Luận văn kỹ thuật về công nghệ thi công top down

- ứng dụng : Dùng cho các sàn bê tông đặt trên đất, cho các tường cừ bằng gỗ, thép và bê tông đổ tại chỗ cũng như lắp ghép, cho các công trình đường hầm, các công trình xây dựng với Bê t

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật về công nghệ thi công TOP-DOWN

Lời giới thiệu:

Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật về công nghệ thi công TOP-DOWN do Taày Lê Đức Thành - Giảng viên bộ môn thi công - Trường Đại học Xây dựng thực hiện Luận văn đã được Hội đồng chấm luận văn đánh giá suất sắc và chuyển lên tiếp tục làm NCS - Tiến sĩ Tôi đã xin phép Thầy để post lên cho anh em tham khảo Tiếp theo đây, hy vọng các bác khác sau khi bảo vệ Tốt nghiệp

sẽ post đồ án, luận văn của mình lên để anh em lớp sau học tập, tham khảo đồng thời cũng tránh bị lặp lại hoặc bị "đạo văn".

Dưới đây là Phần mở đầu, mục lục và tóm tắt của bản luận văn:

Lời nói đầu

-*** -Kể từ khi đất nước ta chuyển sang cơ chế thị trường cùng với chính sách mở cửa làm cho nền kinh tế nước ta khởi sắc nhanh chóng và đã đạt được những thành tựu rất to lớn, đời sống của người dân đã được cải thiện và nâng lên đáng kể, bộ mặt đất nước đã thay đổi từng ngày Hoà theo nhịp tiến chung của xã hội thì ngành Xây dựng cơ bản cũng bước những bước tiến dài so với thời kỳ bao cấp Ngày nay chúng ta đã có khả năng thiết kế và thi công các nhà cao tầng, các cây cầu hiện đại Đội ngũ những người làm kỹ thuật của chúng ta được trang bị đầy đủ kiến thức và có đủ kinh nghiệm để đảm đương những công trình lớn phức tạp Khắp mọi miền đất nước đã xuất hiện nhiều toà nhà cao tầng, kiến trúc hiện đại được xây dựng bằng kỹ thuật xây dựng tiên tiến nhất Nhiều toà nhà cao tầng được thiết kế từ 2 >4 tầng hầm nhằm giải quyết những yêu cầu thực tế do chúng đặt ra Số nhà cao tầng có tầng hầm đã được xây dựng

ở Việt Nam tuy chưa nhiều nhưng nó cũng đánh dấu một bước phát triển của công nghệ thi công tầng hầm ở Việt Nam Chúng ta ai cũng biết việc xây dựng các công trình ngầm nói chung

là phức tạp vì nó phụ thuộc rất nhiều vào địa chất nơi công trình được xây dựng, phụ thuộc vào thiết bị, máy móc cũng như trình độ kỹ thuật, tay nghề của đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật Đối với chúng ta thì công nghệ thi công tầng hầm là khá mới mẻ, đặc biệt khi công nghệ đó là

"Thi công từ trên xuống" Vấn đề này hiện nay được rất nhiều nhà thầu và các chuyên gia xây dựng quan tâm đặc biệt vì theo xu thế phát triển của đất nước thì số lượng nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam sẽ ngày một tăng nhanh, cũng như chiều sâu của tầng hầm sẽ khá lớn, đòi hỏi phải có được một quy trình công nghệ cho thi công tầng hầm Trong luận văn này, chúng tôi cũng mạnh dạn hệ thống lại các yêu cầu cần giải quyết trong quá trình thi công tầng hầm (theo phương pháp truyền thống cũng như theo phương pháp "Top-down"), có đề xuất một số giải pháp hệ chống đỡ tạm cho tầng hầm cũng như các mối nối trong hệ kết cấu của tầng hầm Các vấn đề chúng tôi nêu ra mới chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết mà chưa qua kiểm chứng thực nghiệm vì rằng có quá ít công trình dạng này được thi công tại Việt Nam Hy vọng rằng đây sẽ là bước mở đầu để tiến tới lập ra được một quy trình xây dựng hay một chỉ dẫn kỹ thuật cho công tác thi công tầng hầm theo phương pháp "Top-down".

Vì trình độ có hạn và tài liệu rất ít ỏi nên chắc chắn rằng luận văn còn nhiều vấn đề chưa đề cập hoặc chưa được giải quyết thoả đáng Kính mong được sự quan tâm góp ý của các giáo

sư tiến sỹ và các chuyên gia về lĩnh vực này.

Trong quá trình làm luận văn chúng tôi được sự giúp đỡ góp ý rất quý báu của các cán bộ giảng dạy Bộ môn công nghệ và tổ chức xây dựng đặc biệt là thầy hướng dẫn Tiến sỹ Nguyễn Đình Thám Chúng tôi xin cám ơn các cán bộ giảng dạy trẻ trong Bộ môn đã nhiệt tình giúp đỡ chúng tôi hoàn thành luận văn đúng thời hạn.

Hà Nội, ngày 20 tháng 5 năm 2002

Chương I Tình hình xây dựng nhà có tầng hầm ở Việt Nam

1 Khái niệm về tầng hầm.

2 Xu hướng phát triển nhà có tầng hầm.

3 Sự cần thiết của tầng hầm trong nhà nhiều tầng.

a Do nhu cầu sử dụng.

Chương II Công nghệ thi công tầng hầm nhà nhiều tầng.

1 Phương pháp đào đất trước sau đó thi công nhà từ dưới lên.

• Khó thực hiện với tầng hầm có chiều sâu lớn.

• Không an toàn cho các công trình lân cận Khi chiều sâu lớn.

2 Thi công tường nhà làm tường chắn đất.

- Ưu điểm:

• Không cần dùng ván cừ để giữ vách hố đào.

• Trình tự thi công vẫn theo thứ tự từ dưới lên.

- Nhược điểm:

• Thời gian thi công khá dài.

• Phải chống tường bao khi bản thân nó không chịu được lực xô ngang của đất nền.

* Các phương pháp chống tường bao:

- Dùng hệ dầm và cột chống văng giữa các tường đối diện.

- Dùng neo bê tông.

Vẽ hình 4a(a1,a2) và 4b.

3 Phương pháp gia cố nền trước khi thi công hố đào.

- Ưu điểm : Thi công đơn giản, giá thành thấp, tạo mặt bằng thi công thông thoáng, không bị vướng bởi hệ chống.

4 Phương pháp thi công từ trên xuống (Top-down).

- Bước 1 : Thi công tường trong đất và cọc khoan nhồi cùng cột tạm của tầng hầm (Vẽ hình 63)

- Bước 2 : Đổ sàn tầng trệt > Đào đất tầng hầm C1, đổ sàn tầng hầm C1 > Thi công cột tầng hầm C1 > Đào đất tầng hầm C2 Quy trình được lặp lại cho đến đáy tầng hầm -> Thi công

bê tông đài + đáy tầng hầm.

- Ưu điểm :

• Tiến độ thi công nhanh.

• Không phải chi phí cho hệ thống chịu lực.

• Việc chống vách đất được giải quyết triệt để vì dùng tường và hệ thống kết cấu công trình có

độ bền và độ ổn định cao.

• Không tốn hệ thống giáo chống, côppha cho kết cấu dầm sàn.

- Nhược điểm :

• Kết cấu tầng hầm phức tạp.

• Liên kết giữa dầm-sàn với cột, với tường bao khó thi công.

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

• ảnh hưởng đến sức khoẻ của công nhân.

• Phải lắp đặt hệt thống thông gió, chiếu sáng nhân tạo.

Chương III Các vấn đề kỹ thuật cần được giải quyết khi thi công tầng hầm.

1 Xác định lực tác động lên vách chống.

2 Chống vách đất.

1,5m; Đào đến đâu ghép ván tới đó (Dùnga Đóng cọc thưa cách nhau 0,8 cho hố không sâu, không có nước ngầm, áp lực đất nhỏ) Cọc và ván được thu hồi dùng lại

b Dùng ván cừ thép rồi phun vữa bê tông giữ đất.

c Đóng cọc thép rồi phun vữa bê tông giữ đất.

d Dùng cọc khoan nhồi liền nhau tạo thành vách chống đất.

e Dùng tường trong đất

f Neo bê tông (Neo ngầm).

g Và các biện pháp cổ điển.

3 Một số giải pháp kết cấu của tường trong đất.

a Tường trong đất bằng bê tông toàn khối Vẽ hình 8

b Tường trong đất bằng bê tông đúc sẵn Vẽ hình 14,15

c Các loại mối nối.

4 Công nghệ xây dựng tường trong đất.

4.1 Tường trong đất bằng bê tông đổ tại chỗ.

Các giai đoạn thi công bắt buộc như sau :

- Đào hào trong vữa sét.

- Đặt các cấu kiện lắp ghép vào hào.

- Toàn khối hoá các mối nối.

- Lấp đầy các khe hở bằng vữa chuyên dụng.

4.3 Kiểm tra chất lượng bê tông.

a Kiểm tra dung dịch bentonite.

b Kiểm tra đáy hố đào.

c Kiểm tra bê tông trước khi đổ.

d Ghi chép trong quá trình thi công.

4.4 An toàn lao động trong thi công "Tường trong đất".

5 Một số phương pháp làm khô hố móng.

a Sử dụng rãnh và hố thu nước.

b Hạ mực nước ngầm bằng giếng lọc.

c Hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc.

d Hạ mực nước ngầm bằng phương pháp điện thấm.

e Giải pháp đóng băng nhân tạo

6 Chống thấm cho tường tầng hầm.

a Chống thấm cho tầng hầm được thi công từ dưới lên

Vật liệu : Các loại sơn chống thấm như SIKA, KOVA, NIPPON, VOLTEX

b Chống thấm cho tường được thi công trong đất.

- 5mm.Tạo màng keo trước bằng tường dày 2

- Tạo lớp đất keo hoá.

c Chống thấm cho tường được thi công trong đất.

- Phương pháp thay một phần vữa sét để đào hào bằng vữa Sét-Xi măng- Cát.

- Phương pháp ép vữa Sét-Xi măng-Cát qua các ống vào các mối nối giữa các tấm panel.

- Phương pháp đưa vào trong vữa sét sau khi đào xong hào các phụ gia đặc biệt để chúng

đông cứng lại.

d Chống thấm cho tường bằng Bentonite Geotexttile

- ứng dụng : Dùng cho các sàn bê tông đặt trên đất, cho các tường cừ bằng gỗ, thép và bê tông

đổ tại chỗ cũng như lắp ghép, cho các công trình đường hầm, các công trình xây dựng với Bê tông phun.

- Không dùng được : Cho các kết cấu lộ trên mặt đất, cho các khe co dãn, cho các kết cấu

đang có nước đọng.

(Vẽ hình 27b, 27e, 28a).

Chương IV Những vấn đề cần giải quyết trong quá trình thi công tầng hầm theo phương pháp

từ trên xuống "Top-down".

chương Ụ : tình hình xây dựng nhà có tầng hầm ở việt nam

1 Khái niệm về tầng hầm :

Trong các công trình xây dựng dân dụng nhà nhiều tầng trên thế giới, người ta quy định phần tầng nhà là từ caotrình mặt đất tự nhiên trở lên Nhà nhiều tầng có thể hiểu là từ 4 tầng trở lên, khi số tầng lên đến vài chục tầng thìngười ta gọi đó là nhà cao tầng Khái niệm cao tầng hiện nay tạm định lượng như nhà cao dưới 9 tầng gọi là nhàthấp tầng Nhà từ 10 đến 24 tầng gọi là nhà cao trung bình Nhà có từ 25 tầng trở lên được gọi là nhà cao tầng.Trong khu nhà cao tầng bao gồm tầng trệt (Tầng 1) sàn của nó nằm ngang trên mặt đất, tiếp theo là các tầng2,3,4 có độ cao sàn dương Còn những tầng tiếp theo ở thấp hơn so với mặt đất (nằm dưới tầng trệt) đều đượcgọi là tầng hầm

Tầng hầm có thể nửa nổi nửa chìm hoặc nằm hoàn toàn trong lòng đất Thường ở những toà nhà cao tầng thìtầng hầm gồm 2 tầng trở lên, tầng hầm trên cùng có thể là nửa nổi nửa chìm một khi ta muốn tận dụng sự thônggió, chiếu sáng tự nhiên, số lượng tầng hầm Số lượng tầng hầm cho nhà nhiều tầng chủ yếu phụ thuộc vào ý đồ

sử dụng của chủ đầu tư, tuy nhiên nó cũng phụ thuộc vào chiều cao của công trình và nền đất dưới công trìnhcũng như kỹ thuật xây dựng tầng hầm hiện tại

2 Xu h ư ớng phát triển nhà có tầng hầm :

Nhà có tầng hầm đã có từ lâu trên thế giới, nó trở thành phổ biến và gần như là một thông lệ khi xây dựng nhànhiều tầng ở châu Ẹu do đặc điểm nền đất tương đối tốt, mực nước ngầm thấp, kỹ thuật xây dựng tiên tiến vàcũng do nhu cầu sử dụng nên hầu như nhà nhiều tầng nào cũng có tầng hầm, thậm chí các siêu thị chỉ có 2-3 tầngnhưng có tới 2-3 tầng hầm Công nghệ này còn được dùng để thi công các ga ngầm dưới lòng đường, đường caotốc ngầm ở Paris

Việc xây dựng tầng hầm trong nhà nhiều tầng là điều rất bình thường nó trở nên qua quen thuộc mỗi khi thiết kế

và thi công vì nó giải quyết được các vấn đề phát sinh do nhà nhiều tầng đặt ra

ở châu á nói chung có nhiều số nhà nhiều tầng có tầng hầm chưa phải là nhiều, nhưng ở một số nước và vùnglãnh thổ như Hồng Kông, §ài Loan, Hàn Quốc thì số lượng nhà nhiều tầng có tầng hầm chiếm tỉ lệ khá cao, sốlượng tầng hầm trong các nhà từ 1 đến 4 tầng hầm.

ở Việt Nam ta, nhà nhiều tầng có tầng hầm cũng chỉ mới xuất hiện gần đây tại nhũng công trình liên doanh vớinước ngoài hoặc các công trình vốn 100% vốn nước ngoài Ta có thể kể đến một số công trình có tầng hầm ở TP

Hồ Chí Minh và thử đô Hà Nội, nhưng số tầng hầm mới ở mức từ 1 - 2 tầng hầm

Dưới đây là bảng thống kê ví dụ về nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam và thế giới :

Central Plaza - Hồng Kông

Chi Thong - §ài LoanChung Wei - §ài LoanTai Pao - §ài LoanChung ỊianSen Jue - §ài LoanTrung tâm sách - Hà Nội

Vietcombank - Hà NộiSun way Hotel - Hà Nội

75675142027191762211

43334433122

23121613,614,716,216,212,54,611,011,0Qua bảng thí dụ trên ta thấy các công trình thường có thống kê từ 1 > 4 tầng hầm, chiều sâu hố đào từ 5m >10m Tất nhiên trong tương lai sẽ có những nhà có tầng hầm sâu hơn hiện nay do nhu cầu và công nghệ xây dựngphát triển đủ để có thể thi công được và bảo đảm yêu cầu về chất lượng

Tầng hầm trong các nhà cao tầng sẽ là vấn đề quen thuộc trong ngành xây dựng trên thế giới kể cả các nướcđang phát triển, nó sẽ rất phù hợp cho các thành phố tương lai được thiết kế hiện đại, đảm bảo được yêu cầu vềmôi sinh, môi trường và đáp ứng sở thích của con người như là nhà có vườn treo, thành phố thông thoáng 3 chiềuhay những căn hộ được thiết kế theo dạng "biệt thự" trong các nhà nhiều tầng Ta có thể nói rằng tầng hầm trongnhà nhiều tầng là một nhu cầu khách quan vì nó có những ưu việt ta phải tận dụng

3 Sự cần thiết của tầng hầm trong nhà nhiều tầng :

a Do nhu cầu sử dụng :

Ngay từ lâu ở các nước công nghiệp phát triển, nhu cầu về nhà cửa tăng nhanh, các phương tiện giao thôngcũng tăng đáng kể cộng với mức sống khá cao đã kéo theo một loạt các hoạn động dịch vụ, trong khi đó diệntích để xây dựng lại hạn hẹp vì thế việc ra đời của nhà nhiều tầng là hiển nhiên Một khi nhà nhiều tầng ra đời,

nó đòi hỏi xã hội phải đáp ứng những nhu cầu do bàn thân nó sinh ra Nói một cách khác đi, đó chính là nhu cầucủa cư dân sống trong các khu nhà đó Vì thế việc xây dựng tầng hầm đã ra đời và phát triển mạnh nhằm :

vụ giao thông (thang máy), cấp nhiệt

 Làm nơi cư trú tạm thời khi có sự cố xảy ra như chiến tranh

 ở các ngân hàng, kho bạc nó còn là nơi cất trữ tài liệu mật, tiền bạc, vàng, đá quý và các tài sản có giátrị cao của quốc gia

* ở Việt Nam : Tình hình cũng không ngoài xu hướng phát triển của thế giới, chỉ có điều là ta luôn đi sau vàithập niên so với các nước tiên tiến Cho mãi tới những năm chín mươi của thế kỷ trước các toà nhà nhiều tầngmới được xây dựng tại TP Hồ Chí Minh và Hà Nội, đi kèm theo nó là các tầng hầm được thiết kế, thi công theocác kỹ thuật tiên tiến nhất Ngày nay, nhu cầu và xu thế của tầng hầm đã là quá rõ ràng đối với nhà nhiều tầng

Sự ra đời của nó hoàn toàn nhằm đáp ứng nhu cầu vừa nêu trước

c Về mặt kết cấu :

