Nghiên cứu các biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng chung cư nhà cao tầng khu đo thị mới xa la hà đông hà nội

Là một người kỹ sư xây dựng công trình ngầm làm trong công tác thiết kế bản thân tôi cũng mong muốn tìm hiểu học hỏi để nâng cao trình độ trong nghề nghiệp, chuyên môn của mình cũng như

PHẠM ANH TUẤN

NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ MÓNG CHUNG CƯ NHÀ CAO TẦNG - KHU ĐÔ THỊ MỚI XA LA - HÀ ĐÔNG - HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

HÀ NỘI - 2013

L ỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Hà nội, ngày tháng năm 2013

Tác giả

Ph ạm Anh Tuấn

LỜI CẢM ƠN

Để thực hiện thành công, công trình nghiên cứu này Tác giả đã được

sự chỉ dẫn tận tình của các Thầy Cô trong Trường đại học Mỏ - Địa chất và đặc biệt là các Thầy trong Bộ môn Xây dựng công trình ngầm và mỏ

Tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy giáo GS.TS Võ Trọng Hùng đã hết lòng quan tâm, giúp đỡ, hướng dẫn tạo mọi điều kiện để tác giả hoàn thành công việc nghiên cứu đề tài khoa học của mình

Xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo trường đại học Mỏ - Địa chất, khoa Sau Đại học và các Thầy trong Bộ môn Xây dựng công trình ngầm và

mỏ đã tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành khoá học của mình

Tác giả xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Công ty Cổ Phần tư vấn Sông Đà, Phòng chuyên ngành nơi tác giả công tác đã tạo điều kiện cho tác giả trong suất quá trình tham gia khoá học vừa qua

Tác giả xin bày tỏ lòng cảm ơn chân thành đến người thân, các bạn bè đồng nghiệp đã khích lệ, động viên và giúp đỡ tác giả trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn!

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH VẼ ĐỒ THỊ

MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Lý do chọn đề tài 1

3 Mục đích nghiên cứu đề tài 2

4 Phạm vi nghiên cứu đề tài 2

5 Nội dung nghiên cứu của đề tài 2

6 Phương pháp nghiên cứu đề tài 2

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN CHUNG VỀ BỜ HỐ MÓNG CÁC NHÀ CAO TẦNG 4

1.1 Vai trò và đặc điểm của bờ hố móng các nhà cao tầng 4

1.1.1 Hình dạng bờ hố móng 4

1.1.2 Hình thức chống giữ bờ hố móng 5

1.2 Sự cố đối với bờ hố móng 5

1.3 Nguyên nhân dẫn đến sự cố bờ hố móng 6

1.3.1 Vấn đề khảo sát hố móng 7

1.3.2 Vấn đề thiết kế hố móng 8

1.3.3 Vấn đề thi công hố móng xây dựng 9

1.4 Xử lý sự cố bờ hố móng 11

1.5 Tình hình xây dựng bờ hố móng các nhà cao tầng tại thành phố Hà Nội hiện nay 11

CHUNG CƯ NHÀ CAO TẦNG 13

2.1 Biện pháp gia cố đất nền khu vực thi công hố móng 13

2.1.1 Chất tải gia cố đất nền 13

2.1.2 Phun phụt vữa gia cố đất nền 13

2.1.3 Phương pháp gia cố silic hóa 13

2.1.4 Phương pháp đóng băng nhân tạo 14

2.2 Biện pháp làm khô bờ hố móng 14

2.3 Biện pháp chống giữ bờ hố móng 17

2.3.1 Sử dụng hệ thép hình kết với ván gỗ lát ngang 18

2.3.2 Sử dụng tường cừ thép 19

2.3.3 Giữ ổn định bờ hố đào bằng cọc đổ tại chỗ 20

2.3.4 Sử dụng tường chắn cọc trộn xi măng - đất 21

2.3.5 Sử dụng tường vây bê tông cốt thép đổ tại chỗ 22

2.3.6 Sử dụng neo trong đất - neo cáp 25

2.5 Nhận xét chương 2 26

CHƯƠNG 3 : BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ MÓNG CÁC CHUNG CƯ CAO TẦNG, KHU ĐÔ THỊ MỚI XA LA - HÀ ĐÔNG - HÀ NỘI 28

3.1 Giới thiệu tóm tắt quy mô dự án Xa La - Hà Đông - Hà Nội 28

3.2 Điều kiện địa chất - đất nền tại Thành Phố Hà Nội và khu vực đô thị Xa La .30

3.2.1 Tóm tắt điều kiện địa chất - đất nền tại Thành Phố Hà Nội 30

3.2.2 Khảo sát địa chất tại khu vực trong khu đô thị mới Xa La 32

3.3 Phân tích các điều kiện để đưa ra biện pháp đảm bảo an toàn 34

3.4 Giải pháp lựa chọn - tường liên tục trong đất 35

3.5 Biện pháp thi công tường trong đất 35

3.6.2 Tính toán tường liên tục trong đất theo phương pháp đàn hồi 41

3.6.3 Phương pháp tính lực trục thanh chống, nội lực thân tường biến đổi theo quá trình đào móng 43

3.6.4 Phương pháp phần tử hữu hạn - Phương pháp gia số 46

CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH NHÀ CT4 50

4.1 Công trình nhà CT4 - Trong khu đô thị mới Xa La 50

4.2 Các dạng tải trọng và cách xác định 51

4.3 Tính toán kết cấu tường vây trong đất nhà CT4 trong giai đoạn thi công 53

4.4 Kết quả tính toán thử nghiệm 64

4.5 Kiểm nghiệm tính toán cho trường hợp bất lợi 64

4.5.1 Trường hợp 1 - Thay đổi chiều sâu ngàm của tường vào trong đất 64 4.5.2 Trường hợp 2 -Thay đổi chiều dày của tường 68

4.5.3 Trường hợp 3: Thay đổi vị trí mực nước ngầm 72

4.6 Phân tích đánh giá các trường hợp khảo sát 76

4.7 Nhận xét chương 4 78

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79

1 Kết luận 79

2 Kiến nghị 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

Bảng1.3 Thống kê một số nhà cao tầng với hố móng sâu 12

Bảng 2.1 Các giải pháp tương ứng với chiều sâu hố đào 18

Bảng 3.1 Cấu tạo địa tầng Thành phố Hà Nội 30

Bảng 3.2 Các dạng nền tự nhiên trong khu vực thành phố Hà Nội 31

Bảng 3.3 Một số loại gầu thùng của hãng Bachy 36

Bảng 4.1 Bảng tải trọng và tác động 53

Bảng 4.2 Đặc trưng vật liệu của lớp đất 2 54

Bảng 4.3 Đặc trưng vật liệu của lớp đất 3 55

Bảng 4.4 Đặc trưng vật liệu của lớp đất 4 55

Bảng 4.5 Đặc trưng vật liệu của lớp đất 5 56

Bảng 4.6 Đặc trưng vật liệu của lớp đất 6 56

Bảng 4.7 Đặc trưng vật liệu của lớp đất 7 57

Bảng 4.8 Đặc trưng vật liệu của tường chắn 57

Bảng 4.9 Đặc trưng vật liệu của thanh chống 57

Bảng 4.10 Giá trị chuyển vị lớn nhất của tường 67

Bảng 4.11 Giá trị chuyển vị lớn nhất của tường khảo sát với trường hợp2 71 Bảng 4.12 Giá trị chuyển vị lớn nhất của tường trường hợp 3 75

