Thi công tường chắn đất bằng cọc khoan nhồi và cọc Barretle pps

Tổng quan phương pháp thi công: Kỹ thuật thi công tường chắn đất bao gồm thi công tường bêtông cốt thép từ cao trình mặt đất tự nhiên bằng cách sử dụng gàu ngoặm đào trong dung dịch bent

TRÌNH BÀY CÁC BƯỚC THI CÔNG,CÁC NGUYÊN TẮC,

THIẾT BỊ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT

TƯỜNG CHẮN ĐẤT PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG

1 Tổng quan phương pháp thi công:

Kỹ thuật thi công tường chắn đất bao gồm thi công tường bêtông cốt thép từ cao trình mặt đất tự nhiên bằng cách sử dụng gàu ngoặm đào trong dung dịch

bentonite Trong quá trình đào, hai vách hố đào được giữ ổn định bằng dung

dịch bentonite

Sau khi hoàn tất việc đào, một lồng thép được hạ xuống trong dung dịch

bentonite và rồi bêtông được đổ vào hố đào theo phương pháp đổ bêtông bằng

ống “tremie”

Khi cao trình bêtông dâng lên, dung dịch bentonite thừa ra được rút ra để tái sử

dụng Gioăng “CWS” được dùng để tạo các mối nối giữa các tấm tường chắn

kế tiếp nhau

2 Tường dẫn:

a) Trước khi thi công tường chắn đất, hai tường dẫn được thi công Những

tường dẫn này là những tường bê tông cốt thép thấp, được xây dựng trên

miệng của hố đào và nó được lấp lại trước khi thi công tường chắn đất

b) Việc đào tường chắn đất được thực hiện bên trong tường dẫn là kết cấu có

tác dụng:

- dẫn hướng gàu trong suốt quá trình đào và bảo đảm tường chắn đất

được định vị đúng và thẳng;

- hỗ trợ cho thiết bị thi công tường chắn đất (hạ lồng sắt, đổ bê tông,

đặt gioăng CWS )

- tăng cường sự ổn định của đỉnh hố đào trong suốt thời gian đào

- cho phép tạo hệ thống kiểm tra độ tin cậy panen

3 Bentonite:

Bentonite dự định sẽ sử dụng là bentonite Trugel 100 do Australian Bentonite

sản xuất tại Úc hoặc tương đương Các thông số kỹ thuật của loại bentonite này

được đính kèm trong phụ lục 2

Bentonite được phân phối tại công trường trong bao 25kg được bảo quản bằng

phủ bạt Bentonite được trộn bằng máy trộn tốc độ cao và dung dịch được chứa

trong những bể chứa cho đến khi được sử dụng tại hố đào

Một phòng thí nghiệm được trang bị tại cho công trường để thường xuyên kiểm

tra chất lượng dung dịch đào

Các thiết bị có thể có tại phòng thí nghiệm công trường bao gồm sau đây:

1 máy nén lọc Baroid (kiểm tra độ tách nước)

1 cân đo bùn (kiểm tra tỉ trọng)

1 côn thử độ nhớt (kiểm tra độ nhớt)

1 bộ sàng cát (kiểm tra hàm lượng cát)

Giấy đo độ pH

Số lần thực hiện tối thiểu của thí nghiệm và các giá trị tham khảo của các đặc

tính của dung dịch bentonite được trình bày trong phụ lục 3 Các báo cáo thí

nghiệm được thực hiện và giữ trong suốt thời gian xây dựng công trình

4 Thi công tường chắn:

4.1 Tổng quát

Việc thực hiện đào tường chắn đất được thực hiện bởi gàu ngoạm hình chữ nhật treo trên xe cẩu vận hành bằng dây cáp Trong quá trình đào, dung dịch được

