TỔNG QUAN
Về hố đào sâu
2.1.1 Phân loại hố đào sâu [2]:
Căn cứ vào điều kiện thực tế hiện trường và chiều sâu đào, hố đào có thể được chia làm 2 loại:
- Hố đào nông: khi chiều sâu đào không quá 6m
- Hố đào sâu: khi chiều sâu đào lớn hơn 6m
2.1.2 Một số công trình hố đào sâu trên thế giới [9]:
Tại Matxcơva, một gara lớn có khả năng chứa hàng ngàn ôtô đã được xây dựng, với quy trình thi công bao gồm việc đào 274.000m³ đất và sử dụng 4.000m³ bê tông tại chỗ cùng 19.500m³ bê tông đúc sẵn Phương pháp tường trong đất đã được lựa chọn để chắn giữ thành hố đào, và thời gian thi công cho các tường này kéo dài lên đến 6 tháng.
Tòa tháp đôi Malaysia sở hữu 29.000m² tường bê tông cốt thép dày 0.8m, được xây dựng với tầng hầm sâu 30m Công trình sử dụng hai loại cọc barrette kích thước 1.2×2.8m, có độ sâu từ 60 đến 105m, cùng với cọc kích thước 0.8×2.8m, sâu từ 40 đến 60m.
2.1.3 Một số công trình hố đào sâu ở Tp Hồ Chí Minh [4]:
Công trình MB Sunny Tower: Địa điểm Qui mô Chiều sâu đào lớn nhất
Công trình Ree Tower: Địa điểm Qui mô Chiều sâu đào lớn nhất
Công trình Sai Gon MC Tower: Địa điểm Qui mô Chiều sâu đào lớn nhất
Công trình Sai Gon Centre: Địa điểm Qui mô Chiều sâu đào lớn nhất 92-94 Nam Kỳ
Về tường chắn đất
2.2.1 Các loại tường chắn đất thông dụng:
Có nhiều loại tường chắn đất khác nhau, sau đây là một số loại tường chắn đất thông dụng a Tường cừ thép (sheet pile wall):
Cừ thép là vật liệu phổ biến tại Việt Nam, thường được sử dụng để xây dựng tường chắn đất tạm thời trong quá trình thi công hố đào Chúng được hạ xuống đất bằng phương pháp ép rung và liên kết liên tục với nhau Cừ thép có nhiều hình dạng khác nhau, nhưng dạng chữ U là loại thường được sử dụng nhất cho hố đào sâu Khi liên kết được thi công đúng cách, cừ thép có khả năng chắn nước hiệu quả; tuy nhiên, nếu không, có thể xảy ra hiện tượng rò rỉ nước tại các vị trí liên kết.
(a) hình chữ U, (b) hình chữ Z, (c) dạng đường thẳng
Hình 2.1 Các loại cừ thép phổ biến[2]
(a) Dự án Era Town, quận 7 (b) Dự án Keangnam, Hà Nội)
Hình 2.2 Biện pháp đào đất sử dụng cừ lasen kết hợp hệ giằng chống, hệ neo
(nguồn: Công ty CP Xây Dựng và KD Địa Ốc Hòa Bình)
- Khi hạ cừ vào đất có sự liên kết liên tục giữa hai cừ với nhau nên vị trí nối kín khít, có thể ngăn nước tốt
- Có thể tái sử dụng nhiều lần nên biện pháp sử dụng cừ rất hiệu quả về kinh tế
- Độ cứng chống uốn thấp hơn tường vây, cọc khoan nhồi và cọc secant pile
- Dễ bị chuyển vị mặt đất khi thi công ép hoặc nhổ cừ trong nền đất cát
- Khó hạ cừ thép vào đất cứng, có thể gây ra nhiều tiếng ổn và chấn động đối với môi trường xung quanh
- Mức độ chắn nước không tuyệt đối so với tường vây
- Sử dụng phù hợp cho những hố đào từ 9m trở lại
Cừ thường được hạ xuống đất bằng phương pháp ép, phù hợp cho các khu vực có địa chất không quá cứng, giúp cừ dễ dàng xuyên qua khi được ép rung.
Ép cừ trong đất cát thường gặp phải tình trạng xói nước, dẫn đến giá thành cao và có thể gây ra chấn động rung, làm lún mặt đất xung quanh Do đó, việc áp dụng phương pháp này trong loại đất này cần được hạn chế Một giải pháp thay thế là sử dụng tường bằng thép hình kết hợp chèn khe hở (Soldier pile wall), giúp cải thiện tính ổn định và giảm thiểu tác động tiêu cực.
Tường chống được xây dựng bằng thép hình H được ép xuống đất trước khi tiến hành đào Sau mỗi giai đoạn đào, các tấm gỗ được chèn vào khe hở giữa các cây thép hình để đảm bảo sự ổn định cho đất phía sau tường.
