LÝ THUYẾT SAP200

Khái niệm về tầng hầm : Trong các công trình xây dựng dân dụng nhà nhiều tầng trên thế giới, người ta quy định phần tầng nhà là từ cao trình mặt đất tự nhiên trở lên.. Số lượng tầng hầm

chương Ụ : tình hình xây dựng nhà có tầng hầm ở việt nam

1 Khái niệm về tầng hầm :

Trong các công trình xây dựng dân dụng nhà nhiều tầng trên thế giới, người ta quy định phần tầng nhà là từ cao trình mặt đất tự nhiên trở lên Nhà nhiều tầng có thể hiểu là từ 4 tầng trở lên, khi số tầng lên đến vài chục tầng thì người ta gọi đó là nhà cao tầng Khái niệm cao tầng hiện nay tạm định lượng như nhà cao dưới 9 tầng gọi là nhà thấp tầng Nhà từ 10 đến 24 tầng gọi là nhà cao trung bình Nhà có từ 25 tầng trở lên được gọi là nhà cao tầng.Trong khu nhà cao tầng bao gồm tầng trệt (Tầng 1) sàn của nó nằm ngang trên mặt đất, tiếp theo là các tầng 2,3,4 có độ cao sàn dương Còn những tầng tiếp theo ở thấp hơn so với mặt đất (nằm dưới tầng trệt) đều được gọi là tầng hầm

Tầng hầm có thể nửa nổi nửa chìm hoặc nằm hoàn toàn trong lòng đất Thường ở những toà nhà cao tầng thì tầng hầm gồm 2 tầng trở lên, tầng hầm trên cùng có thể là nửa nổi nửa chìm một khi ta muốn tận dụng sự thông gió, chiếu sáng tự nhiên, số lượng tầng hầm Số lượng tầng hầm cho nhà nhiều tầng chủ yếu phụ thuộc vào ý đồ

sử dụng của chủ đầu tư, tuy nhiên nó cũng phụ thuộc vào chiều cao của công trình và nền đất dưới công trình cũng như kỹ thuật xây dựng tầng hầm hiện tại

2 Xu hướng phát triển nhà có tầng hầm :

Nhà có tầng hầm đã có từ lâu trên thế giới, nó trở thành phổ biến và gần như là một thông lệ khi xây dựng nhà nhiều tầng ở châu Ẹu do đặc điểm nền đất tương đối tốt, mực nước ngầm thấp, kỹ thuật xây dựng tiên tiến và cũng do nhu cầu sử dụng nên hầu như nhà nhiều tầng nào cũng có tầng hầm, thậm chí các siêu thị chỉ có 2-3 tầng nhưng có tới 2-3 tầng hầm Công nghệ này còn được dùng để thi công các ga ngầm dưới lòng đường, đường cao tốc ngầm ở Paris

Việc xây dựng tầng hầm trong nhà nhiều tầng là điều rất bình thường nó trở nên qua quen thuộc mỗi khi thiết kế

và thi công vì nó giải quyết được các vấn đề phát sinh do nhà nhiều tầng đặt ra

ở châu á nói chung có nhiều số nhà nhiều tầng có tầng hầm chưa phải là nhiều, nhưng ở một số nước và vùng lãnh thổ như Hồng Kông, §ài Loan, Hàn Quốc thì số lượng nhà nhiều tầng có tầng hầm chiếm tỉ lệ khá cao, số lượng tầng hầm trong các nhà từ 1 đến 4 tầng hầm

ở Việt Nam ta, nhà nhiều tầng có tầng hầm cũng chỉ mới xuất hiện gần đây tại nhũng công trình liên doanh với nước ngoài hoặc các công trình vốn 100% vốn nước ngoài Ta có thể kể đến một số công trình có tầng hầm ở TP

Hồ Chí Minh và thử đô Hà Nội, nhưng số tầng hầm mới ở mức từ 1 - 2 tầng hầm

Dưới đây là bảng thống kê ví dụ về nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam và thế giới :

tt Công trình Số tầng nổi Số tầng hầm §ộ sâu đào(m)1

Central Plaza - Hồng Kông

Chi Thong - §ài LoanChung Wei - §ài LoanTai Pao - §ài LoanChung ỊianSen Jue - §ài LoanTrung tâm sách - Hà Nội

Vietcombank - Hà NộiSun way Hotel - Hà Nội

75675142027191762211

43334433122

23121613,614,716,216,212,54,611,011,0Qua bảng thí dụ trên ta thấy các công trình thường có thống kê từ 1 > 4 tầng hầm, chiều sâu hố đào từ 5m > 10m Tất nhiên trong tương lai sẽ có những nhà có tầng hầm sâu hơn hiện nay do nhu cầu và công nghệ xây dựng phát triển đủ để có thể thi công được và bảo đảm yêu cầu về chất lượng

Tầng hầm trong các nhà cao tầng sẽ là vấn đề quen thuộc trong ngành xây dựng trên thế giới kể cả các nước đang phát triển, nó sẽ rất phù hợp cho các thành phố tương lai được thiết kế hiện đại, đảm bảo được yêu cầu về môi sinh, môi trường và đáp ứng sở thích của con người như là nhà có vườn treo, thành phố thông thoáng 3 chiều hay những căn hộ được thiết kế theo dạng "biệt thự" trong các nhà nhiều tầng Ta có thể nói rằng tầng hầm trong nhà nhiều tầng là một nhu cầu khách quan vì nó có những ưu việt ta phải tận dụng

3 Sự cần thiết của tầng hầm trong nhà nhiều tầng :

a Do nhu cầu sử dụng :

cũng tăng đáng kể cộng với mức sống khá cao đã kéo theo một loạt các hoạn động dịch vụ, trong khi đó diện tích để xây dựng lại hạn hẹp vì thế việc ra đời của nhà nhiều tầng là hiển nhiên Một khi nhà nhiều tầng ra đời,

nó đòi hỏi xã hội phải đáp ứng những nhu cầu do bàn thân nó sinh ra Nói một cách khác đi, đó chính là nhu cầu của cư dân sống trong các khu nhà đó Vì thế việc xây dựng tầng hầm đã ra đời và phát triển mạnh nhằm :

• Làm kho chứa hàng hoá phục vụ sinh hoạt của cư dân trong toà nhà

• Làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng như bể bơi, cửa hàng, quán bar

• Làm gara ô tô, xe máy

• Làm tâng kỹ thuật để giải quyết các vấn đề điều hoà không khí, xử lý nước thải, lắp đặt máy móc phục

vụ giao thông (thang máy), cấp nhiệt

• Làm nơi cư trú tạm thời khi có sự cố xảy ra như chiến tranh

• ở các ngân hàng, kho bạc nó còn là nơi cất trữ tài liệu mật, tiền bạc, vàng, đá quý và các tài sản có giá trị cao của quốc gia

* ở Việt Nam : Tình hình cũng không ngoài xu hướng phát triển của thế giới, chỉ có điều là ta luôn đi sau vài thập niên so với các nước tiên tiến Cho mãi tới những năm chín mươi của thế kỷ trước các toà nhà nhiều tầng mới được xây dựng tại TP Hồ Chí Minh và Hà Nội, đi kèm theo nó là các tầng hầm được thiết kế, thi công theo các kỹ thuật tiên tiến nhất Ngày nay, nhu cầu và xu thế của tầng hầm đã là quá rõ ràng đối với nhà nhiều tầng

Sự ra đời của nó hoàn toàn nhằm đáp ứng nhu cầu vừa nêu trước

c Về mặt kết cấu :

