Chuyên đề:Thi công tường chắn đất
TRÌNH BÀY CÁC BƯỚC THI CÔNG,CÁC NGUYÊN TẮC,
THIẾT BỊ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT
TƯỜNG CHẮN ĐẤT
PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG
1. Tổng quan phương pháp thi công:
Kỹ thuật thi công tường chắn đất bao gồm thi công tường bêtông cốt thép từ cao
trình mặt đất tự nhiên bằng cách sử dụng gàu ngoặm đào trong dung dịch
bentonite. Trong quá trình đào, hai vách hố đào được giữ ổn định bằng dung
dịch bentonite.
Sau khi hoàn tất việc đào, một lồng thép được hạ xuống trong dung dịch
bentonite và rồi bêtông được đổ vào hố đào theo phương pháp đổ bêtông bằng
ống “tremie”.
Khi cao trình bêtông dâng lên, dung dịch bentonite thừa ra được rút ra để tái sử
dụng. Gioăng “CWS” được dùng để tạo các mối nối giữa các tấm tường chắn
kế tiếp nhau.
2. Tường dẫn:
a) Trước khi thi công tường chắn đất, hai tường dẫn được thi công. Những
tường dẫn này là những tường bê tông cốt thép thấp, được xây dựng trên
miệng của hố đào và nó được lấp lại trước khi thi công tường chắn đất.
b) Việc đào tường chắn đất được thực hiện bên trong tường dẫn là kết cấu có
tác dụng:
- dẫn hướng gàu trong suốt quá trình đào và bảo đảm tường chắn đất
được định vị đúng và thẳng;
- hỗ trợ cho thiết bị thi công tường chắn đất (hạ lồng sắt, đổ bê tông,
đặt gioăng CWS )
- tăng cường sự ổn định của đỉnh hố đào trong suốt thời gian đào.
- cho phép tạo hệ thống kiểm tra độ tin cậy panen.
3. Bentonite:
Bentonite dự định sẽ sử dụng là bentonite Trugel 100 do Australian Bentonite
sản xuất tại Úc hoặc tương đương. Các thông số kỹ thuật của loại bentonite này
Bố trí các panen sẽ tuỳ vào trường hợp cụ thể. Sơ phác qui trình thi công được
trình bày trong phụ lục 4.
4.2 Panen sơ cấp
Chiều dài thiết kế các panen sơ cấp (với hai ván khuôn CWS) phù hợp với
chiều dài tối thiểu của gàu đào hoặc có chiều dài bằng hai lần chiều dài gàu và
một đoạn nhỏ ở giữa.
4.3 Panen kế tiếp
Những panen được gắn với chỉ một ván khuôn CWS gọi là những panen kế
tiếp.
4.4 Panen thứ cấp
Những panen này được thi công vào giai đoạn cuối dựa trên việc hoàn tất các
panen sơ cấp và panen kế tiếp. Không có ván khuôn CWS cần được lắp đặt.
4.5 Vượt qua chướng ngại vật:
Tùy thuộc vào bản chất và kích thước của chướng ngại vật, một vài phương
pháp được chọn để di dời chướng ngại vật:
a) bằng cách đào nếu kích thước chướng ngại vật tương thích với kích thuớc
gàu ngoặm;
b) bằng cách sử dụng luân phiên gàu ngoặm và búa đục nặng.
c) bằng cách khoan để làm yếu chướng ngại vật trước khi dùng gàu ngoặm /
búa đục như mục b);
Các phương pháp thường được sử dụng nhất được liệt kê ở trên là mục a) và b).
Tuy nhiên, cả ba phương pháp đã được sử dụng thành công trong việc xây dựng
nhiều tường chắn ở Hồng Kông, Singapore, Malaysia và Việt Nam.
4.6 Phương pháp kiểm tra và giám sát độ thẳng đứng và độ ổn đinh
a) Độ thẳng đứng của việc đào được giám sát liên tục dựa vào độ thẳng đứng
của dây cáp, gàu đào xem như là con dọi.
b) Trong quá trình đào, việc giám sát liên tục được thực hiện bằng thước đo.
Bằng phương pháp này, sự lở đất sẽ nhanh chóng được nhận biết. Thước đo
này được chia từng mét một.
Svth:Đặng Quang Vũ – 47k
6.3 Hệ thống gioăng CWS và gàu ngoặm SB
Vì được treo bằng cáp và hình dạng chữ nhật của gàu ngoặm, gàu ngoặm SB
rất là phù hợp cho việc sử dụng kết hợp với hệ thống CWS. Dụng cụ đào bị tựa
trên CWS với khoảng cách không đổi trong suốt quá trình đào, nên điều chỉnh
được ngay lập tức bất kỳ sự lệch hướng nào.
