Nghiên cứu biện pháp thi công cống thoát nước bằng công nghệ khoan kích ngầm trên tuyến đường võ văn kiệt (đoạn từ cầu lò gốm đến cầu nguyễn tri phương)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRẦN THANH THIỆN NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP THI CÔNG CỐNG THOÁT NƯỚC BẰNG CÔNG NGHỆ KHOAN KÍCH NGẦM TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG VÕ VĂN KIỆT ĐOẠN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRẦN THANH THIỆN

NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP THI CÔNG CỐNG THOÁT NƯỚC BẰNG CÔNG NGHỆ KHOAN KÍCH NGẦM TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG VÕ VĂN KIỆT (ĐOẠN TỪ CẦU LÒ GỐM ĐẾN CẦU

NGUYỄN TRI PHƯƠNG)

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH – 2020

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRẦN THANH THIỆN

NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP THI CÔNG CỐNG THOÁT NƯỚC BẰNG CÔNG NGHỆ KHOAN KÍCH NGẦM TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG VÕ VĂN KIỆT (ĐOẠN TỪ CẦU LÒ GỐM ĐẾN CẦU

NGUYỄN TRI PHƯƠNG)

CHUYÊN NGÀNH:

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

Mã số: 62580205 CHUYÊN SÂU:

KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

PGS.TS LÊ VĂN BÁCH

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - 2020

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan luận văn của tôi hoàn toàn do tôi thực hiện Những kết quả nghiên cứu, tính toán là trung thực Không sao chép từ bất kì nguồn thông tin nào khác

Tôi cũng xin cam đoan rằng các thông tin trích dẫn trong luận văn đều đã được chỉ rõ nguồn gốc, mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện luận văn đã được tác giả trân trọng ghi nhận và cảm ơn sâu sắc

Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 6 năm 2020

Tác giả

Trần Thanh Thiện

LỜI CẢM ƠN

Tác giả xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo trong nhà trường, phòng Đào tạo Đại học và sau Đại học, khoa Công trình Trường Đại học Giao Thông Vận Tải, về sự giúp đỡ trong suốt thời gian tác giả nghiên cứu và học tập tại trường

Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS.TS LÊ VĂN BÁCH

đã đưa ra những định hướng khoa học và tận tình hướng dẫn tác giả trong suốt quá trình thực hiện và hoàn thành luận văn

Cảm ơn các đồng nghiệp trong Công ty Yasuda - Kolon đã tạo điều kiện về mặt thời gian, cũng như đã hỗ trợ tác giả thu thập tài liệu nghiên cứu để hoàn thành luận văn

Cuối cùng, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến những người thân trong gia đình đã luôn động viên, khích lệ và hỗ trợ mọi mặt cho tác giả trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

Dù đã rất cố gắng trong quá trình thực hiện nhưng không thể tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận được ý kiến đóng góp của quý Thầy Cô để luận văn được hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Thành Phố Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 6 năm 2020

Tác giả

Trần Thanh Thiện

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

DANH MỤC BẢNG BIỂU v

DANH MỤC HÌNH ẢNH vi

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 2

3 PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

4 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 3

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH, CÔNG TÁC ĐÀO ĐẤT VÀ CẢI TẠO ĐẤT NỀN 4

1.1 Giới thiệu công trình 4

1.1.1 Tổng quan về công trình 4

1.1.2 Vị trí tuyến cống 4

1.1.3 Khối lượng thi công 9

1.1.4 Máy móc chính 9

1.1.5 Vật liệu chính 10

1.1.6 Quy trình thi công 11

1.1.7 Mặt bằng tổng thể hệ thống cống bao 12

1.2 Công tác đào đất 14

1.2.1 Công tác chuẩn bị 14

1.2.1.1Khảo sát địa chất 14

1.2.2 Công tác đóng cừ thép 15

1.2.3 Công tác đào và giữ đất 16

1.3 Biện pháp cải tạo đất nền 20

1.3.1 Phương pháp gia cố nền bằng vữa hóa học 20

1.3.2 Hệ thống thiết bị trong phương pháp gia cố nền bằng vữa hóa học 21

1.3.3 Phân loại phương pháp bơm chất phụ gia gia cố nền đất, khái niệm, đặc tính 24

1.3.4 Sơ đồ quy trình thi công bơm vữa 28

1.3.5 Cách thức thi công 29

1.3.6 Quy trình thi công 29

1.3.7 Vị trí lỗ khoan 30

1.3.8 Phạm vi cải tạo đất nền 33

CHƯƠNG 2 BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TÁC KHOAN KÍCH NGẦM BẰNG BÙN ĐẶC (D800 – D1800) 37

