BIỆN PHÁP THI CÔNG TƯỜNG BARÉT TRONG đất

THI CÔNG TƯỜNG BARET

1

LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG TƯỜNG BARÉT TRONG ĐẤT

I Tổng quan về tường trong đất :

a/ Tác dụng và yêu cầu của tường trong đất:

- Bảo vệ thành hố đào sâu, đồng thời bảo vệ nền móng công trình lân cận

- Đảm bảo cho nước ngầm không vào được tầng hầm trong quá trình thi công cũng như sử dụng

- Đảm bảo cho tường trong đất được ổn định, nghĩa là không bị nghiêng, không bị lún quá giới hạn cho phép

- Đảm bảo tường chịu được áp lực đất và nước ngầm

b/ Những ngoại lực tác dụng vào tường trong đất:

- Áp lực đất lên mặt tường;

- Áp lực nước dưới đất lên mặt tường;

- Một phần tải trọng của các tầng ngầm và tầng trệt;

- Tác dụng của lực chống vào tường

II.1.2 Các số liệu tính toán :

Chiều sâu tường trong 3 tầng hầm là 10,6m, chiều dày đài móng bè là 2,5m, lớp bêtông lót và vật liệu chống thấm dày 20cm Từ cốt đáy đài móng, tường được cắm sâu vào trong đất 8,7m, nên tổng chiều sâu của tường là 22m Chiều dày của tường là 0,8m được duy trì suốt từ trên xuống

II.1.3 Vật liệu để xây dựng tường trong đất :

- Bêtông mác 300#

- Dung dịch bentonite

- Cốt thép nhóm AII

II.1.4 Giải pháp kết cấu của tường trong đất :

Vì chu vi của tường quanh nhà là rất lớn cho nên thực tế thi công không thể đào hào 1 lần theo chu vi tường mà ta phải chia làm nhiều đoạn

Chiều dài của từng đoạn được tính toán theo sự ổn định của vách hào và điều kiện thi công Kích thước các đoạn tường (panel tường) được chia ra trong quá trình thi công như sau:

2

Hình 1 Khích thước của các loại Panel tường Diaphragm

Để làm cốt thép cho tường ta sử dụng thép gai thông thường được buộc thành khung có chiều dài và chiều rộng tương ứng với 1 hố đào

Chọn chiều dày lớp bảo vệ cốt thép là abv = 7cm

Do chiều sâu hố đào lớn 22m ta chia làm 2 khung, mỗi khung có chiều cao 11m, Khung thứ nhất hạ xuống hào rồi dùng các thiết bị chắn ngang để đỉnh khung nằm ở cao trình mặt đất, dùng cần trục để đưa khung thứ hai vào tới vị trí khung thứ nhất, định vị trí rồi nối buộc lắp ráp 2 khung lại với nhau, sau đó hạ

cả khung xuống tới chiều sâu thiết kế

Cốt thép chủ theo phương thẳng đứng không được ngăn cản sự chuyển động của bê tông từ dưới lên và sự chảy của bêtông trong khối đổ Để đảm bảo điều kiện này khoảng cách giữa các thanh cốt chủ không nhỏ hơn 170 - 200mm Đường kính cốt thép từ 20 - 32mm Ngoài ra cốt thép còn phải đảm bảo khoảng cách để bố trí chỗ đặt ống đổ bêtông Hai phía mặt ngoài của khung có các tai cố định khung ở trong hào (cũng là để đảm bảo lớp bảo vệ của bêtông) ngoài ra phải làm các chi tiết chôn sẵn để liên kết tường với dầm hoặc các sàn sau này

Trong quá trình đổ bêtông, để tạo mối nối cho các đốt tường Diaphragm chất lượng cao, người ta dùng tấm ván khuôn định hình đầu đốt, trên đó có khe cài tấm chất dẻo (gioăng cao su) liên kết 2 đốt tường (xem chi tiết ở Bản vẽ TC01)

II Quy trình thi công tường Diaphragm

Thi công tường trong đất gồm các giai đoạn sau:

 Công tác chuẩn bị

 Định vị trí tim tường

 Xây dựng theo trục tương lai các tường định vị

 Đào từng đốt hào trong vữa sét

 Xác nhận độ sâu hố đào và nạo vét đáy hố

3

kiÓm tra bentonite

trén bentonite

thïng chøa

b¬m cÊp

b¬m thu håi

bÓ läc c¸t

thïng thu håi

hè khoan C¸c khèi liªn kÕt víi nhau qua hÖ thèng èng dÉn

 Đặt vào hào các khung cốt thép và thiết bị chặn đầu của đốt hào

 Xử lý cặn lắng đáy hố đào

 Đổ bê tông tường bằng phương pháp đổ bê tông trong nước

1.1 Công tác chuẩn bị:

a Tổ chức mặt bằng thi công:

Để việc thi công tường Diaphramg có kết quả tốt cần thực hiện nghiêm chỉnh

và kỹ lưỡng những khâu chuẩn bị sau:

- Nghiên cứu kỹ bản vẽ thiết kế tường, tài liệu địa chất thuỷ văn của công trình, các yêu cầu kỷ thuật của tường trong đất, các yêu cầu riêng của người thiết

kế

- Lập phương án kỹ thuật thi công

- Lập phương án tổ chức thi công

- Khả năng gây ảnh hưởng đến khu vực và công trình lân cận

 Tổng mặt bằng thi công:

Mặt bằng thi công được tổ chức nhằm bảo đảm hợp lý thi công liên tục, giao thông thuận tiện không chồng chéo Vị trí gia công cốt thép được bố trí nơi khô ráo, thuận tiện cho việc vận chuyển Bộ phận cơ khí sữa chữa, được bố trí bên cạnh khu gia công cốt thép để kết hợp dụng cụ gia công và sữa chữa Hệ thống điện được nối từ trạm biến thế trên công trường và máy phát điện dự phòng Tại khu điều chế đặt sẵn hai téc nước 200m3 Hệ thống thoát nước được bố trí

ở giữa và theo chu vi khu vực thi công rồi được dẫn thoát ra hệ thống thoát nước thành phố

Dung dịch Bentonite được thu hồi đưa về trạm xử lí (xem sơ đồ bố trí quy trình cấp và thu đung dịch Bentonite – phần b), phần còn lại không sử dụng

được chở bằng xe chuyên dùng ra bãi thải tránh ô nhiễm môi trường

 Tiến độ thi công:

Tiến độ thi công công trình được tiến hành và phụ thuộc vào phương tiện thi công tầm hầm là chủ yếu Tất cả các công việc cơ bản như:

Đào đất bằng gầu ngoạm  đưa đất vào xe tự đổ  đặt khung cốt thép vào hào  phục vụ đổ bê tông bằng phương pháp đổ bê tông trong nước, được hoàn thành bằng một loại máy là cần cẩu bánh xích Với các loại máy móc phục vụ thi công (chọn trong phần sau), ta dự kiến việc đào đất một đốt hào chỉ trong một ca, xử lý cặn lắng, hạ tấm vách và khung cốt thép, đổ bê tông chỉ trong 1 ca Như vậy, thi công một đốt hào chỉ trong một ngày

b Thiết bị phục vụ thi công:

 Dây chuyền cung cấp và thu hồi Bentonite:

Sơ đồ dây chuyền cấp phát và thu hồi Bentonie có dạng hình khối như sau:

4

Hình 2 Dây chuyền cung cấp và thu hồi Bentonite

- Trộn Bentonite: Betonite được chuyển đến công trường phải ở dạng đóng bao 50kG giống như xi măng Tỷ lệ trộn 30 - 50kG/m3, trộn trong thời gian 15 phút

- Trạm trộn: công suất của trạm trộn phải bảo đảm bảo cung cấp cho đào 1 đốt

và đổ bê tông 1 đốt/1 ca (thi công dây chuyền):

) ( 52 , 91 3 1 22 4 8 0 3

H l b

Vậy công suất của trạm trộn cho một ngày (2 ca) chọn: 291,52 = 183 m3

- Thùng chứa Bentonite: Bentonite sau khi trộn phải đủ thời gian 20 - 24h cho

các hạt trương nở Theo tiến độ dự kiến, trong 1 ngày thi công 2 đốt (đào và đổ

bê tông), thì thể tích thùng chứa cần thiết:

Vthùng chứa = 183 m3 => chọn 2 xilô chứa loại 120 m3/xilô

- Thùng thu hồi: Bentonite thu hồi từ hố khoan được chứa trong bể thu hồi trước khi qua bể lọc cát phải bảo đảm vận tốc lọc của bể lọc và tốc độ thu hồi Betonite Chọn thùng chứa có dung tích 50m3

- Bể lọc cát: phải đảm bảo hàm lượng cát < 5% có công suất 90m3/h được thiết kế riêng

