BÀI GIẢNG THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG PHẦN 2 THI CÔNG MÓNG TẦNG HẦM

Khâu quan trọng nhất để quyết định chất lượng của cọc là khâu thi công , nó bao gồm cả kỹ thuật, thiết bị, năng lực của đơn vị thi công, sự nghiêm túc thực hiên qui trình công nghệ chặt

HUTECH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ TP HCM

KHOA XÂY DỰNGChương 3

THI CÔNG MÓNG, TẦNG HẦM

GV LƯƠNG TOÀN HiỆP

Chương 3: Thi công móng, tầng hầm

3.1 Lựa chọn móng

3.2 Móng cọc chế tạo sẵn

3.3 Móng cọc khoan nhồi

3.4 Kết cấu chắn đất tại các hố móng sâu

3.5 Ứng dụng neo trong móng sâu

3.6 Công nghệ thi công Top-down.

3

HUTECH

3.1 Lựa chọn móng

Sự phát triển của kỹ thuật làm cọc đã sản sinh không

ngừng các kiểu cọc mới, điều đó đã mở ra cho việc thiết

kế móng cọc nhà cao tầng một địa bàn rộng rãi, khiến

có tínhnăng kỹ thuật tốt hơn, lợi ích kinh tế cao ơn

4

HUTECH

a) Nguyên tắc lựa chọn cọc

Điệu kiện địa chất

Đây thường là nhân tố phải xem xét đầu tiên, cũng là vấn

đề tương đối phức tạp Nguyên tắc chung có 2 điều:

- Thứ nhất: Loại cọc được lựa chọn phải kinh tế, hữu hiệu

nhất trong điều kiện địa chất cụ thể, phù hợp với yêu cầu

của kết cấu bên trên (chịu lực và lún), tức là tính tiên tiến;

- Thứ hai: Loại cọc được lựa chọn có thể thi công được

trongđiều kiện địa chất và môi trường ấy, tức là tính khả thi

HUTECH

Để bảo đảm cho nhà cao tầng không bị lún quá lớn Khi

đó, loại cọc để lựa chọn tương đối nhiều, khi lựa chọn loai

cọc phải chú ý mấy vấn đề sau đây:

phải phán đoán được khả năng xuyên vào của cọc đóng

hoặc hiệu quả giữ thành khi làm lỗ sâu, phải xem xét đến

Nếu tầng chịu lực tốt có đủ độ dầy mà lại ở không sâu

 Đặc điểm kết cấu

cọc

 Kỹ thuật thi công và điều kiện môi trường

Bất kỳ một loại cọc nào cũng bắt buộc phải dùng đến

thiết bị thi công cơ giới chuyên dụng và một quá trình công

7

HUTECH

tận dụng năng lực thiết bị và kỹ thuật hiện có để đạt các

mục tiêu về đường kính và độ sâu hay không, mặt khác

nghệ thi công ấy được tiến hành thuận lợi hay không,

những vấn đề này đều phải được tính toán cho kỹ, nếu

hiện thực được và cũng không hợp lý

8

HUTECH

 Hiệu quả kinh tế kỹ thuật

chứng về kinh tế kỹ thuật toàn diện đối với phương án thiêt

kế

của cả công trình, hoặc chỉ xét đến tiến độ thi công mà bỏ

Cọc khoan nhồi là một trong những giải pháp móng

được áp dụng rộng rãi trong xây dựng nhà cao tầng

ở trên thế giới và ở Việt Nam Chúng thường được

thiết kế để mang tải lớn nên chất lượng của cọc luôn

luôn là vấn đề được quan tâm nhất Khâu quan trọng

nhất để quyết định chất lượng của cọc là khâu thi

công , nó bao gồm cả kỹ thuật, thiết bị, năng lực của

đơn vị thi công, sự nghiêm túc thực hiên qui trình

công nghệ chặt chẽ, kinh nghiệm xử lý khi gặp các

trường hợp cụ thể.

12

HUTECH

-Cọc khoan nhồi là cọc mà lỗ cọc được thi công bằng phương

- Cọc khoan nhồi mở rộng đáy: là cọc khoan nhồi có đường

HUTECH

15

HUTECH

1 Thiết bị máy khoan cọc nhồi

a) Máy khoan xoắn ruột gà.

lỗ khoan đến 2m xuống đất và đá cứng

đường tâm lỗ khoan, cho mũi khoan ruột gà quay tời thả

cuộn cáp nâng dần ruột gà lên

16

HUTECH

HUTECH

b) Máy khoan kiểu thùng đào.

truyền động từ bộ dẫn động cơ khí hay động cơ thủy lực

HUTECH

c) Phương pháp thi công cọc khoan nhồi

chủ yếu là sử dụng 3 phương pháp khoan cọc nhồi với các

loại thiết bị và quy trình khoan khác nhau như sau:

Phương pháp khoan dùng ống vách.

