Công nghệ thi công chống lún nứt dự án đô thị Lê Trọng Tấn, Hà Nội

Công nghệ ép cọc và gia cường móng của Việt Nam; Áp dụng công nghệ ép cọc trước; Dự kiến độ lún và kết quả quan trắc lún; Kiến nghị quy trình thi công...Phương án thi công ép hoặc đóng cọc trước: Phá dỡ sàn và đào đất đá bề mặt móng cũ, ép và đóng cọc bằng kích thủy lực có khả năng ép đến 500kN, búa diesel 600kg..

Phụ lục A8

CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN AA-CORP.

VÀ CÔNG TY CỔ PHẦN TƯ VẤN QUỐC TẾ G&P-AA

THUYẾT MINH THIẾT KẾ KỸ THUẬT

VÀ CÔNG NGHỆ THI CÔNG CHỐNG LÚN NỨT

DỰ ÁN LÊ TRỌNG TẤN, HÀ ĐÔNG, HÀ NỘI

Hà Nội, ngày tháng 4 năm 2012

5 Thuyết minh thiết kế kỹ thuật.

6 Công nghệ thi công.

7 Quy trình thi công kiến nghị.

8 Các vấn đề cần lưu ý khi thi công.

1 Giới thiệu.

Thiết kế kỹ thuật và công nghệ thi công giải pháp chống lún nứt trên toàn khu 1, khu nhà thấp tầng, khu đô thị mới Lê Trọng Tấn, Hà Đông, Hà Nội.

1.1 Thiết kế giải pháp sửa chữa móng thống nhất ngày 15.2.2012 của công ty tư

vấn quốc tế G&P – AA – Corp.

1.2 Thảo luận giữa AA – Corp với chủ đầu tư ngày 15.3 và 19.3.2012.

1.3 Các đề xuất trước đây của AA – Corp và báo cáo chỉnh sửa thiết kế ngày

15.2.2012 (GGP – AA) và công nghệ thi công ngày 26.3.2012.

1.4 Kết quả quan trắc lún và khảo sát bổ sung.

1.5 Các đề xuất của Viện KHCNXD và của các chuyên gia tại cuộc họp ngày

15.3.2012.

1.6 Công nghệ ép cọc và gia cường móng của Việt Nam.

1.7 Các kết quả phân tích của công ty AA.

1.8 Kinh nghiệm của Việt Nam đối với các dự án tương tự.

2 Mục đích:

2.1 Hiệu chỉnh, hoàn thiện giải pháp sửa chữa móng thống nhất ngày

15.2.2012 của G&P – AA.

2.1.1 Cho phép thi công tiếp tục.

2.1.2 Giảm tới tối thiểu điện tích và khối lượng phá đỡ.

2.1.3 Giảm giá thành, tăng chất lượng và giá trị kỹ thuật.

2.1.4 Giảm thời gian thi công.

2.1.5 Áp dụng các công nghệ ép cọc trước (hóa đóng cọc) và ép cọc của VN.

2.2 Ý tưởng thiết kế của chúng tôi là: “kết hợp tối nhất giữa hệ thống móng

bằng giao nhau, hiện hữu với hệ thống cọc và đầu cọc mới” Nghĩa là:

2.2.1 Huy động độ cứng và diện tích của hệ móng cũ, là móng bằng giao nhau có

kích thước 1200mm x 600mm.

2.2.2 Kế đến sự làm việc đồng thời của hệ móng cũ với đài cọc và cọc mới Mục tiêu

là tăng độ cứng tổng thể cho toàn bộ công trình.

2.2.3 Có kể đến các điều kiện hiện hữu và các dự tính về độ lún.

2.2.4 Đóng hoặc ép cọc sâu hơn phương án G&P – AA thêm 150cm, tăng sức chịu

tải cho phép của cọc lên 250kN/cọc

2.2.5 Việc chống lún nứt của nhà tách khỏi việc tính lún của đất nền xung quanh.

3 Tổng hợp các kết quả và số liệu hiện hữu.

3.1 Điều kiện đất nền: Bao gồm 5 lớp

3.1.1 Lớp 1: lớp cát san lấp có chiều dày là 2m đến 4,5m E = 5 – 10 MPA

3.1.2 Lớp sét pha số 2 Chiều dày thay đổi từ 1,2 đến 5,3m.

3.1.3 Lớp sét yếu số 3 Chiều dày từ 6 – 15m.

3.3.1 Sự thay đổi của độ lún cố kết phụ thuộc vào:

- Chiều dày của lớp cát đắp.

