TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÁI HỐ MÓNG CÁC CÔNG
TRÌNH VÙNG TRIỀU TRONG NƯỚC VÀ TRÊN THẾ GIỚI
1.1 Tình hình xây dựng công trình hố móng trong nước và trên thế giới, các giải pháp bảo vệ mái hố móng
1.1.1 Sơ lược về công tác bảo vệ hố móng trong nước và trên Thế giới
Móng của các công trình thường nằm sâu dưới mặt đất, việc đào đất đá đến cao trình đặt móng là bước đầu tiên trong thi công xây dựng Quá trình này có thể làm mất cân bằng môi trường đất đá – nước dưới đất, dẫn đến nhiều hiện tượng gây trở ngại như trượt lở, di chuyển đất vào hố móng, và làm giảm chất lượng nền đất Nếu không có biện pháp xử lý kịp thời, thi công sẽ gặp khó khăn, kéo dài thời gian và tăng chi phí, đồng thời có thể gây hư hại cho các công trình lân cận Ví dụ, tòa nhà Viện Khoa học xã hội vùng nam bộ đã bị lún sụt trong quá trình thi công tầng hầm của khách sạn Pacific vào ngày 9-10-2007.
Hình 1-1: Công trình pacific thi công đến tầng hầm thứ 5 thì làm sập Viện Khoa học xã hội tại TP.Hồ Chí Minh (Nguồn internet)
Công trình hố móng không chỉ áp dụng cho các công trình xây dựng thông thường mà còn cho các công trình ngầm như tầng hầm kỹ thuật, gara ôtô, kho hàng, và các hệ thống đường ống cấp nước, thoát nước, khí đốt, điện, cáp thông tin Ngoài ra, nó còn bao gồm các nút vượt ngầm cho người đi bộ, ga và đường tàu điện ngầm, dây chuyền của nhà máy, cũng như các công trình phục vụ quốc phòng.
Khi tiến hành đào hố móng, cần áp dụng các biện pháp kỹ thuật để xử lý các hiện tượng như sạt lở thành hố, nước ngầm xâm nhập, đất nền đáy hố bị phình nở, ngấm nước, chịu lực đẩy từ áp lực nước, và biến dạng của các công trình lân cận.
Tháp đôi Trung tâm Thương mại Thế giới ở New York, cao 405m với 110 tầng, đã bị sụp đổ vào ngày 11/9/2001 do vụ tấn công khủng bố Công trình được xây dựng trên đá phiến Manhattan, với hố móng sâu 21m và diện tích 6,4 ha, khối lượng đất đá đào lên lên tới 11,6 triệu m³ Trong quá trình thi công, cần phải chống đỡ cho hai đường xe điện ngầm đang hoạt động, sử dụng tường vữa xi măng lỏng và neo vào đá để bảo vệ các công trình lân cận khỏi biến dạng.
Tháp Latino America, cao 43 tầng và là tòa nhà cao nhất Mexico City, có tầng hầm sâu 12,6m với kết cấu dưới đất được đặt trên các cọc nhồi ở độ sâu 33m trên lớp cát chặt Để ngăn chặn hiện tượng đẩy trồi do đào hố móng, áp suất thủy tĩnh trong lớp đất sét dưới được giảm bằng cách hút nước từ giếng, giúp thoát nước cho các tầng cát Đồng thời, nước lún xung quanh được kiểm soát bằng cách dẫn vào máng chứa cuội và giếng nhận nước bên ngoài tường cừ vây quanh khu vực xây dựng.
Một gara ngầm ở Genive (Thụy sĩ) đường kính 57m, sâu 28m gồm 7 tầng có sức chứa 530 ôtô con được xây dựng bằng phương pháp giếng chìm
Trụ sở Vietcombank tại Hà Nội cao 22 tầng, bao gồm 2 tầng hầm và có hố móng sâu 11m Để đảm bảo sự ổn định cho hố móng, tòa nhà sử dụng tường trong đất với độ sâu 18m và độ dày 0,8m, kết hợp với 101 neo đất.
Công tác bảo vệ mái hố móng công trình phụ thuộc vào nội dung, trình tự và phương pháp thi công, cùng với điều kiện địa chất nền Mỗi phương pháp và cách thức đào sẽ yêu cầu biện pháp bảo vệ mái hố móng phù hợp để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Quá trình thiết kế, thi công và giám sát công trình hố móng bao gồm việc tổng hợp các tài liệu liên quan, từ đó xác định nội dung và trình tự công việc cần thực hiện trong việc đào và chắn giữ bảo vệ mái hố móng sơ bộ, theo sơ đồ (hình 1-2) hoặc (bảng 1-1).