Hình 2.1 Sử dụng rãnh và hố thu nước để thoát nước 15

Hình 2.2 Hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc 16

Hình 2.3 Hạ mực nước ngầm bằng phương pháp điện thấm 17

Hính 2.4 Năm loại tường cừ chống giữ bờ hố móng 17

Hình 2.5 Chắn giữ bờ hố móng bằng tường liên tục trong đất 23

Hình 2.6 Giữ ổn định thành hố đào bằng neo cáp trong đất 26

Hình 3.2 Hình ảnh về gầu đào và gầu phá để thi công tường 36

Hình 3.3 Sơ đồ phân bố thực tế áp lực đất 37

Hình 3.4 Sơ đồ tính toán theo phương pháp Sachipana 40

Hình 3.5 Sơ đồ tính toán theo phương pháp đàn hồi 42

Hình 3.6 Sơ đồ tính toán theo phương pháp tính lực trục thanh chống 44

Hình 3.7 Một số công trình tính bằng phần mềm Plaxis 49

Hình 4.1 Hình vẽ phối cảnh toà nhà CT4 - Khu đô thị Xa La 50

Hình 4.2 Hình vẽ hố móng nhà CT4 - Khu đô thị Xa La 51

Hình 4.3 Sơ đồ tính toán 58

Hình 4.4 Các giai đoạn tính toán 58

Hình 4.5 Chuyển vị ngang và mômen của tường giai đoạn 1 59

Hình 4.6 Chuyển vị ngang và mômen của tường giai đoạn 2 60

Hình 4.8 Chuyển vị ngang và mômen của tường giai đoạn 4 62

Hình 4.9 Chuyển vị ngang và mômen của tường giai đoạn 5 63

Hình 4.10 Sơ đồ tính toán cho trường hợp 1 65

Hình 4.11 Quá trình tính toán cho trường hợp 1 qua các giai đoạn 65

Hình 4.12 Chuyển vị ngang và mômen của tường 66

Hình 4.13 Biểu đồ quan hệ giữa chiều sâu và chuyển vị ngang của tường 68

Hình 4.14 Sơ đồ tính toán cho trường hợp 2 69

trường hợp 2 70

Hình 4.17 Biểu đồ quan hệ giữa chiều dày và chuyển vị ngang của tường 72

Hình 4.18 Sơ đồ tính toán cho trường hợp 3 73

Hình 4.19 Quá trình tính toán đối với trường hợp 3 qua các giai đoạn 73

Hình 4.20 Giá trị lớn nhất chuyển vị ngang và mômen của tường 74

Hình 4.21 Biểu đồ quan hệ giữa vị trí mực nước ngầm và 76

chuyển vị ngang của tường 76

Hình 4.22 Hình ảnh công trình hoàn thành đi vào sử dụng khai thác 78

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Trong những năm gần đây nhiều nhà cao tầng có từ 1÷5 tầng hầm, hầm giao thông ngầm đã và đang được xây dựng ở Hà Nội đã làm thay đổi cơ bản

bộ mặt của thành phố, không những thể hiện sự phát triển kinh tế-xã hội của Thủ đô mà còn thể hiện sự phát triển công nghệ xây dựng Khai thác không gian ngầm giải quyết được nhiều vấn đề kinh tế - xã hội, đất đai xây dựng đô thị, môi trường… Xây dựng công trình ngầm đang trở thành một xu hướng tất yếu trong xây dựng các đô thị hiện đại

Thành phố Hà Nội nằm ở vùng đồng bằng châu thổ Sông Hồng, trên nền trầm tích địa chất Đệ Tứ có điều kiện địa chất công trình - địa chất thuỷ văn tương đối phức tạp Nằm gần bề mặt đất chủ yếu là các lớp đất mềm yếu, thêm vào đó Hà Nội là thành phố cổ 1000 năm tuổi với nhiều công trình thấp tầng có kết cấu yếu trong khi đó mật độ xây dựng ngày một tăng Vì vậy việc

đảm bảo an toàn cho bờ hố móng các nhà cao tầng xây dựng trong thành phố

là vấn đề cấp thiết

2 Lý do chọn đề tài

Chất lượng công trình là một vấn đề rất quan trọng Bộ xây dựng đã ban hành bản Quy định quản lí chất lượng công trình xây dựng, trong đó chỉ rõ những yêu cầu nhằm đảm bảo an toàn và chất lượng cho công trình đặc biệt là các bờ hố móng với hố đào sâu Trong thực tế xây dựng, những vấn đề chất lượng và sự cố công trình thường dễ xảy ra, nếu biết coi trọng và có biện pháp ngăn ngừa, xử lí sẽ làm giảm thiểu rất nhiều những rủi ro, tổn thất về người và của, chất lượng công trình được đảm bảo Là một người kỹ sư xây dựng công trình ngầm làm trong công tác thiết kế bản thân tôi cũng mong muốn tìm hiểu học hỏi để nâng cao trình độ trong nghề nghiệp, chuyên môn của mình cũng như góp một phần nhỏ bé vào công cuộc xây dựng phát triển đất nước Đó

chính là lý do quan trọng để tôi chọn đề tài “Nghiên cứu các biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng chung cư nhà cao tầng - khu đô thị mới Xa La -

Hà Đông - Hà Nội”

3 Mục đích nghiên cứu đề tài

Trên cơ sở khảo sát nghiên cứu các điều kiện địa chất, vấn đề xây dựng trong khu vực Đưa ra một giải pháp cụ thể để nâng cao chất lượng cũng như

đảm bảo an toàn cho bờ hố móng chung cư nhà cao tầng - khu đô thị mới Xa

La Hà Đông - Hà Nội, từ đó có thể áp dụng cho các công trình khác trong khu vực

4 Phạm vi nghiên cứu đề tài

Do thời gian cũng như điều kiện bản thân nên tôi chỉ nghiên cứu đề tài này ở phạm vi khu đô thị mới Xa La Hà Đông - Hà Nội, tính toán cụ thể với

bờ hố móng nhà CT4

5 Nội dung nghiên cứu của đề tài

- Tìm hiểu tổng qua về bờ hố móng các nhà cao tầng

- Nghiên cứu phân tích các biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng các nhà cao tầng

- Nghiên cứu, phân tích để đưa ra giải pháp cho khu đô thị Xa La

- Áp dụng, tính toán cho công trình nhà CT4

6 Phương pháp nghiên cứu đề tài

a Phương pháp nghiên cứu phân tích, lý luận tổng kết đánh giá

- Nghiên cứu tổng quan về bờ hố móng các nhà cao tầng, phân tích những giải pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng

- Tham khảo tư liệu của các chuyên ngành có liên quan đến việc đảm bảo an toàn cho bờ hố móng

