Một số sự cố và giải pháp khắc phục trong thi công tầng hầm bằng phươngpháp Semi topdown tại Hà Nội

Ở châu Á nói chung nhà cao tầng có tầng hầm chưa phải là nhiều, nhưng ở một số nước và lãnh thổ như Singapore, Đài Loan, Hàn Quốc, Nhật Bản … thì số lượng nhà cao tầng có tầng hầm chiếm

MỞ ĐẦU Tờn đề tài:

“Một số sự cố và giải phỏp khắc phục trong thi cụng tầng hầm bằng phương phỏp Semi topdown tại Hà Nội”

1 Lý do chọn đề tài

Những năm gần đõy, tại Hà Nội và một số thành phố lớn khỏc, quỹ đất ngàycàng bị thu hẹp, khụng gian đụ thị và khụng gian cụng cộng ngày càng bị cạn kiệt.Chớnh vỡ thế hiện nay nhiều cụng trỡnh nhà cao tầng cú nhiều tầng hầm được xõydựng đỏp ứng nhiều nhu cầu và mục tiờu sử dụng khỏc nhau Núi chung cỏc dự ỏnnhà cao tầng với nhiều tầng hầm đó mang lại cho cỏc thành phố những hỡnh ảnh vàhiệu quả tốt cả về cảnh quan, mụi trường, đồng thời tăng quỹ đất cho cỏc cụngtrỡnh kiến trỳc trờn mặt đất, phỏt huy được tiềm năng dồi dào của khụng gianngầm, gúp phần mang lại những hiệu quả kinh tế trước mắt và lõu dài

Tuy nhiờn, việc thi cụng nhà cao tầng với nhiều tầng hầm vẫn cũn tồn tạinhiều vấn đề gõy ảnh hưởng đến những cụng trỡnh lõn cận Việc thi cụng tầng hầm

cú thể làm đất nền bị dịch chuyển và lỳn, gõy hư hỏng cho cỏc cụng trỡnh lõn cận(nhất là đối với cỏc cụng trỡnh xõy chen, cú mặt bằng chật hẹp ở Hà Nội hiện nay)nếu khụng cú cỏc giải phỏp thớch hợp Với cụng trỡnh xõy chen cú 2 - 5 tầng hầm,

cú rất nhiều cỏc giải phỏp thi cụng phong phỳ, đa dạng cú thế ỏp dụng được như:Tường cừ thộp, cọc xi măng đất, tường võy barrette kết hợp với 1 - 2 tầng chốngbằng thanh chống thộp hoặc neo trong đất Nờn với cụng trỡnh cú từ 1 - 3 tầng hầmthỡ việc lựa chọn được một phương ỏn thi cụng hợp lý cả về kinh tế và điều kiện kỹthuật khụng phải là một việc đơn giản

Với cụng trỡnh cú 2 tầng hầm trở lờn, phương ỏn Semi - topdown sử dụngtường võy trong đất thường được tin dựng nhất với ưu điểm là độ cứng lớn nờnchuyển vị ngang rất nhỏ, rất hữu ớch cho việc thi cụng cỏc hố đào sõu và bảo đảm

ổn định cho cỏc cụng trỡnh lõn cận khi thi cụng chen trong thành phố

Ảnh minh họa (nguồn: Cụng trường Discoverry)Tuy nhiờn, phương ỏn thi cụng này vẫn tồn tại một số sự cố rất khú để khắc phục, đặcbiệt là liờn quan tới chất lượng tường võy, chống thấm bờn ngoài tường, chi phớ vật liệu,vấn đề ụ nhiễm mụi trường và những sự cố khỏc trong thi cụng semi-topdown tại cỏccụng trỡnh thi cụng tầng hầm đang diễn ra trờn địa bàn Hà Nội Đõy chớnh là lý do tỏc giả

lựa chọn đề tài: “Một số sự cố và giải phỏp khắc phục trong thi cụng tầng hầm bằng phương phỏp Semi topdown tại Hà Nội”

2.Mục đích nghiên cứu.

- Xỏc định ảnh hưởng của những sự cố trong quỏ trỡnh thi cụng tầng hầm nhà caotầng bằng phương phỏp semi topdown đến cỏc cụng trỡnh lõn cận.

- Nghiờn cứu đề xuất cỏch khắc phục những sự cố trong thi cụng bằng phươngphỏp semi topdown

3 Đối tợng và phạm vi nghiên cứu.

- Đối tợng nghiên cứu: Những sự cố và cách khắc phục trong thicông bằng phơng pháp semi-topdown

- Phạm vi nghiên cứu: Những biện pháp hạn chế ảnh hởng bất lợikhi thi công tầng hầm nhà cao tầng trên địa bàn Hà Nội bằngphơng pháp semi topdown

4 Phơng pháp nghiên cứu.

- Nghiờn cứu thực nhiệm: Thu thập cỏc số liệu thực tế

- Tỡm hiểu, phõn tớch những nguyờn nhõn gõy nờn những sự cố khi thi cụng semi –topdown dựa trờn cơ sở khoan học

- Tham khảo thực tế và phõn tớch điều kiện cỏc cụng trỡnh đó được thiết kế và thi cụng ở khu vực Hà Nội

- Đưa ra giải phỏp thi cụng cụ thể để khắc phục và phũng ngừa sự cố khi thi cụng bằng phương phỏp semi-topdown

5 í nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.

Ngày nay khi thi công các tầng hầm nhà cao tầng bằng phơng pháp semi- topdown ngày càng trở lên phổ biến tại các đô thi Do yêu cầu diện tích đợc sử dụng tối đa trên 1 khu đất, các tòa nhà ngày càng có nhiều tầng hầm Trong khi thi công theo phơng pháp semi-topdown luôn tiềm ẩn những sự cố do đặc tính rất phức tạp Tầng hầm là một trong những bộ phận quan trọng của nhà cao tầng Dù đ-

ợc khảo sát, nghiên cứu cũng không thể nắm đợc hết và chính xác tính chất của địa chất khu vực mà ta thi công Vì vậy việc ngăn ngừa và hạn chế những rủi do trong xây dựng khi thi công bằng ph-

ơng pháp semi-topdown nói riêng và thi công công trình ngầm nói chung là công việc hết sức quan trọng, giúp công tác thi công đạt đợc tiến độ, chất lợng và giảm thiểu đơc thiệt hại về ngời và của

- ý nghĩa khoa học: Đa ra các giải pháp trên cơ sở khoa học đểkhắc phục những sự cố, dự báo đợc những rủi ro thi lập biện pháp thicông.

