Các lỗ khoan gia cố mái dốc, lỗ khoan cáp neo tường chắn, lỗ khoan sơ bộ móng thiết bị thường có độ sâu trong vòng vài chục mét, xét riêng khối lượng khoan thì không phải công trình lớn. Điều thực sự khiến việc chọn thiết bị trở nên phức tạp chính là vị trí khoan: trên mặt dốc phải điều chỉnh tư thế khoan theo hướng lỗ thiết kế, trong giàn giáo hoặc hàng rào chắn phải kiểm soát chiều rộng thân máy, còn trên mặt nền đã lát sẵn lại không muốn thiết bị làm hỏng mặt đất. Khi ba ràng buộc này xuất hiện đồng thời, một thiết bị có độ sâu khoan lớn, trọng tải lớn chưa chắc là điểm khởi đầu phù hợp.
Dưới đây lấy tài liệu công khai của DTH30C làm manh mối, phân tích theo thứ tự ưu tiên của mục tiêu thi công: nhu cầu nào cần xác định trước, năng lực nào tương ứng với nhu cầu đó, con số nào không thể trực tiếp coi là kết luận, điều kiện nào phải chờ tài liệu kỹ thuật chính thức xác nhận.
Trước tiên phân biệt hai loại lỗ: lỗ neo cần tư thế, lỗ khoan sơ bộ cần vị trí
Gia cố mái dốc và khoan sơ bộ móng tuy đều thuộc phạm vi lỗ nông đến trung bình, nhưng điểm khởi đầu của trình tự thi công không giống nhau.
Các lỗ neo thanh, lỗ neo cáp và lỗ thoát nước trên mái dốc có hướng lỗ do thiết kế xác định, có thể là lỗ thẳng đứng, lỗ xiên, cục bộ còn có lỗ gần nằm ngang. Sau khi thiết bị vào mặt dốc, việc đầu tiên là điều chỉnh đầu động lực đến góc thiết kế, việc thứ hai là giữ ổn định ở tư thế này. Độ sâu lỗ không lớn, nhưng nếu góc điều chỉnh không đúng, chi phí khoan bổ sung hoặc sửa lỗ sau đó còn cao hơn bản thân việc khoan.
Khoan sơ bộ móng xuất hiện nhiều hơn ở móng thiết bị, cọc lan can, cọc ngắn và nền đá cứng. Vị trí lỗ thường được bố trí dọc theo trục hoặc theo vị trí cọc, thiết bị phải liên tục di chuyển giữa các lỗ gần nhau; chiều rộng thân máy, bán kính quay vòng, mức độ phá hỏng mặt nền ảnh hưởng trực tiếp đến số lần di chuyển và khối lượng khôi phục mặt bằng.
Nhìn chung hai loại nhu cầu này, chúng cùng chỉ ra một nhóm đặc điểm thiết bị: độ sâu khoan không cần quá lớn, nhưng phải điều chỉnh được tư thế; thân máy phải compact, nhưng khung gầm phải di chuyển được trên đá dăm, đất đầm chặt và đường công vụ.
Những phần trong tài liệu DTH30C đáp ứng được nhu cầu
Độ sâu và đường kính khoan: trước tiên xác nhận độ sâu lỗ mục tiêu thuộc mức nào
Tài liệu ghi độ sâu khoan tối đa là 30 m, đường kính khoan 76–280 mm. Phạm vi này bao phủ các lỗ công trình ngắn và lỗ nông đến trung bình, không phải giếng nước sâu hay lỗ thăm dò sâu. Nếu trong dự án đồng thời có giếng cấp nước trên 200 m, thiết bị này không thể là phương án cho loại lỗ đó; bản thân tài liệu cũng ghi rõ giếng sâu nên chọn máy khoan giếng nước chuyên dụng.
Phạm vi đường kính rộng có nghĩa là cùng một thiết bị có thể chuyển đổi giữa đường kính nhỏ của lỗ neo và đường kính lớn hơn của khoan sơ bộ móng. Nhưng giới hạn trên của đường kính tương ứng với ranh giới năng lực thiết bị; thực tế chọn đường kính bao nhiêu còn phải xem đường kính thiết kế, thông số búa DTH và lưu lượng cấp khí của máy nén khí có khớp được hay không.
Điều chỉnh góc quay và góc nghiêng: tương ứng với điều chỉnh tư thế trên mái dốc
Tài liệu ghi rõ thiết bị có chức năng điều chỉnh góc quay 18–180° và góc nghiêng. Đối với gia cố mái dốc, đây là một trong những điều kiện tiên quyết để có thể thi công theo hướng lỗ thiết kế. Cần lưu ý, tài liệu gốc chỉ ghi “có chức năng điều chỉnh góc nghiêng”, không đưa ra phạm vi góc cụ thể. Khi liên quan đến lỗ neo cáp hoặc lỗ thoát nước có góc nghiêng đặc biệt, phải lấy cấu hình sản xuất cuối cùng và tài liệu xác nhận kỹ thuật làm chuẩn, không thể trực tiếp suy ra phạm vi góc nghiêng từ phạm vi góc quay.
Mô-men xoắn 3500 N·m và đá có độ cứng trung bình đến cao
Mô-men xoắn quay tối đa 3500 N·m, độ cứng đá áp dụng khoảng f = 8–24, tài liệu liệt kê các loại đá có độ cứng trung bình đến cao như đá vôi, đá hoa cương, đá cát, đá bazan. Trong khoan DTH, mô-men xoắn quay chủ yếu dùng để khắc phục ma sát giữa dụng cụ khoan và thành lỗ, dẫn động mũi khoan quay; lực đập do búa DTH thực hiện, hai yếu tố phải khớp nhau. Mô-men xoắn có đủ hay không không thể chỉ nhìn con số này, còn phải xem đường kính lỗ, độ mài mòn mũi khoan và tình trạng thoát mạt trong lỗ.
Tài liệu đồng thời nêu rõ, nếu lực cản quay tiếp tục tăng, lượng thoát mạt giảm hoặc mũi khoan rung nhảy rõ rệt, nên điều chỉnh thông số và làm sạch lỗ. Đây là điều kiện phán đoán trong quá trình thi công, không phải kết quả thiết bị tự động đảm bảo.
Chiều rộng thân máy và trọng lượng toàn máy: tương ứng với mặt bằng hạn chế và mặt nền đã lát
Kích thước ngoài toàn máy khoảng 3200 × 1200 × 1850 mm, chiều rộng khoảng 1,2 m, trọng lượng toàn máy khoảng 2500 kg. Đối với khu nhà xưởng, công trường trong hàng rào chắn và lối thi công hẹp, chiều rộng này là điều kiện tiên quyết để có thể vào và triển khai. Tài liệu cũng yêu cầu rõ ràng phải xác nhận không gian quay vòng, khả năng chịu lực mặt nền, tuyến ống ngầm và công trình xung quanh trước khi vào điểm thi công.
Khung gầm bánh xích cao su trong tài liệu được mô tả là thân thiện hơn với mặt nền đã hoàn thiện và mặt bê tông, đồng thời có ưu thế bám trên đá dăm, đất đầm chặt và mặt bằng không bằng phẳng thông thường. Đây là giải thích về điều kiện áp dụng của hình thức khung gầm, không có nghĩa thiết bị có thể di chuyển trên mọi mặt nền mà không cần xử lý.
Hành trình trượt và tốc độ đẩy: phải phân biệt từng động tác
Hành trình trượt 3,2 m, hành trình hiệu dụng 2,2 m, chiều cao đóng cọc 2,2 m, tốc độ đẩy 53 m/min. Tài liệu giải thích 53 m/min là tốc độ di chuyển nhanh của cơ cấu đẩy, dùng cho đầu động lực hồi vị, xử lý cần khoan và các động tác không khoan, không thể hiểu là tốc độ tiến thực tế trong đá. Tiến thực tế chịu ảnh hưởng đồng thời của độ cứng đá, đường kính lỗ, thông số búa DTH, năng lực máy nén khí và độ mài mòn mũi khoan.
Hành trình hiệu dụng 2,2 m tương ứng với thi công cần khoan ngắn đến trung bình và cọc ngắn. Với độ sâu lỗ trong 30 m và bố trí cần khoan đơn ngắn, số lần nối cần sẽ nhiều hơn thiết bị có hành trình dài; điểm này cần tính riêng thời gian phụ trợ khi thi công liên tục nhiều lỗ.
Điều kiện phụ trợ không được thực hiện thì năng lực thiết bị không phát huy được
Khoan DTH dựa vào khí nén để dẫn động búa DTH và thải mạt đá. Tài liệu đưa ra lưu lượng khí tham khảo khoảng 8 m³/min, đồng thời ghi chú bảng gốc thực tế ghi là 8 m²/min, theo đơn vị thông dụng của lưu lượng khí nén được hiểu là m³/min, cuối cùng lấy tài liệu kỹ thuật chính thức làm chuẩn. Vấn đề đơn vị này phải được xác nhận trước khi sử dụng, vì nó liên quan trực tiếp đến việc chọn máy nén khí.
