Đề xuất các giải pháp hạn chế ảnh hƣởng bất lợi của hố đào sâu đến công trình lân cận_2

Header Page of 95 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tôi, hướng dẫn TS.Nguyễn Thanh Sơn Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khác.Các tài liệu tham khảo luận văn có sở khoa học có nguồn gốc hợp pháp Hải Phòng, ngày…… tháng…… năm 2016 Tác giả KS Vũ Khắc Điệp i Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page1 of 95 Header Page of 95 LỜI CẢM ƠN Trongquátrìnhthựchiệnluậnvăn“Nghiên cứuảnh hưởng thi cơng hốđào sâu đến cơng trình lân cận”tôiđãnhậnđược sựhướngdẫn,giúpđỡ,độngviêncủanhữngcánhânvàtậpthể.Trướchếttôi xinbàytỏ cảmơnđốivớiBan giámhiệu nhà trường,Khoa Sauđại học vàcác thầy,cơgiáoTrườngĐạihọc Hàng Hải Việt Nam đãtạomọiđiềukiệnđể giúpđỡ tơihồnthànhchươngtrìnhhọctậpvànghiêncứu Để cóđượckếtquảnàytơivơcùngbiếtơnvàbày tỏlòngkínhtrọngsâusắc đốivới thầy giáo Tiếnsỹ Nguyễn Thanh Sơn ngườiđã nhiệttìnhhướngdẫn vàgiúpđỡ tơihồnthànhluậnvănnày Tơixincảm ơnsự độngviên,giúpđỡcủabạnbè,đồngnghiệpvàgiađình chiasẻnhữngkhókhănvà độngviêntơihồnthànhluậnvănnày Do thời gian thực Luận văn không nhiều trình độ tơi có hạn, cố gắng Luận văn khơng tránh khỏi sai sót, tơi mong nhận ý kiến đóng góp Thầy giáo, bạn đồng nghiệp để Luận văn hồn thiện Xin trân trọng cảm ơn! Hải Phòng, ngày…… tháng…… năm 2016 Tác giả KS Vũ Khắc Điệp ii Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page2 of 95 Header Page of 95 MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn ii Mục lục iii Danh mục hình v Danh mục bảng vi Mở đầu 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Chƣơng Tổng quan công tác thi công hố đào sâu xây dựng công trình 1.1 Vai trò cần thiết hố đào sâu công trình xây dựng 1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến công tác thi công hố đào sâu cơng trình xây dựng 10 1.3 Đặc điểm kỹ thuật giai đoạn thi cơng cơng trình ngầm 13 1.4 Một số nhận xét 15 Chƣơng Ảnh hƣởng hố đào sâu cơng trình xây dựng đến cơng trình lân cận 16 2.1Các biện pháp thi công giải pháp kết cấu hố đào sâu 16 2.2Ảnh hưởng hố đào sâu cơng trình xây dựng đến cơng trình lân cận 28 2.3 Một số nhận xét 49 Chƣơng Đề xuất giải pháp hạn chế ảnh hƣởng bất lợi hố đào sâu đến cơng trình lân cận 50 3.1 Các giải pháp bảo vệ cơng trình lân cận đảm bảo điều kiện xây dựng 50 3.2 Các biện pháp kiểm tra chất lượng q trình thi cơng 66 iii Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page3 of 95 Header Page of 95 3.3Biện pháp phòng ngừa khắc phục cố thi công hố đào sâu 66 Kết luận kiến nghị 74 Kết luận 74 Kiến nghị 74 Tài liệu tham khảo 75 iv Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page4 of 95 Header Page of 95 DANH MỤC HÌNH Số hiệu Tên hình hình Trang 1.1 Tòa tháp Đài Bắc 101 Đài Loan 1.2 Tòa nhà Vincom Hải Phòng 1.3 Bệnh viện đa khoa quốc tế Hải Phòng 1.4 Tòa nhà Keangnam Hanoi Landmark Tower 1.5 Tòa tháp đơi Vincom 10 2.1 Công trường thi công tầng hầm theo phương pháp đào mở 17 2.2 Công nghệ thi công topdown 20 2.3 Thi công tầng hầm phương pháp semi top down 24 2.4 Chống cột sau đào tung tầng hầm 27 2.5 Thi công topdown từ mặt tầng hầm thứ 27 Sơ đồ tác động ứng suất đáy cơng trình 2.6 (L) lên cơng trình cũ (N) phạm vi phễu 30 lún C,D vùng bị phá hỏng 2.7 Sự chuyển vị đất chuyển vị tường chắn hố đào 31 2.8 Mơ hình Winkler 36 2.9 Mơ hình nhà hố đào( khơng tỷ lệ) 37 2.10 2.11 Ảnh hưởng chiều sâu hố đào đến độ lún mặt Ảnh hưởng khoảng cách từ mép hố đào đến cơng trình đến độ lún mặt v Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page5 of 95 42 43 Header Page of 95 2.12 Mơ hình tốn 44 2.13 Lưới phần tử hữu hạn 46 2.14 Lưới biến dạng đào xuống đáy hố móng 47 2.15 2.16 2.17 Ảnh hưởng chiều sâu hố đào đến độ lún mặt Ảnh hưởng khoảng cách từ hố đàođến cơng trình đến độ lún mặt Ảnh hưởng tải trọng bề mặt đến độ lún mặt 47 48 48 3.1 Giữ thành hố đào tường cừ thép 51 3.2 Chống vách đất cọcximăng 52 3.3 Một số giải pháp bảo vệ cơng trình lân cận hố đào 61 vi Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page6 