- ý nghĩa thực tiễn: Hoàn chỉnh các giải pháp xử lý thi công xâydựng làm tiền đề cho những trờng hợp tơng tự sau này, tạo nênnhững công trình mới hài hoà với thiên nhiên, môi trờng, biện phápkhắc sự cố đồng bộ và hiện đại, mang đặc thù riêng cho từng khuvực

6 Cấu trúc luận văn.

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN THI CễNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG 1.1 Tầm quan trọng của tầng hầm trong xõy dựng nhà cao tầng

1.1.1 Về mặt nền múng1.1.2 Về mặt kết cấu 1.1.3 Về mặt sử dụng

1.2 Thi cụng tầng hầm nhà cao tầng trờn thế giới và Việt Nam

1.2.1 Thi công tầng hầm nhà cao tầng trên thế giới1.2.2 Thi công tầng hầm nhà cao tầng ở Việt Nam1.2.3 Cỏc phương phỏp thi cụng tầng hầm nhà cao tầng

1.3 Khái niệm phơng pháp thi công semi - topdown

-1.4.1 Tæ hîp kh¸ch s¹n, v¨n phßng, DVTM vµ nhµ ë STAR1.4.2 Trung t©m th«ng tin th¬ng m¹i hµng h¶i quèc tÕ Hµ

Néi1.4.3 V¨n phßng Tæng c«ng ty CP Vinaconex - 34 L¸ng H¹1.4.4 Khu hçn hîp nhµ ë, v¨n phßng vµ dÞch vô th¬ng m¹i1.4.5 Tßa nhµ ViÖn KiÓm S¸t Nh©n D©n Tèi Cao

1.4.6 V¨n phßng lµm viÖc vµ cho thuª 15 Thµnh C«ng

-Ba §×nh1.4.7 Tßa nhµ c

CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC LÝ LUẬN MỘT SỐ SỰ CỐ KHI THI CÔNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SEMI TOPDOWN TẠI HÀ NỘI

2.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiên cứu

2.1.1 Tải trọng tác động lên tường tầm hầm

2.2.2 Tính toán hệ kết cấu chắn giữ

2.2 Một số nguyên nhân gây ra sự cố khi thi công tầng hầm bằng phương pháp semi topdown

CHƯƠNG III: MỘT SỐ NGUYÊN NHÂN GÂY RA SỰ CỐ VÀ GIẢI PHÁP KHẮC PHỤC KHI THI CÔNG CÔNG TRÌNH ADG 1 BẰNG PHƯƠNG PHÁP SEMI TOP DOWN

1 Mét sè nguyªn nh©n g©y ra sù cè khi thi c«ng c«ng tr×nh

STAR AD1

2 Gi¶i ph¸p kü thuËt

3 §Ò xuÊt kü thuËt

KÕt luËn vµ kiÕn nghÞ

Tài liệu tham khảo:

1 Đỗ Đình Đức chủ biên (2004), Kỹ thuật thi công 1, NXB Xây dựng, Hà Nội.

2 Kết cấu thép, Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5575-2012.

3 Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép, Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574-2012.

4 Nguyễn Bá Kế (2002), Thiết kế và thi công hố móng sâu, NXB Xây dựng, Hà Nội.

5 Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Tráng (8/2008), Những bài học kinh nghiệm trong việc xây dựng tầng hầm nhà cao tầng ở Việt Nam, TP Hồ Chí Minh.

6 Nguyễn Dư Tiến, Trần Đức Cường (2006), Các giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầng, Tạp chí Tư vấn Thiết kế, số 3.

7 Phùng Kim Dung, Gia cố hố đào sâu bằng dãy cọc xi măng đất , Luận văn Thạc sỹ.

8 Vũ Mạnh Hùng, Nghiên cứu tính toán lỗ mở sàn trong thi công tầng hầm nhà cao tầng theo phương pháp thi công từ trên xuống, Luận văn Thạc sỹ.

Số hiệu

Bảng 1.1 Một số công trình nhà cao tầng có tầng hầm trên thế giới 10

Bảng 1.2

Một số công trình nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam

10

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN THI CễNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG 1.1 Tầm quan trọng của tầng hầm trong xõy dựng nhà cao tầng

ở các nớc công nghiệp phát triển, nhu cầu về nhà cửa tăng nhanh,các phơng tiện giao thông cũng tăng đáng kể cộng với mức sống khácao đã kéo theo một loạt các hoạt động dịch vụ trong khi đó diện

tích xây dựng lại hạn hẹp Vì thế việc ra đời của nhà cao tầng là

điều tất yếu Khi nhà cao tầng ra đời nó đòi hỏi đáp ứng những nhucầu do bản thân nó sinh ra, thông thờng mỗi toà nhà đều có một vàitầng hầm Việc thiết kế tầng hầm có một số ý nghĩa nh sau:

1.1.1 Về mặt nền móng

Nhà cao tầng thờng có tải trọng rất lớn ở chân cột nó gây ra áp lựcrất lớn lên nền và móng Vì vậy khi làm tầng hầm ta đã giảm tải chomóng vì một lợng đất khá lớn trên móng đã đợc lấy đi, hơn nữa khi cótầng hầm thì móng đợc đa xuống khá sâu, móng có thể đặt vào lớpnền đất tốt, cờng độ của nền đất tăng thêm vào đó tầng hầm sâunếu nằm dới mực nớc ngầm, nớc ngầm sẽ đẩy nổi công trình theo

định luật Acsimet nh thế nó sẽ giảm tải cho móng công trình đồngthời cũng giảm lún cho công trình

Tầng hầm nhà cao tầng không chỉ có tác dụng làm hạ thấp trọngtâm của công trình nhằm tăng độ ổn định, mà thông qua các tờngbiên còn có tác dụng truyền một phần tải trọng ngang cho nền xungquanh, do đó giảm đợc mômen và lực ngang xuống móng

1.1.2 Về mặt kết cấu

Đối với nhà cao tầng không có tầng hầm, độ sâu ngàm vào đất lànông (1,53m), độ ổn định của công trình kém do trọng tâm côngtrình ở trên cao Khi nhà có tầng hầm, trọng tâm của công trình sẽ

đợc hạ thấp làm tăng tính ổn định tổng thể của công trình Hơnnữa, cột, tờng, dầm sàn của tầng hầm sẽ tăng độ ngàm của côngtrình vào đất, tăng khả năng chịu tải trọng ngang nh gió bão, động

đất,

1.1.3 Về mặt sử dụng

- Làm gara ôtô

- Làm kho chứa hàng hoá phục vụ sinh hoạt của dân c trong toà nhà

- Làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng nh bể bơi, cửa hàng, quánbar, siêu thị,

- Làm tầng kỹ thuật để giải quyết các vấn đề về điều hoà khôngkhí, xử lý nớc thải, lắp đặt thiết bị thang máy,

- Làm nơi c trú tạm khi có sự cố nh chiến tranh,

- ở các ngân hàng, kho bạc tầng hầm còn là nơi cất giữ tài liệumật, tiền bạc, vàng, đá quí,

Qua đó ta có thể khẳng định việc xây dựng các công trình dândụng có tầng hầm là cần thiết Nó đáp ứng đựơc nhu cầu sử dụngcũng nh đảm bảo yêu cầu về môi sinh, môi trờng, Chính vì sự tiệndụng nh thế nên việc phát triển xây dựng nhà cao tầng có tầng hầm

là tất yếu

1.2Thi công tầng hầm nhà cao tầng trên thế giới và Việt Nam

1.2.1Thi công tầng hầm nhà cao tầng trên thế giới

Trên thế giới các công trình nhà cao tầng có tầng hầm đã có từ lâu, nó trở thành phổ biến và gần nh là một thông lệ khi xây dựng nhà cao tầng

Ở Chõu Âu do đặc điểm đất nền tương đối tốt, mực nước ngầm thấp, kỹ thuật xõy dựng tiờn tiến và di nhu cầu sử dụng nền hầu như nhà cao tầng nào cũng cú tầng hầm, thậm trớ siờu thị chỉ cú 2-4 tầng nhưng cú tới 2-3 tầng hầm Việc xõy dựng tầng hầm trong nhà cao tầng khụng cũn là điều mới mẻ với cỏc nhà quản lý, thiết kế và xõy dựng

Ở châu Á nói chung nhà cao tầng có tầng hầm chưa phải là nhiều, nhưng ở một số nước và lãnh thổ như Singapore, Đài Loan, Hàn Quốc, Nhật Bản … thì số lượng nhà cao tầng có tầng hầm chiếm tỉ lệ khá cao, số lượng tầng hầm trong các nhà từ 1 đến 5 tầng hầm.

