Kỹ thuật thi công nhà có tầng hầm tại Việt Nam

Ph ơng pháp gia cố nền tr ớc khi thi công hố đào

Ngoài những biện pháp chống đỡ thành hố đào nh đã nêu ở trên ta cũng có thể áp dụng phơng pháp gia cố nền hố đào trớc khi đào đất. Nội dung của phơng pháp này là trớc khi thi công đào đất ngời ta dùng khoan và bơm cao áp phụt vữa xi măng vào nền đất xung quanh hố đào.

Ph ơng pháp thi công từ trên xuống (Top-down)

Khi bê tông đạt cờng độ yêu cầu, ngời 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. • 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 có 3 tầng hầm thì.

Xác định lực tác dụng lên vách chống

Chúng ta, những ngời xây dựng đều thừa hiểu việc xây dựng các công trình dới lòng đất đều rất phức tạp và khó khăn, ví dụ nh thi công đờng hầm, tunnel hay đờng cho tàu điện ngầm. Tất cả những vấn đề trên cần đợc nghiên cứu, xem xét một cách nghiêm túc,.

Chống vách đất

Trờng hợp này giống (a) nhng tiết kiệm đợc gỗ, cọc có thể thu hồi đợc. d) Dùng cọc khoan nhồi, khoan liền nhau tạo thành vách đất chống sau đó tiến hành đào đất. Tuy nhiên biện pháp này thi công khá đơn giản (So với thi công tờng 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 tờng trong đất. Tờng đợc thi công theo phơng pháp nhồi tạo thành vách kín bao quanh toàn bộ công trình, sau đó tiến hành đào đất. Tờng trong đất có khả năng chống thấm tốt do đó có thể dùng làm tờng ngầm tham gia chịu lực cùng móng công trình. Khi độ sâu lớn ngời ta co thể dùng biện pháp chông giữ tờng trong quá trình thi công tầng hầm. Đây là phơng pháp áp dụng cho công trình có tầng ngầm sâu, mực nớc ngầm lớn. ơng pháp này rất có hiệu quả đem lại tính khả thi cao cho công trình. f) Khi vách chống không tự đứng đợc ta phải áp dụng một trong những biện pháp đã nói ở chơng II. g) Chống trực tiếp xuống đáy hố đào, thờng là chống lên đầu cọc khoan nhồi hay cọc Barette khi hố đào rộng ít ảnh hởng 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 đợc phép neo (đợc 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 tờng bao sẽ giảm đi đáng kể.

Một số giải pháp kết cấu của t ờng trong đất

Giải pháp này không thật kinh tế, ngời ta có thể thay thép I bằng thép tấm hàn vào khung cốt thép để đảm bảo độ cứng của vách chắn (Hình 12). Cèt thÐp ph©n bè Cốt thép vùng kéo. Cốt thép vùng nén. Liên kết cốt thép giữa các góc ThÐp tÊm. Ta thấy thép tấm đợc tăng cờng 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 đợc hàn vào thép góc với bớc là 50cm. Việc đa khung lới cốt thép vào hào tiến hành bằng cần cẩu, phía trái đợc đa vào rãnh thép [, phía phải đợc hỗ trợ bằng 1 khung dẫn hớng 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 tờng hạ sâu vào trong lòng đất. b) T ờng trong đất bằng bê tông đúc sẵn. Những năm gần đây ngời ta dùng các kết cấu hỗn hợp tức là phần tờng của tầng hầm của công trình có chiều cao < 10m là cấu kiện lắp ghép, phần còn lại để chắn nớc ngầm vào đáy hố móng là toàn khối (Hình 13).

Công nghệ xây dựng t ờng trong đất : 1. Tờng trong đất bằng bê tông đổ tại chỗ

Một số ph ơng pháp làm khô hố móng

• Khi việc hạ mực nớc ngầm bằng các giải pháp thông thờng quá đắt hoặc khi tốc độ dòng chảy của nớc ngầm quá lớn (Vợt quá 2m/ngày). Đóng băng nhân tạo đợc thi công bằng cách đa các công thu nhiệt có đờng kính 100ữ200mm theo chiều thẳng đứng xuyên xuống độ sâu thiết kế.

Chèng thÊm cho tÇng hÇm

Qua hình 26 ta thấy phần đất keo hoá nằm sát vữa tam hợp (Sét - XM - Cát) còn giữa vữa tam hợp và tờng tạo nên một màng bentonite dầy từ 1 ữ 2mm. Nh vậy khả năng chống thấm cho tờng là rất đảm bảo. Ngày nay trong xây dựng các công trình ngầm một sản phẩm chống thấm bằng Bentonite Geotextile có tên gọi là Voltex là sản phẩm của tập đoàn CETCO. Voltex là một loại màng phủ chống thấm có hiệu quả cao, đặc biệt đối với các công trình ngầm trên cả hai mặt đứng và nằm ngang, nó đợc hình bởi hai lớp sợi khoáng Polypropylene và một lợng Sodium Bentonite theo tỉ lệ : 450g/0,09m2. Việc thi công lắp đặt Voltex hết sức dễ dàng và nhanh chóng, chỉ cần đặt nó. đúng vị trí và gắn chặt lại. Nó có thể gắn trực tiếp lên bê tông tơi ở bất kỳ thời tiết nào hoàn toàn không cần dùng đến các loại keo kết dính. Voltex có thể đợc cắt ra thành các miếng theo hình thù của kết cấu nh quanh chân cột, góc tờng và các bộ phận xuyên sàn. Nó có tính năng nh một lớp màng phủ tự kết dính và nén chặt. Độ bền của Voltex rất cao, khi dùng nó làm vật liệu chống thấm ta không cần phải áp dụng một biện pháp bảo vệ nào khác nữa. Ngoài Voltex ra ta còn có các loại phụ trợ nh : Bentoseal đợc ứng dụng xử lý quanh các các ống xuyên sàn, các góc kết cấu và những phần tiếp giáp. Với Hydro Tubes là loại ống nhựa có khả năng hoà tan trong nớc đợc chứa đầy chất Volclay Bentonite. Nó đợc ứng dụng để xử lý các phần chân kết cấu hay các phần giao nhau của tờng. Còn Waterstoppage là dạng hạt nhỏ nh Volclay Bentonite nguyên chất đợc ứng dụng xử lý các chỗ khó, nếu dùng Voltex thì hiệu quả sẽ không cao. Loại Waterstoppage RX là loại sản phẩm gốc Bentonite có khả năng co dãn, chuyên đợc dùng để xử lý quanh các ống xuyên và các khe nối. đổ bê tông. Cuối cùng là Aquadrain là một tấm dẫn nớc đúc sẵn đợc thiết kế với một phần cốt lừi Polystyrene đỳc và sợi khoỏng học. Tuy nhiên Voltex có những hạn chế nhất định, nó không dùng đợc để xử lý chống thấm bằng cách bao phủ cho các phần lộ trên mặt đất. Nó cũng không dùng để xử lý cho các kết cấu đang có nớc đọng. Nó không sử dụng đợc cho các khe co dãn. ứng dụng của Voltex : Dùng để chống thấm chó các sàn bê tông đặt trên đất, cho các tờng cừ bằng gỗ, thép và bê tông đổ tại chỗ cũng nh lắp ghép, cho các công trình đờng hầm và công trình ngầm, với các công trình xây dựng với bê tông phun. Trọng lợng 34kg. Đối với lớp mặt nền là đất, sỏi đợc đầm nén chặt thì đòi hỏi lớp bê tông phủ lên trên phải dầy tối thiểu là 100mm, còn đối với lớp mặt nền là lớp bê tông lót thì. khi lắp đặt Voltex đòi hỏi lớp bê tông bên trên phải dày tối thiểu là 150mm. Trong điều kiện có áp lực thuỷ tĩnh ta nên lắp đặt Voltex cho cả mặt dới các đáy móng.. Trớc khi lắp đặt Voltex mặt nền phải đợc chuẩn bị kỹ càng. Tất cả các hạng mục nh tầng hầm chứa thang máy, bể phốt, dầm, móng phải đợc lắp Voltex trớc mục đích là tạo đợc một lớp ngăn nớc liên hoàn chắc chắn. Hình 27 a/ Mặt bằng lắp đặt Voltex. Sàn BTCT Waterstop RXCốt thép sàn. b/ Mặt cắt lắp đặt Voltex. Bê tông lót nền. Mặt nền đã được đầm nén chặt. Voltex d/ Với mặt nền bằng lớp bê tông lót. c/ Với mặt nền đá sỏi đầm chặt. Mặt nền được đầm nén chặt bằng sỏi đá. Bê tông sàn 2 lớp cốt thép Sàn bê tông dày tối thiểu 100mm. Mạch ngừng đổ bê tông Cèt thÐp. Bê tông lót. Sàn BTCT Waterstop RX. Bê tông lót khi có áp lực nước ngầm khi không có áp lực nước ngầmf/ Dùng Voltex cho móng e/ Dùng Voltex cho móng. Voltex không nên ứng dụng để lắp đặt trên các đầu cọc móng. Cắt Voltex vừa khít quanh đầu cọc rồi xử lý Bentoseal dày tối thiểu 18mm tại góc ke tiếp giáp giữa Voltex và cọc. Bentoseal dày 18mm đợc trám vát xéo mỗi chiều trên tấm Voltex và cọc tối thiểu 50mm. Waterstop RX nên đợc lắp ngay trên mặt đầu cọc vòng quanh cốt thép của cọc. Đài móng Sàn đáy. Chất cản nước WaterStopage Cọc BTCT. Bentoseal dày 50mm Voltex. Waterstop RX DÇm thÐp I. b/ Chi tiết dầm móng khi có áp lực thuỷ tĩnh Waterstop RX. Waterstoppage ống xuyên sàn. Bentoseal Voltex DÇm mãng. c/ Chi tiết mặt cắt ống xuyên sàn. Nh ta đã biết tờng cừ chắn đất có thể là cọc cừ + tấm chắn đất bằng gỗ, có thể là cừ thép, hoặc là những tờng chắn bằng bê tông phun trực tiếp lên thành hố đào, hoặc bằng những tấm bê tông đúc sẵn gắn vào cọc cừ. Việc thi công lắp đặt Voltex cũng không có gì đặc biệt. Voltex Ván gỗ côppha tường cừ. Nền đất đầm chặt Waterstop RX. Tường bê tông. a) Voltex dán lên côppha tường cừ. c) Lắp đặt Voltex cho tường bê tông lấp đất sau. 100mm thanh chốt côppha. Bentoseal trám các lỗ. Tường chắn bằng vữa BT phun Voltex 100mm. không co ngót. được trát bằng vữa Các chỗ lõm b) Lắp đặt Voltex lên bề mặt bê tông phun. Từ số lợng sàn ta chọn để tính toán cột tạm, có hai cách tính toán cột tạm cách thứ nhất ta chọn lới cột tạm, từ lới cột tạm ta xác định đợc tải trọng mà cột phải chịu (cho tới khi thi công xong các cột tầng hầm cuối cùng và cột đã đủ cờng độ chịu lực theo tính toán). Sau đó tính toán vật liệu để làm cột chống tạm. Còn cách thứ hai là từ một loại vật liệu cho cột chống tạm cụ thể ta đi tính đợc số lợng cột chống tạm cần thiết. Vật liệu để làm cột tạm ở đây thờng là thép hình hoặc là cột bê tông cốt thép tiết diện tròn. a) Cột tạm làm bằng thép hình (Thép I có gia cờng thép góc).

Cột cố định đợc đặt lên đài một cọc

Vấn đề chủ yếu là mối nối giữa cột và dầm sàn, mối nối giữa phần cột tầng trên đã thi công và phần cột dới sẽ thi công, làm sao để chúng đạt yêu cầu về cốt thép, về bê tông đúng nh thiết kế. Tóm lại, để thi công đợc sàn các tầng hầm ngời ta cần có các cột tạm, các giải pháp cột tạm đa ra nhu trên đây đều khả thi, song vấn đề cần nghiên cứu thêm là chọn nh thế nào cho phù hợp với biện pháp thi công và để cho cột tạm đạt chất l- ợng nh mong muốn.

Trờng hợp cột nằm trên đài nhiều cọc

Một công trình xây dựng với móng gồm 5 cọc khoan nhồi nghĩa là công trình này khá cao tải trọng tác động lên chân cột rất lớn, số tầng có thể là vài chục tầng, tuy nhiên số tầng hầm lại không thể tỉ lê thuận với số tầng của nhà đợc, cho tới nay số tầng hầm có chiều sâu trên 20 mét không phải là nhiều vì vậy việc tính toán cột tạm cũng chỉ dừng lại ở 3 --> 4 tầng trở lên. Với một toà nhà có tầng hầm gồm 3 --> 4 tầng hầm chiều sâu tới 20m thì khi tính cột tạm ta chỉ tính cho cột chịu đợc tải trọng của toàn bộ tầng hầm cộng với 5 --> 6 tầng phần thân nhà là hợp lý vì lẽ tốc độ thi công của tầng hầm và nhà thờng không nhịp nhàng, một sàn của phần thân thờng thi công nhanh hơn sàn một tầng hầm.

Công tác cốt thép

Sau khi đã thi công lớp vữa lót nền xong ngời ta tiến hành kiểm tra độ thăng bằng của mặt nền bằng máy thuỷ bình trớc khi lắp đặt cốt thép (với trờng hợp không dùng côppha) hoặc trớc khi lắp đặt cốppha (với trơng hợp dùng côppha đổ bê tông dầm-sàn).

Công tác đổ bê tông

Muốn cho lớp bê tông dầm-sàn đổ đúng chiều dầy thiết kế ta dùng miếng cữ bằng vữa xi măng đúc sẵn hoặc có thể vạch cốt mặt sàn lên thành côppha để nhận biết, tức là dùng sơn đỏ vạch lên côppha nhng có thể vạch đỏ này bị vữa bờ tụng vấy bẩn, khụng cũn rừ ràng nữa, một cỏch khỏc rất. Thời gian tới nớc là 7 ngày, nhịp độ tới có tha hơn so với sàn tầng trệt nó phụ thuộc vào độ ẩm của bê tông, cần đặc biệt chú ý đến vấn đề giữ khô tầng hầm trong quá trình thi công, nhất là trong giai đoạn bảo dỡng bê tông.

Thi công bằng phơng pháp thủ công

Vấn đề chủ yếu ở đây là phải luôn luôn giữ cho đáy hố đào khô, nhất là khi bê tông bê tông mới đổ để tránh hiện tợng đẩy nổi gây nứt bê tông sàn và ảnh h- ởng đến quá trình đông kết của bê tông. Việc tổ chức đào đất theo ca kíp là hợp lý, thời gian làm việc dới tầng hầm tối đa là 6 tiếng, đất đợc đào lên theo từng lớp từ trên xuống dới, hết lớp này mới đến lớp tiếp theo theo đến độ sâu cần đào.

Thi công đào đất bằng cơ giới

Trong quá trình đào khi gặp lớp nớc ngầm ta phải đào hố thu nớc và dùng bơm để bơm cạn đi sao cho luôn có một lớp đất nền khô, dầy chừng 2m. Ngày nay công nghệ chế tạo máy rất phát triển chúng ta tin rằng trong tơng lai rất gần sẽ có các loại máy chuyên dụng cho việc thi công đào đất có hiệu quả cao và bảo đảm an toàn cũng nh sức khỏe cho ngời lao động.

An toàn lao động và vệ sinh môi trờng trong thi công đào đất : a. Những sự cố thờng xảy ra khi thi công dới đất

• Chiếu sỏng phải đảm bảo ngời cụng nhõn nhỡn rừ mục tiờu mỡnh làm việc, đ- ờng giao thông trong hố đào tầng hầm phải đợc thắp đèn điện sáng, công nhân có thể di chuyển dễ dàng trong lòng tầng hầm, ánh sáng phải đủ, tránh cho công nhân bị ngã, bị trợt trong quá trình lao động. Việc thi công các mối nối của hệ kết cấu tầng hầm theo phơng pháp thi công từ trên xuống (top-dow ) nó không giống nh thi công các mối nối bình thờng khác , hơn nữa điều kiện thi công lại khó khăn hơn , đặt ra cho ngời kĩ s xây dựng là phải tìm ra giải pháp hợp lí , sao cho mối nối đạt yêu cầu về chất lợng cũng nh về mặt chịu lực , tính toàn khối của nó trong hệ kết cấu nói chung , tuy nhiên cấu tạo các mối nối không nên quá phức tạp để tạo điều kiện cho thi công đợc các mối nối đó.

Mối nối giữa dầm sàn với t ờng bao (T ờng trong đất)

Khi đào đến chiều sâu đặt xốp cho hốc chờ , ta moi miếng xốp đặt sẵn ra , bẻ thẳng cốt thép và làm vệ sinh cho hốc, nếu hốc không phẳng thì phải sửa sang lại cho mặt phẳng của gối phải song song với phơng nằm ngang. Khi thi công dầm giằng tờng bao ta để sẵn hốc chờ cho dầm , đổ bê tông đến cao độ bụng sàn thì tiến hành đổ bê tông sàn và dầm đồng thời đổ nốt phần bê tông dầm giằng còn lại.

Thi công cột tạm cho tầng hầm

Trong thực tế phơng án cha có công trình nào áp dụng .Tuy nhiên đây là phơng án nhằm tạo ra cho công trình các cột cố định ngay trong khi thi công cọc khoan nhồi, xử lí thoả đáng các mối nối giữa dầm và cột còn mối nối giữa phần cột trên và cột dới không cânf phải xử lí nữa. Ta biết rằng việc thi công cột bê tông tiết diện tròn trong đất với khuôn bằng ống thép tròn đợc rút dần lên có thể sẽ sảy ra hiện tợng bê tông cột bị xệ do rút ống quá sớm, hoặc nếu rút ống quá muộn thì sẽ khó rút, ảnh hởng đến chất lợng bê tông.

Thi công mối nối cột - dầm

Đối với những nút dầm cột không có cột tạm việc thi công ván khuôn và cốt thép cũng tiến hành tơng tự song cần chú ý phần ván khuôn đáy dầm phải phủ hết phần cột và cốt thép đáy dầm có thể kéo suốt với tất cả các thanh theo thiết kế. Cách 2: Ta không cần để sẵn các ống trong cột mà cứ tiến hành thi công bêtông cột bình thờng nh cho cọc nhồi , khi đào đất đến cao trình dầm ,sau khi đã đặt ván khuôn dầm sàn, ta cho tiến hành khoan lỗ luồn thép dầm qua cột.

Thi công cột cố định cho tầng hầm

Cũng có thể thi công theo cách 2 của mối nối giữa dầm và cột bằng ống thép nhồi, nghĩa là ta không cần để ống cho thép dầm, cứ thi công bình thờng sau đó khi đào đất đến cốt dầm ta tiến hành khoan lỗ luồn cốt thép. Cách thi công này có u điểm là đặt dầm và cốt thép dầm đúng cao trình thiết kế, song việc khoan bê tông qua cột cũng khá tốn công, rất có thể bị sai lệch khi khoan, gây rung động và tiếng ồn cho ngời lao động dới tầng hầm.

Thi công đáy tầng hầm: (Hình 49)

Với những nền đất lầy lội, để xử lí thành nền khô ráo, trớc hết ta phải đổ sỏi,. Một số biện pháp đề xuất để rút ngắn thời gian thi công tầng hầm và nâng.

Một số biện pháp đề xuất để rút ngắn thời gian thi công tầng hầm và nâng cao chất lợng bê tông chân cột : (Hình 50)

Theo chúng tôi thì thi công "Top-down" chỉ nên áp dụng cho những công trình có chiều sâu dới mặt đất lớn (mặt bằng thi công chật hẹp), và khi có đầy đủ các máy móc thiết bị thi công cần thiết cũng nh trình độ kỹ thuật của công nhân, kỹ s thi công, trình độ quản lý của nhà thầu và một điều rất quan trọng là khi tiến độ thi công yêu cầu phải nhanh gọn sớm đa công trình vào hoạt động. Tuy nhiên các công trình thi công tầng hầm ở Việt Nam còn ít, vì thế cần có sự hợp tác chặt chẽ với các nớc có công nghệ tiên tiến về lĩnh vực này này để nâng cao trình độ của các kỹ s xây dựng Việt Nam đảm bảo để chúng ta có đủ khả năng tự thi công các công trình tầng hầm đạt chất lợng cao.