Báo cáo chuyên đề thi công: Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom up GVHD: Ths. Mai Chánh Trung Trang 19 Ván cừ thép dễ chuyên chở, dễ dàng hạ và nhổ bằng các thiết bị thi công sẵn có như máy ép thuỷ lực, máy ép rung. Khi sử dụng máy ép thuỷ lực không gây tiếng động và rung động lớn nên ít ảnh hưởng đến các công trình lân cận. Sau khi thi công, ván cừ rất ít khi bị hư hỏng nên có thể sử dụng nhiều lần. Tường cừ được hạ xuống đúng yêu cầu kỹ thuật có khả năng cách nước tốt. Dễ dàng lắp đặt các cột chống đỡ trong lòng hố đào hoặc thi công neo trong đất. +Nhược điểm: Do điều kiện hạn chế về chuyên chở và giá thành nên ván cừ thép thông thường chỉ sử dụng có hiệu quả khi hố đào có chiều sâu ≤ 7m. Nước ngầm, nước mặt dễ dàng chảy vào hố đào qua khe tiếp giáp hai tấm cừ tại các góc hố đào là ngụyên nhân gây lún sụt đất lân cận hố đào và gây khó khăn cho quá trình thi công tầng hầm. Quá trình hạ cừ gây những ảnh hưởng nhất định đến đất nền và công trình lân cận. Rút cừ trong điều kiện nền đất dính thường kéo theo một lượng đất đáng kể ra ngoaì theo bụng cừ, vì vậy có thể gây chuyển dịch nền đất lân cận hố đào. Ván cừ thép là loại tường mềm, khi chịu lực của đất nền thường biến dạng võng và là một trong những nguyên nhân cơ bản nhất gây nên sự cố hố đào. 1.2.2.1.3. Cọc Xi măng đất Hình 9: Chống vách đất bằng cọc ximăng Báo cáo chuyên đề thi công: Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom up GVHD: Ths. Mai Chánh Trung Trang 20 Cọc xi măng đất hay cọc vôi đất là phương pháp dùng máy tạo cọc để trộn cưỡng bức xi măng, vôi với đất yếu. Ở dưới sâu, lợi dụng phản ứng hoá học - vật lý xảy ra giữa xi mưng (vôi) với đất, làm cho đất mềm đóng rắn lại thành một thể cọc có tính tổng thể, tính ổn định và có cường độ nhất định. Tại công trình Ocean Park (số 1 - Đào Duy Anh - Hà Nội) đã dùng tường cừ bằng cọc xi măng đất sét. Địa hình khu đất trước khi xây dựng tương đối bằng phẳng, phần lớn khoảng lưu không có chiều rộng trên 5m. Chiều sâu hố móng cần đào: phần giữa sâu 7.8m; phần lớn sâu 6.5m + Ưu điểm: Kỹ thuật thi công không phức tạp, không có yếu tố rủi ro cao Kỹ thuật thi công không phức tạp, không có yếu tố rủi ro cao Địa chất nền là cát rất phù hợp với công nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao 1.2.2.1.4. Cọc khoan nhồi giữ đất. Dùng cọc khoan nhồi, khoan liền nhau tạo thành vách đất chống sau đó tiến hành đào đất. Biện pháp này áp dụng khi chiều sâu hố đào lớn, áp lực đất lớn. Công trình là nhà xây chen cần bảo vệ xung quanh khỏi bị sụt lún. Vách chống có thể tham gia chịu lực cùng móng công trình nhưng ít khi sử dụng nó làm tường bao tầng hầm kín vì khả năng chống thấm của nó không tốt. Tuy nhiên biện pháp này thi công khá đơn giản (So với thi công tường trong đất). Độ sâu của vách có thể thi công đến chiều sâu cần thiết để không cần có biện pháp chống giữ vách. 1.2.2.1.5. Tường vây barrette Dùng tường trong đất. Tường được thi công theo phương pháp nhồi tạo thành vách kín bao quanh toàn bộ công trình, sau đó tiến hành đào đất. Tường trong đất có khả năng chống thấm tốt do đó có thể dùng làm tường ngầm tham gia chịu lực cùng móng công trình. Khi độ sâu lớn người