§ối với nhà nhiều tầng không có tầng hầm, độ sâu ngàm vào đất là nông (từ 2-3m), độ ổn định của công trìnhkhông cao do trọng tâm của công trình ở trên cao Khi nhà có tầng hầm, trọng tâm của công trình sẽ được hạthấp làm tăng tính ổn định tổng thể của công trình Hơn nữa, tường, cột, dầm sàn của tầng sẽ làm tăng độ ngàmcủa công trình vào đất, tăng khả năng chịu lực ngang như gió, bão, lụt động đất

và cập nhật được các kiến thức thực tế trên thế giới cũng như máy móc thi công và công nghệ thi công tiên tiến Trong giới hạn luận văn này, chúng tôi chỉ muốn đề cập đến lĩnh vực kỹ thuật và tổ chức thi công nhà có tầnghầm theo các phương pháp truyền thống và đặc biệt đi sâu về phương pháp thi công "Thi công từ trên cao xuống"còn gọi là phương pháp "TẶP DẶWN"

chương ỤỤ : Công nghệ thi công tầng hầm trong nhà nhiều tầng

Việc thi công tầng hầm luôn đi đôi với việc thi công đất vì tầng hầm nằm dưới mặt đất Ngày nay với công nghệ thicông đất đã có rất nhiều tiến bộ chủ yếu nhờ vào các máy móc thiết bị thi công hiện đại và các quá trình thi công hợp

lý cho phép thi công được những công trình phức tạp, ở nhũng địa hình khó khăn §ể tiện cho việc so sánh, ta có thể

hệ thống các công nghệ thi công chính như sau đây :

1 Ph ươ ng pháp đà o đ ất tr ư ớc sau đó thi công nhà từ d ư ới lên :

§ây là phương pháp cổ điển được áp dụng khi chiều sâu hố đào không lớn, thiết bị thi công đơn giản Toàn bộ

hố đào được đào đến độ sâu thiết kế (§ộ sâu đặt móng), có thể dùng phương pháp đào thủ công hay đào máy phụthuộc vào chiều sâu hố đào, tình hình địa chất thuỷ văn, vào chiều sâu hố đào, tình hình địa chất thuỷ văn, vào khốilượng đất cần đào và nó còn phụ thuộc vào thiết bị máy móc, nhân lực của công trình Sau khi đào xong, người tacho tiến hành xây nhà theo thứ tụ bình thường từ dưới lên trên, nghĩa là từ móng lên mái §ể đảm bảo cho hệ hốđào không bị sụt lở trong quá trình thi công người ta dùng các biện pháp giữ vách đào theo các phương pháptruyền thống nghĩa là ta có thể đào theo mái dốc tự nhiên (Theo góc  của đất) Hoặc nếu khi mặt bằng chật hẹpkhông cho phép mở rộng ta luy mái dốc hố đào thì ta có thể dùng cừ để giữ tường hố đào

Ợu

đ iểm của phương pháp này là thi công đơn giản, độ chính xác cao, hơn nữa các giải pháp kiến trúc và kếtcấu cho tầng hầm cũng đơn giản vì nó giống phần trên mặt đất Việc xử lý chống thấm cho thành tầng hầm và việclắp đặt hệ thống mạng lưới kỹ thuật cũng tương đối thuận tiện dễ dàng Việc làm khô hố móng cũng đơn giản hơn,

ta có thể dùng bơm hút nước từ đáy móng đi theo hố thu nước đã được tính toán sẵn

Nh

ư ợc đ iểm của phương pháp này là : khi chiều sâu hố đào lớn sẽ rất khó thực hiện, đặc biệt khi lớp đất bề mặtyếu Khi hố đào không dùng hệ cừ thì mặt bằng phải rộng đủ để mở taluy cho hố đào Xét về mặt an toàn cho cáccông trình lân cận hay cho những công trình xây chen thì biện pháp này không khả thi, còn xét về chiều sâu hố đàokhi quá lớn nếu dùng biện pháp này ta sẽ phải cử thành nhiều đợt, nhiều bậc và độ ổn định cũng như an toàn chothi công ta phải bàn đến

Qua thực tế ta có thể đưa ra các phương án giữ vách hố đào theo phương pháp thi công cổ điển như :

- §ào đất theo độ dốc tự nhiên, phương pháp này chỉ áp dụng khi hố đào không sâu, với đất dính, góc ma sáttrong  lớn, mặt bằng thi công rộng rãi đủ để mở taluy mái dốc hố đào và để thiết bị thi công cũng như chứa đấtđược đào lên

- Dùng ván cừ đặt thành nhiều tầng (Không chống) Hố đào được đào thành nhiều bậc, mở rộng phía trên ápdụng cho trường hợp khi ván cừ không đủ dài để chống một lần hoặc khi hố đào quá sâu, thi công đào đất bằngphương pháp thủ công và khi có yêu cầu hố đào phải thông thoáng để thi công tầng hầm

- Dùng ván cừ có chống hoặc có neo, hố đào được đào thẳng đứng Dùng cừ có chống khi cột chống khôngảnh hưởng đến thi công tầng hầm, còn khi có sự đòi hỏi thoáng đãng trong hố đào để thi công tầng hầm ta phảidùng neo, neo này được neo trên mặt đất Loại ván cừ có chống hoặc neo dùng khi áp lực đất lớn

Thiết bị thi công đà o đ ất : §ối với các loại hố đào ta vừa kể trên, việc thi công đào đất có thể được tiến hànhbằng cơ giới hay thủ công Với phương pháp thi công cơ giới ta có thể dùng các loại máy đào một gầu Cụ thể làkhi chiều sâu hố đào H  4m, ta dùng máy đào gầu nghịch dung tích gầu phổ biến là 0,15m3 đến 0,5m3 nó có ưuđiểm là đứng trên đào xuống thấp nên có thể đào những nơi có nước và việc đưa vật liệu lên ô tô là dễ dàng,nhanh gọn Khi nước ngầm ở thấp hơn cao trình máy đứng ta có thể dùng máy đào gầu thuận, nó có thể đào đượcnhững hố đào khá sâu rất thích hợp khi kết hợp với đào và đổ đất lên xe vận chuyển đi Tuy nhiên loại máy nàyyêu cầu đường đi cho xe ô tô vận chuyển phải di chuyển liên tục tốn công làm đường Ngoài hai loại máy chínhtrên người ta còn có thể sử dụng máy đào gầu dây và máy đào gầu ngoạm Với máy đào dây thích hợp nhất khiđào móng sâu có nước, loại này năng suất thấp so với máy đào gầu thuận và gầu nghịch Với máy đào gầu ngoạmthì sử dụng để đào những hố đào thẳng đứng, nó dùng để đào trong lòng giếng, đào hố sâu có thành cọc ván cừhay tường chắn Nó chỉ thích hợp cho đất hạt yếu hoặc đất hạt rời Khi đào chỗ đất rắn ta phải làm tơi đất trước.Với những công trình mà khối lượng đào đất không lớn, hố đào không sâu (<500m3) người ta thiên về đào bằngthủ công Dụng cụ để đào là các dụng cụ cổ truyền như cuốc, xẻng, mai, cuốc chim, kéo cắt đất, choòng, búa §ểvận chuyển đất người ta dùng quang gánh, xe cút kít một bánh, xe cải tiến, đường goòng §ể thi công đạt năngsuất cao người ta phải chọn dụng cụ thích hợp đồng thời cũng phải tìm cách giảm khó khăn cho thi công như tìmcách giảm khó khăn cho thi công cũng như làm tăng hoặc giàm độ ẩm của nền đất hoặc làm khô mặt bằng Sau khi đã thi công xong phần đào đất móng, người ta tiến hành thi công nhà theo các phương pháp thôngthường như ta đã biết, nghĩa là thi công móng nhà sau đó tiến hành đến phần thân nhà.

2 Thi công t ư ờng nhà làm t ư ờng chắn đ ất

ở mục ỤỤ.1 ta đã trình bày các phương pháp thi công đất truyền thống nhưng nó chỉ thích hợp cho những tầnghầm có chiều sâu không lớn, mặt bằng thi công rộng rãi và cách xa các công trình có sẵn còn đối với những côngtrình xây chen như ở thành phố Hà Nội và TP Hồ Chí Minh với nhũng nàh nhiều tầng có từ 1 > 3 tầng hầm trởlên thì việc áp dụng các phương pháp truyền thống là không khả thi và kém về hiệu quả về kinh tế, chính vì lẽ đó

người ta đưa ra một trình tự thi công như sau : Trước khi thi công đào đất người ta tiến hành thi công phần tườngbao của tầng hầm trước sau đó tiến hành đào đất trong lòng tường bao này đến đáy tầng hầm (đáy móng) Trườnghợp móng của công trình là cọc khoan nhồi thi người ta cũng tiến hành thi công cọc cùng lúc với tường bao Phầnkết cấu chính của tầng hầm cũng như của công trình được thi công từ dưới lên trên, từ móng đến mái (Bottom-up).