§ối với nhà nhiều tầng không có tầng hầm, độ sâu ngàm vào đất là nông (từ 2-3m), độ ổn định của công trình không cao do trọng tâm của công trình ở trên cao Khi nhà có tầng hầm, trọng tâm của công trình sẽ được hạ thấp làm tăng tính ổn định tổng thể của công trình Hơn nữa, tường, cột, dầm sàn của tầng sẽ làm tăng độ ngàm của công trình vào đất, tăng khả năng chịu lực ngang như gió, bão, lụt động đất

và cập nhật được các kiến thức thực tế trên thế giới cũng như máy móc thi công và công nghệ thi công tiên tiến Trong giới hạn luận văn này, chúng tôi chỉ muốn đề cập đến lĩnh vực kỹ thuật và tổ chức thi công nhà có tầng hầm theo các phương pháp truyền thống và đặc biệt đi sâu về phương pháp thi công "Thi công từ trên cao xuống" còn gọi là phương pháp "TẶP DẶWN"

chương ỤỤ : Cụng nghệ thi cụng tầng hầm trong nhà nhiều tầng

Việc thi cụng tầng hầm luụn đi đụi với việc thi cụng đất vỡ tầng hầm nằm dưới mặt đất Ngày nay với cụng nghệ thi cụng đất đó cú rất nhiều tiến bộ chủ yếu nhờ vào cỏc mỏy múc thiết bị thi cụng hiện đại và cỏc quỏ trỡnh thi cụng hợp

lý cho phộp thi cụng được những cụng trỡnh phức tạp, ở nhũng địa hỡnh khú khăn Để tiện cho việc so sỏnh, ta cú thể

hệ thống cỏc cụng nghệ thi cụng chớnh như sau đõy :

b Xây nhà

Hình 1

a Đào đất

1 Phương phỏp đào đất trước sau đú thi cụng nhà từ dưới lờn :

Đõy là phương phỏp cổ điển được ỏp dụng khi chiều sõu hố đào khụng lớn, thiết bị thi cụng đơn giản Toàn bộ

hố đào được đào đến độ sõu thiết kế (Độ sõu đặt múng), cú thể dựng phương phỏp đào thủ cụng hay đào mỏy phụ thuộc vào chiều sõu hố đào, tỡnh hỡnh địa chất thuỷ văn, vào chiều sõu hố đào, tỡnh hỡnh địa chất thuỷ văn, vào khối lượng đất cần đào và nú cũn phụ thuộc vào thiết bị mỏy múc, nhõn lực của cụng trỡnh Sau khi đào xong, người ta cho tiến hành xõy nhà theo thứ tụ bỡnh thường từ dưới lờn trờn, nghĩa là từ múng lờn mỏi Để đảm bảo cho hệ hố đào khụng bị sụt lở trong quỏ trỡnh thi cụng người ta dựng cỏc biện phỏp giữ vỏch đào theo cỏc phương phỏp truyền thống nghĩa là ta cú thể đào theo mỏi dốc tự nhiờn (Theo gúc ϕ của đất) Hoặc nếu khi mặt bằng chật hẹp khụng cho phộp mở rộng ta luy mỏi dốc hố đào thỡ ta cú thể dựng cừ để giữ tường hố đào

Ợu điểm của phương phỏp này là thi cụng đơn giản, độ chớnh xỏc cao, hơn nữa cỏc giải phỏp kiến trỳc và kết cấu cho tầng hầm cũng đơn giản vỡ nú giống phần trờn mặt đất Việc xử lý chống thấm cho thành tầng hầm và việc lắp đặt hệ thống mạng lưới kỹ thuật cũng tương đối thuận tiện dễ dàng Việc làm khụ hố múng cũng đơn giản hơn,

ta cú thể dựng bơm hỳt nước từ đỏy múng đi theo hố thu nước đó được tớnh toỏn sẵn

Nhược điểm của phương phỏp này là : khi chiều sõu hố đào lớn sẽ rất khú thực hiện, đặc biệt khi lớp đất bề mặt yếu Khi hố đào khụng dựng hệ cừ thỡ mặt bằng phải rộng đủ để mở taluy cho hố đào Xột về mặt an toàn cho cỏc cụng trỡnh lõn cận hay cho những cụng trỡnh xõy chen thỡ biện phỏp này khụng khả thi, cũn xột về chiều sõu hố đào khi quỏ lớn nếu dựng biện phỏp này ta sẽ phải cử thành nhiều đợt, nhiều bậc và độ ổn định cũng như an toàn cho thi cụng ta phải bàn đến

Qua thực tế ta cú thể đưa ra cỏc phương ỏn giữ vỏch hố đào theo phương phỏp thi cụng cổ điển như :

- Đào đất theo độ dốc tự nhiờn, phương phỏp này chỉ ỏp dụng khi hố đào khụng sõu, với đất dớnh, gúc ma sỏt trong ϕ lớn, mặt bằng thi cụng rộng rói đủ để mở taluy mỏi dốc hố đào và để thiết bị thi cụng cũng như chứa đất được đào lờn

- Dựng vỏn cừ đặt thành nhiều tầng (Khụng chống) Hố đào được đào thành nhiều bậc, mở rộng phớa trờn ỏp dụng cho trường hợp khi vỏn cừ khụng đủ dài để chống một lần hoặc khi hố đào quỏ sõu, thi cụng đào đất bằng phương phỏp thủ cụng và khi cú yờu cầu hố đào phải thụng thoỏng để thi cụng tầng hầm

- Dựng vỏn cừ cú chống hoặc cú neo, hố đào được đào thẳng đứng Dựng cừ cú chống khi cột chống khụng ảnh hưởng đến thi cụng tầng hầm, cũn khi cú sự đũi hỏi thoỏng đóng trong hố đào để thi cụng tầng hầm ta phải dựng neo, neo này được neo trờn mặt đất Loại vỏn cừ cú chống hoặc neo dựng khi ỏp lực đất lớn

α ≤ ϕ

b Đào đất có cừ không chống

H : Chiều sâu hố đào

h : Chiều sâu ngàm của cừ

Hình 2

d Ván cừ giữ vách hố đào không chống dùng khi các cột chống không ảnh huởng đến thi công tầng hầm

e Ván cừ giữ vách có neo khi cần thông thoáng cho hố đào khi thi công tầng hầm

c Hố đào đào thành nhiều tầng

người ta đưa ra một trỡnh tự thi cụng như sau : Trước khi thi cụng đào đất người ta tiến hành thi cụng phần tường bao của tầng hầm trước sau đú tiến hành đào đất trong lũng tường bao này đến đỏy tầng hầm (đỏy múng) Trường hợp múng của cụng trỡnh là cọc khoan nhồi thi người ta cũng tiến hành thi cụng cọc cựng lỳc với tường bao Phần kết cấu chớnh của tầng hầm cũng như của cụng trỡnh được thi cụng từ dưới lờn trờn, từ múng đến mỏi (Bottom-up)

Ta cú thể gọi đõy là phương phỏp thi cụng tường trong đất

Phương phỏp này cú ưu điểm rất lớn là khụng cần dựng vỏn cừ để giữ vỏch hố đào Trỡnh tự thi cụng cụng trỡnh vẫn theo thứ tự như xưa tức là xõy từ dưới xõy lờn Để ỏp dụng được phương phỏp này thỡ tường bao của cụng trỡnh phải được thiết kế bảo đảm chịu được tải trọng do ỏp lực đất gõy ra với nú đồng thời nú đủ điều kiện để thi cụng tường bao bằng phương phỏp "cọc barret"

Nhược điểm của nú là thời gian thi cụng dài và phải thi cụng xong tường bao, cọc (nếu cú) rồi mới đến đào đất

và xõy cụng trỡnh Nếu trường hợp tường bao khụng tự chịu ỏp lực thỡ ta phải cú biện phỏp chống tường bằng cỏc

hệ chống đỡ hoặc bằng neo bờ tụng

Trờn hỡnh 3 trỡnh bày 3 giai đoạn thi cụng theo phương phỏp tường trong đất từ dưới lờn : Giai đoạn đầu (Hỡnh 3a) ta tiến hành thi cụng tường trong đất từ dưới lờn, giai đoạn 2 (Hỡnh 3b) ta tiến hành đào đất trong lũng tường bao và giai đoạn 3 (Hỡnh 3c) ta tiến hành thi cụng tầng hầm tự dưới lờn

Đào đất

b) a)

c)

* Cỏc phương phỏp chống tường bao : Tường bao ở đõy cú chiều sõu khỏ lớn, chịu ỏp lực đất cũng khỏ lớn

nờn cỏc phương phỏp chống đơn giản ở mục ỤỤ.1 khụng ỏp dụng được, nếu cú thỡ độ tin cậy cũng khụng cao Vỡ vậy ta phải dựng cỏc biện phỏp chống tường bao như sau :

a) Dựng hệ đào và cột chống văng giữa cỏc tường đối diện (Hỡnh 4a) Hệ dầm này thường làm bằng thộp hỡnh gồm cỏc xà ngang, dầm văng và cột chống xà ngang tỳ lờn tường, tương chịu ỏp lực đất (chịu uốn) Dầm văng là bộ phận chịu lực chớnh (chịu nộn) làm nhiệm vụ chống giữ cỏc tường đối diện Cột chống cú nhiệm

vụ giữ cho dầm văng ổn định (giảm chiều dài tớnh toỏn)

a2 Mặt cắt A-A Hệ giằng chống

bằng thép hìnhCột chống

Tường baoThanh chống

Thanh giằngDầm đỡ

Tường bao

Cột chống bằng thép hình

Dầm đỡA

A

Phương phỏp này cú ưu điểm là đơn giản, dễ tớnh toỏn, xung quanh rất tốn vật liệu làm xà, dầm, cột (cú thể thu hồi 100%) Tuy nhiờn nhược điểm của nú là chiếm khụng gian trong hố đào, khi thi cụng, dễ bị uốn vướng gõy khú khăn cho qỳa trỡnh thi cụng tầng hầm Khi tầng hầm được thi cụng xong thỡ hệ chống đỡ này

sẽ được dỡ đi và ỏp lực ngang sẽ chuyển vào khung nhà (tầng hầm chịu) Khi chiều ngang cụng trỡnh lớn thỡ

hệ chống đỡ trở nờn phức tạp vỡ khoảng cỏch giữa cỏc tường đối diện quỏ lớn

b) Để khắc phục nhược điểm của phương phỏp trờn người ta dựng neo bờ tụng để giữ tường bao (Hỡnh 4b) Phương phỏp này được ỏp dụng khi ta cần khụng gian để thi cụng trong lũng hố đào Việc đặt neo tuỳ thuộc

đang xây dựng Tầng hầm

hầm

Đáy tầng Neo

Mực nước ngầm Dây neo

Đất tự nhiên

Hình 4b : Chống tường bao bằng hệ neo ngầm

Ta thấy cả hai trường hợp neo và chống đều thi cụng song song với cụng việc đào đất Đào đến đõu đặt neo hay đặt cột chống tới đú Phương phỏp này tường bao hầu như khụng chuyển vị ỏp lực đất tỏc dụng lờn tường là

ỏp lực tĩnh

So sỏnh giữa hai phương phỏp ta cú thể kết luận phương phỏp dựng cột dầm để chống đỡ hố đào dễ thực hiện song nú sẽ gõy nhiều cản trở cho thi cụng trỡnh tầng hầm, chỉ cần những sơ suất nhỏ cú thể xẩy ra sự cố đỏng tiếc Với phương phỏp dựng neo ngầm đảm bảo một mặt bằng thi cụng rộng rói, thoỏng đóng song nú đũi hỏi phải cú thiết kế tớnh toỏn neo và phải cú đủ thiết bị để thi cụng neo như bơm bờ tụng, neo ứng lực trước phương phỏp này cho giỏ thành khỏ cao chỉ nờn ỏp dụng ở những cụng trỡnh thực sự cần thiết đến hệ neo này

3 Phương phỏp gia cố nền trước khi thi cụng hố đào :

Khi cụng trỡnh được thi cụng ở những vựng đất cỏt, việc đào đất sẽ gặp khú khăn vỡ cỏt sẽ lở Ngoài những biện phỏp chống đỡ thành hố đào như đó nờu ở trờn ta cũng cú thể ỏp dụng phương phỏp gia cố nền hố đào trước khi đào đất Nú thớch hợp cho cụng trỡnh co mặt bằng thi cụng rộng và chiều sõu hố đào khụng lớn

Nội dung của phương phỏp này là trước khi thi cụng đào đất người ta dựng khoan và bơm cao ỏp phụt vữa xi măng vào nền đất xung quanh hố đào Khi vữa xi măng rắn chắc sẽ làm cho nền đất cú cường độ tăng lờn cụ thể

là tăng hệ số dớnh C và gúc ma sỏt trong ϕ của nền đất Với biện phỏp gia cố này hố đào cú thể đào thẳng đứng hoặc nghiờng theo gúc ϕ khỏ lớn

được bơm xuốngVữa XM-cát đã

Hình 6 : Gia cố hố đào trước khi đào móng

Ợu điểm của phương phỏp này là thi cụng đơn giản, giỏ thành thấp, tạo mặt bằng thi cụng thoỏng khụng bị vướng bởi hố chống

Nhược điểm:

• Khú xỏc định chớnh xỏc cỏc thụng số của nền sau khi gia cố

• Độ tin tưởng thấp

• Đũi hỏi phải cú mặt bằng xung quanh rộng để gia cố vung cú nguy cơ trượt

4 Phương phỏp thi cụng từ trờn xuống (Top-down) :

ở phần trờn chỳng ta đó trỡnh bày phương phỏp thi cụng tường chắn bằng phương phỏp "Bottom-up" nghĩa là thi cụng từ dưới lờn theo cỏc phương phỏp truyền thống Trong phương phỏp này để giữ cho tường chắn ổn định khụng bị biến dạng người ta sử dụng hệ cột dầm chống đỡ hoặc dựng neo ngầm Cả hai phương phỏp đều bộc lộ một nhược điểm rất lớn là chi phớ cho cụng tỏc chống đỡ và neo khỏ cao, kộo dài thi cụng và đũi hỏi cỏc thiết bị tiờn tiến Để khắc phục nú, người ta đưa ra phương phỏp thi cụng từ trờn xuống (Top-down) Bản chất của phương phỏp này là :

Bước 1 : Thi cụng tường trong đất và cọc khoan nhồi trước Cột của tầng hầm cũng được thi cụng cựng cọc nhồi đến cốt mặt nền

Bước 2 : Người ta tiến hành đổ sàn tầng trệt ngang trờn mặt đất tự nhiờn Tầng trệt được tỳ lờn tường trong đất

và cột tầng hầm Người ta lợi dụng luụn cỏc cột đỡ cầu thang mỏy, thang bộ, giếng trời làm cửa đào đất và vận chuyển đất lờn đồng thời cũng là cửa để thi cụng tiếp cỏc tầng dưới Ngoài ra nú cũn là của để tham gia thụng giú, chiếu sỏng cho việc thi cụng đào đất Khi bờ tụng đạt cường độ yờu cầu, người ta tiến hành đào đất qua cỏc lỗ cầu thang giếng trời cho đến cốt của sàn tầng thứ nhất (1C) thỡ dừng lại sau đú lại tiếp tục đặt cốt thộp đổ bờ tụng sàn tầng 1C Cũng trong lỳc đú từ mặt sàn tầng trệt người ta tiến hành thi cụng phần thõn nghĩa là từ dưới lờn Khi thi cụng đến sàn tầng dưới cựng người ta tiến hành đổ bờ tụng đỏy nhà liền với đầu cọc tạo thành sản phẩm dưới cựng, cú cũng là phần bản của múng nhà Bản này cũn đúng vai trũ chống thấm và chịu lực đẩy nổi của lực ỏcimột

• Tiến độ thi công nhanh, qua thực tế một số công trình cho thấy để có thể thi công phần thân công trình chỉ mất 30 ngày, trong khi với giải pháp chống quen thuộc mỗi tầng hầm (kể cả đào đất, chống hệ dầm tạm, thi công phần bê tông) mất khoảng 45 đến 60 ngày, với nhà ó 3 tầng hầm thì thời gian thi công từ

3 > 6 tháng

• Không phải chi phí cho hệ thống chống phụ

• Chống vách đất được giải quyết triệt để vì dùng tường và hệ kết cấu công trình có độ bền và ổn định cao

• Không tốn hệ thống giáo chống, cốppha cho kết cấu dầm sàn vì sàn thi công trên mặt đất

Nhược điểm của phương pháp Top-down :

• Kết cấu cột tầng hầm phức tạp

• Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công

• Thi công đất trong không gian kín khó thực hiện cơ giới hoá

• Thi công trong tầng hầm kín ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động

• Phải lắp đặt hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo

Dưới đây ta cụ thể hoá các bước thi công Top-down bằng hình vẽ với nhà nhiều tầng có 2 tầng hầm

c1Sàn tầng hầm

Trong đấtTường

Cọc nhồiGiai đoạn 2 : Đổ sàn tầng trệt

Bê tông sàn

e1e2

c2c1

Giai đoạn 6 : Đổ bê tông tầng đáy + đài móng

Đổ bê tông sàn tầng e2

đổ bê tông tầng e1Giai đoạn 4 : Đổ sàn tầng ngầm c1

Tường trong đất

Đổ bê tông cột tầng e2Giai đoạn 5 : Đào đất tầng hầm c2

Giai đoạn 3 : Đào đất tầng ngầm c1

và tường trong đấtGiai đoạn 1 : Thi công cọc nhồi

cứu, xem xét một cách nghiêm túc, đầy đủ để có thể lập thành một quy trình công nghệ áp dụng cho từng trường hợp cụ thể để đạt được hiệu quả cao nhất.

Những vấn đề hiện nay chúng ta cần quan tâm là :

1 Xác định lực tác dụng lên vách chống :

Ta biết áp lực của đất lên vách chống rất phức tạp nó phụ thuộc vào địa tầng, trạng thái của đất nền, áp lực lên mặt đất, hình thức chống vách đất và đặc biệt là phương pháp thi công §ể xác định được áp lực đó ta phải giả thuyết được gần đúng sơ đồ tính toán và tìm phương pháp tính toán đơn giản và nhanh nhất Hiện tại có rất nhiều cách xác định lực tác dụng lên vách chống, nhiệm vụ của chúng ta là chọn phương pháp tính đơn giản đủ độ tin cậy phục vụ cho thi công nhanh, an toàn vì sau khi thi công xong công trình ở trạng thái làm việc nó đã được người thiết kế tính toán đầy đủ

2 Chống vách đất :

§ể cho hố đào được ổn định trong quá trình thi công, với giá thành hạ, ta phải chọn phương án đào và chống vách đất hợp lý theo các nguyên tắc sau :

• Phải giữ được vách đào ổn định, an toàn trong quá trình thi công

• Phải phù hợp với biện pháp đào đất và công nghệ thi công phần ngầm

• Thi công phải đơn giản, giá thành hạ

• Luôn chú ý đến khả năng sử dụng lại sau khi thi công trình hoàn thành

Sau đây là một số phương án chống vách đất có thể áp dụng được :

a) §óng cọc thưa cách nhau một khoảng từ 0,8 ÷ 1,5 M đào đến đâu thì ghép ván đến đó Cọc đóng thường là cọc thép hình (Ụ hay H), ván gỗ Nó được áp dụng khi hố không sâu, áp lực đất nhỏ, không có nước ngầm chảy mạnh Gỗ và cọc sau khi thi công cọ thu hồi để sử dụng lại

b) §óng ván cừ thép không chống làm việc dưới dạng công-xôn, áp dụng khi hố đào nông, có nước ngầm Ván cừ thép sẽ được thu hồi bằng máy nhổ cọc hay cần trục tháp sau khi đã thi công xong tầng hầm.c) §óng cọc thép phun vữa bê tông giữ đất Cọc thép được đóng xuống đất hết chiều sâu thiết kế §ào đến đâu ta tạo mặt vòm giữa các cọc luôn bằng cách phun vữa bê tông lên vách đất tạo thành những vòm nhỏ, chân đạp vào các cọc giữ đất lở vào hố móng Phương án này được áp dụng khi đất rời, không có nước ngầm hay đất dẻo Trường hợp này giống (a) nhưng tiết kiệm được gỗ, cọc có thể thu hồi được.d) Dùng cọc khoan nhồi, khoan liền nhau tạo thành vách đất chống sau đó tiến hành đào đất Biện pháp này áp dụng khi chiều sâu hố đào lớn, áp lực đất lớn Công trình là nhà xây chen cần bảo vệ xung quanh khỏi bị sụt lún Vách chống có thể tham gia chịu lực cùng móng công trình nhưng ít khi sử dụng nó làm tường bao tầng hầm kém vì khả năng chống thấm của nó không tốt Tuy nhiên biện pháp này thi công khá đơn giản (So với thi công tường trong đất) §ộ sâu của vách có thể thi công đến chiều sâu cần thiết

để không cần có biện pháp chống giữ vách

e) Dùng tường trong đất Tường được thi công theo phương pháp nhồi tạo thành vách kín bao quanh toàn

bộ công trình, sau đó tiến hành đào đất Tường trong đất có khả năng chống thấm tốt do đó có thể dùng làm tường ngầm tham gia chịu lực cùng móng công trình Khi độ sâu lớn người ta co thể dùng biện pháp chông giữ tường trong quá trình thi công tầng hầm §ây là phương pháp áp dụng cho công trình có tầng ngầm sâu, mực nước ngầm lớn §ặc biệt những tầng hầm thi công theo phương pháp "Top-down" thì phương phương pháp này rất có hiệu quả đem lại tính khả thi cao cho công trình

f) Khi vách cứng chống không tự đứng được ta phải áp dụng một trong những biện pháp đã nói ở chương ỤỤ

g) Chống trực tiếp xuống đáy hố đào, thường là chống lên đầu cọc khoan nhồi hay cọc Barette khi hố đào rộng ít ảnh hưởng đến sự thông thoáng và quá trình thi công tầng hầm

h) Dùng chống văng giữ các vách đối diện khi khoảng cách giữa chúng là hẹp

i) Dùng neo bê tông neo ngầm trong lòng đất khi được phép neo (được sự đồng ý của chủ các công trình lân cận hoặc mặt bằng thi công rộng, phần neo vẫn thuộc phần đất công trình, khi đó sẽ cho phép tầng hầm có đủ không gian thông thoáng để thi công và lúc đó độ dầy của tường bao sẽ giảm đi đáng kể

f Dùng tường trong đất thi công từng đoạn hay thi công liên tục

e Dùng các tấm bê tông đúc sẵn để làm tường chắn đất

tạo thành váh chống đất

d Dùng cọc khoan nhồi liền nhau

c Đóng cọc thép sau đó phun vữa bê tông dạng vòm để giữ vách đất

Cọc thép

3 Một số giải phỏp kết cấu của tường trong đất :

Cỏc tường trong đất sẽ tiếp nhận cả tải trong ngang và tải trong thẳng đứng, vỡ thế khi cấu tạo chung cần thiết phải xột đến tất cả cỏc lực tỏc dụng lờn tường đất để đảm bảo độ bền và ổn định trong quỏ trỡnh xõy dựng và khai thỏc cụng trỡnh

a) Tường trong đất bằng bờ tụng toàn khối cú chiều dày từ 0,6 > 1,0M :

Tường trong đất thường được cắt ra thành từng đoạn từ 4 ữ 6M rồi nối với nhau Cỏc mối nối cú thể theo thứ

tự hay cỏch đốt phụ thuộc vào thiết bị sử dụng và điều kiện thi cụng Để tăng độ cứng của cũng cú thể làm cỏc sườn chiều cao của chỳng được xỏc định từ điều kiện đào của gầu xỳc Tuy nhiờn việc dựng sườn ở đõy sẽ gõy khú khăn cho việc xõy tường vỡ hỡnh dạng của nú phức tạp hơn

b Cọc nối với nhau

11

8642

11

Hướng đào đất Hướng đào đất

765

2 31

a Cọc giao nhau

4

2

11

c Các đoạn hào giao nhau

* Số chẵn : lỗ khoan đợt 2

* Số lẻ : lỗ khoan đợt 1

21

e Hào liên tục nhồi từng đoạn

d Các đoạn hào nối với nhau

Đối với cốt thộp của tường, người ta thường sử dụng thộp gai (thộp cú gờ) Thường thỡ chỳng được buộc thành khung cú chiều dài tương ứng với chiều sõu hố đào cũn bề rộng thỡ bằng mối đào với lớp bảo vệ từ 5 ữ 7

cm Cỏc cốt thộp chủ theo phương thẳng đứng khụng được ngăn cản sự chuyển động của bờ tụng từ dưới lờn

và sự chảy của bờ tụng trong khối đổ khi đổ bằng phương phỏp đổ trong nước Khoảng cỏch giữa cỏc thanh cốt chủ ≤ 170 ữ 200mm, nghĩa là 1 m chiều dài tường khụng đặt quỏ 6 thanh Cốt thộp trong vựng chịu nộn cũng dựng thộp gai φ 20 ữ 25 @ 250 ữ 500mm

Trong khung cốt thộp phải bố trớ chỗ để ống đổ bờ tụng, phải đặt cỏc tai định vị khung ở trong hào (Để dảm bảo lớp bảo vệ lớp bảo vệ của bờ tụng theo đỳng yờu cầu từ 5 ữ 7cm) ở bờn trờn cú hàn cỏc thanh ngang tựa lờn tường định vị, ngoài ra cũn phải hàn cỏc chi tiết chụn sẵn để liờn kết tường với đỏy tầng hầm hay với cỏc tường ngang, dầm ngang

mặt cắt a-a ống đổ bê tông

Tai định vị

A A

Tai định vị

để tạo hốc Chi tiết chôn sẵn

ống đổ bê tông

Giá đỡ cốt thép

Hình 9

Mỏc bờ tụng thường dựng khụng lớn hơn 300# Độ lớn của cốt liệu ≤ 50mm Bờ tụng phải dẻo, độ sụt 16 ữ

20cm, thời gian ninh kết là tối đa, Bờ tụng được đổ theo phương phỏp vữa dõng (Đổ trong nước), phải đảm bảo đỳng quy trỡnh thi cụng bờ tụng hiện hành

Để việc thi cụng được liờn tục, đảm bảo thời gian ninh kết, người ta cố gắng chọn chiều dài bước sao cho đảm bảo khối đổ trong thời gian ninh kết của bờ tụng

Để giảm bớt khối lượng của vữa sột phải bơm ra khỏi hào khi đổ bờ tụng và bơm vào hào khi đào Để tăng thời gian ninh kết người ta cú thể sử dụng loại phụ gia đặc biệt (Retacdor)

ở hai mộp của tường, người ta phải đặt cỏc vỏch chắn khi đổ bờ tụng, tuỳ thuộc vào kết cấu mà chọn hỡnh dạng phự hợp Với tường cú chiều sõu từ 12 ữ 15m người ta dựng ống thộp làm vỏch đầu tường, nú viền làm vỏch chắn vừa tạo hỡnh dạng mối nối Phương phỏp này đơn giản nhưng khụng thường xuyờn đảm bảo tớnh chống thấm vỡ ống thộp bị sai lệch dẫn đến bờ tụng bị rũ rỉ làm cho bờ tụng tại mối nối khụng đảm bảo cường

độ Để khắc phục người ta dựng cọc trũn bờ tụng cốt thộp làm vỏch chắn hoặc dựng ống thộp bỏ lại trong hào sau đú đổ bờ tụng lấp đầy Tuy nhiờn ống thộp rất đắt nờn giải phỏp này khụng kinh tế Để làm kớn phần vỏch hào với ống thộp, người ta hàn vào 2 bờn ống một thộp gúc khi hạ xuống hai thộp gúc này sẽ cắm sõu vào thành hào

hỡnh 9 (đổi lờn trờn)

Người ta cũng sử dụng loại mối nối đúng rung (Hỡnh 10), nghĩa lad giữa cỏc đốt (đoạn) tường người ta chừa lại một khoảng trống rồi sau đú cũng đặt cốt thộp và nhồi bờ tụng vào theo kiểu cọc đúng rung Loại mối này cú thể bảo đảm, nú dựng cho hào sõu tới 14mữ16m

Hình 10 Kết cấu nối kiểu đóng rung

* Tớnh toỏn vỏch chắn ở hai đầu tường : Ta coi vỏch chắn như một dầm tựa 2 đầu Gọi H là chiều sõu hào, Q

là cường độ cấp bờ tụng, v : vận tốc dõng bờ tụng trong hố đào; ti : Tốc độ ninh kết của bờ tụng; γb : Trọng lượng riờng của hỗn hợp bờ tụng trong vữa; λ0 : Hệ số căng, lấy bằng 1

Ta vẽ được biểu đồ quan hệ P-V cho cỏc chiều cao khỏc nhau của vỏch ngăn

Ngoài việc dựng ống chắn khi đổ bờ tụng cỏc đốt hào, người ta cũn sử dụng thộp chữ Ụ cao 720mm (tương ứng chiều rộng hào) làm vỏch chắn đầu đồng thời sử dụng làm cốt thộp cho tường Giải phỏp này khụng thật kinh tế, người ta cú thể thay thộp Ụ bằng thộp tấm hàn vào khung cốt thộp để đảm bảo độ cứng của vỏch chắn (Hỡnh 12).

Thép chữ U

Hình 12 : Kết cấu mối nối giữa 2 khung cốt thép của 2 đốt hào kề nhau

Ta thấy thộp tấm được tăng cường bằng 2 thộp gúc đầu và thộp [ Thộp gúc nhụ ra khỏi hào 2ữ3cm mỗi bờn

để bảo đảm khụng thấm qua mối nối đổ bờ tụng Thộp [ cũng là thộp để liờn kết với khung của đốt tiếp theo Cốt thộp phõn bố được hàn vào thộp gúc với bước là 50cm

Việc đưa khung lưới cốt thộp vào hào tiến hành bằng cần cẩu, phớa trỏi được đưa vào rónh thộp [, phớa phải được hỗ trợ bằng 1 khung dẫn hướng để việc lắp đặt dễ dàng, thuận lợi

Rừ ràng là mối nối kiểu này tốt và hợp lý hơn mối nối dạng ống và cú thể sử dụng cho tường hạ sõu vào trong lũng đất

Cụng việc thi cụng tường trong đất bằng bờ tụng đổ tại chỗ là khỏ phức tạp, chất lượng bờ tụng khụng phải lỳc nào cũng theo ý muốn, thời gian thi cụng lại kộo dài Để khắc phục người ta đưa cỏc cấu kiện bờ tụng đỳc sẵn vào với ý đồ là thay thế bờ tụng đỳc tại chỗ Hiện nay, nhiều nước trờn thế giới đó giải quyết được vấn đề này một cỏch khỏ bài bản và kết quả khỏ tốt.

Việc sử dụng bờ tụng đỳc sẵn lắp ghộp vẫn cũn hạn chế chủ yếu do cỏc tấm bờ tụng lớn, nặng từ 10 >30T đũi hỏi phải cú thiết bị nõng là lắp rỏp nờn thế giỏ thành cao Những năm gần đõy người ta dựng cỏc kết cấu hỗn hợp tức là phần tường của tầng hầm của cụng trỡnh cú chiều cao < 10m là cấu kiện lắp ghộp, phần cũn lại

để chắn nước ngầm vào đỏy hố múng là toàn khối (Hỡnh 13)

đáy móngHút nước

khi đàoHạ mực nước ngầm

trung bình

NeoMực nước ngầm

Tường trong đất

đúc sẵn lắp ghép

Hình 13 : Kết cấu hỗn hợp của một tường trong đất

Tấm panel bằng bê tông

Dưới đõy ta sẽ xột tới 2 dạng cơ bản của tường trong đất bằng cấu kiện lắp ghộp

Loại 1 : Cột-tấm (Hỡnh 14) : Loại này ỏp dụng khi tường chịu tải trọng thẳng đứng lớn, tải trọng này do cột cú tiết diện chữ T tiếp nhận Chiều đầy của cột bằng chiều dầy của hào Những cột này thường chụn sõu xuống dưới đỏy hố múng và đến tầng đất chặt cú khả năng tiếp nhận tải trọng tớnh toỏn Giữa cỏc cọc chữ T cú đặt cỏc panen phẳng chỉ làm việc với tải tỏng ngang do đất đẩy vào và hạn chế đỏy của cụng trỡnh ngầm Trờn cỏc cột

cú cỏc giằng hoặc neo gia cố Loại kết cấu này được ứng dụng khi đất ở độ sõu cần thiết, khi mà cọc cú thể làm việc hiệu quả như những cột

Vữa trong hàoCọc T

Đáy móngChèn khe bằng vữa tam hợp

Hình 14 : Kết cấu dạng cột tấmLoại 2 : "Tấm phẳng" (Hỡnh 15) Cỏc panen là cỏc tấm đặt suốt chiều sõu thiết kế Những tấm này tiếp nhận

cả tải trọng đứng và tải trọng ngang Chỳng thường cú chiều dài từ 10ữ12m, rộng 1,5ữ3m, dầy 0,2ữ0,5m Cỏc mối nối giữa cỏc tấm panen thường khụng đảm bảo tiếp xỳc kớn khớt suốt chiều dài chỳng

Tường chèn

Vữa trong tường

Đất thiên nhiên

B_B

CThép góc

Chi tiết chôn sẵn

Bản tựaThép I

Xe treoAA

Panel

BB

Cắt C_C

Thép góc để treo panel vào tường chèn

a Mối nối giữa hai panel trong 1 hào bằng khóa đặc biệt

Bê tông phun

Chi tiết chôn sẵn

Mối nối không chịu lực

Bản thép hàn liên kếtChi tiết chôn sẵn

b Mối nối hở

Vữa xi măngBản thép hàn liên kếtVữa xi măng

Khoá bằng thép góc

Thép gócThép T

Thép tấm hàn vào biên panel sau

Thiết bị để lắp ráp panel

Kiểu 2

PanelPhun vữa xi măng

c Mối nối cứng

Vữa xi măngThép tấm hàn vào biênpanel sau khi đào hố móngPhun vữa xi măng

4 Cụng nghệ xõy dựng tường trong đất :

4.1 Tường trong đất bằng bờ tụng đổ tại chỗ:

Cụng nghệ thi cụng bờ tụng cốt thộp toàn khối trong đất bao gồm cỏc giai đoạn thi cụng bắt buộc như sau :

• Chuẩn bị mặt bằng xõy dựng

• Xõy dựng cỏc tường định vị (làm mốc) để định hướng cho mỏy làm đất, đảm bảo sự ổn định cho vỏch hào trong phần trờn của nú

• Đào tường đốt hào trong vữa sột

• Đặt vào hào cỏc khung cốt thộp và thiết bị chặn đầu của đốt hào

• Đổ bờ tụng tường bằng phương phỏp đổ bờ tụng trong nước

Khi mực nước ngầm cao, cần phải đắp cỏt thỡ vỏn khuụn tường định vị được đặt trờn đất tự nhiờn hoặc đất đắp đó đầm chặt Việc phõn hào thành từng đốt được tiến hành ngay trờn tường định vị

c) Đào từng đốt hào :

Việc chọn mỏy làm đất phụ thuộc vào loại và nhúm đất, vị trớ bố trớ cụng trỡnh và chiều sõu đào Khi thi cụng ở thành phố thỡ mày đào gầu ngoạm là hợp lý hơn cả vỡ nú chiếm ớt mặt bằng Trước khi đào phải làm xong tường định vị, lắp đặt thiết bị, mỏy múc để chế tạo và tỏi xử lý vữa sột

Cỏc sơ đồ đào cú thể là :

* Đào tuần tự :

Khoan cắt từng lớp, sau mỗi lần đào thỡ tổ hợp khoan được dịch chuyển lờn phớa trước 1/3D (Đường kớnh đầu khoan) Cú 2 loại đầu khoan, một loại dựng để khoan đất đỏ khụng cứng, loại hai là loại khoan xoay cầu dựng khi đào trong đỏ cứng Sau khi khoan đến độ sõu thiết kế thỡ rỳt đầu khoan lờn, dịch chuyển mỏy khoan theo trục hào bằng một bước khoan và chu kỳ khoan cắt lặp lại Dung dịch vữa sột sẽ được thu hồi, làm sạch và tỏi sử dụng

Để đào hào khi xõy tường chịu lực đặc biệt là trong điều kiện trong thành phố hợp lý hơn cả là dựng dựng gầu ngoạm bước đào rộng từ 0,5 ữ 1,0m Với hào khụng sõu (≤12m) rộng từ 0,5ữ1,0m ta cú thể dựng mỏy đào gầu

cú cần Gầu cú đỏy mở được, dịch chuyển lờn xuống theo cột gầu gần trờn mỏy xỳc

Trước khi đặt cốt thép người ta phải kiểm tra độ sâu, bề rộng của hào, độ sạch của đáy và các đặc trưng của vữa sét Phải có biên bản nghiệm thu đào hào Sau đố ta đặt cốt thép và tấm chặn đầu khối đổ Khung cốt thép

có thể chế tạo tại nhà máy hoặc ngay trên công trình §ộ cứng của khung phải đảm bảo để khi nâng, lắp sẽ không bị biến dạng và không thay đổi kích thước hình học của khung Bề rộng của khung thường bằng chiều dài bước đào Khi chiều sâu hào lớn hơn 10m thì khung cốt thép sẽ được chế tạo thành từng đoạn rồi nôi lại với nhau trong quá trình lắp đặt vào hào Phía trên khung cốt thép có hàn một thanh ngang, nó sẽ được tựa lên tường định vị để giữ khung Nếu khung là nhiều đoạn nối lại thì đầu tiên hạ đốt dưới cùng và treo lên tường định

vị Sau đó ta hàn nối các đoạn trên lần lượt cho đến đoạn cuối cùng (Khi cốt thép ở đúng cao trình thiết kế).Việc lắp đặt các tấm chắn đầu được lắp đồng thời với cốt thép vào hào Chú ý đảm bảo chắc chắn không bị cong vênh, rò rỉ bê tông sang khối bên cạnh

Nếu dùng tấm chắn bằng ống tròn thì ống thép được hạ vào hào ở các biên của biên hào Sau khi đổ bê tông

và bê tông đã ninh kết thì rút ống đi để đổ bê tông đốt tiếp theo

Nếu dùng tấm chắn là cọc bê tông cốt thép tròn, lăng trụ thì chúng được hạ vào hào bằng cần cẩu cho cắm sâu vào đất và cố định lên tường định vị Sau khi đổ bê tông các đốt bên cạnh thì khoảng trống của cọc được lấp đầy bằng bê tông

Nếu dùng tấm chắn bằng ống tròn thi công bằng đóng rung thì trên biên của 2 bước đào hạ vào hào một ống chuyên dụng Sau khi đổ bê tông và bê tông đã ninh kết thì dùng kích tách ống ra khỏi bê tông đốt tiếp theo Sau khi bê tông ninh kết thì rút ống ra khỏi hào bằng cần cẩu Khoảng trống giữa các đốt được làm sạch và hạ vào

đó 1 ống chuyên dụng, nhồi đầy bê tông độ sụt nhỏ, dùng đầm rung gắn lên đầu ống để đầm Sau đó rut ống ra

và đầm chặt bê tông kho trong lỗ

e) §ổ bê tông :

Thiết bị đổ bê tông bao gồm : Phễu, giá đổ, khớp tháo nhanh, ống dẫn bê tông Việc cấp bê tông có thể dùng ben (qua cầu trục) hoặc có thể dùng bơm bê tông để cấp bê tông vào phễu Chất lượng của bê tông phụ thuộc việc cấp bê tông có liên tục hay không và phải tuân theo tất cả các nguyên tắc đổ bê tông Việc vận chuyển bê tông từ nhà máy bê tông tới công trường bằng xe tự trộn nếu không có xe tự trộn thì tốt nhất là sản xuất bê tông tại chỗ, không nên dùng xe ben chở bê tông vì hay gây ra phân tầng và độ dẻo của bê tông

Công tác đổ bê tông nên được tiến hành ngay sau khi công tác chuẩn bị đổ bê tông đã hoàn thành Công tác chuẩn bị như đặt cốt thép, vách chắn đầu, ống đổ bê tông, phễu đổ Các công việc này không nên vượt qua 1 thời gian là 1 ngày Việc giữ lâu khung cốt thép trong vữa sét là không cho phép vì các hạt của vữa sẽ lắng trên cốt thép và làm giảm lực dính giữa cốt thép và bê tông

Trình tự đổ : Dùng cần trục cẩu ben bê tông đưa lên dàn rồi trút bê tông qua phễu Sau khi bê tông ngừng chuyển động trong ống thì cho rung bằng đầm gắn ở phễu, ống bê tông được rút lên từ từ cho đến khi bê tông

ra hết khỏi phễu Ben lại trở về địa điểm nhận bê tông Chu kỳ đổ bê tông được lăp lại

Ịêu cầu đổ bê tông:

• Bê tông phải được cấp liên tục

• ống bê tông luôn chứa đầy bê tông trong suốt thời gia thi công không cho phép để ống rỗng

• Trước khi nhấc ống cần đo nước bê tông trong khối đổ và xác định chiều sâu ống ngập trong bê tông

• Bê tông đổ xong khi ổn định tường định vị là bê tông sạch Lớp bề mặt sẽ đục bỏ do có dính vữa sét.Qua đây ta thấy phải có đủ toàn bộ vật liệu cần thiết cho kết cấu bê tông cần đổ trên công trường, chỉ cần thiếu một loại vật liệu ví dụ như sỏi hoặc cát, hoặc xi măng, hoặc nước sẽ làm cho việc đổ bê tông bị ngừng trệ

mà điểm này thì hoàn toàn cấm kị với thi công bê tông trong nước

Kinh nghiệm đổ bê tông cho ta biết ống đổ bê tông càng cắm sâu vào bê tông càng tốt (Sâu tối đa) Chiều sâu này phụ thuộc vào quá trình ninh kết của bê tông, Chính vì thế đầu ống phải cao hơn lớp bê tông đã bắt đầu

• Thiết bị gồm : Cần cẩu, gầu đào, cỏc chi tiết phụ

• Mặt bằng thiết kế và mặt bằng thi cụng

• Gia cụng cốt thộp

• Qui trỡnh thi cụng cỏc block bờn cạnh, qui trỡnh thỏo tấm neo ở đầu tường (Tấm CW8)

• Chi tiết chống thấm khe tiếp giỏp

0,00

chắn đầuTấm thép

Mặt cắt tường dẫn

Đổ bê tông

Tường dẫn

0,00 0,00

Cẩu móc vào giật

tháo tấm bịt đầu

Đào các vách bên và

0,00

Quy trình đào cọc hoặc tường

chi tiết đầu tấm tườngLắp cốt thép và

Hình 17 : Quy trình thi công cọc và tường barette

Chế tạo cỏc chỗ nối (Joints) giữa cỏc ụ tường chắn:

Phần lớn cỏc trường hợp người ta đều chế tạo cỏc nối giữa hai ụ kế cận nhau Cỏc cấu trỳc nối này dung phương phỏp CWS gọi là nối CWS cú gắn bộ phận cản nước Khi việc tỏi xử lý bentonite đang tiến hành thỡ ta đưa nối CWS cú bộ phận cản nước xuống hố cựng với sườn tăng cường sỏt với mực nước thấp nhất của sườn Nối CWS sẽ được rỳt ra theo chiều ngang sau khi đó hoàn toàn đào xong đất ụ kế cận bằng cỏc phương tiện cơ khớ, phương tiện đào đất, bằng dụng cụ hỳt bằng hơi Cấu trỳc CWS cú thể dựng như một dụng cụ hướng dẫn cho cỏc thiết bị đào đồng thời bảo đảm được tớnh liờn tục về phương diện hỡnh học cho tường chắn

Để cho việc ngăn nước cú hiệu quả nhất tại cỏc mối nối ta cú thể đặt nhiều lớp cản nước (2 hoặc 3 lớp), việc

sử dụng nhiều tấm cản nước (water-stop) sẽ đỏp ứng được yờu cầu về chất lượng cho tường chắn

Tấm cản nước (tấm chống thấm)

Tấm CWSTường dẫn

Hình 18

khăn quản lý được chất lượng bờ tụng của tường, thiết bị thi cụng lại cồng kềnh, giỏ thành cao đũi hỏi cụng nghệ thi cụng tiờn tiến, nhưng nú cú ưu điểm được là khả năng chống thấm tốt Từ những tồn tại trờn người ta

đó đưa vào sử dụng tưũng trong đất bằng cấu kiện bờ tụng đỳc sẵn lỳc vận chuyển sẽ giảm bớt những cụng việc nặng nhọc mà chất lượng bờ tụng lại quản lý được Vấn đề đặt ra ở đõy là giải quyết như thế nào cho thoả đỏng cỏc mối nối giữa cỏc tấm cấu kiện đỳc sẵn để nú đảm bảo khụng rũ rỉ trong quỏ trỡnh thi cụng cụng trỡnh, đặc biệt là những cụng trỡnh cú dạng cong hoặc trũn trờn mặt bằng

Qui trỡnh cụng nghệ xõy dựng tường trong đất bằng cỏc cấu kiện bờ tụng đỳc sẵn như sau :

• Xõy tường định vị

• Đào hào trong vữa sột

• Đặt cỏc cấu kiện lắp ghộp vào hào

• Toàn khối hoỏ cỏc mối nối

• Lấp đầy cỏc khe hở bằng vữa chuyờn dụng

Hiện nay người ta thương dựng giải phỏp "Cột-Tấm" hoặc "Tấm phẳng" để cấu tạo tường Cụng nghệ thi cụng tường được tiến hành như sau (Hỡnh 19): Trước hết ta đào một đoạn hào băng 2 hoặc 3 panel tường cộng thờm 20ữ30cm Hào được đào trong vữa sột cú mật độ từ 1,02ữ1,04g/m3 Sau khi hào đó chuẩn bi xong trước khi lắp ghộp cỏc tấm panel thỡ vữa sột sẽ được thay thế bằng vữa chuyờn dụng ximăng-sột-cỏt Vữa này chỉ để lấp đầy khụng gian giữa đất vỏch hào và panel

Để thay vữa sột trong hào đó đào xong bằng vữa ximăng-sột-cỏt người ta hạ vào hào một ống đường kớnh d

≈ 100mm cú phễu ở đầu trờn, cũn ở đầu dưới là một đoạn ống cú đục lỗ đều đặn trờn suốt chiều dài để cấp đều vữa X-S-C vào hào trờn một bước đào Vữa X-S-C cú mật độ 1,28 ữ 1,30g/m3 sẽ đẩy vữa sột nhẹ hơn lờn trờn rồi dựng bơm bơm vào thựng chứa để sử dụng lại

Việc hạ cỏc tấm panel được tiến hành bằng cần trục và nú được treo lờn thanh ngang tựa lờn tường định vị Sau khi panel cuối cựng được hạ thỡ vữa sột cũng được thay thế hoàn toàn bằng vữa X-S-C và lấp đầy toàn bộ khe hở xung quanh panel và rónh đứng ở mối nối cỏc panel với nhau Ịờu cầu vữa X-S-C cú thành phần sao cho sau một ngày đờm nú sẽ chuyển sang trạng thỏi dẻo và việc đào đất ở đoạn (đốt) tiếp theo cú thể bắt đầu vào ngày sau đú

Mức vữa nhẹPanel

Bơm vữa nặng (X-S-C)

c Lắp đặt panel

Mức vữa nặng

Hút vữa nhẹ0,00Vữa nhẹ (sét)

vào hào một lớp bê tông dầy từ 1÷1,5m Khe hở giữa các tấm panel và mặt ngoài vách hào được lấp đầy bằng

đá nhỏ và sỏi sau đó ép vữa xi măng mác 25# Mặt trong hào và tường phía trong được lấp đầy bằng vật liệu dễ phá bỏ đi và nhanh cố kết trong vữa sét (đá dăm nhỏ, sỏi và cát hạt thô) Tiếp theo đó người ta đổ một xà giằng toàn bộ chu vi của công trình Sau đó người ta toàn khối hoá các mối nối và hàn bằng thép dọc mối nối

4.3 Kiểm tra chất lượng bê tông :

Việc kiểm tra chất lượng thi công trong đất có một ý nghĩa rất quan trọng vì thi công đều trong điều kiện khó khăn, bị che khuất, chịu ảnh hưởng trực tiếp của thời tiết, của nước ngầm và nhiều yếu tố chưa lường hết được

do hiểu biết về sự làm việc của đất nền còn nhiều hạn chế Chất lượng của tường chỉ có thể xác định được khi

đã áp dụng một số phương pháp kiểm tra quen thuộc hiện nay như là siêu âm, lấy mẫu khoan, phương pháp phóng xạ

Trong quá trình thi công ta cần kiểm tra một cách nghiêm túc chất lượng thi công Với công nghệ thi công thích hợp và qui trình kiểm tra chất lượng chặt chẽ, khả năng hư hỏng của tường có thể giảm đến mức tối thiểu Tại hiện trường cần kiểm tra các yếu tố sau :

a) Kiểm tra dung dịch Bentonite : Mục đích kiểm tra dung dịch Bentonite chủ yếu bảo đảm cho thành hố khoan không bị sập trong quá trình đào cũng như khi đổ bê tông và để kiểm tra việc thổi rữa đáy hào khoan trước khi đổ bê tông

Các thông số chủ yếu của dung dịch Bentonite thường được khống chế như sau :

• §o chiều sâu : §áy hố đào được coi là sạch nếu chiều sâu sau khi thổi rửa bằng chiều sâu đào

• Sử dụng một số thiết bị xuyên đơn giản đánh giá sức kháng xuyên của đất dưới đáy hố

c) Kiểm tra bê tông trước khi đổ : Bê tông sử dụng trong thi công tường trong đất tương ứng với các thông số sau :

• §ộ sụt : >15cm

• Cường độ sau 28 ngày : ≥ 200kG/cm2

• Cốt liệu thô trong bê tông : Không lớn hơn cỡ hạt theo yêu cầu của công nghệ

d) Ghi chép trong quá trình thi công :

Trong quá trình thi công cần ghi chép thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc và các sự cố sảy ra trong quá trình thực hiện công việc sau :

• Thi công tường định vị

• §ào hào

• Bơm dung dịch Bentonite

• Thổi rửa đáy hào

• §ặt khung thép

• §ặt ống đổ bê tông

• §ặt tấm chắn đầu

• §ổ bê tông hạ các cấu kiện lắp ghép vào hào

• Thể tích bê tông cho từng đoạn tường

Sau khi thi công cần kiểm tra chất lượng của tường trong đất phát hiện các khuyết tật và xử lý ngay những chỗ bị hỏng Có thể sử dụng các phương pháp sau đây :

• Phương pháp kiểm tra dùng khoan lấy mẫu

• Phương pháp kiểm tra bằng thiết bị vô tuyến

• Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm

• Phương pháp kiểm tra bằng phóng xạ

• Và một số phương pháp động khác

Chúng ta ai cũng biết công tác đo đạc kiểm tra cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng Người ta phải gắn mốc trắc địa và tiến hành quan trăc một cách hệ thống các biến dạng đứng, biến dạng ngang của kết cấu các công trình nhà cửa đã tồn tại Công tác đo đạc trắc địa phải tiến hành suốt trong thời gian đào hào (§ặc biệt là quan trắc độ lún của tường định vị), lắp ghép kết cấu, đào đất trong hố móng và tỏng thời kỳ khai thác công trình.4.4 An toàn lao động trong thi công "Tường trong đất" :

muốn vậy ta phải tôn trọng các yêu cầu trong "Quy tắc an toàn trong xây dựng" cũng như các nội qui, qui tắc an toàn trong khai thác máy móc thiết bị, an toàn trong phòng cháy chữa cháy

Tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, các công trình có "Tường trong đất" phần lớn đều nằm trong trung tâm thành phố vì vậy công tác an toàn phải được đặt lên hàng đầu, không những để tránh tai nạn sảy ra cho người làm xây dựng mà còn cho cả cư dân sống xung quanh công trường, có biển báo, biển chỉ dẫn Hào phải được đậy bằng ván (tấm lát) Phải có biện pháp thoát nước mặt đặc biệt là ở những nơi bố trí tường định vị Phải có hàng rào ngăn cách hào cách 3m Về mỗi bên phải có cầu dành riêng cho người qua hào Các máy móc di chuyển gần hào phải được qui định rõ tránh sụt thành hào do rung động của máy móc Các thùng chứa hoá chất, phụ gia phải có nắp đựng Khi xây dựng neo bê tông phải tuân thủ qui tắc an toàn cho công tác khoan.Một điều rất quan trọng là trong các giải pháp thi công cũng như trên tổng mặt bằng phải chỉ rõ các phương pháp đào đất, đổ đất và vận chuyển đất đi, giúp cho người thợ đào (lái máy đào) khỏi bỡ ngỡ, khỏi vi pham nội qui công trường Mỗi một công việc đều được ghi chép có biên bản nghiệm thu mỗi khi thay đổi biện pháp thi công đều phải được sự thoả thuận giữa bên A và bên B bằng văn bản

Tóm lại công tác an toàn lao động là hàng đầu cho mỗi công tác, hiệu quả kinh tế của một công trình xây dựng không thể tách khỏi công tác an toàn ra một bên được, nó là một chỉ tiêu để đánh giá sự thành công của một công trình

5 Một số phương pháp làm khô hố móng :

§ể công tác thi công móng hoặc các tầng hầm được thuận lợi trong điều kiện mực nước ngầm cao, cần có biện pháp hạn chế thẩm thấu nước vào khu vực thi công hố đào ở Việt Nam, đặc biệt là khu vực đồng bằng khi thi công các công trình ta thường gặp nước ngầm Nước ngầm chảy vào hố gây lở, sụt vách hố đào, đồng thời cũng đẩy nổi đáy hố đào do đó việc thi công đáy hố đào bằng bê tông rất khó thực hiện Tuỳ thuộc vào lưu lượng nước, độ cao lớp nước, vào thành phần hạt và tính chống thấm của đất nền mà định ra biện pháp chống thấm (hạ mực nước ngầm) cho phù hợp Các biện pháp thường được sử dụng là bơm hút đáy bằng bơm phun dung dịch chống thấm vào đất và phương pháp điện hoá

a) Sử dụng rãnh và hố thu nước (Hình 20)

Giải pháp này được dựa trên cơ sở các rãnh thu nước ở đáy hố đào tập trung nước về hố thu để bơm ra khỏi hố móng, nó thường được áp dụng cho đất cuội sỏi hoặc đá, lưu lượng nước ít, dòng chảy không mạnh, không cuốn trôi đất vào hố đào §ôi khi người ta còn tạo lớp lọc nứoc ở sau vách chống đất để giữ cát không chảy gây sụt lở hố §ây là phương pháp rẻ tiền

Chiều sâu hố thu nước thường lấy bằng 1,0÷1,5m và cần phải chuẩn bị nhiều hố thu khi kích thước hố đào lớn

Lưu lượng nước phải bơm khỏi hố đào được tính theo công thức của §ác xy :

Q=k.i.ATrong đó : Q : Lưu lượng nước (m3/phút)

k : Hệ số thấm của đất (m/s)

i =h/l : Gradien thuỷ lực

A : Tiết diện ngang của dòng thấmLưu lượng Q cần được dự tính trước khi thi công để chuẩn bị thiết bị và các thiết bị và phương pháp bơm nước

B¬m

H×nh 20

Xung quanh hố đào ta khoan một loạt các giếng lọc và đặt máy bơm hút nước liên tục, mực nước ngầm ở dưới đáy hố đào được hạ thấp cục bộ, nằm ở cao độ thấp hơn đáy móng khoảng 0,5÷1,0m, cho phép thi công

hố móng hoặc tầng hầm trên mặt bằng khô ráo Phương pháp này có hiệu quả tốt khi đất nền là đất cát hạt nhỏ đến hạt thô, với vận tốc dòng chảy 1 ÷ 100m3/ngày Khi vận tốc dòng chảy < 1 m3/ngày, khối lượng nước quá nhỏ nên phương pháp này trở nên không kinh tế Nhược điểm của phương pháp này sẽ có khả năng gây cho vùgn xung quanh lún theo, do đó phải tính toán chính xác số lượng giếng và lưu lượng bơm, thời gian bơm để sao cho ảnh hưởng đến khu vực xung quanh là ít nhất, Giếng lọc không thu hồi được nên chỉ áp dụng tại những nơi mặt bằng thi công rộng, lưu lượng lớn, điều kiện triển khahi các giếng rời rạc, thời gian sử dụng lâu nhưng không liên tục Mỗi đợt bơm nên ngắn để đất không kịp lún

Lưu lượng nước chảy vào hố đào được tính gần đúng theo công thức :

( )3 1

.

24

m

F h K m

Q q F = + h (1)Trong đó : q - lưu lượng lọc của 1 m2 hố đào.(m3/m) phụ thuộc vào đất đá (cát hạt nhỏ lấy q=0,16; hạt

trung q=0,24; hạt thô q=0,35)

F - Diện tích hố đào (m2)

hm - Lượng nước mưa trong ngày;

K1 - Hệ số dự phòng = 1,1÷1,3Khi hố đào có tường cừ vây xung quanh, lưu lượng nước chảy vào hố xác định theo công thức :

0,5 - 1,0m

Giếng lọc Vùng hạ mực nước ngầm

Bơm

Bơm

Bơm

GWT Bơm

a Hệ thống giếng 1 cấp

Hình 21 Hạ mực nước ngầm bằng giếng sâu

c) Hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc :

Nguyờn lý hoạn động của ống kim lọc giống như giếng lọc song việc triển khai và thu hồi nhanh do kim lọc tự

hạ, khụng cần khoan Cỏc kim lọc hoạt động theo 1 hệ thống nhất nờn hiệu quả cao, kim cú thể đặt dầy nờn cú thể tạo thành vành đai chặn nước ngầm chảy vào hố múng Kim lọc ỏp dụng khi hố đào cần ngăn nước liờn tục nhưng lưu lượng nhỏ

Hạ mực nước ngầm bằng kim lọc khi mực nước ngầm lứon thỡ phải chia làm nhiều cấp Mỗi cấp bố trớ một hệ thống kim

Một trong những vấn đề rất quan trọng ở đây là làm sao chống lún cho công trình bên cạnh do ảnh hưởng của việc hạ mực nước ngầm Người ta đưa ra lời khuyên là thời gian hút nước phải là tối thiểu Việc hoạt động của giếng lọc chỉ chấm dứt hoạt động khi đã hàn đáy tầng hầm chống thấm tường Cần thu hồi lại toàn bộ hệ thống ống kim lọc để sử dụng cho công trình khác.

Lưu lượng nước trong hệ thống kim lọc xác định theo công thức :

R - Bán kính hoạt động của kim lọc (m)

F - Diện tích xung quanh vùng kim lọc (m2)

l - Chiều dài chuỗi kim lọc (m)Bán kính hoạt động của kim xác định theo công thức của Cusakin :

R = 575S.H.k (5)

NN S

H h R

H×nh 22 Bè trÝ èng kim läc

d) Hạ mực nước ngầm bằng phương pháp điện thấm :

Khi đất nền là loại đất hạt bụi hoặc á sét (C=10-3÷ 10-5 cm/s) việc sử dụng phương pháp giếng thu nước thông thường ít có hiệu quả do lưu lượng nước tập trung về giếng không lớn trong khi nước vẫn thâm vào đáy

hố đào Bằng cách sử dụng dòng điện một chiều có thể định hướng và làm tăng lưu lượng nước tập trung về các giếng Nguyên lý của phương pháp này được minh hoạ trên hình 21 Trong điện trường giữa các điện cực nước tự do trong đất di chuyển qua các lỗ rỗng từ dương cực sang âm cực Biện pháp này làm thoát nước tỏng

lỗ rỗng của đất, tăng cường độ của đất do đó làm tăng khả năng ổn định của thành hố đào

Theo Casagrande, hệ số điện thấm của cát, cát bụi và sét được lấy bằng KC=0,5.10cm/s khi chênh lệch điện thế bằng 1 volt/cm, nghĩa là KC = 0,5x10(cm/s)/(volt/cm)