THI CÔNG TOP-DOWN

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP

Công nghệ thi công Top-down

THI CÔNG TOP-DOWN

THI CÔNG TOP-DOWN Công nghệ thi công Top-down (từ trên xuống) là công nghệ thi công phần ngầm của công trình nhà, theo phương pháp khác với phương pháp truyền thống: thi công từ dưới lên. Trong công nghệ thi công Top-down người ta có thể đồng thời vừa thi công các tầng ngầm (bên dưới cốt ± 0,00 (cốt ± 0,00 tức là cao độ mặt nền hoàn thiện của tầng trệt công trình nhà, đọc là cốt không)) và móng của công trình, vừa thi công một số hữu hạn các tầng nhà, thuộc phần thân, bên trên cốt không (trên mặt đất).

1.1 Lịch sử Công nghệ Top-down đã vào Việt Nam được hơn mười năm. Nó vào Tp.HCM trước Hà nội. Công trình đầu tiên là Harbourview - Nguyễn Huệ (1993-1994 - Bachy Solatance), công trình thứ 2 là Saigon Center rồi nhiều công trình khác nữa. Ở nước ta hiện nay trong nam ngoài bắc cũng đã có rất nhiều công trình thi công theo phương pháp này các đơn vị thi công như : Bachy (Pháp), Tungfeng (Đài loan), Delta (Việt nam), Longgiang( viêtnam).

1.2 Ứng dụng Nhà cao tầng thường có một vài tầng hầm để làm tầng kĩ thuật, chứa đựng máy móc thiết bị, hệ thống kĩ thuật và xử lý như: bể nước thô, hệ thống bơm nước, thiết bị lọc, bể nước sạch hệ thống bể chứa phế thải và xử lý, hệ thống biến áp và tủ điều khiển, tủ phân phối điện. Ngoài ra, còn làm kho chứa hàng hóa, vật liệu và gara ô tô. Về góc đọ chịu lực tầng hầm giúp công trình đỡ bớt tải nền đất phía trên đưa trọng tâm công trình thấp xuống, giúp công trình chịu lực ngang của gió, bão, động đất tốt hơn. Tuy nhiên việc thi công tầng hầm nói riêng và phần ngầm nói chung thường rất khó khăn và là thách thức đối với nhiều nhà thầu. Mỗi công trình đều có những đặc diềm riêng về cấu tạo nền đất, mặt cắt địa chất, chiều cao mực nước ngầm... nên không thể chỉ sử dụng kinh nghiệm mà đòi hòi cần có hiểu biết đầy đủ về khoa học và công nghệ mới đáp ứng được yêu cầu xây dựng của công trình.

Các phương pháp thi công phần ngầm truyền thống thường dùng tường chắn và hệ thanh chống để đào đất và thi công phần ngầm công trình từ dưới lên mà đại diện của các phương pháp này là: Phương pháp sử dụng tường chắn bằng cừ ván thép (Sheel piles) và hệ thống thanh chống (Bracing System); Phương pháp sử dụng tường chắn barrette và hệ thống neo trong đất (Anchors).Các phương pháp này bên cạnh một số ưu điểm thì bộc lộ nhiều nhược điểm cơ bản là tốn kém về kinh tế tiến độ thi công chậm và độ chính xác kém.

Đối với những nhà sử dụng tường barrette quanh chu vi nhà đồng thời làm tường cho tầng hầm nhà nên thi công tầng hầm theo kiểu top-down.Công nghệ thi công tầng hầm 'TOP-DOWN' là công nghệ tiên tiến hiện nay.

1.3 Một số ưu điểm Các vấn đề về mặt bằng và tiến độ thi công: không cần diện tích đào móng lớn hoặc

đỡ tốn chi phí phải làm tường chắn đất độc lập. Đặc biệt đối với công trình giao thông

THI CÔNG TOP-DOWN

dạng hầm giao thông, phương pháp này giúp sớm tái lập mặt đường để giao thông. Và có thể thi công kết hợp up-up phần thượng tầng và top down đối với phần ngầm (thông dụng đối với các công trình dân dụng có tầng ngầm) ----> đẩy nhanh tiến độ thi công.

Tiến độ thi công nhanh: khi đang làm móng và tầng hầm vẫn có thể đồng thời làm phần trên được để tiết kiệm thời gian, (đương nhiên là phải tăng chi phí gia cường an toàn phần dưới nhiều hơn, còn nếu "tiết kiệm" tiến độ mà không bù lỗ được "chi phí" tăng do phải gia cường an toàn thì không cần làm nhanh, top-down phần ngầm trước rồi mới làm phần trên như đã thấy ở Hà nội. Sau khi đã thi công sàn tầng trệt, có thể tách hoàn toàn việc thi công phần thần và thi công phần ngầm. Có thể thi công đồng thời các tầng hầm và kết cấu phần thân. Qua thực tế 1 số công trình cho thấy để có thể thi công phần thân công trình chỉ mất 30 ngày, trong khi mỗi giải pháp chống quen thuộc mỗi tầng hầm (kể cả đào đất, chống hệ dầm tạm, thi công phần BT) mất khoảng 45 đến 60 ngày, với nhà có 3 tầng hầm thì thi công từ 3 đến 6 tháng. Với nhà có 3 tầng hầm thường tiết kiệm được thời gian thi công từ 5 dấn 6 tháng.

Không cần dùng hệ thống chống tạm (Bracsing System) để chống đỡ vách tường tầng hầm trong quá trình đào đất và thi công các tầng hầm, không phải chi phí cho hệ chống phụ. Hệ thanh chống tạm này thường rất phức tạp vướng không gian thi công và rất tốn kém.

Chống vách đất được giải quyết triệt để vì dùng tường và hệ kết cấu công trình có độ ổn định cao.

Không tốn hệ thống giáo chống, copha cho kết cấu dầm sàn vì thi công trên mặt đất. (đối với phương pháp đào truyền thống thì chi phí cho công tác chống đỡ và neo khá cao, kéo dài thi công và đòi hỏi các thiết bị tiên tiến.)

Các vấn đề về móng (hiện tượng bùn nền, nước ngầm...), có một điểm lưu ý ở đây là trong đô thị thường có nhiều công trình cao tầng, nếu thi công đào mở (open cut) có tường vây, móng sâu và phải hạ mực nước ngầm để thi công phần ngầm, điều này dẫn đến việc thường không đảm bảo cho các công trình cao tầng kề bên (dễ xảy ra hiện tượng trượt mái đào, lún nứt...), phương án thi công Top-down giải quyết được vấn đề này.

Khi thi công các tầng hầm đã có sẵn tầng trệt, nên giảm ảnh hưởng xấu của thời tiết.

1.4 Một số nhược điểm Kết cấu cột tầng hầm phức tạp. Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công. Thi công cần phải có nhiều kinh nghiệm Thi công đất trong không gian kín khó thực hiện cơ giới hoá. Thi công trong tầng hầm kín ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động. Phải lắp đặt hệ thống thông gió và chiếu sáng nhân tạo

1.5 Phương pháp công nghệ chính Trong công nghệ Top-down, các tầng hầm được thi công bằng cách thi công phần tường vây bằng hệ cọc barrette xung quanh nhà (sau này phần trên đỉnh của tường vây dùng làm tường

THI CÔNG TOP-DOWN

bao của toàn bộ các tầng hầm) và hệ cọc khoan nhồi (nằm dưới chân các móng cột) bên trong mặt bằng nhà. Tường vây thi công theo công nghệ cọc nhồi bê tông tới cốt không (cốt nền ngay trên mặt đất) (không tính phần bê tông chất lượng kém trên đỉnh vào trong thành phần tường). Riêng các cọc khoan nhồi bê tông nằm dưới móng cột ở phía trong mặt bằng nhà thì không thi công tới mặt đất mà chỉ tới ngang cốt móng (không tính phần bê tông đầu cọc nhồi, phải tẩy bỏ đi sau này). Phần trên chịu lực tốt, ngay bên dưới móng của các cọc nhồi này được đặt sẵn các cốt thép bằng thép hình, chờ dài lên trên tới cốt không (cốt nền ngay tại mặt đất). Các cốt thép hình này, là trụ đỡ các tầng nhà hình thành trong khi thi công Top-down, nên nó phải được tính toán để chịu được tất cả các tầng nhà, mà được hoàn thành trước khi thi công xong phần ngầm (gồm tất cả các tầng hầm cộng thêm một số hữu hạn các tầng thuộc phân thân đã định trước). Tiếp theo đào rãnh trên mặt đất (làm khuôn dầm), dùng ngay mặt đất để làm khuôn hoặc một phần của khuôn đúc dầm và sàn bê tông cốt thép tại cốt không. Khi đổ bê tông sàn cốt không phải chừa lại phần sàn khu thang bộ lên xuống tầng ngầm, để (cùng kết hợp với ô thang máy) lấy lối đào đất và đưa đất lên khi thi công tầng hầm. Sàn này phải được liên kết chắc với các cốt thép hình làm trụ đỡ chờ sẵn nêu trên, và liên kết chắc với hệ tường vây (tường vây là gối đỡ chịu lực vĩnh viễn của sàn bê tông này). Sau khi bê tông dầm, sàn tại cốt không đã đạt cường độ tháo dỡ khuôn đúc, người ta tiến hành cho máy đào chui qua các lỗ thang chờ sẵn nêu ở trên, xuống đào đất tầng hầm ngay bên dưới sàn cốt không. sau đó lại tiến hành đổ bê tông sàn tầng hầm này, ngay trên mặt đất vừa đào, tương tự thi công như sàn tại cốt không, rồi tiến hành lắp ghép cốt thép cột tầng hầm, lắp khuôn cột tầng hầm và đổ bê tông chúng.

Cứ làm như cách thi công tầng hầm đầu tiên này, với các tầng hầm bên dưới. Riêng tầng hầm cuối cùng thay vì đổ bê tông sàn thì tiến hành thi công kết cấu móng và đài móng.

Đồng thời với việc thi công mỗi tầng hầm thì trên mặt đất người ta vẫn có thể thi công một hay vài tầng nhà thuộc phần thân như bình thường. Sau khi thi công xong hết các kết cấu của tầng hầm người ta mới thi công hệ thống thang bộ và thang máy lên xuống tầng hầm.

1.6 Một số kĩ thuật cần thiết trong thi công tầng hầm theo phương pháp "TOP-DOWN"

1.6.1 Cốt thép đỡ tạm Khi thi công tầng hầm theo phương pháp “TOP-DOWN” phải sử dụng các cột thép để đỡ các sàn tầng hầm và nếu thi công kết cấu phần thân đồng thời với thi công tầng hầm thì các cột thép chống tạm này phải chịu được thêm cả 2 sàn tầng 1 và tầng 2 nữa. Số lượng các sàn mà cột thép chống tạm cần phải đỡ sẽ được lấy theo tiến độ thi công phần thân nhà.

Các cột thép đỡ tạm sau này sẽ được nhồi và bọc bê tông trở thành những cột chịu lực của công trình. Việc tinh toán các cột này sẽ theo những phương pháp tinh toán và quy định riêng. Trong thực tế người ta dùng thép I có gia cường thép góc hoặc ống thép với khả năng chịu lực từ 200 - 1000 tấn.

THI CÔNG TOP-DOWN

Các cột thép đỡ tạm phải được đặt đúng vào vị trí các cột chịu lực của công trình và thường được cắm sẵn vào các cọc khoan nhồi từ khi thi công cọc khoan nhồi.

1.6.2 Bê tông Do yêu cầu thi công liên tục, phải tháo ván khuôn sớm để tiến hành đào đất thi công tiếp tục phần dưới, nên cần dùng phụ gia để giúp bê tông nhanh chóng đạt được cường độ yêu cầu trong mót thời gian ngăn. Có thể sử dụng các phương pháp sau:

- Sử dụng phụ gia hóa dẻo, siêu dẻo giảm tỉ lệ nước nhưng vẫn giữ nguyên độ sụt yêu cầu làm tăng cường độ của bê tông.

- Sử dụng các phụ gia tăng trưởng cường độ nhanh, có thế đạt trên 90% cường độ thiết kế trong vòng 7 ngày.

Khi thi công cột và vách cứng, cần phải dùng bê tông có phụ gia trương nở để vá các đầu cột, đầu lõi nơi tiếp giáp với dầm sàn. Phụ gia trương nở nên sử dụng loại khoáng, khi tương tác với nước xi măng tạo ra các cấu tử nở CaOAl2O33CaSo4(31-32)H2O. Hàm lượng phụ gia trương nở thường được sử dụng là từ 5 - 15% của lượng xi măng, không nên dùng bột nhóm hoặc các chất sinh khí để làm bê tông trương nở bới chúng gây ăn mòn cốt thép.

Bê tông sàn nơi tiếp giáp với tường tầng hầm nơi có thép chờ vả ở sàn đáy phải được chống thấm bằng những phương pháp hữu hiệu, việc sửa chữa những chỗ bị rò rỉ, thấm sau khi đã thi công bê tông là rất khó khăn và tốn kém.

1.6.3 Hạ mực nước ngầm để thi công các tầng hầm Khi thi công các tầng hầm bằng phương pháp “TOP-DOWN” thường gặp nước ngầm gây khó khăn rất nhiều cho việc thi công, thông thường người ta phải kết hợp cả hai phương pháp là hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc và hệ thống thoát nước bề mặt gồm các mương tích nước. hố thu nước và máy bơm. Việc thiết kế các hệ thống hạ mực nước ngầm và thoát nước này phải được tính toán riêng cho từng độ sâu thi công theo từng giai đoạn. Khi thi công cũng phải coi trọng và luân thủ đúng yêu cầu thiết kế của công tác này.

1.6.4 Vai trò của hệ dầm và sàn Ví dụ nếu nhìn Gouman hotel xuống thì có thể thấy rõ người ta để 3 lỗ tại sàn tầng 1 (một cái là đường lên xuống của tầng hầm) để vận chuyển đất lên. Việc thi công dầm không có nghĩa là để cho dễ vận chuyển đất, ngoài lý do để chống áp lực đất cho tường vây và rút ngắn thời gian thi công thì có thể còn có lý do sau: việc thi công dầm và sàn tại tầng hầm sử dụng đất thay dàn giáo để đỡ ván khuôn nên chiều cao đào bị khống chế, mặt khác máy đào ở đây tuy là loại chuyên dùng cho đào tầng hầm nhưng độ mở gầu đào vẫn bị khống chế, nếu làm sàn thì sẽ rất khó đào đất và sẽ rất nguy hiểm. Việc thi công dầm không không cho thấy sự thông gió và chiếu sáng được tốt hơn vì thông gió tốt phụ thuộc chính vào luồng gió đưa xuống vị trí gây khói và tính toán sao cho khí đi tuần hoàn, chiếu sáng chủ yếu dùng đèn và ánh sáng từ 3 lỗ mở xuống.

THI CÔNG TOP-DOWN

1.7 Các bước thi công 1. Thi công tường chắn đất thành một chu vi kín: cấu tạo là các tường bê tông cốt thép, có thể kết hợp với cọc nhồi xen kẽ để tham gia chịu lực cùng kết cấu móng. Thi công theo phương pháp đào hố ( nếu nông thì dùng máy đào, sâu thì dùng máy cắt đất gầu vuông, dùng dung dịch bentonite giữ thành.

2. Đào hố tới cao độ thuận lợi (1-2m) và thi công hệ thống giằng chống tạm theo phương đứng.

Có hai phương pháp thi công sàn tầng hầm:

Dùng hệ cột chống hầm đã thi công (tỳ lên cọc nhồi) để đỡ hệ dầm và sàn tầng hầm. Dùng cột chống tạm. Chống tạm theo phương đứng là dùng các cột chống tạm bằng

thép hình cắm trước vào các cọc khoan nhồi ở đúng vị trí các cột suốt chiều cao từ mặt đất đến đỉnh cọc nhồi(các cọc khoan nhồi nên được đặt trước các thanh thép hình tới gần cao độ này để có thể sử dụng vào việc chống hệ thanh giằng). Lý do phải có cột chống tạm này là trong khi phải thi công phần thân nhà bên trên lên cao dần đồng thời với thi công tầng hầm, phần thân nhà bên trên chưa có kết cấu chính thức đỡ tải trọng do thân nhà trên tác động xuống cọc nhồi bên dưới. Các cột này được đặt tại đỉnh cọc nhồi ngay trong giai đoạốíăp hoàn thành việc thi công cọc khoan nhồi.

3. Thi công hệ dầm sàn bê tông đầu tiên - tầng trệt (cốt 0.00) và để lỗ chờ thi công cho các tầm sàn tiếp theo, các tấm sàn tiếp theo bên dưới được thi công tuần tự. Các tấm sàn BTCT này cũng đóng vai trò giằng chống cho tường chắn đất bằng cách liên kết trực tiếp với tuờng qua các mối nối. Dùng ngay đất đang có làm coppha cho sàn này nên không phải cây chống. Tại sàn này để một lỗ trống khoảng 2mx4m để vận chuyển những thứ sẽ cần chuyển từ dưới lên và trên xuống.Khi sàn đủ cứng, qua lỗ trống xuống dưới mà moi đất tạo khoảng không gian cho tầng hầm sát trệt. Lại dùng nền làm coppha cho tầng hầm tiếp theo. Rồi lại moi tầng dưới nữa cho đến nền cuối cùng thì đổ lớp nền đáy. Nếu có cột thì nên làm cột lắp ghép sau khi đã đổ sàn dưới. Cốt thép của sàn và dầm được nối với tường nhờ khoan xuyên tường và lùa thép sau. Dùng vữa ximăng trộn với Sikagrout bơm sịt vào lỗ khoan đã đặt thép.

Đào một phần đất để tạo chiều cao cho việc thi công dầm sàn tầng tầng trệt (có độ sâu khoảng chừng 1.66m).

Ghép ván khuôn dầm sàn tầng trệt Đặt cốt thép dầm sàn tầng trệt, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép của

tường vách. Chống thấm cho các mối nối giữa sàn và tường vách. Đổ bê tông dầm sàn tầng trệt. Bảo dưỡng đến khi bê tông sàn tầng trệt đạt cường độ yêu cầu.(Chờ 10 ngày cho bê

tông có phụ gia đủ 90% cường độ yêu cầu).

4. Thi công láng hầm thứ nhất

- Tháo ván khuôn dầm sàn tầng trệt

THI CÔNG TOP-DOWN

- Đào đất để tạo chiều cao cho việc thi công tầng hầm thứ nhất.

- Ghép ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ nhất.

- Chống thấm cho các mối nối giữa sàn tầng hầm thứ nhất và tường vách.

- Đặt cốt thép dầm sàn tầng hầm thứ nhất, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép của tường vách.

- Đổ bê tông dầm sàn tầng hầm thứ nhất

- Cốt thép ván khuôn và đổ bê tông lõi vách cứng, lồng cầu thang máy, nhồi và bọc cột thép từ tầng hầm thứ nhất đến tầng trệt.

- Bảo dưỡng đến khi bê tông sàn tầng hầm thứ nhất đạt cường độ yêu cầu.

5. Thi công tầng hầm thứ hai

- Tháo ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ nhất

- Đào đất để tạo chiều cao cho việc thi công tầng hầm thứ hai

- Ghép ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ hai

- Chống thấm cho các mối nối giữa sàn tầng hầm thứ hai và tường vách.

- Đặt cốt thép dầm sàn tầng hầm thứ hai, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép của tường vách.

- Đổ bê tông dầm sàn tầng hầm thứ hai.

- Cốt thép ván khuôn và đổ bê tông lõi vách cứng. lồng cầu thang máy, nhồi và bọc cột thép từ tầng hầm thứ hai đến tầng hầm thứ nhất.

- Bảo dưỡng đến khi bê tông sàn tầng hầm thứ hai đạt cường độ yêu cầu.

6.Thi công tầng hầm thứ ba (tầng đáy)

- Tháo ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ hai

- Đào đất đến cốt thi công đài cọc

- Bê tông lót, chống thấm đáy dài cọc và dầm giằng

- Thi công đài cọc và dầm giằng

- Bê tông lót và chống thấm cho sàn đáy của tầng hầm, kể cả các mối nối với tường vách.

- Đặt cốt thép sàn đáy tầng hầm, hàn nối với cốt thép của cột chống thép và cốt thép của tường vách.

- Đổ bê tông sàn đáy tầng hầm.

THI CÔNG TOP-DOWN

- Cốt thép ván khuôn đổ bê tông lõi vách cứng, lồng cầu thang máy, nhồi và bọc cột thép của tầng hầm cuối cùng.

- Bảo dưỡng bê tông sàn đáy tầng hầm.

7. Thi công Tường tầng hầm phía bên trong tường barret nếu cần thiết.

8. Thi công vá các ô sàn được chừa lỗ khi thi công.

9. Thi công hoàn thiện như Phương pháp truyền thống

1.8 Thiết bị phục vụ thi công Phục vụ công tác đào đất phần ngầm thường dùng các máy đào đất loại nhỏ, máy san

đất loại nhỏ, máy lu nền loại nhỏ, các công cụ đào đất thủ công, máy khoan bê tông. Phục vụ công tác vận chuyển : hay sử dụng cần trục nhỏ phục vụ chuyển đất từ nơi

tập kết sau khi đào trong lòng nhà ra lên xe ô tô chuyển đất đi xa; bố trí thùng chứa đất , xe chở đất tự đổ.

Phục vụ công tác khác : bố trí máy bơm, thang thép đặt tại lối lên xuống , hệ thống đèn điện chiếu đủ độ sáng cho việc thi công dưới tầng hầm.

Phục vụ công tác thi công bê tông : trạm bơm bê tông , xe chở bê tông thương phẩm , các thiết bị phục vụ công tác thi công bê tông khác

Ngoài ra tuỳ thực tế thi công còn có các công cụ chuyên dụng khác.

THI CÔNG ÉP CỌC

2 THI CÔNG ÉP CỌC

2.1 Các định nghĩa Cọc ép là cọc được hạ bằng năng lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầu cọc. Tải trọng thiết kế là giá trị tải trọng do Thiết kế dự tính tác dụng lên cọc. Lực ép nhỏ nhất (Pép)min là lực ép do Thiết kế quy định để đảm bảo tải trọng thiết kế

lên cọc, thông thường lấy bằng 150 → 200% tải trọng thiết kế; Lực ép lớn nhất (Pép)max là lực ép do Thiết kế quy định, không vượt quá sức chịu tải

của vật liệu cọc; được tính toán theo kết quả xuyên tĩnh, khi không có kết quả này thì thường lấy bằng 200 → 300% tải trọng thiết kế.

Ghi chú: Để biết được khả năng ép của kích thủy lực thì trước tiên phải đề nghị đơn vị ép cọc cung cấp giấy kiểm định đồng hồ và giàn ép thủy lực, trong kết quả kiển định sẽ có bảng tra chỉ số trên đồng hồ (kg/cm2) và tương đương với chỉ số này là lực ép đầu cọc (Tấn). Hai số liệu này quan hệ với nhau bằng "phương trình quan hệ" có trong kết qủa kiểm định. Phải lưu ý nữa là số hiệu đồng hồ và giàn ép có đúng như giấy kiểm định không.

2.2 Ưu nhược điểm của phương pháp thi công ép cọc Hiện nay có nhiều phương pháp để thi công cọc như búa đóng, kích ép, khoan nhồi... Việc lựa chọn và sử dụng phương pháp nào phụ thuộc vào địa chất công trình và vị trí công trình. Ngoài ra còn phụ thuộc vào chiều dài cọc, máy móc thiết bị phục vụ thi công. Một trong các phương pháp thi công cọc đó là ép cọc bằng kích ép.

Ưu điểm:

Êm, không gây ra tiếng ồn Không gây ra chấn động cho các công trình khác Khả năng kiểm tra chất lượng tốt hơn: từng đoạn cọc được ép thử dưới lực ép và ta

xác định được sức chịu tải của cọc qua lực ép cuối cùng.

Nhược điểm:

Không thi công được cọc có sức chịu tải lớn hoặc lớp đất xấu cọc phải xuyên qua quá dầy.

