Bài giảng Dẫn dòng thi công và công tác hố móng

Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng Chƣơng DẪN DÕNG 1.1 Khái niệm 1.1.1 Đặc điểm cơng trình thủy lợi 1.1.2 Nhiệm vụ dẫn dòng 1.1.3 Các tài liệu phục vụ thiết kế dẫn dịng 1.1.4 Trình tự thiết kế dẫn dòng 1.2 Các phƣơng pháp dẫn dòng 1.2.1 Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng đợt 1.2.2 Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng nhiều đợt 13 1.2.3 Một số phương pháp dẫn dòng đặc biệt khác 17 1.3 Chọn lƣu lƣợng thiết kế dẫn dòng 19 1.3.1 Chọn tần suất thiết kế dẫn dòng 19 1.3.2 Chọn thời đoạn dẫn dòng 21 1.3.3 Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng 21 1.3.4 Những học kinh nghiệm chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng 21 1.4 Các phƣơng pháp dẫn dòng kết hợp 21 1.4.1 Phương pháp dẫn dòng tổng hợp thường dùng thực tế 21 1.4.2 Một số phương pháp dẫn dòng kết hợp khác áp dụng cho số cơng trình thực tế Việt Nam 23 Chƣơng ĐÊ QUAI 33 2.1 Khái niệm 33 2.2 Những yêu cầu 33 2.3 Phân loại cấu tạo 33 2.3.1 Phân loại 33 2.3.2 Cấu tạo đê quai 33 2.4 Xác định thông số đê quai 37 2.4.1 Xác định cao trình đỉnh đê quai 37 2.4.2 Bề rộng đỉnh đê quai 38 2.4.3 Hệ số mái đê quai 38 2.5 Bố trí mặt đê quai 38 2.6 Thi công đê quai 38 Chƣơng NGĂN DÕNG 39 3.1 Khái niệm 39 3.2 Xác định tần suất lƣu lƣơng thiết kế ngăn dòng 39 3.2.1 Xác định tần suất ngăn dòng 39 3.2.2 Xác định lưu lượng thiết kế ngăn dòng 39 3.3 Phƣơng pháp ngăn dòng 39 Dẫn dòng thi cơng cơng tác hố móng 3.3.1 Phương pháp đổ đất đá ngăn dòng 40 3.3.2 Ngăn dịng số cơng trình cụ thể 40 3.4 Tính tốn thủy lực thả đá ngăn dịng 43 3.4.1 Mục đích 43 3.4.2 Tính tốn 43 3.4.3 Biện pháp thi công 43 3.5 Ngăn dịng cơng trình vùng triều 47 3.5.1 Giới thiệu chung 47 3.5.2 Tính tốn thiết kế 47 3.5.3 Phương pháp ngăn dòng 48 CHƢƠNG TIÊU NƢỚC HỐ MÓNG 50 4.1 Khái niệm 50 4.2 Các phƣơng pháp tiêu nƣớc hố móng 50 4.2.1 Phương pháp tiêu nước mặt 50 4.2.2 Phương pháp hạ thấp mực nước ngầm (HMNN) 52 4.2.3 Phương pháp hỗn hợp 61 4.3 Thiết kế tiêu nƣớc hố móng 61 4.3.1 Nhiệm vụ 61 4.3.2 Chọn phương án tiêu nước hố móng 62 4.3.3 Xác định lượng nước cần tiêu 62 4.3.4 Bố trí hệ thống thiết bị tiêu nước 67 4.3.4.1 Bố trí hệ thống tiêu nước hố móng 67 4.3.4.2 Bố trí thiết bị tiêu nước hố móng 67 Chƣơng CƠNG TÁC NỀN MĨNG 69 5.1 Khái niệm 69 5.2 Bảo vệ hố móng 69 5.2.1 Bảo vệ đáy hố móng 69 5.2.2 Bảo vệ mái hố móng 70 5.3 Đào móng cố thƣờng gặp 71 5.3.1 Thiết kế đào móng 71 5.3.2 Tính tốn khối lượng đào móng 71 5.3.3 Các cố thường gặp đào móng 73 5.4 An tồn thi cơng móng cơng trình 74 5.5 Xử lý tiếp giáp, xử lý 75 5.5.1 Xử lý tiếp giáp 75 5.5.2 Xử lý 76 5.6 Bố trí mặt thi cơng hố móng 77 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng Chƣơng DẪN DÕNG 1.1 Khái niệm Dẫn dịng thi cơng cơng tác quan trọng hàng đầu q trình xây dựng cơng trình thủy lợi – thuỷ điện Việc chọn thông số để tính tốn thiết kế chọn phương pháp dẫn dòng ảnh hưởng trực tiếp đến kế hoạch tiến độ thi cơng, biện pháp thi cơng, bố trí mặt cơng trường giá thành cơng trình 1.1.1 Đặc điểm cơng trình thủy lợi - Xây dựng sông suối, kênh rạch bãi bồi nên thi công thường chịu ảnh hưởng bất lợi nước mặt, nước ngầm, nước mưa ; - Khối lượng công trình lớn, thời gian thi cơng kéo dài, điều kiện thi cơng, địa hình, địa chất khơng thuận lợi; - Tuyệt đại đa số dùng vật liệu địa phương, vật liệu chỗ; - Q trình thi cơng địi hỏi hố móng khơ phải đảm bảo u cầu lợi dụng tổng hợp dòng chảy hạ lưu 1.1.2 Nhiệm vụ dẫn dòng - Đắp đê quai bao quanh hố móng, bơm