Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tường vây barrette để ổn định hố đào sâu trong điều kiện đất yếu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
------------------oo------------------

MÃ QUANG VINH

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
TƢỜNG VÂY BARRETTE ĐỂ ỔN ĐỊNH HỐ
ĐÀO SÂU TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU
CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
MÃ SỐ NGÀNH : 60.58.60

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TP.HỒ CHÍ MINH, THÁNG 6 NĂM 2012


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Độc Lập – Tự Do – HạnhPhúc

………………

---oOo--TP.HCM, Ngày 20 tháng 6 năm 2012

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ
Họ và tên học viên: MÃ QUANG VINH

Giới tính: Nam

Ngày-tháng-năm sinh: 28/10/1986

Nơi sinh: Đồng Tháp

Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng

MSHV: 10090345

Khóa (Năm trúng tuyển): 2010
1. TÊN ĐỀ TÀI:
“ NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TƢỜNG VÂY BARRETTE ĐỂ ỔN
DỊNH HỐ ĐÀO SÂU TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU”
2. NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
Đề tài gồm các nội dung chính như sau:
Chương 1: Tổng quan về giải pháp sử dụng tường vây cọc barrette để ổn dịnh hố đào.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn ổn định hố đào sâu trong điều kiện đất yếu sử
dụng công nghệ cọc barrette.
Chương 3: Phân tích ứng xử của tường vây barrette và các yếu tố ảnh hưởng.
Chương 4: Ứng dụng tính tốn cơng trình thực tế.
Kết luận và kiến nghị.
3. Ngày giao nhiệm vụ: ……………………………
4. Ngày hoàn thành nhiệm vụ:…………………….
5. Họ và tên cán bộ hƣớng dẫn: PGS.TS VÕ PHÁN
Nội dung và đề cương luận văn đã được hội đồng chuyên ngành thông qua.
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN

PGS.TS VÕ PHÁN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN

TRƢỞNG KHOA QL

QL CHUYÊN NGÀNH

CHUYÊN NGÀNH

PGS.TS VÕ PHÁN

TS.NGUYỄN MINH TÂM


CƠNG TRÌNH ĐƢỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ PHÁN

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sỹ được bảo vệ tại
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SỸ


LỜI CẢM ƠN
Luận văn “ Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tƣờng vây barrette để ổn định hố đào

sâu trong điều kiện đất yếu ” được thực hiện từ tháng 09/2011 đến tháng 06/2012 với
mục đích nghiên cứu phương pháp tính tốn và thi cơng tường tầng hầm phù hợp trong
điều kiện đất yếu. Luận văn cũng đưa ra. Đề tài cũng đưa ra cơ sở lý thuyết tính chuyển
vị tường và tính tốn trên một cơng trình thực tế với địc chất đã được khảo sát.
Em xin trân trọng cảm ơn thầy PGS.TS Võ Phán đã tận tình hướng dẫn và cung cấp
các tài liệu cần thiết có liên quan đến đề tài để em có thể hồn thành luận văn này.
Em cũng xin cảm ơn các thầy cô trong bộ mơn Địa cơ - Nền móng, trường Đại học
Bách Khoa TP.HCM, các bạn trong lớp Địa kỹ thuật K2009 đã giúp đỡ em trong suốt
thời gian học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Vì thời gian thực hiện luận văn có hạn và kiến thức về lĩnh vực địa kỹ thuật cịn rất
rộng lớn nên khơng tránh khỏi hạn chế và thiếu sót. Em rất mong sự đóng góp của q
thầy cơ và các bạn để luận văn được hoàn thiện hơn.
Xin chân thành cảm ơn.