Phương pháp khoan thổi rửa (còn gọi là phương

pháp khoanphản tuần hoàn)

Phương pháp khoan gầu trong dung dịch bentonite.

Phương pháp khoan dùng ống vách

Xuất hiện từ trập niên 60~70 của thế kỷ này ống vách

được hạ xuống và nâng lên bằng cách vừa xoay vừa

dịch bentonite để giữ vách hố khoan Đất trong lòng ống

Việc đặt cốt thép và đổ bê tông được tiến hành hình

thường

-Ƣu điểm: không cần đến dung dịch benlonitc, công

trường sạch, chất lượng cọc đảm bảo

- Nhƣợc điểm: khó làm được cọc đến 30m, máy cồng

kềnh, khi làm việc gây chấn động rung lớn, khó sử dụng

HUTECH

Phương pháp khoan thổi rửa (hay phản tuần hoàn)

Xuất hiện đã lâu và hiện nay vẫn được sử dụng

rộng rãi ở Trung Quốc Tại Việt Nam một số đơn vị xây

dựng liên doanh với Trung Quốc vẫn sử dụng trong công

nghệ khoan này Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá

đất dung dịch bentonite được bơm xuống để giữ vách hố

đào Mùn khoan và dung dịch được máy bơm và máy nén

bơm vào xe và vận chuyển ra khỏi công trường

- Ưu điểm:giáthiết bị rẻ thi công đơn giản, giá thành hạ

- Nhược điểm: Khoan chậm chất lượng và độ tin cậy

chưa cao

27

HUTECH

Phương pháp khoan gầu

dạng thùng xoay cắt đất và đưa ra ngoài, cần gầu khoan

động xoay từ máy dài xuống gầu đào nhờ hệ thống rãnh

28

HUTECH

bentonite

HUTECH

vừa đảm bảo vệ sinh và giảm khối lượng chuyên chở

bentonite

HUTECH

HUTECH

- Ưu điểm: thi công nhanh, việc kiểm tra chất lượng

thuận tiện rõ ràng, bảo đảm vệ sinh môi trường Ít ảnh

hưởng đến công trình xung quanh

-Nhược điểm: thiết bị chuyên dụng, giá đắt, giá thành

cọc cao, quy trình công nghệ phải tuân thủ chặt chẽ, đòi

hỏi cán bộ kỹ thuật và công nhân phải lành nghề và có ý

thức công nghiệp và kỷ luật cao

Do phương pháp này khoan nhanh hơn và chất lượng

39

HUTECH

3.4 Kết cấu chắn đất tại hố móng sâu

Tường vây có chức năng giữ ổn định và chống thấm các hố

đào, làm móng hoặc tường bao cho các kết cấu

40

HUTECH

HUTECH

Tường vây có thể là tường bê tông

hoặc tường bê tông cốt thép, được thi

được xem có khả năng chống biến

dạng rất tốt và hầu như không thấm

nước Tường vây được đào thành

từng phần bằng cẩu bánh xích sử

dụng gàu ngoạm hoặc guồng xoắn

Các tấm tường vây được đào theo định hướng của tường

dẫn được thi công trước, cho phép dao động mực dung dịch

giữ thành và chịu tải trọng tạm từ cốt thép hoặc các cấu kiện

gioăng chống thấm Khi đạt đến độ sâu cuối cùng, các thanh

chặn tạm thời hoặc vĩnh cửu được lắp hạ vào rãnh đào,

HUTECH

Cọc barrette mới được du nhập vào nước ta và

công nghệ này còn khá mới mẻ, hiện tại chưa có

nhiều công ty xây dựng áp dụng được công nghệ

này Thực chất là một loại cọc nhồi bê tông , nhưng

khác cọc khoan nhồi về hình dạng tiết diện, và

phương pháp tạo lỗ: tạo lỗ bằng máy đào để đào đất

hoặc các phương pháp khác chứ không chỉ dùng

phương pháp khoan bằng máy khoan Tiết diện cọc

nhồi là hình tròn còn barrette là chữ nhật , chữ thập,

chữ I, chữ H…và được tạo lỗ bằng gầu ngoạm.

Cọc barrette có sức chịu tải lớn hơn nhiều so với

cọc nhồi (có thể lên hơn 1000T) nên dùng cho những

công trình có tải trọng dưới móng rất lớn.

