So sánh đầu khoan 3 trục liền và 3 trục rời

So sánh đầu khoan 3 trục liền và 3 trục rời giúp nhà thầu chọn giải pháp SMW ổn định, tạo tường đất xi măng liên tục và chống thấm hiệu quả.

Trong thi công tầng hầm, hố móng sâu, công trình ven sông hoặc khu vực có nền đất yếu, yêu cầu chống sạt lở và kiểm soát nước ngầm luôn là vấn đề rất quan trọng. Một trong những giải pháp được nhiều nhà thầu lựa chọn là thi công tường cọc SMW bằng công nghệ trộn sâu đất xi măng tại chỗ.

Tuy nhiên, chất lượng của tường SMW không chỉ phụ thuộc vào cấp phối vữa xi măng, tay nghề vận hành hay máy cơ sở, mà còn phụ thuộc rất lớn vào loại đầu khoan được sử dụng. Hiện nay, trên thị trường phổ biến hai nhóm thiết bị là đầu khoan 3 trục liền có hệ thống truyền động đồng bộ và đầu khoan 3 trục rời, mỗi trục hoạt động với hộp số riêng.

Với hơn 15 năm kinh nghiệm cung cấp và cho thuê thiết bị xây dựng, thiết bị nền móng, Công ty TNHH Hanoi Vietnam hiểu rằng đầu tư đúng đầu khoan ngay từ đầu sẽ giúp nhà thầu giảm rủi ro lệch lỗ khoan, thiếu liên kết giữa các cọc, tiêu hao điện năng và chi phí sửa chữa trong suốt quá trình thi công.

Bài viết này sẽ phân tích chi tiết sự khác nhau giữa đầu khoan 3 trục liền và 3 trục rời, từ đó giúp nhà thầu lựa chọn thiết bị phù hợp hơn cho công nghệ cọc SMW, chống thấm và gia cố nền đất.

Cọc SMW là gì và vì sao đầu khoan quyết định chất lượng tường vây?

Cọc SMW là viết tắt của Soil Mixing Wall, hay còn được gọi là tường đất xi măng. Đây là phương pháp xử lý nền bằng cách khoan xuống đất, đồng thời bơm vữa xi măng và trộn trực tiếp với đất tự nhiên tại vị trí thi công.

Sau khi đất và vữa xi măng được trộn đều, hỗn hợp sẽ đông kết tạo thành các cọc đất xi măng có khả năng chịu lực, chống thấm và giữ ổn định thành hố đào. Các cọc được bố trí chồng lấn liên tục để tạo thành một bức tường ngầm liền mạch.

Quy trình thi công cọc SMW cơ bản

Quá trình thi công thường gồm ba bước chính:

Khoan và trộn đất tại chỗ: Đầu khoan nhiều trục đưa các mũi khoan xuống độ sâu yêu cầu. Trong quá trình này, vữa xi măng được bơm qua cần khoan xuống đất.

Trộn đất với vữa xi măng: Các trục quay theo thiết kế riêng để cắt đất, khuấy trộn và phân tán vữa xi măng đều trong đất nền.

Tạo tường liên tục: Các cọc đất xi măng được bố trí chồng lấn với nhau, tạo thành tường chắn ngầm giúp hạn chế nước ngầm, chống sạt lở và bảo vệ khu vực hố móng.

Vì sao đầu khoan 3 trục cần có độ đồng bộ cao?

Trong công nghệ SMW, ba trục khoan không chỉ có nhiệm vụ tạo ba lỗ khoan riêng lẻ. Chúng cần phối hợp với nhau để tạo vùng trộn liên tục, bảo đảm các cọc chồng lấn đúng vị trí và không xuất hiện khe hở.

Nếu các trục quay không đồng bộ, khoảng cách trục thay đổi hoặc lực xoắn giữa các trục không hỗ trợ nhau, chất lượng tường SMW có thể bị ảnh hưởng. Các rủi ro thường gặp gồm:

• Cọc không chồng lấn đủ thiết kế.
• Tường đất xi măng không liên tục.
• Vữa xi măng phân bố không đều.
• Lỗ khoan bị lệch khi gặp tầng đất cứng.
• Tăng nguy cơ thấm nước qua các vị trí tiếp giáp.
• Tăng thời gian thi công và chi phí sửa chữa.

Bảng so sánh đầu khoan 3 trục liền và đầu khoan 3 trục rời

Khác biệt về công suất và chi phí điện khi vận hành

Một trong những điểm dễ nhìn thấy nhất khi so sánh đầu khoan 3 trục liền và 3 trục rời là tổng công suất điện yêu cầu.

Đầu khoan Zhenzhong ZLD180 sử dụng hai động cơ công suất 90 kW, tổng công suất là 180 kW. Trong khi đó, đầu khoan 3 trục rời sử dụng ba động cơ 90 kW, tổng công suất lên tới 270 kW.

Đầu khoan 3 trục liền giúp giảm yêu cầu về máy phát điện

Với tổng công suất 180 kW, đầu khoan 3 trục liền có thể sử dụng máy phát điện nhỏ hơn so với đầu khoan 3 trục rời. Điều này mang lại lợi ích rõ rệt cho nhà thầu:

• Giảm chi phí thuê hoặc đầu tư máy phát điện.
• Giảm lượng dầu tiêu hao cho máy phát.
• Giảm chi phí vận chuyển thiết bị đến công trường.
• Thuận lợi hơn tại các dự án có mặt bằng chật hẹp.
• Giảm áp lực về nguồn điện khi thi công nhiều hạng mục cùng lúc.

Đối với các công trình thi công kéo dài, chi phí điện và nhiên liệu có thể chiếm tỷ trọng lớn trong tổng chi phí vận hành. Vì vậy, thiết bị có công suất hợp lý nhưng vẫn đảm bảo lực khoan luôn là lựa chọn đáng cân nhắc.

Công suất lớn chưa chắc mang lại hiệu quả tốt hơn

Đầu khoan 3 trục rời có tổng công suất danh nghĩa 270 kW, cao hơn đầu khoan ZLD180. Tuy nhiên, nếu ba trục làm việc độc lập mà không có hệ thống truyền động đồng bộ, công suất lớn chưa chắc đã chuyển hóa thành hiệu quả khoan và trộn đất tốt hơn.

Trong thi công thực tế, thiết bị quan trọng không chỉ ở số kW, mà còn nằm ở khả năng truyền lực, sự đồng bộ khi vận hành và độ ổn định của cả cụm đầu khoan.

Kết cấu truyền động đồng bộ tạo lợi thế lớn cho đầu khoan 3 trục liền

Đầu khoan 3 trục liền Zhenzhong ZLD180 gồm hai động cơ độc lập, hai hộp giảm tốc và một hộp đồng bộ truyền lực chung cho cả ba trục. Nhờ đó, các trục không hoạt động riêng lẻ mà có sự liên kết cơ khí với nhau.

Ngược lại, đầu khoan 3 trục rời thường sử dụng ba động cơ, ba hộp giảm tốc và ba hộp số riêng biệt. Mỗi trục có thể quay độc lập, nhưng lại thiếu cơ chế hỗ trợ lực xoắn trực tiếp giữa các trục.

Khi gặp đất cứng, đầu khoan đồng bộ có thể hỗ trợ lực giữa các trục

Đây là khác biệt rất quan trọng khi thi công tại khu vực có đất sét cứng, cát chặt, sỏi cuội hoặc đá phong hóa.

Khi một trục của đầu khoan 3 trục liền gặp lớp đất cứng hơn, lực quay từ các trục còn lại có thể được truyền qua hệ thống bánh răng đồng bộ để hỗ trợ. Điều này giúp đầu khoan tiếp tục xuyên xuống ổn định hơn, hạn chế hiện tượng một trục bị kẹt trong khi các trục khác vẫn quay.

Với đầu khoan 3 trục rời, mặc dù tổng mô-men xoắn danh nghĩa có thể cao hơn, lực xoắn của mỗi trục chủ yếu chỉ tác động riêng lẻ. Khi một trục gặp đá hoặc dị vật cứng, trục đó có nguy cơ bị chậm, kẹt hoặc lệch hướng mà không nhận được sự hỗ trợ cơ khí trực tiếp từ hai trục còn lại.

Hạn chế nguy cơ lệch lỗ khoan

Trong cọc SMW, vị trí và độ thẳng đứng của từng trục rất quan trọng. Khi một trục khoan bị kẹt hoặc gặp lực cản lớn hơn, cụm đầu khoan có thể bị nghiêng, kéo theo nguy cơ lệch tâm lỗ khoan.

Đầu khoan 3 trục liền có kết cấu đồng bộ giúp toàn bộ cụm làm việc ổn định hơn. Đây là lợi thế đặc biệt đáng chú ý với các tường vây yêu cầu độ sâu lớn, độ thẳng đứng cao và tính liên tục nghiêm ngặt.

Mô-men xoắn: không chỉ nhìn vào tổng số trên thông số kỹ thuật

Nhiều nhà thầu thường so sánh tổng mô-men xoắn danh nghĩa giữa các thiết bị. Ví dụ, đầu khoan 3 trục rời có thể đạt 43,5 kN·m x 3, tương đương 130,5 kN·m. Con số này lớn hơn tổng mô-men khoảng 107,7 kN·m của đầu khoan Zhenzhong ZLD180.

Tuy nhiên, trong thực tế, hiệu quả không chỉ phụ thuộc vào tổng mô-men, mà phụ thuộc vào cách mô-men được truyền và phân phối trong quá trình khoan.

Đầu khoan 3 trục liền tối ưu khả năng sử dụng mô-men

Nhờ hộp đồng bộ truyền động chung, mô-men xoắn giữa các trục có thể hỗ trợ lẫn nhau. Khi một trục cần lực lớn hơn để xuyên qua tầng đất cứng, hệ thống có thể phân bổ lực hợp lý hơn.

Điều này giúp thiết bị duy trì tốc độ khoan ổn định, giảm tình trạng dừng máy để xử lý sự cố và hạn chế áp lực đột ngột lên từng trục khoan.

Đầu khoan 3 trục rời có rủi ro mất cân bằng lực

Với ba trục rời, mỗi trục có hộp số và mô-tơ riêng. Khi điều kiện địa chất thay đổi, lực cản trên từng trục có thể khác nhau. Nếu một trục gặp đá hoặc lớp đất cứng trong khi hai trục còn lại gặp đất mềm hơn, sự mất cân bằng lực có thể xảy ra.

Hậu quả có thể là:

• Tốc độ quay giữa các trục không đồng đều.
• Một trục bị kẹt hoặc giảm tốc.
• Đầu khoan rung lắc mạnh.
• Đường khoan có nguy cơ lệch.
• Chất lượng trộn đất xi măng không đồng nhất.

Khoảng cách trục quyết định khả năng tạo tường SMW liên tục

Đối với đầu khoan 3 trục liền, khoảng cách giữa các trục thường được thiết kế cố định, ví dụ khoảng 600 mm. Khoảng cách này đã được tính toán để các cọc đất xi măng chồng lấn đều, tạo thành tường SMW liên tục.

Khoảng cách cố định giúp kiểm soát vùng chồng lấn

Trong thi công tường chống thấm, vùng giao nhau giữa các cọc là vị trí rất quan trọng. Nếu cọc chồng lấn không đủ, nước ngầm có thể thấm qua khe hở. Nếu chồng lấn quá nhiều, nhà thầu có thể lãng phí vật liệu và giảm năng suất.

Đầu khoan 3 trục liền giúp duy trì khoảng cách trục ổn định giữa các lần khoan. Điều này hỗ trợ kỹ sư dễ kiểm soát tim cọc, biên độ chồng lấn và chất lượng tường vây.

Đầu khoan 3 trục rời cần kiểm soát thiết kế kỹ hơn

Với đầu khoan 3 trục rời, khoảng cách trục có thể thay đổi trong phạm vi lớn, chẳng hạn từ 1.300 mm đến 2.000 mm tùy cấu hình. Sự linh hoạt này có thể phù hợp với một số hạng mục riêng biệt, nhưng khi thi công SMW liên tục, nhà thầu phải tính toán kỹ hơn.

Nếu khoảng cách trục, vị trí tim cọc hoặc trình tự khoan không được kiểm soát chính xác, vùng chồng lấn giữa các cọc có thể không đạt yêu cầu thiết kế.

Chiều quay của cần khoan ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng trộn

Một trong những ưu điểm nổi bật của đầu khoan 3 trục liền là phương án bố trí chiều quay các trục hợp lý. Hai trục ngoài quay thuận, trong khi trục giữa quay ngược.

Thiết kế này giúp trục giữa thực hiện tốt vai trò khuấy trộn, còn hai trục ngoài vừa cắt đất vừa hỗ trợ đảo trộn hỗn hợp đất xi măng.

Trộn đều hơn, hạn chế vùng đất chưa được xử lý

Khi các trục quay ngược chiều phối hợp với nhau, đất được đưa qua lại giữa các vùng cắt và trộn. Vữa xi măng có điều kiện phân bố đều hơn trong toàn bộ tiết diện cọc.

Điều này đặc biệt quan trọng với tường chống thấm. Nếu đất và vữa không được trộn đều, một số vùng có thể có cường độ thấp, độ thấm cao hoặc không đạt yêu cầu về khả năng gia cố.

