Quy trình và chỉ dẫn kỹ thuật quy trình công tác thi công tầng hầm theo phương pháp Top - Down

ến 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 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 2 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 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 3 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. : tt Công trình Số tầng nổi Số tầng hầm Độ sâu đào(m) 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 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 4 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 : ã Làm kho chứa hàng hoá phục vụ sinh hoạt của cư dân trong toà nhà. ã Làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng như bể bơi, cửa hàng, quán bar... ã Làm gara ô tô, xe máy. ã 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... ã Làm nơi cư trú tạm thời khi có sự cố xảy ra như chiến tranh. ã 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 nền và móng, vì vậy khi làm tầng hầm ta đã giảm tải cho móng vì một lượng đất khá lớn trên móng đã được lấy đi, hơn nữa khi có tầng hầm thì móng được đưa xuống khá sâu, móng có thể đặt vào nền đất tốt, cường độ của nền tăng lên (Khi ta cho đất thời gian chịu lực). Thêm lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 5 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". lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 6 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 1 a. 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 j 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. Qua thực tế ta có thể đưa ra các phương án giữ vách hố đào theo phương pháp thi công cổ điển như : lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 7 - 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 j 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. a Ê j b. Đào đất có cừ không chống H : Chiều sâu hố đào h : 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 hầm c. Hố đào đào thành nhiều tầng có cừ chắn không chống a Ê j a. Đào đất theo mái dốc tự nhiên Thiết bị thi công đào đất : Đối với các loại hố đào ta vừa kể trên, việc thi công đào đất có thể được tiến hành bằng cơ giới hay thủ công. Với phương pháp thi công cơ giới ta có thể dùng các loại máy đào một gầu. Cụ thể là khi chiều sâu hố đào H Ê 4m, ta dùng máy đào gầu nghịch dung tích gầu phổ biến là 0,15m3 đến 0,5m3 nó có ưu điểm là đứng trên đào xuống thấp nên có thể đào những nơi có nước và việc đưa vật liệu lên ô tô là dễ dàng, nhanh gọn. Khi nước ngầm ở lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 8 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. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 9 Đào đất b)a) c) * 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). lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 10 a2. Mặt cắt A-A. Hệ giằng chống a1. Mặt bằng hệ chống hố đào bằng hệ dầm cột bằng thép hình Cột chống Hình 4.a Tường bao Thanh chống Thanh giằng Dầm đỡ Tường bao Cột chống bằng thép hình Dầm đỡ A A 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 thuận của chủ đầu tư với các công trình bên cạnh. Nếu tường bao hở (không liên kết với kết lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 11 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 dựng Tầng hầm hầm Đáy tầng Neo Mực nước ngầm Dây neo Đất 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 j của nền đất. Với biện pháp gia cố này hố đào có thể đào thẳng đứng hoặc nghiêng theo góc j khá lớn. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 12 Đào được bơm xuống Vữa XM-cát đã Bơm xi măng cát Hình 6 : Gia cố hố đào trước khi đào móng Bơm xi măng cát Ưu điểm của phương pháp này là thi công đơn giản, giá thành thấp, tạo mặt bằng thi công thoáng không bị vướng bởi hố chống. Nhược điểm: ã Khó xác định chính xác các thông số của nền sau khi gia cố. ã Độ tin tưởng thấp. ã 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 dưới lên. Khi thi công đến sàn tầng dưới cùng người ta tiến hành đổ bê tông đáy nhà liền với lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 13 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. Có hai phương pháp thi công sàn tầng hầm : ã Dùng hệ cột chống hầm đã thi công (tỳ lên cọc nhồi) để đỡ hệ dầm và sàn tầng hầm. ã Dùng cột chống tạm (thường dùng tỏng thực tế là thép hình chữ I có gia cường đặt vào cọc nhồi, sau khi thi công cột xong thì dỡ bỏ. Mỗi phương án trên đều bộc lộ những ưu điểm và nhược điểm của nó, để áp dụng được phải tính toán một cách chặt chẽ vì không những nó liên quan đến thi công mà cả giải pháp kết cấu nữa. ưu điểm của phương pháp Top-down : ã 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. ã Không phải chi phí cho hệ thống chống phụ. ã Chống vách đất được giải quyết triệt để vì dùng tường và hệ kết cấu công trình có độ bền và ổn định cao. ã 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 : ã Kết cấu cột tầng hầm phức tạp. ã Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công. ã Thi công đất trong không gian kín khó thực hiện cơ giới hoá. ã Thi công trong tầng hầm kín ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động. ã 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. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 14 e1 c1 Sàn tầng hầm Trong đất Tường Cọc nhồi Giai đoạn 2 : Đổ sàn tầng trệt Bê tông sàn e1 e2 c2 c1 Giai đoạn 6 : Đổ bê tông tầng đáy + đài móng Đổ bê tông sàn tầng e2 đổ bê tông tầng e1 Giai đoạn 4 : Đổ sàn tầng ngầm c1 Tường trong đất Cọc nhồi Đào Tường Cọc nhồi Cọc nhồi Trong đất Tường Trong đất Đổ bê tông cột tầng e2 Giai đoạn 5 : Đào đất tầng hầm c2 Giai đoạn 3 : Đào đất tầng ngầm c1 và tường trong đất Giai đoạn 1 : Thi công cọc nhồi lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 15 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 : ã Phải giữ được vách đào ổn định, an toàn trong quá trình thi công. ã Phải phù hợp với biện pháp đào đất và công nghệ thi công phần ngầm. ã Thi công phải đơn giản, giá thành hạ. ã 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 á 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 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 16 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 Rombas Cừ Terres - Rouges Cừ Beval Cừ Larssen Ván cừ thép a. Đóng cọc thưa, đào đất đến đâu ghép ván tới đó b. Ván cừ thép không chống làm việc dạng công xôn lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 17 f. Dùng tường trong đất thi công từng đoạn hay thi công liên tục 1 22 e. Dùng các tấm bê tông đúc sẵn để làm tường chắn đất tạo thành váh chống đất d. Dùng cọc khoan nhồi liền nhau c. Đóng cọc thép sau đó phun vữa bê tông dạng vòm để giữ vách đất Cọc 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 á 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 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 18 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. 97531 b. Cọc nối với nhau 1 1 8642 1 1 Hướng đào đất Hướng đào đất 7652 31 a. Cọc giao nhau 4 2 1 1 c. Các đoạn hào giao nhau * Số chẵn : lỗ khoan đợt 2 * Số lẻ : lỗ khoan đợt 1 21 1 Hướng đổ e. Hào liên tục nhồi liên tục Lấp đầy bê tông Hình 8 e. Hào liên tục nhồi từng đoạn d. Các đoạn hào nối với nhau Đối với cốt thép của tường, người ta thường sử dụng thép gai (thép có gờ). Thường thì chúng được buộc thành khung có chiều dài tương ứng với chiều sâu hố đào còn bề rộng thì bằng mối đào với lớp bảo vệ từ 5 á 7 cm. Các cốt thép chủ theo phương thẳng đứng không được ngăn cản sự chuyển động của bê tông từ dưới lên và sự chảy của bê tông trong khối đổ khi đổ bằng phương pháp đổ trong nước. Khoảng cách giữa các thanh cốt chủ ≤ 170 á 200mm, nghĩa là 1 m chiều dài tường không đặt quá 6 thanh. Cốt thép trong vùng chịu nén cũng dùng thép gai f 20 á 25 @ 250 á 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 á 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. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 19 mặt cắt a-a ống đổ bê tông Tai định vị AA Tai định vị để tạo hốc Chi tiết chôn sẵn ống đổ bê tông Gi áđỡ 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 á 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 á 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 14má16m lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 20 Đầm bê tông A ống thép Tường bê tông A 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; gb : Trọng lượng riêng của hỗn hợp bê tông trong vữa; l0 : Hệ số căng, lấy bằng 1. Ta vẽ được biểu đồ quan hệ P-V cho các chiều cao khác nhau của vách ngăn. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 21 H=15m hỗn hợp bê tông lên tấm chắn Sự thay đổi của trị số áp lực H=10m v(m/h) thuộc vào vận tốc đổ bê tông đầu tường có bề rộng 1m phụ H= 25 m H= 20 m MPa Hình 11 Qua thực tế người ta thấy với chiều sâu hào từ 12á15m thì vận tốc đổ bê tông (vận tốc vữa dâng trong hố đào) là từ 1á2m/h. Với những trường hợp tấm chắn đầu tường sâu tới 30m người ta áp dụng đào cách đốt (xen kẽ), các ống chắn được tỳ lên đốt chưa đào. Trước hết người ta đào các đốt lẻ, các đốt này có chiều dài lớn hơn đốt thường để hai đầu có thể đặt ống chắn. Để truyền một phần áp lực lên đất vách đầu hào, người ta chèn vào đó một ít sỏi cuội để ngăn cho ống chắn không bị suy sau khi đổ bê tông và khi bê tông bắt đầu ninh kết thì bắt đầu ninh kết thì khi thi công đốt hào chẵn ta không cần dùng ống chắn nữa. 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 góc Thép 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 2á3cm 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. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 22 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 móng Hút nước khi đào Hạ mực nước ngầm trung bình Neo Mực 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. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 23 Tường chèn Neo Tấm panel Tấm panel Cột bê tông chữ T Vữa sẽ tách bỏ khi đào móng Vữa trong hào Cọc T Đáy móng Chèn khe bằng vữa tam hợp Hình 14 : Kết cấu dạng cột tấm Loại 2 : "Tấm phẳng" (Hình 15) Các panen là các tấm đặt suốt chiều sâu thiết kế. Những tấm này tiếp nhận cả tải trọng đứng và tải trọng ngang. Chúng thường có chiều dài từ 10á12m, rộng 1,5á3m, dầy 0,2á0,5m. Các mối nối giữa các tấm panen thường không đảm bảo tiếp xúc kín khít suốt chiều dài chúng. Tường chèn Vữa trong tường Đất thiên nhiên Neo Neo Tấm panel Neo Đáy móng Hình 15 : Kết cấu dạng tấm phẳng lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 24 C B_B C Thép góc Chi tiết chôn sẵn Bản tựa Thép I Xe treo AA Panel BB Cắt C_C Thép góc để treo panel vào tường ch èn a. Mối nối giữa hai panel trong 1 hào bằng khóa đặc biệt A_A Hình 16 : Các loại mối nối Thép I Bản đế tựa Các thanh cốt thép Chi tiết chôn sẵn Thép góc Bê tông phun Chi tiết chôn sẵn Mối nối không chịu lực Bản thép hàn liên kết Chi tiết chôn sẵn Chi tiết chôn sẵn Mối nối chịu lực Mối nối chịu lực b. Mối nối hở Bê tông phun Bê tông phun Vữa xi mă ng Bản thép hàn liên kết Vữa xi mă ng lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 25 Khoá bằng thép góc Thép góc Thép T Thép tấm hàn vào biên panel sau Thiết bị để lắp ráp panel Kiểu 2 Panel Phun vữa xi măng c. Mối nối cứng Vữa xi măng Thép tấm hàn vào biên panel sau khi đào hố móng Phun 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 : ã Chuẩn bị mặt bằng xây dựng. ã 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. ã Đào tường đốt hào trong vữa sét. ã Đặt vào hào các khung cốt thép và thiết bị chặn đầu của đốt hào. ã 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 á 1,5m thì tường định vị được xây trong hố đào dọc theo trục công trình và độ sâu từ : 0,7 á 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 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 26 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 á 1,0m. Với hào không sâu (≤12m). rộng từ 0,5á1,0m 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 cả các nguyên tắc đổ bê tông. Việc vận chuyển bê tông từ nhà máy bê tông tới công trường bằng xe tự trộn nếu không có xe tự trộn thì tốt nhất là sản xuất bê tông tại chỗ, không nên dùng xe ben chở bê tông vì hay gây ra phân tầng và độ dẻo của bê tông. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 27 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: ã Bê tông phải được cấp liên tục. ã ống bê tông luôn chứa đầy bê tông trong suốt thời gia thi công không cho phép để ống rỗng. ã Trước khi nhấc ống cần đo nước bê tông trong khối đổ và xác định chiều sâu ống ngập trong bê tông ã 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 : ã Thiết bị gồm : Cần cẩu, gầu đào, các chi tiết phụ... ã Mặt bằng thiết kế và mặt bằng thi công ã Gia công cốt thép ã Qui trình thi công các block bên cạnh, qui trình tháo tấm neo ở đầu tường (Tấm CW8) ã Chi tiết chống thấm khe tiếp giáp. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 28 0,00 chắn đầu Tấm thép Mặt cắt tường dẫn Đổ bê tông Tường dẫn 0,000,00 Cẩu móc vào giật tháo tấm bịt đầu Đào các vách bên và 0,00 Quy trình đào cọc hoặc tường chi tiết đầu tấm tường Lắp 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 CWS Tường dẫn Hình 18 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 29 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 : ã Xây tường định vị ã Đào hào trong vữa sét ã Đặt các cấu kiện lắp ghép vào hào. ã Toàn khối hoá các mối nối ã 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 20á30cm. Hào được đào trong vữa sét có mật độ từ 1,02á1,04g/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 ằ 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 á 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. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 30 Mức vữa nhẹ Panel Bơm vữa nặng (X-S-C) c. Lắp đặt panel Mức vữa nặng Hút vữa nhẹ 0,00Vữa nhẹ (sét)0,00 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 1á1,5m. 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 tra việc thổi rữa đáy hào khoan trước khi đổ bê tông. Các thông số chủ yếu của dung dịch Bentonite thường được khống chế như sau : lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 31 ã Hàm lương cát : < 5% ã Dung trọng : 1,01 á 1,05g/m3 ã Độ nhớt : ³ 35 sec ã Độ pH : 9,5 á 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 : ã Đo chiều sâu : Đáy hố đào được coi là sạch nếu chiều sâu sau khi thổi rửa bằng chiều sâu đào. ã 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 : ã Độ sụt : >15cm ã Cường độ sau 28 ngày : ³ 200kG/cm2. ã 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 : ã Thi công tường định vị ã Đào hào ã Bơm dung dịch Bentonite ã Thổi rửa đáy hào ã Đặt khung thép ã Đặt ống đổ bê tông ã Đặt tấm chắn đầu ã Đổ bê tông hạ các cấu kiện lắp ghép vào hào ã 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 : ã Phương pháp kiểm tra dùng khoan lấy mẫu. ã Phương pháp kiểm tra bằng thiết bị vô tuyến. ã Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm ã Phương pháp kiểm tra bằng phóng xạ. ã 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... lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 32 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._. bê tông sàn tầng cần được bảo dưỡng bê tông theo các cách ta vẫn dùng như phủ lên mặt sàn một lớp mùn cưa, vỏ bào, hay bao tải, cát và tưới nước là đủ. Trong thời gian 2 ngày đầu cứ 2 giờ ta tưới nước một lần, lần đầu tưới nước sau khi đổ bê tông từ 4á7 giờ, những ngày sau khoảng 3á10 giờ tưới một lần tuỳ theo nhiệt độ không khí (nhiệt độ càng cao tưới càng nhiều). Đối với bê tông dùng xi măng Poolăng thì thời gian tưới là 7 ngày (tối thiểu) còn đối với xi măng Oxít nhôm thì chỉ cần tưới nước 3 ngày đêm. Việc di lại trên bê tông chỉ cho phép khi cường độ bê tông đạt 24 kG/cm2 (mùa hè từ 1á2 ngày, mùa đông 3 ngày). Nếu bảo dưỡng không tốt sẽ sảy ra hiện tượng trắng mặt dẫn đến cường độ bê tông thấp so với cường độ thiết kế hoặc gây nứt chân chim. Với các sàn tầng hầm thì việc bảo dưỡng bê tông có thuận lợi hơn vì bê tông không bị ảnh hưởng của mưa nắng. Việc phủ bao tải, mùn cưa, cát lên trên mặt bê tông là không cần thiết. Thời gian tưới nước là 7 ngày, nhịp độ tưới có thưa 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 dưỡng bê tông. ở chương 2 chúng ta đã đưa ra các biện pháp làm khô hố đào. Việc áp dụng biện pháp nào đều phụ thuộc vào trường hợp cụ thể. Với những công trình có tầng hầm từ 1á2 tầng, mực nước ngầm không cao thì ta dùng biện pháp bơm nước từ các hố thu nước đặt dưới đáy hố đào và bơm liên tục 24/24 trong suốt thời gian thi công. Với những công trình tầng hầm nằm sâu dưới đất, mực nước ngầm cao ta nên dùng phương pháp hạ mực nước ngầm bằng giếng sâu hoặc bằng hệ thống ống kim lọc. 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 tượng đẩy nổi gây nứt bê tông sàn và ảnh hưởng đến quá trình đông kết của bê tông. Đ3. Thi công đào đất tầng hầm : lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 57 Khi bê tông dầm và sàn đã đạt được 70% cường độ thiết kế thì ta tiến hành đào đất đến sàn tầng hàm thứ nhất. Công việc đào đất có thể được thực hiện bằng cơ giới hoặc bằng đào thủ công, nó phụ thuộc vào loại đất và quy mô của công trình. Việc vận chuyển đất lên mặt đất được thực hiện bằng cầu trục, đất được đưa qua các lỗ sàn chừa sẵn như ô cầu thang bộ, thang máy hoặc được vận chuyển bằng xe ô tô theo đường lên xuống của tầng hầm theo thiết kế. 1. Thi công bằng phương pháp thủ công : Với những công trình có tầng hầm không sâu lắm, mặt bằng thi công chật hẹp, lưới cột dầy thì biện pháp đào đất băng thủ công là khả thi. Việc đào đất được bắt đầu từ các lỗ sàn để chừa sẵn, đất đào được đổ vào các thùng chứa có quai để móc vào móc cẩu khi đất đầy cần trục sẽ cẩu lên đổ vào nơi quy định hoặc đưa lên xe ô tô chở đến nơi cần đổ. ở những lớp đất trên mặt bằng thường là đất rời nên đất được đào bằng xẻng, đổ lên băng ca sau đó công nhân sẽ vận chuyển đến thùng đổ. Việc tổ chức đào đất theo ca kíp là hợp lý, thời gian làm việc dưới tầng hầm tối đa là 6 tiếng, đất được đào lên theo từng lớp từ trên xuống dưới, hết lớp này mới đến lớp tiếp theo theo đến độ sâu cần đào. Khi đào đến lớp đất dính thì không dùng xẻng được nữa, biện pháp tốt nhất là dùng kéo cắt đất thành từng cục công nhân vác ra tập trung bào thùng chứa. Phương pháp qua thực tế cho thấy rất hữu hiệu. Trong quá trình đào khi gặp lớp nước ngầm ta phải đào hố thu nước và dùng bơm để bơm cạn đi sao cho luôn có một lớp đất nền khô, dầy chừng 2m. Khi gặp đất có độ ngầm (giữ) nước lớn, có hệ số thấm nhỏ thì dùng một số lỗ khoan kết hợp với bơm sàn để hút nước. 2. Thi công đào đất bằng cơ giới : Việc đưa máy đào và máy xúc xuống làm việc ở tầng hầm sẽ gặp nhiều khó khăn bởi lẽ mặt băng thi công chật hẹp, hệ cột tạm cũng như sàn tầng đã thi công đều gây cản trở cho máy móc làm việc. Kinh nghiệm chỉ ra rằng với lưới cột từ 4x4m trở lên và chiều cao tầng lớn hơn 4m thì những cản trở này là không đáng ngại. Với những công trình có mặt bằng rộng (Chiều dài và chiều rộng lớn) ta có thể sử dụng các biện pháp như khi đào hố móng lộ thiên có mái dốc. ở đây đất được đào bằng các máy làm đất rồi đưa lên xe tự đổ đưa ra bãi thải theo các dốc đặt dọc theo các tầng hầm cho ô tô sau này để làm đường vận chuyển đất. Các máy thi công nến sử dụng các loại máy nhỏ có độ cơ động cao và không gây va chạm kết cấu công trình. Việc thi công bằng cơ giới ở tầng hầm sẽ gây tiếng ồn rất lớn vì không gian làm việc kín, thoát ồn rất khó. Để giảm tiếng ồn tỏng thi công đào đất ta bố trí một đường xuống và một đường lên cho ô tô vận chuyển đất thành đường vòng kín. Ngoài các lỗ sàn để sẵn cho cầu thang, ta nen để thêm một số lỗ sàn nữa nếu mặt bằng công trình rộng để tạo điều kiện cho thông gió thoát ồn. Đối với đường lên xuống cho ô tô, để tránh bị lún trơn ta dùng các tấm bê tông đúc sẵn lát lên mặt đường dốc hoặc dùng các tấm ghi thép để tạo mặt đường sau khi thi công xong sẽ tháo dỡ và thu hồi lại. Với các công trình có mặt bằng chật hẹp, các công trình xây chen trong thành phố thì việc làm đường lên xuống cho ô tô chở đất là khó thực hiện. Lúc này ta vận chuyển đất bằng vận thăng hoặc bằng cần trục, còn công việc đào đất được thực hiện bằng máy. Trước hết cho máy ủi hoặc máy đào xuống làm tơi đất gom đất lại thành đống sau đó dùng máy xúc để xúc đất vào thùng chứa đưa lên mặt đất bằng cần trục. Thùng chứa được cấu tạo có đáy mở được để trút đất ra. Nếu dùng vận thăng để chuyển đất lên thì nên dùng loại vận thăng có sức nâng lớn để nâng cả ô tô tự đổ (ô tô đã đầy đất) lên mặt đất. Ô tô sẽ chuyển đất đến bãi đổ thường thì việc làm tơi đất và gom đất được tiến hành bằng máy ủi máy đào là hợp lý vì không gian làm việc dưới tầng hầm bị hạn chế. 3. An toàn lao động và vệ sinh môi trường trong thi công đào đất : a. Những sự cố thường xảy ra khi thi công dưới đất. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 58 - Đang đào đất thì gặp mưa to : Phải lập tức dùng các loại để che mưa cho hố đào, sao cho lượng nước mưa chảy xuống hố đào là ít nhất, đồng thời phải tiến hành bơm ngay lượng nước mưa chảy xuống hố, tránh gây ra sụt lở thành hố đào, gây ướt nền đất làm khó khăn cho việc thi công đào và vận chuyển đất. Trường hợp đất được vận chuyển bằng ô tô lên xuống theo các dốc thì quanh dốc ta phải có rãnh thoát nước, không để nước chảy tự do xuống hố đào. - Gặp túi bùn trong hố đào : Khi công trình nằm ở vùng đồng bằng hay ven biển thì hiện tượng này hay gặp do nền đất trước đây là ao hồ bị san lấp hoặc trước đây là những hố bom để lại trong chiến tranh, nó được lấp đầy bằng rác và các phế thải xây dựng khi gặp hiện tượng này ta phải vét sạch lấy hết phần bùn rác và phế thải trong phạm vi tầng hầm. Nếu lớp bùn bị lấy đi sâu quá so với sàn của tầng hầm sắp thi công thì ta phải lấp lại bằng cát hoặc đất nặng đảm bảo ổn định cho việc thi công sàn tầng hầm. - Gặp đá mồ côi nằm trong đất tầng hầm : Phải phá đi, việc phá tuyệt đối không được dùng sức nổ, đảm bảo an toàn cho công trình. Phải tìm người có kinh nghiệm phá đá để làm việc này, phá theo thớ đá dụng cụ là đục, choòng, búa, đá phải được lấy đi qua hết lớp đáy của tầng hầm. - Gặp mạch nước ngầm có cát chảy : Phải làm giếng lọc để hút nước ngoài phạm vi hố đào. Khi nền khô tiếp tục đào đến nền tầng yêu cầu nhanh chóng thi công sàn tầng đó. Chú ý là nền luôn luôn được giữ khô, tránh cát bị chảy đi theo nước. Cần thiết là phải có biện pháp chống đỡ được đáy sàn đề phòng nước bị trôi di gây lún nền dẫn đến gãy sàn. - Nếu đào thấy vật ngầm như đường ống, dây điện ngầm (điện thoại, điện sinh hoạt) thì phải dừng ngay và báo cho các bên cơ quan hữu trách để tìm biện pháp giải quyết. Nếu gặp các di tích văn hóa cổ đại phải ngừng thi công ngay, báo cho cơ quan hữu trách biết, gặp mồ mả thì phải nhanh chóng thu dọn theo đúng quy định của địa phương trong công việc di chuyển mồ mả sót lại. - Gặp túi khí độc : Phải cho công nhân ngừng thi công ngay, chỉ khi nào hút khí mới được tiếp tục làm việc. b/ an toàn lao động trong thi công đào đất tầng hầm : -Phải làm rào chắn xung quanh khu vực thi công , ban đêm phải có đèn báo hiệu , tránh việc ban đêm người bị ngã , thụt xuống hố đào -Không được đào đất theo kiểu hàm ếch để tránh sập vách đất . -Công nhân thi công không được ngồi nghỉ dưới chân mái dốc đất , tránh hiện tượng sụt nở bất ngờ . -Công nhân thi công phải tuyệt đối chấp hành nội quy , kỉ luật lao động , phải có mũ bảo hiểm , dày , ủng , quần áo , găng tay bảo hộ lao động , kể cả kính bảo hộ tránh bụi -Phải thường xuyên kiểm tra dây cáp , dây cẩu đất. -Lối lên xuống hố đào cho công nhân phải có thang lên xuống , thang phải chắc chắn, chịu được tải trọng yêu cầu . -Khi đang đào gặp túi khí độc thì phải nghỉ ngay , kiểm tra độc độc hại , dùng quạt gió để thông khí độc , công nhân cần được trang bị mặt lạ phòng độc vầ thở bằng bình ôxy cá nhân . -Hết sức lưu tâm đến hệ đường ống , đường cáp còn ở hố đào , tránh va chạm khi chưa có biện pháp di chuyển. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 59 -Máy đào không di chuyển khi gầu đầy đất , không được đi lại trong phạm vi bán kính hoạt động của xe , máy , gầu. -Đường dây điện phục vụ cho quạt gió và cho chiếu sáng phải dùng dây cáp bọc , các mối nối dây phải được bọc kín, tránh rò rỉ điện ra nền đất , dây điện phải được treo lên các giá 3 chân . -Việc thông gió phải đảm bảo yêu cầu , tránh gây ngạt do thiếu ôxy dưới hố đào. -Chiếu sáng phải đảm bảo người công nhân nhìn rõ mục tiêu mình làm việc , đường giao thông trong hố đào tầng hầm phải được 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 trượt trong quá trình lao động . Vệsinhmôitrường: Trong quá trình thi công nhà nhiều tầng có tầng hầm thì vệ sinh môi trường cần được quan tâm đúng mức . Thứ nhất là số lượng máy móc làm việc khá lớn , mức độ gây ồn cũng cao,đặc biệt là máy thi công dưới lòng đất sẽ gây ảnh hưởng trực tiếp đến người thi công đào đất vì vậy phải tìm biện pháp giảm tiếng ồn , phải có mũ cách âm cho người lái máy cũng như cho công nhân trực tiếp thi công dưới hố đào . Khi thi công cọc khoan nhồi sẽ gây bẩn , ô nhiễm môi trường do bùn đất , nước thải , bentonite . Phải có qui trình rõ ràng nơi đổ phế thải , chấp hành đúng vệ sinh môi trường . Ô tô chở đất hay phế thải phải có thùng kín , bịt bạt để tránh nước rò rỉ ra đường phố , và bụi bẩn vào không khí . Việc vận chuyển chất thải như bùn đất , rác rưởi chỉ được thực hiện từ 10 giờ tối đến 5 giờ sáng. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 60 4. Thi công các mối nối trong tầng hầm : Việc thi công các mối nối của hệ kết cấu tầng hầm theo phương pháp thi công từ trên xuống (top- dow ) nó không giống như thi công các mối nối bình thường khác , hơn nữa điều kiện thi công lại khó khăn hơn , đặt ra cho người kĩ sư xây dựng là phải tìm ra giải pháp hợp lí , sao cho mối nối đạt yêu cầu về chất lượng cũng như 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 được các mối nối đó. Trong kết cấu tầng hầm ta cần phải giải quyết các mối nối giữa sàn – tường bao , dầm – tường bao và dầm – cột – sàn. 1/ Mối nối giữa dầm sàn với tường bao (tường trong đất ) Như ta đã biết , kết cấu tường bao có thể là cừ thép , cừ bê tông , cọc bê tông khoan nhồi đặt liền nhau hay tường thi công trong đất (tường barette) hoặc tường lắp ghép . Đối với phương pháp thi công từ trên xuống thì tường bao đổ tại chỗ (tường trong đất ) là hợp lí nhất vì tường bao này sẽ tham gia chịu lực của kết cấu công trình , đồng thời là tường ngăn đất , dùng tường này sẽ cho hiệu quả kinh tế cao hơn cả về mặt giá thành cũng như tính khả thi của nó trong quá trình thi công . Trong khi thi công tường trong đất người ta đã phải chú ý đến việc để các thép chờ trong cốt thép tường cho mối nối với sàn , dầm của tầng hầm . Trong hình (30.a) ta thấy cốt thép chờ cho sàn được neo cẩn thận vào thép của tường bao , phần chờ cho sàn được bẻ sát vào theo chiều dọc của tường hay theo chiều ngang của tường . Khi đào đất đến phần tường này ta bẻ thép chờ thẳng lại đúng vị trí của nó. Để sàn gối lên tường , người ta dùng xốp hay gỗ đặt sẵn vào cốt thép tường (hình 30.c) kích thước của gối đỡ này phụ thuộc vào chiều dày sàn . Nếu sàn dày 15 cm thì chiều cao của hốc này khoảng 25 cm để sau này dễ điều chỉnh (sai số là ±10cm) . Còn chiều sâu của hốc ta thường lấy bằng 1/3á1/4 chiều dày tường . Không nên lấy lớn hơn vì sẽ làm giảm yếu tường.Để tránh giảm yếu nhiều cho tường , người ta để các hốc chờ theo kiểu cách nhật (không liên tục) như trong hình (31) 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 phương nằm ngang . Phải kiểm tra lại xem hốc đã đủ sâu chưa và đúng cao độ chưa ? nếu sai ta phải sửa , điều chỉnh để sàn tầng hầm được kê đúng cao trình thiết kế . lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 61 Để đặt hốc chờ cho dầm ta cũng làm tương tự nhưng phải trích chính xác ngaykhi đặt lồng thép để đặt hốc cho đúng vị trí thiết kế . Vì sàn và dầm là toàn khối nên mặt trên của hốc chờ cho dầm có cùng cao độ với hốc chờ cho sàn . Mặt dưới của hốc chờ dầm thấp hơn mặt dưới của hốc chờ sàn .Thấp hơn bao nhiêu phụ thuộc vào chiều cao dầm. Ngoài việc để hốc chờ hoặc thép chờ cho sàn , người ta có thể liên kết sàn với tường bằngcáchsau : Khi thi công tường ta cứ thi công bình thường , không cần để thép chờ hay hốc chờ cho dầm . Khi đào đất đến cao trình của mối nối người ta dùng khoan bê tông khoan vào tường bao và cắm cốt thép sàn vào . Chiều sâu khoan bằng chiều sâu gối sàn , Có bao nhiêu thanh thép thì khoan bấy nhiêu lỗ . Để dễ đưa thép sàn vào lỗ khoan ta nên khoan lỗ rộng hơn đường kính thanh thép sàn , dùng keo Sika để liên kết thép sàn với tường . Chỉ được dùng thép gai để làm thép sàn (hình32). Với kiểu liên kết trên ta sẽ tránh được sự giảm yếu của tường .Còn đối với dầm ta vẫn để hốc chờ như đã trình bày ở phần trên . Đối với dầm , sàn tầng trệt , việc thi công mối liên kết dầm sàn với tường bao sẽ đơn giản hơn . Khi thi công dầm giằng tường bao ta để sẵn hốc chờ cho dầm , đổ bê tông đến lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 62 cao độ bụng sàn thì tiến hành đổ bê tông sàn và dầm đồng thời đổ nốt phần bê tông dầm giằng còn lại . lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 63 2\ thi công cột tạm cho tầng hầm Cột tạm cho tầng hầm được thi công cùng lúc với cọc khoan nhồi và tường trong đất . Số lượng cọc được tính toán sao cho đủ khả năng chịu tải trọng các sàn tầng hầm và một số sàn tầng nhà theo tiến độ . Số cột tạm này được bố trí trên mặt bằng bước cột , được đánh số thứ tự và ghi rõ kích thước từng cột , vật liệu để làm cột v.v… a.cố định tạm bằng thép hình có ống thép bảo vệ Khi cọc nhồi đã thi công đến cao trình thiết kế thì ta tiến hành đưa cột tạm xuống nếu cột tạm là thép hình (H) . Trên hình 34 trình bày việc lắp đặt cột tạm bằng thép hình . Cột tạm có thể được bảo vệ bằng ống thép ,tránh cột không bị dây bẩn bùn trong quá trình thi công . Cũng có trường hợp người ta không dùng ống thép để bảo vệ cột tạm mà để trần như bình thường . Trước tiên người ta đưa ống thép xuống lỗ khoan của cọc nhồi , ống được đặt vào phần bê tông của cọc khoảng 1m , mục đích là để ống thép không bị xê dịch và ở tư thế thẳng đứng . Sau khi cọc nhồi đạt 25% cường độ ta tiến hành đưa cột thép hình (H) xuống để làm cột tạm , dưới chân cột ta hàn sẵn một bản đế và các tấm đệm , điều chỉnh cột thẳng đứng và đúng tâm , sau đó rót một lớp vữa XM xuống khe đáy cột để chèn chân cột , mục đích để cột truyền đều tải trọng lên toàn bộ tiết diện của cọc nhồi.Phần cốt thép của cọc nhồi phải được đặt suốt dọc chiều dài cọc ( từ mũi cọc lên đến phần bê tông sàn đáy tầng hầm như trên hình vẽ ).Khi đào đất ta đào sâu hơn cao trình đáy sàn đáy tầng hầm từ 0.2đến 0.3m , thay thế bằng một lớp vật liệu dễ thoát nước như , cát thô , sau khi đầm chặt ta mới tiến hành thi công đáy tầng hầm . b/cột tạm bằng thép hình không có ống thép bảo vệ Trường hợp cột tạm bằng thép hình không được bảo vệ bằng ống thép , người ta dùng ni lông chuyên dụng để quấn quanh cột một lớp để chống không cho bùn , đất và nước vấy bẩn và làm han cột .Để tăng độ cố định của cột (tránh cột bị cuốn ) ta chèn khe hở giữa cột và thành hố khoan bằng vật liệu dễ thoát nước như cát , sỏi cuội v.v… lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 64 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 65 c/cố định tạm bằng ống thép nhồi bê tông Cột tạm được chế tạo bằng ống thép nhồi bê tông là đề nghị của một nhóm kĩ sư -cán bộ giảng dạy Trường Đại học Xây Dựng Hà Nội . Trong thực tế phương án chưa có công trình nào áp dụng .Tuy nhiên đây là phương 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 dưới không cânf phải xử lí nữa . Cột tạm bằng ống thép nhồi bê tông sẽ ngăn cản được sự nở ngang của bê tông và tăng khả năng chịu lực của bản thân bê tông .Tuy vậy khi cột cao , mảnh thì vấn đề ổn định của cột phải được quan tâm hơn , và nếu phần vỏ thép gia chịu lực sẽ dẫn đến khả năng giảm chống nở hông nếu ứng suất cục bộ trong vỏ thép đạt giới hạn chảy. Theo chúng tôi thì đây là một phương án có ý tưởng hay , cần được nghiên cứu thêm để có thể áp dụng trong sản xuất xây dựng . Với những tầng hầm không sâu thì phương án này có thể áp dụng được , còn khi tầng hầm khá sâu thì ta phải giải quyết được vấn đề ổn định của cột , có như vậy mới đảm bảo an toàn cho công trình trong quá trình thi công . Việc thi công cột tạm này cũng được tiến hành trong quá trình thi công cọc khoan nhồi . Việc đưa ống thép xuống vị trí trong lòng cọc khoan nhồi có thể được thực hiện trước khi đổ bê tông tức là sau khi đã đưa cốt thép cọc xuống vị trí thiết kế . ống thép được cắm sâu vào phần cọc ít nhất là 1m , nó phải được kê chung quanh ống để ống nằm đúng tâm ,không bị xê dịch trong khi thi công bê tông cọc . Đầu trên của ống được treo vào giá đỡ đặt trên mặt đất . Việc đổ bê tông cọc vẫn được tiến hành theo qui trình bình thường , chỉ có điều khi công tác bê tông cọc đã hoàn thành ta chờ cho bê tông se mặt sau đó mới đổ bê tông cột , làm như vậy sẽ không bì trào ra khe hở giữa thành hố khoan và ống thép . lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 66 Để liên kết cột tạm với dầm sàn tầng hầm , ta có thể để sẵn một số ống nhựa xuyên qua ống thép với mục đích là để luồn cốt thép dầm qua cột . Nếu không dùng giải pháp này thì việc luồn các thép dầm vào cột được thực hiện bằng khoan bê tông . Ta dùng khoan khoan trực tiếp qua cột theo số lượng yêu cầu của cốt thép dầm . d/Cột tạm bằng bê tông cốt thép tiết diện tròn: Để làm cột tạm cho tầng hầm , ta có thể sử dụng một loại cột tròn được thi công cùng lúc với cọc khoan nhồi . Qui trình thi công tương tự như các cột tạm bằng ống thép nhồi bê tông . Việc thi công cốt thép cột được tiến hành cùng lúc với cốt thép cọc . ống thép làm khuôn cho cột có thể được đưa xuống trước khi đổ bê tông cọc nhồi, hoặc có thể được đưa sau khi đã thi công bê tông xong cọc nhồi. Trong lồng cốt thép cột ta để sẵn các chi tiết hoặc các lỗ để sau luồn thép dầm sàn . Sau khi đã làm sạch đáy cột , hút hết vữa sét , rửa sạch bằng nước sạch thì tiến hành đổ bêtông cột qua ống đổ , đầu ống luôn ở trong bêtông để tránh bê tông rơi tự do gây rung động thành ống làm ảnh hưởng đến độ thẳng đứng của cột . ống thép làm copha cột sẽ được rút dần lên theo quá trình đổ bê tông . Nếu tiết diện cột nhỏ hơn tiết diện cọc khoan nhồi thì trước khi đổ bê tông ta phải chèn khe giưã ống thép và thành hố khoan để khi ống thép làm khuôn được rút lên thì bêtông cột sẽ không bị xê ra . Chú ý tính toán thời gian để tránh rút ống sao cho hình dạng cột không bị biến dạng và phải giữ đưa lớp bê tông bảo vệ cốt thép đúng như thiết kế , nếu không cốt thép sẽ bị xâm hại bởi nướcngầm. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 67 3.Thi công mối nối cột -dầm aĐối với cột tạm bằng thép hình có hoặc không có ống thép bảo vệ : Việc thi công mối nối giữa cột và dầm là giống nhau , với cột có ống thép bảo vệ trước hết là ta phải dỡ bỏ đoạn ống thép ấy đi , việc dỡ bỏ được tiến hành theo từng giai đoạn . Khi thi công sàn tầng hầm thì đoạn ống bảo vệ thép hình trong phạm vi dầm sàn phải được dỡ bỏ để thi công đặt cốt thép dầm và cột . lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 68 Trên hình 37(a,b) ta thấy khi thi công đặt cốt thép cho dầm sàn ta tiến hành bình thường giống như cho các dầm sàn gối lên cột . Tại vị trí cột ,cốt thép dầm được kéo qua cột , số lượng phải >50% số thép bụng dầm . Với thép cột ta phải để thép chờ cho phần cột trên và phần cột dưới bằng cách khoan thủng ván khuôn đáydầm sau đó đặt thép cột theo thiết kế , chiều dài phần chờ mỗi đầu phải lớn hơn 30d (d=đường kính cột thép ). Thép chờ cho phần cột dưới phải được bọc bảo vệ bằng nilông vì nó nằm trong đất , tránh bị han rỉ do bị xâm nhập nước trong đất nền . Đối với những nút dầm cột không có cột tạm việc thi công ván khuôn và cốt thép cũng tiến hành tương 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 b/Mối nối cột – dầm khi cột tạm là ống thép nhồi bê tông : Mối nối giữa dầm sàn và cột tạm bằng ống thép nhồi có thể thi công theo những các sau: Cách 1: Khi thi công đặt ống thép ta đặt sẵn những ống nhựa có đường kính trong lớn hơn đường kính cốt thép dầm , những ống nàyđược đặt xuyên qua cột . Sau khi thi công bêtông cột và đào đất đến cao trình dầm ta dỡ bỏ nút bịt ống (để tránh đất cát chảy vào ống ), sau khi đã đặt copha bụng dầm ta tiến hành đặt cốt thép dầm , cáchthanh bụng được luồn qua ống để sẵn trong cột . Số lượng ống nhựa để sẵn phụ thuộc vào số lượng thanh thép dầm (kể cả những thanh thép đặt cho phần mômen âm ) công việc còn lại tiến hành bình thường cho các dầm trong hệ khung cột – dầm – sàn Cách 2: Ta không cần để sẵn các ống trong cột mà cứ tiến hành thi công bêtông cột bình thường như 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 . Trước hết phải dùng khoan thép để khoan qua vỏ thép ống sau đó dùng khoan bêtông để khoan xuyên qua cột . Việc lắp dựng cốt thép cho dầm sàn cũng giống như cách 1 Hình 39 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 69 c/ Mối nối cột tạm dầm khi cột tạm bằng bê tông cốt thép tiết diện tròn: Việc thi công cột tạm bằng bêtông cốt thép tiết diện tròn đặt lên trên đầu cọc nhồi đã trình bày ở mục (2.d). Trong khi đặt cốt thép ta cũng tiến hành đặt các chi tiết liên kết với các dầm sàn sau này. Đơn giản hơn cả là ta đặt sẵn các ống trong lồng cốt thép cột các ống này có đường kính lớn hơn đường kính của cốt thép dầm , đồng thời cũng phải kế đến sai số trong thi công cột . Hơn nữa để cốt thép liên kết tốt với cột ta dùng keo Sika chất lượng cao để chèn khe giữa thép và ống . Việc đặt ống nếu gây khó khăn cho việc đổ bêtông thì ta chỉ đặt những ống cho thép bìa dầm , còn thép giữa dầm ta chỉ cần đặt thép mỗi bên 1/3 D cột , khi thi công mối nối ta khoan tiếp phần còn lại. Cũng có thể thi công theo 2 cách của mối nối hàn giữa dầm và cột bằng ống thép nhồi (mục n3.b) , nghĩa là ta không cần để ống cho thép dầm , cứ thi công bình thường sau đó khi đào đất đến cốt dầm ta tiến hành khoan lỗ luồn cốt thép . Cách thi công này có ưu 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 người lao động dưới tầng hầm . lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 70 4.Thi công cột cố định cho tầng hầm Như ta đã nói sau khi thi công bê tông dầm – sàn tầng trệt , chờ cho bê tông đạt 70 – 75% cường độ ta tiến hành đào đất dưới sàn bê tông ( tầng 1 của tầng hầm ) . Khi đào đến cốt nền yêu cầu của tầng hầm một ta cho thi công bê tông sàn – dầm tầng đó , sau đó 2 ngày ta cho tiến hành thi công cột cố định của tầng hầm . Việc thi công cột cố định có 2 loại , loại cột cố định không có cột tạm (thép hình H) vàloại cột cố định có cột tạm I làm lõi cột .Qui trình thi công cho 2 loại cột này là giống nhau . Trước hết ta phải lắp dựng cốt thép dọc (có lồng đai trước) đặt thép vào vị trí thiết kế theo đúng chủng loại thép , số lượng thanh thép và phải tuân theo đúng yêu cầu cho chỗ nối thép . Việc nối thép có thể là buộc hoặc hàn. Sau đó ta lồng ván khuôn cột vào . Ván khuôn cột được làm thành hộp 3 mặt , lông vào cốt thép , căn chỉnh cho đúng sau đó lắp tiếp mặt thứ tư vào . Chú ý để sao cho tim cột trên phải trùng với tim cột dưới, tránh bị lệch tim dẫn đến giảm khả năng chịu lực của cột. Trên hình 41 trình bày chi tiết cột cố định (không có thép hình làm lõi ). Với cột có thép hình làm cột tạm thì qui trình thi công cũng như nhau, chỉ có khác là khi đổ bê tông cột ta cần phải đầm sao cho bêtông được tràn đầy sang 4 phía nếu không sẽ bị rỗ cột . Phần tiếp giáp giữa cột và dầm khi thi công bê tông sẽ gặp khó khăn vì bị vướng sàn tầng trên , hơn nữa bê tông sẽ co ngót làm cho mối nối cột – dầm không chắc đặc , cột bị tách khỏi dầm . Để khắc phục điều này người ta đổ bê tông cột cách bụng dầm chừng 20cm , chờ cho bê tông co ngót xong , dùng bê tông trương nở bơm vào . Loại bê tông trương nở sẽ lấp đầy mối nối vì thế mối nối sẽ đặc chắc , đảm bảo đúng yêu cầu thiết kế. Hình .42a mối nối cột – dầm bằng bê tông chương nở lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 71 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 72 5. Thi công đáy tầng hầm: Đáy tầng hầm cho nhà nhiều tầng có thể sâu tới 20m và hơn thế nữa , vì thế tại đáy tầng hầm thường cóhiện tượng đẩy nổi của nước ngầm theo đường Asimet, đồng thời ở cao trình đáy tầng hầm thường rất ẩm ướt , khó thi công . Vì vậy vấn đề làm khô hố đào ở đây là rất quan trọng , quyết định chất lượng của bê tông đáy tầng hầm . Trước khi thi công bê tông sàn đáy tầng hầm ta phải tiến hành thi công đài móng bao gồm đào đất đến đáy đài , đổ bê tông lót đáy đài , phá đầu cọc , đặt lớp vải chống thấm Voltex sau đó thi công đến phần sàn đáy , ta cũng phải trải một lớp vải chống thấm Voltex , trước đó nền đã được xử lí bằng một lớp bê tông lót hoặc bằng lớp sỏi đá đầm chặt . Việc rải cốt thép đài và sàn được tiến hành cùng lúc . Sau khi đã hoàn thành việc đặt cốt thép ta tiến hành đổ bê tông , trước hết ta đổ đài sau đó đổ sàn . Qui trình đổ bê tông cũng giống như cho các sàn tầng trên . Với những nền đất lầy lội , để xử lí thành nền khô ráo , trước hết ta phải đổ sỏi , đá xuống rải thành một lớp đầm kĩ , tạo thành nền phẳng . Dùng các tấm bê tông đúc sẵn lát đi một lượt , dùng nhựa bitum chèn khe. Với nền bê tông lắp ghép này ta dễ dàng tiến hành thi công đáy tầng hầm . 6. Một số biện pháp rút ngắn thời gian thi công tầng hầm: Với tầng hầm nhà cao tầng có tầng hầm (từ 3 – 4 tầng hầm) thì thời gian thi công là khá dài , để rút ngắn thời gian thi công tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình thi công , ta có thể đưa ra một số giải pháp sau : lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật ---------------------------------------Trang 73 a/ Với tầng hầm có từ 2 tầng trở lên thay vì tiến hành thi công sàn tầng trệt sau khi đã hoàn thành thi công cọc , tường bao , cột tạm ta tiến hành đào đất tầng hầm đến cốt nền tầng hầm 1, việc đào đất này được chia thành một số đoạn với mục đích để thi công liên tục sàn tầng trệt với sàn sàn tầng hầm 1 . Khi đào đất xong phân đoạn 1 của tầng hầm ta tiến hành sang đào đoạn 2 , còn lại đoạn 1 tiến hành thi công sàn tầng hầm 1 . Khi đào đất xong đoạn 2 tiến hành thi công sàn đoạn 2 đồng thời ta cũng tiến hành thi công sàn tầng trệt ở đoạn 1. Việc thi công sàn tầng trệt được sử dụng các tầm sàn bê tông dày 5cm làm copha sàn sau đó đặt cốt thép và đổ bê tông . Các dầm cũng được sử dụng dầm lắp ghép . Vì vậy khi thi công cột tạm ta cần phải cấu tạo các gối đỡ dầm . Đối với cọc tạm bằng ống thép nhồi bêtông hay cột tạm tiết diện tròn bằng bêtông cốt thép đổ tại chỗ tựa lên cọc nhồi thì gối đỡ cho dầm không có gì phức tạp , tuy nhiên với cột tạm bằng thép hình I thì gối đỡ cho dầm cần phải nghiên cứu thêm. Theo giải pháp này , việc đào đất cho tầng hầm một được tiến hành thuận lợi và dễ dàng hơn , thời gian thi công sẽ ngắn hơn . Tất nhiên chỉ với tầng hầm 1 còn từ tầng hầm 2 trở xuống vẫn thi công theo phương pháp Top – Dow .Giải pháp này cần một số cây chống cho sàn , tuy rằng không nhiều. b\một số giải pháp nữa có thể áp dụng để thi công là toàn bộ sàn tầng trệt được thi công bằng các cấu kiện lắp ghép , như vậy thời gian thi công sàn sẽ được rút ngắn nhiều . Sau đó việc đào đất và thi công các tầng hầm vẫn tiến hành tuần tự theo phương pháp “Top – Dow” ._.