Dưới đây là bảng thống kê ví dụ về nhà cao tầng có tầng hầm đã được xây dựng trên thế giới

Bảng 1.1 Một số công trình nhà cao tầng có tầng hầm trên thế giới

03 Tháp Thượng Hải - Trung Quốc 128 05

1.2.2Thi c«ng tÇng hÇm nhµ cao tÇng ë ViÖt Nam

Ở nước ta, từ năm 1990 đến nay đã xuất hiện một số công trình nhà cao tầng có

từ 1 đến 4 tầng hầm , có những công trình lên tới 5 tầng hầm Tuy nhiên thường phổbiến là những công trình liên doanh với nước ngoài hoặc các công trình 100% vốn nước ngoài Có thể kể đến một số công trình tiêu biểu như sau”

Bảng 1.2: Một số công trình nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam

1.2.3 Các phương pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng:

a) Phương pháp thi công từ dưới lên

Đây là phương pháp cổ điển được áp dụng ở những nơi đất tốt, mực nước ngầm thấp , xa các công trình đang khai thác sử dụng Toàn bộ hố đào được đào đến độ sâu thiết kế ( độ sâu đặt móng) Sau khi đào xong, người ta cho tiến hành xây nhà theo thứ tự bình thường từ dưới lên, nghĩa là từ móng lên đến mái Để đảm bảo cho hệ thống hố đào không bị sụt lở trong quá trình thi công người ta dùng các biện pháp giữ thành vách đào theo phương pháp truyền thống.

- Đào theo mái dốc tự nhiên

- Nếu khi mặt bằng chật hẹp không cho phép mở rộng taluy mái dốc hố đào thì người ta có thể dùng cừ để chẵn giữ hố đào Tường cừ có thể bằng gỗ, bằng thép hoặc bằng cọc xi măng đất

b) Phương pháp thi công từ trên xuống

Phương pháp này áp dụng đối với những công trình xây chen có từ 2 đến 5 tầng hầm trở lên Đầu tiên ta tiến hành thi cong phần tường trong đất ( tường barrette )và hệ thống cọc khoan nhồi hoặc cọc barrette của tòa nhà Ở giai đoạn này các cột chống tạm bằng thép hình ( cột kingpost) được đặt sẵn giai đoạn thi công cọc khoan nhồi Sau đó tiến hành thi công hệ kết cấu dầm sàn tầng hầm từ trên xuống dưới, trong quá trình thi công đẻ chừa lại những ô sàn trống thường là những vị trí của thang máy, thang bộ … để làm lỗ mở đào đất, vận chuyển máy móc, nguyên vật liệu xuống thi công các tầng hầm bên dưới Sau khi thi công xong kết cấu các tầng hầm mới triển khai thi công hệ kết cấu phần thân

c) Phương pháp thi công top-down

Theo công nghệ này sau khi thi công tường trong đất (tường barette), cọc khoan nhồi hoặc cọc barette xong ta tiến hành thi công hệ kết cấu phần ngầm đồng thời với thi công hệ kết cấu phần thân dựa trên những cột chống tạm kingpost Thông thường được triển khai từ cốt 0.00 sau đó tiến hành thi công đồng thời cả phần ngầm và phần than

1.3 Khái niệm thi công semi topdown

Thi công semi-topdown là cải tiến của thi công top-down hay thường được gọi là bán top-down Phương pháp này thường thi công khi hệ tường vây được thi

công tới mặt đất tự nhiên thấp hơn cốt nền tầng trệt thì, thay vì thi công Top-down ngay từ tầng trệt, có thể bắt đầu thi công top-down từ mặt nền tầng hầm thứ nhất (sàn tầng hầm đầu tiên), bên dưới mặt đất Khi đó, tầng hầm thứ nhất được thi côngbằng phương pháp từ dưới lên (bottom-up) truyền thống,các tầng hầm còn lại đượcthi công dạng top down qua một lỗ mở lớn vị trí thường ở giữa công trình, phần tường vây trên đỉnh có nhiệm vụ như hệ tường cừ giữ thành hố đào Khi thi công đến sàn hầm đáy thì mới mắt đầu vá lỗ mở các các tầng hầm theo trình tự từ dưới lên trên như phương pháp truyền thống Phương pháp này thường áp dụng cho các công trình xây chen, khu dân cư đông đúc

1.3.1 Một số ưu, nhược điểm:

a Ưu điểm:

Tiến độ thi công nhanh, sau khi thi công sàn tầng trên thì ta không phải mấtquanhiều thời gian để chờ bê tông đủ cường độ yêu cầu để thi công đào đất tầng hầmdưới vì

ta có thể thi công đào đất tại những vị trí sàn chưa thi công

Và không gian thi công rộng rãi hơn phương pháp thi công topdown đơnthuần Như vậy sẽ giúp ta dễ dàng hơn trong vấn đề tổ chức thi công hơn điều này rấtquan trongtrong việc rút ngắn tiến độ thi công

Chống vách đất được giải quyết triệt để vì dùng tường và hệ kết cấu côngtrình có

Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công

Thi công cần phải có nhiều kinh nghiệm

Thi công đất trong không gian kín khó thực hiện cơ giới hoá

Thi công trong tầng hầm kín ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động

Phải lắp đặt hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo

1.3.2 Quy trình thi công theo phương pháp semi topdown

Giai đoạn 1

Thi công tường chắn đất thành một chu vi kín: cấu tạo là các tường bê tông cốt thép, có thể kết hợp với cọc nhồi xen kẽ để tham gia chịu lực cùng kết cấu móng Thi

công theo phương pháp đào hố (nếu nông thì dùng máy đào, sâu thì dùng máy cạp đất gầu vuông, dùng dung dịch bentonite giữ thành.

