chuyên đề thi công xây dựng nhà cao tầng

1
CHƯƠNG1: T NG QUAN VỀ THI CÔNG NHÀ CAO TẦNG BÊ TÔNG CỐT
THÉP

1.1. Sự phát tri n kiến trúc cao tầng trên thế giới

Trong các thập niên cuối thể kỷ 19 đến nay do dân số đô thị ngày càng gia
tăng cộng với sự tiến bộ nhảy vọt của khoa học kỹ thuật, sự xuất hiện của nhiều
loại bê tông và sự phát minh ra thang máy đã dẫn đến sự phát triển với tốc độ
nhanh nhà nhiều tầng ở khắp nơi trên thế giới.
Năm 1885 ở Chicagô đã xây dựng toà nhà Home Insurance Building cao 10
tầng bằng kết cấu thép, năm 1913 tại New York xây dựng toà nhà kiểu Pháp
"Woolworth" 60 tầng cao 214m. Tòa nhà "Trung tâm thương mại thế giới" đã
được hoàn thành tại New York vào năm 1973, ngôi nhà có 110 tầng và cao
420m. Còn toà nhà "Sears Tower" ở Chicago có 109 tầng với chiều cao 442m
đã xây xong năm 1974.
Ở nhiều nước khác trên thế giới như Hồng Kông, Trung Quốc, Singapore,
Malaysia, Úc, Canađa, Pháp, Anh, Liên xô (cũ)... cũng đã có hàng ngàn ngôi
nhà nhiều tầng cao tới 200, 300m. Burj Dubai được coi là tòa nhà cao nhất thế
giới được khởi công xây dựng năm 2004, chiều cao trên 700m với hơn 160
tầng..
1.2. Thiết bị và máy móc phục vụ thi công.

1.2.1.Những v n

th

ng g p khi thi công nhà cao t ng:

- Cao trình vận chuyển thẳng đứng lớn.
- Vật liệu xây dựng, vật tư thiết bị rất đa dạng.

- Công nhân làm việc lên xuống giữa các tầng rất lớn.
Vì thế để thi công nhà cao tầng được tiến hành thuận lợi và thu được hiệu quả
kinh tế cao, trước hết phải giải quyết tốt các vấn đề có liên quan nêu trên. Một
trong những mấu chốt là lựa chọn máy móc và công cụ thi công chính xác, thích
hợp và sử dụng chúng một cách hợp lý.
Máy móc và thiết bị thi công nhà cao tầng có thể phân chia thành các loại như
sau:


2
- Máy vận chuyển thẳng đứng và trục lắp kết cấu, trong đó bao gồm: cần
trục tháp, cần trục, vận thăng…
- Máy vận chuyển bê tông, trong đó bao gồm: xe vận chuyển và trộn bê
tông, máy bơm bê tông cùng ô tô chở bơm và cần đổ bê tông…
- Máy móc vận chuyển nhân viên bao gồm: cầu thang máy thi công, máy
nâng hạ chở người và hàng hóa.
1. . .Cần trục tháp
Cần trục tháp trong xây dựng thường dùng để lắp ghép các công trình xây
dựng dân dụng và công nghiệp, hoặc phục vụ cho việc vận chuyển lên cao. Khi
xây dựng các nhà cao tầng bằng bê tông cốt thép toàn khối, cần trục tháp chủ
yếu dùng cho công tác: vận chuyển cốp pha, cốt thép, vữa bê tông, giàn giáo,
gạch, vữa xây…
Cần trục tháp có rất nhiều loại lại gồm nhiều chủng loại khác nhau. Tuy nhiên
chúng đều có những đặc điểm chung sau:
- Tay cần dài, bình thường là 30-40m, loại dài là 50-70m.
- Độ cao nâng vật lớn, loại bình thường là 70-80m.
- Sức trục lớn, có thể trục được 6 - 20T.
- Tốc độ nhanh, tốc độ nâng nhanh là 40m/phút, có loại có thể lên tới
100m/phút.
Căn cứ đặc điểm cấu tạo, cần trục tháp dùng trong xây dựng nhà cao tầng kết

cấu bê tông cốt thép có thể phân làm 3 loại:
- Cần trục tháp quay trên và tự nâng quay trên.
- Cần trục tháp leo trong.
- Cần trục tháp quay dưới và tự nâng quay dưới.
Cần trục tháp được nhập khẩu từ các nước như: Trung Quốc, Đức, Pháp, Ý,
Nhật, Đan Mạch,…
1. .3. Lựa chọn cần trục tháp:
Các nhân tố ảnh hưởng đến việc lựa cần trục tháp gồm:
- Hình dáng mặt bằng của nhà;


3

- Chi u cao công trình;
- Kh i lượng vận chuyển vật liệu, thiết bị;
- Tiến độ thi công;
- Điều kiện nền, móng công trình;
- Công trình lân cận (như có hay không có những công trình kiến trúc cao
tầng xung quanh, điều kiện giao thông hiện trường, chướng ngại vật cho
việc lắp ráp cần trục);
- Điều kiện cung ứng cho cần trục tháp của địa phương.
a/Chọn máy trục tháp cần tuân theo các nguyên tắc sau:
- Tham số hợp lý:
Các tham số chủ yếu của cần trục tháp là: tham số tầm với (Ryc), chiều cao
nâng trục (Hyc), sức trục (Qyc) .
Khi lựa chọn tham số hợp lý cho máy trục cần tập trung xem xét chiều dài
tính toán diện tích mặt công tác của trục tháp. Diện tích công tác của trục tháp
nói chung có thể lấy bằng 300-400m2, độ dài tính toán diện tích công tác có thể
lấy bằng 60-80m, con số lựa chọn liên quan đến chiều dài chiều dài tay cần tay
của máy cần trục tháp, đến thời hạn thi công công trình, tốc độ thi công và liên

quan đến số lượng cần trục cần bố trí. Nhìn chung nhà cao tầng hình dáng đơn
giản chỉ cần bố trí một cần trục tháp tự nâng. Trường hợp mặt bằng công trình
phức tạp, khối lượng thi công lớn thì có thể bố trí 2 hoặc nhiều hơn.
Sức trục là tổng hợp của trọng lượng vật và thiết bị treo buộc. Tùy theo dung
lượng thùng chứa bê tông mà xác định sức trục cần yêu cầu khi biên độ tối đa,
nên lấy 1,5-2,5T. Ngoài ra căn cứ theo trọng lượng cấu kiện nặng nhất để lựa
chọn chuẩn.
Chiều cao nâng vật là cự ly thẳng đứng từ mặt ray hoặc mặt nền móng đến
trung tâm của móc trục.
Hyc= Ho+h1+h2+h3 (m)
Ho: là cao trình lớn nhất của nhà
h1: là khoảng cách an toàn


4

h2: là chi u cao c u kiện lớn nhất
h3: là chiều dài dây treo buộc.
Tốc độ công tác của máy trục tháp bao gồm: tốc độ nâng trục, tốc độ quay,
tốc độ con chạy, tốc độ xe kéo và tốc độ cánh tay ngẩng lên cúi xuống để thay
đổi chiều dài tay cần. Tham số tốc độ không chỉ trực tiếp quan hệ có liên quan
đến năng suất kíp máy mà còn cực kỳ trọng yếu đối với việc an toàn sản xuất. Vì
thế khi lựa chọn máy trục tháp, cần tiến hành tìm hiểu toàn diện và so sánh tham
số tốc độ công tác máy.
Tck = t1+t2+t3+t4+t5+t6 (s)
t1:thời gian treo buộc vật
t2:thời gian nâng hạ vật
t3:thời gian xoay cần
t4:thời gian di chuyển xe con
t5:thời gian xe kéo và cánh tay nâng lên, hạ xuống

t6:thời gian tháo dỡ vật.
b/ Năng suất kíp máy cần trục cần thỏa mãn nhu cầu:
Năng suất kĩ thuật P của trục tháp được tính theo công thức:
Pk = 8.Q.n.Kq(m3/ca).
Trong đó:
Q- sức trục (T)
n- Số lần trục trong 1 giờ, n = 60/Tck là thời gian liên tục của 1 lần trục
Kq- Hệ số lợi dụng sức trục của cần trục tháp.
Năng suất sử dụng Ps của cần trục tháp được tính theo công thức:
Ps = Pk.Kt.Ks (m3/ca).
Với Kt = Hệ số lợi dụng thời gian công tác
Kt = 0,83 cho cần trục tháp
Với Ks- Hệ số sử dụng theo mức độ khó đổ bê tông của kết cấu
Ks = 1 cho sàn phẳng
Ks = 0,9 cho sàn sườn


5

Ks = 0,5 cho cột và vách
Số lần trục chuyển cần trục tháp trong 1 ca thông thường là 60-70 lần.
1. .4.Một s v n

thi công nhà cao tầng bằng cần trục tháp

1. Về việc đặt vị trí cần trục tháp:
Khi thiết kế tổng mặt bằng thi công, cần thận trọng lựa chọn vị trí đặt cần trục
tháp cho hợp lý và phải thỏa mãn yêu cầu sau:
- Vị trí đứng và di chuyển của cần trục phải có lợi nhất về mặt làm việc,
thuận tiện cho việc trục lắp hoặc vận chuyển vật liệu, cấu kiện…có tầm

với bao quát toàn công trình.
- Vị trí đứng và di chuyển của cần trục phải đảm bảo an toàn cho cần trục,
cho công trình và cho người lao động, thuận tiện cho việc dựng lắp và tháo
dỡ cần trục.
- Đảm bảo tính kinh tế: Tận dụng được sức trục, có bán kính phục vụ hợp lý,
năng suất cao.
- Biên độ và trọng lượng trục có thể đáp ứng rất tốt các nhu cầu thi công
trong giai đoạn nền móng, thi công bộ phận trên mặt đất và ngoài ra còn
phải lưu lại một lượng vật liệu dự trữ đầy đủ.
- Cần có đường đi vòng xung quanh công trình, tiện cho xe ô tô cần trục bổ
trợ cũng như xe tải, xe chở cấu kiện đi vào công trường.
- Vị trí đặt trục tháp gần vị trí máy biến áp càng tốt.
- Thuận tiện cho việc tháo dỡ máy và phụ kiện ra khỏi hiện trường.
- Nếu đồng thời lắp hai trục tháp thì phải chú ý phân chia diện công tác và sự
phối hợp công tác, phải có biện pháp thỏa đáng đề phòng cản trở lẫn nhau.
. Cấu trúc móng cho trục tháp:
Hình dáng và khả năng chịu lực của móng trục tháp phải qua thiết kế và
tính toán. Việc thi công móng trục tháp phải thực hiện nghiêm túc, đảm bảo chất
lượng.Nếu dùng đài móng cọc khoan nhồi thì phải kiểm tra lại.
3. Neo giữ cần trục tháp


6
Đa số các cần trục tháp đều phải neo vào công trình khi độ cao thân tháp vượt
quá 30-40m. Căn cứ vào các thông số kĩ thuật của trục, kết cấu thân để bố trí các
đoạn neo tiếp theo.Thiết bị neo cố định của máy trục tháp do các phụ kiện sau
đây hợp lại: vòng neo, thanh đeo neo, tai cố định và trục chốt cố định.
Thanh neo thường được neo vào cột và tấm tường. Chỗ neo cần được gia cố
một cách thích đáng.
Để đảm bảo an toàn cho trục tháp khi neo cần tuân theo các điểm sau:

- Khi thân tháp có độ tự do đạt đến quy định cần tiến hành neo chắc chắn rồi
mới kích lên.
- Chỉ tiến hành neo chặt khi cấp gió nhỏ hơn cấp 5.
- Sau khi lắp đặt thiết bị neo cần kiểm tra lại máy, nếu không có vấn đề gì mới
đưa vào sản xuất.
- Trong quá trình thi công cần định kì cần kiểm tra thiết bị neo.
4. Kích nâng n i cao tr c tháp:
Dùng giá kích nâng thủy lực để nâng cao trục tháp. Việc kích nâng cần bố trí
vào thời gian gián đoạn thi công hoặc vào thời kì đang bảo dưỡng bê tông.
Trong khi nâng cần trục lưu ý:
- Không nâng trục khi sức gió lớn hơn cấp 5.
- Trong quá trình nâng hạ trục, phần trên phải được giữ cân bằng.
- Trong quá trình nâng hạ trục, không quay cánh tay đòn.
- Sau khi hoàn thành kích nâng và nối cao cần vặn chặt lại toàn bộ bu lông
một lần nữa.
Kiểm tra kĩ thuật lại một lần nữa trước khi đưa vào sử dụng.
5. Một số mâu thuẫn giữa tính năng kĩ thuật cần trục tháp và nhu cầu thi
công và cách giải quyết
Về tổng thể, tính năng kĩ thuật của cần trục tháp thích ứng với nhu cầu thi
công, nhưng cũng hạn chế bởi một vài nguyên nhân như vị trí cần trục tháp cố
định không thể xê dịch hoặc không thể tránh được chướng ngại vật, ở góc cạnh


7
xa nhất trong mỗi tầng nhà đều có một hay vài điểm trục vượt quá sức trục.Với
những loại mâu thuẫn đó, ta có những biện pháp khắc phục sau:
- Thay đổi thiết kế, giảm nhỏ kích thước cấu kiện và lựa chọn thùng chứa để
đảm bảo không vượt quá sức trục.
- Tìm cách tăng sức trục.
Trong thực tiễn thi công, do đặc thù của thiết kế cấu tạo kiến trúc, yêu cầu độ

cao tầng nhà tương đối lớn, có thể xuất hiện mâu thuẫn về nhu cầu độ cao
nâng trục phần trên không đáp ứng đáp ứng được trong khi các thông số khác
đều thỏa mãn. Với những loại mâu thuẫn đó, ta có những biện pháp khắc phục
sau:
- Đổi dùng loại cần trục khác thích hợp hơn.
- Nâng cao thân tháp để tăng thêm chiều cao nâng vật.
1. .5. Máy v n chuyển th ng đứng
1. Máy vận th ng:
Căn cứ vào phương thức lắp ghép lồng treo và cột đứng mà phân chia thành:
1.1.Máy vận thăng kiểu một l ng

ình1.1 Máy vận thăng


8

1. . Kiểu máy có hai l ng

ình 1. Máy v n th ng l ng

1. .6.V n thăng l ng ch ng

i và hàng hóa:

Trong thi công nhà cao tầng, vận thăng lồng là một loại thiết bị cơ giới rất
quan trọng. Vận thăng lồng thường lắp ngoài nhà, phần lớn để vận chuyển người
và hàng hóa. Vận thăng lồng dùng để vận chuyển công nhân, nhân viên lên
xuống các tầng nhà làm việc, còn vận chuyển vật liệu là thứ yếu. Căn cứ thống
kê thì vận chuyển người vào các bộ phận thi công chiếm thời gian hoạt động của
vận thăng lồng từ 60-70 ; còn vận chuyển hoàng hóa chỉ chiếm từ 30-40 .

Căn cứ theo kinh nghiệm thi công nhà cao tầng ở trong nước và nước ngoài,
có thể bố trí trong nhà tại gian cầu thang, hai bộ cầu thang, hai bộ vận thăng
lồng thi công ngoài, lắp thêm và nối liền các hộp trục để mở rộng diện tích công
tác, tăng lưu lượng công nhân lên xuống và vận chuyển được nhiều vật liệu xây
dựng kích thước dài hơn.


9

ình 1.3 V n thăng l ng alimax
3. Lựa chọn và ứng dụng:
Các tài liệu thống kế cho biết thời gian lên xuống vị trí làm việc tùy theo số
tầng nhà tăng lên mà tăng lên rất nhiều. Với nhà 10 tầng, thời gian cần cho mỗi
công nhân lên xuống làm việc là 30 phút, từ 10 tầng trở lên, nếu tăng lên 1 tầng
thì bình quân tăng lên từ 5-10 phút. Dùng vận thăng lồng để vận chuyển công
nhân lên xuống làm việc thì có thể rút ngắn được thời gian và nâng cao hiệu
suất. Vị trí lắp đặt vận thăng lồng cần được bố trí thỏa đáng khi thiết kế tổ chức
thi công và tổng mặt bằng thi công, cần nghiên cứu đầy đủ cách phân chia dây
chuyền phân đoạn thi công, các nhu cầu về vận chuyển công nhân và vật liệu.
Khi lên xuống vào tầng làm việc, do lượng người rất đông nên để tránh cho công
nhân khỏi chen chúc quá mức và nhanh chóng phân tán dòng người có thể xem
xét và áp dụng biện pháp sau đây: nhà trên 7 tầng thì chỉ dừng ở các tầng
9,12,15,18,21,24; nhà dưới 7 tầng không dừng. Thậm chí có thể căn cứ vào tiến
độ thi công, sắp xếp dùng loại thang điện tốc độ nhanh không dừng dưới 10 tầng
thì lần lượt tìm đường về vị trí công tác của mình. Đợi hết giờ cao điểm xong lại
khôi phục lại chế độ làm việc bình thường.
Căn cứ theo kinh nghiệm thi công, diện tích phục vụ trên tầng nhà của một
vận thăng lồng là 600m2, có thể căn cứ vào con số đó để bố trí vận thăng lồng
phục vụ thi công. Để bớt căng thẳng vào giờ cao điểm và làm giảm mâu thuẫn
năng lực vận chuyển không đủ, nên dùng loại vận thăng 2 lồng.

Tính năng kĩ thuật một số loại vận thăng lồng


10

Lo i hình và số hiệu ST1000-S
Tải trọng hộp trục (kg)
Số người lên

STWT1000/12

T-183

ALIMAK

1000

1000

1000

1000

12

12

12

12

Kích thước hộp trục 3 x 1,3 x 2,6 3,7 x 2,3 x 2,7

3 x 1,3 2,7 3 x 1,3 x 2,7

Độ cao nâng tối đa

100

100

100

150

Tốc độ nâng m/giây

0,15-0,6

0,58

0,58

0,68

1. . . B m bê tông
Các năm gần đây bơm bê tông được ứng dụng ngày càng rộng rãi trong thi
công nhà cao tầng, nguyên nhân chính là:
- Tốc độ đổ bê tông nhanh, hiệu suất cao.
- Giảm nhẹ sức lao động cho công nhân.

- Quản lý hiện trường dễ dàng.
- Có thể thích ứng tốt việc đổ bê tông cho các bộ phận kết cấu cột, dầm nhỏ
có mặt cắt cốt thép dầy mà trong điều kiện thông thường rất khó hoàn
thành, có thể đổ bê tông tạo hình các kết cấu phức tạp cho đến đổ bê tông
ở bộ phận khuất kín.
- Có thể nghiên cứu và chế tạo các chất phụ gia phức hợp, hiệu quả cao, tạo
được tính dễ bơm cải thiện được bê tông thương phẩm và nâng cao hiệu
ích thi công bơm đẩy.
Cách lựa chọn dây chuyền công nghệ chuyển đưa và đổ bê tông và cốp pha do
đặc điểm công trình quyết định (loại hình kết cấu, độ cao và số tầng, diện tích
xây dựng, điều kiện hiện trường thi công…), trình độ tổ chức thi công (bao gồm
cách sắp đặt kế hoạch thi công dây chuyền có chặt chẽ hợp lý không, công tác
chuẩn bị thi công có chu đáo tỉ mỉ không, quản lý có khoa học không…) cùng
với các yêu cầu điều kiện khác (như thời hạn, yêu cầu về giá thành và hiệu quả
kinh tế).
Thi t b b m bê tông:Theo tính c động c a bê tông có thể chia ra loại:
b m tĩnh tại và b m tự hành:


11
Bơm tĩnh tại: Có thể là bơm cố định, bơm cố định đặt trên xe móc, bơm cố
định có cần điều khiển được trục lên tầng cao và đặt gần vị trí đổ bê tông và
bơm cố định có điều khiển lắp trên đầu của cần trục tháp để nới rộng tầm với khi
đổ bê tông.

ình 1.4 Máy b m t nh
Bơm tự hành: Máy bơm được lắp trên xe bánh lốp, có cần điều khiển tự động
để vận chuyển và đổ bê tông trên tầng cao. Khi làm việc có chân chống để đảm
bảo sự ổn định.

ình 1.5 Xe b m bê tông
Việc lựa chọn bơm bê tông phụ thuộc vào năng lực của bơm, đường kính ống
dẫn, cấp phối và trong trường hợp khó khăn có thể dùng biện pháp bổ sung sau:
Năng suất của máy bơm: N=k.q.8 (m3/ca).


12

Trong ó:
k = 0,7 là hệ số sử dụng thời gian.
q: Lưu lượng bơm
8: 8 tiếng trong một ngày.
1. .8.Thùng v t li u và xe v n chuyển bê tông:
1. Thùng vật liệu:
Cấu tạo thùng bê tông đơn giản, tính thích ứng cao, chỉ cần lựa chọn chính
xác, thiết kế hợp lý và sử dụng thận trọng thì sẽ đạt hiệu ích kinh tế tốt. Thùng
bê tông thường dùng cho xây dựng nhà theo hình dáng có thể chia: thùng tròn,
thùng vuông và thùng nằm ngang: căn cứ vào dung lượng thùng to hay nhỏ, có
thể chia làm 2 cấp: 0,25-0,4; 0,5-0,75; 1-1,6m3. Theo cách tổ chức đổ vật liệu có
thể phân làm kiểu xả ở đáy và kiểu xả bên.
Việc xác định dung lượng của thùng bê tông có quan hệ với dung tích hữu
hiệu của thùng máy trộn (nếu dùng trạm trộn ở công trường để trộn bê tông),
trọng lượng trục định mức hữu hiệu của thùng xe vận chuyển và trộn bê tông,
tốc độ xả vật liệu của xe, tốc độ đẩy của bơm bê tông và cả tốc độ bê tông.

ình 1. Thùng ch a bê tông
Để nâng cao hiệu suất và suất lợi dụng của xe vận chuyển và trộn bê tông
cũng như xe bơm bê tông, xuất phát từ tăng tốc độ đổ bê tông, nên dùng thùng
bê tông có dung lượng tương đối lớn. Nhưng nếu dùng bê tông chế tạo tại hiện
trường lấy xe đẩy làm phương tiện vận chuyển ngang thì dung lượng của thùng

13
bê tông không nên vượt quá 0,63 m3 .Không nên dùng thùng vật liệu quá lớn,
bình thường nên dùng thùng có quy cách 0,5-0,7m3 và 1m3.
. Xe v n chuyển và trộn bê tông:
Công năng của xe vận chuyển và trộn bê tông là vận chuyển bê tông thương
phẩm từ trạm trộn đến hiện trường thi công và vào thùng đổ đã chuẩn bị trước.
Sau đó, cần trục tháp hoặc máy bơm bê tông đưa đến chỗ đổ. Xe vận chuyển và
trộn bê tông trong quá trình hoàn thành việc vận chuyển bê tông, đồng thời tiến
hành không ngừng việc khuấy trộn để tránh cho bê tông khỏi phân tầng và sơ
ninh, cải thiện tính dẻo và tính đồng đều của mẻ trộn bê tông, do đó mà tăng
được chất lượng bê tông.
Hiện nay phổ biến nhất là xe vận chuyển và trộn bê tông có dung tích hữu
hiệu là 6m3 nhập khẩu của Đức, Nhật Bản và nhiều nước khác.

ình 1.8 Xe vận chuyển bê tông
Khi sử dụng xe vận chuyển và trộn bê tông cần chú ý tuân theo các tiêu chuẩn
sau:
- Cần kiểm tra đường vận chuyển của xe bê tông so với chiều cao các giá
treo và đường ống, các chiều cao, chiều rộng cửa kho, cửa cầu và hầm,
tìm cách giải tỏa các chướng ngại trên đường để thông xe.
- Thời gian xe chạy không vượt quá 1 giờ. Tùy tình hình cần thêm phụ
gia cho bê tông.


14
- Trong quá trình vận chuyển nên quay tốc độ chậm (2-4 vòng/1 phút).
- Quá trình quay ngược đổ vật liệu là 6-8 vòng/phút. Công tác ở gần vị trí
lấy và đổ vật liệu cần chú ý an toàn, đề phòng phát sinh sự cố bất ngờ.

- Sau khi hết ca cần dùng nước áp suất cao rửa sạch trong và ngoài thùng.
- Không cho nhân viên chưa được huấn luyện lên xe thao tác.
- Khi đưa xe mới vào sử dụng cần tiến hành kiểm tra toàn diện và thử xe.
- Phải tuân theo quy trình thao tác, bê tông thương phẩm cần theo quy
định của thiết kế về độ sụt, đường kính cốt liệu.
- Cự ly vận chuyển của xe thường lấy 20 km là giới hạn trên, cự ly vận
chuyển kinh tế là 6-7km.
Số lượng xe trộn bê tông được xác định theo kinh nghiệm của nước ngoài:
M = Qm/V(L/S+T)
Trong đó:
Qm là lưu lượng bê tông trong 1 giờ.
V là dung lượng xe trộn bê tông.
L là khoảng cách từ trạm trộn đến hiện trường.
S là tốc độ bình quân xe chạy.
T là tổng thời gian gián đoạn (nạp vật liệu, ra vật liệu, tạm dừng…)
1.3. Ph

ng pháp thi công móng và tầng hầm

Nhà cao tầng có các giải pháp móng cọc : cọc ép, cọc đóng, cọc khoan nhồi,
cọc barette..Công nghệ cọc đóng, cọc ép, cọc khoan nhồi và các phương pháp thi
công tầng hầm đã được trình bày kỹ trong các môn học trước. Ở đây công nghệ
cọc khoan nhồi, cọc barette, phương pháp top-down, down-up…. được trình bày
tóm tắt các quy trình chính.
1.3.1.Thi công cọc khoan nhồi

1. Xác định tim c c
ống vách Casing

15

ình 1. . ống vách
3. Khoan tạo lỗ

4

ạ lồng thép:

ình 1.10. a công lồng thép
Thổi rửa đáy hố khoan :
6. Công tác bê tông


16

M¸ng ®æ bª t«ng

E2508

¤ t« trén bª t«ng
KamAZ-5511
(SB-92B)

BÓ thu håi
Bentonite
Van tr­ît
èng ®æ bª t«ng
®­îc nhÊc dÇn lªn

ình 1.11 Đổ bê tông c c khoan nh i

. Các ph

ng pháp kiểm tra chất lượng cọc

Kiểm tra chất lượng từng khâu công tác trong quá trình thi công
a. Đặc trưng định vị hố khoan
- Kiểm tra vị trí cọc căn cứ vào hệ trục công trình và hệ trục gốc.
- Kiểm tra cao trình mặt hố khoan .
- Kiểm tra số lượng cốt thép, chiều dài nối.
- Kiểm tra cách tổ hợp thành, khung, lồng, khoảng cách đai, khoảng cách thép
chịu lực.
- Kiểm tra điều kiện vệ sinh của cốt thép: Đánh rỉ, bùn đất ..
- Kiểm tra các chi tiết đặt sẵn: Vành khuyên bê tông cho lớp bảo vệ, móc sắt,
ống quan sát dùng để kiểm tra chất lượng cọc bằng phương pháp siêu âm, phóng
xạ...
b. Kiểm tra đáy hố khoan


17
- Chi u sâu hố khoan được xác định bằng cách đo độ sâu cần khoan đạt tới
trong quá trình khoan tạo lỗ
- Sau khi khoan sâu tới độ sâu thiết kế, để lắng 30’ thì tiến hành dùng thước
dây đo để xác định chiều cao lớp mùn khoan lắng tại đáy hố .
- Sau khi xúc bằng gầu vét và thổi rửa lần đầu phải đo lại chiều sâu hố khoan.
- Sau khi hạ cốt thép xong phải đo lại để xác định lớp cặn lắng đáy hố
c. Kiểm tra bê tông trước khi đổ
- Kiểm tra tại nơi sản xuất bê tông:
+ Kiểm tra thành phần cấp phối bê tông .

+ Kiểm tra nước trộn bê tông, chất lượng cốt liệu lớn, cốt liệu mịn.
+ Kiểm tra xi măng.
- Kiểm tra bê tông đã trộn
+ Độ sụt không vượt quá độ sụt thiết kế.
+ Cốt liệu và mác phải tuân theo tiêu chuẩn thiết kế.
d. Kiểm tra ống đổ và sàn công tác
- Sàn công tác:
+ Đảm bảo chắc chắn .
+ Hai nửa vành khuyên giữ ống đổ phải đảm bảo
- Ống đổ bê tông:
+ Mối nối các đoạn ống đổ phải chắc chắn .
+ Lòng trong ống đổ phải sạch, nhẵn, trơn, tiết diện trong ống phải tròn đều
+ Ống đổ phải được cách đáy lỗ khoan từ 20÷30 cm.
- Phễu và nút:
+ Kiểm tra liên kết giữa phễu và miệng ống đổ.
+ Nút phải có độ căng đều đảm bảo sự tiếp xúc đều với thành trong
các ống đổ .
+ Đảm bảo chức năng như một phanh hãm giữ cho bê tông chứa đầy
phễu rơi xuống từ từ.
Kiểm tra chất lượng cọc nhồi bê tông cốt thép khi thi công xong


18
- Việc kiểm tra chất lượng cọc sau khi đổ bê tông nhằm đánh giá chất lượng
bê tông cọc tại hiện trường, phát hiện các khuyết tật và sử lý các cây cọc bị hư
hỏng.
1.3.2.Thi công cọc Barette.

1. Đào hố cọc:
a Thi t bị đào hố: Có thể nói, hiện nay thiết bị đào hố cọc barét rất đa dạng.

Nói chung thì các loại gầu ngoạm để đào hố có tiết diện hình chữ nhật với cạnh
ngắn từ 0,60m đến 1,50m, cạnh dài từ 2,00m đến 4,00m (đại bộ phận là 3,00m),
còn chiều cao thì có thể từ 6,00m đến 12,00m( hình 1.12, 1.13).

ình 1.1 : ầu đào

ình 1.13 ầu phá.


19
b) Chuẩn bị hố đào :
Để đảm bảo cho gầu đào đúng vị trí
và xuống thẳng, cần phải làm như sau
:
- Đào bằng tay một hố có tiết diện
đúng bằng kích thước thiết kế của tiết
diện cọc barét và sâu khoảng 0,80m
đến 1,0m.
- Đặt vào hố đào nói trên một khung
cữ bằng thép chế tạo sẵn (xem chi tiết
(1) trên hình 1.14
- Nếu không có khung cữ bằng cốt
sắt chế tạo sẵn, thì có thể đổ bằng bê
tông hoặc xây bằng gạch tốt với xi
măng mác cao

ình 1.14

ố đào

Sau khi đổ bê tông cọc xong thì bỏ khung cữ bằng sắt ở miệng hố ra hoặc đập bỏ
phần bê tông hoặc gạch xây cữ định hướng này đi (lớp bê tông dày khoảng
14cm, hoặc lớp gạch dày khoảng 20m).
Cần chú ý thêm rằng để đảm bảo đào hố đúng kỹ thuật, thì phải có công nhân
điều khiển thiết bị thành thạo và tay nghề cao.
c) Chế tạo dung dịch bentonite (bùn khoan).
Dung dịch bentonite để giữ cho thành hố đào của cọc barét không bị sạt lở.
- Tính chất dung dịch bentonite mới đạt yêu cầu tiêu chuẩn.
Quá trình chế tạo, sử dụng, thu hồi, xử lý và tái sử dụng dung dịch bentonite
(dung dịch khoan, bùn khoan) được thể hiện trên sơ đồ 1.15.
Sử dụng dung dịch bentonite một cách tuần hoàn: Trong khi khoan hoặc đào
hố phải luôn luôn đổ đầy dung dịch khoan trong hố. Dung dịch khoan này là
dung dịch mới. Gầu đào xuống sâu đến đâu thì phải bổ sung dung dịch khoan


20
ngay cho đầy hố. Trong khi đào thì dung dịch bentonite bị nhiễm bẩn, mà đã
nhiễm bẩn (do đất, cát) thì giữ ổn định thành hố không tốt, do đó phải thay thế.
Để làm việc đó, phải hút bùn bẩn từ hố khoan, đào lên để đưa về trạm xử lý. Có
thể dùng loại bơm chìm đặt ở đáy hố đào hoặc bơm hút có màng lọc để ở trên
mặt đất.
Dung dịch khoan (bùn khoan) được đưa về trạm xử lý (e). Các tạp chất bị
khử đi, còn lại là dung dịch khoan như mới để tái sử dụng.
Dung dịch sau khi được xử lý phải có các đặc tính sau:
- Tỷ trọng dưới 1,2 (trừ loại dung dịch nặng đặc biệt).
- Độ nhớt Marsh nằm giữa 35 và 40 giây.
- Độ tách nước dưới 40cm3.
- Hàm lượng cát ≤

.

d) Đào hố cọc barette bằng gầu ngoạm:
Dùng loại kích thước Gầu đào thích hợp để đảm bảo được kích thước hố đào
đúng với kích thước cọc barét theo thiết kế. Gầu đào phải thả đúng cữ định
hướng đặt sẵn (như hình 1.14). Hố đào phải thả đúng cữ định hướng đặt sẵn.
Hiện nay đã có thiết bị kiểm tra kích thước hình học và độ thẳng đứng của hố
khoan, hố đào . Trong lúc đào, phải cung cấp thường xuyên dung dịch bentonite
(bùn khoan) mới, tốt vào đầy hố đào. Mặt khác, mức cao của dung dịch
bentonite trong hố đào bao giờ cũng phải cao hơn mực nước ngầm ngoài hố đào
tối thiểu là 2 mét. Dung dịch bentonite được tuần hoàn và xử lý để trong hố đào
thường xuyên có dung dịch bentonite mới . Phải đảm bảo cho kích thước hình
học (tiết diện và chiều sâu) hố đào đúng thiết kế và không bị sạt lở thành hố.
Muốn vậy, phải đảm bảo cho dung dịch bentonite thu hồi chỉ chứa cặn lắng đất
cát dưới 5 . Đồng thời cũng có thể kiểm tra độ thẳng đứng và hiện tượng sạt lở
hố đào thường xuyên một cách đơn giản bằng giây dọi với đầu dây là quả dọi
đủ nặng.


ình 1.15 : S

SILO
BÓ chøa b»ng thÐp
n­íc

SILO

bentonite

n­íc
bentonite

BÓ chøa x©y

B¬m

§Õn hè ®µo

B¬m

BÓ chøa b»ng cao su cã khung thÐp

21

quá trình chế tạo ử dụng và xử lý dung dịch bentonite

§Õn bÓ chøa
bïn khoan
®Ó dïng (míi)


22
Khi ào đến độ sâu thiết kế, phải tiến hành thổi rửa bằng nước có áp để làm
sạch đáy hố. Có thể dùng loại bơm chìm để hút cặn lắng bằng đất, cát nhỏ lên.
Còn cát to, cuội sỏi, đá vụn thì dùng gầu ngoạm vét sạch rồi đưa lên. Lượng cặn
lắng thường rất khó vét sạch được hoàn toàn, do đó trong thực tế có thể cho
phép chiều dày lớp cặn lắng dưới đáy hố đào nhỏ thua 10cm.
Để kiểm tra chiều dày lớp cặn lắng có thể dùng giây dọi với quả nặng đủ để
người đo có thể cảm nhận được.
Chú ý là việc thổi rửa đáy hố đào rất quan trọng và phải hết sức cẩn thận. Do
đó phải sử dụng thiết bị chuyên dụng, thích hợp và người thực hiện phải có tay

nghề thành thạo, có kinh nghiệm. Đảm bảo được đáy hố càng sạch, thì sức chịu
tải của cọc càng tốt.
Sau khi đào xong hố cọc barét, phải kiểm tra lại lần cuối cùng kích thước hình
học của nó. Kích thước cạnh ngắn của tiết diện chỉ được phép sai số ± 5cm, kích
thước cạnh dài của tiết diện chỉ được phép sai số ± 10cm, chiều sâu hố chỉ được
sai số trong khoảng ± 10cm và độ nghiêng của hố theo cạnh ngắn chỉ được sai
số trong khoảng 1

so với chiều sâu hố đào.

2. Chế tạo lồng cốt thép và thả vào hố đào cho cọc barét.
Chế tạo lồng cốt thép theo đúng thiết kế. Sai số cho phép về kích thước hình
học của lồng cốt thép như sau:
- Cự ly giữa các cốt thép chủ: ± 10mm;
- Cự ly giữa các cốt thép đai: ± 20mm;
- Kích thước cạnh ngắn tiết diện: ± 5 mm.
- Kích thước cạnh dài tiết diện: ± 10 mm;
- Độ dài tổng cộng của lồng cốt thép: ± 50mm.
Chiều dài của mỗi đoạn lồng cốt thép, tuỳ theo khả năng của trục, thường dài
từ 6m đến 12m. Ngoài việc phải tổ hợp lồng cốt thép như thiết kế, tuỳ tình hình
thực tế, nếu cần, còn có thể tăng cường các thép đai chéo (có đường kính lớn
hơn cốt đai) để gông lồng cốt thép lại cho chắc chắn, không bị xộc xệch khi vận
chuyển.


23
Khi thả từng đoạn lồng cốt thép vào hố đào sẵn cho cọc barét, phải căn chỉnh
cho chính xác, phải thẳng đứng và không được va chạm vào thành hố đào.
Nối các đoạn lồng cốt thép với nhau khi thả xong từng đoạn có thể dùng
phương pháp buộc (nếu cọc chỉ chịu nén) và dùng phương pháp hàn điện (nếu

cọc chịu cả lực nén, lực uống và lực nhổ).
Chú ý: + Khi thả xong từng đoạn lồng cốt thép xuống hố đào, phải có các
thanh thép hình đủ khoẻ ngáng giữ vào miệng hố để nó khỏi rơi xuống hố.
+ trong trường hợp đỉnh của lồng thép nằm dưới mặt đất hoặc dưới mực
dung dịch bentonite phải có dấu hiệu để biết vị trí lồng thép.
3. Bê tông cọc barette.
Sau khi vét sạch đáy hố (trong dung dịch bentonite), trong khoảng thời gian
không quá 3 giờ, phải tiến hành đổ bê tông. Đổ bê tông bằng phương pháp vữa
dâng hay còn gọi là đổ bê tông trong nước.
Trước khi đổ bê tông phải lập đường cong đổ bê tông cho mội cột barét, theo
từng ô tô bê tông một. Một đường cong đổ bê tông có ít nhất 5 điểm phân bổ đều
đặn trên chiều dài cọc.
Đổ bê tông bằng phễu hoặc máng nghiêng nối với ống dẫn. ẩng dẫn làm bằng
kim loại, có đường kính trong lớn hơn 4 lần đường kính của cốt liệu hạt và
thường ≥ 120mm. Ống dẫn được tổ hợp bằng các đoạn ống có chiều dài khoảng
2 đến 3m, được nối với nhau rất kín khít bằng ren, nhưng đồng thời dễ tháo lắp.
Trước khi đổ bê tông vào phễu hoặc máng nghiêng, phải có nút tạm (bằng vữa
xi măng cát ướt) ở đầu ống dẫn. Khi bê tông đã đầy ắp phễu, trọng lượng bê
tông sẽ đẩy nút vữa xuống để giòng bê tông chảy liên tục xuống hố cọc. Làm
như vậy để tránh cho bê tông bị phân tầng.
Ống đổ bê tông có chiều dài toàn bộ bằng chiều dài cọc. Trước lúc đổ bê tông,

nó chạm đáy, sau đó được nâng lên khoảng 15cm để dòng bê tông (sau khi bỏ
nút tạm) chảy liên tục xuống đáy hố cọc và dâng dần lên trên.
Khi bê tông từ dưới đáy hố dâng lên đân dần, thì cũng rút ống dẫn bê tông dần
dần lên, nhưng luôn luôn đảm bảo cho đầu ống dẫn ngập trong bê tông tươi một


24
o n từ 2m đến 3m. Làm như vậy để bê tông không bị phân tầng và sau khi ninh

kết xong thì bê tông không bị khuyết tật.
Tốc độ đổ bê tông không được chậm quá và cũng không được nhanh quá. Tốc
độ đổ bê tông hợp lý là 0,60m3/phút.
Không nên bắt đầu đổ bê tông vào ban đêm, mà nên bắt đầu đỏ bê tông cho
mỗi cọc vào buổi sáng sớm. Phải đổ bê tông liên tục (không được ngưng nghỉ)
cho xong từng cọc trong một ngày.
Phải thường xuyên theo dõi và ghi chép mức cao của mặt bê tông tươi dâng
lên sau mỗi xe ô tô (mích) đổ bê tông vào hố cọc.
Phải tính được khối lượng bê tông cần thiết để đổ xong cho mỗi cọc; như vậy
có thể chủ động được trong việc chuẩn bị số xe bê tông cần thiết một cách hợp
lý, đầy đủ và kịp thời.
Khối lượng bê tông thực tế thường nhiều hơn khối lượng bê tông tính toán
(theo kích thước hình học của hố đào cho cọc) là khoảng từ 5
quá 20

đến 20 . Nếu

thì phải báo cho thiết kế kiểm tra lại.

Một số điều cần chú ý thêm:
- Khi đổ bê tông đến vài ba mét ở đỉnh cọc, thì đầu ống dẫn bê tông chỉ cần
ngập trong bê tông tươi khoảng 1 mét.
Nên đổ bê tông cao hơn mức đỉnh cọc lý thuyết khoảng 5cm. Khi rút ống dẫn
ra khỏi cọc phải nhẹ nhàng, từ từ để tránh cho bê tông bị xáo trộn.
- Phải đảm bảo cho lớp bê tông bảo vệ cốt thép dày hơn hay tối thiểu cũng là
7cm.
- Chỉ được đào hố cọc bên cạnh hố đang đổ bê tông cọc với điều kiện:
+ Khoảng cách giữa hai mép cạnh cọc barét ≥ 2b. (trong đó b là cạnh ngắn
của tiết diện cọc).
+ Bê tông ở cọc đã đổ xong trên 6 tiếng đồng hồ. (vì sau 6 giờ thì bê tông cọc

mới đủ độ cứng cần thiết).


25

Cèt thÐp chñ
Cèt thÐp ®ai

Thµnh hè ®µo
>7cm

ình 1.16 : Làm cữ b ng thép để đảm bảo cho l p bê tông bảo vệ ≥ cm.

ình 1.1 : Bánh xe làm cữ bằng chất dẻo 1
- Chi u cao giới hạn để cắt đầu cọc (đoạn bê tông xấu để lòi cốt thép cấu tạo
vào đài cọc) tính từ giữa mặt phẳng đầu cọc theo lý thuyết và đầu cọc lút kết
thúc là:
+ 0,3 (Z + 1)m, khi cao độ lý thuyết của mặt phẳng đầu cọc nằm ở chiều sâu
Z (m) dưới mặt sàn công tác, nhỏ hơn 5m.