Nghiên cứu đề xuất các biện pháp xử lý sự cố tường vây trong quá trình thi công

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN VĂN HƯNG NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ SỰ CỐ TƯỜNG VÂY TRONG QUÁ TRÌNH THI CƠNG Chun ngành: Kỹ tḥt xây dựng cơng trình DD & CN Mã số : 60.58.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2015 Công trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: TS LÊ KHÁNH TOÀN Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Xuân Toản Phản biện 2: TS Đặng Công Thuật Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Ngành Kỹ thuật xây dựng cơng trình DD & CN họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 26 tháng 12 năm 2015 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hiện nay, kinh tế ngày phát triển mạnh, tốc độ đô thị hóa tăng nhanh, dân số ngày đơng dẫn đến nhu cầu nhà ở, trụ sở làm việc với gia tăng phương tiện giao thông, địi hỏi tịa nhà lớn phải có nơi đậu đỗ cất giữ xe Vì xây dựng nhà cao tầng có tầng hầm giải pháp hữu cho tốn cất giữ phương tiện giao thơng Bên cạnh đó, tầng hầm đóng vai trị quan trọng đảm bảo ởn định cho cơng trình, giải pháp kết cấu quan trọng cho nhà cao tầng Công nghệ thi công tường tường Barrette (tường vây) ứng dụng Việt Nam từ năm 95 kỷ 20 Tuy thi cơng tường vây khơng cịn điều mẻ kỹ sư Việt Nam, thực tế tồn nhiều cố q trình thi cơng, gây hư hỏng tường vây, cố nứt, thấm, phình, biến dạng, bục thủng, gây nguy hại đến kết cấu, an tồn cơng trình,làm tăng giá thành cơng trình Bên cạnh đó, cố tường vây nguyên nhân trực tiếp gián tiếp gây khơng thiệt hại cho cơng trình lân cận, gây xúc dư luận xã hội, khiến người dân hoang mang, lo lắng Việc tìm hiểu cố gây hư hỏng tường vây, phân tích nguyên nhân đề xuất giải pháp quản lý chất lượng, phịng ngừa khắc phục cố thi cơng tường vây nghiên cứu có tính cấp thiết, nhằm đáp ứng tốt thực tế thi công xây dựng công trình Đây lý tác giả chọn đề tài nghiên cứu “Nghiên cứu đề xuất biện pháp xử lý cố tường vây trình thi công” 2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài - Thống kê dạng khuyết tật, cố thường gặp thi công tường vây Việt Nam; - Phân tích nguyên nhân gây khuyết tật, cố; Đề xuất giải pháp để ngăn ngừa xử lý cố tường vây trình thi công Đối tượng, phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu:Nghiên cứu cố tường vây thi công hố đào sâu, thi cơng cơng trình ngầm Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tường vây tầng hầm nhà cao tầng, giới hạn khuyết tật, tượng bục thủng sập tường vây thi công Đề xuất giải pháp kỹ thuật tổ chức nhằm ngăn ngừa xử lý hiệu cố tường vây thi công Phương pháp nghiên cứu - Khảo sát, thống kê, phân tích nguyên nhân cố thi công tường vây; - Đề xuất biện pháp, minh họa thực tế, tổng