Báo cáo kĩ thuật thi công công trình Đặc biệt chương 1 giới thiệu về các phương pháp thi công tầng hầm

Phương pháp thi công Bottom-Up - Phương pháp thi công tầng hầm Bottom-Up: tạm dịch: từ dưới lên là mộttrong những phương pháp phổ biến trong xây dựng các công trình có tầng hầm.Phương ph

ĐẠI HỌC CẦN THƠTRƯỜNG BÁCH KHOA

KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

-

 -BÁO CÁO

KĨ THUẬT THI CÔNG CÔNG TRÌNH ĐẶC BIỆT

HỌC KÌ: I NĂM HỌC: 2024-2025

PHAN NHẬT KIÊN MSSV: B2104557 THẠCH HOÀNG BÁCH MSSV: B2104531

QUÁCH THANH BẢO MSSV: B2110700

PHỤ LỤC Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM

3

1.1 Giới thiệu về các phương pháp thi công 3

1.2 Khái niệm và nguyên tắc của các phương pháp thi công tầng hầm 4

1.2.1 Phương pháp thi công Bottom-Up 4

1.2.2 Phương pháp thi công Top-Down 5

1.2.3 Phương pháp thi công Semi Top-Down 5

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG BOTTOM-UP 6

2.1 Điều kiện áp dụng của phương pháp thi công bottom-up 6

2.2 Quy trình thi công 7

2.2.1 Công tác chuẩn bị 7

2.2.2 Công tác thi công tường vây 7

a Tường cừ thép 8

b Cọc xi măng đất 11

c Tường vây barrette 13

2.2.3 Đào hố móng 16

a Đào bằng máy đào gầu nghịch 16

b Đào bằng máy đào gầu thuận 17

c Đào bằng thủ công 18

d So sánh phương pháp đào bằng thủ công và bằng máy 20

2.2.4 Công tác xây tầng hầm 20

2.3 Ưu điểm của phương pháp Bottom-up 23

2.4 Nhược điểm của phương pháp Bottom-up 23

CHƯƠNG 3 PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TOP-DOWN 24

3.1 Điều kiện áp dụng của phương pháp Top-down 24

3.2 Qui trình thì công theo phương pháp Top-down 25

3.3 Ưu điểm của phương pháp thi công Top-down 27

3.4 Nhược điểm của phương pháp thi công Top-down 31

3.5 So sánh hai phương pháp thi công Bottom-up với Top-down 31

Chương 1 GIỚI THIỆU VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TẦNG

HẦM

1.1 Giới thiệu về các phương pháp thi công

- Hiện nay việc thi công tầng hầm có 3 phương pháp phổ biến:

+ Công nghệ thi công tầng hầm từ dưới lên BOTTOM-UP

Hình 1.1 Công nghệ thi công bottom-up

+ Công nghệ thi công tầng hầm từ trên xuống TOP-DOWN

Hình 1.2 Công nghệ thi công top-down

+ Công nghệ thi công tầng hầm linh hoạt SEMI TOP- DOWN.

Hình 1.3 Công nghệ thi công Semi top-down 1.2 Khái niệm và nguyên tắc của các phương pháp thi công tầng hầm

1.2.1 Phương pháp thi công Bottom-Up

- Phương pháp thi công tầng hầm Bottom-Up: (tạm dịch: từ dưới lên) là mộttrong những phương pháp phổ biến trong xây dựng các công trình có tầng hầm.Phương pháp này được ưu tiên lựa chọn bởi tính linh hoạt, khả năng kiểm soátcao và phù hợp với nhiều loại địa chất

- Nguyên tắc thi công của phương pháp:

+ Đào hố móng: Bắt đầu từ đáy hố móng, tiến hành đào sâu từng lớp

1.2.2 Phương pháp thi công Top-Down

- Phương pháp thi công tầng hầm Top-Down (từ trên xuống) là một phươngpháp xây dựng ngược lại hoàn toàn với phương pháp Bottom-Up Thay vì đào

hố móng và xây tường vây từ dưới lên, phương pháp Top-Down bắt đầu thicông từ trên xuống, tức là từ các tầng trên mặt đất xuống các tầng hầm

- Nguyên tắc thi công của phương pháp:

+ Xây dựng tường vây: Xây dựng tường vây bao quanh khu vực dự kiếnxây dựng tầng hầm trước khi đào đất Tường vây này sẽ giữ đất và đảm bảo antoàn trong quá trình thi công

