Đề tài Tình hình về xây dựng nhà có tầng hầm ở Việt Nam

lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 1 Lời nói đầu -----------***----------- Kể từ khi đất nước ta chuyển sang cơ chế thị trường cùng với chính sách mở cửa làm cho nền kinh tế nước ta khởi sắc nhanh chóng và đã đạt được những thành tựu rất to lớn, đời sống của người dân đã được cải thiện và nâng lên đáng kể, bộ mặt đất nước đã thay đổi từng ngày. Hoà theo nhịp tiến chung của xã hội thì ngành Xây dựng cơ bản cũng bước những bước tiến dài so với thời kỳ bao cấp. Ngày nay chúng ta đã có khả năng thiết kế và thi công các nhà cao tầng, các cây cầu hiện đại. Đội ngũ những người làm kỹ thuật của chúng ta được trang bị đầy đủ kiến thức và có đủ kinh nghiệm để đảm đương những công trình lớn phức tạp. Khắp mọi miền đất nước đã xuất hiện nhiều toà nhà cao tầng, kiến trúc hiện đại được xây dựng bằng kỹ thuật xây dựng tiên tiến nhất. Nhiều toà nhà cao tầng được thiết kế từ 2-->4 tầng hầm nhằm giải quyết những yêu cầu thực tế do chúng đặt ra. Số nhà cao tầng có tầng hầm đã được xây dựng ở Việt Nam tuy chưa nhiều nhưng nó cũng đánh dấu một bước phát triển của công nghệ thi công tầng hầm ở Việt Nam. Chúng ta ai cũng biết việc xây dựng các công trình ngầm nói chung là phức tạp vì nó phụ thuộc rất nhiều vào địa chất nơi công trình được xây dựng, phụ thuộc vào thiết bị, máy móc cũng như trình độ kỹ thuật, tay nghề của đội ngũ công nhân, cán bộ kỹ thuật. Đối với chúng ta thì công nghệ thi công tầng hầm là khá mới mẻ, đặc biệt khi công nghệ đó là "Thi công từ trên xuống". Vấn đề này hiện nay được rất nhiều nhà thầu và các chuyên gia xây dựng quan tâm đặc biệt vì theo xu thế phát triển của đất nước thì số lượng nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam sẽ ngày một tăng nhanh, cũng như chiều sâu của tầng hầm sẽ khá lớn, đòi hỏi phải có được một quy trình công nghệ cho thi công tầng hầm. Trong luận văn này, chúng tôi cũng mạnh dạn hệ thống lại các yêu cầu cần giải quyết trong quá trình thi công tầng hầm (theo phương pháp truyền thống cũng như theo phương pháp "Top-down"), có đề xuất một số giải pháp hệ chống đỡ tạm cho tầng hầm cũng như các mối nối trong hệ kết cấu của tầng hầm. Các vấn đề chúng tôi nêu ra mới chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết mà chưa qua kiểm chứng thực nghiệm vì rằng có quá ít công trình dạng này được thi công tại Việt Nam. Hy vọng rằng đây sẽ là bước mở đầu để tiến tới lập ra được một quy trình xây lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 2 dựng hay một chỉ dẫn kỹ thuật cho công tác thi công tầng hầm theo phương pháp "Top-down". Vì trình độ có hạn và tài liệu rất ít ỏi nên chắc chắn rằng luận văn còn nhiều vấn đề chưa đề cập hoặc chưa được giải quyết thoả đáng. Kính mong được sự quan tâm góp ý của các giáo sư tiến sỹ và các chuyên gia về lĩnh vực này. Trong quá trình làm luận văn chúng tôi được sự giúp đỡ góp ý rất quý báu của các cán bộ giảng dạy Bộ môn công nghệ và tổ chức xây dựng đặc biệt là thầy hướng dẫn Tiến sỹ Nguyễn Đình Thám. Chúng tôi xin cám ơn các cán bộ giảng dạy trẻ trong Bộ môn đã nhiệt tình giúp đỡ chúng tôi hoàn thành luận văn đúng thời hạn. Hà Nội, ngày 20 tháng 5 năm 2002 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 3 chương I : tình hình xây dựng nhà có tầng hầm ở việt nam 1. Khái niệm về tầng hầm : Trong các công trình xây dựng dân dụng nhà nhiều tầng trên thế giới, người ta quy định phần tầng nhà là từ cao trình mặt đất tự nhiên trở lên. Nhà nhiều tầng có thể hiểu là từ 4 tầng trở lên, khi số tầng lên đến vài chục tầng thì người ta gọi đó là nhà cao tầng. Khái niệm cao tầng hiện nay tạm định lượng như nhà cao dưới 9 tầng gọi là nhà thấp tầng. Nhà từ 10 đến 24 tầng gọi là nhà cao trung bình. Nhà có từ 25 tầng trở lên được gọi là nhà cao tầng. Trong khu nhà cao tầng bao gồm tầng trệt (Tầng 1) sàn của nó nằm ngang trên mặt đất, tiếp theo là các tầng 2,3,4... có độ cao sàn dương. Còn những tầng tiếp theo ở thấp hơn so với mặt đất (nằm dưới tầng trệt) đều được gọi là tầng hầm. Tầng hầm có thể nửa nổi nửa chìm hoặc nằm hoàn toàn trong lòng đất. Thường ở những toà nhà cao tầng thì tầng hầm gồm 2 tầng trở lên, tầng hầm trên cùng có thể là nửa nổi nửa chìm một khi ta muốn tận dụng sự thông gió, chiếu sáng tự nhiên, số lượng tầng hầm. Số lượng tầng hầm cho nhà nhiều tầng chủ yếu phụ thuộc vào ý đồ sử dụng của chủ đầu tư, tuy nhiên nó cũng phụ thuộc vào chiều cao của công trình và nền đất dưới công trình cũng như kỹ thuật xây dựng tầng hầm hiện tại. 2. Xu hướng phát triển nhà có 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 Âu 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 qua 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. Dưới đây là bảng thống kê ví dụ về nhà cao tầng có tầng hầm ở Việt Nam và thế giới. : tt Công trình Số tầng nổi Số tầng hầm Độ sâu đào(m) 1 2 3 4 5 Thư viện Anh Quốc Commerce Bank - Frankfruit Central Plaza - Hồng Kông Chi Thong - Đài Loan Chung Wei - Đài Loan 7 56 75 14 20 4 3 3 3 4 23 12 16 13,6 14,7 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 4 6 7 8 9 10 Tai Pao - Đài Loan Chung Yian Sen Jue - Đài Loan Trung tâm sách - Hà Nội Vietcombank - Hà Nội Sun way Hotel - Hà Nội 27 19 17 6 22 11 4 3 3 1 2 2 16,2 16,2 12,5 4,6 11,0 11,0 Qua bảng thí dụ trên ta thấy các công trình thường có thống kê từ 1 --> 4 tầng hầm, chiều sâu hố đào từ 5m --> 10m. Tất nhiên trong tương lai sẽ có những nhà có tầng hầm sâu hơn hiện nay do nhu cầu và công nghệ xây dựng phát triển đủ để có thể thi công được và bảo đảm yêu cầu về chất lượng. 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. 3. Sự cần thiết của tầng hầm trong nhà nhiều tầng : a. Do nhu cầu sử dụng : 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 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 : ã Làm kho chứa hàng hoá phục vụ sinh hoạt của cư dân trong toà nhà. ã Làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng như bể bơi, cửa hàng, quán bar... ã Làm gara ô tô, xe máy. ã 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... ã Làm nơi cư trú tạm thời khi có sự cố xảy ra như chiến tranh. ã 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. * ở Việt Nam : Tình hình cũng không ngoài xu hướng phát triển của thế giới, chỉ có điều là ta luôn đi sau vài thập niên so với các nước tiên tiến. Cho mãi tới những năm chín mươi của thế kỷ trước các toà nhà nhiều tầng mới được xây dựng tại TP. Hồ Chí Minh và Hà Nội, đi kèm theo nó là các tầng hầm được thiết kế, thi công theo các kỹ thuật tiên tiến nhất. Ngày nay, nhu cầu và xu thế của tầng hầm đã là quá rõ ràng đối với nhà nhiều tầng. Sự ra đời của nó hoàn toàn nhằm đáp ứng nhu cầu vừa nêu trước. 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 (Khi ta cho đất thời gian chịu lực). Thêm lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 5 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... d. Về an ninh quốc phòng : Tại trụ sở các cơ quan, công sở có tầng hầm thì nó sẽ được sử dụng làm nơi cất giữ tiền bạc kim loại quý.... Còn ở những khu định cư thì tầng hầm sẽ là nơi tránh bom đạn tốt nhất cho cư dân mỗi khi xảy ra chiến tranh. 4. Kết luận Qua đây ta có thể khẳng định việc thiết kế, xây dựng các công trình dân dụng có tầng hầm ở Việt Nam là cần thiết. Chúng ta đã, đang và sẽ xây dựng nhiều toà nhà có tầng hầm để phục vụ dân sinh. Điều này chúng ta sẽ hoàn toàn làm được vì chúng ta có đội ngũ các Kiến trúc sư, Kỹ sư thiết kế, Kỹ sư thi công có đủ năng lực, tiếp cận và cập nhật được các kiến thức thực tế trên thế giới cũng như máy móc thi công và công nghệ thi công tiên tiến. Trong giới hạn luận văn này, chúng tôi chỉ muốn đề cập đến lĩnh vực kỹ thuật và tổ chức thi công nhà có tầng hầm theo các phương pháp truyền thống và đặc biệt đi sâu về phương pháp thi công "Thi công từ trên cao xuống" còn gọi là phương pháp "TOP DOWN". lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 6 chương II : Công nghệ thi công tầng hầm trong nhà nhiều tầng Việc thi công tầng hầm luôn đi đôi với việc thi công đất vì tầng hầm nằm dưới mặt đất. Ngày nay với công nghệ thi công đất đã có rất nhiều tiến bộ chủ yếu nhờ vào các máy móc thiết bị thi công hiện đại và các quá trình thi công hợp lý cho phép thi công được những công trình phức tạp, ở nhũng địa hình khó khăn. Để tiện cho việc so sánh, ta có thể hệ thống các công nghệ thi công chính như sau đây : b. Xây nhà Hình 1 a. Đào đất 1. Phương pháp đào đất trước sau đó thi công nhà từ dưới lên : 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 (Độ 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. Để 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 j 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. Ưu điểm của phương pháp này là thi công đơn giản, độ chính xác cao, hơn nữa các giải pháp kiến trúc và kết cấu cho tầng hầm cũng đơn giản vì nó giống phần trên mặt đất. Việc xử lý chống thấm cho thành tầng hầm và việc lắp đặt hệ thống mạng lưới kỹ thuật cũng tương đối thuận tiện dễ dàng. Việc làm khô hố móng cũng đơn giản hơn, ta có thể dùng bơm hút nước từ đáy móng đi theo hố thu nước đã được tính toán sẵn. Nhược điểm của phương pháp này là : 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. Qua thực tế ta có thể đưa ra các phương án giữ vách hố đào theo phương pháp thi công cổ điển như : lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 7 - Đào đất theo độ dốc tự nhiên, phương pháp này chỉ áp dụng khi hố đào không sâu, với đất dính, góc ma sát trong j lớn, mặt bằng thi công rộng rãi đủ để mở taluy mái dốc hố đào và để thiết bị thi công cũng như chứa đất được đào lên. - Dùng ván cừ đặt thành nhiều tầng (Không chống). Hố đào được đào thành nhiều bậc, mở rộng phía trên áp dụng cho trường hợp khi ván cừ không đủ dài để chống một lần hoặc khi hố đào quá sâu, thi công đào đất bằng phương pháp thủ công và khi có yêu cầu hố đào phải thông thoáng để thi công tầng hầm. - Dùng ván cừ có chống hoặc có neo, hố đào được đào thẳng đứng. Dùng cừ có chống khi cột chống không ảnh hưởng đến thi công tầng hầm, còn khi có sự đòi hỏi thoáng đãng trong hố đào để thi công tầng hầm ta phải dùng neo, neo này được neo trên mặt đất. Loại ván cừ có chống hoặc neo dùng khi áp lực đất lớn. a Ê j b. Đào đất có cừ không chống H : Chiều sâu hố đào h : Chiều sâu ngàm của cừ Hình 2 d. Ván cừ giữ vách hố đào không chống dùng khi các cột chống không ảnh huởng đến thi công tầng hầm e. Ván cừ giữ vách có neo khi cần thông thoáng cho hố đào khi thi công tầng hầm c. Hố đào đào thành nhiều tầng có cừ chắn không chống a Ê j a. Đào đất theo mái dốc tự nhiên Thiết bị thi công đào đất : Đối với các loại hố đào ta vừa kể trên, việc thi công đào đất có thể được tiến hành bằng cơ giới hay thủ công. Với phương pháp thi công cơ giới ta có thể dùng các loại máy đào một gầu. Cụ thể là khi chiều sâu hố đào H Ê 4m, ta dùng máy đào gầu nghịch dung tích gầu phổ biến là 0,15m3 đến 0,5m3 nó có ưu điểm là đứng trên đào xuống thấp nên có thể đào những nơi có nước và việc đưa vật liệu lên ô tô là dễ dàng, nhanh gọn. Khi nước ngầm ở lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 8 thấp hơn cao trình máy đứng ta có thể dùng máy đào gầu thuận, nó có thể đào được những hố đào khá sâu rất thích hợp khi kết hợp với đào và đổ đất lên xe vận chuyển đi. Tuy nhiên loại máy này yêu cầu đường đi cho xe ô tô vận chuyển phải di chuyển liên tục tốn công làm đường. Ngoài hai loại máy chính trên người ta còn có thể sử dụng máy đào gầu dây và máy đào gầu ngoạm. Với máy đào dây thích hợp nhất khi đào móng sâu có nước, loại này năng suất thấp so với máy đào gầu thuận và gầu nghịch. Với máy đào gầu ngoạm thì sử dụng để đào những hố đào thẳng đứng, nó dùng để đào trong lòng giếng, đào hố sâu có thành cọc ván cừ hay tường chắn. Nó chỉ thích hợp cho đất hạt yếu hoặc đất hạt rời. Khi đào chỗ đất rắn ta phải làm tơi đất trước. Với những công trình mà khối lượng đào đất không lớn, hố đào không sâu (<500m3) người ta thiên về đào bằng thủ công. Dụng cụ để đào là các dụng cụ cổ truyền như cuốc, xẻng, mai, cuốc chim, kéo cắt đất, choòng, búa. Để vận chuyển đất người ta dùng quang gánh, xe cút kít một bánh, xe cải tiến, đường goòng.... Để thi công đạt năng suất cao người ta phải chọn dụng cụ thích hợp đồng thời cũng phải tìm cách giảm khó khăn cho thi công như tìm cách giảm khó khăn cho thi công cũng như làm tăng hoặc giàm độ ẩm của nền đất hoặc làm khô mặt bằng.... Sau khi đã thi công xong phần đào đất móng, người ta tiến hành thi công nhà theo các phương pháp thông thường như ta đã biết, nghĩa là thi công móng nhà sau đó tiến hành đến phần thân nhà. 2. Thi công tường nhà làm tường chắn đất. ở mục II.1 ta đã trình bày các phương pháp thi công đất truyền thống nhưng nó chỉ thích hợp cho những tầng hầm có chiều sâu không lớn, mặt bằng thi công rộng rãi và cách xa các công trình có sẵn còn đối với những công trình xây chen như ở thành phố Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh với nhũng nàh nhiều tầng có từ 1 --> 3 tầng hầm trở lên thì việc áp dụng các phương pháp truyền thống là không khả thi và kém về hiệu quả về kinh tế, chính vì lẽ đó người ta đưa ra một trình tự thi công như sau : Trước khi thi công đào đất người ta tiến hành thi công phần tường bao của tầng hầm trước sau đó tiến hành đào đất trong lòng tường bao này đến đáy tầng hầm (đáy móng). Trường hợp móng của công trình là cọc khoan nhồi thi người ta cũng tiến hành thi công cọc cùng lúc với tường bao. Phần kết cấu chính của tầng hầm cũng như của công trình được thi công từ dưới lên trên, từ móng đến mái (Bottom-up). Ta có thể gọi đây là phương pháp thi công tường trong đất. Phương pháp này có ưu điểm rất lớn là không cần dùng ván cừ để giữ vách hố đào. Trình tự thi công công trình vẫn theo thứ tự như xưa tức là xây từ dưới xây lên. Để áp dụng được phương pháp này thì tường bao của công trình phải được thiết kế bảo đảm chịu được tải trọng do áp lực đất gây ra với nó đồng thời nó đủ điều kiện để thi công tường bao bằng phương pháp "cọc barret". Nhược điểm của nó là thời gian thi công dài và phải thi công xong tường bao, cọc (nếu có) rồi mới đến đào đất và xây công trình. Nếu trường hợp tường bao không tự chịu áp lực thì ta phải có biện pháp chống tường bằng các hệ chống đỡ hoặc bằng neo bê tông. Trên hình 3 trình bày 3 giai đoạn thi công theo phương pháp tường trong đất từ dưới lên : Giai đoạn đầu (Hình 3a) ta tiến hành thi công tường trong đất từ dưới lên, giai đoạn 2 (Hình 3b) ta tiến hành đào đất trong lòng tường bao và giai đoạn 3 (Hình 3c) ta tiến hành thi công tầng hầm tự dưới lên. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 9 Đào đất b)a) c) * Các phương pháp chống tường bao : Tường bao ở đây có chiều sâu khá lớn, chịu áp lực đất cũng khá lớn nên các phương pháp chống đơn giản ở mục II.1 không áp dụng được, nếu có thì độ tin cậy cũng không cao. Vì vậy ta phải dùng các biện pháp chống tường bao như sau : a) Dùng hệ đào và cột chống văng giữa các tường đối diện (Hình 4a). 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 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). lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 10 a2. Mặt cắt A-A. Hệ giằng chống a1. Mặt bằng hệ chống hố đào bằng hệ dầm cột bằng thép hình Cột chống Hình 4.a Tường bao Thanh chống Thanh giằng Dầm đỡ Tường bao Cột chống bằng thép hình Dầm đỡ A A 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 ngang công trình lớn thì hệ chống đỡ trở nên phức tạp vì khoảng cách giữa các tường đối diện quá lớn. b) Để khắc phục nhược điểm của phương pháp trên người ta dùng neo bê tông để giữ tường bao (Hình 4b). 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 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 11 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. đang xây dựng Tầng hầm hầm Đáy tầng Neo Mực nước ngầm Dây neo Đất tự nhiên Hình 4b : Chống tường bao bằng hệ neo ngầm Ta thấy cả hai trường hợp neo và chống đều thi công song song với công việc đào đất. Đào 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 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. 3. Phương pháp gia cố nền trước khi thi công hố đào : Khi công trình được thi công ở những vùng đất cát, việc đào đất sẽ gặp khó khăn vì cát sẽ lở. Ngoài những biện pháp chống đỡ thành hố đào như đã nêu ở trên ta cũng có thể áp dụng phương pháp gia cố nền hố đào trước khi đào đất. Nó thích hợp cho công trình co mặt bằng thi công rộng và chiều sâu hố đào không lớn. Nội dung của phương pháp này là trước khi thi công đào đất người ta dùng khoan và bơm cao áp phụt vữa xi măng vào nền đất xung quanh hố đào. Khi vữa xi măng rắn chắc sẽ làm cho nền đất có cường độ tăng lên cụ thể là tăng hệ số dính C và góc ma sát trong j của nền đất. Với biện pháp gia cố này hố đào có thể đào thẳng đứng hoặc nghiêng theo góc j khá lớn. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 12 Đào được bơm xuống Vữa XM-cát đã Bơm xi măng cát Hình 6 : Gia cố hố đào trước khi đào móng Bơm xi măng cát Ưu điểm của phương pháp này là thi công đơn giản, giá thành thấp, tạo mặt bằng thi công thoáng không bị vướng bởi hố chống. Nhược điểm: ã Khó xác định chính xác các thông số của nền sau khi gia cố. ã Độ tin tưởng thấp. ã Đòi hỏi phải có mặt bằng xung quanh rộng để gia cố vung có nguy cơ trượt. 4. Phương pháp thi công từ trên xuống (Top-down) : ở phần trên chúng ta đã trình bày phương pháp thi công tường chắn bằng phương pháp "Bottom-up" nghĩa là thi công từ dưới lên theo các phương pháp truyền thống. Trong phương pháp này để giữ cho tường chắn ổn định không bị biến dạng người ta sử dụng hệ cột dầm chống đỡ hoặc dùng neo ngầm. Cả hai phương pháp đều bộc lộ một nhược điểm rất lớn là chi phí cho công tác chống đỡ và neo khá cao, kéo dài thi công và đòi hỏi các thiết bị tiên tiến. Để khắc phục nó, người ta đưa ra phương pháp thi công từ trên xuống (Top-down). Bản chất của phương pháp này là : 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 : Người ta tiến hành đổ sàn tầng trệt ngang trên mặt đất tự nhiên. Tầng trệt được tỳ lên tường trong đất và cột tầng hầm. Người ta 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, người ta tiến hành đào đất qua các lỗ cầu thang giếng trời cho đến cốt của sàn tầng thứ nhất (1C) thì dừng lại sau đó lại tiếp tục đặt cốt thép đổ bê tông sàn tầng 1C. Cũng trong lúc đó từ mặt sàn tầng trệt người ta tiến hành thi công phần thân nghĩa là từ dưới lên. Khi thi công đến sàn tầng dưới cùng người ta tiến hành đổ bê tông đáy nhà liền với lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 13 đầu cọc tạo thành sản phẩm dưới cùng, có cũng là phần bản của móng nhà. Bản này còn đóng vai trò chống thấm và chịu lực đẩy nổi của lực ácimét. Có hai phương pháp thi công sàn tầng hầm : ã Dùng hệ cột chống hầm đã thi công (tỳ lên cọc nhồi) để đỡ hệ dầm và sàn tầng hầm. ã Dùng cột chống tạm (thường dùng tỏng thực tế là thép hình chữ I có gia cường đặt vào cọc nhồi, sau khi thi công cột xong thì dỡ bỏ. Mỗi phương án trên đều bộc lộ những ưu điểm và nhược điểm của nó, để áp dụng được phải tính toán một cách chặt chẽ vì không những nó liên quan đến thi công mà cả giải pháp kết cấu nữa. ưu điểm của phương pháp Top-down : ã Tiến độ thi công nhanh, qua thực tế một số công trình cho thấy để có thể thi công phần thân công trình chỉ mất 30 ngày, trong khi với giải pháp chống quen thuộc mỗi tầng hầm (kể cả đào đất, chống hệ dầm tạm, thi công phần bê tông) mất khoảng 45 đến 60 ngày, với nhà ó 3 tầng hầm thì thời gian thi công từ 3 --> 6 tháng. ã Không phải chi phí cho hệ thống chống phụ. ã Chống vách đất được giải quyết triệt để vì dùng tường và hệ kết cấu công trình có độ bền và ổn định cao. ã Không tốn hệ thống giáo chống, cốppha cho kết cấu dầm sàn vì sàn thi công trên mặt đất. Nhược điểm của phương pháp Top-down : ã Kết cấu cột tầng hầm phức tạp. ã Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công. ã Thi công đất trong không gian kín khó thực hiện cơ giới hoá. ã Thi công trong tầng hầm kín ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động. ã Phải lắp đặt hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo Dưới đây ta cụ thể hoá các bước thi công Top-down bằng hình vẽ với nhà nhiều tầng có 2 tầng hầm. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 14 e1 c1 Sàn tầng hầm Trong đất Tường Cọc nhồi Giai đoạn 2 : Đổ sàn tầng trệt Bê tông sàn e1 e2 c2 c1 Giai đoạn 6 : Đổ bê tông tầng đáy + đài móng Đổ bê tông sàn tầng e2 đổ bê tông tầng e1 Giai đoạn 4 : Đổ sàn tầng ngầm c1 Tường trong đất Cọc nhồi Đào Tường Cọc nhồi Cọc nhồi Trong đất Tường Trong đất Đổ bê tông cột tầng e2 Giai đoạn 5 : Đào đất tầng hầm c2 Giai đoạn 3 : Đào đất tầng ngầm c1 và tường trong đất Giai đoạn 1 : Thi công cọc nhồi lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 15 chương II : các vấn đề kỹ thuật cần được giải quyết khi thi công tầng hầm Chúng ta, những người xây dựng đều thừa hiểu việc xây dựng các công trình dưới lòng đất đều rất phức tạp và khó khăn, ví dụ như thi công đường hầm, tunnel hay đường cho tàu điện ngầm... ở đây công việc của chúng ta là thi công tầng hầm cho nhà cao tầng tất nhiên là nó cũng không quá phức tạp thi công đường hầm nhưng nó cũng đòi hỏi phải giải quyết một số vấn đề đặt ra tương tự như cho đường hầm cụ thể như : việc chống vách đào, hạ mực nước ngầm, bảo vệ các công trình lân cận, chống ô nhiễm môi trường, thông gió chiếu sáng cho thi công dưới tầng hầm... Để có thể chủ động trong xây dựng, đảm bảo cho công trình đạt được chất lượng và đúng tiến độ với chi phí thống nhất ta phải tiến hành trước được những phức tạp do kỹ thuật đề ra cũng như những sự cố có thể sảy ra khi thi công tầng hầm để tránh phạm những sai lầm đáng tiếc. Tất cả những vấn đề trên cần được nghiên cứu, xem xét một cách nghiêm túc, đầy đủ để có thể lập thành một quy trình công nghệ áp dụng cho từng trường hợp cụ thể để đạt được hiệu quả cao nhất. Những vấn đề hiện nay chúng ta cần quan tâm là : 1. Xác định lực tác dụng lên vách chống : Ta biết áp lực của đất lên vách chống rất phức tạp nó phụ thuộc vào địa tầng, trạng thái của đất nền, áp lực lên mặt đất, hình thức chống vách đất và đặc biệt là phương pháp thi công. Để xác định được áp lực đó ta phải giả thuyết được gần đúng sơ đồ tính toán và tìm phương pháp tính toán đơn giản và nhanh nhất. Hiện tại có rất nhiều cách xác định lực tác dụng lên vách chống, nhiệm vụ của chúng ta là chọn phương pháp tính đơn giản đủ độ tin cậy phục vụ cho thi công nhanh, an toàn vì sau khi thi công xong công trình ở trạng thái làm việc nó đã được người thiết kế tính toán đầy đủ. 2. Chống vách đất : Để cho hố đào được ổn định trong quá trình thi công, với giá thành hạ, ta phải chọn phương án đào và chống vách đất hợp lý theo các nguyên tắc sau : ã Phải giữ được vách đào ổn định, an toàn trong quá trình thi công. ã Phải phù hợp với biện pháp đào đất và công nghệ thi công phần ngầm. ã Thi công phải đơn giản, giá thành hạ. ã Luôn chú ý đến khả năng sử dụng lại sau khi thi công trình hoàn thành. Sau đây là một số phương án chống vách đất có thể áp dụng được : a) Đóng cọc thưa cách nhau một khoảng từ 0,8 á 1,5 M đào đến đâu thì ghép ván đến đó. Cọc đóng thường là cọc thép hình (I hay H), ván gỗ. Nó được áp dụng khi hố không sâu, áp lực đất nhỏ, không có nước ngầm chảy mạnh. Gỗ và cọc sau khi thi công cọ thu hồi để sử dụng lại. b) Đóng ván cừ thép không chống làm việc dưới dạng công-xôn, áp dụng khi hố đào nông, có nước ngầm. Ván cừ thép sẽ được thu hồi bằng máy nhổ cọc hay cần trục tháp sau khi đã thi công xong tầng hầm. c) Đóng cọc thép phun vữa bê tông giữ đất. Cọc thép được đóng xuống đất hết chiều sâu thiết kế. Đào đến đâu ta tạo mặt vòm giữa các cọc luôn bằng cách phun vữa bê tông lên vách đất tạo thành những vòm nhỏ, chân đạp vào các cọc giữ đất lở vào hố móng. Phương án này được áp dụng khi đất rời, không có nước ngầm hay đất dẻo. Trường hợp này giống (a) nhưng tiết kiệm được gỗ, cọc có thể thu hồi được. d) Dùng cọc khoan nhồi, khoan liền nhau tạo thành vách đất chống sau đó tiến hành đào đất. Biện pháp này áp dụng khi chiều sâu hố đào lớn, áp lực đất lớn. Công trình là nhà xây chen cần bảo vệ xung quanh khỏi bị sụt lún. Vách chống có thể tham gia chịu lực lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 16 cùng móng công trình nhưng ít khi sử dụng nó làm tường bao tầng hầm kém vì khả năng chống thấm của nó không tốt. Tuy nhiên biện pháp này thi công khá đơn giản (So với thi công tường trong đất). Độ sâu của vách có thể thi công đến chiều sâu cần thiết để không cần có biện pháp chống giữ vách. e) Dùng tường trong đất. Tường được thi công theo phương pháp nhồi tạo thành vách kín bao quanh toàn bộ công trình, sau đó tiến hành đào đất. Tường trong đất có khả năng chống thấm tốt do đó có thể dùng làm tường ngầm tham gia chịu lực cùng móng công trình. Khi độ sâu lớn người ta co thể dùng biện pháp chông giữ tường trong quá trình thi công tầng hầm. Đây là phương pháp áp dụng cho công trình có tầng ngầm sâu, mực nước ngầm lớn. Đặc biệt những tầng hầm thi công theo phương pháp "Top-down" thì phương phương pháp này rất có hiệu quả đem lại tính khả thi cao cho công trình. f) Khi vách cứng chống không tự đứng được ta phải áp dụng một trong những biện pháp đã nói ở chương II. g) Chống trực tiếp xuống đáy hố đào, thường là chống lên đầu cọc khoan nhồi hay cọc Barette khi hố đào rộng ít ảnh hưởng đến sự thông thoáng và quá trình thi công tầng hầm. h) Dùng chống văng giữ các vách đối diện khi khoảng cách giữa chúng là hẹp. i) Dùng neo bê tông neo ngầm trong lòng đất khi được phép neo (được sự đồng ý của chủ các công trình lân cận hoặc mặt bằng thi công rộng, phần neo vẫn thuộc phần đất công trình, khi đó sẽ cho phép tầng hầm có đủ không gian thông thoáng để thi công và lúc đó độ dầy của tường bao sẽ giảm đi đáng kể. Cừ gỗ tấm Cọc thép Cừ Rombas Cừ Terres - Rouges Cừ Beval Cừ Larssen Ván cừ thép a. Đóng cọc thưa, đào đất đến đâu ghép ván tới đó b. Ván cừ thép không chống làm việc dạng công xôn lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 17 f. Dùng tường trong đất thi công từng đoạn hay thi công liên tục 1 22 e. Dùng các tấm bê tông đúc sẵn để làm tường chắn đất tạo thành váh chống đất d. Dùng cọc khoan nhồi liền nhau c. Đóng cọc thép sau đó phun vữa bê tông dạng vòm để giữ vách đất Cọc thép 3. Một số giải pháp kết cấu của tường trong đất : Các tường trong đất sẽ tiếp nhận cả tải trong ngang và tải trong thẳng đứng, vì thế khi cấu tạo chung cần thiết phải xét đến tất cả các lực tác dụng lên tường đất để đảm bảo độ bền và ổn định trong quá trình xây dựng và khai thác công trình. a) Tường trong đất bằng bê tông toàn khối có chiều dày từ 0,6 --> 1,0M : Tường trong đất thường được cắt ra thành từng đoạn từ 4 á 6M rồi nối với nhau. Các mối nối có thể theo thứ tự hay cách đốt phụ thuộc vào thiết bị sử dụng và điều kiện thi công. Để lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 18 tăng độ cứng của cũng có thể làm các sườn chiều cao của chúng được xác định từ điều kiện đào của gầu xúc. Tuy nhiên việc dùng sườn ở đây sẽ gây khó khăn cho việc xây tường vì hình dạng của nó phức tạp hơn. 97531 b. Cọc nối với nhau 1 1 8642 1 1 Hướng đào đất Hướng đào đất 7652 31 a. Cọc giao nhau 4 2 1 1 c. Các đoạn hào giao nhau * Số chẵn : lỗ khoan đợt 2 * Số lẻ : lỗ khoan đợt 1 21 1 Hướng đổ e. Hào liên tục nhồi liên tục Lấp đầy bê tông Hình 8 e. Hào liên tục nhồi từng đoạn d. Các đoạn hào nối với nhau Đối với cốt thép của tường, người ta thường sử dụng thép gai (thép có gờ). Thường thì chúng được buộc thành khung có chiều dài tương ứng với chiều sâu hố đào còn bề rộng thì bằng mối đào với lớp bảo vệ từ 5 á 7 cm. Các cốt thép chủ theo phương thẳng đứng không được ngăn cản sự chuyển động của bê tông từ dưới lên và sự chảy của bê tông trong khối đổ khi đổ bằng phương pháp đổ trong nước. Khoảng cách giữa các thanh cốt chủ ≤ 170 á 200mm, nghĩa là 1 m chiều dài tường không đặt quá 6 thanh. Cốt thép trong vùng chịu nén cũng dùng thép gai f 20 á 25 @ 250 á 500mm. Trong khung cốt thép phải bố trí chỗ để ống đổ bê tông, phải đặt các tai định vị khung ở trong hào (Để dảm bảo lớp bảo vệ lớp bảo vệ của bê tông theo đúng yêu cầu từ 5 á 7cm). ở bên trên có hàn các thanh ngang tựa lên tường định vị, ngoài ra còn phải hàn các chi tiết chôn sẵn để liên kết tường với đáy tầng hầm hay với các tường ngang, dầm ngang. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 19 mặt cắt a-a ống đổ bê tông Tai định vị AA Tai định vị để tạo hốc Chi tiết chôn sẵn ống đổ bê tông Gi áđỡ cốt thép Hình 9 Mác bê tông thường dùng không lớn hơn 300#. Độ lớn của cốt liệu ≤ 50mm. Bê tông phải dẻo, độ sụt 16 á 20cm, thời gian ninh kết là tối đa, Bê tông được đổ theo phương pháp vữa dâng (Đổ trong nước), phải đảm bảo đúng quy trình thi công bê tông hiện hành. Để việc thi công được liên tục, đảm bảo thời gian ninh kết, người ta cố gắng chọn chiều dài bước sao cho đảm bảo khối đổ trong thời gian ninh kết của bê tông Để giảm bớt khối lượng của vữa sét phải bơm ra khỏi hào khi đổ bê tông và bơm vào hào khi đào. Để tăng thời gian ninh kết người ta có thể sử dụng loại phụ gia đặc biệt (Retacdor). ở hai mép của tường, người ta phải đặt các vách chắn khi đổ bê tông, tuỳ thuộc vào kết cấu mà chọn hình dạng phù hợp. Với tường có chiều sâu từ 12 á 15m người ta dùng ống thép làm vách đầu tường, nó viền làm vách chắn vừa tạo hình dạng mối nối. Phương pháp này đơn giản nhưng không thường xuyên đảm bảo tính chống thấm vì ống thép bị sai lệch dẫn đến bê tông bị rò rỉ làm cho bê tông tại mối nối không đảm bảo cường độ. Để khắc phục người ta dùng cọc tròn bê tông cốt thép làm vách chắn hoặc dùng ống thép bỏ lại trong hào sau đó đổ bê tông lấp đầy. Tuy nhiên ống thép rất đắt nên giải pháp này không kinh tế. Để làm kín phần vách hào với ống thép, người ta hàn vào 2 bên ống một thép góc khi hạ xuống hai thép góc này sẽ cắm sâu vào thành hào. hình 9 (đổi lên trên) Người ta cũng sử dụng loại mối nối đóng rung (Hình 10), nghĩa lad giữa các đốt (đoạn) tường người ta chừa lại một khoảng trống rồi sau đó cũng đặt cốt thép và nhồi bê tông vào theo kiểu cọc đóng rung. Loại mối này có thể bảo đảm, nó dùng cho hào sâu tới 14má16m lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 20 Đầm bê tông A ống thép Tường bê tông A Đế tụt được Khung cốt thép cọc Hình 10. Kết cấu nối kiểu đóng rung * Tính toán vách chắn ở hai đầu tường : Ta coi vách chắn như một dầm tựa 2 đầu. Gọi H là chiều sâu hào, Q là cường độ cấp bê tông, v : vận tốc dâng bê tông trong hố đào; ti : Tốc độ ninh kết của bê tông; gb : Trọng lượng riêng của hỗn hợp bê tông trong vữa; l0 : Hệ số căng, lấy bằng 1. Ta vẽ được biểu đồ quan hệ P-V cho các chiều cao khác nhau của vách ngăn. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 21 H=15m hỗn hợp bê tông lên tấm chắn Sự thay đổi của trị số áp lực H=10m v(m/h) thuộc vào vận tốc đổ bê tông đầu tường có bề rộng 1m phụ H= 25 m H= 20m MPa Hình 11 Qua thực tế người ta thấy với chiều sâu hào từ 12á15m thì vận tốc đổ bê tông (vận tốc vữa dâng trong hố đào) là từ 1á2m/h. Với những trường hợp tấm chắn đầu tường sâu tới 30m người ta áp dụng đào cách đốt (xen kẽ), các ống chắn được tỳ lên đốt chưa đào. Trước hết người ta đào các đốt lẻ, các đốt này có chiều dài lớn hơn đốt thường để hai đầu có thể đặt ống chắn. Để truyền một phần áp lực lên đất vách đầu hào, người ta chèn vào đó một ít sỏi cuội để ngăn cho ống chắn không bị suy sau khi đổ bê tông và khi bê tông bắt đầu ninh kết thì bắt đầu ninh kết thì khi thi công đốt hào chẵn ta không cần dùng ống chắn nữa. Ngoài việc dùng ống chắn khi đổ bê tông các đốt hào, người ta còn sử dụng thép chữ I cao 720mm (tương ứng chiều rộng hào) làm vách chắn đầu đồng thời sử dụng làm cốt thép cho tường. Giải pháp này không thật kinh tế, người ta có thể thay thép I bằng thép tấm hàn vào khung cốt thép để đảm bảo độ cứng của vách chắn (Hình 12). Cốt thép phân bố Cốt thép vùng kéo Cốt thép vùng nén Thép góc Liên kết cốt thép giữa các góc Thép tấm Thép chữ U Hình 12 : Kết cấu mối nối giữa 2 khung cốt thép của 2 đốt hào kề nhau Ta thấy thép tấm được tăng cường bằng 2 thép góc đầu và thép [. Thép góc nhô ra khỏi hào 2á3cm mỗi bên để bảo đảm không thấm qua mối nối đổ bê tông. Thép [ cũng là thép để liên kết với khung của đốt tiếp theo. Cốt thép phân bố được hàn vào thép góc với bước là 50cm. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 22 Việc đưa khung lưới cốt thép vào hào tiến hành bằng cần cẩu, phía trái được đưa vào rãnh thép [, phía phải được hỗ trợ bằng 1 khung dẫn hướng để việc lắp đặt dễ dàng, thuận lợi. Rõ ràng là mối nối kiểu này tốt và hợp lý hơn mối nối dạng ống và có thể sử dụng cho tường hạ sâu vào trong lòng đất. b) Tường trong đất bằng bê tông đúc sẵn. Công việc thi công tường trong đất bằng bê tông đổ tại chỗ là khá phức tạp, chất lượng bê tông không phải lúc nào cũng theo ý muốn, thời gian thi công lại kéo dài. Để khắc phục người ta đưa các cấu kiện bê tông đúc sẵn vào với ý đồ là thay thế bê tông đúc tại chỗ. Hiện nay, nhiều nước trên thế giới đã giải quyết được vấn đề này một cách khá bài bản và kết quả khá tốt. Việc sử dụng bê tông đúc sẵn lắp ghép vẫn còn hạn chế chủ yếu do các tấm bê tông lớn, nặng từ 10 -->30T. đòi hỏi phải có thiết bị nâng là lắp ráp nên thế giá thành cao. Những năm gần đây người ta dùng các kết cấu hỗn hợp tức là phần tường của tầng hầm của công trình có chiều cao < 10m là cấu kiện lắp ghép, phần còn lại để chắn nước ngầm vào đáy hố móng là toàn khối (Hình 13) đáy móng Hút nước khi đào Hạ mực nước ngầm trung bình Neo Mực nước ngầm Tường trong đất đúc sẵn lắp ghép Hình 13 : Kết cấu hỗn hợp của một tường trong đất Tấm panel bằng bê tông Dưới đây ta sẽ xét tới 2 dạng cơ bản của tường trong đất bằng cấu kiện lắp ghép. Loại 1 : Cột-tấm (Hình 14) : Loại này áp dụng khi tường chịu tải trọng thẳng đứng lớn, tải trọng này do cột có tiết diện chữ T tiếp nhận. Chiều đầy của cột bằng chiều dầy của hào. Những cột này thường chôn sâu xuống dưới đáy hố móng và đến tầng đất chặt có khả năng tiếp nhận tải trọng tính toán. Giữa các cọc chữ T có đặt các panen phẳng chỉ làm việc với tải tỏng ngang do đất đẩy vào và hạn chế đáy của công trình ngầm. Trên các cột có các giằng hoặc neo gia cố. Loại kết cấu này được ứng dụng khi đất ở độ sâu cần thiết, khi mà cọc có thể làm việc hiệu quả như những cột. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 23 Tường chèn Neo Tấm panel Tấm panel Cột bê tông chữ T Vữa sẽ tách bỏ khi đào móng Vữa trong hào Cọc T Đáy móng Chèn khe bằng vữa tam hợp Hình 14 : Kết cấu dạng cột tấm Loại 2 : "Tấm phẳng" (Hình 15) Các panen là các tấm đặt suốt chiều sâu thiết kế. Những tấm này tiếp nhận cả tải trọng đứng và tải trọng ngang. Chúng thường có chiều dài từ 10á12m, rộng 1,5á3m, dầy 0,2á0,5m. Các mối nối giữa các tấm panen thường không đảm bảo tiếp xúc kín khít suốt chiều dài chúng. Tường chèn Vữa trong tường Đất thiên nhiên Neo Neo Tấm panel Neo Đáy móng Hình 15 : Kết cấu dạng tấm phẳng lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 24 C B_B C Thép góc Chi tiết chôn sẵn Bản tựa Thép I Xe treo AA Panel BB Cắt C_C Thép góc để treo panel vào tường chèn a. Mối nối giữa hai panel trong 1 hào bằng khóa đặc biệt A_A Hình 16 : Các loại mối nối Thép I Bản đế tựa Các thanh cốt thép Chi tiết chôn sẵn Thép góc Bê tông phun Chi tiết chôn sẵn Mối nối không chịu lực Bản thép hàn liên kết Chi tiết chôn sẵn Chi tiết chôn sẵn Mối nối chịu lực Mối nối chịu lực b. Mối nối hở Bê tông phun Bê tông phun Vữa xi mă ng Bản thép hàn liên kết Vữa xi mă ng lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 25 Khoá bằng thép góc Thép góc Thép T Thép tấm hàn vào biên panel sau Thiết bị để lắp ráp panel Kiểu 2 Panel Phun vữa xi măng c. Mối nối cứng Vữa xi măng Thép tấm hàn vào biên panel sau khi đào hố móng Phun vữa xi măng 4. Công nghệ xây dựng tường trong đất : 4.1. Tường trong đất bằng bê tông đổ tại chỗ: Công nghệ thi công bê tông cốt thép toàn khối trong đất bao gồm các giai đoạn thi công bắt buộc như sau : ã Chuẩn bị mặt bằng xây dựng. ã Xây dựng các tường định vị (làm mốc) để định hướng cho máy làm đất, đảm bảo sự ổn định cho vách hào trong phần trên của nó. ã Đào tường đốt hào trong vữa sét. ã Đặt vào hào các khung cốt thép và thiết bị chặn đầu của đốt hào. ã Đổ bê tông tường bằng phương pháp đổ bê tông trong nước. a) Chuẩn bị mặt bằng : San mặt bằng dọc tuyến hào sao cho đủ để xây tường định vị ở 2 bên, các phương tiện, thiết bị thi công đi lại được. Khi mặt bằng thấp, mực nước ngầm cao phải đắp cát, xây dựng một lớp đệm lót để thiết bị thi công đi lại và để xây tường định vị. Phải tiến hành công tác trắc địa dọc theo hào và tường (cắm tuyến, cao độ, vị trí...). b) Xây tường định vị Nếu mực nước ngầm ở thấp hơn mặt đất từ 1,0 á 1,5m thì tường định vị được xây trong hố đào dọc theo trục công trình và độ sâu từ : 0,7 á 0,8m. Nền của hố móng phải được làm phẳng và đầm chặt, sau đó ghép ván khuôn, đặt cốt thép và đổ bê tông tường định vị. Khi mực nước ngầm cao, cần phải đắp cát thì ván khuôn tường định vị được đặt trên đất tự nhiên hoặc đất đắp đã đầm chặt. Việc phân hào thành từng đốt được tiến hành ngay trên tường định vị. c) Đào từng đốt hào : Việc chọn máy làm đất phụ thuộc vào loại và nhóm đất, vị trí bố trí công trình và chiều sâu đào. Khi thi công ở thành phố thì mày đào gầu ngoạm là hợp lý hơn cả vì nó chiếm ít mặt lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 26 bằng. Trước khi đào phải làm xong tường định vị, lắp đặt thiết bị, máy móc để chế tạo và tái xử lý vữa sét. Các sơ đồ đào có thể là : * Đào tuần tự : Khoan cắt từng lớp, sau mỗi lần đào thì tổ hợp khoan được dịch chuyển lên phía trước 1/3D (Đường kính đầu khoan). Có 2 loại đầu khoan, một loại dùng để khoan đất đá không cứng, loại hai là loại khoan xoay cầu dùng khi đào trong đá cứng. Sau khi khoan đến độ sâu thiết kế thì rút đầu khoan lên, dịch chuyển máy khoan theo trục hào bằng một bước khoan và chu kỳ khoan cắt lặp lại. Dung dịch vữa sét sẽ được thu hồi, làm sạch và tái sử dụng. Để đào hào khi xây tường chịu lực đặc biệt là trong điều kiện trong thành phố hợp lý hơn cả là dùng dùng gầu ngoạm bước đào rộng từ 0,5 á 1,0m. Với hào không sâu (≤12m). rộng từ 0,5á1,0m ta có thể dùng máy đào gầu có cần. Gầu có đáy mở được, dịch chuyển lên xuống theo cột gầu gần trên máy xúc. d) Đặt cốt thép và thiết bị chắn đầu : Trước khi đặt cốt thép người ta phải kiểm tra độ sâu, bề rộng của hào, độ sạch của đáy và các đặc trưng của vữa sét. Phải có biên bản nghiệm thu đào hào. Sau đố ta đặt cốt thép và tấm chặn đầu khối đổ. Khung cốt thép có thể chế tạo tại nhà máy hoặc ngay trên công trình. Độ cứng của khung phải đảm bảo để khi nâng, lắp sẽ không bị biến dạng và không thay đổi kích thước hình học của khung. Bề rộng của khung thường bằng chiều dài bước đào. Khi chiều sâu hào lớn hơn 10m thì khung cốt thép sẽ được chế tạo thành từng đoạn rồi nôi lại với nhau trong quá trình lắp đặt vào hào. Phía trên khung cốt thép có hàn một thanh ngang, nó sẽ được tựa lên tường định vị để giữ khung. Nếu khung là nhiều đoạn nối lại thì đầu tiên hạ đốt dưới cùng và treo lên tường định vị. Sau đó ta hàn nối các đoạn trên lần lượt cho đến đoạn cuối cùng (Khi cốt thép ở đúng cao trình thiết kế). Việc lắp đặt các tấm chắn đầu được lắp đồng thời với cốt thép vào hào. Chú ý đảm bảo chắc chắn không bị cong vênh, rò rỉ bê tông sang khối bên cạnh Nếu dùng tấm chắn bằng ống tròn thì ống thép được hạ vào hào ở các biên của biên hào. Sau khi đổ bê tông và bê tông đã ninh kết thì rút ống đi để đổ bê tông đốt tiếp theo. Nếu dùng tấm chắn là cọc bê tông cốt thép tròn, lăng trụ... thì chúng được hạ vào hào bằng cần cẩu cho cắm sâu vào đất và cố định lên tường định vị. Sau khi đổ bê tông các đốt bên cạnh thì khoảng trống của cọc được lấp đầy bằng bê tông. Nếu dùng tấm chắn bằng ống tròn thi công bằng đóng rung thì trên biên của 2 bước đào hạ vào hào một ống chuyên dụng. Sau khi đổ bê tông và bê tông đã ninh kết thì dùng kích tách ống ra khỏi bê tông đốt tiếp theo. Sau khi bê tông ninh kết thì rút ống ra khỏi hào bằng cần cẩu. Khoảng trống giữa các đốt được làm sạch và hạ vào đó 1 ống chuyên dụng, nhồi đầy bê tông độ sụt nhỏ, dùng đầm rung gắn lên đầu ống để đầm. Sau đó rut ống ra và đầm chặt bê tông kho trong lỗ. e) Đổ bê tông : Thiết bị đổ bê tông bao gồm : Phễu, giá đổ, khớp tháo nhanh, ống dẫn bê tông. Việc cấp bê tông có thể dùng ben (qua cầu trục) hoặc có thể dùng bơm bê tông để cấp bê tông vào phễu. Chất lượng của bê tông phụ thuộc việc cấp bê tông có liên tục hay không và phải tuân theo tất cả các nguyên tắc đổ bê tông. Việc vận chuyển bê tông từ nhà máy bê tông tới công trường bằng xe tự trộn nếu không có xe tự trộn thì tốt nhất là sản xuất bê tông tại chỗ, không nên dùng xe ben chở bê tông vì hay gây ra phân tầng và độ dẻo của bê tông. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 27 Công tác đổ bê tông nên được tiến hành ngay sau khi công tác chuẩn bị đổ bê tông đã hoàn thành. Công tác chuẩn bị như đặt cốt thép, vách chắn đầu, ống đổ bê tông, phễu đổ... Các công việc này không nên vượt qua 1 thời gian là 1 ngày. Việc giữ lâu khung cốt thép trong vữa sét là không cho phép vì các hạt của vữa sẽ lắng trên cốt thép và làm giảm lực dính giữa cốt thép và bê tông. Trình tự đổ : Dùng cần trục cẩu ben bê tông đưa lên dàn rồi trút bê tông qua phễu. Sau khi bê tông ngừng chuyển động trong ống thì cho rung bằng đầm gắn ở phễu, ống bê tông được rút lên từ từ cho đến khi bê tông ra hết khỏi phễu. Ben lại trở về địa điểm nhận bê tông. Chu kỳ đổ bê tông được lăp lại. Yêu cầu đổ bê tông: ã Bê tông phải được cấp liên tục. ã ống bê tông luôn chứa đầy bê tông trong suốt thời gia thi công không cho phép để ống rỗng. ã Trước khi nhấc ống cần đo nước bê tông trong khối đổ và xác định chiều sâu ống ngập trong bê tông ã Bê tông đổ xong khi ổn định tường định vị là bê tông sạch. Lớp bề mặt sẽ đục bỏ do có dính vữa sét. Qua đây ta thấy phải có đủ toàn bộ vật liệu cần thiết cho kết cấu bê tông cần đổ trên công trường, chỉ cần thiếu một loại vật liệu ví dụ như sỏi hoặc cát, hoặc xi măng, hoặc nước sẽ làm cho việc đổ bê tông bị ngừng trệ mà điểm này thì hoàn toàn cấm kị với thi công bê tông trong nước. Kinh nghiệm đổ bê tông cho ta biết ống đổ bê tông càng cắm sâu vào bê tông càng tốt (Sâu tối đa). Chiều sâu này phụ thuộc vào quá trình ninh kết của bê tông, Chính vì thế đầu ống phải cao hơn lớp bê tông đã bắt đầu ninh kết. Cọc và tường Barrette: Cọc Barrette được dùng khi vị trí cọc sát với công trình có sẵn ta không thể dung cọc khoan nhồi được hoặc khi tải trọng lên cọc quá lớn. ở Việt Nam đã dùng loại cọc này cho Vietcombank tiết diện 0,8mx1,8mx5,5m chịu lực N=1050T. Tường Barrette được dùng phù hợp với công trình nhà cao tầng có kết cấu vách hoặc dạng hộp chịu lực. Cụ thể là nhà có tầng hầm sâu, tường vừa là tường chắn, vừa nhận tải trọng của công trình. Trong thi công tầng hầm nhà nhiều tầng theo phương pháp từ trên xuống "Top- down" thì tường barrette là rất hợp lý vì nó đáp ứng được những yêu cầu của công trình đề ra. Qui trình thi công tường Barrette tương tự như tường vách cứng, cụ thể : ã Thiết bị gồm : Cần cẩu, gầu đào, các chi tiết phụ... ã Mặt bằng thiết kế và mặt bằng thi công ã Gia công cốt thép ã Qui trình thi công các block bên cạnh, qui trình tháo tấm neo ở đầu tường (Tấm CW8) ã Chi tiết chống thấm khe tiếp giáp. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 28 0,00 chắn đầu Tấm thép Mặt cắt tường dẫn Đổ bê tông Tường dẫn 0,000,00 Cẩu móc vào giật tháo tấm bịt đầu Đào các vách bên và 0,00 Quy trình đào cọc hoặc tường chi tiết đầu tấm tường Lắp cốt thép và Hình 17 : Quy trình thi công cọc và tường barette Chế tạo các chỗ nối (Joints) giữa các ô tường chắn: Phần lớn các trường hợp người ta đều chế tạo các nối giữa hai ô kế cận nhau. Các cấu trúc nối này dung phương pháp CWS gọi là nối CWS có gắn bộ phận cản nước. Khi việc tái xử lý bentonite đang tiến hành thì ta đưa nối CWS có bộ phận cản nước xuống hố cùng với sườn tăng cường sát với mực nước thấp nhất của sườn. Nối CWS sẽ được rút ra theo chiều ngang sau khi đã hoàn toàn đào xong đất ô kế cận bằng các phương tiện cơ khí, phương tiện đào đất, bằng dụng cụ hút bằng hơi... Cấu trúc CWS có thể dùng như một dụng cụ hướng dẫn cho các thiết bị đào đồng thời bảo đảm được tính liên tục về phương diện hình học cho tường chắn. Để cho việc ngăn nước có hiệu quả nhất tại các mối nối ta có thể đặt nhiều lớp cản nước (2 hoặc 3 lớp), việc sử dụng nhiều tấm cản nước (water-stop) sẽ đáp ứng được yêu cầu về chất lượng cho tường chắn. Tấm cản nước (tấm chống thấm) Tấm CWS Tường dẫn Hình 18 lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 29 4.2. Tường trong đất được xây dựng bằng những cấu kiện bê tông đúc sẵn. Như ta đã biết việc thi công tường trong đất đổ tại chỗ là khá phức tạp và khá tốn công. Hơn nữa, ta rất khó khăn quản lý được chất lượng bê tông của tường, thiết bị thi công lại cồng kềnh, giá thành cao đòi hỏi công nghệ thi công tiên tiến, nhưng nó có ưu điểm được là khả năng chống thấm tốt. Từ những tồn tại trên người ta đã đưa vào sử dụng tưòng trong đất bằng cấu kiện bê tông đúc sẵn lúc vận chuyển sẽ giảm bớt những công việc nặng nhọc mà chất lượng bê tông lại quản lý được. Vấn đề đặt ra ở đây là giải quyết như thế nào cho thoả đáng các mối nối giữa các tấm cấu kiện đúc sẵn để nó đảm bảo không rò rỉ trong quá trình thi công công trình, đặc biệt là những công trình có dạng cong hoặc tròn trên mặt bằng. Qui trình công nghệ xây dựng tường trong đất bằng các cấu kiện bê tông đúc sẵn như sau : ã Xây tường định vị ã Đào hào trong vữa sét ã Đặt các cấu kiện lắp ghép vào hào. ã Toàn khối hoá các mối nối ã Lấp đầy các khe hở bằng vữa chuyên dụng. Hiện nay người ta thương dùng giải pháp "Cột-Tấm" hoặc "Tấm phẳng" để cấu tạo tường. Công nghệ thi công tường được tiến hành như sau (Hình 19): Trước hết ta đào một đoạn hào băng 2 hoặc 3 panel tường cộng thêm 20á30cm. Hào được đào trong vữa sét có mật độ từ 1,02á1,04g/m3. Sau khi hào đã chuẩn bi xong trước khi lắp ghép các tấm panel thì vữa sét sẽ được thay thế bằng vữa chuyên dụng ximăng-sét-cát. Vữa này chỉ để lấp đầy không gian giữa đất vách hào và panel. Để thay vữa sét trong hào đã đào xong bằng vữa ximăng-sét-cát người ta hạ vào hào một ống đường kính d ằ 100mm có phễu ở đầu trên, còn ở đầu dưới là một đoạn ống có đục lỗ đều đặn trên suốt chiều dài để cấp đều vữa X-S-C vào hào trên một bước đào. Vữa X-S-C có mật độ 1,28 á 1,30g/m3 sẽ đẩy vữa sét nhẹ hơn lên trên rồi dùng bơm bơm vào thùng chứa để sử dụng lại. Việc hạ các tấm panel được tiến hành bằng cần trục và nó được treo lên thanh ngang tựa lên tường định vị. Sau khi panel cuối cùng được hạ thì vữa sét cũng được thay thế hoàn toàn bằng vữa X-S-C và lấp đầy toàn bộ khe hở xung quanh panel và rãnh đứng ở mối nối các panel với nhau. Yêu cầu vữa X-S-C có thành phần sao cho sau một ngày đêm nó sẽ chuyển sang trạng thái dẻo và việc đào đất ở đoạn (đốt) tiếp theo có thể bắt đầu vào ngày sau đó. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 30 Mức vữa nhẹ Panel Bơm vữa nặng (X-S-C) c. Lắp đặt panel Mức vữa nặng Hút vữa nhẹ 0,00Vữa nhẹ (sét)0,00 a. Đào hào Hình 19 b. Thay vữa nhẹ (sét) bằng vữa X-S-C Một công nghệ khác cũng đã được áp dụng tại Liên Xô cũ qui trình như sau: Trước hết ta đào hào và đồng thời lắp đặt vào hào các cấu kiện đúc sẵn. Sau đó ép vữa tam hợp theo các ống đặt sẵn trong cấu kiện đúc sẵn (panel) xuống đáy hào. (dưới nền của panel) vữa tam hợp sẽ đẩy vữa sét ra và lấp đầy không gian giữa vách hào và panel. Một công nghệ khác nữa cũng rất khả thi được tiến hành như sau : Sau khi đào hào trong vữa sét đến cao độ thiết kế (cộng thêm 10cm) người ta tôn nền hào bằng sỏi hoặc đá dăm đến cao độ đáy của tấm panel. Sau đó đặt các tấm panel đúc sẵn vào hào theo các khung định vị. Để gia cố tạm các cấu kiện lắp ghép ở trong hào, đầu các panel được hàn với cốt thép chờ của tường định vị và bằng phương pháp đổ bê tông trong nước đổ vào hào một lớp bê tông dầy từ 1á1,5m. Khe hở giữa các tấm panel và mặt ngoài vách hào được lấp đầy bằng đá nhỏ và sỏi sau đó ép vữa xi măng mác 25#. Mặt trong hào và tường phía trong được lấp đầy bằng vật liệu dễ phá bỏ đi và nhanh cố kết trong vữa sét (đá dăm nhỏ, sỏi và cát hạt thô). Tiếp theo đó người ta đổ một xà giằng toàn bộ chu vi của công trình. Sau đó người ta toàn khối hoá các mối nối và hàn bằng thép dọc mối nối. 4.3. Kiểm tra chất lượng bê tông : Việc kiểm tra chất lượng thi công trong đất có một ý nghĩa rất quan trọng vì thi công đều trong điều kiện khó khăn, bị che khuất, chịu ảnh hưởng trực tiếp của thời tiết, của nước ngầm và nhiều yếu tố chưa lường hết được do hiểu biết về sự làm việc của đất nền còn nhiều hạn chế. Chất lượng của tường chỉ có thể xác định được khi đã áp dụng một số phương pháp kiểm tra quen thuộc hiện nay như là siêu âm, lấy mẫu khoan, phương pháp phóng xạ... Trong quá trình thi công ta cần kiểm tra một cách nghiêm túc chất lượng thi công. Với công nghệ thi công thích hợp và qui trình kiểm tra chất lượng chặt chẽ, khả năng hư hỏng của tường có thể giảm đến mức tối thiểu. Tại hiện trường cần kiểm tra các yếu tố sau : a) Kiểm tra dung dịch Bentonite : Mục đích kiểm tra dung dịch Bentonite chủ yếu bảo đảm cho thành hố khoan không bị sập trong quá trình đào cũng như khi đổ bê tông và để kiểm tra việc thổi rữa đáy hào khoan trước khi đổ bê tông. Các thông số chủ yếu của dung dịch Bentonite thường được khống chế như sau : lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 31 ã Hàm lương cát : < 5% ã Dung trọng : 1,01 á 1,05g/m3 ã Độ nhớt : ³ 35 sec ã Độ pH : 9,5 á 12 b) Kiểm tra đáy hố đào (hào) : Sau khi thổi rửa đáy hố đào bằng dung dịch Bentonite, cần kiểm tra độ sạch của đáy hố đào bằng một số biện pháp đơn giản sau : ã Đo chiều sâu : Đáy hố đào được coi là sạch nếu chiều sâu sau khi thổi rửa bằng chiều sâu đào. ã Sử dụng một số thiết bị xuyên đơn giản đánh giá sức kháng xuyên của đất dưới đáy hố. c) Kiểm tra bê tông trước khi đổ : Bê tông sử dụng trong thi công tường trong đất tương ứng với các thông số sau : ã Độ sụt : >15cm ã Cường độ sau 28 ngày : ³ 200kG/cm2. ã Cốt liệu thô trong bê tông : Không lớn hơn cỡ hạt theo yêu cầu của công nghệ. d) Ghi chép trong quá trình thi công : Trong quá trình thi công cần ghi chép thời gian bắt đầu, thời gian kết thúc và các sự cố sảy ra trong quá trình thực hiện công việc sau : ã Thi công tường định vị ã Đào hào ã Bơm dung dịch Bentonite ã Thổi rửa đáy hào ã Đặt khung thép ã Đặt ống đổ bê tông ã Đặt tấm chắn đầu ã Đổ bê tông hạ các cấu kiện lắp ghép vào hào ã Thể tích bê tông cho từng đoạn tường. Sau khi thi công cần kiểm tra chất lượng của tường trong đất phát hiện các khuyết tật và xử lý ngay những chỗ bị hỏng. Có thể sử dụng các phương pháp sau đây : ã Phương pháp kiểm tra dùng khoan lấy mẫu. ã Phương pháp kiểm tra bằng thiết bị vô tuyến. ã Phương pháp kiểm tra bằng siêu âm ã Phương pháp kiểm tra bằng phóng xạ. ã Và một số phương pháp động khác... Chúng ta ai cũng biết công tác đo đạc kiểm tra cũng có ý nghĩa hết sức quan trọng. Người ta phải gắn mốc trắc địa và tiến hành quan trăc một cách hệ thống các biến dạng đứng, biến dạng ngang của kết cấu các công trình nhà cửa đã tồn tại. Công tác đo đạc trắc địa phải tiến hành suốt trong thời gian đào hào (Đặc biệt là quan trắc độ lún của tường định vị), lắp ghép kết cấu, đào đất trong hố móng và tỏng thời kỳ khai thác công trình. 4.4. An toàn lao động trong thi công "Tường trong đất" : Trong quá trình thi công "Tường trong đất" phải đảm bảo an toàn cho người và thiết bị, máy móc thi công muốn vậy ta phải tôn trọng các yêu cầu trong "Quy tắc an toàn trong xây dựng" cũng như các nội qui, qui tắc an toàn trong khai thác máy móc thiết bị, an toàn trong phòng cháy chữa cháy... lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 32 Tại Hà Nội và thành phố Hồ Chí Minh, các công trình có "Tường trong đất" phần lớn đều nằm trong trung tâm thành phố vì vậy công tác an toàn phải được đặt lên hàng đầu, không những để tránh tai nạn sảy ra cho người làm xây dựng mà còn cho cả cư dân sống xung quanh công trường, có biển báo, biển chỉ dẫn. Hào phải được đậy bằng ván (tấm lát). Phải có biện pháp thoát nước mặt đặc biệt là ở những nơi bố trí tường định vị. Phải có hàng rào ngăn cách hào cách 3m. Về mỗi bên phải có cầu dành riêng cho người qua hào. Các máy móc di chuyển gần hào phải được qui định rõ tránh sụt thành hào do rung động của máy móc. Các thùng chứa hoá chất, phụ gia phải có nắp đựng. Khi xây dựng neo bê tông phải tuân thủ qui tắc an toàn cho công tác khoan. Một điều rất quan trọng là trong các giải pháp thi công cũng như trên tổng mặt bằng phải chỉ rõ các phương pháp đào đất, đổ đất và vận chuyển đất đi, giúp cho người thợ đào (lái máy đào) khỏi bỡ ngỡ, khỏi vi pham nội qui công trường. Mỗi một công việc đều được ghi chép có biên bản nghiệm thu mỗi khi thay đổi biện pháp thi công đều phải được sự thoả thuận giữa bên A và bên B bằng văn bản. Tóm lại công tác an toàn lao động là hàng đầu cho mỗi công tác, hiệu quả kinh tế của một công trình xây dựng không thể tách khỏi công tác an toàn ra một bên được, nó là một chỉ tiêu để đánh giá sự thành công của một công trình. 5. Một số phương pháp làm khô hố móng : Để công tác thi công móng hoặc các tầng hầm được thuận lợi trong điều kiện mực nước ngầm cao, cần có biện pháp hạn chế thẩm thấu nước vào khu vực thi công hố đào. ở Việt Nam, đặc biệt là khu vực đồng bằng khi thi công các công trình ta thường gặp nước ngầm. Nước ngầm chảy vào hố gây lở, sụt vách hố đào, đồng thời cũng đẩy nổi đáy hố đào do đó việc thi công đáy hố đào bằng bê tông rất khó thực hiện. Tuỳ thuộc vào lưu lượng nước, độ cao lớp nước, vào thành phần hạt và tính chống thấm của đất nền mà định ra biện pháp chống thấm (hạ mực nước ngầm) cho phù hợp. Các biện pháp thường được sử dụng là bơm hút đáy bằng bơm phun dung dịch chống thấm vào đất và phương pháp điện hoá. a) Sử dụng rãnh và hố thu nước (Hình 20) Giải pháp này được dựa trên cơ sở các rãnh thu nước ở đáy hố đào tập trung nước về hố thu để bơm ra khỏi hố móng, nó thường được áp dụng cho đất cuội sỏi hoặc đá, lưu lượng nước ít, dòng chảy không mạnh, không cuốn trôi đất vào hố đào. Đôi khi người ta còn tạo lớp lọc nứoc ở sau vách chống đất để giữ cát không chảy gây sụt lở hố. Đây là phương pháp rẻ tiền. Chiều sâu hố thu nước thường lấy bằng 1,0á1,5m và cần phải chuẩn bị nhiều hố thu khi kích thước hố đào lớn. Lưu lượng nước phải bơm khỏi hố đào được tính theo công thức của Đác xy : Q=k.i.A Trong đó : Q : Lưu lượng nước (m3/phút) k : Hệ số thấm của đất (m/s) i =h/l : Gradien thuỷ lực A : Tiết diện ngang của dòng thấm Lưu lượng Q cần được dự tính trước khi thi công để chuẩn bị thiết bị và các thiết bị và phương pháp bơm nước. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 33 Bơm Nước ngầm Hình 20 b) Hạ mực nước ngầm bằng giếng lọc : Xung quanh hố đào ta khoan một loạt các giếng lọc và đặt máy bơm hút nước liên tục, mực nước ngầm ở dưới đáy hố đào được hạ thấp cục bộ, nằm ở cao độ thấp hơn đáy móng khoảng 0,5á1,0m, cho phép thi công hố móng hoặc tầng hầm trên mặt bằng khô ráo. Phương pháp này có hiệu quả tốt khi đất nền là đất cát hạt nhỏ đến hạt thô, với vận tốc dòng chảy 1 á 100m3/ngày. Khi vận tốc dòng chảy < 1 m3/ngày, khối lượng nước quá nhỏ nên phương pháp này trở nên không kinh tế. Nhược điểm của phương pháp này sẽ có khả năng gây cho vùgn xung quanh lún theo, do đó phải tính toán chính xác số lượng giếng và lưu lượng bơm, thời gian bơm để sao cho ảnh hưởng đến khu vực xung quanh là ít nhất, Giếng lọc không thu hồi được nên chỉ áp dụng tại những nơi mặt bằng thi công rộng, lưu lượng lớn, điều kiện triển khahi các giếng rời rạc, thời gian sử dụng lâu nhưng không liên tục. Mỗi đợt bơm nên ngắn để đất không kịp lún. Lưu lượng nước chảy vào hố đào được tính gần đúng theo công thức : ( )31. .. 24m F h K mQ q F h= + (1) Trong đó : q - lưu lượng lọc của 1 m2 hố đào.(m3/m) phụ thuộc vào đất đá (cát hạt nhỏ lấy q=0,16; hạt trung q=0,24; hạt thô q=0,35) F - Diện tích hố đào (m2) hm - Lượng nước mưa trong ngày; K1 - Hệ số dự phòng = 1,1á1,3 Khi hố đào có tường cừ vây xung quanh, lưu lượng nước chảy vào hố xác định theo công thức : ( )30 . . (2)mQ q U H h h= . Trong đó q0 = 0,2á1,3 : phụ thuộc vào độ dày lớp nước ngầm (độ cao cột nước áp lực H). h - độ sâu chôn cừ. U : Chu vi hố đào. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 34 Bơm 0,5 - 1,0m Giếng lọc Vùng hạ mực nước ngầm Bơm Bơm Bơm GWT Bơm Bơm 0,5m Bơm a. Hệ thống giếng nhiều cấp trước khi bơm hút GWT : Mực nước ngầm a. Hệ thống giếng 1 cấp Hình 21. Hạ mực nước ngầm bằng giếng sâu c) Hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc : Nguyên lý hoạn động của ống kim lọc giống như giếng lọc song việc triển khai và thu hồi nhanh do kim lọc tự hạ, không cần khoan. Các kim lọc hoạt động theo 1 hệ thống nhất nên hiệu quả cao, kim có thể đặt dầy nên có thể tạo thành vành đai chặn nước ngầm chảy vào hố móng. Kim lọc áp dụng khi hố đào cần ngăn nước liên tục nhưng lưu lượng nhỏ. Hạ mực nước ngầm bằng kim lọc khi mực nước ngầm lứon thì phải chia làm nhiều cấp. Mỗi cấp bố trí một hệ thống kim. Khi hạ mực nước ngầm bằng giếng lọc hay kim lọc cần phải xác định được các thông số : Hệ số lọc k, bán kính hoạt động của giếng R, chiều sâu H, chiều dầy của tầng nước ngầm S để tính toán chính xác hiệu quả hạ nước ngầm của giếng. Thông thường người ta khảo sát thí nghiệm trước khi bố trí giếng chính thức. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 35 Đôi khi để giảm lún cho công trình bên cạnh, người ta kết hợp hạ mực nước ngầm với bơm nước lộ thiên sẽ đạt hiệu quả cao hơn, lúc đó mực nước ngầm ở ngoài vùng kim lọc không cần hạ nhiều. Ưu điểm của phương pháp hạ mực nước ngầm là làm giảm tối đa nước chảy vào hố đào; giảm áp lực lên vách chống thành hố đào, thi công thuận lợi hơn. Một trong những vấn đề rất quan trọng ở đây là làm sao chống lún cho công trình bên cạnh do ảnh hưởng của việc hạ mực nước ngầm. Người ta đưa ra lời khuyên là thời gian hút nước phải là tối thiểu. Việc hoạt động của giếng lọc chỉ chấm dứt hoạt động khi đã hàn đáy tầng hầm chống thấm tường. Cần thu hồi lại toàn bộ hệ thống ống kim lọc để sử dụng cho công trình khác. Lưu lượng nước trong hệ thống kim lọc xác định theo công thức : ( )31,36.(2 ) . lg lg H S S k mQ sFR H - = - (3) Công thức này áp dụng cho sơ đồ ống hình vòng khép kín. Đối với sơ đồ bố trí theo đường dùng công thức : ( ) 2 3( )H h lk mQ sR - = (4) Trong đó : H - Độ dày của lớp nước ngầm (m). S - Mực nước cần hạ (m) h - Độ dày lớp nước còn lại (m) k - Hệ số lọc (m/ngày) R - Bán kính hoạt động của kim lọc (m) F - Diện tích xung quanh vùng kim lọc (m2) l - Chiều dài chuỗi kim lọc (m) Bán kính hoạt động của kim xác định theo công thức của Cusakin : R = 575S.H.k (5) NN S H h R Hình 22. Bố trí ống kim lọc d) Hạ mực nước ngầm bằng phương pháp điện thấm : Khi đất nền là loại đất hạt bụi hoặc á sét (C=10-3 á 10-5 cm/s) việc sử dụng phương pháp giếng thu nước thông thường ít có hiệu quả do lưu lượng nước tập trung về giếng không lớn trong khi nước vẫn thâm vào đáy hố đào. Bằng cách sử dụng dòng điện một chiều có thể định lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 36 hướng và làm tăng lưu lượng nước tập trung về các giếng. Nguyên lý của phương pháp này được minh hoạ trên hình 21. Trong điện trường giữa các điện cực nước tự do trong đất di chuyển qua các lỗ rỗng từ dương cực sang âm cực. Biện pháp này làm thoát nước tỏng lỗ rỗng của đất, tăng cường độ của đất do đó làm tăng khả năng ổn định của thành hố đào. Theo Casagrande, hệ số điện thấm của cát, cát bụi và sét được lấy bằng KC=0,5.10cm/s khi chênh lệch điện thế bằng 1 volt/cm, nghĩa là KC = 0,5x10(cm/s)/(volt/cm). Bơm Giếng Cathode Anode BơmGS GWT Cathode Giếng Anode Hình 23. Nguyên tắc điện thấm để hạ mực nước ngầm e) Giải pháp đóng băng nhân tạo : Phương pháp đóng băng nhân tạo là phương pháp tiên tiến có thể áp dụng được trong một số trường hợp đặc biệt khó khăn. Bằng cách làm lạnh đất nền xuống nhiệt độ dưới 00C, người ta có thể tạo ra tường chắn có cường độ cao trong phần lớn đất bão hoà nước, chiều dầy của tường dễ dàng thay đổi tuỳ theo yêu cầu bằng cách tăng số trục làm lạnh. Phạm vi ứng dụng có hiệu quả của phương pháp này : ã Khi độ sâu hố đào lớn, vựơt quá giới hạn cho cọc cừ (khoảng 20m) ã Khi khó thi công cọc cừ xuyên qua những lớp đất bão hoà lớn. ã Khi việc hạ mực nước ngầm bằng các giải pháp thông thường quá đắt hoặc khi tốc độ dòng chảy của nước ngầm quá lớn (Vượt quá 2m/ngày) lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 37 A GS GWT ống làm lạnh Đá Cát thô T=-19oC ống làm lạnh A Các điểm lạnh Vách bê tông dày 1m Đất đóng băng Mực nước ngầm Hố đào Hình 24 Đóng băng nhân tạo được thi công bằng cách đưa các công thu nhiệt có đường kính 100á200mm theo chiều thẳng đứng xuyên xuống độ sâu thiết kế. Khoảng cách giữa các thường được lấy bằng 1á2,5m, tuỳ theo loại đất, nhiệt độ của đất, không khí và tốc độ làm lạnh yêu cầu. Quá trình làm lạnh tạo ra bức tường băng dày 2,5á3m. Chiều dầy của tường băng được xác định theo công thức : d m T= (6) Trong đó : m - Hệ số xác định theo lý thuyết truyền nhiệt T - Thời gian thu nhiệt 6. Chống thấm cho tầng hầm : Trong các công trình ngầm được xây dựng bằng bê tông cốt thép hay bằng gạch xây... thì việc chống thấm và chống rò rỉ cho tường của công trình là một việc làm hết sức quan trọng. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 38 Việc chống thấm phải được thực hiện sao cho đảm bảo cho được quá trình sử dụng công trình không bị thấm nước, không bị ẩm ướt tường. Phải luôn luôn giữ cho tường được khô, không bị mối, bị sùi, bong lớp trát ra. Như ta đã nêu ở các chương trước, tầng hầm có hai cách thi công chính. Thứ nhất là thi công theo kiểu truyền thống nghĩa là đào đất từ trên xuống hố đào không bị sụt lở, hay làm khô hố móng để dễ thi công ta cũng đã trình bày ở các mục trước, còn đối với tường của tầng hầm hay bể bơi đường hầm... thì giữ chúng không bị thấm nước là một vấn đề sống còn của công trình. Phương pháp thứ hai là thi công theo kiểu từ trên xuống "Top down" thì việc chống thấm cho tường trong đất giữ vai trò rất quan trọng vì phần lớn các công tường này tham gia làm tường công trình, việc thi công chống thấm đòi hỏi khá nhiều công sức và tiền của. a) Chống thấm cho tầng hầm thi công từ dưới lên : Đối với các công trình loại này việc thi công chống thấm sẽ dễ dàng hơn vì ta có thể áp dụng thi công chống thấm cả hai mặt của tường, điều kiện để thi công cũng dễ dàng và thuận lợi hơn nữa các loại vật liệu để chống thấm cũng khá đa dạng và chất lượng khá tốt, đặc biệt là các loại vật liệu nhập ngoại có khả năng chống thấm rất cao, bền tuy nhiên giá thành cũng không phải là hợp lý lắm. Ví dụ như ở Việt Nam hiện nay đang dùng nhiều loại vật liệu khác nhau như Sika, Kova,... Kết quả cho thấy nó đáp ứng được các yêu cầu của việc xây tầng hầm hiện nay. Việc áp dụng loại vật liệu đều phụ thuộc vào yêu cầu của người sử dụng công trình, vào mức độ chống thấm, vào loại kết cấu của công trình ví dụ như là bể bơi, bể chứa ngầm, tầng hầm, đường tàu điện ngầm... Về qui trình thi công vật liệu chống thấm cũng sẽ khác nhau theo loại vật liệu khác nhau Bể bơi Hình 25 Tầng hầm b. Tầng hầm, bể bơi của nhà thấp tầng a. Tầng hầm thi công theo phươn pháp từ dưới lên (Bottom-up) Loại vật liệu SIKA TOP 141 dùng để làm phụ gia chống thấm cho bể bơi (áp dụng cho mặt trong của bể), cho các công trình dưới nước như tầng hầm nhà, bể chứa dưới cống, trạm lọc lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 39 nước, nghĩa là tất cả những gì ở dưới đất ngập nước. Thành phố của nó gồm những bình đựng dung dịch từ bitum và một số túi đựng xi măng và phụ gia cách dùng như sau : Để sung dịch A vào một bình to, sạch, miệng rộng sau đó đổ túi xi măng và các phụ gia dạng bột vào bình trộn đều (bằng máy hoặc bằng tay) thời gian trộn từ 2á3 phút, cho đến khi hỗn hợp đều mầu, đẻ khoảng 10 phút sau ta có thể dùng được. Dùng bàn chải hoặc chổi lăn để quét lên tường, tối thiểu là 2 lớp, lớp sau cách lớp trước tối thiểu là 6 giờ trắnh nắng và gió. Trường hợp mặt tường lỗi lõm, rỗ thì phải khắc phục bằng xi măng và cát rồi mới được quét Sikatop 141 lên. Nếu nhiệt độ tại hiện trường là 200C và độ ẩm là 60% thì sau 1 tuân công trình được đưa vào sử dụng được, còn khi t=150C độ ẩm là 90% thì phải sau 15 ngày. Thời gian thi công không quá 1 giờ, nhiệt độ thấp nhất là 50C. Vật liệu chống thấm mang tên SIKA 101HD được dùng để chống thấm cho tường tầng hầm, cho các kết cấu cần chống rò rỉ, các kết cấu tiếp xúc với muối. Thành phần gồm xi măng và than silíc, trọng lượng 2,1 kg/l; cường độ sau 28 ngày đạt 50á60N/mm2(chịu nén); chịu uốn 8á10N/mm2; độ bám dính vào bê tông 2á3N/mm2, độ đàn hồi 27000N/mm2. Loại này dùng thi công dễ dàng chịu được nơi đóng băng việc sửa chữa cũng dễ dàng. Trước khi áp dụng phải làm sạch bề mặt tường, các chỗ lồi chỗ lõm phải được lấp đầy bằng vữa SIKATOP 122F. Nhiệt độ thi công tối thiểu là +50C. Dụng vụ là bay phết lên tường tối thiểu 2 lớp, chiều dầy mỗi lớp tối đa là 2,5mm. Người ta cũng có thể sử dụng máy phun để phun lên tường 2 lớp theo thứ tự 1,5mm và 2,5mm mỗi lớp. Sau khi thi công phải bảo vệ chúng, tránh mưa, gió, nắng, tuyết rơi... Qua thực tế người ta khuyên nên sử dụng hàm lượng vật liệu chống thấm SIKA101HD như sau: ã Kết cấu dưới mực nước ngầm < 1m : 4á6kG/m2. ã Kết cấu dưới mực nước ngầm > 1m : 6á8kG/m2. ã Khi độ ẩm cao : 3á4kG/m2. Loại này không độc hại nên trong quá trình thi công không cần các loại dụng cụ dưỡng hộ đặc biệt. Nhìn chung vật liệu chống thấm có nhiều loại, áp dụng cho từng trường hợp cụ thể. Để sử dụng một cách có hữu hiệu ta tìm đọc sổ tay của SIKA ở đó ta sẽ tìm được vật liệu cũng như biện pháp chống thấm thích hợp. Để chống thấm, chống rò rỉ cho khối lượng tầng hầm được xây bằng gạch, bằng gạch bê tông, bằng cellulảie người ta có thể sử dụng loại IGOLATEX hoặc SIKA-FONDATION B. Hia loại này rất có hữu hiệu cho việc bảo vệ các khối xây khỏi bị rò rỉ và thấm nước. IGOLATEX chế tạo từ bitum kết hợp với các sợi tổng hợp, sợi hoá học tạo thành dung dịch bền vững chịu được lạnh và các tạp chất hoá học như acid loãng, nước thải cũng như các chất có cồn. Tuy nhiên nên tránh không cho tiếp xúc với hidrocacbon. Sử dụng rất dễ dàng, trước khi quét lớp dung dịch lên kết cấu ta phải làm sạch mặt kết cấu, các chỗ lồi lõm, rỗ phải được trát trít lại cẩn thận bằng vữa xi măng mác cao. Dùng chổi hoặc bay để miết lớp đầu tiên từ dưới lên (bằng đầu mũi bay) cho nó bám chắc vào kết cấu; lớp thứ hai phải phủ hết những chỗ sót của lớp trước. Chiều dầy của lớp bảo vệ từ 3á4mm. Việc bảo dưỡng nó cũng rất quan trọng, thời gian thi công từ 1á3 giờ, thời gian chờ vữa khô 5 ngày : tránh tiếp xúc với nước trước 24 giờ. Phải bảo vệ lớp vữa không được tiếp xúc trực tiếp với nước, sương mù. Để cho khô nhanh ta có thể dùng quạt điện. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 40 Với vật liệu SIKA FONDATION B, việc áp dụng nó cũng tương tự; Nó được chế tạo tại nhà máy và đóng thành bao (25kg). Tại công trường ta chỉ việc hoà nó với muối theo tỉ lệ 5 lít muối cho một bao 25 kg. Việc trộn được tiến hành bằng máy hoặc bằng tay. Thời gian đông kết của vữa cũng phụ thuộc vào nhiệt độ nếu t > 300C thì vữa sẽ khô sau 5h30' nếu t < 50C thì thời gian vữa khô phải sau 15 giờ. Sau khi vữa khô, ta có thể tiến hành lấp đất được chú ý là khi t > 200C thì phải 2 ngày sau mới lấp được còn khi t < 50C thời gian chỉ là 7 ngày. Vật liệu này không độc hại, vì thế không cần bảo hộ gì đặc biệt tuy nhiên phải đeo kính khi làm việc tránh bắn vào mắt. b) Chống thấm cho tường được thi công trong đất Khi xây dựng các công trình ngầm bằng phương pháp tường trong đất thì vấn đề chống thấm có ý nghĩa đặc biệt quan trọng. Thường thì để làm lớp ngăn nước cho tường thì hay sử dụng bê tông phun hoặc vật liệu được chế tạo từ bitum. Tuy nhiên phương pháp này khả thi đối với tường hầm được xây dựng theo phương pháp từ dưới lên. Đối với trường hợp tường được thi công trong đất theo kinh nghiệm xây dựng thì cách ngăn nước tốt nhất và tin cậy nhất đó là tạo ra một lớp đất sau tường được keo hoá bằng vữa sét keo mịn. Vữa sét nằm ở trong hào thấm vào trong lỗ rỗng và khe nứt của đất, tạo nên một màng keo dầy 2á5mm. Sự tác động tương hỗ của các loại hạt sét lơ lửng trong muối với các hạt đất của xưởng đất được biểu thị một mặt bằng khả năng giữ đơn thuần về mặt cơ học các hạt lơ lửng chuyển động trong lỗ rỗng của đất có tính thấm, mặt khác là sự phát sinh trực tiếp sự liên kết về mặt lý hoá giữa các hạt này và xưởng của đất thấm nước. Sự tác động tương hỗ này được gọi là sự keo hoá. Trong quá trình xâm nhập của vữa vào đất, tốc độ chuyển động của vữa giảm dần và đến một một độ sâu nào đó thì ngừng hẳn. Khi vữa ở trạng thái tĩnh sẽ tạo nên trong lỗ rỗng của đất một cấu trúc mới là keo còn ở trên mặt của đất là một màng sét. Chiều dày của lớp đất được keo hoá phụ thuộc vào chiều sâu hào, các đặc tính cơ lý của đất và tính keo mịn của vữa. Ví dụ như ở độ sâu 3m kể từ mặt trên của vữa ở trong hào khi không có nước ngầm, chiều dầy lớp keo hoá trong cuội sỏi đạt đến 1,5m, trong cát là > 8cm. Trong cuội sỏi hệ số thấm là Kf = 10 -1cm/s; Sau khi xử ký bằng vữa bentonite hệ số thấm giảm xuống đến trị số 3,24.10-6cm/s có nghĩa là có thể xem như không thấm nước. Tính chất của keo sét và đất sau khi đã được keo hơn trước trên phụ thuộc vào tính chất keo mịn của nó. Việc tạo nên một màng chống thấm như vậy là có thể nếu ta sử dụng các vữa có chất lượng cao; khi đó các hạt sét sẽ se khuếch tán, ép chặt vào nhau và giữa chúng tạo nên sự liên kết keo bền và hoàn toàn không có nước tự do. Các lỗ rỗng của đất chịu lực sẽ được lấp đầy kín bằng keo của vữa sét và thực tế là tạo nên một lớp chống thấm từ đất đã keo hoá. Việc sử dụng vữa chất lượng thấp có trọng lượng riêng thấp là để giữ ổn định cho thành hào, còn việc tạo thành màng sét không thấm nước và sự keo hoá đất là không thể xảy ra. Từ những thực tế trên ta có thể áp dụng tính chất keo hoá của đất bằng vữa keo mịn để thi công chống thấm cho tường hầm được thi công trong đất. Như ta đã biết công nghệ thi công cọc khoan nhồi cũng sử dụng bentonite để giữ thành hố đào trong qua trình thi công đào đất. ở đây vấn đề được đặt ra là an toàn cho thành hố đào là chính vì thế loại vữa sét sử dụng chỉ cần có trọng lượng riêng lớn hơn của nước để cân bằng với áp lực nước do nước gây ra và nó có tác dụng giữ thành hố đào không bị sụt lở. Trong quá trình đào đất bị lẫn vào vữa sét gây bẩn vữa vì thế ta phải ta phải lọc thu hồi vữa và dùng lại nhưng dù sao thì vữa cũng không thể sạch trong quá trình thi công được nên sau khi đã thổi rửa sạch với mục đích tạo cho khối bê tông đổ không bị lẫn tạp chất trong dung dịch bentonite. Để chống thấm cho tường trong đất lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 41 khi đào hào xong ta dùng vữa bentonite loại chất lượng cao để tạo ra một lớp đất sau tường được keo hoá và trên bề mặt của lớp đất được phủ một lớp màng keo dày từ 2á5mm. Chính lớp đất keo hoá và lớp màng này sẽ ngăn không cho nước tiếp xúc với khối bê tông tường. Một khi ta đã sử dụng loại bentonite này thì việc thay thế vữa cừ bằng loại vữa sạch có thể là không cần thiết mà dùng ngay nước để thay thế, như vậy chất lượng bê tông của tường sẽ đạt chất lượng cao hơn và lúc này bê tông được thi công đúng theo "Đổ bê tông trong nước". Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Nga thì việc keo hoá lớp đất sau tường đạt kết quả rất khả quan, độ thấm nước giảm dần nhanh ở thời kỳ đầu và sẽ đạt trị số rất nhỏ sau một thời gian. Người ta đã dùng Bentonite có trọng lượng riêng gv=1,10g/cm 3. Để xây dựng tường bằng phương pháp "tường trong đất" ở ngoại ô Moscow. Sau đó người ta lấy mẫu đã được keo hoá để kiểm tra mẫu được lấy ở độ sâu 6,5á6,7m. Theo kết quả của phòng thí nghiệm thì lớp đất được keo hoá dày 9cm. lớp đất này là cát buik, hàm lượng cát d < 0,005mm chiếm 4,5% còn lại là cát hạt trung. Lớp màng sét tạo thành trên bề mặt đất hố đào là 3á4mm. Hệ số chông thấm của màng đạt 2.10-9cm/s. Rõ ràng là với kết quả trên thì lớp đất keo hoá và màng sét này hoàn toàn đảm bảo chống thấm cho tường trong đất. Người ta đã kiểm tra và thấy rằng tường không bị thấm. Để sử dụng tối đa khả năng của sét để chống thấm, người ta đã nghiên cứu để điều chỉnh này sẽ mang lại hiệu quả kinh tế tối cao. Có một số biện pháp để điều chỉnh vữa sét như phương pháp cơ khí, phương pháp siêu âm và phương pháp hoá học. Phương pháp cơ khí nhằm đạt tối đa sự khuếch tán của sét và làm sạch vữa khỏi các tạp chất khi đào hào. Việc xử lí bằng phương pháp cơ khí chủ yếu là làm khuếch tán pha cứng thành các hạt nhỏ nhất làm cho chúng có khả năng chống thấm cao, độ keo hoá cũng được nâng lên. Phương pháp siêu âm thực chất là tác động vào vữa các dao động đàn hồi để tạo ra các bọt khí, các bọt này sẽ tạo áp lực lớn làm tăng cường độ của các quá trình hoá lý, tạo nên các cấu trúc ổn định tối đa. Còn xử lý theo phương pháp hoá học là người ta đưa vào một số loại hoá chất. Nếu như đưa vào trước khi đào hào thì gọi là xử lý lần đầu, còn nếu như trong quá trình thi công đưa vào để giữ nguyên hoặc thay đổi tính chất của vữa thì gọi là xử lý phụ thêm (xử lý bổ xung). Ta có thể chia hoá chất làm 2 nhóm : nhóm hoá chất ổ định tạo màng (chất điện phân kiềm) và nhóm hoá chất ổn định như các hoá chất hoạt tính bề mặt, các keo bảo bệ chống thấm. Các hoá chất này hấp thụ lên bề mặt của các hạt sét, tạo nên xung quanh chúng một màng chắn cơ học ngăn cách sự xâm thực của các hạt sét. Tường trong đất thường đóng vai trò là tường của tầng hầm, vì vậy ngoài việc tạo lớp ngăn nước phía ngoài tường bằng vữa bentonite người ta còn phải xử lý phía trong tường bằng các loại vữa chống thấm. Như đã trình bày ở phần trên để chống thấm cho tường ta dùng các loại vữa khác nhau như SIKA-TOP 141, SIKA 101 HD, IGOLATEX và SIKA FONDATION B và nhiều loại khác của các hãng nước ngoài. Việc áp dụng nó được trình bày ở mục (a). c) Chống thấm cho tường trong đất được xây dựng bằng các cấu kiện lắp ghép. Tường trong đất ngoài việc sử dụng bê tông toàn khối để xây dựng, người ta còn dùng các tấm panel đúc sẵn lắp ghép thành tường. Việc thi công loại tường này cũng trải qua các giai đoạn đào hào bằng bentonite, sau đó các tấm panel được đưa xuống hào lắp ghép lại với nhau. Nói về chống thấm thì bản thân từng cấu kiện đã có khả năng chống thấm cao vì nó được chế tạo tại nàh máy theo một quy trình tiên tiến, chất lượng đảm bảo theo thiết kế vấn đề cần nói lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 42 ở đây là các mối nối. Để cho tường không bị thấm ta phải giải quyết thoả đáng các mối nối này, biện pháp thường dùng là toàn khối hoá các mối nối bằng một loại vữa tam hợp chậm đông kết. Yêu cầu vữa này phải ở trnạg thái lỏng trong vòng 1á2 ngày, tính chống thấm và độ bền của vữa đã đông cứng không được nhỏ hơn của đất quanh tường hoặc đất mà tường tựa lên. Ngoài ra vữa nằm trong khe hào giữa hoà và tường sau khi đông cứng có độ bền không quá lớn, gây khó khăn cho việc làm sạch mặt các cấu kiện lắp ghép sau khi đã đào đất để xây dựng tầng hầm. Việc nối các panel và lấp đầy khoảng trống giữa chúng với nhau, giữa chúng và đất vách hào bằng vữa tam hợp có thể thực hiện bằng 3 phương pháp : ã Phương pháp thay một phần vữa sét để đào hào bằng vữa sét xi măng cát thông dụng sau đó hạo vào trong hào các cấu kiện lắp ghép. Sau khi đã điều chỉnh và cố định các tấm panel vữa sét ximăng cát sẽ chui vào lấp đầy khe hở giữa các tấm tường với nhau và giữa chúng với vách hào. ã Phương pháp ép vữa xi măng sét cát qua ống vào các mối nối giữa các panel, giữa khe hở tường và vách hào. Những ống để ép vữa này có thể đặt sẵn vào trong tấm tường khi chế tạo hoặc đặt vào mối nối trong quá trình thi công. ã Phương pháp thứ ba là đưa vào trong vữa sét sau khi đào xong hào các phụ gia đặc biệt để chúng đông cứng lại. Như vậy vấn đề chung ở đây là làm thế nào để có được một hợp chất vữa xi măng sét cát hợp lý đảm bảo yêu cầu chống thấm cho tường và tạo điều kiện thuận lợi cho thi công tầng hầm sau này. Thông thường vữa sét xi măng cát bao gồm : xi măng, bentonite, cát, nước và các phụ gia bao tăng dẻo. Trong phòng thí nghiệm người ta chuẩn bị vữa bentonite có điều kiện ổn định tối đa và độ tách nước tối thiểu, đo trọng lượng riêng của nó sau đó xác định ứng suất trượt tính sau 1 và 10 phút (s1 và s10). Sau đó xác định thành phần của cát và tìm đường kính hạt lớn nhất (d10) mà hàm lượng của nó vượt quá 10%. ứng suất trượt tính được xác định bằng công thức của Giukhovixki : 2 1 ( ) 0,06s dP m g g- = (7) Trong đó : PS : ứng suất trượt tĩnh giới hạn (Pascal) d : Đường kính các hạt (cm) g1 : Trọng lượng riêng của vữa sét (g/cm 3). g2 : Trọng lượng riêng của bentonite (g/cm 3). m : Hệ số phụ thuộc hình dạng các hạt (đối với các hạt hình dạng không cố định thì m=2) Cũng có thể xác định ứng suất trượt tĩnh theo công thức của Kardvel : .( ) 3 s mR gG r r-= (8) Trong đó : G : ứng suất trượt tĩnh giới hạn (Pascal) R : Bán kính hạt (cm) rS : Trọng lượng riêng của hạt (g/cm 3). rm : Khối lượng riêng của hạt (g/cm 3). g =9,81cm/s2 là gia tốc trọng trường. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 43 Nếu ứng suất trượt tĩnh đo được sau 1 phút và sau 10 phút của vữa bentonite nhỏ hơn tính toán thì phải nâng cấp chúng bằng các phụ gia hoạt tính, các phụ gia này cũng được chọn trong phòng thí nghiệm. Lượng cát để trộn vào hợp chất được xác định theo công thức : 2 1 ( ) .1000 ( ) c c v g g g g g - P = - Trong đó : P : Lượng cát cho hợp chất vữa (kg) đưa vào 1 m3 vữa bentonite. gC, gv, g2 Trọng lượng riêng tương ứng của cát, vữa bentonite và vữa sau khi đã đưa cát vào (T/m3). (Với g2 không nhỏ hơn 1,55 T/m 3) Để chế tạo vữa sét xi măng cát ta không được dùng cát bụi và cát hạt nhỏ. Còn phụ gia dẻo đưa vào hợp chất nó phụ thuộc vào độ dẻo đã biết của vữa. Qua kinh nhiệm người ta thấy nên đưa vào một lượng phụ gia dẻo từ 0,15 --> 0,25% trọng lượng chung của ximăng và sét con số cụ thể xác định theo từng loại phụ gia sử dụng. Lượng muối cần thiết để pha loãng phụ gia cũng phải được tính toán khi xác định cấp phối của vữa ximăng cát và nước phải thoả mãn các yêu cầu thi công cũng như các yêu cầu thiết kế. Để kiểm tra độ bền và các tính chất cơ chống thấm của vữa sét xi măng cát đã chọn, người ta cho đúc mẫu hình lập phương giữ cho đông cứng trong vữa bentonite và thử ở tuổi 7,14 và 28 ngày. Có điều ta cần chú ý là khi chừa mối nối giữa các panel và thành hào bằng vữa sét xi măng cát bằng phương pháp ép qua các ống để sẵn trong panel hay trong các mối nối thì vữa phải được cấp liên tục và cũng phải luôn kiểm tra độ linh hoạt của vữa cho đến khi kết thúc công việc cho một đoạn tường. Nếu vữa cấp không liên tục (bị dừng) hoặc độ linh hoạt kém sẽ có khả năng xảy ra hiện tượng vữa Sét - XM - Cát bị trộn với vữa sét, nghĩa là vữa chúng không tách thành các phần riêng biệt, điều này dẫn đến có thể làm cho mối nối bị thấm và cường độ không đạt yêu cầu. Trong thực tế thi công chèn tường lắp ghép bằng vữa Sét - XM - Cát đã có hiện tượng keo hoá một phần lớp đất giáp tường đào. Hình 26 : Mặt cắt tường ghl trong đất : Panel tường Vữa tam hợp Đất ở trạng thái tự nhiên Đất đã keo hoá (Sét-XM-Cát) Màng bentonite lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 44 Qua hình 26 ta thấy phần đất keo hoá nằm sát vữa tam hợp (Sét - XM - Cát) còn giữa vữa tam hợp và tường tạo nên một màng bentonite dầy từ 1 á 2mm. Như vậy khả năng chống thấm cho tường là rất đảm bảo. d) Chống thấm cho tường bằng "Bentonite Geotextile" : Ngày nay trong xây dựng các công trình ngầm một sản phẩm chống thấm bằng Bentonite Geotextile có tên gọi là Voltex là sản phẩm của tập đoàn CETCO. Voltex là một loại màng phủ chống thấm có hiệu quả cao, đặc biệt đối với các công trình ngầm trên cả hai mặt đứng và nằm ngang, nó được hình bởi hai lớp sợi khoáng Polypropylene và một lượng Sodium Bentonite theo tỉ lệ : 450 g/0,09m2. Việc thi công lắp đặt Voltex hết sức dễ dàng và nhanh chóng, chỉ cần đặt nó đúng vị trí và gắn chặt lại. Nó có thể gắn trực tiếp lên bê tông tươi ở bất kỳ thời tiết nào hoàn toàn không cần dùng đến các loại keo kết dính. Voltex có thể được cắt ra thành các miếng theo hình thù của kết cấu như quanh chân cột, góc tường và các bộ phận xuyên sàn. Nó có tính năng như một lớp màng phủ tự kết dính và nén chặt. Độ bền của Voltex rất cao, khi dùng nó làm vật liệu chống thấm ta không cần phải áp dụng một biện pháp bảo vệ nào khác nữa. Ngoài Voltex ra ta còn có các loại phụ trợ như : Bentoseal được ứng dụng xử lý quanh các các ống xuyên sàn, các góc kết cấu và những phần tiếp giáp. Với Hydro Tubes là loại ống nhựa có khả năng hoà tan trong nước đưc chứa đầy chất Volclay Bentonite. Nó được ứng dụng để xử lý các phần chân kết cấu hay các phần giao nhau của tường. Còn Waterstoppage là dạng hạt nhỏ như Volclay Bentonite nguyên chất được ứng dụng xử lý các chỗ khó, nếu dùng Voltex thì hiệu quả sẽ không cao. Loại Waterstoppage RX là loại sản phẩm gốc Bentonite có khả năng co dãn, chuyên được dùng để xử lý quanh các ống xuyên và các khe nối đổ bê tông. Cuối cùng là Aquadrain là một tấm dẫn nước đúc sẵn được thiết kế với một phần cốt lõi Polystyrene đúc và sợi khoáng hạt. Tuy nhiên Voltex có những hạn chế nhất định, nó không dùng được để xử lý chống thấm bằng cách bao phủ cho các phần lộ trên mặt đất. Nó cũng không dùng để xử lý cho các kết cấu đang có nước đọng. Nó không sử dụng được cho các khe co dãn. ứng dụng của Voltex : Dùng để chống thấm chó các sàn bê tông đặt trên đấ, cho các tường cừ bằng gỗ, thép và bê tông đổ tại chỗ cũng như lắp ghép, cho các công trình đường hầm và đường ngầm, với các công trình xây dựng với bê tông phun. Voltex được sản xuất thành cuộn như cuộn giấy dầu, kích thước 1,2x4,5m, độ dầy 6,4mm. Trọng lượng 34kg. * ứng dụng cho mặt dưới sàn bê tông cốt thép : (Hình 27) Đối với lớp mặt nền là đất, sỏi được đầm nén chặt thì đòi hỏi lớp bê tông phủ lên trên phải dầy tối thiểu là 100mm, còn đối với lớp mặt nền là lớp bê tông lót thì khi lắp đặt Voltex đòi hỏi lớp bê tông bên trên phải dày tối thiểu là 150mm. Trong điều kiện có áp lực thuỷ tĩnh ta nên lắp đặt Voltex cho cả mặt dưới các đáy móng... Trước khi lắp đặt Voltex mặt nền phải được chuẩn bị kỹ càng. Tất cả các hạng mục như tầng hầm chứa thang máy, bể phốt, dầm, móng phải được lắp Voltex trước mục đích là tạo được một lớp ngăn nước liên hoàn chắc chắn. lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 45 Hình 27 a/ Mặt bằng lắp đặt Voltex Chồng nếp Tấm Voltex Voltexso le 300mm Sàn BTCT Waterstop RX Cốt thép sàn b/ Mặt cắt lắp đặt Voltex Bê tông lót nền W aterstop RX M ặt nền đã được đầm nén chặt V oltex d / Với m ặt nền bằng lớp bê tông lót Voltex c/ V ới mặt nền đá sỏi đầm chặt M ặt nền được đầm nén chặt bằng sỏi đá W aterstop RX Bê tông sàn 2 lớp cốt thép Sàn bê tông dày tối thiểu 100m m M ạch ngừng đổ bê tông Cốt thép * Dùng Voltex những nơi có đầu cọc và dầm móng (hình 28) lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 46 Voltex không nên ứng dụng để lắp đặt trên các đầu cọc móng. Cắt Voltex vừa khít quanh đầu cọc rồi xử lý Bentoseal dày tối thiểu 18mm tại góc kết cấu tiếp giáp giữa Voltex và cọc. Bentoseal dày 18mm được trám vát xéo mỗi chiều trên tấm Voltex và cọc tối thiểu 50mm. Waterstop RX nên được lắp ngay trên mặt đất đầu cọc vòng quanh cốt thép của cọc. Hình 28 : a/ Chi tiết đầu cọc móng khi có áp lực thuỷ tĩnh Voltex Bentoseal Cọc BTCT Waterstop RX Đài móng Sàn đáy Chất cản nước WaterStopage Cọc BTCT Bentoseal dày 50mm Voltex Waterstop RX Dầm thép I b / C hi tiết m ặt cắt ống xuyên sàn b / C hi tiết dầm m óng khi có áp lực thuỷ tĩnh W aterstop RX W ater stoppage W aterstoppage ống xuyên sàn Bentoseal V oltex D ầm m óng V oltex Sàn BTCT lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 47 * Với những tường cừ chắn đất : Như ta đã biết tường cừ chắn đất có thể là cọc cừ + tấm chắn đất bằng gỗ, có thể là cừ thép, hoặc là những tường chắn bằng bê tông phun trực tiếp lên thành hố đào, hoặc bằng những tấm bê tông đúc sẵn gắn vào cọc cừ. Việc thi công lắp đặt Voltex cũng không có gì đặc biệt. Voltex Ván gỗ côppha tường cừ Nền đất đầm chặt Hình 29 Waterstop RX Tường bê tông Lắp đặt Voltex cho tường bê tông lấp đất sau Voltex 300mm 100mm thanh chốt côppha Bentoseal trám các lỗ 300mm Tường bê tông 100mm Tường chắn bằng vữa BT phun Voltex 100mm Đất lấp không co ngót được trát bằng vữa Các chỗ lõm lê đức thành - luận văn thạc sỹ kỹ thuật Luận văn đăng trên www.ketcau.com (đã xin phép tác giả) ---------------------------------------Trang 48 Tóm lại, việc chống thấm cho các kết cầu nằm dưới đât phụ thuộc rất nhiều vào loại vật liệu chống thấm với điều kiện thi công lớp chống thấm ấy. Với mỗi loại vật liệu sẽ phù hợp với một loại kết cấu khác nhau, vì thế khi chọn vật liệu để áp dụng cho công trình ta cần lưu ý đến tuổi thọ công trình. Với công trình tạm thời như tường cừ chắn đất cho quá trình thi công móng thì ta chọn loại vật liệu rẻ tiền tuổi thọ thấp để đỡ lãng phí. Với các công trình vĩnh cửu thì việc lựa chọn loại vật liệu là cực kỳ quan trọng đặc biệt là các tầng hầm vì bất kỳ một công trình nào khi đã bị thấm thì việc xử lý nó là rất phức tạp và hiệu quả không cao, có nhiều khi phải sửa đi sửa lại tỏng quá trình sử dụng. ở đây chúng ta giới thiệu sơ lược một số giải pháp chống thấm cho kết cấu nằm trong đất, tuy nhiên nó chỉ rất vắn tắt, nếu muốn áp dụng một cách bài bản ta phải tham khảo thêm các tài liệu có liên quan đến vấn đề này. Chương IV : những vấn đề cần giải quyết trong quá trình thi công tầng hầm theo phương pháp từ trên xuống "Top - down" Việc đưa vào sử dụng phương pháp "Tường trong đất" để xây dựng tường chịu lực với chiều sâu 20m và lớn hơn trong những điều kiện địa chất khác nhau cho phép chúng ta tiến hành một công nghệ xây dựng các công trình ngầm (các tầng ngầm, các gara ngầm...) đặt sâu bằng phương pháp mới được gọi là phương pháp thi công từ trên xuống. Phương pháp này từ lâu đã được áp dụng ở nước ngoài và ngày nay là phương pháp cơ bản để xây dựng các công trình ngầm, các tầng hầm nhiều tầng. Quy trình xây dựng của nó đã được giới thiệu ở chương hai cũng như ưu nhược điểm của phương pháp này. Trước hết người ta tiến hành xây dựng tường trong đất đồng thời tiến hành thi công cọc móng công trình. Nếu trong quá trình thi công cần đến cột đỡ tạm thì nó cũng được thi công lúc với cọc. Giai đoạn tiếp theo là tiến hành đổ dầm sàn tầng trệt (sàn nằm trên mặt đất), sau khi bê tông sàn đã đạt cường độ chịu lực thì tiến hành đào đất và vận chuyển đất. Đào đến sàn tầng hầm 1 thì dừng lại sau đó lại tiến hành đổ dầm sàn đáy tầng hầm. Tại đáy đài ta tiến hành đổ đài móng sau đó đổ đáy tầng hầm. Cột của tầng hầm được thi công sau khi đào đất tầng hầm. Về quy trình là thi công từ trên xuống. Trong quá trình thi công ta cần giải quyết một loạt các vấn đề có liên quan kỹ thuật khác nhau. Hiện nay phương pháp phổ biến là dùng sàn bê tông đổ tại chỗ. Để thi công hệ dầm sàn này trước hết ta đi giải quyết từng vấn đề một. Đ1. Hệ kết cấu tầng hầm : Với các kết cấu nhà cao tầng có tầng hầm thì hệ kết cấu của nhà nói chung và của tầng hầm nói riêng thường là bằng kết cấu bê tông cốt thép có thể là lắp ghép và đổ toàn khối tại chỗ. Tuy nhiên với những nhà rất cao tầng thì lúc này kết cấu thép sẽ hợp lý hơn, nhưng nhìn chung thì kết cấu tầng hầm vẫn là hệ kết cấu bằng bê tông cốt thép. Do tính năng sử dụng của tầng hầm như đã nói là nó dùng để làm kho chứa hàng, làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng, làm tầng kỹ thuật, làm gara ô tô, làm kho lưu trữ tài liệu mật... Vì thế kết cấu bằng bê tông cốt thép là hợp lý hơn cả. Hệ lưới cột dầm cũng giống như cho bất kỳ một nhà cao tầng nào chỉ có điều là nhịp của nó thay đổi theo yêu cầu sử dụng. Để thi công tầng hầm theo phương pháp "Top-down" ta cần phải có một h