giữ trong khoảng không thấp hơn 0.4m từ đỉnh tường dẫn và cao hơn 1.0m trên

mực nước ngầm Độ thẳng đứng của hố đào được giám sát trực quan thông qua

những dây cáp của xe cẩu trong lúc hạ gàu xuống trong rảnh đào

Xe cẩu phải giữ khoảng cách tối thiểu từ 4-6m đến hố đào Bất kỳ di chuyển

nào của xe cẩu sẽ được người đốc công giám sát để tuân thủ đòi hỏi này

Nhiều dạng panen được sử dụng, panen sơ cấp, kế tiếp và panen thứ cấp

Bố trí các panen sẽ tuỳ vào trường hợp cụ thể Sơ phác qui trình thi công được

trình bày trong phụ lục 4

4.2 Panen sơ cấp

Chiều dài thiết kế các panen sơ cấp (với hai ván khuôn CWS) phù hợp với

chiều dài tối thiểu của gàu đào hoặc có chiều dài bằng hai lần chiều dài gàu và

một đoạn nhỏ ở giữa

4.3 Panen kế tiếp

Những panen được gắn với chỉ một ván khuôn CWS gọi là những panen kế

tiếp

4.4 Panen thứ cấp

Những panen này được thi công vào giai đoạn cuối dựa trên việc hoàn tất các

panen sơ cấp và panen kế tiếp Không có ván khuôn CWS cần được lắp đặt

4.5 Vượt qua chướng ngại vật:

Tùy thuộc vào bản chất và kích thước của chướng ngại vật, một vài phương

pháp được chọn để di dời chướng ngại vật:

a) bằng cách đào nếu kích thước chướng ngại vật tương thích với kích thuớc

gàu ngoặm;

b) bằng cách sử dụng luân phiên gàu ngoặm và búa đục nặng

c) bằng cách khoan để làm yếu chướng ngại vật trước khi dùng gàu ngoặm /

búa đục như mục b);

Các phương pháp thường được sử dụng nhất được liệt kê ở trên là mục a) và b) Tuy nhiên, cả ba phương pháp đã được sử dụng thành công trong việc xây dựng nhiều tường chắn ở Hồng Kông, Singapore, Malaysia và Việt Nam

4.6 Phương pháp kiểm tra và giám sát độ thẳng đứng và độ ổn đinh

a) Độ thẳng đứng của việc đào được giám sát liên tục dựa vào độ thẳng đứng

của dây cáp, gàu đào xem như là con dọi

b) Trong quá trình đào, việc giám sát liên tục được thực hiện bằng thước đo

Bằng phương pháp này, sự lở đất sẽ nhanh chóng được nhận biết Thước đo

này được chia từng mét một

5 Tái chế dung dịch bentonite:

Sau khi hoàn tất việc đào, đáy hố đào được vét sạch kỹ vơí gàu đào trước khi

tái chế dung dịch bentonite Một cái bơm chìm gắn vào ống tremie được hạ

xuống đáy panen Dung dịch bentonite, chứa các hạt đất lơ lửng, được hút lên

từ đáy hố đào và tái chế thông qua máy sàn cát Caviem Quá trình được tiếp tục

cho đến khi dung dịch bentonite trong hố đào thỏa mãn yêu cầu kỹ thuật cho

trong phụ lục 3

6 Hệ thống gioăng cws:

Công ty SOLETANCHE BACHY trong thập kỷ vừa qua đã phát triển hệ thống

gioăng CWS cho phép thi công gioăng ngăn nước giữa các panen tường chắn

6.1 Nguyên lý gioăng CWS

Gioăng CWS bao gồm một ván khuôn thép có đặt sẵn gioăng cao su Ván

khuôn thép sẽ được gàu đào kéo lên khi thi công panen kế cận và do đó giải

quyết được khó khăn gặp phải đối với việc sử dụng các ống thép tròn ở khớp

nối

6.2 Lắp đặt

Trong khi tái chế dung dịch bentonite sau khi việc đào hoàn tất, gioăng CWS

được lắp đặt vào đầu cuối của panen đã đào, các panen sơ cấp có gioăng ở cả

hai đầu và các panen kế tiếp có ở một đầu Gioăng bao gồm các đoạn rời liên

kết bằng bulông và được hạ xuống lần lượt trong hố đào cho đến khi gioăng

CWS đạt độ sâu thiết kế thấp hơn vài mét so với cao trình đất đào sau này hoặc

trong lớp đất có độ thấm nhỏ

Gioăng CWS là ván khuôn chặn ở đầu cuối Một gioăng cao su ngăn nước được gắn vào gioăng trước khi đặt gioăng CWS vào trong panen Gioăng CWS vẫn ở lại tại đầu cuối của panen trong khi đào panen kế tiếp Thiết bị đào được dẫn

hướng bằng CWS và tháo dỡ CWS trong khi đào panen sau đó (xem phụ lục 4)

