Nghiên cứu biện pháp chống đỡ hỗ đào có độ sâu lớn trong xây dựng móng và tầng hầm bằng cừ Larsen

2 - Nghiên cứu sử dụng cừ Larsen kết hợp với các biện pháp khác để chống đỡ hố đào có độ sâu lớn h ≥ 6m trong xây dựng móng và tầng hầm nhà cao tầng ở Hà Nội và tính toán áp dụng cho 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI



PHẠM HẢI YẾN

NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP CHỐNG ĐỠ HỐ ĐÀO CÓ ĐỘ SÂU LỚN TRONG XÂY DỰNG MÓNG VÀ TẦNG HẦM

BẰNG CỪ LARSEN

LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI, NĂM 2018

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI



PHẠM HẢI YẾN

NGHIÊN CỨU BIỆN PHÁP CHỐNG ĐỠ HỐ ĐÀO CÓ ĐỘ SÂU LỚN TRONG XÂY DỰNG MÓNG VÀ TẦNG HẦM

i

LỜI CAM ĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

Tác giả luận văn

Phạm Hải Yến

ii

LỜI CÁM ƠN

Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy cô giáo Trường Đại học Thủy lợi, nhất là các cán bộ, giảng viên Bộ môn Xây dựng dân dụng và công nghiệp, khoa Công trình, Phòng Đào tạo đại học và sau đại học đã giúp đỡ và tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành luận văn này Đặc biệt tác giả xin trân trọng cảm ơn Thầy giáo hướng dẫn khoa học GS TS Nguyễn Tiến Chương và thầy giáo TS Nguyễn Duy Cường đã hết lòng ủng hộ và hướng dẫn tác giả hoàn thành luận văn

Cuối cùng, Tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, những người thân và bạn bè đã luôn động viên, quan tâm, giúp đỡ và ủng hộ tác giả trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu để hoàn thành luận văn này

Trong quá trình thực hiện luận văn, tác giả đã cố gắng và nỗ lực rất nhiều nhưng do những hạn chế về kiến thức, thời gian, kinh nghiệm và tài liệu tham khảo nên luận văn vẫn còn nhiều thiếu sót và khuyết điểm Tác giả rất mong nhận được sự góp ý, chỉ bảo của của các thầy cô và đồng nghiệp

Xin trân trọng cảm ơn!

Tác giả luận văn

iii

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH v

DANH MỤC BẢNG BIỂU vii

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT viii

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỐ ĐÀO SÂU TRONG THI CÔNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG 3