hợp thành quy trình tởng qt Cấu trúc luận văn Đề tài gồm chương Chương Tổng quan thiết kế thi cơng tường vây Chương Phân tích nguyên nhân gây cố tường vây thi công Chương Nghiên cứu đề xuất biện pháp ngăn ngừa xử lí cố tường vây thi công Kết luận kiến nghị CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TƯỜNG BARRETTE 1.1 GIỚI THIỆU VỀ TƯỜNG BARRETTE (TƯỜNG VÂY) Tường Barrette loại tường đất, tạo nên cọc Barrette bằng bê tông cốt thép đổ chỗ, nối liền theo cạnh ngắn tiết diện để tạo thành tường đất Tùy theo đặc điểm tính chất cơng trình mà thiết kế kích thước tường Barrette khác nhau, thường có chiều rộng từ 0,6 đến 1,5 m, dài từ 2,8 đến 7m, sâu từ 18 đến 22m sâu phụ thuộc vào địa chất cơng trình 1.2 SỰ LỰA CHỌN TƯỜNG VÂY CHO CÁC CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG NHÀ CAO TẦNG Trong xu phát triển, tốc độ thị hóa tăng nhanh, nhu cầu khơng gian sinh hoạt làm việc ngày tăng cao kéo theo loạt hoạt động dịch vụ làm cho diện tích xây dựng trở nên hạn hẹp Vì vậy, việc phát triển khơng gian xây dựng theo chiều cao chiều sâu xu hướng tất yếu xây dựng thị nước nói riêng giới nói chung Việc tăng thêm phần ngầm đáp ứng nhu cầu thêm diện tích sử dụng cho phần kỹ thuật, đồng thời chôn sâu phần móng tạo ởn định cơng trình Tuy nhiên, việc phát triển xây dựng theo chiều sâu nảy sinh nhiều yếu tố không thuận lợi q trình thi cơng đào đất: - Biện pháp bảo vệ thành hố đào sâu khó khăn tốn Trong q trình thi cơng đào đất, khơng đảm bảo an toàn chống giữ thành hố đào gây ảnh hưởng tới cơng trình lân cận - Thi cơng phần ngầm gặp khó khăn, đặc biệt cơng trình xây chen thị Kết hợp sử dụng tường tầng hầm cơng trình (tường Barrette) làm tường chống đỡ, bảo vệ thành hố đào giai đoạn thi công đào đất giải pháp hữu hiệu, tháo gỡ khó khăn xây dựng tầng hầm cơng trình 1.3 TÌNH HÌNH XÂY DỰNG TƯỜNG VÂY TẦNG HẦM Ở THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM 1.3.1 Sử dụng tường Barrette giới Trên giới, hầu hết cơng trình nhà cao tầng xây dựng với tầng hầm phục vụ cho nhu cầu sử dụng Ở Châu Âu kỹ thuật xây dựng tiên tiến nhu cầu sử dụng cao, nên nhà cao tầng có tầng hầm, chí siêu thị có chiều cao thấp có tới 2-3 tầng hầm Ở Châu Á số nước có kinh tế phát triển Hồng Kông, Đài Loan, Trung Quốc, Hàn Quốc, số lượng nhà cao tầng có tầng hầm chiếm tỉ lệ cao Hầu hết cơng trình có tầng hầm sử dụng kết cấu tường Barrette đóng vai trị vừa kết cấu chắn đất q trình thi cơng phần ngầm, vừa kết cấu chịu lực quan trọng cơng trình xây dựng 1.3.2 Sử dụng tường Barrette Việt Nam Ở Việt Nam, trước 1990, nhu cầu xây dựng cơng trình có tầng hầm lớn, cơng nghệ thi cơng Việt Nam vào thời điểm chưa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật phức tạp thi cơng, nên số lượng cơng trình có tầng hầm sử