THI CÔNG ÉP CỌC

2.3 Chuẩn bị mặt bằng thi công Chuẩn bị mặt bằng,dọn dẹp và san bằng các chướng ngại vật. Vận chuyển cọc bêtông đến công trình. Phải tập kết cọc trước ngày ép từ 1 đến 2 ngày

(cọc được mua từ các nhà máy sản xuất cọc) Khu xếp cọc phải đặt ngoài khu vực ép cọc, đường đi vận chuyển cọc phải bằng

phẳng, không gồ ghề lồi lõm Cọc phải vạch sẵn trục để thuận tiện cho việc sử dụng máy kinh vĩ cân chỉnh Cần loại bỏ những cọc không đủ chất lượng, không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Trước khi đem cọc đi ép đại trà, phải ép thí nghiệm 1 – 2% số lượng cọc Phải có đầy đủ các báo cáo khảo sát địa chất công trình, kết quả xuyên tĩnh

Đối với cọc bêtông cần lưu ý: Độ vênh cho phép của vành thép nối không lớn hơn 1% so với mặt phẳng vuông góc trục cọc. Bề mặt bê tông đầu cọc phải phẳng. Trục của đoạn cọc phải đi qua tâm và vuông góc với 2 tiết diện đầu cọc. Mặt phẳng bê tông đầu cọc và mặt phẳng chứa các mép vành thép nối phải trùng nhau. Chỉ chấp nhận trường hợp mặt phẳng bê tông song song và nhô cao hơn mặt phẳng mép vành thép nối không quá 1 mm.

THI CÔNG ÉP CỌC

2.4 Vị trí ép cọc Vị trí ép cọc được xác định đúng theo bản vẽ thiết kế: phải đầy đủ khoảng cách, sự

phân bố các cọc trong đài móng với điểm giao nhau giữa các trục. Để cho việc định vị thuận lợi và chính xác, ta cần phải lấy 2 điểm mốc nằm ngoài để

kiểm tra các trục có thể bị mất trong quá trình thi công. Thực tế, vị trí các cọc được đánh dấu bằng các thanh thép dài từ 20 đến 30cm

Từ các giao điểm các đường tim cọc, ta xác định tâm của móng, từ đó ta xác định tâm các cọc

2.5 Lựa chọn phương án thi công ép cọc Việc thi công ép cọc ở ngoài công trường có nhiều phương án ép, sau đây là hai phương án ép phổ biến:

2.5.1 Phương án 1 Nội dung: Tiến hành đào hố móng đến cao trình đỉnh cọc, sau đó mang máy móc, thiết bị ép đến và tiến hành ép cọc đến độ sâu cần thiết.

Ưu điểm:

Đào hố móng thuận lợi, không bị cản trở bởi các đầu cọc Không phải ép âm

THI CÔNG ÉP CỌC

Nhược điểm:

Ở Những nơi có mực nước ngầm cao, việc đào hố móng trước rồi mới thi công ép cọc khó thực hiện được

Khi thi công ép cọc mà gặp trời mưa thì nhất thiết phải có biện pháp bơm hút nước ra khỏi hố móng

Việc di chuyển máy móc, thiết bị thi công gặp nhiều khó khăn Với mặt bằng thi công chật hẹp, xung quanh đang tồn tại những công trình thì việc thi

công theo phương án này gặp nhiều khó khăn, đôi khi không thực hiện được

2.5.2 Phương án 2 Nội dung: Tiến hành san phẳng mặt bằng để tiện di chuyển thiết bị ép và vận chuyển sau đó tiến hành ép cọc theo yêu cầu. Như vậy, để đạt được cao trình đỉnh cọc cần phải ép âm. Cần phải chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc bằng bê tông cốt thép để cọc ép được tới chiều sâu thiết kế. Sau khi ép cọc xong ta sẽ tiến hành đào đất để thi công phần đài, hệ giằng đài cọc

Ưu điểm:

Việc di chuyển thiết bị ép cọc và vận chuyển cọc có nhiều thuận lợi kể cả khi gặp trời mưa

Không bị phụ thuộc vào mực nước ngầm Tốc độ thi công nhanh

Nhược điểm:

Phải thêm các đoạn cọc dẫn để ép âm Công tác đào đất hố móng khó khăn, phải đào thủ công nhiều, thời gian thi công lâu

vì rất khó thi công cơ giới hóa

2.5.3 Kết luận Căn cứ vào ưu nhược điểm của 2 phương án trên, căn cứ vào mặt bằng công trình, phương án đào đất hố móng, ta sẽ chọn ra phương án thi công ép cọc. Tuy nhiên, phương án 2, kết hợp đào hố móng dạng ao sẽ kết hợp được nhiều ưu điểm để tiến thành thi công có hiệu quả.

2.6 Các yêu cầu kỹ thuật đối với đoạn ép cọc - Cốt thép dọc của đoạn cọc phải hàn vào vành thép nối theo cả 2 bên của thép dọc và trên suốt chiều cao vành

- Vành thép nối phải phẳng, không được vênh

- Bề mặt ở đầu hai đoạn cọc nối phải tiếp xúc khít với nhau.

- Kích thước các bản mã đúng với thiết kế và phải ≥ 4mm

- Trục của đoạn cọc được nối trùng với phương nén

THI CÔNG ÉP CỌC

- Kiểm tra kích thước đường hàn so với thiết kế, đường hàn nối cọc phải có trên cả 4 mặt của cọc. Trên mỗi mặt cọc, chiều dài đường hàn không nhỏ hơn 10cm.

Yêu cầu đối với việc hàn nối cọc:

Trục của đoạn cọc được nối trùng với phương nén. Bề mặt bê tông ở 2 đầu đọc cọc phải tiếp xúc khít với nhau, trường hợp tiếp xúc

không khít phải có biện pháp làm khít. Kích thước đường hàn phải đảm bảo so với thiết kế. Đường hàn nối các đoạn cọc phải có đều trên cả 4 mặt của cọc theo thiết kế. Bề mặt các chỗ tiếp xúc phải phẳng, sai lệch không quá 1% và không có ba via.

2.7 Yêu cầu kỹ thuật với thiết bị ép cọc Thiết bị ép cọc phải có các chứng chỉ , có lý lịch máy do nơi sản xuất cấp và cơ quan thẩm quyền kiểm tra xác nhận đặc tính kỹ thuật của thiết bị.

Đối với thiết bị ép cọc bằng hệ kích thuỷ lực cần ghi các đặc tính kỹ thuật cơ bản sau:

+ Lưu lượng bơm dầu

+ Áp lực bơm dầu lớn nhất

+ Diện tích đáy pittông

+ Hành trình hữu hiệu của pittông

+ Phiếu kiểm định chất lượng đồng hồ đo áp lực đầu và van chịu áp do cơ quan có thẩm quyền cấp.

Thiết bị ép cọc được lựa chọn để sử dụng vào công trình phải thoả mãn các yêu cầu sau:

+ Lực ép lớn nhất của thiết bị không nhỏ hơn 1.4 lần lực ép lớn nhất (Pep)max tác động lên cọc do thiết kế quy định

+ Lực ép của thiết bị phải đảm bảo tác dụng đúng dọc trục cọc khi ép đỉnh hoặc tác dụng đều trên các mặt bên cọc khi ép ôm.

+ Quá trình ép không gây ra lực ngang tác động vào cọc

+ Chuyển động của pittông kích hoặc tời cá phải đều và khống chế được tốc độ ép cọc.

+ Đồng hồ đo áp lực phải phù hợp với khoảng lực đo.

+ Thiết bị ép cọc phải có van giữ được áp lực khi tắt máy.

+ Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện vận hành theo đúng các quy định về an toàn lao động khi thi công.

THI CÔNG ÉP CỌC

Giá trị áp lực đo lớn nhất của đồng hồ không vượt quá hai lần áp lực đo khi ép cọc. Chỉ nên huy động khoảng 0,7 – 0,8 khả năng tối đa của thiết bị .

- Lực ép danh định lớn nhất của thiết bị không nhỏ hơn 1,4 lần lực ép lớn nhất

- Pép max yêu cầu theo quy định thiết kế

- Lức nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc khi ép đỉnh, không gây lực ngang khi ép

- Chuyển động của pittông kích phải đều, và khống chế được tốc độ ép

- Đồng hồ đo áp lực phải tương xứng với khoảng lực đo

- Thiết bị ép cọc phải đảm bảo điều kiện để vận hành theo đúng quy định về an toàn lao động khi thi công

- Giá trị đo áp lực lớn nhất của đồng hồ không vượt quá 2 lần áp lực đo khi ép cọc

- Chỉ huy động từ (0,7 ÷ 0,8 ) khả năng tối đa của thiết bị ép cọc

- Trong quá trình ép cọc phải làm chủ được tốc độ ép để đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật

2.8 Tính toán chọn cẩu phục vụ Căn cứ vào trọng lượng bản thân của cọc, của đối trọng và độ cao nâng cẩu cần thiết để chọn cẩu thi công ép cọc

- Sức nâng Qmax/Qmin

- Tầm với Rmax/Rmin

- Chiều cao nâng: Hmax/Hmin

- Độ dài cần chính L

- Độ dài cần phụ

- Thời gian

- Vận tốc quay cần

2.9 Phương pháp ép cọc và chọn máy ép cọc Ép cọc thường dùng 2 phương pháp:

• Ép đỉnh

• Ép ôm

2.9.1 Ép đỉnh Lực ép được tác dụng từ đỉnh cọc để ấn cọc xuống

THI CÔNG ÉP CỌC

Ưu điểm:

• Toàn bộ lực ép do kích thủy lực tạo ra được truyền trực tiếp lên đầu cọc chuyển thành hiệu quả ép. Khi ép qua các lớp đất có ma sát nội tương đối cao như á cát, sét dẻo cứng... lực ép có thể thắng lực cản do ma sát để hạ cọc xuống sâu dễ dàng.

Nhược điểm:

• Cần phải có hai hệ khung giá. Hệ khung giá cố định và hệ khung giá di động, với chiều cao tổng cộng của hai hệ khung giá này phải lớn hơn chiều dài một đoạn cọc: nếu 1 đoạn cọc dài 6m thì khung giá phải từ 7 ÷ 8m mới có thể ép được cọc. Vì vậy khi thiết kế cọc ép, chiều dài một đoạn cọc phải khống chế bởi chiều cao giá ép trong khoảng 6 – 8m.

2.9.2 Ép ôm Lực ép được tác dụng từ hai bên hông cọc do chấu ma sát tạo nên để ép cọc xuống

Ưu điểm:

• Do biện pháp ép từ 2 bên hông của cọc, máy ép không cần phải có hệ khung giá di động, chiều dài đoạn cọc ép có thể dài hơn.

Nhược điểm:

• Ép cọc từ hai bên hông cọc thông qua 2 chấu ma sát do do khi ép qua các lớp ma sát có nội ma sát tương đối cao như á sét, sét dẻo cứng... lực ép thông thường không thể thắng được lực cản do ma sát tăng để hạ cọc xuống sâu.

• Nói chung, phương pháp này không được sử dụng rộng rãi bằng phương pháp ép đỉnh

2.9.3 Các bộ phận của máy ép cọc (ép đỉnh) Đối trọng

Trạm bơm thủy lực gồm có:

• Động cơ điện

• Bơm thủy lực ngăn kéo

• Ống tuy-ô thủy lực và giác thủy lực

Dàn máy ép cọc: gồm có khung dẫn với giá xi lanh, khung dẫn là một lồng thép được hàn thành khung bởi các thanh thép góc và tấm thép dầy. Bộ dàn hở 2 đầu để cọc có thể đi từ trên xuống dưới. Khung dẫn gắn với động cơ của xi-lanh, khung dẫn có thể lên xuống theo trục hành trình của xi-lanh

• Dàn máy có thể di chuyển nhờ chỗ lỗ bắt các bulông

Bệ máy ép cọc gồm 2 thanh thép hình chữ I loại lớn liên kết với dàn máy ứng với khoảng cách hai hàng cọc để có thể đứng tại 1 vị trí ép được nhiều cọc mà không cần phải di chuyển

THI CÔNG ÉP CỌC

bệ máy. Có thể ép một lúc nhiều cọc bằng cách nối bulông đẩy dàn máy sang vị trí ép cọc khác bố trí trong cùng một hàng cọc.

Máy ép cọc cần có lực ép P gồm 2 kích thuỷ lực mỗi kích có Pmax = P/2 (T)

2.9.4 Nguyên lý làm việc Dàn máy được lắp ráp với bệ máy bằng 2 chốt như vậy có thể di chuyển ép một số cọc khi bệ máy cố định tại một chỗ, giảm số lần cẩu đối trọng

Ống thả cọc được 2 xilanh nâng lên hạ xuống, năng lượng thủy lực truyền đi từ trạm bơm qua xilanh qua ống thả cọc và qua gối đầu cọc truyền sang cọc, với đối trọng năng lượng sẽ biến thành lực dọc trục ép cọc xuống đất.

2.9.5 Chọn máy ép cọc Chọn máy ép cọc để đưa cọc xuống chiều sâu thiết kế, cọc phải qua các tầng địa chất khác nhau tùy theo điều kiện cụ thể của địa chất công trình.

Muốn cho cọc qua được những địa tầng đó thì lực ép cọc phải đạt giá trị:

Pep ≥ K.Pc

Trong đó :

• Pep – lực ép cần thiết để cọc đi sâu vào đất nền tới độ sâu thiết kế

• K – hệ số K > 1; có thể lấy K = 1,5 – 2 phụ thuộc vào loại đất và tiết diện cọc

• Pc – tổng sức kháng tức thời của nền đất, Pc = Pmui + Pmasat

• Pmui : phần kháng mũi cọc

• Pmasat : ma sát thân cọc

Như vậy, để ép được cọc xuống chiều sâu thiết kế cần phải có một lực thắng được lực ma sát bên của cọc và phá vỡ cấu trúc của lớp đất dưới mũi cọc. Lực ép đó bằng trọng lượng bản thân cọc và lực ép bằng thủy lực. Lực ép cọc chủ yếu do kích thủy lực tạo ra.

Ví dụ: Cọc 300 x 300mm

• Cọc có tiết diện 300x300, chiều dài đoạn cọc C1=7m; đoạn C2 và C3 = 8m

• Sức chịu tải của cọc: Pcoc = PCPT = 79,215T

• Để đảm bảo cho cọc được ép đến độ sâu thiết kế, lực ép của máy phải thỏa mãn điều kiện:

Pep min ≥ 1,5Pcoc = 1,5 x 79,215 = 108,8T

• Vì chỉ nên sử dụng 0,8 – 0,9 khả năng làm việc tối đa của máy ép cọc, cho nên ta chọn máy ép thủy lực có lực nén lớn nhất 120T

THI CÔNG ÉP CỌC

• Vậy trọng lượng đối trọng mỗi bên: P ≥ Pep/2 = 120/2 =60T, dùng mỗi bên 12 đối trọng bê tông cốt thép, trọng lượng mỗi khối nặng 5T có kích thước 1x1x2m

• Những chỉ tiêu kỹ thuật chủ yếu của thiết bị ép :

+ Chọn đường kính piton thủy lực dầu (thường dùng 2 piton) :

+ Lấy Pdau = 150 kg/cm2. Suy ra :

Chọn D=25cm

• Với l = 1200mm, l là lịch trình của piton thủy lực

Lý lịch máy phải được các bên có thẩm quyền kiểm tra kiểm định các đặc trưng kỹ thuật

• Lưu lượng dầu của máy bơm (lít/phút)

• Áp lực bơm dầu lớn nhất (kg/cm2)

• Hành trình pittông của kích (cm)

• Diện tích đáy pittông của kích (cm2)

• Phiếu kiểm định đồng hồ đo áp lực dầu và các van chịu lực do cơ quan có thẩm quyền cấp

2.9.6 Tính số máy ép cọc cho công trình Từ số lượng cọc cần ép và định mức ca máy (theo ĐM 24-2005), ta tính ra số ca máy cần thiết cho việc thi công công trình. Nếu số ca máy quá lớn, ta có thể chọn tăng số máy ép lên: 2 máy, hoặc 3 máy...

Ví dụ: tiết diện cọc 250 x 250mm, tổng số chiều dài cọc ép 5000m, tra định mức tiết diện cọc 25x25cm và máy ép < 150T, định mức là 3,05ca/100m cọc

Vậy, số máy cần thiết :

THI CÔNG ÉP CỌC

Vậy, nếu thi công toàn bộ số cọc trên cần ít nhất 5 tháng. Nếu ta dùng 2 máy ép cọc thì thời gian thi công sẽ giảm xuống 1/2. Và số ngày công cho 2 máy: 77 ngày, sau khi có số ngày, số máy thì ta sẽ thiết kế được sơ đồ ép cọc chính thức.

2.9.7 Tiến hành ép cọc

2.9.7.1 Chuẩn bị mặt bằng thi công và cọc Việc bố trí mặt bằng thi công ép cọc ảnh hưởng trực tiếp đến tiến độ thi công nhanh hay chậm của công trình. Việc bố trí mặt bằng thi công phải hợp lý để các công việc không bị chồng chéo, cản trở lẫn nhau, giúp đẩy nhanh tiến độ thi công, rút ngắn thời gian thực hiện công trình.

Cọc phải được bố trí trên mặt bằng sao cho thuận lợi cho việc thi công mà vẫn không cản trở máy móc thi công

Vị trí các cọc phải được đánh dấu sẵn trên mặt bằng bằng các cột mốc chắc chắn, dễ nhìn.

Cọc phải được vạch sẵn các đường trục để sử dụng máy ngắm kinh vĩ

Giác đài cọc trên mặt bằng:

• Người thi công phải kết hợp với người làm công tác đo đạc. Trên bản vẽ tổng mặt bằng thi công phải xác định đầy đủ vị trí của từng hạng mục công trình, ghi rõ cách xác định lưới toạ độ, dựa vào các mốc chuẩn có sẵn hay dựa vào mốc quốc gia, chuyển mốc vào địa điểm xây dựng

• Thực hiện các biện pháp để đánh dấu trục móng, chú ý đến mái dốc taluy của hố móng

Giác cọc trong móng:

• Giác móng xong, ta xác định được vị trí của đài, ta tiến hành xác định vị trí cọc trong đài

• Ở phần móng trên mặt bằng, ta đã xác định được tim đài nhờ các điểm chuẩn. Các điểm này được đánh dấu bằng các mốc

• Căng dây trên các mốc, lấy thăng bằng, sau đó từ tim đo ra các khoảng cách xác định vị trí tim cọc theo thiết kế

• Xác định tim cọc bằng phương pháp thủ công, dùng quả dọi thả từ các giao điểm trên dây đã xác định tim cọc để xác định tim cọc thực dưới đất, đánh dấu các vị trí này

THI CÔNG ÉP CỌC

2.9.7.2 Công tác chuẩn bị ép cọc Cọc ép sau nên thời điểm bắt đầu ép cọc tuỳ thuộc vào sự thoả thuận giữa thiết kế chủ công trình và người thi công ép cọc

Vận chuyển và lắp ráp thiết bị ép cọc vào vị trí ép đảm bảo an toàn

Chỉnh máy để các đường trục của khung máy, đường trục kích và đường trục của cọc đứng thẳng và nằm trong một mặt phẳng, mặt phẳng này phải vuông góc với mặt phẳng chuẩn nằm ngang (mặt phẳng chuẩn đài móng). Độ nghiêng của nó không quá 5%

Kiểm tra 2 móc cẩu của dàn máy thật cẩn thận kiểm tra 2 chốt ngang liên kết dầm máy và lắp dàn lên bệ máy bằng 2 máy

Khi cẩu đối trọng, dàn phải được kê thật phẳng, không nghiêng lệch, kiểm tra các chốt vít thật an toàn.

• Lần lượt cẩu các đối trọng lên dầm khung sao cho mặt phẳng chứa trọng tâm 2 đối trọng trùng với trọng tâm ống thả cọc. Trong trường hợp đối trọng đặt ngoài dầm thì phải kê chắc chắn

• Dùng cẩu tự hành cẩu trạm bơm đến gần dàn máy, nối các giắc thuỷ lực vào giắc trạm bơm, bắt đầu cho máy hoạt động

Chạy thử máy ép để kiểm tra độ ổn định của thiết bị (chạy không tải và có tải)

THI CÔNG ÉP CỌC

Kiểm tra cọc và vận chuyển cọc vào vị trí cọc trước khi ép

Kiểm tra các chi tiết nối cọc và máy hàn:

• Trước khi ép cọc đại trà, phải tiến hành ép để làm thí nghiệm nén tĩnh cọc tại những điểm có điều kiện địa chất tiêu biểu nhằm lựa chọn đúng đắn loại cọc, thiết bị thi công và điều chỉnh đồ án thiết kế, số lượng cần kiểm tra với thí nghiệm nén tĩnh là 1% tổng số cọc ép nhưng không ít hơn 3 cọc.

Chuẩn bị tài liệu:

• Phải kiểm tra để loại bỏ các cọc không đạt yêu cầu kỹ thuật

• Phải có đầy đủ các bản báo cáo khảo sát địa chất công trình, biểu đồ xuyên tĩnh, bản đồ các công trình ngầm.

• Có bản vẽ mặt bằng bố trí lưới cọc trong khi thi công

• Có phiếu kiểm nghiệm cấp phối, tính chất cơ lý của thép và bê tông cọc

• Biên bản kiểm tra cọc

• Hồ sơ thiết bị sử dụng ép cọc

THI CÔNG ÉP CỌC

2.9.7.3 Lắp đoạn cọc đầu tiên Chuẩn bị:

• Đoạn cọc đầu tiên phải được lắp chính xác, phải cân chỉnh để trục của C1 trùng với đường trục của kích và đi qua điểm định vị cọc độ sai lệch không quá 1cm

• Đầu trên của cọc được gắn vào thanh định hướng của khung máy

• Nếu đoạn cọc C1 bị nghiêng sẽ dẫn đến hậu quả của toàn bộ cọc bị nghiêng.

Đầu trên của C1 phải được gắn chặt vào thanh định hướng của khung máy.. Nếu máy không có thanh định hướng thì đáy kích ( hoặc đầu pittong ) phải có thanh định hướng. Khi đó đầu cọc phải tiếp xúc chặt với chúng.

Khi 2 mặt masát tiếp xúc chặt với mặt bên cọc C1 thì điều khiển van tăng dần áp lực. Những giây đầu tiên áp lực đầu tăng chậm đều, để đoạn C1 cắm sâu dần vào đất một cách nhẹ nhàng với vận tốc xuyên không quá 1 cm/ s.

Khi phát hiện thấy nghiêng phải dừng lại, căn chỉnh ngay.

Tiến hành thi công ép cọc:

• Khi đáy kích (hoặc đỉnh pittong) tiếp xúc với đỉnh cọc thì điều chỉnh van tăng dần áp lực, những giây đầu tiên áp lực dầu tăng dần đều, đoạn cọc C1 cắm sâu dần vào đất với vận tốc xuyên ≤ 1m/s.

• Trong quá trình ép dùng 2 máy kinh vĩ đặt vuông góc với nhau để kiểm tra độ thẳng đứng của cọc lúc xuyên xuống. Nếu xác định cọc nghiêng thì dừng lại để điều chỉnh ngay.

• Khi đầu cọc C1 cách mặt đất 0,3 ÷ 0,5m thì tiến hành lắp đoạn cọc C2, kiểm tra về mặt 2 đầu cọc C2 sửa chữa sao cho thật phẳng.

• Kiểm tra các chi tiết nối cọc và máy hàn.

• Lắp đoạn cọc C2 vào vị trí ép, căn chỉnh để đường trục cọc C2 trùng với trục kích và trục đoạn cọc C1, độ nghiêng ≤ 1%

• Tác động lên cọc C2 1 lực tạo tiếp xúc sao cho áp lực ở mặt tiếp xúc khoảng 3 – 4kg/cm2 rồi mới tiến hành nối 2 đoạn cọc theo thiết kế. Tiến hành ép đoạn cọc C2. Tăng dần áp lực nén để máy ép có đủ thời gian cần thiết tạo đủ lực ép thắng lực masát và lực kháng của đất ở mũi cọc để cọc chuyển động.

• Thời điểm đầu C2 đi sâu vào lòng đất với vận tốc xuyên không quá 1 cm/s.

• Khi đoạn C2 chuyển động đều thì mới cho cọc chuyển động với vận tốc xuyên không quá 2 cm/s.

THI CÔNG ÉP CỌC

• Khi lực nén tăng đột ngột tức là mũi cọc đã gặp lớp đất cứng hơn ( hoặc gặp dị vật cục bộ ) cần phải giảm tốc độ nén để cọc có đủ khả năng vào đất cứng hơn ( hoặc phải kiểm tra dị vật để xử lý ) và giữ để lực ép không vượt quá giá trị tối đa cho phép.

• Làm tương tự với các đoạn cọc sau.

Trong quá trình ép cọc, phải chất thêm đối trọng lên khung sườn đồng thời với quá trình gia tăng lực ép.Theo yêu cầu,trọng lượng đối trọng lên khung sườn đồng thời với quá trính gia tăng lực ép.Theo yêu cầu,trọng lượng đối trọng phải tăng 1,5 lần lực ép .Do cọc gồm nhiều đoạn nên khi ép xong mỗi đoạn cọc phải tiến hành nối cọc bằng cách nâng khung di động của giá ép lên,cẩu dựng đoạn kế tiếp vào giá ép.

Thao tác ép âm:

Trong quá trình ép cọc, khi ép cọc tới đoạn cuối cùng, ta phải có biện pháp đưa đầu cọc xuống một cốt âm nào đó so với cốt tự nhiên. Có thể dùng 2 phương pháp

Phương pháp 1: Dùng cọc phụ

• Dùng một cọc BTCT phụ có chiều dài lớn hơn chiều cao từ đỉnh cọc trong đài đến mặt đất tự nhiên một đoạn (1 – 1,5m) để ép hạ đầu cọc xuống cao trình cốt âm cần thiết.

• Thao tác: Khi ép tới đoạn cuối cùng, ta hàn nối tiếp một đoạn cọc phụ dài ≥ 2,5m lên đầu cọc, đánh dấu lên thân cọc phụ chiều sâu cần ép xuống để khi ép các đầu cọc sẽ tương đối đều nhau, không xảy ra tình trạng nhấp nhô không bằng nhau, giúp thi công đập đầu cọc và

THI CÔNG ÉP CỌC

liên kết với đài thuận lợi hơn. Để xác định độ sâu này cần dùng máy kinh vĩ đặt lên mặt trên của dầm thép chữ I để xác định cao trình thực tế của dầm thép với cốt ±0,00, tính toán để xác định được chiều sâu cần ép và đánh dấu lên thân cọc phụ (chiều sâu này thay đổi theo từng vị trí mặt đất của đài mà ta đặt dầm thép của máy ép cọc). Tiến hành thi công cọc phụ như cọc chính tới chiều sâu đã vạch sẵn trên thân cọc phụ

• Ưu điểm: không phải dùng cọc ép âm nhưng phải chế tạo thêm số mét dài cọc BTCT làm cọc dẫn, thi công xong sẽ đập đi gây tốn kém, hiệu quả kinh tế không cao.

Phương pháp 2: Phương pháp ép âm

• Phương pháp này dùng một đoạn cọc dãn để ép cọc xuống cốt âm thiết kế sau đó lại rút cọc dẫn lên ép cho cọc khác, cấu tạo cọc ép âm do cán bộ thi công thiết kế và chế tạo.

• Cọc ép âm có thể là bằng BTCT hoặc thép

• Vì hành trình của pitông máy ép chỉ ép được cách mặt đất tự nhiên khoảng 0,6 – 0,7m, do vậy chiều dài cọc được lấy từ cao trình đỉnh cọc trong đài đến mặt đất tự nhiên cộng thâm một đoạn 0,7m là hành trình pitông như trên, có thể lấy ra thêm 0,5m nữa giúp thao tác ép dễ dàng hơn.

• Ưu điểm: Không phải dùng cọc phụ BTCT, hiệu quả kinh tế cao hơn, cọc dẫn lúc này trở thành cọc công cụ trong việc hạ cọc xuống cốt âm thiết kế.

• Nhược điểm: thao tác với cọc dẫn phải thận trọng tránh làm nghiêng đầu cọc chính vì cọc dẫn chỉ liên kết khớp tạm thời với đầu cọc chính (chụp mũ đầu cọc lên đầu cọc). Việc thi công những công trình có tầng hầm, độ sâu đáy đài lớn hơn thi công dẫn khó hơn, khi ép xong rút cọc lên khó khăn hơn, nhiều trường hợp cọc ép chính bị nghiêng.

2.9.7.4 Kết thúc công việc ép cọc Cọc được coi là ép xong khi thoả mãn 2 điều kiện:

Chiều dài cọc đã ép vào đất nền trong khoảng Lmin ≤ Lc ≤ Lmax

Trong đó:

• Lmin , Lmax là chiều dài ngắn nhất và dài nhất của cọc được thiết kế dự báo theo tình hình biến động của nền đất trong khu vực

• Lc là chiều dài cọc đã hạ vào trong đất so với cốt thiết kế;

Lực ép trước khi dừng trong khoảng (Pep) min ≤ (Pep)KT ≤ (Pep)max

Trong đó :

• (Pep) min là lực ép nhỏ nhất do thiết kế quy định;

• (Pep)max là lực ép lớn nhất do thiết kế quy định;

THI CÔNG ÉP CỌC

• (Pep)KT là lực ép tại thời điểm kết thúc ép cọc, trị số này được duy trì với vận tốc xuyên không quá 1cm/s trên chiều sâu không ít hơn ba lần đường kính ( hoặc cạnh) cọc.

Khi lực ép vừa đạt trị số thiết kế mà cọc không xuống được nữa, trong khi đó lực ép tác động lên cọc tiếp tục tăng vượt quá lực ép lớn nhất (Pep)max thì trước khi dừng ép phải dùng van giữ lực duy trì (Pep)max trong thời gian 5 phút.

Trường hợp không đạt 2 điều kiện trên người thi công phải báo cho chủ công trình và thiết kế để sử lý kịp thời khi cần thiết, làm khảo sát đất bổ sung, làm thí nghiệm kiểm tra để có cơ sở lý luận sử lý.

Cọc nghiêng qúa quy định ( lớn hơn 1% ) , cọc ép dở dang do gặp dị vật ổ cát, vỉa sét cứng bất thường, cọc bị vỡ... đều phải xử lý bằng cách nhổ lên ép lại hoặc ép bổ sung cọc mới (do thiết kế chỉ định).

2.9.8 Các điểm cần chú ý trong thời gian ép cọc Việc ghi chép lực ép theo nhật ký ép cọc nên tiến hành cho từng mét chiều dài cọc cho tới khi đạt tới (Pep)min, bắt đầu từ độ sâu này nên ghi cho từng 20cm cho tới khi kết thúc, hoặc theo yêu cầu cụ thể của Tư vấn, Thiết kế.

Ghi chép lực ép đầu tiên khi mũi cọc đã cắm sâu vào lòng đất từ 0,3 – 0,5m thì ghi chỉ số lực ép đầu tiên sau đó cứ mỗi lần cọc xuyên được 1m thì ghi chỉ số lực ép tại thời điểm đó vào nhật ký ép cọc

Nếu thấy đồng hồ đo áp lực tăng lên hoặc giảm xuống 1 cách đột ngột thì phải ghi vào nhật ký ép cọc sự thay đổi đó.

Nhật ký phải đầy đủ các sự kiện ép cọc có sự chứng kiến của các bên có liên quan.

Ghi chép theo dõi lực ép theo chiều dài cọc:

Khi mũi cọc cắm sâu vào đất từ 30- 50cm thì ghi chỉ số lực đầu tiên. Sau đó cứ mỗi lần cọc đi xuống sâu được 1m thì ghi lực ép tại thời điểm đó vào sổ nhật ký ép cọc

Nếu thấy chỉ số trên đồng hồ đo áp lực tăng lên hoặc giảm xuống đột ngột thì phải ghi vào nhật ký cộng độ sâu và giá trị lực ép thay đổi đột ngột nói trên. Nếu thời gian thay đổi lực ép kéo dài thì ngừng ép và tìm hiểu nguyên nhân, đề xuất phương pháp sử lý.

Sổ nhật ký được ghi một cách liên tục đến hết độ sâu thiết kế, khi lực ép tác dụng lên cọc có giá trị bằng 0,8 .Pép min thì ghi lại độ sâu và giá trị đó

Bắt đầu từ độ sâu có áp lực P=0,8 Pép min, ghi chép tương ứng với từng độ sâu xuyên 20cm vào nhật ký, tiếp tục ghi như vậy cho đến khi ép xong 1 cọc.

Mục đích của khóa đầu cọc:

• Huy động cọc vào thời điểm thích hợp trong quá trình tăng tải của công trình không chịu những độ lún hoặc lún không đều.

THI CÔNG ÉP CỌC

• Đối với cọc ép trước khi thi công đài, việc khóa đầu cọc do CĐT và người thi công quyết định

Thực hiện việc khóa đầu cọc:

• Sửa đầu cọc cho đúng cao trình thiết kế

• Đổ bù xung quanh bằng cát hạt trung, đầm chặt cho tới cao độ của lớp bê tông lót

• Đặt lưới thép cho cọc

2.10 Xử lý các sự cố khi thi công ép cọc Do cấu tạo địa chất dưới nền đất không đồng nhất nên thi công ép cọc có thể xảy ra các sự cố sau:

• Khi ép đến độ sâu nào đó chưa đến độ sâu thiết kế nhưng áp lực đã đạt, khi đó phải giảm bớt tốc độ, tăng lực ép lên từ từ nhưng không lớn hơn Pép max. Nếu cọc vẫn không xuống thì ngừng ép và báo cáo với bên thiết kế để kiểm tra xử lý.

• Nếu nguyên nhân là do lớp cát hạt trung bị ép quá chặt thì dừng ép cọc lại một thời gian chờ cho độ chặt lớp đất giảm dần rồi ép tiếp

• Nếu gặp vật cản thì khoan phá, khoan dẫn, ép cọc tạo lỗ.

Khi việc ép cọc bê tông cũng có lý do gây một số ít tác hại có thể ảnh hưởng tới những căn hộ liền kề vì vậy trong trường hợp này chúng ta phải khoan dẫn trước khi ép cọc bê tông với lý do sau :

- Nên móng nhà liền kề yếu, do xây dựng lâu năm.

- Tác dụng của công tác khoan dẫn làm giảm sự đùn đất có thể gây lún, nứt, phồng nền nhà bên.

Nhiều người nghĩ rằng chi phí trong khoan dẫn có thể rất đắt, nhưng ngược lại nó tương đối rẻ, khoảng 30-50.000/m tuỳ thuộc vào số lượng md khi khoan.

• Khi ép đến độ sâu thiết kế mà áp lực đầu cọc vẫn chưa đạt đến yêu cầu theo tính toán. Trường hợp này xảy ra thường do khi đó đầu cọc vẫn chưa đến lớp cát hạt trung, hoặc gặp các thấu kính, đất yếu, ta ngừng ép cọc và báo với bên thiết kế để kiểm tra, xác định nguyên nhân và tìm biện pháp sử lý.

• Biện pháp xử lý trong TH này là nối thêm cọc khi đxa kiểm tra và xác định rõ lớp đất bên dưới là lớp đất yếu sau đó ép cho đến khi đạt áp lực thiết kế.

2.11 Báo cáo lý lịch ép cọc Lý lịch ép cọc phải được ghi chép ngay trong quá trình thi công gồm các nội dung sau :

Ngày đúc cọc .

THI CÔNG ÉP CỌC

Số hiệu cọc , vị trí và kích thước cọc . Chiều sâu ép cọc , số đốt cọc và mối nối cọc . Thiết bị ép coc, khả năng kích ép, hành trình kích, diện tích pítông, lưu lượng dầu, áp

lực bơm dầu lớn nhất. Áp lực hoặc tải trọng ép cọc trong từng đoạn 1m hoặc trong một đốt cọc -lưu ý khi

cọc tiếp xúc với lớp đất lót (áp lực kích hoặc tải trọng nén tăng dần ) thì giảm tốc độ ép cọc , đồng thời đọc áp lực hoặc lực nén cọc trong từng đoạn 20 cm.

Áp lực dừng ép cọc. Loại đệm đầu cọc. Trình tự ép cọc trong nhóm. Những vấn đề kỹ thuật cản trở công tác ép cọc theo thiết kế , các sai số về vị trí và độ

nghiêng. Tên cán bộ giám sát tổ trưởng thi công.

2.12 Kiểm tra sức chịu tải của cọc Sau khi ép xong toàn bộ cọc của công trình phải kiểm tra nén tĩnh cọc bằng cách thuê các cơ quan chuyên kiểm tra

Số cọc phải kiểm tra bằng 1% tổng số cọc công trình, nhưng không nhỏ hơn 3 cọc

Sau khi kiểm tra phải có kết quả đầy đủ về khả năng chịu tải, độ lún cho phép, nếu đạt yêu cầu có thể tiến hành đào móng để thi công bê tông đài.

2.13 An toàn lao động khi thi công ép cọc Phải huấn luyện cho công nhân, trang bị bảo hộ và kiểm tra an toàn thiết bị ép cọc

Chấp hành nghiêm chỉnh quy định trong an toàn lao động về sử dụng vận hành kích thủy lực, động cơ điện cần cẩu,...

Các khối đối trọng phải được xếp theo nguyên tắc tạo thành khối ổn định, không được để khối đối trọng nghiêng và rơi đổ trong quá trình ép cọc

Phải chấp hành nghiêm, chặt chẽ quy trình an toàn lao động trên cao, dây an toàn, thang sắt...

Dây cáp chọn hệ số an toàn > 6

CỌC XI MĂNG ĐẤT

3 CỌC XI MĂNG ĐẤT

3.1 Giới thiệu chung Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất) -(Deep soil mixing columns, soil mixing pile)

Cọc xi măng đất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng được phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên. Trong quá trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướt).

3.1.1 Phạm vi ứng dụng Khi xây dựng các công trình có tải trọng lớn trền nền đất yếu cần phải có các biện pháp xử lý đất nền bên dưới móng công trình, nhất là những khu vực có tầng đất yếu khá dày như vùng

CỌC XI MĂNG ĐẤT

Nhà Bè, Bình Chánh, Thanh Đa ở thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉnh ở đồng bằng sông Cửu Long.

Cọc xi măng đất là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu. Cọc xi măng đất được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý móng và nền đất yếu cho các công trình xây dựng giao thông, thuỷ lợi, sân bay, bến cảng…như: làm tường hào chống thấm cho đê đập, sửa chữa thấm mang cống và đáy cống, gia cố đất xung quanh đường hầm, ổn định tường chắn, chống trượt đất cho mái dốc, gia cố nền đường, mố cầu dẫn…

3.1.2 Ưu điểm So với một số giải pháp xử lý nền hiện có, công nghệ cọc xi măng đất có ưu điểm là khả năng xử lý sâu (đến 50m), thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thô cho đến bùn yếu), thi công được cả trong điều kiện nền ngập sâu trong nước hoặc điều kiện hiện trường chật hẹp, trong nhiều trường hợp đã đưa lại hiệu quả kinh tế rõ rệt so với các giải pháp xử lý khác.(nếu sử dụng phương pháp cọc bê tông ép hoặc cọc khoan nhồi thì rất tốn kém do tầng đất yếu bên trên dày. Với 1 trường hợp đã áp dụng với lớp đất dày 30m, thì khi sử dụng phương pháp cọc- đất xi măng tiết kiệm cho mỗi móng xi lô khoảng 600 triệu đồng.

Ưu điểm nổi bật của cọc xi măng đất là:

Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp, không có yếu tố rủi ro cao. Tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt đủ cường độ(Ví dụ tại dự án Sunrise). Tốc độ thi công cọc rất nhanh.

Hiệu quả kinh tế cao. Giá thành hạ hơn nhiều so với phương án cọc đóng, đặc biệt trong tình hình giá vật liệu leo thang như hiện nay.

Rất thích hợp cho công tác xử lý nền, xử lý móng cho các công trình ở các khu vực nền đất yếu như bãi bồi, ven sông, ven biển

Thi công được trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập nước Khả năng xử lý sâu (có thể đến 50m). Địa chất nền là cát rất phù hợp với công nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao

3.1.3 Về tên gọi Về vấn đề tên gọi là "cọc" , "cột" hay la "trụ" thì hiện nay có 2 trường phái:

+ Trường phái thứ 1 ở châu Á (học viện kỹ thuật Châu Á A.I.T, Trung Quốc...vv) thi gọi tên là "cọc" ximang-Đất.

+ Trường phái thứ 2 gồm các nước Mỹ, Nhật, Châu Âu...vv thì gọi là "cột" Ximang-Đất (các tài liệu dịch sang tiếng việt).

+ Riêng ở Việt Nam thi có người gọi là "cọc" Ximang- Đất, người thì gọi là "Cột" Ximang -Đất. Có lẽ nên gọi là "Cột" thi đúng hơn bởi vì thuật ngữ "Cọc" chỉ dùng để chỉ những loại như cọc BTCT, cọc Thép...vv có cường độ lớn hơn rất nhiều so với "cột" ximang-Đất.

CỌC XI MĂNG ĐẤT

3.1.4 Tiêu chuẩn thiết kế Tại Việt Nam, tiêu chuẩn thiết kế - thi công – nghiệm thu cọc xi măng đất là TCXDVN 385 : 2006 "Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng" do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ Xây dựng đề nghị, Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số 38/2006/QĐ-BXD ngày 27 tháng 12 năm 2006.

Tiêu chuẩn của nước ngoài thì có Shanghai-Standard ground treatment code DBJ08-40-94. (Tuy nhiên trong các tài liệu tính tóan này chỉ chủ yếu đề cập đến vấn đề lực thẳng đứng là chính mà chưa thấy đề cập đến vấn đề thiết kế khi công trình chịu tải trọng ngang.)

3.2 Các kiểu bố trí cọc xi măng đất Tùy theo mục đích sử dụng có thể bố trí cọc theo các mô hình khác nhau. Ví dụ: Để giảm độ lún bố trí trụ đều theo lưới tam giác hoặc ô vuông. Để làm tường chắn thường tổ chức thành dãy.

CỌC XI MĂNG ĐẤT

CỌC XI MĂNG ĐẤT

3.3 Công nghệ thi công Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất), được thi công tạo thành theo phương pháp khoan trộn sâu. Dùng máy khoan và các thiết bị chuyên dùng (cần khoan, mũi khoan…) khoan vào đất với đường kính và chiều sâu lỗ khoan theo thiết kế. Đất trong quá trình khoan không được lấy lên khỏi lỗ khoan mà bị phá vỡ kết cấu, được các cánh mũi khoan nghiền tơi, trộn đều với chất kết dính (chất kết dính thông thường là xi măng hoặc vôi, thạch cao… đôi khi có thêm chất phụ gia và cát). Phương pháp xử lý bằng cọc đất - xi măng khá đơn giản: bao gồm một máy khoan với hệ thống lưới có đường kính thay đổi tuỳ thuộc theo đường kính cột được thiết kế và các xi lô chứa xi măng có gắn máy bơm nén với áp lực lên tới 12 kg/cm2. Các máy khoan của Thuỵ Điển và Trung Quốc có khả năng khoan sâu đạt đến 35 m và tự động điều chỉnh định vị cần khoan luôn thẳng đứng. Trong quá trình khoan lưỡi được thiết kế để trộn đầu đất và xi măng, xi măng khô được phun định lượng liên tục và trộn đều tạo thành những cọc đất - xi măng đường kính 60 cm. Thời gian khoan cho một bồn có đường kính 34 m từ 45 - 60 ngày.

Quá trình phun (hoặc bơm) chất kết dính để trộn với đất trong hố khoan, tuỳ theo yêu cầu có thể được thực hiện ở cả hai pha khoan xuống và rút lên của mũi khoan hoặc chỉ thực hiện ở pha rút mũi khoan lên. Để tránh lãng phí xi măng, hạn chế xi măng thoát ra khỏi mặt đất gây

CỌC XI MĂNG ĐẤT

ô nhiễm môi trường thông thường khi rút mũi khoan lên cách độ cao mặt đất từ 0.5m đến 1.5m người ta dừng phun chất kết dính, nhưng đoạn cọc 0.5m đến 1.5m này vẫn được phun đầy đủ chất kết dính là nhờ chất kết dính có trong đường ống tiếp tục được phun (hoặc bơm) vào hố khoan.

Khi mũi khoan được rút lên khỏi hố khoan, trong hố khoan còn lại đất đã được trộn đều với chất kết dính dần dần đông cứng tạo thành cọc xi măng đất.

Hiện nay trên thế giới có hai công nghệ được áp dụng phổ biến là công nghệ của Châu Âu và công nghệ của Nhật Bản.

Hiện nay ở Việt Nam phổ biến hai công nghệ thi công cọc xi măng đất là: Công nghệ trộn khô (Dry Jet Mixing) và Công nghệ trộn ướt (Wet Mixing hay còn gọi là Jet-grouting)là công nghệ của Nhật Bản.

- Trộn khô là quá trình phun trộn xi măng khô với đất có hoặc không có chất phụ gia.

- Trộn ướt là quá trình bơm trộn vữa xi măng với đất có hoặc không có chất phụ gia.

Mỗi phương pháp trộn (khô hoặc ướt) có thiết bị giây chuyền thi công kỹ thuật, thi công phun (bơm) trộn khác nhau.

Hiện nay trên thế giới đã phát triển ba công nghệ Jet-grouting: đầu tiên là công nghệ S, tiếp theo là công nghệ T, và gần đây là công nghệ D.

+ Công nghệ đơn pha S: Công nghệ đơn pha tạo ra các cọc xi măng đất có đường kính vừa và nhỏ 0,4 - 0,8m. Công nghệ này chủ yếu dùng để thi công nền đất đắp, cọc...

+ Công nghệ hai pha D: Công nghệ hai pha tạo ra các cọc xi măng đất có đường kính từ 0,8 -1,2m. Công nghệ này chủ yếu dùng để thi công các tường chắn, cọc và hào chống thấm.

+ Công nghệ ba pha T: Phụt ba pha là phương pháp thay thế đất mà không xáo trộn đất. Công nghệ T sử dụng để làm các cọc, các tường ngăn chống thấm, có thể tạo ra cột Soilcrete đường kính đến 3m.

Hiện nay ở Việt Nam, Trung tâm Công nghệ Máy xây dựng và Cơ khí thực nghiệm thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải đã nghiên cứu và chế tạo thành công thiết bị điều khiển và định lượng xi măng để thi công cọc đất gia cố. Qua đó, Trung tâm đã làm chủ được việc chế tạo hệ điều khiển, hệ định lượng và phun xi măng; tổ hợp thiết bị thi công cọc gia cố đã được ứng dụng thành công và cho hiệu quả cao tại công trường.

So với sản phẩm cùng loại của CHLB Đức, thiết bị do Trung tâm chế tạo có tính năng kỹ thuật tương đương nhưng giá thành chỉ bằng 30%. So với thiết bị của Trung Quốc, thiết bị có nhiều tính năng ưu việt hơn hẳn: Do sử dựng máy cơ sở là loại búa đóng cọc di chuyển bằng bánh xích, nên tính cơ động cao, tốc độ làm việc của thiết bị khoan lớn, năng suất gấp 1,5-2 lần. Đặc biệt, tổ hợp thiết bị được trang bị hệ thống điều khiển hiện đại, toàn bộ các thao tác thi công cọc gia cố được tự động hóa theo các chương trình, các số liệu về lượng xi măng sử dụng trên từng mét cọc được hiển thị, lưu giữ và in thành bảng kết quả thi công cho từng cọc.