cạn nước tiến hành nạo vét, xử lý xây móng cơng trình; - Dẫn nước sông từ TL HL qua công trình dẫn dịng xây dựng xong trước ngăn dòng 1.1.3 Các tài liệu phục vụ thiết kế dẫn dịng - Hồ sơ thiết kế cơng trình; - Tài liệu thủy văn, địa hình, địa chất địa chất thủy văn khu vực; - Năng lực đơn vị thi cơng; - Tình hình sử dụng nước phục vụ dân sinh, vận tải thủy ngành kinh tế 1.1.4 Trình tự thiết kế dẫn dịng - Tập hợp nghiên cứu tài liệu bản; - Đề xuất chọn phương pháp dẫn dòng; Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng - Xác định lưu lượng thiết kế dẫn dòng; - Tính tốn thiết kế cơng trình dẫn dịng; 1.2 Các phƣơng pháp dẫn dòng 1.2.1 Phương pháp đắp đê quai ngăn dòng đợt Đắp đê quai ngăn dòng đợt đắp đê quai lần ngăn tồn lịng sơng, dịng chảy dẫn hạ lưu qua cơng trình tháo nước tạm thời lâu dài gọi cơng trình dẫn dịng Phương pháp thường áp dụng xây dựng công trình nhỏ, lịng sơng hẹp Trong đó, cơng trình dẫn dòng thường sử dụng máng, kênh, nen, cống, tràn tạm 1.2.1.1 Dẫn dòng qua máng a) Sơ đồ: a) b) Hình 1.1: Sơ đồ dẫn dịng qua máng a) Mặt b) Mặt cắt dọc máng Máng; Cơng trình chính; Đê quai thượng lưu; Đê quai hạ lưu Máng gỗ, thép bê tông cốt thép… bắc qua đê quai thượng lưu hạ lưu để dẫn nước hạ lưu cơng trình (xem hình 1.1) b) Tính tốn thiết kế: - Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng (xem mục 1.3); - Chọn cao trình đặt đáy máng, tính tốn thuỷ lực (xem mục 1.2.1.2), thiết kế kích thước kết cấu máng; - Tính tốn xác định cao trình đỉnh đê quai thượng hạ lưu (xem mục 2.4.1) c) Tổ chức thi công: - Đắp đê quai thượng hạ lưu; Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng - Lắp đặt máng qua đê quai để dẫn nước hạ lưu; - Tiến hành thi công cơng trình chính; - Tháo dỡ máng hồn thành cơng trình d) Điều kiện áp dụng: - Lịng sơng hẹp, cơng trình nhỏ, thi cơng xong mùa khô; - Lưu lượng nhỏ: Q ≤ 2mP3P/s; - Khi cơng trình tháo nước có khơng thể lợi dụng để dẫn dịng tháo khơng hết lưu lượng thiết kế dẫn dòng; - Các phương pháp tháo nước khác đắt Hiện nay, phương pháp dùng khả tháo nước máng nhỏ, giá chống đỡ rị rỉ nước xuống hố móng gây cản trở thi công Mặt khác, phương pháp khác dùng bơm, xi phông ngược ống cao su ống nhựa thay cho máng thuận tiện nhiều công trình có lưu lượng nhỏ 1.2.1.2 Dẫn dịng qua kênh a) Sơ đồ: Kênh đào bên bờ để dẫn dịng thi cơng (hình 1.2; 1.3 1.4) 120 115 110 105 105 110 115 120 125 Hình 1.2: Sơ đồ dẫn dịng qua kênh Tuyến cơng trình chính; 2,3 Đê quai thượng lưu, hạ lưu; Kênh dẫn dòng Dẫn dòng thi cơng cơng tác hố móng Hình 1.3: Kênh dẫn dịng cơng trình Đầm Hà Động Lịng kênh dẫn; Vải chống thấm; Bờ kênh tiếp giáp đập; Vai trái đập Hình 1.4: Kênh dẫn dịng cơng trình Định Bình Lịng kênh dẫn Đá gia cố bờ kênh Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng b) Tính tốn thiết kế: - Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng (mục 1.3); - Chọn cao trình đáy kênh, tính tốn thủy lực qua kênh thiết kế kích thước mặt cắt ngang kênh; Đối với kênh lớn phải làm nhiệm vụ xả lũ thi công, cần phải xây dựng đường quan hệ Q-ZTL Để xây dựng đường quan hệ phải tiến hành theo trình tự sau: + Vẽ sơ đồ tính toán thủy lực theo thực tế, coi chế độ chảy kênh đập tràn đỉnh rộng nối tiếp với kênh ý điều kiện nối tiếp dòng chảy với hạ lưu kênh; + Giả thiết cấp lưu lượng Qi, tính mực nước thượng lưu kênh ZTL + Vẽ đường quan hệ Q-ZTL; - Tính tốn diều tiết lũ để xác định cao trình đỉnh đê quai, thiết kế kích thước, cấu tạo mặt cắt ngang xác định cao trình chống lũ đắp đập c) Tổ chức thi cơng: - Đào kênh dẫn