6.3 Hệ thống gioăng CWS và gàu ngoặm SB

Vì được treo bằng cáp và hình dạng chữ nhật của gàu ngoặm, gàu ngoặm SB

rất là phù hợp cho việc sử dụng kết hợp với hệ thống CWS Dụng cụ đào bị tựa

trên CWS với khoảng cách không đổi trong suốt quá trình đào, nên điều chỉnh

được ngay lập tức bất kỳ sự lệch hướng nào

6.4 Ưu điểm khi sử dụng gioăng CWS

Việc sử dụng hệ thống gioăng CWS mang lại bốn ưu điểm chính cho việc xây

dựng tường chắn đất chất lượng tốt hơn

a) Việc tháo gở CWS thì hoàn toàn độc lập với việc đổ bêtông, cho phép việc

tổ chức công trường hiệu quả hơn

b) Tạo sự dẫn hướng cho việc đào panen kế tiếp

c) Cho phép lắp đặt gioăng cao su ngăn nước

d) Khi ván khuôn CWS nằm lại tại cuối panen trong khi panen bên cạnh đang

được đào, nó bảo vệ bêtông của panen trước đó Vì vậy kích thước hình học,

độ sạch và chất lượng của mối nối là hoàn hảo

e) Chi tiết của gioăng cao su ngăn nước được trình bày trong phụ lục 5

7 Lắp đặt lồng thép:

Lồng thép được chế tạo trước tại công trường, khi việc tái chế bentonite và việc

lắp đặt gioăng CWS hoàn tất, lồng thép được hạ xuống rảnh đào bằng cần cẩu

bánh xích Lồng thép được gắn các đệm bêtông (tạo bởi bêtông cùng mác với

tường chắn, dày 60mm và xấp xỉ 140mmx200mm bề mặt tiếp xúc với đất) để

đảm bảo lớp bêtông bảo vệ theo thiết kế được đảm bảo

Lồng thép được cấu tạo bởi những đoạn lồng dài 12m bằng cách bắt bulông

hình chữ U trên chiều dài đoạn nối chồng theo thiết kế trong khi hạ xuống rảnh

đào Một khi mà tất cả lồng thép đã được hạ xuống, chúng được treo tại cao

trình theo yêu cầu từ tường dẫn bằng những thanh thép treo với chiều dài tính

toán cho việc đổ bêtông

Các hộp đặt cốt thép chờ sẵn được gắn vào lồng thép và được định vị bằng

thước đo từ đỉnh của lồng thép tương ứng

Khi mà thước đo độ nghiêng được yêu cầu đặt trong tường chắn, các ống thép

sẽ được hàn vào lồng thép

Việc lắp đặt thước đo độ nghiêng có thể được thực hiện sau khi đổ bêtông

panen tường chắn

8 Đổ bê tông:

Bêtông được đổ vào rảnh đào qua ống tremie Ống tremie có đường kính

f270mm và được tạo thành từ những đoạn 0.5m, 1.0m, 2.0m, và 3.0m dài Khi

mực bêtông trong rảnh đào dâng lên, ống tremie được nhấc lên theo trong khi

vẫn luôn đảm bảo tối thiểu 3m ngập trong bêtông để tránh lẫn lộn với

bentonite

Trong khi đổ bêtông, nhật ký biểu đồ thời gian phân phối, thể tích và cao trình

bêtông được ghi lại Mẫu bêtông lập phương được lấy để đánh giá cường độ

bêtông

9 Thiết bị thi công tường chắn:

Danh sách đầy đủ của thiết bị cần thiết để thực hiện công việc được cho sau

đây:

- Cẩu đào bánh xích Pinguely GT155 hoặc tương đương

- Gàu ngoặm (xem phụ lục 6)

- Thiết bị trộn bentonite: một máy trộn với bơm Mission 3x4R

- Thiết bị tái chế bentonite: một máy sàn cát Caviem 100m3/h hoặc

tương đương

- Lưu trữ bentonite: 3-4 silô sức chứa 80m3

- Cẩu phục vụ bánh xích: một cẩu với tải trọng 25 tấn

- Các loại bơm và ống đổ bêtông tremie

- Gioăng CWS

- Văn phòng, kho

- Hộp thí nghiệm

Số lượng máy đào sẽ tuỳ thuộc vào thời gian xây dựng và địa chất công trình

THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT BẰNG CỌC KHOAN NHỒI VÀ CỌC

BARRETLE

Từ phương pháp thi công cọc khoan nhồi (cọc tròn) và cọc Barretle (cọc chữ nhật) đối với nhà cao tầng nhiều khi phải xây dựng tầng hầm Việc kết hợp giữa cọc chịu lực và tường tầng hầm dẫn đến ý tưởng làm móng tường trong đất, trường hợp này tường trong đất có thể được thiết kế và tính toán như một loại móng sâu Ngoài ra tường trong đất hoặc vật liệu rời (earth fill dam - rock fill dam) Tường chắn đất cũng rất hữu ích cho việc thi công các hố đào sâu và bảo đảm ổn định cho các công trình lân cận khi thi công chen trong thành phố

