CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY
II. CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM
Thi công hố đào sâu cho kết cấu tầng hầm yêu cầu đảm bảo giữ cho đất và nước ngầm trong giai đoạn thi công cũng nhƣ chịu lực lâu dài trong quá trình sử dụng.
Việc thiết kế kết cấu chống giữ chủ yếu dựa vào biện pháp thi công kết cấu ngầm mà ở đây có ba phương pháp cơ bản sau: Bottom - up;Top - down;Semi top - down.
2. PHƯƠNG PHÁP BOTTOM – UP
Phương pháp bottom - up hay là phương pháp đào đất trước sau đó thi công 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 đƣợc 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 lƣợng 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 ma sát trong 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.
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 165
- 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 đào thành nhiều đợt, nhiều bậc và độ ổn định cũng nhƣ an toàn cho thi công ta phải bàn đến.
Tùy vào điều kiện thực tế, phương pháp Bottom - up có thể phân ra hai dạng là đào không cần kết cấu chắn giữ và đào có chắn giữ.
a. Đào mở không cần chắn giữ
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 lớn, mặt bằng thi công rộng rãi đủ để mở taluy mái dốc hố đào và để thiết bị thi công cũng nhƣ chứa đất đƣợc đào lên.Tính toán độ ổn định của các mái dốc này sẽ cho phép đánh giá cường độ đất nền và điều kiện mực nước ngầm trong đất cũng nhƣ rủi ro trong quá trình thi công nếu xảy ra đất trƣợt.
Hình 6 - Đào mở không cần chắn giữ b. Đào có chống giữ
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 166
Để giảm bớt diện tích mặt bằng cho công tác đào mở có thể dẫn tới việc chân tường công trình phải mở rộng, gia cường bằng các ván cừ đặt thành hệ chống hoặc neo vào các mặt trƣợt. Neo trong đất bằng cách khoan và phụt vữa hoặc nén khí vào, dùng thép hoặc sợi cacbon có giá thành tuy cao hơn nhưng lại đáng tin cậy hơn các phương pháp khác.
Hình 7 - Ví dụ về đào có chống giữ 3. PHƯƠNG PHÁP TOP – DOWN
Thi công Top - down (trên - xuống) có nghĩa là vừa thi công phần ngầm theo phương pháp thi công ngược vừa đồng thời tiến hành thi công phần thân từ cốt ±0.000 trở lên.
a. Ƣu điểm
Thi công tầng hầm theo phương pháp này có rất nhiều lợi ích như : tận dụng kết cấu dầm sàn tầng hầm làm hệ kết chống giữ tường vây trong gia đoạn thi công rất hiệu quả và không tốn kém, sử dụng nền đất tự nhiên làm cốp pha dầm sàn tầng hầm giúp cho việc thi công diển ra nhanh hơn
Ngoài các những ưu điểm vừa nêu trên, có lẽ ưu điểm lớn nhất mà phương pháp thi công này mang lại và cũng là lý do chính để các nhà đầu tƣ quyết định lựa chọn đó là rút ngắn đƣợc thời gian thi công toàn bộ công trình (phần ngầm và phần thân). Theo kinh nghiệm thực tế các công trình đã xây dựng tầng hầm theo phương pháp này, thì tổng tiến độ thi công có thể rút ngắn đƣợc từ 15-20%.
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 167
Hình 8 - Minh họa thi công topdown b. Nhƣợc điểm
Mặc dù tổng thời gian thực hiện công trình có ngắn hơn, song lại phát sinh một số hạn chế nhất định cần phải quan tâm khắc phục:
- Thời gian tính riêng cho việc thi công phần ngầm theo phương pháp kín sẽ dài hơn do bị hạn chế về việc đảm bảo thông gió, tạo ánh sáng. Do vừa thi công phần ngầm, vừa thi công phần nổi nên việc thi công phần ngầm sẽ gặp một số trở ngại nhất định, do hiện trường chật hẹp vướng víu và bị giới hạn khoảng không bên trên,… cho nên việc đà lấy đất lên, việc đƣa bê tông xuống, việc lắp đặt cốp pha, cốt thép cũng sẽ thực hiện với tốc độ chậm.
- Do phần thân cũng thi công nên việc bảo đảm an toàn cho người và thiết bị ở bên dưới đang thi công phần ngầm sẽ rất khó khăn và có nhiều nguy cơ xảy ra tai nạn lao động.
Công tác bảo đảm an toàn thi công đòi hỏi chi phí cao hơn nhiều.
- Do thi công theo phương pháp topdown nên tải trọng đứng tác dụng lên cột tạm sẽ rất lớn đòi hỏi khi tính toán phải bảo đảm cột tạm có khả năng chịu tải lớn hơn so với phương pháp thi công semi topdown.
4. PHƯƠNG PHÁP SEMI TOP – DOWN
Thi công theo phương pháp semi top - down có nghĩa là trong quá trình thi công kết cấu BTCT phần ngầm theo phương pháp ngược từ cao độ sàn trệt trở xuống thì phần nổi - phần thân từ sàn trệt trở lên chƣa làm. Phần thân trở lên chỉ đƣợc làm sau
A B C
D E
F G
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 168
khi đã bít đáy phần ngầm - tức là phần BTCT của phần ngầm về cơ bản đã hoàn thành.
Hình 9 - Thi công phần ngầm hoàn tất
Hình 10 - Sau đó mới thi công phần thân a. Ƣu điểm
Với cách làm này thì phần thân trở lên khởi công chậm cho nên thời gian hoàn thành công trình có dài hơn so với phương pháp Top - down. Tuy nhiên tính riêng cho phần ngầm thì thời gian thi công sẽ ngắn hơn và dễ hơn vì những lý do sau:
- Bảo đảm an toàn cho quá trình thi công tốt hơn;
- Thi công sàn dầm tầng ngầm (lắp đặt cốp pha, cốt thép và đổ bê tông) nhanh hơn, dễ hơn và không phải thi công cốp pha, dàn giáo cho dầm sàn.
- Thích hợp cho công trình có mặt bằng chật hẹp, xây chen giữa các công trình lân cận.
b. Nhƣợc điểm
Thi công tầng hầm theo phương pháp này đòi hỏi công nhân phải làm việc trong môi trường tầng hầm, nên điều kiện an toàn chưa cao (khí độc, thiếu gió và ánh sáng). Bên
A B C
D E
F G
A B C
D E
F G
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 169
cạnh đó, cần có cột chống tạm (kingpost) để đảm bảo khả năng chịu tải cho dầm, sàn tầng hầm.