- Yêu cầu kỹ thuật thi công đơn giản, thời gian thi công nhanh
- Thi công chèn khe hở bằng vật liệu gỗ nên biện pháp này rất kinh tế
- Thi công cọc kingpost có thể điều chỉnh được một cách linh hoạt theo thực tế thay đổi của công trường
- Các cọc có thể được nhổ dễ dàng để tái sử dụng nhiều lần
- Biện pháp không thể áp dụng được trong đất có mực nước ngầm cao, nếu áp dụng phải có biện pháp hạ nước ngầm thích hợp
- Những vị trí bị rỗng sau lưng tường cần được lấp lại, nếu thi công không đạt sẽ dẫn đến lún mặt đất xung quanh tầng hầm
Phương pháp đóng cọc kingpost có thể tạo ra tiếng ồn và chấn động lớn, dẫn đến việc thay đổi trạng thái của lớp đất cát bên dưới, từ đó gây ra hiện tượng lún không đều cho các công trình lân cận Ngoài ra, quá trình thi công nhổ cọc kingpost cũng có thể gây xáo trộn đáng kể cho khu vực đất xung quanh.
- Độ cứng chống uốn nhỏ hơn tường vây, tường cọc nhồi
- Chỉ áp dụng cho những vị trí hố đào không có hoặc rất ít nước ngầm
- Áp dụng phù hợp hơn cho các loại đất dính và tương đối tốt Đất không phù
Hình 2.3: Thi công lắp các thanh gỗ chống sạt lở đất giữa các cọc thép hình, Dự án Kumho Asiana Plaza, Quận 1, Tp.HCM, 2009
(Nguồn: Công ty Cổ Phần XD và KD Địa Ốc Hòa Bình)
, 2010 hợp như: sét dẻo mềm, dẻo chảy, đất cát (sẽ xảy ra chuyển vị lớn)
- Có thể áp dụng kết hợp với hệ neo trong đất hoặc sử dụng hệ giằng chống ngang c Tường cọc nhồi cách khoảng (contiguous piles)[14]:
Cọc nhồi đường kính nhỏ và trung bình hiện nay được sử dụng phổ biến trong thi công tầng hầm Quy trình thi công bao gồm khoan tạo lỗ đến độ sâu thiết kế bằng máy khoan, sử dụng dung dịch bentonite hoặc ống thép để giữ thành hố khoan Tiếp theo, lồng thép được đặt vào hố và bê tông được đổ bằng ống Tremie.
Cọc nhồi được thi công với khoảng cách giữa các cọc lớn hơn đường kính cọc (S>D), tạo ra một khoảng hở nhỏ từ 100-150mm giữa hai cọc.
(a) Không có grouting (b) Có grouting
Tường cọc nhồi cách khoảng (contiguous piles) được thiết kế với đường kính và khoảng cách giữa các cọc được xác định qua tính toán, thích hợp cho đất có tính dính kết và không có nước ngầm cao Hiện nay, cọc có thể thi công với nhiều kích thước khác nhau, bắt đầu từ 300mm, trong đó đường kính phổ biến là 400, 500 và 600mm Nếu gặp phải tình trạng nước ngầm cao, cần bổ sung cọc vữa xi măng tại vị trí khoảng hở giữa hai cọc để đảm bảo tính ổn định.
- Ít gây ồn hay chấn động hơn so với thi công cừ thép hay cọc soldier piles
- Có thể thay đổi linh động chiều sâu của cọc
- Độ cứng lớn hơn so với cọc soldier hay cừ thép
- Áp dụng biện pháp này trong điều kiện không có nước ngầm hoặc mực nước ngầm ở mức thấp sẽ tiết kiệm chi phí hơn nhiều so với tường vây
- Cọc có đường kính nhỏ nên khó kiểm soát chất lượng, cọc dễ bị khuyết tật
- Thi công chậm hơn so với cừ thép hay cọc chống
- Độ cứng nhỏ hơn tường vây
Để thi công trong đất có nước, cần áp dụng biện pháp hạ nước ngầm hoặc sử dụng vữa grouting Tuy nhiên, hiệu quả chắn nước của các biện pháp này thường thấp hơn so với tường vây.
Biện pháp này có thể áp dụng cho hầu hết các loại đất, nhưng đặc biệt hiệu quả nhất đối với các loại đất có tính dính, nhất là ở những khu vực có mực nước ngầm thấp.
- Có thể áp dụng cho những dự án trong thành phố, có nhiều công trình lân cận
- Áp dụng cho những tầng hầm hay hố đào có chiều sâu đào nhỏ hoặc trung bình (không vượt quá 2 tầng hầm)
Khi khoảng cách từ tường hầm đến ranh đất nhỏ hơn 1m, cần sử dụng cọc khoan nhồi với đường kính nhỏ để chắn đất, vì trong trường hợp này không thể thi công cừ Larsen.
Hình 2.5: Tường chắn cọc nhồi kết hợp với hệ chống thép hình,
Dự án Nam Sông Tiền, quận Phú Nhuận, Tp.HCM
(Nguồn: Công ty Cổ Phần XD và KD Địa Ốc Hòa Bình) d Tường cọc secant pile[14]:
Tường secant piles được thi công với khoảng cách giữa các cọc nhỏ hơn đường kính cọc (S
