Khám phá giới hạn thi công về độ sâu khi sử dụng búa rung trong đóng cừ Larsen cho các công trình nền móng và tầng hầm.
Khi đóng nhổ cừ Larsen, một trong những câu hỏi thường gặp là: “Búa rung có thể đóng cừ sâu đến mức nào?”. Câu hỏi này không chỉ liên quan đến công suất thiết bị, mà còn phụ thuộc vào điều kiện địa chất, loại cừ, phương pháp điều khiển thi công và kinh nghiệm xử lý hiện trường. Bài viết dưới đây sẽ phân tích kỹ lưỡng về độ sâu tối đa có thể thi công khi dùng búa rung đóng cừ Larsen – giúp kỹ sư và nhà thầu đưa ra quyết định đúng đắn trong thiết kế, lựa chọn thiết bị và kiểm soát tiến độ thực tế.
Cấu tạo và khả năng truyền lực của búa rung trong thi công cừ Larsen
Trước khi đánh giá giới hạn độ sâu, cần hiểu rõ nguyên lý và giới hạn cơ học của búa rung. Búa rung là thiết bị truyền dao động thẳng đứng vào thân cừ thông qua cơ cấu kẹp đầu cừ. Lực rung làm giảm lực ma sát giữa cừ và đất, giúp cừ xuyên xuống theo chiều sâu mong muốn.
Công suất và tần số rung của búa sẽ quyết định trực tiếp khả năng hạ cừ sâu hay không. Các búa rung phổ biến hiện nay có lực ly tâm từ 20 tấn đến hơn 100 tấn, với tần số dao động từ 1200 đến 2500 vòng/phút. Một số dòng búa rung công suất lớn như ICE 815, PVE 2316VM có thể thi công cừ dài từ 15 đến 20m tùy loại đất.
Tuy nhiên, lực rung không truyền thẳng 100% xuống đáy cừ, mà bị suy giảm theo chiều dài do ma sát thân và khối lượng bản thân cừ. Vì vậy, từ một giới hạn nhất định, dù tăng công suất búa thì cừ vẫn khó đi sâu thêm nếu không có giải pháp hỗ trợ.
Độ sâu tối đa phụ thuộc vào loại đất, chiều dài và đặc tính cừ Larsen
Không có một con số cố định về độ sâu tối đa cho mọi công trình, vì điều này thay đổi theo loại đất và cừ sử dụng. Dưới đây là một số kịch bản phổ biến:
- Với đất mềm (bùn, sét mềm, cát mịn ẩm): Cừ Larsen có thể được hạ sâu 14–18m bằng búa rung công suất trung bình (30–50 tấn). Đất mềm giúp giảm ma sát, rung động dễ xuyên sâu.
- Với đất lẫn sỏi, cát chặt vừa: Giới hạn hạ cừ bằng búa rung khoảng 12–15m. Cần búa rung công suất cao hơn (50–70 tấn) và có thể kết hợp dầu bôi trơn hoặc hỗ trợ rung cưỡng bức.
- Với đất cứng (đất pha đá, phong hóa, cát chặt): Búa rung hầu như chỉ hạ được cừ đến 8–12m. Lúc này cần thay phương án bằng búa va hoặc thi công mồi cừ bằng khoan dẫn hướng.
- Với đất có vật cản (gạch đá, bê tông cũ): Rung hạ có thể bị dừng lại ở độ sâu 5–8m nếu không xử lý mặt bằng hoặc khoan trước.
Ngoài đất, bản thân loại cừ cũng ảnh hưởng đến độ sâu. Cừ Larsen loại III có tiết diện lớn, dày, khối lượng nặng – thường được dùng cho tường vây sâu 12–18m. Các loại cừ nhẹ, mỏng thì dễ cong vênh, chỉ phù hợp với hạ sâu dưới 12m bằng búa rung nhỏ.
Yếu tố thiết bị thi công và giải pháp hỗ trợ ảnh hưởng đến độ sâu
Búa rung không hoạt động độc lập mà luôn gắn liền với thiết bị nâng như máy cẩu, máy đào bánh xích. Độ sâu cừ hạ được còn phụ thuộc vào chiều cao cần cần cẩu, góc thao tác và độ ổn định của hệ máy.
Để tăng khả năng thi công sâu, có thể áp dụng một số biện pháp sau:
- Dùng hệ dẫn hướng (guide beam): Giữ cho cừ đi đúng trục, tránh lệch hướng, hạn chế rung bị tiêu hao năng lượng.
- Tiền rung (pre-vibration): Rung trước một đoạn, sau đó tiếp tục rung sâu hơn với lực tăng dần.
- Dầu bôi trơn khóa cừ: Giúp khớp nối dễ ghép, hạn chế ma sát khi kéo theo các thanh sau.
- Rung cưỡng bức bằng đầu rung tăng tần số: Dùng trong nền đất kháng cao hoặc khi rung đơn thuần không đạt hiệu quả.
Với các hỗ trợ này, nhiều công trình tại Việt Nam đã thi công thành công cừ Larsen sâu 18–20m bằng búa rung công suất lớn.
Thực tế áp dụng tại các công trình tầng hầm và ven sông
Tại các dự án thi công tầng hầm ở TP.HCM, như các tòa nhà quận 1, khu đô thị Thủ Thiêm, độ sâu hạ cừ Larsen thường đạt 14–16m bằng búa rung ICE hoặc Tomen công suất 50–65 tấn.
Ở khu vực bờ kè, ven sông Sài Gòn hoặc sông Hồng, tùy nền đất bùn hoặc sét pha cát, độ sâu cừ có thể đạt 16–18m. Các công trình thi công cừ chắn nước phục vụ khoan nhồi móng cầu cũng thường sử dụng búa rung để hạ cừ sâu 12–15m.
Tuy nhiên, với công trình đặc biệt cần cừ dài hơn 20m hoặc hạ sâu trong đất cứng, các đơn vị thường chuyển sang khoan dẫn đường hoặc kết hợp ép cừ thủy lực đoạn cuối để đảm bảo an toàn.
Kết luận
- Độ sâu tối đa khi dùng búa rung đóng cừ Larsen phụ thuộc vào nhiều yếu tố: loại đất, chiều dài – tiết diện cừ, công suất búa, thiết bị đi kèm và kinh nghiệm thi công.
- Trong điều kiện tiêu chuẩn, búa rung có thể hạ sâu cừ từ 12–18m. Một số trường hợp đặc biệt có thể đạt tới 20m nếu có hỗ trợ kỹ thuật tốt.
- Việc lựa chọn thiết bị và đánh giá địa chất trước thi công là chìa khóa đảm bảo thi công đúng độ sâu yêu cầu mà vẫn an toàn và tiết kiệm chi phí.
Hy vọng bài viết giúp các kỹ sư, nhà thầu và đơn vị thi công có thêm dữ liệu thực tế để lựa chọn đúng phương pháp hạ cừ bằng búa rung cho công trình của mình.
