thi công hố đào sâu

Lời nói đầu Trong năm gần nh tơng lai, với phát triển mạnh mẽ kinh tế, tốc độ đô thị hóa ngày nhanh thành phố, đô thị lớn Các công trình xây dựng ngày có xu hớng vơn cao sâu vào lòng đất để tiết kiệm đất đai nâng cao hiệu sử dụng công trình Các tầng hầm nhà cao tầng đợc sử dụng với nhiều công khác nhau, đa dạng phong phú: sử dụng làm khu đỗ xe ngầm, trung tâm thơng mại, làm khu vực kỹ thuật cho công trình, đợc sử dụng với mục đích phòng vệ nhân Trong trình xây dựng công trình nh việc thi công tầng hầm mang tính chất phức tạp, lúc việc thi công hố đào sâu, rộng, khối lợng công tác khổng lồ đòi hỏi ngời thiết kế thi công cần tìm biện pháp chắn giữ bảo vệ thành vách hố, công nghệ đào thích hợp mặt kỹ thuật kinh tế nh đảm bảo an toàn lao động, vệ sinh môi trờng không gây ảnh hởng đến công trình lân cận đ xây dựng trớc Nớc ta thời gian gần có dự án lớn số tầng hầm lên đến 5-7 tầng, Công tác thi công phức tạp, đ có tai nạn đáng tiếc xảy trình thi công nh làm chết ngời, làm lún sụt, nứt cho công trình xung quanh gây thiệt hại đáng kể cho kinh tế Đ có nhiều hội thảo đợc tổ chức để tìm nguyên nhân, nguyên nhân gây hậu nghiêm trọng biện pháp thi công nh phơng pháp chống giữ thành hố đào đào xuống sâu không hợp lý, không đảm bảo an toàn Để hạn chế đến mức tối đa thiệt hại thi công hố đào sâu gây phải nắm vững toàn phơng pháp áp dụng để thi công tầng hầm, u nhợc điểm phơng pháp đồng thời với phơng pháp thi công hệ thống kết cấu để chống đỡ thành hố đào Việc lựa chọn đợc phơng pháp thi công hố đào sâu phơng án chống chống thành hợp lý không đáp ứng đợc yêu cầu chịu lực mà mang lại hiệu kinh tế cao góp phần làm hạ giá thành đáng kể xây dựng công trình Trong loại kết cấu chắn giữ thành hố đào có công nghệ đ đợc áp dụng rộng r i công nghệ cọc trộn Cọc trộn đợc sử dụng nhiều mục đích khác nhau, ứng dụng sử dụng làm tờng chắn thi công hố đào gia cố đất yếu Cọc trộn với u điểm bật thời gian thi công nhanh, vật liệu sử dụng sẵn có, giá thành thấp, hiệu kinh tế cao đặc biệt nơi địa chất yếu, lớp đất yếu bề mặt dày nh tỉnh Đồng sông Cửu Long Với điều kiện địa chất sử dụng cọc trộn đem lại hiệu tối đa kinh tế, kỹ thuật Nội dung đề tài gồm chơng; Chơng I: Tổng quan biện pháp thi công tầng hầm dạng kết cấu chắn giữ thành hố đào Chơng II: Các ứng dụng cọc trộn Chơng III: Cơ sở khoa học nguyên lý tính toán tờng chắn sử dụng cọc trộn Chơng IV: Tính toán tờng chắn đất sử dụng cọc trộn, đề xuất phơng án bố trí cọc Chơng V: Quy trình thi công thí nghiệm mẫu Chơng VI: Kết luận kiến nghị I Chơng i: Tổng quan biện pháp thi công tầng hầm dạng kết cấu chắn giữ thành hố đào I.1 Các phơng pháp thi công hố đào Các biện pháp thi công hố đào sâu thờng đợc sử dụng là: - Đào mở hoàn toàn (thi công bottom up) - Đào më sư dơng hƯ trơ chèng, gi»ng - Thi công đài móng trung tâm, sau sử dụng đài móng vừa thi công để văng chống giữ thành hố đào - Thi công top-down - Chia thành khu vực nhỏ thi công Trong biện pháp biện pháp sử dụng hệ trụ chống giằng biện pháp đợc sử dụng nhiều Để chọn biện pháp thi công cần xem xét nhiều yếu tố ví dụ nh; khả cung cấp vốn, điều kiện kỹ thuật, sở vật chất, công trình xung quanh, địa bàn xây dựng loại kết cấu móng sử dụng công trình vv.Những ngời thiết kế có kinh nghiệm đa đợc lựa chọn tốt dựa điều kiện trọng tâm Sau chi tiết