Ta có thể gọi đây là phương pháp thi công tường trong đất

Phương pháp này có ưu điểm rất lớn là không cần dùng ván cừ để giữ vách hố đào Trình tự thi công công trìnhvẫn theo thứ tự như xưa tức là xây từ dưới xây lên §ể áp dụng được phương pháp này thì tường bao của côngtrình phải được thiết kế bảo đảm chịu được tải trọng do áp lực đất gây ra với nó đồng thời nó đủ điều kiện để thicông tường bao bằng phương pháp "cọc barret"

Nhược điểm của nó là thời gian thi công dài và phải thi công xong tường bao, cọc (nếu có) rồi mới đến đào đất

và xây công trình Nếu trường hợp tường bao không tự chịu áp lực thì ta phải có biện pháp chống tường bằng các

hệ chống đỡ hoặc bằng neo bê tông

Trên hình 3 trình bày 3 giai đoạn thi công theo phương pháp tường trong đất từ dưới lên : Giai đoạn đầu (Hình3a) ta tiến hành thi công tường trong đất từ dưới lên, giai đoạn 2 (Hình 3b) ta tiến hành đào đất trong lòng tườngbao và giai đoạn 3 (Hình 3c) ta tiến hành thi công tầng hầm tự dưới lên

* Các ph ươ ng pháp chống t ư ờng bao : Tường bao ở đây có chiều sâu khá lớn, chịu áp lực đất cũng khá lớn

nên các phương pháp chống đơn giản ở mục ỤỤ.1 không áp dụng được, nếu có thì độ tin cậy cũng không cao Vìvậy ta phải dùng các biện pháp chống tường bao như sau :

a) Dùng hệ đào và cột chống văng giữa các tường đối diện (Hình 4a) Hệ dầm này thường làm bằng thép hìnhgồm các xà ngang, dầm văng và cột chống xà ngang tỳ lên tường, tương chịu áp lực đất (chịu uốn) Dầmvăng là bộ phận chịu lực chính (chịu nén) làm nhiệm vụ chống giữ các tường đối diện Cột chống có nhiệm

vụ giữ cho dầm văng ổn định (giảm chiều dài tính toán)

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, dễ tính toán, xung quanh rất tốn vật liệu làm xà, dầm, cột (cóthể thu hồi 100%) Tuy nhiên nhược điểm của nó là chiếm không gian trong hố đào, khi thi công, dễ bị uốnvướng gây khó khăn cho qúa trình thi công tầng hầm Khi tầng hầm được thi công xong thì hệ chống đỡ này

sẽ được dỡ đi và áp lực ngang sẽ chuyển vào khung nhà (tầng hầm chịu) Khi chiều ngang công trình lớn thì

hệ chống đỡ trở nên phức tạp vì khoảng cách giữa các tường đối diện quá lớn

b) §ể khắc phục nhược điểm của phương pháp trên người ta dùng neo bê tông để giữ tường bao (Hình 4b).Phương pháp này được áp dụng khi ta cần không gian để thi công trong lòng hố đào Việc đặt neo tuỳ thuộcvào lực căng mà có thể neo trên mặt đất hay neo ngầm vào trong đất Trường hợp neo ngầm, khi đào đếnđâu người ta khoan xuyên qua tường bao để chôn neo và cố định neo vào tường Với phương pháp nàytường giữ với ứng lực trước nên hầu như là ổn định hoàn toàn Khi tầng hầm đã được xây dựng xong, tườngđược giữ bởi hệ kết cấu tầng hầm, lúc này neo sẽ được dỡ đi hoặc để lại tùy theo sự thoả thuận của chủ đầu

tư với các công trình bên cạnh Nếu tường bao hở (không liên kết với kết cấu tầng hầm) thì các neo sẽ vẫnđược giữ nguyên và làm việc lâu dài, lúc này nó cần được bảo vệ cẩn thận

Ta thấy cả hai trường hợp neo và chống đều thi công song song với công việc đào đất §ào đến đâu đặt neohay đặt cột chống tới đó Phương pháp này tường bao hầu như không chuyển vị áp lực đất tác dụng lên tường là

áp lực tĩnh

So sánh giữa hai phương pháp ta có thể kết luận phương pháp dùng cột dầm để chống đỡ hố đào dễ thực hiệnsong nó sẽ gây nhiều cản trở cho thi công trình tầng hầm, chỉ cần những sơ suất nhỏ có thể xẩy ra sự cố đáng tiếc.Với phương pháp dùng neo ngầm đảm bảo một mặt bằng thi công rộng rãi, thoáng đãng song nó đòi hỏi phải cóthiết kế tính toán neo và phải có đủ thiết bị để thi công neo như bơm bê tông, neo ứng lực trước phương phápnày cho giá thành khá cao chỉ nên áp dụng ở những công trình thực sự cần thiết đến hệ neo này

3 Ph ươ ng pháp gia cố nền tr ư ớc khi thi công hố đà o :

Khi công trình được thi công ở những vùng đất cát, việc đào đất sẽ gặp khó khăn vì cát sẽ lở Ngoài những biệnpháp chống đỡ thành hố đào như đã nêu ở trên ta cũng có thể áp dụng phương pháp gia cố nền hố đào trước khiđào đất Nó thích hợp cho công trình co mặt bằng thi công rộng và chiều sâu hố đào không lớn

Nội dung của phương pháp này là trước khi thi công đào đất người ta dùng khoan và bơm cao áp phụt vữa ximăng vào nền đất xung quanh hố đào Khi vữa xi măng rắn chắc sẽ làm cho nền đất có cường độ tăng lên cụ thể

là tăng hệ số dính C và góc ma sát trong  của nền đất Với biện pháp gia cố này hố đào có thể đào thẳng đứnghoặc nghiêng theo góc  khá lớn

4 Ph ươ ng pháp thi công từ trên xuống (Top-down) :

ở phần trên chúng ta đã trình bày phương pháp thi công tường chắn bằng phương pháp "Bottom-up" nghĩa làthi công từ dưới lên theo các phương pháp truyền thống Trong phương pháp này để giữ cho tường chắn ổn địnhkhông bị biến dạng người ta sử dụng hệ cột dầm chống đỡ hoặc dùng neo ngầm Cả hai phương pháp đều bộc lộmột nhược điểm rất lớn là chi phí cho công tác chống đỡ và neo khá cao, kéo dài thi công và đòi hỏi các thiết bịtiên tiến §ể khắc phục nó, người ta đưa ra phương pháp thi công từ trên xuống (Top-down) Bản chất của phươngpháp này là :

B

ư ớc 1 : Thi công tường trong đất và cọc khoan nhồi trước Cột của tầng hầm cũng được thi công cùng cọcnhồi đến cốt mặt nền

B

ư ớc 2 : Người ta tiến hành đổ sàn tầng trệt ngang trên mặt đất tự nhiên Tầng trệt được tỳ lên tường trong đất

và cột tầng hầm Người ta lợi dụng luôn các cột đỡ cầu thang máy, thang bộ, giếng trời làm cửa đào đất và vậnchuyển đất lên đồng thời cũng là cửa để thi công tiếp các tầng dưới Ngoài ra nó còn là của để tham gia thông gió,chiếu sáng cho việc thi công đào đất Khi bê tông đạt cường độ yêu cầu, người ta tiến hành đào đất qua các lỗcầu thang giếng trời cho đến cốt của sàn tầng thứ nhất (1C) thì dừng lại sau đó lại tiếp tục đặt cốt thép đổ bê tôngsàn tầng 1C Cũng trong lúc đó từ mặt sàn tầng trệt người ta tiến hành thi công phần thân nghĩa là từ dưới lên Khithi công đến sàn tầng dưới cùng người ta tiến hành đổ bê tông đáy nhà liền với đầu cọc tạo thành sản phẩm dướicùng, có cũng là phần bản của móng nhà Bản này còn đóng vai trò chống thấm và chịu lực đẩy nổi của lực ácimét

Có hai phương pháp thi công sàn tầng hầm :

khi thi công cột xong thì dỡ bỏ

Mỗi phương án trên đều bộc lộ những ưu điểm và nhược điểm của nó, để áp dụng được phải tính toán mộtcách chặt chẽ vì không những nó liên quan đến thi công mà cả giải pháp kết cấu nữa

ư

u đ iểm của phương pháp Top-down :

 Tiến độ thi công nhanh, qua thực tế một số công trình cho thấy để có thể thi công phần thân công trìnhchỉ mất 30 ngày, trong khi với giải pháp chống quen thuộc mỗi tầng hầm (kể cả đào đất, chống hệ dầmtạm, thi công phần bê tông) mất khoảng 45 đến 60 ngày, với nhà ó 3 tầng hầm thì thời gian thi công từ

3 > 6 tháng

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

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

Dưới đây ta cụ thể hoá các bước thi công Top-down bằng hình vẽ với nhà nhiều tầng có 2 tầng hầm

chương ỤỤ : các vấn đề kỹ thuật cần được giải quyết khi thi công tầng hầmChúng ta, những người xây dựng đều thừa hiểu việc xây dựng các công trình dưới lòng đất đều rất phức tạp vàkhó khăn, ví dụ như thi công đường hầm, tunnel hay đường cho tàu điện ngầm ở đây công việc của chúng ta làthi công tầng hầm cho nhà cao tầng tất nhiên là nó cũng không quá phức tạp thi công đường hầm nhưng nó cũngđòi hỏi phải giải quyết một số vấn đề đặt ra tương tự như cho đường hầm cụ thể như : việc chống vách đào, hạmực nước ngầm, bảo vệ các công trình lân cận, chống ô nhiễm môi trường, thông gió chiếu sáng cho thi công dướitầng hầm §ể có thể chủ động trong xây dựng, đảm bảo cho công trình đạt được chất lượng và đúng tiến độ vớichi phí thống nhất ta phải tiến hành trước được những phức tạp do kỹ thuật đề ra cũng như những sự cố có thểsảy ra khi thi công tầng hầm để tránh phạm những sai lầm đáng tiếc Tất cả những vấn đề trên cần được nghiên

cứu, xem xét một cách nghiêm túc, đầy đủ để có thể lập thành một quy trình công nghệ áp dụng cho từng trườnghợp cụ thể để đạt được hiệu quả cao nhất.

Những vấn đề hiện nay chúng ta cần quan tâm là :

1 Xác đ ịnh lực tác dụng lên vách chống :

Ta biết áp lực của đất lên vách chống rất phức tạp nó phụ thuộc vào địa tầng, trạng thái của đất nền, áp lực lênmặt đất, hình thức chống vách đất và đặc biệt là phương pháp thi công §ể xác định được áp lực đó ta phải giảthuyết được gần đúng sơ đồ tính toán và tìm phương pháp tính toán đơn giản và nhanh nhất Hiện tại có rất nhiềucách xác định lực tác dụng lên vách chống, nhiệm vụ của chúng ta là chọn phương pháp tính đơn giản đủ độ tincậy phục vụ cho thi công nhanh, an toàn vì sau khi thi công xong công trình ở trạng thái làm việc nó đã được ngườithiết kế tính toán đầy đủ

2 Chống vách đ ất :

§ể cho hố đào được ổn định trong quá trình thi công, với giá thành hạ, ta phải chọn phương án đào và chốngvách đất hợp lý theo các nguyên tắc sau :

 Phải giữ được vách đào ổn định, an toàn trong quá trình thi công

 Luôn chú ý đến khả năng sử dụng lại sau khi thi công trình hoàn thành

Sau đây là một số phương án chống vách đất có thể áp dụng được :

a) §óng cọc thưa cách nhau một khoảng từ 0,8  1,5 M đào đến đâu thì ghép ván đến đó Cọc đóngthường là cọc thép hình (Ụ hay H), ván gỗ Nó được áp dụng khi hố không sâu, áp lực đất nhỏ, không cónước ngầm chảy mạnh Gỗ và cọc sau khi thi công cọ thu hồi để sử dụng lại

b) §óng ván cừ thép không chống làm việc dưới dạng công-xôn, áp dụng khi hố đào nông, có nước ngầm.Ván cừ thép sẽ được thu hồi bằng máy nhổ cọc hay cần trục tháp sau khi đã thi công xong tầng hầm.c) §óng cọc thép phun vữa bê tông giữ đất Cọc thép được đóng xuống đất hết chiều sâu thiết kế §ào đếnđâu ta tạo mặt vòm giữa các cọc luôn bằng cách phun vữa bê tông lên vách đất tạo thành những vòmnhỏ, chân đạp vào các cọc giữ đất lở vào hố móng Phương án này được áp dụng khi đất rời, không cónước ngầm hay đất dẻo Trường hợp này giống (a) nhưng tiết kiệm được gỗ, cọc có thể thu hồi được.d) Dùng cọc khoan nhồi, khoan liền nhau tạo thành vách đất chống sau đó tiến hành đào đất Biện phápnày áp dụng khi chiều sâu hố đào lớn, áp lực đất lớn Công trình là nhà xây chen cần bảo vệ xung quanhkhỏi bị sụt lún Vách chống có thể tham gia chịu lực cùng móng công trình nhưng ít khi sử dụng nó làmtường bao tầng hầm kém vì khả năng chống thấm của nó không tốt Tuy nhiên biện pháp này thi côngkhá đơn giản (So với thi công tường trong đất) §ộ sâu của vách có thể thi công đến chiều sâu cần thiết

để không cần có biện pháp chống giữ vách

e) Dùng tường trong đất Tường được thi công theo phương pháp nhồi tạo thành vách kín bao quanh toàn

bộ công trình, sau đó tiến hành đào đất Tường trong đất có khả năng chống thấm tốt do đó có thể dùnglàm tường ngầm tham gia chịu lực cùng móng công trình Khi độ sâu lớn người ta co thể dùng biện phápchông giữ tường trong quá trình thi công tầng hầm §ây là phương pháp áp dụng cho công trình có tầngngầm sâu, mực nước ngầm lớn §ặc biệt những tầng hầm thi công theo phương pháp "Top-down" thìphương phương pháp này rất có hiệu quả đem lại tính khả thi cao cho công trình

ỤỤ

g) Chống trực tiếp xuống đáy hố đào, thường là chống lên đầu cọc khoan nhồi hay cọc Barette khi hố đàorộng ít ảnh hưởng đến sự thông thoáng và quá trình thi công tầng hầm

h) Dùng chống văng giữ các vách đối diện khi khoảng cách giữa chúng là hẹp

lân cận hoặc mặt bằng thi công rộng, phần neo vẫn thuộc phần đất công trình, khi đó sẽ cho phép tầnghầm có đủ không gian thông thoáng để thi công và lúc đó độ dầy của tường bao sẽ giảm đi đáng kể

3 Một số giải pháp kết cấu của t ư ờng trong đ ất :

Các tường trong đất sẽ tiếp nhận cả tải trong ngang và tải trong thẳng đứng, vì thế khi cấu tạo chung cần thiếtphải xét đến tất cả các lực tác dụng lên tường đất để đảm bảo độ bền và ổn định trong quá trình xây dựng và khaithác công trình

a) T ư ờng trong đ ất bằng bê tông toàn khối có chiều dày từ 0,6 > 1,0M :

Tường trong đất thường được cắt ra thành từng đoạn từ 4  6M rồi nối với nhau Các mối nối có thể theothứ tự hay cách đốt phụ thuộc vào thiết bị sử dụng và điều kiện thi công §ể tăng độ cứng của cũng có thể làmcác sườn chiều cao của chúng được xác định từ điều kiện đào của gầu xúc Tuy nhiên việc dùng sườn ở đây sẽgây khó khăn cho việc xây tường vì hình dạng của nó phức tạp hơn

§ối với cốt thép của tường, người ta thường sử dụng thép gai (thép có gờ) Thường thì chúng được buộcthành khung có chiều dài tương ứng với chiều sâu hố đào còn bề rộng thì bằng mối đào với lớp bảo vệ từ 5  7

cm Các cốt thép chủ theo phương thẳng đứng không được ngăn cản sự chuyển động của bê tông từ dưới lên

và sự chảy của bê tông trong khối đổ khi đổ bằng phương pháp đổ trong nước Khoảng cách giữa các thanh cốtchủ ≤ 170  200mm, nghĩa là 1 m chiều dài tường không đặt quá 6 thanh Cốt thép trong vùng chịu nén cũngdùng thép gai  20  25 @ 250  500mm

Trong khung cốt thép phải bố trí chỗ để ống đổ bê tông, phải đặt các tai định vị khung ở trong hào (§ể dảmbảo lớp bảo vệ lớp bảo vệ của bê tông theo đúng yêu cầu từ 5  7cm) ở bên trên có hàn các thanh ngang tựalên tường định vị, ngoài ra còn phải hàn các chi tiết chôn sẵn để liên kết tường với đáy tầng hầm hay với cáctường ngang, dầm ngang

Mác bê tông thường dùng không lớn hơn 300 §ộ lớn của cốt liệu ≤ 50mm Bê tông phải dẻo, độ sụt 16 20cm, thời gian ninh kết là tối đa, Bê tông được đổ theo phương pháp vữa dâng (§ổ trong nước), phải đảm bảođúng quy trình thi công bê tông hiện hành.