CỌC XI MĂNG ĐẤT

Đây chính là những chỉ tiêu rất quan trọng đánh giá chất lượng của thiết bị cũng như chất lượng của cọc gia cố được thi công.

Đây là lần đầu tiên ở trong nước chế tạo được tổ hợp thiết bị thi công cọc gia cố. Thiết bị có giá thành thấp, phù hợp với khả năng tài chính của các đơn vị thi công. Thiết bị cũng được các nhà thầu sử dụng để thi công tại sân bay Trà Nóc.

Trình tự thi công cọc xi măng đất:

Thi công cải tạo nền đất yếu bằng cọc xi măng đất có thể theo các bước sau:

- Định vị và đưa thiết bị thi công vào vị trí thiết kế;

- Khoan hạ đầu phun trộn xuống đáy khối đất cần gia cố;

- Bắt đầu quá trình khoan trộn và kéo dần đầu khoan lên đến miệng lỗ;

- Đóng tắt thiết bị thi công và chuyển sang vị trí mới.

3.4 Tính toán cọc xi măng đất Bài toán gia cố đất có 3 tiêu chuẩn cần được thỏa mãn:

CỌC XI MĂNG ĐẤT

1. Tiểu chuẩn cường độ: c, phi của nền được gia cố phải thỏa mãn điều kiện sức chịu tải dưới tác dụng của tải trọng công trình.

2. Tiêu chuẩn biến dạng: Mô đun biến dạng tổng của nền được gia cố phải thỏa mãn điều kiện lún của công trình.

3. Điều kiện thoát nước: Áp lực nước lỗ rỗng dư trong đất cần được "giải phóng" càng nhanh càng tốt.

3.4.1 Ổn định tổng thể của các cọc đất gia cố xi măng Có hai dạng phá hoại chính cần phải xem xét đối với trường hợp mất ổn định tổng thể đó là: mất ổn định do trượt ngang các cọc đất gia cố; mất ổn định khi khối cọc quay quanh mép của khối, (Public Work Research Center, 2004).

3.4.2 Một số cơ chế phá hoại Về phương pháp tính nền gia cố bằng các loại columnar systems. Khi tính toán sức chịu tải của nền gia cố bởi cọc, 4 giả thiết phá hoại sau đây thường được dùng để kiểm tra:

1. Trụ bị phá hoại do biến dạng nở hông (bulging deformation): Tất cả các loại cọc mềm (highly compressible) như trụ đá, trụ cát, trụ vữa xi măng... đều có xu hướng biến dạng nở hông dưới tác dụng của tải trọng đứng. Biến dạng nở hông thường xảy ra ở phần đầu trụ nơi ứng suất hông trong đất tương đối nhỏ. Khi xảy ra biến dạng hông, ứng suất hông trong đất có thể giả thiết là đạt tới Rankine's passive limit (phá hoại bị động). Sức chịu tải của nền tính theo sơ đồ này được tính bằng tải trọng gây ra biến dạng nở hông cho từng trụ đơn lẻ.

2. Phá hoại của đất dưới đầu mũi mỗi trụ đơn lẻ: Nếu trụ quá ngắn (L < 3D), tải trọng tác dụng trên đỉnh trụ, do không được triệt tiêu hết (thông qua ma sát giữa trụ và đất), sẽ truyền xuống mũi trụ và gây ra phá hoại cắt của đất dưới trụ (punching failure). Sức chịu tải của nền trong trường hợp này là tải trọng gây ra phá hoại cắt của đất dưới đầu mũi của mỗi trụ đơn lẻ. Các công thức tính sức chịu tải truyền thống của Terzaghi, Meyerhof, Vesis, Hanson... đều dùng được tuy nhiên cần lưu ý là bề rộng móng B lúc này sẽ chính là đường kính trụ.

3. Phá hoại xảy ra ngay trong vùng được gia cố (mắt trượt phá hoại chạy qua cả trụ lẫn đất): với kiểu phá hoại này các cọc đất gia cố và đất xung quanh các cọc di chuyển theo một khối khi mất ồn định. Tính toán sức chịu tải của nền như cho trường hợp móng nông đặt trên nền không có trụ gia cố. Dùng các công thức tính sức chịu tải nêu trên. Tuy nhiên cần lưu ý là tính chất cơ lý (c, phi) của nền sẽ được xem là tổng hợp của c, phi của đất và trụ.

4. Phá hoại xảy ra tại vùng đất dưới đầu mũi trụ. Đây là dạng mất ổn định tổng thể là cả khối cọc và đất giữa các cọc quay quanh mép của khối cọc. Tính toán tương tự như trường hợp 3. Tải trọng tác dụng trên bề mặt cộng với trọng lượng của khối trụ+đất sẽ được qui về thành tải trọng tương đương đặt lên lớp đất dưới đầu mũi trụ.

Tính toán biến dạng của nền gia cố bằng trụ vật liệu rời thì phải tùy vào độ cứng của trụ cũng như dạng liên kết đầu mũi trụ để đưa ra sơ đồ tính phù hợp. Nếu trụ là dạng floating (không được đưa xuống tầng đất chịu tải) thì nên tính toán lún bằng cách qui đổi trụ+đất thành nền

CỌC XI MĂNG ĐẤT

đồng nhất có E tương đương để tính. Nếu trụ tương đối cứng lại được đưa xuống tầng chịu tải thì tính lún nền bằng độ lún của trụ có lẽ phù hợp hơn. Lưu ý là trong tính toán lún nền gia cố bởi trụ, độ lún tổng không có ý nghĩa mấy. Độ lún lệch quan trọng hơn rất nhiều. Về chuyện lún lệch thì lại liên quan đến sự truyền tải trọng xuống trụ và đất nền như thế nào (arching effect).

Hiện nay có 3 quan điểm:

- Quan điểm xem cọc xi măng đất làm việc như cọc. Sơ đồ này đòi hỏi trụ phải có độ cứng tương đối lớn (trụ đá hoặc trụ bê tông - vibro-concrete column) và các trụ phải được đưa xuống tầng đất chịu tải (bearing layer). Nếu tính theo sơ đồ này thì lực từ móng chuyền xuống sẽ chủ yếu đi vào các columns (đất nền dưới móng không chịu tải). Với trụ không được đưa xuống tầng chịu lực, có thể dùng phương pháp tính với cọc ma sát để tính.

- Quan điểm xem các cọc và đất làm việc đồng thời. Nền trụ+đất dưới móng được xem như nền đồng nhất với các số liệu cường độ c, phi được nâng cao (được tính từ c, phi của đất và của vật liệu làm trụ). Công thức qui đổi c, phi tương đương dựa trên độ cứng của trụ, đất và diện tích đất được thay thế bởi trụ.(tính tóan như đối với nền thiên nhiên)

- Một số các nhà khoa học lại đề nghị tính tóan theo ca 2 phương thức trên nghĩa là sức chịu tải thì tính tóan như "cọc" còn biến dạng thì tính tóan theo nền.

Sở dĩ các quan điểm trên chưa thống nhất bởi vì bản thân vấn đề phức tạp, những nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm còn hạn chế. Có người đề xuất cách tính toán như sau:

+ Tính sức chịu tải của một cọc như cọc cứng.

+ Tính số cột cần thiết (Căn cứ lực tác dụng, khả năng chịu tải của đất móng giữa các cột).

+ Tùy thuộc tỷ lệ diện tích thay thế giữa cột va đất để tính tóan tiếp

- Nếu tỷ lệ này >20% thi coi khối đất+Cột là một khối và tính tóan như một khối móng quy ước.

- Ngược lại thì tính tóan như móng cọc.

3.5 Thực tế ứng dụng

3.5.1 Trên thế giới Nước ứng dụng công nghệ xi măng đất nhiều nhất là Nhật Bản và các nước vùng Scandinaver. Theo thống kê của hiệp hội CDM (Nhật Bản), tính chung trong giai đoạn 80-96 có 2345 dự án, sử dụng 26 triệu m3 BTĐ. Riêng từ 1977 đến 1993, lượng đất gia cố bằng xi măng ở Nhật vào khoảng 23,6 triệu m3 cho các dự án ngoài biển và trong đất liền, với khoảng 300 dự án. Hiện nay hàng năm thi công khoảng 2 triệu m3.

Tại Trung Quốc, công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970, tổng khối lượng xử lý bằng cọc xi măng đất ở Trung Quốc cho đến nay vào khoảng trên 1 triệu m3. Tại Châu Âu, nghiên cứu và ứng dụng bắt đầu ở Thụy Điển và Phần Lan bắt đầu từ năm 1967. Năm 1974, một đê đất thử

CỌC XI MĂNG ĐẤT

nghiệm (6m cao 8m dài) đã được xây dựng ở Phần Lan sử dụng cột vôi đất, nhằm mục đích phân tích hiệu quả của hình dạng và chiều dài cột về mặt khả năng chịu tải.

3.5.2 Tại Việt Nam Việt nam (IBST) là người đầu tiên đưa chất gia cố là xi măng vào (khởi thuỷ của phương pháp là cột vôi), điều này được khẳng định trong hội nghị gia cố sâu tổ chức tại Stockholm 2001. Tại Việt nam, phương pháp này được nghiên cứu từ những năm đầu của thập kỷ 80 (thế kỷ trước) với sự giúp đỡ của Viện Địa kỹ thuật Thuỵ Điển (SGI) với một thiết bị thi công, do TS Nguyễn Trấp làm chủ trì. Đề tài được kết thúc vào năm 1986 thiết bị được chuyển giao cho LICOGI. Cũng trong giai đoạn này một đề án tốt nghiệp về đề tài này được thực hiện ở trường Đại học Kiến trúc Hà nội (1983).Có hai luận văn cao học [1 tại ĐH Kiến trúc Hà nội (2003) và 1 ở ĐH Xây dựng HN (2004)] đã được bảo vê. Trong đó luận án của ĐH xây dựng đề cập đến chịu tải trọng ngang cho việc gia cố hố đào.

Vào năm 2000, do yêu cầu của thực tế, phương pháp này được áp dụng trở lại trong lĩnh vực xăng dầu, khi công trình chấp nhận một giá trị độ lún cao hơn bình thường tuy nhiên có hiệu quả kinh tế cao. Đơn vị đưa trở lại phương pháp này ban đầu là COFEC và nay là C&E Consultants. Trong thời gian này song song với việc áp dụng rất nhiều thí nghiệm hiện trường

CỌC XI MĂNG ĐẤT

(quan trắc công trình) đã được thực hiên. Những thí nghiệm mang tính nghiên cứu này được C&E thực hiện và quy mô của nó không thua kém các đồng nghiệp khác. Hiện nay C&E đang thực hiện thí nghiệm quan trắc sự thay đổi áp lực nước nước dưới đáy khối gia cố (ở độ sâu > 20 m) tại TP. Hồ Chí Minh để xem xét lại tính thoát cố kết của đất nền dưới đáy khối gia cố. Hai đầu đo đã được lắp đặt để tiến hành nghiên cứu lâu dài.

Từ năm 2002 đã có một số dự án bắt đầu ứng dụng cọc xi măng đất vào xây dựng các công trình trên nền đất, cụ thể như: Dự án cảng Ba Ngòi (Khánh Hòa) đã sử dụng 4000m cọc xi măng đất có đường kính 0,6m thi công bằng trộn khô; xử lý nền cho bồn chứa xăng dầu đường kính 21m, cao 9m ở Cần Thơ. Năm 2004 cọc xi măng đất được sử dụng để gia cố nền móng cho nhà máy nước huyện Vụ Bản (Hà Nam), xử lý móng cho bồn chứa xăng dầu ở Đình Vũ (Hải Phòng), các dự án trên đều sử dụng công nghệ trộn khô, độ sâu xử lý trong khoảng 20m. Tháng 5 năm 2004, các nhà thầu Nhật Bản đã sử dụng Jet - grouting để sửa chữa khuyết tật cho các cọc nhồi của cầu Thanh Trì (Hà Nội). Năm 2005, một số dự án cũng đã áp dụng cọc xi măng đất như: dự án thoát nước khu đô thị Đồ Sơn - Hải Phòng, dự án sân bay Cần Thơ, dự án cảng Bạc Liêu ...

Năm 2004, Viện Khoa học Thủy lợi đã tiếp nhận chuyển giao công nghệ khoan phụt cao áp (Jet-grouting) từ Nhật Bản. Đề tài đã ứng dụng công nghệ và thiết bị này trong nghiên cứu sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc, khả năng chịu lực ngang, ảnh hưởng của hàm lượng XM đến tính chất của xi măng đất,... nhằm ứng dụng cọc xi măng đất vào xử lý đất yếu, chống thấm cho các công trình thuỷ lợi. Nhóm đề tài cũng đã sửa chữa chống thấm cho Cống Trại (Nghệ An), cống D10 (Hà Nam), Cống Rạch C (Long An)...

Tại thành phố Đà Nẵng, cọc xi măng đất được ứng dụng ở Plazza Vĩnh Trung dưới 2 hình thức: Làm tường trong đất và làm cọc thay cọc nhồi.

Tại Tp. Hồ Chí Minh, cọc xi măng đất được sử dụng trong dự án Đại lộ Đông Tây, một số building như Saigon Times Square …Hiện nay, các kỹ sư Orbitec đang đề xuất sử dụng cọc xi măng đất để chống mất ổn định công trình hồ bán nguyệt – khu đô thị Phú Mỹ Hưng, dự án đường trục Bắc – Nam (giai đoạn 3) cũng kiến nghị chọn cọc xi măng đất xử lý đất yếu.

Tại Quảng Ninh, công trình nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh đã áp dụng công nghệ phun ướt, địa chất công trình phức tạp gặp đá mồ côi ở tầng địa chất cách cao độ mạt đất 11 - 12m, đất đồi cứng khó khoan tiến độ công trình đòi hỏi gấp, lúc cao điểm lên đến 6 máy khoan[6].

Tại Hà nội, Hầm đường bộ Kim Liên được xây dựng trong khu vực địa chất yếu, nhất là khu vực phía đuờng Đào Duy Anh, chính vì vậy nền đất dưới hầm đã được cải tạo bằng phương pháp cột đất gia cố xi măng với chiều dày khoảng 1.5-6m. Việc gia cố đất tại đáy bằng phương pháp cột đất gia cố xi măng không nhằm gia cố nền đất mà chỉ với mục đích chống trượt trồi khi đào xuống độ sâu lớn (trên 10m) và cũng không phải gia cố tại tất cả các vị trí đào mà căn cứ theo điều kiện địa chất từng khu vực, có nơi gia cố, có nơi không. Việc gia cố ít nhiều có ảnh hưởng đến độ lún của các đốt hầm.[7]. Đường Láng Hòa Lạc nối Thủ đô Hà Nội với khu công nghệ cao Hào Lạc đi qua nhiều sông ngòi và có nhiều gia cắt với đường bộ, đường sắt, dọc theo con đường này có nhiều hạng mục công trình trong quá trình thi công đã

CỌC XI MĂNG ĐẤT

dùng cọc xi măng đất để xử lý nền đất yếu, chống lún chống trượt đất cho mái dốc, ổn định đất đường hầm.

Số liệu về một số công trình sử dụng cọc xi măng đất

STT Tên công trình Đường kính cọc(m)

Tổng mét dài đã thi công (m)

Công nghệ trộn

1 Đường vào sân đỗ cảng hàng không Cần Thơ

0.6 32.000 Trộn ướt

2 Nhà máy điện Nhơn Trạch I Đồng Nai 0.6 15.000 Trộn khô

3 Đường nối cầu Thủ Thiêm với đại lộ Đông Tây

0.6 100.000 Trộn khô

4 Hầm chui đường sắt vành đai đường Láng Hoà Lạc Km 7+358

0.6 150.000 Trộn khô

5 Đường băng sân bay Cần Thơ 0.6 300.000 Trộn ướt

3.6 Nhận xét Công nghệ trộn sâu nó chung và cọc xi măng đất đã được áp dụng khá phổ biến trên thế giới nhưng chỉ mới được áp dụng ở Việt Nam gần đây.

Thực tế với các nền đường đắp cao trên nền đất yếu; công trình yêu cầu thời gian thi công ngắn; độ lún còn lại nhỏ; yêu cầu đất nền cố kết nhanh; tiết kiệm vật liệu đắp khi vật liệu này khan hiếm thì giải pháp xử lý nền bằng cọc xi măng đất tỏ ra khá hiệu quả. Vì vậy sắp tới chúng ta nên mạnh dạn ứng dụng công nghệ này để xử lý nền đắp trên đất yếu nhất là các đoạn đường đầu cầu. Ngoài ra, ứng dụng cọc xi măng đất để làm tường chắn, vách tầng hầm, chống mất ổn định mái dốc… cũng đạt được hiệu quả cao về kinh tế - kỹ thuật.

Một khi công nghệ này trở nên phổ biến thì giá thành xây lắp sẽ giảm và ưu điểm của phương pháp xử lý bằng cọc xi măng đất càng được nâng cao.

TƯỜNG CHẮN ĐẤT

4 TƯỜNG CHẮN ĐẤT Tường chắn hay còn gọi là tường vây, tường trong đất (diaphragm wall), tường chắn đất.

Tường chắn đất có nhiều loại được phân chia theo các tiêu chí khác nhau (ví dụ: tường trọng lực, tường công xôn, tường cứng, tường mềm... ngoài ra còn các kiểu đặc biệt như tường làm từ các hàng cọc liên tiếp hay cách quãng, tường Berlin, tường trong đất có dự ứng lực...)

4.1 Nguyên lý thiết kế Khi thiết kế tường chắn đất người ta vẫn thường thiết kế theo 2 bước là thiết kế khả năng chịu lực và độ ổn định. Khi thiết kế khả năng chịu lực của tường cũng phải xác định các lực tác dụng lên tường (chủ động, bị động, áp lực nước ngầm....).

Phương pháp trong SGK là phương pháp cổ điển dùng lý thuyết của Rankin và Coloumb là để xác định các áp lực đất tác dụng lên tường chắn và sử dụng phương pháp cân bằng giới hạn để tính nội lực trong tường. Sau đó phải tính độ ổn định của tường để ngăn chặn khả năng xuất hiện biến dạng quá mức cho phép. Thường là tính ổn định cục bộ và tính khả năng trượt sâu theo các phươg pháp tính trượt kinh điển (VD: mặt trượt trụ tròn..., hay một số phươg pháp Spencer, Morgenstern-Price, GLE, Janbu's Simplified...) hoặc có thể sử dụng phương pháp c-phi reduce.

Hai phương pháp Coulomb và Rankine khác nhau ở những điểm sau đây:

1. Rankine giả thiết ma sát giữa tường và đất bằng không (tường trơn). Coulomb có tính đến ma sát giữa tường và đất. Điều này dẫn đến lực ngang tác dụng lên trường chắn khi tính theo

TƯỜNG CHẮN ĐẤT

Coulomb sẽ nghiêng một góc alpha so với phương nằm ngang (alpha la hệ số ma sát giữa tường và đất). Nếu sử dụng Rankine, góc alpha sẽ bằng không.

2. Rankine sử dụng phương pháp giới hạn cận dưới (lower bound solution) còn Coulomb sử dụng phương pháp giới hạn cận trên (upper bound solution). Hai phương pháp này khác nhau cơ bản ở chỗ:

(a) Phương pháp giới hạn cận trên giả thiết mặt phá hoại trước sau đó xác định lực tác dụng dựa trên mặt phá hoại giả thiết kết hợp với cân bằng tĩnh;

(b) Phương pháp giới hạn cận dưới giả thiết toàn bộ đất sau tường đều ở trạng thái giới hạn (Rankine's limits), ứng suất ngang hữu hiệu ở trang thái tới hạn được tính từ ứng suất đứng hữu hiệu nhân với hệ số Rankine.

Như vậy, có thể thấy rằng cả hai phương pháp nêu trên đều không hoàn thiện. Rankine thỏa mãn điều kiện cân bằng ứng suất (stress equilibrium) song không thỏa mãn điều kiện biến dạng liên tục (strain compatibility) khi giả thiết toàn bộ đất sau tường đều ở trạng thái giới hạn. Coulomb thì ngược lại, điều kiện biến dạng thỏa mãn (do giả thiết trước mặt phá hoại) song điều kiện cân bằng ứng suất lại không được đáp ứng (lưu ý là Coulomb chỉ giải ra được lực chứ không ra được ứng suất). Hai phương pháp này có thể hội tụ trong một số trường hợp đặc biệt (ví dụ như khi tường thẳng đứng + ma sát giữa đất và tường bằng không + mái dốc bề mặt bằng không). Nhược điểm của cả hai phương pháp là không giải được những bài toán có điều kiện hình học hoặc địa chất phức tạp (vi dụ nhiều lớp đất, mực nước ngầm nằm giữa thân tường, mái dốc bề mặt khác không...)

4.1.1 Sử dụng các phần mềm trong thiết kế Hiện nay do sự phát triển của máy tính và phương pháp số nên có thể thiết kế tường chắn đất bằng các phần mềm sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn. Một số phần mềm này đã được thương mại hóa và xuất hiện ở Việt nam như Geostudio, Plaxis, SageCrisp... Các phần mềm này sử dụng lý thuyết cơ học môi trường liên tục để tính toán trạng thái ứng suất- biến dạng của nền đất và tường chắn.

Dùng bộ GeoStudio thì có thể thiết kế được tường chắn bằng cách sử dụng môđun SIGMA/W, SEEPAGE/W, QUAKE/W để tìm và trạng thái ứng suất-biến dạng của hệ tường-đất và nội lực của tường chắn (có thể xác định được lực cả trong hệ thanh chống, neo, cốt gia cố cho đất...) sau đó dùng môđun SLOPE/W để kiểm tra khả năng trượt.

Ngoài ra còn một số chương trình chỉ dùng để tính riêng khả năng chịu lực của tường chắn như STAAD Foundation, GEO5... các chương trình này không dự báo được khả năng biến dạng của môi trường đất nền sau tường chắn.

4.1.2 Thiết kế tường trọng lực Khi tính toán tường chắn cứng (gravity walls), các điều kiện sau đây cần phải được kiểm tra:

1. Ổn định lật (overturning): Moment lật do áp lực ngang của đất gây ra phải nhỏ hơn moment chống lật do trọng lượng bản thân của tường.

TƯỜNG CHẮN ĐẤT

2. Ổn định trượt (sliding): Lực sinh ra do áp lực ngang của đất phải nhỏ hơn lực ma sát tại đáy tường.

3. Ổn định cục bộ của nền đất dưới tường (bearing capacity): ứng suất đứng sinh ra do trọng lượng bản thân của tường phải nhỏ hơn sức chịu tải của nền.

4. Ổn định tổng thể (overall stability): hệ số an toàn của các mặt trượt sâu đều phải lớn hơn 1.

Khi tính toán tường mềm (sheet pile walls, tied-back walls...) các điều kiện sau đây cần được kiểm tra:

1. Độ sâu chôn tường: Được tính từ điều kiện cân bằng lực ngang ở 2 bên tường.

2. Cường độ: ứng suất trong kết cấu tường do moment uốn gây ra phải nhỏ hơn cường độ của vật liệu tường.

Để thực hiện được quá trình tính toán nói trên, điều kiện tiên quyết là phải xác định được áp lực ngang của đất tác dụng lên tường. Các điều kiện 1,2,3 (của tường cứng) cũng như 1,2 (của tương mềm) hoàn toàn có thể kiểm tra được bằng PTHH (SIGMA/W, Plaxis). Điều kiện thứ 4 (ổn định tổng thể) có thể kiểm tra bằng các phần mềm chuyên về ổn định mái dốc (SLOPE/W).

4.1.3 Chọn chiều sâu cừ thép Khi lựa chọn chiều sâu đặt cừ,có thể sử dụng phương pháp giải tích hoặc sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn để lựa chọn chiều sâu chôn cừ. Sau đó tiến hành kiểm tra vấn đề ổn định của cừ và đất sau lưng cừ theo một trong hai phương pháp dưới đây:[7]

Phương pháp giải tích:

+ Dạng cừ không có chống (dạng conson) chiều sâu chôn khoảng 10m: khi chiều sâu chôn cừ không lớn: sử dụng phương pháp cân bằng tĩnh hay phương pháp Blum, hoặc phương pháp đường đàn hồi (phương pháp đồ giải), phương pháp hệ số nện Sử dụng phương pháp Blum khá đơn giản

+ Dạng có một tầng chống: sử dụng phương pháp giữ đất tự do hoặc giữ đất cố định (phương pháp dầm tương đương). Chú ý khi sử dụng 2phương pháp này phải phân tích đặc tính của đất nền để lựa chọn PP. hoặc có thể sử dụng pp dầm đẳng tri.

+Dạng nhiều tầng chống: sử dụng phương pháp dầm liên tục, phương pháp chia đôi tải trọng thanh chống

Phương pháp phần tử hữu hạn:

Nếu sử dụng phần mềm Plaxis thì tính toán cũng khá đơn giản

+Làm hai bài toán thuận và nghịch

TƯỜNG CHẮN ĐẤT

Trước tiên làm bài toán nghịch: Quy định hệ số ổn định của tường cừ, sau đó tìm chiều sâu chôn cự

+Bài toàn thuận: từ chiều sâu chôn cừ tiến hành tính toán lại hệ số ổn định của cừ

4.2 Mực nước ngầm Nước ngầm có ảnh hưởng rất quan trọng không chỉ trong việc thi công giữ ổn định vách đất, đào đất hố móng...mà còn rất quan trọng trong khâu thiết kế. Nếu đất không có nước thì kết cấu sẽ được an toàn hơn nhiều. Khi có nước ngầm cao, đất bão hòa, cường độ đất nói chung và cường độ chống cắt nói riêng là yếu. Áp lực chủ động của đất-nước lên tường chắn lớn (là áp lực làm tường chuyển vị vào trong hố đào), trong khi đó áp lực bị động chống lại ở dưới đáy hố đào thì nhỏ. Từ đó dẫn tới lực trong thanh chống lớn, mức độ ổn định của hệ chống kém hơn.

Ngoài ra nước ngầm cao, khi đào đất bên trong công trình sẽ tạo ra một sự chênh áp lực nước trong và ngoài hố đào, nguy cơ tạo ra dòng thấm gây mất ổn định tổng thể tường và ổn định chống bùng nền ở đáy hố đào và sát tường.

Tóm lại vấn đề nước ngầm trong đất rất phức tạp và rất quan trọng đối với Ks thiết kế và thi công công trình hố móng sâu.

Thường thì trong các báo cáo khảo sát địa chất chỉ nêu mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu nào đó, nhưng không cụ thể lưu lượng nhiều ít ra sao? Liệu việc mình coi đất là bão hòa, dùng trong tính toán có thể phản ánh không đúng thực tế. Lí do chủ yếu là Báo cáo KSĐC thủy văn của mình còn xa mới đạt được sự gần gũi với thực tế. Các báo cáo chỉ nói tới địa chất là nhiều và cũng không đủ tin cậy để đưa vào tính toán. Trong khi đó nước trong đất chưa nói bao nhiêu.

Kỹ thuật tránh áp lực nước ngầm:

1) Ðặt áp theo thành tường bê-tông, phía đất (nếu có thể) một tấm đan bê-tông bọng (tức bê-tông không có hay ít cát, và xi-măng, khi đổ xong, cứng lại nó có nhiều lỗ hỗng cho phép nước thấm qua, và như vậy nó chảy xuống dưới chân tường .

2) Ðặt ống thoát nước ngay chân tường.

Nhưng kỹ-thuật này có thể làm lún các nhà láng giềng kế bên, cho nên tôi có dùng nhưng chỉ dùng cho bờ kè, tường chắn đất trong những công trình giao thông .

Để thoát nước ngầm dù nhiều, chỉ cần đặt một giàn máy bơm loại nhỏ (vài trăm lít một giờ và nó tự khởi động khi có nước) là được.

4.3 Khoảng cách tối thiểu tới công trình lân cận Khoảng cách tối thiểu tới công trình lân cận là khoảng cách cho phép thi công được Tường chắn. Muốn thi công được Tường chắn thông thường người ta phải làm tường dẫn bê tông có chiều dày 200-300mm. Để đúc được tường dẫn này còn phải ghép côppha, có lẽ tối thiểu

TƯỜNG CHẮN ĐẤT

khoảng 200-300 nữa. Như vậy khoảng cách tối thiểu phải chừa ra để thi công các "yếu tố tạm thời" là khoảng 500-600mm.

Ngoài ra thi công xây chen phải rất chú ý các biện pháp chống sạt lở công trình lân cận trong quá trình khoan hào và quá trình đào đất hố móng.

Theo kinh nghiệm thì ngay cả khi dùng cừ larssen thì cũng cần có khoảng cách lùi khoảng 500 để đầu rung ép cừ không va vào công trình kế cận, tường cừ larssen cũng dày hơn 400 như vậy cũng phải lùi 900mm . Mặt khác nếu điều kiện đất nền tốt thì việc ép rất khó khăn thậm chí không thể rung ép được và có ảnh hưởng làm trồi đất gây hư hại nhà xung quanh. Sau khi đổ xong tường tầng hầm thì rút lên được 20% cừ là coi như thành công.Một cây cừ larsen 6m giá chừng 1 cây vàng. Việc neo cừ cũng liên quan đến xin phép các nhà xung quanh.

4.4 Quan trắc chuyển vị khi thi công Chuyển vị ngang đỉnh tường vây cho phép: 0,5%xH (H chiều sâu hố đào). Ví dụ: nếu hố đào sâu 20m thì chuyển dịch cho phép là 10cm. Việc độ chính xác cần đạt bao nhiêu cho quan trắc chuyển dịch tường vây cũng là 1 vấn đề cần quan tâm vì theo tiêu chuẩn XDVN 351 về quan trắc chuyển dịch công trình cũng không đề cập tới vấn đề độ chính xác là bao nhiêu. Do đó độ chính xác cho phép do thiết kế đưa ra trên cơ sở độ sâu tường vây, độ rộng, kết cấu tường vây.

Để quan trắc chuyển vị ngang của tường khi thi công theo phương pháp truyền thống cũ là quan trắc chuyển dịch bằng Trắc địa dùng máy toàn đạc độ chính xác cao, hoặc dùng công nghệ GPS. Tuy nhiên với độ chính xác yêu cầu cao như lưới đo chuyển dịch tường vây thì việc đo để đạt độ chính xác cỡ mm là khó. (có thể đạt được nhưng rất khó tùy thuộc vào mặt bằng công trình).

Hiện tại việc quan trắc chuyển dịch tường vây bằng ống Inclinometer là chính xác nhất hiện nay. Đo chuyển vị bằng phương pháp Quan trắc dịch chuyển nền đất (Inclinometer) là đo gián tiếp chuyển vị của tường vây thông qua chuyển vị của ống chuyên dụng. Với việc gắn ống casing vào tầng địa chất tốt đáy ống không bị chuyển dịch trong quá trình thi công, độ chính xác đạt được từ phương pháp này theo nhà cung cấp cỡ mm. Đáy ống đặt trong lớp đất tốt coi là gốc, khi đào hố áp lực đất tác dụng thành hố đào làm cho tường vây dịch chuyển-ống đặt trong tường vây theo đó dịch chuyển theo và độ dịch chuyển tính so với đáy ống. Khi thi công tường vây người ta đặt luôn 1 ống thép đường kính khoàng từ D100-D115 sẵn vào trong tường vây. Sau này khi quan sát chuyển vị người ta se lắp đặt 1 ống chuyên dụng (có các rãnh trượt) vào trong ống thép và lấp chặt vữa vào phía ngoài ống này nhằm cố định các ống với tường vây, để đo chuyển vị tường vây thông qua chuyển vị của ống. Khi đo chuyển vị, người ta cho 1 đầu dò (có các bánh xe trượt trên rãnh ) thả xuống ống đã lắp đặt sẵn, nó sẽ vẽ lên 1 đồ thị quỹ đạo đường đi lần đầu tiên. Lấy đồ thị đầu tiên này làm mốc để so sánh với các lần đo sau này ở các chu kỳ đo. Vì thế ở các giai đoạn thi công khi đo bằng phương pháp trên ta có thể biết được dịch chuyển của tường vây so với ban đầu là bao nhiêu ở trên tất cả các điểm của tường vây có đặt ống Inclinometer.

TƯỜNG CHẮN ĐẤT

Ở công trình ngoài việc sử dụng inclinometer, người ta còn lắp đặt các móc quan trắc trực tiếp trên tường vây thành các lớp theo chiều cao hố đào. Rồi tiến hành quan trắc chuyển vị của các móc này bằng cách so sánh tọa độ giửa các lần đo và so với tọa độ ban đầu của các móc này thôi.

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

5 SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

5.1 Khái niệm Sàn bê tông ứng lực trước thường là sàn không dầm (sàn phẳng) và sử dụng loại kết cấu bê tông ứng lực trước.

Hiện nay hệ thống dự ứng lực có nhiều loại ( sợi đơn, đa sợi, có bơm vữa hay không có bơm vữa) với các độ linh động trong lắp đặt và thi công khác nhau.

Thông thường dùng loại cáp có vỏ bọc với đường kính 15,24mm hoặc lớn hơn với số lượng và đường kính theo tính toán của các nhà thiết kế. Sàn ứng lực trước căng sau thường sử dụng 2 loại cáp bám dính hoặc không bám dính. Cáp bám dính thường được sử dụng chủ yếu ở Úc còn ở Mỹ và Anh thì chủ yếu dùng cáp không bám dính.

5.2 Ứng dụng Sàn ứng lực trước có khả năng vượt nhịp lên tới 20m, nhưng chỉ hiệu quả trong nhịp từ 8-12m, kinh tế nhất là nhịp 9m. Nhịp trung bình phổ biến là 10-12m, tuy nhiên có thể kết hợp với dầm bản dự ứng lực với nhịp 16 hay 20m... Nhịp lớn hơn lượng thép dùng càng lớn.

Với nhịp khoảng 8-9m thì dùng sàn tấm phẳng, cần chú ý đến chọc thủng. Với nhịp khoảng 10m thì dùng sàn phẳng với tấm mũ, cần chú ý kiểm soát võng. Với nhịp từ 12m trở lên chỉ nên dùng với dầm bẹt (dải sàn - slab band) nhưng tiêu

chuẩn giới hạn là mật độ đặt thanh thép. Dầm bẹt h<2t với t là chiều dày sàn. Bề rộng của dầm bẹt b>3h. Khi dùng dầm bẹt, việc chọn chiều dày sàn dựa trên tỉ số nhịp-trên-chiều cao, là dựa trên chiều dài của nhịp ngắn hơn. (Nhịp ngắn tính từ tim tới tim chứ không dùng khoảng cách thông thủy tính từ mép của dầm bẹt bởi độ cứng của dầm bẹt không đủ để có thể xem như một dầm).

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

5.3 Cấu tạo Ngoài việc đặt cốt thép chủ động (ứng lực trước) theo quỹ đạo cáp căng trước thông thường là parabol, cần phải đặt thêm cốt thép bị động (cốt thép thường). Tuy nhiên có thể thiết kế để có thể đặt rất ít cốt thép thường.

Thông thường, với cáp bám dính (bonded tendon), khoảng cách tối đa là 10 lần chiều dày sàn cho sàn 2 phương và 8 lần chiều dày sàn cho sàn một phương (phương còn lại không quy định, thường làm sao đảm bảo P/A -Tiêu chuẩn Mỹ ACI 318-05, mục 18.12.4. Đôi khi khoảng cách lớn hơn đôi chút được sử dụng nếu sàn chịu được tải áp dụng.

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

5.4 Một số công trình ứng dụng tại Việt Nam Sàn không dầm bê tông ứng suất trước hiện tại được sử dụng rộng rãi tại các nước trong khu vực như Hongkong, Thailand, Indonesia, Malaysia, Singapore...

Việc thi công sàn ứng lực trước tại Việt Nam trong kết cấu nhà nhiều tầng thì đã có nhiều, điển hình như tòa nhà 63 Lý Thái tổ (nhịp 11m), E-town (nhịp 13.2m), tháp đôi Vincom(nhịp 10m), TT Thương mại Thanh trì (nhịp 13.2m)Vincom, trụ sở Viettel số 1 Giang Văn Minh(nhịp 8.5m), toà nhà 27 tầng tại 25 Láng Hạ[3], tổ hợp văn phòng kết hợp nhà ở chất lượng cao ở Huỳnh Thúc Kháng... và nhiều công trình hiện đang thi công tại Hà Nội.

Công nghệ thi công sàn ứng lực cũng đã được áp dụng tại Việt Nam từ khá lâu do viện KHCN thực hiện lần đầu tại thư viện trường ĐH Quốc Gia HN (7 tầng).

5.5 Các ưu điểm Hà Nội, Thành phố Hồ Chí Minh và các thành phố khác trong những năm qua đã có những bước đột phá trong việc xây dựng các khu chung cư cao tầng và nhà làm việc. Trong công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, sàn nhà là bộ phận chiếm tỷ lệ lớn, chịu lực phức tạp và có cấu tạo rất đa dạng. Khi công trình ít tầng thì giá thành chi phí cho sàn chiếm một tỷ lệ lớn. Đối với nhà nhiều tầng, do công trình chịu lực ngang cũng như tải trọng bản thân kết cấu lớn lên chi phí cho các bộ phận chịu lực ngang cũng như tải trọng bản thân kết cấu lớn lên chi phí cho các bộ phận chịu lực ngang cũng như tải trọng bản thân kết cấu lớn nên chi phí cho các bộ phận chịu lực ngang cũng như cột, tường sẽ tăng song chi phí cho sàn vẫn chiếm tỷ lệ cao. Sở dĩ như vậy là do sàn có tác động trực tiếp đến các bộ phận chịu lực khác như cột, dầm, tường. Sàn cũng có ảnh hưởng đến chiều cao tầng, đến khối lượng trát, ốp lát. Theo con số thống kê của công ty VSL thì với công trình cao khoảng 40 tầng, trọng lượng sàn chiếm đến 50% trọng lượng toàn công trình. Do vậy, việc nghiên cứu để giảm nhẹ trọng lượng sàn sẽ có ý nghĩa rất quan trọng.

Do sàn nhà chiếm một vị trí quan trọng như vậy nên ở các nước phát triển đã sử dụng nhiều loại sàn bê tông cốt thép ứng lực trước do có những ưu điểm mà sàn bê tông cốt thép thường không có được. Đó là:

Ngoài các ưu điểm của bê tông ứng lực trước thì hệ sàn có một ưu điểm là cho phép có tỷ lệ/ chiều cao lớn hơn (chiều cao tầng nhỏ hơn). Chiều cao tầng phụ thuộc vào hệ kết cấu có dầm hay không có dầm. Nếu hệ kết cấu sàn không có dầm với bước cột lớn thì chiều cao tầng có thể giảm và tính linh hoạt của không gian ở trong các căn hộ cũng như phòng làm việc sẽ cao hơn nhiều so với nhà có bước cột bé hoặc nhà có bước cột lớn nhưng lại có dầm. Đặc biệt là những nhà có sử dụng hệ thống điều hoà không khí trung tâm thì giải pháp sàn không dầm lại rất tiện lợi. Việc tổ chức không gian ở và làm việc tính linh hoạt (có thể thay đổi trong tương lai).

Để khắc phục yếu tố độ võng đối với bản sàn không dầm với bước cột lớn, biện pháp hiệu quả nhất là dùng bê tông dự ứng lực. Hiện nay, công nghệ kéo căng bê tông dự ứng lực đã triển khai tương đối mạnh, đặc biệt trong lĩnh vực cầu đường.

Với 1 nhịp lớn, sàn bê tông ứng lực trước cần ít bê tông hơn.

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

Nếu phần lớn tải trọng do cốt thép ứng lực trước chịu, cốt thép không ứng lực trước có thể được đơn giản hoá và tiêu chuẩn hoá ở mức độ cao. Hơn nữa, vật liệu cần cẩu lắp giảm do trọng lượng thép (không ứng lực trước và ứng lực trước) và bê tông nhỏ hơn so với sàn bê tông cốt thép.

Sàn bê tông ứng lực trước khi cho phép tháo cốppha sớm hơn. Việc lắp ráp các cấu kiện đúc sẵn bằng bê tông ứng lực trước tránh được các liên kết

phức tạp của các thanh cốt thép, do đó giảm đáng kể thời gian lắp dựng…Sàn nhà xây dựng nhanh thì việc hoàn thiện có thể kết thúc sớm, đưa công trình vào khai thác sớm. Thông thường với mặt bằng sản một tầng từ 1.000-2.000m2 thì cứ 10 ngày có thể thi công xong.

Có thể được áp dụng đòng thời với các công nghê khác để tăng tiến độ ( Côp pha leo, côp pha bản, cút nối thép, cốp pha vách định hình...)

Theo sự tổng kết của các nhà khoa học, loại nhà này có hiệu quả kinh tế với chiều cao từ 9 đến 30 tầng.

5.6 Các nhược điểm Thi công cần đơn vị có kinh nghiệm Mác bê tông cao hơn Tính toán phức tạp hơn Với công trình cao tầng, nếu sử dụng phương án sàn ứng lực trước thì kết quả tính

toán cho thấy độ cứng của công trình nhỏ hơn bê tông ứng lực trước dầm sàn thông thường, do đó chuyển vị đỉnh công trình là điều cần lưu ý để đảm bảo quy phạm; quá trình tính toán phần sàn. Để khắc phục điều này, nên bố trí xung quanh mặt bằng sàn là hệ dầm bo, có tác dụng neo cáp tốt và tăng cứng, chống xoắn cho công trình bằng nhiều biện pháp, ví dụ: sử dụng cột dạng vách thay vì cột vuông, sẽ chịu cắt và chịu lực ngang phương chính tốt hơn.

Khi trong sàn có chuyển vị, ứng suất trong cáp ứng lực trước (đặc biệt trong trường hợp sử dụng cáp không dính kết thường được áp dụng tại các công trình tại Việt Nam) sẽ thay đổi, mà sự thay đổi này chỉ được xét đến trong phần tính toán hao ứng suất (hệ số kinh nghiệm không cụ thể đối với nhà nhiều tầng chyển vị ngang lớn). Ngoài ra còn cần kể đến ảnh hưởng của chuyển vị đỉnh cột, của dầm quanh chu vi (nếu có)... Như vậy chuyển vị ngang lớn sẽ ảnh hưởng đến kết quả thiết kế cáp ứng lực trước trong sàn.

Sàn không dầm (có khả năng chịu chọc thủng kém) thông thường chỉ dùng ở những nơi có nhịp sàn theo 2 phương gần bằng nhau, tải trọng nhỏ. Ở Úc, người ta dùng phổ biến nhất ở các bãi đậu xe nhiều tầng - hoạt tải = 2.5~3 kPa. Nhịp sàn ít khi vượt quá 8.4m, vì nếu nhịp quá lớn thì sẽ không kinh tế bằng flat slab + band beam (sàn và dầm bản). Sàn phẳng không có mũ cột, (tiếng anh là flat plate), đã được xây nhiều ở nước ngoài. với loại kết cấu này, nơi xung yếu nhất là nới đầu cột liên kết vào sàn. tại vị trí này, vai trò của cốt thép chống chọc thủng (punching shear reinforcement) là rất quan trọng. Nhiều đơn vị thi công ở Việt Nam chưa quen cách cấu tạo của sàn phẳng không mũ cột.

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

Ghi chú: ở một số nước có nguy cơ động đất cao đang dần không thiết kế, thi công nhà cao tầng sử dụng sàn ứng lực trước nữa. Với một số chủ đầu tư Đài Loan, họ nhất quyết từ chối sử dụng sàn ứng lực trước trong công trình của họ, nguyên nhân là sàn ứng lực trước không cứng (theo phương ngang khi chịu tải trọng ngang) như sàn thường, công tác bảo dưỡng khó, sàn ứng lực trước thường đi kèm với khả năng cho không gian rộng lớn, bước cột xa hơn nên độ cứng ngang tại từng tầng nhà yếu hơn. Thường thì ở nhà dân dụng: có tầng 1 & 2 trống để làm gara hay siêu thị, tầng trên được xây tường chèn hay tường bê tông ngăn chia nên tầng 1 & 2 trở thành tầng yếu trong tổng thể tòa nhà, khi xảy ra động đất hay bị sập ở tầng 1 chứ các tầng trên không việc gì cả. Hiện ở Đài Loan không ai dùng sàn ứng lực trước nữa (có thể họ có nhiều công trình gặp sự cố khi có động đất).

So sánh giữa sàn bê tông ứng lực trước và sàn bê tông thường:

Phương án BTCT thường có dầm Phương án bê tông dự ứng lực

Ưu điểm Ưu điểm

- Thi côngđơn giản hơn

- Mác bê tông thấp hơn

- Tính toán đơn giản hơn

- BBC

- Tạo được trần đẹp

- Chiều cao tầng được nâng cao bởi không bị hạn chế dầm

- Độ bền công trình cao, vì mác bê tông cao, thépcường độ cao kéo căng và không cho phép có vếtnứt

- Không phải làm trần

- Thi công nhanh

- Không gian sử dụng linh hoạt

Nhược điểm Nhược điểm

- Chiều cao tầng sẽ bị hạn chế

- Đặc biệt với những phòng rộng 100- 150m2 thì chiều cao tầng 3,6m, dầm cao 70cm thì thông thuỷ chỉ còn 2,9m, thấp qúa

- Độ bền công trình không cao do có sự xuất hiện vết nứtdẫn tới sự ăn mòn thép nhanh

- Trần có dầm nên phải làm trần

- Thời gian thi công lâu hơn

- Thi công cần đơn vị có kinh nghiệm- Mác bê tôngcao hơn- Tính toán phức tạp hơn

Ví dụ so sánh cụ thể:

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

Ví dụ so sánh là một nhà làm việc cao 9 tầng, với lưới cột tối đa là 7mx8,4m. Phương án chọn được xem như tối ưu là hệ kết cấu chịu lực gồm cột + vách cứng đặt ở khu vực thang máy + sàn không dầm. Cột vuông được chọn với tiết diện 65x65cm, sàn dày 20cm, bê tông dự ứng lực mác 350, vách cứng dày 20cm.

Phương án so sánh là phương pháp thông thường lâu nay các nhà thiết kế và các nhà thầu xây lắp thường thích dùng là hệ kết cấu khung cột + vách chịu lực + dầm + sàn với bê tông cốt thép (BTCT) mác 200, thép thường. Hệ kết cấu thẳng đứng chịu lực ngang vẫn dùng hệ cột vuông 65x65cm và vách cứng dày 20cm ở vị trí cầu thang như phương án thép dự ứng lực. Điểm khác ở phương án này là sàn dùng hệ dầm chính và dầm phụ chịu lực. Bản sàn dày 12cm dựa trên yếu tố đảm bảo độ võng cho phép và tỷ lệ thép, hệ dầm chính tiết diện 25x65cm, hệ dầm phụ tiết diện 22x35cm.

- Một nhận xét gần như là quy luật đó là đối với các nhà cao tầng có vách chịu lực thì vách cứng thẳng đứng chịu tải trọng ngang chủ yếu. Cột chỉ chịu một phần rất ít.

-So sánh hai phương án ta thấy nội lực của chân cột cũng không khác nhau nhiều lắm nên phương án móng cũng tương đương nhau.

- Chuyển vị ngang ngang trên đỉnh công trình cũng ở trong phạm vi cho phép và có giá trị tương đương nhau ( thực ra có một chút sai khác)

- Từ nội lực của dầm chính, dầm phụ và sàn của 2 phương án ta tính được thép dầm sàn, cột của 2 phương án

Qua kết quả tính toán không gian theo chương trình STAADIII cho 2 phương án trên ta nhận thấy:

Nội lực tại cùng một tiết diện của cùng một chân cột:

Phương án BTCT thường có dầm Phương án bê tông dự ứng lực

- Lực dọc: N=393,994 tấn

- Mmax = 0,612tm

- Lực cắt Qmax = 0,198 tấn

- Lực dọc: N=447,686 tấn

- Mmax = 3,792 tm

- Lực cắt Qmax = 0,916 tấn

Chuyển vị tại cùng một tiết diện cốt trên đỉnh công trình:

Phương án BTCT thường có dầm Phương án bê tông dự ứng lực

δx = 0,00064 cm

δy = 0,43591 cm

δz = 1,92053 cm

δx = 0,21846 cm

δy = 0,27509 cm

δz = 2.11529 cm

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

So sánh khối lượng bê tông, thép và kinh tế của 2 phương án:

Từ kích thước của các cấu kiện của 2 phương án so sánh khối lượng bê tông của 2 phương án

Phương án BTCT thường có dầm Phương án bê tông dự ứng lực

Bê tông Bê tông

- Bê tông mác 200

- 167,29m3 x 402.612đ/m3= 67.352.961đ

- Bê tông mác 350155,m3 x 639.2450đ/m3= 99.114.750

Thép Thép

Thép thường

35,9 tấn x 5.000.000đ/t=179.500.000đ

12,55tấn x 5.000.000đ/t=62.750.000đ

Thép ứng lực

(cáp+đầu neo+ nhân công)

5,0tấn x 20.000.000 đ/t=100.000.000đ

Cốp pha thành dầm

347,4m2 x 22.000đ/m2 = 7.642.800đ

Tổng cộng cho 1 sàn:254.495.761đ Tổng cộng cho 1 sàn:263.954.154đ

5.7 Phương pháp tính toán sàn bê tông ứng lực trước

5.7.1 Các quan niệm phân tích kết cấu bê tông ứng lực trước Hiện nay, việc phân tích cấu kiện bê tông ứng lực trước dựa trên ba quan niệm cơ bản sau:

Quan niệm thứ nhất:

Quan niệm này coi bê tông ứng lực trước như vật liệu đàn hồi, tính toán theo ứng suất cho phép. Bê tông là vật liệu chịu nén tốt, chịu kéo kém. Nếu không phải chịu ứng suất kéo do đã được nén trước thông qua việc kéo trước cốt thép, trong bê tông sẽ không bị xuất hiện vết nứt, như vậy có thể xem như bê tông ứng lực trước là vật liệu đàn hồi. Với quan niệm này, khi bê tông đặt vào trạng thái chịu lực thì ứng suất kéo gây ra do tải trọng ngoại sẽ bị triệt tiêu bởi ứng suất nén trước, nhờ vậy sẽ hạn chế được bề rộng vết nứt và khi vết nứt chưa xuất hiện thì có thể sử dụng các phương pháp của lý thuyết đàn hồi để tính toán.

Quan niệm thứ hai:

Quan niệm này coi bê tông ứng lực trước làm việc như BTCT thường với sự kết hợp giữa bê tông và thép cường độ cao, bê tông chịu nén và thép chịu kéo và gây ra một cặp ngẫu lực kháng lại mô men do tải trọng ngoài gây ra. Nếu sử dụng thép cường độ cao đơn thuần như thép thường thì khi bê tông xuất hiện vết nứt, thép vẫn chưa đạt đến cường độ. Nếu thép được kéo trước và neo vào bê tông thì sẽ có được sự biến dạng và ứng suất phù hợp với cả hai loại vật liệu.

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

Quan niệm thứ ba:

Quan niệm này coi ứng lực trước như là một thành phần cân bằng với một phần tải trọng tác dụng lên cấu kiện trong qua trình sử dụng, tính toán theo phương pháp cân bằng tải trong. Đây là phương pháp khá đơn giản và dễ sử dụng để tính toán, phân tích cấu kiện BTứng lực trước. Cáp ứng lực trước được thay thế bằng các lực tương đương tác dụng vào bê tông. Cáp tạo ra một tải trọng ngược lên, nếu chọn hình dạng cáp và lực ứng lực trước phù hợp sẽ cân bặng được các tải trong tác dụng lên sàn, do đó độ võng của sàn tại mọi điểm đều bằng 0.

Thông thường, hệ kết cấu chịu lực là hệ sàn không dầm kết hợp với cột, vách cứng bố trí tại các vị trí thang máy chịu tải trọng đứng do trọng lực của kết cấu, hoạt tải gồm đồ đạc, người sử dụng và tải trọng ngang do gió hoặc động đất gây ra.

Sàn bê tông cốt thép ứng lực trước thường được thiết kế theo phương pháp cân bằng tải trọng với giả thiết lực kéo căng trong cáp (bố trí hình parabol) sẽ cân bằng với tải trọng bản thân cấu kiện, sau đó kiểm tra khả năng chịu tải của sàn trong giai đoạn thi công và sử dụng. [5]

5.7.2 Các giai đoạn tính toán Có 2 giai đoạn tính toán : giai đoạn đầu và giai đoạn cuối.

Giai đoạn đầu:

Giai đoạn đầu chỉ có tải bản thân: sau khi dựng ván khuôn, thi công công tác thép , công tác định vị mặt đường quỹ đạo cáp(tendon profile) và cuối cùng là thi công đổ bê tông toàn khối. Thời điểm kéo cáp là sau khi bê tông đạt tới 80 % về cường độ, cường độ này là f'ci = 80%f'c hoặc f'ci=t/(α+β.t)*f'c (khoảng 15 ngày). Có thể dùng phụ gia để khoảng 3 ngày là đạt cường độ có thể tiến hành căng cáp. Như vậy cần phải kiểm tra chỉ cho tải trọng bản thân và tải cân băng của cáp theo phương pháp cộng tác dụng.

Giai đoạn cuối:

Là giai đoạn sử dụng, xem như bê tông đạt 28 ngày , tháo ván khuôn và đưa vào sử dụng. Lúc này có LIVE LOAD và SUP LOAD và kiểm tra với f'c ( 28 ngày ) điều này có xét đến tổn hao ứng suất (loss stress) và chú ý rằng Pjack >Pi >Pf (có thể tưởng tượng lực kéo cáp do jack là lực ép cọc Pmax => Ptk = Pmax/2.5 giống coc).

Nếu sử dụng phần mềm SAFE, phai nhap tải trọng cân bằng của cáp và mômen thứ cấp.

Giai đoạn giới hạn là giai đoạn U-Stage lúc đó Mtotal = 1.4 (deal+sub) +1.7 live+ Msc(momen phụ) + Mearthquake (trường hợp lấy theo ACI).

5.7.3 Mô hình tính toán sàn chịu tải trọng ngang Ở 1 số nước mà đã phát triển lâu và rộng (như australia) khi tính toán thì giả thiết rằng khi sàn chịu tải trọng ngang do gió hoặc động đất truyền vào (các tải trọng ngắn hạn) thì khi thiết kế họ coi sàn là tuyệt đối cứng (Vách cứng sàn) không chịu ảnh hưởng của tải trọng ngang khi chu kỳ dao động của toàn nhà T 3s (hoặc 5s) thì họ có xu hướng bổ sung dầm vào trong hệ kết cấu để tăng độ cứng cho tòa nhà, có thể là dầm thường hoặc dầm bẹt (có hoặc không

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

có ứng lực trước). còn đối với tải trọng ngang dài hạn (ví dụ như sàn tầng hầm, sàn tầng bán hầm có một mặt tiếp xúc với tường chắn đất...) thì khác hoàn toàn, bất kể chu kỳ như thế nào thì cũng không thấy đề cập đến việc tải trọng ngang ảnh hưởng gì đến sàn, mà họ thường có các biện pháp thi công sao cho không xuất hiện ứng suất phụ tác động trực tiếp và sàn.

5.7.4 Mô hình tính toán sàn chịu tải trọng đứng Sàn ứng lực trước có thể tách riêng ra để tính với tải trọng đứng. Có hai phương pháp mô hình hóa sàn khi chịu tải trọng đứng là phương pháp phân phối trực tiếp ( DDM ) và phương pháp Khung tương đương ( EFM ).

Nếu công trình có nhịp đều nhau và đảm bảo yêu cầu để tính khung tương đương thì chỉ cần chọn dải trên cột có chiều dài bằng chiều dài nhịp để tính và kiểm tra theo khung tương đương. Nếu mặt bằng phức tạp thì có thể dùng phần mềm (ví dụ như SAFE, Adapt PT - thường dùng để tính toán sàn phẳng + ứng suất trước là ADAPT PT, cho kết quả nhanh và dễ kiểm soát)để tính ra nội lực sàn và chia dải tính theo biểu đồ moment, hoặc chia dải theo mặt bằng sàn. Sau đó tính toán và kiểm tra cho từng dải theo nội lực đã tính toán.

Sự phân phối Moment uốn của sàn phẳng khác sàn dầm:không phải đồng đều trên toàn sàn mà tập trung phần lớn ở dải trên cột. (một số tiêu chuẩn nước ngoài quy định điều này, ví dụ như BS8110 Section 3, mục 3.7).

Khi tính toán thì có chia ra column strip (dải đầu cột) và middle strip (dải ở nhịp). Bề rộng column strip thường là 1/2 nhịp ngắn. 2/3 moment tại column strip lại tập trung ở giữa, rộng = 1/2 column strip.

Dự kiến khoảng ( 65-75 ) % Moment theo mỗi phương được truyển bởi các dải trên cột . Bề rộng của dải trên cột được lấy sao cho một nữa bề rộng của dải trên cột ở về mỗi phía của cột lấy bằng ¼ nhịp ngắn của Sàn .

Theo ACI 318 quy định : Chọn khoảng cách giữa các cáp ứng lực trước trong dải trên cột vào khoảng ( 3 - 4 ) chiều dày bản ; và khoảng cách tối đa giữa các cáp ứng lực trước ở dải giữa nhịp không vượt quá 6 lần chiều dày bản .

5.8 Mô hình hóa bằng phần mềm Thường sử dụng các phần mềm chuyên dụng như SAFE, ADAPT PT, RAM Concept, MIDAS SDS, ít khi dùng SAP2000, ETABS để mô hình hóa sàn.

Trên Thế giới hiện đang dùng khá phổ biến phần mềm của hãng ADAPT trong kết cấu dự ứng lực. Hãng ADAPT có truyền thống về dự ứng lực nên mức độ chính xac và tin tưởng được đánh giá cao. ADAPT phân tích dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn và phương pháp khung tương đương-giống với mô hình sàn dự ứng lực. Việc mô phỏng đường đi của cáp trên 3D khá dễ dàng.

MIDAS SDS cũng có thể tính toán được sàn dự ứng lực. Tuy nhiên phần kiểm toán của nó còn yếu, tiêu chuẩn hỗ trợ cũng không nhiều, việc mô phỏng đường cáp khá phức tạp.

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

Dùng nội lực ETABS để giải sàn ứng lực trước sẽ không chính xác do các nguyên nhân sau:

1. Mô hình sơ đồ tính sẽ rất phức tạp cho hệ kết cấu. Lực do cáp gây ra là nội lực nhưng phải mô hình tải cân bằng vào (tải hướng lên phần lớn giữa nhịp và hướng xuống ở phần nhỏ 2 bên gối tựa - do hình dạng cáp cân bằng một phần moment do tĩnh tải gây ra - thông thường là 80%).

2. Cho dù mô hình lực cân bằng như vậy cũng còn thiếu vì cáp sẽ gây nén rất lớn cho sàn. Điều này dẫn đến tấm sàn sẽ cứng hơn nhiều so với tấm sàn bình thường.

3. Phân tích FEM thường dựa trên phương pháp chuyển vị. Chuyển vị đúng thì nội lực mới đúng được. Ứng xữ sàn ứng lực trước lại phức tạp, chuyển vị ít hơn nhiều so với sàn bê tông cốt thép.

4. Mô hình bao nhiêu phần trăm cột nhận moment từ sàn truyền qua (column stiffness) cũng là một vấn đề tế nhị. Mặc định ETABS là 1.0; nhưng các phần mềm phân tích sàn ứng lực trước thường sữ dụng hệ số nhỏ hơn nhiều (khoảng 0.25).

5. Chổ liên kết sàn với lõi cứng nhà cao tầng không phải ngàm như mặc định của ETABS, thông thường người ta sữ dụng ván khuôn trượt cho lõi thi công trước sàn nên đầu neo chết của cáp dừng lại trước lõi, phải liên kết thép chờ hay coupler trên và dưới (lưu ý coupler dưới chịu cắt).

Người ta thường sữ dụng ETABS để phân tích hệ thống chịu tải ngang lên công trình (gió, động đất) và thiết kế cột vách. ETABS cũng giúp để tính tải trọng lên sàn transfer và tải xuống móng. Còn thiết kế sàn nhất là sàn phẳng ứng suất trước thì nên sữ dụng các phần mềm như Ram Concept, Adapt Builder v.v.. vì các phần mềm này tính toán được sàn sau khi nứt, co ngót, từ biến nên cho kết quả chính xác hơn cả trạng thái giới hạn 1 và 2, kể cả chuyển vị dài hạn và bề rộng khe nứt.

5.9 Sự cố thi công cáp kéo sau

5.9.1 Vồng sàn Trong thực tế do quá trình tính toán thiết kế chưa chính xác dẫn đến một số công trình sử sụng công nghệ sàn bê tông ứng lực trước không những không võng mà còn bị vồng lên do tải trọng thực tế không đạt đến giá trị tính toán gây ra hiện tượng nứt sàn.

Đặc biệt với công nghệ thi công sàn bê tông ứng lực trước, lắp ghép ở công trường (sàn làm việc 1 phương) hiện thượng võng lệch, nứt sàn... xảy ra ở đa số các công trình đã thi công khiến cho độ tin cậy của công nghệ UST giảm sút, gây ra sự lo ngại cho các chủ đầu tư.

5.9.2 Không đủ độ giãn dài Là hiện tượng khi kéo 100% lực thì giá trị giãn dài của bó cáp luôn không dạt theo thiết kế.

Các nguyên nhân có thể và khắc phục:

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

Do đồng hồ áp lực cần kiểm tra lại cái đồng hồ lực, nếu đồng hồ chính xác thì cho dừng việc kéo thêm và cho cắt cáp, vì nếu tiếp tục kéo thì sẽ nguy hiểm có thể dẫn đến đứt cáp). Nếu không thì có thể phải hiệu chỉnh lại đồng hồ áp lực. Khi hiệu chỉnh, nên đề nghị đơn vị hiệu chỉnh thử ở càng nhiều điểm càng tốt. Chú ý là phương trình quy đổi tương đương có sai số vào khỏang 5% do mất mát do ma sát của nhớt . . .Tốt nhất là chọn ngay ở các giá trị mà khi đơn vị thường sử dụng để sản xuất. Hơn nữa chỉ kiểm tra áp lực đồng hồ là một phương pháp kiểm tra chủ quan vì đồng hồ áp lực chỉ là thiết bị dùng để quy đổi áp lực của ben căng sang áp lực dầu của đồng hồ áp lực. Thiết bị này được hiệu chỉnh và luôn có sai số từ các hiện tượng vật lý (ma sát...) cho nên mức độ tin tưởng chỉ vào khỏang 90%. Trung tâm đo lường chất lượng 3 (Quatest 3) quy định sai số cho việc hiệu chỉnh chỉ là 2%.

Do ma sát giữa cáp và ống tăng do để lâu ngày hoặc do ống bị bể khi đầm beton nên nước xi măng ngấm vào. Biện pháp khắc phục là kéo quá lực lên 1.05 Ptk hoặc kéo không tải 3->5 lần sợi cáp để làm giảm ma sát.

Do thép không đúng qui cách thiết kế. Theo lý thuyết thì với vật liệu đã có môđun đàn hồi và cường độ cho trước thì độ dãn dài phải tỉ lệ với lực kéo. Có thể cần cho thí thí nghiệm kéo lại lô thép càng nhiều mẫu càng tốt. Sai số của độ giãn dài phải nằm trong +/- 6% mới đạt yêu cầu.

Kết luận:

Thực tế là phải kiểm sóat được độ giãn dài. Kiểm định đồng hồ áp lực và kiểm tra độ giãn dài thực tế là điều kiện cần và đủ để kiểm sóat lực căng ban đầu (initial prestress). Nếu căng thép dưới giá trị thiết kế thì moment nứt (Mcr) sẽ nhỏ hơn thiết kế. Nhưng nếu căng thép quá giá trị cho phép (> 0.7-0.8 lần giới hạn chảy) thì sẽ dễ dẩn đến rủi ro dầm tăng khả năng bị phá hủy giòn do thép đã được căng vượt qua vùng đàn hồi.

Thông thường độ dãn dài trung bình khoảng 6.5 phần ngàn (với cáp 12.7mm). Độ dãn dài đạt cao nhất với cáp dài trong khoảng 15m trở lại (1 đầu neo sống), càng dài thì sẽ khó đạt độ dãn dài, cáp dài hơn 30m sẽ phải sử dụng 2 đầu neo sống. Sau khi kéo căng cáp ứng lực trước, trị số độ dãn dài của cáp đạt 0.95 đến 1.1 độ dãn dài của cáp khi tính toán là thuộc giới hạn cho phép.

Độ giãn dài quan trọng nhưng có rất nhiều yếu tố để làm giá trị độ giãn dài không nằm trong phạm vi cho phép. Điều quan trọng là lực truyền vào kết cấu đủ. Độ giãn dài chỉ là hệ quả của việc truyền đủ áp lực vào kết cấu. Việc kiểm soát chặt chẽ quá trình kéo căng quan trọng hơn là việc kiểm tra độ giãn dài(mặc dù đây là căn cứ để nghiệm thu quá trình kéo căng).

Bản thân thiết bị dù mới đến đâu đã có sự sai số thì kô có lý do gì tin tưởng tuyệt đối 100% để sử dụng. Phải có nhiều cách kiểm tra chéo sự họat động chính xác của thiết bị và thậm chí của vật liệu nữa. Hiệu chỉnh thiết bị thường xuyên, kiểm tra độ giãn dài thực tế căn cứ vào kết quả kéo thép, kiểm tra độ ổn định giữa những lần căng khác nhau ... là những phương pháp kiểm tra chéo mà mức độ quan trọng tui đánh giá là như nhau. Chỉ cần một trong những phương pháp kiểm tra chéo đưa ra kết quả có sai số khác với lý thuyết thì tôi thiết nghĩ chúng ta có quyền đặt câu hỏi và tiến hành biện pháp kiểm tra để truy tìm nguyên nhân.

SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC

Ví dụ: Giả sử đã kéo đúng lực (tức thiết bị OK) nhưng gặp nhằm lô thép kém chất lượng hoặc lô thép có cơ lý khác nhau thì sao? Chắc chắn độ giãn dài phải khác và bất bình thường so với kết quả cơ lý đã đem đi thí nghiệm, vậy tức vật liệu not OK. Bỏ qua được kô?

Một ví dụ khác: kết quả độ giãn dài giữa những lần căng khác nhau của những tao thép thuộc cùng 1 lô thép thậm chí cuồn thép có kết quả khác nhau cũng khiến cho bạn đặt câu hỏi về chất lượng (sự đồng đều) của chính lô thép đó.

Bản thân của công tác kiểm tra (chất lượng sản phẩm) là lọai trừ tất cả các sự rủi ro trong quá trình thi công, vậy không lý gì bạn bỏ qua một sự cảnh báo để làm tăng thêm tính rủi ro trong khi hòan tòan có thể chủ động từ những biện pháp kiểm tra chéo khác.

5.9.3 Tuột cáp ứng lực khi kéo Khi kéo lực đạt 100%Po sau đó hồi kích thì xẩy ra hiện tượng tụt móng neo (chốt neo) và không giữ được sợi cáp.

Nếu không thi công bổ sung lại được, (thường là có ống cáp dự trữ), thì cần tính lại khả năng chịu lực của kết cấu với cáp đã căng.

Nếu trong cấu kiện đó 1 sợi cáp đứt chiếm 1-2% thì phải bỏ.

Có thể xử lý như sau:

Luồn sợi cáp khác. Đục ra neo lại.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

6 CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

6.1 Khái niệm Hoàn thiện công trình là công tác phải tiến hành nhằm tạo cho công trình đáp ứng được các mục tiêu sử dụng tiện nghi, mỹ quan. Hoàn thiện công trình là khâu cuối cùng của các công tác xây lắp nên chất lượng mỹ quan cũng như tiện nghi cuả công trình sẽ do chất lượng công tác hoàn thiện quyết định khá nhiều.

6.2 Đặc điểm So với các công tác khác trong xây dựng công tác hoàn thiện không đặt nặng về vấn đề chịu lực cho công trình nhưng lại đòi hỏi khắc khe về thẩm mỹ vì vậy đội ngũ công nhân làm công tác hoàn thiện phải có tay nghề cao, có con mắt thẩm mỹ sâu. Người ta vẫn nói ngành xây dựng là một trong 10 ngành mỹ thuật của thế giới và sự rực rỡ của nó về hình thức sẽ làm cho bộ mặt của thành phố, của đất nước được nâng lên. Nói như thế ta mới biết được tầm quan trọng của công tác hoàn thiện và những người tạo nên nó. Do tính chất mỹ quan đó mà công tác hoàn thiện được làm sau cùng.

Thông thường công nhân làm công tác hoàn thiện tính công theo m2, các tổ đội này là chuyên nghiệp thường là của công ty hoặc cũng là tổ đội ngoài.

Tổ chức tổ đội thường là một người tổ trưởng và các thành viên khác, bố trí mỗi người làm việc ở một khu vực cụ thể khác nhau. Người tổ trưởng phải thường xuyên kiểm tra công việc của các thành viên trong tổ để kịp thời phát hiện những sai sót, nhắc nhỡ những sai sót từ đó tìm ra hướng giải quyết hợp lý. Có thể có nhiều tổ đội cùng làm công tác hoàn thiện song song với nhau nếu công trình lớn, đòi hỏi thời gian. Khi hoàn thiện thì tiến hành theo trình tự từ trên xuống và từ trong ra ngoài với các khâu hoàn thiện như làng, trát……Dụng cụ và máy móc phục vụ thi công cho công tác hoàn thiện được chuyên môn hoá cao như máy khoan lổ gạch, máy mài tường độ phẳng cao…

6.3 Yêu cầu chung Công nhân làm công tác hoàn thiện phải tuân thủ chặt chẽ các nguyên tắc an toàn lao động đặc biệt là trong sơn nước công trình khi phải làm việc với giàn dáo ở trên cao. Hệ giàn phải vững chắc, nếu là thang dây thì phải vững vàng.

6.4 Các công tác hoàn thiện Hoàn thiện công trình bao gồm nhiều công tác khác nhau như trát hoặc bả bề mặt phủ ngoài kết cấu, láng hoặc lát mặt nền , ốp tường, sơn hoặc quét vôi lên tường, trần nhà, cắt và lắp kính, đánh bóng đồ gỗ và kim loại, chèn kẽ các khe , mạch, trải các lớp phủ thảm . . . Một số công tác chính bao gồm:

1. Công tác xây 2. Công tác tô trát

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

3. Công tác láng 4. Công tác ốp lát 5. Công tác quét vôi và sơn 6. Công tác gia công lắp đặt cửa 7. Công tác chống thấm chống nóng mái, sênô 8. Lợp mái 9. Công tác khác (đắp nổi, kính…)

6.5 Các tiêu chuẩn liên quan 1. TCXDVN 303-2004 - Công tác lát và láng.

2. TCXDVN 324-2004 - Xi măng xây trát.

3. TCXDVN 336-2005 - Vữa dán gạch ốp lát.

4. TCXDVN221-2004 – Sơn XD, phân loại.

5. TCXDVN293-2003–Chống nóng nhà ở.

6. TCXD VN 298-2003, 299-2003, 300-2003 - TC về cách nhiệt chuyển dịch từ TC ISO.

7. TCXDVN 328-2004-Tấm trải chống thấm trên cơ sở bitum biến tính.

8. TCXDVN 331-2004 - Vật liệu xây dựng - Phương pháp thử tính không cháy.

6.6 Công tác xây Công trình là dạng khung bê tông cốt thép chịu lực, hệ tường chỉ mang tính chất bao che chủ yếu, ít tham gia chịu lực, vật liệu được dùng khi xây tường là gạch.

a. Vữa xây

- Chiều rộng mạch vữa ngang : 15 – 20mm.