+ Đào đất và thi công sàn: Sau khi xây dựng tường vây, tiến hành đàođất từng lớp và thi công sàn bê tông cốt thép cho từng tầng hầm

+ Thi công móng: Sau khi hoàn thành các tầng hầm, tiến hành thi côngmóng

1.2.3 Phương pháp thi công Semi Top-Down

- Semi Top-Down là một biến thể của phương pháp Top-Down, kết hợp những

ưu điểm của cả hai phương pháp Top-Down và Bottom-Up Phương pháp nàylinh hoạt hơn, phù hợp với nhiều điều kiện thi công khác nhau và được ứngdụng rộng rãi trong các công trình xây dựng hiện nay

- Nguyên tắc thi công của phương pháp:

+ Kết hợp linh hoạt: Kết hợp việc thi công tường vây từ trên xuống(giống Top-Down) và đào đất, đổ bê tông sàn từ dưới lên (giống Bottom-Up)

+ Tường vây: Thường sử dụng tường vây bằng cọc bê tông hoặc tườngBarrette để đảm bảo độ ổn định cho hố đào

+ Đào đất và đổ bê tông: Sau khi thi công tường vây đến một độ sâunhất định, tiến hành đào đất và đổ bê tông sàn Quá trình này được lặp lại chođến khi hoàn thành tất cả các tầng hầm

+ Linh hoạt trong thiết kế: Có thể điều chỉnh thiết kế tường vây và quytrình thi công để phù hợp với điều kiện địa chất và yêu cầu của công trình

Chương 2 PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG BOTTOM-UP

2.1 Điều kiện áp dụng của phương pháp thi công bottom-up

- Phương pháp bottom-up là một phương pháp thi công cổ điển và được sửdụng phổ biến ở Việt Nam

- Điều kiện của công trình sử dụng phương pháp bottom-up:

+ Khuyến khích chiều sâu của hố đào không quá lớn, dưới10m

+ Điều kiện địa chất tương đối ổn định, ít sạc lở

+ Yêu cầu về độ phức tạp của công trình không quá cao vì phươngpháp này chỉ phù hợp với các công trình có thiết kế từ đơn giản đến trung bình

+ Ngân sách đầu tư thấp hơn các phương pháp khác

- Các công trình phù hợp với phương pháp thi công:

+ Nhà ở: Các biệt thự, nhà phố có tầng hầm để xe, hầm rượu…

Hình 2.1 Nhà ở

+ Tòa nhà văn phòng: Các tòa nhà văn phòng vừa và nhỏ, tầng hầmdùng làm bãi đậu xe hoặc các công trình phụ trợ

+ Trung tâm thương mại: Các trung tâm thương mại quy mô vừa vànhỏ, tầng hầm dùng làm bãi đậu xe hoặc kho hàng.

+ Công trình công nghiệp: Nhà xưởng, kho bãi với quy mô vừa vànhỏ

2.2 Quy trình thi công

- Chuẩn bị mặt bằng

- Lắp đặt hệ thống chắn giữ

- Đào hố móng

- Thi công tầng hầm theo thứ tự từ dưới lên

- Hoàn thiện và kiểm tra

Hình 2.2 Quy trình thi công bottom-up 2.2.1 Công tác chuẩn bị

- Dựa vào khảo sát địa chất đã được thực hiện: để xác định được loại đất, mựcnước ngầm để sử dụng phương pháp thi công cho phù hợp

- Sau đó xây dựng tường rào xung quanh công trường để bảo đảm an toàn vàngăn chặn bụi bẩn từ công trình bay ra bên ngoài ảnh hưởng đến các công trìnhlân cận.

- Tập kết vật liệu, xây dựng đường giao thông tạm thời, nhà tạm, lán trại,

2.2.2 Công tác thi công tường vây

+ Cừ ống: Có hình dạng ống tròn, thường được sử dụng cho các côngtrình có yêu cầu về độ kín.

+ Cừ hộp: Có hình dạng hộp chữ nhật, có khả năng chịu lực tốt hơn sovới cừ Larsen

- Phương pháp ép cừ thép: búa rung gồm một cầu trục bánh xích và cơ cấu rung

ép, máy ép thủy lực dùng chính ván cừ đã ép làm đối trọng

Hình 2.4 Hình ảnh máy ép thủy lực

+ Đóng ván cừ thép không chống làm việc dưới dạng công-xôn, ápdụng khi hố đào nông, có mực nước ngầm Ván cừ thép sẽ được thu hồi bằngmáy nhỏ cọc hay cần trục tháp sau khi đã thi công xong tầng hầm

Hình 2.5 Ván cừ không chống

+ Đóng cọc thép phun vữa bê tông giữ đất Cọc thép được đóng xuốngđất hết chiều sâu thiết kế Đào đến đâu ta tạo vòng giữa các cọc luôn bằng cáchphun vữa bê tông lên vách đất tạo thành những vòm nhỏ, chân đạp vào các cọcgiữ đất lở vào hố móng Phương pháp này được áp dụng khi đất rời, không cómực nước ngầm hay đất dẻo.