of 95 Header Page of 95 DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số hiệu Tên bảng bảng Trang 2.1 Những yêu cầu xác định biến dạng cơng trình 31,32 2.2 Thơng số mơ hình Mohr-Coulomb đất 45 2.3 Các thông số mơ hình tường cừ thép 45 3.1 3.2 Các giải pháp lựa chọn thi công chủ yếu tầng hầm Việt Nam Hệ số mở rộng đường kính lỗ khoan phần bầu neo vii Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page7 of 95 55 58,59 Header Page of 95 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Ở số thành phố lớn Việt Nam, thành phố lớn giới,với phát triển kinh tế, xã hội đòi hỏi phát triển đa dạng, phong phú cơng trình xây dựng có kết cấu, kiến trúc khác vừa cần tiết kiệm đất đai mà giá thành đất ngày tăng, nên tìm cách cải tạo xây dựng đô thị với ý tưởng chung triệt để khai thác sử dụng không gian mặt đất cho nhiều mục đích khác kinh tế, xã hội văn hố mơi trường, theo cơng dụng, cơng trình ngầm thị phổ biến là: - Các cơng trình giao thơng như: Hầm tránh ơtơ, hầm cho người - Các cơng trình xây dựng như: Tầng hầm nhà cao tầng, ga ngầm, hầm kỹ thuật - Các cơng trình thuỷ lợi như: Hầm dẫn, nước… Một số ngành cơng nghiệp u cầu dây chuyền công nghệ ( nhà máy luyện kim, cán thép, làm phân bón, sản xuất vật liệu xây dựng v.v ) đặt phần không nhỏ dây chuyền nằm sâu đất Nhiều phận chức với diện tích đến hàng chục ngàn mét vuông sâu đến hàng chục mét Việc xây dựng loại cơng trình nói theo xu dẫn đến xuất hàng loạt kiểu hố móng sâu khác mà để thực chúng, người thiết kế thi cơng cần có biện pháp chắn giữ bảo vệ thành vách hố móng cơng nghệ đào thích hợp mặt kỹ thuật – kinh tế an tồn mơi trường khơng gây ảnh hưởng xấu đến cơng trình lân cận xây dựng trước Tại tỉnh thuộc khu vực phía Bắc, đặc biệt Hà Nội vùng đất có khác biệt cấu tạo địa chất, địa hình Nhu cầu sử dụng xây dựng tầng hầm nhà cao tầng lớn có chiều hướng gia tăng tương lai Hầu hết có tầng hầm để giải vấn đề đỗ xe hệ thống kỹ thuật tồn nhà Phổ biến cơng trình cao từ 10 đến 30 tầng thiết kế từ đến hai tầng hầm để áp ứng yêu cầu sử dụng chủ đầu tư Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page8 of 95 Header Page of 95 hồn cảnh cơng trình bị khống chế chiều cao khn viên đất có hạn Việc xây dựng tầng hầm nhà cao tầng tỏ có hiệu tốt mặt cơng sử dụng phù hợp với chủ trương quy hoạch thành phố, đặc biệt cơng trình tầng hầm nhà cao tầng có tải trọng lớn Khi thi cơng cơng trình có hố đào sâu, thường gây nên chuyển vị tường chắn biến dạng đất xung quanh khu vực đào, có gây ảnh hưởng bất lợi đến cơng trình lân cận Vì việc nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu ảnh hưởng thi cơng hố đào đến cơng trình lân cận ‟‟ phù hợp với đòi hỏi thực tiễn có tính chất cấp bách Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan hố đào sâu - Đánh giá ảnh hưởng xảy đào hố sâu, đến cơng trình lân cận - Đề xuất giải pháp kỹ thuật, nhằm hạn chế tối đa ảnh hưởng bất lợi đến cơng trình lân cận thi cơng hố đào sâu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng thi công hố đào đến cơng trình lân cận, thị lớn số tỉnh phía bắc Phƣơng pháp nghiên cứu - Phương pháp phân tích - Phương pháp thống kê - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Tài liệu quy trình, quy phạm - Lấy ý kiến chuyên gia Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Việc thực thành công luận văn “Nghiên cứu ảnh hưởng thi công hố đào đến công trình lân cận‟‟ góp phần: - Đề xuất phương pháp đánh giá độ ổn định biến dạng cơng trình lân Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page9 of 95 Header Page 10 of 95 cận thi công hố đào sâu - Đưa biện pháp thi công hố đào sâu phù hợp với điều kiện nước ta nhằm hạn chế ảnh hưởng đến cơng trình lân cận - Đưa kết nghiên cứu dùng để làm sở định hướng thiết kế cơng trình ngầm Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page10 of 95 Header Page 68 of 95 - Bản thân tường vây phải chống thấm tốt, hệ số chống thấm thân tường (kể chỗ đầu nối) không lớn 10 -6 cm/s Trước