- Chiều rộng mạch vữa đứng : 5 – 10mm.

- Thời gian cho phép sử dụng vữa sau khi trộn không quá 1h.

- Gạch được tưới đủ nước trước khi xây.

- Vữa xây sẽ được trộn đúng theo tỷ lệ và đảo kỹ.

b. Khối xây

- Để đảm bảo liên kết kết cấu bê tông: trước khi xây khoan vào bê tông hai lỗ fi 8 sâu 7cm, cắm 2 thanh fi 10 dài 20cm làm râu cho tường xây. Khoảng cách có râu thép là 3,4m/3 = 1.1m (5 hàng gạch).

- Gạch xây trình tự theo chiều ngang và sẽ không được xây quá 1.5m chênh lệch theo chiều cao.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

- Độ nghiêng cho phép đối với tường xây trong một tầng đảm bảo theo quy phạm.[1]

Nguyên tắc chính khi xây gạch:

Gạch xây từng hàng phẳng mặt, vuông góc với phương của lực tác dụng vào khối xây và góc nghiêng của lực tác dụng vào khối xây và phương vuông góc với khối xây <= 170 vì khối xây chịu nén là chính.

Xây không trùng mạch do đó các mạch vữa đứng của lớp xây tiếp giáp không trùng và lệch nhau ít nhất ¼ chiều dài viên gạch cả về phương ngang cũng như phương dọc.

Các mạch vữa xây theo phương ngang và phương dọc trong một lớp xây được vuông góc với nhau, không xây các viên gạch vỡ hình thang, hình tam giác ở góc khối xây.

Vì vậy, đội ngũ công nhân thực hiện việc xây lành nghề, được chia thành tổ và phân công lao động phù hợp với các đoạn công tác trên mặt bằng. Đồng thời giữa các thợ chính, thợ chính với thợ phụ phải có sự phối hợp nhịp nhàng dây chuyền với nhau đảm bảo công việc được thực hiện một cách liên tục, nhịp nhàng không bị ngắt quãng.

Công việc xây được tiến hành sau khi hệ khung bê tông cốt thép đã được chình thành được một phần hay toàn bộ và coffa sàn, dầm, cột, hệ giằng chống đã được tháo dỡ, dọn dẹp ở hệ khung tầng dưới thì khi ấy ta có thể bắt đầu công việc xây ở tầng dưới và cứ như thế lên các tầng trên.

6.6.1 Chuẩn bị trước khi xây Chuẩn bị vật liệu:

Để đảm bảo kết dính tốt cho khối xây vữa xi măng được sử dụng là hợp phần của xi măng, cát, nước được trộn với nhau theo một tỷ lệ thích hợp tạo ra hỗn hợp có cường độ cao chịu được nước và nơi ẩm ướt.

Do công trình là nhà ở chung cư nên gạch được sử dụng là gạch chất lượng cao có độ cứng cao, vuông góc thẳng cạnh, không bị nứt nẻ được sản xuất từ đất sét tạo khuôn và đem nung, có giấy chứng nhận của các cơ quan chuyên môn kiểm nghiệm do đó khả năng chống lại ảnh hưởng của thơi tiết cao. Gồm gạch ống 4 lỗ 80 x 80 x 190 và gạch thẻ 40 x 80 x 190.

Sử dụng xi măng polăng holcim mác 200 cón trong thời hạn sử dụng và bảo quản trong kho bãi đùng tiêu chuẩn.

Cát dùng là cát sạch, mịn không lẫn tạp chất, kích thước đồng đều, đúng yêu cầu trong cấp phối vữa xây. Nếu cát không sạch ta phải tiến hành sàn loại bỏ tạp chất trong cát.

Nước sạch phải được lấy từ nguồn nước của khu vực.

Cấp phối vữa phải được pha trộn thích hợp, tránh những trường hợp vữa non làm giảm độ liên kết hay vữa già gây lãng phí. Chất lượng của vữa xây tô được kiểm tra thí nghiệm trong phòng và trên hiện trường xây dựng.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

Chuẩn bị xây:

Coffa dầm, sàn, cột và hệ giằng chống đã được tháo ra và dọn dẹp gọn gàng đảm bảo không vướng trong quá trình xây, đồng thời tạo ra một mặt bằng thuận lợi cho việc vận chuyển vật liệu xây đến đúng chổ và bố trí vật liệu khi xây như gạch, máng hồ……, khi xây lên cao cần phải bố trí giàn dáo.

Thợ chính và thợ phụ đầy đủ.

Dụng cụ xây gồm bay, thước, dây nhợ, bàn chà, nivô.

Xác định tường xây là loại nào 100, 200 hay lớn hơn để xây hợp lý đúng kỉ thuật.

Xác định tim mốc, vị trí xây.

Thợ phụ vận chuyển vật liệu gạch, máng hồ, giàn dáo lại vị trí thợ chính, sắp chúng thích hợp trên mặt bằng xây.

Nếu xây trên tầng cao thì vật liệu được chuyển lên bằng puli.

6.6.2 Biện pháp thi công a. Chuẩn bị mặt bằng

- Vệ sinh làm sạch vị trí xây trước khi xây.

- Chuẩn bị chỗ để vật liệu : gạch, vữa xây

- Chuẩn bị dụng cụ chứa vữa xây : hộc gỗ hoặc hộc tôn.

- Chuẩn bị hộc 0.1m3 để đong vật liệu ( kích thước 50 x 50 x 40 cm ).

- Dọn đường vận chuyển vật liệu, từ vận thăng vào, từ máy trộn ra.

- Bố trí các vị trí đặt máy trộn cho các tầng xây khối lượng lớn.

- Chuẩn bị chỗ trộn vữa xây ướt, chuẩn bị nguồn nước thi công.

b. Phương pháp trộn vữa

- Đong cát, xi măng theo cấp phối khối lượng hoặc cấp phối để tính được Ban quản lý công trình đồng ý và giám sát.

- Dùng máy trộn vữa loại B 251 trộn khô theo tỷ lệ quy định sau đó chuyển đến vị trí xây rồi mới trộn nước để xây.

6.6.3 Trình tự và các yêu cầu kỹ thuật khi xây - Làm sạch bề mặt.

- Lấy mốc, trải vữa lớp dưới dày 15 – 20mm, miết mạch đứng dày 5 – 10mm .

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

- Xây một lớp để kiểm tra tim cốt, trải vữa liên tục để xây hàng kế tiếp cho đến cốt lanh tô thì dừng lại để chờ lắp lanh tô.

- Xây tiếp phần tường phía trên lanh tô.

- Đối với các phần xây nhỡ các kích thước gạch sẽ được cắt gạch cho phù hợp kích thước khối xây.

- Xây từ dưới lên trên, tường chính xây trước, tường phụ xây sau, xung quanh xây trước, trong xây sau.

- Nếu gạch khô phải tưới nước để đảm bảo gạch không hút nước của vữa tạo liên kết tốt khi xây.

- Bề mặt tiếp giáp khối xây phải được trát một lớp hồ dầu để tạo độ liên kết giữa gạch và bề mặt tiếp giáp đó như dầm, cột.

- Để đảm bảo cho tường thẳng và phẳng thì trong quá trình xây phải giăng dây nhợ và thường xuyên thả quả dọi.

- Mạch vữa dao động từ 8 – 12mm, mạch vữa phải nằm ngang phải dày hơn mạch vữa dọc, bảo đảm mạch no vữa. Điều chỉnh tăng vữa ở phía vữa thấp nếu tường không ngang phẳng.

- Có 1 cách xây là 2 dọc 1 ngang.

- Chú ý ở vị trí tiếp giáp giữa tường và dầm thì phải xây xiên, xây bằng gạch đinh đồng thời các lỗ trống phải miết hồ kĩ nhằm tránh trường hợp nứt ở mép tiếp giáp của tường với dạ đà.

- Ở vị trí tiếp giáp của tường với mặt trên của đà cũng được xử lý một lớp hồ dầu khoảng 1cm và xây khoảng 03 hàng gạch đinh để chống nứt.

- Khi xây luôn để ý những lỗ trống trên tường để lắp dựng cửa, lam gió, đường điện, ống nước… sau này.

- Sau khi khối xây vừa xong thì hạn chế các lực va chạm để khối xây đạt cường độ từ từ.

- Nếu xây tiếp lên tường cũ thì cần phải vệ sinh tưới nước tường cũ trước khi xây tiếp.

6.6.4 Tổ chức làm việc - Để đảm bảo chất lượng vật liệu như xi măng, cát, đá, gạch khi đưa đến công trình được kiểm tra nghiệm thu ngay xem có yêu cầu đã đề ra hay chưa (xi măng, gạch, đúng loại đúng mác…), nếu chưa thìp hải thay đổi ngay. Và sau khi khối xây đã hoàn chỉnh cũng phải kiểm tra nghiệm thu lần nữa cho đến khi công trình hoàn tất. Công việc này do chỉ huy trưởng phối hợp với những kỹ sư khác trên công trường đảm trách. Hỗn hợp vữa phải được pha trộn đúng tiêu chuẩn được kiểm tra chất bằng cách lấy mẩu thí nghiệm ngay tại công trường sau khi đã pha trộn xong về độ dẻo, độ sụt, độ đồng đều của vữa xây.

- Các tổ đội thực hiện công tác xây có thể là của công ty hoặc ở ngoài có tính chuyên nghiệp được tổ chức làm việc xây chuyền. Mổi tổ xây đứng đầu là một trưởng nhóm, điều hành các

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

thành viên khác trong tổ xây, chịu trách nhiệm về khu vực mình xây. Tổ trưởng xây phải xác định sơ bộ số lượng công nhân mình có sẵn để tìm ra biện pháp phân đợt phân đoạn hợp lý, khối lượng trong các phân đợt phân đoạn phải xấp xỉ bằng nhau để tránh gây biến động về nhân lực và đảm bảo cho xây không bị gián đoạn nửa chừng.

- Người thợ tuyệt đối phải chấp hành các biện pháp an toàn lao động khi xây, nhất là khi đứng trên giàn dáo, làm việc trên cao phải có hành lang bảo vệ, đối với các tường ngoài thì phải có lưới bao che đề phòng vật rơi xuống dưới.

- Tổ chức mặt bằng thi công phải tiện lợi phù hợp gồm 03 khu: khu vực thao tác xây, khu vực chứa vật liệu và khu vực chuyển tiếp vật liệu. Ba khu vực này không tách rời với nhau được. Đặc biệt là khi làm việc trên giàn dáo thì giàn dáo phải vững, sàn công tác phải chắc chắn để chứa vật liệu và thao tác xây.

- Thông thường để công việc xây được liên tục thì cứ 01 thợ chính thì có 01thợ phụ, nếu kết cấu phức tạp, khối lượng nhiều thì số người được bố trí nhiều hơn. Gạch vữa được chuyển lên tầng bằng puli; vữa được trộn bằng máy và thủ công vữa được trộn ở dưới đất rồi chuyển lên.Thợ phụ phải cung cấp vật liệu cho thợ chính xây một cách đầy đủ nhằm tránh gián đoạn trong thi công gây lãng phí, hiệu suất kém.

6.7 Công tác tô trát Để bảo vệ, tạo vẽ thẩm mỹ cho kết cấu tường, dầm……thì ta cần phải tiến hành tô trát.

Có các loại trát như trát tường, trát lớp lót, trát lớp vữa nền, trát lớp vữa mặt, trát góc, trát cạnh góc lồi, trát lớp mặt, trát cạnh góc lõm, trát dầm trần…

6.7.1 Chuẩn bị trát - Dụng cụ: bay, bàn xoa, thước, nivô, dây nhợ…… Vật liệu là vữa xi măng mác 75 với cấp phối thích hợp.

- Công việc trát được thực hiện sau khi các kết cấu cần tô đã được hình thành.

- Chất lượng lớp trát phụ thuộc rất nhiều vào bề mặt cần trát, bề mặt cần trát cần phải đạt một độ cứng ổn định, chắc chắn rồi mới tiến hành trát; đối với tường thì cần phải chờ cho tường khô mới trát.

- Vệ sinh sạch sẽ bụi bẩn trên bề mặt trát, nếu bề mặt gồ ghề, lồi lõm thì cần phải đục đẽo hay đắp thêm tạo cho bề mặt tương đối bằng phẳng rồi mới tiến hành trát.

- Tạo nhám cho bề mặt cần trát để vữa trát dính vào.

- Nếu bề mặt trát khô quá thì tưới nước vào.

- Trải bao ở phía dưới chân chổ trát nhằm tận dụng lại vữa rơi khi trát, tránh gây lãng phí.

- Ngoài ra để tạo độ bám dính bề mặt tốt ta nên trát trước bề mặt kết cấu bằng một lớp hồ dầu.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

- Nếu trát bề mặt ngoài của tường thì phải đảm bảo giàn dáo và sàn công tác an toàn trước khi trát.

- Thực hiện xong các công việc nêu trên ta gém hồ hay dùng đinh, gạch vỡ làm dấu lên mốc, phái trên đầu và cuối bức tường trước, sau đó mới tiến hành các mốc phía trong. Làm các mốc phía trên rồi thả quả dọi để làm mốc ở dưới và giữa tường. Khoảng cách các mốc về các phía phải nhỏ hơn thước tầm để dễ kiểm tra độ phẳng lớp trát. Mặt sàn thao tác trên giàn dáo và mặt sàn dưới chân giàn dáo phải quét dọn sạch sẽ trước khi tiến hành công việc.

6.7.2 Trình tự và các yêu cầu kỹ thuật khi trát - Nhìn chung kỹ thuật trát các kết cấu là giống nhau chỉ có một số điểm riêng ta cần phải lưu ý do tính chất của nó trên bề mặt nhằm tạo ra một lớp trát có chất lượng, đạt yêu cầu.

- Tiến hành trát trần, dầm trước rồi tới tường, cột sau.

- Trát theo bề dày của mốc đánh dấu. Nên trát thử vài chổ để kiểm tra độ dính kết cấu.

- Chiều dày lớp trát từ 10 – 20mm, khi trát phải chia thành nhiều lớp mỏng từ 5-8mm. Nếu trát quá dày sẽ bị phồng, dột, nứt thông thường chiều dày của một lớp trát nên không mỏng hơn 5mm và không dày hơn 8mm. Khi ngừng trát phải tạo mạch ngừng hình gãy không để thẳng, cắt lớp vữa trát thẳng góc.

- Thực hiện tuần tự 03 lớp trát lót, lớp đệm và lớp ngoài.

- Dùng vữa xi măng mác 75.

- Lớp vữa trát phải bám chắc vào bề mặt các kết cấu công trình; loại vữa và chiều dày lớp vữa trát phải đúng yêu cầu thiết kế; bề mặt lớp vữa phải nhẵn phẳng; các đường gờ cạnh chỉ phải ngang bằng hay thẳng đứng.

- Các lớp vữa trang trí thường có yêu cầu mỹ thuật cao.

- Phải kiểm tra độ bám dính của vữa bằng cách gõ nhẹ trên mặt lớp vữa trát, tất cả những chổ bộp đều phải trát lại bằng cách phá rộng chổ đó ra, miết chặt mép vữa xung quanh, để cho se mặt mới trát sửa lại. Mặt tường, bể sau khi trát không có khe nứt, gồ ghề, nẽ chân chim hoặc vữa chảy. Phải chú ý chổ trát dưới bệ cửa sổ, gờ cửa, chân tường, chân lò, bếp, các chổ dễ bị bỏ sót khác. Các cạnh cột, gờ cửa, tường phải thẳng, sắc cạnh, các góc vuông phải được kiểm tra bằng thước. Các gờ bệ cửa sổ phải thẳng hàng với nhau. Mặt trên bệ cửa sổ phải có độ dốc theo thiết kế và lớp vữa trát ăn sau vào dưới khung cửa sổ ít nhất 10mm.

- Tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc an toàn lao động khi làm việc trên giàn dáo hay trên cao.

- Những chổ tiếp giáp giữa gạch với gỗ cần phải làm nhám bề mặt gỗ rồi mới trát.

- Khi trát xong thì cần phải che đậy cẩn thận tránh tác động của thời tiết, và va chạm do vô tình tác động vào. Chú ý bảo dưỡng bề mặt trát, luôn giữ ẩm cho bề mặt trát trong 7 đến 10 ngày.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

- Trong quá trình tô trát nếu phát hiện trong vữa có thành phần hạt lớn như đá, sỏi… cần phải loại bỏ ngay.

- Tận dụng lại vữa rơi bên dưới đã có vật lót để trát tiếp.

Thông thường các tổ đội xây cũng đảm nhận luôn cả phần trát. Nguyên tắc tổ chức nhìn chung không khác xây là mấy.

6.8 Công tác láng Lớp láng được thực hiện trên nền bê tông gạch vỡ, bê tông cốt thép. Cấu tạo chung gồm lớp vữa đệm và lớp láng mặt. Lớp vữa láng có chiều dày từ 2-3cm, dùng vữa láng xi măng cát vàng mác 75 – 100. Dụng cụ để láng cũng như trát gồm: bay, bàn xoa, thước, nivô, dây dọi…… vật liệu dùng để láng cũng như trát là hỗn hợp vữa xi măng và cát vàng phải đảm bảo.

Làm sạch bề mặt lớp láng, những nơi vữa khó bám phải đánh sờm bề mặt và tưới nước xi măng. Lấy cốt cao độ và đắp mốc nơi nào cần độ dốc phải tuân thủ theo thiết kế. Thường xuyên dùng thước tầm 3m và nivô kiểm tra độ ngang bằng và độ dốc theo chỉ dẫn thiết kế của lớp láng. Đảm bảo độ dốc thoát nước theo thiết kế. Sau khi láng xong 1 ngày phải bảo dưỡng lớp láng bằng bao tải ẩm, không được để cho nước chảy qua mặt láng, sau ít nhất 3 ngày mới được đi lại trên mặt lớp láng.[1]. Trước khi láng kết cấu phải ổn định và phẳng, vệ sinh thật sạch kết cấu cần láng, thông thường nền nhà rộng ta phải chia ô đánh mốc từng khu vực để láng, cao độ mặt nền sàn phải được kiểm tra rồi căn cứ vào tường, các góc xung quanh thiết lập lên mạng lưới các mốc phù hợp với chiều dài thước khi láng.

Khi láng xong phải chú ý bảo quản bề mặt láng (che đậy cẩn thận) tránh đi lại tuỳ tiện muốn đi phải lót ván vào lớp mới láng xong.

Chú ý công tác dưỡng hộ cho lớp láng nhằm giúp làm tăng chất lượng bề mặt láng vì vậy từ 7 -10 ngày đầu sau khi láng xong phải tưới nước dưỡng hộ.

6.9 Công tác ốp lát Vai trò của công tác ốp lát là nhằm tăng tính thẩm mỹ của công trình, có tác dụng bảo vệ công trình chống lại tác động của thời tiết bên ngoài. Ốp được tiến hành trước lát.

6.9.1 Chuẩn bị ốp lát + Chuẩn bị vật liệu dùng đế ốp lát là những vật liệu được chế tạo sẵn có máy sắc như gạch men Ceramic, gạch men,đá Granite…… gạch phải đúng chất lượng, đúng qui cách, không nứt nẻ giữ được đường nét hoa văn.

+ Vữa lót dùng là xi măng nguyên chất trộn với nước.

+ Dụng cụ gồm: bay, nivô, thước, máy cắt gạch, giẻ sạch, dây……

+ Đục phẳng những chổ lồi lõm trên bề mặt cần ốp, cho thêm vữa vào những chổ lõm đảm bảo cho bề mặt ốp bằng phẳng.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

+ Kiểm tra lại cao độ nền nhà, độ phẳng của tường cần ốp lát, sửa lại bằng vữa xi măng.

Trước khi ốp phải trát một lớp vữa xi măng cát tỷ lệ 1:3 theo thể tích. Các viên gạch loại nhỏ hơn hoặc bằng 250x400mm nhỏ gắn trực tiếp lên tường, nếu lớn hơn phải đóng chỉ đồng vào tường để giữ.Yêu cầu mặt ốp phải phẳng, gạch ốp chặt vào tường, mạch thẳng và đều, chiều rộng mạch nhỏ. Khi ốp thì ốp từ dưới lên, được hàng nào thì chèn vữa đầy cho hàng đó, khi ốp được 3 đến 4 viên thì dùng thước tầm để kiểm tra nếu chưa phẳng thì gõ nhẹ vào thước tầm để tạo độ phẳng. Trước khi ốp cả hàng phải ốp hàng đứng ở hai bên góc tường làm cữ cho cả hàng ngang. ốp xong cả mạch hoà nước xi măng lau mạch. Sau khi ốp xong phải nương nhẹ mặt ốp khoảng 2-3 ngày cho mặt ốp thật rắn, lấy khăn lau bóng mặt, dùng thanh thép dẹt để cào những vết vữa bám trên tường.

6.9.2 Trình tự và các yêu cầu kỹ thuật khi ốp lát + Ốp: Dùng thước kẻ một đường nằm ngang ờ chân tường cách nền bằng chiều rộng của một viên gạch cần ốp. Xác định viên mốc ở hai bên, trát vữa váo hai viên mốc dính vào tường. Căn cứ vào hai viên mốc xác định đường thẳng đứng, căng dây theo hàng thẳng đứng trát vữa xi măng ốp gạch hàng thẳng đứng. Căng dây theo 2 hàng thẳng đứng hai bên ốp các hàng phía trong, và cứ thế ốp cho đến hết độ cao cần ốp. Cuối cùng là dùng hồ xi măng trắng chà lên các khe hở của gạch (chà joint).

+ Lát: Trong khu vực cần lát cần kiểm tra lại các góc vuông xung quanh xem có chính xác chưa. Xếp ướm hàng gạch xung quanh để xác định viên gạch góc. Rải vữa lót cố định gạch góc bằng cao độ gạch cần lót, lát hàng gạch ở phía cạnh tường. Căng dây theo hai hàng gạch cạnh tường lót các hàng bên trong. Cuối cùng dùng hồ xi măng trắng chà lên các khe hở của gạch (chà joint).

+ Kiểm tra độ phẳng bằng thước dài khoảng 2m đặt áp và mặt ốp qui định là không quá 1mm trên 1m chiều dài về độ phẳng của bề mặt ốp lát, khe hở của thước và mặt ốp không quá 2mm.

+ Chiều dày mạch ốp giữa hai viên gạch theo phương đứng và phương ngang là 3mm đối với tấm ốp có kích thước lớn hơn 200 x 200mm, 2mm với tấm ốp có kích thước nhỏ hơn 200 x 200; với gạch men sứ, gạch gốm, đá nhân tạo mạch vữa lấy theo tính chất của phòng và kích thước tấm ốp. Các mạch vữa ngang dọc phải sắc nét, đều đặn, no vữa.

+ Phải chống rỉ cho các chi tiết kết cấu thép tiếp xúc với mặt ốp và các chi tiết thép giữ mặt ốp. Các chi tiết neo giữ (đinh, chốt, móc) phải mạ kẽm hoặc thép không rỉ.

+ Chú ý cẩn thận khi ốp lát không làm bẩn tấm ốp, vệ sinh bằng giẻ lau. Tránh các lực va chạm mạnh vào tấm ốp gây vỡ. Hoa văn khi ốp lát phải khớp với nhau. Chà joint phải đúng màu sắc thiết kế.

+ Trước khi ốp phải đặt xong hệ thống ống và đường dây điện ngầm, kết cấu ốp phải chắc, trước khi ốp phải tẩy sạch các vết dính dầu, mỡ trên bề mặt.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

+ Mặt tường trát và mặt bê tông trước khi ốp phải đánh xờm, mặt vữa cement trát chổ ốp không xoa nhẵn mà phải khía thành lưới quả trám. Khoảng cách giữa các vạch khía không được lớn hơn 5cm và không được lớn hơn chiều rộng của viên gạch ốp.

+ Vữa đệm giữa kết cấu và gạch ốp phải dính kết tốt, không bị bong dộp, khi vỗ trên bề mặt ốp không có tiếp bộp. Tiến hành ốp lại những viên gạch bị bộp.

6.10 Công tác quét vôi và sơn Công tác quét vôi và sơn được thực hiện sau khi trát xong nhằm làm tăng tính thẩm mỹ cho công trình chống lại tác hại của thời tiết.

6.10.1 Đối với công tác quét vôi Vôi sử dụng là vôi tôi chín sàng lọc kỹ và hoà nước. Yêu cầu khi pha nước vôi là không quá đặc rất khó quét hoặc quá loãng thì khi quét vọi sẽ bị chảy. Trước khi quét bề mặt quét vôi phải vệ sinh kỹ và quan trọng là phải bằng phẳng không được lồi lõm vì vậy công tác trát ta phải thực hiện tốt, tạo ra bề mặt đúng yêu cầu kỹ thuật thì công tác quét vôi sẽ dể dáng hơn. Ta tiến hành quét hai lớp: lớp lót (quét một đến hai nước) và lớp mặt. Lớp trước khô mới tiến hành quét lớp sau. Dung cụ quét là chổi, tiến hành quét ngang và quét từ trên xuống (quét tường), quét trần thì thì đưa chổi song song với cửa. Trình tự quét từ trên cao xuống thấp, quét trần trước, tường quét sau, quét các đường biên, đường góc làm cơ sở để quét các mảng trần tiếp theo. Phải đảm bảo mặt quét không bị loang lổ, không lộ ra vết chổi hay giọt vôi đọng lại trên bề mặt làm giảm tính thẩm mỹ công trình, tránh để người đi va chạm vào bề mặt mới quét làm giảm độ đồng đều của màu sắc lớp bên ngoài. Chú ý quét vôi ở mặt ngoài tường phải tuân thủ các biên pháp an toàn lao động khi làm việc ở trên cao. Khi quét nên che đậy các bộ phận khác phía dưới tránh bẩn. Công nhân quét vôi phải có tay nghề cao.

6.10.2 Đối với công tác sơn nước Bề mặt công trình được phủ lên một lớp sơn nước sẽ tạo ra một vẽ đẹp hoàn mĩ, sang trọng.

Trước khi sơn nước người ta thường đánh lên tường một lớp bả mastic nhằm tạo độ nhẵn mịn cho tường nhờ vậy lớp sơn nước cuối cùng sẽ đạt được yêu cầu kỹ thuật. Một số yêu cầu kỹ thuật của lớp sơn bả mastic: phẳng, nhẵn, bóng, không rỗ, không bong rộp bề dày lớp bả không quá 3mm, bề mặt mastic không sơn phũ phải đều màu.

6.10.3 Các lổi kỹ thuật thường xảy ra với lớp mastic nguyên nhân và cách khắc phục Lớp mastic bị bụi phấn:

+ Nguyên nhân: Do bề mặt áp dụng bị quá khô, nước trong hỗn hợp nhão đã bị hút hết vào bề mặt, do đó quá trình ninh kết (chín) của hỗn hợp không xảy ra nên lớp mastic biến thành bụi phấn. Có thể khi pha trộn đã dùng lượng nước quá thấp cộng với việc trộn không đều cũng gây ra hiện tượng trên. Cũng có thể khi pha trộn xong đã thi công ngay, không chờ cho hoá chất phát huy tác dụng.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

+ Khắc phục: Buộc phải cạo bỏ hết lớp mastic này, làm sạch bụi bám bằng nước và chổi cỏ, Chuẩn bị bề mặt thật kỹ, nếu bề mặt khô quá thì nên làm ẩm. Lượng nước pha trộn cần theo đúng tỉ lệ là nước 1, bột 3 (trong khoảng 16 -18 lít nước sạch cho một bao 40kg). Trộn cho thật kỹ và chờ ít nhất là từ 7 đến 10 phút cho hoá chất phát huy tác dụng sau đó quậy lại một lần nữa rồi mới bắt đầu thi công.

Lớp mastic bị nứt chân chim:

+ Nguyên nhân: Do lớp mastic này đã được trát quá dày, vượt độ dày cho phép là 3mm.

+ Khắc phục: Cạo bỏ hết những chổ nứt chân chim. Nếu bề mặt vùng đó mà lõm sâu quá, thì nên dùng hồ xi măng tô thêm cho tương đối phẳng, rồi trát lớp mastic mới.

+ Ngoài sơn nước cho công trình, sơn còn dùng để sơn cửa đi, cửa sổ, những cấu kiện cần trang trí màu…Trước khi quét phải làm vệ sinh sạch sẽ bề mặt cần sơn không để bụi bám vào lớp sơn còn ướt. Chọn sơn đúng loại công trình đề ra. Không nên quét sơn vào những ngày nóng quá (lớp sơn ngoài sẽ khô trước lớp sơn trong không đảm bảo chất lượng) hoặc lạnh quá (sơn lâu khô).

+ Sơn được quét làm nhiều lớp. Trước quét lớp lót sau đó quét lớp mặt. Lưu ý là lớp trước khô mới quét lớp sau. Phải bảo quản tốt khi sơn còn chưa khô.

+ Chọn hướng quét sao cho lớp cuối cùng phải theo đường thẳng đứng đối với tường, hướng ánh sáng từ cửa vào đối với trần, theo chiều thớ gỗ đối với mặt gỗ.

6.10.4 Các lổi kỹ thuật thường xảy ra với sơn nước + Màn sơn bị rổ: Trên bề mặt màng sơn có những hạt hoặc rổ.

+ Trường hợp có hạt: Do có những vẩy hoặc những mẩu sơn khô. Vì các nguyên nhân sau: Sơn bị khô trên thành vật chứa sơn khi thi công hay do bụi bẩn bám vào. Sau khi thi công lần trước không rửa sạch dụng cụ thi công để các váy sơn sót lại. Vệ sinh bề mặt không kỹ, để lại trên bề mặt nhiều bụi (sau khi xả nhám lớp mastic).

+ Trường hợp có lổ: do pha sơn quá loãng đã tạo ra nhiều bọt khí. Khi thi công thì bọt khí hiện diện trên màng sơn. Khi khô vỡ ra thành lỗ. Nếu là sơn dung môi - sơn dầu – thì do xử lý bề mặt cần sơn không được kỹ.

+ Màng sơn bị nhăn: Sau khi khô màng sơn bị nhăn nheo, sần sùi, không mượt, phẳng.

+ Con lăn (roller) không thích hợp: Con lăn có lông quá dài sẽ tạo nên bề mặt có vân lớn sần sùi. Sơn quá dày hoặc sơn không đều, chổ dày, chổ mỏng làm cho sơn không khô cùng lúc. Bề mặt bên ngoài khô trước, lớp bên trong vẫn chưa kịp khô nên bề mặt ngoài bị nhăn. Sơn dưới trời nắng gắt, lớp ngoài bị khô quá nhanh, lớp bên trong chưa kịp khô nên bề mặt ngoài bị nhăn. Sơn xong gặp trời lạnh, nhiệt độ giảm đột ngột cũng làm cho lớp trong khô chậm và lớp ngoài khô nhanh.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

+ Màu sơn không đồng nhất: khi chỉ dùng một loại sơn màu nhưng không đều màu.

+ Do không khuấy đếu thùng sơn trước khi lăn. Thợ thi công không đều tay. Dụng cụ thi công khác nhau. Dặm vá không khéo léo. Mỗi lần thi công sơn được pha loãng với một tỉ lệ khác nhau.

+ Sự phấn hoá: Bề mặt màng sơn có bột trắng.

+ Dùng loại sơn rẽ tiền, tỉ lệ chất độn/ chất tạo màng cao. Tia tử ngoại và thời tiết ảnh hưởng xấu đến màng sơn. Do pha sơn quá loãng làm giảm độ kết dính của sơn.

+ Màng sơn bị phồng rộp: Sau khi khô, hình thành túi (bóng) khí trong màng sơn.

+ Do bề mặt sơn thường xuyên bị ẩm ướt. Do thi công trên bề mặt quá ẩm. Điều kiện thi công không đảm bảo: nhiệt độ thấp, thời tiết quá ẩm ướt. Thời gian sơn cách lớp quá ngắn. Đối với sơn dung môi: Do nhiệt độ quá cao dung môi bay hơi nhanh trên màng sơn chưa liên kết.

+ Màng sơn bị bong tróc: Sau khi khô, màng sơn bị bong tróc, có hai hiện tượng: tróc toàn bộ lớp màng, tróc 1 hoặc hơn 1 lớp màng.

+ Xử lý bề mặt không tốt, còn bụi bám hay các chất làm giảm độ bám dính như dầu, mỡ, sáp…Thi công không đúng hệ thống, không sử dụng sơn lót…Do màng sơn đã bị phồng rộp hoặc phấn hoá. Dùng lớp sơn hệ dung môi mạnh hơn hệ dung môi của lớp sơn trước. Thi công dưới điều kiện sự tạo màng bị cản trở như nhiệt độ quá cao hoặc quá thấp hoặc có nhiều gió làm cho màng sơn bay hơi quá nhanh.

+ Màng sơn bị nứt nẻ: Sau khi khô, màng sơn xuất hiện những vết rạn, vết nứt.

+ Sử dụng loại sơn rẽ tiền, chất lượng quá thấp. Pha quá loãng hoặc lăn sơn quá mỏng. Dùng hai lớp sơn có độ co dãn khác nhau. Sử dụng lớp mastic không đạt chất lượng, dể bị răn, nứt. Kết cấu vật cần sơn yếu. Ví dụ như móng bị lún, tường bị xé.

+ Màng sơn bị rêu mốc: Sau khi khô, trên màng sơn những đốm, vệt mốc đen.

+ Do bề mặt cần sơn bị ẩm. Sơn lớp sơn lên bề mặt đã bị mốc sẵn mà không qua xử lý. Sơn lớp sơn quá mỏng hoặc chỉ sơn một lớp, không đủ chất lượng chống mốc cần thiết. Dùng sơn nội thất đem sơn ngoại thất.

+ Màng sơn bị mất màu: Sau khi khô một thời gian, màng sơn bị nhạt màu hoặc mất hẳn màu.

+ Màng sơn bị phân hủy dưới tác dụng của tia tử ngoại và nhiệt độ cao. Dùng sơn nội thất đem sơn ngoại thất. Bị cháy do kiềm hoá: do không dùng lớp sơn lót chống kiềm. Nhà sản xuất dùng màu không phù hợp mục đích sử dụng.

+ Màng sơn bị cháy kiềm ( kiềm hoá): Màng sơn bị mất màu, có những đốm loang.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

+ Do độ kiềm của hồ, vữa quá cao tấn công vào lớp màng sơn, làm suy yếu chất kết dính, dẫn đến mất màu và xuống cấp toàn bộ màng sơn. Do lớp vữa hồ quá tươi hoặc lớp mastic có độ kiềm cao. Không dùng lớp sơn lót chống kiềm.

+ Màng sơn bị muối hoá: bề mặt màng sơn có một lớp chất trắng như muối, thường gặp nhất là sơn màu đậm.

+ Do thi công trên bề mặt tường mới và ẩm. Sự hình thành muối canxi CaCO3 do ẩm và mưa đọng lại trên bề mặt màng sơn.

+ Màng sơn bị xà phòng hoá: Bề mặt màng sơn bị nhớt và biến màu, thường xảy ra ở sơn dung môi.

+ Do hồ vữa mới có độ kiềm cao phản ứng với sơn. Do xà phòng hoặc kiềm đọng lại trên màng sơn một thời gian dài.

+ Màng sơn bị lệch màu: khi dặm vá bị lệch màu.

+ Do sử dụng sơn khác màu để dặm vá. Lớp lót không đều hoặc không lót, nên khi dặm vá giống như sơn lớp thứ hai lê lớp thứ nhất. Sử dụng dụng cụ thi công khác nhau để dặm vá. Nhiệt độ khi dặm vá khác với khi sơn các lớp sơn trước. Người thi công có tay nghề kém. Nhà sản xuất kiểm soát màu không kĩ.

+ Màng sơn có độ phủ kém: Bề mặt màng sơn không che phủ hết lớp nền.

+ Pha sơn quá loãng. Sử dụng loại sơn rẽ tiền. Gia công không đúng qui trình. Tay nghề thi công thấp, lăn không đều.

+ Màng sơn bị chảy: Bề mặt màng sơn không bằng phẳng. Do vệ sinh bề mặt cần sơn không kỹ, còn sót lại nhiều bụi của lớp mastic. Pha sơn quá loãng, tay nghề thi công kém.

6.11 Công tác gia công lắp đặt cửa Đây là công việc có nhiều đặc thù riêng và yêu cầu về chất lượng, mỹ thuật cao, nên từ việc chế tạo, lắp dựng, bảo quản đều phải cẩn thận tỉ mỉ và chính xác để đảm bảo bền vững và an toàn.

Độ bề của cửa phải thoả các yêu cầu sau:

Độ bền cơ học. Độ bền chịu áp lực gió. Độ bền chịu thấm nước. Độ lọt không khí. Biện pháp chống côn trùng, nấm mốc.

Vật liệu cửa:

Vật liệu gỗ, sắt, nhôm theo yêu cầu thiết kế. Riêng vật liệu gỗ độ ẩm của gỗ gia công cửa từ 13% đến 17% nhờ qua lò sấy.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

+ Chất kết dính: yêu cầu đảm bảo gắn chặt các mối liên kết của khung cánh, bền, chống ẩm, chỉ sử dụng chất kết dính khi gia công các chi tiết gỗ có độ ẩm <= 15%.

Cửa được gia công đúng thiết kế về kiểu dáng, kích thước, mặt cắt và phụ tùng cửa.

+ Liên kết các thanh cửa, khuôn cửa, khung cánh bằng mộng, chốt và chất kết dính tạo thành khung cứng, hạn chế vít, ke chìa ra ngoài làm mất thẩm mỹ.

+ Liên kết khung cửa với tường bằng các đầu mút đố chính ở đỉnh, bật sắt hoặc vít nở.

+ Nẹp cửa có độ dày không đổi suốt dọc thanh, màu sắc hoà hợp màu cửa, liên kết với cửa bằng đinh vít.

Phụ tùng cửa: Số lượng, chủng loại, kích thước, phương pháp cố định từng loại phụ tùng theo đúng yêu cầu thiết kế, đúng mẩu mã đã được thống nhất trước.

Khi lắp đặt cửa đặt đúng độ cao và kích thước thiết kế, thẳng đứng, vuông góc, không cong vênh.

+ Lắp đặt khuôn cửa khi thi công khối tường, bản lề, bật sắt liên kết với khối xây bằng vữa xi măng cát vàng.

+ Bộ cửa sau khi lắp được cố định tạm cho khi lớp vữa gắn kết với tường đạt cường độ chịu lực.

Đảm bảo bao bọc kín cửa đã lắp để chất bẩn không bám vào.

6.12 Công tác chống thấm chống nóng mái, sênô Đặt ống thoát nước mưa cho mái nhà theo thiết kế

Quanh chân ống thoát phần tiếp giáp với nền sàn phải được chèn kỹ bằng cao su tổng hợp chuyên dụng.

Miệng thu nước của ống thoát đặt tại cuối chiều dốc nước của sênô. Miệng thu nước của ống thoát đặt cùng một lúc khi đổ bê tông sênô. Đặt lưới chắn rác trên miệng thu của ống thoát. Chân ống thoát nước cần được xử lý để dể dàng lấy rác ra khỏi ống khi cần thiết. Cần kiểm tra định kỳ tình trạng vệ sinh trên mái. Ngâm nước xi măng 8kg/m3, 7 ngày đêm, 2 giờ khuấy 1 lần cho sàn bê tông cần

chống thấm. Làng vữa theo đúng độ dày, độ dốc và mác vữa, đúng quy trình chống thấm thiết kế

yêu cầu:

Láng bằng cách căng gióng dây để gắn tickê hai đầu và một số điểm, trải lớp vữa đúng độ dày yêu cầu. Dùng bàn xoa gỗ vỗ đều và xoa phẳng. Bảo dưỡng ẩm trong thời gian 7 ngày.

Mọi lớp láng và quét chống thấm đặc chủng lên sàn khu dùng nước đều vén lên khỏi chân tường >30cm để chống nước thấm qua tường.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

Để đảm bảo yêu cầu chống thấm tốt, lớp bê tông chống thấm được thi công trình tự như sau:

Thành phần bê tông chống thấm theo cấp phối thiết kế. Đầm bê tông bằng máy. Bảo dưỡng tốt.

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

Mục Lục 1 THI CÔNG TOP-DOWN ............................................................................................... 1

1.1 Lịch sử .................................................................................................................... 2

1.2 Ứng dụng ................................................................................................................ 2

1.3 Một số ưu điểm ....................................................................................................... 2

1.4 Một số nhược điểm ................................................................................................. 3

1.5 Phương pháp công nghệ chính................................................................................. 3

1.6 Một số kĩ thuật cần thiết trong thi công tầng hầm theo phương pháp "TOP-DOWN"4

1.6.1 Cốt thép đỡ tạm................................................................................................ 4

1.6.2 Bê tông ............................................................................................................ 5

1.6.3 Hạ mực nước ngầm để thi công các tầng hầm................................................... 5

1.6.4 Vai trò của hệ dầm và sàn ................................................................................ 5

1.7 Các bước thi công ................................................................................................... 6

1.8 Thiết bị phục vụ thi công ......................................................................................... 8

2 THI CÔNG ÉP CỌC ..................................................................................................... 9

2.1 Các định nghĩa ........................................................................................................ 9

2.2 Ưu nhược điểm của phương pháp thi công ép cọc ................................................... 9

2.3 Chuẩn bị mặt bằng thi công ................................................................................... 10

2.4 Vị trí ép cọc .......................................................................................................... 11

2.5 Lựa chọn phương án thi công ép cọc ..................................................................... 11

2.5.1 Phương án 1 ................................................................................................... 11

2.5.2 Phương án 2 ................................................................................................... 12

2.5.3 Kết luận ......................................................................................................... 12

2.6 Các yêu cầu kỹ thuật đối với đoạn ép cọc .............................................................. 12

2.7 Yêu cầu kỹ thuật với thiết bị ép cọc ....................................................................... 13

2.8 Tính toán chọn cẩu phục vụ................................................................................... 14

2.9 Phương pháp ép cọc và chọn máy ép cọc............................................................... 14

2.9.1 Ép đỉnh .......................................................................................................... 14

2.9.2 Ép ôm ............................................................................................................ 15

2.9.3 Các bộ phận của máy ép cọc (ép đỉnh) ........................................................... 15

2.9.4 Nguyên lý làm việc ........................................................................................ 16

2.9.5 Chọn máy ép cọc............................................................................................ 16

2.9.6 Tính số máy ép cọc cho công trình ................................................................. 17

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

2.9.7 Tiến hành ép cọc ............................................................................................ 18

2.9.8 Các điểm cần chú ý trong thời gian ép cọc ..................................................... 24

2.10 Xử lý các sự cố khi thi công ép cọc ....................................................................... 25

2.11 Báo cáo lý lịch ép cọc ........................................................................................... 25

2.12 Kiểm tra sức chịu tải của cọc ................................................................................. 26

2.13 An toàn lao động khi thi công ép cọc..................................................................... 26

3 CỌC XI MĂNG ĐẤT ................................................................................................. 27

3.1 Giới thiệu chung ................................................................................................... 27

3.1.1 Phạm vi ứng dụng .......................................................................................... 27

3.1.2 Ưu điểm ......................................................................................................... 28

3.1.3 Về tên gọi ...................................................................................................... 28

3.1.4 Tiêu chuẩn thiết kế ......................................................................................... 29

3.2 Các kiểu bố trí cọc xi măng đất ............................................................................. 29

3.3 Công nghệ thi công ............................................................................................... 31

3.4 Tính toán cọc xi măng đất ..................................................................................... 33

3.4.1 Ổn định tổng thể của các cọc đất gia cố xi măng ............................................ 34

3.4.2 Một số cơ chế phá hoại .................................................................................. 34

3.5 Thực tế ứng dụng .................................................................................................. 35

3.5.1 Trên thế giới .................................................................................................. 35

3.5.2 Tại Việt Nam ................................................................................................. 36

3.6 Nhận xét ............................................................................................................... 38

4 TƯỜNG CHẮN ĐẤT ................................................................................................. 39

4.1 Nguyên lý thiết kế ................................................................................................. 39

4.1.1 Sử dụng các phần mềm trong thiết kế ............................................................. 40

4.1.2 Thiết kế tường trọng lực ................................................................................. 40

4.1.3 Chọn chiều sâu cừ thép .................................................................................. 41

4.2 Mực nước ngầm .................................................................................................... 42

4.3 Khoảng cách tối thiểu tới công trình lân cận .......................................................... 42

4.4 Quan trắc chuyển vị khi thi công ........................................................................... 43

5 SÀN BÊTÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC ........................................................................... 45

5.1 Khái niệm ............................................................................................................. 45

5.2 Ứng dụng .............................................................................................................. 45

5.3 Cấu tạo.................................................................................................................. 46

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

5.4 Một số công trình ứng dụng tại Việt Nam.............................................................. 47

5.5 Các ưu điểm .......................................................................................................... 47

5.6 Các nhược điểm .................................................................................................... 48

5.7 Phương pháp tính toán sàn bê tông ứng lực trước .................................................. 51

5.7.1 Các quan niệm phân tích kết cấu bê tông ứng lực trước .................................. 51

5.7.2 Các giai đoạn tính toán ................................................................................... 52

5.7.3 Mô hình tính toán sàn chịu tải trọng ngang ..................................................... 52

5.7.4 Mô hình tính toán sàn chịu tải trọng đứng ...................................................... 53

5.8 Mô hình hóa bằng phần mềm ................................................................................ 53

5.9 Sự cố thi công cáp kéo sau .................................................................................... 54

5.9.1 Vồng sàn ........................................................................................................ 54

5.9.2 Không đủ độ giãn dài ..................................................................................... 54

5.9.3 Tuột cáp ứng lực khi kéo ................................................................................ 56

6 CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH ............................................................... 57

6.1 Khái niệm ............................................................................................................. 57

6.2 Đặc điểm............................................................................................................... 57

6.3 Yêu cầu chung ...................................................................................................... 57

6.4 Các công tác hoàn thiện ........................................................................................ 57

6.5 Các tiêu chuẩn liên quan ....................................................................................... 58

6.6 Công tác xây ......................................................................................................... 58

6.6.1 Chuẩn bị trước khi xây ................................................................................... 59

6.6.2 Biện pháp thi công ......................................................................................... 60

6.6.3 Trình tự và các yêu cầu kỹ thuật khi xây ........................................................ 60

6.6.4 Tổ chức làm việc............................................................................................ 61

6.7 Công tác tô trát...................................................................................................... 62

6.7.1 Chuẩn bị trát .................................................................................................. 62

6.7.2 Trình tự và các yêu cầu kỹ thuật khi trát ......................................................... 63

6.8 Công tác láng ........................................................................................................ 64

6.9 Công tác ốp lát ...................................................................................................... 64

6.9.1 Chuẩn bị ốp lát ............................................................................................... 64

6.9.2 Trình tự và các yêu cầu kỹ thuật khi ốp lát ..................................................... 65

6.10 Công tác quét vôi và sơn ....................................................................................... 66

6.10.1 Đối với công tác quét vôi ............................................................................... 66

CÔNG TÁC HOÀN THIỆN CÔNG TRÌNH

6.10.2 Đối với công tác sơn nước.............................................................................. 66

6.10.3 Các lổi kỹ thuật thường xảy ra với lớp mastic nguyên nhân và cách khắc phục 66

6.10.4 Các lổi kỹ thuật thường xảy ra với sơn nước .................................................. 67

6.11 Công tác gia công lắp đặt cửa ................................................................................ 69

6.12 Công tác chống thấm chống nóng mái, sênô .......................................................... 70