TP.HCM, tháng 6 năm 2012
Học viên
MÃ QUANG VINH


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU

1

1. Giới thiệu

1

2. Mục đích nghiên cứu

1

3. Phương pháp nghiên cứu

2

4. Ý nghĩa khoa học của đề tài

2

5. Giá trị thực tiễn của đề tài

2

6. Phạm vi nghiên cứu

2

Chƣơng 1: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP SỬ DỤNG CỌC BARRETTE
ỔN ĐỊNH HỐ ĐÀO
1.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trong nước và thế giới

3

liên quan đến hướng nghiên cứu của đề tài
1.1.1 Một số ứng dụng cọc barrette trên thế giới

3

1.1.2 Một số ứng dụng cọc barrette ở Việt Nam

4

1. 2. Các phương pháp ổn định hố đào
1.2.1 Giữ ổn định bằng tường cừ thép

4
4

1.2.2 Tường cừ dạng cọc nhồi

6

1.2.3 Giữ ổn định bằng cọc ximăng đất

6

1.3 Tổng quan về tường vây barrette
1.3.1 Giới thiệu chung
1.3.2 Các tiết diện cọc barrette hình chữ nhật thường dùng
1.3.3 Thiết bị thi công

7
7
7
8

1.3.4 Công nghệ thi công

10

1.3.5 Các phương pháp ổn định tường vây barrette

16


Chƣơng 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH HỐ ĐÀO SÂU
TRONG ĐẤT YẾU SỬ DỤNG CÔNG NGHỆ CỌC BARRETTE
2.1 Áp lực đất tường chắn

18

2.3.1 Áp lực chủ động

18

2.3.2 Áp lực bị động

19

2.2 Tính tốn tường vây barrette theo phương pháp cổ điển

19

2.2.1 Kiểm tra sức chịu tải của đất nền dưới chân tường

19

2.2.2 Moment lớn nhất trong tường

21

2.2.2.1 Tường chắn một hàng chống

21

2.2.2.2 Tường chắn nhiều hàng chống

22

2.2.3 Kiểm tra điều kiện chịu uốn của tường vây barrette

25

2.2.4 Kiểm tra chuyển vị tại đỉnh của tường vây barrette

25

2.3 Mơ hình nền Winkler

26

2.4 Lý thuyết đàn hồi

27

2.5 Phương pháp phần tử hữu hạn

27

2.6 Tính tốn kiểm tra ổn định hố đào

29

2.6.1 Kiểm tra ổn định về thấm của hố đào trong đất có mực nước ngầm cao
2.6.1.1 Yêu cầu chung

29
29

2.6.1.2 Ảnh hưởng của nước ngầm

31

2.6.1.3 Kiểm tra ổn định do tác động của nước ngầm

32

2.6.2 Kiểm tra ổn định phình trồi của đáy hố móng trong nền sét

36

2.7 Giải pháp xử lý đất ở đáy hố đào

37


Chƣơng 3: PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA TƢỜNG VÂY BARRETTE VÀ
CÁC YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG
3.1 Giới thiệu

39

3.2 Tổng hợp số liệu địa chất và vật liệu tường vây barrette

40

3.2.1 Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền

40

3.2.2 Đặc trưng vật liệu tường dày 600mm mác bê tông 300

40

3.2.3 Đặc trưng vật liệu thanh chống thép hình H400

40

3.2.4 Mơ hình hố đào và tường vây barrette

41

3.3 Ảnh hưởng của chiều cao tầng chống đến tường vây

42

3.3.1 Khoảng cách các tầng chống 3m

42

3.3.2 Khoảng cách các tầng chống 4m

44

3.3.3 Khoảng cách các tầng chống 5m

47

3.4 Ảnh hưởng của bề dày đến chuyển vị ngang và nội lực tường vây
3.4.1 Các đặc trưng về vật liệu

53
53

3.4.2 Kết quả tính tốn moment và chuyển vị trong tường vây ở giai đoạn
thi công cuối cùng

54

3.4.3 So sánh kết quả chuyển vị ngang và moment của tường khi thay đổi
bề dày tường vây

57

3.4.4 Nhận xét

60

3.5 Ảnh hưởng của chiều sâu tường đến chuyển vị và nội lực tường vây

61

3.5.1 Trường hợp chiều sâu tường là 20m

61

3.5.2 Trường hợp chiều sâu tường là 25m

63

3.5.3 Trường hợp tường có chiều sâu ngàm là 30m

64

3.5.4 So sánh kết quả chuyển vị ngang và moment của tường khi thay đổi


chiều sâu tường
3.5.5 Nhận xét

66
69

Chƣơng 4: ỨNG DỤNG TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH THỰC TẾ
4.1 Giới thiệu về cơng trình

70

4.2 Cấu tạo địa chất

70

4.3 Mặt cắt địa chất

72

4.4 Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền

75

4.5 Các giai đoạn thi công cơng trình

74

4.6 So sánh kết quả chuyển vị ngang giữa mơ hình Mohr – Coulomb,
Hardening Soil và kết quả quan trắc

74

4.6.1 Giai đoạn đào đất đợt 1

74

4.6.2 Giai đoạn đào đất đợt 2

75

4.6.3 Giai đoạn đào đất đợt 3

77

4.6.4 Giai đoạn đào đất đợt 4

78

4.6.5 So sánh chuyển vị ngang lớn nhất giữa mơ hình Mohr – Coulomb
và Hardening Soil so với thực tế
4.6.6 Nhận xét

79
80

KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ

81

TÀI LIỆU THAM KHẢO

83


TÓM TẮT

Hiện nay, việc xây dựng nhà cao tầng với nhiều tầng hầm đang phát triển trong
các đô thị. Công nghệ tường vây barrette kết hợp với chống đỡ bằng dầm thép hình là
biện pháp thi cơng hố đào sâu phổ biến trong nền đất yếu.
Nghiên cứu giới thiệu tổng quan về công nghệ tường vây barrette và đưa ra lý
thuyết tính ổn định hố đào dưới tác dụng của nước ngầm. Bên cạnh đó cịn có lý thuyết
tính tốn chuyển vị ngang của tường với một hoặc nhiều hàng chống bằng các phương

pháp khác nhau.
Phương pháp phần tử hữu hạn là phương pháp tối ưu trong việc tính tốn chuyển
vị ngang tường vây. Nghiên cứu trên địa chất một cơng trình cụ thể để tìm chuyển vị
ngang và moment uốn của tường vây ứng với khoảng cách các tầng chống, bề dày tường
và chiều sâu tường khác nhau giúp ta chọn được các phương án thi công hợp lý.
Ứng dụng tính tốn chuyển vị ngang của tường vây trên cơng trình thực tế trong
các giai đoạn thi cơng đào đất với 2 mơ hình khác nhau. So sánh các kết quả này với kết
quả quan trắc tại cơng trình cho thấy mơ hình Hardening Soil phù hợp với thực tế hơn mơ
hình Mohr - Coulomb.


ABSTRACT

Presently, building construction with many cellars is developing in cities. Barrette
diaphragm technology unitedly with support by steel H-beams is measure for
construction of deep excavation in soft soils common.
Research overview barrette diaphragm technology and send out theory of deep
excavation stability calculation under the effect of groundwater. Besides, there are
theoretical deformation of the wall with one or more of anchor with different methods.
Finite element method is optimal method in the calculation of diaphragm wall of
horizontal displacements. Geological research on a specific project to find the horizontal
displacement and bending moment of diaphragm walls with anti-spaced floor, wall
thickness and depth of different wall to help us choose the appropriate plan for
construction.
The application calculates the horizontal displacement of the diaphragm on the
actual work in the excavation phase of construction with two different models.
Comparing these results with observational data show that the model works in
accordance with Hardening Soil model realistic Mohr - Coulomb.

MỞ ĐẦU
1. Giới thiệu
Khi thi công tầng hầm các công trình nhà cao tầng trong vùng đất yếu thì việc ổn
định hố đào sâu có liên quan đến các yếu tố kỹ thuật và môi trường. Thi công hố đào sâu
làm thay đổi trạng thái ứng suất, biến dạng trong đất nền xung quanh khu vực hố đào, có
thể làm thay đổi mực nước ngầm dẫn đến nền đất bị dịch chuyển và có thể lún gây hư
hỏng cho cơng trình lân cận nếu khơng có giải pháp thích hợp.
Hiện nay có nhiều phương pháp để ổn định hố đào thường được áp dụng là: tường cừ
barrette, tường cừ thép, tường cọc đất trộn ximăng . Yêu cầu chung của tường cừ là đảm
bảo về cường độ cũng như sự ổn định dưới tác dụng của áp lực đất và các loại tải trọng
do được cắm sâu vào đất, neo trong đất hoặc được chống đỡ từ trong lòng hố đào theo
nhiều cách khác nhau. Các phương pháp trên đều có ưu nhược điểm riêng tùy thuộc vào
các điều kiện địa chất, địa hình, kinh tế, kỹ thuật của từng cơng trình mà chọn phương
pháp thích hợp. Trong đó, phương pháp dùng cọc barrette để ổn định hố đào hiện nay khá
phổ biến so với các phương pháp khác do có nhiều ưu điểm nên việc nghiên cứu về
phương pháp này là rất cần thiết.
2. Mục đích nghiên cứu
- Đề tài này được nghiên cứu với các mục đích sau:
+ Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về ổn định hố đào, khả năng chịu lực của cọc barrette
và tính tốn cọc chịu tải ngang.
+ Phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến tường chắn bằng cọc barrette nhằm lựa chọn
chiều sâu tường, bề dày tường, các chỉ tiêu cơ lý đất nền phù hợp để thiết kế ổn định hố
đào như ổn định lật, ổn định trượt, ổn định về chống thấm …
3. Phƣơng pháp nghiên cứu
- Dựa vào số liệu địa chất của một cơng trình cụ thể, tính toán kiểm tra ổn định hố
đào theo cơ sở lý thuyết đã có và rút ra kết luận về từng phương pháp tính tốn cụ thể.
- Dùng phần mềm Plaxis ứng dụng tính tốn ổn định cho cơng trình cụ thể, từ đó so
sánh và đánh giá kết quả tính toán với kết quả quan trắc thực tế.

4. Ý nghĩa khoa học của đề tài
- Hiện nay, có rất nhiều phương pháp được dùng để ổn định hố đào trong đó có cơng
nghệ cọc barrette. Cơng nghệ này được ứng dụng khá nhiều trong nền móng cho các
cơng trình dân dụng, giao thơng, cảng biển, thuỷ lợi do đảm bảo về điều kiện ổn định, cơ
giới hoá trong thi công…
- Hệ thống lại các lý thuyết cơ bản về ổn định hố đào sâu.
- Dựa vào lý thuyết tính tốn moment và chuyển vị cho tường bằng nhiều phương
pháp khác nhau.
5. Giá trị thực tiễn của đề tài
- Công nghệ cọc barrette là giải pháp hiệu quả cao trong ổn định hố đào cơng trình
nhiều tầng hầm. Tuy cịn khá mới mẻ nhưng nó đã được ứng dụng khá nhiều trong thực
tế như: hầm Kim Liên (Hà Nội), cảng Ba Ngịi (Khánh Hồ), cảng Bạc Liêu, đường cao
tốc TP.Hồ Chí Minh – Trung Lương …Trong tình hình kinh tế đang đổi mới, lĩnh vực
xây dựng phát triển khơng ngừng thì cơng trình này sẽ cịn được ứng dụng nhiều hơn nữa
đối với các cơng trình xây dựng trên nền đất yếu trong tương lai.
6. Phạm vi nghiên cứu
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài chỉ tính tốn trong điều kiện tải trọng tĩnh, khơng tính
đến tải trọng động, khơng phân tích cụ thể các phương pháp thí nghiệm trong phịng cũng
như hiện trường để có số liệu mà chỉ dựa vào các kết quả quan trắc, thí nghiệm có sẵn để
tính tốn thiết kế.


Chƣơng 1
TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP SỬ DỤNG TƢỜNG VÂY
CỌC BARRETTE ĐỂ ỔN ĐỊNH HỐ ĐÀO

1.1 Tổng quan các vấn đề nghiên cứu trong nƣớc và thế giới liên quan đến hƣớng
nghiên cứu của đề tài
Công nghệ cọc barrette được sử dụng khá rộng rãi trong xử lý nền móng các cơng
trình xây dựng. Mục đích của cơng nghệ là để tăng cường ổn định, khống chế biến dạng,

giảm tính thấm của đất yếu.
1.1.1 Một số ứng dụng cọc barrette trên thế giới
Ở châu Âu, châu Mỹ và nhiều nước trên thế giới có nhiều cơng trình nhà cao tầng
đều được xây dựng có tầng hầm. Một số cơng trình đặc biệt có thể xây dựng được nhiều
tầng hầm.
Tiêu biểu một số cơng trình trên thế giới:
- Tịa nhà Chung-Wei-Đài loan-20 tầng: ba tầng hầm
- Tòa nhà Chung-Yan-Đài loan-19 tầng: ba tầng hầm.
- Tịa nhà Central Plaza-Hồng Kơng-75 tầng: ba tầng hầm
- Tòa thư viện Anh-7 tầng: bốn tầng hầm.
- Tòa nhà Commerce Bank-56 tầng: ba tầng hầm.
- Tòa nhà Đại Lầu Điện Tín Thượng Hải-17 tầng: ba tầng hầm.
- Tòa nhà Chung-hava-Đài loan-16 tầng: ba tầng hầm.
Đặc biệt ở thành phố Philadenlphia (Mỹ), số tầng hầm bình quân trong các tòa nhà
của thành phố là 7.


1.1.2 Một số ứng dụng cọc barrette ở Việt Nam
Công nghệ tường vây barrette đã được Công Ty Bachy Soletanche thực hiện cho
cơng trình nhà cao tầng SaiGon Centre (3 tầng hầm) từ năm 1994 đầu tiên ở Việt Nam.
Sau đó là nhà cao tầng Harbour View (2 tầng hầm ), San Woan (2 tầng hầm),
Vietcombank Hà Nội (2 tầng hầm), Số 7 Láng Hạ (2 tầng hầm) ….Và hiện nay thì nhiều
cơng ty Việt Nam đang sử dụng cơng nghệ tường vây barrette để xây dựng tầng hầm khá
phổ biến .
Tại Thành phố Hà Nội có các cơng trình tiêu biểu như:
- Tịa tháp đơi Vincom: hai tầng hầm.
- Sunway Hotel: hai tầng hầm.
- Hacinco-Tower : hai tầng hầm.
- Everfortune: năm tầng hầm.
- Kho bạc nhà nước Hà Nội: hai tầng hầm.

Tại Thành phố Hồ Chí Minh có những cơng trình tiêu biểu sau:
- Tháp Bitexco: hai tầng hầm.
- Harbour View Tower: hai tầng hầm.
- Sài Gòn Centre, 65 Lê Lợi, quận 1, thành phố Hồ Chí Minh: ba tầng hầm.
- Trung tâm thương mại Quốc tế: hai tầng hầm.
Tại Nha Trang cũng có cơng trình Khách sạn Phương Đông: ba tầng hầm.
1. 2. Các phƣơng pháp ổn định hố đào
1.2.1 Giữ ổn định bằng tƣờng cừ thép
Tường cừ thép cho đến nay được sử dụng rộng rãi làm tường chắn tạm trong thi
công tầng hầm nhà cao tầng. Nó có thể được ép bằng phương pháp búa rung gồm một cần
trục bánh xích và cơ cấu rung ép hoặc máy ép êm thuỷ lực dùng chính ván cừ đã ép làm
đối trọng. Phương pháp này rất thích hợp khi thi cơng trong thành phố và trong đất dính.
Số lượng tầng thanh chống có thể là 1 hoặc nhiều tầng chống tuỳ thuộc vào chiều sâu hố
đào, hình dạng hố đào và điều kiện địa chất thuỷ văn trong phạm vi chiều sâu tường vây.


Ưu điểm
- Ván cừ thép dễ chuyên chở, dễ dàng hạ và nhổ bằng các thiết bị thi công sẵn có
như máy ép thuỷ lực, máy ép rung.
- Khi sử dụng máy ép thuỷ lực không gây tiếng động và rung động lớn nên ít ảnh
hưởng đến các cơng trình lân cận.
- Sau khi thi cơng, ván cừ rất ít khi bị hư hỏng nên có thể sử dụng nhiều lần.
- Tường cừ được hạ xuống đúng yêu cầu kỹ thuật có khả năng cách nước tốt.
- Dễ dàng lắp đặt các cột chống đỡ trong lòng hố đào hoặc thi công neo trong đất.
- Căn cứ vào tiến độ đào đất có thể vừa đào vừa chống và dùng hệ thống kích,
tăng đơ để hạn chế chuyển vị ngang của tường.
Nhược điểm
- Do điều kiện hạn chế về chuyên chở và giá thành nên ván cừ thép thông thường
chỉ sử dụng có hiệu quả khi hố đào có chiều sâu ≤ 7m.
- Nước ngầm, nước mặt dễ dàng chảy vào hố đào qua khe tiếp giáp hai tấm cừ tại

các góc hố đào là ngụyên nhân gây lún sụt đất lân cận hố đào và gây khó khăn cho q
trình thi cơng tầng hầm.
- Q trình hạ cừ gây những ảnh hưởng nhất định đến đất nền và công trình lân
cận.
- Rút cừ trong điều kiện nền đất dính thường kéo theo một lượng đất đáng kể ra
ngoài theo bụng cừ, vì vậy có thể gây chuyển dịch nền đất lân cận hố đào.
-Ván cừ thép là loại tường mềm, khi chịu lực của đất nền thường biến dạng võng
và là một trong những nguyên nhân cơ bản nhất gây nên sự cố hố đào.


1.2.2 Tƣờng cừ dạng cọc nhồi
Tường vây dạng này có đường kính từ 0.6m -1.2m được thi cơng một hàng bằng
thiết bị thi công cọc nhồi. Lồng thép cấu tạo hoặc thép hình, lắp đặt trước hoặc sau khi đổ
bêtơng.
Ưu điểm
- Không gây tiếng động và rung động cho các cơng trình lân cận.
- Thi cơng lắp dựng và đổ bêtông cọc tại chỗ, không phải chuyên chở như cừ
thép.
Nhược điểm
- Khoảng hở giữa 2 cọc phải bơm phụt vữa bêtông để chống nước ngầm tràn
vào.
- Nếu tiết diện ngang 2 cọc gần nhau chồng chập lên nhau tạo thành tường vây
có các cọc giao nhau thì khi thi cơng phải sử dụng thiết bị khoan với lưỡi khoan có dao
cắt bêtông ở đầu lưỡi.
1.2.3 Giữ ổn định bằng cọc ximăng đất
Cọc đất trộn ximăng là hỗn hợp giữa đất nguên trạng nơi gia cố và ximăng dược
phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất
cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên. Trong
quá trình dịch chuyển lên ximăng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nén đối với
hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướt).

Ưu điểm
- Q trình thi cơng cọc dễ dàng, nhanh chóng.
- Sử dụng vật liệu chủ yếu là ximăng nên công tác chuẩn bị vật liệu đơn giản.
Nhược điểm
- Đối với cơng trình có nhiều tầng hầm trong đơ thị, thì đường kính cọc lớn hoặc
bố trí nhiều hàng cọc nên diện tích hầm sẽ bị thu hẹp nhiều.
- Giải pháp chống thấm cho tầng hầm cần được chú trọng ở nơi mực nước ngầm
cao.


1.3 Tổng quan về tƣờng vây barrette
1.3.1 Giới thiệu chung
Tường vây barrette là tường bêtông đổ tại chỗ, thường dày 600-800mm để chắn
giữ ổn định hố móng sâu trong quá trình thi cơng. Tường có thể được làm từ các đoạn cọc
barette, tiết diện chữ nhật, chiều rộng thay đổi từ 2.2 m đến 3.6m. Các đoạn tường
barrette được liên kết chống thấm bằng goăng cao su. Trong trường hợp 02 tầng hầm,
tường barrette thường được thiết kế có chiều sâu 16-20m tuỳ thuộc vào địa chất cơng
trình và phương pháp thi công. Khi tường barrette chịu tải trọng đứng lớn thì tường được
thiết kế dài hơn, có thể dài trên 40m (Toà nhà 59 Quang Trung) để chịu tải trong như cọc
khoan nhồi.
1.3.2 Các tiết diện cọc barrette hình chữ nhật thƣờng dùng
Kích thước cọc barrette của cơng ty Bachy Soletanche Việt Nam thường dùng
xem ở bảng sau:

Hình 1.1 Tiết diện cọc barrette
Bảng 1.1 Các kích thƣớc tiết diện cọc barrette thƣờng dùng
Cạnh dài a(m)
Cạnh ngắn b(m)
Diện tích S (m2)

2.2 2.2
0.6 0.8
1.32 1.76

2.2
1
2.2

2.8 2.8
0.6 0.8
1.68 2.24

2.8
1
2.8

2.8
1.2
3.36

3.6
1
3.6

3.6
1.2
4.32

3.6
1.5

5.4


1.3.3 Thiết bị thi cơng

Hình 1.2 Máy đào gàu ngoạm


Hình 1.3 Máy đào thuỷ lực đặc biệt

1- dầm cắt; 2- xilanh dẫn; 3- bơm bùn; 4- hộp đỡ; 5-răng cắt đất; 6- vòi hút; 7- tấm lái;
8- bộ truyền động; 9- ống thuỷ lực; 10- ống dẫn bùn


Hình 1.4 Gàu đào
1.3.4 Cơng nghệ thi cơng
Quy trình thi cơng cọc barrette gồm 6 bước chính:
- Bước 1: Thi công tường dẫn.
- Bước 2: Đào đất - giữ vách hố đào bằng dung dịch bentonite.
- Bước 3: Thổi rửa hố đào bằng phương pháp luân chuyển bentonite.
- Bước 4: Đặt khối CWS và tấm chắn nước.
- Bước 5: Lắp đặt lồng thép.
- Bước 6: Đổ bêtông .
1.3.4.1 Thi công tƣờng dẫn
Ngồi việc dẫn gầu đào trong thi cơng tường chắn, tường dẫn còn tạo một hệ
thống định vị tốt về tim và cao trình cho tường chắn và giữ ổn định cho lớp bề mặt của hố
đào cần thi công (hai tường dẫn 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.

Hình 1.5 Cấu tạo tƣờng dẫn

Trình tự thi cơng 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 nhựa.
- Đào một tường hào sâu 1-1,5m tuỳ theo thiết kế, đổ một lớp bê tơng lót dày
khoảng 5cm.
- Trên lớp bê tơng 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 khn một ngày sau đó. Nếu cơng tác đào không
bắt đầu ngay, hào giữa các tường dẫn có thể được lấp hoặc chống đỡ tạm nếu cần.
1.3.4.2 Đào đất - giữ vách hố đào bằng dung dịch bentonite
Đào đất dùng gàu chữ nhật do cẩu điều khiển bằng cáp. Trong khi đào dung
dịch bentonite được giữ ở mức độ cách cốt đỉnh tường dẫn 0,4m độ thẳng đứng của hố
đào được kiểm tra bằng mắt thường theo dây cáp cẩu khi hạ gàu vào hố đào.

Hình 1.6 Công tác đào đất sau khi thi công tƣờng dẫn


Cần cẩu dùng để đào nên đứng cách mép hố đào tối thiểu là 4m. Mọi sự di
chuyển của cần cẩu phải hết sức thận trọng.
Tường chắn dược thi công thành từng tấm panel riêng biệt, giữa chúng là khớp
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.
Khi đào bằng đầu đào gàu ngoạm, việc đào sẽ rất dễ dàng đối với các tầng sét
và cát. Khi gặp sét cứng và sỏi sẽ khó khăn hơn. Việc khắc phục khi gặp các chướng ngại
trong lúc đào tuỳ thuộc vào tính chất và mức độ của trở ngại sẽ tuỳ chọn các biện pháp
sau:
- Dùng gầu khi kích cỡ các chướng ngại, dị vật nhỏ.
- Dùng luân phiên đầu choòng nặng để phá và gầu để vét.

- Dùng khoan để làm rã chướng ngại trước khi dùng gầu.
1.3.4.3 Thổi rửa hố đào bằng phƣơng pháp luân chuyển bentonite
Ngay khi dào xong, đáy hố đào dược làm sạch bằng gàu nạo vét trước khi luân
chuyển dụng dịch bentonite. Để tránh hiện lượng cát lắng 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, dung dịch
bentonite mới được bổ sung thêm đến khi thoả mãn các yêu cầu kỹ thuật.
1.3.4.4 Đặt khối CWS và tấm ngăn nƣớc
Khớp nối CWS là một tấm chắn sườn có thể rút ra sau khi đào panel kế bên cho
phép thi cơng các khớp nối kín nước giữa các panel tường một cách dễ dàng.


Hình 1.7 Cấu tạo liên kết giữa các module tƣờng
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 lơng trong q 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.
1.3.4.5 Lắp đặt lồng thép
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 các cữ bảo vệ bằng bêtông hoặc bằng thép để đảm bảo duy trì chiều
dài, lớp bảo vệ cột thép tối thiểu.


Hình 1.8 Lắp đặt lồng thép
Các lồng thép thường được gia công thành từng đoạn dài 12m, các lồng được

liên kết với 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 1.9 Nối thép bằng các bu lơng chữ U
1.3.4.6 Đổ bêtông
Bêtông để đổ tường barrette thường dùng bê tông thương phẩm. Cường độ đạt
tối thiểu là 250 (daN/cm2), độ sụt cho phép là 18 ± l,5 (cm). Đổ bêtông có thề sử dụng
máy bơm hoặc đổ trực tiếp vào phễu nhưng phải đổ bê tông liên tục từ khi bắt đầu đến
khi kết thúc.
Bêtông được đổ vào hố đào qua ống tremic có đường kính khoảng 250mm và
được nối từng đoạn 3m, 2m, 1m, 0.5m với nhau. Khi vữa bêtông trong hố đào dâng lên,
ống đổ bêtông cũng được nâng lên bằng cách cắt ống (cắt bỏ từng đoạn ống) nhưng phải
bảo đảm tối thiểu 2m ống ngập trong vữa bêtông tránh tạp chất và bentonite lẫn vào trong
bêtông.
Thông thường mẻ bêtông đầu tiên trút xuống sẽ bị đẩy lên trên cùng nên đối
với mẻ bêtông đầu tiên cần dùng phụ gia hố dẻo để đảm bảo bêtơng khơng bị ninh kết
trước khi kết thúc q trình đổ bêtơng.