2.1 Khoan kích ngầm bằng bùn đặc 37

2.1.1 Phương pháp khoan kích bằng bùn đặc 37

2.1.2 Ưu điểm của phương pháp khoan kích ngầm bằng bùn đặc 38

2.2 Nội dung công trình 41

2.3 Biện pháp thi công khoan kích bằng bùn đặc 43

2.3.1 Sơ đồ thi công 43

2.3.2 Sơ đồ tuần hoàn khoan kích 44

2.3.3 Tiêu chuẩn thi công 45

2.3.4 Thuyết minh phương pháp thi công 47

2.3.4.1Công tác khoan kích 47

2.3.4.2Công tác bơm chất phụ gia bôi trơn 49

2.3.4.3Công tác tại giếng nhận 50

2.3.4.4Công tác bơm vữa chèn 51

2.3.4.5Công tác trám mối nối 52

2.4 Thiết bị khoan kích 52

2.4.1 Sơ đồ lắp đặt hệ thống thiết bị khoan kích 52

2.4.2 Thiết bị của giếng 55

2.5 Phương pháp vận chuyển bùn 62

2.5.1 Tiêu chuẩn pha trộn bùn 62

2.5.2 Khu vực pha chế bùn 63

2.5.3 Tính toán lượng đất đào 63

2.5.4 Áp lực chuyển bùn 64

2.5.5 Tính toán lượng bùn chuyển 64

2.6 Phương pháp bùn thải 65

2.6.1 Phương pháp bùn thải 65

2.6.2 Công tác xử lý đất thừa (xử lý bùn thải công trình) 66

2.6.3 Lượng bùn thải xử lý 66

2.7 Nguyên liệu 66

2.8 Quản lý an toàn 68

2.8.1 Tổng quát 68

2.8.2 Quy trình thi công 69

2.9 Kế hoạch giám sát mặt đất trong quá trình khoan kích 73

CHƯƠNG 3 BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TÁC KHOAN KÍCH NGẦM BẰNG BÙN LOẢNG (D500 – D700) 75

3.1 Khoan kích ngầm bằng bùn loãng 75

3.1.1 Lý luận của phương pháp khoan kích bằng bùn loảng 75

3.1.2 Ổn định mặt cắt 75

3.1.3 Ưu điểm của phương pháp khoan kích ngầm bằng bùn loãng 75

3.2 Nội dung công trình 76

3.3 Phương pháp thi công khoan kích bằng bùn loãng 77

3.3.1 Sơ đồ quy trình thi công 77

3.3.2 Sơ đồ tuần hoàn kích 78

3.3.3 Tiến độ thi công tiêu chuẩn 79

3.3.4 Thuyết minh biện pháp thi công chi tiết 80

3.3.4.1Công tác khoan kích 80

3.3.4.2Công tác bơm vữa bôi trơn 80

3.3.4.3Quản lý bùn loãng 81

3.3.4.4Vận chuyển bùn 82

3.3.4.5Thiết bị xử lý bùn 83

3.3.4.6Công tác khi cán đích 84

3.4 Thiết bị khoan kích 84

3.4.1 Sơ đồ lắp đặt máy móc (sơ đồ hệ thống) 84

3.4.2 Danh sách máy sử dụng 86

3.4.3 Cửa hầm (ngăn nước ngầm) 87

3.4.4 Máy kích 87

3.5 Kế hoạch quản lý ống kích 88

3.5.1 Hạng mục quản lý ống kích 88

3.5.2 Quản lý độ chính xác của phương hướng 89

3.6 Kế hoạch quản lý an toàn 89

3.6.1 Quản lý về an toàn và sức khỏe 89

3.6.2 Các biện pháp phòng chống tai nạn nghiêm trọng 89

3.7 Công tác giếng tách dòng và tái lập mặt đường 90

3.7.1 Công tác cốt thép 90

3.7.2 Công tác ván khuôn 91

3.7.3 Công tác đổ bê tông 92

3.7.4 Bảo dưỡng bê tông 92

3.7.5 Tháo ván khuôn 92

3.7.6 Mối tiếp xúc giữa hai khối bê tông 93

3.7.7 Tái lập mặt đường 93

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 97

TÀI LIỆU THAM KHẢO 99

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1 Khối lượng thi công 9

Bảng 1-2 Khối lượng máy móc 9

Bảng 1-3 Vật liệu chính 10

Bảng 1-4 Bảng tổng hợp tuyến cống bao 13

Bảng 1-5 Danh sách vị trí lỗ bơm nhồi 32

Bảng 1-6 Tỉ lệ bơm của phương pháp ống kép 34

Bảng 1-7 Bảng khối lượng bơm theo thiết kế 35

Bảng 2-1 Danh sách các tuyến ống khoan kích 42

Bảng 2-2 Danh sách số ngày lắp đặt thiết bị 45

Bảng 2-3 Bảng số liệu quản lý áp lực 48

