Nghiên cứu biên pháp hạ thấp mực nước ngầm, chống thấm trong đào móng với nền cát có hệ số thấm cao, hố móng rộng

Các gi i pháp HTMNN trong đào móng .... Kích th c hào bentonite ..... Khoan l th ng dùng khoan xung kích ho c khoan xoay... MNN ban đầuMNN ổn định sau khi hạ thấp ống kim lọc có điện cực

L I C M N

Trong su t th i gian t khi b t đ u h c t p t i gi ng đ ng đ i h c đ n nay, tác gi đã nh n đ c r t nhi u s quan tâm, giúp đ c a các th y, cô giáo, gia đình

và b n bè

hoàn thành lu n v n này đ m b o đ y đ các yêu c u đ t ra trong b n đ

c ng đã phê duy t, tr c h t tôi xin b y t lòng bi t n sâu s c t i PGS.TS Lê Xuân Roanh, ng i th y đã t n tình giúp đ , h ng d n tôi trong su t quá trình h c

t p, nghiên c u hoàn thành lu n v n này

Tôi xin chân thành c m n các th y, cô giáo Tr ng i h c Th y l i đã t o

đi u ki n cho tôi ti p c n m t s tài li u tham kh o có giá tr

C m n các b n đ ng nghi p, b n bè, ng i thân và gia đình đã đ ng viên giúp đ tôi r t nhi u trong su t quá trình h c t p và nghiên c u

Trong quá trình nghiên c u, ch c ch n không tránh kh i nh ng thi u sót, tôi

r t mong nh n đ c nh ng ý ki n đóng góp quý báu c a các th y, cô giáo và các

b n đ ng nghi p đ i v i b n lu n v n Xin trân tr ng c m n!

Hà n i, ngày tháng n m 2014

H c viên cao h c

Phan Trung Chính

R: Bán kính n: S l ng gi ng

r o : Bán kính gi ng e: Kho ng cách gi a các gi ng li n nhau R: Bán kính nh h ng T a : C t n c vùng nh h ng

M C L C

M U 1

CH NG 1: T NG QUAN V CÁC S C KHI ÀO MÓNG CÔNG TRÌNH VÀ GI I PHÁP H TH P M C N C NG M, CH NG TH M CHO H MÓNG 3

1 1 Các s c công trình trong đào móng do dòng th m gây ra 3 1.1.1 M t s công trình x y ra s c trong khi đào móng 4

1.1.2 L ý thuy t v s c khi đào móng công trình đ i v i mái h móng 5

1.1.3 S c khi đào móng công trình đ i v i l p đ t n n c a đáy móng 8

1.2 Các gi i pháp HTMNN trong đào móng 10

1.2.1 Ph ng pháp HTMNN b ng gi ng th ng 10

1.2.2 Gi ng th ng v i máy b m sâu 11

1.2.3 Ph ng pháp HTMNN b ng gi ng kim 11

1.2.4 Ph ng pháp đóng b ng nhân t o 16

1.2.5 Ph ng pháp gi ng kim có thi t b dòng phun 16

1.2.6 Gi ng kim k t h p đi n th m 18

1.2.7 P h ng pháp gi ng khoan UNICEF lo i nh 19

1.2.8 Ph ng pháp gi ng k t h p t ng ng n n c 21

1.3 Các ph ng pháp tính toán th m 22

1.3.1 Ph ng pháp nghiên c u lý lu n 22

1.3.2 Ph ng pháp nghiên c u th c nghi m 23

1.3.3 Ph ng pháp đ gi i 23

1.3.4 Ph ng pháp s 23

1.4 Gi i thi u t ng xi m ng - bentonite 23

1.4.1 Ch c n ng c a t ng xi m ng - bentonite 23

1.4.2 Các yêu c u c a t ng xim ng - bentonite 24

1.4.3 C p ph i v t li u c a xim ng – bentonite [12] 24

1.4.4 Kích th c hào bentonite 25

1.4.5 Quy trình thi công hào xim ng – bentonite [12] 25

1.5 T ng gia t ng s c ch u t i cho công trình và ch ng th m

cho h móng 30

1.5.1 Công ngh khoan ph t cao áp Jet – grouting t o màn ch ng th m 30

1.5.2 Các hình th c b trí c t xi m ng – đ t ch ng th m cho h móng 32

1.6 K t lu n ch ng 1 32

CH NG 2: NGHIÊN C U CÁC Y U T NH H NG N TR NG THÁI TH M VÀ N NH T NG HÀO XI M NG – BENTONITE 34

2.1 t v n đ 34

2.2 Các y u t nh h ng t i tr ng thái th m 34

2.2.1 Các đ c đi m quan tr ng c a Bentonite 34

2.2.2 C ng đ ch ng c t c a Bentonite 39

2.2.3 Tính đ m ch t c a Bentonite 39

2.3 Các tr ng h p nghiên c u n đ nh vách hào 39

2.4 K t lu n ch ng 2 45

CH NG 3: ÁP D NG K T QU NGHIÊN C U L A CH N GI I PHÁP K THU T X LÝ CH NG TH M CHO H MÓNG CÔNG TRÌNH C NG VÂN C C A 46

3.1 Gi i thi u công trình c ng Vân C c A 46

3.1.1 V trí và nhi m v công trình 46

3 1.2 c đi m đ a hình, đ a ch t và khí t ng th y v n 48

3.2 Tính toán l a ch n gi i pháp h th p m c n c ng m cho h móng 54

3 2.1 Thi t k c u t o h móng 54

3 2.2 Tính toán và xác đ nh l u l ng cho h th ng 64

3.3 K t lu n 96

K T LU N VÀ KI N NGH 97

K t lu n: 97

Ki n ngh 98

Các v n đ còn t n t i c n nghiên c u ti p: 99

TÀI LI U THAM KH O 100

DANH M C HÌNH V

Hình 1.1 M t c t ngang h móng tr m b m Nh Trác……… 4

Hình 1.2 M t c t ngang h móng tr m b m Qu ……… 5

Hình 1.3 S đ l c tác d ng lên mái d c khi có áp l c th y đ ng………7

Hình 1.4 Tác d ng c a n c ng m có áp có th gây b c đáy h móng………….…9

Hình 1.5 N c ng m có áp tác d ng lên l p đ t không th m đáy móng có th gây b c đáy h móng……….9

