NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ MÓNG CHUNG CƯ NHÀ CAO TẦNG KHU ĐÔ THỊ MỚI XA LA HÀ ĐÔNG HÀ NỘI

NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ MÓNG CHUNG CƯ NHÀ CAO TẦNG KHU ĐÔ THỊ MỚI XA LA HÀ ĐÔNG HÀ NỘI Nhà cao tầng có từ 1÷5 tầng hầm đã được xây dựng. Hầm giao thông ngầm đã và đang được xây dựng. Mặt bằng xây dựng hạn chế, mật độ xây dựng ngày càng cao. Qũy đất ngày một hạn hẹp. Vấn đề về môi trường. Thoát nước khu vực xây dựng phức tạp. Hà Nội là thành phố cổ 1000 năm tuổi với nhiều công trình thấp tầng có kết cấu yếu, trong khi đó mật độ xây dựng ngày một tăng. Vì vậy việc đảm bảo an toàn cho bờ hố móng các nhà cao tầng xây dựng trong thành phố là vấn đề cấp thiết.

Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình ngầm

Mã số: 60580204 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

GS TS VÕ TRỌNG HÙNG

Tính cấp thiết của đề tài

2

Nhà cao tầng có từ 1÷5 tầng hầm đã được xây dựng

Hầm giao thông ngầm đã và đang được xây dựng

Mặt bằng xây dựng hạn chế, mật độ xây dựng ngày càng cao

Qũy đất ngày một hạn hẹp

Vấn đề về môi trường

Thoát nước khu vực xây dựng phức tạp

Hà Nội là thành phố cổ 1000 năm tuổi với nhiều công trình thấp tầng có kết cấu yếu, trong khi đó mật độ xây dựng ngày một tăng Vì vậy việc đảm bảo an toàn cho bờ hố móng các nhà cao tầng xây dựng trong thành phố là vấn

đề cấp thiết

NỘI DUNG

3

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ BỜ HỐ MÓNG

CÁC NHÀ CAO TẦNG

Vai trò và đặc điểm của bờ hố móng các nhà cao tầng

Vai trò đặc điểm của bờ hố móng các nhà cao tầng

5

- Đẩy trồi đáy hố móng, bục nước vào trong hố móng, bùng nền…

- Hư hỏng kết cấu chống giữ bờ hố móng như: nứt, tách, nứt tường, hoặc kết cấu bao che, ngăn cách

 Các sự cố trên có thể là cục bộ tại một vị trí nào đó cũng như toàn bộ bờ hố móng công trình

Nguyên nhân dẫn đến sự cố bờ hố móng

7

 Nguyên nhân trong công tác khảo sát

- Khảo sát không đầy đủ các điều kiện địa chất, nước ngầm, các công trình lân

cận

- Không khảo sát thực địa hiện trường một cách thận trọng tỉ mỉ

- Xử lí số liệu khảo sát địa chất có sai số lớn

 Vấn đề thiết kế hố móng

- Thiết kế không chứng chỉ, thiết kế vượt cấp

- Không tuân thủ quy định, quy phạm liên quan

- Lựa chọn phương án chắn giữ thiếu luận chứng kỹ thuật

Nguyên nhân dẫn đến sự cố bờ hố móng

8

 Vấn đề thi công hố móng

- Chất lượng thi công kém, không tuân thủ quy trình thi công

- Công tác thoát nước, ngăn nước không đạt yêu cầu

- Không thể xử lí những vấn đề phức tạp nảy sinh…

 Vấn đề giám sát

- Công tác giám sát thiếu trách nhiệm.

- Không kịp thời ngăn cản những hành vi sai phạm của đơn vị thi công

 Vấn đề quản lý của chủ đầu tư

- Không có kế hoạch, không có thiết kế

- Ép thời hạn thi công làm cho thời hạn thực hiện công trình vội vã

Xử lý sự cố bờ hố móng

9

 Điều tra nghiên cứu một cách cẩn thận các nguyên nhân, dựa vào nguyên nhân sự cố phân loại, để từ đó đưa ra giải pháp phù hợp.

 Mở rộng hố móng để giảm góc dốc cho bờ hố móng nếu có thể.

 Phụt vữa, neo gia cố nền đất bờ hố móng.

 Thay đổi các kết cấu chống đỡ tường chắn bờ hố móng.

 Giảm tải đối với lớp đất đỡ của nền.

 Chữa nghiêng bờ vách thành hố móng.

 Nghiên cứu các biện pháp thoát nước.

 Nghiên cứu tổng hợp các biện pháp, để tìm được biện pháp tối ưu.

