Lê Bá Huế Trường Đại học Xây dựng Hà Nội Tóm tắt: Nêu các nguyên nhân gây nghiêng công trình, các biện pháp chống nghiêng và giới thiệu phương pháp chống nghiêng, trả lại cân bằng cho
Trang 1Một giải pháp chống nghiêng trả lại cân bằng cho công trình
TS Lê Bá Huế Trường Đại học Xây dựng Hà Nội
Tóm tắt: Nêu các nguyên nhân gây nghiêng công trình, các biện pháp chống nghiêng
và giới thiệu phương pháp chống nghiêng, trả lại cân bằng cho công trình đã áp dụng
có kết quả ở Hải Phòng
1 Nguyên nhân nghiêng của các công trình xây dựng
Trong những năm gần đây, tốc độ xây dựng càng phát triển thì hiện tượng nghiêng của các công trình càng nhiều
Có những khu vực xây dựng mới mà tất cả các công trình đều bị nghiêng, ví dụ khu C2 Thái Hà - Hà Nội Có những ngôi nhà đứng độc lập cũng bị nghiêng
Bản chất của hiện tượng nghiêng các công trình là sự chênh lún của móng công trình, nguyên nhân trực tiếp có thể là :
a Nền đất không đồng nhất:
- Do bản thân cấu trúc nền đất dưới công trình xây dựng không đồng nhất, ví dụ một phần công trình nằm trên nền đất nguyên thổ, một phần nằm trên ao hồ
- Do xử lý nền trước khi xây dựng công trình không hợp lý (nhà 3 tầng - đường Thiên Lôi - Hải Phòng – hình 1.a,b có độ nghiêng đạt đến 1m /12 m do lấp hồ còn để lại lớp bùn dưới đáy hồ gây chuyển dịch nền đất khi chịu tải)
- Do biến động của địa chất dưới công trình như hạ mực nước ngầm, dòng chảy ngầm…
- Do quá trình sử dụng công trình làm biến đổi nền đất, nhất là những khu vực không
có hệ thống thoát nước
b Tải trọng không đều:
- Xây dựng nhà có xu hướng phía sau cao, trước thấp Trong đó phía sau có hệ thống khu vệ sinh, bể nước nên nặng hơn, công trình bị nghiêng về phía sau Ví dụ điển hình là các công trình ở khu C2 Thái Hà - Hà Nội: do xây dựng khu vực phía sau nhà nặng hơn một tầng, có khu vệ sinh nên các công trình đều bị nghiêng về phía sau (độ nghiêng của khu vực này vượt quá 0,5m /14m – hình 2.a,b)
- Đua không gian bên trên bằng những ban công lớn, thậm chí xây tường, làm phòng ở Tải trọng phụ thêm lớn làm phía đó bị lún nhiều, gây nghiêng công trình Hiện tượng này khá phổ biến Đã có công trình bị lật do nhà quá mỏng, độ sâu chôn móng không
đảm bảo và phần đua ra quá lớn (tại khu Phương Liên – Hà Nội)
c Trình tự xây dựng các công trình gần nhau:
Những công trình xây sau làm cho các công trình bên cạnh bị nghiêng Độ nghiêng này ngay cả khi trị số bé vẫn gây nứt lớn cho công trình (hình 3)
Trang 22 một số giải pháp chống lún và chống nghiêng cho công trình
Thực tế xây dựng ở Việt Nam đã có nhiều giải pháp để chống lún và chống nghiêng cho công trình:
a Dùng cọc ép sau:
Dùng cọc (thép hoặc bê tông cốt thép) ép sau để chống lún cho công trình khi công trình bị lún hoặc khi cần cải tạo, nâng thêm tầng là một trong những giải pháp thông dụng Giải pháp cơ bản là tạo hệ đài cọc mới liên kết chặt với móng cũ, dùng các cọc ngắn, tiết diện nhỏ, sử dụng đối trọng là trọng lượng công trình để ép sau Hà Nội đã
áp dụng nhiều giải pháp này, nhất là dùng để chống lún cho các công trình nhà ở l ắp ghép tấm lớn
Dùng cọc ép sau cũng có thể để chống nghiêng cho công trình Sau khi ép xong cọc, dùng hệ thống kích, chống tựa vào đầu cọc để kích bên lún nhiều của công trình lên, sau đó khoá đầu cọc bằng đổ bê tông Khi bê tông khoá đầu cọc đủ cường độ thì tháo kích để hoàn thiện công trình
Giải pháp này có ưu điểm là chắc chắn, đảm bảo công trình không bị nghiêng và lún tiếp, có thể áp dụng cho công trình có tải trọng khá lớn (đến 5-6 tầng) Nhược điểm cơ bản là thi công lâu, phần tầng một bị phá nhiều để thi công, chi phí đầu tư lớn
b Gia tải lệch
Dùng tải trọng tĩnh xếp lệch về bên công trình lún ít để cho phía đó lún nhiều lên, tạo lại cân bằng cho công trình
Phương án này chỉ có khả năng áp dụng cho công trình nhỏ, với các công trình 3 tầng trở lên hầu như không đạt được hiệu quả vì:
- Thời gian thực hiện kéo dài, ảnh hưởng nhiều đến việc sử dụng công trình;
- Phần gia tải thêm chỉ có giới hạn, thường là không đủ để gây lún cho công trình cân bằng, trong lúc đó một phần tải trọng cũng sẽ gây lún thêm cho phía lún nhiều
Để tăng tốc độ lún của phía công trình lún ít người ta kết hợp gia tải lệch với việc bơm
và tháo nước vào nền
3 Giải pháp chống nghiêng cho 3 công trình ở Văn Cao-hải phòng