1.1 Tổng quan về hố móng công trình 3

1.1.1 Một số khái niệm về nhà cao tầng 3

1.1.2 Đặc điểm của công trình hố móng 4

1.2 Các phương pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng 5

1.2.1 Xu hướng phát triển nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam 5

1.2.2 Các phương pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng phổ biến 7

1.3 Kết cấu chắn giữ hố đào 16

1.3.1 Phân loại tường chắn hố đào 16

1.3.2 Chắn giữ bằng cọc xi măng đất 18

1.3.3 Tường cọc bê tông cốt thép 19

1.3.4 Chắn giữ bằng tường liên tục trong đất 21

1.3.5 Chắn giữ bằng tường cọc thép hình kết hợp ván gỗ lát ngang 22

1.3.6 Tường cọc ván thép 24

1.4 Tải trọng tác dụng lên kết cấu chắn giữ 26

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ TÍNH TOÁN 28

2.1 Một số nhân tố ảnh hưởng đến sự phân bố áp lực lên tường chắn 28

2.1.1 Độ cứng của tường 28

2.1.2 Ảnh hưởng của chuyển vị tường 29

2.1.3 Ảnh hưởng của kết cấu chắn giữ 30

2.2 Các phương pháp tính toán cọc hàng nhiều tầng chống 32

2.2.1 Phương pháp dầm đẳng trị 33

2.2.2 Phương pháp chia đôi tải trọng thanh chống 36

2.2.3 Phương pháp “m” 37

iv

2.2.4 Phương pháp phần tử hữu hạn 43

2.2.5 Nhận xét 47

2.3 Mô hình bài toán cừ Larsen bằng phần mềm Plaxis 48

2.3.1 Giới thiệu về phần mềm Plaxis 48

2.3.2 Các mô hình nền trong Plaxis 48

2.3.3 Đặc trưng vật liệu của tường cừ Larsen 49

2.3.4 Đặc trưng vật liệu của thanh chống 50

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH THỰC TẾ 51

3.1 Phương pháp tính toán 51

3.2 Tính toán cho công tình thực tế 53

3.2.1 Vị trí công trình 53

3.2.2 Quy mô và kết cấu công trình 53

3.2.3 Điều kiện địa chất công trình 54

3.2.4 Đặc điểm địa chất thủy văn 55

3.2.5 Các bước thi công phần ngầm của công trình 55

3.2.6 Các thông số và mô hình vật liệu 55

3.2.7 Các trường hợp tính toán 58

3.2.8 Mô hình trong phần mềm Plaxis V8.2 59

3.2.9 Kết quả tính toán 64

3.2.10 Phân tích kết quả tính toán 69

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

PHỤ LỤC 75

v

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1-1: Phương pháp đào hở 7

Hình 1-2: Hệ văng chống tường tầng hầm 8

Hình 1-3: Hình ảnh thi công bằng phương pháp văng chống 9

Hình 1-4: Hình ảnh thi công bằng phương pháp neo 11

Hình 1-5: Hình ảnh thi công bằng phương pháp đào đảo 12

Hình 1-6: Trình tự thi công Topdown 14

Hình 1-7: Hình ảnh thi công bằng phương pháp Topdown 15

Hình 1-8: Trình tự thi công cọc xi măng đất 18

Hình 1-9: Trình tự thi công cọc đúc tại chỗ 20

Hình 1-10: Trình tự thi công cọc đúc tại chỗ 21

Hình 1-11: Tường cừ bằng cọc thép hình kết hợp ván gỗ lát ngang 23

Hình 1-12: Hình ảnh về phương pháp chắn giữ hố đào bằng cọc ván thép 25

Hình 2-1: Phân bố áp lực đất lên tường cứng (a) và tường mềm (b) 28

Hình 2-2: Biến đổi khác nhau của thân tường gây ra sự khác nhau về áp lực đất 29

Hình 2-3: Phân bố áp lực đất lên 4 loại tường chắn giữ hố đào 30

Hình 2-4: Phân bố áp lực đất trong quá trình đào và chống 31

Hình 2-5: Áp lực đất lên tường đo được theo thời gian 32

Hình 2-6: Sơ đồ tính toán theo phương pháp dầm đẳng trị 33

Hình 2-7: Sơ đồ tính toán theo các giai đoạn thi công 35

Hình 2-8: Phương pháp chia đôi tải trọng thanh chống 36

Hình 2-9: Tính chuyển vị thân tường dưới tác động của tải trọng bất kì 39

Hình 2-10: Tường chắn dưới tác động tải trọng tập trung 40

Hình 2-11: Tường chắn dưới tác động của tải trọng hình thang 42

Hình 2-12: Các thông số của mô hình trong cơ học đất trạng thái giới hạn 46

Hình 3-1: Quy trình phân tích 52

Hình 3-2: Bản đồ vị trí công trình 53

Hình 3-3: Mô hình tính toán trong phần mềm Plaxis V8.2 59

Hình 3-4: Phase 1 - Ép cừ Larsen IV 60

Hình 3-5: Phase 2 – Đào đất đến cos -2.0m 60

Hình 3-6: Phase 3 – Thi công văng chống lớp 1 61

Hình 3-7: Phase 4 – Đào đất đến cos -5.0m 61

Hình 3-8: Phase 5 – Thi công văng chống lớp 2 62

Hình 3-9: Phase 6 – Đào đất đến cos -7.5m 62

Hình 3-10: Phase 7 – Thi công văng chống lớp 3 63

Hình 3-11: Phase 8 – Đào đất đến cos -8.45m 63

Hình 3-12: Biến dạng của hố đào ứng với TH1 ở phase 8 64

Hình 3-13: Biểu đồ biến dạng ngang Ux của cừ Larsen IV ứng với TH1 ở phase 8 64

Hình 3-14: Biểu đồ momen của cừ Larsen IV ứng với TH1 ở phase 8 65

vi

Hình 3-15: Biến dạng của hố đào ứng với TH2 ở phase 8 66Hình 3-16: Biểu đồ chuyển vị ngang Ux của cừ Larsen IV ứng với TH2 ở phase 8 66Hình 3-17: Biểu đồ momen của cừ Larsen IV ứng với TH2 ở phase 8 67Hình 3-18: Biến dạng của hố đào ứng với TH3 ở phase 8 68Hình 3-19: Biểu đồ chuyển vị ngang Ux của cừ Larsen IV ứng với TH3 ở phase 8 68Hình 3-20: Biểu đồ momen của cừ Larsen IV ứng với TH3 ở phase 8 69Hình 3-21: Biểu đồ chuyển vị ngang của cừ Larsen IV trong 3 trường hợp ở phase 8 70Hình 3-22: Biểu đồ momen M của cừ Larsen IV trong 3 trường hợp ở phase 8 71

vii

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1-1: Một số nhà cao tầng có tầng hầm ở Hà Nội 6

Bảng 2-1: Đặc trưng vật liệu của cừ Larsen 50

Bảng 2-2: Đặc trưng vật liệu của thanh chống 50

Bảng 3-1: Thông số của các lớp đất nền dùng trong mô hình 55

Bảng 3-2: Thông số của cừ Larsen dùng trong mô hình 56

Bảng 3-3: Thông số của hệ thanh chống 57

Bảng 3-4: Bảng tổng hợp giá trị chuyển vị lớn nhất của cừ Larsen IV 69

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của Đề tài

Ở một số thành phố lớn của Việt Nam cũng như các thành phố lớn trên thế giới, nhu cầu về nhà ở, văn phòng làm việc, các hệ thống cơ sở hạ tầng đô thị ngày càng tăng cao trong khi diện tích đất xây dựng ngày càng thu hẹp và giá thành đất ngày càng tăng Do vậy xây dựng nhà cao tầng có sử dụng không gian ngầm đang là một trong những giải pháp hiệu quả Tầng hầm nhà cao tầng được thiết kế phục vụ nhiều chức năng như để xe, trung tâm thương mại, bố trí hệ thống kỹ thuật công trình

Vì vậy công trình có tầng hầm đã được xây dựng từ lâu trên thế giới, hầu hết các công trình nhà cao tầng đều có tầng hầm Ở Việt Nam, trong khoảng 20 năm trở lại đây, thiết kế tầng hầm cho nhà cao tầng đã trở thành xu thế tất yếu, số tầng hầm thông thường trong khoảng từ 1 đến 5 Việc xây dựng tầng hầm dẫn đến hoàng loạt kiểu hố móng sâu khác nhau mà để thực hiện chúng, người thiết kế và thi công cần có những biện pháp chắn giữ để bảo vệ vách hố đào và công nghệ đào thích hợp về mặt kỹ thuật – kinh tế cũng như an toàn về môi trường và không gây ảnh hưởng xấu đến công trình

lân cận đã xây dựng trước đó [1]

Công nghệ, biện pháp thi công tầng hầm rất đa dạng, trong đó việc sử dụng cừ Larsen kết hợp văng chống là một trong những biện pháp chống đỡ hố đào rất hiệu quả, chi phí hợp lý Tuy nhiên nhược điểm của cừ là mềm nên thường chỉ áp dụng cho hố móng có chiều sâu ≤ 6m Vậy đối với hố đào sâu hơn như công trình có 2 tầng hầm trở lên thì sử dụng cừ Larsen cùng với các biện pháp chống đỡ như thế nào để đảm bảo ổn định hố đào và mang lại hiệu quả kinh tế?