Hình 1.6 M t b ng b trí h th ng gi ng kim xung quanh h móng……… 11

Hình 1.7 S h a v cách làm vi c c a ng l c………13

Hình 1.8 S đ b trí 2 c p gi ng kim khi h móng sâu……… 15

Hình 1.9 C u t o gi ng kim có thi t b dòng phun……… …17

Hình 1.10 C u t o vòi phun……….…17

Hình 1.11 Bi n pháp gi ng kim l c k t h p đi n th m đ HTMNN………… …19

Hình 1.12 C u t o gi ng khoan lo i nh ……….….…19

Hình 1.13 S đ công ngh tr n v a Xim ng-Bentonite……… …….…….27

Hình 1.14 H th ng v t li u……….………….……… ……….…28

Hình 1.15 G u đào n ng 7.5 t n c a công ty Bachy Soletanche……… ….28

Hình 1.16 Mô hình t ng d n ……….……… 29

Hình 1.17 S đ l c tác d ng lên t ng……….……… 40

Hình 1.18 S đ tính toán đ t dính……….……… … 41

Hình 1.19 S đ l c tác d ng lên t ng màng đ i v i đ t r i có n c ng m… 42

Hình 1.20 S đ l c tác d ng lên nêm tr t……… …42

Hình 1.21 S đ tính toán F t ng quát……….……… … 44

Hình 3.1 M t c t đ a ch t công trình… ………… ……51

Hình 3.2 M t b ng b n đáy sân tr c và t ng cánh th ng l u………54

Hình 3.3 M t b ng tr pin……….……….………… 55

Hình 3.4 ng vi n h móng……….……….…… 56

Hình 3.5 Ph m vi h móng……….……….…………56

Hình 3.6 M t c t ngang đ ng……….……….…… 57

Hình 3.7 S đ h móng v i 2 hàng c và 1 h th ng gi ng kim………59

Hình 3.8 S đ h móng v i 2 hàng c và 2 h th ng gi ng kim………60

Hình 3.9 S đ h móng v i 2 h th ng gi ng kim……….61

Hình 3.10 S đ móng v i t ng vây và h th ng gi ng l n……… …62

Hình 3.11 S đ tính toán………63

Hình 3.12 S đ b trí h th ng HTMNN c ng Vân C c……… 64

Hình 3.13 S đ hoá h th ng đ a ch t thu v n khu v c nghiên c u………69

Hình 3.14 S đ gi i h ph ng trình vi phân……….70

Hình 3.15 HTMNN trong h móng: 0m………72

Hình 3.16 h th p m c n c trong gi ng: 5m………73

Hình 3.17 ng quan h MNN gi a h móng theo th i gian (l ng n c ch y vào h móng 3795 m3/ngd) ……….73

Hình 3.18 S đ b trí h th ng gi ng……….………74

Hình 3.19 HTMNN trong h móng: 0.m……… 75

Hình 3.20 h th p m c n c trong gi ng: 2.5m……….……76

Hình 3.21 ng quan h MNN gi a h móng theo th i gian (l ng n c ch y vào h móng 4785 m3/ngd) ………76

Hình 3.22 S đ b trí h th ng gi ng (t ng s 87 gi ng, kho ng cách các gi ng 8-12m) ……….77

Hình 3.23 HTMNN trong h móng: -0.2m -2.5m……… 78

Hình 3.24 h th p m c n c trong gi ng: 4m………78

Hình 3.25 ng quan h MNN gi a h móng theo th i gian (l ng n c ch y vào h móng 3795 m3/ngd) ……….…79

Hình 3.26 S đ b trí h th ng gi ng (t ng s 66 gi ng, kho ng cách các gi ng 6m) ……… …79

Hình 3.27 HTMNN trong h móng: 0.8m - 2.5m……… 80

Hình 3.28 h th p m c n c trong gi ng: 4.5m……….80

Hình 3.29 ng quan h MNN gi a h móng theo th i gian (l ng n c ch y vào h móng 1980 m3/ngd) ……….81

Hình 3.30 S đ b trí h th ng gi ng (t ng s 37 gi ng, kho ng cách các gi ng 13m) ……….81

Hình 3.31 HTMNN trong h móng: 0.5-2.5m……… 82

Hình 3.32 h th p m c n c trong gi ng: 3.5m………83

Hình 3.33 ng quan h MNN gi a h móng theo th i gian (l ng n c ch y vào h móng 660 m3/ngd) ……… 84

Hình 3.34 S đ b trí h th ng gi ng (t ng s 12 gi ng, kho ng cách các gi ng 30m) ……….84

Hình 3.35 HTMNN trong h móng: 0 m……… 85

Hình 3.36 HTMNN trong h móng: 0.5 m………86

Hình 3.37 ng quan h MNN gi a h móng theo th i gian (l ng n c ch y

vào h móng 660 m3/ngd) ……… 86

Hình 3.38 S đ b trí h th ng gi ng (t ng s 12 gi ng, kho ng cách các gi ng 30m) ……….87

Hình 3.39 HTMNN trong h móng: 0 m……… 88

Hình 3.40 HTMNN trong h móng: -0.8 m……… 89

Hình 3.41 ng quan h MNN gi a h móng theo th i gian……… 89

Hình 3.42 S đ b trí h th ng gi ng (t ng s 16 gi ng, kho ng cách các gi ng 22,5m) ……… 90

Hình 3.43 HTMNN trong h móng: 0 m……… 91

Hình 3.44 HTMNN trong h móng: -0.5 m……… …92

Hình 3.45 ng quan h MNN gi a h móng theo th i gian………92

Hình 3.46 S đ b trí h th ng gi ng (t ng s 8 gi ng, kho ng cách các gi ng 45m)……… 93

DANH M C B NG BI U

B ng 2.1 c tính c a m t s dung d ch Bentonite……….…37

B ng 3.2 Các ch tiêu c lý đ t n n t l p 1 đ n l p 3………52

B ng 3.3 Các ch tiêu c lý đ t n n t l p 4a đ n l p 6……… 53

B ng 3.4 Tr s Ta ph thu c vào S và H………65

B ng 3.5 T ng h p thông s k thu t c a các tr ng h p tính toán……… 93

M U

Trong quá trình xây d ng các công trình có h móng đ t sâu d i m c n c

ng m (MNN) nh công trình th y l i, giao thông, công trình ng m… h u h t có

kh i l ng công vi c l n, th i gian kéo dài, ph m vi r ng nên khó tránh kh i MNN

ng m vào mái, đáy h móng d n t i công trình d b s t lún nh h ng tr c ti p đ n

ti n đ , ch t l ng, đ an toàn và giá thành công trình M t khác v i các công trình

h móng ph i th c hi n các công tác xây đúc, đ bê tông thì c n ph i thi công trong

đi u ki n khô ráo Vì v y c n ph i có bi n pháp tiêu thoát n c và h th p m c

n c ng m thích h p

H th p m c n c ng m (HTMNN) là làm cho m c n c ng m h th p c c

b trong m t ph m vi, gi m đ n cao đ nh t đ nh và gi n đ nh v trí đó trong

su t th i gian yêu c u b ng cách hút n c liên t c t sâu d i đ t ra kh i khu v c

c n HTMNN [5]

Khi h th p m c n c ng m làm cho kh i đ t trên MNN đã đ c h th p tr nên khô ráo và có th đào m t cách d dàng, thu n l i và góp ph n gi m giá thành xây d ng Mái h móng không còn dòng th m ch y vào h móng nên s n đ nh

h n, giúp ta có th t ng đ d c mái đào đ gi m kh i l ng đào móng Ngoài ra,

vi c HTMNN c a t ng n c ng m có áp đáy móng còn có th tránh đ c hi n

t ng xói ng m, b c đáy móng làm phá h y n n c a công trình [5]

B i v y, HTMNN là m t ph ng pháp s d ng ph bi n đ tiêu n c cho h móng các công trình th y l i, dân d ng và công nghi p có móng đ t sâu d i MNN ng th i HTMNN còn s d ng đ ng n ng a các tác đ ng có h i c a n c

ng m đ i v i n n và mái c a h móng HTMNN còn dùng đ thoát n c lâu dài cho các công trình dân d ng, công nghi p đã xây d ng t tr c [5]