- Lựa chọn giải pháp phù hợp với điều kiện địa chất, tính hình khu vực

b Phương pháp nghiên cứu thực tiễn

- Dùng phương pháp thu thập, quan sát, kết hợp với phần mền chuyên ngành địa kỹ thuật để tính toán thiết kế đảm bảo an toàn cho bờ hố móng

- Đưa ra 3 trường hợp bất lợi, trong quá trình thiết kế để tính toán cụ thể về tường chắn bờ hố móng

- Tổng kết đánh giá và đưa ra kết luận

7 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Trên thực tế vấn đề đảm bảo an toàn cho bờ hố móng các chung cư nhà

cao tầng với những điều kiện địa chất địa hình bất lợi là rất phức tạp, đòi hỏi chi phí lớn Vấn đề nghiên cứu cơ sở lý luận khoa học để đưa ra biện pháp hợp lí, an toàn kinh tế cho công tác xây dựng bờ hố móng có ý nghĩa thực tiễn

cao

8 Cấu trúc đề tài

Ngoài phần mở đầu và kết luận - kiến nghị, luận văn gồm 4 chương,

81 trang, 18 bảng biểu và 36 hình vẽ

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ BỜ HỐ MÓNG

CÁC NHÀ CAO TẦNG

1.1 Vai trò và đặc điểm của bờ hố móng các nhà cao tầng

Do hầu hết các nhà cao tầng đều phải bố trí móng, tầng hầm, các bể chứa ngầm phía dưới mặt đất ở một độ sâu nào đó Chính vì thế, phải xây dựng những hố móng với chiều sâu nhất định Bờ hố móng có thể được hiểu

là tường (vách) biên hố móng, có vai trò bảo vệ an toàn cho công tác đào đất, xây dựng công trình, ngăn cách nước xâm thực vào trong hố móng, trong quá quá trình thi công xây dựng [10]

1.1.2 Hình thức chống giữ bờ hố móng

a Về hình thức chống giữ có 2 hình thức

+ Bờ hố móng phải chống giữ

+ Bờ hố móng không cần chống giữ

Đối với những khu vực có khoảng trống rộng đủ tạo được mái dốc tự

ổn định nên trong quá trình thi công bờ hố móng có thể không cần chống giữ

(sự ổn định của bờ hố móng thỏa mãn các điều kiện được xác định theo các phương pháp tính ổn định mái dốc)

Bảng1.1 Độ dốc lớn nhất của bờ hố móng không cần chống giữ [7]

Loại đất đá Chiều sâu hố

Đá vụn rời

Đá chặt

1 : 1,25 1: 0.67 1: 0.67 1: 0,5

1 : 0,1 Thẳng đứng

- Mất ổn định thành (mái), sụt lở bờ hố móng

- Đẩy trồi đáy hố móng, bục nước vào trong hố móng

- Hư hỏng kết cấu chống giữ bờ hố móng như (nứt, tách, nứt tường, hoặc kết cấu bao che, ngăn cách )

Các sự cố trên có thể là cục bộ tại một vị trí nào đó cũng như toàn bộ

bờ hố móng công trình

1.3 Nguyên nhân dẫn đến sự cố bờ hố móng

Sự cố bờ hố móng là rất đa dạng như: Công tác khảo sát, thiết kế, thi công Các điều kiện địa chất, nước ngầm , khu vực xây dựng hố móng công

trình Các nguyên nhân gây ra sự cố có thể được tổng kết lại như sau:

a Nguyên nhân trong công tác khảo sát thiết kế

Công tác khảo sát không đầy đủ các điều kiện địa chất, nước ngầm, các công trình lân cận Làm cho công tác thiết kế đưa ra các giả thiết không

đúng, thiết kế lạc quan về cường độ của đất, đá và điều kiện nước ngầm khu

vực xây dựng công trình

b Nguyên nhân trong quá trình thi công xây dựng bờ hố móng

Chấn động phát sinh khi thi công:

- Các chấn động phát sinh khi rung hạ cừ, hạ ống vách để khoan cọc nhồi

- Khi thu hồi cừ ván thép, đất chuyển dịch vào các khe rỗng do cừ để lại gây ra lún dẫn đến sự cố

- Hiện tượng sập cục bộ thành rãnh đào và hố khoan khi thi công tường

cừ, cọc, tường chắn đổ tại chỗ có thể để lại các hốc nhỏ trong đất Các hốc với qui mô lớn hơn được hình thành khi đất bị cuốn trôi theo dòng chảy của nước vào hố móng qua khe hở giữa các tấm cừ hoặc qua các khuyết tật trên kết cấu cừ

- Hệ thống chống đỡ không đủ khả năng chịu lực, hoặc do hiện tượng trượt sâu của lăng trụ trượt đất bờ hố móng

- Các chuyển vị thẳng đứng (lún hoặc trồi) và chuyển vị ngang của đất

xảy ra khi thi công tường cừ hố đào

- Khi bơm hút nước để thi công hố đào, mực nước ngầm bị hạ thấp làm tăng độ lún của đất nền ở khu vực xung quanh

- Công tác đào đất hố móng khi thi công hố đào, đất nền ở khu vực xung quanh bị lún xuống, chuyển dịch ngang về phía hố đào gây ra sự cố

Từ những nguyên nhân trên có thể thấy, muốn thực hiện thành công một công trình hố móng, không để xảy sự cố phải đáp ứng được 3 yếu cầu chính sau: Công tác khảo sát chính xác, công tác thiết kế tiên tiến an toàn, công tác thi công phải được đảm bảo và được đào tạo huấn luyện có tay nghề cao Ba điểm này cũng chính là những nội dung chủ yếu trong việc đề phòng

và xử lí sự cố bờ hố móng Sau đây ta sẽ lần lượt phân tích các nguyên nhân

để tìm ra các biện pháp xử lí đảm bảo an toàn cho bờ hố móng công trình

1.3.1 Vấn đề khảo sát hố móng

Tài liệu khảo sát ở hiện trường xây dựng là căn cứ quan trọng để thiết

kế tính toán công trình hố móng Sai sót trong công tác khảo sát tất sẽ để lại

ẩn họa sự cố cho công trình Những vấn đề về khảo sát công trình hố móng

biểu hiện ở các mặt sau đây:

Không khảo sát thực địa hiện trường một cách thận trọng tỉ mỉ, mà là lợi dụng một cách máy móc các tài liệu khảo sát của các công trình cũ ở lân cận để chỉ đạo thiết kế thi công, công trình hố móng, gây ra tình trạng những

số liệu của khảo sát cung cấp về cấu tạo địa tầng, độ dày và các chỉ tiêu tính chất cơ lí của các lớp đất chênh lệch khá xa so với tình hình thực tế, làm cho việc tính áp lực đất bị sai lệch nghiêm trọng, cũng như độ an toàn của kết cấu chống giữ không được đầy đủ, đảm bảo

Tài liệu khảo sát không tường tận, chỉ đưa ra các chỉ tiêu cường độ đất

đá trong phạm vi hẹp Đơn vị khảo sát coi nhẹ công việc khảo sát địa chất

thủy văn, hệ số thấm của các tầng đất thường hay suy dẫn từ các số liệu kinh nghiệm ở địa phương, không làm thí nghiệm chuyên ngành cụ thể, dẫn đến sai lầm trong thiết kế