- Máy nén khí: đảm bảo áp lực nén 7kG/cm2 với ống 80 (ống cứng) cho cùng lúc hai hố khoan

- Ống dẫn dung dịch Bentonite có 2 loại: ống mềm và ống cứng ống cứng là ống dẫn chính từ trạm trộn đi ra gần khu vực thi công, được đặt ngoài tầm hoạt động của các máy móc, chọn loại 80 có các chổ nối với ống mềm dạng bích ống mềm dẫn dung dịch từ ống cứng ra tận mỗi hố đào là loại 45 Ống thu hồi dung dịch Betonite có đường kính 150 là ống mềm

- Thiết bị kiểm tra dung dịch, hệ thống làm sạch, bơm chìm dưới dung dịch

 Chọn máy thi công tường tầng hầm

- Máy đào: việc chọn máy làm đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại và nhóm

đất, điều kiện mặt bằng thi công, chiều sâu hào và khả năng cung cấp thiết bị của thị trường

Hiện nay máy đào hào cơ bản được chia làm hai loại Các thiết bị khoan như

tổ hợp khoan cắt CB-500, máy đào kiểu cắt đất, máy khoan BW của Nhật, máy khoan nhiều đầu của Trung Quốc SF, máy BM-24/0.5… Tuy nhiên, vì tường xuyên qua các lớp sét và cát thuộc nhóm I, II thì hợp lý hơn ta chọn gầu ngoạm không cần lỗ khoan định hướng Gầu ngoạm chuyên dụng cho phép thi công hố đào rộng 0.8m, sâu 22m Các tính năng kỹ thuật của máy đào gầu dây phẳng (hình 3) như sau:

 Dung tích hữu tích của gầu (m3) 0.4

 Ứng lực tối đa lên gầu (MN) 0.029

 Kích thước ở đầu răng gầu khi mở gầu (m) 3.2

 Kích thước gầu khi mở (mm) 3375 x 600 x 2100

5

Để gầu làm việc dùng cần cẩu có sức nâng 20T, có hai tang tời, dùng cẩu COBELCO 7045 Thực tế thi công cho thấy, năng suất của gầu xúc trong một ca làm việc với đất nhóm I-III là 80-100 m3 thích hợp với đốt đào ta chọn 0.8  4 

22 m có V = 70,4 m3

Một ưu điểm khi dùng gầu đào là vữa sét không đóng vai trò để chuyển đất đào lên bề mặt nên không cần thiết phải làm sạch liên tục vữa sét Kinh nghiệm thi công chứng tỏ lượng tiêu hao vữa sét giảm đáng kể và khi đào thì lượng đất đào ra rơi trở lại hào ít hơn khi dùng thiết bị khoan cắt

Hình 3 cần cẩu Cobelco 7045

Thiết bị đổ bê tông: thiết bị đổ bê tông được dùng những ống thép có khớp tháo nhanh nối với phễu, có thiết bị nâng ống, tháo đi từng khâu Ta dùng ống

đổ Tremie với đường kính 200, khoảng cách giữa hai ống là 3m, dùng hai ống cho mỗi đốt đào và dùng xe tự trộn vận chuyển bê tông từ nhà máy đến công trường đổ trực tiếp vào phễu Thực tế cho thấy nếu tổ chức thi công tốt, việc cung cấp vữa bê tông liên tục thì năng suất đổ bê tông đạt 15 - 25 m3/giờ Như vậy với một đốt hào có

V = 70,4 m3 thì chỉ đổ trong khoảng 1,75h với hai ống đổ và có 2 xe liên tục cấp

bê tông (hình 4)

Hình 4 ôtô trộn bêtông Kamaz 5541

6

- Ống bao chứa dung dịch Bentonite: là ống bằng thép cắm sâu xuống đất 0.4m

- Cẩu phục vụ đào đất và đổ bê tông: 2 chiếc COBELCO 7045 tải trọng 35T (chọn theo công tác phục vụ thi công đào hào)

- Thùng chứa mùn khoan bằng tôn dày 4-5mm có gia cường bằng hệ sườn khung thép góc Thùng hình thang: đáy 23 m, miệng 35m, cao 2m Máy đào cần 2 thùng đựng mùn khoan

- Các thiết bị khác: gầu vét, tấm tôn lót đường cho máy chở bê tông, tấm thép cho máy đào đứng dày 24mm (chọn theo tải trọng máy)

