CÁC LOẠI MÁY KHOAN CỌC NHỒI: ƯU NHƯỢC ĐIỂM TỪNG LOẠI

CÁC LOẠI MÁY KHOAN CỌC NHỒI: ƯU NHƯỢC ĐIỂM TỪNG LOẠI

Trong ngành xây dựng hiện đại, các loại máy khoan cọc nhồi đóng vai trò là “trái tim” của các công trình quy mô lớn từ nhà cao tầng. Cầu đường cho đến các dự án hạ tầng giao thông trọng điểm. Việc hiểu rõ về cấu tạo, phân loại cũng như quy trình vận hành thiết bị. Sẽ giúp nhà thầu tối ưu hóa tiến độ, tiết kiệm chi phí và đảm bảo tuyệt đối an toàn kết cấu móng.

Bài viết này Khoan Cọc Nhồi cung cấp cái nhìn toàn diện. Về các loại máy khoan cọc nhồi: ưu nhược điểm của từng loại.

1. Phân loại các loại máy khoan cọc nhồi phổ biến hiện nay

Tùy vào công nghệ khoan và điều kiện địa chất công trình. Máy khoan cọc nhồi được chia thành các loại phổ biến:

1.1. Máy Khoan Tuần Hoàn (Reverse Circulation Drilling – RCD)

Đây là phương pháp khoan sử dụng hệ thống bơm tuần hoàn dung dịch khoan (nước hoặc bùn khoan). Để đẩy mùn khoan (đất đá bị phá vỡ dưới đáy) lên mặt đất theo chiều từ trong ống cần khoan đi ra ngoài.

Nguyên lý hoạt động:

• Mũi khoan cắt phá đất đá dưới đáy hố. Dung dịch khoan được bơm xuống hố khoan. Sau đó dung dịch mang theo các hạt mùn khoan. Sẽ được hút ngược lên qua lòng ống cần khoan nhờ bơm ly tâm hoặc hệ thống khí nén (Air-lift) lên các bể lắng.

Ưu điểm:

• Khoan đường kính lớn và sâu: Rất thế mạnh trong việc thi công các cọc khoan nhồi có đường kính lớn (từ 1.5m đến trên 3m). Chiều sâu lớn như móng trụ cầu lớn, cảng biển.
• Làm sạch hố khoan cực tốt: Dòng chảy tuần hoàn liên tục. Giúp đẩy sạch hoàn toàn cặn bã dưới đáy hố trước khi đổ bê tông.

Nhược điểm:

• Hệ thống thiết bị phụ trợ cồng kềnh (bể lắng, bơm công suất lớn, hệ thống ống dẫn phức tạp).
• Chi phí vận hành và nhân công cao.

Ứng dụng thực tế

• Thi công móng trụ cầu lớn, cầu vượt sông, cầu vượt biển, cảng biển và bến cảng.
• Các dự án siêu cao tầng hoặc công trình hạ tầng trọng điểm quốc gia. Yêu cầu chịu tải cực lớn với đường kính cọc siêu khổ.

1.2. Máy Khoan Gầu (Bucket Drilling Rig)

Máy khoan gầu là dòng máy khoan xoay hiện đại sử dụng gầu khoan dạng thùng (Bucket). Làm dụng cụ chính để cắt phá và chứa đất đá đưa lên mặt đất. Đây là thiết bị chủ lực và phổ biến nhất. 

Cấu tạo chính

• Thân máy và hệ thống tự hành: Thường thiết kế trên hệ thống bánh xích. Tích hợp động cơ Diesel công suất lớn.

• Cần khoan (Kelly Bar): Cần Telescopic lồng nhau. Chịu trách nhiệm truyền mô-men xoắn và lực ép từ động cơ xuống gầu khoan.

• Gầu khoan dạng thùng (Bucket): Thùng hình trụ tròn, phía đáy gắn các răng cắt hợp kim cứng và có cửa đóng/mở tự động để xả đất.

• Hệ thống tời cáp và thủy lực: Dùng để nâng hạ cần khoan. Điều khiển tốc độ và áp lực nén.

Nguyên lý hoạt động

Động cơ truyền mô-men xoắn thông qua cần Kelly. Làm cho gầu khoan xoay tròn dưới đáy hố. Các răng cắt ở đáy gầu gọt đứt đất đá. Vật liệu bị cắt sẽ rơi ngược vào trong khoang thùng của gầu. Khi gầu đầy, hệ thống tời kéo cần và gầu lên mặt đất. Công nhân hoặc hệ thống tự động sẽ mở cửa đáy gầu để xả đất đá ra ngoài và tiếp tục vòng lặp mới.

Ưu điểm & Nhược điểm

• Ưu điểm: Năng suất và tốc độ thi công cao ở tầng đất sét, cát hoặc đá phong hóa nhẹ; vệ sinh công trường tốt vì đất nằm gọn trong thùng. Dễ dàng thay đổi loại gầu.

• Nhược điểm: Năng suất giảm mạnh khi gặp các lớp đá quá cứng hoặc dải cuội sỏi rời rạc. Chi phí đầu tư thiết bị lớn.

Ứng dụng thực tế

• Thi công móng cho các tòa nhà cao tầng, chung cư. Trung tâm thương mại trong các khu đô thị lớn.
• Các công trình dân dụng đòi hỏi không gian công trường gọn gàng. Sạch sẽ, ít ảnh hưởng đến môi trường xung quanh.

1.3. Máy Khoan Xoắn Ruột Gà (Auger Drilling)

Máy khoan xoắn ruột gà là thiết bị khoan sử dụng cần khoan có thiết kế dạng cánh xoắn ốc liên tục (tương tự hình ruột gà). Để vừa cắt phá đất vừa tự động đưa mùn khoan lên bề mặt mà không cần dùng gầu múc hay bơm dung dịch hỗ trợ.

Cấu tạo chính

• Động cơ và hộp giảm tốc: Tạo lực quay với tốc độ cao cho cần khoan.

• Cần khoan cánh xoắn (Auger): Thanh thép dài được hàn các cánh xoắn ốc chạy dọc suốt thân cần.

• Mũi khoan (Auger Head): Gắn các lưỡi cắt sắc bén ở đầu dưới cùng để phá vỡ đất đá.

Nguyên lý hoạt động

Khi máy khởi động, động cơ làm cần xoắn ruột gà quay tròn với tốc độ phù hợp. Các lưỡi cắt ở mũi khoan phá vỡ cấu trúc đất dưới đáy. Lực xoắn của các cánh ốc liên tục đẩy đất đá trượt dọc theo rãnh xoắn từ dưới đáy hố dâng ngược lên bề mặt đất một cách liên tục.

Ưu điểm & Nhược điểm

• Ưu điểm: Thi công nhanh ở địa chất khô, đất sét pha, cát khô. Không cần dùng dung dịch Bentonite; thiết bị gọn nhẹ, phù hợp công trình nhỏ, hẻm chật.

• Nhược điểm: Tuyệt đối không dùng được khi gặp mực nước ngầm cao. Hoặc cát chảy (dễ sạt lở thành hố); giới hạn chiều sâu khoan.

Ứng dụng thực tế

• Thi công móng cọc cho các công trình dân dụng quy mô nhỏ và vừa (nhà phố, biệt thự liền kề, nhà xưởng thấp tầng).

• Phù hợp với các công trình có diện tích chật hẹp. Ngõ hẻm nơi xe máy cơ giới lớn không thể tiếp cận.

2.4. Máy Khoan Đập / Khoan Đập Cáp (Percussion Drilling)

Máy khoan đập (hay khoan đập cáp) là phương pháp khoan cơ học truyền thống. Hoạt động dựa trên nguyên lý va đập theo phương thẳng đứng của một mũi búa nặng để phá vỡ các lớp địa chất cực cứng hoặc đá tảng.

Cấu tạo chính

• Khung cẩu và hệ thống tời cáp: Dùng để treo và thả rơi tự do mũi đập.

• Mũi đập nặng (Chisel/Bit): Khối thép nặng từ vài trăm kg đến hàng tấn có thiết kế đầu nhọn hoặc bằng để phá đá.

• Gầu múc bùn (Bailer): Dùng để múc đất đá vụn sau khi đã bị đập nát ra khỏi hố.

