Nghiên cứu phương pháp móng Topbase trong công trình xây dựng, ứng dụng cho thiết kế và thi công trạm bơm Bình Phú”

LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ:“ Nghiên cứu phương pháp móng Topbase cơng trình xây dựng, ứng dụng cho thiết kế thi cơng trạm bơm Bình Phú” tác giả hoàn thành thời hạn quy định đảm bảo đầy đủ yêu cầu đề cương phê duyệt Trong trình thực hiện, nhờ giúp đỡ tận tình Giáo sư, Tiến sĩ Trường Đại Học Thuỷ Lợi, công ty tư vấn đồng nghiệp, tác giả hoàn thành luận văn Tác giả chân thành cảm ơn PGS.TS Nguyễn Hữu Huế, Trường Đại học Thuỷ Lợi Hà Nội tận tình hướng dẫn giúp đỡ để tác giả hồn thành luận văn Cảm ơn anh Ngơ Đức Hà công ty TBS Việt Nam giúp đỡ tác giả có đủ tài liệu để thực luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn thầy cô trường Đại học Thuỷ Lợi Hà Nội, thầy cô khoa Cơng trình tận tụy giảng dạy tác giả suốt trình học đại học cao học trường Tuy có cố gắng song thời gian có hạn, trình độ thân hạn chế, luận văn tránh khỏi tồn tại, tác giả mong nhận ý kiến đóng góp trao đổi chân thành thầy cô giáo,các anh chị em bạn bè đồng nghiệp Tác giả mong muốn vấn đề tồn tác giả phát triển mức độ nghiên cứu sâu góp phần ứng dụng kiến thức khoa học vào phục vụ đời sống sản xuất Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2013 HỌC VIÊN Nguyễn Viết Thắng LỜI CAM ĐOAN Họ tên học viên: NGUYỄN VIẾT THẮNG Lớp cao học: CH20C11 Chun ngành: Xây dựng cơng trình thủy Tên đề tài luận văn: “ Nghiên cứu phương pháp móng Topbase cơng trình xây dựng, ứng dụng cho thiết kế thi cơng trạm bơm Bình Phú” Tơi xin cam đoan đề tài luận văn tơi hồn tồn tơi làm, kết nghiên cứu tính tốn trung thực Trong q trình làm luận văn tơi có tham khảo tài liệu liên quan nhằm khẳng định thêm tin cậy tính cấp thiết đề tài Tôi không chép từ nguồn khác, vi phạm xin chịu trách nhiệm trước Khoa Nhà trường Hà Nội, ngày tháng năm 2013 Học viên Nguyễn Viết Thắng MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1.2 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 1.3 CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC CHƯƠNG I: NỀN ĐẤT YẾU VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU, GIỚI THIỆU VỀ CƠNG NGHỆ MĨNG TOP BASE 1.1 Nền đất yếu số biện pháp xử lý đất yếu 1.1.1 Khái niệm chung đất yếu 1.1.2 Đặc trưng địa kỹ thuật đất yếu 1.1.3 Một số biện pháp xử lý đất yếu 1.2 Một số cố cơng trình đê, cống biện pháp xử lý 12 1.2.1 Sự cố lún sụt trình đắp đê đất yếu 13 1.2.2 Sự cố cơng trình thấm đê 15 1.2.3 Sự cố cơng trình thấm qua mang cống 18 1.2.4 Sự cố cơng trình trạm bơm 20 1.3 Biện pháp xử lý cơng nghệ móng Top-base 23 1.3.1 Tình hình phát triển móng Top-base giới 23 1.3.2 Tình hình phát triển móng Top-base Việt Nam 26 1.3.3 Cấu tạo chung quy định vật liêu móng Top-base 29 1.3.4 Cơ chế làm việc móng Top-base 31 1.3.5 Ưu điểm bật móng Top-base 39 1.4 Kết luận chương 42 CHƯƠNG II: TÍNH TỐN THIẾT KẾ VÀ BIỆN PHÁP THI CƠNG MĨNG TOPBASE 43 2.1 Tính tốn thiết kế móng Top-base 43 2.1.1.Phương pháp tra bảng 43 2.1.2.Phương pháp tính tốn: 45 2.2 Biện pháp thi công phân loại móng Top-base 50 2.3 Một số u cầu thi cơng móng Top-base 53 2.3.1 Công tác đào đất: 53 2.3.2 Công tác lắp đặt Top-block 54 2.3.3 Công tác đổ bê tông chỗ 54 2.3.4 Công tác chèn đá dăm: 55 2.3.5 Công tác liên kết khóa đỉnh khối bê tơng: 56 2.4 Sử lý số tình thi cơng móng Top-base 57 2.4.1 Chèn đá dăm chưa đạt yêu cầu: 57 2.4.2 Khi đặt Top-block đất yếu: 57 2.4.3 Trường hợp hố móng sâu: 57 2.4.4 Trường hợp đặt Top-block độ cao khác 58 2.4.4 Trường hợp đặt Top-block đất đắp 58 2.5 Nghiệm thu móng Top-base 58 2.6 Phân tích kết thí nghiệm móng Top-base cơng trình “South Building” 63 2.6.1 Giới thiệu qua cơng trình 63 2.6.2 Kết thí nghiệm 65 2.7 Đề xuất ứng dụng móng Top-base cơng trình thủy lợi 67 2.7.1 Ứng dụng móng Topbase đê biển 68 2.7.2 Ứng dụng móng Top-base cho trạm bơm cống lấy nước 70 2.8 Kết luận chương 72 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MÓNG TOP-BASE CHO TRẠM BƠM TIÊU BÌNH PHÚ 73 3.1 Dự án nâng cấp trạm bơm tiêu Bình Phú 73 3.1.1 Giới thiệu nhà máy bơm Bình phú 73 3.1.2 Địa chất khu vực nhà máy 75 3.1.3 Phương án xử lý trạm bơm cọc bê tông cốt thép 76 3.2 Đề xuất phương án mới: 77 3.2.1 Tính tốn móng trạm bơm với phương pháp xử lý mới: 78 3.3.2 Biện pháp thi công trạm bơm: 87 3.3 So sánh đánh giá kết hai phương án: 89 3.4 Kết luận chương 3: 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 93 KẾT LUẬN 93 KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA LUẬN VĂN VÀO THỰC TIỄN 94 KIẾN NGHỊ 94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 96 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1-1 Một số ứng dụng móng Top base giới Hình 1-2 Dùng cọc đất vơi – gia cố hố móng Hình 1-3 Thi công cọc xi măng đất trạm bơm Nhân Hiền 10 Hình 1-4 Cọc bê tông cốt thép đúc nhà máy 11 Hình 1-5 Sơ họa mặt cắt ngang cung trượt hình ảnh thực tế 13 Hình 1-6 Phương pháp xử lý đê La Giang- Hà Tĩnh 14 Hình 1-7 Sự cố cơng trình Tắc Giang 16 Hình 1-8 Giái pháp đắp sân phủ chống thấm đê 17 Hình 1-9 Giải pháp đắp phản áp đê 17 Hình 1-10 Giải pháp giếng đào giảm áp đê 17 Hình 1-11 Giải pháp giếng khoan giảm áp 17 Hình 1-12 Mơ tả giải pháp chống thấm cống D10(Hà Nam) 19 Hình 1-13 Nhìn từ hạ lưu trạm bơm Cẩm Giang 20 Hình 1-14 Mặt cắt ngang mơ tả vết nứt 21 Hình 1-15 Xử lý mái trạm bơm 23 Hình 1-16 Ứng dụng móng Top-base Hàn Quốc Nhật Bản 24 Hình 1-17 Ứng dụng móng Top-base chung cư Cẩm Bình, Cẩm Phả, Quảng Ninh 27 Hình 1-18 Cấu tạo khối Top-block D500 29 Hình 1-19 Cấu tạo móng Top-base 30 Hình 1-20 Khối Top-block biển D2000 31 Hình 1-21 Cơ chế làm việc móng Top-base 31 Hình 1-22 Sự làm việc Top-block 32 Hình 1-23 Nền Top-block 34 Hình 1-24 Sự phân bố ứng suất đáy móng Top-base móng nơng 37 Hình 1-25 Biều đồ thể mối quan hệ tải trọng biến dạng (độ lún) nhiều đất khác nhau: Top-base, bê tông, tự nhiên 37 Hình 1-26 Biểu đồ phân bố ứng suất số loại móng 38 Hình 1-27 Các loại móng kiểm tra lún theo thời gian 38 Hình 1-28 Đường quan hệ độ lún với thời gian trường 39 Hình 1-29 Kết thí nghiệm kiểm tra lún móng 40 Hình 1-30 Ứng dụng móng Top-base cho đê chắn sóng Shirao 40 Hình 2-1 Tải trọng sơ đồ phân bố 46 Hình 2-2 Lựa chọn hệ số K2 dùng Top-base Ø500 đất sét 47 Hình 2-3 Biểu đồ tra Nc, Nq, NR 48 Hình 2-4 Sơ đồ tính lún 50 Hình 2-5 Các khối Top-block theo cơng nghệ 51 Hình 2-6 Đào hố móng để đặt Top-block 53 Hình 2-7 Luồn thép để liên kết Top-block 54 Hình 2-8 Đổ bê tơng Top-block 55 Hình 2-9 Chèn đá dăm tiến hành nèn chặt 56 Hình 2-10 Liên kết khóa đỉnh thép d12 57 Hình 2-11 Kiểm tra nghiệm thu khối Top-block 58 Hình 2-12 Thí nghiệm thử tải khối Top-block trường 59 Hình 2-13 Quy trình thi cơng móng Top-base Việt Nam 60 Hình 2-14 Hình ảnh thi cơng móng Top-base 62 Hình 2-15 Đồ thị quan hệ thời gian – độ lún, điểm NT1 65 Hình 2-16 Đồ thị quan hệ thời gian – độ lún, điểm NT2 66 Hình 2-17 Đồ thị quan hệ tải trọng – độ lún, điểm NT1 66 Hình 2-18 Đồ thị quan hệ tải trọng – độ lún, điểm NT2 67 Hình 2-19 Mặt cắt ngang kè biển gia cố đá hộc 69 Hình 2.20 Đề xuất sử dụng khối Topblock để gia cố mái đê biển 70 Hình 2-21 Ứng dụng móng Top-base cho trạm bơm 71 Hình 2-22 Ứng dụng móng Top-base cho cống lấy nước qua đê 72 Hình 3-1 Mặt cắt địa chất khu vực nhà máy 76 Hình 3-2 Đề xuất phương pháp móng Top-base lớp 78 Hình 3-3 Sơ đồ tính tốn lực tác dụng 79 Hình 3-4 Sơ đồ tính tốn với móng Top-base 81 Hình 3-5 Cấu tạo móng Top-base 87 Hình 3-6 Cấu tạo khối Top-base 88 Hình 3-7 Mặt cắt dọc trạm bơm bố trí móng Top-base 89 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 1-1 Bảng tổng hợp cơng trình áp dụng móng Top-base giới 25 Bảng 1-2 Bảng tổng hợp cơng trình áp dụng móng Top-base Việt Nam 26 Bảng 1-3 Bảng tổng hợp phương án móng cũ phương án Tadis đề xuất 28 Bảng 1-4 Bảng tổng hợp kích thước Top-block 29 Bảng 1-5 Bảng tổng hợp tính chất hiệu móng Top-base 41 Bảng 2-1 Bảng tra móng Top-base vào số N 44 Bảng 2-2 Bảng tra hệ số K2 47 Bảng 2-3 Bảng tra hệ số hình dạng móng α,β 47 Bảng 2-4 Bảng tra Nc, Nq, NR 49 Bảng 3-1 Bảng tổng hợp thông số trạm bơm 75 Bảng 3-2 Bảng tính lực tác dụng – tính cho nửa bên gian điều khiển trung tâm 79 Bảng 3-3 Bảng tổng hợp thơng số đất móng trạm bơm 81 Bảng 3-4 Bảng tính lún chưa có móng Top-base 84 Bảng 3-5 Bảng tính lún có móng Top-base 86 Bảng 3-6 Bảng tính giá trị 1m2 móng Top-base D500mm lớp 90 Bảng 3-7 Bảng tính chi phí phương án cọc bê tông (theo GXD) 90 -1- MỞ ĐẦU 1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong lĩnh vực xây dựng việc xử lý móng đóng vai trò quan trọng tới tiến độ chất lượng cơng trình Việc nghiên cứu tính tốn, đề xuất biện pháp xử lý nước hàng đầu xây dựng trọng phát triển, tiêu biểu công nghệ như: bơm hút chân không, phương pháp cải tạo đất dùng đá dăm Hyspeed cọc ống thép làm tường vây… Nhật Bản, Hàn Quốc đất nước phát triển vượt bậc xây dựng, với gia tăng nhanh dân số dẫn đến việc thiếu quỹ đất xây dựng cách đáng lo ngại, đất yếu dùng đến Các kỹ sư xây dựng Hàn Quốc Nhật Bản đứng trước thử thách cải tạo đất bên cơng trình kết cấu bên cho đảm bảo độ bền chắc, khả chịu lực đáng tin cậy giải pháp kinh tế phù hợp Top base phương pháp móng nhằm gia cố đất yếu áp dụng Nhật cách xếp đặt khối bê tơng hình phễu (Top-block) lên bề mặt đất chèn đá dăm lắp đầy khe trống nhờ mà độ lún cố kết giảm từ 1/10-1/2 nhiều hơn, đồng thời tăng sức chịu tải từ 50% 200% nhiều so với đất ban đầu Công nghệ móng Top base có tác dụng ngăn cản chuyển vị ngang lớp đất yếu giảm khả giãn nở dẫn tới giảm độ lún móng cơng trình, phân phối ứng suất bên đáy móng dẫn đến tăng khả chịu lực coi phương pháp cải tạo đất có hiệu cao Ngồi ưu điểm trên, móng Top-base hiệu tốt việc chống động đất Nhật Bản nước thường xuyên hứng chịu động đất, việc xây dựng móng cơng trình khơng tốt xảy động đất gây hậu vô to lớn người Theo nghiên cứu đánh giá cơng trình xây dựng móng Top-base qua trận động đất khủng khiếp Chiba năm 1987 Kobe năm 1995 mà không bị hư hại -83- N3(móng BTCT) = γ.h1.a.b= 901,591 (T) Mtc= Mtt1/n+(Qtt1/n).h1= - t.m Ứng suất phân bố đáy móng σ tc ( max,min) = N tc M tc ± a.b b.a σ tc (tb ) = 17.08 σ tc ( max ) = 17.08 σ tc (min) = 17.08 Ứng suất phân bố mặt Top-base σ tc' (tb ) = 17.08 > Rb= 15.91 T/m2 (đạt) σ tc' (tb ) = 17.08 < 1.2Rb= 19.09 T/m2 (đạt) σ tc' (tb ) = 17.08 > Kiểm tra biến dạng nền: Sử dụng phương pháp cộng lún lớp: = S n Si ∑= n βi i ∑E hiσ zicp σ zi = k0σ gl (T / m2) σ gl = σ tc (tb ) − γ 1.hm = 14.075 Dài móng= 27.540 Rộng móng= 14.550 σ zicp = σ zi + σ z (i +1) -84- Bảng 3-4 Bảng tính lún chưa có móng Top-base Điểm hi(m) Zi(m) γi(T/m3) 4.30 4.30 0.700 0.50 4.80 0.900 0.50 5.30 0.50 Ei(T/m2) σđ=∑(hi.γi) σzi Si(cm) Tính tiếp 3.010 14.075 356.00 3.460 14.073 1.581 Tính tiếp 0.900 356.00 3.910 14.058 1.580 Tính tiếp 5.80 0.900 356.00 4.360 14.021 1.577 Tính tiếp 0.50 6.30 0.900 267.00 4.810 13.952 2.095 Tính tiếp 0.50 6.80 0.900 267.00 5.260 13.845 2.082 Tính tiếp 0.50 7.30 0.900 267.00 5.710 13.698 2.062 Tính tiếp 0.50 7.80 0.900 500.00 6.160 13.511 1.088 Tính tiếp 0.50 8.30 0.900 500.00 6.610 13.286 1.072 Tính tiếp 0.50 8.80 0.900 500.00 7.060 13.027 1.053 Tính tiếp 10 0.50 9.30 0.900 500.00 7.510 12.740 1.031 Tính tiếp 11 0.50 9.800 0.900 500.00 7.960 12.428 1.007 Tính tiếp 12 0.50 10.30 0.900 500.00 8.410 12.098 0.981 Tính tiếp 13 0.50 10.80 0.900 500.00 8.860 11.755 0.954 Tính tiếp 14 0.50 11.30 0.900 500.00 9.310 11.403 0.926 Tính tiếp 15 0.50 11.80 0.900 500.00 9.760 11.046 0.898 Tính tiếp 16 0.50 12.30 0.900 500.00 10.210 10.688 0.869 Tính tiếp 17 0.50 12.80 0.900 500.00 10.660 10.331 0.841 Tính tiếp 18 0.50 13.30 0.900 500.00 11.110 9.978 0.812 Tínhtiếp 19 0.50 13.80 0.900 500.00 11.560 9.631 0.784 Tính tiếp 20 0.50 14.30 0.900 500.00 12.010 9.291 0.757 Tính tiếp 21 0.50 14.80 0.810 500.00 12.460 8.960 _ Tính tiếp 22 0.50 15.300 0.810 500.00 12.910 8.637 _ Tính tiếp 23 0.50 15.800 0.810 287.00 13.315 8.325 _ Dừng lún 24 0.500 16.300 0.810 0.00 13.720 8.022 _ Dừng lún 25 0.50 16.80 0.810 0.00 14.125 7.730 _ Dừng lún 26 0.50 17.30 0.810 0.00 14.530 7.449 _ Dừng lún 27 0.500 17.80 0.830 0.00 14.935 7.178 _ Dừng lún 28 0.50 18.30 0.830 0.00 15.340 6.917 _ Dừng lún 29 0.5 18.80 0.830 0.00 15.755 6.667 _ Dừng lún -85- 30 0.50 19.30 0.830 0.00 16.170 6.427 _ Dừng lún 31 0.50 19.80 0.830 0.00 16.585 6.196 _ Dừng lún 32 0.50 20.30 0.830 0.00 17.000 5.975 _ Dừng lún 33 0.50 20.80 0.830 0.00 17.415 5.763 _ Dừng lún 34 0.50 21.30 0.830 0.00 17.830 5.561 _ Dừng lún 35 0.50 21.80 0.830 0.00 18.245 5.367 _ Dừng lún 36 0.50 22.30 0.830 0.00 18.660 5.181 _ Dừng lún 37 0.50 22.800 0.830 0.00 19.075 5.003 _ Dừng lún 38 0.50 22.30 0.830 0.00 19.490 4.832 _ Dừng lún 39 0.500 23.800 0.830 0.00 19.905 4.669 _ Dừng lún 40 0.500 24.300 0.830 0.00 20.320 4.513 _ Dừng lún 41 0.50 24.80 0.830 0.00 20.735 4.363 _ Dừng lún 42 0.50 25.30 0.830 0.00 21.150 4.220 _ Dừng lún 43 0.50 25.80 0.830 0.00 21.565 4.083 _ Dừng lún 44 0.50 26.30 0.830 0.00 21.980 3.952 _ Dừng lún TạiZ= 16.300 độlún ∑S(cm)= 24.05 > [S](cm)= 8.00 khôngđạt Hệsố K= 71 T/m3 b Kiểm tra biến dạng móng Top-base + Sử dụng phương pháp cộng lún lớp n n 1 i S ∑ ∑= E = S i δ zicp = µ : (1 − µ K )hiδ zicp δ zi + δ z (i +1) Hệ số poison K = 0.5 Hệ số áp lực đất tĩnh δ zi = k0 δ gl (t/m2) σ gl = σ tc (tb ) − γ 1.hm = 11.424 Dài móng = 29.155 Rộng móng = 16.155 Chiều dày lớp đất tính lún xác định theo điều 10 (Phụ lục 3: Tính toán biến dạng nền) TCXD 45-78: HTT= H0 + tb=9+0,1.16 +4,8=15,3 -86- Bảng 3-5 Bảng tính lún có móng Top-base Điểm hi(m) Zi(m) γi(T/m3) 4.80 4.80 0.700 0.50 5.30 0.900 0.50 5.80 0.50 Ei(T/m2) σđ=∑(hi.γi) σzi Si(cm) Tính tiếp 3.363 11.424 356.00 3.810 10.816 0.469 Tính tiếp 0.900 356.00 4.260 10.256 0.888 Tính tiếp 6.30 0.900 267.00 4.710 9.740 1.123 Tính tiếp 0.50 6.80 0.900 267.00 5.160 9.262 1.068 Tính tiếp 0.50 7.30 0.900 267.00 5.610 8.819 1.016 Tính tiếp 0.50 7.80 0.900 500.00 6.060 8.408 0.517 Tính tiếp 0.50 8.30 0.900 500.00 6.510 8.026 0.493 Tính tiếp 0.50 8.80 0.900 500.00 6.960 7.670 0.471 Tính tiếp 0.50 9.30 0.900 500.00 7.410 7.337 0.450 Tính tiếp 10 0.50 9.80 0.900 500.00 7.860 7.026 0.431 Tính tiếp 11 0.50 10.30 0.900 500.00 8.310 6.734 0.413 Tính tiếp 12 0.50 10.80 0.900 500.00 8.760 6.461 0.396 Tính tiếp 13 0.50 11.30 0.900 500.00 9.210 6.204 0.380 Tính tiếp 14 0.50 11.80 0.900 500.00 9.660 5.962 0.365 Tính tiếp 15 0.50 12.30 0.900 500.00 10.110 5.734 0.351 Tính tiếp 16 0.50 12.80 0.900 500.00 10.560 5.520 0.338 Tính tiếp 17 0.50 13.30 0.900 500.00 10.660 10.331 0.841 Tính tiếp 18 0.50 13.80 0.900 500.00 11.010 5.317 0.325 Tínhtiếp 19 0.50 14.30 0.900 500.00 11.910 4.944 0.302 Tính tiếp 20 0.50 14.80 0.900 500.00 12.360 4.773 0.292 Tính tiếp 21 0.50 15.30 0.900 500.00 12.810 4.610 0.281 Tính tiếp 22 0.50 15.80 0.810 287.00 13.215 4.455 0.474 Tính tiếp 23 0.50 16.30 0.810 287.00 13.620 4.308 0.458 Tính tiếp 24 0.50 16.80 0.810 0.00 14.025 4.169 _ Dừng lún 25 0.50 17.30 0.810 0.00 14.430 4.036 _ Dừng lún 26 0.50 17.80 0.810 0.00 14.835 3.909 _ Dừng lún 27 0.50 18.30 0.810 0.00 15.240 3.789 _ Dừng lún 28 0.50 18.80 0.810 0.00 15.655 3.674 _ Dừng lún 29 0.50 19.30 0.830 0.00 16.070 3.564 _ Dừng lún TạiZ= 16.80 m độlún ∑S(cm)= 11.61 Hệsố K= 147 T/m3 -87- 3.3.2 Biện pháp thi cơng trạm bơm: Khi thi cơng phần móng trạm bơm cần trọng tới công tác tiêu nước hố móng hạng mục cơng trình (trạm bơm, cống xả qua đê, cống tiêu tự chảy, cửa chắn vật nổi), nhiên công tác không phức tạp đất có hệ số thấm tương đối nhỏ, tồn hố móng nằm lớp có hệ số thấm K = 6,4x10-6cm/s Nhưng để hố móng hồn tồn khơ ráo, sau đào móng đến cao trình thiết kế cần làm hệ thống rãnh tiêu nước lộ thiên phên rơm để tiêu nước thấm, nước mặt, nước thi cơng nước mưa q trình thi cơng Trước thi cơng móng Top-base, cần đào tới cao trình thiết kế, bóc bỏ lớp đất mặt thay lớp cát đầm chặt tạo mặt phẳng, có nước ngầm cần bơm hút giữ khơ hố móng (không để thành bùn chảy) Lắp dựng khối Top-base liên kết thép định vị D10 Tiến hành bơm bê tông vào khối Top-base chèn đá dăm đầm chặt Sau lắp dựng thép liên kết D10 đỉnh khối Top-base đổ lớp bê tông dày 10cm tạo phẳng Thi công hạng mục móng trạm bơm bình thường Trong trường hợp bùn phải có trải lớp vải địa kỹ thuật bên hố móng Hình 3-5 Cấu tạo móng Top-base 1- Lớp bê tơng M100 dày 10cm; - Lớp thép định vị; – Khối Top-block - Lớp đá dăm đầm chặt K95; - Lớp đất san phẳng -88- Hình 3-6 Cấu tạo khối Top-base Đây cơng trình có khối lượng bê tơng lớn Công tác thi công bê tông phải thực điều kiện hố móng khơ để đảm bảo chất lượng cơng trình Khối lượng bê tơng loại 5997m3, khối lượng khơng lớn cơng trình có kết cấu phức tạp lại thi công điều kiện hố móng chật chội, lầy lội đòi hỏi cần có biện pháp thi công hợp lý, khoa học để đẩy nhanh tiến độ thi cơng cơng tác bê tơng nhanh hay chậm định cơng trình hồn thành sớm hay muộn Do khối lượng bê tông không lớn, kết cấu cơng trình nhỏ Dự kiến biện pháp thi cơng bê tông sau : Trộn máy trộn di động 500 lít, đổ thủ cơng trực tiếp qua máng vào khối đổ, riêng trạm bơm đổ cần cẩu 10-15 san thủ công, đầm đầm dùi đầm bàn tuỳ thuộc vào kết cấu cơng trình, bảo dưỡng máy bơm nước tưới trực tiếp vào bê tơng Trong q trình thi công phải thực đầy đủ điều tiêu chuẩn ngành 14TCN - 59-2002- Cơng trình thuỷ lợi, kết cấu bê tông bê tông cốt thép - Yêu cầu kĩ thuật thi công nghiệm thu -89- Hình 3-7 Mặt cắt dọc trạm bơm bố trí móng Top-base 3.3 So sánh đánh giá kết hai phương án: Sau tính tốn phương án móng Top-base so sánh với phương án móng cọc bê tơng cũ tác giả nhận thấy: Phương án móng đảm bảo yêu cầu lún ổn định trạm bơm Để so sánh giá thành hai phương án, đặc thù móng Top-base chưa có đơn giá định mức nên tác giả tạm tính chi phí để sản xuất 1m2 (4 Top-block) móng Top-base sau: -90- Bảng 3-6 Bảng tính giá trị 1m2 móng Top-base D500mm lớp (Đơn vị: VND) HẠNG MỤC KÍCH THƯỚC ĐƠN VỊ KHỐI LƯƠNG Vật liệu 526.488 Khuôn nhựa Top-block D500 Bê tông M200 Cái 25.000 100.000 m3 0.49 527.285 260.690 Đá dăm 1x2cm m3 0.5 184.00 92.000 Sắt buộc 1mm Kg 0.1 15.919 1.591 Lưới cốt thép D10mm Kg 0.617x4 13.575 33.503 Lưới cốt thép D10mm Kg 0.167x4 13.575 33.503 % 521.287 5212,87 Vật liệu khác Nhân công THÀNH TIỀN ĐƠN GIÁ 9006 Chỉ huy trưởng công trường Công 0.01 79.650 797 Thợ hàn Công 0.01 59.275 593 Thợ đổ bê tông Công 0.10 59.275 593 Lao động phổ thơng Cơng 0.15 46.828 7.024 Máy móc 272.589 Máy xúc 0.6m Ca 0.08 1.561.350 124.908 Xe cẩu 25ton Ca 0.08 1.160.064 92.805 Đầm dùi D45mm Ca 0.16 62.997 10.080 Ca 0.08 559.956 44.796 Xe bơm bê tơng 30m /giờ Tổng 808.083 Bảng 3-7 Bảng tính chi phí phương án cọc bê tơng (theo GXD) F (Đơn vị: VND) TT CÔNG VIỆC GIÁ TRỊ GHI CHÚ Đúc cọc BTCT M300 248.586.768 Theo dự toán Vận chuyên cọc 20.124.758 Theo dự toán Ép cọc siêu âm thử nghiệm 14.174.409 Theo dự tốn Thi cơng đóng cọc đại trà+ đập đầu cọc 532.499.851 Theo dự toán TỔNG Nội 815.385.786 Hồ sơ thiết kế BVTC-DT cơng trình: Nâng cấp hệ thống tiêu Bình Phú, huyện Thạch Thất,thành phố Hà -91- Qua tính tốn chi phí 1m2 móng Top-base để thi cơng móng Top-base lớp cho trạm bơm Bình Phú cần 648.155.293 VNĐ (Tổng Smóng Top-base=2x{(29,1x14,55)- (4,3x5,2)}=401,045m2) so với phương án móng cọc bê tơng cũ cần 815.385.786 VNĐ chi phí rẻ Tuy nhiên ưu điểm bật móng Top-base là: Biện pháp thi cơng móng đơn giản khơng yêu cầu nhiều máy móc phức tạp phương án cũ Với phương án cọc bê tông cũ để thi cơng cọc đại trà cần tiến hành đúc cọc bãi, vận chuyển đóng thử nghiệm kiểm tra độ chối sau định thi cơng đại trà, thời gian thi cơng kéo dài từ - tháng nhiều phụ thuộc vào thời tiết Đối với phương pháp xử lý cọc bê tông cốt thép yêu cầu mặt lớn để bố trí máy móc, thiết bị, cơng nhân lái máy vận hành máy đóng cọc cần có trình độ so với phương pháp móng Top-base Q trình đúc cọc kiểm tra cường độ cọc cần thời gian tuân thủ nghiêm ngặt quy chuẩn hành, vận chuyển cọc từ bãi đúc công trường cần cẩn thận tránh đứt gãy cọc Với móng Top-base, việc thi cơng diễn nhanh hơn, sau đào móng tới cao trình thiết kế lắp dụng phễu Top-block sau tiến hành đổ bê tông lèn chặt đá dăm Sau tuần tiến hành thử tải chuyển sang lớp Top-block thứ 2, q trình thi cơng móng Top-base thời gian kéo dài vòng tháng chuyển sang giai đoạn thi công đáy trạm bơm Qúa tình thi cơng móng Top-base khơng cần q nhiều máy móc nhân cơng, cơng tác đảm bảo an tồn lao động vệ sinh mơi trường dễ dàng Rút ngắn thời gian thi công rút ngắn giá thành dự án chi phí trì giảm bớt đi, đồng thời sớm đưa cơng trình vào sản xuất phục vụ nâng cao tính hiệu dự án ưu điểm trội phương án móng Top-base 3.4 Kết luận chương 3: Trạm bơm tiêu Bình Phú xây dựng huyện Thạch Thất, thành phố Hà Nội, nhà máy bơm thuộc loại buồng ướt máy bơm đặt chìm Do đặt đất yếu nên biện pháp xử lý đơn vị tư vấn lựa chọn là: -92- + Xử lý móng nhà trạm cọc BTCT M300, kích thước 30x30cm, chiều dài cọc 8,3m, số lượng cọc cần thiết 272 cọc Sau xem xét địa chất tải trọng cơng trình, tác giả kiến nghị thay phương pháp xử lý cũ lớp Top-block có đường kính D500 tính toán kiểm tra sức chịu tải, lún đảm bảo yêu cầu kỹ thuật So sánh giá thành phương pháp móng Top-base xấp xỉ giá thành phương án cũ, nhiên phương pháp móng Top-base có ưu điểm bật: + Tiến độ thi công phương pháp móng Top-base nhanh so với phương án cũ + Phương pháp móng Top-base khơng u cầu máy móc kỹ thuật cao phương pháp cọc bê tông cốt thép + Các công tác đảm bảo an tồn lao động vệ sinh mơi trường đảm bảo phương pháp cũ -93- KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Các cơng trình thủy lợi đê, cống, trạm bơm… thường xây dựng khu vực đất yếu, xử lý không tốt dẫn tới cố cơng trình Hiện nay, công nghệ xử lý truyền thống áp dụng chủ yếu là: xử lý cọc bê tông cốt thép, xử lý cọc xi măng đất… Top-base cơng nghệ móng phát triển Nhật Bản Hàn Quốc cách xếp khối bê tơng hình phễu top-block nèn chặt đá dăm lấp đầy khe rỗng Móng cơng trình đặt top-block có ưu điểm trội như: - Giảm độ lún cố kết từ 1/10- 1/2 nhiều hơn, đồng thời tăng sức chịu tải từ 50%- 200% nhiều so với đất ban đầu - Chịu tải an toàn trường hợp đất yếu - Giảm độ lún cố kết lún lệch không - Chống động đất xuất sắc với khả hấp thụ chấn động chống rung - Thiết bị thi công đơn giản, không cần thiết bị chuyên dụng - Không sản sinh ô nhiễm rung tiếng ồn - Có thể thi cơng mặt chật hẹp - Thời gian thi công ngắn hiệu kinh tế cao Với ưu điểm kết hợp với biện pháp thi công đơn giản chủ yếu nhân cơng, thời gian ngắn làm giảm chi phí xây dựng cho nhiều cơng trình dân dụng giới Việt Nam Với ưu điểm nội bật trên, móng Top-base ứng dụng để: - Xử lý trạm bơm, nhà máy thủy điện - Xử lý cống lấy nước - Chân kè, đê biển… Phương pháp móng Topbase đề xuất để xử lý trạm bơm tiêu Bình Phú thay cho phương pháp móng cọc bê tơng cốt thép cũ Sau tính tốn, trạm -94- bơm ổn định đảm bảo yêu cầu lún Tuy giá thành phương án không thấp so với phương án cũ, song phương pháp móng Top-base có ưu điểm trội so với phương pháp cũ: - Tiến độ thi công phương pháp móng Top-base nhanh so với phương án cũ - Phương pháp móng Top-base khơng u cầu máy móc kỹ thuật cao phương pháp cọc bê tông cốt thép - Các cơng tác đảm bảo an tồn lao động vệ sinh môi trường đảm bảo phương pháp cũ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CỦA LUẬN VĂN VÀO THỰC TIỄN Phương pháp móng Top-base áp dụng phổ biến giới, từ công trình nhà cao tầng tới thấp tầng, đường xá, đê biển,… Tuy nhiên Việt Nam cơng nghệ móng áp dụng cơng trình dân dụng việc áp dụng vào thiết kế thi công công trình thủy lợi giao thơng hạn chế Các nghiên cứu tác giả cho phép đơn vị tư vấn, chủ đầu tư kiểm tra áp dụng thực tiễn từ có biện pháp xử lý móng hợp lý cho cơng trình Có nhiều biện pháp xử lý cống, trạm bơm đê biển nay, nhiên áp dụng phương pháp móng Top-base có tính khả thi thực tiễn cao, đẩy nhanh tiến độ thi công cơng trình Kết nghiên cứu luận văn làm tài liệu tham khảo cho đơn vị tư vấn, chủ đầu tư KIẾN NGHỊ Công nghệ móng Top-base áp dụng với đất yếu cho cơng trình dân dụng, giao thơng, thủy lợi nhiên gặp trường hợp đất yếu dày cần phải có biện pháp xử lý kết hợp nhằm tăng ổn định cho cơng trình Khi lớp đất yếu dày gia cố móng Top-base kết hợp với cọc bê tông cốt thép cọc xi măng đất Hệ kết cấu nêu tận dụng hết khả làm việc -95- cọc (sức chịu tải tới hạn cọc), ngồi móng Top-base phát huy hết khả sức chịu tải Tuy nhiên cần phải có nghiên cứu chuyên sâu kết hợp móng Topbase cọc bê tông cốt thép cọc xi măng đất Nhờ kết hợp cọc nên hệ kết cấu có khả chịu tải trọng lớn xây dựng khu vực đất yếu, hướng nghiên cứu mở rộng luận văn để xử lý triệt để đất yếu -96- TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn (BNNPTNT) (2011), Tiêu chuẩn thiết kế cơng trình thủy lợi vùng đồng bắc bộ, Hà Nội Báo xây dựng (2011): Sử dụng công nghệ gia cố móng Top-base cơng nghệ sàn rỗng: nhiều chi phí lớn giảm tới 50%, Hà Nội Công ty kết cấu không gian Tadis (2012) , Nghiên làm việc đồng thời cọc móng nơng Gia cố đất đáy móng Top base, Báo cáo tham luận hội thảo xây dựng TP.HCM Công ty CP tư vấn xây dựng Đại Phát - Công ty tư vấn & CGCN-ĐHTL(2010) Hồ sơ thiết kế BVTC-DT cơng trình: Nâng cấp hệ thống tiêu Bình Phú, huyện Thạch Thất,thành phố Hà Nội Nguyễn Quang Chiêu (2003) Thiết kế thi công đắp đất yếu Nxb Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Quốc Dũng & nnk (2005), Ứng dụng công nghệ khoan cao áp để xử lý đất yếu NxbNông nghiệp, Hà Nội Nguyễn Quốc Dũng nnk (2002), Nghiên cứu giải pháp khoa học công nghệ để nâng cấp sửa chữa cống đê thuộc sông Hồng sơng Thái Bình Đề tài Nghiên cứu Khoa học cấp nhà Nước,Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam, Hà Nội GS.TSKH Phạm Hồng Giang nnk (2012), Sự cố số cơng trình thủy lợi Việt Nam nguyên nhân biện pháp khắc phục, Báo cáo Hội nghị khoa học toàn quốc lần thứ hai cố hư hỏng cơng trình Xây dựng Hoàng Việt Hùng (2013), Nghiên cứu giải pháp tăng cường ổn định bảo vệ mái đê biển tràn nước, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, Đại học Thủy Lợi 10 Hoàng Văn Tânvà nnk(1997), Những phương pháp xây dựng cơng trình đất yếu – Nhà xuất xây dựng -97- 11 Trung tâm nghiên cứu công nghệ thiết bị công nghiệp trường Đại học Bách Khoa (2012), Báo cáo kết thí nghiệm nén tĩnh đất – Cơng trình Tòa nhà South Building, Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh 12 Tổng Công ty Đầu tư & Phát triển công nghiệp (Becamex IDC) (2010):Về việc ứng dụng công nghệ sàn rỗng Bubbledeck cơng nghệ gia cố móng Top Base, Hội thảo khoa học Hà Nội 13 Nguyễn Uyên: Xứ lý đất yếu xây dựng Nhà xuất xây dựng Hà Nội 2005 14 Viện Khoa học Thủy Lợi Việt Nam(2010), Hướng dẫn sử dụng Jet-groutinh tạo cọc đất xi măng để gia cố đất yếu, chống thấm thân cơng trình đất, TCCS 05:2010/VKHTL, Hà Nội 15 Viện Thủy Công (2012), Thuyết minh xử lý cố trạm bơm Nhân Hiền, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam 16 Viện Thủy Công(2012), Thuyết minh xử lý cố cống Tắc Giang, Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam Tiếng Anh 17 Hak-Moon kim, Ph.D& professor College of Civil Engineering, In-Place Topbase Method, New Foundation Method on Soft Ground , Banseok Top- Base Co.,Ltd ... CH20C11 Chuyên ngành: Xây dựng công trình thủy Tên đề tài luận văn: “ Nghiên cứu phương pháp móng Topbase cơng trình xây dựng, ứng dụng cho thi t kế thi cơng trạm bơm Bình Phú” Tôi xin cam đoan... Ứng dụng móng Topbase đê biển 68 2.7.2 Ứng dụng móng Top-base cho trạm bơm cống lấy nước 70 2.8 Kết luận chương 72 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG MÓNG TOP-BASE CHO TRẠM BƠM TIÊU BÌNH PHÚ... tính tốn móng Top-base - Ứng dụng phương pháp móng Top-base cơng trình Thủy lợi 1.3 CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Thu thập, tổng hợp từ cơng trình nghiên cứu, báo cáo khoa học kết hợp