Trong quá trình thi công khoan cọc nhồi, khoan giếng hay khoan nổ mìn, sự cố gãy cần khoan là cơn ác mộng đối với bất kỳ đơn vị nào. Khi cần khoan bị đứt gãy trong lòng đất, việc trục vớt thường rất khó khăn, tốn kém và đôi khi buộc phải bỏ dở hố khoan.
Để giúp các nhà thầu tối ưu hóa vận hành, ATI Việt Trung xin chia sẻ những kiến thức kỹ thuật quan trọng về nguyên nhân, cách xử lý và đặc biệt là các biện pháp phòng ngừa hiện tượng gãy cần khoan hiệu quả nhất.
1. Nguyên nhân hàng đầu dẫn đến gãy cần khoan
Việc xác định đúng nguyên nhân là bước đầu tiên để ngăn chặn sự cố lặp lại. Thông thường, cần khoan bị gãy do 3 nhóm yếu tố chính:
Mỏi kim loại và ứng suất tập trung
Cần khoan phải chịu đồng thời lực nén, lực xoắn và lực đập từ búa hơi. Sau một thời gian dài sử dụng, các vết nứt vi mô sẽ hình thành, đặc biệt là ở phần ren nối – nơi có ứng suất tập trung cao nhất. Nếu không được kiểm tra định kỳ, các vết nứt này sẽ lan rộng dẫn đến gãy cần khoan đột ngột.
Kỹ thuật vận hành sai lệch
- Áp lực nén quá lớn: Khi gặp đá quá cứng, người thợ nôn nóng tăng áp lực nén vượt mức cho phép, khiến cần khoan bị uốn cong (hiệu ứng “lòng tôm”) bên trong lỗ, tạo ra lực bẻ ngang làm gãy cần.
- Tốc độ vòng quay không phù hợp: Quay quá nhanh trong khi lực đập không tương xứng khiến cần bị rung động mạnh, gây mòn ren và gãy thân cần.
Địa tầng địa chất phức tạp
Khoan vào các tầng đá có hang hốc, đá mồ côi hoặc các lớp địa tầng thay đổi đột ngột từ mềm sang cứng khiến bộ khoan bị sốc lực. Khi mũi khoan bị kẹt cứng trong đá nhưng máy vẫn tiếp tục xoay với mô-men xoắn lớn, phần yếu nhất trên thân cần sẽ bị xoắn đứt.
2. Biện pháp phòng ngừa gãy cần khoan hiệu quả
Phòng bệnh hơn chữa bệnh. Tại đây, chúng tôi luôn khuyến cáo khách hàng tuân thủ các quy tắc “vàng” sau:
Kiểm tra ren và thân cần định kỳ
- Luôn vệ sinh sạch sẽ phần ren nối và bôi mỡ chịu nhiệt chuyên dụng trước khi kết nối.
- Sử dụng thước đo để kiểm tra độ mòn của ren. Nếu ren đã bị biến dạng hoặc mỏng đi đáng kể, cần loại bỏ ngay lập tức.
- Quan sát thân cần: Nếu thấy dấu hiệu cần bị cong hoặc có các vết xước sâu do cọ xát vào thành lỗ, tuyệt đối không đưa xuống hố khoan sâu.
Vận hành “thuận theo địa chất”
- Người vận hành cần cảm nhận độ rung và tiếng máy để điều chỉnh áp lực nén và tốc độ quay phù hợp.
- Khi thấy búa đập không ổn định hoặc cần khoan bị nẩy mạnh, phải giảm ngay áp lực đẩy để búa tự điều chỉnh lại hành trình.
Sử dụng cần khoan chất lượng cao
Lựa chọn cần khoan làm từ thép hợp kim cường độ cao, được xử lý nhiệt bề mặt tốt là yếu tố then chốt. Cần khoan chính hãng do ATI Việt Trung cung cấp luôn đảm bảo độ đồng nhất về độ dày thành ống và chất lượng ren chuẩn xác, giúp phân phối lực đều và giảm thiểu rủi ro gãy rụng.
3. Quy trình xử lý khi gặp sự cố gãy cần khoan trong lòng đất
Nếu chẳng may sự cố xảy ra, hãy bình tĩnh thực hiện theo các bước sau để tăng cơ hội trục vớt thành công:
Bước 1: Xác định vị trí và tình trạng vết gãy
Sử dụng thước dây hoặc đếm số cần còn lại trên mặt đất để xác định chính xác độ sâu của vết gãy. Việc này giúp bạn chọn đúng loại dụng cụ cứu hộ.
Bước 2: Sử dụng dụng cụ cứu hộ chuyên dụng
- Mũi taro cứu hộ: Đây là dụng cụ phổ biến nhất. Mũi taro có ren côn ngược sẽ được đưa xuống hố, xoay nhẹ để “ăn” vào lòng trong của cần khoan bị gãy, sau đó từ từ kéo toàn bộ bộ cần lên.