ta co thể dùng biện pháp chông giữ tường trong quá trình thi công tầng hầm. Đây là phương pháp áp dụng cho công trình có tầng ngầm sâu, mực nước ngầm lớn. Báo cáo chuyên đề thi công: Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom up GVHD: Ths. Mai Chánh Trung Trang 21 Bảng 2: Các giải pháp tường chắn cho hố đào khi thi công tầng hầm Đ ộ sâu hố đào (m) Giải pháp H ≤ 6m - Cọc đóng. - Tường cừ thép (không hoặc 1 tầng chống, neo) - Cọc xi măng đất (không hoặc 1 tầng chống, neo) 6m < H ≤ 10m - Tường cừ thép (1-2 tầng chống, neo) - Cọc xi măng đất (1-2 tầng chống, neo) - Tường vây barrette (1-2 t ầng chống, neo) tuỳ theo điều kiện nền đất, nước ngầm và chiều dài tường ngập sâu vào nền đất. H > 10m - Tường vây barrette ( ≥ 02 tầng chống, neo) - Tường cừ thép ( ≥ 2 tầng chống, neo) nếu điều kiện địa chất và hình học hố đào thuận lợi. 1.2.2.2 Một số giải pháp kết cấu tường trong đất: Các tường trong đất sẽ tiếp nhận cả tải trong ngang và tải trong thẳng đứng, vì thế khi cấu tạo chung cần thiết phải xét đến tất cả các lực tác dụng lên tường trong đất để đảm bảo độ bền và ổn định trong quá trình xây dựng và khai thác công trình 1.2.2.2.1. Tường trong đất bằng bê tông toàn khối Tường trong đất bằng bê tông toàn khối có chiều dày từ 0,6 > 1,0m : Tường trong đất thường được cắt ra thành từng đoạn từ 4 ¸ 6m rồi nối với nhau. Các mối nối có thể theo thứ tự hay cách đốt phụ thuộc vào thiết bị sử dụng và điều kiện thi công. Để tăng độ cứng của tường ta có thể làm các sườn chiều cao của chúng được xác định từ điều kiện đào của gầu xúc. Tuy nhiên việc dùng sườn ở đây sẽ gây khó khăn cho việc xây tường vì hình dạng của nó phức tạp hơn. Bỏo cỏo chuyờn thi cụng: Thi cụng tng hm theo phng phỏp Bottom up GVHD: Ths. Mai Chỏnh Trung Trang 22 i vi ct thộp ca tng, ngi ta thng s dng thộp gai (thộp cú g). Thng thỡ chỳng c buc thnh khung cú chiu di tng ng vi chiu sõu h o cũn b rng thỡ bng bc o vi lp bo v t 5 á 7 cm. Cỏc ct thộp ch theo phng thng ng khụng c ngn cn s chuyn ng ca bờ tụng t di lờn v s chy ca bờ tụng trong khi khi bng phng phỏp trong nc. Khong cỏch gia cỏc thanh ct ch 170 á 200mm, ngha l 1 m chiu di 97531 b. Cọc nối với nhau 1 1 8642 1 1 H ớng đào đất H ớng đào đất 7652 31 a. Cọc giao nhau 4 2 1 1 c. Các đoạn hào giao nhau * Số chẵn : lỗ khoan đợt 2 * Số lẻ : lỗ khoan đợt 1 21 1 H ớng đổ e. Hào liên tục nhồi liên tục Lấp đầy bê tông Hình 8 e. Hào liên tục nhồi từng đoạn d. Các đoạn hào nối với nhau Báo cáo chuyên đề thi công: Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom up GVHD: Ths. Mai Chánh Trung Trang 23 tường không đặt quá 6 thanh. Cốt thép trong vùng chịu nén cũng dùng thép gai f 20 ¸ 25 @ 250 ¸ 500mm. Trong khung cốt thép phải bố trí chỗ để ống đổ bê tông, phải đặt các tai định vị khung ở trong hào (Để dảm bảo lớp bảo vệ lớp bảo vệ của bê tông theo đúng yêu cầu từ 5 ¸ 7cm). ở bên trên có hàn các thanh ngang tựa lên tường định vị, ngoài ra còn phải hàn các chi tiết chôn sẵn để liên kết tường với đáy tầng hầm hay với các tường ngang, dầm ngang. Mác bê tông thường dùng không lớn hơn 300 # . Độ lớn của cốt liệu ≤ 50mm. Bê tông phải dẻo, độ sụt 16 ¸ 20cm, thời gian ninh kết là tối đa, Bê tông