Hình 2.6 Ván cừ thép có chống

- Ưu điểm của cừ thép:

+ Khả năng chịu lực tốt: Tường cừ thép có khả năng chịu lực lớn, đặcbiệt là lực ngang và lực kéo, giúp ổn định hố đào và đảm bảo an toàn cho côngtrình

+ Thi công nhanh chóng: Quá trình lắp đặt tường cừ thép tương đốinhanh chóng nhờ vào việc sử dụng máy móc chuyên dụng

+ Dễ dàng điều chỉnh: Có thể dễ dàng điều chỉnh chiều cao và độ dàicủa tường cừ để phù hợp với yêu cầu của công trình

+ Tái sử dụng: Cừ thép có thể được thu hồi và tái sử dụng nhiều lần,giúp tiết kiệm chi phí

+ Chịu được môi trường khắc nghiệt: Tường cừ thép có khả năng chịuđược môi trường ẩm ướt, ăn mòn và các tác động từ môi trường bên ngoài

- Nhược điểm của cừ thép:

+ Chi phí cao: Chi phí ban đầu để đầu tư vào hệ thống cừ thép khá cao,bao gồm cả chi phí mua cừ, máy móc và nhân công.

+ Tiếng ồn: Quá trình đóng cừ bằng máy rung tạo ra tiếng ồn lớn, gâyảnh hưởng đến môi trường xung quanh

+ Rung động: Việc đóng cừ có thể gây ra rung động, ảnh hưởng đếncác công trình lân cận

+ Ăn mòn: Nếu không được bảo vệ tốt, cừ thép sẽ bị ăn mòn bởi môitrường, làm giảm tuổi thọ và khả năng chịu lực

+ Yêu cầu kỹ thuật cao: Việc thi công tường cừ thép đòi hỏi đội ngũ thicông có kỹ thuật cao và kinh nghiệm

b Cọc xi măng đất

- Cọc xi măng đất là một trong những giải pháp hiệu quả và phổ biến để gia cốnền đất yếu, nâng cao khả năng chịu tải của nền đất trước khi xây dựng cáccông trình Phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong các công trình xâydựng dân dụng, công nghiệp và giao thông

- Cơ chế hoặc động của cọc xi măng đất: Cọc xi măng đất được tạo ra bằngcách trộn xi măng với đất tại chỗ thông qua quá trình khoan và trộn Hỗn hợpnày sau khi đông cứng sẽ tạo thành các cọc có cường độ cao, giúp cải thiệnđáng kể tính chất cơ học của nền đất

Hình 2.6 Cọc xi măng đất

- Quy trình thi công cọc xi măng đất:

+ Khoan lỗ: Sử dụng máy khoan chuyên dụng để tạo ra các lỗ khoantheo thiết kế

+ Trộn xi măng và đất: Bơm hỗn hợp xi măng và đất vào lỗ khoan,đồng thời tiến hành quá trình trộn

+ Đông cứng: Hỗn hợp xi măng và đất sẽ đông cứng lại tạo thành cọc

xi măng đất

Hình 2.7 Quy trình thi công cọc xi măng đất

- Ưu điểm của cọc xi măng đất:

+ Tăng cường khả năng chịu tải của nền: Cọc xi măng đất giúp tăngcường sức chịu tải của nền đất, giảm lún và nghiêng của công trình

+ Cải thiện tính ổn định của nền: Giảm thiểu nguy cơ sụt lún, trượt lở.+ Thi công nhanh chóng: Quá trình thi công tương đối nhanh so vớicác phương pháp gia cố khác

+ Chi phí hợp lý: Chi phí thi công thường thấp hơn so với các phươngpháp khác

+ Ít gây ảnh hưởng đến môi trường: Gần như không gây ô nhiễm môitrường

+ Ứng dụng rộng rãi: Có thể áp dụng cho nhiều loại đất khác nhau vàcác điều kiện địa chất phức tạp.

