MỘT SỐ LOẠI VÒNG VÂY NGĂN NƯỚC TRONG THI CÔNG MÓNG

I. ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong ngành xây dựng cơ bản nói chung và xây dựng cầu nói riêng, khối lượng cũng như
thời gian thi công của kết cấu phần dưới ( nền móng) chiếm tỉ trọng rất lớn (khoảng 20%
tổng giá trị công trình). Việc thi công nền móng công trình Cầu thường rất khó khăn vì
điều kiện địa chất, thủy văn trong khu vực thi công thường rất phức tạp. Một trong
những trở ngại rất lớn là thi công trong điều kiện nước mặt. Để khắc phục khó khăn đó,
dùng vòng vây để ngăn nước, chống đõ thành hố móng trong quá trình thi công móng.
Tuy nhiên, tùy thuộc vào vị trí móng, độ sâu của nước mặt có thể sử dụng các loại vòng
vây khác nhau.
Ngoài ra, khi lựa chọn loại vòng vây sao cho kinh tế nhất và thuận lợi nhất cho từng điều
kiện cụ thể của đơn vị thi công.

II. MỘT SỐ LOẠI VÒNG VÂY NGĂN NƯỚC TRONG THI CÔNG MÓNG
1. Phân loại, cấu tạo và phạm vi áp dụng
1.1. Vòng vây bằng đất, đá:
a. Vòng vây dùng đất để đắp:
+ Cấu tạo:
- Vòng vây đất là loại vòng vây đơn giản nhất. Bằng cách dùng đất đắp thành bờ chắn
nước xung quanh hố móng. Có thể là đắp đất tất cả các phía của hố móng, hoặc chỉ có
03 phía nếu như hố móng nằm gần bờ.
- Loại vòng vây này có thể sử dụng các loại đất ít thấm hoặc không thấm nước, như
sét, á sét nặng hoặc các loại cát, á cát. Nếu là đất sét thì phải đắp vào mùa khô nước,
đồng thời phải đầm chặt từng lớp.
- Để chống xói vòng vây ta phải đắp với ta luy thoải hoặc gia cố. thêm các loại vật liệu
chống xói khác như đá, sỏi…
MNTC
1
:

3
;

1
:
5
Đ
Êt
Cấu tạo vòng vây đất
Trang: 1
MNTC
1
:

1
,
5
;

1
:
2
Bao t¶i (hoÆc ®¸
héc)
Cấu tạo vòng vây đất kết hợp với xếp đá hộc hoặc bao tải
1
:

3
;

1

:
5
MNTC
>0,5 m
Lõi sét
Cấu tạo vòng vây đá hộc kết hợp với lõi sét
+ Phạm vi áp dụng:
- Mực nước thi công không sâu lắm và không bị cản trở dòng chảy.
- Lưu tốc dòng chảy nhỏ (V < 0,5m/s).
b. Vòng vây đá hộc:
+ Cấu tạo:
- Nếu chỉ có đá hộc thì xếp chặt chẽ thế nào cũng không thể ngăn được nước. Vì vậy
phải đắp thêm một màn chắn bằng đất sét ở mặt ngoài vòng vây, hoặc dùng lõi sét ở
trong, nhiều vòng vây quan trọng dùng cả lõi bêtông hoặc cọc ván thép.
Trang: 2
MNTC
§¸ héc
Líp ®Êt sÐt
Lõi sét
MNTC
MNTC
Lâi bªt«ng
MNTC
Cäc v¸n thÐp
§¸ héc
§¸ héc
Một số dạng vòng vây bằng đá hộc
+ Phạm vi áp dụng:
- Vì mái taluy dốc hơn, chắc chắn hơn nên có thể chắn những nơi nước sâu hơn vòng
vây bằng đất đắp.

- Dùng ở những nơi có sẵn loại đá hộc.
c. Vòng vây bao tải đất:
- Sử dụng đất khô cho vào bao tải, sau đó đem ra khu vực cần đắp đểp xếp thành vòng
vây ngăn nước. Khi gặp nước đất sẽ ngậm nước trương nở để bịt kín khe hở chống xói
thấm nước.
- Các loại bao tải phải xếp sole theo hàng theo lớp.
1.2. Vòng vây đất kết hợp với cọc ván gỗ:
a. Cấu tạo và phạm vi áp dụng:
d/3
d/3
d
c >d/3
d < 8cm
d/2 d/2
Tiết diện một số loại cọc ván gỗ
- Khi mực nước khá sâu, vòng vây đất đá có nhược điểm là khối lượng rất lớn, mặt
cắt sông bị thu hẹp quá nhiều. Do đó có thể gây xói lở đáy sông và bản thân vòng
Trang: 3
võy, gõy cn tr giao thụng trờn sụng. Cho nờn ta cú th s dng loi vũng võy t kt
hp cc vỏn g.
- Tu theo sõu mc nc v tc dũng chy, ta cú th la chn mt trong hai
loi vũng võy hn hp di õy.
b. Phõn loi vũng võy:
* Vũng võy t cú mt lp cc vỏn g:
- Vũng võy ny dựng vi mc nc khụng sõu quỏ 3m v lu tc dũng chy t 0,5-
0,15m/s.
- Cỏc thanh cc vỏn s khụng chn c nc, nờn lp t p phớa ngoi s ngn
nc t ngoi chy vo h múng. dc t p tu theo loi t.
- Mt nh vũng võy rng ti thiu 0,5m.
- H múng o sõu ti a khong 4m.

Cọc ván gỗ
MNTC
Đất
* Vũng võy t cú 2 lp cc vỏn g:
- gim nh kớch thc vũng võy hn na ta cú th dựng thờm lp cc vỏn th 2
ngoi thay th cho mỏi dc t nhiờn. Khi ú t ch phi p gia hai hng cc
vỏn, cỏch nhau mt khong khụng nh hn 1,5-2m, thụng thng b=(0,5-1,0)h
n
, - bề
rộng hai lớp cọc ván nhng khụng c nh quỏ (0,4-0,6)H, H- chiều cao tính từ
chân cọc đến đỉnh.
Trang: 4
MNTC
Cäc v¸n gç
§Êt
1.3. Vòng vây cọc ván thép:
a. Cấu tạo và phạm vi áp dụng:
- Cọc ván thép là loại cọc ván rất thông dụng đối với các hố móng có nước mặt. Kể cả
những loại hố móng sâu với cột nước bên ngoài cao, thường sử dụng khi H > 5m.
40 cm
1 cm
40 - 42 cm
10 cm
Một số loại tiết diện cọc ván thép
- Bản thân cọc ván được chế tạo bằng loại vật liệu có cường độ cao (thép), khớp mộng chặt
chẽ nên ngăn được sự thâm nhập của nước, đồng thời có khả năng đóng sâu vào trong hầu
hết các loại nền đất đá, tạo ra một màn chắn nước ngầm trong các lớp đất thấm và đảm bảo
ổn định khi đào móng. Đồng thời độ bền của loại cọc ván này rất cao, dùng được nhiều lần.
b. Phân loại cọc ván thép:
- Để làm vòng vây hố móng thường sử dụng nhiều loại cọc ván thép có hình dạng, kích

thước và đặc điểm khác nhau.
- Tuỳ theo mực nước thi công, độ sâu của đáy hố móng và những điều kiện địa chất, thuỷ
văn để ta lựa chọn loại vòng vây cọc ván thép cho phù hợp.
Trang: 5
Cọc ván thép
Khung định vị
Văng chống
Mt bng múng s dng vũng võy cc vỏn thộp
b.1. Vũng võy cc vỏn n:
- Vũng võy cc vỏn n thng ch s dng khi chiu cao ct nc thp v h múng o
nụng. Trng hp mc nc cao hn, cc vỏn n vn cú th chu c nu nh mt
thm t bờn l h múng.
Tuy nhiờn, khụng vỡ th m p t bờn l trong to ra mt con trch cao hn lũng sụng
lm i trng vi ỏp lc nc bờn ngoi. Nh vy cú th lm vũng võy mt n nh theo
chiu ngc li khi mc nc h xung t ngt.
- tng cng kh nng lm vic ca cc vỏn thộp n ta cú th tng cng thờm bng cỏc
tng vng chng ngang, cú th dựng mt hoc nhiu tng vng chng ngang, ph thuc vo
chiu cao ct nc v chiu sõu ỏy h múng.
Trang: 6
MNTC
Cäc v¸n thÐp Cäc v¸n thÐp
MNTC
ô ®Êt ph¶n ¸p
Cäc v¸n thÐp
MNTC
V¨ng chèng ngang
MNTC
Cäc v¸n thÐp
V¨ng chèng ngang
Cấu tạo vòng vây cọc ván thép đơn (không và có văng chống ngang)

b.2. Vòng vây cọc ván kép:
- Nguyên tắc làm việc cũng như vòng vây hỗn hợp ván gỗ 2 lớp với đất đắp. Loại này
thường sử dụng khi hố móng quá rộng cho nên sử dụng không hiệu quả các văng chống
ngang.
- Nếu có hiện tượng rò rỉ nước nhiều, có thể thêm đất vào trong lòng hai lớp cọc ván để
kéo dài đường thấm.
Trang: 7
MNTC
Cäc v¸n thÐp Cäc v¸n thÐp
Cấu tạo vòng vây cọc ván thép kép
1.4. Vòng vây cọc ván BTCT:
- Vật liệu sử dụng để chế tạo cọc bán BTCT chủ yếu là bêtông, khi cấn thiết ta mới
cho thêm cốt thép để tăng cường độ làm việc chịu uốn của cọc ván.
- Loại vòng vây này thường chỉ sử dụng để thi công móng trong trường hợp tường
cọc ván được dùng kết hợp là một bộ phận của công trình. Cho nên rất ít được dùng làm
vòng vây tạm thời trong thi công móng cầu vì kích thước tiết diện ngang lớn, nặng.Bên cạnh
đó có ưu điểm là tận dụng được vật liệu địa phương.
1.5. Vòng vây thùng chụp:
a. Cấu tạo:
- Đó là các loại vòng vây chế tạo sẵn bằng gỗ, thép, bêtông cốt thép, có độ cao đảm bảo cho
việc thi công, thông thường thì phải cao hơn ít nhất 0,7m so với mực nước thi công (những
nơi có sóng lớn thì có thể khác).
- Cũng có thể dùng kết hợp với tường cọc ván để giảm bớt khối lượng của thùng chụp khi sử
dụng ở mức nước sâu.
b. Phạm vi sử dụng:
- Thùng chụp được sử dụng chủ yếu ở những nơi mà cọc ván thép sử dụng không hiệu quả
như khi gặp nền đá cứng không đóng được cọc ván, hoặc những nới có sóng lớn, nước
sâu…
Sau đây giới thiệu một số loại thùng chụp được sử dụng trong thi công móng mố trụ cầu:
+ Thùng chụp bằng gỗ;

+ Thùng chụp bằng thép:
- Vòn vây nổi di động
Trang: 8
- Vòng vây phao KC
+ Thùng chụp bằng bêtông cốt thép
Ngoài ra còn có 2 loại thùng chụp sau:
+ Nếu khoảng cách từ đáy sông đến bệ móng lớn thì sử dụng thùng chụp có đáy
(bằng thép hoặc gỗ).
+ Trường hợp khoảng cách này không lớn lắm thì có thể dùng lọai thùng chụp không
đáy.
Líp c¸t lãt t¹o
ph¼ng
Líp bªt«ng bÞt ®¸y
KÕt cÊu thïng chôp
MNTC
Kết cấu thùng chụp không đáy
Trang: 9
MNTC
Cäc
KÕt cÊu ®ì thïng
chôp
KÕt cÊu thïng chôp
Kết cấu thùng chụp có đáy.
1.6. Vòng vây cọc ống thép:
- Lọai này cũng giống như cọc ván thép, tuy nhiên chỉ sử dụng khi chiều cao mực nước
mặt rât lớn và không ổn định.
- Cọc ván là những thép ống. Tùy theo yêu cầu mà đường kính, bề dày thành ống thép sẽ
khác nhau. Có thể có hoặc không có cấu tạo các tầng văng chống ngang.
- Muốn thi công phải có loại búa rung tải trọng lớn hơn loại vòng vây cọc ván thép.
- Loại này thường ít sử dụng ở nước ta, nhưng có thể gặp ở công trình cầu Thanh Trì.

Dưới đây là cấu tạo mối nối giữa hai ống thép và vòng vây:
Mèi
nèi
èng
thÐp
Trang: 10
Cu to vũng võy cc ng thộp.
2. Thit k tớnh túan vũng võy
2.1 Tính toán vòng vây cọc ván thép
Nội dung tính toán vòng vây cọc ván thép bao gồm :
Tính chiều dày lớp bêtông bịt đáy
Tính ổn định chống lật của tờng cọc ván
Tính độ bền các bộ phận của vòng vây: cọc ván thép ,vành đai và khung
chống
a) Xác định các dữ liệu để tính toán :
Cơ sở thiết kế căn cứ vào các yếu tố :
Kích thớc bệ móng, cao độ đặt đáy móng
Tình hình địa chất lòng sông
Điều kiện thuỷ văn: mực nớc thi công, mực nớc cao nhất, mực nớc thấp nhất,
vận tốc nớc, mức xói chung và xói cục bộ
Những đặc trng kỹ thuật của cọc ván thép
Điều kiện thông thuyền trên sông
Điều kiện cung ứng vật t và thiết bị thi công
Trang: 11
b) Xác định sơ đồ hình dạng và kích thớc cơ bản của vòng vây cọc ván thép
>0,7m
Kích thớc của vòng vây trên mặt bằng đợc xác định từ kích thớc bệ móng
Kích thớc của vòng vây trên mặt đứng đợc xác định dựa vào mực nớc thi công
và chiều cao bệ móng. Cao độ đỉnh vòng vây phải cao hơn mực nớc thi công
tối thiểu 0,7 m .

Khoảng cách các tầng vành đai xác định căn cứ vào khả năng chịu lực của cọc
ván thép
Cao độ của chân cọc ván thép quyết định phụ thuộc vào mức xói cục bộ , điều
kiện địa chất lòng sông và tối thiểu phải thấp hơn đờng xói cục bộ 2m
c) Tải trọng tính toán
Chủ yếu là tải trọng ngang
Nếu có máy móc , thiết bị thi công trên sàn công tác thì phải tính thêm trọng
lợng bản thân các thiết bị đó
Tính toán thờng theo 2 giai đoạn thi công :
+ Giai đoạn 1 : vòng vây đã hạ đến đáy sông, nhng cha đổ bê tông bịt
đáy.
+ Giai đoạn 2 : vòng vây hạ đén cao độ thiết kế , đổ xong bê tông bịt đáy
và tiến hành hút nớc trong vòng vây
Tuỳ thuộc điều kiện cụ thể chọn tổ hợp tính toán bất lợi nhất từ các lực sau :
1- áp lực thuỷ tĩnh :
hPn
ì=

Trang: 12
2- áp lực thuỷ động :
Lực xung kích của nứơc chảy bình quân :
g
mv
KKP
n
bq
2
2
21
=

Trong đó :
K1 : hệ số hình dạng cọc ván thép :
+ Cọc ván thép dạng bản : K1=1,0
+ Cọc ván thép dạng máng : K1=1,4
K2 : hệ số hình dạng của vòng vây :
+ Vòng vây hình chữ nhật : K2 = 1,0
+ Vòng vây hình tròn hoặc elíp : K2 = 0,73
m : khối lọng riêng của nớc : m=1,0
v : vận tốc dòng nứơc
g : gia tốc trọng trờng
Trang: 13