Một số tồn tại trong thiết kế thi công tường tần hầm

Tồn tại trong trình tự thực hiện  Công tác khảo sát chất lượng hiện trạng NLC phải thực hiện trước khi :  Thiết kế tường tầng hầm NCT trước khi thi công tường  Thí nghiệm nén tĩnh xá

MỘT SỐ TỒN TẠI TRONG THIẾT KẾ THI CÔNG TƯỜNG TẦNG HẦM

HUỲNH CHÁNH THIÊN

Công ty Kiểm định XD Sài Gòn (SCQC)

Nhà cao tầng thi công tầng hầm (NCT) ảnh hưởng đến các nhà lân cận (NLC) làm thay đổi trạng thái làm việc, trạng thái chịu lực và ổn định NLC

Sự thay đổi trạng thái làm việc NLC đã tác động ngược lại đến tường tầng hầm NCT

Nếu không thỏa khả năng tiếp nhận sự tác động này thì sự cố công trình xảy ra Trong thực tế thường xảy ra sự cố cho NLC vì khả năng chịu lực và độ cứng NLC nhỏ hơn nhiều so với kết cấu công trình NCT Trong một số trường hợp, tường tầng hầm không đạt yêu cầu về chất lượng cũng gặp phải sự cố

Như vậy, nhiệm vụ đặt ra cho tư vấn thiết kế, thi công NCT là khống chế các tác động này, đồng thời nâng cao “chất lượng NLC” cũng như “chất lượng tường tầng hầm” thông qua khắc phục xử lý các tồn tại kỹ thuật phổ biến hiện nay ở TP.Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận

I TỒN TẠI TRONG KHẢO SÁT NLC

1 Tồn tại trong trình tự thực hiện

 Công tác khảo sát chất lượng hiện trạng NLC phải thực hiện trước khi :

 Thiết kế tường tầng hầm NCT (trước khi thi công tường)

 Thí nghiệm nén tĩnh xác định cường độ của đất nền, sức chịu tải của cọc

 Trong thực tế nhiều trường hợp không khảo sát chất lượng hiện trạng NLC Đến khi gặp sự cố mới khảo sát NLC

2 Tồn tại trong nội dung khảo sát NLC

 Mục đích khảo sát NLC là ghi nhận lại các hư hỏng đã hiện hữu của NLC – Sau này khi thi công tường tầng hầm nếu xuất hiện hư hỏng mới hoặc hư hỏng cũ phát triển thêm mới giải quyết xử lý bồi thường phần thay đổi đó

 Trong khảo sát thường bỏ qua hoặc xét không đầy đủ địa chất của nền đất dưới móng, móng và giằng móng, sơ đồ cấu tạo kết cấu chịu lực NLC… Nếu kiểm tra nhận thấy cần thiết thì phải gia cố chống sụt, chống sự dịch chuyển nền đất dưới móng bằng hệ tường chắn cọc sâu xi măng đất khóa cứng Đồng thời có thể cũng phải giằng giữ để tăng độ cứng, tăng sự ổn định của hệ kết cấu bên trên NLC trước khi thi công tường tầng hầm NCT

 Mặt khác, kết luận và kiến nghị trong khảo sát NLC cũng chỉ nêu chung chung nội dung kiểm định có tính độc lập, không xét đến mối tương quan ảnh hưởng trực tiếp đến NLC khi thi công tường tầng hầm NCT gây ra

3 Tồn tại không xét cung trượt của các NLC

Nằm trong vùng đất yếu, thường cung trượt do đào đất thi công tầng hầm tạo ra rất dài và sâu cắt qua nhiều dải móng của NLC Vì vậy khi có sự cố thì không chỉ có một NLC sát tường tầng hầm mà cả một dải nhiều NLC cũng nghiêng lệch theo một hướng

Vì vậy trong nội dung khảo sát NLC, đầu tiên phải xét đặc điểm của tường tầng hầm để xác lập nội dung kiểm định các NLC liền nhau theo ảnh hưởng chung của sự xuất hiện cung trượt do thi công tường tầng hầm tạo ra Mặt khác cũng cần xem xét tình trạng hạ thấp mực nước ngầm có liên quan đến cung trượt

Chú ý là độ cứng kết cấu NLC theo phương ngang theo hướng NCT là yếu nhất, dễ mất ổn định nhất vì vậy cả dải NLC nằm cùng chung một cung trượt đồng thời bị nghiêng lệch là phổ biến

II TỒN TẠI TRONG THIẾT KẾ TƯỜNG TẦNG HẦM

Cơ sở kỹ thuật đầu tiên là kết quả khảo sát địa chất Có một số tồn tại như sau:

1 Tồn tại trong khảo sát mực nước ngầm

 Hiện nay thường khảo sát mực nước ngầm từ lỗ khoan khảo sát lấy mẫu, số liệu này là không chính xác vì lỗ khoan đã bị bọc lớp bentonite giữ thành lỗ Để khảo sát mực nước ngầm phải thực hiện giếng khoan quan trắc thủy văn như khoan giếng tìm mạch nước

 Mực nước ngầm đóng vai trò quan trọng trong thiết kế thi công tường tầng hầm, vì vậy phải quan trắc mực nước ngầm thay đổi theo thủy triều phải nhiều ngày, theo mùa khô mùa mưa phải nhiều tháng…nghĩa là phải có chế độ nước ngầm thủy văn đầy đủ

Nếu chỉ khảo sát mực nước ngầm thông qua lỗ khoan khảo sát địa chất, thực hiện trong vài ngày mà thôi thì không thể có số liệu chính xác được

2 Đặc điểm chung của địa tầng khu vực TP HCM và các tỉnh lân cận là ở độ sâu khoảng 8 đến 10m thường gặp tầng cát mịn

Khi mực nước ngầm hình thành từ thủy triều tạo ra dòng chảy bình thường, nhưng khi thẩm thấu dễ dàng qua lớp cát này, cuốn trôi cát trở nên dòng chảy có lưu tốc lớn rất nguy hiểm đối với tường tầng hầm có chất lượng kém Trong thiết kế tường tầng hầm thường không chú ý đến đặc điểm này

3 Tồn tại trong thiết kế kết cấu tường tầng hầm

 Khi thiết kế tường tầng hầm không có số liệu khảo sát các móng biên NLC dọc theo chu vi tường tầng hầm là một thiếu sót lớn vì trong nhiều trường hợp móng biên NLC phạm qua mặt bằng tầng hầm, làm thay đổi sơ đồ cấu tạo tường tầng hầm

Nói chung thiết kế tường tầng hầm NCT thường là độc lập không xét đến chất lượng hiện trạng NLC

 Trong tính toán tải trọng tác dụng lên tường tầng hầm không xét hoặc xét không đầy đủ các loại tải trọng phát sinh trong quá trình thi công như tải trọng dòng chảy, tải trọng của lệch trục tường do thi công không chuẩn xác tạo ra…v…v…

 Sơ đồ kết cấu tường thay đổi liên tục trong quá trình thi công tương ứng với các dạng tải trọng khác nhau

Do đó không thể đơn giản hóa xác lập sơ đồ kết cấu tính toán, vì giá trị nội lực xác định được trong cách tính đơn giản, trong sơ đồ đơn giản có sai lệch lớn so với trong cách tính chi tiết xét đủ tất cả các trường hợp bất lợi

4 Tồn tại trong thiết kế cấu tạo tường tầng hầm

Hiện tại, có nhiều loại tường được hình thành từ các cách cấu tạo khác nhau, có chất lượng khác nhau :

 Tường cấu tạo bằng cọc nhồi BTCT 400 bằng cách khoan lấy phôi, đổ bê tông nhồi lỗ khoan

Để đạt yêu cầu về chất lượng tường liên tục, phải cấu tạo tiết diện lỗ khoan cắt qua không nhỏ hơn 1/4 đường kính lỗ và phải cấu tạo nhiều lớp cọc mới đảm bảo khả năng chịu lực, độ cứng và yêu cầu chống thấm

Đối với cọc xi măng đất với biện pháp thi công bằng bec phun xi măng, hay khoan với moment quay lớn kết hợp bơm vữa xi măng… đều hạn chế về khả năng chịu tải trọng ngang lớn và phải cấu tạo nhiều lớp mới giải quyết được vấn đề chống thẩm thấu

Đối với cọc barrette sâu thì kích thước chiều dày tường phải ht ≥ 60cm, để giảm độ lệch tâm ngẫu nhiên do thi công không chuẩn xác tạo nên

Chọn cách cấu tạo tường như thế nào, cần được nghiên cứu, phụ thuộc vào chiều sâu tường, đặc điểm địa chất công trình

5 Tồn tại trong cấu tạo bít kín khe hở giữa các cọc, trong cấu tạo mạch nối liên kết giữa các barrette

a Đối với tường được cấu tạo từ cọc nhồi 300, 400 và lớn hơn, giải quyết bít kín các khe hở giữa các cọc nhồi là bài toán khó

Khi tồn tại khe hở giữa các cọc thì đánh giá chất lượng tường là không đạt yêu cầu Hiện tại, đối với cọc nhồi bê tông phải thực hiện biện pháp thi công cọc liên tục cắt qua (1/4 hoặc nhiều hơn) tiết diện cọc để bít kín khe hở giữa các cọc

Còn đối với cọc xi măng đất thì thực hiện thi công cọc chèn giữa các cọc, kết hợp cả thi công nhiều lớp cọc để bít kín

Nhìn chung đã có đầu tư nghiên cứu vấn đề này nhưng hiệu quả sử dụng thực tế trong một số trường hợp còn hạn chế

b Đối với tường barrette có chiều dày tường từ 0.60m, 0.8m trở lên, có 3 cách cấu tạo thông dụng liên kết tường với tường

- Cách thứ 1 là nối các tường barrette bằng joint cao su suốt chiều dài mạch nối

- Cách thứ 2 là nối các tường barrette bằng đỡ chèn bê tông suốt chiều sâu mạch nối, tạo thành liên kết bê tông

- Cách thứ 3 là nối các tường barrette bằng thép chờ liên tục đặt sẵn trong quá trình thi công barrette, tạo thành liên kết BTCT

Đối với 2 cách thứ 1 và cách thứ 2, tường barrette liên tục làm việc như một cấu kiện kết cấu BTCT nhưng vùng giảm yếu của tường là vùng liên kết không có cốt thép, làm việc chịu lực không phải cấu kiện BTCT

Đối với cách thứ 3, giải quyết được bài toán cấu kiện BTCT đồng nhất nhưng thi công khó khăn, tốn kém và đảm bảo chất lượng bê tông tại mạch nối phải có biện pháp thi công đúng đắn và cẩn thận

Sơ bộ nhận định như trên không đủ để đánh giá đúng mực vai trò của liên kết tường barrette, biết rằng liên kết quyết định chất lượng và độ bền vững của tường tầng hầm Một số sự cố xảy ra vừa qua xuất phát từ chất lượng của liên kết mạch nối giữa các barrette

Chọn loại liên kết nào cho mạch nối giữa các barrette tường sâu nhiều tầng hầm phù hợp với đặc điểm địa chất công trình TP Hồ Chí Minh và vùng lân cận, đến nay chưa có câu trả lời

III TỒN TẠI TRONG THI CÔNG TƯỜNG TẦNG HẦM

Thi công tường barrette tầng hầm sâu đạt chất lượng là yêu cầu đầu tiên để kiểm tra, xem xét đưa tầng hầm vào sử dụng

Đối với yêu cầu chất lượng tường barrette tồn tại 2 vấn đề kỹ thuật là :

- Chất lượng vật liệu tường barrette

- Cách kiểm tra chất lượng

1 Tồn tại trong thi công tường barrette

Khi khoan tạo rãnh, để giữ thành tường dùng dung dịch bentonite (gần đây có dùng dung dịch polyme) Bentonite bám vào hạt đất tạo thành lớp vỏ không thấm, và nước không thấm vào lỗ khoan được

Bentonite được chế tạo từ hạt sét cực mịn mà Việt Nam không có, phải mua ở nước ngoài rất tốn kém Vì vậy nhiều đơn vị thi công đã sử dụng loại bentonite đã giảm chất

lượng không còn đảm bảo các tính năng cơ bản của bentonite Cụ thể yêu cầu tỉ trọng của bentonite không được vượt quá 1.05 (b 1.05), nhưng trong thực tế đã sử dụng bentonite có tỷ trọng lớn hơn nhiều, ảnh hưởng đến chất lượng bê tông thành tường

Mặt khác, như đã nói ở trên, trong vùng Tp.Hồ Chí Minh và các tỉnh lân cận ở địa tầng sâu khoảng 810m có lớp cát mịn làm giảm tính chất giữ thành hố của lớp vỏ bentonite, hệ quả là phát sinh hiện tượng cát lẫn vào bê tông làm giảm chất lượng bê tông

2 Đối với tường cấu tạo bằng cọc khoan nhồi (không phải barrette)

Khi thi công tường tầng hầm phải chống đỡ giằng giữ tường cọc thì biện pháp chống đỡ không tạo được lực căng trước nên rất dễ xảy ra di dịch nghiêng lệch đỉnh tường khi chịu áp lực ngang lớn kéo theo gây ra sự cố cho NLC

3 Tồn tại trong khâu kiểm tra chất lượng vật liệu hiện trường barrette

Đối với tường tầng hầm, việc kiểm tra chất lượng cọc tường để đưa vào sử dụng bảo đảm được độ tin cậy cần thiết là việc mà chủ đầu tư cần quan tâm đúng mực

Trong các phương pháp không phá hủy để kiểm tra chất lượng cọc, tường thì phương pháp siêu âm là đơn giản hơn, khả thi và cho được nhiều số liệu kết quả để xem xét

Tuy nhiên đối với cọc nhồi BTCT có đường kính từ 80cm trở lên đã phải có 3 ống để đo dạc kiểm tra siêu âm, vậy đối với tường barrette có chiều dài 2.8m và lớn hơn, cần phải bố trí bao nhiêu ống để kiểm tra siêu âm cho kết quả về chất lượng cường độ bê tông, độ đồng nhất của vật liệu đủ tin cậy là vấn đề kỹ thuật cần được khuyến cáo, chỉ dẫn

IV KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ

1 Kết luận

 Trong thiết kế thi công tường tầng hầm hiện nay còn tồn tại một số vấn đề kỹ thuật mà tác giả nhận thấy được trong :

- Khảo sát kiểm định chất lượng hiện trạng nhà lân cận

- Kháo sát địa chất công trình

- Thiết kế cấu tạo tường, mạch nối giữa các cọc, liên kết giữa các barrette…

- Thi công tường barrette, cọc nhồi

- Kiểm tra chất lượng tường…

 Có một số tồn tại có đủ điều kiện để khắc phục ngay, và cũng có một số tồn tại cần được điều tra, nghiên cứu và xử lý dần dần để hạn chế các sự cố xảy ra do thiết kế, thi công tường tầng hầm gây ra

2 Kiến nghị

Kiến nghị cơ quan quản lý thực hiện khảo sát đầy đủ về chế độ nước ngầm thủy văn và đặc điểm tồn tại lớp cát mịn ở khu vực TP.Hồ Chí Minh để khi xét duyệt phương án thiết kế kết cấu tường tầng hầm, có đủ số liệu xét các tác động ảnh hưởng này

Đồng thời cũng cần có quy định cụ thể về khảo sát kiểm định chất lượng hiện trạng và về phương án gia cố gia cường kết cấu NLC trước khi thiết kế, thi công tường tầng hầm NCT

TP.Hồ Chí Minh, tháng 7 – 2008