CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG ĐÀO ĐẤT PHẦN NGẦM
8.1. Biện pháp thi công đào đất
8.1.1. Chọn biện pháp thi công:
Khi thi công đào đất có 2 phương án: Đào bằng thủ công và đào bằng máy.
- Nếu thi công theo phương pháp đào thủ công thì tuy có ưu điểm là dễ tổ chức theo dây chuyền, nhưng với khối lượng đất đào lớn thì số lượng nhân công cũng phải lớn mới đảm bảo rút ngắn thời gian thi công, do vậy nếu tổ chức không tốt thì rất khó khăn, gây trở ngại nhau dẫn đến năng suất lao động giảm, không đảm bảo kịp tiến độ.
- Khi thi công bằng máy, với ưu điểm nổi bật là rút ngắn thời gian thi công, đảm bảo kỹ thuật. Tuy nhiên việc sử dụng máy đào để đào hố móng tới cao trình thiết kế là không nên vì một mặt nếu sử dụng máy để đào đến cao trình thiết kế sẽ làm phá vỡ kết cấu lớp đất đó, làm giảm khả năng chịu tải của đất nền, hơn nữa sử dụng máy đào khó tạo được độ bằng phẳng để thi công đài móng.
Vì vậy cần phải bớt lại một phần đất để thi công bằng thủ công. Việc thi công bằng thủ công tới cao trình đế móng sẽ được thực hiện dễ dàng hơn bằng máy. Bên cạnh đó móng tại vị trí vách cứng đặt dày nên máy đào không vào được nên phải đào bằng thủ công.
→ Từ những phân tích trên, ta chọn kết hợp cả 2 phương pháp đào đất hố móng.
8.1.2. Chọn phương án đào đất
Khi thi công đào đất, căn cứ vào mặt bằng công trình, vào kích thước hố đào chiều sâu đào đất, điều kiện thi công mà ta chọn phương án đào cho thích hợp.
Có các phương án sau:
+ Đào từng hố độc lập: Áp dụng khi kích thước hố đào nhỏ, hố đào riêng rẽ.
+ Đào thành rãnh: Áp dụng khi các hố đào nằm sát nhau theo một phương nào đó.
+ Đào toàn bộ mặt bằng công trình: Phương án này được áp dụng khi các hố đào nằm sát nhau, kích thước mặt bằng nhỏ.
→ Từ việc phân tích trên, căn cứ vào đặc điểm các hố móng, kích thước của mặt bằng công trình, kết hợp với công trình có một tầng bán hầm (cao trình -1,55m). Nên ta chọn giải pháp thi công đào đất cho toàn bộ công trình từ mặt đất tự nhiên(cao trình 0,00) đến đáy lớp bê tông lót tầng hầm (cao trình -1,85m). Rồi đào từng hố móng cho phần còn lại, tại các hố móng gần nhau thì ta đào thành rãnh. Mặt bằng công trình tương đối thỏa mái ta tiến hành đào hở.
Quá trình đào tiến hành như sau:
+ Đào bằng máy từ cốt -0,00 m (cao trình mặt đất tự nhiên) đến cao trình -1,85m (cao trình đáy lớp bê tông lót sàn tầng hầm).
+ Đào bằng máy các hố độc lập từ cao trình -1,85 m đến cao trình -3,25m (cách đáy lớp bê tông lót đài móng 20cm).
+ Đào thủ công từ cao trình -3,25 m đến cao trình đáy bê tông lót đài cọc (-3,45m), chỉ đào ở những vị trí có đài móng và sửa chửa dầm móng. Mục đích của việc làm này là để tránh gây phá hoại kết cấu nền ở vị trí đặt đài móng.
Sau khi đập đầu cọc xong thì tiến hành đổ bê tông lót móng, sau đó lắp dựng ván khuôn, cốt thép và đổ bê tông dầm móng và đài cọc.
Vì mặt bằng khu đất có diện tích rộng hơn nhiều so với mặt bằng công trình và chiều sâu đào nhỏ, nên ta chọn đào đất mái dốc.