Việc xử lí số liệu khảo sát địa chất của đơn vị khảo sát có sai số lớn, lực dính kết, góc ma sát trong do báo cáo khảo sát cung cấp sai khác đối với thực tế làm cho thiết kế kết cấu chống giữ không an toàn

Báo cáo khảo sát bỏ qua không đánh giá về sự chứa nước ở tầng trên,

do đó làm cho người thiết kế, thi công không chú ý Sau khi đào hố móng, chênh lệch cột nước giữa trong và ngoài hố móng khá lớn, tạo ra thấm nước, bục nước, dẫn đến cát chảy, đất chảy vào hố móng gây ra sụp đổ thành hố móng

Khảo sát hố móng không điều tra rõ tính dãn nở của tầng đất, làm cho người thiết kế, thi công không chú ý Khi lấy số liệu tham số thiết kế và khi

xử lí trong thi công không tính đến sự co dãn của đất Trong quá trình đào hố móng, đất ở phần dưới ngấm nước nở ra, làm cho thành hố móng bị rạn nứt và sụp đổ

Điểm khảo sát hố móng bố trí quá ít, không điều tra rõ được lớp đất yếu

ở trong một giai đoạn nào đó của hiện trường Làm cho người thiết kế chỉ làm

một loại kết cấu chống giữ, không có chỗ xử lí đặc biệt dẫn đến khi thi công xẩy ra tình huống nguy hiểm

1.3.2 Vấn đề thiết kế hố móng

Thiết kế không chứng chỉ, thiết kế vượt cấp dẫn tới chất lượng thiết

kế kém, tạo ra tình huống nguy hiểm dẫn đến sự cố Không tuân thủ quy định của những quy phạm liên quan, lấy trị số tải trọng thiết kế không thỏa đáng,

hệ số an toàn thiết kế quá nhỏ Lựa chọn phương án chắn giữ thiếu luận chứng

kỹ thuật, chọn chỉ tiêu cường độ của đất không đúng, biện pháp xử lý nước ngầm không hợp lý, người thiết kế thiếu kinh nghiệm

1.3.3 Vấn đề thi công hố móng xây dựng

Nhận vượt cấp nhận thầu thi công, chất lượng thi công kém, không tuân thủ nghiêm ngặt quy trình thi công, quản lý thi công rối ren Trong thời gian thi công, ý thức an toàn của đơn vị thi công kém, chất đống quá nhiều vật liệu xây dựng và đất đá mới đào lên xung quanh bờ hố móng, tạo ra nhiều ứng suất phụ làm cho kết cấu chống giữ bị biến dạng quá lớn Biện pháp hạ nước ngầm, công tác thoát nước, ngăn nước không đạt yêu cầu, xử lí không thỏa

đáng dẫn đến sự cố

Thi công không coi trọng thông tin, không xem xét kết cấu chống giữ

bị chuyển dịch nhiều hay ít, bỏ qua tình hình biến đổi về tốc độ chuyển dịch dẫn đến sự cố

Trình độ kỹ thuật thấp, không thể xử lí chính xác những vấn đề phức tạp Tùy tiện sửa đổi thiết kế, thời gian vận chuyển không hợp lí, quản lí không tốt, bỏ lỡ cơ hội khắc phục sự cố Khi hố móng xuất hiện tình huống bất lợi, không ứng phó kịp thời hoặc biện pháp khắc phục kém hiệu quả cuối cùng dẫn đến tổn thất không thể cứu vãn được

1.3.4 Vấn đề giám sát

Qua kinh nghiệm thực tế, công tác giám sát hố móng phải thực hiện một cách chặt chẽ mới giảm thiểu được sự cố Công tác giám sát thiếu trách nhiệm đối với các bộ phận công trình trọng yếu, quan trọng, không chịu giám sát tại chỗ, không nhắc nhở đơn vị thi công chú ý coi trọng Không kịp thời ngăn cản những hành vi sai phạm của đơn vị thi công (như đào đất mất phần phản áp lực ở phía trong của kết cấu chắn giữ, đào sâu quá mức, quan trắc không kịp thời Từ đó hình thành lên những nguy cơ gây ra sự cố cho bờ hố móng công trình

1.3.5 Vấn đề quản lý của chủ đầu tư

Không có kế hoạch, không có thiết kế, thi công bừa bãi, xây dựng công

trình không có tổ chức, tùy tiện giao thầu Ép giá thành thiết kế làm cho trong thiết kế tồn tại nhiều vấn đề, nhiều mặt tính toán không thấu đáo, phối hợp giữa các chuyên môn không đủ Ép thời hạn thi công làm cho thời hạn thực hiện công trình vội vã

Không báo cáo khởi công đúng quy định, không có giấy phép thi công, không làm thủ tục giám sát an toàn chất lượng, gây ra việc giám sát chất lượng công trình bờ hố móng kém hiệu quả

Ở nước ta, tuy chưa có sự tổng kết và phân tích có hệ thống nhưng trên

phương tiện thông tin đại chúng đã loan báo một số sự cố lớn nhỏ trong thi công hố đào như sập lở thành, hỏng hệ thống chắn giữ, gây lún nứt thậm chí nghiêng hoặc sập những công lân cận

Ở Anh, trong những năm 1979-1980 tổng kết những sự cố nghiêm

trọng của hố đào sâu (hơn 6m) cho thấy rằng [7]:

- Hố đào không có chắn giữ chiếm 63% các trường hợp;

- Hệ thống chắn giữ làm việc quá giới hạn 20% các trường hợp;

- Chắn giữ không đầy đủ 14 % trường hợp

Hơn 1/3 sự cố nghiêm trọng đã xảy ra trong nền đất đắp hoặc ở những nơi mà đất đã bị xáo trộn do thi công đất

Ở Trung Quốc thống kê 160 sự cố hố đào trong những năm gần đây

Bảng1.2 Thống kê các nguyên nhân gây ra sự cố bờ hố móng [7] Nguyên nhân chính gây ra sự cố Số lần Tỉ lệ % trong tổng số Vấn đề thuộc đơn vị quản lí

46 41,5

3

- Mở rộng hố móng để giảm góc dốc cho bờ hố móng nếu có thể

- Giảm tải đối với lớp đất đỡ của nền, truyền tải trọng trên móng đến lớp đất đỡ mới tương đối tốt, thay đổi các kết cấu chống đỡ tường chắn bờ hố móng…

- Phụt vữa, neo gia cố nền đất bờ hố móng

- Chữa nghiêng bờ vách thành hố móng như cưỡng bức và chữa nghiêng kích nâng

- Nghiên cứu tổng hợp các biện pháp thoát nước, chắn đỡ giảm tải trọng bảo vệ bờ hố móng

1.5 Tình hình xây dựng bờ hố móng các nhà cao tầng tại thành phố Hà Nội hiện nay

Xuất phát từ những điều kiện thực tế của thành phố quỹ đất hạn chế, giá đền bù, giải phóng mặt bằng cao phức tạp trong khi đó mật độ xây dựng của thành phố ngày càng tăng, điều kiện thi công hạn hẹp, giao thông trong thành phố đông đúc cũng như các công trình lân cận đan xen lẫn lộn thêm vào

