Các sự cố thường gặp trong thi công tường trong đất (diaphragm wall) và cọc (barrette)

Nội dung bài viết trình bày về các sự cố thường gặp trong quá trình thi công tại dự án hầm vượt sông Sài Gòn (hầm Thủ Thiêm) về công tác đào, làm sạch hố đào bằng phương pháp lọc cát, gia công và lắp đặt lồng thép, đổ bê tông, kiểm tra chất lượng và đánh giá, thống kê các sự cố và biện pháp khắc phục.

SỐ ĐẶC BIỆT CHÀO MỪNG TEDI ĐÓN NHẬN DANH HIỆU ANH HÙNG LAO ĐỘNG TRAO ĐỔI KINH NGHIỆM CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP TRONG THI CÔNG TƯỜNG TRONG ĐẤT (Diaphragm Wall) VÀ CỌC (Barrette) KS NGUYỄN HỮU HỊA Cơng ty CP Tư vấn thiết kế Giao thông vận tải GIỚI THIỆU CHUNG Tường đất (Diaphragm Wall) cọc Barrette kết cấu chịu lực BTCT đổ chổ thường sử dụng giải pháp móng cho tổ hợp nhà cao tầng, ga tàu điện ngầm, hầm giao thông đường bộ, đường sắt Đơ thị đại Nó có nhiều ưu điểm hẵn cọc khoan nhồi khả chịu lực, sức mang tải lớn, khả liên kết với kết cấu khác để xây dựng cơng trình ngầm tầng hầm, bãi đổ xe ngầm, đoạn đường hầm đô thị thi công phương pháp đào lấp (Cut and Cover), có tiết diện mặt cắt ngang hình chử nhật, I , L Tuy nhiên đòi hỏi có thiết bị thi cơng chun dùng giá thành tương đối đắt nên chưa sử dụng rộng rãi vào kết cấu móng cơng trình cầu, đường thơng thường Cọc Barrette thực chất cọc khoan nhồi có tiết diện hình chử nhật hình chử nhật khuyết Từ phương pháp thi cơng cọc khoan nhồi (cọc tròn) cọc Barretle (cọc chữ nhật) nhà cao tầng nhiều phải xây dựng tầng hầm Việc kết hợp cọc chịu lực tường tầng hầm dẫn đến ý tưởng làm móng tường đất, trường hợp tường đất thiết kế tính tốn loại móng sâu Tường đất hữu ích cho việc thi công hố đào sâu, giếng đứng bảo đảm ổn định cho cơng trình lân cận thi công chen thành phố, xen kẽ với cơng trình khai thác Ở Việt Nam kết cấu sử dụng ngành Xây dựng cao ốc Hà Nội, Đà nẵng, Nha trang thành phố Hồ chí Minh Trong tương lai kết cấu thiết kế cho nhà ga, trạm sữa chửa tuyến tàu điện ngầm, đường sắt cao Thành phố HCM Hà Nội Đặc biệt cơng trình Hầm vượt sơng Sài gòn kết cấu dùng cho tồn phần hầm đào lấp ( Cut and cover) hai phía TP Hồ Chí Minh Thủ thiêm Bao gồm 84 cọc Barrette ( Từ BA01BA84) 320 panel (P1- P320) tạo thành 02 dãi tường đất, có tác dụng tạo thành hệ thống khung vây tạm thi cơng tường hầm vĩnh cửu cho tồn phần hầm dẫn cạn HầmThủ Thiêm ) với tiêu kỹ thuật chủ yếu sau: Phía TP Hồ Chí Minh Lý trình : K13+490 - Km 13+939.2 Cọc Barrette: S=5mx0.8m; cao độ mũi cọc -33,8m Khối lượng thép: (D= 10- 43mm) Khối lượng Bê tông M300 48 cọc Phía Thủ Thiêm Lý trình : K14+329.9 - Km 14+750 36 cọc 316 3.829 m3 237 3.575 m3 2- Cọc Diaphragm a-Kích thước hình học + S=6,2m x1,0 m; Cao độ mũi cọc -27,2 m + S=6,2m x 1,2m; Cao độ mũi cọc -33,8 m b- Khối lượng thép:: (D= 10- 43mm) c- Khối lượng Bê tông M300 d- Joăng cao su ( Rộng 250mm, dày 15 mm) cho kết cấu ngăn nước (Water stop) 163 cọc 3.813 39.039 m3 165 ( dài 12m) 34 cọc 123 cọc 3.528 33.116 m3 165 ( dài 12m) Thông số kỹ thuật cọc 1abc- 90 Th«ng tin Quý 1.2014 TRAO ĐỔI KINH NGHIỆM Do phạm vi viết có giới hạn, nên phần giới thiệu chủ yếu cố thường gặp qua q trình thi cơng Hệ thống hầm dẫn hai bờ Hầm Thủ thiêm Các cố khắc phục cách triệt để giải pháp kỹ thuật tối ưu, đảm bảo chất lượng Hội đồng nghiệm thu cấp Nhà nước chấp thuận Đây học kinh nghiệm quý báu để Kỹ sư tư vấn giám sát lưu ý Tư vấn cho Nhà thầu thi công cơng trình gặp phải cố tương tự CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP TRONG Q TRÌNH THI CƠNG TẠI DỰ ÁN HẦM VƯỢT SƠNG SÀI GỊN ( Hầm Thủ Thiêm) 2.1 Cơng tác đào: + Định vị trước đào (Thông thường vị trí, số hiệu Panel cọc Barrette xác định tọa độ(X,Y,Z) đánh dấu tường dẫn hướng (Guider Wall) Được Kỹ sư trắc địa TVGS kiểm tra nghiệm thu trước đào (Sự cố số 03 - Thủ thiêm Bảng thống kê) + Kiểm tra độ lệch tim đào : Bằng phương pháp dây dọi thiết bị đại gắn máy đào ( Sự cố số 01 - TP- HCM - Bảng thống kê) + Xử lý chướng ngại vật đào: Dùng đầu đập chuyên dùng hình chử thập chử để phá chướng ngại vật gặp phải ( 04 Panel gần móng cầu Mống tại) + Ổn định hố đào dung dịch bentonite; Cần lưu ý thí nghiệm kiểm tra Bentonite theo tiêu sau: Một số thiết bị đào Máy đào thủy lực Máy đào học Quý 1.2014 Máy đào Th«ng tin 91 SỐ ĐẶC BIỆT CHÀO MỪNG TEDI ĐÓN NHẬN DANH HIỆU ANH HÙNG LAO ĐỘNG 2.2 Làm hố đào phương pháp lọc cát: Bể lọc cát Bơm tuần hoàn luân chuyển Bentonite Hệ thống lọc cát + Thổi rửa hố đào phương pháp bơm luân chuyển bentonite (Hình minh họa) + Kiểm tra độ hố đào cách lấy mẫu bentonite với thiết bị chuyên dùng thí nghiệm trường, + Đặt khối (CWS) roăng chắn nước ( Hình minh họa) Gia công lồng thép đo chiều sâu sau lần đổ (sau 02 xe) + Kiểm tra thiết bị đổ (xe chở bê tơng có trống quay, máy bơm bê tơng, kể số lượng máy xe dự phòng theo biện pháp thi công duyệt); thiết bị dụng cụ lấy mẫu, nhiệt kế, khn mẫu để thí nghiệm 03 tiêu: Nhiệt độ, độ sụt, lấy mẫu nén) Cẩu lắp lồng thép Lắp ống tremie Lắp đặt gioăng cách nước ván khuôn chuyên dùng (CWS) 2.3 Gia công Lắp đặt lồng thép: + Kiểm tra, nghiệm thu đầy đủ theo vẽ thi công lồng thép lắp đặt + Kiểm tra thiết bị cẩu lắp, an tồn (Mỗi lồng thép/ cọc có trọng lượng từ 15 - 39 tấn) + Kiểm tra trình lắp lồng thép; đặc biết nối lồng thép với Thông thường Panel Cọc Barrette có từ 2- lồng thép nối với 92 Th«ng tin Nối lồng thép 2.4 Đổ bê tơng: + Kiểm tra ống đổ ( tremie), chiều dài đốt, đoạn nối, chất lượng ống (Không bị méo, thủng ) + Lắp đặt ống đổ bê tông đổ bê tông theo phương pháp rút ống (Đổ lúc 02 ống) + Kiểm tra Phểu đổ bê tông (ảnh minh họa), Dụng cụ Quý 1.2014 Chuẩn bị đổ bê tơng Một Panel hồn thiện TRAO ĐỔI KINH NGHIỆM + Kiểm tra q trình đổ bê tơng theo dõi khối lượng với chiều cao hố đào để phát có sụt trượt vách hố đào + Kết thúc trình đổ (Đối chiếu khối lượng so với thiết kế, lập biên nghiệm thu, ngày kết thúc, khối lượng) Lưu ý q trình đổ bê tơng không để thời gian giản cách xe đổ liên tiếp lâu > 02 h) 2.5 Kiểm tra chất lượng đánh giá: + Sau kết thúc q trình đổ bê tơng kết thí nghiệm nén mẫu ngày tuổi để đánh giá cường độ cọc đồng thời làm tốn cho Nhà thầu + Nếu có cố q trình thi cơng, Nhà thầu phải có báo cáo biện pháp khắc phục + Kết hợp với thí nghiệm khác kết siêu âm cọc (Theo tỷ lệ lựa chọn) + Giai đoạn sau đào hầm dẫn đối chiếu với chứng nghiệm thu để đánh giá lại chất lượng thi cơng hồn thiện + Nhìn chung chất lượng thi cơng cơng trình đảm bảo, cố chiếm tỷ lệ thấp so với khối lượng thực hiện, chất lượng đạt yêu cầu theo thiết kế + Sự cố gặp tất cơng đoạn thi công (Từ định vị, đào, lọc cát, lắp đặt lồng thép, lắp đặt ống đổ bê tông, đổ bê tơng hồn thiện) Sạt vách hố đào gây lún xung quanh Thiếu chiều dày bê tông bảo vệ cốt thép 2.6 Thống kê cố biện pháp khắc phục a) Phía TP Hồ Chí Minh TT Thời gian Vị trí 08-062006 P285 25-5-2006 BA48 26-5-2006 BA45 24-6-2006 P217 16-8-2006 P235 Mô tả cố Biện pháp khắc phục Dunng sai hố đào lớp bê tông bảo vệ cốt thép không thỏa mãn Chỉ dẫn kỹ thuật Trong đào quan sát thấy tượng lún máy đào Phải khắc phục cách phun thêm lớp bê tông bảo vệ sau đào hầm dẫn Ngừng đào lấp lại hố đá dăm Đóng cọc H quanh hố đào, sát tường dẫn hướng đến chiều sâu 16-20m Thi công tiếp tục khơng có tượng lún xảy Ngừng đào lấp lại hố đá dăm Đóng cọc H quanh hố đào, sát tường dẫn hướng đến chiều sâu 16-20m Thi cơng tiếp tục khơng có tượng lún xảy Trong lọc cát quan sát thấy tượng hố đào tường dẫn bị lún đất khu vực xung quanh Đổ 342 m3 bê tông so với khối lượng thiết kế 280m3 Khi kiểm tra hố đào băng thí nghiệm Koden trước lắp lồng thép khơng có vấn đề giì xảy Lớp đất yếu bị dịch chuyển đào ổn định Phát hố đào bị sạt lở lắp ống tremie Lồng thép bị biến dạng Khối lượng bê tông tăng sạt lở vách, Trong đào hầm đào lấp, loại bỏ phần Bê tông dư để đảm bảo kích thước hình học Panel Thực đào lại lắp lại lồng thép Trong đào hầm đào lấp, loại bỏ phần Bê tông dư để đảm bảo kích thước hình học Panel Q 1.2014 Th«ng tin 93 SỐ ĐẶC BIỆT CHÀO MỪNG TEDI ĐÓN NHẬN DANH HIỆU ANH HÙNG LAO ĐỘNG b) Phía Thủ Thiêm TT 94 Thời gian 13-012006 12-022006 Từ 07/3/2016 đến 23/3/2016 16-4-2006 22-4-2006 22-5-2006 Th«ng tin Vị trí P298 BA60 P135P143 ( 09 Panel liên tiếp) P170 P99 P84 Mô tả cố Biện pháp khắc phục Sạt toàn vách Hố đào sau làm chuẩn bị lắp lồng thép Xuất toàn vùng sụt lún xung quanh Panel Đây khu vực móng tháp thơng giáo phía Thủ Thiêm Lấp lại toàn hố đào băng đá dăm cấp phối Chờ thời gian để đất đá ổn định Chia nhỏ Panel P298 thành 02 Panel P298a P298b Gia công lại lông thép cho phù hợp kích thước Panel Thi cơng bình thường Panel khác Theo kết thí nghiệm giai đoạn thi công tạm, cọc đủ sức để chịu tải Đối với kết cấu vĩnh cửu tăng cường thêm 04 cọc khoan nhồi D100 cm đối xứng với cọc Barrette để tăng sức chịu tải Cổt thép chủ theo phương thẳng đứng khơng thay đổi Vị trí nối cốt thép theo thiết kế đỉnh đáy thay đổi cho phù hợp Việc nối thép sử dụng công nghệ Tạo lỗ khoan đủ chiếu dài dùng keo đặc biệt để liên kết thép với Bê tông Bản đáy sử dụng mối nối học cũ phải tăng chiều