Móng barrette thường sử dụng khi kết hợp làm

tường vây và thường dùng cho loại nhà có 2 tầng

hầm trở lên tuy nhiên giá thành thi công loại móng

này thường đắt hơn nhiều (do công nghệ thi công) so

với dùng cọc khoan nhồi.

47

HUTECH

Đầu năm 2011, BSV đã ký kết hợp đồng thi công Cọc

và Tường vây của dự án Vincom – Khu A

HUTECH

Hệ chống đỡ thành vách tường vay

HUTECH

59

HUTECH

Tài liệu tham khảo

• Chỉ dẫn thiết kế và thi công cọc Barét, tường

trong đất và neo trong đất – GS.TSKH Nguyễn

• Bài I: Một số khái niệm cơ bản liên quan đến cọc,

tường Barrette.

• Bài II: Thiết kế và thi công cọc Barrette.

• Bài III: Thiết kế và thi công tường Barrette.

• Bài IV: Các phương pháp kiểm tra cọc tường

Cọc Barrette là giải pháp tối ƣu cho các

công trình nhà cao tầng trong tương lai ở

Việt Nam.

64

HUTECH

BÀI I: KHÁI NIỆM CƠ BẢN

65

HUTECH

Máy đào gàu ngạm: là thiết bị dùng để đào đất loại sét

67

HUTECH

Máy đào gầu phá: gắn đầu phá với những bánh xe

răng cưa cỡ lớn có gắn lưỡi kim cương

Đầu phá đá

68

HUTECH

Dung dịch Bentonite: Là

hỗn hợp chất keo, không hòa

tan, gốc bentonít, để giử vững

vách hố khoan, hay hố đào.

rộng 0.6÷1.5m, chiều dài 2.2÷6.0m Và cọc baret có thể

có nhiều tiết diện khác nhau nhƣ: +,T, I, L…

Cọc Barrette: là một loại cọc khoan nhồi, không thi công

bằng lƣỡi khoan hình tròn mà là thi công bằng máy đào

gầu ngạm hình chữ nhật.

HUTECH

1.THIẾT KẾ CỌC BARRETTE:

1.1.Khảo sát địa chất công trình cho móng cọc

VD: Trong nhiều trường hợp cọc

đá có thể nghiêng, cho nên mũi cạp

đất của máy đào bị chận lại, không

1.2.3 Một số loại tiết diện khác:

1.2.4 Bố trí cốt thép cho cọc barrette hình chữ nhật:

Cốt thép

Đường kính Loại thép

Khoảng cách giữa các tim trục cốt thép

79

HUTECH

80

HUTECH

1.2.4 Bố trí cốt thép cho cọc barrette hình chữ nhật:

• Chiều dài toàn bộ lồng cốt thép được nối bởi nhiều

đoạn, dài từ 6÷12m

• Để đảm bảo cho lớp beton bảo vệ cốt thép dày ≥7cm

phải đặt các con kê

• Đặt sẵn các ống bằng kim loại hoặc bằng chất dẻo có

đường kính khoảng 60mm

Ghi chú: Cấu tạo lồng cốt thép rất đa dạng, tùy theo tư

vấn thiết kế; tùy theo kích thước cọc barrette, tùy theo

điều kiện địa chất, tùy theo tải trọng công trình và tùy theo

thiết kế thi công mà có thể thay đổi cho phù hợp.

81

HUTECH

1.2.5 Thiết kế đài cọc barrette:

1.2.5.1 Bố trí cọc và đài cọc:

Thí dụ: Vincom – Khu A BSV sẽ thực hiện khối lượng

phụt vữa thân cọc, thời gian thi công cho toàn bộ gói thầu

là 22tuần

Bố trí đài cọc cho tổ hợp nhiều cọc barrette:

Thí dụ: Petronas Towers (Malaysia).

Petronas Towers (1998) cao khoảng 450m

83

HUTECH

84

HUTECH

Chiều cao đài cọc:

Kích thước tiết diện đài cọc:

c) Bố trí cốt thép:

Thép đài thường được cấu tạo thành 2 nửa mảng

khung rồi nối với nhau.