được đổ theo phương pháp rút ống (Đổ trong nước), phải đảm bảo đúng quy trình thi công bê tông hiện hành. mÆt c¾t a-a èng ®æ bª t«ng Tai ®Þnh vÞ AA Tai ®Þnh vÞ ®Ó t¹o hèc Chi tiÕt ch«n s½n èng ®æ bª t«ng Gi¸ ®ì cèt thÐp H×nh 9 Báo cáo chuyên đề thi công: Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom up GVHD: Ths. Mai Chánh Trung Trang 24 Để việc thi công được liên tục, đảm bảo thời gian ninh kết, người ta cố gắng chọn chiều dài bước đào sao cho đảm bảo khối đổ trong thời gian ninh kết của bê tông đồng thời để giảm bớt khối lượng của vữa sét phải bơm ra khỏi hào khi đổ bê tông và bơm vào hào khi đào. Để tăng thời gian ninh kết người ta có thể sử dụng loại phụ gia đặc biệt (Retacdor). ở hai mép của tường, người ta phải đặt các vách chắn khi đổ bê tông, tuỳ thuộc vào kết cấu mà chọn hình dạng phù hợp. Với tường có chiều sâu từ 12 ¸ 15m người ta dùng ống thép làm vách đầu tường, nó vừa làm vách chắn vừa tạo hình dạng mối nối. Phương pháp này đơn giản nhưng không thường xuyên đảm bảo tính chống thấm vì ống thép bị sai lệch dẫn đến bê tông bị rò rỉ làm cho bê tông tại mối nối không đảm bảo cường độ. Để khắc phục người ta dùng cọc tròn bê tông cốt thép làm vách chắn hoặc dùng ống thép bỏ lại trong hào sau đó đổ bê tông lấp đầy. Tuy nhiên ống thép rất đắt nên giải pháp này không kinh tế. Để làm kín phần vách hào với ống thép, người ta hàn vào 2 bên ống một thép góc khi hạ xuống hai thép góc này sẽ cắm sâu vào thành hào. §Çm bª t«ng A èng thÐp T êng bª t«ng A §Õ tôt ® îc Khung cèt thÐp cäc H×nh 10. KÕt cÊu nèi kiÓu ®ãng rung Bỏo cỏo chuyờn thi cụng: Thi cụng tng hm theo phng phỏp Bottom up GVHD: Ths. Mai Chỏnh Trung Trang 25 Ngi ta cng s dng loi mi ni úng rung (Hỡnh 10), ngha l gia cỏc t (on) tng ngi ta cha li mt khong trng ri sau ú cng t ct thộp v nhi bờ tụng vo theo kiu cc úng rung. Loi mi ni ny cú th bo m, nú dựng cho ho sõu ti 14má16m. * Tớnh toỏn vỏch chn hai u tng : Ta coi vỏch chn nh mt dm ta 2 u. Gi H l chiu sõu ho, Q l cng cp bờ tụng, v : vn tc dõng bờ tụng trong h o; t i : Tc ninh kt ca bờ tụng; g b : Trng lng riờng ca hn hp bờ tụng trong va; l 0 : H s cng, ly bng 1. Ta v c biu quan h P-V cho cỏc chiu cao khỏc nhau ca vỏch ngn. Qua thc t ngi ta thy vi chiu sõu ho t 12á15m thỡ vn tc bờ tụng (vn tc va dõng trong h o) l t 1á2m/h. Vi nhng trng hp tm chn u tng sõu ti 30m ngi ta ỏp dng o cỏch t (xen k), cỏc ng chn c t lờn t cha o. Trc ht ngi ta o cỏc t l, cỏc t ny cú chiu di ln hn t thng hai u cú th t ng chn. truyn mt phn ỏp lc lờn t vỏch u ho, ngi ta chốn vo ú mt ớt si cui ngn cho ng chn khụng b cong. Sau khi bờ tụng v khi bờ tụng bt u ninh kt thỡ bt u ninh kt thỡ dựng cn trc hoc kớch rỳt ng ra khi ho. Vi phng phỏp ny thỡ khi thi cụng t ho chn ta khụng cn dựng ng chn na. H=15m hỗn hợp bê tông lên tấm chắn Sự thay đổi của trị số áp lực H=10m v(m/h) thuộc vào vận tốc đổ bê tông đầu t ờng có bề rộng 1m phụ H=25m H=20m MPa Hình 11 Báo cáo chuyên đề thi công: Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom up GVHD: Ths. Mai Chánh Trung Trang 26 Ngoài việc dùng ống chắn khi đổ bê tông các đốt hào, người ta còn sử dụng thép chữ I cao 720mm (tương ứng chiều rộng hào) làm vách chắn đầu đồng thời