Tổng hợp các loại máy khoan địa chất tốt, dễ sử dụng

Máy khoan khảo sát địa chất dùng để làm gì?

Máy khoan địa chất tạo hố thăm dò để kỹ sư quan sát địa tầng, lấy mẫu đất đá, thực hiện thí nghiệm hiện trường và theo dõi nước dưới đất. Thiết bị khoan không tự động “đo chất lượng đất”; chất lượng nền được đánh giá từ mẫu, nhật ký khoan, thí nghiệm và mô hình địa chất công trình.

• Mô tả chiều dày và sự phân bố của các lớp đất đá.
• Lấy mẫu xáo động hoặc mẫu nguyên dạng.
• Thực hiện thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT.
• Khoan lấy lõi đá và đánh giá mức phong hóa, nứt nẻ.
• Lắp ống quan trắc mực nước dưới đất.
• Thử thấm, bơm nước hoặc thí nghiệm trong hố khoan.
• Kiểm chứng dị thường địa vật lý và điều kiện nền móng.

TCVN 9437:2012 hiện còn hiệu lực và quy định quy trình khoan thăm dò địa chất công trình, chủ yếu phục vụ công trình giao thông. Với nhà cao tầng, việc lập phương án khảo sát còn cần xem TCVN 9363:2012; thí nghiệm SPT thực hiện theo TCVN 9351:2012.

Cấu tạo cơ bản của máy khoan địa chất

Máy đời cũ có thể dùng côn ma sát, hộp số cơ khí, cần chủ đạo và tời. Máy hiện đại thường sử dụng đầu quay thủy lực, hệ thống kẹp–tháo cần và điều khiển tập trung. Không nên đánh giá máy chỉ bằng số cấp tốc độ; mô-men ở tốc độ thấp và lực kéo cần thường quan trọng hơn khi hố sâu hoặc đường kính lớn.

Phân loại máy theo phương pháp khoan

Tài liệu khảo sát địa kỹ thuật của FHWA nêu các phương pháp mở hố đất phổ biến gồm guồng xoắn đặc, guồng xoắn rỗng và khoan xoay rửa. Với đá, khoan lõi xoay là phương pháp quan trọng để thu lõi liên tục.

Tên máy không quyết định phương pháp duy nhất. Một máy khoan xoay có thể thay đổi mũi, ống chống và hệ tuần hoàn để làm nhiều nhiệm vụ, nhưng phải nằm trong giới hạn tải của nhà sản xuất.

Máy khoan guồng xoắn, xoay rửa và lấy lõi

Máy khoan guồng xoắn

Guồng đặc thích hợp hố nông trên mực nước; guồng rỗng tạo ống chống tạm và cho phép đưa ống mẫu hoặc dụng cụ SPT qua lòng guồng. Phương pháp nhanh trong đất phù hợp nhưng khó xuyên cuội sỏi lớn và đá.

Máy khoan xoay rửa

Khoan xoay rửa dùng mũi cắt kết hợp nước hoặc dung dịch đưa mùn lên mặt đất. Người vận hành phải kiểm soát áp lực bơm, mực dung dịch, tốc độ quay và ống chống để tránh xói đáy hoặc sập thành.

Máy khoan lõi đá

Máy khoan lõi dùng mũi khoan và ống mẫu để cắt một trụ đá hình trụ. Chất lượng lõi phụ thuộc đầu máy, cần, mũi, ống mẫu, dung dịch và tay nghề tổ khoan; độ sâu danh nghĩa lớn không đồng nghĩa lõi thu được luôn tốt.

Máy khoan mini và máy tháo rời

Máy mini phù hợp nhà dân, hẻm nhỏ, tầng hầm, nhà xưởng đang hoạt động và vị trí không thể đưa xe khoan lớn vào. Thiết bị có thể tháo thành đầu máy, động cơ, tháp, bơm và phụ kiện để vận chuyển thủ công.