Tuy nhiên trong th c t vi c HTMNN v n còn t n t i m t s v n đ nh mái

h móng v n còn dòng th m ch y vào h móng làm s t l mái ho c hi n t ng b c đáy h móng… khi gi i pháp ch a tri t đ

gi i quy t các v n đ trên song song v i vi c HTMNN v i thi t b là gi ng hút ch n không ng i ta có th k t h p thêm m t s bi n pháp ch ng th m nh làm

t ng c ch ng th m b ng thép ho c t ng ch ng th m b ng xi m ng – bentonite (X-B) Gi i pháp này s h n ch ho c có th kh ng ch toàn b dòng th m vào khu

v c h móng

Vi t Nam lo i t ng hào X-B ch ng th m đ c s d ng đ ch ng th m thân đ p đ t, thân đê, ch ng th m cho n n đê, đ p V i công trình h ch a n c có

th k tên nh : công trình D u ti ng, Easoup Th ng, IAKAO, đ p ph su i á h

D u ti ng, đ p Am chúa, đ p D ng ông Các hào ch ng th m X-B nhìn chung

đ u s d ng c p ph i g m 35-45kg bentonite nh p ngo i, 200-300kg xi m ng PC30

s n xu t trong n c, 900 lít n c, ph gia làm t ng tính l u đ ng và ch m đông

c ng V i các c p ph i và thành ph n v t li u nh trên các hào X-B đã đ c thi công n c ta h u h t ch đ t t 1x10-5 đ n 5x10-6 cm/s (ch a có công trình nào

đ t h s th m nh h n 10-6 cm/s) M t khác do s chênh l ch v modul đàn h i

gi a v t li u làm t ng hào và v t li u xung quanh hào có th là nguyên nhân gây

ra hi n t ng n t n khi áp d ng hình th c này đ ch ng th m cho đ p m i thi công [14]

Vi c nghiên c u công ngh thi t k t ng ch ng th m b ng bi n pháp đào hào trong dung d ch bentonite nh m th a mãn các đi u ki n v kinh t và k thu t là r t

c n thi t

CH NG 1: T NG QUAN V CÁC S C KHI ÀO MÓNG CÔNG

CHO H MÓNG 1.1 Các s c công trình trong đào móng do dòng th m gây ra

Hi n nay r t nhi u các công trình th y l i (các tr m b m l n, h th ng tiêu, thoát, c p n c…), công trình giao thông (đ ng h m b hành, đ ng tàu đi n

ng m,…), các công trình dân d ng và công nghi p có móng đ t sâu trong lòng đ t Khi thi công, n c ng m th m vào trong h móng làm cho mái h móng m t n

đ nh, h móng b ng p n c s d n t i đ t n n gi m c ng đ , tính nén lún t ng lên, công trình s b lún quá l n, t o ra lún ph thêm c a móng, t ng thêm k t c u

ch ng đ b o v mái và n n h móng Nh ng đi u đó s tr c ti p nh h ng đ n

ch t l ng, ti n đ và an toàn c a công trình xây d ng [1]

Khi đào móng các công trình này, m c n c ng m l ra, các h t cát m n, h t

nh , cát ch a b i s b lôi cu n theo n c ng m t xung quanh h móng (cát ch y)

và theo ph ng đ ng t đáy h móng vào h móng công trình (xói ng m) Hi n

t ng ch y c a cát có th di n ra m t cách ch m ch p thành l p dày, ho c nhanh,

r t nhanh mang tính ch t tai bi n d i hình th c đùn ra ngay khi đào đ n chúng, t i

m c kh i đ t còn l i không n đ nh sinh ra s t mái ho c không kìm gi n i áp l c

đ y ng c sinh ra b c đáy móng t ch a cát ch y di đ ng thì các mái d c, s n

d c, công trình đào ng m, công trình có s n ho c đang xây d ng trên đó đ u m t n

đ nh [10]

S chuy n đ ng nhanh chóng c a cát ch y ph n d i c a s n d c, mái d c

ho c kh i tr t thì các kh i bên trên m t đi m t a Do đó, d c theo s n d c, mái

d c các v t n t xu t hi n d n t i các kh i tr t m i ho c thúc đ y, phát tri n thêm

kh i tr t đã có S n đ nh c a s n d c, mái d c b phá v toàn b N u xây

d ng công trình đ cát ch y nhi u vào h móng thì có th gây ra s t lún, bi n d ng

b m t đ t xung quanh, n t n và đ v các công trình đã có lân c n [10] Vì v y MNN n u h th p đ c h n cao trình đáy móng thì s gi m đ c di n tích đào

móng, k t c u b o v n n và mái, h th ng tiêu n c m t… và đ c bi t v n đ n

đ nh mái h móng là hoàn toàn đ m b o

1.1.1 M t s công trình x y ra s c trong khi đào móng

1.1.1.1 Tr m b m Nh Trác huy n Lý Nhân, t nh Hà Nam [8]

Thi t k s d ng h th ng gi ng kim c a Liên Xô (c ) ch t o đ HMNN

xu ng th p h n đáy móng ít nh t 0,5m ( trung tâm móng) đ đ m b o đào móng trong đi u ki n khô ráo, mái móng không b s t l nh gi ng kim đ c đ t cao

đ +7,0m sâu h n m t đ t t nhiên Kho ng cách gi a 2 gi ng li n k nhau là 1,3m

s a mái h móng t m=2 tr thành m=3, phía sông m=3,5; dùng phên r m, c c tre đóng trên mái đ h n ch cát ch y vào h móng; k t h p đào rãnh đ b m tiêu n c

m t và gi ng khoan đ h tr h các bi n pháp trên và thêm m t s y u t khách quan là MNN th c t đã xu ng th p +5,1m do m c n c sông h th p (nh h n MNN thi t k 1,1m) nên đã cho phép đào móng đ n cao đ thi t k trong đi u ki n khô ráo

1.1.1 2 Tr m B m Qu huy n Kim B ng, t nh Hà Nam [8]

Thi t k s d ng h th ng gi ng kim lo i CK-CK k t h p W4 c a Trung Qu c

và UY5 c a Liên Xô đ HMNN xu ng th p h n đáy móng ít nh t 0,5m ( trung tâm móng) đ đ m b o đào móng trong đi u ki n khô ráo, mái móng m=2 không b

s t l nh gi ng kim đ c đ t cao đ +1,0m sâu h n m t đ t t nhiên Kho ng cách gi a 2 gi ng li n k nhau là 1,3m áy gi ng cao đ -7,9m, s gi ng là 150 cái, l u l ng m i gi ng q=45,12m3/ngđ, c t n c c n h H=4,4m (Hình 1.2)

là -1,2m, có ngh a là MNN còn r t cao so v i con s tính toán

Vi c HMNN hai công trình trên th t b i là do m t s nguyên nhân sau:

Hi n nay, vi c xây d ng các công trình đang phát tri n m nh nh t là các công trình th y l i, th y đi n, c ng đ p mà h u h t ch u nh h ng tr c ti p

c a MNN nên đòi h i c n ph i có gi i pháp, công ngh thi công HTMNN

đ m b o v k thu t và kinh t

1.1.2 Lý thuy t v s c khi đào móng công trình đ i v i mái h móng

i v i các công trình xây d ng nh ng khu v c có MNN cao, h móng công trình ph i t n t i trong đi u ki n ph c t p T i đáy h móng ng su t gi m, áp

l c l r ng gi m theo, mái h móng có s chênh l ch áp l c theo ph ng ngang khi n n c trên mái ch y vào h móng

Khi chênh l ch m c n c càng l n và h s th m c a đ t n n càng l n thì dòng n c ng m t mái h móng s ch y vào h móng có t c đ càng l n, kéo theo các h t cát trôi vào h móng, mái h s b r ng chân nên kh n ng ch u l c theo

ph ng đ ng gi m khi n đ t phía trên t t xu ng làm s t mái h móng và t t nhiên

là mái h móng s m t n đ nh Trong tr ng h p cát m n, có h s th m Kt bé thì MNN đi ra trên cao c a mái móng s sinh ra cát đùn ch y và c ng gây s t l [9] Nguyên nhân chính làm s t l mái đào th ng là n c th m N c làm cho

y u trong đ t đã làm s c ch ng c t c a chúng gi m đ t ng t và là nguyên nhân làm mái m t n đ nh [9]