Xuất phát từ vấn đề cấp thiết trên tác giả đã chọn đề tài “Nghiên cứu biện pháp chống

đỡ hố đào có độ sâu lớn trong xây dựng móng và tầng hầm bằng cừ Larsen”

2 Mục đích của Đề tài

2

- Nghiên cứu sử dụng cừ Larsen kết hợp với các biện pháp khác để chống đỡ hố đào

có độ sâu lớn (h ≥ 6m) trong xây dựng móng và tầng hầm nhà cao tầng ở Hà Nội và

tính toán áp dụng cho 1 trường hợp công trình cụ thể

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Kỹ thuật chống đỡ thành hố đào có độ sâu lớn trong thi công móng và tầng hầm nhà cao tầng sử dụng cừ Larsen

4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

- Thu thập, phân tích các tài liệu

- Nghiên cứu lý thuyết theo các tài liệu

- Áp dụng tính toán cho công trình thực tế: sử dụng chương trình phần mềm PLAXIS tính toán biến dạng và chuyển vị cừ Larsen cho công trình cụ thể

- Đánh giá kết quả, từ đó rút ra kết luận

5 Cấu trúc của luận văn

- Chương 1: Tổng quan về hố đào sâu trong thi công tầng hầm nhà cao tầng

- Chương 2: Cơ sở tính toán

- Chương 3: Tính toán cho công trình thực tế

3

TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG

1.1 Tổng quan về hố móng công trình

1.1.1 Một số khái niệm về nhà cao tầng

Nhà cao tầng: là ngôi nhà mà chiều cao của nó là yếu tố quyết định các điều kiện thiết

kế, thi công hoặc sử dụng khác với các ngôi nhà thông thường [2]

Căn cứ vào chiều cao và số tầng, Ủy ban nhà cao tầng Quốc tế phân nhà cao tầng

thành 4 loại sau [2]:

 Nhà cao tầng loại 1: 9-16 tầng (Chiều cao <50m)

 Nhà cao tầng loại 2: 17-25 tầng (Chiều cao <75m)

 Nhà cao tầng loại 3: 26-40 tầng (Chiều cao <100m)

 Nhà cao tầng loại 4: trên 40 tầng (Nhà siêu cao tầng)

Tầng hầm: là những tầng nhà nằm thấp hơn so với mặt đất Tầng hầm có thể nửa nổi

nửa chìm (bán hầm), hoặc chìm hoàn toàn trong đất Tầng hầm có thể được sử dụng đáp ứng nhiều công năng khác nhau:

 Gara đỗ xe;

 Trung tâm thương mại, nhà hàng, bar, vui chơi giải trí;

 Tầng kỹ thuật, bố trí các hệ thống kỹ thuật của tòa nhà: điều hòa, thông gió, xử lý nước thải, an ninh

 Nơi trú ẩn, lánh nạn khi có sự cố

 Đối với các công trình an ninh, quốc phòng, tầng hầm là nơi bố trí các phòng an toàn, nơi trú ẩn, kho lưu trữ các tài liệu mật, cất giữ tài sản quốc gia

Số lượng tầng hầm nhà cao tầng chủ yếu phụ thuộc vào mục đích sử dụng, điều kiện địa chất, kỹ thuật và công nghệ xây dựng hiện có

Công trình hố móng: là một loại công việc tạm thời, sự dự trữ về an toàn có thể là

tương đối nhỏ nhưng lại có liên quan với tính địa phương, điều kiện địa chất của mỗi vùng khác nhau thì địa điểm cũng khác nhau Công trình hố móng là một khoa học đan

4

xen giữa các khoa học về đất đá, về kết cấu và kĩ thuật thi công, là một loại công trình

mà hệ thống chịu ảnh hưởng đan xen của nhiều nhân tố phức tạp và là ngành khoa học

kĩ thuật tổng hợp còn chờ phát triển về mặt lí luận [3]

1.1.2 Đặc điểm của công trình hố móng

Công trình hố móng thường có các đặc điểm sau [3]:

 Do hố móng là loại công trình có giá thành cao, khối lượng công việc lớn, là trọng điểm tranh giành của các đơn vị thi công, lại vì kĩ thuật phức tạp, phạm vi ảnh hưởng rộng, nhiều nhân tố biến đổi, sự cố hay xảy ra, là một khâu khó về mặt kỹ thuật, có tính tranh chấp trong công trình xây dựng Đồng thời cũng là trọng điểm

để hạ thấp giá thành và bảo đảm chất lượng công trình

 Công trình hố móng đang phát triển theo xu hướng độ sâu lớn, diện tích rộng, có cái chiều dài chiều rộng đạt tới hơn trăm mét, quy mô công trình cũng ngày càng tăng lên

 Theo đà phát triển cải tạo các thành phố cũ, các công trình cao tầng, siêu cao tầng chủ yếu của các thành phố lại thường tập trung ở những khu đất nhỏ hẹp, mật độ xây dựng lớn, dân cư đông đúc, giao thông chen lấn, điều kiện để thi công công trình hố móng đều rất kém Lan can công trình thường có các công trình xây dựng vĩnh cửu, các công trình lịch sử, nghệ thuật bắt buộc phải được an toàn, không thể đào có mái dốc, yêu cầu đối với việc ổn định và khống chế chuyển dịch rất là nghiêm ngặt

 Tính chất của đất đá thường biến đổi trong khoảng khá rộng, điều kiện ẩn dấu của địa chất và tính phức tạp, tính không đồng đều của điều kiện địa chất thủy văn thường làm cho số liệu khảo sát có tính phân tán lớn, khó đại diện được cho tình hình tổng thể của các tầng đất, hơn nữa, tính chính xác cũng tương đối thấp, tăng thêm khó khăn cho thiết kế và thi công công trình hố móng

 Đào hố móng trong điều kiện đất yếu, mực nước ngầm cao và các điều kiện hiện trường phức tạp khác rất dễ sinh trượt lở khối đất, mất ổn định hố móng, thân cọc

bị chuyển dịch vị trí làm hư hại hố móng, uy hiếp nghiêm trọng các công trình xây dựng, các công trình ngầm và đường ống ở xung quanh

5

 Công trình hố móng bao gồm nhiều khâu có quan hệ chặt chẽ với nhau như chắn đất, chống giữ, ngăn nước, hạ mực nước, đào đất trong đó, một khâu nào đó thất bại sẽ dẫn đến cả công trình bị đổ vỡ

 Việc thi công hố móng ở các hiện trường lân cận như đóng cọc, hạ nước ngầm, đào đất,… đều có thể sinh ra những ảnh hưởng hoặc khống chế lẫn nhau, tăng thêm các nhân tố để có thể gây ra sự cố

 Công trình hố móng có giá thành khá cao, nhưng lại chỉ là có tính tạm thời nên thường là không muốn đầu tư chi phí nhiều Nhưng nếu để xảy ra sự cố thì xử lí sẽ

vô cùng khó khăn, gây ra tổn thất lớn về kinh tế và ảnh hưởng nghiêm trọng về mặt

xã hội

 Công trình hố móng có chu kì thi công dài, từ khi đào đất cho đến khi hoàn thành toàn bộ các công trình kín khuất ngầm dưới mặt đất phải trải qua nhiều lần mưa to, nhiều lần chất tải, chấn động, thi công có sai phạm v.v tính ngẫu nhiên của mức