- Nhược điểm của cọc xi măng đất:

+ Chất lượng cọc phụ thuộc vào kỹ thuật thi công: Nếu quá trình trộnkhông đồng đều hoặc tỷ lệ xi măng không đúng có thể ảnh hưởng đến chấtlượng cọc

+ Không phù hợp với tất cả các loại đất: Đối với một số loại đất đặcbiệt, phương pháp này có thể không hiệu quả như đất than bùn, đất mùn, đất cóhàm lượng đá lớn, đất có lượng muối cao, đất có lượng cát quá lớn,

c Tường vây barrette

- Tường vây Barrette là một loại tường vây được làm từ các cọc bê tông có tiếtdiện hình chữ nhật, thường được gọi là cọc Barrette Loại tường vây này được

sử dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng, đặc biệt là các công trình cótầng hầm, nhà cao tầng, cầu cống, nhờ vào khả năng chịu lực lớn và độ ổnđịnh cao

Hình 2.8 Tường vây barrette

- Cấu tạo và Đặc điểm

+ Cọc Barrette: Có tiết diện hình chữ nhật, được tạo ra bằng cách đào

hố và đổ bê tông trực tiếp tại chỗ

+ Kích thước: Chiều rộng và chiều sâu của cọc Barrette có thể thay đổitùy thuộc vào yêu cầu của công trình, nhưng thường có kích thước lớn hơn sovới các loại cọc khác

+ Sức chịu tải: Cọc Barrette có sức chịu tải rất lớn, có thể chịu đượclực nén, uốn, cắt và lực kéo

+ Độ kín nước: Tường vây Barrette có khả năng chống thấm tốt, giúpngăn ngừa nước ngầm xâm nhập vào hố đào

+ Độ bền: Bê tông cốt thép sử dụng để tạo ra cọc Barrette có độ bềncao, chịu được tác động của môi trường

- Các bước thi công tường vây barrette:

+ Bước 1: Làm tường dẫn hướng

Hình 2.9 Bước 1

+ Bước 2: Khoan theo tường dẫn hướng

Hình 2.10 Bước 2

+ Bước 3: Đăt thép vào hố đào

+ Bước 4: Tiến hành đổ bê tông

Hình 2.11 Bước 3 và 4

+ Bước 5: Hoàn thiện tường vây bằng cách thực hiện lập lại các bước2,3 và bước 4

Hình 2.12 Bước 5

- Ưu điểm của Tường Vây Barrette

+ Sức chịu tải lớn: Nhờ tiết diện lớn, cọc Barrette có khả năng chịu tảitrọng lớn, phù hợp với các công trình có yêu cầu cao về độ ổn định

+ Độ kín nước tốt: Giúp ngăn ngừa nước ngầm xâm nhập vào hố đào,đảm bảo an toàn cho công trình

+ Thi công nhanh chóng: Quá trình thi công tương đối nhanh so vớicác loại tường vây khác

+ Ít gây rung động: So với phương pháp đóng cọc, phương pháp thicông Barrette gây ít rung động hơn, giảm thiểu ảnh hưởng đến các công trìnhlân cận

+ Linh hoạt: Có thể điều chỉnh kích thước và hình dạng của cọcBarrette để phù hợp với điều kiện địa chất và yêu cầu của công trình

- Nhược điểm của Tường Vây Barrette

+ Chi phí cao: Chi phí thi công tường vây Barrette tương đối cao so vớicác loại tường vây khác

+ Yêu cầu máy móc thiết bị hiện đại: Quá trình thi công đòi hỏi máymóc thiết bị chuyên dụng

+ Ảnh hưởng đến môi trường: Quá trình thi công có thể gây ra tiếng ồn

- Dùng ô tô để vận chuyển đất đổ ở bãi đổ

- San lấp lại lại hố móng đúng độ cao thiết kế

a Đào bằng máy đào gầu nghịch

Hình 2.13 Máy đào gầu nghích

- Ưu điểm của việc sử dụng máy đào gầu nghịch:

+ Hiệu quả cao: Máy có thể đào hố móng nhanh chóng và chính xác,giúp tiết kiệm thời gian và nhân công

+ Linh hoạt: Máy có thể làm việc ở những không gian hẹp, địa hìnhphức tạp

+ Đa dạng mẫu mã: Có nhiều loại máy đào gầu nghịch với các kíchthước gầu khác nhau, phù hợp với nhiều loại công trình