dịng; - Đắp đê quai thượng lưu đê quai hạ lưu ; - Tiến hành thi cơng cơng trình theo yêu cầu tiến độ d) Điều kiện áp dụng: Thường áp dụng cho cơng trình xây dựng đoạn sơng đồng bằng, có bờ thoải rộng, điều kiện địa hình địa chất thuận lợi cho việc đào kênh 1.2.1.3 Dẫn dòng qua cống ngầm a) Sơ đồ (xem hình 1.5, 1.6 1.7): Đối với cơng trình vừa nhỏ thường sử dụng cống lấy nước để dẫn dịng mùa khơ bố trí lỗ xả thân đập (cống ngầm) để tháo lũ thi cơng Đối với cơng trình lớn, cống thiết kế riêng để dẫn dòng mùa khô mùa lũ, mùa khô năm thi công cuối hồnh triệt cống; Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng Khi sử dụng cống ngầm để dẫn dịng, lưu lượng dẫn dịng lớn người ta thường phải thiết kế cống ngầm có nhiều khoang (cơng trình Núi Cốc, Kẻ Gỗ n Lập, Tuyên Quang, Bản Chát, Bình Điền, Đồng Nai, ) Khi thi cơng xong, người ta hồnh triệt để lại khoang để dẫn nước tưới lâu dài, khoang hoành triệt trở thành hành lang kiểm tra sửa chữa b) Tính tốn thiết kế: - Chọn lưu lượng thiết kế dẫn dòng (xem mục 1.3); - Chọn cao trình đáy cống, tính tốn thủy lực cống ngầm thiết kế kích thước mặt cắt ngang cống Trong thực hành tính tốn thuỷ lực cống ngầm để đơn giản mà đảm bảo đủ xác, xác định chế độ chảy theo Hứa Hạnh Đào: H < (1,2 ÷ 1,4)D cống chảy khơng áp H ≥ (1,2 ÷ 1,4)D cống chảy bán áp có áp Trong đó: H cột nước trước cống; D đường kính cống; - Tính tốn điều tiết lũ để xác định cao trình đỉnh đê quai, thiết kế kích thước, cấu tạo mặt cắt ngang cống xác định cao trình chống lũ thi cơng đập Để tính tốn điều tiết lũ phải xây dựng đường quan hệ Q-ZTL cống Cách xây dựng đường quan hệ sau: giả thiết trị số lưu lượng, vẽ sơ đồ tính tốn thủy lực theo thực tế, xác định chế độ chảy qua cống tính mực nước thượng lưu cống ZTL ứng với lưu lượng Giả thiết cấp lưu lượng Qi, tính mực nước thượng lưu tương ứng vẽ đường quan hệ Q-ZTL; Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng 190 200 22 23 210 24 260 250 170 a) 180 162.2 244.70 20 0.0 244.70 200 210 220 158.70 180 170 190 230 157.00 240 189.40 210 b) Hình 1.5: Phương pháp dẫn dịng qua cống ngầm bố trí thân đập bê tông (Thủy điện Hủa Na) a) Mặt b) Cắt dọc Cống dẫn dòng Phần đập thi công Cửa nhận nước Đê quai thượng Đê quai hạ Phạm vi vữa xi măng Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng Hình 1.6: Cống lấy nước sử dụng để dẫn dịng mùa khơ (Cơng trình Đầm Hà Động) Một đoạn cống;2 Tường cánh cửa vào; Tháp van thi cơng dở Hình 1.7: Sử dụng lỗ xả bố trí thân tràn bê tơng cốt thép để dẫn dịng mùa kiệt (cơng trình Đầm Hà Động) Lỗ xả thân đập tràn Thân đập tràn xây dựng dở 10 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng Thời kỳ đào móng, lượng nước cần tiêu gồm: nước mưa Qm, nước thấm Qt nước từ khối đất đào móng Qd: Q  Qm  Qt  Qd Qm  Trong đó: F h 24 (4.4) Q- Lưu lượng cần tiêu (m3/h); Qt- Tổng lưu lượng thấm vào hố móng (m3/h); Qm- Lưu lượng mưa đổ vào hố móng (m3/h); Qd- Lượng nước thi cơng đào móng (m3/h); F- Diện tích hứng nước mưa hố móng (m2); h- Lượng mưa bình qn ngày (m) c) Thời kỳ thường xuyên: Đây thời kỳ đào xong móng thi cơng cơng trình hố móng Lượng nước cần tiêu gồm: nước mưa Qm, nước thấm Qt, nước thi công Qtc: Q  Qm  Qt  Qtc Trong đó: Qtc- Nước thải hố móng q trình thi cơng như: nước rửa vật liệu, nước dưỡng hộ bê tông, nước rửa nền, nước làm mát, Việc xác định lượng nước thấm vào hố móng tham khảo giáo trình thuỷ lực, thuỷ công, 4.3.3.2 Khi sử dụng phương pháp hạ thấp mực nước ngầm a) Tính lượng nước thấm vào giếng Hiện sử dụng công thức tính tốn hệ thống giếng HMNN Đuypuy