Tình hình xây dựng bờ hố móng các nhà cao tầng tại

thành phố Hà Nội hiện nay

10

 Quỹ đất hạn chế

 Điều kiện thi công hạn hẹp

 Các công trình lân cận đan xen

 Công tác thoát nước cho hố móng trong thành phố hết sức phức tạp

 Bờ hố móng thiết kế theo chiều thẳng đứng

 Công trình hố móng hiện nay đang phát triển theo xu hướng diện tích rộng, độ sâu ngày một lớn nên sẽ gặp nhiều điều kiện địa chất khác nhau, không có lợi cho sự ổn định của bờ hố móng

Tình hình xây dựng bờ hố móng các nhà cao tầng tại

thành phố Hà Nội hiện nay

11

NỘI DUNG

12

CHƯƠNG 2 CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ

HỐ MÓNG CHUNG CƯ NHÀ CAO TẦNG

Biện pháp gia cố đất nền khu vực thi công hố móng

13

 Chất tải gia cố đất nền

Trước khi thi công hố móng công trình ta có thể chất tải để ép nước, làm cứng đất nền.

 Phun phụt vữa gia cố đất nền

Dùng khí nén nhồi vào trong đất các loại dung dịch vô cơ hoặc dung dịch hữu cơ, làm cho nền đất trở nên cứng chắc.

 Phương pháp gia cố silic hóa

Nhồi vào trong đất dung dịch Na2O.nSiO2 và dung dịch CaCl2 làm cho đất trở nên cứng.

 Phương pháp đóng băng nhân tạo

Bằng cách làm lạnh đất nền xuống nhiệt độ dưới 0 0 C làm đông cứng bờ hố móng.

 Sử dụng neo trong đất - neo cáp.

Hình 2.4 Năm loại tường cừ chống giữ bờ

hố móng [22].

Hình 2.6 Giữ ổn định thành hố đào bằng

neo cáp trong đất [13].

CHƯƠNG 3 BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ MÓNG CÁC CHUNG CƯ CAO TẦNG, KHU ĐÔ THỊ MỚI

XA LA - HÀ ĐÔNG - HÀ NỘI

16

Quy mô dự án khu đô thị Xa La - Hà Đông - Hà Nội

17

 Diện tích đất quy hoạch: 209,480m2

 Vị trí : Phường Phúc La- Quận Hà

Đông - Thành phố Hà Nội

 Ngày khởi công : 01/01/2007

 Ngày hoàn thành : 31/12/2012

 Chủ đầu tư : Xí nghiệp Xây dựng Tư

nhân số 1 Lai Châu

 Khu vực dự án được xây dựng 10 tòa

nhà chung cư từ 21 ÷ 34 tầng

 Mật độ dân số 5,560 người

Hình 3.1 Bản đồ quy hoạch khu đô thị mới

Xa La- Hà Đông [11]

Phân tích các điều kiện để đưa ra biện pháp đảm bảo

 Các chung cao tầng ở đây hầu hết đều có từ 1÷2 tầng hầm để đặt các hệ thống kỹ thuật ngầm , hầm để xe

 Hiệu quả kinh tế của dự án phụ thuộc rất nhiều vào tiến độ thi công

Phân tích các điều kiện để đưa ra biện pháp đảm bảo

an toàn cho bờ hố móng

19

 Yêu cầu trên về mặt kỹ thuật của công trình

- Đây là kết cấu vĩnh cửu

- Phải đảm bảo tuyệt đối an toàn trong khi thi công cũng như đi vào khai thác, các vấn đề thấm nước của tường hầm khi đi vào khai thác sử dụng

- Phải đảm bảo cho các công trình lân cận trong quá trình xây dựng

- Hố móng thuộc dạng hố móng sâu, các bờ hố móng được thiết kế theo chiều thẳng đứng, do mật độ xây dựng cũng như quỹ đất có hạn của khu đô thị

 Để đáp ứng các yêu cầu tiêu chí trên giải pháp chống giữ cho bờ hố móng công

trình khi thi công được lựa chọn ‘Tường bê tông trong đất đổ bê tông tại chỗ’.

Biện pháp thi công tường bê tông trong đất

đổ bê tông tại chỗ

 Nối các đoạn tường lại với nhau bằng

các đầu nối đặc biệt, tạo lên một bức

tường bê tông cốt thép liên tục quây lại

thành tường khép kín để bảo vệ Hình 3.2 Hình ảnh về gầu đào và gầu phá

để thi công tường [13].

Biện pháp thi công tường bê tông trong đất

đổ bê tông tại chỗ

21

Bảng 3.3 Một số loại gầu thùng của hãng Bachy [7]

Các phương pháp tính tường liên tục trong đất

được áp dụng

22

 Phương pháp giải tích (phương pháp Sachipana - Nhật)

 Tính toán tường liên tục trong đất theo phương pháp đàn hồi

 Phương pháp tính lực trục thanh chống, nội lực thân tường biến đổi theo quá trình đào móng

 Phương pháp phần tử hữu hạn - Phương pháp số

Các phương pháp tính tường liên tục trong đất

- Bài toán đối xứng trục;

- Bài toán không gian 3D Hình 3.7 Một số công trình tính bằng phần mềm Plaxis [3]

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH NHÀ CT4

24

Công trình nhà CT4 - Trong khu đô thị mới Xa La

25

 Tòa nhà gồm 34 tầng, được thiết kế 2

tầng hầm, nối thông suất với nhau tạo

Khu đô thị Xa La [11]