Chính b n thân các l c th y t nh và th y đ ng tác d ng lên đ t gây nên bi n

d ng th m trong đ t L c th y t nh và th y đ ng làm bi n đ i tr ng thái ng su t

c a đ t trên mái d c Khi đ t n m d i MNN, các h t đ t s ch u tác đ ng l c đ y

n i c a n c làm cho dung tr ng c a nó gi m đi Ch ng h n, n u dung tr ng c a

h t đ t γk=1,7T/m3, dung tr ng c a n c γn=1, đ r ng đ t n=40%, thì dung tr ng

c a đ t d i n c là γ=(γk-γn).(1-n)=0,7.0,6=0,42T/m3 Do đó, các mái h móng

có MNN cao, có m t ph n mái s ng p trong n c thì ph n đ t này tr ng thái đ y

n i và dung tr ng không đ l n đ gi yên các kh i đ t đá n m trên t n m trên

g n nh m t đi m t a, b t đ u d ch chuy n và làm cho ph n đ t đá tr ng thái đ y

CL fN F

+

+

H s n đ nh trong m t s tr ng h p có th gi m hàng ch c ph n tr m, tình hình t ng t x y ra khi h th p nhanh m c n c trong h móng Khi MNN xu t l trên mái d c, áp l c th y đ ng có th gây ra hi n t ng cát ch y và xói ng m làm trôi đ t ho c làm x p r i đ t, m t n đ nh mái d c và có th b c n n [9]

S t ng t i trên mái d c và các khu v c k c n v i mép mái d c, các dao đ ng

đ a ch n, các l c tác đ ng t nh và đ ng, lâu dài và t m th i bên ngoài khác, máy

Hình 1.3 S đ l c tác d ng lên mái d c

khi có áp l c th y đ ng

P N

T α

Dtd

MNN

móc, thi t b , v t li u, ng i,… th ng làm gi m đ n đ nh và làm đ t d ch chuy n

Phân tích nguyên nhân trên cho phép k t lu n là s thành t o tr t do t ng l c

c t Quá trình làm gi m đ b n đ t khi m t, gi m đ ch t, phong hóa, phá ho i

k t c u t nhiên, tác đ ng c a th y t nh và m t ph n l c th y đ ng, s bi n đ i

tr ng thái ng su t và nhi u nguyên nhân khác, ch y u gây ra s gi m đ b n ch u

c t c a đ t ng su t c t l n h n đ b n c a đ t mái đ c s phá h y đ n đ nh c a mái d c và t o thành tr t [6]

L ng n c trong đ t gi m s làm đ t tr lên khô ráo và ma sát gi a các h t

đ t t ng lên (C, , dung tr ng c a đ t t ng) khi n mái đào lo i đ t này n đ nh h n

1.1.3 S c khi đào móng công trình đ i v i l p đ t n n c a đáy móng

Trong tr ng h p n n công trình là lo i đ t d l u đ ng (nh đ t cát pha sét, cát nh h t) thì khi hút n c l thiên n n đó b h h ng do n c ng m th m vào h móng Tr ng h p n c ng m có áp thì c n n đ t t ng đ i n đ nh c ng có th b

h h i

Khi làm khô h móng th ng hay x y ra hai hi n t ng h h ng n n nh sau:

- Hi n t ng xói r ng là hi n t ng đ t n n b dòng n c th m lôi cu n đi

Hi n t ng này ch xu t hi n trong nh ng đ t r i ho c ít dính nh đ t cát, cát pha sét Lúc đ u nh ng h t đ t nh b cu n đi và khi l u t c t ng thì nh ng h t đ t l n

h n c ng b lôi cu n đi, còn l i m t c c u đ t t i x p N n đ t này r t d lún, ho c

có nh ng đ ng n c th m t p trung, làm suy y u t ng vùng đ t,… M c đ xói

r ng và phá ho i c c u đ t n n càng t ng, khi chi u sâu h móng càng sâu so v i MNN và c ng đ b m n c ra kh i h móng càng l n [10]

- Hi n t ng b c n n là hi n t ng đ t n n b m t n đ nh hoàn toàn Th ng

x y ra c trong đ t r i l n đ t dính Do n c ng m có áp t d i đ y lên có th làm phá v l p đ t m t n n không th m n c ho c ít th m n c [5]

N c ng m có áp c ng th ng hay g p khi xây d ng các công trình th y l i

mi n ven sông, ven bi n, ven các ngu n ch a n c, n i mà ngu n n c cung c p

n c ng m cho đ t (hình 1.4 và 1.5) [5]

i u ki n n n cụng trỡnh khụng b n c ng m cú ỏp phỏ b c n n (hỡnh 1.4 và 1.5) cú th bi u di n b ng b t đ ng th c :

H.γ ≤ hn γ + hđ γđ (1-2) Trong đú: H – C t n c ỏp l c(m)

hn – Chi u dày l p n c trờn đỏy h múng(m)

hđ – Chi u dày l p đ t khụng th m d i đỏy h múng(m)

Nước cao áp

Lớp đất không thấm Cát

h h H

Hỡnh 1.5 N c ng m cú ỏp tỏc d ng lờn l p đ t khụng th m đỏy múng cú

th gõy b c đỏy h múng

Mu n ng n ng a hi n t ng xói ng m và b c đáy móng do n c ng m ng i

ta áp d ng nh ng bi n pháp b o v n n b ng cách tiêu n c (HTMNN) dùng các

gi ng kim gi m áp ho c gia t i Nh ng vi c áp d ng ph ng pháp nào, tr c h t

ph thu c vào tính th m n c c a đ t đá ch a n c, chi u dày t ng ch a n c, đ c

đi m đ a ch t th y v n và đ sâu yêu c u HTMNN [5]

1.2 Các gi i pháp HTMNN trong đào móng

1.2.1 Ph ng pháp HTMNN b ng gi ng th ng

Ph ng pháp này ch y u l i d ng hình ph u rút n c Khi n c trong gi ng rút xu ng do b m hút thì n c ng m trong t ng ch a n c xung quanh ch y vào trong gi ng, sau m t th i gian m c n c s n đ nh và hình thành m t đ ng cong

u n v phía gi ng MNN h xu ng d n d n t i cao trình thi t k c a đáy h móng lúc đó ta có th ti n hành thi công h móng trong đi u ki n khô ráo [5]

C u t o g m:

Gi ng th ng: bao g m ng ch ng, ng l c và ng l ng, có th làm b ng thép

ho c nh a tùy theo đ a t ng, đ a ch t h móng, đ sâu và đ ng kính c a gi ng

ng l c b ng nh a hi n nay có r t nhi u lo i đ c bán trên th tr ng, ng l c thép thì gia công th công b ng cách đ c l hình hoa mai, đ ng kính l 8-10mm, kho ng cách các l 30-40mm Sau khi đ c l xong, dùng dây thép không g qu n theo hình xo n c bên ngoài ho c dùng l i đ ng, inox ho c l i nh a qu n xung quanh ph n đ c l , qu n bên ngoài m t l p dây thép thô đ b o v l i l c thu n ti n h ng gi ng và l ng cát, c n bùn đ t chui vào ng dùng m t đo n ng có