Ngoài ra, các phụ kiện phổ biến được liệt kê trong tài liệu bao gồm búa DTH, mũi khoan, cần khoan, dụng cụ ống chống, máy nén khí, ống gió cao áp, bộ phun dầu, thiết bị hút bụi hoặc thiết bị phun sương nước giảm bụi. Khoan đá cứng khô có bụi rõ rệt; có lắp thiết bị hút bụi hay phun sương nước giảm bụi hay không phải căn cứ vào quy định thi công địa phương và điều kiện mặt bằng.
Khi dùng cho cọc ngắn hoặc khoan sơ bộ móng đặc thù, còn có thể chọn phụ kiện đóng cọc hoặc khoan sơ bộ tương ứng theo dự án. Loại phụ kiện này thuộc điều kiện phụ trợ của phương án toàn máy; khi chọn cần xác nhận riêng giao diện và khả năng chịu tải.
Những điều kiện nào sẽ đẩy thiết bị này ra ngoài ranh giới
- Độ sâu lỗ vượt quá 30 m: đã vượt độ sâu khoan tối đa ghi trong tài liệu.
- Giếng nước sâu hoặc thăm dò sâu: tài liệu ghi rõ không thuộc phạm vi áp dụng của thiết bị này.
- Đường kính lỗ vượt quá 280 mm: vượt giới hạn trên đường kính khoan ghi trong tài liệu.
- Đất mềm có độ cứng thấp hoặc lớp phủ dày: khoan DTH chủ yếu dùng cho đá cứng; lớp rời rạc và lớp hỗn hợp đất đá cần giảm tốc độ đẩy, tùy tình hình sử dụng ống chống hoặc dụng cụ khoan khởi đầu; tài liệu không liệt kê các địa tầng này là đối tượng thi công chính.
- Lỗ thiết kế cần phạm vi góc nghiêng chính xác: tài liệu gốc không đưa ra giá trị góc nghiêng, phải xác nhận cấu hình trước.
- Mặt bằng không đủ khả năng chịu lực hoặc mái dốc không ổn định: tài liệu yêu cầu kiểm tra độ ổn định bệ và nguy cơ đá rơi trước khi khởi công, không thể thi công trực tiếp trên mái dốc không ổn định.
Những ranh giới này không phủ định thiết bị, mà giải thích nó giải quyết đoạn vấn đề nào. Đưa máy khoan DTH công trình cỡ 30 m vào dự án giếng sâu hoặc móng cọc đường kính lớn thì năng lực và phụ trợ đều không khớp.
Mấy việc cần đối chiếu theo thứ tự
Nếu dự án đồng thời liên quan đến gia cố mái dốc và khoan sơ bộ móng, có thể tiến hành theo thứ tự dưới đây thay vì so sánh kiểu máy trước:
- Trước tiên xác định độ sâu lỗ thiết kế, đường kính lỗ và hướng lỗ của từng loại lỗ, xác nhận xem tất cả có nằm trong 30 m và 76–280 mm hay không, góc nghiêng có nằm trong phạm vi có thể xác nhận hay không.
- Sau đó xem phân bố vị trí lỗ: vị trí lỗ trên mái dốc có cần điều chỉnh tư thế nhiều lần không, giữa các vị trí lỗ móng có cần di chuyển máy thường xuyên không, chiều rộng mặt bằng và điều kiện mặt nền có cho phép thân máy rộng 1,2 m vào và quay vòng không.
- Tiếp theo đối chiếu cấp khí: chọn máy nén khí theo đơn vị lưu lượng khí đã xác nhận, đồng thời xác nhận chiều dài ống gió cao áp và bố trí hiện trường.
- Cuối cùng xác nhận dụng cụ khoan và phụ kiện: búa DTH, mũi khoan, cần khoan, dụng cụ ống chống và phụ kiện đóng cọc hoặc khoan sơ bộ có thể dùng đến, xem có khớp với cấu hình cuối cùng không.
Tài liệu không đưa ra hiệu suất tiến thực tế, chất lượng tạo lỗ hay dữ liệu chi phí trong dự án thực tế, bài viết này cũng không suy đoán dựa trên đó. Thiết bị có đáng xem xét hay không phụ thuộc vào việc các điều kiện trên có đồng thời thỏa mãn hay không; khi điều kiện không thỏa mãn, nên điều chỉnh công nghệ hoặc chọn cấp thiết bị khác trước, thay vì lấy giá trị lớn nhất của thông số.