dụng tường Barrette chưa có 1.4 KINH NGHIỆM THI CÔNG TƯỜNG VÂY Ở VIỆT NAM Công nghệ thi công tường đất ứng dụng Việt Nam từ thập niên 90 kỷ 20 Cơng trình SaiGon Centre (3 tầng hầm) Công Ty Bachy Soletanchethực đầu tiênvào năm 1994 Sau nhà cao tầng Harbour View (2 tầng hầm), San Woan (2 tầng hầm), Vietcombank Hà Nội (2 tầng hầm), Số Láng Hạ (2 tầng hầm) Trong năm gần đây, tốc độ thị hóa nước ta ngày nhanh Đặc biệt từ năn 2000 đến 2010, nhiều nhà cao tầng có tầng hầm xây dựng rầm rộ đô thị lớn Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh, Đà nẵng số thành phố lớn khác Hiện nhiều Công ty Việt Nam làm chủ công nghệ thi công tường đất có nhiều sáng tạo thi công phù hợp với điều kiện Việt Nam.Tường Barrette đánh giá giải pháp hữu hiệu, an toàn hiệu loại tường chắn Tuy nhiên, khơng cơng trình gặp phải cố, sai phạm đáng tiếc q trình thi cơng nhiều nguyên nhân khác nhau, cần phải rút kinh nghiệm để chuẩn hóa cơng tác thiết kế biện pháp thi cơng tường Barrette 1.5 TỔNG QUAN VỀ THI CƠNG TƯỜNG BARRETTE 1.5.1 Các phương pháp giữ ổn định tường vây thi công đào đất a Giữ ổn định phương pháp thi công Top-down b Giữ ổn định Hệ dàn thép hình c Giữ ổn định phương pháp neo đất 1.5.2 Quy trình thi cơng tường Barrette  Thi cơng tường dẫn:  Trình tự bước thi công tường Barrette: Thứ tự đào hố cho panel: Đào phần hố móng; Đào phần hố móng bên cạnh; Đào phần cịn lại để hồn thiện hố đào; Đặt ván khn hai đầu có gắn gioăng chống thấm, hạ lồng cốt thép; Đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng; Đổ bê tông xong; Đào hố cách panel thứ khoảng đất; Đào hoàn chỉnh hố cho panel thứ hai; Tháo gá lắp gioăng; 10 Đặt gioăng chống thấm, hạ lồng cốt thép cho panel thứ hai; 11 Đổ bê tông cho panel thứ hai; 12 Đổ xong bê tông cho panel thứ hai, đào hố cho panel thứ ba KẾT LUẬN CHƯƠNG Sử dụng tường Barrette thi công chắn giữ hố đào sâu áp dụng thực tế đem lại hiệu chắn giữ cao Công nghệ thi công tường Barrette phát triển mạnh Việt Nam vài chục năm trở lại đây, đặc biệt năm đầu kỷ 21 Về bản, kỹ sư Việt Nam làm chủ cơng nghệ thi cơng, máy móc thiết bị thi cơng đại nhập chế tạo nước đáp ứng tốt địi hỏi cao q trình thi cơng CHƯƠNG PHÂN TÍCH CÁC NGUN NHÂN GÂY SỰ CỐ TƯỜNG VÂY TRONG THI CÔNG Trong chương này, thông qua việc nghiên cứu cố trình thi cơng hố đào sâu từ cơng trình cụ thể Việt Nam, phân tích chuyên sâu nguyên nhân xảy cố tổng hợp thành nhóm ngun nhân 2.1 MỘT SỐ SỰ CỐ TRONG THI CƠNG TƯỜNG VÂY 2.1.1 Cao ớc Sài Gịn M&C 2.1.2 Cơng trình Cao ớc Pacific 2.1.3 Dự án Lim Tower 2.1.4 Dự án Văn phòng đại diện Vietinbank Đà Nẵng 2.1.5 Cơng trình Văn phịng thương mại No VP2, khu dịch vụ tổng hợp nhà ở- Hồ Linh Đàm, phường Hoàng Liệt, quận Hoàng Mai, Hà Nội 2.2 TỔNG HỢP VÀ PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN GÂY RA SỰ CỐ TƯỜNG VÂY TRONG THI CÔNG NGUYÊN NHÂN SỰ CỐ QUẢN LÝ CỦA CĐT Cao ớc Sài Gịn M&C Bục thủng tường vây vị trí khe hở hai thời điểm thi công CĐT tự điều chỉnh từ tầng hầm thành tầng hầm Thiết kế điều chỉnh chiều dài tường mà không xử lý khe hở hai thời điểm thi công Khi cơng trình có dấu hiệu lún nứt cơng trình lân cận, tiếp tục triển khai thi công Chưa làm vao trò tư vấn việc kiểm sốt chất lượng kiểm sốt rủi ro cơng trình Bục thủng tường vây vị trí tiếp giáp Cơng trình tường Cao ớc Tường vây bị Pacific thủng, nứt nhiều chỗ, chân tường bị nghiêng lệch CĐT tự điều chỉnh từ tầng hầm thành tầng hầm Không rõ chiều sâu đặt roăng cách nước Đã tự ý thay đổi chiều dài tường Thiết kế văng chống không làm tường bị nứt, chân tường bị nghiêng lệch Chưa làm vai trị tư vấn việc kiểm sốt chất lượng kiểm sốt rủi ro cơng trình TÊN CƠNG TRÌNH K SÁT, THIẾT KẾ THI CÔNG GS THI CÔNG NGUYÊN NHÂN KHÁC DẠNG SỰ CỐ STT Việc xác định tính đồng bằng phương pháp xung siêu âm tường TCVN 9396:2012 kiểm tra phần bố trí ống siêu âm Phần tiếp giáp tường không kiểm tra đánh giá chất lượng bê tông NGUYÊN NHÂN SỰ CỐ STT DẠNG SỰ CỐ QUẢN LÝ CỦA CĐT K SÁT, THIẾT KẾ Bục thủng tường vây vị trí tiếp giáp Dự án Lim tường Tower Dự án VPĐD Vietinbank Đà Nẵng Bục thủng tường vây vị trí tiếp giáp tường Lựa chọn đơn vị thi công không đủ lực Thiết kế văng chống bỏ qua áp lực nước ngầm THI CÔNG GS THI CÔNG NGUYÊN NHÂN KHÁC Tường vây bị khuyết tật lớn Khi đào đất lộ đơn vị thi công bỏ qua, không xử lý mà tiếp tục đào đất Chưa làm vai trò tư vấn việc kiểm soát chất lượng kiểm soát rủi ro cơng trình Việc xác định tính đồng bằng phương pháp xung siêu âm tường TCVN 9396:2012 kiểm tra phần bố trí ống siêu âm Phần tiếp giáp tường không kiểm tra đánh giá chất lượng bê tông Đã tự ý thay đởi chiều dài tường Khơng có đủ kinh nghiệm để xử lý Chưa làm vao trò tư vấn việc kiểm soát chất lượng kiểm sốt rủi ro cơng trình Việc xác định tính đồng bằng phương pháp xung siêu âm tường TCVN 9396:2012 kiểm tra phần bố trí ống siêu âm Phần tiếp giáp tường không kiểm tra đánh giá chất lượng bê tơng TÊN CƠNG TRÌNH 10 họ thường liên kết với cá nhân có đủ điều kiện lực thơng qua hợp đồng khốn cộng tác viên, nên cá nhân có đủ điều kiện lực thường nhân viên nhiều cơng ty Do đó, họ khơng có đủ thời gian để chủ trì cơng việc theo quy định pháp luật Thông thường cơng việc tính tốn thiết kế người khác có hạng thấp thực Những cá nhân có đủ điều kiện lực kiểm tra qua loa ký vào hồ sơ kết thúc hợp đồng Từ lý dẫn đến cơng trình có nhiều sai sót chun mơn nghiệp vụ 3.1.2 Giải pháp ngăn ngừa xử lý sai sót lập xét duyệt biện pháp tổ chức thi công Các giải pháp đảm bảo chất lượng quan trọng cần quam tâm gồm:  Biện pháp đảm bảo chất lượng thi công tường vây  