Giai đoạn 2

Thi công các cột tạm cho tầng hầm được thi công cùng lúc với cọc khoan nhồi và tường trong đất Số lượng cọc được tính toán sao cho đủ khả năng chịu tải trọng các sàn tầng hầm và một số sàn tầng nhà theo tiến độ Số cột tạm này được bố trí trên mặt bằng bước cột, được đánh số thứ tự và ghi rõ kích thước từng cột, vật liệu để làm cột v.v…Trong các cột này có các cột là cố định sẽ dùng vĩnh viễn cho công trình và có nhữngcột chỉ là giải pháp chống tạm để chống giữ tường trong đất, sau khi thi công phần ngầmxong thì sẽ cắt bỏ đi

Phương pháp 1: Chống theo phương đứng là dùng các cột chống bằng thép hình, thép

tổ hợp Kingpost trong các cột này có những cột là cố định, có những cột là tạm thời – khithi công phần ngầm xong ta sẽ cắt bỏ đi

Cột chống bằng thép hình hoặc thép tổ hợp thường có tiết diện chữ I, kích thước chữ I

và chiều dài của cột phụ thuộc vào số lượng tầng hầm của công trình, khi thi công cộtthép này được cắm sâu vào cọc khoan nhồi khoảng 2m Phương pháp này chỉ nên ápdụng với những công trình có số tầng hầm nhỏ hơn 5 tầng

Công đoạn này được thực hiện như sau:

- Định vị lại tim cột trên mặt đất sau khi thi công xong cọc nhồi ở ngay dưới chân cột

- Dùng cần trục hạ từ từ cột thép hình xuống lòng hố khoan, tay cần trục không dịchchuyển mà chỉ cuốn tăng cáp để tránh chạm cột vào thành hố khoan

- Rung lắc hoặc dùng cần trục ấn cột thép sao cho ngập sâu trong bê tông cọc khoảng1m

- Chỉnh lại trục thẳng đứng của cột thép cho trùng với trục cột và cố định cột thẳngđứng bằng hệ chống tạm

- Đổ bê tông vào hố sao cho làm đầy thêm hố đào khoảng 1m

- Đổ cát làm đầy phần còn lại của hố khoan

Ống thép của cột chống tạm được liên kết và được hạ xuống hố khoan cùng với lồngthép của cọc khoan nhồi Thông thường cọc khoan nhồi có đường kính lớn hơn đườngkính của cột tạm nên cần neo giữ chắc chắn đầu trên của cột tạm bằng các gông dầm théphình tránh lồng thép và cột tạm bị trôi xuống phía dưới hố khoan Khi số lượng tầng hầmnhiều, cột chống tạm sẽ có chiều dài lớn, vì vậy phải chia đoạn tổ hợp các đoạn trong quátrình thi công Biện pháp ghép nối trong quá trình thi công chủ yếu dùng liên kết hàn.Đỉnh các cột tạm phải có các vít căn chỉnh để tim của cọc nằm đúng vị trí thiết kế.

Hình 1.1 Hình dạng thép ống nhồi bê tông trong thi công semi topdown

Giai đoạn 3: Thi công sàn semi (vành semi)

Có hai cách để thi công:

Cách 1: đào hở hố móng đến độ sâu đáy sàn tầng hầm -1, sau đó thi công bê tông →thi công cột → thi công sàn tầng trệt→thi công các tầng hầm tiếp theo (phương pháp nàythường dùng cho trường hợp tầng hầm -1 đặt nửa nổi nửa chìm

Cách 2: Thi công luôn bê tông sàn tầng trệt, sau đó đào đất → thi công cột→thi công

Ở giai đoạn này tường vây làm việc theo dạng coson, tùy theo tính chất của đất vàtường mà đưa ra biện pháp cụ thể có chống đỡ cho tường vây hay không.

Tại sàn tầng hầm -1 người ta thường phải để các lỗ để vận chuyển đất lên Việc thicông dầm không có nghĩa là để cho dễ vận chuyển đất, ngoài lý do để chống áp lực đấtcho tường vây và rút ngắn thời gian thi công thì có thể còn có lý do sau: việc thi côngdầm và sàn tại tầng hầm sử dụng đất thay dàn giáo để đỡ ván khuôn nên chiều cao đào bịkhống chế, mặt khác máy đào sử dụng cho các công trình thi công Top-down tuy là loạichuyên dùng cho đào tầng hầm nhưng độ mở gầu đào vẫn bị khống chế, nếu làm sàn thì

sẽ rất khó đào đất và sẽ rất nguy hiểm Việc thi công dầm không cho thấy sự thông gió vàchiếu sáng được tốt hơn vì thông gió tốt phụ thuộc chính vào luồng gió đưa xuống vị trígây khói và tính toán sao cho khí đi tuần hoàn, chiếu sáng chủ yếu dùng đèn và ánh sáng

Hình 1.2 Công tác chuẩn bị nền cho thi công bê tông dầm sàn hầm 1

Chuẩn bị nền cho thi công bê tông dầm sàn:

Có nhiều cách để tạo nền cho thi công dầm sàn Trước tiên người ta phải tạo mặt nềnđến cao độ cần thiết, sau đó tiến hành đầm lèn sao cho nền không bị lún dưới tác dụngcủa tải trọng do dầm sàn gây ra ở những chỗ đặt đặt dầm ta phải khoét đất tạo thànhkhuôn cho dầm Yêu cầu là khi khoét đất làm khuôn thì đất thành của khuôn không đượcsụt, phải giữ đúng được hình dạng của dầm Thực tế công trường cho thấy có thể chuẩn bịmặt nền cho bê tông dầm sàn như sau:

Sau khi đã đầm lèn và hạ nền đến cao độ yêu cầu, người ta tiến hành khoét lỗ khuôndầm sau đó dùng vữa xi măng mác thấp láng một lớp lên mặt nền tạo mặt bằng thi côngcốt thép và đổ bê tông Lớp xi măng nền này đóng vai trò như côppha sàn và côpphadầm, cần lưu ý là khi hạ cốt nền và tạo khuôn phải tính đến cả lớp vữa này để sao cho cao

độ của lớp vữa chính là cao trình đáy sàn, dầm còn chiều rộng khuôn chính là chiều rộngdầm Sau khi lớp bê tông nền này đạt cường độ ta tiến hành đặt cốt thép cho sàn và dầm.Việc đặt cốt thép giống như cho mọi sàn bình thường chỉ có khác là ván khuôn để đỡ sàn

và dầm chính là các lớp bê tông lót này Trước khi đổ bê tông ta nên quét một lớp dầuluyn lên mặt nền để sau này dỡ cốppha được dễ dàng, mặt dưới của sàn được mịn, không

Đối với thi công ván khuôn dầm người ta thường đóng thành hộp dầm sau đó đặtchúng vào khuôn đã tạo sẵn Trên mặt hộp dầm người ta dùng các thành đỡ văng 2 thànhdầm lại với nhau Đối với ván sàn nên đóng thành từng tấm có kích thước hợp với sứckhiêng của 2 người công nhân Sau khi đã đặt cốppha dầm - sàn vào đúng vị trí thiết kế,

ta liên kết chúng lại với nhau để tránh bị xê dịch trong khi thi công Trước khi rải cốt thépngười ta phải bịt tất cả các khe hở giữa các tấm ván tránh cho bê tông bị rò rỉ nước ximăng Việc chèn này có thể sử dụng các vật liệu dẻo như bitum trộn cát, dây đay Nếucần người ta có thể trải một lớp vải nilon lên trên ván khuôn để đảm bảo cho nước ximăng không bị rò rỉ

Một phương pháp để chuẩn bị nền vữa nữa là sau khi nền đã được đầm chặt tạo khuôncho dầm, người ta tưới lên mặt nền một lớp nước hoà xi măng cho cứng nền lại, việc tướiđược tiến hành bằng phun tia nước để cho mặt nền không bị lồi lõm Tỷ lệ pha xi măng-nước phải đủ để cho nền có độ cứng yêu cầu Sau đó khi nền đã se dùng nước và bàn xoa

để làm phẳng lần cuối Khi nền đã khô ta dùng cót ép rải lên làm ván khuôn cho sàn dầm

Để cho dễ bóc cót ép ta bôi lên đó một lớp dầu luyn Các công việc tiếp theo theo trình tựnhư cho một sàn bình thường Ưu điểm của phương pháp này là khi đào đất không bịnguy cơ cốppha rơi vào đầu, tăng độ an toàn cho công nhân đào đất