vào biện pháp I.1.1 Biện pháp đào mở Biện pháp đào mở phơng pháp áp dụng cho hố đào đợc sử dụng rộng r i phổ biến Đào mở bao gồm hai kiểu chính: đào mở hoàn toàn đào mở có kết cấu giữ thành Hình 1.1 Phơng pháp đào mở hoàn toàn Hình 1.2 Phơng pháp đào có kết cấu giữ thành Phơng pháp đào mở kết cấu chắn giữ thành hố đào cho chi phí thấp nh hố đào không sâu, hố đào thoải, độ lớn đất đào không lớn, đất đào sau đợc sử dụng làm đất đắp, mặt thi công rộng không bị hạn chế Nh hạ đợc giá thành Đào mở có kết cấu chắn giữ thành hố đào sử dụng độ cứng kết cấu chắn giữ để chống sạc lở thành hố đào, chống áp lực đất từ hai bên thành hố Nhng chi phí cao I.1.2 Biện pháp đào sử dụng kết cấu chống thành hố đào dạng chống Lắp đặt hệ thống chống giữ thành hố đào để chống áp lực ngang đất vào tờng chắn gọi biện pháp sử dụng kết cấu chắn giữ thành hố đào 600 10460 5870 1950 600 2000 600 2400 7800 H×nh 1.3 Kết cấu giữ thành hố đào Hệ kết cấu chống thành hố đào bao gồm thệ chống ngang, nẹp dọc (dầm bo xung quanh tờng chắn), chèng gãc, chèng xiªn, cét chèng (kingsport) Thanh nĐp dọc tiếp nhận áp lực ngang từ tờng chắn truyền vào hệ chống ngang, chống xiên, chống góc Tải trọng tác dụng có dạng phân bố Thanh chống xiên, chống góc để làm giảm nhịp tính toán chống ngang nẹp dọc Cọc chống tạm nhận tải trọng tầng chống truyền xuống cọc đất Trong thi công hố đào sâu, trình thi công đợc chia thành nhiều giai đoạn, theo giai đoạn mà hệ thống kết cấu chắn giữ đợc lắp dựng theo giai đoạn khác gồm nhiều tầng chống nh sau: - Hạ cột chống vào khu vực xây dựng Cọc chống đợc hạ vào cọc khoan nhồi, hạ trực tiếp xuống đất - Đào đất giai đoạn (giai đoạn 1) - Lắp chống lên tờng chắn, lắp hệ thống chống ngang - Lặp lại bớc thứ bớc thứ đến độ sâu thiết kế hố đào - Thi công phần kết cấu móng - Tháo dì líp chèng phÝa trªn kÕt cÊu mãng - Thi công dầm sàn tầng hầm - Thực lại bớc 6, đến hoàn thành kết cấu tầng hầm Phơng pháp đợc sử dụng rộng r i thi công công trình có nhiều tầng hầm, hố đào sâu rộng mà cho hiệu kinh tÕ cao 3290 5850 7370 6650 7380 5900 4750 3740 4100 3930 4000 3610 4150 3550 3450 3500 3500 3500 4990 4500 4500 6750 Hình 1.4 Mặt bố trí kết cấu chống thành hố đào Hình 1.5 Chống thành hố đào hai lớp chống I.1.3 Biện pháp sử dụng neo đất để giữ thành hố đào Trong thi công hố đào sâu sử dụng hệ chống nh làm cho mặt thi công bị hạn chế, điều kiện thi công khó khăn hơn, tốc độ thi công chậm Để việc thi công đạt chất lợng cao, thời gian thi công nhanh, điều kiện vệ sinh môi trờng đảm bảo phơng pháp cho hiệu kinh tế cao sử dụng neo đất để giữ thành hố đào Hình 1.7 Giữ thành hố đào neo đất 4 10 11 3 8-8 9-9 9 Hình 1.8 Cấu tạo neo Cấu tạo neo bao gồm: đầu neo, thân neo, bầu neo nh hình vẽ 1.8 Quy trình thi công neo nh sau: Đào đất giai đoạn Khoan tạo lỗ Đặt thép vào lỗ khoan Bơm vữa Căng neo, khóa đầu neo Đào đất giai đoạn Lập lại quy trình đến đến độ sâu thiết kế Thi công kết cấu móng Thi công sàn tầng hầm từ dới lên đến mặt đất Để tăng hiệu sử dụng tức tăng sức chịu tải neo bầu neo cần phải đặt vào lớp có tính lý xây dựng tốt nh đất sét nửa cứng đến cứng, đất cát chặt cuội sỏi Ưu điểm phơng pháp Hiệu cao thi công tầng hầm công trình nhiều tầng hầm Rút ngắn thời gian xây dựng Mặt thi công rộng r i, suất cao Nhợc điểm phơng pháp Không sử dụng đợc đất yếu Khi đặt neo độ sâu