Đồ án tốt nghiệp xây dựng phần ngầm

Đồ án tốt nghiệp xây dựng phần ngầm I. TỔNG QUAN VỀ KIẾN TRÚC - Công trình được xây dựng ở khu đô thị An Phú, Quận 2, TP.Hồ Chí Minh. - Chức năng sử dụng của công trình là văn phòng làm việc và căn hộ cho thuê. - Công trình có tổng cộng 10 tầng và một tầng mái. - Tổng chiều cao của công trình là 39.5m. Khu vực xây dựng rộng, công trình nằm trong khu đô thị, và xung quanh công trình được trồng cây, vườn hoa tăng vẽ mỹ quan cho công trình. - Kích thước mặt bằng sử dụng 47m ´ 47m, công trình được xây dựng trên khu vực địa chất đất nền tương đối tốt. - Giao thông đứng được đảm bảo bằng hai buồng thang máy, hai cầu thang bộ. - Giao thông ngang: hành lang giữa là lối giao thông chính.

Phần IiI Thi công

45%

I nhiệm vụ

 Lập biện pháp thi công cọc.

 Thiết kế hố móng và đào đất.

 Thiết ké ván khuôn và lập biện pháp đổ bê tông móng,thân nhà.

Lớp : 47x3 Mssv : 3973.47

Ch ơng 1: thi công phần ngầm

I Nhiệm vụ:

1 Lập biện pháp thi công cọc khoan nhồi

2 Thiết kế hố móng và đào đất

3 Thiết kế ván khuôn và lập biện pháp đổ bê tông đài, giằng móng

II lập biện pháp thi công cọc khoan nhồi:

1 Lựa chọn công nghệ thi công cọc nhồi:

Hiện nay, có rất nhiều phơng pháp thi công cọc khoan nhồi khác nhau, tuỳ thuộc vào năng lực của đơn vị thi công, điều kiện địa chất thuỷ văn, mặt bằng thi công công trình cũng nh hình dáng, cấu tạo và độ sâu đặt móng mà ta có các phơng án lựa chọn thi công khác nhau

Để lựa chọn đợc một phơng án thi công cọc khoan nhồi phù hợp đối với công trình này, trớc tiên ta phân tích sơ bộ các phơng pháp thi công cọc khoan nhồi đang phổ biến trên thị trờng Việt Nam nh sau:

Hiện nay để thi công cọc khoan nhồi của công trình này, trên thị trờng Việt Nam có 3 phơng pháp chính:

- Phơng pháp khoan thổi rửa ( hay phản tuần hoàn )

- Phơng pháp khoan sử dụng ống vách

- Phơng pháp khoan dùng gầu xoắn trong dung dịch Bentonite

1.1 Ph ơng pháp khoan thổi rửa: (hay phản tuần hoàn):

Xuất hiện đã lâu và hiện nay vẫn đợc sử dụng rộng rãi ở Trung Quốc Tại Việt Nam một

số đơn vị xây dựng liên doanh với Trung Quốc vẫn sử dụng trong công nghệ khoan này Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá đất, dung dịch Bentonite đợc bơm xuống để giữ vách

hố đào Mùn khoan và dung dịch đợc máy bơm và máy nén khí đẩy từ đáy hố khoan đa lên vào bể lắng Lọc tách dung dịch Bentonite cho quay lại và mùn khoan ớt đợc bơm vào xe téc và vận chuyển ra khỏi công trờng Công việc đặt cốt thép và đổ bêtông tiến hành bình thờng

- Ưu điểm của phơng pháp này là: giá thiết bị rẻ, thi công đơn giản, giá thành hạ

- Nhợc điểm của phơng pháp này là: khoan chậm, chất lợng và độ tin cậy cha cao

1.2 Ph ơng pháp khoan dùng ống vách:

Xuất hiện từ thập niên 60-70 của thế kỷ này ống vách đợc hạ xuống và nâng lên bằng cách vừa xoay vừa rung Trong phơng pháp này không cần dùng đến dung dịch Bentonite giữ vách hố khoan Đất trong lòng ống vách đợc lấy ra bằng gầu ngoạm Việc đặt cốt thép

- Ưu điểm của phơng pháp này là: không cần đến dung dịch Bentonite, công trờng sạch, chất lợng cọc đảm bảo.

- Nhợc điểm của phơng pháp này là: khó làm đợc cọc đến 30m, máy cồng kềnh, khi làm việc gây chấn động rung lớn, khó sử dụng cho việc xây chen trrong thành phố

1.3 Ph ơng pháp khoan dùng gầu xoắn trong dung dịch Bentonite:

Trong cộng nghệ khoan này gầu khoan thờng ở dạng thùng xoay cắt đất và đa ra ngoài, cần gầu khoan có dạng ăngten thờng là 3 đoạn truyền đợc chuyển động xoay từ máy đào xuống gầu nhờ hệ thống rãnh Vách hố khoan đợc giữ ổn định bằng dung dịch bentonite Quá trình tạo lỗ đợc thực hiện trong dung dịch sét bentonite

Dung dịch sét Bentonite đợc thu hồi, lọc và tái sử dụng vừa đảm bảo vệ sinh và giảm khối lợng chuyên chở Trong quá trình khoan có thể thay các đầu đào khác nhau để phù hợp với nền đất và có thể vợt qua các dị vật trong lòng đất Việc đặt cốt thép và đổ bêtông đợc tiến hành trong dung dịch bentonite Các thiết bị đào thông dụng ở Việt Nam là Bauer (Đức), Soil-Mec (Italia) và Hitachi (Nhật Bản)

-Ưu điểm của phơng pháp này là: thi công nhanh, việc kiểm tra chất lợng thuận tiện rõ ràng, bảo đảm vệ sinh môi trờng ít ảnh hởng đến công trình xung quanh

-Nhợc điểm của phơng pháp này là: thiết bị chuyên dụng, giá đắt, giá thành cọc cao, quy trình công nghệ chặt chẽ, cán bộ kỹ thuật và công nhân phải lành nghề và có ý thức công nghiệp và kỷ luật cao

-Do phơng pháp này khoan nhanh hơn và chất lợng bảo đảm hơn nên ở Việt Nam hiện nay chủ yếu là sử dụng phơng pháp này

Kết luận: Từ các phân tích trên, cùng với mức độ có mặt thực tế công nghệ trên thị trờng Việt

Nam hiện nay và đội ngũ nhân công lành nghề, ta chọn phơng pháp thi công bằng gầu xoắn trong dung dịch Bentonite

2 Các công tác chính trong thi công cọc khoan nhồi:

2.1 Công tác chuẩn bị:

Để có thể thực hiện việc thi công cọc nhồi đạt kết quả tốt ít ảnh hởng đến môi trờng xung quanh, đảm bảo chất lợng cọc cũng nh tiến độ thi công , nhất tiết phải thực hiện công tác chuẩn bị Công tác chuẩn càng cẩn thận, chu đáo thì quá trình thi công càng ít gặp vớng mắc do đó quá trình thi công sẽ nhanh hơn

Cần thực hiện nghiêm chỉnh kỹ lỡng các khâu chuẩn bị sau :

• Giảm tiếng ồn : do công trình ở xa khu vực dân c nên yêu cầu chống ồn không cao,

tuy nhiên cũng nên tìm cách hạn chế tiếng ồn, đảm bảo vệ sinh môi trờng và sức khoẻ ngời lao động

• Cấp điện : Để đảm bảo lợng điện cần thiết cho quá trình thi công thì phải tính toán

cận thận , đờng điện phải đợc bố trí sao cho thuận lợi thi công nhất Đề phòng hiện tợng mất điện điện lới nhất thiết phải có máy phát điện dự phòng

• Cấp n ớc : Thi công cọc khoan nhồi cần một lợng một nớc rất lớn , nên phải nhất

thiết phải chuẩn bị đậy đủ lợng nớc cấp và thiết bị cấp nớc , thờng thì phải có bể dự trữ nớc và giếng khoan để cung cấp đầy đủ lợng nớc theo yêu cầu

• Thoát n ớc : Lợng nớc thoát ra trong quá trình thi công cọc khoan nhồi thờng lẫn

trong bùn đất … vì vậy phải qua xử lý thì mới đợc thải vào hệ thống thoát nớc thành phố

• Xử lý các vật kiến trúc ngầm : các vật kiến trúc ngầm ( đờng ống cấp thoát nớc, dây

điện cao thế, dây điện thoại… trớc khi tiến hành thi công cọc đợc thảo luận với bên chủ quản để đợc bảo quản, cải tạo hay tháo bỏ

2.2 Định vị tim cọc:

Từ mặt bằng định vị móng cọc lập hệ thống định vị và lới

khống chế cho công trình theo hệ tọa độ X,Y Các lới này đợc

chuyển rời và cố định vào các công trình lân cận hoặc lập thành

các mốc định vị Các mốc này đợc rào chắn và bảo vệ cẩn thận và

liên tục kiểm tra đề phòng xê dịch do va chạm và lún gây ra

Từ vị trí lới cột dùng máy kinh vĩ hoặc thớc thép để xác định

vị trí tim cọc so với lới cột

Từ vị trí tim cọc đóng hai thanh thép d = 12 làm mốc và cách

tim cọc một khoảng bằng nhau 1500 theo hai phơng vuông góc với nhau Dùng thớc thép đo

về mỗi phía 50cm và đóng tiếp hai thanh 12 để định vị trí tim cọc khi thi công Từ vị trí tim cọc vẽ vòng tròn bao chu vi cọc để làm mốc đặt ống giữ vách sau này Cách xác định tim cọc và vị trí đặt ống giữ vách nh hình vẽ

2.3 Đ a máy vào vị trí, cân chỉnh:

Sau khi xác định đợc vị trí tim cọc, đa máy đến đúng vị trí khoan, kiểm tra độ nằm ngang của máy bằng nivô, kiểm tra độ thẳng đứng của cần khoan (Để vuông góc với mặt phẳng nằm ngang khoan đảm bảo trong quá trình khoan hố khoan đợc thẳng đứng) Việc kiểm tra độ thẳng đứng của cần khoan đợc xác định bằng nivô và máy trắc đạc

- Định vị và dẫn hớng cho mũi khoan đi thẳng theo trục cọc.

- Giữ thành hố khoan khi chịu các tác động phía trên mặt đất trong khi thi công

- Ngăn không cho vật dụng, đất đá rơi vào hố

khoan

- Làm sàn đỡ tạm khi hạ lồng thép, lắp dựng

và tháo dỡ ống đổ bê tông

Cấu tạo của ống vách:

- ống thép dày 15mm đờng kính trong ống là

1300mm

- Chiều dài ống là 6 m, chiều dày 15mm

Hạ ống vách Casine:

Sau khi định xong vị trí của cọc thông qua ống

vách, quá trình hạ mang ống vách đợc thực hiện nhờ

thiết bị rung ICE – 416

Trong quá trình hạ ống vách, việc kiểm tra độ

thẳng đứng của nó đợc thực hiện liên tục bằng cách

điều chỉnh vị trí của búa rung thông qua cẩu, ống

vách đợc cắm xuống độ sâu, đỉnh cách mặt đất 0,6 m Để giữ cho ống vách không bị tụt xuống dới thì phía trên của ống chống phải hàn thêm các thanh thép hình chữ U và thanh chống xiên đợc hàn vào thành ống chống

- Hạ mũi khoan vào đúng tâm cọc, kiểm tra và cho máy hoạt động

- Dùng thùng khoan để lấy đất trong hố khoan đối với khu vực địa chất không phức tạp nếu tại vị trí khoan gặp dị vật hoặc khi xuống lớp cuội sỏi thì thay đổi mũi khoan cho phù hợp

ice 416

ống vách dẫn hướng

mũi khoan xoắn mũi khoan lỗ

- Công tác khoan phải tiến hành liên tục trong phạm vi một cọc, trong quá trình khoan phải theo dõi, mô tả mặt cắt địa tầng đất đá khoan qua, ở các điểm có địa tầng sai khác phải tiến hành lấy mẫu, ghi chép đầy đủ vào nhật kí khoan để có biện pháp xử lý kịp thời

- Đối với đất cát, cát pha tốc độ quay gầu khoan 20 ữ 30 vòng/phút, đối với đất sét, sét pha: 20 ữ 22 vòng/ phút Khi gầu khoan đầy đất, gầu sẽ đợc kéo lên từ từ với tốc độ 0,3 ữ 0,5 m/s đảm bảo không gây ra hiệu ứng Pistông làm xập thành hố khoan Phải thờng xuyên theo dõi độ xiên của cọc, độ ổn định của ống vách để không ảnh hởng đến chất lợng của lỗ khoan, độ nghiêng của hố khoan không đợc vợt qúa 1% chiều dài cọc

- Khi khoan quá chiều sâu ống vách, thành hố khoan sẽ do dung dịch Bentônite giữ Do vậy, trong quá trình khoan phải thờng xuyên bổ xung vữa Bentonite vào trong hố khoan sao cho mặt vữa trong hố khoan phải luôn cao hơn mực nớc ngầm là 2-2,5m tránh hiện tợng xập thành hố khoan

- Quá trình khoan đợc lặp đi lặp lại tới khi đạt chiều sâu thiết kế Chiều sâu khoan có thể

ớc tính qua chiều dài cần khoan và mẫu đất khoan lên Khi đã khoan sâu vào lớp cuội sỏi 2,0 m thì có thể kết thúc việc khoan lỗ

2.7 Xác nhận độ sâu:

Để xác định chính xác độ sâu của hố khoan, ta dùng quả dọi thép đờng kính 5 cm buộc vào đầu dây thả xuống đáy Khi nào quả dọi thép chạm vào đáy của hố khoan thì tay có thể cảm giác nhận biết đợc Tiến hành đánh dấu vị trí của dây tơng ứng với cao trình mặt đất sau đó đo chiều dài của dây ta sẽ biết đợc chiều sâu của hố khoan chính xác là bao nhiêu

2.8 Nạo vét đáy hố khoan:

Sau khi quá trình khoan đạt đợc độ sâu theo thiết kế, ta chờ khoảng 30 phút để cho các cặn bẩn, đất đá trong hố khoan lắng đọng hết rồi dùng 1 chiếc gầu vét để lấy hết những lắng cặn đó.

2.9 Hạ cốt thép:

• Gia công cốt thép:

- Cốt thép đợc gia công, buộc, dựng thành từng lồng; lồng 1 và 2 dài 11,7m gồm 1620, lồng 3 dài 11,7m gồm 820, lồng 4 dài 6,2m gồm 820 các lồng đợc nối với nhau bằng nối hàn với khoảng nối chồng là 1m, chiều dài mối hàn là 20cm, chiều cao đờng hàn là 5mm Cốt đai dùng 10, a=150 mm cho 2 đoạn trên, a = 300 cho 2 đoạn dới Đờng kính trong của lồng thép là 1000

- Sai số cho phép khi chế tạo lồng thép đợc quy định nh sau:

- ở những cọc đợc đề nghị siêu âm kiểm tra chất lợng bê tông sau này thì ta cần đặt sẵn

ba ống thép nhỏ đờng kính từ 50- 70mm, các ống này đợc buộc vào thép đai và đặt đều theo chu vi, dài suốt chiều dài lồng thép, mặt trong của ống phải trơn tru, ống phải thẳng Đầu dới của ống phải đợc nút kín nhằm không cho bê tông xâm nhập vào gây tắc ống

thời trên miệng ống vách bằng cách dùng thanh

thép hoặc gỗ ngáng qua đai gia cờng buộc sẵn cách

đầu lồng khoảng 1,5 m Dùng cẩu đa lồng thép tiếp

theo tới nối vào và tiếp tục hạ đến khi hạ xong Kết

thúc việc hạ lồng thép ta dùng 4 thanh thép có đờng kính 20mm một đầu đợc hàn chắc chắn vào thép chủ còn một đầu đợc uốn cong và móc nó vào ống vách để giữ cho lồng thép không bị tụt xuống

- Để tránh hiện tợng đẩy nổi lồng thép trong quá trình đổ bê tông thì ta hàn 3 thanh thép hình vào lồng thép rồi hàn vào ống vách để cố định lồng thép

- Khi hạ lồng thép phải điều chỉnh cho thẳng đứng, hạ từ từ tránh va chạm với thành hố gây xập thành khó khăn cho việc thổi rửa sau này

chi tiết nối cốt thép

2.10 Hạ ống Tremie:

ống đổ bê tông có đờng kính 25 cm, làm thành từng đoạn dài 3 m; một số đoạn có chiều dài 2 m; 1,5 m; 1 m; để có thể lắp ráp tổ hợp tuỳ thuộc vào chiều sâu hố đào Với cọc khoan nhồi tính toán, ta tổ hợp 14 ống dài 3m và 1 ống dài 1m

ống đổ bê tông đợc nối bằng ren có cấu tạo đặc biệt để chống nớc vào Dùng một hệ giá

đỡ đặc biệt có cấu tạo nh thang thép đặt qua miệng ống vách, trên thang có hai nửa vành khuyên có bản lề Khi hai nửa này xập xuống sẽ tạo thành vòng tròn ôm khít lấy thân ống Một đầu ống đợc chế tạo to hơn nên ống đổ sẽ đợc treo trên miệng ống vách qua giá đỡ

Đáy dới của ống đỡ đợc đặt cách đáy hố khoan 20 - 30 cm để tránh tắc ống

sàn công tác chi tiết nối ống ren

2.11 Thổi rửa hố khoan:

Quá trình dùng gầu vét ở bớc 8 để vét đáy hố khoan sẽ không thể nào mang hết đợc đất

đá, cặn lắng ra khỏi lỗ khoan Nhất là những cặn lắng có kích thớc nhỏ và những cặn lắng mới có do trong quá trình hạ cốt thép ta để lồng thép va chạm với thành lỗ khoan dẫn để xập cục bộ thành lỗ khoan

Các hạt mịn, cát lơ lửng trong dung dịch Bentônite này sẽ lắng xuống tạo thành lớp bùn

đất ở dới đáy lỗ khoan, lớp này ảnh hởng nghiêm trọng tới sức chịu tải của cọc Sau khi lắp ống đổ bê tông xong ta đo lại chiều sâu đáy hố khoan, nếu lớp lắng này lớn hơn 10 cm so với khi kết thúc khoan thì phải tiến hành xử lý cặn

Dùng ngay ống đổ bê tông làm ống xử lý cặn lắng Sau khi lắp xong ống đổ bê tông ta lắp đầu thổi rửa lên đầu trên của ống đổ bê tông Đầu thổi rửa có hai cửa: một cửa nối với ống dẫn 150 để thu hồi dung dịch Bentônite và bùn đất từ đáy lỗ khoan về thiết bị lọc dung dịch, một cửa khác đợc thả ống khí nén đờng kính 45, ống này dài bằng 80% chiều dài cọc Khi thổi rửa khí nén đợc thổi qua đờng ống 45 nằm bên trong ống đổ bê tông với

áp lực khoảng 7 kG/cm2, áp lực này đợc giữ liên tục Khí nén ra khỏi ống 45 quay lại thoát lên trên ống đổ tạo thành một áp lực hút ở đáy

ống đổ đa dung dịch Bentônite và bùn đất theo ống

đổ bê tông đến máy lọc Trong quá trình thổi rửa

phải liên tục cấp bù dung dịch Bentônite cho cọc để

đảm bảo cao trình Bentônite không thay đổi

Thời gian thổi rửa thờng kéo dài 20 - 30 phút

Sau đó ngừng cấp khí nén, đo độ sâu nếu độ sâu

đ-ợc đảm bảo, cặn lắng nhỏ hơn 10 cm thì kiểm tra

dung dịch Bentônite lấy ra từ đáy lỗ khoan Lòng

hố khoan đợc coi là sạch khi dung dịch Bentônite

thỏa mãn các điều kiện:

đến khi đạt hàm lợng yêu cầu thì dừng lại

Tiến hành kiểm tra lại chiều sâu hố khoan, lợng bùn đất còn đọng lại đáy lỗ trớc khi tiến hành bớc tiếp theo

để dùng thuận tiện cho việc trút bê tông từ xe chở chuyên dụng vào

- Đổ bê tông vào đầy phễu, cắt sợi giây thép treo nút, bê tông đẩy nút bấc xuống và tràn vào đáy lỗ khoan

- Khi đổ bê tông vào hố khoan thì dung dịch Bentônite sẽ trào ra lỗ khoan, do đó phải

đào một hố dùng để thu hồi dung dịch bentônite trào, tránh việc dung dịch chảy ra quanh chỗ thi công gây bẩn và mất vệ sinh Dung dịch trong hố đào sẽ đợc thu hồi lại và tái sử dụng dùng cho các quá trình tiếp theo

- Quá trình đổ bê tông đợc khống chế trong vòng 4 giờ để tránh bê tông bám quanh

thành ống bị ninh kết, dẫn đến tắc ống và phần bê tông đổ mẻ ban đầu đã đông cứng không

đẩy lên đợc Nếu nhận thấy cần thiết thì khoảng 1,5m dài bê tông đổ lúc đầu phải cho thêm phụ gia nhằm kéo dài thời gian ninh kết tránh trờng hợp phần bê tông chất lợng xấu này không đẩy lên đợc Để kết thúc quá trình đổ bê tông cần xác định cao trình cuối cùng của

bê tông Do phần trên của bê tông thờng lẫn vào bùn đất nên chất lợng xấu cần đập bỏ sau này, do đó cần xác định cao trình thật của bê tông chất lợng tốt trừ đi khoảng 1,5 m phía trên Ngoài ra phải tính toán tới việc khi rút ống vách bê tông sẽ bị tụt xuống do đờng kính

ống vách to hơn lỗ khoan Nếu bê tông cọc cuối cùng thấp hơn cao trình thiết kế phải tiến hành nối cọc Ngợc lại, nếu cao hơn quá nhiều dẫn tới đập bỏ nhiều gây tốn kém do đó việc ngừng đổ bê tông do nhà thầu đề xuất và giám sát hiện trờng chấp nhận.

- Kết thúc đổ bê tông thì ống đổ đợc rút ra khỏi cọc, các đoạn ống đợc rửa sạch xếp vào nơi quy định

2.13 Rút ống vách:.

Các giá đỡ, sàn công tác, neo cốt thép vào ống vách đợc tháo dính Sau khi đổ bê tông xong chờ khoảng 15-20 phút, thì ta tiến hành rút ống vách ngay tránh trờng hợp bê tông đã ninh kết dẫn đến không rút đợc ống vách lên Dùng thiết bị rung lúc hạ ống vách xuống mắc vào cẩu để rút ống vách lên, ống vách đợc kéo từ từ nhằm đảm bảo ống vách đợc kéo thẳng đứng tránh xê dịch tim đầu cọc

2.14 Lấp đầu cọc:

Sau khi rút ống vách, tiến hành lấp cát lên hố khoan, lấp hố thu Bentônite, tạo mặt bằng phẳng, rào chắn bảo vệ cọc, có thể đậy miệng cọc bằng tấm tôn dày 2mm Không đợc gây rung động trong vùng xung quanh cọc trong khoảng cách 3D và 5 ngày, không khoan cọc khác trong vòng 24 giờ kể từ khi kết thúc đổ bê tông cọc trong phạm vi 5 lần đờng kính cọc (6m)

3 Tổ chức thi công cọc khoan nhồi:

3.1 Các thông số về cọc:

Ký hiệu Đờng kính

(mm)

Cốt mũi cọc (m)

Cốt đỉnh cọc (m)

Sức chịu tải (Tấn)

Số lợng cọc