoạn chuẩn bị mặt bằng thi công. Do không thể thi công trực tiếp trên nước như trên đất liền, nên cần thiết kế các sàn công tác nổi (dùng phao, ponton, hoặc cầu tạm) và hệ thống giằng neo chống trôi. Việc lắp đặt thiết bị như cẩu bánh xích, búa rung hoặc búa diesel cũng cần được kiểm tra an toàn kỹ càng. Khi đóng cọc, công nhân phải định vị chính xác vị trí, giữ thẳng trục cọc, theo dõi lực xuyên, số nhát búa và độ lún để đảm bảo mỗi cọc đều đạt độ sâu thiết kế.
Sau khi hoàn tất, tiến hành kiểm tra chất lượng cọc bằng các phương pháp như PDA (kiểm tra sức chịu tải động), siêu âm định vị đầu cọc, hoặc quan sát hình học để phát hiện lệch tâm, lệch trục. Đây là những bước quan trọng giúp kiểm soát chất lượng toàn bộ hệ móng cọc.
Lưu ý kỹ thuật khi đóng cọc bê tông trên sông
Đóng cọc bê tông trên sông không chỉ là thử thách kỹ thuật mà còn là thách thức về quản lý an toàn. Đầu tiên, cần phải đảm bảo sự ổn định của hệ thiết bị nổi, nhất là khi dòng nước chảy mạnh hoặc có tàu thuyền qua lại. Hệ giằng neo phải chắc chắn, tránh để thiết bị dịch chuyển trong lúc thi công.
Về an toàn lao động, công nhân làm việc trên sàn nổi phải được trang bị đầy đủ áo phao, dây an toàn, đèn chiếu sáng ban đêm và tuân thủ quy định về phòng chống đuối nước. Khi điều kiện thời tiết xấu như mưa lớn, gió mạnh hoặc thủy triều lên cao, cần tạm ngưng thi công để đảm bảo an toàn.
Ngoài ra, kỹ sư thi công phải kiểm tra thường xuyên trục đứng của cọc, độ rung, sự đồng đều giữa các cọc, tránh hiện tượng nghiêng lệch – nguyên nhân chính dẫn đến nứt hoặc phá hủy công trình sau này. Cuối cùng là vấn đề ăn mòn: nên chọn bê tông mác cao, có phụ gia chống thấm hoặc phủ lớp epoxy bảo vệ để kéo dài tuổi thọ cọc trong môi trường nước ngầm và dòng chảy mạnh.
Ưu điểm và nhược điểm của thi công đóng cọc trên sông
Việc thi công đóng cọc bê tông trên sông tuy phức tạp nhưng lại mang nhiều ưu điểm vượt trội. Đầu tiên là khả năng truyền tải lực xuống sâu, giúp ổn định nền móng trong điều kiện đất yếu. Đây là lợi thế quan trọng mà các phương pháp xử lý nền mặt không thể sánh bằng.
Bên cạnh đó, đóng cọc trên sông còn cho phép thi công được trong nhiều điều kiện địa hình phức tạp – từ sông nhỏ, sông lớn, vùng ngập mặn, đến ven biển – điều mà không phải phương pháp nào cũng có thể áp dụng được. Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất là yêu cầu kỹ thuật cao, cần có thiết bị chuyên dụng, đội ngũ thi công lành nghề và biện pháp giám sát chặt chẽ. Chi phí thi công cũng cao hơn do cần xây dựng sàn nổi, hệ giằng neo, kiểm tra định vị bằng thiết bị hiện đại. Việc thi công vào mùa mưa lũ, thủy triều lên cao cũng gây khó khăn lớn, đòi hỏi sự linh hoạt trong tổ chức công trường.
Gợi ý thiết bị nên sử dụng
Một trong những yếu tố quyết định thành bại của việc đóng cọc trên sông là lựa chọn thiết bị phù hợp. Trong đó, cẩu bánh xích 50–80 tấn là loại thiết bị quan trọng nhất vì nó đảm nhận nhiệm vụ nâng và dựng cọc có chiều dài từ 12–24m. Ngoài ra, cần lựa chọn búa rung thủy lực cho những nền đất yếu, sét pha hoặc cát mềm – nơi mà búa diesel không đạt hiệu quả do gây rung lắc mạnh và khó kiểm soát.