- Thiết bị đổ bê tông, ống đổ bê tông, bàn kẹp phểu, clê xích tháo lắp ống đổ

bê tông

- Dụng cụ gia công thép, máy hàn, máy uốn thép, máy cắt thép

- Thiết bị đo đạc, máy kinh vĩ, thước đo

c Vật liệu:

 Bê tông:

Kích thước cốt liệu phải thoã mãn là min của các giá trị sau:

 1/4 khoảng cách cốt đai = 5cm

 1/2 khoảng cách cốt chủ = 7cm

 1/2 chiều dày lớp bê tông bảo vệ = 3,5cm

 1/6 đường kính ống đổ = 4cm

Cốt liệu thô cho phép đến 30mmm, cát hạt thô d < 5mm Hàm lượng cát trong vữa bê tông nhỏ hơn 50%, lượng xi măng dùng trong hỗn hợp bê tông không ít hơn 380 – 400kg/m3, tỷ lệ nước/xi măng không lớn hơn 0,6, thời gian ninh kết không sớm hơn 2h Ngoài ra còn bổ sung thêm chất phụ gia dẻo và phụ gia kéo dài ninh kết với mẻ bê tông đầu tiên Độ đặc của bê tông 2,3 đổ xuống phải chênh lệch so với độ đặc của dung dịch trong hào phải nhỏ hơn 1,2 (nếu lớn hơn sẽ ảnh hưởng đến chất lượng bê tông)

- Độ sâu của ống dẫn luôn ngập trong bê tông ít nhất là 1,5m, nhiều nhất không được quá 9m Khi đổ bê tông khó chảy ra cho phép di chuyển ống lên xuống khoảng 30cm nhưng không được đưa sang hai bên và không được nhấc ra khỏi bê tông

- Độ sụt bê tông (theo hình nón cụt) yêu cầu: 16 - 20 cm Việc cung cấp vữa

bê tông phải liên tục để đảm bảo khống chế toàn bộ thời gian đổ bê tông một đốt hào trong 2h

- Quản lý chất lượng của bê tông thương phẩm theo định kỳ và quản lý hàng ngày do đơn vị cấp bê tông thực hiện và nộp chứng chỉ kiểm tra cho bên mua trước khi cung cấp đại trà cho đổ bê tông tường

- Bê tông trước khi đổ phải lấy mẫu thử, mỗi đốt tường phải có một tổ mẫu thử lấy ở phần bê tông ở đầu, giữa và chân tường, mỗi tổ ba mẫu

- Thiết lập cho từng đốt tường một đường cong đổ bê tông với ít nhất năm điểm phân bố trên toàn bộ chiều cao tường

 Cốt thép:

- Cốt thép được buộc thành từng khung, các cốt thép chủ theo phương thẳng đứng không được ngăn cản sự chuyển động của bê tông từ dưới lên và sự chảy

7

của bê tông trong khối đổ khi đổ bằng phương pháp trong nước, do đó cần gia cường cốt thêm cốt đai, cốt liên kết để gia cố quanh vùng đặt ống Để đảm bảo điều kiện này khoảng cách giữa các thanh cốt chủ lấy là 200mm Dùng thép đường kính 32mm (đã tính toán trong phần Thiết kế và thi công cốt thép tường trong đất)

- Khung cốt thép có thể chế tạo ngay trên công trường Để chế tạo khung cốt thép ngay trên công trường cần phải có bảo dưỡng riêng đảm bảo hình dạng thiết

kế của tường cần xây dựng (đặc biệt chú ý trong thi công cẩu lắp) Độ cứng của khung thép phải đảm bảo khi nâng, lắp cẩu nó bằng cần cẩu sẽ không biến dạng

và không thay đổi kích thước hình học của khung

- Bề rộng của khung cốt thép bằng chiều dài bước đào Khung cốt thép được chế tạo thành từng khối dài 11,7m, vận chuyển và đặt trên giá gần với vị trí lắp đặt

- Cốt thép đặt cách đáy hào ít nhất là 0,1m, đầu dưới của cốt dọc được bẻ cong vào trong và khoảng cách nhỏ nhất phải lớn hơn 100mm

- Phía ngoài lông cốt thép cần hàn những đệm định vị uốn bằng thép dẹt để cố định lồng thép Khoảng cách theo chiều ngang 2 đệm và theo chiều dọc là 5m/cái

- Lống cốt thép tại chỗ quay góc được bố trí thành hình chữ L, đầu nối không được để chỗ góc quay

- Khi cẩu phải có dầm gánh đặt đầu cốt thép có độ dài phù hợp với lồng, dây cáp được buộc vào 4 góc của lồng thép

- Cần căn chỉnh lồng thép đúng tâm hào và tránh hiện tượng gió đung đưa

- Cốt thép chế tạo lồng phải theo đúng chủng loại mẫu mã, quy cách, phẩm cấp que hàn, quy cách mối hàn, độ dài đường hàn Cốt thép phải có đủ chứng chỉ của nhà máy sản xuất và kết quả thí nghiệm trước khi đưa vào sử dụng

- Các sai số cốt thép chế tạo khung theo tiêu chuẩn xây dựng 206- 1998

 Dung dịch Bentonite:

Dung dịch Bentonite giữ vai trò quan trọng trong suốt quá trình khoan cho tới khi kết thúc đổ bê tông Các đặc trưng kỹ thuật của Bentonite thường dùng (hai chỉ tiêu cần quan tâm nhất là độ nhớt và tỷ trọng):

 Độ ẩm: 9-11%

 Độ trương nở: 14-16 ml/g

 Độ pH: 8-11, thường dùng pH = 8-9,5 vì nếu pH > 11 tính kiềm càng mạnh, do đó độ phân tầng mạnh, giảm tác dụng giữ thành

 Chỉ số dẻo: 350-400

 Độ lọt sàng cỡ 100: 98-99%

 Tồn trên sàng cỡ 74: 2.2-2.5%

 Hàm lượng cát < 4%

 Dung trọng: 1.03-1.1

 Độ nhớt: 32-40 Sec

Quy trình trộn dung dịch Bentonite:

8

 Đổ 80% lượng nước theo tính toán vào thùng  Đổ từ từ lượng bột Betonite theo thiết kế  Trộn đều từ 15-20 phút  Đổ từ từ lượng phụ gia nếu

có  Trộn tiếp từ 15-20 phút  Đổ nốt 20% lượng nước còn lại  Trộn 10 phút  Chuyển dung dịch Betonite đã trộn sang thùng chứa và sang Xilô sẵn sàng cấp hoặc trộn với dung dịch thu hồi

Để đảm bảo sự trương nỡ hoàn toàn của các hạt Betonite nên sử dụng sau khi

đã trộn từ 20-24h Trong quá trình bơm hút, dung dịch Betonite phải được kiểm tra thường xuyên, nếu độ nhớt giảm dưới 21 sec thì phải trộn thêm 1-2% sét Betonite hoặc chất phụ gia CMC với tỉ lệ 0.1-0.2% Trường hợp dung dịch quá bẩn, độ nhớt quá cao thì phải phụ thêm chất giảm nước với tỉ lệ 0.1-0.2%

1.2 Định vị tim tường:

- Căn cứ vào bản đồ định vị công trình, lập mốc công trình (được cấp có thẩm quyền kiểm tra, công nhận)

- Từ mặt bằng định vị thiết lập hệ thống định vị và lưới khống chế cho công trình theo hệ toạ độ X, Y

Dùng máy kinh vĩ để tiến hành công tác trắc địa theo hào và tường (cắm tuyến, cao độ, vị trí…)

1.3 Đổ bê tông tường định vị:

Mục đích của tường định vị là để định hướng máy thi công hào đảm bảo ổn định cho các vách hào trong phần trên của nó (tương tự ống chống vách trong thi công cọc nhồi)

Trước khi xây (lắp) tường định vị, cần san mặt bằng dọc tuyến hào sao cho đủ

để xây tường hai bên Khi mặt bằng thấp, mực nước ngầm cao phải đắp cát, xây dựng một lớp đệm lót để thiết bị đi lại và xây tường Nền của hố móng phải được làm phẳng và đầm chặt, sau đó ghép ván khuôn đặt cốt thép và đổ bê tông tường định vị

Đỉnh ván khuôn phải nằm ngang và cao hơn mặt nền công trường 10-20cm

Cả hai phía tường định vị đều phải đắp cát trên đó có đặt tấm lát Việc phân hào thành từng đốt tiến hành ngay trên tường định vị

Hình 5 Thicông tường định vị

Ta chọn phương pháp đúc tường thành từng tấm có chiều dài đúng bằng một đốt đào Sau khi thi công xong một đốt tường thì ta chuyển tấm tường định vị đi

9 sang thi công đốt tường tiếp theo Để di chuyển 1 tấm tường ta dùng luôn cẩu phục vụ COBELCO, vì vậy ta phải chôn sẵn 2 móc cẩu ở tường