Tìm hiểu các biện pháp thi công hầm

• Dầm đỉnh tường vâycapping beamphải được thi công trước khi đào xuống đáy móng • Kiểm tra thép trong tường vây theo trình tự biện pháp thi công và cần có các giải pháp gia cường khi tườ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

NHÓM 4 TÌM HIỂU CÁC BIỆN PHÁP THI CÔNG HẦM

  Giáo viên hướng dẫn : Lê Việt Dũng

HÀ NỘI - 2024

BẢNG PHÂN CÔNG NHÓM 4

Nguyễn Tất Hoàn

I BIỆN PHÁP THI CÔNG ĐÀO MỞ 

1 Phạm vi ứng dụng và ưu nhược điểm

- Phạm vi áp dụng:

• Những công trình có tầng hầm xây chen trong thành phố

• Những công trình co chiều sâu hố đào lớn (hđào >4m)

• Những công trình có sử dụng hệ kết cấu chắn giữ (Cừ Larsen,cọc khoan nhồi,cọc xi măng đất,tường vây,…)

• Những công trình tiếp giáp với hệ thống xung quanh(đường xá,hệ thống cáp quang,cáp điện,cấp thoát nước,…)

- Ưu điểm:

• Thuận lợi cho thi công đào đất so với phương án Semi-Topdown hoặc Topdown

• Kết cấu chống đỡ hố đào đơn giản

• Xử lý chống thấm tường chắn hầm đơn giản

• Lắp đặt các trang thiết bị kỹ thuật dễ dàng

o Nhược điểm:

• Chi phí cho hệ giằng và kết cấu chắn đỡ tầng hầm lớn

• Tiết độ chưa được tối ưu

2 Công tác chuẩn bị

- Lập biện pháp, thẩm tra và đề trình các hồ sơ liên quan bao gồm kết cấu chân đỡ, hệ chống

đỡ hố đào Thời gian thẩm tra 15 ngày

- Trong thời gian nà,công trường phải xây dựng và bố trí các hạng mục như văn phòng BCH-TVGS-CĐT,cổng+chốt bảo vệ,cầu rửa xe và các kho bãi,…

3 Thiết lập mốc cơ sở

Mốc cơ sở(hay mốc chuẩn)được dẫn truyền từ các mộc GPS của CĐT phục vụ cho công tác trắc đạc Các mốc này phải thỏa mãn các yêu cầu theo TCVN 9360:2012

• Vị trí các mốc cơ sở cần đặt trong lớp đất tốt,ổn định

• Bố trí tối thiểu 3 mốc cơ sở 

• Không bị ảnh hưởng do công tác thi công đào đất(thường bố trí cách tường chắn khoảng 2 lần chiều sâu hố đào)

• Đối với công trình trên móng cọc thì sử dụng mốc chuẩn loại B có dạng cọc bê tông cốt thép

Lưu ý:Khi bàn giao công trình,chủ đầu tư sẽ bàn giao mặt bằng kèm 3 mốc GPS để làm cơ sở  dẫn truyền đến các mốc cơ sở

4 Công tác quan trắc

Các hạng mục quan trắc và hạ mực nước ngầm cần được triển khai lựa chọn thầu phụ và lắp đặt trên công trường phục vụ đào đất

5 Trình tự thi công

5.1 Thi công hệ chắn đỡ:

- Giải pháp cừ Larsen

1 Thi công ép cừ bằng búa rung cho khu vực không giáp nhà dân

2 Thi công ép cừ bằng robot(ép tĩnh) tại khu vực sát nhà dân nhằm hạn chế những tác động đến khu vực này

Lưu ý:Cần xem xét hướng tháo dỡ ngay từ giai đoạn lựa chọn biện pháp

Cừ được sản xuất với modun lớn nhất lên đến 18m Tuy nhiên tùy điều kiện vật tư mà cừ 15m

và 18m có thể tổ hợp hàn từ các modun ngắn hơn

1 Hàn đối đầu giữa 2 modun cừ(đây là đường hàn quan trọng nhất)

2 Liên kết 3 bản mã bằng đường hàn góc

- Giải pháp cọc khoan nhồi tiết diện nhỏ

1 Khoan cọc vây sát khu dân cư 

2 Mặt tường cọc vây khi đào đất xuống đáy móng

Lưu ý:Cọc vây có đường kính tối thiẻu 400mm để hạn chế khuyết tật và độ nghiêng khi thi công

a Cọc vây không chèn cọc vữa(áp dụng trong điều kiện đất dính)

b.Cọc vây chèn cọc vữa(áp dụng trong điều kiện đất cát) nhằm chắn nước ngầm

- Giải pháp tường cọc cắt,tường vây

1 Thi công tường dẫn cọc cắt

2 Mặt tường cọc cắt khi đào đất xuống đáy móng

• Dầm đỉnh tường vây(capping beam)phải được thi công trước khi đào xuống đáy móng