độ an toàn tương đối lớn, sự cố xảy ra thường là đột biến

1.2 Các phương pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng

1.2.1 Xu hướng phát triển nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam

Ở Việt Nam, nhà cao tầng có tầng hầm đầu tiên sau năm 1954 được xây dựng chính là tầng hầm của nhà 11 tầng (móng cọc đóng 12m), được Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng (IBST) thiết kế và Sở Xây dựng Hà Nội thi công vào năm 1981 Cùng với sự phát triển kinh tế xã hội, khoa học kỹ thuật, và xuất phát từ nhu cầu sử dụng, nhà cao tầng được xây dựng ngày càng phổ biến, đặc biệt là tại các đô thị lớn.Việc xây dựng tầng hầm trong nhà cao tầng đã tỏ ra có hiệu quả tốt về mặt công năng sử dụng.Với sự phát triển hiện nay, khi quỹ đất xây dựng ngày càng bị thu hẹp, việc khai thác không gian dưới mặt đất trong xây dựng công trình là một xu hướng tất yếu Ngày càng có nhiều nhà cao tầng có nhiều tầng hầm được xây dựng, và chiều sâu tầng hầm cũng ngày một tăng

Hiện nay đã có khá nhiều nhà cao tầng có tầng hầm đã và đang xây dựng trên khắp các tỉnh thành của nước ta, đặc biệt là các đô thị lớn như Hà Nội, TP Hồ Chí Minh, Đà

6

Nẵng Sau đây là bảng tổng hợp một số công trình cao tầng nhiều tầng hầm đã thi công ở khu vực Hà Nội:

Bảng 1-1: Một số nhà cao tầng có tầng hầm ở Hà Nội

1 Vincom Center – 191 Bà Triệu 25 tầng nổi

3 tầng hầm

- Tường trong đất

- Thi công Top-down

2 Pacific Place – 83 Lý Thường

Kiệt

19 tầng nổi

5 tầng hầm

- Tường trong đất

- Thi công Top-down

3 Mipec Tower – 229 Tây Sơn 2 tháp 25-27

tầng nổi

2 tầng hầm

- Tường trong đất

- Thi công Semi Top-down

4 D’.Palais de Louis – số 6 Nguyễn

6 Lotte Center Hà Nội – Liễu Giai 65 tầng nổi

5 tầng hầm

- Tường trong đất

- Thi công Top-down

7 Trung tâm thương mại Chợ Mơ 2 tòa 25-15

tầng nổi

3 tầng hầm

- Tường trong đất

- Thi công Top-down

8 Ocean Park – số 1 Đào Duy Anh 19 tầng nổi

3 tầng hầm

- Tường vây

- Thi công Top-down

10 Chung cư CT4 Vimeco – Trung

7

Thi công tầng hầm nhà cao tầng bao hàm rất nhiều vấn đề: kết cấu chắn giữ hố đào, đào đất, hệ chống giữ ngang, thi công móng, thi công dầm, sàn các tầng hầm Việc lựa chọn phương pháp thi công kết hợp với hệ thống chống giữ hố đào phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: quy mô công trình, đặc điểm vị trí xây dựng công trình, tài liệu

và kết quả khảo sát địa chất công trình, địa chất thủy văn, điều kiện kinh tế, kĩ thuật, năng lực thi công Trên thực tế có rất nhiều giải pháp cho bài toán hố đào Ở đây chỉ giới thiệu một số phương pháp thi công tầng hầm và hệ kết cấu tường chắn đất phổ biến nhất hiện nay trong thi công tầng hầm nhà cao tầng

1.2.2 Các phương pháp thi công tầng hầm nhà cao tầng phổ biến

1.2.2.1 Phương pháp thi công đào mở

Đây là phương pháp cổ điển, được áp dụng khi chiều sâu hố đào không lớn, thiết bị thi công đơn giản

a) b) Hình 1-1: Phương pháp đào hở a) Đào đất theo mái dốc tự nhiên b) Đào đất có cừ, không chống

Ưu điểm:

 Thi công đơn giản, độ chính xác cao

 Việc xử lí kỹ thuật công trình cho tầng hầm đơn giản vì nó như kết cấu nằm trên mặt đất

Nhược điểm:

1.2.2.2 Phương pháp thi công văng chống

Thi công hệ văng chống ngang để chịu áp lực đất sau lưng tường trước khi đào đất Hệ thống văng chống bao gồm các thanh chống ngang, thanh giằng ngang (tì lên tường), cột chống Hệ thống nay thường được làm bằng thép hình, trong đó các dầm văn chịu lực nén của áp lực đất từ các tường đối diện nhau, các cột chống đỡ dầm, giữ ổn định cho dầm, giảm chiều dài tính toán cho dầm văng

Hình 1-2: Hệ văng chống tường tầng hầm

Trình tự thi công theo phương pháp văng chống như sau [4]:

9

1 Thi công các cột chống giữa

2 Đào đất giai đoạn 1

3 Thi công hệ dầm bo phía trên bề mặt đào đất, sau đó lắp đặt hệ văng chống ngang

4 Lặp lại các bước 2 và 3 cho tới chiều sâu thiết kế

5 Thi công hệ kết cấu móng công trình

6 Tháo dỡ hệ văng chống ngay trên móng

7 Thi công hệ sàn tầng hầm

8 Lặp lại các bước 6 và 7 cho tới khi hoàn thành thi công sàn tầng trệt

Hình 1-3: Hình ảnh thi công bằng phương pháp văng chống

10

Ưu điểm:

 Thi công đơn giản, sơ đồ làm của hệ văng chống rõ ràng, dễ tính toán

 Có thể luân chuyển được vật liệu làm hệ văng chống ngang

 Có thể áp dụng được với nhiều dạng hố đào, đất nền, với các chiều sâu hố đào khác nhau

1.2.2.3 Phương pháp neo trong đất

Để khắc phục những nhược điểm của phương pháp văng chống, người ta dùng các neo

bê tông để giữ tường chắn Thanh neo là một loại thanh chịu kéo kiểu mới, một đầu thanh liên kết với kết cấu công trình hoặc tường cọc chắn đất, đầu kia neo chặt vào trong đất hoặc tầng nham của nền đất để chịu lực nâng lên, lực kéo nhổ, lực nghiêng lật hoặc áp lực đất, áp lực nước của tường chắn, nó lợi dụng lực neo giữ của tầng đất

để duy trì ổn định của công trình [1]