§ể việc thi công được liên tục, đảm bảo thời gian ninh kết, người ta cố gắng chọn chiều dài bước sao chođảm bảo khối đổ trong thời gian ninh kết của bê tông

§ể giảm bớt khối lượng của vữa sét phải bơm ra khỏi hào khi đổ bê tông và bơm vào hào khi đào §ể tăngthời gian ninh kết người ta có thể sử dụng loại phụ gia đặc biệt (Retacdor)

ở hai mép của tường, người ta phải đặt các vách chắn khi đổ bê tông, tuỳ thuộc vào kết cấu mà chọn hìnhdạng phù hợp Với tường có chiều sâu từ 12  15m người ta dùng ống thép làm vách đầu tường, nó viền làmvách chắn vừa tạo hình dạng mối nối Phương pháp này đơn giản nhưng không thường xuyên đảm bảo tínhchống thấm vì ống thép bị sai lệch dẫn đến bê tông bị rò rỉ làm cho bê tông tại mối nối không đảm bảo cường

độ §ể khắc phục người ta dùng cọc tròn bê tông cốt thép làm vách chắn hoặc dùng ống thép bỏ lại trong hàosau đó đổ bê tông lấp đầy Tuy nhiên ống thép rất đắt nên giải pháp này không kinh tế §ể làm kín phần váchhào với ống thép, người ta hàn vào 2 bên ống một thép góc khi hạ xuống hai thép góc này sẽ cắm sâu vàothành hào

hình 9 (đổi lên trên)

Người ta cũng sử dụng loại mối nối đóng rung (Hình 10), nghĩa lad giữa các đốt (đoạn) tường người ta chừalại một khoảng trống rồi sau đó cũng đặt cốt thép và nhồi bê tông vào theo kiểu cọc đóng rung Loại mối này cóthể bảo đảm, nó dùng cho hào sâu tới 14m16m

* Tính toán vách chắn ở hai đầu tường : Ta coi vách chắn như một dầm tựa 2 đầu Gọi H là chiều sâu hào, Q

là cường độ cấp bê tông, v : vận tốc dâng bê tông trong hố đào; ti : Tốc độ ninh kết của bê tông; b : Trọnglượng riêng của hỗn hợp bê tông trong vữa; 0 : Hệ số căng, lấy bằng 1

Ta vẽ được biểu đồ quan hệ P-V cho các chiều cao khác nhau của vách ngăn

Qua thực tế người ta thấy với chiều sâu hào từ 1215m thì vận tốc đổ bê tông (vận tốc vữa dâng trong hốđào) là từ 12m/h.

Với những trường hợp tấm chắn đầu tường sâu tới 30m người ta áp dụng đào cách đốt (xen kẽ), các ốngchắn được tỳ lên đốt chưa đào Trước hết người ta đào các đốt lẻ, các đốt này có chiều dài lớn hơn đốt thường

để hai đầu có thể đặt ống chắn §ể truyền một phần áp lực lên đất vách đầu hào, người ta chèn vào đó một ítsỏi cuội để ngăn cho ống chắn không bị suy sau khi đổ bê tông và khi bê tông bắt đầu ninh kết thì bắt đầu ninhkết thì khi thi công đốt hào chẵn ta không cần dùng ống chắn nữa

Ngoài việc dùng ống chắn khi đổ bê tông các đốt hào, người ta còn sử dụng thép chữ Ụ cao 720mm (tươngứng chiều rộng hào) làm vách chắn đầu đồng thời sử dụng làm cốt thép cho tường Giải pháp này không thậtkinh tế, người ta có thể thay thép Ụ bằng thép tấm hàn vào khung cốt thép để đảm bảo độ cứng của vách chắn(Hình 12)

Ta thấy thép tấm được tăng cường bằng 2 thép góc đầu và thép [ Thép góc nhô ra khỏi hào 23cm mỗi bên

để bảo đảm không thấm qua mối nối đổ bê tông Thép [ cũng là thép để liên kết với khung của đốt tiếp theo Cốtthép phân bố được hàn vào thép góc với bước là 50cm

Việc đưa khung lưới cốt thép vào hào tiến hành bằng cần cẩu, phía trái được đưa vào rãnh thép [, phía phảiđược hỗ trợ bằng 1 khung dẫn hướng để việc lắp đặt dễ dàng, thuận lợi

Rõ ràng là mối nối kiểu này tốt và hợp lý hơn mối nối dạng ống và có thể sử dụng cho tường hạ sâu vàotrong lòng đất

b) T ư ờng trong đ ất bằng bê tông đú c sẵn.

Công việc thi công tường trong đất bằng bê tông đổ tại chỗ là khá phức tạp, chất lượng bê tông không phảilúc nào cũng theo ý muốn, thời gian thi công lại kéo dài §ể khắc phục người ta đưa các cấu kiện bê tông đúcsẵn vào với ý đồ là thay thế bê tông đúc tại chỗ Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã giải quyết được vấn đềnày một cách khá bài bản và kết quả khá tốt

Việc sử dụng bê tông đúc sẵn lắp ghép vẫn còn hạn chế chủ yếu do các tấm bê tông lớn, nặng từ 10 >30T.đòi hỏi phải có thiết bị nâng là lắp ráp nên thế giá thành cao Những năm gần đây người ta dùng các kết cấuhỗn hợp tức là phần tường của tầng hầm của công trình có chiều cao < 10m là cấu kiện lắp ghép, phần còn lại

để chắn nước ngầm vào đáy hố móng là toàn khối (Hình 13)

Dưới đây ta sẽ xét tới 2 dạng cơ bản của tường trong đất bằng cấu kiện lắp ghép

Loại 1 : Cột-tấm (Hình 14) : Loại này áp dụng khi tường chịu tải trọng thẳng đứng lớn, tải trọng này do cột cótiết diện chữ T tiếp nhận Chiều đầy của cột bằng chiều dầy của hào Những cột này thường chôn sâu xuốngdưới đáy hố móng và đến tầng đất chặt có khả năng tiếp nhận tải trọng tính toán Giữa các cọc chữ T có đặt cácpanen phẳng chỉ làm việc với tải tỏng ngang do đất đẩy vào và hạn chế đáy của công trình ngầm Trên các cột

có các giằng hoặc neo gia cố Loại kết cấu này được ứng dụng khi đất ở độ sâu cần thiết, khi mà cọc có thể làmviệc hiệu quả như những cột

Loại 2 : "Tấm phẳng" (Hình 15) Các panen là các tấm đặt suốt chiều sâu thiết kế Những tấm này tiếp nhận

cả tải trọng đứng và tải trọng ngang Chúng thường có chiều dài từ 1012m, rộng 1,53m, dầy 0,20,5m Cácmối nối giữa các tấm panen thường không đảm bảo tiếp xúc kín khít suốt chiều dài chúng

4 Công nghệ xây dựng t ư ờng trong đ ất :

4.1 Tường trong đất bằng bê tông đổ tại chỗ:

Công nghệ thi công bê tông cốt thép toàn khối trong đất bao gồm các giai đoạn thi công bắt buộc như sau :

hào trong phần trên của nó

 §ặt vào hào các khung cốt thép và thiết bị chặn đầu của đốt hào

Khi mực nước ngầm cao, cần phải đắp cát thì ván khuôn tường định vị được đặt trên đất tự nhiên hoặc đấtđắp đã đầm chặt Việc phân hào thành từng đốt được tiến hành ngay trên tường định vị

c) §ào từng đốt hào :

Việc chọn máy làm đất phụ thuộc vào loại và nhóm đất, vị trí bố trí công trình và chiều sâu đào Khi thi công ởthành phố thì mày đào gầu ngoạm là hợp lý hơn cả vì nó chiếm ít mặt bằng Trước khi đào phải làm xong tườngđịnh vị, lắp đặt thiết bị, máy móc để chế tạo và tái xử lý vữa sét

Các sơ đồ đào có thể là :

* §ào tuần tự :

Khoan cắt từng lớp, sau mỗi lần đào thì tổ hợp khoan được dịch chuyển lên phía trước 1/3D (§ường kínhđầu khoan) Có 2 loại đầu khoan, một loại dùng để khoan đất đá không cứng, loại hai là loại khoan xoay cầudùng khi đào trong đá cứng Sau khi khoan đến độ sâu thiết kế thì rút đầu khoan lên, dịch chuyển máy khoantheo trục hào bằng một bước khoan và chu kỳ khoan cắt lặp lại Dung dịch vữa sét sẽ được thu hồi, làm sạch vàtái sử dụng

§ể đào hào khi xây tường chịu lực đặc biệt là trong điều kiện trong thành phố hợp lý hơn cả là dùng dùng gầungoạm bước đào rộng từ 0,5  1,0m Với hào không sâu (≤12m) rộng từ 0,51,0m ta có thể dùng máy đàogầu có cần Gầu có đáy mở được, dịch chuyển lên xuống theo cột gầu gần trên máy xúc

vị Sau đó ta hàn nối các đoạn trên lần lượt cho đến đoạn cuối cùng (Khi cốt thép ở đúng cao trình thiết kế).Việc lắp đặt các tấm chắn đầu được lắp đồng thời với cốt thép vào hào Chú ý đảm bảo chắc chắn không bịcong vênh, rò rỉ bê tông sang khối bên cạnh