• Kiểm tra thép trong tường vây theo trình tự biện pháp thi công và cần có các giải pháp gia cường khi tường vâykhông dảm bảo khả năng chịu lực

- Giải pháp cọc xi măng đất(CDM)

+ Phạm vi ứng dụng:

• Phù hợp các dự án có đủ không gian xung quanh để thi công CDM

• Diện tích hố đào lớn với quy mô 2 hầm trở lại cho nhiều loại địa chất khác nhau

+ Ưu điểm:

• Thuận lợi cho công tác đào đất và thi công bê tông cốt thép góp phần đẩy nhanh tiến độ thi công

• Hạn chế tối thiểu những tác động đến công trình lân cận

+ Nhược điểm:

• Chất lượng cọc khó kiểm soát phụ thuộc vào năng lực thầu phụ và loại địa chất

• Chi phí biện pháp thi công khá lớn

Một số lưu ý:

• Tiến độ cần xem xét thời gian thí nghiệm cấp phối trong phòng và thí nghiệm cọc thử tại hiện trường( 2 tháng)

• Tiến hành khoan lấy lõi,nén mẫu để kiểm tra chất lượng và cường độ của cọc

1.Tiến hành thí nghiệm nén trong phòng → Đưa ra hàm lượng xi măng hợp lý theo cường độ thiết kế

2.Mặt cắt bố trí cọc xi măng đất:Bao gồm tường chắn chu vi và lớp đáy gia cường

3.Mô hình tính toán bằng phần mềm địa kỹ thuật

1.Thi công cọc xi măng đất bằng cần khoan đôi

2 Màn hình theo dõi quá trình khoan và phun vữa

5.2 Thi công ép Kingpost:

Kingpost được ép trực tiếp trong đất theo độ sâu thiết kế

1 Ép Kingpost trực tiếp trong đất bằng đầu búa rung(với L<15m)

2 Ép Kingpost trực tiếp trong đất bằng cách cột cáp(với L>15m).Đối với trường hợp này,phải

ép mồi trước trước Kingpost 6m hoặc 12m để tạo lỗ

1.Kiểm tra thẳng đứng của Kingpost

2.Hàn Kingpost tại công trường

5.3 Đào đất giai đoạn 1

-Tiến hành đào xuống cao độ đáy hệ giằng lớp 1 (theo cao độ thiết kế)

1 Phải thi công dầm đỉnh đối với tường vây,tường cọc cắt hoặc cọc vây trước khi đào đất

2 Xe đào đất

1 Khoan,hạ mực nước ngầm trước khi đào đất(chỉ được phép hạ thấp hơn cao độ đáy đào 0.5-1m)

2 Cắt cọc ly tâm để hạn chế nghiêng và gãy cọc trong giai đoạn đào đất kế tiếp

-Trình tự lắp đặt hệ giằng

1 Hàn ke vào cừ Larsen hoặc khoan cây bulong vào tường vây

2 Lắp hệ thống dầm biên

Lần lượt lắp các thanh giằng dọc,giằng ngang bằng cách sử dụng kato hoặc cẩu tháp

Lực kích cấu tạo( 30 T )nhằm đảo bảo kín khít giữa các modun và hệ chắn đỡ.Đối với trường hợp lực kích lớn nhằm hạn chế chuyển vị tường chắn cần được thiết kế kiểm tính

Trình tự kích cần được quy định trong biện pháp (kích xen kẽ)

Sử dụng súng bắn hoặc cờ lê lực để siết bulong sau khi đã bơm áp lực trong kích

Bulong M20 tại cá vị trí liên kết phục vụ công tác thi công tạm chỉ cần siết 12-20 Kgm

1 Chi tiết gối chặn bằng thép hình(I200)liên kết với cừ Larsen

2 Đổ bê tông chèn giữa hệ dầm biên và hệ chắn đỡ 

1 Chi tiết gối chặn bằng bê tông liên kết vào hệ chắn tường(tuwòng cọc vây,tường vây,tường cọc cắt)sử dụng thép khoan cấy

Lưu ý:Số lượng và vị trí gối chặn cần tuân thủ đúng theo thiết kế và trịnh tự thi công