Trình tự thi công theo phương pháp neo như sau [4]:

1 Đào đất giai đoạn 1

2 Khoan lỗ neo

3 Lắp đặt cáp

4 Bơm vữa

5 Kéo căng dự ứng lực và khóa đầu neo

6 Tiếp tục đào đất giai đoạn 2

7 Lặp lại các bước từ 2 đến 6 cho tới khi đến chiều sâu thiết kế

8 Thi công móng công trình

9 Tuần tự thi công hệ dầm sàn tầng hầm từ móng lên đến sàn tầng trệt

11

Hình 1-4: Hình ảnh thi công bằng phương pháp neo

Ưu điểm:

 Hiệu suất đào đất và thi công tầng hầm cao

 Thời gian thi công ngắn

 Công nghệ thi công phức tạp, giá thành cao

1.2.2.4 Phương pháp đào đảo

Đối với những hố móng rộng, có thể áp dụng phương pháp này, kết hợp với phân vùng thi công để đẩy nhanh tiến độ thi công phần ngầm

Trình tự thi công theo phương pháp đào đảo như sau [4]:

1 Đào đất ở khu vực giữa hố móng và giữ lại đất khu vực gần tường chắn

2 Thi công kết cấu ở giữa

5 Dỡ bỏ hệ văng chống, hoàn thành thi công tầng hầm

Hình 1-5: Hình ảnh thi công bằng phương pháp đào đảo

13

Ưu điểm:

 Hiệu suất đào đất và thi công tầng hầm cao

 Thời gian thi công ngắn

 Cần ít thanh chống hơn so với so với phương pháp văng chống, do đó giảm chi phí cho lắp đặt và tháo dỡ thanh chống, hạn chế được những nhược điểm do hệ văng chống dày gây ra

 Có thể áp dụng với hố đào có chiều sâu lớn, địa tầng có mực nước ngầm cao (gây khó khăn cho neo trong đất)

1.2.2.5 Phương pháp thi công Topdown

Những phương pháp thi công vừa trình bày phía trên, nói chung đều được thực hiện tuần tự từ dưới lên trên: Đào đất, thi công móng, thi công dầm sàn các tầng hầm, dỡ bỏ

hệ neo, chống, hoàn thành thi công tầng hầm Tất cả những phương pháp ấy đều được gọi là phương pháp thi công Bottom-up: Thi công từ dưới lên

Ngược lại với phương pháp Bottom-up, phương pháp thi công Top-down sẽ thi công

hệ dầm sàn tầng hầm ngay sau khi đào đất Hệ dầm sàn này là kết cấu của công trình,

sẽ thay thế hệ văng chống tạm bằng thép hình trong phương pháp văng chống ngang

để chống lại áp lực đất sau tường chắn Theo đó, việc thi công phần ngầm sẽ hoàn thành cùng với việc kết thúc thi công đào đất Việc thi công phần ngầm được thực hiện

từ trên xuống dưới và ngược với trình tự thi công móng thông thường Chính vì vậy

mà phương pháp này được gọi là Top-down

Công nghệ thi công Top-down thực ra không phải là một công nghệ mới trên thế giới, tuy nhiên, ở Việt Nam thì nó mới được áp dụng trong khoảng từ 20 năm nay trở lại đây Công trình đầu tiên là ở Việt Nam được thực hiện với công nghệ này là

14

Harbourview - Nguyễn Huệ (1993-1994) do công ty Bachy Solatance (Pháp) thi công

Từ đó tới nay, chúng ta đã học hỏi, tiếp thu và đã có nhiều nhà thầu trong nước có đủ năng lực thi công tầng hầm nhà cao tầng bằng công nghệ Top-down Ở Hà Nội hiện nay đã có nhiều công trình được thi công bằng công nghệ Top-down

Trình tự thi công theo phương pháp Top-down như sau [4]:

1 Thi công tường trong đất

2 Thi công cọc nhồi, thi công luôn những cột chống bằng thép hình cùng với cọc

3 Đào đất giai đoạn 1

4 Thi công sàn tầng trệt

5 Bắt đầu thi công kết cấu phần thân

6 Đào đất giai đoạn 2, thi công sàn tầng hầm 2

7 Lặp lại quy trình tương tự cho đến khi đạt độ sâu thiết kế

8 Thi công sàn tầng hầm, đài, giằng móng Hoàn thành thi công tầng hầm

9 Tiếp tục thi công kết cấu phần thân tới khi hoàn thành

Hình 1-6: Trình tự thi công Topdown

15

Hình 1-7: Hình ảnh thi công bằng phương pháp Topdown Tùy vào đặc điểm hố đào, điều kiện thi công , phương pháp thi công Top- down có thể được áp dụng linh hoạt thành bán top-down (semi Top-down):

 Dạng 1: Lợi dụng độ cứng của tường chắn, đào mở hố móng tới cốt sàn tầng hầm

1, thi công sàn tầng hầm 1 làm hệ chống ngang, sau đó đào đất và thi công các tầng hầm bên dưới theo trình tự của thi công top-down

 Dạng 2: Thi công phần dầm sàn bo quanh tường vây làm hệ chống ngang, ở phần trung tâm, nơi bố trí hệ lõi cứng của tòa nhà vẫn được thi công theo phương pháp truyền thống: Đào đất cục bộ tại khu lõi cứng, thi công đài thang máy trung tâm, hệ lõi cứng từ dưới lên

Ưu điểm:

 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 neo, chống truyền thống có thể cần 45 đến 60 ngày Chiều sâu tầng hầm càng tăng thì hệ neo chống càng phức tạp, thời gian thi công càng kéo dài

 Không phải chi phí cho hệ thống neo, chống phụ

 Liên kết giữa dầm, sàn và cột, vách khó thi công

 Thi công đất trong không gian kín khó thực hiện cơ giới hoá, đào đất chậm

 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

1.3 Kết cấu chắn giữ hố đào

Vấn đề quan trọng trước khi đào là thiết kế kết cấu chắn giữ thành hố Thực tế chứng

tỏ rằng công nghệ thi công và trình tự xây dựng có ảnh hưởng lớn đến trị số và đặc trưng phân bố nội lực trong kết cấu chắn đất và chuyển vị của chúng Khi chọn kết cấu tường chắn thích hợp và trình tự thi công đúng đắn sẽ giảm thiểu nội lực và chuyển vị của tường

1.3.1 Phân loại tường chắn hố đào

Tường chắn hố đào có các loại chủ yếu sau [3]:

(1) Tường chắn bằng xi măng đất trộn ở tầng sâu: Trộn cưỡng chế đất với xi măng thành cọc xi măng đất, sau khi đóng rắn lại sẽ thành tường chắn có dạng bản liền khối đạt cường độ nhất định, dùng cho loại hố đào có độ sâu 3 - 6m;

(2) Cọc bản thép: dùng thép máng, thép sấp ngửa móc vào nhau hoặc cọc bản thép khóa miệng bằng thép hình với mặt cắt chữ U và chữ Z.Dùng phương pháp đóng hoặc rung để hạ chúng vào trong đất, sau khi hoàn thiện nhiệm vụ chắn giữ, có thế thu hồi

sử dụng lại, dùng cho loại hố móng có độ sâu từ 3-10m

Trên thị trường thế giới người ta đã dùng cọc bản PVC thay thép

17

(3) Cọc bản bê tông cốt thép có mặt cắt chữ U, C… dài 6 - 20m, sau khi đóng cọc xuống đất, trên đỉnh cọc đổ một dầm mũ bằng bê tông cốt thép để đặt thanh chống hoặc thanh neo, dùng cho loại hố móng có độ sâu 3-15m;

Ở nước ta đã sản xuất bản cọc bản bằng BTCT ứng suất trước

(4) Tường chắn bằng cọc khoan nhồi: đường kính 600-1000m, cọc dài 15 - 30m, làm thành tường chắn theo kiểu hàng cọc, trên đỉnh cũng đổ dầm vòng bằng BTCT, dùng cho loại hố móng có độ sâu 6 – 13m, có khi đến 25m

(5) Tường liên tục trong đất: sau khi đào thành hào móng thì đổ bê tông, làm thành tường chắn đất bằng bê tông cốt thép có cường độ tương đối cao, dùng cho hố móng

có độ sâu 10m trở lên hoặc trong trường hợp điều kiện thi công tương đối khó khăn

Có thể làm tường bằng kết cấu tấm BTCT lắp ghép

(6) Giếng chìm và giếng chìm hơi ép: trên mặt đất hoặc trong hố đào nông có nền được chuẩn bị đặc biệt, ta làm tường vây cảa công trình để hở ở phía trên và phía dưới Phía bên trong công trình (trong lòng của giếng) đặt các máy đào đất, và dùng cần trục

để chuyển đất đào được ra khỏi giếng Cũng có thể đào đất bằng phương pháp thuỷ lực Dưới tác dụng của lực trọng trường (trọng lượng bản thân của giếng) công trình sẽ

hạ sâu vào đất Để giảm lực ma sát ở mặt ngoài giếng có thể dùng phương pháp xói thuỷ lực, làm lớp vữa sét quanh mặt ngoài giếng và đất, sơn lên mặt ngoài lớp sơn chống ma sát v.v

Sau khi giếng đã hạ đến độ sâu thiết kế sẽ thi công bịt đáy và làm các kết cấu bên trong từ dưới lên trên: cột, sàn, móng thiết bị, v.v

Trừ loại tường chắn loại (1) và (2), các loại tường chắn còn lại thường được sử dụng khi thi công hố đào và nhiều trường hợp còn làm tường vĩnh cửu cho công trình ngầm Kết cấu tường chắn giữ hố đào sau có thể phân loại theo :

 Phương thức đào hố

 Đặc điểm chịu lực

 Chức năng kết cấu

18

1.3.2 Chắn giữ bằng cọc xi măng đất

Cọc trộn dưới sâu là một phương pháp mới để gia cố nền đất yếu, nó sử dụng xi măng, vôi, v.v để làm chất đóng rắn, nhờ vào máy trộn dưới sâu để trộn cưỡng bức đất yếu với chất đóng rắn (dung dịch hoặc dạng bột), lợi dụng một loạt phản ứng hoá học - vật

lý xảy ra giữa chất đóng rắn với đất, làm cho đất mềm đóng rắn lại thành một thể cọc

có tính chỉnh thể, tính ổn định và có cường độ nhất định [1]

Phương pháp trộn dưới sâu thích hợp với các loại đất được hình thành từ các nguyên nhân khác nhau như đất sét dẻo bão hòa, bao gồm bùn nhão, đất bùn, đất sét và đất bột,… Độ sâu gia cố từ mấy mét cho đến 50 – 60m

Ngoài chức năng ổn định thành hố đào, trụ đất xi măng còn được dùng trong các trường hợp sau:

 Giảm độ lún công trình;

 Tăng khả năng chống trượt mái dốc;

 Tăng cường độ chịu tải của nền đất;

 Giảm ảnh hưởng chấn động đến công trình lân cận;

 Tránh hiện lượng biến loang (hoá lỏng) của đất rời;

 Cô lập phần đất bị ô nhiễm

Phương pháp thi công:

Hình 1-8: Trình tự thi công cọc xi măng đất

1 Định vị, 2 Đưa máy xuống chuẩn bị trộn, 3 Phun trộn, nâng lên,

4 Trộn lại từ trên xuống, 5 Trộn ngược lên, 6 Hoàn thành

19

 Định vị giá cọc và đảm bảo độ thẳng đứng: đưa giá cọc trộn dưới sâu vào vị trí chỉ định, đối chiếu cho đúng tâm Khi cốt cao ở hiện trường không phù hợp với cốt thiết kế yêu cầu hoặc lồi lõm không phẳng thì phải đào và san phẳng sẵn từ trước Khi thi công, sai số vị trí cọc phải nhỏ hơn 5cm, sai số độ thẳng đứng cọc không quá 1%

 Máy đi xuống chuẩn bị trộn: chờ cho nước làm mát trong máy trộn tuần hoàn bình thường, khởi động môtơ của máy trộn, thả lỏng dây cáp của máy trục để cho máy trộn cắt đất và tụt dần xuống theo giá dẫn hướng Tốc độ tụt xuống có thể điều chỉnh bằng ampe kế ở môtơ, cường độ dòng điện công tác không được quá 70A, nếu tốc độ xuống chậm quá có thể bổ sung nước trong vào hệ thống chuyển vữa để