• Ưu điểm: tiếp cận vị trí chật, tải trọng nền nhỏ, dễ tháo lắp.
• Hạn chế: lực kéo và mô-men thấp hơn máy lớn, năng suất giảm khi hố sâu hoặc gặp đá.
• Không nên quảng cáo độ sâu tối đa nếu chưa nêu đường kính, địa tầng và loại cần.

Thông tin chuyên sâu được trình bày tại bài máy khoan địa chất mini.

Máy khoan XY-1 và XY-1A

XY-1 và XY-1A là tên thương mại phổ biến của nhóm máy khoan lõi cỡ nhỏ hoặc trung bình có cơ cấu cấp thủy lực. Không nên khẳng định mọi máy XY-1 đều có cùng kích thước, trọng lượng hoặc độ sâu 100 m. Tài liệu công khai của các nhà cung cấp khác nhau ghi độ sâu danh nghĩa khoảng 100–180 m, tùy bệ máy, động cơ, bơm, tháp và đường kính.

Trước khi thuê hoặc mua cần yêu cầu: nhà sản xuất, số seri, model chính xác, bảng độ sâu theo đường kính, mô-men, lực nâng, hành trình trục, loại bơm và khối lượng từng module.

Máy khoan XJ-100

XJ-100 thường được quảng bá là máy khoan khảo sát cỡ nhỏ với độ sâu danh nghĩa khoảng 100 m. Tuy nhiên, tên model này không đủ để xác nhận máy có đúng bộ tốc độ, lực nâng, động cơ hoặc khối lượng như nội dung quảng cáo cũ.

• Kiểm tra nhãn máy, năm sản xuất và tài liệu kỹ thuật.
• Kiểm tra hộp số, trục chính, tời và phanh.
• Rà rò rỉ dầu, độ rơ cơ khí và rung bất thường.
• Kiểm tra khả năng giữ tải khi nâng cần và ống chống.
• Xác nhận động cơ nguyên bản hay đã thay đổi.
• Đối chiếu khả năng tương thích với cần, mũi và bơm hiện có.

Một máy đã qua sử dụng có thể khoan tốt ở độ sâu nông nhưng không còn đạt thông số danh nghĩa khi hố sâu. Chạy thử thực tế đáng tin cậy hơn bảng thông số sao chép từ người bán khác.

Máy khoan UKB 12/25

UKB 12/25 thường được nhắc đến như một bộ khoan khảo sát di động, cấu tạo đơn giản và có thể tháo lắp. Một số cấu hình kết hợp tời, quả tạ và động cơ nhỏ để khoan đất, lấy mẫu hoặc thực hiện công tác xuyên.

Các thông số như động cơ 4 mã lực, quả tạ 15 kg hoặc kích thước ống khoan trong bài cũ không nên áp dụng cho mọi bộ máy mang tên UKB 12/25. Thiết bị có thể đã được cải tiến, thay động cơ, thay tời hoặc dùng phụ kiện do đơn vị vận hành tự chế tạo.

So sánh nhanh các nhóm máy khoan

Cách chọn máy khoan địa chất phù hợp

1. Xác định mục tiêu khảo sát

   Khoan mô tả đất, SPT, lấy mẫu nguyên dạng, lấy lõi đá, lắp giếng quan trắc hay thử thấm.

2. Dự kiến địa tầng

   Xem tài liệu khu vực để dự đoán đất mềm, cát, cuội sỏi, đá phong hóa hoặc đá cứng.

3. Xác định chiều sâu và đường kính

   Độ sâu phải gắn với loại cần, đường kính hố và phương pháp khoan.

4. Chọn yêu cầu lấy mẫu

   Mẫu nguyên dạng, SPT, lõi đá hoặc mẫu môi trường đòi hỏi dụng cụ khác nhau.

5. Khảo sát đường tiếp cận

   Kiểm tra chiều rộng cổng, tải trọng sàn, độ dốc và chiều cao làm việc.

6. Kiểm tra nguồn điện, nước và xả thải

   Xác định vị trí cấp nước, nhiên liệu, bể chứa bùn và khu vệ sinh thiết bị.

7. Đánh giá an toàn

   Rà điện trên không, công trình ngầm, giao thông và vùng cấm.