- Chiều dày của lớp sét yếu.

3.3.2 Độ lún còn lại của nền đất dướt tải trọng của lớp đất đắp là từ 10cm đến 50cm 3.3.3 Tốc độ lún sau 22 tháng đắp đất là từ 2mm đến 10mm/tháng.

3.3.4 Móng bằng giao nhau hiện hữu thỏa mãn các điều kiện về sức chịu tải của nền

và đất đắp, độ lún của nhà là nhỏ hơn 80mm (thống kê độ lún xảy ra trong quá trinh thi công nhà).

3.4 Kết quả khảo sát đất nền là nghèo nàn và chưa đủ độ tin cậy để dự tính

chính xác tổng độ lún, thời gian lún, độ cố kết và độ lún còn lại.

3.5 Chất lượng đầm chặt lớp cát san lấp là thấp.

3.6 Kết quả wuan trắc lún là phù hợp với chiều dày lớp cát lấp và chiều dày

lớp sét yếu.

Dự báo độ lún còn lại ở một số vị trí Prediction of the remained settlement from the laboratory testing (from IBST’s report and AA.Corp)

(theo số liệu thí nghiệm trong phòng, với Cv=0.76x10-3cm2/s, (2.4m2/year) tương ứng Cv=1/4 Ch)

soft clay

Độ cố kết

đã đạt (%) Actual U

Độ cố kết còn lại (%) Remained U

Tốc độ lún hiện tại (mm/th) Rate of actual settlement

Độ lún ổn định qui ước (mm) Total settlement

Độ lún còn lại (mm) The remained settlement

Thời gian lún còn lại (năm) với Cv = 2.4m2/năm Time for remained consolidation with

Cv = 2.4m2/year (IBST)

Thời gian lún còn lại (năm) với Cv = 3.6m2/năm Time for remained consolidation with

Cv = 3.6m2/year (AA.Corp)

Thời gian lún còn lại (năm) với

Cv = 7.0m2/năm Time for remained consolidation with

Cv = 7m2/year (G&P)

Dự báo độ lún còn lại ở một số vị trí Prediction of settlement according to the results from CPTu (from IBST’s report)

(theo số liệu CPTu, với Cv=1/4 Ch)

Hố khoan

tham chiếu

Bề dày đất yếu (m)

Độ cố kết

đã đạt (%)

Độ cố kết còn lại (%)

Tốc độ lún hiện tại (mm/th)

Độ lún ổn định qui ước (mm)

Độ lún còn lại (mm)

Thời gian lún còn lại (năm)

Với kết quả tính toán theo CPTu cho thấy giá trị độ lún còn lại lớn nhất là 535 mm tại hố xuyên CPTu-14, nhỏ nhất là 125 mm tại hố xuyên CPTu-6,

và giá trị độ lún còn lại trung bình là 249 mm (trong đó giá trị lún ổn định quy ước trung bình là 482 mm).

Maximum remained settlement is 535mm (CPTu14), minimum remained settlement is 125mm (CPTu6) Average remaine settlement is 249mm, total average settlement is 482mm.

Note : The value of Cvare small in comparison with the Cvvalues, which were used by AA Corp and G&P.

Quan hệ U-t (H=8m)

Quan hệ giữa độ cố kết U và thời gian t (khi Cv=0,76x10-3 cm2/s)

(from IBST’s report)

Bình đồ bề dày đất lấp The variation of the thickness of a sard fill layer (from IBST’s report)

Bình đồ bề dày đất yếu

The thickness of a soft clay layer No3

(from IBST’s report)

Bình đồ độ lún của nền

The rate of settlement

(from IBST’s report)

11

The results from PANDA 2 testing are shown in the following Figures and in the Appendix B of this report The field test was carried out by Mr Thomas, Geotechnical Expert from Germany dated 7 March 2012 The positions to carry out the dynamic penetrometer testing were near by the benchmarks to make the settlement monitoring of a land platform of a Row A, B and C

The results are shown that:

a The sand compaction quality is low and do not meet the requirements from Compaction Standard

b The sand compaction quality are varied so much.

c The settlement of a land platform and a building is depending also in the degree of sand compaction.

d The construction management of earth work need to be checked.

Please find a more detail results in Appendix B.

Kết quả của thí nghiệm PANDA 2 được thể hiện ở các hình dưới đây và trong Phụ lục B của Báo cáo Các thí nghiệm tại hiện trường đã đư ợc thực hiện bỏa Ông Thomas, Chuyên gia Địa chất người Đức ngày 7.3.2012 Các vị trí được thực hiện bằng thí nghiệm xuyên động gần với các điểm mốc dùng để quan sát lún của nền đất của dãy nhà A, B và C

Các kết quả thể hiện:

a Chất lượng đầm chặt cát là thấp và không đáp ứng được yêu cầu của Tiêu chuẩn

về Đầm nén

b Chất lượng đầm cát biến đổi quá nhiều

c Việc xử lý của nền đất và xây dựng cũng phụ thuộc vào mức độ đầm chặt của cát

d Việc quản lý xây dựng về san lấp cần được kiểm tra.

Kết quả chi tiết hơn được thể hiện trong Phụ lục B

13

4 Tổng hợp các kết quả phân tích

4.1 Số liệu đầu vào.

4.1.1 Số liệu quan trắc lún được sử dụng để phân tích một cách tin cậy nhất.

4.1.2 Mô đun biến dạng của lớp cát lấp lấy trong bònh = 8MPa.

4.1.3 Lớp đất sét yếu có mô đun tổng biến dang E = 3MPa và hệ số cố kết theo

4.2 Kết quả tính lún được trình bày tại Phụ lục A.

4.3 Sự làm việc tương tác của hệ thống hiện tại với móng cọc được trình bày

BLOCK 1

BLOCK 1

BLOCK 1

BLOCK 1

BLOCK 2

BLOCK 2

BLOCK 2

BLOCK 2

BLOCK 3

BLOCK 3

BLOCK 3

BLOCK 3

5 Diện tích phá dỡ và thể tích phá dỡ.

Trong thiết kế này, khối lượng phá dỡ được giảm tới tối thiểu là do:

5.1 Cọc được đóng sâu vào lớp cát chặt từ 150cm đến 200cm (cùng chiều dài so

với thiết kết 15.2.2012) Sức chịu tải cho phép của cọc đạt 250kN.

5.2 Sử dụng lại hệ thống móng băng giao nhau 1200mmx600mm Như vậy hệ

thống dầm móng mới 750x350mm theo phương án thiết kế ngày 15.2.2012 được loại bỏ.

5.3 Chúng tôi đề xuất chỉ sửa chữa các khu vực cục bộ bản sàn tầng trệt, nơi có các

vết nứt.

5.4 Tuy nhiên chủ đầu tư có thể phá dỡ toàn bộ bản sàn và dầm móng hiện hữu ở

cốt 0.0 để làm lại theo thiết kế sàn treo (thiết kế G&P-AA ngày 15.2.2012) Trong trường hợp này có thể loại bỏ lớp cát san lấp nằm trên móng băng Không gian này có thể sử dụng cho các mục đích khác nhau hoặc để trống Việc loại bỏ lớp cát này làm giảm áp lực lên nền một giá trị: 18kN/m3 x 1.5m

= 27 kPa

5.5 Vì công trình đã đư ợc đưa lên hệ thống móng cọc có độ lún nhỏ, nên hệ dầm,

bản sáp và tường gạch làm việc tương tự như thiết kế của CYCAD.

29 Revised Design of pile

foundation and pile caps

30 Revised Design of pile

foundation and pile caps

31

Alternative 3 for the connection of the old foundation with a new piles and beam

6 Thiết kế mới cho phép tiếp tục xây dựng công trình.

6.1 Tại một số khu vực, tốc độ lún là nhỏ hơn 2mm/tháng Đây là độ lún của lớp sét yếu do tải trọng của đất đắp.

 Đối với tốc độ lún nhỏ hơn 2mm/tháng: Đất nền được gọi là ổn định

 Tốc độ lún của Tiểu khu 1 được thể hiện trên hình vẽ dưới đây.

6.2 Tải trọng mới của công trình là nhỏ so với tải trọng của lớp đất đắp

 Tải trọng của công trình 3 tầng : 3Floors x 12kPa = 36kPa

 Tải trọng của lớp cát lấp 4m : 4m x 18kN/m3 = 72kN/m2 = 72kPa

 Tải trọng của móng và 1.5m cát : 1.5m x 18kN/m3 = 27kN/m2 = 27kPa.

6.4 Theo các phân tích của chúng tôi, hệ thống móng cũ có độ lún là nhỏ hơn 80mm (không kể đến độ lún trong quá trình thi công) Nên kể đến độ lún trong quá trình thi công, tổng độ lún là khoảng 110mm.