* Kiểm tra cao trình của tầng hầm:

Sau khi đã thi công lớp vữa lót nền xong người ta tiến hành kiểm tra độ thăng bằngcủa mặt nền bằng máy thuỷ bình trước khi lắp đặt cốt thép (với trường hợp không dùngcôppha) hoặc trước khi lắp đặt cốt thép (với trương hợp dùng côppha đổ bê tông dầm-sàn) Sai số cho phép không quá ± 5mm Việc nghiệm thu cũng được diễn ra ngay saugiai đoạn kiểm tra Chỉ được tiến hành lắp đặt cốt thép sau khi đã có biên bản nghiệm thunền xi măng hoặc hệ côppha dầm-sàn

Giai đoạn 4: Thi công sàn tầng hầm -2 và các tầng hầm còn lại:

Công tác đào đất:

Khi bê tông sàn tầng hầm -1 đã đạt 90 % cường độ thiết kế thì công tác đào đất dướicốt sàn tầng hầm -1 mới được tiến hành

Công việc đào đất có thể được thực hiện bằng cơ giới hoặc bằng đào thủ công, nó phụthuộc vào loại đất và quy mô của công trình Việc vận chuyển đất lên mặt đất được thựchiện bằng cầu trục, đất được đưa qua các lỗ sàn chừa sẵn như ô cầu thang bộ, thang máyhoặc được vận chuyển bằng xe ô tô theo đường lên xuống của tầng hầm theo thiết kế

Thi công bằng phương pháp thủ công:

ở những lớp đất trên mặt bằng thường là đất rời nên đất được đào bằng xẻng, đổ lên băng

ca sau đó công nhân sẽ vận chuyển đến thùng đổ Việc tổ chức đào đất theo ca kíp là hợp

lý, thời gian làm việc dưới tầng hầm tối đa là 6 tiếng, đất được đào lên theo từng lớp từtrên xuống dưới, hết lớp này mới đến lớp tiếp theo theo đến độ sâu cần đào Khi đào đếnlớp đất dính thì không dùng xẻng được nữa, biện pháp tốt nhất là dùng kéo cắt đất thànhtừng cục công nhân vác ra tập trung bào thùng chứa Phương pháp qua thực tế cho thấyrất hữu hiệu Trong quá trình đào khi gặp lớp nước ngầm ta phải đào hố thu nước và dùngbơm để bơm cạn đi sao cho luôn có một lớp đất nền khô, dầy chừng 2m Khi gặp đất có

độ ngầm (giữ) nước lớn, có hệ số thấm nhỏ thì dùng một số lỗ khoan kết hợp với bơm sàn

để hút nước

Thi công đào đất bằng cơ giới:

Hình 1.4 Thi công đào đất bằng cơ giới

Việc đưa máy đào và máy xúc xuống làm việc ở tầng hầm sẽ gặp nhiều khó khăn bởi lẽmặt băng thi công chật hẹp, hệ cột tạm cũng như sàn tầng đã thi công đều gây cản trở chomáy móc làm việc Kinh nghiệm chỉ ra rằng với lưới cột từ 4x4m trở lên và chiều caotầng lớn hơn 4m thì những cản trở này là không đáng ngại

Với những công trình có mặt bằng rộng (Chiều dài và chiều rộng lớn) ta có thể sửdụng các biện pháp như khi đào hố móng lộ thiên có mái dốc ở đây đất được đào bằngcác máy làm đất rồi đưa lên xe tự đổ đưa ra bãi thải theo các dốc đặt dọc theo các tầnghầm cho ô tô sau này để làm đường vận chuyển đất Các máy thi công nên sử dụng cácloại máy nhỏ có độ cơ động cao và không gây va chạm kết cấu công trình Việc thi côngbằng cơ giới ở tầng hầm sẽ gây tiếng ồn rất lớn vì không gian làm việc kín, thoát ồn rấtkhó Để giảm tiếng ồn trong thi công đào đất ta bố trí một đường xuống và một đường lêncho ô tô vận chuyển đất thành đường vòng kín

Ngoài các lỗ sàn để sẵn cho cầu thang, ta nên để thêm một số lỗ sàn nữa nếu mặt bằngcông trình rộng để tạo điều kiện cho thông gió thoát ồn Đối với đường lên xuống cho ô

tô, để tránh bị lún trơn ta dùng các tấm bê tông đúc sẵn lát lên mặt đường dốc hoặc dùngcác tấm ghi thép để tạo mặt đường sau khi thi công xong sẽ tháo dỡ và thu hồi lại

Với các công trình có mặt bằng chật hẹp, các công trình xây chen trong thành phố thìviệc làm đường lên xuống cho ô tô chở đất là khó thực hiện Lúc này ta vận chuyển đấtbằng vận thăng hoặc bằng cần trục, còn công việc đào đất được thực hiện bằng máy.Trước hết cho máy ủi hoặc máy đào xuống làm tơi đất gom đất lại thành đống sau đódùng máy xúc để xúc đất vào thùng chứa đưa lên mặt đất bằng cần trục Thùng chứađược cấu tạo có đáy mở được để trút đất ra Nếu dùng vận thăng để chuyển đất lên thìnên dùng loại vận thăng có sức nâng lớn để nâng cả ô tô tự đổ (ô tô đã đầy đất) lên mặtđất Ô tô sẽ chuyển đất đến bãi đổ thường thì việc làm tơi đất và gom đất được tiến hànhbằng máy ủi máy đào là hợp lý vì không gian làm việc dưới tầng hầm bị hạn chế

Tiêu thoát nước trong quá trình đào đất:

Trong khi tiến hành đào bố trí các hố gom nước và máy bơm kết hợp với ống kim lọc(nếu cần thiết) đề phòng nước ngầm dâng cao ảnh hưởng đến quá trình thi công

Khi thi công phần ngầm trong giai đoạn này còn có thể gặp các mạch nước ngầm có

áp nên ngoài việc bố trí các trạm bơm thoát nước còn chuẩn bị các phương án vật liệu cầnthiết để kịp thời dập tắt mạch nước

- Tiêu nước mặt bằng: bằng hai trạm bơm phục vụ công tác tiêu nước hố đào đượcđặt ngay hai cửa vận chuyển trên sàn tầng ngầm thứ nhất Đầu ống hút thả xuống hố thunước, đầu xả được đưa ra ngoài thoát an toàn vào hệ thống thoát nước thành phố Hệthống mương dẫn nước bố trí giữa các hàng đài cọc có độ dốc i= 1% sâu 0,5m hướng vếcác hố thu nước được đào sâu hơn cốt đáy hố đào 1m Hố này có kích thước 1,5 x 1,5 mđược gia cố bằng ván và cột chống gỗ, đáy hố được đổ một lớp bê tông mác 150 dày200mm Số lượng máy bơm cần thiết được xác định bằng phương pháp bơm thử với 3trường hợp:

+ Mực nước trong hố móng hạ xuống rất nhanh chứng tỏ khả năng thiết bị bơm quálớn Phải hạn chế lượng nước bơm ra bằng cách đóng bớt máy bơm lại sao cho tốc độ hạmực nước phù hợp với độ ổn định của mái đất

+ Mực nước trong hố móng không hạ xuống chứng tỏ lượng nước thấm hơn lượngbơm ra Cần tăng công suất trạm bơm

+ Mực nước rút xuống đến độ sâu nào đó rồi không hạ thấp xuống được nữa vì độchênh mực nước tăng

Do đất nền ở tầng này tương đối yếu nên khi tiêu nước cần chú ý hiện tượng bục lỡ

do nền dòng nước thấm ngược hoặc hiện tượng nước thấm quá nhanh làm lôi cuốn cáchạt đất Nếu biện pháp tiêu nước không hiệu quả thì phải thiết kế thêm hệ thống hạ mực

nước ngầm bằng hệ thống kim lọc xung quanh công trình Máy bơm thường dùng là loạimáy bơm li tâm vì chúng thích hợp với chế độ làm việc thay đổi.