đào mà phát thân tường chất lượng khơng đạt u cầu phải áp dụng biện pháp chống thấm tăng cường bơm vữa… Trong đào thấy thân tường bị thấm phải kịp thời phân tích nguyên nhân, bịt kín đường thấm nước -Cơng trình hố móng gần kề mà khởi cơng đồng thời khởi cơng kế tục định phải thoả thuận với trước tiến độ thi công để xác định công việc thiết kế, tránh gây nguy hại cho - Hố móng bắt đầu vào giai đoạn đào, phạm vi 1,5 lần chiều dài cọc hố móng gần kề khơng thi cơng cọc đóng búa -Cơng trình móng dùng kiểu cọc đóng búa cọc tường vây (bao gồm cọc trộn xi măng đất, cọc nhồi), không đồng thời thi công với cọc Thời gian gián cách hai loại việc, quan trắc có áp lực nước lỗ rỗng, khống chế độ cố kết đất không thấp 80%; quan trắc khơng có áp lực nước lỗ rỗng, đất bột cát khơng 20 ngày, đất sét bùn khơng 30 ngày - Khi tiến hành thi cơng cọc trộn cơng trình kiến trúc lân cận tuyến ống ngầm, phải khống chế chặt chẽ tốc độ nâng đầu khoan tỉ lệ nước xi măng phải vào tài liệu giám sát để điều chỉnh tốc độ thi công bố trí hợp lí trình tự thi cơng - Khi thiết kế yêu cầu, nên áp dụng biện pháp gia cố hữu hiệu biện pháp thi công tốt để bảo vệ môi trường xung quanh như: +Gia cố bơm vữa phía sau tường, đáy đường ống nhà có: Bơm vữa phảilàm trước đào, độ sâu bơm vữa sau tường phải lớn độ sâu đào; độ sâu bơm vữa đáy ống không nhỏ 2m; độ sâu bơm vữa nhà không nhỏ 5m, phải dùng biện pháp thi công bơm vữa phân tầng từ xuống + Gia cố bơm vữa đáy hố: Chỉ tiêu phạm vi gia cố thiết kế tính toán lựa chọn Bề rộng tối thiểu phải lớn 3m, độ sâu không vượt độ sâu 61 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page68 of 95 Header Page 69 of 95 tường vây, cơng nghệ bơm phải bảo đảm khơng có tượng vữa đùn lên trên, nên dùng công nghệ bơm vữa khe nứt + Gia cố cọc trộn đáy hố: Chỉ tiêu phạm vi gia cố thiết kế tính tốn lựa chọn, thơng thường bố trí cọc trộn men theo chân tường, thi công theo cách kế tiếp, bề rộng gia cố tối thiểu nên lớn 1,2m, độ sâu gia cố không vượt độ sâu tường vây + Bơm vữa đuổi theo thời gian đào: Chơn trước ống bơm vữa vị trí tương ứng đường ống quan trọng cơng trình kiến trúc cần bảo vệ bơm vữa trước đào hố móng, đào, vào tài liệu quan trắc để bơm vữa đuổi theo khống chế lượng lún, bơm vữa lần nên dùng kiểu bơm hai vữa + Đổi đỡ móng: Nhà cửa cơng trình kiến trúc gần hố móng, dùng cọc rễ cọc neo nén tĩnh để đỡ móng Đỡ móng phải làm trước đào móng, độ dài cọc không nhỏ độ dài tường vây + Bơm vữa cao áp: Cơng trình hố móng chỗ chật hẹp, dùng phương pháp bơm vữa cao ápđể gia cố đường ống móng cơng trình kiến trúc xung quanh, dùng để sửa chữa gia cố thân tường + Tạo dự ứng lực cho chống: Khi dùng chống thép, tăng dự ứng lực cho chống biện pháp hữu hiệu để giảm bớt biến dạng đất sau tường vây, trị số dự ứng lực nên lớn lực trục thiết kế 50% 3.1.4 Các giải pháp đảm bảo điều kiện xây dựng cơng trình ngầm Cơng trình ngầm thị loại cơng trình đặc biệt: Không chiếu sáng tự nhiên Không lưu thông khơng khí tự nhiên, có lối lên mặt đất Tuổi thọ cơng trình lớn, tính cỡ trăm năm vĩnh cửu; Chịu tác động trực tiếp môi trường địa chất áp lực đất, tác động nước trình địa động lực khác; Nguy tổn thất người vật chất lớn xảy cố Chính vậy, cơng trình ngầm thị phải quản lý chất lượng đặc biệt liên quan đến công năng, vật liệu, kết cấu, hệ thống kỹ thuật 62 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page69 of 95 Header Page 70 of 95 điện nhằm đảm bảo an toàn tối đa cho người làm việc sinh hoạt q trình thi cơng, khai thác cơng trình ngầm với kịch tai biến tự nhiên, nhân tạo khác Xây dựng cơng trình ngầm đô thị thách thức lớn mặt kỹ thuật kinh tế đất nước phát triển nước ta Vấn đề chỗ lựa chọn hướng nghiên cứu theo thứ tự ưu tiên loại hình cơng trình ngầm phù hợp với nhu cầu phát triển đô thị theo giai đoạn phù hợp với điều kiện kỹ thuật, kinh tế đất nước Về ngun tắc, cơng trình ngầm sở hạ tầng kỹ thuật cơng trình ngầm sở hạ tầng phải xây dựng, bổ sung nâng cấp thường xuyên với tiến trình phát triển thị chúng