Công nghệ thi công Top-down

Công nghệ thi công Top-down

Lời nói đầu -*** -

Kể từ khi đất nước ta chuyển sang cơ chế thị trường cùng với chính sách mở cửa làm cho nền kinh tế nước ta khởi sắc nhanh chóng và đã đạt được những thành tựu rất to lớn, đời sống của người dân đã được cải thiện và nâng lên đáng kể, bộ mặt đất nước đã thay đổi từng ngày Hoà theo nhịp tiến chung của xã hội thì ngành Xây dựng cơ bản cũng bước những bước tiến dài so với thời kỳ bao cấp Ngày nay chúng ta đã có khả năng thiết kế và thi công các nhà cao tầng, các cây cầu hiện đại Đội ngũ những người làm kỹ thuật của chúng ta được trang bị đầy đủ kiến thức và có đủ kinh nghiệm để đảm đương những công trình lớn phức tạp Khắp mọi miền đất nước đã xuất hiện nhiều toà nhà cao tầng, kiến trúc hiện đại được xây dựng bằng kỹ thuật xây dựng tiên tiến nhất Nhiều toà nhà cao tầng được thiết kế từ 2 >4 tầng hầm nhằm giải quyết những yêu cầu thực tế do chúng đặt ra Số nhà cao tầng có tầng hầm đã được xây dựng ở Việt Nam tuy chưa nhiều nhưng nó cũng đánh dấu một bước phát triển của công nghệ thi công tầng hầm ở Việt Nam Chúng ta ai cũng biết việc xây dựng các công trình ngầm nói chung là phức tạp vì nó phụ thuộc rất nhiều vào địa chất nơi công trình được xây dựng, phụ thuộc vào thiết bị, máy móc cũng như trình độ kỹ thuật, tay nghề của đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật Đối với chúng ta thì công nghệ thi công tầng hầm là khá mới mẻ, đặc biệt khi công nghệ đó là "Thi công từ trên xuống" Vấn đề này hiện nay được rất nhiều nhà thầu và các chuyên gia xây dựng quan tâm đặc biệt vì theo xu thế phát triển của đất nước thì số lượng nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam sẽ ngày một tăng nhanh, cũng như chiều sâu của tầng hầm sẽ khá lớn, đòi hỏi phải có được một quy trình công nghệ cho thi công tầng hầm Trong luận văn này, chúng tôi cũng mạnh dạn hệ thống lại các yêu cầu cần giải quyết trong quá trình thi công tầng hầm (theo phương pháp truyền thống cũng như theo phương pháp "Top-down"), có đề xuất một số giải pháp hệ chống đỡ tạm cho tầng hầm cũng như các mối nối trong hệ kết cấu của tầng hầm Các vấn đề chúng tôi nêu ra mới chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết mà chưa qua kiểm chứng thực nghiệm vì rằng có quá ít công trình dạng này được thi công tại Việt Nam Hy vọng rằng đây sẽ là bước mở đầu để tiến tới lập ra được một quy trình xây

dựng hay một chỉ dẫn kỹ thuật cho công tác thi công tầng hầm theo phương pháp "Top-down"

Vì trình độ có hạn và tài liệu rất ít ỏi nên chắc chắn rằng luận văn còn nhiều vấn đề chưa đề cập hoặc chưa được giải quyết thoả đáng Kính mong được sự quan tâm góp ý của các giáo sư tiến sỹ và các chuyên gia về lĩnh vực này

Trong quá trình làm luận văn chúng tôi được sự giúp đỡ góp ý rất quý báu của các cán bộ giảng dạy Bộ môn công nghệ và tổ chức xây dựng đặc biệt là thầy hướng dẫn Tiến sỹ Nguyễn Đình Thám Chúng tôi xin cám ơn các cán bộ giảng dạy trẻ trong Bộ môn đã nhiệt tình giúp đỡ chúng tôi hoàn thành luận văn đúng thời hạn

Hà Nội, ngày 20 tháng 5 năm 2002

chương I : tình hình xây dựng nhà có tầng hầm ở việt nam

1 Khái niệm về tầng hầm :

Trong các công trình xây dựng dân dụng nhà nhiều tầng trên thế giới, người ta quy định phần tầng nhà là từ cao trình mặt đất tự nhiên trở lên Nhà nhiều tầng có thể hiểu là từ 4 tầng trở lên, khi số tầng lên đến vài chục tầng thì người ta gọi đó là nhà cao tầng Khái niệm cao tầng hiện nay tạm định lượng như nhà cao dưới 9 tầng gọi là nhà thấp tầng Nhà từ 10 đến 24 tầng gọi là nhà cao trung bình Nhà có từ 25 tầng trở lên được gọi là nhà cao tầng

Trong khu nhà cao tầng bao gồm tầng trệt (Tầng 1) sàn của nó nằm ngang trên mặt đất, tiếp theo là các tầng 2,3,4 có độ cao sàn dương Còn những tầng tiếp theo ở thấp hơn so với mặt đất (nằm dưới tầng trệt) đều được gọi là tầng hầm

Tầng hầm có thể nửa nổi nửa chìm hoặc nằm hoàn toàn trong lòng đất Thường ở những toà nhà cao tầng thì tầng hầm gồm 2 tầng trở lên, tầng hầm trên cùng có thể là nửa nổi nửa chìm một khi ta muốn tận dụng sự thông gió, chiếu sáng tự nhiên, số lượng tầng hầm Số lượng tầng hầm cho nhà nhiều tầng chủ yếu phụ thuộc vào ý đồ sử dụng của chủ đầu tư, tuy nhiên nó cũng phụ thuộc vào chiều cao của công trình và nền đất dưới công trình cũng như kỹ thuật xây dựng tầng hầm hiện tại

2 Xu hướng phát triển nhà có tầng hầm :

Nhà có tầng hầm đã có từ lâu trên thế giới, nó trở thành phổ biến và gần như là một thông lệ khi xây dựng nhà nhiều tầng ở châu Âu do đặc điểm nền đất tương đối tốt, mực nước ngầm thấp, kỹ thuật xây dựng tiên tiến và cũng do nhu cầu sử dụng nên hầu như nhà nhiều tầng nào cũng có tầng hầm, thậm chí các siêu thị chỉ có 2-3 tầng nhưng có tới 2-3 tầng hầm Công nghệ này còn được dùng để thi công các ga ngầm dưới lòng đường, đường cao tốc ngầm ở Paris

Việc xây dựng tầng hầm trong nhà nhiều tầng là điều rất bình thường nó trở nên qua quen thuộc mỗi khi thiết kế và thi công vì nó giải quyết được các vấn đề phát sinh do nhà nhiều tầng đặt ra

ở châu á nói chung có nhiều số nhà nhiều tầng có tầng hầm chưa phải là nhiều, nhưng ở một số nước và vùng lãnh thổ như Hồng Kông, Đài Loan, Hàn Quốc thì số lượng nhà nhiều tầng có tầng hầm chiếm tỉ lệ khá cao, số lượng tầng hầm trong các nhà từ 1 đến 4 tầng hầm

ở Việt Nam ta, nhà nhiều tầng có tầng hầm cũng chỉ mới xuất hiện gần đây tại nhũng công trình liên doanh với nước ngoài hoặc các công trình vốn 100% vốn nước ngoài Ta có thể kể đến một số công trình có tầng hầm ở TP Hồ Chí Minh và thử đô Hà Nội, nhưng số tầng hầm mới ở mức từ 1 - 2 tầng hầm

Dưới đây là bảng thống kê ví dụ về nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam và thế giới :

1 2 3 4 5

Thư viện Anh Quốc Commerce Bank - Frankfruit

Central Plaza - Hồng Kông Chi Thong - Đài Loan Chung Wei - Đài Loan

7 56 75 14 20

4 3 3 3 4

23 12 16 13,6 14,7

6 7 8 9 10

Tai Pao - Đài Loan Chung Yian Sen Jue - Đài Loan Trung tâm sách - Hà Nội

Vietcombank - Hà Nội Sun way Hotel - Hà Nội

27 19 17 6 22 11

4 3 3 1 2 2

16,2 16,2 12,5 4,6 11,0 11,0 Qua bảng thí dụ trên ta thấy các công trình thường có thống kê từ 1 > 4 tầng hầm, chiều sâu hố đào từ 5m > 10m Tất nhiên trong tương lai sẽ có những nhà có tầng hầm sâu hơn hiện nay do nhu cầu và công nghệ xây dựng phát triển đủ để có thể thi công được và bảo đảm yêu cầu về chất lượng

Tầng hầm trong các nhà cao tầng sẽ là vấn đề quen thuộc trong ngành xây dựng trên thế giới kể cả các nước đang phát triển, nó sẽ rất phù hợp cho các thành phố tương lai được thiết kế hiện đại, đảm bảo được yêu cầu về môi sinh, môi trường và đáp ứng sở thích của con người như là nhà có vườn treo, thành phố thông thoáng 3 chiều hay những căn hộ được thiết kế theo dạng "biệt thự" trong các nhà nhiều tầng Ta có thể nói rằng tầng hầm trong nhà nhiều tầng là một nhu cầu khách quan vì nó có những ưu việt ta phải tận dụng

3 Sự cần thiết của tầng hầm trong nhà nhiều tầng :

a Do nhu cầu sử dụng :

Ngay từ lâu ở các nước công nghiệp phát triển, nhu cầu về nhà cửa tăng nhanh, các phương tiện giao thông cũng tăng đáng kể cộng với mức sống khá cao đã kéo theo một loạt các hoạn động dịch vụ, trong khi đó diện tích để xây dựng lại hạn hẹp vì thế việc ra đời của nhà nhiều tầng là hiển nhiên Một khi nhà nhiều tầng ra đời, nó đòi hỏi xã hội phải đáp ứng những nhu cầu do bàn thân nó sinh ra Nói một cách khác đi, đó chính là nhu cầu của cư dân sống trong các khu nhà đó Vì thế việc xây dựng tầng hầm đã ra đời và phát triển mạnh nhằm :

• Làm kho chứa hàng hoá phục vụ sinh hoạt của cư dân trong toà nhà

• Làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng như bể bơi, cửa hàng, quán bar

• Làm gara ô tô, xe máy

• Làm tâng kỹ thuật để giải quyết các vấn đề điều hoà không khí, xử lý nước thải, lắp đặt máy móc phục vụ giao thông (thang máy), cấp nhiệt

• Làm nơi cư trú tạm thời khi có sự cố xảy ra như chiến tranh

• ở các ngân hàng, kho bạc nó còn là nơi cất trữ tài liệu mật, tiền bạc, vàng, đá quý và các tài sản có giá trị cao của quốc gia

* ở Việt Nam : Tình hình cũng không ngoài xu hướng phát triển của thế giới, chỉ có điều là ta luôn đi sau vài thập niên so với các nước tiên tiến Cho mãi tới những năm chín mươi của thế kỷ trước các toà nhà nhiều tầng mới được xây dựng tại TP Hồ Chí Minh và Hà Nội, đi kèm theo nó là các tầng hầm được thiết kế, thi công theo các kỹ thuật tiên tiến nhất Ngày nay, nhu cầu và xu thế của tầng hầm đã là quá rõ ràng đối với nhà nhiều tầng Sự ra đời của nó hoàn toàn nhằm đáp ứng nhu cầu vừa nêu trước

b Về mặt nền móng :

Ta thấy nhà nhiều tầng thường có tải trọng rất lớn ở chân cột, nó gây ra áp lực rất lớn lên

vào đó tầng hầm sâu nếu nằm dưới mực nước ngầm, nước ngầm sẽ đẩy nổi công trình lên theo định luật Acsimet như thế nó sẽ giảm tải cho móng công trình và đồng thời cũng giảm lún cho công trình

c Về mặt kết cấu :

Đối với nhà nhiều tầng không có tầng hầm, độ sâu ngàm vào đất là nông (từ 2-3m), độ ổn định của công trình không cao do trọng tâm của công trình ở trên cao Khi nhà có tầng hầm, trọng tâm của công trình sẽ được hạ thấp làm tăng tính ổn định tổng thể của công trình Hơn nữa, tường, cột, dầm sàn của tầng sẽ làm tăng độ ngàm của công trình vào đất, tăng khả năng chịu lực ngang như gió, bão, lụt động đất

d Về an ninh quốc phòng :

Tại trụ sở các cơ quan, công sở có tầng hầm thì nó sẽ được sử dụng làm nơi cất giữ tiền bạc kim loại quý Còn ở những khu định cư thì tầng hầm sẽ là nơi tránh bom đạn tốt nhất cho cư dân mỗi khi xảy ra chiến tranh

4 Kết luận

Qua đây ta có thể khẳng định việc thiết kế, xây dựng các công trình dân dụng có tầng hầm ở Việt Nam là cần thiết Chúng ta đã, đang và sẽ xây dựng nhiều toà nhà có tầng hầm để phục vụ dân sinh Điều này chúng ta sẽ hoàn toàn làm được vì chúng ta có đội ngũ các Kiến trúc sư, Kỹ sư thiết kế, Kỹ sư thi công có đủ năng lực, tiếp cận và cập nhật được các kiến thức thực tế trên thế giới cũng như máy móc thi công và công nghệ thi công tiên tiến

Trong giới hạn luận văn này, chúng tôi chỉ muốn đề cập đến lĩnh vực kỹ thuật và tổ chức thi công nhà có tầng hầm theo các phương pháp truyền thống và đặc biệt đi sâu về phương pháp thi công "Thi công từ trên cao xuống" còn gọi là phương pháp "TOP DOWN"

chương II : Công nghệ thi công tầng hầm trong nhà nhiều tầng Việc thi công tầng hầm luôn đi đôi với việc thi công đất vì tầng hầm nằm dưới mặt đất Ngày nay với công nghệ thi công đất đã có rất nhiều tiến bộ chủ yếu nhờ vào các máy móc thiết bị thi công hiện đại và các quá trình thi công hợp lý cho phép thi công được những công trình phức tạp, ở nhũng địa hình khó khăn Để tiện cho việc so sánh, ta có thể hệ thống các công nghệ thi công chính như sau đây :

b Xây nhà

Hình 1a Đào đất

1 Phương pháp đào đất trước sau đó thi công nhà từ dưới lên :

Đây là phương pháp cổ điển được áp dụng khi chiều sâu hố đào không lớn, thiết bị thi công đơn giản Toàn bộ hố đào được đào đến độ sâu thiết kế (Độ sâu đặt móng), có thể dùng phương pháp đào thủ công hay đào máy phụ thuộc vào chiều sâu hố đào, tình hình địa chất thuỷ văn, vào chiều sâu hố đào, tình hình địa chất thuỷ văn, vào khối lượng đất cần đào và nó còn phụ thuộc vào thiết bị máy móc, nhân lực của công trình Sau khi đào xong, người ta cho tiến hành xây nhà theo thứ tụ bình thường từ dưới lên trên, nghĩa là từ móng lên mái Để đảm bảo cho hệ hố đào không bị sụt lở trong quá trình thi công người ta dùng các biện pháp giữ vách đào theo các phương pháp truyền thống nghĩa là ta có thể đào theo mái dốc tự nhiên (Theo góc ϕ của đất) Hoặc nếu khi mặt bằng chật hẹp không cho phép mở rộng ta luy mái dốc hố đào thì ta có thể dùng cừ để giữ tường hố đào

Ưu điểm của phương pháp này là thi công đơn giản, độ chính xác cao, hơn nữa các giải pháp kiến trúc và kết cấu cho tầng hầm cũng đơn giản vì nó giống phần trên mặt đất Việc xử lý chống thấm cho thành tầng hầm và việc lắp đặt hệ thống mạng lưới kỹ thuật cũng tương đối thuận tiện dễ dàng Việc làm khô hố móng cũng đơn giản hơn, ta có thể dùng bơm hút nước từ đáy móng đi theo hố thu nước đã được tính toán sẵn

Nhược điểm của phương pháp này là : khi chiều sâu hố đào lớn sẽ rất khó thực hiện, đặc biệt khi lớp đất bề mặt yếu Khi hố đào không dùng hệ cừ thì mặt bằng phải rộng đủ để mở taluy cho hố đào Xét về mặt an toàn cho các công trình lân cận hay cho những công trình xây chen thì biện pháp này không khả thi, còn xét về chiều sâu hố đào khi quá lớn nếu dùng biện pháp này ta sẽ phải cử thành nhiều đợt, nhiều bậc và độ ổn định cũng như an toàn cho thi công ta phải bàn đến

- Đào đất theo độ dốc tự nhiên, phương pháp này chỉ áp dụng khi hố đào không sâu, với đất dính, góc ma sát trong ϕ lớn, mặt bằng thi công rộng rãi đủ để mở taluy mái dốc hố đào và để thiết bị thi công cũng như chứa đất được đào lên

- Dùng ván cừ đặt thành nhiều tầng (Không chống) Hố đào được đào thành nhiều bậc, mở rộng phía trên áp dụng cho trường hợp khi ván cừ không đủ dài để chống một lần hoặc khi hố đào quá sâu, thi công đào đất bằng phương pháp thủ công và khi có yêu cầu hố đào phải thông thoáng để thi công tầng hầm

- Dùng ván cừ có chống hoặc có neo, hố đào được đào thẳng đứng Dùng cừ có chống khi cột chống không ảnh hưởng đến thi công tầng hầm, còn khi có sự đòi hỏi thoáng đãng trong hố đào để thi công tầng hầm ta phải dùng neo, neo này được neo trên mặt đất Loại ván cừ có chống hoặc neo dùng khi áp lực đất lớn

α ≤ ϕ

b Đào đất có cừ không chống H : Chiều sâu hố đàoh : Chiều sâu ngàm của cừ

Hình 2

d Ván cừ giữ vách hố đào không chống dùng khi các cột chống không ảnh huởng đến thi

công tầng hầm

e Ván cừ giữ vách có neo khi cần thông thoáng cho hố đào

khi thi công tầng hầmc Hố đào đào thành nhiều tầng

thấp hơn cao trình máy đứng ta có thể dùng máy đào gầu thuận, nó có thể đào được những hố đào khá sâu rất thích hợp khi kết hợp với đào và đổ đất lên xe vận chuyển đi Tuy nhiên loại máy này yêu cầu đường đi cho xe ô tô vận chuyển phải di chuyển liên tục tốn công làm đường Ngoài hai loại máy chính trên người ta còn có thể sử dụng máy đào gầu dây và máy đào gầu ngoạm Với máy đào dây thích hợp nhất khi đào móng sâu có nước, loại này năng suất thấp so với máy đào gầu thuận và gầu nghịch Với máy đào gầu ngoạm thì sử dụng để đào những hố đào thẳng đứng, nó dùng để đào trong lòng giếng, đào hố sâu có thành cọc ván cừ hay tường chắn Nó chỉ thích hợp cho đất hạt yếu hoặc đất hạt rời Khi đào chỗ đất rắn ta phải làm tơi đất trước

Với những công trình mà khối lượng đào đất không lớn, hố đào không sâu (<500m3) người ta thiên về đào bằng thủ công Dụng cụ để đào là các dụng cụ cổ truyền như cuốc, xẻng, mai, cuốc chim, kéo cắt đất, choòng, búa Để vận chuyển đất người ta dùng quang gánh, xe cút kít một bánh, xe cải tiến, đường goòng Để thi công đạt năng suất cao người ta phải chọn dụng cụ thích hợp đồng thời cũng phải tìm cách giảm khó khăn cho thi công như tìm cách giảm khó khăn cho thi công cũng như làm tăng hoặc giàm độ ẩm của nền đất hoặc làm khô mặt bằng

Sau khi đã thi công xong phần đào đất móng, người ta tiến hành thi công nhà theo các phương pháp thông thường như ta đã biết, nghĩa là thi công móng nhà sau đó tiến hành đến phần thân nhà

2 Thi công tường nhà làm tường chắn đất

ở mục II.1 ta đã trình bày các phương pháp thi công đất truyền thống nhưng nó chỉ thích hợp cho những tầng hầm có chiều sâu không lớn, mặt bằng thi công rộng rãi và cách xa các công trình có sẵn còn đối với những công trình xây chen như ở thành phố Hà Nội và TP Hồ Chí Minh với nhũng nàh nhiều tầng có từ 1 > 3 tầng hầm trở lên thì việc áp dụng các phương pháp truyền thống là không khả thi và kém về hiệu quả về kinh tế, chính vì lẽ đó người ta đưa ra một trình tự thi công như sau : Trước khi thi công đào đất người ta tiến hành thi công phần tường bao của tầng hầm trước sau đó tiến hành đào đất trong lòng tường bao này đến đáy tầng hầm (đáy móng) Trường hợp móng của công trình là cọc khoan nhồi thi người ta cũng tiến hành thi công cọc cùng lúc với tường bao Phần kết cấu chính của tầng hầm cũng như của công trình được thi công từ dưới lên trên, từ móng đến mái (Bottom-up) Ta có thể gọi đây là phương pháp thi công tường trong đất

Phương pháp này có ưu điểm rất lớn là không cần dùng ván cừ để giữ vách hố đào Trình tự thi công công trình vẫn theo thứ tự như xưa tức là xây từ dưới xây lên Để áp dụng được phương pháp này thì tường bao của công trình phải được thiết kế bảo đảm chịu được tải trọng do áp lực đất gây ra với nó đồng thời nó đủ điều kiện để thi công tường bao bằng phương pháp "cọc barret"

Nhược điểm của nó là thời gian thi công dài và phải thi công xong tường bao, cọc (nếu có) rồi mới đến đào đất và xây công trình Nếu trường hợp tường bao không tự chịu áp lực thì ta phải có biện pháp chống tường bằng các hệ chống đỡ hoặc bằng neo bê tông

Trên hình 3 trình bày 3 giai đoạn thi công theo phương pháp tường trong đất từ dưới lên : Giai đoạn đầu (Hình 3a) ta tiến hành thi công tường trong đất từ dưới lên, giai đoạn 2 (Hình 3b) ta tiến hành đào đất trong lòng tường bao và giai đoạn 3 (Hình 3c) ta tiến hành thi công tầng hầm tự dưới lên

Đào đất

* Các phương pháp chống tường bao : Tường bao ở đây có chiều sâu khá lớn, chịu áp lực

đất cũng khá lớn nên các phương pháp chống đơn giản ở mục II.1 không áp dụng được, nếu có thì độ tin cậy cũng không cao Vì vậy ta phải dùng các biện pháp chống tường bao như sau :

a) Dùng hệ đào và cột chống văng giữa các tường đối diện (Hình 4a) Hệ dầm này thường làm bằng thép hình gồm các xà ngang, dầm văng và cột chống xà ngang tỳ lên tường, tương chịu áp lực đất (chịu uốn) Dầm văng là bộ phận chịu lực chính (chịu nén) làm nhiệm vụ chống giữ các tường đối diện Cột chống có nhiệm vụ giữ cho dầm văng ổn định (giảm chiều dài tính toán)

a2 Mặt cắt A-A Hệ giằng chống

a1 Mặt bằng hệ chống hố đào bằng hệ dầm cột

bằng thép hìnhCột chống

Hình 4.a

Tường baoThanh chốngThanh giằngDầm đỡ

Tường baoCột chống bằng thép hình

Dầm đỡA

Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, dễ tính toán, xung quanh rất tốn vật liệu làm xà, dầm, cột (có thể thu hồi 100%) Tuy nhiên nhược điểm của nó là chiếm không gian trong hố đào, khi thi công, dễ bị uốn vướng gây khó khăn cho qúa trình thi công tầng hầm Khi tầng hầm được thi công xong thì hệ chống đỡ này sẽ được dỡ đi và áp lực ngang sẽ chuyển vào khung nhà (tầng hầm chịu) Khi chiều ngang công trình lớn thì hệ chống đỡ trở nên phức tạp vì khoảng cách giữa các tường đối diện quá lớn

b) Để khắc phục nhược điểm của phương pháp trên người ta dùng neo bê tông để giữ tường bao (Hình 4b) Phương pháp này được áp dụng khi ta cần không gian để thi công trong lòng hố đào Việc đặt neo tuỳ thuộc vào lực căng mà có thể neo trên mặt đất hay neo ngầm vào trong đất Trường hợp neo ngầm, khi đào đến đâu người ta khoan xuyên qua tường bao để chôn neo và cố định neo vào tường Với phương pháp này tường giữ với ứng lực trước nên hầu như là ổn định hoàn toàn Khi tầng hầm đã được xây dựng xong, tường được giữ bởi hệ kết cấu tầng hầm, lúc này neo sẽ được dỡ đi hoặc để lại tùy theo sự thoả

cấu tầng hầm) thì các neo sẽ vẫn được giữ nguyên và làm việc lâu dài, lúc này nó cần được bảo vệ cẩn thận

đang xây dựngTầng hầm

hầmĐáy tầngNeo

Mực nước ngầmDây neoĐất tự nhiên

Hình 4b : Chống tường bao bằng hệ neo ngầm

Ta thấy cả hai trường hợp neo và chống đều thi công song song với công việc đào đất Đào đến đâu đặt neo hay đặt cột chống tới đó Phương pháp này tường bao hầu như không chuyển vị áp lực đất tác dụng lên tường là áp lực tĩnh

So sánh giữa hai phương pháp ta có thể kết luận phương pháp dùng cột dầm để chống đỡ hố đào dễ thực hiện song nó sẽ gây nhiều cản trở cho thi công trình tầng hầm, chỉ cần những sơ suất nhỏ có thể xẩy ra sự cố đáng tiếc Với phương pháp dùng neo ngầm đảm bảo một mặt bằng thi công rộng rãi, thoáng đãng song nó đòi hỏi phải có thiết kế tính toán neo và phải có đủ thiết bị để thi công neo như bơm bê tông, neo ứng lực trước phương pháp này cho giá thành khá cao chỉ nên áp dụng ở những công trình thực sự cần thiết đến hệ neo này

3 Phương pháp gia cố nền trước khi thi công hố đào :

Khi công trình được thi công ở những vùng đất cát, việc đào đất sẽ gặp khó khăn vì cát sẽ lở Ngoài những biện pháp chống đỡ thành hố đào như đã nêu ở trên ta cũng có thể áp dụng phương pháp gia cố nền hố đào trước khi đào đất Nó thích hợp cho công trình co mặt bằng thi công rộng và chiều sâu hố đào không lớn

Nội dung của phương pháp này là trước khi thi công đào đất người ta dùng khoan và bơm cao áp phụt vữa xi măng vào nền đất xung quanh hố đào Khi vữa xi măng rắn chắc sẽ làm cho nền đất có cường độ tăng lên cụ thể là tăng hệ số dính C và góc ma sát trong ϕ của nền đất Với biện pháp gia cố này hố đào có thể đào thẳng đứng hoặc nghiêng theo góc ϕ khá lớn

Đàođược bơm xuốngVữa XM-cát đã

• Đòi hỏi phải có mặt bằng xung quanh rộng để gia cố vung có nguy cơ trượt

4 Phương pháp thi công từ trên xuống (Top-down) :

ở phần trên chúng ta đã trình bày phương pháp thi công tường chắn bằng phương pháp "Bottom-up" nghĩa là thi công từ dưới lên theo các phương pháp truyền thống Trong phương pháp này để giữ cho tường chắn ổn định không bị biến dạng người ta sử dụng hệ cột dầm chống đỡ hoặc dùng neo ngầm Cả hai phương pháp đều bộc lộ một nhược điểm rất lớn là chi phí cho công tác chống đỡ và neo khá cao, kéo dài thi công và đòi hỏi các thiết bị tiên tiến Để khắc phục nó, người ta đưa ra phương pháp thi công từ trên xuống (Top-down) Bản chất của phương pháp này là :

Bước 1 : Thi công tường trong đất và cọc khoan nhồi trước Cột của tầng hầm cũng được thi công cùng cọc nhồi đến cốt mặt nền

Bước 2 : Người ta tiến hành đổ sàn tầng trệt ngang trên mặt đất tự nhiên Tầng trệt được tỳ lên tường trong đất và cột tầng hầm Người ta lợi dụng luôn các cột đỡ cầu thang máy, thang bộ, giếng trời làm cửa đào đất và vận chuyển đất lên đồng thời cũng là cửa để thi công tiếp các tầng dưới Ngoài ra nó còn là của để tham gia thông gió, chiếu sáng cho việc thi công đào đất Khi bê tông đạt cường độ yêu cầu, người ta tiến hành đào đất qua các lỗ cầu thang giếng trời cho đến cốt của sàn tầng thứ nhất (1C) thì dừng lại sau đó lại tiếp tục đặt cốt thép đổ bê tông sàn tầng 1C Cũng trong lúc đó từ mặt sàn tầng trệt người ta tiến hành thi công phần thân nghĩa là từ

đầu cọc tạo thành sản phẩm dưới cùng, có cũng là phần bản của móng nhà Bản này còn đóng vai trò chống thấm và chịu lực đẩy nổi của lực ácimét

ưu điểm của phương pháp Top-down :

• Tiến độ thi công nhanh, qua thực tế một số công trình cho thấy để có thể thi công phần thân công trình chỉ mất 30 ngày, trong khi với giải pháp chống quen thuộc mỗi tầng hầm (kể cả đào đất, chống hệ dầm tạm, thi công phần bê tông) mất khoảng 45 đến 60 ngày, với nhà ó 3 tầng hầm thì thời gian thi công từ 3 > 6 tháng

• Không phải chi phí cho hệ thống chống phụ

• Chống vách đất được giải quyết triệt để vì dùng tường và hệ kết cấu công trình có độ bền và ổn định cao

• Không tốn hệ thống giáo chống, cốppha cho kết cấu dầm sàn vì sàn thi công trên mặt đất

Nhược điểm của phương pháp Top-down :

• Kết cấu cột tầng hầm phức tạp

• Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công

• Thi công đất trong không gian kín khó thực hiện cơ giới hoá

• Thi công trong tầng hầm kín ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động

• Phải lắp đặt hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo

Dưới đây ta cụ thể hoá các bước thi công Top-down bằng hình vẽ với nhà nhiều tầng có 2 tầng hầm

Sàn tầng hầmTrong đất

Cọc nhồi

Giai đoạn 2 : Đổ sàn tầng trệtBê tông sàn

Giai đoạn 6 : Đổ bê tông tầng đáy + đài móngĐổ bê tông sàn tầng e2

đổ bê tông tầng e1Giai đoạn 4 : Đổ sàn tầng ngầm c1Tường trong đất

TườngTrong đất

Đổ bê tông cột tầng e2Giai đoạn 5 : Đào đất tầng hầm c2

Giai đoạn 3 : Đào đất tầng ngầm c1và tường trong đấtGiai đoạn 1 : Thi công cọc nhồi

chương II : các vấn đề kỹ thuật cần được giải quyết khi thi công tầng hầm

Chúng ta, những người xây dựng đều thừa hiểu việc xây dựng các công trình dưới lòng đất đều rất phức tạp và khó khăn, ví dụ như thi công đường hầm, tunnel hay đường cho tàu điện ngầm ở đây công việc của chúng ta là thi công tầng hầm cho nhà cao tầng tất nhiên là nó cũng không quá phức tạp thi công đường hầm nhưng nó cũng đòi hỏi phải giải quyết một số vấn đề đặt ra tương tự như cho đường hầm cụ thể như : việc chống vách đào, hạ mực nước ngầm, bảo vệ các công trình lân cận, chống ô nhiễm môi trường, thông gió chiếu sáng cho thi công dưới tầng hầm Để có thể chủ động trong xây dựng, đảm bảo cho công trình đạt được chất lượng và đúng tiến độ với chi phí thống nhất ta phải tiến hành trước được những phức tạp do kỹ thuật đề ra cũng như những sự cố có thể sảy ra khi thi công tầng hầm để tránh phạm những sai lầm đáng tiếc Tất cả những vấn đề trên cần được nghiên cứu, xem xét một cách nghiêm túc, đầy đủ để có thể lập thành một quy trình công nghệ áp dụng cho từng trường hợp cụ thể để đạt được hiệu quả cao nhất

Những vấn đề hiện nay chúng ta cần quan tâm là : 1 Xác định lực tác dụng lên vách chống :

Ta biết áp lực của đất lên vách chống rất phức tạp nó phụ thuộc vào địa tầng, trạng thái của đất nền, áp lực lên mặt đất, hình thức chống vách đất và đặc biệt là phương pháp thi công Để xác định được áp lực đó ta phải giả thuyết được gần đúng sơ đồ tính toán và tìm phương pháp tính toán đơn giản và nhanh nhất Hiện tại có rất nhiều cách xác định lực tác dụng lên vách chống, nhiệm vụ của chúng ta là chọn phương pháp tính đơn giản đủ độ tin cậy phục vụ cho thi công nhanh, an toàn vì sau khi thi công xong công trình ở trạng thái làm việc nó đã được người thiết kế tính toán đầy đủ

2 Chống vách đất :

Để cho hố đào được ổn định trong quá trình thi công, với giá thành hạ, ta phải chọn phương án đào và chống vách đất hợp lý theo các nguyên tắc sau :

• Phải giữ được vách đào ổn định, an toàn trong quá trình thi công

• Phải phù hợp với biện pháp đào đất và công nghệ thi công phần ngầm

• Thi công phải đơn giản, giá thành hạ

• Luôn chú ý đến khả năng sử dụng lại sau khi thi công trình hoàn thành Sau đây là một số phương án chống vách đất có thể áp dụng được :

a) Đóng cọc thưa cách nhau một khoảng từ 0,8 ữ 1,5 M đào đến đâu thì ghép ván đến đó Cọc đóng thường là cọc thép hình (I hay H), ván gỗ Nó được áp dụng khi hố không sâu, áp lực đất nhỏ, không có nước ngầm chảy mạnh Gỗ và cọc sau khi thi công cọ thu hồi để sử dụng lại

b) Đóng ván cừ thép không chống làm việc dưới dạng công-xôn, áp dụng khi hố đào nông, có nước ngầm Ván cừ thép sẽ được thu hồi bằng máy nhổ cọc hay cần trục tháp sau khi đã thi công xong tầng hầm

c) Đóng cọc thép phun vữa bê tông giữ đất Cọc thép được đóng xuống đất hết chiều sâu thiết kế Đào đến đâu ta tạo mặt vòm giữa các cọc luôn bằng cách phun vữa bê tông lên vách đất tạo thành những vòm nhỏ, chân đạp vào các cọc giữ đất lở vào hố móng Phương án này được áp dụng khi đất rời, không có nước ngầm hay đất dẻo Trường hợp này giống (a) nhưng tiết kiệm được gỗ, cọc có thể thu hồi được

d) Dùng cọc khoan nhồi, khoan liền nhau tạo thành vách đất chống sau đó tiến hành đào đất Biện pháp này áp dụng khi chiều sâu hố đào lớn, áp lực đất lớn Công trình là nhà xây chen cần bảo vệ xung quanh khỏi bị sụt lún Vách chống có thể tham gia chịu lực

cùng móng công trình nhưng ít khi sử dụng nó làm tường bao tầng hầm kém vì khả năng chống thấm của nó không tốt Tuy nhiên biện pháp này thi công khá đơn giản (So với thi công tường trong đất) Độ sâu của vách có thể thi công đến chiều sâu cần thiết để không cần có biện pháp chống giữ vách

e) Dùng tường trong đất Tường được thi công theo phương pháp nhồi tạo thành vách kín bao quanh toàn bộ công trình, sau đó tiến hành đào đất Tường trong đất có khả năng chống thấm tốt do đó có thể dùng làm tường ngầm tham gia chịu lực cùng móng công trình Khi độ sâu lớn người ta co thể dùng biện pháp chông giữ tường trong quá trình thi công tầng hầm Đây là phương pháp áp dụng cho công trình có tầng ngầm sâu, mực nước ngầm lớn Đặc biệt những tầng hầm thi công theo phương pháp "Top-down" thì phương phương pháp này rất có hiệu quả đem lại tính khả thi cao cho công trình f) Khi vách cứng chống không tự đứng được ta phải áp dụng một trong những biện pháp

đã nói ở chương II

g) Chống trực tiếp xuống đáy hố đào, thường là chống lên đầu cọc khoan nhồi hay cọc Barette khi hố đào rộng ít ảnh hưởng đến sự thông thoáng và quá trình thi công tầng hầm

h) Dùng chống văng giữ các vách đối diện khi khoảng cách giữa chúng là hẹp

i) Dùng neo bê tông neo ngầm trong lòng đất khi được phép neo (được sự đồng ý của chủ các công trình lân cận hoặc mặt bằng thi công rộng, phần neo vẫn thuộc phần đất công trình, khi đó sẽ cho phép tầng hầm có đủ không gian thông thoáng để thi công và lúc đó độ dầy của tường bao sẽ giảm đi đáng kể

Cừ gỗ tấm

Cọc thép

Cừ RombasCừ Terres - Rouges

Cừ LarssenVán cừ thép

a Đóng cọc thưa, đào đất đến đâu ghép ván tới đó

f Dùng tường trong đất thi công từng đoạn hay thi công liên tục

e Dùng các tấm bê tông đúc sẵn đểlàm tường chắn đất

tạo thành váh chống đấtd Dùng cọc khoan nhồi liền nhau

c Đóng cọc thép sau đó phun vữa bê tông dạng vòm để giữ vách đấtCọc thép

3 Một số giải pháp kết cấu của tường trong đất :

Các tường trong đất sẽ tiếp nhận cả tải trong ngang và tải trong thẳng đứng, vì thế khi cấu tạo chung cần thiết phải xét đến tất cả các lực tác dụng lên tường đất để đảm bảo độ bền và ổn định trong quá trình xây dựng và khai thác công trình

a) Tường trong đất bằng bê tông toàn khối có chiều dày từ 0,6 > 1,0M :

Tường trong đất thường được cắt ra thành từng đoạn từ 4 ữ 6M rồi nối với nhau Các mối nối có thể theo thứ tự hay cách đốt phụ thuộc vào thiết bị sử dụng và điều kiện thi công Để

tăng độ cứng của cũng có thể làm các sườn chiều cao của chúng được xác định từ điều kiện đào của gầu xúc Tuy nhiên việc dùng sườn ở đây sẽ gây khó khăn cho việc xây tường vì hình dạng của nó phức tạp hơn

b Cọc nối với nhau

Hướng đào đấtHướng đào đất

a Cọc giao nhau

c Các đoạn hào giao nhau* Số chẵn : lỗ khoan đợt 2* Số lẻ : lỗ khoan đợt 1

Hướng đổe Hào liên tục nhồi liên tục

200mm, nghĩa là 1 m chiều dài tường không đặt quá 6 thanh Cốt thép trong vùng chịu nén cũng dùng thép gai φ 20 ữ 25 @ 250 ữ 500mm

Trong khung cốt thép phải bố trí chỗ để ống đổ bê tông, phải đặt các tai định vị khung ở trong hào (Để dảm bảo lớp bảo vệ lớp bảo vệ của bê tông theo đúng yêu cầu từ 5 ữ 7cm) ở bên trên có hàn các thanh ngang tựa lên tường định vị, ngoài ra còn phải hàn các chi tiết chôn sẵn để liên kết tường với đáy tầng hầm hay với các tường ngang, dầm ngang

mặt cắt a-aống đổ bê tông

Tai định vịA

Tai định vịđể tạo hốc

Chi tiết chôn sẵn

ống đổ bê tôngGiá đỡ cốt thép

Hình 9

Mác bê tông thường dùng không lớn hơn 300# Độ lớn của cốt liệu ≤ 50mm Bê tông phải dẻo, độ sụt 16 ữ 20cm, thời gian ninh kết là tối đa, Bê tông được đổ theo phương pháp vữa dâng (Đổ trong nước), phải đảm bảo đúng quy trình thi công bê tông hiện hành

Để việc thi công được liên tục, đảm bảo thời gian ninh kết, người ta cố gắng chọn chiều dài bước sao cho đảm bảo khối đổ trong thời gian ninh kết của bê tông

Để giảm bớt khối lượng của vữa sét phải bơm ra khỏi hào khi đổ bê tông và bơm vào hào khi đào Để tăng thời gian ninh kết người ta có thể sử dụng loại phụ gia đặc biệt (Retacdor)

ở hai mép của tường, người ta phải đặt các vách chắn khi đổ bê tông, tuỳ thuộc vào kết cấu mà chọn hình dạng phù hợp Với tường có chiều sâu từ 12 ữ 15m người ta dùng ống thép làm vách đầu tường, nó viền làm vách chắn vừa tạo hình dạng mối nối Phương pháp này đơn giản nhưng không thường xuyên đảm bảo tính chống thấm vì ống thép bị sai lệch dẫn đến bê tông bị rò rỉ làm cho bê tông tại mối nối không đảm bảo cường độ Để khắc phục người ta dùng cọc tròn bê tông cốt thép làm vách chắn hoặc dùng ống thép bỏ lại trong hào sau đó đổ bê tông lấp đầy Tuy nhiên ống thép rất đắt nên giải pháp này không kinh tế Để làm kín phần vách hào với ống thép, người ta hàn vào 2 bên ống một thép góc khi hạ xuống hai thép góc này sẽ cắm sâu vào thành hào

hình 9 (đổi lên trên)

Người ta cũng sử dụng loại mối nối đóng rung (Hình 10), nghĩa lad giữa các đốt (đoạn) tường người ta chừa lại một khoảng trống rồi sau đó cũng đặt cốt thép và nhồi bê tông vào theo kiểu cọc đóng rung Loại mối này có thể bảo đảm, nó dùng cho hào sâu tới 14mữ16m

Đầm bê tông

Aống thép

Tường bê tôngA

Đế tụt được

Khung cốt thép cọc

Hình 10 Kết cấu nối kiểu đóng rung

* Tính toán vách chắn ở hai đầu tường : Ta coi vách chắn như một dầm tựa 2 đầu Gọi H là chiều sâu hào, Q là cường độ cấp bê tông, v : vận tốc dâng bê tông trong hố đào; ti : Tốc độ ninh kết của bê tông; γb : Trọng lượng riêng của hỗn hợp bê tông trong vữa; λ0 : Hệ số căng, lấy bằng 1

Ta vẽ được biểu đồ quan hệ P-V cho các chiều cao khác nhau của vách ngăn

hỗn hợp bê tông lên tấm chắn Sự thay đổi của trị số áp lực

thuộc vào vận tốc đổ bê tôngđầu tường có bề rộng 1m phụ

Ngoài việc dùng ống chắn khi đổ bê tông các đốt hào, người ta còn sử dụng thép chữ I cao 720mm (tương ứng chiều rộng hào) làm vách chắn đầu đồng thời sử dụng làm cốt thép cho tường Giải pháp này không thật kinh tế, người ta có thể thay thép I bằng thép tấm hàn vào khung cốt thép để đảm bảo độ cứng của vách chắn (Hình 12)

Cốt thép phân bố Cốt thép vùng kéo

Cốt thép vùng nén

Thép góc

Liên kết cốt thép giữa các gócThép tấm

Thép chữ U

Hình 12 : Kết cấu mối nối giữa 2 khung cốt thép của 2 đốt hào kề nhau

Ta thấy thép tấm được tăng cường bằng 2 thép góc đầu và thép [ Thép góc nhô ra khỏi hào 2ữ3cm mỗi bên để bảo đảm không thấm qua mối nối đổ bê tông Thép [ cũng là thép để liên kết với khung của đốt tiếp theo Cốt thép phân bố được hàn vào thép góc với bước là 50cm

Việc đưa khung lưới cốt thép vào hào tiến hành bằng cần cẩu, phía trái được đưa vào rãnh thép [, phía phải được hỗ trợ bằng 1 khung dẫn hướng để việc lắp đặt dễ dàng, thuận lợi

Rõ ràng là mối nối kiểu này tốt và hợp lý hơn mối nối dạng ống và có thể sử dụng cho tường hạ sâu vào trong lòng đất

b) Tường trong đất bằng bê tông đúc sẵn

Công việc thi công tường trong đất bằng bê tông đổ tại chỗ là khá phức tạp, chất lượng bê tông không phải lúc nào cũng theo ý muốn, thời gian thi công lại kéo dài Để khắc phục người ta đưa các cấu kiện bê tông đúc sẵn vào với ý đồ là thay thế bê tông đúc tại chỗ Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã giải quyết được vấn đề này một cách khá bài bản và kết quả khá tốt

Việc sử dụng bê tông đúc sẵn lắp ghép vẫn còn hạn chế chủ yếu do các tấm bê tông lớn, nặng từ 10 >30T đòi hỏi phải có thiết bị nâng là lắp ráp nên thế giá thành cao Những năm gần đây người ta dùng các kết cấu hỗn hợp tức là phần tường của tầng hầm của công trình có chiều cao < 10m là cấu kiện lắp ghép, phần còn lại để chắn nước ngầm vào đáy hố móng là toàn khối (Hình 13)

đáy móngHút nước

khi đàoHạ mực nước ngầmtrung bình

NeoMực nước ngầm

Tường trong đất

đúc sẵn lắp ghép

Hình 13 : Kết cấu hỗn hợp của một tường trong đất

Tấm panel bằng bê tông

Dưới đây ta sẽ xét tới 2 dạng cơ bản của tường trong đất bằng cấu kiện lắp ghép

Loại 1 : Cột-tấm (Hình 14) : Loại này áp dụng khi tường chịu tải trọng thẳng đứng lớn, tải trọng này do cột có tiết diện chữ T tiếp nhận Chiều đầy của cột bằng chiều dầy của hào Những cột này thường chôn sâu xuống dưới đáy hố móng và đến tầng đất chặt có khả năng tiếp nhận tải trọng tính toán Giữa các cọc chữ T có đặt các panen phẳng chỉ làm việc với tải tỏng ngang do đất đẩy vào và hạn chế đáy của công trình ngầm Trên các cột có các giằng hoặc neo gia cố Loại kết cấu này được ứng dụng khi đất ở độ sâu cần thiết, khi mà cọc có thể làm việc hiệu quả như những cột

Tường chènNeo

Tấm panel

Tấm panel

Cột bê tông chữ TVữa sẽ tách bỏ khi đào móng

Vữa trong hàoCọc T

Hình 15 : Kết cấu dạng tấm phẳng

CThép gócChi tiết chôn sẵn

Bản tựaThép IXe treo

Cắt C_C

Thép góc để treo panel vào tường chèn

a Mối nối giữa hai panel trong 1 hào bằng khóa đặc biệt

Bê tông phun

Chi tiết chôn sẵn

Mối nối không chịu lực

Bản thép hàn liên kếtChi tiết chôn sẵn

Chi tiết chôn sẵnMối nối chịu lực

Mối nối chịu lựcb Mối nối hở

Bê tông phun

Bê tông phunVữa xi măng

Bản thép hàn liên kếtVữa xi măng

Khoá bằng thép góc

Thép gócThép T

Thép tấm hàn vào biên panel sauThiết bị để lắp ráp panel

Kiểu 2Panel

Phun vữa xi măngc Mối nối cứng

Vữa xi măngThép tấm hàn vào biênpanel sau khi đào hố móngPhun vữa xi măng

4 Công nghệ xây dựng tường trong đất : 4.1 Tường trong đất bằng bê tông đổ tại chỗ:

Công nghệ thi công bê tông cốt thép toàn khối trong đất bao gồm các giai đoạn thi công bắt buộc như sau :

• Chuẩn bị mặt bằng xây dựng

• Xây dựng các tường định vị (làm mốc) để định hướng cho máy làm đất, đảm bảo sự ổn định cho vách hào trong phần trên của nó

• Đào tường đốt hào trong vữa sét

• Đặt vào hào các khung cốt thép và thiết bị chặn đầu của đốt hào

• Đổ bê tông tường bằng phương pháp đổ bê tông trong nước a) Chuẩn bị mặt bằng :

San mặt bằng dọc tuyến hào sao cho đủ để xây tường định vị ở 2 bên, các phương tiện, thiết bị thi công đi lại được Khi mặt bằng thấp, mực nước ngầm cao phải đắp cát, xây dựng một lớp đệm lót để thiết bị thi công đi lại và để xây tường định vị Phải tiến hành công tác trắc địa dọc theo hào và tường (cắm tuyến, cao độ, vị trí )

b) Xây tường định vị

Nếu mực nước ngầm ở thấp hơn mặt đất từ 1,0 ữ 1,5m thì tường định vị được xây trong hố đào dọc theo trục công trình và độ sâu từ : 0,7 ữ 0,8m Nền của hố móng phải được làm phẳng và đầm chặt, sau đó ghép ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông tường định vị

Khi mực nước ngầm cao, cần phải đắp cát thì ván khuôn tường định vị được đặt trên đất tự nhiên hoặc đất đắp đã đầm chặt Việc phân hào thành từng đốt được tiến hành ngay trên tường định vị

c) Đào từng đốt hào :

Việc chọn máy làm đất phụ thuộc vào loại và nhóm đất, vị trí bố trí công trình và chiều sâu đào Khi thi công ở thành phố thì mày đào gầu ngoạm là hợp lý hơn cả vì nó chiếm ít mặt

bằng Trước khi đào phải làm xong tường định vị, lắp đặt thiết bị, máy móc để chế tạo và tái xử lý vữa sét

Các sơ đồ đào có thể là : * Đào tuần tự :

Khoan cắt từng lớp, sau mỗi lần đào thì tổ hợp khoan được dịch chuyển lên phía trước 1/3D (Đường kính đầu khoan) Có 2 loại đầu khoan, một loại dùng để khoan đất đá không cứng, loại hai là loại khoan xoay cầu dùng khi đào trong đá cứng Sau khi khoan đến độ sâu thiết kế thì rút đầu khoan lên, dịch chuyển máy khoan theo trục hào bằng một bước khoan và chu kỳ khoan cắt lặp lại Dung dịch vữa sét sẽ được thu hồi, làm sạch và tái sử dụng

Để đào hào khi xây tường chịu lực đặc biệt là trong điều kiện trong thành phố hợp lý hơn cả là dùng dùng gầu ngoạm bước đào rộng từ 0,5 ữ 1,0m Với hào không sâu (≤12m) rộng từ 0,5ữ1,0m ta có thể dùng máy đào gầu có cần Gầu có đáy mở được, dịch chuyển lên xuống theo cột gầu gần trên máy xúc

d) Đặt cốt thép và thiết bị chắn đầu :

Trước khi đặt cốt thép người ta phải kiểm tra độ sâu, bề rộng của hào, độ sạch của đáy và các đặc trưng của vữa sét Phải có biên bản nghiệm thu đào hào Sau đố ta đặt cốt thép và tấm chặn đầu khối đổ Khung cốt thép có thể chế tạo tại nhà máy hoặc ngay trên công trình Độ cứng của khung phải đảm bảo để khi nâng, lắp sẽ không bị biến dạng và không thay đổi kích thước hình học của khung Bề rộng của khung thường bằng chiều dài bước đào Khi chiều sâu hào lớn hơn 10m thì khung cốt thép sẽ được chế tạo thành từng đoạn rồi nôi lại với nhau trong quá trình lắp đặt vào hào Phía trên khung cốt thép có hàn một thanh ngang, nó sẽ được tựa lên tường định vị để giữ khung Nếu khung là nhiều đoạn nối lại thì đầu tiên hạ đốt dưới cùng và treo lên tường định vị Sau đó ta hàn nối các đoạn trên lần lượt cho đến đoạn cuối cùng (Khi cốt thép ở đúng cao trình thiết kế)

Việc lắp đặt các tấm chắn đầu được lắp đồng thời với cốt thép vào hào Chú ý đảm bảo chắc chắn không bị cong vênh, rò rỉ bê tông sang khối bên cạnh

Nếu dùng tấm chắn bằng ống tròn thì ống thép được hạ vào hào ở các biên của biên hào Sau khi đổ bê tông và bê tông đã ninh kết thì rút ống đi để đổ bê tông đốt tiếp theo

Nếu dùng tấm chắn là cọc bê tông cốt thép tròn, lăng trụ thì chúng được hạ vào hào bằng cần cẩu cho cắm sâu vào đất và cố định lên tường định vị Sau khi đổ bê tông các đốt bên cạnh thì khoảng trống của cọc được lấp đầy bằng bê tông

Nếu dùng tấm chắn bằng ống tròn thi công bằng đóng rung thì trên biên của 2 bước đào hạ vào hào một ống chuyên dụng Sau khi đổ bê tông và bê tông đã ninh kết thì dùng kích tách ống ra khỏi bê tông đốt tiếp theo Sau khi bê tông ninh kết thì rút ống ra khỏi hào bằng cần cẩu Khoảng trống giữa các đốt được làm sạch và hạ vào đó 1 ống chuyên dụng, nhồi đầy bê tông độ sụt nhỏ, dùng đầm rung gắn lên đầu ống để đầm Sau đó rut ống ra và đầm chặt bê tông kho trong lỗ

e) Đổ bê tông :

Thiết bị đổ bê tông bao gồm : Phễu, giá đổ, khớp tháo nhanh, ống dẫn bê tông Việc cấp bê tông có thể dùng ben (qua cầu trục) hoặc có thể dùng bơm bê tông để cấp bê tông vào phễu Chất lượng của bê tông phụ thuộc việc cấp bê tông có liên tục hay không và phải tuân theo tất

Công tác đổ bê tông nên được tiến hành ngay sau khi công tác chuẩn bị đổ bê tông đã hoàn thành Công tác chuẩn bị như đặt cốt thép, vách chắn đầu, ống đổ bê tông, phễu đổ Các công việc này không nên vượt qua 1 thời gian là 1 ngày Việc giữ lâu khung cốt thép trong vữa sét là không cho phép vì các hạt của vữa sẽ lắng trên cốt thép và làm giảm lực dính giữa cốt thép và bê tông

Trình tự đổ : Dùng cần trục cẩu ben bê tông đưa lên dàn rồi trút bê tông qua phễu Sau khi bê tông ngừng chuyển động trong ống thì cho rung bằng đầm gắn ở phễu, ống bê tông được rút lên từ từ cho đến khi bê tông ra hết khỏi phễu Ben lại trở về địa điểm nhận bê tông Chu kỳ đổ bê tông được lăp lại

Yêu cầu đổ bê tông:

• Bê tông phải được cấp liên tục

• ống bê tông luôn chứa đầy bê tông trong suốt thời gia thi công không cho phép để ống rỗng

• Trước khi nhấc ống cần đo nước bê tông trong khối đổ và xác định chiều sâu ống ngập trong bê tông

• Bê tông đổ xong khi ổn định tường định vị là bê tông sạch Lớp bề mặt sẽ đục bỏ do có dính vữa sét

Qua đây ta thấy phải có đủ toàn bộ vật liệu cần thiết cho kết cấu bê tông cần đổ trên công trường, chỉ cần thiếu một loại vật liệu ví dụ như sỏi hoặc cát, hoặc xi măng, hoặc nước sẽ làm cho việc đổ bê tông bị ngừng trệ mà điểm này thì hoàn toàn cấm kị với thi công bê tông trong nước

Kinh nghiệm đổ bê tông cho ta biết ống đổ bê tông càng cắm sâu vào bê tông càng tốt (Sâu tối đa) Chiều sâu này phụ thuộc vào quá trình ninh kết của bê tông, Chính vì thế đầu ống phải cao hơn lớp bê tông đã bắt đầu ninh kết

Cọc và tường Barrette:

Cọc Barrette được dùng khi vị trí cọc sát với công trình có sẵn ta không thể dung cọc khoan nhồi được hoặc khi tải trọng lên cọc quá lớn ở Việt Nam đã dùng loại cọc này cho Vietcombank tiết diện 0,8mx1,8mx5,5m chịu lực N=1050T

Tường Barrette được dùng phù hợp với công trình nhà cao tầng có kết cấu vách hoặc dạng hộp chịu lực Cụ thể là nhà có tầng hầm sâu, tường vừa là tường chắn, vừa nhận tải trọng của công trình Trong thi công tầng hầm nhà nhiều tầng theo phương pháp từ trên xuống "Top-down" thì tường barrette là rất hợp lý vì nó đáp ứng được những yêu cầu của công trình đề ra Qui trình thi công tường Barrette tương tự như tường vách cứng, cụ thể :

• Thiết bị gồm : Cần cẩu, gầu đào, các chi tiết phụ

• Mặt bằng thiết kế và mặt bằng thi công

• Gia công cốt thép

• Qui trình thi công các block bên cạnh, qui trình tháo tấm neo ở đầu tường (Tấm CW8)

• Chi tiết chống thấm khe tiếp giáp

chắn đầuTấm thép

Mặt cắt tường dẫn

Đổ bê tôngTường dẫn

Cẩu móc vào giật

tháo tấm bịt đầuĐào các vách bên và

Quy trình đào cọc hoặc tường

chi tiết đầu tấm tườngLắp cốt thép và

Hình 17 : Quy trình thi công cọc và tường barette

Chế tạo các chỗ nối (Joints) giữa các ô tường chắn:

Phần lớn các trường hợp người ta đều chế tạo các nối giữa hai ô kế cận nhau Các cấu trúc nối này dung phương pháp CWS gọi là nối CWS có gắn bộ phận cản nước Khi việc tái xử lý bentonite đang tiến hành thì ta đưa nối CWS có bộ phận cản nước xuống hố cùng với sườn tăng cường sát với mực nước thấp nhất của sườn Nối CWS sẽ được rút ra theo chiều ngang sau khi đã hoàn toàn đào xong đất ô kế cận bằng các phương tiện cơ khí, phương tiện đào đất, bằng dụng cụ hút bằng hơi Cấu trúc CWS có thể dùng như một dụng cụ hướng dẫn cho các thiết bị đào đồng thời bảo đảm được tính liên tục về phương diện hình học cho tường chắn

Để cho việc ngăn nước có hiệu quả nhất tại các mối nối ta có thể đặt nhiều lớp cản nước (2 hoặc 3 lớp), việc sử dụng nhiều tấm cản nước (water-stop) sẽ đáp ứng được yêu cầu về chất lượng cho tường chắn

Tấm cản nước (tấm chống thấm)

Tấm CWSTường dẫn

Hình 18

4.2 Tường trong đất được xây dựng bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵn

Như ta đã biết việc thi công tường trong đất đổ tại chỗ là khá phức tạp và khá tốn công Hơn nữa, ta rất khó khăn quản lý được chất lượng bê tông của tường, thiết bị thi công lại cồng kềnh, giá thành cao đòi hỏi công nghệ thi công tiên tiến, nhưng nó có ưu điểm được là khả năng chống thấm tốt Từ những tồn tại trên người ta đã đưa vào sử dụng tưòng trong đất bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn lúc vận chuyển sẽ giảm bớt những công việc nặng nhọc mà chất lượng bê tông lại quản lý được Vấn đề đặt ra ở đây là giải quyết như thế nào cho thoả đáng các mối nối giữa các tấm cấu kiện đúc sẵn để nó đảm bảo không rò rỉ trong quá trình thi công công trình, đặc biệt là những công trình có dạng cong hoặc tròn trên mặt bằng

Qui trình công nghệ xây dựng tường trong đất bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn như sau :

• Xây tường định vị

• Đào hào trong vữa sét

• Đặt các cấu kiện lắp ghép vào hào

• Toàn khối hoá các mối nối

• Lấp đầy các khe hở bằng vữa chuyên dụng

Hiện nay người ta thương dùng giải pháp "Cột-Tấm" hoặc "Tấm phẳng" để cấu tạo tường Công nghệ thi công tường được tiến hành như sau (Hình 19): Trước hết ta đào một đoạn hào băng 2 hoặc 3 panel tường cộng thêm 20ữ30cm Hào được đào trong vữa sét có mật độ từ 1,02ữ1,04g/m3 Sau khi hào đã chuẩn bi xong trước khi lắp ghép các tấm panel thì vữa sét sẽ được thay thế bằng vữa chuyên dụng ximăng-sét-cát Vữa này chỉ để lấp đầy không gian giữa đất vách hào và panel

Để thay vữa sét trong hào đã đào xong bằng vữa ximăng-sét-cát người ta hạ vào hào một ống đường kính d ≈ 100mm có phễu ở đầu trên, còn ở đầu dưới là một đoạn ống có đục lỗ đều đặn trên suốt chiều dài để cấp đều vữa X-S-C vào hào trên một bước đào Vữa X-S-C có mật độ 1,28 ữ 1,30g/m3 sẽ đẩy vữa sét nhẹ hơn lên trên rồi dùng bơm bơm vào thùng chứa để sử dụng lại

Việc hạ các tấm panel được tiến hành bằng cần trục và nó được treo lên thanh ngang tựa lên tường định vị Sau khi panel cuối cùng được hạ thì vữa sét cũng được thay thế hoàn toàn bằng vữa X-S-C và lấp đầy toàn bộ khe hở xung quanh panel và rãnh đứng ở mối nối các panel với nhau Yêu cầu vữa X-S-C có thành phần sao cho sau một ngày đêm nó sẽ chuyển sang trạng thái dẻo và việc đào đất ở đoạn (đốt) tiếp theo có thể bắt đầu vào ngày sau đó

Mức vữa nhẹPanel

Bơm vữa nặng (X-S-C)

c Lắp đặt panel

Mức vữa nặngHút vữa nhẹ

0,00Vữa nhẹ (sét)

a Đào hào

Hình 19

b Thay vữa nhẹ (sét) bằng vữa X-S-C

Một công nghệ khác cũng đã được áp dụng tại Liên Xô cũ qui trình như sau: Trước hết ta đào hào và đồng thời lắp đặt vào hào các cấu kiện đúc sẵn Sau đó ép vữa tam hợp theo các ống đặt sẵn trong cấu kiện đúc sẵn (panel) xuống đáy hào (dưới nền của panel) vữa tam hợp sẽ đẩy vữa sét ra và lấp đầy không gian giữa vách hào và panel

Một công nghệ khác nữa cũng rất khả thi được tiến hành như sau : Sau khi đào hào trong vữa sét đến cao độ thiết kế (cộng thêm 10cm) người ta tôn nền hào bằng sỏi hoặc đá dăm đến cao độ đáy của tấm panel Sau đó đặt các tấm panel đúc sẵn vào hào theo các khung định vị Để gia cố tạm các cấu kiện lắp ghép ở trong hào, đầu các panel được hàn với cốt thép chờ của tường định vị và bằng phương pháp đổ bê tông trong nước đổ vào hào một lớp bê tông dầy từ 1ữ1,5m Khe hở giữa các tấm panel và mặt ngoài vách hào được lấp đầy bằng đá nhỏ và sỏi sau đó ép vữa xi măng mác 25# Mặt trong hào và tường phía trong được lấp đầy bằng vật liệu dễ phá bỏ đi và nhanh cố kết trong vữa sét (đá dăm nhỏ, sỏi và cát hạt thô) Tiếp theo đó người ta đổ một xà giằng toàn bộ chu vi của công trình Sau đó người ta toàn khối hoá các mối nối và hàn bằng thép dọc mối nối

4.3 Kiểm tra chất lượng bê tông :

Việc kiểm tra chất lượng thi công trong đất có một ý nghĩa rất quan trọng vì thi công đều trong điều kiện khó khăn, bị che khuất, chịu ảnh hưởng trực tiếp của thời tiết, của nước ngầm và nhiều yếu tố chưa lường hết được do hiểu biết về sự làm việc của đất nền còn nhiều hạn chế Chất lượng của tường chỉ có thể xác định được khi đã áp dụng một số phương pháp kiểm tra quen thuộc hiện nay như là siêu âm, lấy mẫu khoan, phương pháp phóng xạ

Trong quá trình thi công ta cần kiểm tra một cách nghiêm túc chất lượng thi công Với công nghệ thi công thích hợp và qui trình kiểm tra chất lượng chặt chẽ, khả năng hư hỏng của tường có thể giảm đến mức tối thiểu Tại hiện trường cần kiểm tra các yếu tố sau :

a) Kiểm tra dung dịch Bentonite : Mục đích kiểm tra dung dịch Bentonite chủ yếu bảo đảm cho thành hố khoan không bị sập trong quá trình đào cũng như khi đổ bê tông và để kiểm

• Hàm lương cát : < 5%

• Dung trọng : 1,01 ữ 1,05g/m3

• Độ nhớt : ≥ 35 sec

• Độ pH : 9,5 ữ 12

b) Kiểm tra đáy hố đào (hào) : Sau khi thổi rửa đáy hố đào bằng dung dịch Bentonite, cần kiểm tra độ sạch của đáy hố đào bằng một số biện pháp đơn giản sau :

• Đo chiều sâu : Đáy hố đào được coi là sạch nếu chiều sâu sau khi thổi rửa bằng chiều sâu đào

• Sử dụng một số thiết bị xuyên đơn giản đánh giá sức kháng xuyên của đất dưới đáy hố

c) Kiểm tra bê tông trước khi đổ : Bê tông sử dụng trong thi công tường trong đất tương ứng với các thông số sau :

• Độ sụt : >15cm

• Cường độ sau 28 ngày : ≥ 200kG/cm2

• Cốt liệu thô trong bê tông : Không lớn hơn cỡ hạt theo yêu cầu của công nghệ d) Ghi chép trong quá trình thi công :

Trong quá trình thi công cần ghi chép thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc và các sự cố sảy ra trong quá trình thực hiện công việc sau :

• Đổ bê tông hạ các cấu kiện lắp ghép vào hào

• Thể tích bê tông cho từng đoạn tường

Sau khi thi công cần kiểm tra chất lượng của tường trong đất phát hiện các khuyết tật và xử lý ngay những chỗ bị hỏng Có thể sử dụng các phương pháp sau đây :

• Phương pháp kiểm tra dùng khoan lấy mẫu

• Phương pháp kiểm tra bằng thiết bị vô tuyến

• Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm

• Phương pháp kiểm tra bằng phóng xạ

• Và một số phương pháp động khác

Chúng ta ai cũng biết công tác đo đạc kiểm tra cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng Người ta phải gắn mốc trắc địa và tiến hành quan trăc một cách hệ thống các biến dạng đứng, biến dạng ngang của kết cấu các công trình nhà cửa đã tồn tại Công tác đo đạc trắc địa phải tiến hành suốt trong thời gian đào hào (Đặc biệt là quan trắc độ lún của tường định vị), lắp ghép kết cấu, đào đất trong hố móng và tỏng thời kỳ khai thác công trình

4.4 An toàn lao động trong thi công "Tường trong đất" :

Trong quá trình thi công "Tường trong đất" phải đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, máy móc thi công muốn vậy ta phải tôn trọng các yêu cầu trong "Quy tắc an toàn trong xây dựng" cũng như các nội qui, qui tắc an toàn trong khai thác máy móc thiết bị, an toàn trong phòng cháy chữa cháy

Tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, các công trình có "Tường trong đất" phần lớn đều nằm trong trung tâm thành phố vì vậy công tác an toàn phải được đặt lên hàng đầu, không những để tránh tai nạn sảy ra cho người làm xây dựng mà còn cho cả cư dân sống xung quanh công trường, có biển báo, biển chỉ dẫn Hào phải được đậy bằng ván (tấm lát) Phải có biện pháp thoát nước mặt đặc biệt là ở những nơi bố trí tường định vị Phải có hàng rào ngăn cách hào cách 3m Về mỗi bên phải có cầu dành riêng cho người qua hào Các máy móc di chuyển gần hào phải được qui định rõ tránh sụt thành hào do rung động của máy móc Các thùng chứa hoá chất, phụ gia phải có nắp đựng Khi xây dựng neo bê tông phải tuân thủ qui tắc an toàn cho công tác khoan

Một điều rất quan trọng là trong các giải pháp thi công cũng như trên tổng mặt bằng phải chỉ rõ các phương pháp đào đất, đổ đất và vận chuyển đất đi, giúp cho người thợ đào (lái máy đào) khỏi bỡ ngỡ, khỏi vi pham nội qui công trường Mỗi một công việc đều được ghi chép có biên bản nghiệm thu mỗi khi thay đổi biện pháp thi công đều phải được sự thoả thuận giữa bên A và bên B bằng văn bản

Tóm lại công tác an toàn lao động là hàng đầu cho mỗi công tác, hiệu quả kinh tế của một công trình xây dựng không thể tách khỏi công tác an toàn ra một bên được, nó là một chỉ tiêu để đánh giá sự thành công của một công trình

5 Một số phương pháp làm khô hố móng :

Để công tác thi công móng hoặc các tầng hầm được thuận lợi trong điều kiện mực nước ngầm cao, cần có biện pháp hạn chế thẩm thấu nước vào khu vực thi công hố đào ở Việt Nam, đặc biệt là khu vực đồng bằng khi thi công các công trình ta thường gặp nước ngầm Nước ngầm chảy vào hố gây lở, sụt vách hố đào, đồng thời cũng đẩy nổi đáy hố đào do đó việc thi công đáy hố đào bằng bê tông rất khó thực hiện Tuỳ thuộc vào lưu lượng nước, độ cao lớp nước, vào thành phần hạt và tính chống thấm của đất nền mà định ra biện pháp chống thấm (hạ mực nước ngầm) cho phù hợp Các biện pháp thường được sử dụng là bơm hút đáy bằng bơm phun dung dịch chống thấm vào đất và phương pháp điện hoá

a) Sử dụng rãnh và hố thu nước (Hình 20)

Giải pháp này được dựa trên cơ sở các rãnh thu nước ở đáy hố đào tập trung nước về hố thu để bơm ra khỏi hố móng, nó thường được áp dụng cho đất cuội sỏi hoặc đá, lưu lượng nước ít, dòng chảy không mạnh, không cuốn trôi đất vào hố đào Đôi khi người ta còn tạo lớp lọc nứoc ở sau vách chống đất để giữ cát không chảy gây sụt lở hố Đây là phương pháp rẻ tiền

Chiều sâu hố thu nước thường lấy bằng 1,0ữ1,5m và cần phải chuẩn bị nhiều hố thu khi kích thước hố đào lớn

Lưu lượng nước phải bơm khỏi hố đào được tính theo công thức của Đác xy : Q=k.i.A

Trong đó : Q : Lưu lượng nước (m3/phút) k : Hệ số thấm của đất (m/s) i =h/l : Gradien thuỷ lực

A : Tiết diện ngang của dòng thấm

Lưu lượng Q cần được dự tính trước khi thi công để chuẩn bị thiết bị và các thiết bị và phương pháp bơm nước

Nước ngầmHình 20

b) Hạ mực nước ngầm bằng giếng lọc :

Xung quanh hố đào ta khoan một loạt các giếng lọc và đặt máy bơm hút nước liên tục, mực nước ngầm ở dưới đáy hố đào được hạ thấp cục bộ, nằm ở cao độ thấp hơn đáy móng khoảng 0,5ữ1,0m, cho phép thi công hố móng hoặc tầng hầm trên mặt bằng khô ráo Phương pháp này có hiệu quả tốt khi đất nền là đất cát hạt nhỏ đến hạt thô, với vận tốc dòng chảy 1 ữ

100m3/ngày Khi vận tốc dòng chảy < 1 m3/ngày, khối lượng nước quá nhỏ nên phương pháp này trở nên không kinh tế Nhược điểm của phương pháp này sẽ có khả năng gây cho vùgn xung quanh lún theo, do đó phải tính toán chính xác số lượng giếng và lưu lượng bơm, thời gian bơm để sao cho ảnh hưởng đến khu vực xung quanh là ít nhất, Giếng lọc không thu hồi được nên chỉ áp dụng tại những nơi mặt bằng thi công rộng, lưu lượng lớn, điều kiện triển khahi các giếng rời rạc, thời gian sử dụng lâu nhưng không liên tục Mỗi đợt bơm nên ngắn để đất không kịp lún

Lưu lượng nước chảy vào hố đào được tính gần đúng theo công thức :

( )31

mF h K m

a Hệ thống giếng nhiều cấptrước khi bơm hútGWT : Mực nước ngầma Hệ thống giếng 1 cấp

Hình 21 Hạ mực nước ngầm bằng giếng sâu

c) Hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc :

Nguyên lý hoạn động của ống kim lọc giống như giếng lọc song việc triển khai và thu hồi nhanh do kim lọc tự hạ, không cần khoan Các kim lọc hoạt động theo 1 hệ thống nhất nên hiệu quả cao, kim có thể đặt dầy nên có thể tạo thành vành đai chặn nước ngầm chảy vào hố móng Kim lọc áp dụng khi hố đào cần ngăn nước liên tục nhưng lưu lượng nhỏ

Hạ mực nước ngầm bằng kim lọc khi mực nước ngầm lứon thì phải chia làm nhiều cấp Mỗi cấp bố trí một hệ thống kim

Khi hạ mực nước ngầm bằng giếng lọc hay kim lọc cần phải xác định được các thông số : Hệ số lọc k, bán kính hoạt động của giếng R, chiều sâu H, chiều dầy của tầng nước ngầm S để tính toán chính xác hiệu quả hạ nước ngầm của giếng Thông thường người ta khảo sát thí

Đôi khi để giảm lún cho công trình bên cạnh, người ta kết hợp hạ mực nước ngầm với bơm nước lộ thiên sẽ đạt hiệu quả cao hơn, lúc đó mực nước ngầm ở ngoài vùng kim lọc không cần hạ nhiều

Ưu điểm của phương pháp hạ mực nước ngầm là làm giảm tối đa nước chảy vào hố đào; giảm áp lực lên vách chống thành hố đào, thi công thuận lợi hơn

Một trong những vấn đề rất quan trọng ở đây là làm sao chống lún cho công trình bên cạnh do ảnh hưởng của việc hạ mực nước ngầm Người ta đưa ra lời khuyên là thời gian hút nước phải là tối thiểu Việc hoạt động của giếng lọc chỉ chấm dứt hoạt động khi đã hàn đáy tầng hầm chống thấm tường Cần thu hồi lại toàn bộ hệ thống ống kim lọc để sử dụng cho công trình khác

Lưu lượng nước trong hệ thống kim lọc xác định theo công thức :

( )31,36.(2 )

lg lg

H S S k m

R - Bán kính hoạt động của kim lọc (m) F - Diện tích xung quanh vùng kim lọc (m2) l - Chiều dài chuỗi kim lọc (m)

Bán kính hoạt động của kim xác định theo công thức của Cusakin : R = 575S.H.k (5)

Hình 22 Bố trí ống kim lọc

d) Hạ mực nước ngầm bằng phương pháp điện thấm :

Khi đất nền là loại đất hạt bụi hoặc á sét (C=10-3 ữ 10-5 cm/s) việc sử dụng phương pháp giếng thu nước thông thường ít có hiệu quả do lưu lượng nước tập trung về giếng không lớn trong khi nước vẫn thâm vào đáy hố đào Bằng cách sử dụng dòng điện một chiều có thể định

hướng và làm tăng lưu lượng nước tập trung về các giếng Nguyên lý của phương pháp này được minh hoạ trên hình 21 Trong điện trường giữa các điện cực nước tự do trong đất di chuyển qua các lỗ rỗng từ dương cực sang âm cực Biện pháp này làm thoát nước tỏng lỗ rỗng của đất, tăng cường độ của đất do đó làm tăng khả năng ổn định của thành hố đào

Theo Casagrande, hệ số điện thấm của cát, cát bụi và sét được lấy bằng KC=0,5.10cm/s khi chênh lệch điện thế bằng 1 volt/cm, nghĩa là KC = 0,5x10(cm/s)/(volt/cm)

Phạm vi ứng dụng có hiệu quả của phương pháp này :

• Khi độ sâu hố đào lớn, vựơt quá giới hạn cho cọc cừ (khoảng 20m)

• Khi khó thi công cọc cừ xuyên qua những lớp đất bão hoà lớn

• Khi việc hạ mực nước ngầm bằng các giải pháp thông thường quá đắt hoặc khi tốc độ dòng chảy của nước ngầm quá lớn (Vượt quá 2m/ngày)