Tại vị trí liên kết giữa hệ dầm biên và thanh chống vuông góc sẽ được gia cường:

1 Gia cường dầm biên bằng 3 thép tấm

2 Gia cường dầm biên bằng cách đổ bê tông

1 Hộp bảo vệ kích phải được thi công đầy đủ cho tất cả các vị trí đặt kích

2 Liên kết cùm giữa 2 cây thanh chống để giữ ổn định theo phương ngang

Hệ giằng chéo tại các vị trí góc được liên kết thành hệ giàn bằng các cây giằng góc U200 nhằm tăng tính ổn định

1.Hệ giằng góc U200

2.Hệ giằng chéo H400

Bố trí U200 liên kết giữa các thanh giằngchính nhằm tăng độ ổn định cảu hệ

1 Hệ giằng phụ U200

2 hệ giằng chính H400

- Trình tự lắp hệ sàn thao tác

Hệ sàn thao tác được lắp đặt nhằm phục vụ công tác lấy đất nhằm giảm khoảng cách và thời gian bo đất

1 Hệ sàn thao tác gồm dầm chính,dầm phụ và thép tấm

2 Hệ kingpost đỡ sàn thao tác thường được đặt trong cọc khoan nhồi

Sàn thao tác cần bố trí sao cho thuận lợi cho các vị trí đào và lấy đất,đối với đất dính này không nên nhiều hơn 3 lần tăng bo

1-2-3 Số lần tăng bo lấy đất

4 Xe đào và chợ đất

Hệ giàn thao tác phải được giằng giữ ổn định bằng hệ thép góc nhằm giữ ổn định khi chịu tải trọng đào đất(đặc biệt là tải ngang)

Trong nhiều trường hợp,một phần sàn kết cấu tầng trệt sẽ được thi công trước để đảm làm sàn thao tác lấy đất.Khi đó,thép gia cường sàn và hệ Kingpost cần được kiểm tính như thi công Semi-topdown

5.5 Đào đất giai đoạn 2

-Tiến hành đào xuống cao độ đáy hệ giằng lớp 2

Sử dụng hệ sàn thao tác để đào và lấy đất

Đối với đất rời bố trí sử dụng xe đào đất và xe ủi đất để đưa đất đến vị trí sàn thao tác, còn đối với đất dính thường sẽ bố trí nhiều xe đào để tăng bo đất

Phải đào đúng mái taluy và gia cường cừ cho mái dốc theo biện pha[s thi công khi thi công trong đất yếu

Rủi ro chạy cọc là rất lớn khi không đào đúng biện pháp

Đối với các dự án có không gian xung quanh nên tận dụng lấy đất để hạn chế bố trí sàn thao tác và đẩy nhanh công tác đào đất

5.6 Thi công hệ giằng 2

5.7 Đào đất xuống cao trình đáy móng

- Thực hiện đầy đủ hạng mục quan trắc theo tần suất quy định

Lưu ý: Mực nước ngầm phía bên trong hố đào phải duy trì thấp hơn đáy hố đào khoảng 0.5-1m.Khi có dấu hiệu mực nước giảm mạnh cần phải nhả hệ thống bơm

Quan trắc ứng suất hệ giằng nhắm theo dõi nội lực phát sinh trong hệ chống từ đó có những cảnh báo cần thiết và thi công

5.8 Thi công móng và sàn hầm B2

Tiến hành chống thấm và bê tông cốt thép móng

Tiến hành chống thấm và bê tông cốt thép sàn hầm B2

Phải tiến hành đục nhám trước khi đổ bê tông móng đợt kế tiếp hoặc sàn đáy.Có thể sử dụng dụng cụ chế tạo sẵn để đục nhám chủ động trong lúc thi công bê tông

Tiến hành bảo dưỡng bê tông:Sử dụng bạt,bao bố hoặc xốp tùy vào từng khối đổ theoo quy phạm.Đối với bê tông khối lớn cần tuần thủ nghiêm ngặt biện pháp bảo dưỡng và thời gian tháo cốp pha

5.9 Tháo hệ giằng 2

Trình tự tháo hệ giằng phải tuân thủ tgeo biện pháp thi công

1 Xả kích lần lượt theo từng cấp áp lực(phải sole trên mặt bằng),đồng thời trắc đạc liên tục theo dõi chuyển biến của tường chắn

2 Tháo bulong và xả liên kết hàn tại các chi tiết liên kết

Lưu ý:Việc xả kích và tháo hệ giằng đồng loạt là không được phép.