Đối với công trình yêu cầu độ chính xác cao về định vị, nên trang bị hệ thống định vị GPS 2D hoặc 3D kết hợp máy thủy bình laser để đảm bảo mỗi cọc được đóng đúng vị trí thiết kế. Các camera giám sát có thể lắp trên sàn công tác hoặc trên thiết bị cẩu để ghi hình toàn bộ quá trình, phục vụ cho công tác nghiệm thu sau này.
Bài học kinh nghiệm từ một số công trình thực tế
Trong thực tế, nhiều công trình cầu vượt sông hoặc cảng thủy nội địa đã triển khai đóng cọc bê tông trên sông với kết quả thành công, nhưng cũng không ít trường hợp gặp sai sót đáng tiếc do chủ quan trong khâu khảo sát hoặc định vị.
Tại công trình trụ cầu vượt sông Hồng (Hà Nội), do nền đất sâu có lớp cát chặt, đơn vị thi công đã lựa chọn cọc ly tâm D500 dài đến 30m, dùng búa diesel kết hợp búa rung để xuyên qua lớp đất mềm và chạm lớp chịu lực. Cofferdam bằng cừ Larsen cao 15m được dựng quanh khu vực trụ cầu để thi công khô và kiểm soát xói lở rất hiệu quả.
Trong khi đó, tại công trình cảng thủy nội địa Long An, việc thi công cọc vuông 300×300 dài 18m trên phao composite gặp trở ngại vì dòng chảy mạnh và tàu thuyền qua lại thường xuyên. Đơn vị phải tăng cường hệ thống giằng neo và tổ chức làm việc theo ca để đảm bảo không bị gián đoạn.
Một số câu hỏi thường gặp khi thi công đóng cọc bê tông trên sông
Đóng cọc bê tông trên sông có cần tạo hố móng khô không?
Tùy theo yêu cầu kỹ thuật và quy mô công trình. Với công trình lớn, hoặc cần kiểm tra móng kỹ lưỡng, nên tạo cofferdam bằng cừ Larsen để thi công trong điều kiện khô ráo. Nếu công trình nhỏ, dòng chảy yếu, có thể đóng trực tiếp trên sông.
Cọc có bị ăn mòn trong nước lâu ngày không?
Có, nếu dùng bê tông mác thấp hoặc không có lớp bảo vệ. Vì vậy, cần chọn mác M400 trở lên, có phụ gia chống thấm hoặc phủ lớp epoxy ngoài bề mặt cọc tiếp xúc nước để tăng tuổi thọ.
Có thể thi công đóng cọc bê tông trên sông trong mùa mưa, nước dâng không?
Có thể, nhưng cần lên lịch phù hợp. Nên theo dõi lịch thủy triều, dòng chảy, và tổ chức thi công vào thời điểm nước rút, ít gió, tránh các tháng mưa lớn kéo dài.
Bảng kỹ thuật đóng cọc bê tông trên sông tham khảo
| Loại cọc | Chiều dài (m) | Mác bê tông | Thiết bị đóng cọc | Ứng dụng |
|---|---|---|---|---|
| Cọc BTCT vuông 300×300 | 12–18 | M350–M400 | Búa rung / diesel | Cầu dẫn, bến tàu ven sông |
| Cọc ly tâm D400 | 14–24 | M400–M500 | Búa diesel / thủy lực | Trụ cầu lớn, nhà máy ven sông |
| Cọc ván thép (cừ Larsen) | 12–18 | Thép Q345 | Máy ép thủy lực chuyên dụng | Cofferdam, chống xói lở |
Tham khảo thêm dịch vụ đóng cọc bê tông bằng búa rung đã và đang được Công ty Cổ Phần Xây Dựng Nền Móng áp dụng để đóng cọc bê tông trên sông.