đó công tác thoát nước cho hố móng trong thành phố hết sức phức tạp Chính

vì những điều kiện trên phương án thiết kế bờ hố móng các nhà cao tầng trong thành phố hầu hết đều thiết kế theo chiều thẳng đứng Bờ hố móng được giữ

ổn định bằng cách chống đỡ tực tiếp để giảm thiểu tối đa chuyển vị của bờ hố

móng công trình Rất nhiều những công trình xây dựng đã thành công đạt chất lượng đi vào khai thác hiệu quả, bên cạnh đó cũng có không ít những công

trình gặp sự cố trong quá trình xây dựng hố móng Nhà văn phòng - Quận Hai

Bà Trưng là một ví dụ điển hình; trong quá trình xây dựng hố móng làm tầng hầm, công tác ép cọc cừ và hút nước để bảo vệ bờ hố móng đã làm đất xung quanh bờ hố móng biến dạng dẫn đến công trình bên cạnh lún, nứt nghiêm trọng[13]

Bảng1.3 Thống kê một số nhà cao tầng với hố móng sâu [13]

Keangnam Hanoi Landmark Tower 2 27

1.6 Nhận xét chương 1

Do vai trò nhiệm vụ của bờ hố móng như đã phân tích ở trên, việc đảm bảo an toàn cho bờ hố móng không xảy ra sự cố trong quá trình thi công, công trình là hết sức quan trọng Sự cố bờ hố móng là rất đa dạng do nhiều nguyên nhân khác nhau Có thể là chủ quan, khách quan như điều kiện địa chất, đất nền khu vực, điều kiện nước ngầm, đặc điểm công trình Công tác thiết kế, thi công Do đó việc đưa ra biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng công trình là một công tác kĩ thuật có tính tổng hợp, mức độ khó khăn ngày càng lớn cần phải quan tâm nghiên cứu Trong khi các công trình hố móng đang phát triển theo xu hướng diện tích rộng, độ sâu ngày một lớn nên sẽ gặp nhiều

điều kiện địa chất khác nhau, không có lợi cho sự ổn định của bờ hố móng

CHƯƠNG 2 CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ

MÓNG CHUNG CƯ NHÀ CAO TẦNG Đặt vấn đề

Mục đích của các biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng chung cư nhà cao tầng Là làm cách nào giữ ổn định đối với những bờ hố móng có nguy

cơ mất ổn định, tạo khoảng không gian cần thiết, mặt bằng đúng theo thiết kế

để công tác xây dựng , người và các trang thiết bị trong quá trình thi công, được an toàn không sảy ra sự cố Sau đây ta sẽ đi tìm hiểu phân tích các biện

pháp để có thể áp dụng vào thực tế xây dựng các công trình

2.1 Biện pháp gia cố đất nền khu vực thi công hố móng

2.1.1 Chất tải gia cố đất nền

Trước khi thi công hố móng công trình ta có thể chất tải để ép nước, tăng độ bền cho đất khu vực xây dựng hố móng, để khi khai mở hố móng thành hố đào được cứng vững ổn định hơn

2.1.2 Phun phụt vữa gia cố đất nền

Dùng khí nén hoặc dung dịch nén nhồi vào trong đất các loại dung dịch

vô cơ hoặc dung dịch hữu cơ, làm cho nền đất trở nên cứng, nâng cao cường

độ của đất có tác dụng loại trừ tính lún ướt, ngăn nước chống thấm …

2.1.3 Phương pháp gia cố silic hóa

Gia cố silic hóa là một loại gia cố hóa học, lợi dụng ống nhồi vữa có lưới mắt cáo, lần lượt nhồi vào trong đất dung dịch Na2O.nSiO2 và dung dịch CaCl2 làm cho khối đất trở nên cứng, bờ hố móng được ổn định

+ Phương pháp xi măng silic hóa; là dùng nước thủy tinh lỏng và xi măng pha chế riêng rẽ thành hai loại dung dịch vữa, theo một tỉ lệ nhất định, dùng máy bơm vào trong đất nhằm nâng cao cường độ của đất nền

2.1.4 Phương pháp đóng băng nhân tạo

Phương pháp đóng băng nhân tạo là phương pháp tiên tiến có thể áp dụng được trong một số trường hợp đặc biệt khó khăn Bằng cách làm lạnh

đất nền xuống nhiệt độ dưới 00

C, người ta có thể tạo ra tường chắn có cường

độ cao trong phần lớn đất bão hòa nước, chiều dầy của tường dễ dàng thay đổi

tùy theo yêu cầu bằng cách tăng số trục làm lạnh

Đóng băng nhân tạo được thi công bằng cách đưa các công cụ thu nhiệt

có đường kính 100÷200 mm, theo chiều thằng đứng xuyên xuống độ sâu thiết

kế Khoảng cách giữa các cọc thường được lấy bằng 1÷2,5 m, tùy theo loại

đất, nhiệt độ của đất, không khí và tốc độ làm lạnh yêu cầu Quá trình làm

lạnh tạo ra bức tường băng dày từ 2,5÷3 m [7]

Phạm vi ứng dụng có hiệu quả của phương pháp này:

+ Khi độ sâu hố đào lớn, vượt quá giới hạn cho cọc cừ (khoảng 20 m); + Khi thi công cọc cừ xuyên qua những lớp đất bão hòa lớn

+ Khi việc hạ mực nước ngầm bằng các giải pháp thông thường quá đắt hoặc khi tốc độ dòng chảy của nước ngầm quá lớn (vượt quá 2 m/ngày)

đến việc thi công đáy hố rất khó thực hiện Tùy thuộc vào lưu lượng nước, độ

cao lớp nước, và thành phần hạt và tính chống thấm của đất nền để đưa ra biện pháp chống thấm (hạ mực nước ngầm ) cho phù hợp

a Sử dụng rãnh và hố thu nước

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 Đôi khi người ta còn tạo lớp lọc nước ở sau vách chống

đất để giữ cát không chảy gây sụt lở hố móng Chiều sâu hố thu nước thường được lấy bằng 1,0 m ÷ 1,5 m

đất cát hạt nhỏ đến hạt thô, với vận tốc dòng chảy 1 ÷ 100 m3

/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 có khả năng gây cho vùng 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 [10]

c Hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc

Nguyên lý hoạt động của ống kim lọc giống như giếng lọc xong việc triển khai và thu hồi nhanh do kim lọc tự hạ, không cần khoan Các kim lọc hoạt động theo một hệ thống nhất nên hiệu quả cao, kim lọc có thể đặt dầy nên tạo thành vành đai chặn nước ngầm chảy vào hố móng Kim lọc áp dụng khi hố đào cần ngăn nước liên tục nhưng lưu lượng nhỏ [7]

Hạ mực nước ngầm bằng kim lọc khi mực nước ngầm lớn thì phải chia làm nhiều cấp Mỗi cấp bố trí một hệ thống kim