I Giới thiệu

Từ phương pháp thi công cọc khoan nhồi (cọc tròn) và cọc Barretle (cọc chữ nhật) đối với nhà cao tầng nhiều khi phải xây dựng tầng hầm Việc kết hợp giữa cọc chịu lực và tường tầng hầm dẫn đến ý tưởng làm móng tường trong đất, trường hợp này tường trong đất có thể được thiết kế và tính toán như một loại móng sâu Ngoài ra tường trong đất hoặc vật liệu rời (earth fill dam - rock fill dam) Tường chắn đất cũng rất hữu ích cho việc thi công các hố đào sâu và bảo đảm ổn định cho các công trình lân cận khi thi công chen trong thành phố

Hình ảnh chắn nước 9,5x150mm - Lắp giữa khối kiểu C hoặc tương đương

II Quy trình thi công

TOÀN BỘ QUÁ TRÌNH GỒM 5 BƯỚC

- Thi công tường dẫn

- Đào đất - giữ vách hố đào bằng dung dịch bentonite

- Thổi rửa hố đào bằng phương pháp luân chuyển bentonite

- Đặt khối (CWS) và tấm chắn nước

- Gia công lắp đặt ống đổ bê tông và đổ bê tông theo phương pháp rút ống

BƯỚC 1: LÀM TƯỜNG DẪN HƯỚNG

BƯỚC 2: LẤY ĐẤT SÂU XUỐNG THEO TƯỜNG DẪN HƯỚNG

BƯỚC 3: ĐẶT " CỐT THÉP GIA CƯỜNG" (REINFORCEMENT-BAR CAGE)

BƯỚC 4: ĐỔ BÊ-TÔNG

BƯỚC 5: LẬP LẠI QUÁ TRÌNH TỪ 2 ĐẾN 4 CHO ĐẾN KHI HOÀN TẤT 2.1

Thi công tường dẫn

Ngoài việc dẫn gầu đào trong thi công tường chắn, tường dẫn còn tạo một hệ thống định vị tốt về tim và cốt cho tường chắn và giữ ổn định cho lớp bề mặt của hố đào cần thi công (hai tường dãn bê tông cốt thép) khoảng cách giữa các tường dẫn tạm thời lớn hơn bề rộng thiết kế tường chắn 5-10cm Xem mặt cắt điển hình của tường dẫn:

Trình tự thi công tường dẫn:

- Xác định vị trí của tường chắn và tường dẫn trên mặt bằng, định vị và dẫn ra ngoài trên hệ thống cọc nhựa và nẹp ngựa; - Đào một tường hào sâu 1-1,5 tuỳ theo thiết kế,

rả một lớp bê tông lót dày khoảng 5cm;

- Trên lớp bê tông lót này định vị chính xác tường dẫn lắp dựng cốt thép và lắp dựng ván khuôn cho tường dẫn (ván khuôn thành);

- Đổ bê tông tường dẫn, dỡ ván khuôn một ngày sau đó Tường dẫn đã hoàn thành

sẵn sàng phục vụ công tác đào tường chắn Nếu công tác đào không bắt đầu ngay, hào giữa các tường dẫn có thể được lấp hoặc chống đỡ tạm nếu cần

2.2 Chuẩn bị Bentonite - đào đất

Cũng như thi công cọc khoan nhồi chất lượng thi công tường trong đất chủ yếu phụ thuộc vào khâu bentonite Bentonite là một loại đất sét tự nhiên được nghiền thành bột và đóng thành bao tương tự bao xi măng, 50kg một bao Khi trộn với nước tạo thành chất huyền phù THIXOTROPIC, chất này bền vững trong nhiều tuần Các yêu cầu của dung dịch Bentonite như sau:

Khi đào, hố khoan được đổ đầy dung dịch bentonite, cao trình dung dịch Bentonite luôn được giữ cho cao hơn cao trình mực nước ngầm ít nhất từ 1-2m, để có thể tạo được một áp lực dư tạo xu hướng cho dung dịch bentonite ngấm vào đất xung quanh Tuy nhiên, các hạt sét huyền phù trong dung dịch bentonite tạo nên một màng mỏng theo dạng "vỏ bánh" nên áp suất dung dịch bentonite trong hố đào và áp lực nước ngầm ở thành hố đào chênh nhau tạo ra một lực làm ổn định vách hố đào