phục vụ đảm bảo chất lượng cho đời sống sinh hoạt thường nhật đô thị Việt Nam phổ biến xây dựng tầng hầm cho nhà khu thị Nghị định Chính phủ xây dựng cơng trình ngầm quy định cần xây dựng hệ thống đường hầm kỹ thuật đa khu đô thị bước cải tạo collector hóa hệ thống sở hạ tầng kỹ thuật xuống cấp không đáp ứng với quy mô phát triển đô thị nay, chưa vào thực tế xây dựng thị Các cơng trình giao thơng ngầm đô thị phục vụ giao thông động tĩnh thị cơng trình khơng đòi hỏi kỹ thuật cao mà cần huy động nguồn vốn lớn Do vậy, việc xây dựng chúng cần hoạch định theo bước phù hợp với điều kiện kinh tế - kỹ thuật Vấn đề cần thi cơng, khai thác an tồn có hiệu Nước ta có quy hoạch phát triển mạng lưới đường sắt thị (trong có đường ngầm) đến năm 2020 số dự án xây dựng gara ôtô ngầm Hà Nội TP.HCM Tuy nhiên thời điểm này, chưa có dự án thực khởi động Một số đường ngầm cho người xây dựng hiệu sử dụng không cao song có tác dụng lớn tương lai gần Nút giao thông ngầm Kim Liên phát huy hiệu xem thí điểm loại hình cơng trình ngầm thuộc loại 63 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page70 of 95 Header Page 71 of 95 Trong hoàn cảnh nước ta nay, trợ giúp kỹ thuật, vốn từ nước cho xây dựng ngầm tất yếu có nhiều cơng nghệ, kỹ thuật, tiêu chuẩn khác nhập vào nước ta từ nước khác Và vấn đề tạo dựng hành lang chung, thống quản lý chất lượng, cơng cơng trình ngầm đô thị công việc cấp bách nhằm đảm bảo hiệu đầu tư, trợ giúp kỹ thuật nước ngồi, đảm bảo cơng cơng trình ngầm phù hợp với điều kiện tự nhiên, thói quen sinh hoạt, trình độ kỹ thuật nước ta đồng thời hội nhập với giới Tất điều đạt với Quy chuẩn cơng trình ngầm thị (QC CTNĐT) Quy chuẩn cơng trình ngầm thị Bộ Xây dựng giao cho Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng từ đầu năm 2007 để đáp ứng với nhu cầu thực tế liên quan đến xây dựng tuyến đường tàu điện ngầm gara ôtô, Quy chuẩn tầu điện ngầm (QC TĐN) gara ôtô (QC GOT), có hiệu lực từ 1/11/2009 Thi công khai thác cơng trình ngầm thị gây ảnh hưởng xấu đến cơng trình mơi trường xung quanh phạm vi định (theo diện theo chiều sâu) kể từ vị trí phân bố cơng trình ngầm Quy mơ phạm vi ảnh hưởng chủ yếu phụ thuộc vào công nghệ thi công chọn lựa cho xây dựng Do vậy, công nghệ thi công yếu tố quan trọng hàng đầu, định thành công dự án xây dựng cơng trình ngầm Vấn đề chỗ lựa chọn công nghệ thi công hợp lý (khả thi, chấp nhận kinh tế), phù hợp với điều kiện đất trạng cơng trình, mơi trường xung quanh để giảm thiểu đến mức thấp ảnh hưởng bất lợi đến cơng trình mơi trường xung quanh Ví dụ, thi cơng đào mở, bề mặt đất xung quanh hố đào bị lún kéo theo lún khơng cho nhà cơng trình xây dựng mặt đất cơng trình ngầm khác hữu, dẫn đến hư hỏng Các cố cơng trình xảy thi cơng hố móng đào sâu Hà Nội TP.HCM xuất phát từ sai sót cơng nghệ, biện pháp thi cơng, quy trình đảm bảo chất lượng Cũng với thi cơng đào kín Khi thi cơng đào ngầm tuyến ngầm, ví dụ tuyến tàu điện ngầm, xuất phễu lún mặt đất với đỉnh phễu nằm đường thẳng đứng qua 64 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page71 of 95 Header Page 72 of 95 tâm hầm Vấn đề lựa chọn công nghệ thi công đào ngầm (cơng nghệ khiên đào TBM khác nhau) có lượng tổn thất đất nhất, gây phạm vi quy mơ lún giảm thiểu điều kiện dẫn đến hư hỏng cơng trình, mơi trường xung quanh dọc theo tuyến hầm xây dựng 3.2 Các biện pháp kiểm tra chất lƣợng q trình thi cơng Kiểm tra chất lượng thi cơng cơng trình ngầm phải theo hồ sơ thiết kế gồm trình kiểm tra địa kỹ thuật ( địa chất cơng trình, địa chất thuỷ văn, địa sinh thái) xây dựng kiểm tra chất lượng vật liệu kết cấu chống giữ thành hố đào Các thông số quan trắc thường kiểm tra là: Độ lún, chuyển vị ngang đất theo độ sâu mực nước đất Việc quan trắc mực nước ngầm thiết phải thực đào cát nằm mực nước ngầm Việc lắp đặt thiết bị quan trắc phải thực từ trước bắt đầu thi công Thiết kế cần tính tốn giá trị chuyển vị ứng với giai đoạn thi cơng, từ đưa ngưỡng cảnh báo tương ứng phục vụ cho việc ngăn chặn cố quan trắc