Búa rung thủy lực dùng trong thi công cừ Larsen – Có gì nổi bật?

Tìm hiểu vai trò và ưu điểm vượt trội của búa rung thủy lực trong thi công cừ Larsen, từ cấu tạo đến hiệu quả thi công thực tế.

Thi công cừ Larsen là một công đoạn quan trọng trong xử lý nền móng, đặc biệt với những công trình ven sông, tầng hầm sâu hoặc địa hình phức tạp. Trong số các thiết bị hỗ trợ, búa rung thủy lực ngày càng được ưa chuộng nhờ khả năng hạ cừ nhanh, chính xác và ít ảnh hưởng đến công trình lân cận. Nhưng búa rung thủy lực có gì khác biệt so với các loại búa khác? Tại sao nhiều nhà thầu lựa chọn thiết bị này thay vì búa diesel hay búa va? Bài viết này sẽ cùng bạn đi sâu phân tích.

Chúng ta sẽ lần lượt tìm hiểu cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ưu điểm – hạn chế, cũng như điều kiện thi công phù hợp của búa rung đóng cừ Larsen. Đồng thời đưa ra một số lưu ý quan trọng trong quá trình thi công thực tế để đảm bảo an toàn và hiệu quả.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của búa rung thủy lực trong thi công cừ Larsen

Búa rung thủy lực là thiết bị sử dụng năng lượng thủy lực để tạo ra lực rung thẳng đứng, giúp hạ hoặc nhổ cọc thép (cọc cừ Larsen) xuống nền đất. Thiết bị này thường bao gồm các bộ phận chính: mô tơ thủy lực, bộ dao động, hệ thống điều khiển và hệ kẹp cọc.

Nguyên lý hoạt động dựa trên việc mô tơ thủy lực truyền động đến khối lệch tâm (counter-rotating eccentric weights), tạo ra dao động cưỡng bức với tần số cao. Lực rung này sẽ làm giảm ma sát giữa cừ và đất, giúp cọc dễ dàng xuyên sâu hoặc được rút lên mà không làm biến dạng.

Ưu điểm lớn nhất của cơ chế thủy lực là khả năng kiểm soát chính xác lực rung và tần suất rung, đồng thời vận hành êm ái hơn nhiều so với búa diesel. Điều này đặc biệt hữu ích khi thi công trong khu dân cư hoặc gần các công trình có kết cấu yếu.

Ưu điểm nổi bật khi sử dụng búa rung thủy lực thi công cừ Larsen

Một trong những lý do khiến búa rung thủy lực ngày càng được ưa chuộng là nhờ khả năng thi công linh hoạt, hiệu suất cao và đảm bảo giảm thiểu tác động địa chấn trong khu vực thi công. Dưới đây là những lợi thế cụ thể:

• Hiệu suất thi công cao: Búa rung thủy lực có thể hạ hoặc nhổ từ 15–25m cừ mỗi giờ, tùy theo điều kiện đất nền và thiết bị cụ thể. Điều này giúp rút ngắn thời gian thi công đáng kể so với phương pháp truyền thống.
• Độ chính xác cao: Nhờ hệ điều khiển hiện đại và lực rung có thể điều chỉnh, thiết bị giúp cừ đi đúng trục, giảm tình trạng nghiêng lệch.
• Giảm tiếng ồn và rung chấn: So với búa va hoặc diesel, búa rung thủy lực hoạt động êm hơn, giảm thiểu ảnh hưởng tới công trình lân cận và môi trường xung quanh.
• Phù hợp nhiều địa hình: Có thể sử dụng cho các công trình ven sông, đô thị, tầng hầm hoặc khu dân cư đông đúc.
• Tăng tuổi thọ cọc: Thi công bằng búa rung ít gây biến dạng đầu cọc, giữ nguyên hình dạng và khả năng tái sử dụng của cừ Larsen.

Tất cả những yếu tố trên giúp giảm chi phí gián tiếp như sửa chữa công trình xung quanh, giảm thời gian thuê thiết bị, nhân công và tăng tính hiệu quả tổng thể.

Những hạn chế và lưu ý khi sử dụng búa rung thủy lực thi công cừ Larsen

Dù có nhiều ưu điểm, búa rung thủy lực cũng tồn tại một số điểm cần lưu ý để thi công hiệu quả và an toàn:

• Chi phí đầu tư ban đầu cao: Giá mua hoặc thuê búa rung thủy lực cao hơn so với một số thiết bị khác, đòi hỏi cân nhắc kỹ về quy mô công trình.
• Không phù hợp với đất đá cứng: Trong các khu vực có nền đá gốc hoặc lớp sỏi lớn, lực rung không đủ mạnh để xuyên qua, khi đó cần kết hợp phương án khoan dẫn hoặc búa va.
• Yêu cầu kỹ thuật vận hành cao: Người vận hành cần được đào tạo bài bản để kiểm soát lực rung đúng mức, tránh làm nghiêng hoặc gãy cừ.
• Phải kiểm tra trước kết cấu công trình lân cận: Tránh trường hợp rung động làm ảnh hưởng kết cấu cũ hoặc các hạng mục ngầm như hố ga, cống hộp.

Ngoài ra, việc chọn đúng model búa phù hợp với chiều dài cừ và nền đất là yếu tố then chốt để đảm bảo tiến độ thi công. Ví dụ, cọc cừ dài 12–18m thường cần búa có lực rung lớn hơn 40–50 kN và tần suất trên 1500 rpm.

Điều kiện thi công phù hợp cho búa rung thủy lực

Búa rung thủy lực phù hợp với nhiều điều kiện thi công, tuy nhiên phát huy hiệu quả tốt nhất trong các trường hợp sau:

• Công trình ven sông, vùng đất yếu: Do cần giảm rung chấn và tránh phá vỡ kết cấu địa tầng yếu.
• Thi công trong khu dân cư, đô thị: Nơi yêu cầu hạn chế tiếng ồn và ảnh hưởng môi trường.
• Dự án yêu cầu tiến độ gấp: Với khả năng hạ cừ nhanh, thiết bị giúp rút ngắn thời gian thi công.
• Thi công tầng hầm, vách ngăn tạm: Búa rung thủy lực giúp đóng nhổ cừ linh hoạt mà không phá hỏng cấu kiện khác.

Trong các dự án như tầng hầm cao ốc, tuyến metro ngầm, trạm bơm ven kênh, thiết bị này đang được ứng dụng ngày càng nhiều nhờ hiệu quả rõ rệt cả về mặt kỹ thuật lẫn kinh tế.

Kết luận

• Búa rung thủy lực là lựa chọn tối ưu cho thi công cừ Larsen trong khu vực yêu cầu hạn chế rung chấn, tiếng ồn và cần tiến độ nhanh.
• Ưu điểm vượt trội là độ chính xác cao, vận hành êm, tiết kiệm thời gian và bảo vệ được hình dạng cọc.
• Tuy nhiên, cần lưu ý điều kiện địa chất và chi phí đầu tư để lựa chọn thiết bị phù hợp.
• Với xu hướng hiện đại hóa thi công nền móng, búa rung thủy lực đang dần thay thế các thiết bị truyền thống, đặc biệt trong đô thị và công trình đặc thù.