Nếu dùng tấm chắn bằng ống tròn thì ống thép được hạ vào hào ở các biên của biên hào Sau khi đổ bê tông

và bê tông đã ninh kết thì rút ống đi để đổ bê tông đốt tiếp theo

Nếu dùng tấm chắn là cọc bê tông cốt thép tròn, lăng trụ thì chúng được hạ vào hào bằng cần cẩu cho cắmsâu vào đất và cố định lên tường định vị Sau khi đổ bê tông các đốt bên cạnh thì khoảng trống của cọc đượclấp đầy bằng bê tông

Nếu dùng tấm chắn bằng ống tròn thi công bằng đóng rung thì trên biên của 2 bước đào hạ vào hào một ốngchuyên dụng Sau khi đổ bê tông và bê tông đã ninh kết thì dùng kích tách ống ra khỏi bê tông đốt tiếp theo Saukhi bê tông ninh kết thì rút ống ra khỏi hào bằng cần cẩu Khoảng trống giữa các đốt được làm sạch và hạ vào

đó 1 ống chuyên dụng, nhồi đầy bê tông độ sụt nhỏ, dùng đầm rung gắn lên đầu ống để đầm Sau đó rut ống ra

và đầm chặt bê tông kho trong lỗ

e) §ổ bê tông :

Thiết bị đổ bê tông bao gồm : Phễu, giá đổ, khớp tháo nhanh, ống dẫn bê tông Việc cấp bê tông có thể dùngben (qua cầu trục) hoặc có thể dùng bơm bê tông để cấp bê tông vào phễu Chất lượng của bê tông phụ thuộcviệc cấp bê tông có liên tục hay không và phải tuân theo tất cả các nguyên tắc đổ bê tông Việc vận chuyển bêtông từ nhà máy bê tông tới công trường bằng xe tự trộn nếu không có xe tự trộn thì tốt nhất là sản xuất bê tôngtại chỗ, không nên dùng xe ben chở bê tông vì hay gây ra phân tầng và độ dẻo của bê tông

Công tác đổ bê tông nên được tiến hành ngay sau khi công tác chuẩn bị đổ bê tông đã hoàn thành Công tácchuẩn bị như đặt cốt thép, vách chắn đầu, ống đổ bê tông, phễu đổ Các công việc này không nên vượt qua 1thời gian là 1 ngày Việc giữ lâu khung cốt thép trong vữa sét là không cho phép vì các hạt của vữa sẽ lắng trêncốt thép và làm giảm lực dính giữa cốt thép và bê tông

Trình tự đ ổ : Dùng cần trục cẩu ben bê tông đưa lên dàn rồi trút bê tông qua phễu Sau khi bê tông ngừngchuyển động trong ống thì cho rung bằng đầm gắn ở phễu, ống bê tông được rút lên từ từ cho đến khi bê tông

ra hết khỏi phễu Ben lại trở về địa điểm nhận bê tông Chu kỳ đổ bê tông được lăp lại

Ịêu cầu đ ổ bê tông:

 ống bê tông luôn chứa đầy bê tông trong suốt thời gia thi công không cho phép để ống rỗng

 Bê tông đổ xong khi ổn định tường định vị là bê tông sạch Lớp bề mặt sẽ đục bỏ do có dính vữa sét.Qua đây ta thấy phải có đủ toàn bộ vật liệu cần thiết cho kết cấu bê tông cần đổ trên công trường, chỉ cầnthiếu một loại vật liệu ví dụ như sỏi hoặc cát, hoặc xi măng, hoặc nước sẽ làm cho việc đổ bê tông bị ngừng trệ

mà điểm này thì hoàn toàn cấm kị với thi công bê tông trong nước

Kinh nghiệm đổ bê tông cho ta biết ống đổ bê tông càng cắm sâu vào bê tông càng tốt (Sâu tối đa) Chiềusâu này phụ thuộc vào quá trình ninh kết của bê tông, Chính vì thế đầu ống phải cao hơn lớp bê tông đã bắt đầuninh kết

Cọc và t ư ờng Barrette:

Cọc Barrette được dùng khi vị trí cọc sát với công trình có sẵn ta không thể dung cọc khoan nhồi được hoặckhi tải trọng lên cọc quá lớn ở Việt Nam đã dùng loại cọc này cho Vietcombank tiết diện 0,8mx1,8mx5,5m chịu lựcN=1050T

Tường Barrette được dùng phù hợp với công trình nhà cao tầng có kết cấu vách hoặc dạng hộp chịu lực Cụthể là nhà có tầng hầm sâu, tường vừa là tường chắn, vừa nhận tải trọng của công trình Trong thi công tầnghầm nhà nhiều tầng theo phương pháp từ trên xuống "Top-down" thì tường barrette là rất hợp lý vì nó đáp ứngđược những yêu cầu của công trình đề ra Qui trình thi công tường Barrette tương tự như tường vách cứng, cụthể :

 Thiết bị gồm : Cần cẩu, gầu đào, các chi tiết phụ

 Chi tiết chống thấm khe tiếp giáp

Chế tạo các chỗ nối (Joints) giữa các ô t ư ờng chắn :

Phần lớn các trường hợp người ta đều chế tạo các nối giữa hai ô kế cận nhau Các cấu trúc nối này dungphương pháp CWS gọi là nối CWS có gắn bộ phận cản nước Khi việc tái xử lý bentonite đang tiến hành thì tađưa nối CWS có bộ phận cản nước xuống hố cùng với sườn tăng cường sát với mực nước thấp nhất của sườn.Nối CWS sẽ được rút ra theo chiều ngang sau khi đã hoàn toàn đào xong đất ô kế cận bằng các phương tiện cơkhí, phương tiện đào đất, bằng dụng cụ hút bằng hơi Cấu trúc CWS có thể dùng như một dụng cụ hướng dẫncho các thiết bị đào đồng thời bảo đảm được tính liên tục về phương diện hình học cho tường chắn

§ể cho việc ngăn nước có hiệu quả nhất tại các mối nối ta có thể đặt nhiều lớp cản nước (2 hoặc 3 lớp), việc

sử dụng nhiều tấm cản nước (water-stop) sẽ đáp ứng được yêu cầu về chất lượng cho tường chắn

4.2 Tường trong đất được xây dựng bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵn

Như ta đã biết việc thi công tường trong đất đổ tại chỗ là khá phức tạp và khá tốn công Hơn nữa, ta rất khókhăn quản lý được chất lượng bê tông của tường, thiết bị thi công lại cồng kềnh, giá thành cao đòi hỏi côngnghệ thi công tiên tiến, nhưng nó có ưu điểm được là khả năng chống thấm tốt Từ những tồn tại trên người ta

đã đưa vào sử dụng tưòng trong đất bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn lúc vận chuyển sẽ giảm bớt những côngviệc nặng nhọc mà chất lượng bê tông lại quản lý được Vấn đề đặt ra ở đây là giải quyết như thế nào cho thoảđáng các mối nối giữa các tấm cấu kiện đúc sẵn để nó đảm bảo không rò rỉ trong quá trình thi công công trình,đặc biệt là những công trình có dạng cong hoặc tròn trên mặt bằng

Qui trình công nghệ xây dựng tường trong đất bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn như sau :

Hiện nay người ta thương dùng giải pháp "Cột-Tấm" hoặc "Tấm phẳng" để cấu tạo tường Công nghệ thicông tường được tiến hành như sau (Hình 19): Trước hết ta đào một đoạn hào băng 2 hoặc 3 panel tường cộng

khi lắp ghép các tấm panel thì vữa sét sẽ được thay thế bằng vữa chuyên dụng ximăng-sét-cát Vữa này chỉ đểlấp đầy không gian giữa đất vách hào và panel

§ể thay vữa sét trong hào đã đào xong bằng vữa ximăng-sét-cát người ta hạ vào hào một ống đường kính d

 100mm có phễu ở đầu trên, còn ở đầu dưới là một đoạn ống có đục lỗ đều đặn trên suốt chiều dài để cấp đềuvữa X-S-C vào hào trên một bước đào Vữa X-S-C có mật độ 1,28  1,30g/m3 sẽ đẩy vữa sét nhẹ hơn lên trênrồi dùng bơm bơm vào thùng chứa để sử dụng lại

Việc hạ các tấm panel được tiến hành bằng cần trục và nó được treo lên thanh ngang tựa lên tường định vị.Sau khi panel cuối cùng được hạ thì vữa sét cũng được thay thế hoàn toàn bằng vữa X-S-C và lấp đầy toàn bộkhe hở xung quanh panel và rãnh đứng ở mối nối các panel với nhau Ịêu cầu vữa X-S-C có thành phần saocho sau một ngày đêm nó sẽ chuyển sang trạng thái dẻo và việc đào đất ở đoạn (đốt) tiếp theo có thể bắt đầuvào ngày sau đó

Một công nghệ khác cũng đã được áp dụng tại Liên Xô cũ qui trình như sau: Trước hết ta đào hào và đồngthời lắp đặt vào hào các cấu kiện đúc sẵn Sau đó ép vữa tam hợp theo các ống đặt sẵn trong cấu kiện đúc sẵn(panel) xuống đáy hào (dưới nền của panel) vữa tam hợp sẽ đẩy vữa sét ra và lấp đầy không gian giữa váchhào và panel

Một công nghệ khác nữa cũng rất khả thi được tiến hành như sau : Sau khi đào hào trong vữa sét đến cao

độ thiết kế (cộng thêm 10cm) người ta tôn nền hào bằng sỏi hoặc đá dăm đến cao độ đáy của tấm panel Sau

đó đặt các tấm panel đúc sẵn vào hào theo các khung định vị §ể gia cố tạm các cấu kiện lắp ghép ở trong hào,đầu các panel được hàn với cốt thép chờ của tường định vị và bằng phương pháp đổ bê tông trong nước đổvào hào một lớp bê tông dầy từ 11,5m Khe hở giữa các tấm panel và mặt ngoài vách hào được lấp đầy bằng

đá nhỏ và sỏi sau đó ép vữa xi măng mác 25 Mặt trong hào và tường phía trong được lấp đầy bằng vật liệu dễphá bỏ đi và nhanh cố kết trong vữa sét (đá dăm nhỏ, sỏi và cát hạt thô) Tiếp theo đó người ta đổ một xà giằngtoàn bộ chu vi của công trình Sau đó người ta toàn khối hoá các mối nối và hàn bằng thép dọc mối nối.