dựa nguyên lý chuyển động không thay đổi dần Chuyển động dòng thấm tầng đất thấm nước vào giếng coi ổn định phễu bão hịa mặt trụ đối xứng (hình 4.15); * Tính tốn giếng hồn chỉnh: - Giếng đơn: 63 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng Z (4.7) Q A - Hệ thống giếng: Z r R (4.8) r  o o F r i= r xo= (2 H  S ) S R ln xo S § - ê n g b ·o h ß a Sơ đồ tính tốn hệ thống giếng hồn chỉnh hình 4.6, xo khoảng cách từ tâm hố móng đến giếng Q  K A M N N th iªn n h iªn h 2kHS R ln ro H Q= ; F – Là diện tích hố móng; Hình 4.15 Mặt cắt ngang giếng hồn chỉnh * Tính tốn hệ thống giếng khơng hồn chỉnh Trong thực tế, lúc tầng thấm dày, đáy giếng không ăn sâu vào tầng khơng thấm nước (hình 4.16) nước cung cấp cho giếng vừa qua thành bên giếng vừa qua đáy giếng Khoảng cách từ đáy giếng đến tầng khơng thấm nước lớn, tầng thấm nước có vùng tham gia vào việc cung cấp nước cho giếng Vùng gọi vùng hoạt động giếng tiêu nước giếng khơng hồn chỉnh; Theo phương pháp dần, ta phân lượng nước thấm vào giếng khơng hồn chỉnh làm phần Q’ Q”: Q=Q’+Q”= K 2S ot (2 H  S ) S  K R  xo R  xo ln ln t xo xo  (4.9) 64 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng Z Q A A § - ê n g b ·o h ß a Q' R t/2 (x o-t/2 ) Q" t/2 t/2 ro t Ta H S So M N N th iªn n h iªn Hình 4.16 Sơ đồ tính tốn giếng khơng hồn chỉnh R Ta H S S So M N N b an đầu M N N ổ n đ ịn h sau hạ thÊp G iÕn g h ó t n - í c hạ thấp M N N t xo T ần g k h « ng thÊm Hình 4.17 Sơ đồ tính tốn hệ thống giếng khơng hồn chỉnh Với: R= S HK xo= F  ; F – Là diện tích hố móng; (4.10) Trị số Ta lấy theo bảng 3.1 sau: Bảng 4.1 Trị số Ta phụ thuộc vào S H So H 0,2 0,3 0,5 0,8 1,0 Ta H 1,30 1,60 1,70 1,85 2,00 * Tính tốn phần mềm Modflow Khi thiết kế HMNN bảo vệ mái hố móng khơng phải có giếng mà nhiều giếng, bố trí thành hàng nhiều hàng 65 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng giếng làm việc đồng thời ảnh hưởng chúng với yếu tố yêu cầu cần xét đến Đặc biệt hệ thống giếng gồm nhiều loại giếng khác nhau, có lưu lượng bơm khác nhau, đặt độ sâu khác nhau, địa chất xung quanh giếng khác nguồn bổ sung lượng nước ngầm khác nên lưu lượng thấm vào giếng khác nhau, … làm cho yếu tố đầu vào việc tính tốn phức tạp việc tính tốn theo truyền thống gặp nhiều khó khăn, sai số lớn; Khi thiết kế HMNN đòi hỏi phải đưa nhiều phương án lựa chọn thiết bị HMNN, bố trí hệ thống giếng khác nhau, … để tính tốn so sánh kinh tế kỹ thuật để lựa chọn phương án tối ưu Do đó, cán thiết kế nhiều thời gian cơng sức để tính tốn; Như vậy, việc ứng dụng công nghệ tin học phần mềm chạy mơi trường Windows để tính tốn thiết kế HMNN điều cần thiết để giảm công sức, thời gian tăng độ tin cậy; Nổi trội phần mềm đại ngày phần mềm Visual Modflow Canada sản xuất, chạy môi trường Windows XP, có giao diện thân thiệt hỗ trợ lớn đồ họa cho phép người sử dụng mơ mơ hình tính tốn dạng 2D 3D; b) Xác định thông số hệ thống giếng kim + Các thơng số tính tốn: Hệ số thấm đất K(m/ngày đêm), đường kính ống lọc D(mm), chiều dài ống lọc L(m), chiều sâu HMNN đáy hố móng So(m); + Xác định khả hút giếng q: q=Fg.v (4.11) Trong đó: Fg – diện tích phần lọc (hút); V – Tốc độ nước thấm lớn vào ống lọc, xác định theo Abramốp: v=60 K (m/ngđ) + Xác định độ sâu HMNN giếng S: S=So+S Trong đó: Với: S= (4.12) q 1,32L ln (m) 2LK r r – Bán kính giếng (cm); 66 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng + Xác định chiều sâu hạ giếng H: H=So+L+S+h+ho Trong đó: (4.13) h – Cột nước tiêu hao nước chảy qua ống lọc (0,5÷1,0)m; ho – Độ ngập nước phần lọc (0,5÷2,0)m; + Xác