1.2.5.4.Thiết kế đài có 3 cọc barrette:

89

HUTECH

1.2.5.5.Thiết kế đài cọc dạng móng bè có nhiều cọc

barrette:

của tiết diện cọc) là ≥ 2b tính theo mép cọc, hoặc ≥ 3b

barrette)

Nếu không có khung cữ bằng thép thì có thể đổ

HUTECH

95

HUTECH

2.1.3 Chế tạo dung dịch bentonite

a) Tính chất dung dịch bentonite mới:

• Dung trọng nằm trong khoảng 1.01 ÷1.05

b) Sử dụng và xử lý dung dịch bentonite

97

HUTECH

99

HUTECH

• Cho dung dịch vào bể chứa

• Sử dụng dung dịch bentonite một cách tuần hoàn

chất bị khử đi, còn lại là dung dịch khoan như mới để tái

2.1.4 Đào hố cọc barrette bằng gàu ngạm

đúng cữ định hướng

đặt sẵn Hố đào phải

đảm bảo đúng vị trí

Phải đảm bảo cho kích thước hình học hố đào đúng

thiết kế và không bị sạt lở Muốn vậy, phải đảm bảo

dung dịch bentonite thu hồi về chỉ chứa cặn lắn ≤ 5%.

101

HUTECH

Trong lúc đào phải cung cấp thường xuyên dung dịch

bentonite mới, tốt vào đầy hố đào, bề mặt của dung dịch

bentonite phải đảm bảo cao hơn mực nước ngầm ngoài

nhỏ lên Còn cát to, cuội sỏi, đá vụn thì dùng gầu ngoạm vét

chiều dày lớp cặn lắng dưới đáy hố ≤10cm

ngắn là ±5cm, cạnh dài là ±10cm, chiều sâu là ±10cm, độ

nghiêngtheo cạnh ngắn là1%sovới hố đào

104

HUTECH

HUTECH

2.2 Chế tạo lồng thép và thả vào hố đào cho cọc barrette

Sai số cho phép về kích thước hình học của lồng thép

Nối các đoạn lồng cốt thép lại với nhau khi thả xong từng

đoạn có thể dùng phương pháp buộc (nếu cọc chỉ chịu nén)

hoặc dùng phương pháp hàn điện (cọc chịu cả N, M,Q)

107

HUTECH

108

HUTECH

HUTECH

cong đổ beton phải có it nhất 5 điểm phân bốđều đặn trên

chiều dài cọc

dẫn Đầu ống bêtông có nút tạm, khi bêtông đầy, trọng

lượng beton sẽ đẩy nút xuống làm cho beton chảy liên tục

xuống hố đào, nhằm tránh beton bị phân tầng

15cmđể dòng beton chảy xuốngliêntục

115

HUTECH

116

HUTECH

- Khi beton từ dưới đáy hố dâng lên thì cũng rút ống dẫn

trong betontươi một đoạn 2 ÷ 3m

được quá nhanh,tốc độ hợp lí là 0.6 m3/phút

trong 1 ngày

mặt beton tươi dâng lênsaumỗi ôtô đổ vào hố cọc

117

HUTECH

chủ động trong thi công

Khối lượng beton

thực tế thường lớn

hơn khối lượng beton

tính toán (theo kích

thước hình học của

HUTECH

PHẦN III: THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG

TƯỜNG TRONG ĐẤT.

TƯỜNG TRONG ĐẤT

1 Những khái niệm chung về tường trong đất

a) Định nghĩa:

-Tường trong đất là một bộ phận kết cấu công trình bằng

• Các công trình ngầm: đường tàu điện ngầm,

đường cầu chui, cống thoát nước, gara ôtô dưới

đất.

125

HUTECH

2/ Thi công tường trong đất

a/ Đào hố cho panen đầu tiên

• Bước 1: đào một phần hố đến chiều cao thiết kế

• Bước 2: đào phần hố bên cạnh, cách hố đầu tiên một dải

đất

• Bước 3: đào nốt phần đất còn lại (đào trong dd bentonite)

để hoàn thành một hố cho panen đầu tiên theo thiết kế

127

HUTECH

b/ Hạ lồng thép, đặt gioăng chống thấm và đổ

bêtông cho barrette đầu tiên

- Bước 4: hạ lồng cốt thép vào hố đào sẵn, trong dd

bentonite Sau đó đặt gioăng chống thấm CWS (nhờ

cóbộ gá lắp băng thép chuyên dụng) vào vị trí

- Bước 5: đổ bêtông theo phương pháp vữa dâng, thu

HUTECH

HUTECH

HUTECH

- Bước 7: đào một phần hố sâu đến cột thiết kế

đáy panen ( đào trong dd trong bentonite).

- Bước 8: đào tiếp đến sát panen số 1.

- Bước 9: gỡ bộ gá lắp gioăng chống thấm bằng

gàu đào khỏi cạnh của panen số 1.