Bảng 2-4 Tiêu chuẩn pha chế nguyên liệu 62

Bảng 2-5 Tiêu chuẩn pha trộn 1m3 bùn 67

Bảng 2-6 Lượng vữa bôi trơn 1m dài 67

Bảng 2-7 Tiêu chuẩn pha chế 1m3 vữa bôi trơn 67

Bảng 2-8 Quy trình thi công 69

Bảng 3-1 Danh sách các tuyến ống khoan kích 76

Bảng 3-2 Số ngày khoan kích 79

Bảng 3-3 Khối lượng bơm vữa tiêu chuẩn 81

Bảng 3-4 Danh sách máy sử dụng 86

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Xây dựng hệ thống cống thoát nước bằng công nghệ khoan kích ngầm trên tuyến đường Võ Văn Kiệt (đoạn từ cầu Lò Gốm đến cầu Nguyễn Tri Phương) thuộc gói thầu G của Dự án Cải thiện Môi trường nước Thành Phố Hồ Chí Minh giai đoạn 2 Mục tiêu Dự án nhằm hoàn thiện hệ thống thoát nước mưa giúp chống ngập úng và giải quyết vấn đề vệ sinh môi trường cho các khu vực trũng của Thành phố và vùng lân cận thuộc lưu vực kênh Tàu Hũ - Bến Nghé - Đôi - Tẻ

Hoàn thiện, kết nối đồng bộ hệ thống thoát nước, xử lý nước thải đã được xây dựng trong giai đoạn 1 và đang được xây dựng trong giai đoạn 2 để phát huy hiệu quả nguồn vốn đầu tư trong việc giải quyết tình trạng ngập úng và cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường

Dự án có tác dụng thoát nước đô thị và xử lý nước thải nhằm phục vụ khu vực trung tâm Thành phố với diện tích lên tới 3060 ha Giai đoạn 1 của dự án phục vụ cho

910 ha được thực hiện từ tháng 6/2012 và đã hoàn thành vào năm 2013 Giai đoạn 2 của dự án được khởi công từ năm 2015, dự kiến sẽ hoàn thành vào năm 2021 Bên cạnh đó, Dự án cũng góp phần tạo cảnh quan đô thị, nâng cấp cơ sở hạ tầng trong khu vực dự án; cải thiện và nâng cao đời sống của dân cư trong khu vực Đặc biệt, Dự án

sẽ từng bước xóa nhà tạm bợ trên và ven kênh, đem lại cuộc sống ổn định cho người dân sau khi di dời đến nơi ở mới

Dự kiến khi hoàn thành dự án sẽ góp phần tiếp tục hoàn thiện hệ thống thoát nước mưa nhằm chống ngập úng, giải quyết vấn đề vệ sinh môi trường cho các khu vực trũng của Thành phố Hồ Chí Minh và vùng lân cận thuộc lưu vực kênh Tàu Hũ, Bến Nghé - Đôi - Tẻ

Đồng thời cải thiện điều kiện vệ sinh môi trường thông qua việc xây dựng và phát triển hệ thống thu gom và xử lý nước thải nhằm nâng cao chất lượng đô thị và

môi trường sống của người dân trên địa bàn quận, huyện của Thành phố Hồ Chí Minh

2 Đối tượng nghiên cứu

Bên cạnh các công nghệ kích cống ngầm của Đức, Italy, một công nghệ kích đẩy đến từ Nhật Bản sẽ giúp cho các nhà thầu có thêm sự lựa chọn công nghệ phù hợp, hiệu quả cho công trình của mình

Đó là công nghệ kích đẩy Suishin nhằm thay thế phương pháp đào lấp thông thường

Khi thi công các cống ngầm (khoan ngầm trong lòng đất), nguyên lý hoạt động của công nghệ kích đẩy Nhật Bản sẽ giúp hỗ trợ thực hiện thiết lập cửa hầm đầu và cửa hầm cuối của đoạn đường cống ngầm cần lắp đặt Dùng kích đẩy máy đào từ cửa hầm đầu hướng về cửa hầm cuối, sau đó đặt các đoạn ống (bê tông) đã được làm sẵn nối tiếp sau máy đào và kích đẩy dần các đoạn ống này nối tiếp theo máy đào cho đến khi đầu mối chạm đến cửa hầm cuối tạo thành một đường cống ngầm dài xuyên suốt, giúp giữ nguyên bề mặt hiện trạng của khu vực thi công

