KHẢO sát, SO SÁNH nội lực và CHUYỂN vị của TƯỜNG vây KHI THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOP DOWN và BOTTOM UP hố MÓNG sâu NHÀ CAO TẦNG
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.24 MB, 60 trang )
PHẦN IV
ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
KHẢO SÁT, SO SÁNH NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ
CỦA TƯỜNG VÂY KHI THI CÔNG BẰNG
PHƯƠNG PHÁP TOP-DOWN VÀ BOTTOM-UP
HỐ MÓNG SÂU NHÀ CAO TẦNG
CHƯƠNG 1
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
PHẦN MỞ ĐẦU
1.1.
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI :
1.1.1. Xu hướng phát triển của 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 Ẹu 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
quá 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.
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.
1.1.2. Sự cần thiết của tầng hầm nhà cao tầng :
a. Nhu cầu sử dụng :
- Nhà cao tầng 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
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 2
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
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 :
•
Làm kho chứa hàng hoá phục vụ sinh hoạt của cư dân trong toà nhà.
•
Làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng như bể bơi, cửa hàng, quán bar...
•
Làm gara ô tô, xe máy.
•
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...
•
Làm nơi cư trú tạm thời khi có sự cố xảy ra như chiến tranh.
•
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.
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 (đất cố kết theo thời gian). Thêm 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...
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 3
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
Sự cố khi thi công tầng hầm nhà cao tầng :
Công trình “ Tháp ngân hàng đầu tư và phát triển Việt Nam (BIDV TOWER) -
1.1.3.
-
194 Trần Quang Khải, Hà Nội” : Một mạch sủi xuất hiện khi đào đất đến độ sâu
12.5m, nước, bùn, cát chảy từ dưới đáy hố lên. Nhà thầu thi công phải dừng lại để
-
xử lý.
Công trình “ Tổng văn phòng công ty VINACONEX , 34 Láng Hạ - Hà Nội” : Ở
độ sâu 4.05m, nước thấm nhẹ từ ngoài qua tường chắn, sau đó có những vết nứt
-
trên các bức tường của các nhà 2,3 tầng ở sát bên tường.
Công trình “ Cao ốc Pacific, số 43-45-47 Nguyễn Thị Minh Khai, Q1,TP HCM” :
Nước và cát bên ngoài chảy mạnh vào hố móng khi đang thi công đào đất tầng
hầm. Sau 40 phút thì trụ sở của “Viện Khoa học – Xã hội” nằm cạnh công trình bị
-
sập xuống.
Công trình “ Cao ốc Lô A, chung cư bầu Cát 2” : Sạt lở vách hố đào khi đang đào
đất tầng hầm
1.1.4. Kết luận :
- Việc thi công các tầng hầm ảnh hưởng rất lớn đến bản thân hố đào cũng như các
-
công trình xung quanh.
Việc lựa chọn biện pháp để thi công tầng hầm là hết sức quan trọng khi tiến hành
-
thi công tầng hầm.
Giải pháp thiết kế và thi công công trình tầng hầm gắn bó chặt chẽ với nhau do
đặc điểm thiết kế kết cấu chắn giữ công trình tầng hầm phụ thuộc vào công nghệ
thi công. Kết cấu chắn giữ có thể đồng thời là kết cấu chịu lực vĩnh cửu cho công
trình. Do đó giải pháp thi công tổng thể cần được lựa chọn ngay từ khâu thiết kế
-
công trình.
Công nghệ thi công hiện nay là khá đa dạng. Do đó đơn vị thiết kế và thi công cần
phân tích, đưa ra giải pháp thiết kế và thi công phù hợp nhất trong những điều
-
kiện hiện có.
Về mặt kinh tế, công trình tầng hầm là dạng công trình mà ở đó có thể gây lãng
-
phí nếu lựa chọn giải pháp thiết kế, thi công không phù hợp với đặc điểm dự án.
Một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất là khi thiết kế ta phải đảm bảo sự ổn
định của công trình, nghĩa là phải biết được trong quá trình thi công thì nội lực
phải nhỏ hơn khả năng chịu lực của tường và chuyển vị của tường phải nhỏ hơn
giá trị chuyển vị cho phép (1 inch). Qua đó, dựa vào kết quả quan trắc thực tế ta
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 4
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
có thể so sánh và dự đoán trước những sự cố có thể xảy ra và tìm biện pháp xử lý
kịp thời.
Do đó : Đề tài “KHẢO SÁT, SO SÁNH NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ CỦA
-
TƯỜNG VÂY KHI THI CÔNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOP-DOWN VÀ
BOTTOM-UP HỐ MÓNG SÂU NHÀ CAO TẦNG” sẽ giúp ta hiểu rõ hơn về
thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầng theo 2 phương pháp này.
1.2.
TÍNH THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI :
- Hướng nghiên cứu của đề tài phù hợp với xu hướng phát triển của xây dựng Việt
nam trong giai đoạn phát triển hiện nay. Kết quả từ đề tài có thể áp dụng cho các
-
công trình thi công tầng hầm thực tế.
Trong đề tài sử dụng phần mềm Plaxis Ver 8.2 để tính toán theo phương pháp
-
phần tử hữu hạn, đây là phần mềm rất phổ biến trong thực tế.
Phạm vi đề tài còn hẹp nên có thể mở rộng thêm về các biện pháp thi công tầng
hầm nhà cao tầng theo nhiều hướng khác nhau.
1.3.
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU :
- Nghiên cứu lý thuyết tính toán biện pháp thi công tầng hầm bằng phương pháp
-
phần tử hữu hạn, được mô phỏng trong phần mềm Plaxis.
Áp dụng vào công trình thực tế của luận văn theo 2 phương pháp để xác định
-
chuyển vị ngang của tường chắn trong quá trình thi công để so sánh kết quả.
Phân tích chuyển vị của tường theo các giai đoạn thi công
Phân tích sự thay đổi nội lực trong tường.
1.4.
GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI :
- Vì thời gian có hạn nên đề tài chỉ nghiên cứu về sự thay đổi chuyển vị và nội lực
-
trong tường trong quá trình thi công bằng 2 biện pháp Top-Down và Buttom-Up.
Mô hình trong phần mềm Plaxis sử dụng mô hình Mohr-Coulomb, các mô hình
khác như như mô hình Hardening – Soil, mô hình Soft – Soil và mô hình Soft –
-
Soil – Creep (SSC) chưa được xét trong tính toán.
Không có kết quả quan trắc thực tế để so sánh với lý thuyết tính toán.
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 5
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG TRONG ĐẤT
THI CÔNG TOP-DOWN VÀ BOTTOM-UP
2.1. TƯỜNG TRONG ĐẤT :
2.1.1. Tổng quan :
- Công nghệ thi công tường trong đất cũng giống như thi công cọc Barret, tường
trong đất là gômg các barret nối với nhau theo cạnh ngắn của tiết diện, giữa các
Barret có gioăng chống thấm.Sử dụng các loại máy đào để đào móng thành
những đoạn có độ dài nhất định, sử dụng các dung dịch bentonize giữ thành
móng. Sau đó đem lồng cốt thép đã chế tạo sẵn trên mặt đất đặt vào trong đất và
-
tiến hành đổ bê tông trong nước cho từng đoạn tường.
Tường chắn đất rất hữu ích cho việc thi công các hố đào sâu và bảo đảm ổn định
cho các công trình lân cận khi thi công chen trong thành phố.
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 6
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
Hình 1: Tường chắn đất
Hình 2: Vị trí gioăng chống thấm và nối các barret
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 7
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
Hình 3: Máy đào đất
2.1.2. Thi công tường liên tục trong đất :
- Quá trình thi công gồm 5 bước :
-
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
Hình 4: Hình chụp từ phía trên của hố
đào 1 Panel
+ Thi công tường dẫn
+ Đào đất - giữ vách hố đào bằng dung dịch bentonite
+ Thổi rửa hố đào bằng phương pháp luân chuyển bentonite
+ Đặt khối (CWS) và tấm chắn nước
+ Gia công lắp đặt ống đổ bê tông và đổ bê tông theo phương pháp rút ống.
2.1.2.1. Thi công tường dẫn :
Ngoài việc dẫn gầu đào trong thi công tường chắn, tường dẫn còn tạo một hệ
thống định vị tốt về tim và cốt cho tường chắn và giữ ổn định cho lớp bề mặt của
hố đào cần thi công (hai tường dãn bê tông cốt thép) khoảng cách giữa các tường
dẫn tạm thời lớn hơn bề rộng thiết kế tường chắn 5-10cm. Xem mặt cắt điển hình
của tường dẫn:
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 8
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
-
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
Hình 5: Làm tường dẫn hướng
Trình tự thi công tường dẫn :
+ Xác định vị trí của tường chắn và tường dẫn trên mặt bằng, định vị và dẫn ra
ngoài trên hệ thống cọc nhựa và nẹp ngựa.
+ Đào một tường hào sâu 1-1,5 tuỳ theo thiết kế, rả một lớp bê tông lót dày
khoảng 5cm.
+ Trên lớp bê tông lót này định vị chính xác tường dẫn lắp dựng cốt thép và lắp
dựng ván khuôn cho tường dẫn (ván khuôn thành).
+ Đổ bê tông tường dẫn, dỡ ván khuôn một ngày sau đó. Tường dẫn đã hoàn
thành sẵn sàng phục vụ công tác đào tường chắn. Nếu công tác đào không bắt
đầu ngay, hào giữa các tường dẫn có thể được lấp hoặc chống đỡ tạm nếu cần.
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 9
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
Tường dẫn
Thi công các
panel,
vách
hố đào
Hình
6: Thigiữ
công
tường
dẫn bằng
hướngdung dịch bentonize :
Tường chắn dược thi công thành từng tấm panel riêng biệt, giữa chúng là khớp
2.1.2.2.
-
nối và thường là một gioăng cao su chắn nước. Có 3 loại tấm panel được dùng là:
panel khởi đầu, panel tiếp và panel đóng.
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 10
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
Hình 7: Đợt đào đầu tiên của Panel khởi đầu
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 11
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
Hình 9: Đợt đào thứ 3 của Panel khởi đầu
Hình 8: Đợt đào thứ 2 của Panel khởi đầu
Hình 10: Đào đát các Panel
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 12
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
-
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
Thổi rửa hố đào bằng phương pháp luân chuyển dung dịch Bentonite :Ngay khi
dào xong đáy hố đào dược làm sạch bằng gầu nạo vét trước khi luân chuyển dụng
dịch bentonite. Để tránh hiện lượng cát láng dưới đáy hố đào, dung dịch
Bentonite có chứa các hạt đất và cát lơ lửng được hút ra khỏi đáy hố đào bằng
một máy bơm Turbine thả chìm ở đáy hố đào, qua đường ống chuyển về máy lọc
cát
-
Kiểm tra độ thẳng đứng và ổn định của hố đào : Khi đào phương thẳng đứng của
hố đào được giám sát liên tục theo phương của dây cáp gầu đào, gầu được coi như
một quả dọi; - Người ta sử dụng các xích báo hiệu Giám sát theo xích báo hiệu sai
số sẽ được phát hiện theo từng nét đào; - Để kiểm tra giám sát hiện tượng lún và
mất ổn định hố đào người ta dắt cốt sang các công trình kề cạnh và liên tục kiểm
tra bằng máy thuỷ bình.
Hệ thống khớp nối CWS :
Nguyên tắc của khớp nối CWS: Khớp nối CWS là một tấm chắn sườn có thể rút
2.1.2.3.
-
ra sau khi đào panel kế bên cho phép thi công các khớp nối kín nước giữa các
-
panel tường một cách dễ dàng.
Lắp dựng và tháo dỡ khớp nối CWS: Trước khi luân chuyển dung dịch Bentonite,
các khớp nối CWS được lắp dựng tại đầu các panel đã đào xong. Các panel khởi
đầu có khớp nối ở cả hai đầu và các panel tiếp chỉ có khớp nối ở một dâu. Khớp
nối CWS gồm các tấm rời được liên kết với nhau bằng bu lông trong quá trình hạ
xuống hố đào. Khớp nối được hạ xuống quá cốt đáy vài mét hoặc vào tầng ít
thấm. Một thanh chắn nước bằng cao su được gắn vào khớp nối. Người ta có thể
dùng chính xác máy đào để lắp dựng và tháo dỡ khớp nối CWS. Khi đào hố đào
mới bên cạch khớp CWS cũng dược sử dụng để dẫn hướng cho gầu đào một cách
-
hữu hiệu.
2.1.2.4. Bơm dung dịch bentonize, hạ lồng thép và đổ bê tông :
Lồng thép chịu lực được chế tạo trước trên công trường. Sau khi lắp đặt khớp
CWS và luân chuyển Bentonite xong lồng thép được hạ xuống hố đào bằng cẩu
bánh xích. Lồng được cài bằng các cữ bảo vệ bằng bê tông hoặc bằng thép để
đảm bảo duy trì chiều dài, lớp bảo vệ cột thép tối thiểu.
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 13
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
-
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
Các lồng thép thường được gia công thành từng đoạn dài 11.7m, các lồng được
liên kếtvới nhau bằng bu lông chữ U phần uốn chồng được thực hiện khi hạ
xuống hố đào. Khi tất cả các đoạn lồng thép đã được hạ xuống đúng chiều sâu
thiết kế, lồng thép được treo vào tường dẫn bằng các thành treo.
Hình 11: Hạ lồng thép và đổ bê tông
Hình 12 Bơm dung dịch bentonize vào hố đào
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 14
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
Hình 13: Hạ lồng thép
2.2. THI CÔNG THEO PHƯƠNGHình
PHÁP
- DOWN
14:TOP
Đổ bê
tông :
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 15
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
2.2.1. Tổng quan :
Công nghệ thi công Top-down (từ trên xuống) là công nghệ thi công phần ngầm
-
của công trình nhà, theo phương pháp khác với phương pháp truyền thống: thi
công từ dưới lên. Với công nghệ thi công này người ta có thể đồng thời vừa thi
công các tầng ngầm và móng của công trình, vừa thi công một số hữu hạn các tầng
nhà trên mặt đất.
-
Hình 15: Thi công theo phương pháp Top - Down
Phương pháp công nghệ chính :
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 16
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
+ Trong công nghệ Top-down, các tầng hầm được thi công bằng cách thi công
phần tường vây bằng hệ cọc barrette xung quanh nhà (sau này phần trên đỉnh của
tường vây dùng làm tường bao của toàn bộ các tầng hầm) và hệ cọc khoan nhồi
(nằm dưới chân các móng cột) bên trong mặt bằng nhà. Tường vây thi công theo
công nghệ cọc nhồi bê tông tới cốt không (cốt nền ngay trên mặt đất) (không tính
phần bê tông chất lượng kém trên đỉnh vào trong thành phần tường). Riêng các
cọc khoan nhồi bê tông nằm dưới móng cột ở phía trong mặt bằng nhà thì không
thi công tới mặt đất mà chỉ tới ngang cốt móng (không tính phần bê tông đầu cọc
nhồi, phải tẩy bỏ đi sau này). Phần trên chịu lực tốt, ngay bên dưới móng của các
cọc nhồi này được đặt sẵn các cốt thép bằng thép hình, chờ dài lên trên tới cốt
không (cốt nền ngay tại mặt đất). Các cốt thép hình này, là trụ đỡ các tầng nhà
hình thành trong khi thi công Top-down, nên nó phải được tính toán để chịu được
tất cả các tầng nhà, mà được hoàn thành trước khi thi công xong phần ngầm (gồm
tất cả các tầng hầm cộng thêm một số hữu hạn các tầng thuộc phân thân đã định
trước). Tiếp theo đào rãnh trên mặt đất (làm khuôn dầm), dùng ngay mặt đất để
làm khuôn hoặc một phần của khuôn đúc dầm và sàn bê tông cốt thép tại cốt
không. Khi đổ bê tông sàn cốt không phải chừa lại phần sàn khu thang bộ lên
xuống tầng ngầm, để (cùng kết hợp với ô thang máy) lấy lối đào đất và đưa đất
lên khi thi công tầng hầm. Sàn này phải được liên kết chắc với các cốt thép hình
làm trụ đỡ chờ sẵn nêu trên, và liên kết chắc với hệ tường vây (tường vây là gối
đỡ chịu lực vĩnh viễn của sàn bê tông này). Sau khi bê tông dầm, sàn tại cốt
không đã đạt cường độ tháo dỡ khuôn đúc, người ta tiến hành cho máy đào chui
qua các lỗ thang chờ sẵn nêu ở trên, xuống đào đất tầng hầm ngay bên dưới sàn
cốt không. sau đó lại tiến hành đổ bê tông sàn tầng hầm này, ngay trên mặt đất
vừa đào, tương tự thi công như sàn tại cốt không, rồi tiến hành lắp ghép cốt thép
cột tầng hầm, lắp khuôn cột tầng hầm và đổ bê tông chúng.
+ Cứ làm như cách thi công tầng hầm đầu tiên này, với các tầng hầm bên dưới.
Riêng tầng hầm cuối cùng thay vì đổ bê tông sàn thì tiến hành thi công kết cấu
móng và đài móng.
+ Đồng thời với việc thi công mỗi tầng hầm thì trên mặt đất người ta vẫn có thể
thi công một hay vài tầng nhà thuộc phần thân như bình thường. Sau khi thi công
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 17
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
xong hết các kết cấu của tầng hầm người ta mới thi công hệ thống thang bộ và
thang máy lên xuống tầng hầm.
2.2.2. Thi công :
- 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 : Tiến hành đổ sàn tầng trệt ngang trên mặt đất tự nhiên. Tầng trệt được tỳ
lên tường trong đất và cột tầng hầm. 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, tiến
hành đào đất qua các lỗ cầu thang giếng trời cho đến cốt của sàn tầng thứ nhất thì
dừng lại sau đó lại tiếp tục đặt cốt thép đổ bê tông sàn tầng 1. Cũng trong lúc đó
từ mặt sàn tầng trệt người ta tiến hành thi công phần thân, từ dưới lên. Khi thi
công đến sàn tầng dưới cùng người ta tiến hành đổ bê tông đáy nhà liền với đầu
-
cọc tạo thành sản phẩm dưới cùng.
Có hai phương pháp thi công sàn tầng hầm :
+ Dùng hệ cột chống hầm đã thi công (tỳ lên cọc nhồi) để đỡ hệ dầm và sàn tầng
hầm.
+ Dùng cột chống tạm (thường dùng tỏng thực tế là thép hình chữ Ụ có gia cường
đặt vào cọc nhồi, sau khi thi công cột xong thì dỡ bỏ.
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 18
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
Hình 16: Trình tự thi công theo phương pháp Top - Down
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 19
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
• Một số chú ý khi thi công bằng biện pháp Top – Down :
-
Cỏc cụng tỏc an toàn về điện phải được đặc biệt chú ý đến. Lý do, khi thi công theo
biện pháp Top-down chủ yếu các công tác đều diễn ra dưới các sàn tầng hầm. Vì
vậy, thi công luôn trong điều kiện thiếu ánh sáng tự nhiên và không khí nên phải
dùng đến ánh sáng đèn điện và thông gió cưỡng bức bằng các quạt hút gió.
-
Bố trí hướng giao thông vận chuyển và đi lại phải hợp lý tránh bị vật liệu, đất rơi từ
trên xuống. Tuyệt đối tránh va chạm vào hệ thống cột chống thép dùng đỡ sàn.
-
Phải thường xuyên quan trắc chuyển vị và biến dạng của hệ cột chống cũng như hệ
tường Barrette và hệ dầm sàn để có thể tiên đoán được một số sự cố có thể xảy ra
cũng như nguyên nhân xảy ra và có ngay biện pháp khắc phục các sự cố đó trước
khi chúng xảy ra.
-
Phải bố trí các hệ thống bơm thoát nước trong trường hợp gặp mạch nước ngầm
mạnh hoặc mưa to làm ảnh hưởng đến quá trình thi công.
-
Đất trong quá trình vận chuyển từ dưới lên phải được chất lên xe và chuyên chở ra
khỏi phạm vi công trường ngay. Tuyệt đối không được để đất cũng như xe chuyên
chở đi lại ngay trên thành hố đào hay sát tường Barrette.
2.3. THI CÔNG THEO PHƯƠNG PHÁP BOTTOM - UP :
2.3.1. Tổng quan :
- 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 (§ộ 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. §ể 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 ϕ 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.
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 20
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
2.3.2. Thi công
Hình :17: The Witness of the Christ Church project in Kowloon Tong
- Sau khi tiến hành đào đất sẽ thi công các bộ phận công trình từ dưới lên, trong
quá trình thi công đào đất, vì chiều sâu đào đất lớn nên ta phỉa dùng biện phải
-
chống ổn định thành hố đào.
3 giai đoạn thi công theo Bottom – Up :
Thi công tường trong đất
-
Đào đất tới độ sâu thiết kế
công
tầng
hầmổntừđịnh
dướitường
lên chắn
Trong quá trình đào đất, ta có thể sử dụngThi
biện
pháp
chống
như sau : Hình 18: 3 giai đoạn thi công theo phương pháp Bottom - Up
+ Dùng hệ đào và cột chống văng giữa các tường đối diện (Hình 19). 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
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 21
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
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).
Hình 19: Mặt bằng hệ chống hố đào bằng hệ dầm cột
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
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 22
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
ngang công trình lớn thì hệ chống đỡ trở nên phức tạp vì khoảng cách giữa các
tường đối diện quá lớn.
+ Để khắc phục nhược điểm của phương pháp trên người ta dùng neo bê tông
để giữ tường bao (Hình 20). 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 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.
Hình 20: Chống tường bằng hệ neo ngầm
Ta thấy cả hai trường hợp neo và chống đều thi công song song với công việc đào
đất. §ào 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
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 23
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
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.
Trong đề tài này chỉ nghiên cứu thi công phương pháp Bottom – Up dùng hệ giằng
cột dầm thép.
2.4. SO SÁNH ƯU NHƯỢC ĐIỂM CỦA 2 PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG :
So sánh ưu nhược điểm của 2 phương pháp thi công
Phương pháp thi công
Ưu–Nhược điểm
Top – Down
Bottom - Up
- Tiến độ thi công nhanh, qua thực - Thi công đơn giản,không
tế một số công trình cho thấy để
cần kỹ thuật cao so với topcó thể thi công phần thân công down, độ chính xác cao,
trình chỉ mất 30 ngày, trong khi hơn nữa các giải pháp kiến
với giải pháp chống quen thuộc trúc và kết cấu cho tầng
mỗi tầng hầm (kể cả đào đất, hầm cũng đơn giản vì nó
chống hệ dầm tạm, thi công phần
giống phần trên mặt đất.
bê tông) mất khoảng 45 đến 60 Việc xử lý chống thấm cho
ngày, với nhà ó 3 tầng hầm thì thành tầng hầm và việc lắp
đặt hệ thống mạng lưới kỹ
thời gian thi công từ 3 --> 6
thuật cũng tương đối thuận
tháng.
Ưu điểm
- Không phải chi phí cho hệ thống
tiện dễ dàng.
Việc làm khô hố móng
chống phụ.
- Chống vách đất được giải quyết
cũng đơn giản hơn, ta có
triệt để vì dùng tường và hệ kết
thể dùng bơm hút nước từ
cấu công trình có độ bền và ổn đáy móng đi theo hố thu
định cao.
nước đã được tính toán sẵn.
- Không tốn hệ thống giáo chống, - Máy móc như, đơn giản
cốppha cho kết cấu dầm sàn vì hơn
sàn thi công trên mặt đất.
- Các vấn đề về móng (hiện tượng
bùn nền, nước ngầm...), có một
- Hệ giằng chống tường đơn
điểm lưu ý ở đây là trong đô thị
thường có nhiều công trình cao giản, dễ tính toán, xung
tầng, nếu thi công đào mở (open quanh rất tốn vật liệu làm
cut) có tường vây, móng sâu và xà, dầm, cột (có thể thu hồi
phải hạ mực nước ngầm để thi
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 24
Phần IV : Đề tài nghiên cứu khoa học
Ưu điểm
công phần ngầm, điều này dẫn 100%).
đến việc thường không đảm bảo - Dùng trong mặt bằng nhỏ
cho các công trình cao tầng kề và trung bình
bên (dễ xảy ra hiện tượng trượt
mái đào, lún nứt...), phương án
thi công Top-down giải quyết
được vấn đề này.
- Khi thi công các tầng hầm đã có
sẵn tầng trệt, nên giảm ảnh
hưởng xấu của thời tiết
- Dùng trong mặt bằng rộng lớn và
môi trường phức tạp
- Kết cấu cột tầng hầm phức tạp.
- Liên kết giữa dầm sàn và cột
-
Nhược điểm
GVHD : PGS.TS VÕ PHÁN
-
-
tường khó thi công.
Thi công cần phải có nhiều kinh
nghiệm
Thi công đất trong không gian
kín khó thực hiện cơ giới hoá.
Thi công trong tầng hầm kín ảnh
hưởng đến sức khoẻ người lao
động.
Phải lắp đặt hệ thống thông gió
và chiếu sáng nhân tạo
Máy móc thi công lớn, kỹ thuật
cao
Nhược điểm
Đặng Ngọc Toàn_80502978
Trang 25
- 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.
- 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