Trường hợp đặc biệt của công trình bị nghiêng do trình tự xây dựng chưa đúng là ba ngôi nhà 3 tầng xây mới trên đường Văn Cao - Hải Phòng
Ba ngôi nhà này thuộc diện xây lô mới, nằm ở giữa các lô, tải trọng phân bố khá đều Kết cấu khung, sàn BTCT, móng băng giao nhau trên nền gia cố cọc tre Đánh giá chung là công trình khá vững chắc
Khi xây xong phần thô thì công trình bị nghiêng, độ lệch từ đỉnh so với chân theo phương ngang nhà từ 27 đến 35cm, nhà bị nghiêng ra phía sau hồ nhưng không lớn Công trình bị nghiêng, lấn chiếm không gian phần trên của các công trình bên cạnh nên bắt buộc phải có biện pháp xử lý (hình 4)
Qua tìm hiểu quá trình xây dựng, có thể kết luận nguyên nhân nghiêng như sau:
Nền đất Hải Phòng là nền đất yếu, công trình nằm trên ao cũ có lớp bùn ao dày từ 0,5
đến 1,5 m Công trình xây dựng khi lô bên phải đã làm xong móng, lô bên trái chưa có móng Khi xây dựng, công trình bị nghiêng về phía lô chưa có móng Điều này được
Trang 3giải thích do sự dịch chuyển ngang của nền bị hạn chế về phía đã có móng, phía nền
được tự do biến dạng ngang đã lún nhiều hơn làm cho công trình bị nghiêng về phía đó
Để hạn chế độ nghiêng Công ty Xây dựng 3 Hải Phòng đã thi công tiếp phần móng của công trình bên trái
Khi công trình đã nghiêng, do không gian bên trên bị chiếm dụng nên b ắt buộc công ty phải có biện pháp xử lý, trả lại độ cân bằng cho công trình Vấn đề đặt ra là đảm bảo
an toàn cho công trình và tiết kiệm Đã có những phương án sơ bộ đưa ra như sau: + Phá đi làm lại từ đầu : Kinh phí khoảng 180 triệu đồng
+ Gia cố và chống nghiêng bằng cọc BTCT: Phương án này có khả năng làm cho công trình không nghiêng tiếp, nhưng thi công khá phức tạp và kinh phí cũng khá lớn khoảng 100 triệu đồng Nếu dùng phương án này để trả lại cân bằng cho công trình thì kinh phí cần phải tăng hơn nữa
Qua nghiên cứu hồ sơ thiết kế của công trình, tác giả đề xuất phương án chống nghiêng theo trình tự thi công như sau:
+ Dùng khoan để cấy neo thép Φ 22 vào móng công trình, sau đó nhồi vữa xi măng; + Dùng hệ dầm thép làm hệ đòn bẩy để gắn hệ thanh neo và truyền lực;
+ Dùng kích thuỷ lực 30 tấn và 50 tấn, tựa vào móng bên cạnh để kích phía công trình
bị nghiêng lên vị trí cân bằng;
+ Nhồi đầy vữa bê tông vào đáy móng;
+ Hạ kích, tháo dỡ thiết bị và thi công tiếp tục các phần khác của công trình
Bản vẽ thiết kế thi công trình bày trên các hình vẽ và ảnh
Phương án đã dược chấp nhận để thi công
4 một số vấn đề kỹ thuật trong quá trình thi công
+ Lực của kích đòi hỏi khá lớn để thắng được ma sát thành móng và lực dính tiếp xúc giữa móng và nền;
+ Quá trình kích không thể liên tục, ban đầu móng bên cạnh sẽ lún, sau khi đã lún hết mức, lực tác dụng mới truyền lên công trình để công trình trở lại vị trí cân bằng; + Trạng thái chuyển vị của công trình không giống với dự kiến Khả năng xoay của công trình rất nhỏ nên trạng thái chịu lực của hệ thống dầm, móng ngang bị ngược, khi thi công cần phải gia cố thêm các hệ chống;
+ Cần có biện pháp kiểm tra độ đầy chặt của vữa xi măng khi bơm vào dưới móng công trình
5 Kết quả của giải pháp chống nghiêng
Công trình đầu tiên được chống nghiêng đã thi công xong vào tháng 1/1999 Độ nghiêng ban đầu là 27 cm /13m Sau khi thi công xong độ nghiêng còn lại 5 cm/13 m
Về khả năng thì giải pháp thi công có thể đạt được độ cân bằng gần tuyệt đối nhưng bên chủ công trình thấy không cần thiết nên đã nghiệm thu công trình
Giải pháp chống nghiêng này có khả năng áp dụng cho nhiều công trình khác một cách
có hiệu quả, ưu điểm của nó là:
Trang 4+ Chi phí thấp, công trình đã được gia cố lần đầu ước tính 30 triệu đồng, các ngôi nhà tiếp theo chi phí thấp hơn
+ Thi công đơn giản, không cần các thiết bị cồng kềnh
Tuy nhiên phương pháp này sẽ khó thực hiện trong trường hợp không có mặt bằng thi công, phải tạo thêm hệ thống tựa kích khi không có móng của công trình bên cạnh…
Hình 1a Nhà nghiêng trên đường Thiên Lôi – Hải Phòng
Hình 1b Chi tiết cửa đi của nhà
Trang 5H×nh 2a C¶ d·y phè nghiªng H×nh 2b Hai d·y nhµ chôm ®u«i vµo nhau
H×nh 3 Nhµ nghiªng trªn ®êng V¨n Cao – H¶i Phßng
Trang 6H×nh 4a Chi tiÕt liªn kÕt c¸c neo
H×nh 4b ¶nh tæng thÓ phÝa tú tÝch
Trang 7Hình 4c Chi tiết vị trí đặt kích
Hình 4d Nhà sau khi thi công xong