dới mực nớc ngầm 10m sỏi cuội việc thi công gặp nhiều khó khăn Biến dạng hố đào lớn nh không đủ số lợng neo I.1.4 Biện pháp thi công đài trung tâm để chẵn giữ thành hố đào Phơng pháp đợc mô tả nh sau: Đầu tiên đào đất toàn hố đào giai đoạn Giữ nguyên phần đất cạnh tờng chắn, tiến hành đào đất bên trung tâm công trình ( khu vực bố trí phần lõi kết cấu công trình) thi công đài móng lõi Từ đài móng lắp chống để chống tờng chắn đào đất khu vực xung 42 5600 14400 quanh tờng chắn Hình 1.9 Phơng pháp thi công lõi trung tâm với nhiều lớp chèng 8820 39 00 39 00 39 00 36 00 36 00 3500 3300 3300 3900 3900 3890 3900 3900 3700 3900 2800 4000 6800 1600 5200 2400 5360 2400 5360 2400 5360 2400 3200 3000 4480 5800 H×nh 1.10 Mặt bố trí chống từ đài móng trung tâm công trình HH4Sông Đà Đây phơng pháp thi công cho phép rút ngắn thời gian xây dựng, biện pháp đơn giản, giảm bớt số lợng chống mà tận dụng đợc phần kết cấu móng lõi công trình Nhng hố đào rộng, khoảng cách từ lõi công trình đến tờng chắn lớn chống phải bố trí dạng dàn tổ hợp, mối nối phức tạp gây khó khăn cho công tác thi công, biến dạng tờng vây lớn gây nguy hiểm cho kết cấu chịu lực công trình xung quanh Để thực theo phơng pháp cần tùy theo điều kiện thi công, điều 10 2800 3500 2500 2800 Để khảo sát độ đồng trụ thử dạng xuyên khoan lấy mẫu nh đ nói phần đợc áp dụng, cắt nguyên trụ Đối với thiết bị trộn, nên thi công không hai trụ thử với hàm lợng chất kết dính khác Một khía cạnh quan trọng thí nghiệm trờng xác định thông số kiểm soát cho thi công gồm vận tốc pha xuyên xuống, rút lên, tốc độ quay mô men xuắn, tốc độ truyền liệu v.v 1.6.2.2 Xác định trực tiếp đặc trng học Thí nghiệm nén ngang thành hố khoan (pressuremeter test) cho phép xác định cờng độ kháng cắt hệ số nén trụ Thí nghiệm cần phải khoan trớc hố thân trụ lắp đặt thiết bị nén ngang thành hố khoan Phơng pháp thí nghiệm xem dẫn hành (TCXDVN 112:1984) Thí nghiệm nén tĩnh trụ đơn để xác định sức chịu tải trụ thực theo tiêu chuẩn TCXDVN 269: 2002 Kết thí nghiệm cho biết sức chịu tải cực hạn trụ đơn ứng với độ lún 10% đờng kính trụ Thí nghiệm bàn nén trờng theo TCXDVN 80 : 2002 KÝch th−íc bµn nÐn cã thể mở rộng đến lần đờng kính trụ Thí nghiệm chất tải diện rộng tiến hành quan trắc độ lún sâu, độ lún bề mặt, áp lực nớc lỗ rỗng phản ánh xác ứng xử đất xử lý nên đợc dùng cho công trình có quy mô lớn Quy trình thí nghiệm thiết kế quy định 1.6.2.3 Khảo sát độ đồng xác định gián tiếp đặc trng học Thí nghiệm CPT, đại diện xuyên côn thông dụng, dùng để xác định thông số cờng độ độ liên tục trụ Khó khăn thực thí nghiệm CPT giữ độ thẳng đứng khối lợng thí nghiệm bị giới hạn Thí nghiệm xuyên trụ (xem hình 6.2) dùng đầu xuyên cánh cải tiến có cánh xuyên với vận tốc khoảng 20 mm/s, ghi liên tục sức kháng xuyên Phơng pháp dùng cho trụ sâu không m, cờng độ không 300 kPa NÕu dïng khoan dÉn h−íng cã thĨ thÝ nghiệm xuyên đến độ sâu 20 m, cờng độ 600 kPa Trong thiết bị Thụy Điển có xuyên cánh ngợc, đầu cánh xuyên đợc đặt trớc chế bị trụ, kể dây kéo Tốc độ kéo xuyên tơng tự nh ấn xuyên Khối lợng thí nghiệm theo quy mô xây dựng tham khảo bảng B.1 99 Bảng - Khối lợng thí nghiệm dự kiến ThÝ nghiƯm\ Quy m« Khoan lÊy mÉu NÐn ngang trụ Xuyên cánh Nén tĩnh trụ đơn Thí nghiệm bàn nÐn ThÝ nghiƯm chÊt t¶i ≤100 trơ 2 10 ≤500 trô 5 30 ≤1000 trô 10 10 50 10 ≤ 