dày đáy 0,6m so với thiết kế Trong thi công đào hầm đào lấp nhà thầu phải thi công tường ngăn tạm để ngăn nước Không tốn phần Bê tơng tường đất thi công thiếu Trong đổ bê tông, vách hố đào bị sạt lở, đất đá trộn lẫn bê tông với chiều cao gần 7m Nhà thầu khoan lõi để thí nghiệm kiểm tra chất lượng; Đã tiến hành kiểm tra thí nghiệm PDA Thi cơng sai vị trí theo trắc dọc 6,2m so với vị trí thiết kế Vị trí mối nối học để chờ panel bị sai lệch tịnh tiến có dốc dọc 4% Nguyên nhân: Do nhầm lẫn số thứ tự Panel vẽ thực địa Chiều cao Panel không đủ, thiếu 1,5 m so với thiết kế tính từ đỉnh Nguyên nhân : Trạm trộn bị cố đổ bê tông khắc phục tiếng đồng hồ Tư vấn đề nghị tạm dừng thi công Sạt vách đào ổn định Chỉ phát đổ bê tông gần giai đoạn kết thúc Khối lượng bê tơng tăng đột biến Tìm thấy lổ thủng ống Tream đổ bê tông Bentenite chảy vào ống trộn lẫn với bê tông qua lỗ Tiếp tục đổ bê tơng 01 ống Tremie lại Quý 1.2014 Kiểm tra tình trạng Panel đào hầm đào lấp Đục phá phần Bê tông dơi để đảm bảo kích thước hình học tường bên hầm Kiểm tra tình trạng hố đào xung quanh đào thí nghiệm Koden Ngưng tốn chất lượng chứng minh Kiểm tra chất lượng bê tông tường đất đào hầm đào lấp Ngưng toán chất lượng chứng minh Chất lượng bê tông phải xem xét khoan lõi TRAO ĐỔI KINH NGHIỆM KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua q trình thi cơng với khối lượng lớn loại kết cấu móng cơng trình mới, lần đầu ứng dụng Dự án Xây dựng Đại lộ Đơng Tây TPHồ Chí Minh Đội ngũ kỹ sư Tư vấn TEDI liên danh với PCI Nhật Bản đảm nhận vai trò giám sát suốt thời gian 02 năm (2005-2006) Nhiều học kinh nghiệm, nhiều kiến thức chuyên ngành bổ ích, kể phương pháp làm việc tiếp cận với công nghệ, thiết bị, giải pháp kỹ thuật Hy vọng "một số cố thông thường" thi công qua việc trao đổi kinh nghiệm giúp ích nhiều cho kỹ sư tư vấn giám sát Dự án xây dựng tuyến đường sắt Đô thị Hà Nội TP HCM thời gian tới Hơn giải pháp kỹ thuật để kỹ sư cơng trình giao thông quan tâm, bổ sung vào kiến thức chuyên mơn Hệ thống Tường đất thi công xong, chuẩn bị thi công bước TÀI LIỆU THAM KHẢO Ảnh chụp tài liệu, hồ sơ thi cơng; Tác giả - Nhóm Hầm - Gói thầu số 02 - Liên danh PCI với TEDI ( Đơn vị Tư vấn giám sát) Báo cáo công tác kiểm tra chất lượng thi công tường đất cọc barrette Thư số PK2/PMU/L6073 Ngày 15/9/2006 Liên danh PCI với TEDI ( Đơn vị Tư vấn giám sát) Quý 1.2014 Th«ng tin 95 ... Nhà thầu thi cơng cơng trình gặp phải cố tương tự CÁC SỰ CỐ THƯỜNG GẶP TRONG Q TRÌNH THI CƠNG TẠI DỰ ÁN HẦM VƯỢT SƠNG SÀI GỊN ( Hầm Thủ Thi m) 2.1 Công tác đào: + Định vị trước đào (Thơng thường. .. lượng thi cơng hồn thi n + Nhìn chung chất lượng thi cơng cơng trình đảm bảo, cố chiếm tỷ lệ thấp so với khối lượng thực hiện, chất lượng đạt yêu cầu theo thi t kế + Sự cố gặp tất công đoạn thi công. .. công đào hầm đào lấp nhà thầu phải thi công tường ngăn tạm để ngăn nước Khơng tốn phần Bê tơng tường đất thi công thi u Trong đổ bê tông, vách hố đào bị sạt lở, đất đá trộn lẫn bê tông với chiều