CÔNG NGHỆ THI CÔNG TẦNG HẦM BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐÀO MỞ

Hiện nay có rất nhiều giải pháp chắn giữ hố móng trong quá trình thi công phần ngầm. Việc lựa chọn vật liệu, hình thức kết cấu và cách bố trí tường chắn giữ phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như: Quy mô công trình, đặc điểm vị trí xây dựng công trình, tài liệu và kết quả khảo sát nền đất, phương án thi công... Tuy nhiên ở đây ta có thể tóm tắt một số giải pháp thi công chính thường được ứng dụng để thi công hố móng sâu tầng hầm như:  Thi công đào mở không gia cố vách hố đào (đào taluy)  Thi công đào mở có gia cố vách hố đào  Kết cấu chắn giữ bằng cừ thép  Kết cấu chắn giữ bằng cứ bê tông cốt thép dự ứng lực  Kết cấu chắn giữ bằng tường liên tục trong đất  Kết cấu chắn giữ bằng xi măng đất chộn ở tầng sâu

Trang 1

MỤC LỤC

MỤC LỤC -1

CHUYÊN ĐỀ: -3

CÔNG NGHỆ THI CÔNG TẦNG HẦM BẰNG -3

PHƯƠNG PHÁP ĐÀO MỞ -3

1 TỔNG QUAN -3

2 CÁC GIẢI PHÁP ĐÀO MỞ VÀ CHẮN GIỮ VÁCH HỐ ĐÀO -4

2.1 Các giải pháp đào mở và gia cố vách hố đào -4

2.1.1 Giới thiệu chung -4

2.1.2 Phạm vi áp dụng -5

2.1.3 Quy trình thi công -5

2.1.4 Ưu nhược điểm -5

2.1.5 Một số bài toán cần quan tâm -5

2.2 Phương pháp đào mở sử dụng tường chắn bằng cừ thép -6

2.3 Phương pháp đào mở sử dụng tường chắn bằng cừ BTCT dự ứng lực -8

2.4 PP đào mở sử dụng tường chắn bằng tường liên tục trong đất (tường vây)- - -10

2.5 Phương pháp tường chắn bằng cọc xi măng đất trộn sâu -11

3 CÁC GIẢI PHÁP GIỮ ỔN ĐỊNH CHO KẾT CẤU CHẮN GIỮ HỐ ĐÀO 13 3.1 Giữ ổn định bằng đào ta luy và gia cố vách hố đào -13

3.2 Giữ ổn định bằng hệ giằng chống thép hình -13

3.3 Giữ ổn định cho kết cấu chắn giữ hố đào bằng PP thi công neo trong đất -15

4. VÍ DỤ - 17

4.1 Giới thiệu về công trình - 17

4.2 Quy trình thi công tầng hầm - 18

4.3 Các bài toán cần giải quyết - 21

4.4 Các kết quả tính toán - 22

4.4.1 Tính toán đào đất, bền và chuyển vị cừ larsen - 22

Chuyên đề 5A - Cao học ĐKT 09/2011 Trang 1

Trang 2

4.4.2 Tính toán bền và chuyển vị hệ văng chống - 23

4.4.3 Tính toán kiểm tra ổn định của nền đất xung quanh, ổn định mái dốc ta luy - 23

4.4.4 Tính toán thoát nước khi thi công - 26

5. KẾT LUẬN - 26

Trang 3

và kết quả khảo sát nền đất, phương án thi công

Tuy nhiên ở đây ta có thể tóm tắt một số giải pháp thi công chính thường được ứngdụng để thi công hố móng sâu & tầng hầm như:

 Thi công đào mở không gia cố vách hố đào (đào taluy)

 Thi công đào mở có gia cố vách hố đào

 Kết cấu chắn giữ bằng cừ thép

 Kết cấu chắn giữ bằng cứ bê tông cốt thép dự ứng lực

 Kết cấu chắn giữ bằng tường liên tục trong đất

 Kết cấu chắn giữ bằng xi măng đất chộn ở tầng sâu

Trang 4

Các dạng tường cừ chống giữ hố đào thông dụng

Đi cùng với các biện pháp thi công hố móng sâu và tầng hầm trên là các giải phápgiữ ổn định cho các kết cấu chắn giữ Tuỳ từng giải pháp chắn giữ hố đào và trong cáccông trình cụ thể khác nhau mà tương ứng với nó là các giải pháp giữ ổn định cho kết cấuchắn giữ hố đào cũng khác nhau, về cơ bản các giải pháp giữ ổn định cho các kết cấu chắngiữ bao gồm:

 Giữ ổn định bằng phương pháp gia cố vách hố đào

 Giữ ổn định bằng hệ giàn thép hình

 Giữ ổn định bằng phương pháp neo trong đất

 Giữ ổn định bằng phương pháp thi công top-down

 Báo cáo này sẽ đi phân tích cụ thể giải pháp thi công hố đào sâu và tầng hầm bằng phương pháp đào mở

2.1.1 Giới thiệu chung

Giải pháp đào mở hố đào được ứng dụng rộng rãi trong thi công tầng hầm nhà caotầng, đặc biệt là ở những nơi mà địa chất công trình tương đối tốt Phương pháp này chophép chúng ta đào đất đến cao độ thiết kế và có thể các vách hố đào sẽ được đào ta luy vàdùng các biện pháp gia cố để giữ ổn định, chống xói mòn và các tác động bên ngoài gâysụt lở, biến dạng vách hố đào Có nhiều cách gia cố vách hố đào như dùng bê tông phun,dùng tấm phủ polime…

Gia cố vách hố đào bằng bê tông phun

Trang 5

2.1.2 Phạm vi áp dụng

Phương pháp này thông thường được áp dụng trong trường hợp công trình thi công

có các đặc điểm sau:

 Mặt bằng rộng

 Mực nước ngầm sâu, ít ảnh hưởng đến việc thi công hố đào sâu

 Địa chất nơi xây dựng công trình tốt

 Chiều sâu thi công không lớn (1 – 2 tầng hầm)

2.1.3 Quy trình thi công

 Bước 1: Thi công cọc khoan nhồi

 Bước 2: Đào đất tầng hầm và móng

 Bước 3: Gia cố vách hố đào

 Bước 4: Thi công móng, tường tường hầm

 Bước 5: Thi công các tầng hầm từ dưới lên

 Bước 6: Trong trường hợp nền đất tốt, mực nước ngầm sâu có thể đào đất đến cốtđầu cọc trước khi khoan cọc nhồi

2.1.4 Ưu nhược điểm

Ưu điểm:

 Có thể đào mở hoàn toàn trên diện rộng, thuận lợi cho thi công

 Không phải sử dụng các biện pháp chắn giữ thành hố đào, nên chi phí giảm

 Biện pháp thi công không gây tiếng ồn, ảnh hưởng tới môi trường và các cùng lâncận

Nhược điểm:

 Chỉ áp dụng được tại những nơi mà mặt bằng công trình rộng

 Áp dụng cho các công trình có địa chất tốt

 Chiều sâu tầng hầm không lớn

2.1.5 Một số bài toán cần quan tâm

 Bài toán 1: Bài toán đào đất tầng hầm

 Bài toán 2: Bài toán ổn định vách hố đào (trượt, lật…)

 Bài toán 3: Bài toán hạ thấp mực nước ngầm ( nếu mực nước ngầm cao)

 Bài toán 4: Bài toán gia cố vách hố đào

Trang 6

2.2 Phương pháp đào mở có tường chắn bằng cừ thép

Tường cừ thép cho đến nay được sử dụng rộng rãi làm tường chắn tạm trong thicông tầng hầm nhà cao tầng Nó có thể được ép bằng phương pháp búa rung gồm một cầntrục bánh xích và cơ cấu rung ép hoặc máy ép êm thuỷ lực dùng chính ván cừ đã ép làmđối trọng Phương pháp này rất thích hợp khi thi công trong thành phố và trong đất dính

 Áp dụng cho các công tình có một hoặc nhiều tầng hầm

Trang 7

 Bước 1: Thi công cọc khoan nhồi hoặc cọc ép trên toàn mặt bằng công trình Đồngthời tiến hành thi công các cọc Kingpost ( thông thường Kingpost được thả cắm sâu vàotrong cọc khoan nhồi)

 Bước 2: Thi công cừ chắn bằng phương pháp đóng hoặc ép rung

 Bước 3: Thi công đào đất tầng hầm và hố móng tới cao độ thiết kế kết hợp thi công

hệ chống hoặc neo tường cừ (nếu có)

 Bước 4: Thi công đài móng, tường tầng hầm

 Bước 5: Thi công các tầng từ dưới lên, kết hợp công tác dỡ bỏ các hệ văng chống(nếu có)

 Bước 6: Thi công rút cừ (nếu có)

- 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

- 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 tạicác góc hố đào là ngụyên nhân gây lún sụt đất lân cận hố đào và gây khó khăn cho quátrình 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 rangoaì 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

 Bài toán 1: Tính toán đào đất tầng hầm

 Bài toán 2: Tính toán bền và ổn định của cứ thép

 Bài toán 3: Tính toán bền và ổn định của hệ giằng chống hoặc neo (nếu có)

Trang 8

 Bài toán 4: Kiểm tra ổn định của nền đất và các công trình lân cận

 Bài tóan 5: Tính toán hạ thấp mực nước ngầm và đẩy trồi hố móng (nếu mực nướcngầm cao)

Tường cừ bê tông cốt thép dự ứng lực cho đến nay đã bắt đầu được sử dụng làmtường chắn kết hợp làm tường tầng hầm trong thi công tầng hầm nhà cao tầng Loại cừ nàyđược thi công giống như thi công cừ thép

Trang 9

 Bước 2: Thi công cừ chắn bằng phương pháp đóng hoặc ép rung

 Bước 6: Thi công rút cừ (nếu có)

- 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

- Nước ngầm, nước mặt dễ dàng chảy vào hố đào qua khe tiếp giáp hai tấm cừ tạicác góc hố đào là ngụyên nhân gây lún sụt đất lân cận hố đào và gây khó khăn cho quátrình thi công tầng hầm

- Quá trình hạ cừ gây những ảnh hưởng nhất định đến đất nền và công trình lân cận

- Cừ BTCT dự ứng lực là loại kết cấu mới được áp dụng cho thi công tầng hầm nhàcao tầng nên kinh nghiệm thi công của các nhà thầu là chưa nhiều Trong khi đó đây là loạikết cấu thi công yêu cầu độ chính xác và chất lượng thi công cao, nếu không đảm bảo sẽdẫn tới cừ bị hư hỏng nứt vỡ trong quá trình thi công

- Cừ BTCT dự ứng lực là loại tường mềm, khi chịu lực của đất nền thường biếndạng võng và là một trong những nguyên nhân cơ bản nhất gây nên sự cố hố đào

 Bài toán 2: Tính toán bền và ổn định của cứ thép

Trang 10

2.4 Phương pháp đào mở sử dụng tường chắn bằng tường liên tục trong đất (tường vây)

Công nghệ thi công tường liên tục trong đất tức là dùng các máy đào đặc biệt để đàomóng có dung dịch giữ thành hố đào (sét bentonite ) thành những đoạn hào với độ dàinhất định; sau đó đem lồng cốt thép đã chế tạo sẵn trên mặt đất đặt vào trong móng Dùngống dẫn đổ bê tông vào từng đoạn tường, nối các đoạn tường lại với nhau bằng các đầu nốiđặc biệt (như ống nối tường, hoặc hộp đấu nối ) hình thành một bức tường liên tục trongđất bằng bêtông cốt thép

Hình: Tường liên tục trong đất

 Bước 2: Thi công tường trong đất

Chuyên đề 5A - Cao học ĐKT 09/2011 Trang

10

Trang 11

- Có thể giảm bớt ảnh hưởng môi trường trong khi thi công công trình Khi thi côngchấn động ít, tiếng ồn thấp, ít ảnh hưởng tới các công trình xây dựng lân cận xung quanh

- Vấn đề sụt lở thành hố đào Khi mực nước ngầm dâng lên nhanh mà mặt dung dịchgiữ thành giảm mạnh, trong tầng trên có kẹp lớp đất cát tơi xốp, mềm yếu, việc quản lý thicông không thoả đáng đều có thể dẫn đến sụt lở thành móng, lún mặt đất xung quanh

 Bài toán 2: Tính toán bền và ổn định của tường vây

Cọc xi măng đất hay cọc vôi đất là phương pháp dùng máy tạo cọc để trộn cưỡngbức xi măng, vôi với đất yếu Ở dưới sâu, lợi dụng phản ứng hoá học - vật lý xảy ra giữa ximưng (vôi) với đất, làm cho đất mềm đóng rắn lại thành một thể cọc có tính tổng thể, tính

Trang 12

lớn khoảng lưu không có chiều rộng trên 5m Chiều sâu hố móng cần đào: phần giữa sâu7.8m; phần lớn sâu 6.5m.

Giải pháp chắn giữ hố đào bằng cọc xi măng đất chộn sâu

2.5.2 Phạm vi áp dụng

 Có thể áp dụng cho công trình có mặt bằng rộng hoặc chật hẹp, và thích hợp hơncho các công trình mặt bằng chật hẹp

 Áp dụng cho các công trình có một hoặc nhiều tầng hầm

 Bước 1: Thi công cọc khoan nhồi hoặc cọc ép trên toàn mặt bằng công trình Đồngthời tiến hành thi công các cọc Kingpost ( thông thường Kingpost được thả cắm sâu vàotrong cọc khoan nhồi) (nếu có)

 Bước 2: Thi công cọc đất ximăng

Ưu điểm:

Khả năng xử lý sâu (đến 50m), thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thô cho đến bùnyếu), thi công được cả trong điều kiện nền ngập sâu trong nước hoặc điều kiện hiện trườngchật hẹp

12

Trang 13

Chất lượng của kết cấu tường chắn giữ phụ thuộc nhiều vào công nghệ thi công vàchất lượng thi công

 Phương pháp này được áp dụng cho các công trình tầng hầm mà ở đó mặt bằng thicông rộng, không chịu ảnh hưởng của các công trình lân cận

 Theo phương pháp này toàn bộ mặt bằng công trình sẽ được đào mở, để giữ ổn địnhcho thành hố đào có thể dùng phương án:

 Đào taluy vách hố đào:

 Tùy thuộc vào địa chất, địa hình và chiều sâu hố đào và các tính toán cụ thể đểquyết định mái dốc ta luy

Trong trường hợp địa chất phức tạp hoặc chiều sâu đào lớn có thể đào thành 2 mái

ta luy giật cấp có cơ

 Mái taluy có thể được gia cố hoặc phủ để tăng khả năng ổn định cũng như chốnglại các tác động củ môi trường

 Dùng bê tông phun kết hợp lưới thép:

Theo phương án này vách đất sau khi đào sẽ được gia cố bằng lưới thép và đượcphun vào đó lớp vữa xi măng ở áp lực cao tạo ra độ bám dính tốt tăng khả năng ổn địnhcho vách hố đào

Vách hố đào có thể được đào ta luy hoặc không

Số lượng tầng thanh chống có thể là 1 tầng chống, 2 tầng chống hoặc nhiều hơn tuỳtheo chiều sâu hố đào, dạng hình học của hố đào và điều kiện địa chất, thuỷ văn trongphạm vi chiều sâu tường vây

Với các công trình tầng hầm có bề rộng mặt bằng nhỏ có thể không cần các cộtchống tạm, với các công trình có mặt bằng rộng hệ giằng chống thông thường được liên kếtvới cột chống tạm cũng là các thép hình được đặt sẵn trong các cọc khoan nhồi

a Ưu điểm: trọng lượng nhỏ, lắp dựng và tháo dỡ thuận tiện, có thể sử dụng nhiều

lần Căn cứ vào tiến độ đào đất có thể vừa đào, vừa chống, có thể làm cho tăng chặt nếu có

hệ thống kích, tăng đơ rất có lợi cho việc hạn chế chuyển dịch ngang của tường

13

Trang 14

b Nhược điểm: độ cứng tổng thể nhỏ, mắt nối ghép nhiều Nếu cấu tạo mắt nối

không hợp lý và thi công không thoả đáng và không phù hợp với yêu cầu của thiết kế, dễgây ra chuyển dịch ngang và mất ổn định của hố đào do mắt nối bị biến dạng

14

Định dạng
Số trang	26
Dung lượng	8,05 MB