Ba trục quay cùng chiều có thể làm giảm hiệu quả trộn

Đầu khoan 3 trục rời vẫn có thể được bố trí chiều quay khác nhau. Tuy nhiên, nếu vận hành không đúng hoặc cả ba trục quay cùng chiều, hỗn hợp đất xi măng có thể bị cuốn theo một hướng, làm giảm hiệu quả đảo trộn.

Khi đó, chất lượng cọc đất xi măng có thể không đồng đều, dễ xuất hiện vùng trộn kém hoặc sai lệch lỗ khoan trong quá trình thi công.

Hệ thống điều khiển và vận hành thực tế tại công trường

Đầu khoan 3 trục liền chỉ cần một tủ điều khiển chính. Điều này giúp quá trình vận hành đơn giản hơn, đồng thời giúp kỹ thuật viên dễ kiểm soát đồng bộ tốc độ quay, chiều quay và tải trọng của toàn bộ cụm đầu khoan.

Trong khi đó, đầu khoan 3 trục rời có thể cần tới ba tủ điều khiển hoặc ba hệ thống điều khiển riêng. Điều này làm tăng số lượng dây dẫn, thiết bị điện, điểm kết nối và yêu cầu kỹ thuật trong quá trình lắp đặt.

Ít thiết bị điều khiển hơn, giảm rủi ro vận hành

Khi số lượng tủ điện, dây nguồn và hệ thống điều khiển giảm, nhà thầu có thể hạn chế các rủi ro như:

• Đấu nối điện phức tạp.
• Lỗi đồng bộ giữa các động cơ.
• Tủ điều khiển hoạt động không đồng nhất.
• Khó kiểm soát tốc độ từng trục.
• Tăng thời gian bảo dưỡng và khắc phục sự cố.

Đối với dự án thi công gấp, khu vực chật hẹp hoặc công trường có nguồn điện hạn chế, đầu khoan 3 trục liền thường tạo ra lợi thế lớn về tổ chức thi công.

Nên chọn đầu khoan 3 trục liền hay đầu khoan 3 trục rời?

Việc lựa chọn thiết bị cần căn cứ vào mục tiêu thi công, điều kiện địa chất, yêu cầu chống thấm và ngân sách đầu tư.

Đầu khoan 3 trục rời có thể phù hợp với một số công việc cần linh hoạt khoảng cách trục hoặc thi công hạng mục không yêu cầu liên kết cọc quá chặt chẽ. Tuy nhiên, nhà thầu cần có phương án kiểm soát kỹ về vận hành, độ đồng bộ và chất lượng trộn.

Đối với thi công tường SMW, tường chống thấm tầng hầm, hố đào sâu, công trình ven sông, nền đất yếu hoặc dự án yêu cầu độ chính xác cao, đầu khoan 3 trục liền thường là lựa chọn an toàn và hiệu quả hơn.

Đầu khoan 3 trục liền phù hợp khi cần

• Thi công tường SMW liên tục.
• Cọc đất xi măng chống thấm.
• Gia cố nền đất yếu.
• Thi công tầng hầm sâu.
• Xử lý nền khu vực ven sông, ven biển.
• Khoan qua tầng đất cứng hoặc đá phong hóa.
• Kiểm soát chặt chẽ độ chồng lấn giữa các cọc.
• Giảm chi phí điện và máy phát điện.

Lựa chọn tối ưu cho nhà thầu thi công tường SMW

So sánh đầu khoan 3 trục liền và 3 trục rời cho thấy sự khác biệt không chỉ nằm ở công suất động cơ hay tổng mô-men xoắn. Điểm quan trọng hơn là khả năng truyền lực đồng bộ, độ ổn định của cụm đầu khoan, khoảng cách trục cố định và chất lượng trộn đất xi măng trong thực tế.

Đầu khoan 3 trục liền Zhenzhong ZLD180 với công suất 180 kW, hệ thống truyền động đồng bộ và thiết kế tối ưu cho cọc chồng lấn liên tục là giải pháp phù hợp cho các công trình SMW yêu cầu độ chính xác, khả năng chống thấm và tiến độ ổn định.

Công ty TNHH Hanoi Vietnam tự hào có trên 15 năm kinh nghiệm cung cấp, cho thuê và tư vấn thiết bị xây dựng, thiết bị nền móng cho các nhà thầu lớn như Cotecon, Vinaconex, Duafat, Excado, Lilama cùng nhiều đơn vị thi công hạ tầng trên toàn quốc.

Liên hệ hotline 0988601755 để được tư vấn cấu hình đầu khoan 3 trục phù hợp, khảo sát nhu cầu thi công và nhận báo giá ưu đãi nhất.

*Liên hệ nhận thông tin và báo giá: https://mayxaydunghanoi.click/