định bán kính ảnh hưởng R việc HMNN: R=2S H.K (4.14) + Xác định bán kính biểu kiến xo: x0  F (4.15)  + Xác định trị số vùng ảnh hưởng Ta theo bảng 3.1; + Xác định số lượng giếng n: Q q n= m Với m – Hệ số dự trữ, m=1,2÷1,3 (4.16) + Xác định khoảng cách giếng e: P n e= (m) (4.17) 4.3.4 Bố trí hệ thống thiết bị tiêu nước 4.3.4.1 Bố trí hệ thống tiêu nước hố móng Với phương pháp tiêu nước mặt: xem mục 4.2.1.3 Với phương pháp hạ thấp mực nước ngầm: xem mục 4.2.2 Có thể bố trí hệ thống giếng xung quang hố móng Đặc biệt với vùng có hệ số thấm K thay đổi vị trí đất có hệ số thấm cao, vị trí gần nguồn cung cấp nước ngầm sông, hồ, ao, bể chứa nước, …ta bố trí hệ thống giếng kim dày có khả thu nước lớn ngược lại kết hợp hệ thống giếng với tường ngăn nước để vừa tiêu nước hố móng lại vừa bảo vệ mái hố móng 4.3.4.2 Bố trí thiết bị tiêu nước hố móng * Thiết bị bơm tiêu nước mặt bố trí theo hình thức sau: 67 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng - Bố trí phạm vi hố móng: Máy bơm đặt phạm vi hố móng phía mực nước cần tiêu (Cột nước hút Hh nhỏ, cột nước đẩy Hđ lớn), nước dẫn từ máy bơm khỏi phạm vi hố móng ống dẫn + Máy bơm hệ thống phao mặt nước hố móng để bơm nước Ưu điểm phương pháp mực nước hạ đến đâu máy bơm hạ đến đó, bơm nước liên tục di chuyển máy bơm đến vị trí sâu hố móng dễ dàng + Hoặc máy bơm đặt xung quanh biên hố móng gị đất cao gần biên hố móng Ống hút đặt giếng thu nước chỗ sâu hố móng, nước dẫn từ máy bơm ngồi ống đẩy - Bố trí ngồi phạm vi hố móng: Máy bơm đặt mái hố móng đê quai (Cột nước hút Hh lớn, cột nước đẩy Hđ nhỏ) Ống hút đặt giếng thu nước chỗ sâu hố móng, nước dẫn từ máy bơm ống đẩy đổ xả trược tiếp vào mương dẫn * Thiết bị bơm tiêu nước ngầm: Tùy hình thức HMNN mà bố trí thiết bị cho phù hợp: Xem mục 4.2.2 Chú ý: Bố trí hệ thống thiết bị tiêu nước phải đảm bảo lợi dụng tối đa yếu tố địa hình, khả thi cơng làm ảnh hưởng đến q trình thi cơng Có thể bố trí thay đổi theo thời kỳ thi công cho phù hợp 68 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng Chƣơng CƠNG TÁC NỀN MĨNG 5.1 Khái niệm Khi xây dựng cơng trình cơng tác móng đề khâu để tạo nên hình hài cơng trình Cơng tác móng bao gồm: - Đào móng; - Bảo vệ đáy mái hố móng; - Tiêu nước hố móng; - Xử lý tiếp giáp xử lý nền; - Các cố thường gặp đào móng; - An tồn thi cơng móng cơng trình; - Bố trí mặt thi cơng hố móng 5.2 Bảo vệ hố móng 5.2.1 Bảo vệ đáy hố móng Khi làm khơ hố móng thường hay xảy hai tượng hư hỏng đáy hố móng, biện pháp bảo vệ đáy móng cơng trình chống nước ngầm phái hoại sau: - Hiện tượng xói rỗng tượng đất bị dòng nước thấm lôi Hiện tượng xuất đất rời dính đất cát, cát pha sét Mức độ xói rỗng phá hoại cấu đất tăng, chiều sâu hố móng sâu so với mực nước ngầm cường độ bơm nước khỏi hố móng lớn; - Hiện tượng bục tượng đất bị ổn định hoàn toàn Thường xảy đất rời lẫn đất dính Do nước ngầm có áp từ đẩy lên làm phá vỡ lớp đất mặt khơng thấm nước thấm nước (hình 5.1 Và 5.2); MNN H è m ãng § Êt cát Đ ất sét pha cát Đ ất cát N -íc cao ¸p Hình 5.1 Tác dụng nước ngầm có áp gây bục đáy hố móng 69 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng MNN H hn h® L í p ® Êt k h « n g th Êm C ¸t N - í c cao ¸p Hình 5.2 Nước ngầm có áp tác dụng lên lớp đất khơng thấm đáy móng gây bục đáy hố móng Điều kiện cơng trình khơng bị nước ngầm có áp phá bục biểu diễn bất đẳng thức: H. ≤ hn  + hđ đ Trong đó: H – Cột nước áp lực (m); hn – Chiều dày lớp nước đáy hố móng (m); hđ – Chiều dày lớp đất khơng thấm đáy hố móng (m);  đ – Dung trọng nước dung trọng đẩy đất (T/m ); Muốn ngăn ngừa tượng xói ngầm bục đáy móng nước ngầm người ta áp dụng biện pháp bảo vệ cách hạ mực nước ngầm (HMNN) giếng kim gia tải 5.2.2 Bảo vệ mái hố móng Mái hố móng khơng ổn định nước chảy mặt nước ngầm thấm từ mái Do đó, biện pháp hiệu hạn chế nước chảy vào hố móng: + Với nước mặt: đào mương, rãnh tiêu nước, đắp trạch… Tốc độ hạ thấp mực nước hố móng bơm cạn hố móng Δh=0,5÷1,0m/ngày đêm để đảm bảo mực nước ngầm xung quanh hố móng hạ xuống cách từ từ khơng làm sạt lở mái hố móng; + Với nước ngầm: Đóng ván cừ, gia cường chân mái, cọc tre, phên nứa, rơm rạ, rọ đá, tầng lọc ngược, hạ mực nước ngầm hệ thống giếng thường giếng kim, … 70 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng 5.3 Đào móng cố thƣờng gặp 5.3.1 Thiết kế đào móng * Nội dung: Xác định hình dạng kích thước hố móng, sở tính tốn khối lượng cần đào, chọn biện pháp thi cơng bố trí mặt đào móng * Ngun tắc chung: - Hố móng phải đảm bảo đủ rộng để xây lắp cơng trình, có khơng gian cho máy móc, người đứng phục vụ xây dựng cơng trình bố trí hệ thống tiêu nước hố móng (thuận lợi cho biện pháp thi cơng chọn); - Mái hố móng phải đảm bảo ổn định; - Khối lượng đào móng nhất; - Bố trí mặt đào móng hệ thống tiêu nước hợp lý để đảm bảo thuận tiện cho vận chuyển đất khỏi hố móng, vận chuyển nguyên vật liệu vào hố móng để chuẩn bị xây dựng cơng trình an tồn lao động 5.3.2 Tính tốn khối lượng đào móng Khối lượng đào móng cơng trình thường lớn, hình dạng khối đào phức tạp, nhiều loại đất khác Kích thước khối đào thường lớn theo khơng gian chiều, chọn kích thước phương pháp tính không đắn làm sai lệch khối lượng lớn Kích thước hố móng cần đào thường chọn rộng kích thước cơng trình từ 0,2÷1,5m thi cơng thủ cơng từ 2,0÷5,0m thi cơng máy Phương pháp tính tốn khối lượng đào móng thường dựa cơng thức hình học khơng gian Ta chia hình dạng khối đào thành hình khối hình dạng hình học khơng gian thơng thường hình trụ, hộp, nón, để áp dụng cơng thức tính thể tích hình để tính khối lượng Cịn hình khơng thể chia nhỏ thành hình khối hình dạng hình học thơng thường ta phải sử dụng phương pháp tính gần đúng, cho sai số nhỏ (trong phạm vi cho phép) Dưới phương pháp tính khối lượng dần theo phương pháp mặt cắt Khối lượng loại đất đào tính tốn sau: 71 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng 62 60 60 58 Khoảng cách 431 190 198 400 500 66 68 Cao độ tự nhiên khoảng cách 66 66.6 63.0 61.5 100 156 Cao ®é thiÕt kÕ 62 65 63.9 59.44 59.44 63.39 66 67.73 Cao độ tự nhiên 68 58 Cao ®é thiÕt kÕ 413 373 190 176 400 123 63.38 62 62 64 63.38 66 64 64.3 59.38 64 61.85 66 64.5 59.38 68 62.88 68 62.88 Hình 5.3 Mặt hố móng cơng trình 153 500 Hình 5.4 Các mặt cắt ngang hố móng cơng trình TT Tên mặt cắt … i … n 1-1 2-2 3-3 … i-i … n-n Khối lượng Bảng 5.1: Bảng tính khối lượng đào móng Khoảng Diện Diện tích cách Khối lượng tích trung bình mặt cắt (m3) 2 Fi (m ) (m ) (m) F1 F2 (F2+F1)/2 L21 L21*(F1+F2)/2 F3 (F3+F2)/2 L32 L32*(F2+F3)/2 … … … … Fi (Fi+Fi-1)/2 Lii-1*(Fi+Fi-1)/2 … … … … Fn (Fn+Fn-1)/2 Lnn-1*(Fn+Fn-1)/2 n L i2 ii -1 Ghi * (Fi  Fi-1 )/2 72 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng Căn vào thời gian dự kiến đào móng theo tiến độ thi cơng để tính tốn cường độ đào móng cho đợt Cường độ đào đất tính theo cơng thức: Qđào = V n.T Trong đó: V: Khối lượng đất cần đào (m³) T: Số ngày thi công (ngày) n: Số ca thi cơng ngày đêm (1ca=8h) Từ tính tốn lựa chọn số lượng loại máy tổ hợp máy thi công 5.3.3 Các cố thường gặp đào móng Trong thi cơng đào móng thường xảy cố sụp sau: - Đang đào, chưa kịp làm