2000 trô 15 15 100 15 Hình 6.2 Đầu xuyên cánh dùng thí nghiệm xuyên toàn trụ Hình 6.3 Lấy mẫu thí nghiệm trờng 100 Hình 6.4 Đúc mẫu thí nghiệm 1.6.3 Tơng quan đặc tính đất xử lý Điều kiện trộn bảo dỡng khác gây nên khác cờng độ Theo kinh nghiệm Thụy Điển tỷ số cờng độ trờng phòng khoảng 0.2 đến 0.5 Đất rời có tỷ số cao hơn, định độ mịn hạt Kinh nghiệm Nhật Bản đợc tổng kết hình B.3 B.4 Ký hiệu CDM (Cement Deep Mixing Method)- phơng pháp trộn ớt phổ biến Nhật Bản, DJM ( Dry Jet Mixing Method) lµ kinh nghiƯm trén phun khô Hình B.4 cho thấy khả đạt đợc hiệu cao thiết bị Nhật Bản thi công công trình biển ( tỷ số cờng độ mẫu trờng/ phòng gần 1) Hình 6.5- Quan hệ cờng độ trờng phòng Cờng độ trờng quf, MPa, Cờng độ phòng qul 101 1.6.3 Quy trình thí nghiệm mẫu theo c«ng nghƯ trén −ít + Khu«n mÉu thư Dïng khuôn lập phơng kích thớc 70.7 mm x 70.7 mm x 70.7 mm, có đủ độ cứng tháo lắp dễ dàng Bề mặt khuôn phải trơn bóng, sai số độ phẳng không vợt 0.05% chiều dài cạnh, sai số chiều dài cạnh không vợt 1/150 chiều dài cạnh, sai số độ vuông góc mặt đáy không vợt 0.5 độ Phơng pháp đầm rung Mẫu thử đầm chặt máy rung, tần số (3000200) lần/phút, biên độ không tải (0.50.1) mm, biên độ có tải (0.35 0.05) mm Khi điều kiện dùng máy rung đầm chặt thủ công, dùng que thép đờng kính 10mm, dài 350 mm, đầu hình côn + Tỷ lệ cấp phối mẫu thử Lợng xi măng tính theo c«ng thøc sau: W c = 1+ w a wW + w0 L−ỵng n−íc trén cã thĨ tÝnh theo c«ng thøc sau: W w  w − w0 1+ w =  + µaw   1+ w 1+ w W0 Trong ®ã: W0 - träng lợng đất phơi khô (kg) Wc - trọng lợng xi măng (kg) Ww - trọng lợng nớc (kg) w - hàm lợng nớc tự nhiên đất; w0 - hàm lợng nớc đất phơi khô; aw - tỷ lệ trộn xi măng - tỷ lệ nớc - xi măng + Đúc mẫu bảo dỡng mẫu Lắp ráp khuôn, lau chùi sạch, bôi lớp chất dóc khuôn vào mặt khuôn; 102 Cân đong trọng lợng đất phơi khô, xi măng nớc; Trộn đất xi măng thùng trộn, đổ nớc trộn tiếp thật đều, đổ hết nớc trộn tiếp 10 phút, tính từ lúc đổ nớc, đổ dần nớc vào trộn phút ( tính từ lúc đổ hết nớc); Khi dùng máy rung đổ vào khuôn nửa hỗn hợp đất xi măng, rung bệ phút, đổ tiếp phần lại phải có chút d thừa, rung thêm phút nữa, lu ý không để khuôn mẫu tự nẩy bàn rung; Khi chế tạo thủ công chia làm hai lớp để đầm , xoọc nên tiến hành đặn từ vào trong, theo vòng xoắn ốc, đồng thời lắc khuôn phía, đến mặt không xuất bọt khí đợc; Que phải giữ thẳng đứng, lớp chọc 25 lần, lớp dới xuống tận đáy, lớp sâu xuống lớp dới 1cm; dùng bay miết theo mép khuôn nhiều lần tránh cho mẫu khỏi bị rỗ mặt; Sau đầm gạt bỏ phần thừa, miết mặt thật phẳng, đậy vải ni lông chống bay nớc đa vào phòng bảo dỡng tiêu chuẩn Tuỳ theo cuờng độ hỗn hợp để định thời gian tháo khuôn; thông thờng ngày sau đánh số tháo khuôn Sau tháo khuôn cần cân trọng lợng mẫu, ngâm mẫu vào bồn nớc để bảo dỡng, nhiệt độ phòng bảo dỡng tơng tự nhiệt độ đất cần xử lý 1.6.4 Quy trình thí nghiệm mẫu theo công nghệ trộn khô + Chế tạo mẫu thí nghiệm A, Khuôn mẫu thí nghiệm Khuôn trụ tròn, thờng èng nhùa cøng, ®−êng kÝnh d = 50 mm, chiều cao h =100 mm, có nắp cao su để giữ độ ẩm Khuôn đợc làm bôi chất dóc khuôn để dễ tháo mẫu nén B, Xác định tỷ lệ xi măng Khối lợng đất khô dùng để tính tỷ lệ xi măng tính theo công thức: Gk = k V Trong đó: k - khối lợng thể tích khô đất (g/cm3), k = γw / (1+w); γw - khèi l−ỵng thĨ tÝch tù nhiên đất (g/cm3); w - độ ẩm tự nhiên cđa ®Êt; V - thĨ tÝch mÉu thư, V= 196.35 cm3 103 Khối lợng xi măng đợc tính theo % khối lợng đất khô theo tỷ lệ cần thiết C, Xác định khối lợng hỗn hợp Thờng ứng với tỷ lệ xi măng cần nhóm mẫu Các mẫu cần đợc chế bị cho khối lợng thể tích có sai số không 0.05 g/cm3 Khối lợng hỗn hợp tính theo công thức: G = γk ( 1+w+0.01t) V Trong ®ã: t- tû lƯ xi măng, %; V, tổng thể tích nhóm mẫu, kể hao hụt 10% + Đúc mẫu bảo dỡng mẫu A, Đúc mẫu Đất thiên nhiên đợc trộn với xi măng khoảng từ đến 10 phút thùng máy trộn; trộn thủ công xẻng nhỏ cần dầm rời đất trớc cho xi măng, sau trộn khoảng (10ữ15) phút Cho hỗn hợp vào khuôn thành lớp, dùng que gỗ đờng kính 10 mm, dài 400 mm để đầm chọc, lớp dới đến tận đáy, lớp sau vào sâu lớp trớc 10mm; lớp đỡ thêm dao vòng để chiều cao trớc ép cao miệng khuôn 10mm Đa mẫu vào máy ép, lực ép khoảng (100 ± 25) kg, thêi gian Ðp tõ ®Õn7 phót, đất b o hoà thấy nớc bắt đầu thoát lên mặt ép dừng Khi máy ép dùng que thép đừng kính 10mm, dài 350 mm, đầu hình đầu viên đạn để đầm; đầm xoọc từ vào theo hình xoắn ốc, lớp xuống tận đáy, lớp sau sâu vào lớp trớc (10ữ15) mm Gạt bỏ hỗn hợp thừa mặt khuôn, miết phẳng bề mặt, đậy nắp cao su Kiểm tra khối kợng mẫu cách tính γ'k quy −íc: γ (g); ' k = G1 V (1 + w + 01 t ) Trong G1 - khối lợng hỗn hợp khuôn, không kể khối lợng khuôn nắp V - thể tích hỗn hợp, V = 196.35 cm3 Nếu sai số so với k ban đầu không 0.05g/cm3 mẫu chế bị đạt yêu cầu B, Bảo dỡng 104 Mẫu đợc bảo dỡng khuôn đặt phòng bảo dỡng tiêu chuẩn, thông thờng đợc trì nhiệt độ gần tơng tự nhiệt độ đất cần xử lý Kết thí nghiệm mẫu sau 90 ngày dùng tính toán thiết kế( phòng lún ổn định) Các độ tuổi 3, 7, 14, 28 ngày dùng để so sánh với kết thí nghiệm trờng + Thí nghiệm: A, Thiết bị Máy nén có hành trình để đạt tới tải trọng phá hoại dự kiến mẫu thử không nhỏ 20% không vợt 80% tổng hành trình Sai số tơng đối số đọc không 2% B, Trình tự thí nghiệm Phải tiến hành thí nghiệm sau lấy mẫu khỏi phòng bảo dỡng để tránh thay đổi độ ẩm nhiệt độ; Đặt mẫu vào tâm bàn nén dới máy nén Khi bàn nén tiếp gần mẫu, điều chỉnh bệ hình cầu tiếp xúc đều; Gia tải với tốc độ (10ữ15) N/s( (1ữ2) mm/ phút) mẫu có biến dạng nhanh, gần tới phá hoại, ngừng điều chỉnh van đầu máy nén, mẫu bị phá hoại ghi lại lực phá hoại + Tính toán kết thí nghiệm Cờng độ kháng nén mẫu đất xi măng đợc tÝnh theo c«ng thøc: qu = P / A Trong ®ã : qu - c−êng ®é kh¸ng nÐn cđa mÉu đất xi măng tuối thí nghiệm, kPa; P - Tải trọng phá hoại, kN; A - Diện tích chịu nÐn cđa mÉu, m2 Mét nhãm mÉu thư gåm mẫu Khi kết tính toán mẫu thử vợt 15 % trị số bình quân nhóm lấy trị số mẫu lại để tính, không đủ mẫu phải làm lại thí nghiệm Thiết bị trình tự thí nghiệm, xử lý kết tơng tự nh mẫu xi măng đất phơng pháp trộn phun khô §é ti thÝ nghiƯm mÉu nhiỊu nhÊt lµ 28 ngµy 105 cờng độ chịu nén số hỗn hợp gia cố Đất - xi măng Cờng độ kháng nén 1trục, kg/cm2 Đặc trng đất tự nhiên Loại đất Địa ®iÓm γk ω0 LL LP G/cm3 % % % IP Cu 7%XM 12% XM kg/cm2 28 ngµy 90 ngµy 28 ngµy 90 ngµy SÐt pha Hµ Néi 1,30 45 37 24 13 0,16 3,36 3,97 4,43 4,48 C¸t pha Nam Hµ - 41 - - - - - 2,24 - 3,21 Sét pha xám đen Hà Nội - 62 36 23 13 0,23 - - 7,39 9,42 SÐt pha x¸m nâu Hà Nội - 35 35 27 0,21 - - 4,28 4,82 Sét pha hữu Hà Nội - 30 30 19 11 0,23 3,00 4,07 - - SÐt pha Hµ Néi 1,60 52 37 24 13 0,10 0,61 0,66 2,13 2,50 Sét xám xanh Hà Nội - 51 - - - 0,10 - - 2,39 2,55 §Êt sÐt hữu Hà Nội - 95 62 40 22 0,21 - - 0,51 0,82 SÐt pha Hµ Néi 1,43 37 30 19 11 0,32 - - 11,0 19,0 Bïn sÐt hữu Hà Nội w 74 54 35 19 0,39 - - - 1,22 Bùn sét hữu Hà Nội 119 54 36 18 0,19 - - 0,42 0,50 SÐt pha Hải Dơng 1,35 36 27 18 - 6,18 6,50 9,13 9,53 Cát pha Hải Dơng 1,35 26 27 19 - 3,55 4,21 6,75 7,92 Sét Hải Phòng 1.16 50 46 28 18 0.28 1.63 1.85 3.01 3.95 1,51 w 1,54 V.3 Công tác nghiệm thu Công tác nghiệm thu cọc trộn bao gồm công việc sau: - PhiÕu xt kÕt qu¶ cđa xe khoan - PhiÕu thi công cọc vữa 106 - Bảng tổng hợp khối lợng - Biên nghiệm thu khối lợng hoàn thành - Bản vẽ hoàn công V.4 Công tác đảm bảo chất lợng Chất lợng cọc phụ thuộc lớn vào kinh nghiệm thi công, xử lý công trờng Thiết bị khoan phải nằm thời gian kiểm định Bồn trộn kiểm định độ xác cân Trong trình thi công phải tuân thủ chặt chẽ quy trình kỹ thuât theo công nghệ, trừ trờng hợp địa chất không nh báo cáo khảo sát: Thấu kính cát, chớng ngại vật, thay đổi vòng quay, tốc độ mũi khoan Đặc tính công nghệ khoan vữa theo công nghệ Nhật Thiết bị Tenox Công nghệ Nhật Bản Vận tèc trun xng 0,4m/ph – 1m/ph VËn tèc rót lªn 0,8m/ph 1,8m/ph Tốc độ quay cánh trộn 18 vòng/ph - 40vòng/ph Khối lợng xi măng phun 80 kg/m3 – 370 kg/m3 ¸p lùc phun kg/cm2 – 10 kg/cm2 Hàm lợng nớc Pha trộn 40% - 120% Lấy mẫu tơi cọc kiểm tra cờng độ vật liệu, tránh lấy nhiều mẫu làm ảnh hởng đến tiến ®é thi c«ng Khoan lÊy lâi mét sè cäc ®Ĩ đối chiếu với kết khoan lấy mẫu tơi Lựa chọn đơn vị kiểm định đôc lập để thí nghiệm mẫu Trong trình khoan cọ gặp chớng ngại vật mà phải thay đổi vị trí cọ phải báo với t vấn giám sát Thợ điều khiển vận hành máy phải đợc đào tạo kỹ 107 Bản vẽ thiết kế thi công phải đợc kiểm tra kỹ phải đợc phận chức liên quan xác nhận Vật t đa đến trờng thi công phải đợc thí nghiệm, có chứng xuất xởng Nớc đa vào trộn phải đợc thử giấy quỳ VI Chơng VI Kết luận kiến nghị VI.1 Kết luận Khi xây dựng công trình ngầm đất yếu mà lớp đất bên yếu có bề dày lớn việc sử dụng cọc trộn ( vôi đất, hay xi măng đất) đem lại hiệu kinh tế cao đáp ứng đầy đủ yêu cầu chịu lực trình thi công hố đào Phơng án bố trí cọc trộn khác đem lại hiệu khác nhau, đề tài đ đề nghị phơng án bố trí cọc (cọc tiến cận) đem lại hiệu kinh tế cao trình thi công công trình ngầm Khi sử dụng cọc trộn xi măng đất gia cố nên kết hợp hai chức năng: giữ thành hố đào làm tăng thêm sức chịu tải nền, nh phát huy tối đa hiệu công nghệ đem lại VI.2 Kiến nghị Công nghệ cọc trộn xi măng đất công nghệ tác dụng lớn việc thi công tầng hầm nhà cao tầng công trình ngầm với vai trò làm tờng chắn đất Luận văn đ đề xuất đợc sơ đồ bố trí cọc làm tờng chắn đảm bảo yêu cầu chịu lực, hiệu kinh tế cao Tuy nhiên sơ đồ cha phải tối u, nguyên nhân cung trợt đợc tính toán theo giả định cung trợt tròn qua chân tờng chắn Bài toán xác định mặt trợt toán phức tạp, giả thiết khác mặt trợt khác chiều dài cọc khác Vấn đề tối u hóa đợc sơ đồ bố trí làm tăng hiệu kinh tế cho phơng án thiết kế thi công Tuy nhiên thực luân văn thời gian thực ngắn, số liệu thu thập hạn chế nên toán chọn đợc sơ đồ bố trí tối u cho sơ đồ cha thực đợc Tác giả mong muốn có điều kiện nghiên cứu tiếp thời gian tới để tìm đợc sơ đồ bố trí tối u 108 Không đóng vai trò làm tờng chắn cọc trộn xi măng đất đợc sử dụng làm cọc chống chịu lực giải pháp thiết kế móng nhà cao tầng thay cho cọc khoan nhồi cọc bê tông cốt thép đúc sẵn đợc ứng dụng rộng r i lĩnh vực khác nh cầu đờng, nhà xởng, chất tải, bờ kè tờng chắn .vv Với u điểm bật: Công nghệ thi công đơn giản, vật liệu xây dựng phổ thông, thời gian thi công nhanh, thân thiện với môi trờng, không gây chấn động lớn, không phá vỡ cấu trúc đất nền, hao phí lao động ít, hiệu kinh tế cao Vì tơng lai công nghệ cọc trộn Xi măng đất tơng lai công nghệ tiên phong gia cố đặc biệt điều kiện đất khu vùc Thµnh Hå ChÝ Minh, cã bỊ dµy líp đất yếu lớn nên dụng phơng pháp gia cố khác kết cấu chắn giữ khác làm tăng chi phí đầu t, hiệu kinh tế không cao Để việc thiết kế, thi công, nghiệm thu cọc trộn xi măng đất đợc xác hiệu cao cần phải tiến hành nhiều thí nghiệm để có kho liệu đầy đủ, thông tin xác Đồng thời cần tiến hành nhiều thí nghiệm khác nh thí nghiệm đo áp lực nớc lỗ rỗng, đo dịch chuyển ngang tờng, biến dạng ngang cọc Chúng ta cần phải xây dựng tiêu chuẩn thi công nghiệm thu, tiêu chuẩn quy ®Þnh viƯc thÝ nghiƯm mÉu, thÝ nghiƯm hiƯn tr−êng, ban hành đơn giá, định mức xây dựng Cần phải có quy trình, kế hoạch chuyển giao công nghệ từ nớc Giải tốt vấn đề giúp cho công nghệ cọc trộn Xi măng đất đợc áp dụng rộng r i xây dụng, góp phần nâng cao chất lợng công trình tăng hiệu kinh tế kinh tế kỹ thuật 109 Tài liệu tham khảo Chang-Yu Ou (2006), Deep Excavation – Theory and Practice, Taylor & Francis, London HSAI – YANG FANG (2002), Foudation engineering handbook , Chapmand& hall, New York ACI (2002), Building Code Requirements for Structural (ACI 318 -02) and Commentary (ACI 318R -02), American Concrete Institute, Farmington Hills Michigan ACI (2005), Building Code Requirements for Structural (ACI 318 -05) and Commentary (ACI 318R -05), American Concrete Institute, Farmington Hills Michigan AISC (2001), Load and Resistance Factor Design Specification for Structural Steel Building, Illlinois Alpan, I (1967), the empirical evaluation of the coefficient Ko, Kor, Soils and Foundations, Vol.VII, No.1,pp.31-40 BS 8081 (1989), Neo đất, Nhà xuất Xây dựng, Hà nội Bowles, J.E (1998), Foundation Analysis and Design, 4th Ed, McGraw-Hill Book Company, New York, USA Nguyễn Bá Kế (2002), Thiết kế thi công hố móng sâu,Nhà xuất Xây dựng, Hà nội Giang Chính Vinh (2004), Sổ tay công trình s thi công, Nhà xuất Xây dựng, Hà nội 10 TCXD (2002), Tiêu chuẩn thiết kế thi công nghiệm thu móng cọc, Nhà xuất Xây dựng, Hà nội 11 TCXDVN 385 : 2006 "Phơng pháp gia cố đất yếubằng trụ đất xi măng " 12 Triệu Tây An nhóm tác giả (1996), Hỏi-đáp thiết kế thi công kết cấu nhà cao tầng, Nhà xuất Xây dựng, Hà nội 13 Ngô Văn Quỳ (2005), Cácphơng pháp thi công Xây dựng, Nhà xuất Xây dựng, Hà nội 14 Dơng ngọc Hải ( 2007), Xây dựng đờng ô tô đắp đất yếu, Nhà xuất Xây dựng, Hà nội 110 Mục lục Lời nói đầu I Chơng I: Tổng quan biện pháp thi công tầng hầm dạng kết cấu chắn giữ thành hố đào I.1 Các phơng pháp thi công hố đào I.1.1 Biện pháp đào më .3 I.1.2 Biện pháp đào sử dụng kết cấu chống thành hố đào dạng chống I.1.3 Biện pháp sử dụng neo đất để giữ thành hố đào I.1.4 Biện pháp thi công đài trung tâm để chẵn giữ thành hố đào I.1.5 Biện pháp thi công top-down .11 I.1.6 Biện pháp phân vùng khu đào 19 I.2 Các loại kết cấu giữ thành hố đào 20 I.2.1 Cäc chèng 20 I.2.2 Sö dụng cừ để chống hố đào 21 I.2.3 Sư dơng cét chèng .23 I.2.4 Sử dụng tờng chắn bê tông cốt thÐp 27 I.3 HƯ thèng kÕt cÊu chèng ®ì 28 I.4 Lùa chän hÖ thèng chèng t−êng ch¾n 30 II Ch−¬ng II: øng dơng cđa cäc trén xi măng đất 32 II.1 u điểm cọc Xi măng đất .32 II.1.1 ChÊt l−ỵng cao 32 II.1.2 An toàn thi công 32 II.1.3 Nhanh chóng đem lợi nhuận cho công trình 32 II.1.4 øng dông kÐp: .32 II.1.5 Không gây ô nhiễm công trình .37 II.2 Nguyªn lý gia cố cọc trộn Xi măng đất 38 II.2.1 VËt liƯu sư dơng 38 II.2.2 Nguyªn lý trén −ít 38 II.3 đặc tính kỹ thuật cọc xi măng đất 39 III Ch−¬ng III: C¬ së Khoa học, phơng pháp tính toán 41 III.1 Nguyên tắc hình thức thiết kế chắn giữ cọc trộn dới sâu 41 III.2 Các dạng phá hoại tờng chắn cứng tù ®øng 43 III.3 TÝnh tờng đất cọc trộn ximăng 43 III.3.1 Kiểm tra ổn định chống tr−ỵt 44 III.3.2 Kiểm tra tính ổn định tổng thể 45 III.3.3 TÝnh chèng thÊm 48 III.3.4 Tính chuyển vị ngang tờng chắn ximăng đất .51 IV Chơng IV: Tính toán tờng chắn đất sử dụng cọc trộn, đề xuất phơng ¸n bè trÝ cäc 54 111 IV.1 T−êng ch¾n lo¹i .54 IV.1.1 Các thông số hình học t−êng ch¾n .54 IV.1.2 §iỊu kiƯn nỊn ®Êt: .55 IV.1.3 áp lực đất tác dụng lên tờng chắn 55 IV.1.4 Kiểm tra khả chống lật 58 IV.1.5 KiÓm tra khả chịu tải đất, 58 IV.1.6 KiĨm tra øng st bªn t−êng ch¾n 59 IV.2 Tờng chắn loại .61 IV.2.1 Các thông số hình häc cđa t−êng ch¾n .61 IV.2.2 Điều kiện đất: .61 IV.2.3 áp lực đất tác dụng lên tờng chắn 62 IV.2.4 Kiểm tra khả chống lật 64 IV.2.5 Kiểm tra khả chịu tải đất, 65 IV.2.6 KiÓm tra øng suất bên tờng chắn 66 IV.3 Tờng chắn loại 68 IV.3.1 C¸c thông số hình học tờng chắn .68 IV.3.2 Điều kiện đất: .68 IV.3.3 áp lực đất tác dụng lên tờng chắn 69 IV.3.4 KiĨm tra kh¶ chống lật 71 IV.3.5 Kiểm tra khả chịu tải nỊn ®Êt, 72 IV.3.6 Kiểm tra ứng suất bên tờng chắn 73 IV.3.7 Biện pháp tăng khả chèng tr−ỵt .74 IV.4 Tờng chắn loại .77 IV.4.1 Các thông số hình häc cđa t−êng ch¾n .77 IV.4.2 Điều kiện đất: .78 IV.4.3 áp lực đất tác dụng lên tờng chắn 78 IV.4.4 Kiểm tra khả chống lật 81 IV.4.5 Kiểm tra khả chịu tải đất, 82 IV.4.6 KiÓm tra øng suất bên tờng chắn 83 IV.5 đề xuất phơng án bố trí tờng chắn 85 IV.5.1 C¸c thông số hình học tờng chắn .85 IV.5.2 Điều kiện đất: .86 IV.5.3 áp lực đất tác dụng lên tờng chắn 87 IV.5.4 NhËn xÐt 91 IV.5.5 Một số phơng pháp bố trí cọc trén míi 92 V Ch−¬ng V: Quy trình thi công thí nghiệm mẫu 93 V.1 Quy trình thi công 93 V.1.1 Giíi thiƯu c«ng nghƯ 93 112 V.1.2 ThiÕt bÞ 94 V.1.3 Công tác chuẩn bÞ 95 V.1.4 Quy trình thi công .96 V.2 Quy tr×nh thÝ nghiÖm 96 V.2.1 Quy tr×nh thÝ nghiƯm 96 V.3 C«ng t¸c nghiƯm thu .106 V.4 Công tác đảm bảo chất l−ỵng 107 VI Chơng VI Kết luận kiến nghị 108 VI.1 KÕt luËn .108 VI.2 KiÕn nghÞ 108 113 ... hố đào Hình 1.5 Chống thành hố đào hai lớp chống I.1.3 Biện pháp sử dụng neo đất để giữ thành hố đào Trong thi công hố đào sâu sử dụng hệ chống nh làm cho mặt thi công bị hạn chế, điều kiện thi. .. (phía đối diện với hố đào nh hình vẽ: Lắp đặt hệ thống chống ngang qua trình đào Hoàn thi n hố đào, bắt đầu thực công việc bên hố đào Bỏ hệ chống ngang Hoàn thi n tầng hầm Sau thi công xong tiến... độ sâu thi t kế - Hoàn thành hố đào, thi công kết cấu móng công trình - Xây dựng kết cấu mặt tờng Tháo dỡ dàn chống mức sàn đ thi công - Hoàn thi n tầng hầm 22 - Nhổ cừ Hình 1.18 Chống cừ hố đào