Sau khi đào đất đến độ sâu thiết kế (cốt sàn tầng hầm-2), tiến hành tạo mặt nền để làmván khuôn đổ bê tông sàn tầng hầm-2 Tiếp tục làm đúng quy trình như trên cho đến khihết các tầng hầm cần thiết Riêng đối với tầng hầm cuối cùng việc đào đất cần chú ýnhững nơi có đài móng, giằng móng, bể ngầm để khi thi công cần đào cho đúng theo kíchthước của chúng

Giai đoạn5: Thi công bê tông đài, giằng móng, bể ngầm, chống thấm sàn tầng hầm

và thi công vá lỗ mở

- Truyền cốt xuống tầng ngầm cuối cùng

- Phá đầu cọc đến cốt đáy đài, vệ sinh cốt thép chờ đầu cọc và cốt thép hình cắm vàocọc

- Chống thấm đài cọc bằng một trong các phương pháp: phụt vữa bê tông, bi tumhoặc thuỷ tinh lỏng

- Đổ bê tông lót đáy đài, giằng và đáy các bể ngầm

- Đặt cốt thép đài cọc, giằng và bể ngầm sau đó hàn thép bản liên kết cột thép hình,cốt thép chờ của cột

- Dựng ván khuôn đài cọc và bể ngầm

- Đổ bê tông đài cọc và bể ngầm

- Đổ cột đến cốt mặt sàn tầng ngầm thứ hai Sau đó tiến hành cho các tầng hầm kháctương tự như vậy cho đến khi hết các tầng hầm

- Thi công chống thấm cho sàn tầng hầm

- Thi công cốt thép và bê tông sàn tầng hầm

- Thi công cột - lõi

Công việc trắc đạc chuyển lưới trục chính công trình xuống tầng hầm là hết sức quantrọng cần phải được bộ phận trắc đạc thực hiện đúng với các sai số trong giới hạn chophép Muốn vậy phải bắt buộc sử dụng các loại máy hiện đại, có độ chính xác cao

Việc phá đầu cọc và vệ sinh cốt thép phải được thực hiện nhanh chóng, đảm bảo yêucầu: sạch, kĩ Ngay sau đó phải tổ chức ngay việc chống thấm đài và đổ bê tông lót, tránh

để quá lâu trong môi trường ẩm, xâm thực gây khó khăn cho việc thi công và chất lượngmối nối không đảm bảo Đối với nền đất là cát bùn nâu vàng thì phương pháp phụt thủytinh lỏng được ưu tiên vì nó nâng cao khả năng chịu lực của đất nền vừa có khả năngchống thấm ngăn nước ngầm chảy vào hố móng

Giai đoạn 6: Hoàn thiện

Sau khi làm xong toàn bộ cỏc tầng hầm tiến hành hoàn thiện, việc hoàn thiện này cúthể làm cựng với việc hoàn thiện của toàn cụng trỡnh xong cú một số việc cần phải giảiquyết ngay như: thi cụng phần tường tầng hầm bờn trong tường barret (nếu cần); vỏ cỏc ụsàn để chừa cho việc thi cụng tầng hầm; xử lý chống thấm và tiờu thoỏt nước cho tầnghầm

Cũn lại cỏc cụng việc khỏc cú thể làm sau và hoàn thiện theo phương phỏp truyềnthống

1.4.2 Một số sự cố khi thi cụng bằng phương phỏp semi –

đông đúc của Ngõ 13 Lĩnh Nam

- Kết cấu công trình: Công trình đợc xây dựng với 39 tầng nổi, 4tầng hầm hố đào sâu 17m

- Nền móng công trình: Công trình đợc thiết kế móng bê tôngcốt thép trên cọc khoan nhồi đờng kính 150cm, sâu 54m

- Biện pháp thi công phần ngầm: thi công theo phơng pháp semitopdown

b.Mô tả sự cố và nguyên nhân gây sự cố

Sau khi vành semi tầng hầm 3 đạt trên 90% cờng độ Nhà thầu

đã tiến hành đào đất của tầng hầm 4 Trong quá trình vậnchuyển đất lên bờ, các máy đào đã phải luân chuyển đât làm

nhiều chặng Do công trình có 4 tầng hầm, chiều sâu đào đấthầm 4 lên tới hơn 17m Nhà thầu đã không thi công “sàn đạo” chomáy xúc vận chuyển đất nên bờ mà lại cho máy xúc đứng trực tiếplên vành semi tầng hầm 1 dới sức chịu tải của một cọc khoan nhồiD800 ( Đỉnh cọc khoan nhồi D800 dừng ở cốt đáy dầm sàn hầm 1).Trong quá trình luân chuyển đất của máy đào, do tải trọng máyquá lớn đã làm lún cọc khoan nhồi D800 dẫn đến nứt sàn và cộtkingpost đâm thủng sàn semi tầng 1 gây võng đến 50cm

* Công trình: Trung tâm thông tin thơng mại hàng hải quốc tế Hà Nội.

a.Vị trí và qui mô công trình

Công trình nằm gần góc giao nhau giữa đờng Đào Duy Anh và

đờng Giải Phóng, hai mặt còn lại giáp khuôn viên khách sạn Kimliên và khu tập thể cơ khí Lâm Nghiệp

- Kết cấu công trình: Công trình đợc xây dựng với 23 tầng nổi,

2 tầng hầm hố đào sâu 8,1m

- Nền móng công trình: Công trình đợc thiết kế móng hộp bêtông cốt thép trên nền cọc khoan nhồi đờng kính 120cm, sâu54m

- Biện pháp thi công phần ngầm: Tờng chắn công trình có 2hình thức:

+ Cọc xi măng đất dài 12m, đờng kính 60cm, dầy 305cm

+ Tờng vây sâu 12m, đờng kính 80cm

Thi công theo phơng pháp semi topdown, cột kingposst bằng cácthép H300

b Mô tả sự cố

Trong quá trình thi công đào đất, tờng vây nghiêng vàotrong hố đào khoảng 15cm, một nhà cấp 4 cách đó 3m bị đổ,hàng rào khách sạn Kim Liên cách đó 2m cũng bị đổ, một sốngôi nhà khác bị nứt, biến dạng Đờng bê tông, vỉa hè xung quanhcông trình cũng bị nứt

c Nguyên nhân gây sự cố

Do hố móng có diện tích lớn và mặt bằng phức tạp, thanhchống H300 không đủ độ cứng cha kể khoảng cách các thanhchống không cố định, chỗ dầy chỗ tha, tại vị trí tờng vây cónhịp quá dài nên bị võng, tờng chuyển vị vào trong Công tác thicông và quản lý thi công không tốt

