De cuong quan trac dia ky thuat

Công trình REE Tower tại số 9, đường Đoàn Văn Bơ, Quận 4, thành phố Hồ Chí Minh có quy mô 25 tầng trong đó có 3 hầm. Theo thiết kế, đáy tầng hầm đặt ở độ sâu khoảng 13m, trong đó đáy tầng hầm kỹ thuật ở độ sâu khoảng 16m. Hệ thống tường vây sử dụng cọc barret dày 0.8m sâu 25m tại 3 mặt trước (mặt đường Đoàn Văn Bơ), sau và bên phải của công trình. Mặt trái của công trình do sát dãy trường học nên tường vây được thi công đến độ sâu 30m.Công trình được thi công trong khu vực dân cư và sát bờ sông. Theo tài liệu khảo sát địa chất thì đáy tầng hầm sẽ đặt lên lớp cát pha, hạt thô. Đây là tầng chứa nước áp lực có chiều dày khoảng 3538m (phân bố từ độ sâu khoảng 1314m đến 4748m). Theo giải pháp thi công tầng hầm thì phương pháp hạ thấp mực nước ngầm bằng các giếng bơm hút được áp dụng, 12 giếng đã được thiết kế cho công tác này. Trong quá trình thi công đáy tầng hầm thì mực nước ngầm được hạ xuống mức thấp nhất là 16m. Theo yêu cầu của đơn vị thiết kế, công tác quan trắc mực nước ngầm và dịch chuyển của tường vây được đề xuất để có biện pháp xử lý kịp thời tránh những sự cố xảy ra.CÔNG VIỆC QUAN TRẮCQuan trắc áp lực nước lỗ rỗng theo chu kỳ.Quan trắc dịch chuyển ngang theo chu kỳ.

ĐỀ CƯƠNG QUAN TRẮC

ĐỊA KỸ THUẬT

CÔNG TRÌNH: REE TOWER

INCLINOMETER

ĐỊA ĐIỂM: SỐ 9 – ĐOÀN VĂN BƠ - QUẬN 4 – TP HỒ CHÍ MINH

THÁNG 10 NĂM 2009

ĐỀ CƯƠNG QUAN TRẮC

ĐỊA KỸ THUẬT

CÔNG TRÌNH: REE TOWER

INCLINOMETER

ĐỊA ĐIỂM: SỐ 9 – ĐOÀN VĂN BƠ - QUẬN 4 – TP HỒ CHÍ MINH

GIÁM ĐỐC

CHỦ TRÌ CÔNG TRÌNH

I CĂN CỨ

- Yêu cầu của chủ đầu tư

- Hồ sơ thiết kế bản vẽ thi công.

- Tiêu chuẩn xây dựng TCXDVN 357-2005: Quy trình quan trắc dịch chuyển ngang

- Các tiêu chuẩn thiết kế, thi công, quan trắc có liên quan

II GIỚI THIỆU CHUNG

II.1 ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

- Công trình REE Tower tại số 9, đường Đoàn Văn Bơ, Quận 4, thành phố Hồ Chí Minh có quy mô 25 tầng trong đó có 3 hầm Theo thiết kế, đáy tầng hầm đặt ở độ sâu khoảng -13m, trong đó đáy tầng hầm kỹ thuật ở độ sâu khoảng -16m Hệ thống tường vây sử dụng cọc barret dày 0.8m sâu -25m tại 3 mặt trước (mặt đường Đoàn Văn Bơ), sau và bên phải của công trình Mặt trái của công trình do sát dãy trường học nên tường vây được thi công đến độ sâu -30m

- Công trình được thi công trong khu vực dân cư và sát bờ sông Theo tài liệu khảo sát địa chất thì đáy tầng hầm sẽ đặt lên lớp cát pha, hạt thô Đây là tầng chứa nước áp lực có chiều dày khoảng 35-38m (phân bố từ độ sâu khoảng 13-14m đến 47-48m)

- Theo giải pháp thi công tầng hầm thì phương pháp hạ thấp mực nước ngầm bằng các giếng bơm hút được áp dụng, 12 giếng đã được thiết kế cho công tác này Trong quá trình thi công đáy tầng hầm thì mực nước ngầm được hạ xuống mức thấp nhất là -16m

- Theo yêu cầu của đơn vị thiết kế, công tác quan trắc mực nước ngầm và dịch chuyển của tường vây được đề xuất để có biện pháp xử lý kịp thời tránh những

sự cố xảy ra

II.2 CÔNG VIỆC QUAN TRẮC

- Quan trắc áp lực nước lỗ rỗng theo chu kỳ

- Quan trắc dịch chuyển ngang theo chu kỳ

III KHỐI LƯỢNG VÀ PHƯƠNG ÁN THỰC HIỆN

III.1 KHỐI LƯỢNG VÀ NHIỆM VỤ

Soá

I Công tác Standpipe Piezometer

1 Khoan tạo lỗ (6 lỗ 32m + 8 lỗ 27m) m 408

2 Nắp bịt PVC dành cho ống Piezometer Cái 14

3 Ống PVC Bình Minh (8cây/lỗ x 6 lỗ x 4m/cây +7cây/lỗ x 8 lỗ x 4m /cây) m 416

4 Đầu (lọc) dùng đo áp lực nước lỗ rỗng kiểu Casagrand Cái 14

5 Công tác lắp đặt (bao gồm vật tư cát, sét, ximăng trám) m 408

6 Công tác quan trắc Chukỳ 1008

II Công tác đo chuyển vị ngang

1 Nắp bịt PVC dành cho ống Inclinometer Cái 10

2 Oáng PVC phục vụ công tác vệ sinh m 32

3 Máy bơm nước phụ vụ công tác vệ sinh, lắp đặt Cái 1

4 Vệ sinh + cưa phá đầu ống sắt Vị trí 10

5 Cung cấp ống đo nghiêng chuyên dụng m 265

6 Cung cấp đầu nối các ống đo nghiêng chuyên dụng Cái 80

7 Cung cấp nắp bịt đáy ống Inclinometer Cái 10

8 Công tác lắp đặt (bao gồm cát, sét, xi măng) m 265

9 Công tác quan trắc Chukỳ 780

Về tần số quan trắc mực nước ngầm và dịch chuyển ngang nêu trên chỉ là dự kiến, được tính trung bình 3 lần/tuần và thời gian dự kiến thi cơng tầng hầm là 6 tháng Thời gian quan trắc mực nước ngầm được đề xuất là 24 tuần Thời gian quan trắc dịch chuyển ngang được kéo dài hơn 2 tuần là 26 tuần Tuy nhiên, tần số và độ thưa/dày phụ thuộc vào tiến độ thi cơng và diễn biến của thực tế tại cơng trình Dự kiến:

• Trong thời gian thi cơng tầng hầm thứ 1, quan trắc 3 ngày/lần

• Trong thời gian thi cơng tầng hầm thứ 2 là 2ngày/lần

• Trong thời gian thi cơng tầng hầm thứ 3 là 1 ngày/lần

• Sau khi thi cơng xong tầng thứ 3 thì tần số quan trắc được giảm lại 2 ngày/lần cho 20 ngày tiếp theo và 3 ngày/lần cho thời gian cịn lại Giá trị nghiệm thu chu kỳ quan trắc là giá trị thực tế thi cơng tại cơng trường

III.2 THIẾT KẾ CÁC CÔNG TÁC QUAN TRẮC

III.2.1 THIẾT KẾ ĐO ÁP LỰC NƯỚC LỖ RỖNG

- Theo sơ đồ mặt bằng tường vây, bố trí các giếng quan trắc xung quanh tường vây với số lượng giếng là 14 giếng Độ sâu 6 giếng 32m ở mặt giáp trường học (phía trái công trình) và mặt đối diện với nó (phía phải của công trình), 8 giếng ở

2 mặt còn lại (trước và sau công trình), xem thêm sơ đồ các giếng ký hiệu

GQT-01 đến GQT-14 trong mặt bằng định vị giếng

1 Kết cấu giếng :

Sơ đồ lắp đặt giếng piezometer standpipe và cấu tạo đầu lọc

Cấu tạo của đầu lọc gồm

Đầu lọc inox có lỗ 2mm, trong chứa cát hạt thô, trên lớp cát hạt thô là lớp vật liệu gốm có bề dày 50mm và có vận tốc thấm 3mm/s (18cm/phút) Đảm bảo cho mực nước dâng/hạ trong giếng không bị tác động đột ngột và có vận tốc tương đối ổn định khoảng 18cm/phút.

Cấu tạo của ống giếng: Ống PVC được nối thông suốt từ đầu lọc lên miệng (mặt

đất)

Quy trình thí nghiệm xác định vận tốc v và /hệ số thấm K của đầu lọc được thực hiện như sau

Đoạn trám xi măng bảo vệ Miệng giếng quan trắc

Mực nước trong giếng Đoạn trám sét cách ly

Ống PVC

Đoạn trám cát hạt thô

Đầu lọc

Đoạn trám cát pha sét

Nước chảy vào ống lọc, trong

ống lọc có cát hạt thô

Vật liệu gốm có bề dày

50mm, có vận tốc thấm v =

3mm/s dùng cho tầng chứa là

cát hạt thô pha sét

50mm

Thiết kế hệ thống thí nghiệm như hình vẽ

B1: Điều chỉnh van lưu lượng T sao cho độ cao ΔH không đổi và dòng chảy ổn định, bão hòa

B2: Tại thời điểm t1, và t2, dùng đồng hồ bấm giây xác định ΔT, đồng thời xác định lưu lượng ΔQ tương ứng với khoảng thời gian ΔT đó

Theo định luật Darcy, ta có

q = ΔQ/ΔT = K.F.I (1) với K: Hệ số thấm của vật liệu cần thí nghiệm

F: Tiết diện ngang của mặt cắt vật liệu thí nghiệm

I = ΔH/ΔL : Gradient thủy lực

Từ công thức (1), chia 2 vế cho F, ta có

ΔL = 50mm

F = π r2 (r = 25mm)

Và từ giá trị ΔQ = 100ml, ΔT = 17s đo được từ thí nghiệm

=> V = 3 mm/s = 18cm/phút = 10800mm/h

K = 0.833 mm/s = 5cm/phút = 3000 mm/h

Từ kết quả thí nghiệm cho ta K= 0.833 = const, v = 3mm/s là vận tốc riêng của đầu lọc khi ΔH = 180mm Vận tốc này có thể thay đổi phụ thuộc vào gradient thủy lực Sau khi lắp đặt ngoài công trường, tốc độ tăng hạ mực nước trong giếng phụ thuộc vào tốc độ hạ thấp mực nước thực tế

Δ

T

ΔL

Δ H

Giếng quan trắc mực nước của một tầng chứa nước xác định kết hợp quan trắc áp lực nước lỗ rỗng của đất đá tại vị trí lắp đầu lọc gọi là piezometer standpipe Cấu tạo của hệ thống này gồm đầu lọc và ống thông suốt Ống thông suốt để đảm bảo

hệ thống giếng chỉ nhận nước từ một vị trí xác định (đầu lọc) Đầu lọc đảm bảo mực nước tăng/ hạ trong giếng với một vận tốc ổn định, phù hợp với mục tiêu quan trắc

Việc thiết kế và thi công giếng quan trắc phải đảm bảo quan trắc đúng đối tượng, tức là quan trắc đúng tầng chứa nước đang xét, xem xét sự biến đổi mực nước/áp lực nước của tầng chứa nước đó theo thời gian Việc tính toán có thể tóm tắt như sau:

h: Cao độ miệng giếng so với cao độ tại công trình, (m)

L: Chiều dài giếng lắp đặt tại công trình, (m)

H1: Chiều sâu mực nước tính từ miệng giếng (xác định bằng thước đo độ sâu mỗi lần đi đo, có dấu “-” phía trước giá trị đo), (m)

H2= H1 + h: Chiều sâu mực nước tính từ cao độ công trình (dùng để vẽ biểu đồ mực nước trong các báo cáo), (m) Xem kết quả đo chu kỳ đầu tiên

Mực nước trong giếng

H1

h

H

H2

L

Cao độ công trình (H=0.0)

Miệng giếng quan trắc

H = L – | H1|: (m) Chiều cao cột nước so với đầu lọc, được sử dụng để tính áp lực nước lỗ rỗng của đất đá nằm cùng độ sâu với đầu lọc trong tầng đang xét Áp lực nước lổ rỗng tính theo công thức sau:

P = γn x H (Kpa)

Với γn là dung trọng của nước:

γn = 1000kg/m3 Giá trị P sẽ được sử dụng để báo cáo diễn biến áp lực nước lỗ rỗng theo thời gian quan trắc Xem hình kết quả đo chu kỳ đầu tiên

2 Các bước thi công.

• Khoan giếng có đường kính D90mm đến độ sâu -32m, hoặc -27m theo từng vị trí

• Làm sạch hố khoan bằng nước

• Hạ đầu lọc kiểu Casagrand đến độ sâu thiết kế

• Chèn cát đến độ sâu -31m (đối với giếng sâu-32m), và -26m (đối với giếng sâu -27m)

• Thả cát pha đất trám đến độ sâu -15m (đối với cả 2 loại giếng)

• Thả sét bentonite dạng viên vào trong giếng khoan đến độ sâu -0.5m

• Lớp trên cùng trám bằng xi măng giúp ổn định

• Đậy nắp, sơn bảo vệ và tiến hành quan trắc

3 Phương pháp và dụng cụ quan trắc

- Đầu đo áp lực nước lỗ rỗng loại ống đứng gồm 1 đầu lọc kiểu Casagrand được nối với ống đứng D42mm thông lên mặt đất, được bảo vệ bằng nắp nhựa Đầu lọc cho phép nước thấm qua trong vận tốc được kiểm soát phù hợp với việc thi công hạ thấp mực nước ngầm và đặc điểm tầng cát thô

- Một lớp cát thô được bao xung quanh đầu lọc ở đáy hố khoan để đảm bảo nước

có thể liên thông giữa tầng chứa nước và đầu lọc, khi đó mực nước tăng hạ trong giếng quan trắc chính là mực áp lực của tầng chứa nước và là được sử dụng để tính áp lực nước lỗ rỗng tại độ sâu quan trắc

- Mực nước trong giếng quan trắc được đo bằng thước đo độ sâu dùng hiệu ứng điện (dụng cụ điện chuyên dụng đo mực nước của hãng Slope Indicator, DGSI, USA) Dụng cụ đo mực nước gồm một đầu dò, một dây cáp điện gắn với thiết bị

điện tử Đầu dò được thả với vận tốc chậm dần từ trên xuống, khi đầu dò tiếp xúc với nước, mạch được nối tiếp, đèn và còi điện tử sẽ báo hiệu Các vạch độ sâu trên dây chỉ mực nước cần đo

- Trong quá trình lắp đặt các đầu đo các thông tin sau được ghi lại : Tên công trình, hạng mục hiệu công trình, tên số hiệu điểm đo, ngày tháng lắp đặt; nội dung lắp đặt, độ sâu lắp đặt: mô tả chi tiết số hiệu, các công việc khi lắp đặt, số liệu đọc thử và các khó khăn (nếu có) trong khi lắp đặt

- Trình tự tiến hành đo tại mỗi điểm với tần suất đo dự kiến tại công trình này là 3 lần/tuần Tuy nhiên tần suất này có thể thưa/dày phụ thuộc vào tiến độ thi công tầng hầm Kiến nghị đã được đề xuất phía trên

4 Một số hình ảnh lắp đặt giếng quan trắc tại công trường

Gắn đầu lọc kiểu Casagrand vào ống PVC

Mang mang ống PVC với đầu lọc lắp đặt vào lỗ khoan.

Nối các ống PVC bằng keo chuyên dụng

Lắp đặt cát hạt thô quanh đầu lọc

Trám bentonite cách ly tầng chứa nước.

Trám xi măng, hoàn thành công tác lắp đặt Miệng giếng được đậy nắp bảo vệ.

Thiết bị đo mực nước Water Level Indicator của hãng DGSI (Durham Geo Slope

Indicator, USA).

III.2.2 THIẾT KẾ CÔNG TÁC ĐO CHUYỂN VỊ NGANG

1 Lập lưới quan trắc :

Căn cứ theo hồ sơ thiết kế bản vẽ thiết kế thi công , số lượng giếng quan trắc chuyển vị ngang do nhà thầu chính cung cấp gồm 10 vị trí quan trắc, 3 hố khoan sâu 28.5 m và 7

hố khoan sâu 23.5m

2 Kết cấu giếng đo chuyển vị ngang :

- Chọn lựa 10 giếng trong các giếng đã được lắp đặt sẵn trong quá trình thi công tường vây Giếng cấu tạo là các ống thép xuyên suốt, với đường kính D114mm đến độ sâu -23.5m, và -28.5m

Ống sắt D114 được lắp đặt sẵn trong tường vây

- Thổi rửa giếng khoan bằng máy nén khí/máy bơm Xác định lại độ sâu từng vị trí và kiểm tra sự thông suốt của ống

- Tiến hành công tác lắp đặt ống đo nghiêng (ống vách) Giữa các ống nối với nhau bằng khớp nối chuyên dụng Dùng keo chuyên dụng dán các mối nối trước khi thực hiện công tác nối ống

- Bơm nước sạch vào trong ống đo nghiêng nhằm đảm ống không bị đẩy nổi khi bơm vữa

- Dùng bơm áp lực bơm vữa xi măng trộn phụ gia trám khoảng hở giữa ống đo nghiêng vào trong giếng theo phương pháp dâng từ dưới lên bằng ống có đường kính 21mm

Các bước lắp đặt ống đo nghiêng

Ống đo nghiêng và khớp nối

- Khi tiến hành lắp đặt ống đo nghiêng, cần lưu ý đặt phương A-C phải song song với phương dịch chuyển cần xác định

Hố khai đào

Mặt cắt ống đo nghiêng

- Xây mốc bảo vệ và đậy nắp ống để tránh các vật khác rơi vào trong ống

- Chờ vữa xi măng ninh kết tối thiểu 3-5 ngày, bắt đầu cho kỳ đo

3 Phương pháp và dụng cụ quan trắc:

Giếng đo độ nghiêng được dùng để kiểm tra sự chuyển vị của tường vây, bờ kè,

mố cầu có nằm trong giới hạn cho phép của thiết kế Giếng đo độ nghiêng được chôn vĩnh viễn vào hố khoan được khoan qua các khu vực dự đoán có chuyển dịch

Thiết bị nghiêng là thiết bị chuẩn để kiểm tra giếng Lần đo đầu tiên sẽ cho số liệu ban đầu của giếng Các lần kiểm tra tiếp theo sẽ cho những thay đổi trên biểu đồ nếu

có xảy ra sự dịch chuyển

Một thiết bị đọc số liệu (inclinometer logger của hãng Geotechnical Instruments-UK) để ghi kết quả kiểm tra sẽ đi kèm với đầu đo chuyên dụng Số liệu sẽ được tự động lưu trữ vào thiết bị Toàn bộ số liệu sẽ được xử lý, minh giải bằng phần mềm chuyên dụng

C A

Inclinometer logger của hãng Geotechnical Instruments-UK

Bộ ghi nhận số liệu từ đầu đo

Cáp truyền tín hiệu Đầu đo Tiến hành đo dịch chuyển theo thời gian

(Hình minh họa)

Dụng cụ đo dịch chuyển ngang của hãng

Geotechnical Instruments (UK)

Hình minh họa: Diễn biến của dịch chuyển ngang theo thời gian

IV TIẾN ĐỘ VÀ TẦN SUẤT QUAN TRẮC

Thời gian triển khai công tác quan trắc trong vòng 3-5 ngày sau khi chờ hỗn hợp xi măng/bentonite/cát ninh kết hoàn toàn

Thời gian thực hiện công tác quan trắc, thí nghiệm dự kiến là: 26 tuần

Tần suất đo dự kiến của các công tác quan trắc như sau:

1 Đo dịch chuyển ngang 2-3 lần/tuần 7 lần/tuần 2-3 lần/tuần

2 Áp lực nước lỗ rỗng 2-3 lần/tuần 7 lần/tuần 2-3 lần/tuần

Tần số quan trắc theo tiến độ thi công các tầng hầm, việc tăng giảm độ dày của tần số phụ thuộc vào yêu cầu thực tế tại công trường (Đã được nêu ở phần trên)

V BÁO CÁO KẾT QUẢ

Đơn vị thi công báo cáo nhanh kết quả công tác đo sau 01 ngày thực hiện công tác

đo Báo cáo tổng hợp sẽ được báo cáo theo tuần

Các báo cáo của đơn vị thi công dưới dạng: bản biểu số liệu, biểu đồ so sách giữa các chu kỳ đo và đánh giá khuyến cáo cần thiết

VI KIẾN NGHỊ- KHUYẾN CÁO

Việc hạ thấp mực nước nên chia thành 3 giai đoạn Giai đoạn 1 chỉ hạ thấp vừa đủ

để thi công tầng hầm ở độ sâu mà có nguy cơ xảy ra bục hố móng Giai đoạn 2 hạ thấp đủ để để thi công đáy tầng hầm thứ 3 Giai đoạn 3 mới tăng lưu lượng ở các giếng xung quanh vị trí sâu nhất (hầm kỹ thuật thang máy) trong một thời gian vừa đủ đề thi công

Việc khai đào hố móng và hạ thấp mực nước ngầm sẽ gây dịch chuyển đất đá cũng như làm giảm áp lực nước lỗ rỗng khu vực lân cận Hiện tượng lún/nứt sẽ xuất hiện.Nếu dùng phương pháp giảm mực nước ngầm một gian đoạn sẽ rất nguy hiểm Việc chia thành nhiều gian đoạn chỉ làm giảm thiểu sự mất áp lực nước rỗ rỗng quá lớn trong thời gian quá lâu chứ không giải quyết được sự cố lún/nứt, dịch chuyển Vì vậy, đòi hỏi phải lắp đặt thêm các mốc quan trắc lún/nghiêng của một số công trình xung quanh để có những biện pháp xử lý kịp thời

Phụ lục 1:

Nhân lực phục vụ công tác quan trắc Địa kỹ thuật.

1 KSTĐ Huỳnh Văn Hạnh Chủ trì

2 TS Nguyễn Đình Tứ Phụ trách kỹ thuật

3 ThS Chu Đức Thắng Đo dịch chuyển, đo nghiêng + minh giải, báo

cáo

4 Đào Hồng Hải Lắp đặt Đo dịch chuyển, đo nghiêng + Đo mực

nước trong giếng quan trắc+ minh giải, báo cáo

5 Phạm Minh Tuấn Lắp đặt Đo dịch chuyển, đo nghiêng + Đo mực

nước trong giếng quan trắc+ minh giải, báo cáo

6 Võ Văn Cường Lắp đặt Đo dịch chuyển, đo nghiêng + Đo mực

nước trong giếng quan trắc

7 Nguyễn Văn Cường Đo dịch chuyển, đo nghiêng + Đo mực nước

trong giếng quan trắc

8 Đội công nhân kỹ thuật (5

người)

Khoan, lắp đặt giếng quan trắc Lắp đặt ống đo dịch chuyển

Phụ lục 2:

Thiết bị phục vụ công tác quan trắc Địa kỹ thuật

Máy đo dịch chuyển ngang (Inclinometer logger)

Logger readout specifications

Battery Nickel Cadmium rechargeable 6 V, 45 Ah, VLRA

Resolution 0.0001 V @ 2 V fs range

Range ± 2 V, ± 4 V, ± 8 V (factory configured)

Temperature range 0°C to 50°C

Data storage > 26,000 readings

Probe specifications

Measuring range ± 15° of vertical ± 30°, ± 50° optional

Distance between wheels 500 mm

Operating temperature 0°C to 80°C

Operating cable and cable reel

Six core abrasion resistant, weather proof signal cable with

cores in black, white, red, green, blue, grey with central high

tensile straining member, graduated at every 0.5 m Outer

sheath is of polyurethane of nominal diameter 10.4 mm

Length as specified by the customer.

A six pin connector is provided for connecting to the probe

The cable reel comprises of a plastic winding reel on tubular

frame to hold the specified length of the cable.