 Trộn lại hoặc bơm vữa lại: khi máy trộn nâng lên đến cốt mặt đỉnh của độ sâu gia

cố đã thiết kế thì vữa xi măng ở trong phễu phải vừa vặn hết Để làm cho đất và xi măng được trộn đều, có thể lặp lại lần nữa cho đầu trộn vừa quay vừa hạ xuống, cho đến độ sâu gia cố theo thiết kế, rồi lại cho đầu trộn nâng lên đến mặt đất Cũng có khi dùng phương pháp trộn lặp lại (tức là bơm vữa lần thứ 2) Lần thứ nhất bơm vữa cho đến cốt mặt đỉnh, bơm hết 60% tổng lượng vữa, lại cho đầu trộn vừa trộn vừa lụt vào trong đất cho đến độ sâu thiết kế, lại cho đầu trộn vừa nâng lên vừa trộn và bơm tiếp cho hết số 40% vữa còn lại Trong khi trộn có bơm vữa thì tốc

độ nâng lên không được quá 0,5 m/phút

 Chuyển vị trí: chuyển giá cọc đến vị trí của cọc tiếp sau

1.3.3 Tường cọc bê tông cốt thép

Phương pháp này sẽ tạo ra những hàng cọc làm việc như tường chắn đất, có thể là cọc thi công tại chỗ hoặc cọc bê tông đúc sẵn Phương pháp cọc thi công tại chỗ có thể phân thành 3 loại như sau:

20

Tường cọc đúc tại chỗ: Khoan đào lỗ cọc tới độ sâu thiết kế bằng máy khoan xoắn ốc,

đổ bê tông cọc, hạ lồng thép hoặc thép hình Đường kính cọc trong khoảng từ 30-60

cm Quy trình thi công được minh họa theo hình 1.10

Hình 1-9: Trình tự thi công cọc đúc tại chỗ Tường cọc nhồi bê tông cốt thép: Khoan đào lỗ cọc tới độ sâu thiết kế, trong khi khoan

lỗ, giữ thành hố khoan bằng dung dịch bentonite Sau khi khoan tạo lỗ xong, hạ lồng thép, đổ bê tông cọc qua ống tremi bằng phương pháp vữa dâng, đồng thời thu hồi dung dịch bentonite Nếu khoan tạo lỗ trong ống casing thì không cần phải dùng dung dịch giữ thành hố khoan Đường kính cọc trong khoảng từ 60-200 cm Trình tự thi công tường cọc nhồi bê tông cốt thép:

1 Công tác trắc địa định vị lỗ khoan;

21

Hình 1-10: Trình tự thi công cọc đúc tại chỗ

1.3.4 Chắn giữ bằng tường liên tục trong đất

Khái niệm: Công nghệ thi công tường liên tục trong đất là dùng các máy đào đặc biệt

để đào móng, có sử dụng dung dịch giữ thành hố đào (sét bentonite, dung dịch SuperMud ) thành những đoạn hào với độ dài nhất định; sau đó đem lồng cốt thép đã chế tạo sẵn trên mặt đất đặt vào trong móng Dùng ống dẫn đổ bê tông vào từng đoạn tường, nối các đoạn tường lại với nhau bằng các đầu nối đặc biệt (như ống nối tường, hoặc hộp đấu nối ) hình thành một bức tường liên tục trong đất bằng bêtông cốt thép

[1]

Hiện nay công nghệ tường trong đất được áp dụng khá rộng rãi, linh hoạt với nhiều loại chiều dày tường: 0.6m, 0.8m, 1.0m, 1.2m tùy thuộc vào chiều sâu hố đào, điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn

Trình tự thi công:

1 Thi công tường dẫn hướng

2 Đào đất theo tường dẫn hướng

3 Làm sạch đáy lỗ khoan và đặt gioăng chống thấm

22

 Độ cứng tường lớn, do đó biến dạng tường nhỏ

 Có thể linh hoạt thay đổi chiều dày, chiều sâu tường, thích hợp với nhiều loại đất nền

 Khả năng chống thấm cao

 Bản thân tường cùng với kết cấu sàn móng làm việc đồng thời như một hệ móng cọc, tối ưu sự làm việc của kết cấu móng và phần ngầm

Nhược điểm:

 Chi phí cao, máy móc thiết bị cồng kềnh, thời gian thi công kéo dài

 Những hệ thống thiết bị đi kèm (ví dụ như bể chứa bùn sét) chiếm một diện tích lớn

 Phương pháp này không thể áp dụng cho đất dạng cuội sỏi

 Khó thi công khi gặp cát chảy

 Việc xử lý bùn thải làm tăng chi phí cho công trình

 Vấn đề sụt lở thành hố đào Khi mực nước ngầm dâng lên nhanh mà mặt dung dịch giữ thành giảm mạnh, trong tầng trên có kẹp lớp đất cát tơi xốp, mềm yếu, việc quản lý thi công không thoả đáng đều có thể dẫn đến sụt lở thành móng, lún mặt đất xung quanh

1.3.5 Chắn giữ bằng tường cọc thép hình kết hợp ván gỗ lát ngang

Trình tự thi công tường cừ như sau [4]:

1 Hạ cọc thép hình vào đất

2 Lắp đặt hệ ván lát ngang song song với quá trình đào đất

3 Lắp đặt các thanh chống ngang (nếu cần)

4 Kết thúc đào đất, thi công tường tầng hầm, lần lượt tháo dỡ các thanh chống ngang sau khi thi công sàn tầng hầm

5 Hoàn thành thi công tầng hầm

6 Thu hồi cọc thép

 Đất nền ít bị xáo trộn khi nhổ cọc so với giải pháp cừ ván thép

 Có thể gia cường mũi cọc trong trường hợp sử dụng trong cuội sỏi

 Khả năng luân chuyển cao

Nhược điểm:

 Khả năng chống thấm kém, khi thi công trong đất hạt rời với mực nước ngầm cao, cần có biện pháp hạ mực nước ngầm

 Hạ cọc bằng phương pháp đóng gây tiếng ồn và rung động lớn

 Việc hạ cọc làm chặt đất nền bên dưới móng, có thể gây lún không đều cho công trình lân cận

 Nếu hạ cọc bằng khoan tạo lỗ trước thì cần phải lấp đất sau khi hạ cọc Lấp đất không chặt có thể gây ảnh hưởng đến các công trình lân cận