Nguyên lý hoạt động

Hệ thống tời cáp liên tục kéo mũi đập nặng lên cao đến một độ cao nhất định rồi thả rơi tự do xuống đáy hố. Sức nặng và vận tốc rơi tạo ra lực va đập cực lớn. Làm vỡ vụn các tảng đá cứng hoặc cuội sỏi lớn. Sau khi đập xong, người ta dùng gầu múc để lấy hỗn hợp vụn đó lên mặt đất.

Ưu điểm & Nhược điểm

• Ưu điểm: Khắc tinh của đá tảng mồ côi và sỏi cuội lớn. Cấu tạo máy đơn giản, độ bền cơ học cao, chi phí đầu tư thấp.

• Nhược điểm: Tốc độ thi công rất chậm. Gây tiếng ồn lớn và rung chấn mạnh, không hợp khu dân cư đông đúc.

Ứng dụng thực tế

• Phá vỡ các lớp địa chất phức tạp. Đá tảng mồ côi ngầm hoặc dải cuội sỏi quá lớn mà các dòng máy khoan xoay không xử lý được.

• Thi công công trình ở vùng sâu, vùng xa, miền núi có địa hình hiểm trở. Nơi chi phí vận chuyển máy móc thiết bị hiện đại gặp khó khăn.

2. Các Loại Máy Khoan Cọc Nhồi Biến Thể & Công Nghệ Mới Hiện Nay

2.1. Cọc khoan nhồi mở rộng đáy

• Khái niệm: Cọc có phần mũi phình to hình chuông/bầu nậm để tăng diện tích tiếp xúc với tầng đất tốt.

• Ưu điểm: Tăng mạnh sức chịu tải chống ma sát. Giảm số lượng cọc và chi phí đài móng.

• Nhược điểm: Thi công phức tạp, khó kiểm soát chất lượng phần mở rộng. Đòi hỏi địa chất tự đứng tốt.

2.2. Cọc Barrette

• Khái niệm: Cọc bê tông cốt thép tiết diện hình chữ nhật, hoặc hình học đặc biệt. Thi công bằng gầu ngoạm thủy lực.

• Ưu điểm: Chịu lực uốn và nén cực tốt (hợp với nhà cao tầng, tải trọng ngang lớn). Dễ kết hợp làm tường vây tầng hầm.

• Nhược điểm: Máy móc cồng kềnh, chi phí đầu tư và thi công cao. Đòi hỏi kỹ thuật và mặt bằng lớn.

2.3. Công nghệ khoan kết hợp rửa và bơm vữa gia cố đáy (Post-Grouting)

• Khái niệm: Dùng hệ thống ống đặt sẵn để thổi rửa cặn lắng. Bơm vữa xi măng áp lực cao xuống chân cọc sau khi đổ bê tông.

• Ưu điểm: Xử lý triệt để cặn đáy; tăng sức chịu tải mũi cọc thêm 20% – 70%. Giảm độ lún và số lượng cọc.

• Nhược điểm: Thêm nhiều công đoạn và vật tư phụ trợ (ống, van, trạm bơm). Rủi ro kỹ thuật nếu áp lực bơm không chuẩn.

Việc lựa chọn đúng các loại máy khoan cọc nhồi: ưu nhược điểm của từng loại phù hợp với quy mô công trình. Điều kiện địa chất và ngân sách là chìa khóa quyết định sự thành công, an toàn cũng như tiến độ của toàn bộ dự án xây dựng. Từ các dòng máy khoan xoay tuần hoàn, máy khoan gầu (Kelly bar). Cho đến máy cọc nhồi dạng bánh xích hay tự hành. Mỗi thiết bị đều sở hữu những ưu điểm và ứng dụng riêng biệt.

3. Đơn vị thi công uy tín

Nếu quý khách hàng và nhà thầu đang tìm kiếm các loại máy khoan cọc nhồi: ưu nhược điểm của từng loại mới nhất. Đơn vị thi công cọc khoan nhồi chuyên nghiệp. Khoan Cọc Nhồi tự hào là sự lựa chọn tin cậy hàng đầu. Liên hệ ngay với chúng tôi để nhận báo giá chi tiết và tư vấn giải pháp tối ưu nhất cho dự án của bạn!

HOTLINE: 0825363688

NGUỒN: https://khoancocnhoi.com.vn/