3 Phạm vi nghiên cứu

Trong thi công các công trình ngầm, đặc biệt trong thi công hệ thống cấp thoát nước đô thị, để đảm bảo thành công đòi hỏi rất nhiều yếu tố như nhân lực, chất lượng vật liệu, địa chất… Tuy nhiên, điều mà các nhà thầu quan tâm hơn cả chính là yếu tố công nghệ bởi những công trình ngầm khi thi công mang tính chất nguy hiểm và chứa nhiều rủi ro hơn thi công trên mặt đất, nên cần phải có một công nghệ phù hợp, được tính toán chính xác nhằm giảm được tối đa mức độ ảnh hưởng tới các công trình bên

cạnh, giảm thời gian thi công, không phá vỡ bộ mặt đô thị

Nghiên cứu biện pháp thi công cống bằng công nghệ khoan kích ngầm trên tuyến đường Võ Văn Kiệt (đoạn từ cầu Lò Gốm đến cầu Nguyễn Tri Phương) thuộc

bờ tây kênh Tàu Hủ

Cống thoát nước trên tuyến với các đường kính: 500, 600, 700,

800,900,1100,1350, 1650,1800

Nội dung nghiên cứu gồm có 3 chương:

Chương 1: Giới thiệu công trình, công tác đào đất và cải tạo đất nền

Chương 2: Biện pháp thi công công tác khoan kích ngầm bằng bùn đặc D1800)

(D800-Chương 3: Biện pháp thi công công tác khoan kích ngầm bằng bùn loãng D700)

(D500-4 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Khoan kích ngầm là một kỹ thuật lắp đặt tuyến ống dưới lòng đất Kích thủy lực công suất lớn được sử dụng để đẩy các đốt ống đặc biệt xuyên vào trong lòng đất cùng với đầu máy gắn phía trước Không có sự giới hạn nào về kỹ thuật liên quan chiều dài của mỗi tuyến kích, tuy nhiên những vấn đề về kỹ thuật thực hành và tính kinh tế có thể đặt ra vài hạn chế Tuyến kích có thể theo đường thẳng hoặc cong với một hoặc nhiều bán kính cong khác nhau Phương pháp kích ống có khả năng chống

đỡ đất và giảm khả năng đất dịch chuyển

Khoan kích ngầm bằng phương pháp bùn đặc đối với cống đường kính lớn 800 đến 1800;

Khoan kích ngầm bằng phương pháp bùn loảng đối với cống đường kính nhỏ

500 đến 700;

5 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng các phương pháp nghiên cứu cụ thể như: thống kê, phân tích, so sánh, tổng hợp…

Tài liệu tham khảo : [ Tập Dự án cải thiện môi trường nước Thành phố Hồ Chí Minh giai đoạn 2 – Gói thầu G – Xây dựng hệ thống cống bao – “BIỆN PHÁP THI CÔNG KHOAN KÍCH NGẦM” ] do Công ty liên danh YASUDA – KOLON thực hiện

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH, CÔNG TÁC ĐÀO ĐẤT VÀ CẢI

Gói G: Xây dựng hệ thống cống bao

Địa điểm: Khu vực phía Tây, bờ trái kênh Tàu Hủ

Nguồn tài liệu tham khảo từ tập: [ Dự án cải thiện môi trường nước Thành phố

Hồ Chí Minh giai đoạn 2 – Gói thầu G – Xây dựng hệ thống cống bao – “BIỆN PHÁP THI CÔNG KHOAN KÍCH NGẦM”] do Công ty liên danh YASUDA – KOLON thực hiện

Các hạng mục giai đoạn 2 của dự án:

 Cải tạo kênh Tàu Hủ

 Cải tạo hệ thống thoát nước lưu vực rạch Hàng Bàng

 Xây dựng hệ thống cống bao

 Mở rộng trạm bơm trung chuyển và xây dựng tuyến cống chuyển tải

 Mở rộng nhà máy xử lý nước thải

Trong đó gói thầu G: xây dựng hệ thống cống bao

1.1.2 Vị trí tuyến cống

Tuyến cống đường Võ Văn Kiệt thuộc địa giới hành chính quận 5, quận 6, nằm về phía Tây – Nam của nội thành Thành phố Hồ Chí Minh

 Phía Bắc: giáp trung tâm quận 5 và quận 6

 Phía Nam: giáp huyện Bình Chánh

 Phía Tây: giáp quận Bình Tân

 Phía Đông: giáp quận 4 và quận 7

Giới hạn khu vực tuyến đi qua: Tuyến đường Võ Văn Kiệt thuộc quận 6, quận

5, có điểm đầu tuyến là khu vực cầu Lò Gốm, và điểm cuối tuyến là khu vực cầu Nguyễn Tri Phương

Nhiệt độ

Khu vực quận 5, quận 6 nói riêng và thành phố Hồ Chí Minh nói chung nằm trong khu vực khí hậu nhiệt đới gió mùa cận xích đạo, hàng năm có 2 mùa rõ rệt: mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 và mùa khô từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau

 Nhiệt độ trung bình hằng năm : 28,6C

 Nhiệt độ trung bình tháng cao nhất : 31,3C (tháng 5)

 Nhiệt độ trung bình tháng thấp nhất : 27,2C (tháng 11)

 Biến thiên nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm từ 60C đến 100C

Độ ẩm tương đối không khí

 Độ ẩm tương đối trung bình năm : 74,0%

 Độ ẩm tương đối cao nhất : 80,0% (tháng 8, 11)

 Độ ẩm tương đối thấp nhất : 68,0% (tháng 3)

 Độ ẩm tương đối cao nhất vào các tháng mùa mưa và thấp nhất vào các tháng mùa khô

Lượng mưa trong năm

Đây là khu vực nhiệt đới gió mùa, thời tiết chia làm 2 mùa rõ rệt: mùa khô

và mùa mưa Mùa khô bắt đầu từ khoảng đầu tháng 12 và kết thúc vào tháng 4 của năm sau, thời gian còn lại là mùa mưa Vào mùa mưa, lượng mưa chiếm tới khoảng 90% tổng lượng mưa cả năm:

 Lượng mưa trung bình năm : 2.016,2mm

 Lượng mưa trung bình cao nhất : 400,6mm (tháng 8)

 Lượng mưa trung bình thấp nhất : 0,00mm (tháng 2)

Địa chất trên tuyến

Địa chất trên tuyến có thể chia thành các lớp:

- Lớp A: đất san lấp, dày từ 1,4m – 2,3m

- Lớp 1: bùn sét, sám xanh đen, trạng thái nhão, dày từ 1,4m – 3,3m

- Lớp 2: sét, sét có sạn sỏi, nâu vàng, nâu đỏ, xám trắng, trạng thái dẻo, dày từ 2,2m – 4m

- Lớp 3A: á sét, xám trắng, trạng thái dẻo cứng, dày từ 0m – 2,9m

- Lớp 3: á cát, xám vàng, trạng thái dẻo, dày từ 5,8m – 11m

- Lớp 4: cát mịn – thô vừa, xám xanh đen, xám vàng, dày hơn 5m

Hình 1-1 Vị trí tuyến cống

1.1.3 Khối lượng thi công

Bảng 1-1 Khối lượng thi công

Bảng 1-2 Khối lượng máy móc

Máy pha trộn chất hóa

Bê tông B20 nền, tường, tấm bê

1.1.6 Quy trình thi công

Khâu chuẩn bị (khảo sát địa chất,

Khoan kích dùng bùn loãng (đường kính nhỏ)

1.1.7 Mặt bằng tổng thể hệ thống cống bao

Hình 1-2 Mặt bằng tổng thể hệ thống cống bao

cong Tên hố ga Loại Hố Chiều dài Chiều rộng Chiều sâu đáy cống Cao độ Độ dốc Khoảng cách lẻ

Khoảng cách cộng dồn

-4.100 -4.405 -4.440 -4.725 -4.825 -5.053 -5.088 -5.380 -5.48 -5.772 -5.807 -6.099 -6.134 -6.358 -6.393 -6.602 -6.702 -6.996 -7.096 -7.449 -7.484 -7.716 -7.916 -8.083 -8.118 -8.332 -8.582 -8.739 -8.774 -8.897 -8.932 -9.035 -9.07 -9.232 -9.532 -9.689 -9.724 -9.929 -9.964 -10.066 -10.101 -10.193 -10.228 -10.331 -10.366 -10.49 -10.525 -10.706 -10.741 -10.848 -10.883 -11.116 -11.266 -11.417 -11.452 -11.739 -11.774 -11.887 -11.922

Tiến hành khảo sát địa chất theo các nội dung dưới đây:

 Khảo sát điểm tiêu chuẩn: xác nhận tính hợp lý giữa tọa độ và độ cao điểm tiêu chuẩn

 Đo đạc sử dụng đường chuyền đa giác: sau khi xác nhận tính hợp lý của các điểm tiêu chuẩn, xác định điểm khống chế, vị trí và độ cao

 Đo vị trí giếng tách dòng và hố thăm dò

 Đo độ cao nền đất: xác định độ cao nền đất cho giếng tách dòng và hố thăm dò

1.2.2 Công tác đóng cừ thép

Trước khi đóng cừ thép cần dỡ bỏ phần mặt cứng phía trên bằng máy hoặc nhân lực Khi vận chuyển cừ thép cần tiến hành xác nhận quy cách, ngoại quan bằng mắt hoặc đo bằng thước Sau khi gắn búa rung vào móc chính của cần cẩu di động (hình 1), dùng cáp hỗ trợ nâng cừ thép lên và móc chắc chắn vào búa rung (hình 2)

Sau khi xác định điểm tiếp xúc và đặt cừ thép ở phương vuông góc, thận trọng đóng xuống đến độ cao cố định Bắt đầu từ cừ thép thứ hai, chỉ tiến hành đóng sau khi lắp vào cừ thép trước đó (hình 3)

Hình 1-3 Công tác đóng cừ thép

Khi móc vào cẩu cần kiểm tra độ dài nhô ra của cẩu và khu vực phía dưới Tùy tình hình có thể lót tấm thép phía dưới

Phải có sự xác nhận giữa người điều khiển và người ra tín hiệu

Không đứng phía dưới vật treo

Xác nhận điểm tiếp xúc và phương vuông góc và chiều cao phía trên của cừ thép

1.2.3 Công tác đào và giữ đất

Đào lần 1:

Tiến hành đào tới độ sâu khoảng 5m dùng máy xúc hoặc nhân lực Sau khi đào quá độ dài cừ thép khoảng 0,5 – 1m, đóng cừ thép Đất đào sẽ được đưa đến khu vực tập kết tạm và được vận chuyển đến khu vực phân loại bằng xe tải tự đổ, tùy thuộc vào điều kiện kế hoạch thi công Trong quá trình đào nước sẽ tập trung ở hố nước và sau đó được đưa ra khỏi hố giếng bằng bơm chìm

Hình 1-4 Công tác đào và giữ đất Lắp đặt thanh dầm, thanh giằng:

Sau khi đào đến độ sâu thiết kế, xác định độ cao và vị trí thanh đỡ thông qua đo đạc Gạt sạch vật dơ bám trên cừ thép và hàn giá đỡ vào cừ thép (hình 4) Đối với một thanh dầm cần từ 2 giá đỡ trỡ lên Thanh dầm, thanh giằng được hạ xuống bởi cẩu di động hoặc máy đào đất, và được đặt trên giá đỡ (hình 5)

Khoảng trống giữa cừ thép và thanh dầm có thể chèn miếng gỗ vào

Hình 1-5 Lắp đặt thanh giằng

1.3 Biện pháp cải tạo đất nền

1.3.1 Phương pháp gia cố nền bằng vữa hóa học

Phương pháp gia cố nền bằng vữa hóa học là một trong những phương pháp xử

lý cải tạo nền đất (cải tạo đặc tính cơ lý của nền đất với mục đích chính là gia cường

và ngăn chặn nước ngầm) Đây là phương pháp cải tạo nền đất với đặc trưng ưu việt

về sự đơn giản, và tiện lợi so với các phương pháp cải tạo khác

Phương pháp gia cố nền bằng vữa hóa học này là phương pháp: “sử dụng loại dung dịch vữa hóa học có thể tùy ý điều chỉnh thời gian kết rắn, được bơm áp lực vào trong nền đất thông qua các ống dẫn được bố trí trong lòng đất, để chặn nước và gia cường nền đất” Dưới đây là các đặc trưng của phương pháp gia cố nền bằng vữa hóa học:

 Không làm thay đổi cấu tạo địa tầng, đẩy lớp nước ngầm chiếm hữu khoảng trống tại các khe hở giữa các hạt đất, vữa hóa học được bơm vào sẽ thẩm thấu và kết rắn

 Với sự thẩm thấu và kết rắn của dung dịch vữa hóa học này, lực dính của nền đất sẽ tăng lên, hệ số thấm của đất sẽ giảm xuống, nền đất được gia cường và làm tăng tính chặn nước

 Dung dịch vữa hóa học kết rắn này bao gồm: nguyên liệu chính là thủy tinh lỏng (SiO2/Na2O), phụ gia đông kết và vật liệu phụ trợ Thời gian kết rắn có thể điều chỉnh được trong phạm vi từ vài giây cho đến vài giờ

Ngoài một số ưu điểm và đặc trưng như đã mô tả ở trên đây, phương pháp gia

cố nền bằng vữa hóa học cũng tồn tại một số nhược điểm như: gặp khó khăn trong việc đánh giá kết quả cải tạo nền vì tiến hành thi công bơm ngầm trong lòng đất, độ tin cậy đối với hiệu quả cải tạo còn chưa được cao Nguyên nhân chính của độ tin cậy của phương pháp còn chưa cao là: do dung dịch vữa hóa học chưa được bơm đủ khối lượng yêu cầu vào phạm vi quy định của thiết kế Tác nhân chính của việc này là các bất cập trong quá trình thiết kế và thi công liên quan đến sai sót về nguyên lý bơm Trong những năm gần đây, dựa trên các kết quả nghiên cứu cơ sở, các dữ liệu thu được từ các thí nghiệm và kinh nghiệm thực tế, nếu tiến hành cẩn thận công tác thiết

kế và thi công, chúng ta sẽ có được một biện phá gia cố nền bằng vữa hóa học có hiệu quả và độ tin cậy cao

1.3.2 Hệ thống thiết bị trong phương pháp gia cố nền bằng vữa hóa học

Cơ cấu thiết bị trong phương pháp gia cố nền bằng vữa hóa học bao gồm: thiết

bị trộn dùng để trộn dung dịch vữa hóa học theo cấp phối quy định, thiết bị bơm vữa dùng để bơm áp dung dịch vữa hóa học, và thiết bị đo lưu lượng, áp suất để quản lý thi công trong quá trình bơm, và máy khoan để khoan lỗ để lắp đặt ống dẫn trong lòng đất

Dưới đây là sơ đồ hệ thống gia cố nền bằng vữa hóa học và hình ảnh minh họa:

Hình 1-7 Hệ thống bơm chất phụ gia

Hình 1-8 Máy gia cố nền đất

1.3.3 Phân loại phương pháp bơm chất phụ gia gia cố nền đất, khái niệm, đặc

Khái niệm các phương pháp bơm chất phụ gia gia cố nền đất:

1) Phương pháp bơm ống kép (bơm 1 pha)

Với phương pháp bơm 1 pha, tại đầu của ống kép sẽ được gắn thiết bị đặc biệt, sau đó gắn lưỡi cắt và tiến hành khoan

Sau khi khoan xong, chất phụ gia đông cứng nhanh (từ 1 – 30 giây) được bơm, dung dịch được trộn lẫn tại đầu sau đó được bơm vào đất qua đầu ống khoan hoặc ống lọc

Dung dịch đông cứng nhanh sẽ làm đông cứng phạm vi xung quanh ống sắt, tránh rò rỉ và bơm đủ trong phạm vi cải tạo

Ngoài ra tốc độ bơm còn phụ thuộc và tình trạng nền đất Tùy vào sự điều chỉnh (q=8-20L/min), mà với tầng đất cát có khe hở lớn hoặc tầng đất sỏi có thủy lực cao, dung dịch sẽ chảy vào các khe hở Còn đối với nền đất sét, dung dịch sẽ thẩm thấu vào nền đất Đối với nền đất đặc biệt cũng có khả năng bơm chất phụ gia

Phương pháp bơm

Phương pháp ống lọc kép

Phương pháp Double - paker

Phương pháp bơm ống kép 1 pha

Phương pháp bơm ống kép 2 pha

Hình 1-9 Mô tả sự thẩm thấu khi bơm chất phụ gia đông cứng nhanh

Tại (1): Tại giai đoạn đầu, chất phụ gia sẽ được bơm để làm đông đặc xung quanh ống sắt, sau đó trong (1) sẽ tạo ra dòng chảy xuyên tâm (cấu tạo dòng chảy là một đường thẳng)

Tại (2): theo dòng chảy được hình thành ở khu vực (1), ở khu vực (2) cũng hình thành dòng chảy Dung dịch sẽ thẩm thấu vào tâm của dòng chảy, đồng thời làm đông cứng khu vực (2)