6.5 Có thể xây dựng tiếp công trình và dùng công nghệ ép cọc sau:

35 0 102

The variation of the load due to land fill cause settlement at Laeger depth and great area The width of earth work is larger

The stress distribution in

soil beneath the sand fill

The stress distribution

under the strip footing

due to the load of a

building

The depth of stress distribution to cause the settlement is developed in limited depth about 2B where

B is the width of a strip

footing

35 The rate of settlement (From VIDC)

7 Thuyết minh thiết kế

Thiết kế được lập trên nguyên tắc sau:

- Huy động sự làm việc của hệ thống móng băng sẵn có

- Cọc được đóng và ép đạt độ chối hoặc với tải trọng Pmax = 500 kN

- Các yêu cầu của chủ đầu tư ngày 10.3.2012

+ Giảm diện tích phá dỡ

+ Vừa thi công móng, vừa thi công thân

+ Tăng hiệu quả kinh tế kỹ thuật

+ Thi công dễ dàng

- Sử dụng cọc 200 x 200mm, có chiều dài thay đổi

Bảng tiên lượng công tác thi công chống lún tiểu khu 1

Dự án Parkcity - Hà Đông - Hà Nội

TT

Nội dung Works

Đơn vị Unit

Khối lượng Quantity

1

Cọc BTCT 200x200, bao gồm cả vật

liệu và nhân công ép

Concrete Pile Including Pile Materials

and Pile Installation

Đổ bê tông đài móng

Concrete of a pile caps

38

8 Công nghệ thi công.

8.1 Công nghệ thi công ép trước:

 Nhà thầu có thể hạ cọc đến độ sâu thiết kế bằng búa nhẹ hoặc bằng kích: Cọc thi công xong mới đổ hệ thống đài cọc

8.2 Cọc được thi công bằng công nghệ ép sau:

 Đài cọc được thi công với các lỗ chờ và neo để ép cọc

 Sử dụng tải trọng công trình để ép cọc

 Hoặc sử dụng neo đất, kết hợp với tải trọng công trình để ép cọc

8.3 Các hình ảnh và sơ đồ sau đây mô tả các công nghệ thi công cọc và các

công trình tiêu biểu đã đươc th ực hiện tại Hà Nội

48

Cọc bê tông kích thước 150x150 mm

Cọc bê tông kích thước 200x200 mm

Cọc bê tông kích thước 250 x 250 mm.

52

The Results from the underpinning works of B2 Ngoc Khanh Building, HaNoi

Mini steel pile was used (1983-1984)

The Results from Underpinning of The Swedish Children Hospital due to the load of Land fill

Jack in Piles was used (1990-1991)

The Results from Underpinning of The Swedish Children Hospital due to the load of Land fillJack in Piles was used (1990-1991)

Jack in Piles and underpinning Technology were used to build

the Building of 154 Quan Thanh, Ha Noi

The weight of 3 floors was used counter weight (1991)

The Jack in Pile Technology was used to build the Building

of 57 Quang Trung Stress (1992)

9 Kiến nghị và quy trình thi công

9.1 Phương án thi công 1: Ép hoặc đóng trước

9.1.5 Liên kết thép của móng cũ và đài cọc

9.1.6 Đổ bê tông đài cọc

9.2.4 Ép cọc tương đối 250cm đến độ sâu thiết kế Dừng ép với tải trọng 500kN

9.2.5 Liên kết cọc với đài cọc Sử dụng bê tông trương nở

9.2.6 San lấp cát và đầm chặt Đạt k>95%

9.2.7 Xây dựng lại bản sàn và dầm móng ở cốt 0.0

9.3 Những phương án lựa chọn:

9.3.1 Nhà thầu có thể chào giá cho cả hai phương án thi công

9.3.2 Mỗi phương án đều có ưu điểm và nhược điểm

9.3.3 Trong bất kỳ trường hợp nào cũng phải quan trắc lún

9.3.4 Cần thiết thực hiện ép thử và thử tĩnh cọc

10 Kết luận và kiến nghị.

10.1 Kết luận chung:

10.1.1 Kết quả khảo sát là quá nghèo nàn và có độ tin cậy thấp Vì vậy các kết quả

dự báo lún là để tham khảo Dự báo lún tốt nhất là dựa vào kết quả quan trắc lún Độ lún còn lại do cố kết của lớp sét yếu là thay đổi trong khoảng từ 10cm đến 25cm