5.10 Thi công cột vách từ B2 lên B1

Cột,vách từ B2lên B1 có thể được thi côngđồng thời cùng công tác tháo hệ giằng 2(nếu có đủ không gian để thi công)

Quy trình và biện pháp bảo dưỡng cần tuân thủ đúng biện pháp thi công

5.11 Thi công sàn hầm B1

Tiến hành lắp đặt cốp pha,cốt thép sàn hầm B1 và đổ bê tông

5.12 Tháo hệ giằng 1 và rút Kingpost

Ssau khi sàn bê tông đạt 80% cường độ tiến hành tháo hệ giằng 1

Quy trình tháo hệ giằng cần tuân thủ theo biện pháp thi công và phải trắc đạc liên tục chuyển

vị tường chắn

1 Sử dụng kích thủy lực rút Kingpost đối với các Kingpost nằm trong khu vực sàn,khó tiếp cận và được cẩu tháp hoặc Kato

2 Sử dụng xe búa rung rút Kingpost tại các vị trí có không gian tiếp cận

5.13 Thi công cột vách B1 lên trệt và sàn trệt

6 Những vấn đề cần lưu ý trong thi công

-Đào đất lố hoen 1m so với cao độ thiết kế → Chuyển vị cừ lớn và gây nứt đường

Mái dốc taluy không đảm bảo, các khoang đào không đủ rộng gây nghiêng gãy cọc

Xe đào đất đi qua hệ giằng gây võng cho cây hệ giằng →Gây mất khả năng chịu lực hệ giằng

- Phải tuân thủ mặt bằng chất tải theo biện pháp thiết kế bất kỳ sự gia tải nào cũng không được phép hoặc phải được kiểm tra lại từ phòng kỹ thuật.Tuy nhiên,thực tế hiện trường đào đất và chất tải phía trên hố đào→Hàng cừ bị dịch chuyển lớn

- Thiếu chi tiết gia cường tại vị trí tiếp xúc giữa thanh chống và dầm biên → Bản cánh dầm biên bị biến dạng, mất khả năng chịu lực

- Phần tiếp giáp giữa hệ tường chắn và dầm biên phải được chèn kín bê tông → Đảo bảo hệ giằng cgống thực sự làm việc.Sử dụng gỗ như trên là không được phép

- Thiếu các gối chặn biện pháp→ Dầm biên bị trượt dọc theo hàng cọc khoan nhồi,gây ảnh hưởng công trình lân cận

Thiếu lắp đặt khung xương bảo vệ kích→Dễ bị võng và phá hủy tại vị này

Do không thi công giếng để hạ áp nước trong tầng cát→Nước có áp gây bùng nền hố đào→

Phá hoại đất nền và bê tông lót

7.Biện pháp phòng ngừa

- Nghiêng,gãy cọc:+Hướng ép cọc hợp lý

  + Kiểm soát kí quá trình ép cọc,quá trình đào

- Không hạ mực nước ngầm: + Tăng lượng giếng bơm quanh khu vực đào sâu

  + Gia cố quanh hố đào

  + Nếu vẫn không hạ được nước đề nghị chủ đầu tư nâng cao độ đáy hố đào

II BIỆN PHÁP THI CÔNG TOPDOWN

Công nghệ thi công top down được hiểu là công nghệ thi công phần ngầm của công trình nhà theo phương pháp từ trên xuống, khác với phương pháp thi công truyền thống: thi công từ dưới lên

Trong công nghệ thi công top down, đơn vị thi công có thể vừa thi công các tầng ngầm (bên dưới cốt ± 0,00) và móng của công trình, đồng thời, thi công một số hữu hạn các tầng nhà, thuộc phần thân, bên trên cốt không (trên mặt đất)

2 Biện pháp thi công top down chuẩn kỹ thuật

Biện pháp thi công top down chuẩn được thực hiện theo các bước sau:

 

Các tầng hầm được thi công bằng cách thì công phần tường vây bằng hệ cọc barrette xung quanh nhà (sau này phần trên đỉnh của tường vây dùng làm tường bao của toàn bộ các tầng hầm) và hệ cọc khoan nhồi (nằm dưới chân các móng cột) bên trong mặt bằng nhà Bên cạnh

đó, tường vây được thi công dựa trên công nghệ cọc nhồi bê tông tới cốt mặt đất tự nhiên hoặc cốt tầng trệt)

 

Đơn vị thi công có thể bắt đầu thi công top down từ mặt nền hầm thứ nhất nếu hệ tường vây được thi công từ mặt đất tự nhiên thấp hơn cốt nền tầng trệt Khi đó, tầng hầm thứ nhất được thi công bằng phương pháp từ dưới lên, phần tường vây trên đỉnh có nhiệm vụ như hệ tường

cừ giữ thành hố đào Trường hợp này cũng có thể gọi là bán Top down hay semi top down  Đối với các cọc khoan nhồi bê tông dưới móng cột ở phía trong mặt bằng nhà thi không tiến hành thi công tới mặt đất mà chỉ tối ngang cốt móng Phần trên chịu lực tốt, ngay bên dưới móng của các cọc nhồi này được đặt sẵn các cốt thép bằng thép hình, chờ dài lên trên tới cốt không (cốt nền ngay tại mặt đất)

Khi làm khuôn dầm, đơn vị thi công có thể dùng ngay đất để làm khuôn học một phần của khuôn đúc dầm và sàn bê tông cốt thép tại cốt không

Khi tiến hành đổ bê tông sàn cốt, đơn vị thi công không phải chừa lại phần sàn khu thang bộ lên xuống tầng ngầm, để (cùng kết hợp với ô thang máy) lấy lối đào đất và đưa đất lên khi thi công tầng hầm

Sàn này phải được liên kết chắc chắn với các khối thép hình trụ đỡ chờ sẵn, và liên kết với hệ tường vây (tường vây là gối đỡ chịu lực vĩnh viễn của sàn bê tông này)

Sau khi bê tông dầm, sàn tại cốt không đã đạt cường độ tháo dỡ khuôn đúc, người ta tiến hành cho máy đào chui qua các lỗ thang chờ sẵn nêu ở trên, xuống đào đất tầng hầm ngay bên dưới sàn cốt không

Tiếp tục thi công các tầng hầm bên dưới dưới như cách thi công tầng hầm đầu tiên Tuy nhiên, tầng hầm cuối cùng thay vì đổ bê tông sàn thì đơn vị thi công tiến hành làm kết cấu móng và đài móng Đồng thời với việc thi công mỗi tầng hầm thì trên mặt đất người ta vẫn có thể thi công một hay vài tầng nhà thuộc phần thân như bình thường

III BIỆN PHÁP THI CÔNG SEMI-TOPDOWN

1 Giới thiệu về công nghệ thi công Semi-topdown

Công nghệ Semi-topdown trong thi công tầng hầm đã và đang được áp dụng rất phổ biến tại Việt Nam Theo như công nghệ này, phần tường tầng hầm sẽ được thi công theo phương pháp tường trong đất (D-wall)

Biện pháp thi công Semi topdown, tiếng anh là semi – Topdown construction method Công nghệ thi công phần ngầm của công trình nhà cao tầng Theo phương pháp từ trên xuống, khác với thi công bottom – up thi công từ dưới lên và Top-down thi công cà 2 hướng từ dưới lên và

từ trên xuống

Trong công nghệ semi topdown, kết cấu chắn giữ chính là tường vây và hệ sàn dầm của tầng hầm Để thi công được được các tầng hầm trước tiên phải thi công tường vây bao quanh công trình (sau này tường vây được dùng làm kết cấu bao che cho toàn bộ các tầng hầm) và cọc khoan nhồi Sau đó mới thi công các sàn hầm từ trên xuống, trong quá trình đào đất đi xuống sàn và dầm tầng hầm làm việc như 1 hệ thanh chống

Trong một số trường hợp sàn trệt cao hơn mặt đất tự nhiên Khi đó sàn trệt được thi công bằng phương pháp từ dưới lên, đào đất xuống dưới sau đó chống cốp pha, giàn giáo lên để thi công sàn trệt Khi thi công xong sàn trệt các sàn còn lại sẽ được thi công theo biện pháp semi top down

Các cọc khoan nhồi bê tông nằm dưới móng chỉ được thi công tới cốt móng sau đó cấm các thép hình (kingpost) vào cọc khoan nhồi, các kingpost này là kết cấu chịu lực chính trong quá trình thi công phần hầm

Quá trình đào đất trong tầng hầm dùng các xe máy đào kích thước nhỏ để có thể di chuyển dễ dàng và đất được lấy thông qua các lỗ mở

Sau khi thi công xong các sàn và phần móng ta tiến hành vá các lổ mở và đi lên

1.1 Ưu điểm của biện pháp thi công Semi-topdown

• Áp dụng cho những công trình cao tầng, có nhiều tầng hầm hoặc chiều sâu đào đất lớn