sử dụng làm cốt thép cho tường. Giải pháp này không thật kinh tế, người ta có thể thay thép I bằng thép tấm hàn vào khung cốt thép để đảm bảo độ cứng của vách chắn (Hình 12). Ta thấy thép tấm được tăng cường bằng 2 thép góc đầu và thép [. Thép góc nhô ra khỏi hào 2¸3cm mỗi bên để bảo đảm không thấm qua mối nối đổ bê tông. Thép [ cũng là thép để liên kết với khung của đốt tiếp theo. Cốt thép phân bố được hàn vào thép góc với bước là 50cm. Việc đưa khung lưới cốt thép vào hào tiến hành bằng cần cẩu, phía trái được đưa vào rãnh thép [, phía phải được hỗ trợ bằng 1 khung dẫn hướng để việc lắp đặt dễ dàng, thuận lợi. Rõ ràng là mối nối kiểu này tốt và hợp lý hơn mối nối dạng ống và có thể sử dụng cho tường hạ sâu vào trong lòng đất. - Tường vây barrette Là tường bêtông đổ tại chỗ, thường dày 600-800mm để chắn giữ ổn định hố móng sâu trong quá trình thi công. Tường có thể được làm từ các đoạn cọc barette, tiết diện chữ nhật, chiều rộng thay đổi từ 2.6 m đến 5.0m. Các đoạn tường barrette được liên kết chống thấm bằng goăng cao su, thép và làm việc đồng thời thông qua dầm đỉnh tường và dầm bo đặt áp sát tường phía bên trong tầng hầm. Trong trường hợp 02 tầng hầm, tường barrette Cèt thÐp ph©n bè Cèt thÐp vïng kÐo Cèt thÐp vïng nÐn ThÐp gãc Liªn kÕt cèt thÐp gi÷a c¸c gãc ThÐp tÊm ThÐp ch÷ U H×nh 12 : KÕt cÊu mèi nèi gi÷a 2 khung cèt thÐp cña 2 ®èt hµo kÒ nhau Báo cáo chuyên đề thi công: Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom up GVHD: Ths. Mai Chánh Trung Trang 27 thường được thiết kế có chiều sâu 16-20m tuỳ thuộc vào địa chất công trình và phương pháp thi công. Khi tường barrette chịu tải trọng đứng lớn thì tường được thiết kế dài hơn, có thể dài trên 40m (Toà nhà 59 Quang Trung) để chịu tải trong như cọc khoan nhồi. 1.2.2.2.2. Tường trong đất bằng bê tông đúc sẵn. Công việc thi công tường trong đất bằng bê tông đổ tại chỗ là khá phức tạp, chất lượng bê tông không phải lúc nào cũng theo ý muốn, thời gian thi công lại kéo dài. Để khắc phục người ta đưa các cấu kiện bê tông đúc sẵn vào với ý đồ là thay thế bê tông đúc tại chỗ. Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã giải quyết được vấn đề này một cách khá bài bản và kết quả khá tốt. Việc sử dụng bê tông đúc sẵn lắp ghép vẫn còn hạn chế chủ yếu do các tấm bê tông lớn, nặng từ 10 >30T. đòi hỏi phải có thiết bị nâng là lắp ráp nên thế giá thành cao. Những năm gần đây người ta dùng các kết cấu hỗn hợp tức là phần tường của tầng hầm của công trình có chiều cao < 10m là cấu kiện lắp ghép, phần còn lại để chắn nước ngầm vào đáy hố móng là toàn khối (Hình 13) . Báo cáo chuyên đề thi công: Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom up GVHD: Ths. Mai Chánh Trung Trang 19 Ván cừ thép dễ chuyên chở, dễ dàng hạ và nhổ bằng các thi t bị thi công sẵn. của nó không tốt. Tuy nhiên biện pháp này thi công khá đơn giản (So với thi công tường trong đất). Độ sâu của vách có thể thi công đến chiều sâu cần thi t để không cần có biện pháp chống giữ. lớn. Báo cáo chuyên đề thi công: Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom up GVHD: Ths. Mai Chánh Trung Trang 21 Bảng 2: Các giải pháp tường chắn cho hố đào khi thi công tầng hầm Đ ộ