Trong sét độ dày của "vỏ bánh" rất nhỏ nhưng trong đất không dính kết, lớp vỏ này

có thể lớn hơn 1-2m và hoạt động như một màng mỏng không thấm nước

Lớp màng này ngăn nước chảy vào hố đào và ngăn sự xáo trộn ở bề mặt phân chia

Độ ổn định chính của tường vách hố đào là do áp suất dư của dung dịch bentonite trong hố đào tạo ra Nên việc giữ cho hố đào luôn luôn đầy dung dịch Bentonite có một tầm quan trọng đặc biệt

Bentonite được chuyển đến công trường theo dạng rời và được cất giữ vào xi lô hoặc cũng có thể theo dạng bao giống như bao xi măng Người ta sử dụng máy trộn tương

tự như máy trộn bê tông trong thời gian khoảng 20 phút với tỷ lệ 30-50kg bột

bentonite cho 1m3 nước tuỳ theo đặc tính kỹ thuật yêu cầu và được chứa vào những

xi lô cao sẵn sàng để cấp cho hố đào

Đào đất tường chắn

Tổng quát:

Đào đất dùng gàu chữ nhật do cẩu điều khiển bằng cáp Trong khi đào dung dịch bentonite được giữ ở mức độ cách cốt đỉnh tường dẫn 0,4m độ thẳng đứng của hố đào được kiểm tra bằng mắt thường theo dây cáp cẩu khi hạ gàu vào hố đào

Cần cẩu dùng để đào nên đứng cách mép hố đào tối thiểu là 4m Mọi sự di chuyển của cần cẩu phải hết sức thận trọng

Tường chắn dược thi công thành từng tấm panel riêng biệt, giữa chúng là khớp nối và

thường là một gioăng cao su chắn nước Có 3 loại tấm panel được dùng là: panel

khởi đầu, panel tiếp và panel đóng

Các panel khởi đầu:

Chiều dài thiết kế các panel khởi đầu với hai ván khuôn tạo khớp (CWS) phù hợp với chiều dài tối thiểu của gầu ngoạm hoặc một vài đường ngoạm (ví dụ như hai đường ngoạm tối đa ở hai đầu panel và một đường ngoạm nhỏ hơn để kết thúc đào phần giữa của panel)

Các panel tiếp:

Những panel chỉ có một ván khuôn tạo khớp CWS gọi là các panel tiếp

Panel đóng:

Là panel được thi công cuối cùng khi đã hoàn thành các panel đầu và panel tiếp Đối với panel đóng không cần lắp dựng ván khuôn tạo khớp CWS

Khi đào đất bằng đầu đào gầu ngoạm việc đào sẽ rất dễ dàng đối với các tầng sét và cát Tuy nhiên, khi gặp sét cứng hoặc sỏi thì đào sẽ khó khăn hơn Việc khắc phục khi gặp các chướng ngại trong lúc đào tuỳ thuộc vào tính chất và mức độ của trở ngại

sẽ tuỳ chọn các biện pháp sau:

- Dùng gầu khi kích cỡ các chướng ngại, dị vật nhỏ; - Dùng luân phiên đầu choòng nặng để phá và gầu để vét; - Dùng khoan để làm rã chướng ngại trước khi dùng gầu

Phương pháp kiểm tra độ thẳng đứng và độ ổn định của hố đào

- Khi đào phương thẳng đứng của hố đào được giám sát liên tục theo phương của dây cáp gầu đào, gầu được coi như một quả dọi; - Người ta sử dụng các xích báo hiệu Giám sát theo xích báo hiệu sai số sẽ được phát hiện theo từng nét đào; - Để kiểm tra giám sát hiện tượng lún và mất ổn định hố đào người ta dắt cốt sang các công trình

kề cạnh và liên tục kiểm tra bằng máy thuỷ bình

Thổi rửa hố đào bằng phương pháp luân chuyển dung dịch Bentonite

Ngay khi dào xong đáy hố đào dược làm sạch bằng gầu nạo vét trước khi luân chuyển dụng dịch bentonite Để tránh hiện lượng cát láng dưới đáy hố đào, dung dịch Bentonite có chứa các hạt đất và cát lơ lửng được hút ra khỏi đáy hố đào bằng một máy bơm Turbine thả chìm ở đáy hố đào, qua đường ống chuyển

về máy lọc cát, dung dịch bentonite mới được bổ sung thêm đến khỉ thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật nêu trong bảng dưới đây: