Bài giảng TVGS nền móng công trình cấp thoát nước

Đây là giáo trình dayj tư vấn giám sát phần nền móng công trình cấp thoát nước do giảng viên trường Đại học Xây dựng biên soạn. Giáo trình có 33 trang bao gồm nhưng nội dung: Chương 1 Phần móng nông và hố đào; Chương 2 Móng cọc...

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

I Mở đầu:

o Trong thiết kế và thi công các công trình cấp thoát nước: Trạm bơm, bể chứa, đường ống,… đều có liên quan tới kiến thức cơ học đất, đá và nền móng

Môi trường xây dựng và nền công trình là vật liệu đất tự nhiên hay đất gia

cố, cải tạo Đó là loại vật liệu có tính chất hết sức phức tạp Tính phức tạp thể hiện ở thành phần cấu tạo, tính rỗng, ẩm, tính nén lớn phi tuyến, dễ trượt lở và tính không đồng nhất… Ngoài ra còn phải nói đến tính chất vật liệu và cơ học của đất rất dễ thay đổi trong quá trình thi công và sử dụng dokết cấu đất phá hoại, do nước trong đất thay đổi… Chính vì thế:

o Những kiến thức cần thiết về đất, đá đối với người TVGS

số rỗng (γ T/me), phân loại đất

o Những nguyên tắc cơ bản của TVGS gồm:

1 Tư vấn về biện pháp thi công phù hợp, từ đó thảo ra công nghệ thi công chotừng loại công việc nhằm đảm bảo chất lượng yêu cầu

2 Kiểm tra sự phù hợp với thiết kế, kể cả những vấn đề về địa chất công trình và

tư vấn khu vực xây dựng.

3.Nếu gặp trường hợp “bất thường” phải cùng đơn vị đấu thầu bàn bạc phương

án giải quyết.

4 Lập các bản nghiệm thu các giai đoạn

5 Giúp các chủ đầu tư hoàn thành các văn bản chỉ dẫn kỹ thuật, biện pháp an toànlao động lao động làm cơ sở đánh giá khối lượng và chất lượng trong nghiệm thu

Trong đó liệt kê chi tiết các công việc, yêu cầu chính của công việc và thiết bịthích hợp Đồng thời cũng liệt kê các tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu.

Kỹ sư tư vấn giám sát phải báo cáo thường xuyên bằng văn bản cho chủ đầu tư

về công việc tiến hành tình trạng nhân công, vật tư, máy móc, các văn bản kết quảkiểm định, những sai phạm, tiến độ và nhận định tình thế trên hiện trường…

6 Lập báo cáo về hệ thống quản lý chất lượng dựa trên cơ sở ISO 9001 và 9002

phần móng nông và hố đào

I Móng nông trên nền tự nhiên.

I.1 Cỏc tiờu chuẩn và tài liệu.

- TCVN 4447:1987 Cụng tỏc đất – Quy phạm thi cụng và nghiệm thu.

- TCXD 79:1980 “ Thi cụng và nghiệm thu cỏc cụng tỏc nền múng”

- TCXD 193: 1996, 210 & 211 : 1998 “Dung sai trong xõy dựng cụng trỡnh”

- Lờ Văn Kiểm - Kỹ thuật thi cụng - đất và nền múng – NXB ĐH&THCN 1977

- Bài giảng TVGS – PGS TS Nguyễn Bỏ Kế.

- Thiết kế và thi cụng hố múng sõu– PGS TS Nguyễn Bỏ Kế- NXBXD 2002.

- Cấp nước Tập 1-Mạng lưới cấp nước- NXBKH&KT 2001

- Thoỏt nước Tập 1-Mạng lưới thoỏt nước- NXBKH&KT 2001

I.2 Cỏc nội dung chớnh.

- Đào hố múng và bảo vệ hố múng bằng vỏn gỗ, thộp hoặc bờ tụng cốt thộp; tổchức thoỏt nước mặt, tổ chức quan trắc

- Trường hợp xõy chen hoặc đất kộm ổn định phải chống đỡ vỏch hố đào

- Nếu cần phải đào hố tới mức dưới nước ngầm phải dự bỏo bơm hỳt thớch hợp

- Cụng tỏc thộp & đổ bờ tụng ( sau khi đó nghiệm thu phần hố múng)

- Trường hợp hố đào sõu phải làm tường cừ bằng cọc vỏn, tường võy BTCT, tườngcọc nhồi kết hợp với cọc xi măng đất (cú tớnh toỏn cụ thể)

- Bỏo cỏo (dạng biểu mẫu) về tỡnh trạng đất hố múng, kớch thước hố đào, vị trớ,kớch thước múng, biờn bản về kiểm định thộp, bờ tụng, lớp bảo vệ …

Một số thụng bỏo và yều cầu chớnh dựng kiểm tra chất lượng nền đất

ST

T

Thành phần các thông số và yêu

cầu kiểm tra

Sai số giới hạn so với thông số vàyêu cầu của tiêu chuẩn

+ Khi có bờ đắp ở những chỗ thấp

Từ cạnh phía trên của hố đào

Làm các rãnh thoát ở phía thấp vớikhoảng cách không tha hơn 50 m (tuỳtình hình ma lũ)

Không đợc nhỏ hơn đờng kính ngoàicủa ống cộng thêm 0,5m.

đất mà tính chất của nó bị ảnh

h-ởng của tác động thời tiết

Để lại một lớp đất có chiều dày theothiết kế

Bảo vệ kết cấu tự nhiên của đất khi

đào gần đến cốt thiết kế

ống nớc và đờng cấp điện sau khi

làm lớp lót

Không đợc lớn hơn 5 cm và khônglàm lở thành hố đào

thi công hào đào:

+ Khi nắp đậy không phải đúc sẵn

nhau khi đào hố móng:

+ Khi không có giải pháp thiết kế

lớp thấm hơn phải có độ dốc 0,04 –0,1 so với trục biên đất đắp

A và B lấy theo bảng 6 của tiêuchuẩn SniP 3.02.01.87

Không nhỏ hơn 50 cmKhông nhỏ hơn 20 cm

Chỉ lấp bằng đất có tính nén thấp (mô

đun biến dạng 20 Mpa và hơn) đádăm, hỗn hợp cát sỏi, cát khô và thôtrung bình

dốc hoặc trong trờng hợp khi độ

chặt của đất ở mái dốc bằng độ

Một số sai sót thường gặp trong thi công đào hố móng:

1 Hệ thống thu và bơm nước hoặc chưa nên

đào đến cốt thiết kế khi chưa chuẩn bị đủ

vật liệu làm lớp lót hoặc làm móng

2 - Đất ở đáy móng bị khô và nứt nẻ do

nắng hanh sẽ làm hỏng cấu trúc tự nhiên

của đất, độ bền của đất sẽ giảm và công

châm kim để hạ thấp mực nước ngầm

quanh móng hoặc tính toán đẩy bùng để

điều chỉnh tiến độ thi công

4 Đáy móng bị bùng ở các lớp sét hoặc á sét

do giảm áp lực bản thân của đất hoặc do

áp lực thủy tĩnh của nước Phải tính toán

để giữ lại lớp đất có chiều dày gây ra áp

lực lớn hơn áp lực trương nở Đối với

nước thì phòng tránh giống như nêu ở

hút có kể đến hiện tượng rửa trôi để đảm

bảo an toàn nền của công trình

6 Bùng nền do tăng áp lực thủy động trong

đất thấm nước hoặc tường cắm chưa đủ

sâu

Giảm độ dốc (gradient) thủy lực (thường

i<0,6) bằng kéo sâu tường vây hoặc gia

cường đáy móng bằng bơm ép xi măng

trước khi đào như nói ở điểm 7

7 Sụt lún mực nước ngầm và công trình xây

Ngoài ra còn kể đến những sự cố sụt lún bề mặt do hạ nước ngầm, hoặc do bố trí

bãi vật liệu, phế thải hay đắp đất không thể làm hỏng kết cấu tự nhiên của đất

Kiểm tra việc thi công hố móng sâu - Tập trung vào các việc chính sau đây:

- Kiểm tra phương án thi công hố móng từ việc đào, chắn giữ, chống, neo;

- Phương án thiết kế (có khi do nhà thầu thực hiện ) gồm kết cấu chắn giữ, hệ

thống chống bên trong hoặc neo bên ngoài (xem thêm phần II.3 Bơm ép vữa

xi măng- Móng nông và hố đào sâu và I.3 phần móng sâu), hiện nay trong

tính toán thường sử dụng phần mềm Plaxis;

- Biện pháp bảo vệ công trình ở gần và công trình ngầm (ống cấp và thoát

nước, đường dây thông tin, cáp điện … );

- Hạ nước ngầm, hệ thống bơm hút, hiện tượng cát chảy….;

- Quan trắc hố đào và công trình lân cận là một nội dung quan trọng khi thi

công hố đào Tuy theo tầm quan trọng về kỹ thuật kinh tế và môi trường mà

người thiết kế chỉ định các hạng mục cần quan trắc thích hợp

Lùa chän h¹ng môc quan tr¾c hè mãng (kinh nghiÖm níc ngoµi)

STT Hạng mục cần quan trắc ở hiện trường Cấp ICấp an toàn công trình hố móngCấp II Cấp III

1 Điều kiện tự nhiên ( nước, mưa, to, nước úng…)   

4 Chuyển vị ngang của kết cấu chống đỡ   

STT H¹ng môc cÇn quan tr¾c ë hiÖn trêng CÊp an toµn c«ng tr×nh hèmãng

CÊp I CÊp II CÊp III

1 §iÒu kiÖn tù nhiªn ( níc, ma, to, níc óng…))   

10 øng suÊt vµ lùc trôc cña thanh chèng vµ neo  O X

Theo tiªu chuÈn thiÕt kÕ cña Trung Quèc:

- An toµn cÊp 1: Khi hËu qu¶ ph¸ ho¹i (ngêi, cña c¶i) lµ rÊt nghiªm

träng;

- An toµn cÊp 2: …) Nghiªm träng;

- An toµn cÊp 3: …) HËu qu¶ kh«ng nghiªm träng

Kiểm tra thi công móng

- Định vị trên mặt bằng kích thước và khoảng cách, trục móng

- Kích thước hình học của ván khuôn (đối với móng BTCT)

- Số lượng, loại (mác thép) và vị trí cốt thép trong móng;

- Bề dày lớp bảo vệ cốt thép trong móng;

- Các lỗ chờ kỹ thuật (để đặt tường ống điện, nước hoặc thiết bị côngnghệ…) trong thân móng; móng;

- Các bản thép chờ đặt sẵn để liên kết với kết cấu khác;

- Lớp chống thấm, cách thi công và vật liệu chống thấm;

- Biện pháp chống ăn mòn kết cấu móng do nước ngầm;

- Lấy mẫu thử, phương pháp bảo dưỡng bê tông

Nếu múng BTCT đỳc sẵn hoặc múng xõy bằng gạch đỏ phải kiểm tra theo tiờuchuẩn kết cấu BTCT hoặc kết cấu gạch đỏ Những chỳ ý:

- Nứt nẻ do co ngút khối bờ tụng lớn – cần kiểm tra thộp cấu tạo, cú thểdựng phụ gia, nước lạnh khi trộn bờ tụng, kết hợp biện phỏp thi cụng phõnđoạn

- Vị trớ cốt thộp chờ bị lệch với cốt thộp kết cấu bờn trờn

- Khi nối cốt thộp bằng cỏc mối hàn cần cú thớ nghiệm siờu õm kiểm tra chấtlượng mối nối

II Móng trên nền gia cố

II.1 Đầm, lèn chật đất - Đệm, cọc đất (cát).

II.1.1 Tiêu chuẩn và tài liệu.

- TCXD 79:1980 “ Thi cụng & nghiệm thu cỏc cụng tỏc nền múng”

- TCVN 4447: 1987 “ Cụng tỏc đất – Quy phạm thi cụng và nghiệm thu”

- 14 TCN 20: 1985 “ Quy phạm kỹ thuật thi cụng đập đất theo phương phỏp đầm nộn

Độ chặt yêu cầu của đất

Trị tham khảo về độ ẩm tối u và độ chặt (khô) lớn nhất

Loại đất Độ ẩm tối u (%) Độ chặt (khô) lớn nhất(g/cm3)

Đất cát

Đất sét

8-1219-23

1,8-1,881,58-1,70

Đất sét bụi

Đất bụi

12-1516-22

1,85-1,951,61-1,80

Trị tham khảo về độ ẩm tối u Wop %

Chỉ số dẻo của đất Ip Độ chặt khô lớn nhất dmax

1313-1515-1717-1919-21

II.1.2 Cỏc nội dung chớnh:

- Sự phự hợp địa chất với kết quả khảo sỏt Sự phự hợp của biện phỏp gia cố vớihiện trường

- Độ sõu và phạm vi gia cố đầm, lốn

- Độ ẩm tốt nhất, hệ số đầm nộn K, hệ số rỗng thiết kế, mụ dul biến dạng E…

Cụng nghệ dựng trong kiểm tra chất lượng đất nền gia cố: nộn tĩnh, xuyờn tĩnh, xuyờn động, lấy mẫu thớ nghiệm….

Phương ỏn kiểm tra độ chặt:

+ Số lần đi qua của mỏy lu là 6, 8, 10.

+ Số lần đập của bỳa đầm theo vệt là 8, 10, 12.

- Cụng tỏc nghiệm thu:

+ Mặt bằng, mặt cắt vựng đất gia cố

+ Vật liệu dựng trong gia cố

+ Nhật ký thi cụng và kiểm trra từng cụng việc

+ Cỏc số liệu kiểm định về đất đó gia cố, hệ số rỗng thiết kế, độ chặt, gúc masỏt, lực dớnh, mụđun biến dạng, hệ số đầm chặt

Phần móng cọc

I Móng cọc đúc sẵn.

ộp, rung đến độ sõu dự kiến

mặt cắt 2 - 2

mặt cắt 3 - 3

mặt cắt 3 - 3 chi tiết mũi cọc

I.1.1 Tiêu chuẩn và tài liệu

- Tiờu chuẩn thiết kế, thi cụng và nghiệm thu

- TCXD 189,190 : 1996 Múng cọc tiết diện nhỏ

- TCXDVN 286: 2003 Đúng và ộp cọc – Tiờu chuẩn thi cụng và nghiệm thu.

- Đoàn Thế Tường – “Thớ nghiệm đất và nền múng cụng trỡnh” NXB GTVT 2002

I.1.2 Nội dung kiểm tra chính.

 Kiểm tra và nghiệm thu cọc đúc

- Cốt liệu sỏi đỏ dmax = 1/3  1/2,5 khoảng cỏch cốt thộp

- Độ sụt vữa bờ tụng 8 – 18 cm

- Vật liệu: xi măng, thộp… theo tiờu chuẩn kết cấu BTCT

- Kớch thước cọc

 Hồ sơ nghiệm thu cọc gồm

- Bản vẽ kết cấu cọc

- Biờn bản kiểm tra vật liệu cọc, độ đồng đều, thộp, cường độ nộn Rn của bờ tụng

- Phiếu nghiệm thu cọc

- Chỳ ý kiểm tra cỏc cốt thộp cấu tạo tại đầu mũi cọc (hạn chế khả năng vỡ, sứt,

rỗ, nứt nẻ…), độ phẳng của đầu cọc (hạn chế sai lệch khi thi cụng)

- Bỳa đúng cọc thớch hợp phụ thuộc vào đất nền, trọng lượng cọc nhằm hạ cọcđến chiều sõu thiết kế, khụng làm vỡ, nứt cọc đúng được trong thời gian chophộp của mỏy.

- Năng lượng đập Ett thoả món điều kiện:

Ett = 0,9 Q ( Q – trọng lợng búa ống) hay 0,4 QH ( đơn vị búacần)

H: Chiều cao rơi búa thực tế

K = 6 ( búa diefen kiểu ống), 5 ( búa đơn động kiểu cần)

- Nối cọc: có nhiều hình thức nối – nối hàn, nối chốt hay bulông

- Theo kinh nghiệm: l <12 m  Q búa = 1,25 - 1,5 qc;

- Căn cứ vào sự phõn bố cọc: Cọc nhúm đúng trước, cọc đơn đúng sau

- Căn cứ vào kớch cỡ cọc: Cọc lớn, dài đúng trước, cọc nhỏ, ngắn đúng sau

- Căn cứ vào độ sõu mũi: Cỏi sõu hơn đúng trước

- Căn cứ vào điều kiện xung quanh: Cú thể từ giữa đúng ra 2, 4 phớa hoặctheo một hướng (vớ dụ đúng từ trong bờ ra ngoài bờ)

Kiến nghị về tiờu chuẩn khống chế dừng đúng cọc (kinh nghiệm của Trung Quốc)

Kớch thước cọc (cm) Mũi

kớn

Mũihở

Mũikớn

Mũihở

40x40 45x45 50x50 50x50

Đất ở mũi cọc (trị số

(30–50)

Đấtsétcứng(20 –25)

Đấtcát(30–50)

Đấtsétcứng(20 –25)

cát(30 –50)

cấp

30 35cấp

-35 –45cấp

40 45cấp

 Một số tình huống xảy ra trên công trường:

 Cọc không xuống tới độ sâu thiết kế do gặp chướng ngại, do đất saikhác với kết quả khảo sát - áp dụng tiêu chuẩn dừng ở trờn Trongtrường hợp cọc xuống ít đã gặp sự cố không xuống tiếp được, lúc này cóthể phải nhổ lên, làm lại hoặc tìm cách khác Nếu cọc đến độ sâu thiết

kế mà không đạt sức chịu tải dự kiến có thể do địa chất không giốngnhư dự báo (cần phải khảo sát lại) hoặc do hỏng mối nối

 Cọc không thẳng đứng: chỉnh lại máy, có khi nhổ lên đóng lại

 Cọc trồi: có thể do khoảng cách cọc nhỏ, có thể do đất thuộc loại sét bãohoà nước khi đóng gây trồi, gây ra ngang cọc đóng trước  sau đó đóng

vỗ lại nếu trồi  70 mm

 Mối nối bị đứt hoặc bị phá hoại chủ yếu do thi công không tốt, vì vậycần giám sát chặt chẽ

 Gây mất ổn định mái dốc do chấn động và ép ngang khi hạ cọc Cầnphải quan trắc mái dốc, giảm tiến độ thi công, giảm thiểu tải thi công vàđình chỉ gia tải ở mái dốc

 Nghiệm thu công tác đóng cọc bao gồm:

- Sai lệch vị trớ, độ cao đầu cọc.

- Độ nghiờng 1/75 – 1/100 đơn vị cọc thẳng đứng

- Bề mặt khụng cú dấu hiệu kộm chất lượng

 Đài cọc: Chỳ ý làm sạch đầu cọc, thộp liờn kết đài - cột, tường, đài - cọc.

Mẫu biểu đúng cọc

Công trình: Loại búa: Số hiệu cọc:

Đơn vị đóng: Trọng lợng đầu búa Độ chối dừng

đóng:

Tiết diện cọc: Ngày đóng cọc: Số nhát đậpCao độ đầu cọc: Ngày đúc cọc: Chiều cao rơi búa:

Chiều dài cọc: Số lợng đốt cọc: Chuyển vị đầu cọc:

Cao độ mặt đất: Sai số độ nghiêng cọc: Sai số vị trí cọc:

Độ

sâu Số nhát

đóng

Chiều cao rơi búa

Ghi chú Độ sâu Số nhát

đóng

Chiều cao rơi búa

Ghi chú Độ sâu Số nhát

đóng

Chiều cao rơi búa

Ghi chú

Kĩ thuật A Kĩ thuật B

I.2 Cọc ép

I.2.1 Tiêu chuẩn và các tài liệu

nghiệm thu.

I.2.2 Nội dung chính

- Kiểm tra đúc cọc: tương tự cọc đóng, cần chú ý các cốt cấu tạo đầu, mũi cọc,

độ phẳng đầu cọc để hạn chế sai lệch trong thi công và chi tiết nối cọc

- Thiết bị ép gồm hệ kích thủy lực, giá, đồng hồ đo áp lực, thiết bị được điềuchỉnh đúng tâm, chân đế hệ kích ép phải ổn định, bằng phẳng trong suốt quátrình ép cọc

- Đối trọng phải cân và có giá trị ít nhất bằng tải trọng thí nghiệm yêu cầu(thường bằng1,15 – 1,2 lần)

- Đốt cọc đầu tiên phải được định vị chính xác và thẳng đứng

- Mối nối: tuỳ thiết bị ép và địa chất mà có phương án chiều dài đốt cọc phùhợp Trong công việc nối hàn các đốt cọc thường hay để xảy ra sai sót, cần chỳý

- Quá trình ép cọc: chú ý những vấn đề hay xảy ra

+ Theo dõi lực ép đầu cọc Pép

+ Cọc bị xiên

+ Vỡ đầu cọc thường do cấu tạo và chất lượng bê tông, đôi khi do Pép lớn

+ Cọc không đến độ sâu thiết kế do vướng chướng ngại (thường ở đốt đầu), dothi công không liên tục, do sai khác với khảo sát địa chất dự báo… Trongtrường hợp này phải xem xét phương án tăng lực ép, nhưng phải thoả mãn điềukiện Pép  Pvl

+ Tiêu chuẩn dừng ép cọc: lực ép = Pép do thiết kế qui định, duy trì trong thờigian ít nhất 10’

Mẫu biểu ép cọc

Công trình: Thiết bị ép: Số hiệu cọc:

Đơn vị ép: Lực nén tối đa: Tải trọng dừngép:

Tiết diện cọc: Diện tích pístông: áp lực dừng ép:Cao độ đầu cọc: Hành trình kích : Ngày đúc cọc:Chiều dài cọc: Sai số vị trí cọc: Ngày ép cọc

Cao độ mặt đất: Sai số độ nghiêng cọc: Số lượng cọc:

§és©uÐp

¸plùcÐp

Ghichó

§és©uÐp

¸plùcÐp

Ghichó

§és©uÐp

¸plùcÐp

Ghichó

…) …) …) …) …) …) …) …) …) …) …) …)

KÜ thuËt A KÜ thuËt B

II Cọc tại chỗ (cọc nhồi, cọc barrette, tường võy)

II 1 Tiêu chuẩn và các tài liệu

- TCXD 206 : 1998 Cọc khoan nhồi – Tiờu chuẩn về chất lượng thi cụng

- Nguyễn Văn Quảng “ Chỉ dẫn kỹ thuật thi cụng và kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi”

Thu hồi dung dịch

Bentonite

Lắp ống đổ

tông

* Công tác chuẩn bị bao gồm: điện, nước sạch, thoát nước, máy móc

thiết bị (γ T/mtrạm trộn, hệ thống thu hồi vữa sét, máy bơm, thiết bị kiểm tra…),vật liệu

Trong công tác chuẩn bị mặt bằng nhằm phục vụ thi công thuận lợi nhất,hướng thi công, đường đi, khu gia công, hệ thống đường điện nước,đường ống bơm và thu hồi vữa, bãi vật liệu phải được tính toán hợp lý.Tiếp theo là định vị cọc, chuẩn bị cho đào hố và nghiệm thu các công tácchuẩn bị

* Thi công cọc khoan nhồi gồm 3 công đoạn chính: