Thiết bị kỹ thuật hiện đại và các phương pháp tiên tiến
Các nhà thầu châu Âu chuyên về xây dựng móng thường xuyên phải chịu sức ép từ phía các cơ quan chính quyền kiểm soát hoạt động của họ và của các tổ chức sinh thái. Yêu cầu đặt ra là công tác đất và cọc phải được thực hiện với tiếng ồn và rung động thấp nhất nhưng với tiến độ nhanh nhất. Phần dưới đây cho thấy các nhà chế tạo thiết bị đã đáp ứng những yêu cầu đó như thế nào.
Xu hướng phát triển cơ bản của công nghệ châu Âu trong thi công móng là sử dụng loại cọc có tiết diện ngang lớn, hạ đến mức sâu nhất có thể với tiếng ồn và rung động ở mức nhỏ nhất có thể đạt được, ngoài ra quan tâm nghiên cứu các công nghệ khác như công nghệ trộn đất thi công cọc.
Các nhà sản xuất thiết bị kỹ thuật thi công móng và các chuyên gia - nhà thầu hoạt động trong lĩnh vực này như công ty Đức BAUER đã và đang thiết kế loại thiết bị có tính đến những xu hướng phát triển nêu trên. Bộ phận tiếp thị của công ty luôn quan tâm đến các yêu cầu khác nhau của khách hàng.
Ngoài yêu cầu về hạ cọc kích thước lớn xuống chiều sâu lớn, công ty BAUER còn tập trung giải quyết vấn đề sự làm việc của thiết bị trong những điều kiện khó khăn phức tạp. Tại cuộc triển lãm xây dựng BAUMA diễn ra gần đây công ty BAUER trưng bày thiết bị mới BT 24 loại 60 - 70 tấn có mômen xoắn tăng 15%, tời cải tiến và tăng cường sự gắn kết phần trên thiết bị với khung gầm. Việc hiện đại hoá giúp thiết bị phát huy hết công suất trong điều kiện công trường điều mà các thiết bị khác cùng loại hiện có trên thị trường chưa thể có được.
Tập đoàn ABI của Đức ABI Group chuyên sản xuất các thiết bị đa năng nhãn hiệu ABI và Banut sử dụng trong thi công cọc và móng, máy khoan Delmag, đang thiết kế thiết bị của họ có tính đến các xu hướng phát triển mới trong lĩnh vực. Nếu trước đây chiều dài cọc thường chỉ bằng 12 m thì bây giờ thường phải 18 m, còn kích thước tiết diện của cọc lắp ghép thông thường là 350 mm.
Trước sự thay đổi đó, Tập đoàn ABI đưa ra kiểu thiết bị mới Banut 650 tuy nhỏ hơn so với Banut 850 vẫn thường được sử dụng để đóng cọc thép kiểu ống có đường kính lớn, nhưng hoạt động rất hiệu quả. Hiện nay khách hàng đòi hỏi những thiết bị có công suất lớn do các dự án thường sử dụng những loại cọc có kích thước lớn. Năm 2002 sau khi mua công ty Thuỵ Điển Banut, Tập đoàn bắt đầu sản xuất thiết bị Banut 650 sử dụng trong hạ cọc.
Hiện nay Tập đoàn còn cung cấp công nghệ mới Superam của họ cùng với các thiết bị Banut và ABI-Mobilram. Các búa thuỷ lực này được lắp đầu búa trọng lượng từ 3 đến 12 tấn dành cho việc đóng cọc bê tông cốt thép. Đầu búa có lớp vỏ thép được đổ đầy chì bên trong thay cho loại đầu búa truyền thống được làm bằng kim loại đặc. Cấu tạo mới cho phép đầu búa truyền tải tốt hơn năng lượng từ búa đến cọc và giảm khả năng gây hỏng đuôi cọc.
Xu hướng sử dụng cọc dài, kích thước lớn cũng đã xuất hiện đối với cọc ván cừ bằng thép. Vừa qua tại thành phố Bazel Thuỵ Sỹ, công ty nhận thầu Franz Murer đã tiến hành đóng một cọc ván cừ thép dài 24 m với sự trợ giúp của thiết bị TM 20/25 do Tập đoàn ABI chế tạo.
Trộn đất với xi măng để tạo ra cọc đất chịu được tải trọng cũng đang là một lĩnh vực được các nhà thầu châu Âu rất quan tâm. Phương pháp này vượt trội về mặt sinh thái so với các quy trình đóng cọc gây tiếng động to, hơn nữa không đòi hỏi chuyển đất đi đổ. Điều này giúp tiết kiệm chi phí vận chuyển và giảm số lượng ôtô đi lại trong điều kiện chật hẹp ở thành phố.
Mặc dù việc trộn đất với xi măng để tạo ra cọc đất được đánh giá là một công nghệ đã và đang được sử dụng rộng rãi, tuy vậy do những thao tác phức tạp nên gặp phải sự phê phán của một số nhà thầu. Công nghệ này gắn với hoạt động kiểm tra phức tạp bằng máy tính và đòi hỏi sự kiểm tra chặt chẽ các kết quả nhận được. Tuy nhiên, theo Tập đoàn ABI ưu điểm vượt trội của công nghệ khiến ngày càng nhiều nhà thầu tìm đến với nó. Tập đoàn ABI đang sản xuất thiết bị thi công cọc bằng phương pháp trộn đất nhằm thay thế phương pháp rung.
Công ty Bauer đã nhận thức được sự tăng nhu cầu đối với loại thiết bị nêu trên. Họ cho rằng có thể thành công nếu trang bị bộ phận công tác trộn đất kiểu treo cho thiết bị hạ cọc hiện có, giúp nhà thầu nhanh chóng chuyển từ công nghệ này sang công nghệ khác tuỳ theo điều kiện thi công. Công ty đã chuyển sang sản xuất bộ phận công tác kiểu treo nêu trên để trang bị cho các thiết bị hạ cọc BT 18 và BT 24 với kích thước cọc bằng 400 - 600 mm.
Tuy nhiên Công ty cũng đang lập kế hoạch cung cấp ra thị trường một loại thiết bị mới khác. Tại triển lãm xây dựng BAUMA Công ty giới thiệu loại thiết bị trộn đất mới cho phép làm ổn định đất đến chiều sâu 25m.
Kích thước cọc tăng khiến tiêu thụ năng lượng trong hạ cọc cũng tăng theo. Tập đoàn ABI giải quyết vấn đề này với sự hỗ trợ của phương pháp rung định hướng. Hiện nay phương pháp đang được thử nghiệm tại CHLB Đức và dự định sẽ đưa ra thị trường vào đầu năm 2005. Công nghệ sẽ được sử dụng trong hầu hết các thiết bị hạ cọc kiểu rung ABI Mobilram. Thiết bị này là một công nghệ mới cho phép truyền xuống phía dưới một phần lớn số năng lượng rung thay vì sự phân bổ năng lượng một cách đồng đều cả xuống phía dưới và lên phía trên.
Nhờ đó hiệu quả hạ cọc tăng 30% - 40% và có thể thay thế dẫn động công suất 650 kw bằng dẫn động 450 kw. Điều này giúp giảm chi phí mua và vận hành thiết bị hạ cọc kiểu rung đồng thời với giảm tiếng ồn.
Công ty sản xuất thiết bị Pháp PTC đang tìm cách giảm tiếng ồn và sự rung của thiết bị rung hạ cọc của họ. Loạt thiết bị HFV của công ty có đặc tính tần số cao cùng với sự thay đổi biên độ dao động theo hướng tiến bộ được thiết kế nhằm giảm sự rung trong quá trình làm việc.
Năm 2004 Công ty sẽ mở rộng sản xuất loạt thiết bị này bằng việc đưa ra 2 kiểu thiết bị khoan mới 30HV và 120HV. Những thiết bị đó sẽ kết hợp các đặc tính của thiết bị rung tần số trung bình theo công nghệ HFV kiểu treo hiện có của công ty PTC với hệ thống mới Vibmaster. Hệ thống này tiến hành đo vận tốc của đất trong thời gian thi công cọc và giúp người điều khiển máy thiết lập và duy trì mức rung.
Một trong những đối thủ cạnh tranh với công ty PTC là công ty ICE International Construction Equipment cũng đang hoàn thiện thiết bị của họ theo hướng giảm rung, tiếng ồn và khói thải. Những kiểu thiết bị do công ty sản xuất thời gian gần đây đã đáp ứng được yêu cầu của tiêu chuẩn Tier II và sẽ đáp ứng được cả những tiêu chuẩn khắt khe hơn như Tier III.
Để giảm tác dụng có hại của sự rung, Công ty đang hoàn thiện thiết bị hạ cọc rung của họ theo hướng chống cộng hưởng. Các thiết bị mới được sản xuất hầu như không có tần số cộng hưởng khi khởi động cũng như khi tắt máy. Tần số này nằm trong khoảng 1500 vòng/phút.
Tính đa năng của thiết bị cũng là một yêu cầu của khách hàng. Công ty ICE cho biết hệ thống dẫn động của họ được sử dụng cho nhiều loại thiết bị phụ trợ khác như: Tời, thiết bị phá dỡ công trình, máy khoan và búa thuỷ lực.
Công ty Hà Lan Fundex đánh giá cao tính đa năng của thiết bị. Trong danh mục các loại thiết bị hạ cọc nêu ra một số loại thiết bị có nhiều công dụng khác nhau và tiện dụng đối với máy khoan guồng xoắn, máy đóng cọc lắp ghép, máy khoan đào đất và máy hạ ván cừ. Công ty đã cải tiến các thiết bị đa năng nêu trên để chế tạo thiết bị F3500 có trọng lượng vận chuyển bằng 68 - 70 tấn. Vận tốc quay của tời trên thiết bị tăng hơn đạt 75 mét/phút; công suất máy bơm được điều chỉnh giúp cho việc đồng thời thực hiện một vài chức năng. Sau khi được hiện đại hoá, khung gầm bánh xích cải thiện được sự di chuyển của thiết bị trên công trường. Một đặc điểm khác của kiểu thiết bị trên là vị trí buồng lái có thể thay đổi bằng thiết bị thuỷ lực và có cần cẩu nâng hàng 5 tấn giúp thiết bị nâng và đặt khung cốt thép của cọc và các vật liệu khác.
Một đặc tính quan trọng khác của thiết bị là có thể vận chuyển nó cùng với cột dẫn hướng dài 21 mét. Chiều dài tiêu chuẩn của cột này là 35 mét. Với chiều dài trên lực kéo cáp đạt 100 tấn. Tuy nhiên tuỳ theo đơn đặt hàng chiều dài cột có thể đạt đến 40 mét với lực kéo cáp bằng 80 tấn, đủ để tháo dỡ ống bao trong qúa trình khoan với mômen xoắn lớn. Công ty cũng đang lập kế hoạch chế tạo kiểu thiết bị đa năng nhỏ hơn như F2800 có khối lượng vận chuyển bằng 60 tấn nhằm thay thế thiết bị F12 hiện có.
H. Phước
Nguồn tin: Dịch từ Báo Xây dựng Nga, số 24/2004