đ u d i nh n kín bên d i ng l c

ng thu n c chính và ng n i: ng b ng thép Tùy vào l u l ng b m ng thu n c có đ ng kính khác nhau C m i đo n có m t đ u ch đ g n n i v i

gi ng th ng ng n i dùng ng nh a có đ ng kính t 40-5-mm, trên ng có n i van và vòi nh đ thu n ti n cho vi c ki m tra

Thi t b hút n c: dùng máy b m đ hút n c

V i công trình có h s l n, h móng r ng, sâu thì áp d ng ph ng án h th p MNN b ng gi ng th ng ng n ng a đ c hi n t ng cát ch y

1.2.2 Gi ng th ng v i máy b m sâu

Ph ng pháp này s d ng gi ng t p trung và b m hút

Thi t b c u thành gi ng lo i này bao g m: các ng gi ng l c, các t máy b m sâu đ t m i gi ng, ng t p trung n c và ng x n c [4]

- Thi t b hút: B m đ t chìm trong n c, dây d n c a b m chìm ph i th t b o

đ m, đ ng c đi n c a b m ph i có b ph n cách đi n t t, ch ng th m n c t t, khi

đ i b m ph i r a s ch gi ng l c C ng có th đ t các máy b m trên đ nh gi ng r i

d n ng hút có g n chõ b m xu ng đáy gi ng [4]

N c b m t các ng gi ng ch y vào ng t p trung n c, r i đ c x tr c ti p qua đê quai ho c dùng máy b m trung gian và ng d n riêng

Hè mãng

MNN

èè

è

Hình 1.6 M t b ng b trí h th ng gi ng kim xung quanh h móng

Vào nh ng n m 60-70 c a th k tr c, khi h th p MNN cho đào móng

c ng, tr m b m… trong n n cát pha, sét pha ng i ta ngh ngay đ n ph ng pháp dùng gi ng kim đ h th p MNN

H th ng gi ng kim g m nh ng ng l c nh , c m xung quanh h móng Các

gi ng kim này n i li n v i nhau b ng các ng chính t p trung n c và n i v i máy

b m

Ph ng pháp này t ng đ i ph c t p, đ t ti n nh ng v n đ c ng d ng vì nó

có nh ng u đi m sau [1]:

- Làm cho đ t trong h móng v i đ sâu khá l n 5÷20m (l n h n gi ng

th ng) tr lên khô ráo, d thi công

- t n n trong ph m vi HTMNN s đ c nén ch t h n, an toàn cho công trình, đ ng th i gi m b t đ c kh i l ng m móng do t ng đ c góc d c c a mái móng (t t h n gi ng th ng)

- Gi ng kim l c là k t c u đ n gi n, g n nh , t n ít công khi h và l p ráp,

ho t đ ng nhanh chóng khi HTMNN do các kim l c đ c b trí mau (sít nhau)

- Nh c đi m l n nh t đ i v i s làm vi c bình th ng c a gi ng kim là m t chân không t c là hi n t ng hút không khí vào ng hút Ch c n MNN h th p h n

m t trên c a đo n l c là ng l c b h , gi ng m t chân không s ng ng làm vi c và

ng gi ng kim: g m thân ng và đo n ng l c Thân ng g m nh ng đo n

ng thép Φ50mm dài 1,5÷2,0m n i v i nhau tu theo chi u sâu c a gi ng u ng

là đo n ng l c dài 1÷2m, th ng là ng thép Φ50mm có đ c các l Φ10÷15mm b trí nh 2 hình hoa mai, c ly gi a các l 30÷40mm Bên ngoài l qu n dây thép

d ng lò xo Tr c tiên b c m t l p l i l c tinh m t φ40, r i b c l p l i l c thô

(b ng đ ng ho c nilon) Bên ngoài l i l c l i qu n m t l p dây thép thô ki u lò xo

đ b o v l i l c không b h h ng khi h kim l c xu ng đ t ho c khi rút nó lên sau khi đã k t thúc công vi c HTMNN [11]

Cu i đo n l c là ng hình côn v i các van bi (hình 1.7) và cu i cùng là m t

đo n m i b t b ng gang hình nón, m i khoan xo n c ho c r ng c a giúp vi c h kim l c xu ng đ t đ c d dàng h n ph n trên c a đo n đ u ng l c có hàn m t cái võng lõm hình yên ng a dùng cho van bi Khi kim l c làm vi c, van bi n i lên

và bít l phía d i c a ng kim l c (hình 1.7b), còn khi h ng kim l c vào trong

đ t, van bi b đ y xu ng b i n c b m vào kim l c đ xói đ t (hình 1.7a) [11]

H gi ng b ng cách khoan l (khoan xung kích, khoan xoay) ho c b ng

ph ng pháp xói thu l c (xói l tr c

khi h xong ph i b m n c xói r a ng

gi ng cho đ n khi không còn n c đ c

Nên đ t ng thu n c các cao đ trên MNN nh ng càng th p càng t t

ng n i: Dùng ng cao su ho c ng nh a Φ40÷50mm, trên ng n i nên có

van và các thi t b đo áp l c đ ki m tra

Dùng ng n i đ n i ti p gi a ng gi ng kim v i ng chính thu n c và máy

b m, hình thành m t h th ng hoàn ch nh Khi hút n c đ u tiên ph i cho ch y

b m chân không, hút không khí trong đ ng ng ra t o thành chân không Khi đó,

n c ng m và không khí trong đ t ch u tác đ ng c a chân không b hút vào gi ng, không khí và n c b hút qua b m chân không và đ y vào ng thu n c Khi trong

ng thu n c đã có khá nhi u n c m i m máy b m ly t m đ hút n c [4]

Thi t b hút n c: Thi t b hút n c đ c t o thành b i b m hút n c, đ ng

h đo l u l ng, đ ng h đo chân không và két n c tu n hoàn Ng i ta đ t m t

ho c 2 tr m máy b m cho m t h th ng gi ng kim, đôi khi cho 2 h th ng n u chi u dài các ng thu n c không l n l m T i m i tr m b m kèm theo các máy

b m làm vi c và ph i đ t thêm m t máy b m d phòng, máy b m này c ng n m trong cùng các thi t b c a gi ng [4]

Trong các tr ng h p đ c bi t khi MNN dâng cao nh : đ t ng c ng m c đ HTMNN lúc ban đ u ho c trong mùa m a l , … trong m t th i gian ng n có th cho v n hành c các máy b m công tác l n máy b m d phòng [6]

1.2.3.3 B trí h th ng gi ng kim

C n c vào yêu c u v đ sâu ph i HTMNN, đ l n và kích th c m t b ng

h móng, tính n ng th m c a t ng ch a n c và h ng ch y c a n c ng m,….đ

b trí gi ng kim N u chi u sâu yêu c u HTMNN 4÷5m thì b trí gi ng 1 t ng,

n u chi u sâu yêu c u HTMNN l n h n 6m thì có th b trí gi ng 2 t ng ho c nhi u

h n N u b r ng h móng <10m thì có th đón đ u ngu n n c ng m đ b trí m t hàng gi ng kim Khi b r ng h móng l n thì có th b trí gi ng xung quanh khép kín ho c không khép kín, ng gi ng kim cách xa thành h móng không nh h n 1÷2m [11]

