Chương III: Công tác hố móng ppt

Chơng III
Công tác hố móng
$1.Khái niệm chung:
+ Là công việc có ảnh hởng trực tiếp đến tính chất đất nền.
Do đó có thể sẽ ảnh hởng đến: Chất lợng
Đ/kiện làm việc CT
Thời gian hoàn thành CT
Nội dung:
+ định vị hố móng
+ đào đất hố móng
+ bảo vệ đáy và thành hố đào
+ làm khô hố móng
+ dọn nền và xây móng
Các công đoạn trên cần tổ chức tốt tránh làm đất bị ẩm ớt thêm dẫn đến:
làm cờng độ giảm
độ lún tăng thêm
Việc tổ chức thi công đợc giới thiệu trong các giáo trình thi công:
nhà, cầu cống, thuỷ lợi
Xét vấn đề cơ bản: bảo vệ hố móng
tháo khô và tính toán vòng vây
đổ bê tông dới nớc.
$2. Thi công móng nông trên cạn.
1. Bảo vệ hố móng
1.1 Bảo vệ đáy hố móng
Các nguyên nhân ảnh hởng đến đất đáy hố móng:
- sự đi lại của công nhân và máy móc.
- sự co ngót đất trong thời gian để móng lộ thiên.
- gradien áp lực đất mái hố và đáy hố móng (trong đó có cả ảnh hởng
của tải trọng CT bên cạnh)
- gradien áp lực nớc ngầm chảy vào đáy hố
- áp lực đẩy ngợc của tầng nớc có áp.

Khi đào chừa lại 1 lớp đất khoảng 10-30cm tuỳ theo đào bằng cơ giới hay thủ công
nằm trên cao độ đáy móng để bảo vệ chống co ngót.
* Gradien áp lực giữa thành và đáy làm cho mái hố móng bị trợt sâu và đáy hố
móng bị bùng lên xảy ra từ từ làm đứt gãy bê tông khi cha kịp ninh kết
48
Thanh chống
Dầm đỡ
Ván
lót
h
a,
b,
Tránh: phải giảm gradien này: bạt thoải
dùng bản cừ gia cố.
Khi h
m
> 2m kiểm tra hiện tợng này
** Đẩy bùng do áp lực ngợc của tầng nớc
có áp gây ra
Từ đ/kiện: tì
đ
=
n
ìH

đ
- trọng lợng thể tích của đất

n
- trọng lợng thể tích của nớc

t: chiều dày của lớp đáy cách nớc
H: cột nớc có áp.
*** Do nớc ngầm chảy vào làm xói ngầm,
đẩy trồi: Tính toán ổn định thấm Tham khảo
trong thiết kế công trình thuỷ công.
1.2 Bảo vệ mái hố móng:
1.Hố móng tự nhiên:
h
m
không lớn đào thoai thoải hoặc không cần gia cố
Sét ít ẩm :
)
2
45(
4


+=
o
tg
c
h
2.Các loại kết cấu đỡ thành hố móng:
Phải so sánh 2 phơng pháp: bạt thoải.
gia cố mái.
Ví dụ: h
m
>3-5m; sét mềm yếu
gia cố tốt hơn
cát bụi bão hoà

Giảm khối lợng đất, an toàn, rút ngắn thời gian.
a, Biện pháp lót ván:
Phạm vi: không có nớc ngầm
đất không xấu để giữ đợc thành tạm thời khi thi công.
Lót ván tuỳ rộng hay hẹp mà có một số cách sau:
K/C gồm: ván lót
49
H
t
dầm đỡ
thanh chống
Lu ý: dùng neo; ván lót ngang và dầm đỡ cần cắm sâu vào đất.
0.2m đất tốt
0.5-1.0m đất yếu.
b,Biện pháp đóng cọc ván:
Nớc ngầm cao hơn đáy hố móng lúc đó phải đảm bảo 2 điều kiện:
chống đỡ thành
không thấm nớc
Lúc đó: tốt nhất gia cố bằng tờng cọc ván (tờng cừ)
VL: thép, gỗ, BTCT: độ ổn định chiều sâu từ đáy hố móng quyết định.
50
Biện pháp lót ván khi hố móng hẹp
a,
b,
Biện pháp lót ván khi hố móng rộng
a,
b,
cột (trụ) gỗ cột (trụ) gỗ
2
5

-
3
0
c
m
1
0
-
1
5
c
m
gia công mũi
bọc đầu
thép bản
40cm
2
4
.
7
c
m
t ờng cừ thép
t ờng cừ BTCT
h

h
2
h
1

Có thể: Không cần thanh chống.
Có thanh chống.
Neo.
Đặc trng cơ bản của cọc ván thép tham khảo các giáo trình:
nền và móng.
thi công cầu
3.Tính toán các kết cấu chống đõ thành hố móng :
a, Hệ thống dùng ván lót thẳng đứng:
Đúng:
coi ván lót là dầm liên tục tính toán phức tạp
Gần đúng:
coi là dầm đơn giản tính mô men lớn nhất tại
các nhịp của ván lót và dầm đỡ.
Từ đó:
xác định đợc lực nén lên thanh chống.
xác định đợc kích thớc các bộ phận.
51
Sơ đồ tải trọng khi tính toán
khi tính toán hệ thống
ván lót thẳng đứng
b, Hệ thống dùng ván lót nằm ngang:
áp lực đất nh trên
coi là dầm đơn giản tìm mô men lớn nhất tại các nhịp.
để thiết kế kích thớc tiết diện các bộ phận.
c, Ván lót có neo:
Ván lót nằm ngang
Dầm đỡ thẳng đứng
Có neo
Biểu đồ áp lực đất:

)
2
45( 8,0
2



o
tgH

H 5,0

d, Tờng cọc ván không neo:
Xác định: độ cắm sâu của cọc ván
chiều dày của cọc ván
Coi có EJ lớn chỉ xoay, không uốn
Biểu đồ áp lực đất có dạng:
Độ ổn định của tờng theo đ/k sau:
[ ]
cbghD
lKKlHmmqq +== )(

D
q
- áp lực tại chân tờng cọc ván
m hệ số đ/k làm việc ( m= 0,7-1,0)

- trọng lợng thể tích của đất
cb
KK ;

- hệ số áp lực đất bị động và chủ động
Cơ đất
Cân bằng lực trên phơng ngang và mômen đối với D cho q
D
và z
E
Biết q
D
và z
E
từ đó tính đợc M
max
q
D
kiểm tra ổn định của tờng cọc ván
M
max
để tính toán tiết diện cọc ván
52
0.7H
0.2H
0,2H
H
0.1H
Đất rời
Đất dính
0.8
H
l
Z

E
D
Biểu đồ áp lực đất tác dụng lên
T
Ư
ờng cọc ván không neo
e, Tờng cọc ván có neo:
Độ ổn định: do neo
do độ cắm sâu
Dạng biểu đồ áp lực nh sau:
Để đ/k chân cọc ván không bị bật ra là mô men áp lực chủ động so với A( điểm neo)
không vợt quá mô men của áp lực bị động so với điểm đó.
- Phơng pháp phần tử hữu hạn:
Sơ đồ tính ví dụ loại tờng conson. Hệ số nền hớng ngang xác định bằng thí nghiệm
nén ngang hay kinh nghiệm
Ghi chú: hiện nay việc tính toán áp lực đất biến dạng tờng và bài toán tính toán t-
ờng chắn nói chung đã có những phần mềm trợ giúp rất mạnh nh : GEOSLOPE,
PLAXIS
f, Tính toán tờng cọc ván về phơng diện xói ngầm:
đ/k:
đn
mì Iì
n

I : gradien thuỷ lực
m: hệ số điều kiện làm việc = 2 Cơ đất
53
N
A
B

C
H
l
Sơ đồ áp lực đất khi
T
Ư
ờng cọc ván có neo
2. Làm khô hố móng
2 phơng pháp:
Hút nớc lộ thiên
Bằng hệ thống lọc châm kim
1.1. Hút nớc lộ thiên
Đào hệ thống rãnh sâu hơn đáy móng: 0.5 ữ 1m để tập trung nớc.
Công việc bơm tiến hành đồng thời với việc đào đất để làm đất ráo trớc khi đào
Khi đào đến cao trình th/k thì việc bơm nớc vẫn tiếp tục duy trì cho đến
khi xây xong móng
1.2. Hạ thấp mực nớc ngầm
Vì xảy ra xói ngầm nên hút nớc lộ thiên nên dùng trong trờng hợp nớc ngầm ổn
định không cao hơn đáy móng quá 2 ữ3m
Trong các trờng hợp khác hút nớc lộ thiên phải kết hợp với tờng cọc ván hoặc phải
dùng biện pháp hạ mực nớc ngầm nhân tạo.
1 hệ thống giếng hoặc ống châm kim bố trí xung quanh móng bơm hút để nớc
ngầm hạ xuống
Tuỳ theo tính thấm nớc mà ta có thể dùng: giếng hoặc ống châm kim.
Dùng giếng: là những lỗ khoan khoảng cách a = 5 đến 15m có ống chèn cấu tạo
nh ống lọc đ/k ống lọc: 150 đến 250mm
Nớc ngầm trong giếng đợc bơm bằng máy bơm ly tâm
Hạ đợc 5-7m
Q lu lợng bơm cần thiết tính toán tài liệu tham khảo.
1.3.Hệ thống ống châm kim

ống châm kim là ống lọc đ/k: d= 50mm dài 1-1.25m khoảng cách a= 0.75 1.5m
để dẫn nớc từ ống châm kim vào ống hút
ống hút đặt nằm ngang có đ/ kính : 100-150mm
lắp với máy bơm lý tâm hoặc chân không để hút không khí trong toàn bộ hệ
thống.
Hạ ống: Xói đầu mũi bằng tia nớc trọng lợng của ống châm kim tụt xuống
Tuỳ theo cột nớc cần hạ mà ngời ta dùng một hoặc 2,3 lớp ống châm kim
1 lớp có thể hạ đợc 4-5m
tuỳ hệ số thấm của đất mà chọn ống châm kim đất có hệ số thấm nhỏ dùng ống
châm kim có cấu tạo đặc biệt loại phun
1.4.Phơng pháp điện thấm
Đất có nhiều hạt sét: cách làm trên không hiệu quả
Dùng phơng pháp điện thấm
Khoảng giữa của các ống châm kim ngời ta cắm những thanh thép tới
chiều sâu bằng chiều dài ống châm kim
Các thanh này nối với nhau dùng làm cực dơng
54
ống châm kim cực âm
Và nối với nhau vào ống góp cho dòng điện chạy qua với cờng độ
1ampe / 1m
2
diện tích thẳng đứng của đất giữa cực dơng và cực âm
Năng lợng điện tiêu thụ: 2-40kW/h cho 1m
3
đất hố móng
$3.Thi công móng d ới n ớc
1. Các loại vòng vây
Mục đích chính: ngăn không cho nớc mặt chảy vào hố móng
Chọn loại vòng vây: dựa vào: chiều sâu nớc
tốc độ dòng chảy

yêu cầu thông tàu bè
1.1 Vòng vây đất
Dùng nơi nớc không sâu
Tốc độ dòng chảy nhỏ
Dùng đất á sét tốt nhất, có thể dùng cát nhng ở giữa phải có lõi sét chống
thấm
Nhợc: Thu hẹp dòng chảy.
1.2. Vòng vây cọc ván
Cọc ván đơn: nớc nông
Cọc ván kép: h
nớc
> 3-4m
Phía ngoài cọc đơn
Đắp đất chống thấm
Khe hở cọc ván kép
Cọc ván: gỗ; thép, BTCT
1.3. Vòng vây lồng gỗ
H > 5m nền sâu hoặc đá, không đóng đợc cọc ván dùng vòng vây
lồng gỗ Cũi gỗ đóng trên bờ xong chuyển ra đánh chìm trớc khi đánh
chìm phải làm phẳng đáy sông sau đó bỏ đá vào một số ngăn bịt đáy
( khoảng 1/4 số khoang) Sau khi hạ chìm đến đáy sông và điều chỉnh thật
chính xác mới lấp đầy các ô còn lại, ngoài lồng gỗ là ván lót.
dới ván lót đất chống thấm. Phía ngoài cũi gỗ có thể ốp 1-2 lớp ván gỗ ,
giữa là vật liệu chống thấm.
Chiều rộng lồng: 0.5 1 h; h chiều sâu mực nớc.
2. Tính toán:
Do không vĩnh cửu nên sơ đồ tính đợc đơn giản hoá
Vòng vây đất tính nh mái đê, đập hoặc đờng đất đắp cơ đất
55
1.1 Tính toán vòng vây lồng gỗ

Đảm bảo: ổn định trợt
ổn định lật
ổn định trợt:
5.1=
H
fP
k
t
ổn định lật:
3
3
2
=
h
H
B
P
k
l

H: lực ngang tác dụng ngoài lồng gỗ ( áp lực nớc)
F: hệ số ma sát giữa lồng gỗ và đáy sông: 0.25-0.36
h: chiều sâu của nớc
P: tổng lực đứng (có kể đến sức đẩy nổi của nớc)
Nếu nền là đất tính thêm cờng độ và độ lún nh móng nông trên nền thiên nhiên.
Đặc biệt không để phát sinh ứng xuất âm tại đáy vòng vây tức là mọi điểm đáy cũi
đều không bị nhấc bổng lên khỏi nền
Đ/k:
6
B

P
M
e
o
=
M: mô men của tất cả ngoại lực so với trục nằm ngang đi qua trọng tâm tiết diện tính
toán của vòng vây
1.2 Tính toán vòng vây cọc ván đơn
Không có neo hoặc thanh chống tính nh cọc ván
Có neo, hoặc thanh chống tính nh hệ thống chống đỡ bằng ván lót thẳng
đứng ( cạn)
1.3 Tính toán vòng vây kép
Nếu đợc ngàm chặt cọc ván sẽ chịu uốn do tác dụng áp lực nớc và đất
Tuy nhiên do nớc vẫn chui vào lớp đất ở trong nên phía trong 2 lớp cọc ván
ngoài áp lực đất còn có cả áp lực nớc gần đúng ngời ta lấy
2
1
=
áp lực
thuỷ tĩnh.
3. Công tác đổ bê tông dới nớc:
Do không hút đợc cạn nớc do hiện cát chảy hoặc do độ sâu nớc quá lớn đổ bê
tông dới nớc
Có các phơng pháp sau:
Dùng bao tải
Phơng pháp dâng bê tông
56
Phơng pháp vữa dâng.
ở ta ( nhất là trong ngành cầu) cả 3 phơng pháp đó đều đợc áp dụng.
1.1.Dùng Bao tải:

Nếu nớc không sâu lắm, khối lợng bê tông ít dùng bao tải lúc đó bê tông
mác > mác yêu cầu 10%; có độ sụt 16-20cm.: cho BT vào bao tải thả xuống
đáy, kéo dây buộc, miệng bao tải mở ra, bê tông tụt xuống.
1.2.Phơng pháp vữa dâng:
Nớc sâu, BT nhiều ta dùng phơng pháp dâng BT phơng pháp tơng đối
hoàn thiện và phổ biến nhất.
Nội dung:
Dùng ống đổ có tiết diện 30 ì 30cm
2
bằng gỗ.
Hoặc ống thép D=25-30cm vỏ dày 4-5mm; gồm nhiều đoạn dài
từ 1-2m nối lại trên miệng ống là phễu chứa BT; ống đợc treo bằng cần trục
hoặc trên hệ thống giàn giáo để có thể nâng lên hạ xuống dễ dàng.
Dung tích của phễu phải chứa khối lợng BT đủ đổ đầy từ đáy đến miệng ống.
Đáy dùng nút gỗ hoặc bao tải cuộn chặt để nút ống nút đợc giữ bằng dây ròng ngợc;
Đổ BT vào phễu, thả dây, nút bị BT đẩy xuống dới, nâng ống lên khỏi đáy chừng 0.2m
đến 0.3m nút bị đẩy ra, BT tràn ra ngoài.
Vừa tiếp tục đổ vừa nhấc ống lên chân ống luôn cắm vào lớp BT khoảng 0.8
1.5m nên chỉ có lớp BT đầu tiên tiếp xúc với nớc.
Bán kính hoạt động của mỗi ống khoảng 3 ữ 4.5m tính ra số ống.
Bê tông phải đổ liên tục, ống chỉ đợc nâng thẳng đứng
1.3.Phơng pháp phun vữa.
Việc bố trí ống nh trên rồi xếp đá xung quanh sau đó bơm xi măng cát.
cho dâng dần, lấp kín lỗ rỗng dồn đuổi nớc lên
Nâng ống phun cho đến khi cả khối đá dăm đợc bơm vữa.
57
Sơ đồ đổ bê tông d
Ư
ới n
Ư

ớc theo
ph
Ư
ơng pháp ống dịch chuyển thẳng đứng.
Đổ bê tông theo ph
Ư
ơng pháp phun vữa
Sau khi BT đông cứng đợc khoảng 50% cờng độ thì hút nớc trong hố móng và phá
bỏ mặt bên trên khoảng chừng 10-15cm do chất lợng xấu.
Lu ý:
Hiện nay có một số công nghệ mới để chắn giữa thành hố đào nh :
Tờng liên tục trong đất
Cọc khoan nhồi
Cọc khoan nhồi kết hợp cọc xi măng đất
làm kết cấu chắn giữ Tham khảo tài liệu chuyên ngành.
58