+ Chi phí hợp lý: So với các phương pháp đào thủ công, sử dụng máyđào gầu nghịch giúp giảm chi phí đáng kể

b Đào bằng máy đào gầu thuận

Hình 2.14 Máy đào gầu thuận

- Ưu điểm của máy đào gầu thuận:

+ Hiệu quả trong việc đào đất ở độ cao: Máy đào gầu thuận tỏ ra vượttrội khi đào đất ở những vị trí cao, như các sườn đồi, mỏ lộ thiên, hoặc cáccông trình có yêu cầu đào sâu từ trên xuống

+ Sức đào mạnh mẽ: Nhờ cấu tạo đặc biệt, máy có lực đào lớn, phùhợp với các loại đất cứng

+ Linh hoạt: Cánh tay gầu dài giúp máy dễ dàng tiếp cận những vị tríkhó khăn

+ Năng suất cao: Với khả năng đào nhanh và hiệu quả, máy đào gầuthuận giúp rút ngắn thời gian thi công.

- Nhược điểm của máy đào gầu thuận:

+ Chi phí đầu tư cao: Máy đào gầu thuận thường có giá thành cao hơn

so với các loại máy đào thông thường khác, do cấu trúc phức tạp và công suấtlớn

+ Chi phí vận hành lớn: Do kích thước lớn và tiêu thụ nhiên liệu cao,chi phí vận hành máy đào gầu thuận cũng khá lớn

+ Khó khăn trong việc di chuyển: Do kích thước và trọng lượng lớn,việc di chuyển máy đào gầu thuận đến các công trường thường phức tạp và đòihỏi các phương tiện chuyên dụng

+ Khó khăn trong việc làm việc ở những không gian hẹp: Cánh tay gầudài và kích thước lớn của máy khiến nó khó làm việc ở những không gian hẹphoặc có nhiều vật cản

+ Hiệu quả làm việc giảm khi đào ở độ cao thấp: Khi buộc phải đào ởnhững vị trí thấp hơn so với mặt đất tự nhiên của máy, hiệu quả làm việc củamáy sẽ giảm đáng kể

+ Bảo trì phức tạp: Do cấu trúc phức tạp, việc bảo trì và sửa chữa máyđào gầu thuận đòi hỏi kỹ thuật cao và chi phí lớn

c Đào thủ công

- Điều kiện áp dụng:

+ Công trình nhỏ: Nhà ở dân dụng, công trình phụ trợ

+ Địa hình phức tạp: Những nơi máy móc không vào được như hẻmnhỏ, khu vực có nhiều cây cối

Hình 2.15 Đào móng bằng thủ công

- Ưu điểm của đào móng bằng thủ công:

+ Chi phí thấp: Không cần đầu tư máy móc thiết bị lớn, chỉ cần cáccông cụ đơn giản như xẻng, cuốc, và nhân công

+ Linh hoạt: Có thể thi công ở những vị trí hẹp, khó tiếp cận mà máymóc không vào được

- Nhược điểm của đào móng bằng thủ công:

+ Thời gian thi công lâu: So với việc sử dụng máy móc, đào móngbằng thủ công tốn nhiều thời gian hơn

+ Năng suất thấp: Sức người có hạn, khó đào được những hố móng lớn

Biện pháp Đào móng bằng thủ công Đào móng bằng máy

- Sử dụng kết hợp 2 phương pháp đào máy móc và thủ công là 1 phương pháp phổ biến trong thi công tầng hầm, tận dụng ưu điểm và hạn chế nhược điểm của 2 phương pháp đào đem lại lợi thế tối ưu hơn trong thi công

+ Hiệu quả tối đa: Sử dụng máy móc để đào khối lượng lớn và thủ công

để hoàn thiện chi tiết, đảm bảo công trình đạt chất lượng cao nhất

+ Linh hoạt trong thi công: Dễ dàng điều chỉnh phương pháp thi công theo điều kiện thực tế và yêu cầu kỹ thuật của công trình

+ An toàn và tiết kiệm: Giảm thiểu rủi ro cho công nhân và tối ưu hóa chi phí thi công

2.2.4 Công tác xây tầng hầm

- Giai đoạn thi công móng và sàn:

+ Đổ bê tông móng: Thi công móng bê tông cốt thép theo thiết kế

● Trước khi thi công móng dọn sạch đất đá, rác thải tại vị trí đổ

● Chia lớp đổ: Đối với móng dày, nên chia làm nhiều lớp để đổ,mỗi lớp dày khoảng 15-20cm