Khi hạ mực nước ngầm bằng giếng lọc hay kim lọc cần phải xác định

được các thông số sau: Hệ số lọc k, bán kính hoạt động của giếng R, chiều sâu

H, chiều dầy của tầng nước ngầm S để tính toán chính xác hiệu quả hạ nước ngầm của giếng Thông thường người ta khảo sát thí nghiệm trước khi bố trí giếng chính thức

Ưu điểm của phương pháp hạ mực nước ngầm là giảm tối đa nước chảy

vào hố đào; giảm áp lực lên vách chống thành hố đào, thi công thuận lợi hơn

Hình 2.2 Hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc [7]

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 thấm 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 Biện pháp này làm thoát nước trong lỗ rỗng của đất, tăng cường độ của đất do đó làm tăng khả năng ổn định của thành hố đào

Hình 2.3 Hạ mực nước ngầm bằng phương pháp điện thấm [7]

2.3 Biện pháp chống giữ bờ hố móng

Đối với những khu vực xây chung cư cao tầng mà các biện pháp xử lí

qua ở trên không thực hiện được người ta bắt buộc phải chống giữ trực tiếp cho bờ hố móng Có thể áp dụng 5 loại hình thức sau:

Hính 2.4 Năm loại tường cừ chống giữ bờ hố móng [13]

Bảng 2.1 Các giải pháp tương ứng với chiều sâu hố đào [7]

Cọc xi măng đất

6m < H < 10m

Tường cừ thép Cọc xi măng đất Tường vây bê tông

định xung quanh bờ hố móng tạo thành tường vây tránh cho đất đá bờ hố

móng dịch chuyển vào phía trong hố móng Số lượng tầng thanh chống có thể

là 1 tầng chống, 2 tầng chống hoặc nhiều hơn tuỳ theo chiều sâu hố đào

a Ưu điểm

Trọng lượng nhỏ, lắp dựng và tháo dỡ thuận tiện, có thể sử dụng nhiều

lần Căn cứ vào tiến độ đào đất có thể vừa đào, vừa chống thi công nhanh

b Nhược điểm

Độ cứng tổng thể nhỏ, mắt nối ghép nhiều Nếu cấu tạo mắt nối không

hợp lý và thi công không thoả đáng, không phù hợp với yêu cầu của thiết kế,

dễ gây ra chuyển dịch ngang và mất ổn định của hố đào do mắt nối bị biến dạng, ngoài ra biện pháp này gây chấn động lớn, tiếng ồn cao

2.3.2 Sử dụng tường cừ thép

Để tạo vách ổn định cho bờ hố móng các ván cừ thép được ép bằng búa

rung hoặc máy ép thuỷ lực để ép ván thép, tạo tường chắn giữ ổn định Tường

cừ thép cho đến nay được sử dụng rộng rãi trong công tác bảo vệ bờ hố móng xây dựng công trình Phương pháp này rất thích hợp khi thi công trong thành phố và trong khu vực xây dựng công trình có nền đất dính

Phương pháp này phù hợp với độ sâu hố đào không quá 5 m ÷7 m, thích hợp với nền đất yếu, thi công không phức tạp

a Ưu điểm

- Dễ dàng hạ và nhổ ván cừ bằng các thiết bị thi công sẵn có như máy

ép thuỷ lực, máy ép rung

- Sau khi thi công, ván cừ rất ít khi bị hư hỏng nên có thể sử dụng nhiều lần

- Dễ dàng lắp đặt các cột chống đỡ trong lòng hố đào hoặc các công tác

khác trong quá trình xây dựng

b Nhược điểm

- Độ cứng tường cừ tương đối thấp, nếu biện pháp chống đỡ không hợp

lý, ván cừ sẽ bị biến dạng và tại đỉnh ván cừ chuyển vị ngang rất lớn, làm gia tăng dịch chuyển đất quanh hố đào Gây ra lún đất nền, làm nứt vỡ kết cấu công trình lân cận, gây hư hỏng hệ thống cống ngầm hay hệ thống kỹ thuật ngầm trong thành phố, nứt mặt đường giao thông…

- Trong quá trình thi công đào đất hố móng kéo dài xét về nhiều mặt thì phương pháp này thường phát sinh hiện tượng rò rỉ nước ngầm qua tường (cừ) làm đẩy nổi đất đáy hố đào gây mất ổn định

- Hệ thanh chống ngang, chống xiên không hạn chế một cách tuyệt đối

được các chuyển vị lớn tại đỉnh tường cừ nếu kích thước hố đào rộng và lớn

- Do cần thiết phải sử dụng nhiều tầng, nhiều lớp thanh chống cho tường cừ, sẽ gây trở ngại cho các hoạt động máy đào đất dù là sử dụng máy

đào cỡ nhỏ, vì vậy phải đào đất bằng biện pháp thủ công nên thời gian thi

công phần ngầm kéo dài không hiệu quả

- Nước ngầm, nước mặt dễ dàng chảy vào hố đào qua khe tiếp giáp giữa các tấm cừ, tại các góc hố đào

- 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

- Ván cừ thép là loại tường mềm, khi chịu lực của đất nền thường biến dạng võng và là một trong những nguyên nhân cơ bản nhất gây nên sự cố cho

bờ hố móng

2.3.3 Giữ ổn định bờ hố đào bằng cọc đổ tại chỗ

Khi chiều sâu công trình khoảng 6÷10 m thì có thể chắn giữ bằng cọc

hàng Hình thức chắn giữ bằng cọc hàng có thể chia làm các loại sau:

- Chắn giữ bằng cọc hàng theo một khoảng nhất định (theo kiểu dãy cột) Hình thức này phù hợp vói đất quanh hố móng tương đối tốt, mực nước ngầm thấp, có thể lợi dụng hiệu ứng vòm giữa hai cọc gần nhau để chắn đất

thép có thể được dùng như kết cấu vĩnh cửu, độ cứng chống uốn lớn, độ dịch chuyển nhỏ ở đầu cọc

b Nhược điểm

Chiều dài hạn chế nên không thể ứng dụng cho những công trình ngầm

có độ sâu lớn Quá trình thi công có thể ảnh hưởng đến móng hoặc các công trình ngầm xung quanh, khó thi công trong điều kiện thành phố có xây chen mật độ xây dựng cao

2.3.4 Sử dụng tường chắn cọc trộn xi măng - đất

Tường chắn bằng cọc trộn xi măng - đất là một phương pháp mới để gia cố nền đất yếu giữ ổn định cho bờ hố móng, nó sử dụng xi măng, vôi, để làm chất đóng rắn Lợi dụng một loạt phản ứng hóa học xảy ra giữa chất đóng rắn với đất, làm cho đất quánh lại thành một thể cọc có dạng tường ổn định và

có cường độ nhất định bể bảo vệ bờ hố móng [9]

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 sét bột

Ngoài chức năng giữ ổn định thành hố đào, cọc trộn xi măng đất còn

được sử dụng 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 tượng hoá lỏng của đất rời;

- Cô lập phần đất bị ô nhiễm

a Ưu điểm

Thi công nhanh, không có chất thải, lượng xi măng khống chế điều chỉnh chính xác, không có độ lún thứ cấp không gây dao động đến công trình

lân cận, thích hợp với đất có độ ẩm cao (>75%) Kết cấu loại này không thấm nước, không phải đặt thanh chống tạo điều kiện cho công tác đào đất hố móng

được dễ dàng, hiệu quả kinh tế cao

Việc ngăn ngừa nước chảy vào hố móng hạn chế

2.3.5 Sử dụng tường vây bê tông cốt thép đổ tại chỗ

Tường chắn hố móng được xây dựng bằng bê tông cốt thép đổ bê tông liên tục tại chỗ trong đất, quây lại thành đường khép kín bao quanh chu vi hố

đào để giữ ổn định

Thực chất của phương pháp này là đào vào đất một hào hẹp từ (0,6 ÷ 0,8 m) và sâu có thể đến hàng trăm mét, dùng dung dịch sét để giữ cho thành hào không bị sụt lở do tạo ra áp lực thủy tĩnh dư lớn hơn so với áp lực đất và nước xung quanh lên thành hào [10] Sau đó tùy theo kết cấu và chức năng công trình, ta đổ bê tông tại chỗ hoặc lắp ghép các cấu kiện bê tông đúc sẵn hay vật liệu chống thấm vào thành hào để tạo thành tường chắn giữ ổn định

Trong trường hợp công trình có tầng hầm, tường thường được thiết kế làm tường tầng hầm Ngoài ra tường cũng dùng để làm móng (có chức năng như cọc gọi là Baret)

Thực tế xây dựng trên thế giới và ở Việt Nam cho thấy phương pháp tường trong đất có thể áp dụng hiệu quả khi xây dựng các loại công trình sau:

- Các công trình dân dụng có phần ngầm như: gara, trung tâm thương mại, kho chứa, rạp chiếu phim, nhà hát, phần ngầm các nhà cao tầng

- Các công trình công nghiệp như phân xưởng nghiền của nhà máy làm

giàu quặng, các phân xưởng đúc thép liên tục, các hố nhận nguyên liệu, các phễu để dỡ, chất tải

- Các công trình thuỷ lợi thu, nhận nước, các trạm bơm, các công trình làm sạch Các công trình giao thông như hầm giao thông đặt nông, các móng trụ cầu

- Các công trình quân sự và công trình dân sự có kết hợp phòng thủ khi

có chiến tranh xảy ra

Qua thực tế đúc rút đánh giá những công trình xây dựng trong các điều kiện dưới đây sẽ có hiệu quả cao nhất khi sử dụng [10]

- Trong điều kiện địa chất thuỷ văn phức tạp, mực nước ngầm cao, nhất

là gặp tầng nước ngầm có áp

- Khi xây dựng các công trình ngầm và tường chắn kết cấu chắn giữ trong điều kiện xây chen trong thành phố, gần các công trình đã có

- Tường được xây dựng gần sát liền với móng của những nhà đã có, mà

độ bền của những móng này có thể bị phá hoại khi xây dựng các móng cọc đóng

Hình 2.5 Chắn giữ bờ hố móng bằng tường liên tục trong đất [10]

a Ưu điểm

- Phương pháp tường trong đất cho phép thiết kế các công trình ngầm

có hình dạng bất kỳ trên mặt bằng, giảm thiểu được công tác hút và hạ mực nước ngầm

- Thích dụng trong các loại điều kiện đất nền khác nhau, giảm bớt ảnh hưởng xấu đến môi trường trong thi công công trình Khi thi công chấn động

ít, tiếng ồn thấp, ít ảnh hưởng đến các công trình, đường ống ngầm bên cạnh

do dễ khống chế được biến dạng lún và chuyển vị của tường

- Thi công được các công trình ngầm có độ sâu lớn

- Thích dụng trong mọi điều kiện địa chất, đặc biệt trong các vùng đất yếu, mực nước ngầm cao

- Là biện pháp thi công hầu như là duy nhất để xây dựng trong điều kiện thành phố chật hẹp, xây chen do khi thi công hạn chế chấn động, tiếng

ồn, dễ khống chế về biến dạng lún, ít ảnh hưởng các công trình xây dựng và đường ống ngầm ở lân cận xung quanh

- Giảm khối lượng thi công như công tác đào đất hố móng, có thể thi công theo phương pháp ngược (top-down) có lợi cho việc tăng nhanh tốc độ thi công, hạ thấp giá thành công trình

- Tường vừa có thể dùng làm kết cấu bao che ở độ sâu lớn lại có thể kết hợp làm kết cấu chịu lực, làm móng cho công trình trong những điều kiện nhất định

b Nhược điểm

- Thi công theo phương pháp tường trong đất yêu cầu về máy móc, trang thiết bị thi công đồng bộ cao, mỗi loại tường cần một loại thiết bị thi công phù hợp vì vậy đòi hỏi đầu tư ban đầu lớn

- Vấn đề xử lý bùn thải không thỏa đáng sẽ làm cho môi trường bị ô nhiễm Nếu dùng tường liên tục trong đất chỉ để làm tường chắn đất tạm thời

trong giai đoạn thi công thì giá thành khá cao, không kinh tế Bởi giá thành của tường liên tục trong đất thường cao hơn các hình thức chống giữ khác như cọc, cừ thép

2.3.6 Sử dụng neo trong đất - neo cáp

Đế duy trì sự ổn định cho bờ hố móng người ta có thể dùng neo Neo có

nhiều loại nhưng chủ yếu là dùng neo cáp (tạo ứng suất trước) Một đầu dây cáp được cố định trong đất thông qua bầu neo phun vụt vữa để giữ Đầu dây cáp phía ngoài hố móng được căng kéo tạo ứng suất trước tạo ra tải trọng neo,

để giữ ổn định [1]

a Ưu điểm

Neo cáp có thể lắp đặt trong phạm vi mặt bằng thi công hẹp, tạo ra sức chịu tải cao cho phép neo trong các điều kiện đất đá khác nhau, dễ dàng cơ giới hoá, tăng được độ linh hoạt có khả năng chống giữ cố định hoặc tạm thời,

có thể áp dụng cho thi công những hố đào rất sâu

b Nhược điểm

Số lượng đơn vị thi công xây lắp trong nước có thiết bị này còn ít giá thành tương đối cao Khi sử dụng làm kết cấu chống cố định đòi hỏi phải có biện pháp bảo vệ chống ăn mòn, không có khả năng chống nước ngầm chảy vào hố móng

Khi sử dụng vữa xi măng, khả năng mang tải tối đa của neo chỉ đạt sau thời gian một vài ngày Khó kiểm tra chất lượng của vữa trong đất, cũng như công tác phụt vữa trong quá trình thi công Không thể sử dụng neo cáp trong

lỗ khoan có nước Chỉ có thể kéo gây ứng suất trước trong neo nếu sử dụng quy trình lắp đặt đặc biệt và nền đất yếu sâu thì cũng khó áp dụng

hệ thống ngầm của thành phố Biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng trong thành phố, thường là chống giữ trực tiếp bằng các kết cấu chống giữ thành hố móng

