Trên cơ sở các khảo sát thực tế, kết hợp với các phân tích lý thuyết, tác giả xin kiến nghị một số biện pháp cải tiến để giảm thiểu khuyết tật cho tường Barrette:
- Công tác thiết kế biện pháp thi công phải được một đơn vị có đủ uy tín và trình độ đảm nhiệm.
- Thay đổi thành phần cấp phối vữa bê tông thi công cọc khoan nhồi:
Bê tông của tường Barrette không thể tiến hành đầm nên kém đồng nhất. Giải pháp sử dụng bê tông tự lèn là một biện pháp hiệu quả để giải quyết vấn đề này. Hiện nay, cọc khoan nhồi đã được thiết kế thành phần theo BS 1881 [13]:
+ Xi măng PCB 40: 390 kg + Đá dăm (5-20mm): 1018 kg + Cát thạch anh: 780 kg + Nước sạch: 197 lít
+ Phụ gia hóa dẻo (Plastiment R): 1666 ml Bê tông tự lèn có các đặc điểm thành phần như sau:
+ Phải có phụ gia siêu dẻo
+ Tăng độ chảy, không phân tầng, duy trì tính công tác theo thời gian ở mức độ cao.
+ Ngoài xi măng, bắt buộc phải sử dụng phụ gia mịn. Tăng độ nhớt dẻo, chống phân tầng và tăng độ chắc
+ Kích thước cốt liệu không quá 25mm
+ Tăng khả năng biến dạng chảy làm đầy trong
Phụ gia là loại vật liệu rất quan trọng trong bê tông tự lèn. Thường sử dụng các loại phụ gia khoáng mịn: silicafume, tro nhiệt điện, tro trấu nghiền mịn, tro nhiệt điện mịn, bột đá vôi nghiền... Thành phần phụ gia siêu dẻo: Glenium SP51, Viscocrete giics co-polyme, COSU gốc Naphthalene forrmaldehyde sulfonated, Plasstiment R...
Bê tông tự lèn là bê tông có khả năng chảy dưới trọng lượng bản thân và làm đầy hoàn toàn cốp pha thậm chí trong cả những nơi dầy đặc cốt thép mà không cần bất cứ tác động cơ học nào mà vẫn đảm bảo tính đồng nhất. Nói một cách khác, bê tông tự lèn là bê tông có khả năng tự lèn chặt. Khả năng tự lèn chặt là năng lực tiềm tàng của bê tông có liên quan đến khả năng đổ. Với khả năng này, bê tông có thể làm đầy và lèn chặt mọi góc cạnh của cốp pha bằng trọng lượng bản thân nó mà không cần đầm trong quá trình đổ bê tông.
Với đặc tính như trên khi sử dụng bê tông tự lèn cho tường Barrette sẽ hạn chế được nhiều khuyết tật như rỗ, xốp gây ra do bê tông kém đồng nhất.
- Lựa chọn biện pháp thi công tường Barrette theo công nghệ thi công vữa dâng trong dung dịch Polyme...
Thành phần Bentonite [8] - Pozzulana, tro núi lửa
- Montmorillonite MgO, Na2O, CaO, H2O,SiO2,Al2O3,Fe2O3,FeO
+ Tiêu chuẩn về quản lý dung dịch - Trọng lượng riêng
- Độ nhớt
- Hàm lượng Bentonite trong dung dịch. - Độ pH
- Hàm lượng cát
+ Chức năng của dung dịch
- Áp lực thủy tĩnh counter – balance áp lực nước và áp lực đất.
- Tạo một lớp film bảo về bề mặt tường và giảm thấm nước.
+ Giới thiệu ngắn gọn về SuperMud [8]
- Đây là sản phẩm hữu cơ tổng hợp cao phân tử - SuperMud
- Công thức kết cấu chuỗi mạch vòng
Đặc tính các loại CF [8] Loại CF – 830C Hình thức Bột Thành phần chính Polyacrlicamide Mật độ chất rắn 0.65-0.85 0.1%pH 7.0-12 0.1%VIS(CPS) 150-240 Độ đậm đặc (meq/g) 3.4
Tỷ trọng dung dịch khi khoan : (1.05-1.12)g/cm3 Độ nhớt : 35sec
Hàm lượng cát < 4% Độ pH : (8-12)
+ So sánh hiệu quả giữa SuperMud và Bentonite
Đây được coi là sản phẩm thay thể tốt nhất cho Bentonite với công nghệ địa kỹ thuật và thi công xây dựng.
Bảng so sánh do tổ chức F.L.C.W đưa ra [8] (A) (B) 1 Đặc tính Montmorillonite SuperMud Vocanic ash Pozzolana 2 Tỷ lệ pha trộn (5-8)% 1:500~3500
3 Công thức pha chế Cần các phụ giá C.M.C, F.C.L v.v. Giá trị kiểm soát trong khoảng: pH(8-12) 4 Tỷ trọng Tăng theo hàm lượng cát và độ dính Tỷ trọng hầu như ổn định khoảng 1.0
Không thăng theo độ dính
5 Đặc tính chống nhiễm mặn Giảm dần chất lượng Không giảm
6 Bảo quản Giữ trong thùng 8 tiếng sau khi trộn Pha trộn trực tiếp không cần bể lắng Cần bể lắng cát.
7 Tái sử dụng (2-3) lần (2-3) lần
8 Phục hồi lại hỗn hợp đã sử dụng Khó bơm vào thùng do tỷ trọng và hàm lượng cát Dễ bơm vào thùng 9 Chiếm chỗ bê tông Khó → ứng suất liên kết → chất lượng kém Chất lượng đổ bê tông tốt
10 Nguy cơ với môi trường và sức khỏe
Dễ dẫn đến ô nhiễm/ chứa tác nhân gây ung thư silicat
Không làm ảnh hưởng đến môi trường. Rất dễ dàng phân hủy chỉ sau khoảng 8 giờ dưới điều kiện tự nhiên
11 Bề mặt tường Đào Đo bề dày của bánh lọc, bề mặt tường khá lồi lõm Bề mặt khá hẳng do không cần bánh lọc
12 Đổ chất thải Không dễ( lượng lớn, chu trình xử lý phức tạp) Thêm chất ôxi hóa, liên kết phân tử bị phá hủy dễ dàng. Sau đó nước sạch có thể đổ vào đường cống
13 Máy trộn, máy bơm Sử dụng chế độ nặng Sử dụng nhẹ
14 Máy sàng cát Cần Không cần
15 Khối lượng của chất tạo dung dịch khoan
Rất lớn, khi dùng xong sẽ trở thành bùn sét
rất khó xử lý Rất nhỏ, khi dùng xong dùng hóa chất xử lý sẽ thành nước thải sạch
16 Hao hụt dung dịch khoan khi vào tầng
sỏi và cát thô Nhỏ, khoảng 30%
Lớn, lên tới 100-150% (phải xử lý bằng cách trộn thêm Bentonite vào dung dịch SuperMud
- Dung dịch SuperMud không chứa đất sét nên không làm giảm cường độ bê tông. - Độ dính kết giữa bê tông và cốt thép tăng do không bị đất sét dính vào cốt thép. - Dung dịch SuperMud không ngậm cát nên đáy cọc sạch hơn dung dịch Bentonite . - Tăng ma sát cho cọc do không có lớp áo sét bao ngoài thân cọc.
An toàn
- Thi công an toàn hơn- không gây hại cho sức khỏe người lao động. - Giảm được hao phí lao động khi dùng SuperMud.
- Giảm được ảnh hưởng tới môI trường. - Không gây ô nhiễm
Vì những ưu điểm trên của Polyme, tác giả kiến nghị nên dần thay thế công nghệ thi công tường Barrette trong dung dịch Bentonite bằng thi công vữa dâng trong Polyme.
- Lựa chọn biện pháp thi công trên cơ sở phân tích các nhân tố liên quan như chiều sâu hố đào, vị trí xây dựng, tình trạng công trình lân cận,... Nếu công trình xây chen trong khu đô thị có chiều sâu từ 2 tầng hầm trở lên nên sử dụng phương án thi công chắn giữ hố đào bằng tường Barrette, trường hợp hố đào sâu có thể áp dụng phương án thi công Top-Down nhằm hạn chế chuyển vị của tường.
- Hồ sơ thiết kế biện pháp thi công gồm các phần chính sau:
+ Dự tính chuyển vị đất nền xung quanh hố đào + Đánh giá nguy cơ hư hỏng công trình lân cận, đề xuất biện pháp khảo sát, gia cố nền.
+ Thiết kế tường vây và hệ chống đỡ, các giai đoạn thi công cần được nêu rõ.
+ Thiết kế hệ thống quan trắc (cho hệ thống chống đỡ, cho các công trình lân cận nếu cần, quan trắc nước ngầm,...), nêu rõ thiết bị, chu kỳ, quy trình, cách xử lý số liệu.
+ Qui định các biện pháp an toàn, giải pháp xử lý tình huống khi có thể xảy ra sự cố.
- Dự tính chuyển vị đất nền xung quanh để đánh giá mức độ nguy cơ hư hỏng công trình lân cận có thể tiến hành theo các phương pháp an toàn hoặc dùng các phần mềm chuyên dụng.
- Để đánh giá hư hỏng công trình tiến hành theo các bước
+ Bước 1: Tính toán độ lún và chuyển vị ngang ở khu vực xung quanh hố đào trong điều kiện không xét đến ảnh hưởng của công trình xây dựng đã có.
+ Bước 2: Đánh giá tác động của chuyển vị do thi công hố đào đối với các công trình nằm trong khu vực chịu ảnh hưởng.
+ Bước 3: Đánh giá chi tiết các công trình có mức độ nguy hiểm nặng, đưa ra giải pháp xử lý cho các hư hỏng, ảnh hưởng đã xảy ra.
- Tính toán ổn định hệ thống chống đỡ thành hố đào cho tầng ngầm phải kể đến áp lực đất, tải trọng của công trình ở khu vực lân cận, áp lực nước ngầm và các tải trọng khác có thể phát sinh trong quá trình thi công. Đảm bảo liên kết tốt ở các thanh giằng, thanh chống. Đối với các hố đào nhiều tầng chống nên bố trí hệ kích ở đầu các thanh chống để khử biến dạng do tiếp xúc chưa tốt trong hệ và điều chỉnh biến dạng của tường khi đào đất.
- Công tác thiết kế hệ thống quan trắc địa kỹ thuật bao gồm quan trắc kết cấu chống đỡ hố đào (chuyển vị, đo lực hoặc biến dạng hệ thanh chống), quan trắc đất nền (chuyển vị đất nền xung quanh và đáy hố đào), quan trắc nước ngầm, quan trắc lún nghiêng của các công trình lân cận cần bảo vệ. Hiện nay công tác này chưa được tiến hành ở hầu hết các công trình, nếu có thì cũng chỉ được làm khi đã có sự cố xảy ra. Vì vậy, cần thiết phải đưa yêu cầu thiết kế quan trắc vào trong yêu cầu thiết kế biện pháp thi công, để giảm thiểu các rủi ro có thể xảy ra trong quá trình thi công./.
Phản biện: ThS. Nguyễn Cảnh Cường
T¿i lièu tham khÀo