10.1.2 Chất lượng san lấp và đầm chặt thấp Vết nứt ở bản sàn và dầm tầng một

hiện nay ngoài nguyên nhân lún cố kết còn do sự thay đổi độ đầm chặt của lớp cát san lấp

10.1.3 Tải trọng của lớp cát san lấp là nguyên nhân gây nên độ lún cố kết của lớp

đất sét yếu số 3 Tổng độ lún và tốc độ lún phụ thuộc vào các yếu tố sau:

 Chiều dày của lớp cát san lấp (các số liệu hiện nay còn phải kiểm tra thêm)

 Chiều dày lớp sét yếu số 3

 Điều kiện thoát nước (một mặt hay hai mặt của lớp sét yếu)

 Tải trọng của lớp cát tôn nền 150cm và tải trọng của phần móng

 Tải trọng do hạ mực nước ngầm (khai thác nước ngầm) Trong 20 năm qua, mực nước ngầm tại nhà máy nước Hạ Đình đã h ạ thấp 35.0m

10.1.4 Sau 22 tháng san lấp (từ 30/5/2010), 10 tháng xây dựng móng và 6 tháng

quan trắc lún, các kết quả khảo sát bổ xung và quan trắc lún cho chúng ta biết

 Tốc độ lún thay đổi từ 2mm đến 10mm/tháng.

 Độ cố kết thay đổi từ 35% đến 90%

 Phần lớn độ lún do cố kết đã xảy ra Tuy nhiên độ lún còn lại là từ 10-25cm, Viện KHCN Xây dựng dự báo còn lún tới 55cm Công ty G&P dự báo độ lún còn lại là từ 90-125mm.

 Độ lún và nứt đã được kiểm soát

 Độ lún trong tương lai do:

a) Độ lún của lớp đất yếu, do tải trọng của lớp đất đắp Do kích thước mặt bằng san lấp lớn, độ lún này ảnh hưởng đến độ sâu lớn.

b) Độ lún do tải trọng của công trình 3 tầng Trị độ lún này xảy ra đến độ sâu 2B (B là chiều rộng móng băng) vì chất lượng đầm chặt của lớp cát dưới đáy móng.

10.1.5 Không cần thiết phải xử lý nền đất yếu xung quanh công trình Sau khi kết

thúc lún cố kết (khoảng 40-50 tháng) có thể sửa chữa cục bộ và đắp thêm đất.

10.1.6 Cọc bê tông cốt thép 200x200mm được dùng để truyền tải công trình nhà 3

tầng xuống lớp cát chặt số 5 Độ lún của công trình trên nền cọc là nhỏ hơn 80mm Độ lún lệch là nhỏ hơn 1/5000.

10.1.7 Nếu không có tải trọng của lớp đất đắp, hệ thống móng của công trình có

khả năng mang tải vì độ lún nhỏ.

10.2 Nhằm giảm khối lượng phá dỡ có thể sử dụng:

a Kết hợp hệ thống móng cũ với cọc và đài cọc mới

b Đóng cọc đến độ chối, hoặc ép cọc đến tải trọng ép 500kN.

c Chỉ sửa chữa cục bộ bản sàn, nơi có vết nứt.

d Giảm số lượng cọc.

10.3 Tại những khu vực có tốc độ lún nhỏ hơn 2mm/tháng, đất nền được coi là đã

ổn định Có thể xây dựng phần thân Tuy nhiên phải tiếp tục quan trắc lún và

nứt để có các quyết định mới.

10.4 Có thể sử dụng công nghệ ép cọc sau để chống lún công trình Chiều dài mới

cọc là 250cm Giải pháp này sẽ tăng chi phí cho cọc và mối nối.

10.5 Có thể phá dỡ hoàn toàn sàn tầng một hiện nay theo thiết kế ngày 25.2.2012

của G&P-AA Sàn nứt là sàn treo Vậy có thể loại bỏ lớp cát 150cm hiện hữu 10.6 So sánh hai thiết kế:

Công tác Thiết kế ban đầu

Mũi cọc được đưa sâu vào lớp đất số 5 Cọc có cùng chiều dài

Sức chịu tải

Giảm số lượng cọc 25%

Đài cọc Đặt ngay dưới chân cột

và dầm móng hiện hữu

Đặt cùng cao độ với hệ móng băng giao nhau

Độ cứng của hệ móng cọc tăng lên

Dầm móng

Xây dựng mới hệ dầm giao nhau 750x350mm

đã chống lún lệch

Sử dụng lại hệ móng băng giao nhau cũ 1200x600mm

Độ cứng của cả hệ tăng