- Ống cứu hộ: Ngược với taro, ống này có ren ở mặt trong để bao trùm và bắt vào phần đầu ngoài của cần khoan bị gãy.
Bước 3: Phối hợp áp lực khí nén và lực kéo
Trong quá trình kéo cần gãy lên, có thể bơm khí nén ở áp suất vừa phải để làm lỏng các hạt bụi đá đang kẹt xung quanh bộ búa, giúp việc trục vớt dễ dàng hơn. Lưu ý: Không giật mạnh đột ngột vì có thể làm gãy luôn cả dụng cụ cứu hộ.
4. Hướng dẫn chọn cần khoan phù hợp để tối ưu hiệu suất và an toàn
Không phải mọi loại cần khoan đều giống nhau. Việc chọn sai loại cần so với công suất búa hoặc đặc điểm địa chất là nguyên nhân gián tiếp dẫn đến hiện tượng gãy cần khoan. Để chọn được bộ cần khoan “chuẩn bài”, bạn cần lưu ý 3 tiêu chí cốt lõi sau:
Tiêu chuẩn mác thép và công nghệ nhiệt luyện
Cần khoan phải được làm từ thép hợp kim cường độ cao (như các mác thép chuyên dụng API 5DP hoặc tương đương).
- Độ dẻo dai: Thép phải có độ dẻo nhất định để chịu được lực uốn khi lỗ khoan bị lệch nhẹ mà không bị gãy giòn.
- Xử lý nhiệt đầu ren: Đây là phần quan trọng nhất. Đầu ren cần được tôi cao tần để đạt độ cứng bề mặt cao, chống mòn ren, nhưng phần lõi vẫn phải đảm bảo độ bền cơ học để chịu lực đập.
Sự tương thích giữa đường kính cần và kích thước mũi khoan
Việc chọn đường kính cần khoan phải đảm bảo sự cân bằng giữa lưu lượng khí nén và không gian thoát phoi đá:
- Nếu cần quá nhỏ: Lưu lượng khí nén cung cấp cho búa bị hạn chế, đồng thời khoảng trống giữa cần và thành lỗ quá lớn khiến vận tốc khí nén giảm, không đủ lực để đẩy phoi đá lên mặt đất, gây kẹt và gãy cần khoan.
- Nếu cần quá lớn: Khoảng trống thoát phoi bị hẹp lại, dễ dẫn đến tình trạng “bó cần” khi gặp tầng địa chất có đất sét hoặc đá vỡ.
- Tỷ lệ vàng: Thông thường, đường kính ngoài của cần khoan nên bằng khoảng 60-70% đường kính mũi khoan để đạt hiệu suất thổi phoi tốt nhất.
Lựa chọn kiểu ren nối phù hợp với búa đập hơi
Mỗi dòng búa đập hơi sẽ đi kèm với các chuẩn ren nhất định (ví dụ: API Reg, API IF…).
- Ren API Regular: Thường dùng cho khoan DTH nhờ cấu tạo ren to, khỏe, chịu được lực đập trực tiếp từ búa mà không bị biến dạng nhanh.
- Kiểm tra độ đồng tâm: Khi mua cần, hãy yêu cầu kiểm tra độ đồng tâm giữa phần ren và thân ống. Cần khoan bị lệch tâm sẽ gây rung lắc mạnh khi quay, là nguyên nhân hàng đầu gây mỏi kim loại và gãy cần ở phần vai ren.
Bảng tham khảo nhanh cách chọn cần theo đường kính lỗ khoan:
| Đường kính mũi khoan (mm) | Đường kính cần khoan phù hợp (mm) | Ứng dụng phổ biến |
| Φ105 – Φ115 | Φ76 | Khoan nổ mìn, khai thác đá |
| Φ127 – Φ146 | Φ89 | Khoan địa chất, cọc nhồi nhỏ |
| Φ165 – Φ203 | Φ102 hoặc Φ114 | Khoan giếng nước, công trình lớn |
Sản phẩm tham khảo: Tại đây
Lời kết
Sự cố gãy cần khoan có thể được giảm thiểu tối đa nếu bạn đầu tư đúng mức vào chất lượng cần và nắm vững kỹ thuật lựa chọn thiết bị. Tại ATI Việt Trung, chúng tôi cung cấp các dòng cần khoan được sản xuất theo quy trình kiểm soát nghiêm ngặt, đảm bảo độ đồng nhất về vật liệu và chuẩn xác về ren nối.
Nếu bạn còn băn khoăn chưa biết loại cần nào phù hợp nhất với dòng búa và máy nén khí mình đang sử dụng, hãy liên hệ ngay với đội ngũ kỹ thuật của chúng tôi. Chúng tôi sẽ giúp bạn tính toán thông số kỹ thuật chính xác nhất cho công trình của mình!