Tính toán kết cấu tường vây trong đất nhà CT4 trong

giai đoạn thi công

26

 Để giúp cho quá trình tính toán được hiệu quả, ở đây sử dụng phần mềm địa

kỹ thuật - Plaxis để tính toán, với điều kiện địa chất thực thế tại khu vực

 Các số liệu đầu vào của chương trình Plaxis [11]

- Chiều sâu tường so với mặt đất tự nhiên là 15 m (Tường xuyên qua các lớp đất số 1,2,3,4 và cắm vào lớp đất số 5 là 5,5 m)

- Chiều dày tường là 0,8m, chiều sâu hố đào H = 9 m Dùng bê tông mác 300

- Siêu tải mặt đất là : 15 KN/m

- Vị trí mực nước ngầm dưới mặt đất 1 m

Tính toán kết cấu tường vây trong đất nhà CT4 trong

giai đoạn thi công

27

Tính toán kết cấu tường vây trong đất nhà CT4 trong

giai đoạn thi công

28

Tính toán kết cấu tường vây trong đất nhà CT4 trong

giai đoạn thi công

29

Tính toán kết cấu tường vây trong đất nhà CT4 trong

giai đoạn thi công

Tính toán kết cấu tường vây trong đất nhà CT4 trong

giai đoạn thi công

Trong đó H là chiều sâu hố đào; H = 9

m Hình 4.7 Chuyển vị ngang và mômen

của tường trường hợp lớn nhất

Kiểm nghiệm tính toán cho các trường hợp bất lợi

32

 Trường hợp 1 - Thay đổi chiều sâu

ngàm của tường vào trong đất

Lần lượt tiến hành khảo sát chiều

sâu tường so với mặt đất tự nhiên là:

Lần lượt khảo sát thay đổi vị trí

mực nước ngầm dưới mặt đất tự nhiên

là: 1m, 2 m, 3 m, 4 m, 5 m

Kiểm nghiệm tính toán cho các trường hợp bất lợi

33

Kiểm nghiệm tính toán cho các trường hợp bất lợi

34

Phân tích đánh giá các trường hợp khảo

sát

35

Khi ta thay đổi chiều sâu ngàm của tường vào trong đất, lần lượt các giá trị chuyển vị ngang ứng với chiều sâu tường Ta thấy với chiều sâu của tường < 14,5 m thì giá trị chuyển vị ngang Ux đều lớn hơn 4,5 cm Không thỏa mãn với điều kiện chuyển vị của tường.

Với chiều dày của tường < 0,6 m thì giá trị chuyển vị ngang Ux đều lớn hơn 4,5 cm Không thỏa mãn với điều kiện chuyển vị của tường.

Với chiều sâu của mực nước ngầm > 2 m thì giá trị chuyển vị ngang Ux đều lớn hơn 4,5 cm Không thỏa mãn với điều kiện chuyển vị của tường.

Kết quả nghiên cứu thử nghiệm thực tiễn

36

 Với điều kiện địa chất cụ thể của khu

vực xây dựng công trình để đảm bảo ổn

định thì các thông số về tường phải đảm

bảo như sau:

 Tường sử dụng bê tông cốt thép mác

300

 Chiều dày thân tường là 0,8 m

 Chiều sâu của tường là 15m tính từ mặt

- Lựa chọn được biện pháp hợp lí, đảm bảo an toàn.

- Hiệu quả về mặt kinh tế

- Có tính khả thi trong điều kiện cụ thể

 Để tránh hay hạn chế, những sai sót dẫn đến những sự cố đối với bờ hố móng Trong quá trình thiết kế và thi công cần phải thỏa mãn các yêu cầu chung nhất:

- Công tác khảo sát phải chính xác, phải có sự đầu tư nhất định

- Thiết kế phải do những chuyên gia thành thạo thực hiện

- Xác lập sự liên hệ chặt chẽ giữa người khảo sát, thiết kế và thi công

- Công tác thi công được thực hiện bởi những người được đào tạo

- Cần hoàn thiện và có những tổng kết đánh giá để làm luận chứng tham khảo trong thiết kế thi công xây dựng các công trình.

- Cần hoàn thiện các phương pháp tính toán riêng, xây dựng hoàn chỉnh quy trình tính toán có xét đến các điều kiện địa chất cụ thể

- Trong công tác thiết kế phải có sự đầu tư về các phần mềm chuyên ngành để công tác thiết kế kiểm định được sát thực hơn

- Tường trong đất là kết cấu nằm sâu trong đất, việc thi công rất phức tạp Các phương pháp thi công hiện tại chủ yếu vẫn theo công nghệ của nước ngoài, cần phải nghiên cứu bổ xung hoàn thiện thêm phần lý thuyết tính toán cho phù hợp với điều kiện thi công tại Việt Nam

XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN!

39Tác giả kính mong nhận được ý kiến trao đổi, nhận xét, đánh giá.