*Công trình: Văn phòng Tổng công ty Cổ phần Vinaconex- 34 Láng Hạ

a Vị trí và qui mô công trình

Công trình nằm tại số 34 Láng Hạ, Quận Đống Đa Hà Nội; phía TâyNam giáp đờng Hoàng Ngọc Phách, phía Tây Bắc giáp đờng Láng Hạ,các phía còn lại tiếp giáp nhà dân

- Kết cấu công trình: Tòa nhà Vinaconex đợc cấp phép xây dựngnăm 2007, diện tích khu đất là 2.736m2, diện tích đất xây dựng là854m2, cao 102m, ba tầng hầm (sâu 10.05m); 27 tầng nổi, tổngdiện tích sàn xây dựng là trên 2.000m2

- Nền móng công trình: Công trình sử dụng móng cọc khoan nhồi

đờng kính 1.2m sâu 40m, hệ tờng vây gồm các tấm panen dày0.8m sâu 25m

- Biện pháp thi công phần ngầm: Phơng pháp thi công đợc nhà thầu

sử dụng là semi top-down, dùng hệ văng chống đỡ ngang là hệ dầmsàn Bê tông cốt thép và hệ văng chống bằng thép hình

b Mô tả sự cố

Sự cố xảy ra khi đào đất đến cos -4,05m (sâu 3,5m so với cos tựnhiên) Nớc từ bên ngoài thấm nhẹ qua tờng chắn bêtông cốt thép dầy80cm Sau đó nhiều vết nứt xuất hiện trên các bức tờng, trên nền nhàcủa các nhà ở hai, ba tầng nằm sát tờng chắn của công trình Ngoài

ra nhiều vị trí tờng vây bị phình rất lớn ảnh hởng tới các kết cấukhác của tầng hầm

c Nguyên nhân gây sự cố

Trong quá trình thi công tờng vây, chấn động gây ra do việc đào

đất đã khiến cho nền đất xung quanh công trình bị lún, nứt Khi bớcsang giai đoạn đào đất thì phát hiện một số vị trí tờng vây thicông kém chất lợng, nớc ngấm qua tờng vào hố móng khiến cho nhàcác hộ dân xung quanh bị ảnh hởng nặng nề (nứt trần, tờng)

*Công trình: Khu hỗn hợp nhà ở, văn phòng và dịch vụ thơng mại

- Kết cấu công trình: Tòa nhà đợc cấp phép xây dựng năm 2014,diện tích khu đất là 5.536m2, diện tích đất xây dựng là 3200m2,cao 35 tầng, 4 tầng hầm (sâu 18.05m);

- Nền móng công trình: Công trình sử dụng móng cọc khoan nhồi

đờng kính 1.5m sâu 52m, hệ tờng vây gồm các tấm panen dày0.8m sâu 22.65m

- Biện pháp thi công phần ngầm: Phơng pháp thi công đợc nhà thầu

sử dụng là semi top-down kết hợp dùng hệ văng chống đỡ ngang là hệdầm sàn Bê tông cốt thép

b Mô tả sự cố

Sự cố xảy ra khi nhà thầu thi công cạp tờng vây trong điều kiện

địa chất cát (lớp cát san nền dày đến 8m) Trong quá trình cạp đãdẫn đến nứt đờng dân sinh khu biệt thực đờng Nguyễn Chánh

c Nguyên nhân gây sự cố

Do dung dịch bentonite không đủ áp lực giữ thành hố đào trongquá trình thi công cạp tờng vây dẫn đến sạt nở lớp đất dới chân tờngdẫn gây ra sự cố nứt đờng dân sinh Nhà thầu thi công đã dùng biệnpháp xử lý nền đất yếu cọc xi măng đất hóa cứng khu vực có lớp cátsan nền rất dày đó

Kết luận chơng 1

Nh vậy có thể thấy thi công phần ngầm bằng phơng pháp semitopdown vẫn tồn tại nhiều sự cố đáng tiếc mặc dù không còn là mộtcông nghệ mới nhng thực tế các sự cố liên quan đến thi công phầnngầm chủ yếu ở những nguyên nhân sau:

1 Chủ đầu t cho đơn vị thi công sai với thiết kế đợc duyệt.

2 Chất lợng thi công kém (tờng vây bị hở, nớc thấm qua tờng vào

hố móng)

3 Không khảo sát đầy đủ hiện trạng công trình lân cận nên khi

có sự cố càng nghiêm trọng

Trong các chơng sau, tác giả sẽ tập trung phân tích nguyên nhân

và đa ra một số giải pháp nhằm khắc phục hậu quả sự cố đã xảy ra

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC Lí LUẬN MỘT SỐ SỰ CỐ KHI THI CễNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP SEMI-TOPDOWN TẠI

HÀ NỘI 2.1 Cơ sở khoa học của vấn đề nghiờn cứu

2.1.1 Tải trọng tỏc động lờn tường tầng hầm.

- áp lực ngang tác động tạm thời (ngắn hạn, dài hạn): áp lực từ các

ph-ơng tiện giao thông, áp lực từ các thiết bị đặt bên trên công trìnhtrong vùng khối trợt

- áp lực ngang đặc biệt: áp lực động đất, áp lực trơng nở đất, áp lực

từ các đoàn ngời trên mặt đất tác dụng trong vùng khối trợt, áp lực dothay đổi nhiệt độ, các tác động và đập theo phơng ngang

áp lực ngang lên công trình đợc chia thành áp lực chủ động, áp lực bị

động và áp lực tĩnh

áp lực chủ động là áp lực gây mất ổn định công trình, còn áp lực bị

động có tác dụng giữ ổn định công trình, chống lại áp lực chủ động

áp lực tĩnh có giá trị trung gian giữa áp lực chủ động và áp lực bị

động

- áp lực ngang của đất lên công trình

áp lực ngang của đất lên công trình đợc xác định có tính đến

sự phân bố dạng tam giác theo chiều cao, còn hệ số áp lực ngang đợcbiểu thị qua góc ma sát trong hoặc hệ số Pausson

Tờng công trình đợc tính toán chịu áp lực ngang của đất có xét

đến tải trọng trên bề mặt nằm trong khu vực khối trợt áp lực từ trọnglợng đất xung quanh thờng đợc gọi là áp lực cơ bản, còn áp lực từ tảitrọng bề mặt - áp lực bổ sung

áp lực đất phụ thuộc vào độ cứng, khả năng chuyển vị và xoay ờng Khi kết cấu tờng chuyển vị và xoay sẽ tạo ra áp lực chủ động của

t-đất tác dụng lên mặt sau tờng Còn mặt trớc tờng phía dới đáy hố

đào sẽ có áp lực bị động của đất

Trong điều kiện thoát nớc, thành phần nằm ngang của áp lực chủ

động và bị động khi góc nghiêng của tờng  (dơng) không lớn(tg1/3) đợc tính theo công thức:

ch =(z +q).ch – C.ctg (1-ch),(2.1)

bh =(z +q).bh – C.ctg (1-bh), (2.2)

trong đó:  - giá trị tính toán trọng lợng riêng của đất, z – khoảngcách kể từ mặt đất, q- tải trọng phân bố đều liên tục trên mặt đất,

 và C - giá trị tính toán góc ma sát trong và lực dính của đất, ch, bh

- các hệ số áp lực ngang chủ động và bị động của đất, xác địnhtheo công thức:

ch =

) cos(

cos ) cos(

) cos(

) sin(

).

sin(

1

) ( cos

2 2 2

) cos(

) sin(

).

sin(

1

) ( cos

2 2 2

(1/3) ) Khi trong giới hạn chiều cao tờng tồn tại đất sét mềm và dẻo chảy hoặc khi trên bể mặt có tải trọng rung, góc  lấy bằng 0.

Cờng độ áp lực bị động:  bh =(z +q) – 2C U (5.2a)

áp lực chủ động của đất dính không tác dụng trên toàn bộ chiều cao tờng mà chỉ bắt đầu từ độ sâu cách mặt đất:







 ( 1 ) cot

2.5)

Thành phần ngang cân bằng của áp lực chủ động và bị động đợcxác định nh diện tích biểu đồ tơng ứng của cờng độ áp lực chvà bh

Giá trị toàn bộ áp lực chủ động và bị động lệch đối với pháp tuyếntờng chắn một góc   và đợc xác định theo công thức

Ea=Eah/cos(   ) (2.6)

Eb=Ebh/cos(   )(2.7)

a) b)

Hình 2.1 Biểu đồ áp lực chủ động của đất khi có các lớp đất khácnhau (a) và áp lực đất trạng thái tĩnh lên gối tựa, neo khi có lớp bền n-

ớc (b)

Tải trọng bổ sung trên mặt đất từ các máy nâng chuyển và vậtliệu xây dựng lấy trong dạng áp lực phân bố hoặc lực tập trung,nguyên tắc xác định chúng nh sau:

Khi không tồn tại tải trọng cụ thể trên lăng thể trợt, tờng đợc tínhtoán có xét đến sự tồn tại tải trọng tiêu chuẩn tạm thời phân bố đềutrên bề mặt, bằng q=10KPa (vật liệu xây dựng chất đống theo khốikhông lớn) Tải trọng này tạo nên áp lực ngang chủ động, xác địnhtheo công thức:

Pqh = q ch

(2.8)

Hình 2.2 ảnh hởng của tải trọng phân bố đều trên mặt đất

Khi tải trọng liên tục q nằm trên khoảng cách a cách tờng (h.2.2), áp lực P qk đặt lên tờng trên đoạn z  q/tg  Khi tải trọng q tác động theo dải rộng b đặt dọc công trình trên khoảng a cách tờng, áp lực P qk đặt trên đoạn tờng a/tg   z  (a+b)tg.

Góc nghiêng mặt phẳng trợt của lăng thể trợt đối với mặt phẳng

đứng lấy bằng:

 = 45 0 - /2

2.9) Tờng có gối đỡ hoặc neo của công trình có độ cứng lớn đợc tính chịu áp lực ngang của đất trong trạng thái tĩnh .Cờng độ áp lực ngang cơ bản của đất  kg lên tờng tại độ sâu z xác định theo công thức sau:

kg = k 0  zg = k 0

i n

trong đó:  zg - cờng độ áp lực tự nhiên của đất tại độ sâu z so với mặt đất có xét đến tác dụng đẩy nổi của nớc ngầm; k 0 - hệ số áp lực hông của đất trong trạng thái tĩnh lấy bằng: đối với đất hạt lớn k 0

=0,3; đối với đất cát hoặc á cát k 0 = 0,4; đối với á sét k 0 =0,5; đối với sét k 0 =0,7; d BC - độ sâu lớp bền nớc so với mặt đất; d W - độ sâu mực nớc ngầm;  W - trọng lợng riêng của nớc, bằng 0,980665KN/m3;  i và k i - trọng lợng riêng và chiều dày lớp đất nằm cao hơn tiết diện xem xét tại chiều sâu z.

Cờng độ áp lực ngang tác dụng lên tờng từ phía hố đào (thấp hơn

hố đào) đợc tính theo công thức (2.10) và (2.11) trừ đi giá trị z từ

2

) (

) 2 ( ) (

1 3

2 1

R

Z R Z R

y Z R Z

R R R

4

z x

z Px



 ; (2.13)

Từ tải trọng thẳng đứng q, phân bố đều trên diện tích chữ nhật:

P ko =2.k 0 p z ; (2.14)

trong đó: x, y, z - khoảng c theo trục toạ độ từ điểm đặt tải hoặc đờng tác động đến điểm trong đó xác định áp lực P ko ;R 2 =x 2

+ y 2 +z 2 ;  - hệ số nở ngang; k 0 - hệ số áp lực hông; P z - giá trị áp lực thẳng đứng tại điểm đang xét, xác định theo phơng pháp điểm góc đã biết.

Tính toán áp lực lên tờng gối tựa mềm hoặc neo theo công thức (2.10)-(2.14) nhận đợc áp lực ngang tăng vì những tờng nh vậy có chuyển vị ngang và áp lực ngang giảm Tính toán theo công thức đó (2.11) thì ngợc lại, giá trị áp lực ngang giảm Vì vậy lực ngang đợc coi là trung gian giữa giá trị lực chủ động và lực trong trạng thái tĩnh,

đợc xác định theo công thức:

Đối với tờng neo:

E h = 0,75 E ch + 0,25E h0 ; (2.15)

Đối với tờng tựa ở một số mức sàn:

E h = 0,25 E ch + 0,75E h0 ; (5.16)

trong đó: E ch - thành phần hợp lực ngang của áp lực chủ động; E h0 thành phần hợp lực ngang của của áp lực đất trong trạng thái tĩnh; E h - gía trị tính toán tổng hợp lực của áp lực ngang.

-Giá trị thành phần ngang của lực neo Q ch lấy bằng phản lực tại vị trí gia cờng neo với tờng nhận đợc từ kết quả tính toán tĩnh học đối với tờng.

Tác động tiêu chuẩn từ việc kéo thép trong các kết cấu bê tông

dự ứng lực đợc xác định tơng ứng với giá trị lực kéo lớn nhất theo đồ

trong đó : q - áp lực hớng tâm lên vòng vỏ tại điểm cắt có toạ độ

; q1 - áp lực hớng tâm nhỏ nhất tại điểm 1; q2 - áp lực hớng tâm tại

- áp lực ngang tác dụng lên bản đáy công trình.

Dới tác dụng của áp lực đất bên ngoài công trình cũng nh trọng ợng bản thần tờng ngoài công trình đất bên ngoài có thể bị đẩy trồivào phía trong công trình

l-Khi có tải trọng tác dụng ở mức đáy móng q1 (h.2.3) sẽ xuất hiện áplực ngang (chủ động)  ch có giá trị :

 ch= (q1 +y)tg2(450-/2) (2.18)Dới tác dụng của lực qC sẽ tạo nên lăng thể trợt ABC Phía bên mặtphẳng AB xuất hiện áp lực bị động  bh

 bh= ytg2(450+/2) (2.19)Tại độ sâu y0 giá trị áp lực bị động bằng áp lực chủ động, từ đóxác định đợc y0:

y0=  ( 45 / 2 ) ( 45 / 2 )

) 2 / 45 (

0 2 0

2

0 2 1

tg q

(2.20)Lực đẩy của lăng thể trợt là

R= EC- Eb (2.21)trong đó: EC-tổng hợp lực chủ động:

EC= y0(q1+y0/2)tg2(450-/2); (2.22)