4.3 Kiểm tra chất lượng bê tông :

Việc kiểm tra chất lượng thi công trong đất có một ý nghĩa rất quan trọng vì thi công đều trong điều kiện khókhăn, bị che khuất, chịu ảnh hưởng trực tiếp của thời tiết, của nước ngầm và nhiều yếu tố chưa lường hết được

do hiểu biết về sự làm việc của đất nền còn nhiều hạn chế Chất lượng của tường chỉ có thể xác định được khi

đã áp dụng một số phương pháp kiểm tra quen thuộc hiện nay như là siêu âm, lấy mẫu khoan, phương phápphóng xạ

Trong quá trình thi công ta cần kiểm tra một cách nghiêm túc chất lượng thi công Với công nghệ thi côngthích hợp và qui trình kiểm tra chất lượng chặt chẽ, khả năng hư hỏng của tường có thể giảm đến mức tối thiểu.Tại hiện trường cần kiểm tra các yếu tố sau :

a) Kiểm tra dung dịch Bentonite : Mục đích kiểm tra dung dịch Bentonite chủ yếu bảo đảm cho thành hố khoankhông bị sập trong quá trình đào cũng như khi đổ bê tông và để kiểm tra việc thổi rữa đáy hào khoan trướckhi đổ bê tông

Các thông số chủ yếu của dung dịch Bentonite thường được khống chế như sau :

 §o chiều sâu : §áy hố đào được coi là sạch nếu chiều sâu sau khi thổi rửa bằng chiều sâu đào

c) Kiểm tra bê tông trước khi đổ : Bê tông sử dụng trong thi công tường trong đất tương ứng với các thông sốsau :

 Cốt liệu thô trong bê tông : Không lớn hơn cỡ hạt theo yêu cầu của công nghệ

d) Ghi chép trong quá trình thi công :

Trong quá trình thi công cần ghi chép thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc và các sự cố sảy ra trong quá trìnhthực hiện công việc sau :

Sau khi thi công cần kiểm tra chất lượng của tường trong đất phát hiện các khuyết tật và xử lý ngay nhữngchỗ bị hỏng Có thể sử dụng các phương pháp sau đây :

Chúng ta ai cũng biết công tác đo đạc kiểm tra cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng Người ta phải gắn mốctrắc địa và tiến hành quan trăc một cách hệ thống các biến dạng đứng, biến dạng ngang của kết cấu các côngtrình nhà cửa đã tồn tại Công tác đo đạc trắc địa phải tiến hành suốt trong thời gian đào hào (§ặc biệt là quantrắc độ lún của tường định vị), lắp ghép kết cấu, đào đất trong hố móng và tỏng thời kỳ khai thác công trình.4.4 An toàn lao động trong thi công "Tường trong đất" :

Trong quá trình thi công "Tường trong đất" phải đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, máy móc thi côngmuốn vậy ta phải tôn trọng các yêu cầu trong "Quy tắc an toàn trong xây dựng" cũng như các nội qui, qui tắc antoàn trong khai thác máy móc thiết bị, an toàn trong phòng cháy chữa cháy

Tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, các công trình có "Tường trong đất" phần lớn đều nằm trong trung tâmthành phố vì vậy công tác an toàn phải được đặt lên hàng đầu, không những để tránh tai nạn sảy ra cho ngườilàm xây dựng mà còn cho cả cư dân sống xung quanh công trường, có biển báo, biển chỉ dẫn Hào phải đượcđậy bằng ván (tấm lát) Phải có biện pháp thoát nước mặt đặc biệt là ở những nơi bố trí tường định vị Phải cóhàng rào ngăn cách hào cách 3m Về mỗi bên phải có cầu dành riêng cho người qua hào Các máy móc dichuyển gần hào phải được qui định rõ tránh sụt thành hào do rung động của máy móc Các thùng chứa hoáchất, phụ gia phải có nắp đựng Khi xây dựng neo bê tông phải tuân thủ qui tắc an toàn cho công tác khoan.Một điều rất quan trọng là trong các giải pháp thi công cũng như trên tổng mặt bằng phải chỉ rõ các phươngpháp đào đất, đổ đất và vận chuyển đất đi, giúp cho người thợ đào (lái máy đào) khỏi bỡ ngỡ, khỏi vi pham nộiqui công trường Mỗi một công việc đều được ghi chép có biên bản nghiệm thu mỗi khi thay đổi biện pháp thicông đều phải được sự thoả thuận giữa bên A và bên B bằng văn bản

Tóm lại công tác an toàn lao động là hàng đầu cho mỗi công tác, hiệu quả kinh tế của một công trình xâydựng không thể tách khỏi công tác an toàn ra một bên được, nó là một chỉ tiêu để đánh giá sự thành công củamột công trình

5 Một số ph ươ ng pháp làm khô hố móng :

§ể công tác thi công móng hoặc các tầng hầm được thuận lợi trong điều kiện mực nước ngầm cao, cần cóbiện pháp hạn chế thẩm thấu nước vào khu vực thi công hố đào ở Việt Nam, đặc biệt là khu vực đồng bằng khithi công các công trình ta thường gặp nước ngầm Nước ngầm chảy vào hố gây lở, sụt vách hố đào, đồng thờicũng đẩy nổi đáy hố đào do đó việc thi công đáy hố đào bằng bê tông rất khó thực hiện Tuỳ thuộc vào lưulượng nước, độ cao lớp nước, vào thành phần hạt và tính chống thấm của đất nền mà định ra biện pháp chốngthấm (hạ mực nước ngầm) cho phù hợp Các biện pháp thường được sử dụng là bơm hút đáy bằng bơm phundung dịch chống thấm vào đất và phương pháp điện hoá

a) Sử dụng rãnh và hố thu nước (Hình 20)

Giải pháp này được dựa trên cơ sở các rãnh thu nước ở đáy hố đào tập trung nước về hố thu để bơm rakhỏi hố móng, nó thường được áp dụng cho đất cuội sỏi hoặc đá, lưu lượng nước ít, dòng chảy không mạnh,không cuốn trôi đất vào hố đào §ôi khi người ta còn tạo lớp lọc nứoc ở sau vách chống đất để giữ cát khôngchảy gây sụt lở hố §ây là phương pháp rẻ tiền

Chiều sâu hố thu nước thường lấy bằng 1,01,5m và cần phải chuẩn bị nhiều hố thu khi kích thước hố đàolớn

Lưu lượng nước phải bơm khỏi hố đào được tính theo công thức của §ác xy :

vùgn xung quanh lún theo, do đó phải tính toán chính xác số lượng giếng và lưu lượng bơm, thời gian bơm đểsao cho ảnh hưởng đến khu vực xung quanh là ít nhất, Giếng lọc không thu hồi được nên chỉ áp dụng tại nhữngnơi mặt bằng thi công rộng, lưu lượng lớn, điều kiện triển khahi các giếng rời rạc, thời gian sử dụng lâu nhưngkhông liên tục Mỗi đợt bơm nên ngắn để đất không kịp lún.

Lưu lượng nước chảy vào hố đào được tính gần đúng theo công thức :

(1)Trong đó : q - lưu lượng lọc của 1 m2 hố đào.(m3/m) phụ thuộc vào đất đá (cát hạt nhỏ lấy q=0,16; hạt

trung q=0,24; hạt thô q=0,35)

F - Diện tích hố đào (m2)

hm - Lượng nước mưa trong ngày;

K1 - Hệ số dự phòng = 1,11,3Khi hố đào có tường cừ vây xung quanh, lưu lượng nước chảy vào hố xác định theo công thức :

.Trong đó q0 = 0,21,3 : phụ thuộc vào độ dày lớp nước ngầm (độ cao cột nước áp lực H)

h - độ sâu chôn cừ

Ự : Chu vi hố đào