Tại (3): tiếp tục bơm thêm, dung dịch sẽ thấm thấu sang khu vực (3) và mở rộng thêm khu vực thẩm thấu Do có nhiều chế độ thẩm thấu như ở trên, nên khi thi công tại một nền đất đồng nhất, nếu so sánh các phương pháp bơm khác thì áp lực bơm sẽ cao hơn

2) Phương pháp bơm ống kép (bơm 2 pha)

Với phương pháp bơm hai pha, tại đầu của ống kép sẽ được bơm thiết bị đặc biệt, sau đó gắn lưỡi cắt và bắt đầu tiến hành khoan Sau khi khoan xong, bơm sơ cấp với dung dịch đông cứng nhanh, sẽ làm đông đặc xung quanh ống sắt, và sẽ lấp đầy đường giới hạn giữa tầng đất Mục tiêu là đồng nhất nền đất, sau đó sẽ bơm chất phụ gia đông cứng nhanh để mở rộng phạm vi cần cải tạo

Tiếp theo, thực hiện bơm thứ cấp là dung dịch đông cứng chậm thẩm thấu nền đất vào khu vực đã bơm sơ cấp và phân phối đến các khu vực, đồng thời loại bỏ áp

lực và nước giữa các phân tử cát, xâm nhập trơn tru vào các khu vực cần cải tạo và làm đông cứng đất

Như đã đề cập ở trên, phương pháp bơm ống kép tùy thuộc vào độ đông cứng của dung dịch mà có những đặc tính khác nhau Ngoài ra tỉ lệ giữa bơm sơ cấp và bơm thứ cấp cũng tùy thuộc vào tình trạng đất mà thay đổi dễ dàng, nên với nền đất sét, đất cát, đất sỏi hoặc đất đa lớp, nền đất có phạm vi rộng, có tính tin cậy cao và hiệu quả bơm cao

Hình 1-10 Mô tả sự thẩm thấu khi bơm bằng phương pháp ống kép Tại (1) : chống ống ngoài, đồng nhất các điều kiện mặt đất bằng cách lấp đầy các chỗ có nước và biên các lớp đất và hình thành các khu vực thâm nhập sơ khởi Tại (2) : Hình thành các khu vực thâm nhập thứ cấp với chất phụ gia đông cứng chậm Với thời gian hóa kéo dài, nó cho phép phun thâm nhập ở áp suất thấp

3) Phương pháp Double packer

Đây là phương pháp khoan đến chiều sâu thiết kế với đường kính khuôn bao D73-100mm, đưa ống phun ngoài vào trong lỗ khoan, lấp kín khe hở giữa ống và lỗ khoan bằng vữa bentonite Việc phun sẽ được thông qua ống phun đặt trong ống phun ngoài

Phương pháp này có những ưu thế sau:

- Chất phụ gia không bị đùn ra từ khắp nơi trên ống phun nhờ có sự lấp kín phía ngoài ống phun bởi vữa bentonite

- Ống phun ngoài được đưa vào cho phép phun nhiều chất phụ gia, điều chỉnh nhiều lần tương ứng với các loại đất nền khác nhau

- Với phun sơ cấp, hình thành đường bao vùng đất được xử lý, nó cho phép cải thiện đất một cách chất lượng

- Có thể phun thâm nhập sâu, với một kết quả là sự biến đổi của nền đất cũng không ảnh hưởng đến cấu trúc hiện có và hiếm khi thấy

4) Lựa chọn phương pháp bơm hóa chất

Phương pháp bơm hóa chất trong công trình này được đánh giá là phù hợp về mặt chi phí, thời gian, hiệu quả và tính linh hoạt Do đó, lựa chọn phương pháp lọc ống kép (nhiều pha)

1.3.4 Sơ đồ quy trình thi công bơm vữa

Kiểm tra nguyên liệu

Thu hồi máy trộn

1.3.5 Cách thức thi công

o Phương pháp bơm: phương pháp dùng ống đôi (ống kép)

o Khoảng cách 1 bước: tiêu chuẩn 1 bước khoảng cách 0,5m

o Tốc độ bơm nhồi: điều chỉnh trong phạm vi 8-16 l/min

o Thời gian đông cứng: loại đông cứng nhanh : 5-20 giây; loại đông cứng chậm : 40-60 phút

1.3.6 Quy trình thi công

Thiết lập máy, bắt đầu khoan : khoan sâu đến vị trí được chỉ định

Hình 1-11 Bơm nhồi lần 1 Bắt đầu bơm nhồi lần 1: sử dụng dung dịch đông cứng nhanh để lấp đầy khe rỗng xung quanh ống bơm

Hình 1-12 Bơm nhồi lần 2