gia cố mái đào gặp mưa làm sạt lở, sụt lún mái đào: Sau tạnh mưa cần dọn khối đất sập vào hố móng gia cố kết hợp nước mái để đảm bảo ổn định; - Nước mặt dồn vào hố móng: Cần làm hệ thống bờ bao rãnh nước xung quanh phía ngồi hố móng; - Trong hố móng gặp túi bùn: Cần vét sạch, lấy hết phần bùn phía phạm vi hố móng, phần bùn phía ngồi hố móng phải có tường chắn khơng cho lưu thông phần túi bùn Thay vào vị trí phần bùn lấy cần đổ khối đất tốt hơn; - Gặp đá mồ côi nằm chìm khối đá rắn nằm lỏi sâu vào nền: Phải phá bỏ thay vào lớp cát cát pha đá dăm Nếu để lại gây chịu tải không đều; - Gặp mạch nước ngầm chảy vào hố móng kéo theo đất, cát chảy trơi vào hố móng: Phải tìm cách bịt dòng nước ngầm bao tải đất, bê tông nhão đổ bê tông đông kết nhanh nước; làm giếng lọc để hút nước ngồi hố móng tạo cột nước cân áp lực để không cho nước ngầm tiếp tục kéo theo đất cát phun vào hố móng Khi làm khơ hố móng cần nhanh chóng bít dịng nước có cát chảy bê tơng khẩn trương thi cơng móng cơng trình; - Đào phải vật ngầm như: đường ống cấp, thoát nước, dây cáp điện, mộ người chết, : Phải có phương án tránh, di dời sửa chữa ngay; 73 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng - Đào cạnh móng cơng trình khác có mà cần phải đào sâu dễ gây cố với cơng trình bên cạnh: Khi thi cơng phải có phương án bảo vệ cơng trình xung quanh, tuyệt đối không để gây nguy hiểm, lún, nứt, gãy cơng trình có xung quanh; - Gặp hang tơ khiến nước ngầm tràn vào làm ngập hố móng khơng thể bơm cạnh: Nhanh chóng dị tìm hướng hang tơ để bịt tạo cân áp lực nước bịt đổ bê tông đông kết nhanh bao tải bê tông nhão; - Máy móc lật đổ vào hố móng: Cần ý chọn vị trí máy đứng đảm bảo ổn định bố trí vị trí máy đứng mái hố móng đảm bảo an tồn 5.4 An tồn thi cơng móng cơng trình Khi thi cơng hố móng cơng trình thường sâu, mặt chật hẹp, chịu ảnh hưởng nhiều yếu tố bất lợi nên vấn đề an toàn lao động cần quan tâm mức phải cập nhật liên tục để lường trước tai nạn lao động xảy Vì vậy, thiết kế tổ chức xây dựng cần ý đến nội dung kỹ thuật an toàn, vệ sinh lao động sau đây: - Tổ chức đường vận chuyển đường lại hợp lý Đường vận chuyển công trường phải đảm bảo sau: Đường chiều tối thiểu 4m, đường chiều tối thiểu 7m Tránh bố trí giao với đường sắt đường ơtơ Bán kính đường vịng nhỏ từ 30÷40m Độ dốc ngang không 5%, độ dốc dọc không 100; - Có rào chắn biển báo vùng nguy hiểm; - Các nguyên vật liệu thành phẩm, bán thành phẩm cần xếp gọn gàng, nơi quy định, tránh cản trở lối lại; - Khi làm việc cao xuống sâu, phải có biện pháp đưa công nhân lên xuống hệ thống bảo vệ đảm bảo an tồn; - Cơng nhân lên xuống hố, hào sâu phải có thang chắn, cấm leo trèo lên xuống theo văng chống; - Công nhân phải thắt dây an toàn dây phải buộc vào chỗ thật trường hợp sau: Khi làm việc mái dốc có chiều cao 3m độ dốc  45o; Khi bề mặt mái dốc trơn trượt, ẩm ướt độ dốc  30o - Bảo đảm ổn định chống lật, chống trượt, tránh sạt mái cho máy móc làm việc bờ mái dốc hố móng; 74 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng 5.5 Xử lý tiếp giáp, xử lý 5.5.1 Xử lý tiếp giáp Các mặt tiếp giáp phải xử lý theo qui định qui phạm dẫn thiết kế Sau điều bản: * Xử lý tiếp giáp cơng trình nền: - Đối với cơng trình đất: Dọn cối, bóc tầng phủ theo thiết kế; lấp hố thí nghiệm, lỗ khoan đất đắp đập; làm công tác tiêu nước mặt nước ngầm chảy vào hố móng; xử lý tiếp giáp tường tường tâm với theo thiết kế; trước đắp đất cần xới lớp đất để đảm bảo tiếp xúc tốt cơng trình; Mái dốc mặt tiếp giáp m2; mặt tiếp giáp nên có hướng xiên góc với dịng chảy  450; vị