 Phải lấp đất khoảng trống giữa tường chắn và đất xung quanh

 Việc nhổ cọc sẽ làm xáo trộn đất nền xung quanh cọc

24

1.3.6 Tường cọc ván thép

Tường cọc ván thép cho đến nay được sử dụng rộng rãi làm tường chắn tạm trong thi công hố móng Nó có thể được ép bằng phương pháp búa rung gồm một cần trục bánh xích và cơ cấu rung ép hoặc máy ép thuỷ lực dùng chính ván cừ đã ép làm đối trọng Phương pháp này rất thích hợp khi thi công trong thành phố và trong đất yếu có mực nước ngầm cao (vì nó vừa chắn được đất và ngăn được nước)

Trình tự thi công tường cừ như sau [4]:

1 Hạ cừ thép vào đất

2 Tiến hành đào đất giai đoạn 1

3 Lắp đặt hệ dầm bo, thanh chống ngang

4 Tiếp tục đào đất giai đoạn tiếp theo

5 Lặp lại bước 3 và bước 4 tới khi đạt độ sâu thiết kế

6 Hoàn thành đào đất, thi công móng công trình

7 Thi công trường tầng hầm, tháo dỡ hệ thanh chống song song với việc thi công sàn tầng hầm

8 Hoàn thành thi công tầng hầm

9 Tháo dỡ cừ thép

 Khả năng luân chuyển cao

 Dễ dàng lắp đặt các cột chống đỡ trong lòng hố đào hoặc thi công neo trong đất

 Độ cứng lớn hơn so với giải pháp tường cọc ván ngang

Nhược điểm:

26

 Do điều kiện hạn chế về chuyên chở và giá thành nên ván cừ thép thông thường chỉ

sử dụng có hiệu quả khi hố đào có chiều sâu ≤ 6m

 Nước ngầm, nước mặt dễ dàng chảy vào hố đào qua khe tiếp giáp hai tấm cừ tại các góc hố đào nếu thi công không tốt, là ngụyên nhân gây lún sụt đất lân cận hố đào và gây khó khăn cho quá trình thi công tầng hầm

 Quá trình hạ cừ gây những ảnh hưởng nhất định đến đất nền và công trình lân cận

 Rút cừ trong điều kiện nền đất dính thường kéo theo một lượng đất đáng kể ra ngoài theo bụng cừ, vì vậy có thể gây chuyển dịch nền đất lân cận hố đào

1.4 Tải trọng tác dụng lên kết cấu chắn giữ

Tải trọng tác động vào kết cấu thông thường có thể chia làm 3 loại:

 Tải trọng vĩnh cửu (tải trọng tĩnh): là tải trọng mà trong thời gian sử dụng kết cấu không biến đổi trị số, hoặc biến đổi của chúng so với trị số bình quân có thể bỏ qua không tính Ví dụ như trọng lượng bản thân kết cấu, áp lực của đất v.v

 Tải trọng khả biến (tải trọng động): là tải trọng mà trong thời gian sử dụng kết cấu

có biến đổi trị số mà trị số biến đổi của chúng so với trị số bình quân không thể bỏ qua được Ví dụ tải trọng động mặt sàn, ôtô, cần trục hoặc tải trọng xếp đống vật liệu v.v

 Tải trọng ngẫu nhiên: là tải trọng mà trong thời gian xây dựng và sử dụng kết cấu không nhất định xuất hiện, nhưng hễ có xuất hiện thì trị số rất lớn và thời gian duy trì tương đối ngắn Ví dụ lực động đất, lực phát nổ, lực va đập v.v

Tải trọng tác động lên kết cấu chắn giữ chủ yếu có [1]:

28

Qua sự phân tích ở chương 1, có thể nhận thấy rằng biện pháp chống đỡ hố đào sâu trong thi công tầng hầm nhà cao tầng ở Hà Nội hiện nay phổ biến là sử dụng tường trong đất bởi độ cứng tường lớn nên chuyển vị nhỏ Nhất là với những hố đào có chiều sâu lớn (h ≥ 6m) thì biện pháp này được ưu tiên sử dụng để đảm bảo an toàn Tuy nhiên, thời gian thi công của tường trong đất lại tương đối dài, máy móc thiết bị cồng kềnh và chi phí lại cao Trong khi đó, biện pháp chống đỡ hố đào bằng cừ Larsen lại

có thời gian thi công ngắn hơn, khả năng luân chuyển cao, giá thành lại thấp hơn Nhưng cừ Larsen lại có nhược điểm là độ cứng không cao, dễ bị chuyển vị khi hố đào sâu (h ≥ 6m) hoặc gặp đất lớp đất yếu ở dưới

Vậy muốn sử dụng cừ Larsen để chống đỡ hố đào sâu (h ≥ 6m) trong thi công tầng hầm để vừa tiết kiệm được chi phí, vừa đảm bảo được độ an toàn thì cần phải có biện pháp kết hợp để tăng độ cứng của cừ Larsen như sử dụng 2 lớp cừ Larsen sát nhau, hoặc kết hợp sử dụng văng chống có dùng 1 lực kích tác dụng vào văng chống để làm giảm chuyển vị của cừ Larsen…

2.1 Một số nhân tố ảnh hưởng đến sự phân bố áp lực lên tường chắn

2.1.1 Độ cứng của tường

Sự phân bố áp lực đất tính toán lên tường chắn phụ thuộc vào độ cứng của tường:

Hình 2-1: Phân bố áp lực đất lên tường cứng (a) và tường mềm (b)

29

2.1.2 Ảnh hưởng của chuyển vị tường

Ảnh hưởng của chuyển vị tường chắn đối với áp lực đất đại thể có mấy loại tình huống

30

2.1.3 Ảnh hưởng của kết cấu chắn giữ

Petros Pxanthakos (Mỹ) nêu ra 4 loại kết cấu chắn giữ có quan hộ với áp lực dất lên

tường như trinh bày trên hình 2-3 [3]:

 Không có thanh chống, chân tường ngàm cố định (hình 2-3a);

 Có một tầng thanh chống và chân tường ngàm cố định (hình 2-3b);

 Có một tầng thanh chống, chân tường xem là tự do (hình 2-3c);

 Có nhiều tầng thanh chống (hình 2-3d)

Hình 2-3: Phân bố áp lực đất lên 4 loại tường chắn giữ hố đào

2.1.3.1 Ảnh hưởng của quá trình thi công đào + chống/neo

Áp lực đất lên tường chắn của hố đào có quan hệ đến quá trình thi công đào, chống hoặc neo tường cùng với tính chất của đất và loại hình kết cấu chắn giữ Trên hình 2-4 trình bày việc thi công tường chắn bằng cọc bản có 2 tầng thanh chống vào trong đất

sét yếu [3]: