Việc xây dựng công trình trên nền đất yếu đã gây ra rất nhiều khó khăn trong công tác khảo sát, thiết kế, thi công và đặc biệt làm cho giá thành công trình bị đẩy lên cao. Để khắc phục những khó khăn đó, tác giả đề xuất giải pháp móng mới đó là công nghệ móng không dùng cọc Topbase.
VÀ ỨNG ỨNG DỤNG DỤNG NGHIÊN NGHIÊN CỨU CỨU VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP MĨNG KHƠNG DÙNG CỌC- TOP BASE CHO MỘT SỐ CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN RUỘNG (Khảo sát Ba Vì, Hà Nội) Phùng Quang Hiệp* TS Tạ Văn Phấn** Tóm tắt: Việc xây dựng cơng trình đất yếu Abstract: Building on weak soil causes a lot of diffi- gây nhiều khó khăn công tác khảo sát, thiết kế, culties in surveying, designing, constructing, especially in- thi công đặc biệt làm cho giá thành cơng trình bị đẩy lên creasing the cost of the building To solve those problems, cao Để khắc phục khó khăn đó, tác giả đề xuất giải the author proposes new solution for foundation, that is, the pháp móng cơng nghệ móng khơng dùng cọc Top- technology of non-piling foundation Top-base base Từ khóa: Xây dựng cơng trình, đất yếu, giải pháp Key words: Building project, weak soil, solution for non-piling foundation móng khơng dùng cọc Nhận ngày 10/3/2019, chỉnh sửa ngày 20/3/2019, chấp nhận đăng ngày 28/3/2019 GIỚI THIỆU CHUNG Ba Vì huyện thuộc vùng bán sơn địa, nằm phía Tây Bắc Thủ Hà Nội Với tổng diện tích 424 km2, dân số 265 nghìn người (bao gồm dân tộc Kinh, Mường, Dao), tồn huyện có 31 xã, thị trấn, có xã miền núi, xã sơng Hồng Phía đơng giáp thị xã Sơn Tây, phía nam giáp tỉnh Hòa Bình, phía tây giáp tỉnh Phú Thọ phía Bắc giáp tỉnh Vĩnh Phúc Trong năm gần tốc độ đô thị hóa Ba Vì diễn nhanh chóng, nhiều diện tích đất nơng nghiệp lấy để xây dựng sở hạ tầng kỹ thuật, hạ tầng xã hội, phát triển khơng gian thị Nhiều cơng trình cao tầng xây trước ruộng, nên giải pháp móng cho cơng trình ln phải tính đến Việc xây dựng cơng trình đất yếu gây nhiều khó khăn công tác khảo sát, thiết kế, thi công đặc biệt làm cho giá thành cơng trình bị đẩy lên cao Để khắc phục khó khăn có nhiều giải pháp xử lý đất yếu đưa biện pháp thay đất, biện pháp cọc cát, cọc đất – xi măng, bấc thấm, hút chân không tùy theo qui mô công trình khả kỹ thuật nhà thi công Ở nước ta khoảng 10 năm trở lại đây, giải pháp móng biết đến cơng nghệ móng khơng dùng cọc Top-base, bước đầu cho thấy tính hiệu việc làm tăng sức chịu tải đất, giảm lún, giảm thời gian thi cơng, từ làm giảm giá thành xây dựng cơng trình CƠNG NGHỆ MỎNG KHƠNG CỌC TOP_ BASE Cơng nghệ móng khơng dùng cọc Top-base phương pháp sử dụng khối bê tơng có dạng hình phễu (gọi Top – block) xếp liên tục đất tạo tầng đệm (gọi Top-base) móng cơng trình với đất thực Lỗ rỗng khối bê tông chèn lấp vật liệu rời đầm chặt (thông thường sử dụng đá dăm) Công nghệ móng tỏ nhiều ưu cấu tạo móng khác với phương pháp làm móng truyền thống Nhờ có kết cấu nên giảm nhiều nguyên liệu thép, bê tơng q trình làm móng Nếu so với cách làm móng truyền thống khác, sử dụng cơng nghệ xây dựng với móng Top base giảm chi phí xây dựng lên tới 50%, góp phần hạ giá thành xây dựng cho cơng trình xây dựng Mặt khác, kết cấu liên kết chặt chẽ móng làm tăng khả chịu lực lên tới 50% tới 200% Ngoài ra, việc sử dụng cơng nghệ móng khơng dùng cọc Top-base cho cơng trình khơng làm ảnh hưởng đến cơng trình xây dựng xung quanh * Phòng QL thị Ba Vì, Hà Nội - **Đại học Thủy Lợi Số 64.2019 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ 91 NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG Hình Thi cơng móng Top – base Q trình thi cơng móng Top – Base tồn hai phương pháp thi cơng theo công nghệ Nhật Bản Hàn Quốc Công nghệ Nhật Bản: Top – block đúc sẵn + Sắp xếp Top – block đất + Chèn đá dăm khối Hình Top – block đúc sẵn Công nghệ Hàn Quốc: Top – block đổ chỗ + Sắp xếp khuôn đúc chế tạo sẵn lên đất + Đổ bê tông vào khuôn + Chèn đá dăm khối Thơng thường cơng trình thi cơng Top – Base thực theo bước đây: Bước 1: Công tác đào đất Đất đào đến độ sâu định Nếu hố đào sâu 1m cơng nhân xây dựng phải có biện pháp bảo vệ thành hố đào thoát nước hố đào để đảm bảo điều kiện tốt đặt móng phễu Nếu đáy hố đào nằm mực nước ngầm lớp đất nơi thi công rời rạc, cần phải làm chặt thêm lớp đất đáy hố móng trải vải địa kĩ thuật trước đặt khối Top Block đúc sẵn Bước 2: Lắp đặt Top Block Cấu tạo móng Top - Base bao gồm nhiều khối bê tơng có hình dạng giống quay đứng thẳng hay gọi Top Block Chúng cần lắp đặt cho độ cao móc thép gắn phễu bê tơng phải Phần thẳng đứng có dạng cọc hay gọi chân phễu phải chơn chặt đóng vào đất theo phương thẳng đứng vào ô tam giác có lưới thép định vị Trong trường hợp đất cứng gây khó khăn cho việc đặt móng Top - Base việc tạo lỗ đất điều cần thiết Các phương pháp đơn giản để tạo lỗ đút chân phễu phương pháp dùng trụ gỗ tròn có đường kính tương đương đặt vào rút lên Máy khoan sử dụng trường hợp Bước 3: Đổ bê tông Đổ bê tông chỗ phương pháp đơn giản hiệu Hàn Quốc phát triển Chúng linh hoạt, thuận tiện hạn chế tai nạn lao động cách tối đa Để đầm chặt bê tơng vào phễu nhựa người công nhân xây 92 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐƠ THỊ dựng sử dụng đầm rung máy trộn bê tơng có độ sụt thấp Ngồi ra, sử dụng đầm xẻng máy bơm bê tơng có độ sụt lớn Bước 4: Chèn đá dăm Sau 24h đúc bê tông tiến hành chèn đầm đá dăm để lấp đầy khoảng trống khối bê tông dạng phễu Đây khâu vô quan trọng chúng góp phần định chất lượng kết cấu móng Top - Base Chúng cần tiến hành cách cẩn thận tỉ mỉ Cơng tác đầm đá dăm thường thực cách dùng cọc thép hay thép chọc thủ công khối lượng cơng việc ít, dùng đầm dùi động khối lượng công việc lớn Bước 5: Liên kết khóa đỉnh khối phễu cốt thép Lưới thép kết hợp với bê tơng có tác dụng khóa chặt đỉnh khối móng Top - Base tăng khả chịu lực cho chúng Sau lắp đặt xong cơng nhân cần phải làm bề mặt khối Top Block đổ thêm lớp bê tơng dày 100mm để tồn khối hóa tồn cơng trình Sau bàn giao cho nhà thầu thi cơng kết cấu móng Tùy theo điều kiện cụ thể cơng trình mà ta lựa chọn phương pháp thi công cho phù hợp NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG Hạng mục: Kết cấu móng ƯU, NHƯỢC ĐIỂM CỦA PHƯƠNG PHÁP MÓNG TOP – BASE Ưu điểm Ưu điểm giá thành - Một tiêu chí quan trọng việc áp dụng cơng nghệ xây dựng mới, rút ngắn chi phí thời gian thi cơng Và cơng nghệ Top base phương án Theo thống kê, áp dụng phương pháp giúp rút ngắn nửa thời gian thi công giảm 60% đến 70% chi phí so với phương án gia cơng móng khác Ví dụ: Cơng trình Trường Cao đẳng nghề công nghệ Licogi giai đoạn Ưu điểm chất lượng Top - base giúp giảm độ lún, làm đất trở nên chắn, tăng khả chịu tải trọng, đảm bảo tính an tồn cho cơng trình Thi cơng tiện lợi linh hoạt, giảm thiểu tiếng ồn, bụi ảnh hưởng xấu việc thi cơng cơng trình Có khả thi cơng nơi chật hẹp cơng trình xây dựng Thi công tiện lợi không cần thiết bị đặc biệt Rất thân thiện với mơi trường Có thể thi cơng nơi có diện tích chật hẹp, chí cơng trình xây dựng Tác dụng giảm lún móng Top – base chứng minh thơng qua q trình thử nghiệm ngồi trường phòng thí nghiệm biểu thị quan hệ độ lún theo thời gian Quan hệ độ lún theo thời gian xác định thơng qua q trình thử nghiệm móng nơng kích thước 1x1x0.1m loại khác (hình 4) Đơn vị: đồng 3.816.591.535 2.149.968.944 1.666.622.591 2.464.250.856 1.617.178.134 644.505.665 474.282.891 170.222.775 644.505.665 474.282.891 170.222.775 7.030.791.032 4.289.344.175 2.741.446.856 847.072.722 a) Nền tự nhiên không gia cố b) Nền gia cố đá dăm dày 20cm c) Nền gia cố cọc gỗ φ12cm d) Nền gia cố lớp Top – Base e) Nền gia cố lớp Top – Base Kết thí nghiệm xác định độ lún theo thời gian loại thể qua biểu đồ quan hệ sau: Nhược điểm Chỉ áp dụng với phương án móng nơng móng đơn, móng băng, móng bè phương án móng bè cọc Top – base Hình Các loại móng dùng kiểm tra lún theo thời gian Hình Quan hệ độ lún với thời gian xác định trường Số 64.2019 XÂY DỰNG & ĐÔ THỊ 93 NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG NHỮNG LƯU Ý KHI SỬ DỤNG CƠNG NGHỆ MĨNG TOP - BASE Các lưu ý trình thiết kế Khi thiết kế lớp Top-base mà chưa đủ đáp ứng yêu cầu tải trọng thiết kế lớn, thiết kế Topbase lớp mở rộng diện tích bố trí Top-base Khi áp dụng phương pháp mở rộng diện tích thi cơng, đặt phễu bê tơng nhô lên nửa chiều cao phễu so với đáy móng, đổ lớp móng bê tơng lên phía lớp phễu Top-base tải trọng phân bổ phễu bê tông… Các lưu ý q trình thi cơng Khi thi cơng Top-base đất có bùn, sau đào vét đến cốt đặt Top-base phải rải lớp vải địa bề mặt đáy nhằm giữ bề mặt suốt q trình thi cơng Còn đất cứng phải đầm chặt phẳng bề mặt Cách xử lý vài tình trình thi công Topbase Chèn đá dăm chưa đạt yêu cầu (do lượng đá dăm chưa đủ) Để tránh trường hợp này, việc đầm rung đá dăm cần thực lượng đá dăm phải thừa để lấp khoảng trống cần tiến hành công tác đầm rung cách cẩn thận Nếu lượng đá dăm chưa đủ xảy lỗ rỗng khu vực xung quanh phần đáy hình phễu bê tơng Do vậy, tiến hành đầm rung phải tiến hành đầm theo hướng từ khe chèn đá dăm lượng đá dăm phải đủ độ dư để dễ dàng lấp đầy lỗ trống Khi đặt Top base đất yếu Khi lắp đặt phễu bê tông trực tiếp đất yếu (R< 0,3 kg/cm2) mà không rải đá dăm đất yếu này, độ ổn định phễu bê tông phần đế khơng tốt cơng tác đổ chèn đá dăm đầm rung khó thực Để ngăn chặn điều xảy ra, cần tiến hành chèn đá dăm sau lắp đặt Top-block tiến hành đầm nén sớm tốt sau lắp đặt Top-block phần cuối dãy block (nếu đầm từ hai đầu vào giữa) nhằm cố định vị trí phễu bê tơng Trường hợp hố móng q sâu Cần có biện pháp bảo vệ thành hố móng đóng cừ thép, làm cọc barrete… trước tiến hành đào đất hố móng Biện pháp bảo vệ thành hố phải thiết kế thẩm tra phê duyệt trước tiến hành đào đất Trường hợp đặt Top-base độ cao khác Khi sử dụng Top-base, hầu hết trường hợp bố trí Top-base sát móng nơng, nên xảy tình Top-base bố trí độ cao khác Tốt nên thi công Top-base chỗ sâu trước, chỗ nông sau Trong trường hợp đặc biệt phải thi công chiếu không làm phần Top-base chỗ sâu trước, cần để chừa lại khơng hàng phễu phía xung quanh hố đào sâu Chỉ thi công phần Top-base chừa lại sau thi công Top-base kết cấu ngầm vượt cao độ phần Top-base chừa lại Trường hợp đặt Top-base đất đắp Cần sử dụng loại đất có tính nén lún tốt, để làm vật liệu đắp Chỉ nên đắp đến cao độ đặt phễu dừng lại, đầm nén, thi công xong Top-base đắp tiếp cho diện tích xung quanh Như lắp đặt phễu đổ bê tông thuận tiện, song chèn đầm đá dăm tốn nhiều đá Khắc phục tượng cách bọc vải địa kỹ thuật lên đến cao độ đỉnh Top-base để đá dăm nằm thể tích vải địa kỹ thuật định trước KẾT LUẬN Cơng nghệ móng Top - Base khơng hiệu quả, đơn giản mà giúp cho nhà đầu tư tiết kiệm nhiều chi phí thời gian thi cơng cơng trình Chính vậy, cơng nghệ ưa chuộng áp dụng nước đại tiên tiến Nhật Bản Hàn Quốc Việt Nam Đối với Việt Nam, việc áp dụng công nghệ cho cơng trình xây dựng Ba Vì vùng đồng ven sơng hồn tồn khả thi TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] In – place Top – Base method, new foundation method on soft ground – Banseok Top – Base Co., Ltd [2] Phan Hồng Quân (2008), Ứng dụng công nghệ xử lý đất yếu TBM vào Việt Nam, Địa kỹ thuật số – 2008 [3] Đỗ Đức Thắng, Bài giảng Top – Base Method, Công ty liên doanh TBS Việt Nam [4] Công nghệ thi cơng móng Top – Base, Cơng ty cổ phần tư vấn đầu tư LICOGI 16.8 [5] Bạch Văn Sỹ (2013), Cơng nghệ móng top – base xử lý đất yếu, Bộ môn Kỹ thuật Xây dựng, Khoa Xây dựng, Đại học Nha Trang 94 HỌC VIỆN CÁN BỘ QUẢN LÝ XÂY DỰNG VÀ ĐÔ THỊ ... phương án móng nơng móng đơn, móng băng, móng bè phương án móng bè cọc Top – base Hình Các loại móng dùng kiểm tra lún theo thời gian Hình Quan hệ độ lún với thời gian xác định trường Số 64.2019... 4.289.344.175 2.741.446.856 847.072.722 a) Nền tự nhiên không gia cố b) Nền gia cố đá dăm dày 20cm c) Nền gia cố cọc gỗ φ12cm d) Nền gia cố lớp Top – Base e) Nền gia cố lớp Top – Base Kết thí nghiệm...NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG Hình Thi cơng móng Top – base Q trình thi cơng móng Top – Base tồn hai phương pháp thi công theo công nghệ Nhật Bản Hàn Quốc Công nghệ Nhật Bản: Top – block đúc sẵn