8.1.3. Tính khối lượng đất đào
Vì công trình thi công đào đất đến cao trình đáy đài nên đất đào lên 1 phần đổ tại chỗ để lấp khe móng sau khi thi công xong móng khoan nhồi, phần đất thừa cho xe vận chuyển đi đổ ngoài công trường. Phần đất để lại khi đào đất thuộc lớp đào thứ 1. Phần đất thừa tính theo thể tích nguyên thổ bằng thể tích của các kết cấu ngầm (tầng hầm, đài móng và dầm móng).
a) Khối lượng đất đào bằng máy :
-Đợt 1: Đào toàn bộ từ cao trình 0,00 (mặt đất tự nhiên) đến -1,85 m ( đáy lớp bê tông lót sàn tầng hầm) chiều cao đào là H=1,85 m.
Ta có lớp được đào là lớp cát mịn có chiều cao đào là H=1,85m < 3 m. Theo tiêu chuẩn TCVN4447-2012 bảng 11’’ ta có : tỷ lệ hệ số mái dốc m là 1:1. Chọn hệ số mái dốc m=1.
Bề rộng chân mái dốc: B=H.m=1,85.1=1,85 (m), chọn B=1,85 (m).
Ta có công thức tính đất hố đào: ( ( )( ) ) 6
V = H ab+ +a c b d+ +cd
Hình 8.1: Hình dáng hố đào Kích thước khoang đào máy đợt 1 (đào toàn bộ):
+ Kích thước mặt trên: c=55,5 (m) ; d=38,5 (m).
+ Kích thước mặt dưới: a=51,8(m) ;b=34,8 (m).
Khối lượng đất đào bằng máy đợt 1:
3 m1
V = .1,85.(51,8.34,8+(51,8+55,5).(34,8+38,5)+55,5.38,5] = 3639,71(m )1 6
-Đợt 2 : Ta tiến hành đào các hố móng độc lâp bằng máy từ cao trình -1,85 m đến -3,25 m. Chiều cao đào là H=1,4m, lấy hệ số mai dốc m=0,5. Ta có bề rộng chân mái dộc là : B=H.m=1,4.0,5 =0,7 (m), chọn B=0,7 (m).
+ Hố móng 1 (24 hố đào):
a=4,4 (m) ; b=4,4(m) c=5,8(m) ; d=5,8(m)
2 3
1
V = 24.(1, 4.[4,4.4,4+(4,4+5,8).(4,4+5,8)+5,8.5,8] - 4. .0,35 .1,4) = 827,73 (m )
6
+ Hố móng 2 (4 hố đào):
a=8,4(m) ; b=4,4(m) c=9,8(m) ; d=5,8(m).
2 3
2
V = 4.(1, 4.(8,4.4,4+(8,4+5,8).(4,4+9,8)+9,8.5,8] - 8. .0,35 .1,4) = 256,89 (m )
6
+ Hố móng 3 (1 hố đào):
a=22,4(m) ; b=6,8(m)
c=23,8(m) ; d=8,2(m).
2 3
3
V = 1.(1, 4.[22,4.6,8+(22,4+23,8).(6,8+8,2)+23,8.8,2] -4.5,0.2,4.1,4 - 15. .0,35 .1,4) 6
= 167,5 (m )
Khối lượng máy đào đợt 2 :
Vm2 = V1 + V2 + V3 =827,73+256,89+167,5=1252,12 (m3) Thể tích đất đào máy: Vm = Vm1 + Vm2 = 3639,71+1252,12 = 4891,83(m3)
b) Khối lượng đất đào thủ công
Chiều dày lớp đất cần đào: H=0,2m, từ cao trình -3,25m đến -3,45m( đáy lớp bê tông lót đài). Qua trình đào thủ công kết hợp với đào rãnh dầm móng kích thước 50x70cm.
+ Hố móng 1 (24 hố đào):
V = 24.(0,2.4,4.4,4 - 4. .0,35 .0,2) = 85,54 (m )1 2 3
+ Hố móng 2 ( 4 hố đào):
V = 4.(0,2.8,4.4,4 -8. .0,35 .0,2)= 23,11 (m )2 2 3
+ Hố móng 3 ( 1 hố đào):
V = 1.(0,2.22,4.6,8 -4.5,0.2,4.0.2 - 15. .0,35 .0,2)= 19,71 (m ) 2 3