S đ b trí 2 t ng gi ng kim khi h móng sâu nh hình 1.8

Khoan l th ng dùng khoan xung kích ho c khoan xoay sâu khoan l

ph i sâu h n đáy ng l c 0,5m đ cho cát l ng đ ng Khi h gi ng c n k p th i dùng cát thô s ch đ l p ch t kho ng gi a thành l đ n gi ng kim, sau đó r a gi ng kim (dùng n c máy ho c máy nén không khí) cho đ n khi n c trong C ng có th khoan l b ng ph ng pháp xói n c ho c ph ng pháp ng l ng Ph ng pháp

ng l ng t c là dùng cách s c n c đ đ a ng l ng có đ ng kính (200÷300)mm chìm xu ng đ n đ sâu yêu c u, l p m t l p cát s i xu ng đáy l , c m ng gi ng kim vào, r i dùng cát thô l p kín vào khe gi a ng l ng v i ng gi ng kim, rút ng

l ng lên và r a gi ng hoàn thành vi c h gi ng Ph ng pháp xói n c t c là dùng

n c cao áp (0,4÷1)N/mm2 đ s c vào t ng đ t đ u d i c a ng gi ng kim, sau khi cho ng gi ng kim chìm xu ng t i đ sâu yêu c u thì l p cát thô vào kho ng

gi a thành l và ng gi ng kim [7], [9], [11]

T m t đ t đ n đ sâu (0,5÷1)m, t t c các ng gi ng kim đ u đ c l p kín

b ng đ t sét đ đ phòng rò khí [4]

1.2.3.5 Nh ng chú ý khi v n hành

Sau khi n i khép kín h th ng gi ng kim m i ti n hành hút th N u th y không rò khí, m i chính th c cho ho t đ ng Luôn luôn theo dõi đ ng h chân không l p s n trên h th ng đ ki m tra, th ng đ chân không 55,3÷66,7Kpa (1Pa=1,02.10-5 KG/cm2=1,02.10-5daN/cm2) Khi đ ng ng gi ng b rò khí thì s không b o đ m đ chân không [4]

1.2.4 Ph ng pháp đóng b ng nhân t o

ây là ph ng pháp thi công hi n đ i, tiên ti n th ng ch s d ng trong m t

s tr ng h p đ c bi t khó kh n mà các bi n pháp thi công thông th ng không

th c hi n đ c, b ng cách làm l nh đ t n n xu ng 00C, nh v y ng i ta có th t o

ra m t b c t ng b ng kh i b ng có c ng đ cao trong n n đ t bão hòa n c, chi u dài t ng b ng tùy theo yêu c u có th d dàng thay đ i b ng cách t ng gi m các tr làm l nh [4]

óng b ng nhân t o đ c thi công b ng cách đ a các ng thuy nhi t hay còn

g i là tr làm l nh, đ ng kính t 100÷200mm theo chi u th ng đ ng xuyên xu ng

đ sâu thi t k Kho ng cách các ng thu nhi t th ng vào kho ng (1,0÷2,5m) tùy theo lo i đ t, nhi t đ đ t, nhi t đ không khí và t c đ làm l nh yêu c u

1.2.5 Ph ng pháp gi ng kim có thi t b dòng phun

N m 1950, t i Vi n nghiên c u khoa h c n n móng, d i s lãnh đ o c a giáo

s P.P Ac-gu-n p đã nghiên c u thành công k t c u thi t b kim l c v i b ph n hút n c ki u vòi phun, thi t b này v n gi đ c các u đi m c a thi t b gi ng kim hút chân không đ ng th i l i đ c m r ng ph m vi s d ng gi ng kim [11]

Gi ng có c u t o g m 3 ph n chính: vòi phun, b m cao áp và đ ng ng d n Thi t b phun g m 2 lo i là phun n c và phun khí

ây là h th ng gi ng kim ho t đ ng hút và b m n c b ng kim phun đ t phía đ nh ng l c Nh nguyên lý thu khí, n c b m qua kim phun s hút kéo theo

Vòi phun: g m 7 b ph n nh hình 1.10 Vòi phun ho t đ ng d a trên l i d ng

đ ng n ng c a th l ng phun t c đ cao N c cao áp do máy b m ly tâm c p ch y vào mi ng phun 1 r i phun ra v i t c đ cao, qua bu ng h n h p 2 làm h th p áp

l c bên ngoài, gây ra áp l c âm và chân không, d i áp su t khí quy n n c s qua bu ng ng hút 5 vào bu ng hút 4, n c hút vào cùng v i dòng phun cao t c trong bu ng h n h p 2, đ ng n ng c a dòng phun s truy n m t ph n c a b n thân cho thi t b hút vào làm cho đ ng n ng c a n c hút vào t ng lên, dòng n c h n

h p vào bu ng khu ch tán 3 Do m t c t c a bu ng khu ch tán r t l n, t c đ ch y

gi m đi, ph n l n đ ng n ng chuy n thành áp n ng, đ y n c bu ng khu ch tán lên cao và theo ng d n ra ngoài [4]

1

2 3

4

7

Hình 1.10 C u t o vòi phun 1- Mi ng phun; 2- Bu ng h n h p; 3-

Bu ng khu ch tán; 4- Bu ng hút

n c; 5- ng hút n c; 6- ng phun; 7- ng l c

Vi c h gi ng kim có thi t b dòng phun t ng t nh gi ng kim l c chân không

Gi ng kim l c có thi t b dòng phun s d ng trong các lo i đ t cát và cát s i là

h p lý nh t, có th h các ng l c vào trong các lo i đ t này b ng ph ng pháp th y

l c mà không c n đ thêm v t li u l c Trong các lo i đ t này bên d i c t ng

t o thành m t l p l c t nhiên do các h t nh đã b mang lên trên m t đ t và các h t

l n h n đã l ng xu ng d i Trong các lo i đ t á cát và c trong các lo i đ t có l n các l p k p bí n c, nh t thi t ph i đ thêm v t li u l c xung quanh ng vì không

ch c là vi c s d ng lo i thi t b này trong nh ng đi u ki n đó là có l i Trong

nh ng đi u ki n nói trên và c trong tr ng h p khi l u l ng n c vào t ng kim quá l n (h n 5lít/sec cho m t kim l c) và khi th i gian tiêu n c quá dài, nên chuy n sang s d ng các thi t b gi ng th ng hút sâu vì lo i gi ng này có hi u su t

cao h n gi ng kim vòi phun [4]

Hi n nay chi u sâu HTMNN b ng gi ng kim vòi phun có th đ t t i 18m S

d ng chúng đ h MMN sâu h n, theo nguyên t c ho t đ ng c a vòi phun thì không

có l i vì đòi h i n c phun ph i có áp l c cao h n [11]

1.2.6 Gi ng kim k t h p đi n th m

Mu n làm khô nh ng lo i đ t dính có h s th m K<0,1m/ngày đêm, nh đ t

th t nhão, đ t sét pha cát, đ t phù sa b ng gi ng kim thông th ng không có hi u

qu thì nên áp d ng k t h p v i bi n pháp đi n th m [2]

Bi n pháp đi n th m d a trên nguyên t c “d i tác d ng c a dòng đi n m t chi u ch y qua m t v t m ( đây là đ t) thì n c trong l r ng c a đ t s chuy n

d ch t phía c c d ng sang phía c c âm Các ng l c dùng làm đi n c c âm, còn

c c d ng là nh ng thanh thép c m sâu xu ng đ t thành hàng song song v i hàng

ng l c và cách nh ng ng này đ 1m (hình 1.11) [11]

MNN ban đầu

MNN ổn định sau khi hạ thấp

ống kim lọc có điện cực âm Tầng không thấm

Thanh thép điện có cực dương

Hỡnh 1.11 B i n phỏp gi ng kim l c k t h p đi n th m đ HTMNN

N c l r ng mang đi n tớch (+) cho nờn d i tỏc

d ng c a dũng đi n và chõn khụng c a gi ng kim, n c

đ c ch y v phớa gi ng và h th ng gi ng ho t đ ng

nh gi ng kim bỡnh th ng [11]

Nh v y, n c s th m t gi a h múng ra xung

quanh, đ ng th i n c t cỏc phớa ngoài c ng b ng n l i

khụng th m đ c v phớa h múng Ngoài ra nh ng h t

đ t nh b hỳt v phớa c c d ng, làm cho cỏc ng kim

l c khụng b bớt đ t làm t c ng l c [11]

Gi ng kim mang c c (–) là ng thộp Φ50ữ75mm,

c c (+) là thộp đ c Φ>25mm c m phớa h múng, đi n

ỏp U=45ữ65(V) i n th dũng đi n m t chi u dựng

đõy khỏ nh khụng nguy hi m đ i v i ng i [11]

1.2.7 Ph ng phỏp gi ng khoan UNICEF lo i nh

Vi c nh p cỏc thi t b gi ng kim cũn nhi u khú

kh n, v n chuy n xa, giỏ thành đ t nờn vi c s d ng cỏc

thi t b cú s n trờn th tr ng Vi t Nam nh gi ng khoan

UNICEF là v n đ c n thi t M t m t, t o đi u ki n

thu n l i cho đ n v thi cụng cú th l a ch n thi t b cho

Hỡnh 1.12 C u t o gi ng khoan lo i nh

ống PVC

ống lọc

ống PVC

phù h p, nh ng m t khác y u t quan tr ng h n là làm gi m giá thành thi t b

Gi ng khoan UNICEF là lo i gi ng th ng dùng đ khai thác n c ng m ph c

v sinh ho t do t ch c UNICEF (United Nations International Children' s Emergency Fund) sáng ch

Các thi t b chính c a h th ng gi ng khoan UNICEF lo i nh (hình 1.12) bao

là t s gi a t ng di n tích c a các l có trên 1 m dài ng l c và t ng di n tích thành bên c a đo n ng l c này

1.2.8 Ph ng pháp gi ng k t h p t ng ng n n c

C u t o ho t đ ng và u nh c đi m

- T ng ng n b ng c ch ng th m: Vi c s d ng các hàng c ch ng th m vây xung quanh h móng không nh ng đ ng n h móng v i các sông h (đóng vai trò

đê quai) mà còn gi m n c ng m th m vào h móng Ph ng pháp này đ c áp

+ Khi v n hành các t ng b ng c ch ng th m không đòi h i ph i có đ ng

ng ho c thi t b gây khó kh n ho c gây ch t ch i cho quá trình thi công trong h móng và c ng không đòi h i ph i ph c v n ng l ng ho c cung c p b sung thi t

b nh h th ng gi ng kim (c p đi n, nhân công v n hành,…)

+ Các t ng ng n này có th thi công m t cách r t nhanh chóng Ngoài ra khi thi công không đòi h i ph i có các thi t b chuyên môn gì ngoài búa máy ho c búa rung, chúng có th thi công đ c b ng các c n tr c dùng t i công tr ng đ đ bê tông, đ t c t thép, ván khuôn,

+ Vi c tháo d các t ng ng n lo i này r t đ n gi n và có th th c hi n đ c

b ng cùng m t lo i thi t b đã s d ng đ h c nh c n tr c và búa rung Ngoài ra,

có th s d ng l i các ván c này vào vi c ti p theo (thông th ng kho ng 70÷75%

t ng s ván c )

- Ngoài ra có th t o nên t ng ng n b ng cách ph t các lo i v a xi m ng, đ t sét, bi-tum, v a ch ng th m sika và v a si-li-cát vào các k h ng, các v t n t c a nham th ch ho c các k h ng c a đ t

- T o t ng ch ng th m trong các lo i cát s i Trong nhi u tr ng h p, đ gi m

n c th m vào h móng trong n n cát s i, ng i ta ti n hành t o t ng ch ng th m

b ng cách đ đ t sét ho c á-sét vào trong n c phía trong hào t o ra b ng 2 hàng

c Sau đó có th rút c lên đ t o t ng ch ng th m Ngoài ra, đ t có th chui vào các khe h c a cát s i làm t ng đ dày c a t ng ch ng th m này

Th m trong công trình thu l i là s lan truy n n c trong môi tr ng đ t đá

n t n ho c trong môi tr ng x p t n i có đ u n c cao đ n n i có đ u n c th p Khi xây d ng công trình th y l i, th ng xu t hi n hi n t ng th m trong đ t nh

th m d i đáy, th m vòng quanh công trình; th m trong h móng thi công V y nên, th m có t m quan tr ng trong thi t k th y l i và th m c ng là m t trong

nh ng nguyên nhân c b n gây nên các s c trong đào móng:

- Dòng th m c ng là m t y u t gây nên s thay đ i v tr ng thái ng su t và

bi n d ng mái h móng

- Dòng th m gây m t cân b ng thành ph n h t m n n n và vai h móng

gi i các bài toán th m c b n th ng dùng các ph ng pháp sau:

1.3.2 Ph ng pháp nghiên c u th c nghi m

ây là ph ng pháp dùng mô hình đ xác đ nh nh ng đ c tr ng c a dòng

th m Ph ng pháp này g m có nh ng lo i chính sau đây:

+ Ph ng pháp t ng t đi n – thu đ ng (ECDA) Ph ng pháp này do Pavolopxki N.N đ ra đã đ c xem nh ph ng pháp chu n đ gi i các bài toán

th m th c t Tuy nhiên nh ng v n đ nh th m d h ng, th m phi tuy n, ph ng pháp này v n ch a gi i quy t đ c

ph c v cho nghiên c u chuyên đ tác gi xin nêu 2 ph ng pháp c b n

áp d ng, đi sâu ph n tính toán th m

1.4 Gi i thi u t ng xi m ng – bentonite [12]

1.4.1 Ch c n ng c a t ng xi m ng - bentonite

Ch c n ng quan tr ng nh t c a t ng xim ng - bentonite là ch ng th m nh ng

kh n ng ch ng th m c a t ng ph thu c vào các y u t sau:

+ Th nh t: do chính v t li u làm t ng g m: h n h p xim ng + bentonite +

ph gia và n c

+ Th hai: do các màng ng n hình thành trong quá trình thi công t ng Các màng ng n vách hào t o b i v t li u xim ng đ m đ c h n do có s tách r i c a bentonite vào trong nên các h t xim ng l n h n b gi l i sát vách hào

+ Th ba là do ph thu c vào đ l u đ ng, đ m n c a các h t bentonite, các

h t này xâm nh p vào các l r ng c a đ t làm t ng kh n ng ch ng th m c a đ t [12]

1.4.2 Các yêu c u c a t ng xim ng - bentonite

- Yêu c u v m t k thu t v dung d ch:

+ m b o l ng n c th m qua nh h n l u l ng th m cho phép c a công trình

+ m b o không trôi đ t, xói ng m đ i v i n n công trình

+ Gi m đ c áp l c th m lên b n đáy công trình

+ Phù h p v i đi u ki n k thu t và n ng l c máy móc thi t b hi n nay

+ C ng đ v a xim ng - bentonite sau 28 ngày R > 1.5kg/cm2

Trên c s yêu c u k thu t c a t ng ch ng th m, đ c tính lý hoá và tính ch t

c h c c a v a xim ng - bentonite c n ph i l a ch n v t li u và t l pha tr n h n

h p v t li u h p lý H n h p v t li u làm t ng g m có xim ng + bentonite + ph gia và n c Xim ng làm c t li u chính đ nâng cao c ng đ t ng ch ng th m, bentonite là v t li u mang nhi u đ c tính đ c bi t gi vai trò quan tr ng trong công ngh này, nó v a có tác d ng t ng c ng ch ng th m cho t ng v a có vai trò t o

hi u qu c h c gi vách hào không b s t l trong quá trình thi công Ph gia có tác

d ng làm ch m th i gian ninh k t c a xim ng, duy trì đ nh t th p trong th i gian dài đ ph c v cho vi c v n chuy n v t li u thi công các panel d dàng H n h p này ph i có đ linh đ ng c n thi t đ v a có th chui vào khe r ng trong đ t, ph i

có n ng đ bentonite phù h p đ khi tr ng n l p đ y các l r ng nh m đáp ng

đ c yêu c u ch ng th m và gi n đ nh thành vách hào trong quá trình đào ng

th i c p ph i v t li u còn ph thu c vào c chi u sâu c a m i panel Th ng thì

ph i thêm ph gia ch m đông k t đ đ m b o v a không b đông k t trong quá trình đào hào Hàm l ng các thành ph n có trong h n h p không ch liên quan đ n các

y u t k thu t mà còn nh h ng đ n giá thành công trình Thông th ng quy đ nh dung tr ng, đ nh t, đ tách n c và c ng đ c a v t li u làm t ng nh sau:

r ng c a t ng hào ph thu c vào c t n c tr c hào, h s th m c a đ t đào hào

và b n thân hào Có th nói v i m i công trình khác nhau thì b r ng hào s khác nhau, tuy nhiên trong th c t các hào bentonite đã đ c xây d ng n c ta th ng

có b r ng b = 0.6m đ phù h p v i đi u ki n c a máy thi công đ c bi t là dung tích

c a g u đào (th ng hay s d ng c u n ng 60t n có g u đào lo i cáp treo kích

th c 2.8m*0.6m*6m, n ng 7.5 t n) Hào bentonite D ng ông, D u Ti ng, Easoup th ng… đ u r ng 0.6m đ phù h p v i thi t b thi công Hào đào càng sâu càng d b m t n đ nh nh t là khi trong n n xu t hi n m c n c ng m, Vi t Nam hào bentonite đ c thi công sâu nh t là 39m c a đ p D u Ti ng H s th m c a

M t trong nh ng khâu quan tr ng nh h ng đ n ch t l ng, đ n s thành công hay th t b i c a công ngh này là quy trình đào hào Quy trình đào hào liên quan đ n nhi u khâu: l a ch n thi t b đào, b trí s đ đào, t ng d n, m t b ng thi công, thi t b thí nghi m và an toàn lao đ ng

- Bentonite và n c đ c tr n v i nhau nh máy tr n v i t c đ cao, th i gian

tr n v a ≥ 10 phút

- V a Bentonite & n c đ c đ a lên silô v a, th i gian v a ≥ 6 gi , c 1

gi qu y v a ít nh t 1 l n

- V a Bentonite + n c đ c tr n v i Cement & ph gia VB40 b ng máy tr n

t c đ cao, th i gian tr n v a ≥ 10 phút cho v a đ c tr n đ u

- V a C-B đ a vào b ch a & b m vào hào ch ng th m

Hình 1.13 S đ công ngh tr n v a Xim ng-Bentonite 1.4.5.1 B trí m t b ng công tr ng

Vi c b trí m t b ng công tr ng không nh ng ch nh h ng đ n ti n đ ,

ch t l ng và an toàn thi công mà còn nh h ng đ n gia thành công trình

- M t b ng b trí khu v c s n xu t v a ph i đ r ng, b ng ph ng và g n v trí

t ng đ m b o thu n ti n cho vi c chuy n v a t i v trí t ng tâm N u c ly quá

xa, công su t máy b m có h n vi c cung c p v a không k p th i (hào không liên t c

đ y v a) s nh h ng đ n ch t l ng hào và t n đ ng ng Song c ng ph i có

kho ng cách đ l n đ không n m trong t m ho t đ ng c a máy đào, đ m b o an toàn lao đ ng

- M t b ng c a máy đào: Do s d ng máy đào có t i tr ng l n nên đ ng di chuy n c a máy ph i đ c tính toán gia c sao cho không b lún, đ m b o b ng

ph ng, an toàn cho máy ho t đ ng

1.4 5.2 L a ch n b trí thi t b , d ng c ki m tra, thí nghi m

- L a ch n máy tr n v a, máy b m theo quy trình s n xu t v a phù h p v i yêu c u c a t ng công trình

Hình 1.14 H th ng v t li u

- Do tính ch t c a công ngh và kích th c t ng panel nên máy đào là lo i thi t b n ng, yêu c u là lo i g u chuyên dùng Máy đào dùng c n c u có s c n ng

60 t n, g u đào có kích th c: 2.8m*0.6m*6m, n ng 7.5 t n

Hình 1.15 G u đào n ng 7.5 t n c a công ty Bachy Soletanche

- Trong đi u ki n b r ng khoang đào h p (b = 0.6m), hào l i đ c đào

nh ng đ sâu khác nhau, đ a ch t thay đ i, đôi khi có th g p t ng đ t c ng, g p đá

m côi nên ph i dùng g u đào có s c n ng l n

+ Th c thu : đ ki m tra đ th ng đ ng c a vách hào

+ D ng c đ ki m tra d ng tr ng, đ nh t và đ cách n c c a dung d ch

1.4.5.3 B trí t ng d n

Do thi t b thi công là c n c u n ng có l p g u kích th c l n đ ng th i l i thi công đào hào có b d y m ng, cho nên vi c thi công s khó kh n, ti n đ đào ch m, hào d b cong, b l ch kh c ph c khó kh n này c n ph i thi t k b sung t ng

d n b ng bê tông c t thép (BTCT) có kích th c nh sau: T ng d n h ng g m hai t ng b ng bê tông c t thép M200, m i t ng có ti t di n hình thang chi u

r ng 25cm trên, 20cm d i, cao 100cm, hai t ng cách nhau 63cm

Vi c thi công hào c n ph i đ c ti n hành theo m t quy trình riêng không th

ti n hành đào m t cách liên t c v m t h ng nh đào đ t thông th ng Trên c s kích th c g u đào, tính ch t c a dung d ch xim ng - bentonite, b trí kích th c panel Panel đào sâu ph i cách panel đào bên c nh m t kho ng th i gian t i thi u là

24 gi đ v a xim ng - bentonite đông c ng đ n m t c ng đ nh t đ nh, không b

tr t vào khoang hào đang đào Khi thi công hào đ c đào theo t ng panel, panel

s c p là panel đ c đào tr c tiên m i đo n t ng, panel th c p là panel đ c đào gi a hai panel s c p, chi u dày c a panel th c p ph i ch ng vào các panel

s c p 40cm đ đ m b o tính liên t c c a v t li u làm t ng

Trong su t quá trình đào hào dung d ch bentonite đ c b m đ y vào hào, cao trình dung d ch bentonite luôn đ c gi cho cao h n cao trình m c n c ng m ít

nh t t 1-2m, đ có th t o đ c m t áp l c d t o xu h ng cho dung d ch bentonite ng m vào đ t xung quanh Tuy nhiên, các h t sét huy n phù trong dung

d ch bentonite t o nên m t màng m ng theo d ng "v bánh" nên áp su t dung d ch bentonite trong h đào và áp l c n c ng m thành h đào chênh nhau t o ra m t

l c làm n đ nh vách h đào Trong sét đ dày c a "v bánh" r t nh nh ng trong