trình thi cơng sau Khi tính tốn kiểm tra, tham khảo số liệu chuyển vị sau : - Độ lún đất thi công tường đất khoảng 0,1%-0,15% độ sâu tường - Giới hạn độ lún chuyển vị ngang cơng trình lân cận là: + Nếu chấp nhận xuất vết nứt nhỏ kết cấu bê tông cốt thép tường chịu lực các cơng trình lân cận: Độ lún lệch tích lũy giới hạn cơng trình xung quanh thi cơng tầng ngầm i  / 500 ( o / oo ) + Biến dạng tính tốn ứng suất kéo kết cấu cơng trình lân cận   0.1% 3.3 Biện pháp phòng ngừa khắc phục cố thi công hố đào sâu 3.3.1 Biện pháp phòng ngừa cố Thi cơng hố đào làm tầng ngầm móng cơng trình cơng việc phức tạp, cần quản lý, giám sát thực thi cách chặt chẽ tất bước từ 65 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page72 of 95 Header Page 73 of 95 khảo sát, thiết kế biện pháp thi công, thi công tới xử lý tình phát sinh thi cơng Các cơng trình đơng người, cơng trình quan trọng văn hóa trị nằm phạm vi ảnh hưởng hố đào cần chủ động chống đỡ, gia cố từ trước thi công hố đào.[18] 3.3.1.1 Khảo sát phục vụ thiết kế biện pháp thi công Khối lượng độ sâu khảo sát địa kỹ thuật phục vụ thiết kế biện pháp thi công hố đào phải phù hợp với yêu cầu tiêu chuẩn TCVN 4419:1987 Khảo sát cho Xây dựng Nguyên tắc bản; TCVN 9363:2012 - Khảo sát Địa kỹ thuật phục vụ cho thiết kế thi cơng móng cọc ; TCXD 194 : 1997 Nhà cao tầngCông tác khảo sát địa kĩ thuật ; TCVN 10304 - 2014 Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế Khi lập đề cương khảo sát địa kỹ thuật cần tham khảo số liệu có khu vực lân cận cơng trình Nếu khơng có đủ số liệu phải bố trí số điểm khảo sát dọc theo biên hố đào với khoảng cách ban đầu không lớn 30 m/điểm Mật độ khảo sát cần bố trí khơng lớn 20m/điểm có điều kiện sau đây: - Độ sâu đào lớn (trên tầng ngầm m); - Điều kiện đất có nhiều biến động tính chất bề dày lớp đất; - Trong phạm vi đào có lớp cát bão hòa nước mực nước ngầm cao; - Các cơng trình khu vực lân cận bị lún, nứt Kết khảo sát phục vụ thiết kế móng thơng thường cần cung cấp thêm số liệu về: - Nước đất, bao gồm nước mặt biến động mực nước ngầm theo mùa năm - Các tiêu tính thấm lớp đất, tính thấm lớp đất rời cần xác định thí nghiệm trường - Các tiêu đặc thù khác (nếu có) xác định theo yêu cầu phương pháp tính tốn thiết kế biện pháp thi cơng 66 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page73 of 95 Header Page 74 of 95 Sau kết thúc khảo sát, lỗ khoan phải lấp lại vật liệu có khả chống thấm Việc khảo sát trạng cơng trình mặt đất lân cận hố đào cần đảm bảo phân loại cơng trình theo tầm quan trọng mức độ nhạy cảm chuyển vị đất Phạm vi khảo sát cơng trình vị trí tính lần độ sâu đào đất kể từ mép hố đào Các thông tin thu thập gồm : - Loại cơng trình, vị trí khoảng cách đến hố đào - Cao độ đặc điểm kết cấu móng - Qui mơ đặc điểm kết cấu : mặt bằng, số tầng, loại kết cấu ( khối xây, thép, bê tơng cốt thép ), tình trạng nghiêng, lún cơng trình, nứt kết cấu ( thể vẽ vị trí, bề rộng có ) Các đường ống, tuyến cáp, tuyến kỹ thuật ngầm cần khảo sát phạm vi mặt kích thước lần độ sâu đào đất kể từ thiết bị kỹ thuật tới mép hố đào Các thông tin cần thu thập gồm: Đặc điểm, độ sâu, kích thước khoảng cách chúng đến hố đào 3.3.1.2 Thiết kế biện pháp thi công Khi thiết kế biện pháp thi công, không sử dụng kết cấu chống đỡ thành hố đào loại cừ liên kết cách nước loại cọc nhồi, cọc đóng cọc ép thơng thường Ưu tiên sử dụng cọc barrette điều kiện đất yếu, có nước ngầm, đặc biệt làm tầng hầm trở lên Có thể sử dụng cừ ván thép để thi cơng tầng hầm điều kiện đất tốt tầng hầm điều kiện đất yếu, có nước ngầm Tính tốn độ ổn định hệ thống chống đỡ thành hố đào cho tầng ngầm phải kể đến áp lực đất, tải trọng cơng trình khu vực lân cận tải trọng khác phát sinh q trình thi cơng Áp lực đất tác dụng lên tường chống giữ thành hố đào lấy áp lực đất trạng thái nghỉ, lớp đất yếu áp dụng hệ số áp lực ngang K=1.0 Độ sâu hạ cừ phải đảm bảo ổn định thành hố đào, trọng tâm ổn định trượt Trường hợp cát nằm mực nước ngầm cần hạ cừ đến lớp 67 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page74 of 95 Header Page 75 of 95 đất có khả cách nước nằm độ sâu đào lớn Việc tạo lớp cách nước đáy hố đào ép bù nước hố đào cần xem xét thiết kế thi cơng phải trì cao độ mực nước ngầm để bảo vệ cơng trình lân cận Khi thiết kế biện pháp thi công phải thực việc đánh giá ảnh hưởng tới cơng trình lân cận đề biện pháp hạn chế ảnh hưởng bất lợi, bao gồm: - Chấn động khu vực lân cận thi công tường cừ chế tạo sẵn, tường cừ barrette cọc cơng trình (nếu có) Khi hạ cừ chế tạo sẵn nên chọn biện pháp ép tĩnh để hạn chế chấn động; - Chuyển vị (lún trồi chuyển vị ngang) thi công tường cừ chế tạo sẵn Nên ưu tiên sử dụng cừ thép để giảm thiểu chuyển vị đất hạ rút cừ Trường hợp cừ bố trí q gần cơng trình lân cận khơng nên thu hồi cừ sau kết thúc thi công phần ngầm; - Chuyển vị (lún chuyển vị ngang) khu vực xung quanh ứng với giai đoạn thi công đào đất Để hạn chế chuyển vị áp dụng biện pháp tăng cường độ cứng hệ thống chống đỡ thành hố đào như: + Sử dụng tường cừ có độ cứng chống uốn cao, ưu tiên sử dụng tường đất + Sử dụng hệ giằng chống ngang có đủ độ cứng + Liên kết giằng chống với tường chúng với cần có tiếp xúc tốt để loại trừ biến dạng ban đầu, không gây ổn định cục đảm bảo phân bố tải đồng + Hạn chế biến dạng dọc trục chống cách gia tải trước Độ lún khu vực xung quanh tác động hạ mực nước ngầm hố móng Biện pháp phòng ngừa hạn chế ảnh hưởng hạ mực nước ngầm là: - Thi công nhanh công đoạn -Tạo lớp cách nước đáy hố đào biện pháp khoan vữa xi măng, vữa xi măng/bentonite, silicat hóa 68 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page75 of 95 Header Page 76 of 95 - Giữ ổn định mực nước ngầm phía hố đào biện pháp ép bù nước Hồ sơ thiết kế cần qui định khối lượng, loại, vị trí thời gian tiến hành quan trắc địa kỹ thuật Khối lượng quan trắc phụ thuộc vào qui mơ mức độ phức tạp cơng trình khơng điểm cho loại quan trắc 3.3.1.3 Thi công hố đào Thi công hố đào thực theo biện pháp thi công thiết kế Nên bắt đầu thi công cừ chống giữ hố đào từ khu vực xa cơng trình hữu để kiểm tra công nghệ thi công đánh giá ảnh hưởng khu vực xung quanh ảnh hưởng chấn động, chuyển vị đất, chất lượng đổ bê tông, mối nối tác động khác Cần thay đổi công nghệ điều chỉnh thiết kế công nghệ không đáp ứng yêu cầu qua việc thi công thử Các hố đào chống giữ tường đất cần lưu ý số điểm sau : - Khi thi công tường, bề rộng rãnh đào bị sạt lở 5-10% cần thay đổi chủng loại dung trọng dung dịch giữ thành, nâng cao tường dẫn để tăng cột áp cho dung dịch thay đổi công nghệ đào - Mặt thi công cần đảm bảo phẳng, không bị ngập nước, đầm chặt gia cố ổn định đủ chịu tải trọng thiết bị thi công - Cần đảm bảo độ nghiêng tường không 1/100 Tường dẫn hướng cần dẫn gầu đào đảm bảo đào thẳng đoạn tường, giữ cao độ dung dịch mức ổn định cần thiết treo cốt thép tường Tường dẫn hướng thi cơng đến độ sâu độ sâu đáy móng nơng cơng trình lân cận, hết độ sâu lớp đất lấp, thường khoảng 0,7-1,5m Nếu đáy móng cơng trình lân cận nơng hơn, có khả bị trượt đào tường dẫn cần có biện pháp gia cố móng trước đào - Số lượng ống đổ bê tông (ống tremie) cho đoạn tường (panen) phải đảm bảo khoảng cách từ ống đến cạnh xa không 1.0 m, đồng thời đảm bảo độ dâng bê tông không nhỏ 3m/giờ Ống ngập sâu bê tông 69 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page76 of 95 Header Page 77 of 95 2m Nếu dự kiến có chậm trễ cung cấp bê tơng nên dùng phụ gia chậm đóng rắn - Chất lượng độ đồng bê tông kiểm tra phương pháp siêu âm theo tiêu chuẩn TCXDVN 358:2005 "Cọc khoan nhồi-Phương pháp kiểm tra độ đồng bê tông phương pháp siêu âm" Các ống siêu âm bố trí với khoảng cách khơng lớn 1.5 m khơng ống cho tường Cần thí nghiệm siêu âm kiểm tra chất lượng mối nối - Hệ chống đỡ theo phương ngang nên chọn thép hình kích thước tăng cấp so với tính tốn thiết kế Phải có thép hình dự trữ để tăng cường hệ chống đỡ có dấu hiệu hư hỏng cố cơng trình lân cận Đối với cơng trình có tầng ngầm nên ưu tiên áp dụng phương pháp thi công top-down - Cần đào đất theo đợt, chiều sâu đợt khơng q 1m Bắt đầu đào từ phía cạnh ngắn hố móng từ khu vực hố tiến dần xung quanh - Cần thực việc quan trắc trước bắt đầu thi công q trình thi cơng Cụ thể sau: +Theo dõi độ lún độ nghiêng cơng trình lân cận: Mốc đo lún nên gắn góc cơng trình kết cấu chịu lực Đối với đường ống, tuyến cáp, tuyến kỹ thuật bố trí mốc theo dõi cách 1525 m dọc tuyến +Theo dõi chuyển vị ngang đất nền: Sử dụng thiết bị quan trắc chuyển vị ngang theo độ sâu (inclinometer) với ống đo nghiêng bố trí phía ngồi tường cừ Ưu tiên bố trí điểm quan trắc phía cơng trình dự báo bị lún biến dạng tới tới ngưỡng cảnh báo khoảng cạnh hố đào Độ sâu đáy ống quan trắc phải ngàm đất cứng 2m sâu mũi cừ 3m, lấy giá trị lớn giá trị + Quan trắc mực nước ngầm: Cần thực quan trắc mực nước ngầm lớp đất khơng dính (cát, cát pha) nằm bên nằm phía độ sâu đào Các điểm quan trắc bố trí phía ngồi tường cừ, cách không 25 m theo chu vi tường khơng điểm cạnh hố đào Nên bổ sung 70 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page77 of 95 Header Page 78 of 95 điểm quan trắc phía cơng trình dự báo bị lún biến dạng tới ngưỡng cảnh báo nêu +Quan trắc lực dọc trục chống neo: Quan trắc thực đầu đo biến dạng (strain gauge) hộp đo lực (load cell) Thiết bị đo nên bố trí tất mức có chống neo gắn khơng 15% tổng số lượng - Kết quan trắc cấp cho chủ đầu tư tư vấn giám sát sau lần quan trắc trường Khi giá trị quan trắc trường đạt 70% giá trị tính tốn thiết kế cần tăng cường quan trắc chuẩn bị thực biện pháp phòng ngừa cố - Phải dừng thi công hố đào để đánh giá mức độ nguy hiểm cơng trình lân cận giá trị quan trắc đạt giới hạn sau: + Khi giá trị quan trắc trường đạt 100% giá trị tính tốn thiết kế + Khi giá trị quan trắc chưa đạt tới ngưỡng 70% giá trị tính tốn thiết kế phát cơng trình lân cận có dấu hiệu nguy hiểm Việc đánh giá mức độ nguy hiểm cơng trình lân cận thực theo TCXDVN 373 : 2006 “Chỉ dẫn đánh giá mức độ nguy hiểm kết cấu nhà” Khi quan trắc mực nước ngầm, phát mực nước ngầm hạ thấp cục vài điểm quan trắc cần kiểm tra lại thiết bị đo, kết khảo sát địa kỹ thuật thực hiện, độ sâu hạ cừ, chất lượng tường cừ để có biện pháp xử lý cần thiết 3.3.2 Khắc phục cố Khi thi cơng móng, tầng ngầm biện pháp lập mà cơng trình lân cận bị hư hỏng nêu cần tạm dừng thi cơng, tìm ngun nhân có xử lý thích hợp Trong q trình hạ cừ, ngun nhân hư hỏng xác định công nghệ hạ cừ khơng thích hợp tùy theo điều kiện cụ thể, áp dụng số biện pháp sau: 71 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page78 of 95 Header Page 79 of 95 - Sử dụng cơng nghệ thi cơng gây chấn động; - Áp dụng biện pháp phụ trợ hạ cừ (khoan dẫn, xói nước); - Thay đổi loại cừ (chuyển đổi sang loại cừ gây dịch chuyển đất) Trong trình đào đất, nguyên nhân hư hỏng xác định lún chuyển vị ngang vượt giá trị dự kiến thiết kế cần tăng cường chống đỡ thành hố đào lấp lại đất phần hay tồn hố đào Trong q trình đào đất, nguyên nhân nứt hư hỏng kết cấu xác định đất bị xói ngầm phải ngừng thi cơng áp dụng biện pháp : - Tạo tầng lọc ngược vật liệu có cấp phối phù hợp sử dụng vải địa kỹ thuật; - Bơm nước vào hố móng đến cao độ mực nước ngầm ban đầu - Khảo sát tường cừ, xác định khuyết tật (nếu có), tạo cọc bên sườn khuyết tật dùng biện pháp thích hợp đảm báo nước khơng tiếp tục xói cát qua vị trí khuyết tật Chống đỡ cơng trình lân cận có nguy sập đổ Gia cố phần chống đỡ hố đào bị hư hại cục Lấp đất toàn hố đào nguyên nhân cố trượt chuyển vị lớn mức tính tốn dự kiến Bơm nước đầy lấp đất hố đào nguyên nhân xói ngầm Việc thi công tiếp tục thực sau xác định nguyên nhân gây cố thiết kế lại biện pháp thi công 72 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page79 of 95 Header Page 80 of 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Khai thác, sử dụng cách hiệu không gian mặtđất đô thị đại xu tất yếu Thi công công trình ngầm thị nói chung, đó, thi cơng tầng hầm cáccơng trình đặt nhiều thách thức Một thách thức việc đảm bảo an tồn ổn định cho cơng trình lân cận thi cơng hố đào sâu Việc hồn thành đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng hố đào sâu đến độ lún cơng trình lân cận” đạt số kết sau: - Làm sáng tỏ trình ổn định thành hố đào sâu quy trình thi cơng , vai trò ổn định hố đào điều kiện địa chất, điều kiện xây dựng Việt Nam 73 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page80 of 95 Header Page 81 of 95 - Làm rõ chất ổn định hố đào nhân tố ảnh hưởng ổn định hố đào - Tổng hợp số mơ hình tính tốn ảnh hưởng cơng trình lân cận thi cơng hố đào sâu, nêu lên biện pháp khắc phục làm hạn chế ảnh hưởng - Đưa quy trình biện pháp thi cơng hố đào thích hợp Kiến nghị - Trước thi cơng cơng trình hố đào sâu phải khảo sát: Địa chất, thủy văn, cơng trình lân cận… - Triệt để áp dụng biện pháp phòng ngừa, quan trắc q trình thi công - Xây dựng hướng dẫn biện pháp thi công tầng hầm cho miền địa chất tiêu biểu thành phố lớn Việt Nam TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] „‟Các vấn đề kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm thị‟‟ Báo cáo tổng kết đề tài độc lập cấp nhà nước Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng, Bộ Xây dựng Hà Nội, 2000 Chủ nhiệm đề tài: PGS.TS Đoàn Thế Tường [2] Các tài liệu số cơng trình xảy cố thi công hố đào Hà Nội [3] Ivanhuc, A.B Thiết kế xây dựng cơng trình ngầm cơng trình đào sâu Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội, 2004 [4] Xây dựng nhà có tầng hầm Việt Nam Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội,2012 [5] PGS.TS Nguyễn Bá Kế Xây dựng cơng trình ngầm đô thị theo phương pháp đào mở Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội, 2008 [6] PGS.TS Nguyễn Bá Kế Thiết kế thi cơng hố móng sâu Nhà xuất Xây 74 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page81 of 95 Header Page 82 of 95 dựng, Hà Nội, 2009 [7] Maropski L.V., Công trình ngầm giao thơng thị Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội, 2004 [8] Nghiên cứu làm chủ công nghệ thi cơng cơng trình ngầm đất yếu đô thị Việt Nam Báo cáo tông kết đề tài cấp Bộ Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng – Bộ Xây dựng, Hà Nội, 2000 [9] Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Đức Nguôn – Tổ chức khai thác không gian ngầm Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội, 2006 [10] Nguyễn Văn Quảng Nền móng tầng hầm nhà cao tầng Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội, 2006 [11] Nguyễn Đức Nguôn - Địa kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm dân dụng cơng nghiệp Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội, 2008 [12] Luận án Tiến sĩ Đỗ Đình Đức (2002) Thi cơng hố đào cho tầng hầm nhà cao tầng đô thị Việt Nam [13] PGS.TS Nguyễn Bá Kế Bảo vệ cơng trình lân cận xây dựng cơng trình ngầm Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội, 2006 [14] Báo cáo chuyên đề thi công: Thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom up Th.s Mai Chánh Trung [15].Giải pháp ổn định hố đào sâu tường cọc nhồi liên tục neo đất Tạp chí khoa học cơng nghệ TS Nguyễn Ngọc Thanh [16].Ảnh hưởng hố đào sâu đến độ lún mặt cơng trình lân cận Nguyễn Hồng Nam, Đỗ Văn Thiệu, Trần Văn Bảo [17].Luận vănPhạm Như Huy (2005) Kỹ thuật công nghệ thi công Top-down [18].Những ảnh hưởng cơng trình lân cận thi cơng hố đào sâu Đại học kiến trúc Hà Nội 2011 – Nguyễn Phương Khiêm 75 Footer Page - Footer Page - Footer Page -Footer Page82 of 95 ... HỐ ĐÀO SÂU CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG ĐẾN CÁC CƠNG TRÌNH LÂN CẬN 2.1 Các biện pháp giải pháp kết cấu thi công hố đào sâu Các biện pháp thi cơng cơng trình ngầm ảnh hưởng lớn đến việc thi công hố đào sâu. .. đào sâu 16 2. 2Ảnh hưởng hố đào sâu cơng trình xây dựng đến cơng trình lân cận 28 2.3 Một số nhận xét 49 Chƣơng Đề xuất giải pháp hạn chế ảnh hƣởng bất lợi hố đào sâu. .. ổn định cho thân cơng trình hố đào hạn chế ảnh hưởng bất lợi đến cơng trình lân cận nằm vùng ảnh hưởng hố đào. Có thể thấy yếu tố ảnh hưởng đến công tác thi công hố đào sâu, khơng kiểm sốt hết