trí tiếp giáp với vai đập cơng trình bê tơng phải đầm đầm cóc phạm vi 1m Ngồi phạm vi dùng đầm lăn ép Nếu dùng máy đầm xung kích (đầm nện) phải cách phần tiếp giáp cơng trình bê tơng 2m; - Đối với cơng trình bê tơng: chuẩn bị nhằm tạo liên kết tốt với bê tông; + Nếu đá, việc vữa gia cố chống thấm, trước đổ bê tơng phải bóc hết lớp đá phong hố khơng đủ khả chịu lực theo thiết kế, tạo độ dốc xoải bậc thang (chiều rộng bậc>chiều cao bậc), sau dùng súng cát súng nước, khí nén thổi sạch; + Nếu chờ lâu đổ bê tơng nên che phủ bao tải ướt chừa lại lớp mỏng đá khí chuẩn bị đổ bê tơng bóc; trước đổ bê tơng cần đổ lớp vữa lót dày 5÷10cm; + Nếu đất, san phẳng, đổ lớp đá dăm, phủ lớp cát đầm chặt Nếu cát khơ phải tưới ướt lớp dày 15cm trước đổ bê tông; * Xử lý tiếp giáp khối thi cơng trước sau: - Đối với cơng trình đất: Mái dốc mặt tiếp giáp m2 nên có hướng xiên góc với dịng chảy  450; Nếu chênh lệch khối đắp>5m phải có (nếu mái m3 khơng cần cơ); đập có mặt cắt ngang gồm nhiều khối đắp khác phải đắp theo trình tự trước sau vào mái nghiêng mặt tiếp giáp (đắp theo trình tự từ lên); đắp vị trí tiếp giáp cần xới lớp đất khối đắp trước lên để đảm bảo tiếp xúc tốt khối 75 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng - Đối với cơng trình bê tơng: u cầu chung tất phương pháp phải làm lớp váng vữa bề mặt bê tơng để liên kết tốt với bê tông mới; + Với bê tông cũ: đục xờm sâu 0,5cm lộ 0,5d (d- đường kính đá bê tơng); + Đối với bê tơng mới: Sau đổ 6÷8giờ(mùa hè), 12÷24giờ (mùa đơng) dùng nước cao áp xói rửa, thường áp dụng cho khe ngang; dùng phụ gia chậm đông kết nồng độ 15%, sau đủ cường độ cho phép tháo ván khuôn, dùng nước áp lực xói rửa; 5.5.2 Xử lý Xử lý nhằm tăng cường khả chịu lực, phịng lún, phịng thấm, chống trượt chống xói cho cơng trình; - Với có tính dính, thấm đất bùn chủ yếu nâng cao cường độ chịu lực chống trượt lớp đệm, đóng cọc nổ mìn ép; - Với khơng có tính dính đất pha cát, pha sỏi cát sỏi chủ yếu tăng cường khả phòng thấm sân phủ, tường răng, vữa XM, tường Bentonite, … * Các biện pháp xử lý mềm yếu: - Phương pháp nền; - Xử lý mềm yếu đầm nén; - Xử lý cọc; - Xử lý vải địa kỹ thuật; - Xử lý đất mềm yếu cách thoát nước cố kết; * Các biện pháp xử lý thấm: - Xử lý cát chảy: Hạ mực nước ngầm giếng thường, hệ thống giếng kim, hệ thống giếng nhựa, hạ mực nước ngầm kết hợp với tường vây cừ thép tường bê tông cốt thép, hạ giếng chìm, giếng giảm áp; - Xử lý cát sỏi lịng sơng: Đào hào bentonite để tạo tường chống thấm tầng cát sỏi cho đê quai để thi cơng chân khay đập chính, đào hào bentônite để thi công chống thấm đập, làm đê quai sân phủ, tạo tường chống thấm công nghệ trộn xi măng với đất, tạo tường chống thấm công nghệ khoan vữa xi măng; 76 Dẫn dịng thi cơng cơng tác hố móng * Các biện pháp xử lý đá: Chủ yếu khoan vữa xi măng vữa đất sét; nhựa hóa, bi tum hóa, silicát hóa, 5.6 Bố trí mặt thi cơng hố móng Bố trí mặt thi cơng hố móng cơng việc quan trọng góp phần đảm bảo thuận lợi cho q trình thi cơng, đảm bảo an tồn chất lượng thi cơng móng cơng trình Bao gồm: - Xác định vị trí, kích thước cụ thể hố móng cơng trình khu vực xây dựng; - Bố trí vị trí, hành trình làm việc máy móc, thiết bị thi cơng chính; - Bố trí hệ thống giao thơng hố móng giao tiếp với hệ thống giao thơng bên ngồi hố móng; - Bố trí kho bãi, trạm xưởng phụ trợ, nhà tạm xung quanh hố móng để phục vụ thi cơng móng cơng trình; - Bố trí hệ thống nước; - Bố trí hệ thống cấp điện, ánh sáng, cấp nước, thông tin liên lạc; - Bố trí hệ thống an tồn, cứu hỏa, bảo vệ vệ sinh môi trường 77