8. Đối chiếu hồ sơ máy

   Kiểm tra manual, thông số, tải trọng, bảo trì và phụ kiện thực tế.

9. Chạy thử và lập biện pháp

   Thử hệ thống quay, nâng, phanh, bơm và dừng khẩn cấp.

“Máy khoan phù hợp không phải máy có con số độ sâu quảng cáo lớn nhất. Thiết bị tốt là thiết bị mở hố ổn định, lấy được đúng loại mẫu, thực hiện được thí nghiệm và bảo đảm an toàn trong điều kiện công trường cụ thể.”

Kỹ sư Phan Việt Tuyên

Thông số cần xem khi thuê hoặc mua máy

An toàn khi vận hành máy khoan địa chất

• Khảo sát và đánh dấu điện, nước, gas, cáp và cống ngầm.
• Kiểm tra khoảng cách an toàn với đường dây điện trên không.
• San và gia cố nền đặt máy, kê chân chống đúng quy cách.
• Che chắn bộ phận quay, dây đai và khớp truyền động.
• Không dùng tay giữ cần hoặc mặc quần áo rộng gần trục quay.
• Kiểm tra cáp tời, móc, khóa và phanh trước mỗi ca.
• Dừng máy, xả áp và khóa nguồn trước khi sửa chữa.
• Tổ chức vùng cấm dưới tải treo và quanh tháp khoan.
• Thu gom bùn, dầu và chất thải theo quy định công trường.
• Dừng khoan khi gặp vật cản, mùi khí hoặc dòng nước bất thường.

Máy khoan có quyết định chất lượng khảo sát không?

Thiết bị chỉ là một phần của hệ thống chất lượng. Một máy tốt vẫn có thể cho dữ liệu kém nếu tổ khoan mô tả sai, làm mất mẫu, dùng áp lực rửa quá mạnh hoặc không ghi nhận hiện tượng trong hố.

• Nhiệm vụ và phương án khoan.
• Vị trí, số lượng và chiều sâu hố.
• Loại mũi, ống mẫu và ống chống.
• Quy trình SPT, lấy mẫu và bảo quản.
• Nhật ký tốc độ khoan, mất nước và địa tầng.
• Thí nghiệm phòng và kiểm soát mẫu.
• Năng lực của người phụ trách kỹ thuật.

Thông tin nền tảng có tại bài khoan địa chất là gì.

Dịch vụ khoan khảo sát địa chất

Hợp Nhất Bách Việt thực hiện khoan địa chất, lấy mẫu, SPT, khoan lõi và lập báo cáo theo phạm vi được phê duyệt. Loại máy được lựa chọn sau khi kiểm tra địa tầng dự kiến, độ sâu, đường vào và điều kiện mặt bằng.

Phạm vi dịch vụ được trình bày tại trang dịch vụ khảo sát địa chất.

• Khảo sát nhà ở, nhà xưởng và công trình dân dụng.
• Khoan đất, SPT và lấy mẫu nguyên dạng.
• Khoan lõi đá, mô tả phong hóa và khe nứt.
• Lắp ống quan trắc nước dưới đất.
• Khoan tại hẻm nhỏ hoặc mặt bằng hạn chế.
• Lập hình trụ hố khoan và mặt cắt địa chất.
• Phối hợp thí nghiệm phòng phục vụ thiết kế.

Câu hỏi thường gặp về máy khoan địa chất

Kết luận

Các loại máy khoan địa chất nên được lựa chọn theo phương pháp khoan và mục tiêu khảo sát, không phải theo danh sách model được quảng cáo là “tốt nhất”. Khoan guồng xoắn, xoay rửa, khoan lõi, đập–xoay, sonic và direct push đều có ưu điểm cùng giới hạn riêng.

Đối với XY-1, XJ-100 hoặc UKB 12/25, cần kiểm tra nhà sản xuất, cấu hình, đường kính, độ sâu, lực nâng, mô-men, bơm và tình trạng máy. Hồ sơ kỹ thuật cùng chạy thử thực tế đáng tin cậy hơn thông số sao chép giữa các nhà bán hàng.