Hình 1-2: Trình tự công việc đào và chắn giữ bảo vệ mái hố móng sâu [7]
Bảng 1-1: Lựa chọn kết cấu chắn giữ, bảo vệ mái hố móng [7] Độ sâu hố
Lựa chọn phương pháp chắn giữ bảo vệ Bùn và đất yếu Đất sét thông thường
(a) Cọc nhào trộn xi măng đất
(b) Cọc bê tông φ600 + tay chống hoặc thanh neo + tường ngăn nước
(c) Cọc đóng (cọc thép, BTCT dự ứng lực + tường máng ngăn nước + tay chống hoặc thanh neo + dầm ở ngang lưng tường)
(a) Cấp I hoặc cấp II trở lên đào đất có mái dốc
(b) Làm mái dốc + giếng thu nước (c) mái dốc cục bộ + tường đinh đất (hoặc neo chống giữ)
(d) Tường gạch chắn giữ, làm mái dốc cục bộ, cộc nhồi (φ600 )
(e) Là mái dốc cục bộ + cọc nhồi (φ600 )
Phương thức và nội dung Đào không có chắn giữ Đào có chắn giữ
- Gia cố nền và chắn giữ mái dốc
- Gia cố nền, quan trắc
(a) Cọc bê tông (φ800 ÷ 1000) + tường mỏng ngăn nước + tay chống hoặc thanh neo
+ tay chống hoặc thanh neo
(c) Cọc đóng + tay chống hoặc thanh neo + tường mỏng ngăn nước
(d) Tường ngầm liên tục xi măng đất + tay chống hoặc thanh neo
Để xây dựng dốc cục bộ hiệu quả, có thể sử dụng cọc bê tông φ600 kết hợp với tay chống hoặc thanh neo và tường mỏng ngăn nước Ngoài ra, phương pháp sử dụng cọc đóng cùng với tay chống hoặc thanh neo cũng là một lựa chọn khả thi, kết hợp với tường mỏng để ngăn nước.
(c) Làm dốc cục bộ + tường ngầm liên tục xi măng đất + tường đinh đất (hoặc phun neo chắn giữ) + hạ mực nước ngầm
(d) Làm dốc cục bộ + giữ hình vòm + hạ mực nước hoặc tường mỏng ngăn nước
) + tay chống hoặc thanh neo
1000) + tường mỏng ngăn nước + tay chống hoặc thanh neo
(c) Tường liên tục hoặc cọc đường kính lớn + gia cố đất + tay chống hoặc thanh neo + tường mỏng ngăn nước
(a) Làm dốc cục bộ + cọc bê tông + thanh chống hoặc thanh neo + tường mỏng ngăn nước
(b) Làm dốc cục bộ + tường liên tục + tay chống hoặc thanh neo
(c) Làm dốc cục bộ + tường đinh đất hoặc phun néo để chắn giữ + hạ mực nước
(d) Làm dốc cục bộ + cọc đóng + tay chống hoặc thanh neo + tường mỏng ngăn nước
Vùng ven biển Việt Nam có địa hình thấp trũng, thường xuyên chịu tác động từ thủy triều lớn, bão, nước biển dâng cao, sóng lớn và gió mạnh, ảnh hưởng đến sản xuất và sinh hoạt của người dân.
Trong những năm gần đây, biến đổi khí hậu đã khiến các công trình tiêu thoát lũ ven cửa sông, biển hoạt động quá tải, không đáp ứng kịp thời nhu cầu thoát nước trong mùa lũ Việc xử lý hố móng công trình tại những khu vực này trở nên phức tạp do tình hình địa chất khó khăn và ảnh hưởng của chế độ thủy triều Đặc biệt, khu vực trung Trung bộ với địa hình hiểm trở và điều kiện địa chất, địa chất thủy văn không thuận lợi đã làm cho quá trình thi công, đặc biệt là xử lý hố móng trong môi trường cát chảy, trở nên tốn kém và khó khăn.
1.1 2 Yêu cầu chung của công tác bảo vệ mái hố móng
Khi thi công hố móng sâu trong điều kiện địa chất yếu và ảnh hưởng của nước ngầm, cũng như ở những khu vực chật hẹp gần các công trình lân cận, cần tuân thủ ba yêu cầu tối thiểu để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình.
Để đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế trong thiết kế chống giữ, cần có phương án gia cố chính xác và hợp lý Việc áp dụng các tiến bộ khoa học vào phương án thiết kế chống giữ tiên tiến là điều thiết yếu để nâng cao hiệu quả và độ bền của công trình.
+ Phải có một đội ngũ thi công được huấn luyện tốt Thiết bị máy móc hiện đại
Ba yêu cầu trên chính là những nội dung chủ yếu trong việc phòng ngừa và xử lý sự cố công trình hố móng
Phương án chống giữ chính xác hố móng cần được lựa chọn dựa trên các yếu tố địa phương, kỹ thuật, kinh tế, an toàn và môi trường Việc này đảm bảo biện pháp thi công vừa an toàn, hợp lý, vừa không gây hại đến môi trường.
Thiết kế tiên tiến trong việc chống giữ hố móng là việc áp dụng các biện pháp kỹ thuật hiện đại nhằm đảm bảo an toàn và tiết kiệm chi phí.