Khi thiết kế một kết cấu chống giữ trong quá trình thi công hố móng kết cấu chống giữ phải đảm bảo các yêu cầu sau:

a Yêu cầu về kỹ thuật

Kết cấu chống phải bền, nghĩa là phải chịu được tác dụng của ngoại lực cũng như các trạng thái ứng suất - biến dạng, sinh ra trong quá trình thi công trong khoảng thời gian theo yêu cầu

b Yêu cầu về mặt sử dụng

- Kết cấu chống phải chiếm ít không gian, không gây các trở ngại cho

người và thiết bị làm việc trong quá trình thi công [6]

- Kết cấu chống phải đảm bảo khả năng chống thấm cũng như độ nhẵn

c Yêu cầu về mặt kinh tế

Trên thực tế công tác đảm bảo trạng thái an toàn cho bờ hố móng chiếm một tỷ trọng khá lớn trong tổng giá thành xây dựng công trình, do đó việc đưa

ra biện pháp hợp lý thỏa đáng với giá thành thấp, sẽ góp phần đáng kể trong việc giảm tổng mức đầu tư của công trình

Như vậy việc lựa chọn một cách khoa học các biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng dựa trên cơ sở đánh giá tất cả các chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật, năng lực hiện có của nhà thầu (đơn vị thi công) Để đề ra biện pháp tối

ưu đảm bảo an toàn cho bờ hố móng, đảm bảo yêu cầu kỹ thuật trong quá

trình xây dựng công trình với chi phí thấp nhất và khả thi trong điều kiện thực

tế hiện nay

CHƯƠNG 3 BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ MÓNG CÁC CHUNG CƯ CAO TẦNG, KHU ĐÔ THỊ MỚI XA LA -

HÀ ĐÔNG - HÀ NỘI

3.1 Giới thiệu tóm tắt quy mô dự án Xa La - Hà Đông - Hà Nội

Dự án khu đô thị mới Xa La có tổng diện tích đất quy hoạch 209,480m2, được đầu tư xây dựng đồng bộ với chất lượng tiêu chuẩn đô thị

loại 1

Theo cấp phép của cơ quan có thẩm quyền, khu vực dự án được xây dựng 10 toà nhà chung cư từ 21 tầng đến 34 tầng, đáp ứng quy mô dân số 5,560 người

Công trình hạ tầng xã hội khác như:

+Trường học, trường mầm non, nhà trẻ, trung tâm thương mại, khách sạn, khu sân vận động bóng đá thể thao;

+ Công viên cây xanh;

+ Bãi đỗ xe, nhà văn hóa,

+ Các cơ sở đầu mối kỹ thuật phục vu nhu cầu sinh hoạt của người dân

Vị trí địa lý xây dựng khu đô thị, ngày khởi công - hoàn thành của dự

án, đơn vị chủ đầu tư xây dựng công trình

• Vị trí : Phường Phúc La- Quận Hà Đông – Thành phố Hà Nội

• Ngày khởi công : 01/01/2007

• Ngày hoàn thành : 31/12/2012

• Chủ đầu tư : Xí nghiệp Xây dựng Tư nhân số 1 Lai Châu

Khu đô thị mới Xa La Khi hoàn thành, dự án không chỉ đáp ứng nhu cầu về nhà ở cho người dân Hà Nội, các vùng Hà Đông và phụ cận, mà còn có

ý nghĩa lớn trong việc khai thác hợp lý quỹ đất, tăng nguồn thu cho ngân sách thành phố Hà Nội [11]

Hình 3.1 Bản đồ quy hoạch khu đô thị mới Xa La- Hà Đông [11]

3.2 Điều kiện địa chất - đất nền tại Thành Phố Hà Nội và khu vực đô thị Xa La 3.2.1 Tóm tắt điều kiện địa chất - đất nền tại Thành Phố Hà Nội

Thành phố Hà Nội nằm gần trung tâm vùng trũng đồng bằng miền Bắc,

được cấu tạo từ các trầm tích mềm rời hệ thứ Tư có bề dày khá lớn phủ bất

chỉnh hợp trên các đá gốc cát kết, sét kết, cuội kết của Neogen Bề dày của lớp phủ trầm tích hệ thứ Tư trong khu vực thành phố Hà Nội thay đổi trong khoảng từ 80÷150 m.Trong lát cắt của các trầm tích mềm rời hệ thứ Tư, trầm tích sông Pleixtoxen thuộc tầng Hà Nội bao gồm: Cát hạt từ trung đến thô lẫn dăm sạn và cuội, sỏi phân bố phía dưới cùng của lát cắt và phủ trực tiếp trên các đá gốc Neogen chiếm một tỷ trọng đáng kể với bề dày bằng gần một nửa

bề dày của trầm tích toàn hệ Phần phía trên của lát cắt với bề dày 35÷45÷50

m, được cấu thành bởi các đất mềm rời có nguồn gốc, thành phần, tính chất rất khác nhau, phân bố theo diện và chiều sâu rất phức tạp, được tóm tắt trong bảng 3.1 như sau

Bảng 3.1 Cấu tạo địa tầng Thành phố Hà Nội [12]

điểm phân bố cả theo diện và

theo chiều sâu

Đất dính, đất rời, đất đặc biệt

Nguồn gốc sông, sông - biển,

hồ lầy ven biển

Tuổi Holoxen, Pleixtoxen

Bề dày thay đổi

Phần dưới

Tầng Hà Nội, aQI-II

Cát, cuội, sỏi Phân bố từ độ sâu hơn 35 m Nước phong phú

Cấu trúc nền tự nhiên củaThành phố Hà Nội

Phần trên của lát cắt địa chất của vùng Hà Nội chính là đối tượng nghiên cứu, khảo sát phục vụ cho xây dựng các loại công trình khác nhau, đặc biệt là các công trình ngầm Dựa trên đặc điểm phân bố theo diện và theo chiều sâu của các loại đất có mặt trong khu vực Hà Nội, các đặc tính cơ lý của chúng, có thể phân biệt ba dạng nền tự nhiên chính trong phần trên của lát cắt

đang xét Đó là dạng nền tự nhiên đồng nhất, dạng nền không đồng nhất có

hai lớp và dạng nền đa lớp có đất yếu Dạng nền đồng nhất có cấu tạo từ chỉ một loại đất cùng tên gọi, cùng nguồn gốc và tất nhiên có cùng các tính chất

cơ lý Dạng nền hai lớp cấu tạo từ hai lớp đất khác loại và khác hẳn nhau về thành phần, tính chất Dạng nền đa lớp cấu tạo từ nhiều lớp đất khác loại, nhưng có mặt một lớp đất có thành phần, tính chất đặc biệt, được tóm tắt

trong bảng 3.2

Bảng 3.2 Các dạng nền tự nhiên trong khu vực thành phố Hà Nội [12]

bố

Đất loại sét, tầng Vinh Phúc, nguồn gốc song

-biển, tuổi Pleixtoxen, đồng nhất về thành phần

và tính chất

Sức mang tải tiêu chuẩn R0=0.25÷0.3 MPa

Mô đun biến dạng E =10 MPa

Bắc Đông Anh