Thiết lập hệ thống quan trắc  Thiết kế hệ chống đỡ tường vây cho giai đoạn thi công  Đánh giá nguy hư hỏng cơng trình lân cận, đề xuất biện pháp khảo sát, gia cố  Các giải pháp xử lý tình xảy cố 3.1.3 Các biện pháp quản lý chất lượng tường vây thi cơng a Kích thước hợp lý tường Barrette Về lý thuyết độ dài tường dài tốt, giảm mối nối tường, từ nâng cao khả chống thấm tính hồn chỉnh tường Trên thực tế độ dài đoạn hào lại chịu hạn chế nhiều nhân tố sau:  Điều kiện địa chất  Tải trọng mặt đất  Khả cẩu cần trục để cẩu lồng thép 11  Khả cung cấp bê tông đơn vị thời gian b Quản lý trình tạo lỗ tường vây Việc quản lý trình tạo lỗ tường vây nhằm mục đính giữ cho thành hố đào thẳng đứng không bị sạt lở  Phải kiểm tra thiết bị đào trước đào  Quản lý cao độ dung dịch betonite đo đạc  Quản lý việc sử dụng dung dịch giữ vách hố đào tường vây Từ kết phân tích cho thấy: Trên địa chất nhau, hố đào tường Barrette có hệ sớ an tồn thấp hớ khoan cọc khoan nhồi Có nghĩa hố đào tường Barrette dễ bị sập thành vách hố đào cọc khoan nhồi Nhằm hạn chế sạt lở thành hố đào tường Barrette, xin đề xuất: - Chiều dài đốt tường vây phải được tính tốn cụ thể sở điều kiện địa chất lực thi công Không được tự ý thay đổi chiều dài đớt tường vây, tăng chiều dài đốt tường vây đồng nghĩa với giảm hiệu ứng vịm đất, làm cho hớ đào dễ bị sạt lở; - Phải thường xuyên kiểm tra cao độ mực nước ngầm; Mùn đào dung dịch sét thải phải được tập kết vận chuyển ngay, tránh xả bừa bãi cơng trình nước mùn đào dung dịch sét ngấm xuống đất, làm cho mực nước ngầm dâng cao, dẫn đến áp lực đất tăng; - Tăng áp lực dung dịch sét cách tăng cao độ dung dịch sét hố đào sử dụng dung dịch sét có có tỉ lệ thỏa đáng để tăng tỉ trọng tăng độ nhớt dung dịch sét c Quản lý chất lượng bê tơng q trình đổ bê tông - Đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng bê tơng cho mẻ đổ phải trì thời gian ninh kết lớn thời gian đổ bê 12 tơng tường - Tính tốn thể tích bê tơng cho mẻ đở đầu tiên: Để đảm bảo dung dịch sét không bị đẩy ngược vào ống đở hồn thành mẻ đở bê tơng thể tích mẻ đở bê tơng phải đủ lớn để thiết lập điểm cân bằng thủy tĩnh (hình 3.1) Hình 3.1 Minh họa chiều cao bê tông H ứng với mẻ đổ tại điểm cân thủy tĩnh [11] Bê tơng ống đở ln có khuynh hướng điều chỉnh để đến điểm cân bằng thủy tĩnh Điểm cân bằng thủy tĩnh tính theo cơng thức [11]: 𝐻=  𝑊𝑐 ∗ ℎ + 𝑊𝑤 ∗ 𝐷 𝑊𝑐 ℎ= 𝐻∗𝑊𝑐 − 𝑊𝑤 ∗𝐷 𝑊𝑐 Thể tích bê tơng cho mẻ đở đầu tiên: V = S1 * h + S2 * D Trong đó: H – Chiều cao từ đáy hố đào đến điểm cân bằng thủy tĩnh h - Chiều sâu ống đổ ngập bê tông D - Chiều cao từ mặt khối bê tông đến điểm cân 13 bằng thủy tĩnh Wc, Ww – Khối lượng riêng bê tông nước S1, S2 – Diện tích mặt cắt ngang hố đào thành ống đổ Như vậy, sau đổ mẻ bê tông mà chiều sâu ống đổ ngập bê tơng