140

HUTECH

- Bước 11: đổ bêtông cho panen thứ 2 bằng phương pháp

vữa dâng, như panen số 1

- Bước 12: tiếp tục đào hố cho panen thứ 3 ở phía bên kia

143

HUTECH

• Chế tạo các chỗ nối (Joints):

Phần lớn các trường hợp người ta đều chế tạo các nối giữa hai ô

kế cận nhau Các cấu trúc nối này dung phương pháp CWS gọi là

nối CWS có gắn bộ phận cản nước Khi việc tái xử lý bentonite

đang tiến hành thì ta đưa 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 cơ khí, phương

tiện đào đất, bằng dụng cụ hút bằng hơi Cấu trúc CWS có thể

dùng như một dụng cụ hướng dẫn cho các thiết bị đào đồng thời

bảo đảm được tính liên tục về phương diện hình học cho tường

chắn.

144

HUTECH

HUTECH

BÀI IV : CÁC PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA

 Phương pháp tiếng vọng âm.

 Phương pháp siêu âm truyền qua.

 Phương pháp tia gamma truyền qua.

 Phương pháp trở kháng cơ học.

 Phương pháp biến dạng nhỏ.

 Khoan lấy lõi.

 Camera vô tuyến thu nhỏ.

149

HUTECH

1 Phương pháp tiếng vọng âm

• Phát một chấn động vào đầu cọc.

• Thu nhận sau khi phản xạ.

Nguyên lý: Dựa trên quy luật phân phối sự lan

truyền và phản xạ của sóng trong môi trường đồng

nhất, bao gồm:

Màn hình hiển thị

Máy hiện sóng

Đầu thu

• Chỉ kiểm tra chiều sâu <15m.

• Một vài khuyết tật không thể tìm do hạn chế

của thiết bị hiện nay.

• Không thể kết luận được chất lượng 2m đầu

tiên.

Nhƣợc điểm

152

HUTECH

2 Siêu âm

• Phát một chấn động siêu âm trong một ống

nhựa đầy nước đặt trong thân cọc.

• Đầu thu đặt cùng mức trong một ống khác cũng

chứa đầy nước, được bố trí trong thân cọc.

• Đo thời gian hành trình và biễu diễn độ dao

Hiển thịtín hiệuĐiều khiển tời

• Xác định vị trí của dị thường trong chiều sâu

cọc cũng như tiết diện thân cọc.

• Diễn tả các kết quả trực tiếp.

• Ghi liên tục trên toàn bộ chiều dài thân cọc.

• Không thể hiện chất lượng tiếp xúc mũi cọc

HUTECH

3 Kiểm tra bằng truyền tia gamma

Nguyên lý: dựa trên cơ sở các hiện tượng hấp thụ

của một chùm tia gamma đi qua vật liệu cụ thể.

• Đặt các ống bằng thép, số lượng ống thay đổi

tùy theo kích thước cọc.

• Các ống phải rất sạch (tẩy rửa trước khi

• Diễn tả kết quả ngay tại công trường.

• Ghi liên tục suốt chiều dài cọc.

• Có thể dò tìm các khuyết tật của tiếp xúc mũi

cọc nếu các ống đặt sẵn đủ sâu, gần đáy lỗ khoan

cọc (<5 cm).

• Sử dụng nguồn phóng xạ => thận trọng.

• Phương pháp đòi hỏi sự như nhau của cọc có

số lượng khá đủ các ống đặt trước để thăm dò.

Ƣu điểm

Nhƣợc điểm

160

HUTECH

 Trồi cốt thép khi đổ bêtông.

 Các hư hỏng về bêtông cọc, tường barrette.

• Trong tầng cát sự cố là do ảnh hưởng nước

ngầm, trong tầng sét do lực dính tương đối lớn

hoặc do tồn tại đất sét nở => lực ma sát giữa thành

ống và các tầng đất lớn.

• Thiết bị tạo lỗ bị nghiêng lệch nên thiết bị nhổ ống

vách không phát huy hết công suất.

164

HUTECH

• Đầu ngạm cuả máy đào va chạm mạnh vào

thành ống vách làm cong vênh, méo => tăng ma

sát của vách với đất khi muốn rút vách lên thẳng.

• Thời gian giữa 2 lần lắc ống vách quá dài cũng

làm khó rút ống lên, đặc biệt là ống đã xuyên qua

tầng chịu lực.

• Bê tông đổ một lượng quá lớn mới rút ống vách

lên hoặc chế tạo bêtông có độ sụt quá thấp làm

tăng ma sát giữa bêtông và ống vách.

165

HUTECH

• Chọn phương pháp thi công và thiết bị thi công

hợp lý sao cho đạt năng suất cao.

• Sau khi kết thúc việc làm hố cọc và trước khi đổ

beton thì thường xuyên rung lắc ống và thử

nâng ống lên khoảng 15 cm có được hay không

Biện pháp khắc phục