6.4 Ưu điểm khi sử dụng gioăng CWS
Việc sử dụng hệ thống gioăng CWS mang lại bốn ưu điểm chính cho việc xây
dựng tường chắn đất chất lượng tốt hơn.
a) Việc tháo gở CWS thì hoàn toàn độc lập với việc đổ bêtông, cho phép việc
tổ chức công trường hiệu quả hơn.
b) Tạo sự dẫn hướng cho việc đào panen kế tiếp.
c) Cho phép lắp đặt gioăng cao su ngăn nước.
d) Khi ván khuôn CWS nằm lại tại cuối panen trong khi panen bên cạnh đang
được đào, nó bảo vệ bêtông của panen trước đó. Vì vậy kích thước hình học,
độ sạch và chất lượng của mối nối là hoàn hảo.
e) Chi tiết của gioăng cao su ngăn nước được trình bày trong phụ lục 5.
7. Lắp đặt lồng thép:
Svth:Đặng Quang Vũ – 47k
1
Xây Dựng
3
Chuyên đề:Thi công tường chắn đất
Lồng thép được chế tạo trước tại công trường, khi việc tái chế bentonite và việc
lắp đặt gioăng CWS hoàn tất, lồng thép được hạ xuống rảnh đào bằng cần cẩu
bánh xích. Lồng thép được gắn các đệm bêtông (tạo bởi bêtông cùng mác với
tường chắn, dày 60mm và xấp xỉ 140mmx200mm bề mặt tiếp xúc với đất) để
đảm bảo lớp bêtông bảo vệ theo thiết kế được đảm bảo.
Lồng thép được cấu tạo bởi những đoạn lồng dài 12m bằng cách bắt bulông
hình chữ U trên chiều dài đoạn nối chồng theo thiết kế trong khi hạ xuống rảnh
đào. Một khi mà tất cả lồng thép đã được hạ xuống, chúng được treo tại cao
- Hộp thí nghiệm.
Số lượng máy đào sẽ tuỳ thuộc vào thời gian xây dựng và địa chất công trình.
Svth:Đặng Quang Vũ – 47k
1
Xây Dựng
4
Chuyên đề:Thi công tường chắn đất
THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT BẰNG CỌC KHOAN NHỒI VÀ CỌC
BARRETLE
Từ phương pháp thi công cọc khoan nhồi (cọc tròn) và cọc Barretle (cọc chữ nhật)
đối với nhà cao tầng nhiều khi phải xây dựng tầng hầm. Việc kết hợp giữa cọc chịu
lực và tường tầng hầm dẫn đến ý tưởng làm móng tường trong đất, trường hợp này
tường trong đất có thể được thiết kế và tính toán như một loại móng sâu. Ngoài ra
tường trong đất hoặc vật liệu rời (earth fill dam - rock fill dam). Tường chắn đất
cũng rất hữu ích cho việc thi công các hố đào sâu và bảo đảm ổn định cho các công
trình lân cận khi thi công chen trong thành phố.
I. Giới thiệu
Từ phương pháp thi công cọc khoan nhồi (cọc tròn) và cọc Barretle (cọc chữ nhật)
đối với nhà cao tầng nhiều khi phải xây dựng tầng hầm. Việc kết hợp giữa cọc chịu
lực và tường tầng hầm dẫn đến ý tưởng làm móng tường trong đất, trường hợp này
tường trong đất có thể được thiết kế và tính toán như một loại móng sâu. Ngoài ra
tường trong đất hoặc vật liệu rời (earth fill dam - rock fill dam). Tường chắn đất cũng
rất hữu ích cho việc thi công các hố đào sâu và bảo đảm ổn định cho các công trình
lân cận khi thi công chen trong thành phố.
.
Hình ảnh chắn nước 9,5x150mm - Lắp giữa khối kiểu C hoặc tương đương
II. Quy trình thi công
TOÀN BỘ QUÁ TRÌNH GỒM 5 BƯỚC
- Thi công tường dẫn
- Đào đất - giữ vách hố đào bằng dung dịch bentonite
- Xác định vị trí của tường chắn và tường dẫn trên mặt bằng, định vị và dẫn ra ngoài
trên hệ thống cọc nhựa và nẹp ngựa; - Đào một tường hào sâu 1-1,5 tuỳ theo thiết kế,
rả một lớp bê tông lót dày khoảng 5cm;
- Trên lớp bê tông lót này định vị chính xác tường dẫn lắp dựng cốt thép và lắp dựng
ván khuôn cho tường dẫn (ván khuôn thành);
- Đổ bê tông tường dẫn, dỡ ván khuôn một ngày sau đó. Tường dẫn đã hoàn thành
Svth:Đặng Quang Vũ – 47k
1
Xây Dựng
8
Chuyên đề:Thi công tường chắn đất
sẵn sàng phục vụ công tác đào tường chắn. Nếu công tác đào không bắt đầu ngay,
hào giữa các tường dẫn có thể được lấp hoặc chống đỡ tạm nếu cần.
2.2 Chuẩn bị Bentonite - đào đất
Cũng như thi công cọc khoan nhồi chất lượng thi công tường trong đất chủ yếu phụ
thuộc vào khâu bentonite. Bentonite là một loại đất sét tự nhiên được nghiền thành
bột và đóng thành bao tương tự bao xi măng, 50kg một bao. Khi trộn với nước tạo
thành chất huyền phù THIXOTROPIC, chất này bền vững trong nhiều tuần. Các yêu
cầu của dung dịch Bentonite như sau:
Khi đào, hố khoan được đổ đầy dung dịch bentonite, cao trình dung dịch Bentonite
luôn được giữ cho cao hơn cao trình mực nước ngầm ít nhất từ 1-2m, để có thể tạo
được một áp lực dư tạo xu hướng cho dung dịch bentonite ngấm vào đất xung quanh.
Tuy nhiên, các hạt sét huyền phù trong dung dịch bentonite tạo nên một màng mỏng
theo dạng "vỏ bánh" nên áp suất dung dịch bentonite trong hố đào và áp lực nước
ngầm ở thành hố đào chênh nhau tạo ra một lực làm ổn định vách hố đào.
Trong sét độ dày của "vỏ bánh" rất nhỏ nhưng trong đất không dính kết, lớp vỏ này
có thể lớn hơn 1-2m và hoạt động như một màng mỏng không thấm nước.
Lớp màng này ngăn nước chảy vào hố đào và ngăn sự xáo trộn ở bề mặt phân chia.
Độ ổn định chính của tường vách hố đào là do áp suất dư của dung dịch bentonite
trong hố đào tạo ra. Nên việc giữ cho hố đào luôn luôn đầy dung dịch Bentonite có
với panel đóng không cần lắp dựng ván khuôn tạo khớp CWS.
Khi đào đất bằng đầu đào gầu ngoạm việc đào sẽ rất dễ dàng đối với các tầng sét và
cát. Tuy nhiên, khi gặp sét cứng hoặc sỏi thì đào sẽ khó khăn hơn. Việc khắc phục
khi gặp các chướng ngại trong lúc đào tuỳ thuộc vào tính chất và mức độ của trở ngại
sẽ tuỳ chọn các biện pháp sau:
- Dùng gầu khi kích cỡ các chướng ngại, dị vật nhỏ; - Dùng luân phiên đầu choòng
nặng để phá và gầu để vét; - Dùng khoan để làm rã chướng ngại trước khi dùng gầu.
Phương pháp kiểm tra độ thẳng đứng và độ ổn định của hố đào
- Khi đào phương thẳng đứng của hố đào được giám sát liên tục theo phương của dây
cáp gầu đào, gầu được coi như một quả dọi; - Người ta sử dụng các xích báo hiệu
Giám sát theo xích báo hiệu sai số sẽ được phát hiện theo từng nét đào; - Để kiểm tra
giám sát hiện tượng lún và mất ổn định hố đào người ta dắt cốt sang các công trình
kề cạnh và liên tục kiểm tra bằng máy thuỷ bình.
Thổi rửa hố đào bằng phương pháp luân chuyển dung dịch Bentonite
Ngay khi dào xong đáy hố đào dược làm sạch bằng gầu nạo vét trước khi luân
chuyển dụng dịch bentonite. Để tránh hiện lượng cát láng dưới đáy hố đào,
dung dịch Bentonite có chứa các hạt đất và cát lơ lửng được hút ra khỏi đáy hố
đào bằng một máy bơm Turbine thả chìm ở đáy hố đào, qua đường ống chuyển
về máy lọc cát, dung dịch bentonite mới được bổ sung thêm đến khỉ thoả mãn
các yêu cầu kỹ thuật nêu trong bảng dưới đây:
Svth:Đặng Quang Vũ – 47k
1
Xây Dựng
10
Chuyên đề:Thi công tường chắn đất
2.4. Hệ thống khớp nối CWS
Đã có nhiều nhà sản xuất phát triển các hệ thống khớp nối giữa các tấm panel tường
riêng của mình. Ờ đây chúng tôi xin trình bày hệ thống khớp nối CWS của hãng
BACHY đã được coi là hiệu quả hơn cả.
2.4.1. Nguyên tawc của khớp nối CWS: Khớp nối CWS là một tấm chắn sườn có thể
máy bơm hoặc đổ trực tiếp vào phễu nhưng phải đổ bê tông liên tục từ khi bắt đầu
đến khi kết thúc. Bê tông được đổ vào hố đào qua ống Tremie có đường kính khoảng
250mm và được nối từng đoạn 3m, 2m, 1m, 0.5m với nhau. Kỹ thuật đổ bê tông
trong dung dịch Bentonile theo phương pháp rút ống: khi vữa bê tòng trong hố đào
dâng lên cốt đáy ống đổ bê tông (Tremic) cũng được nâng lên bằng cách cắt ống (cắt
bỏ từng đoạn ống) nhưng phải bảo đảm lối thiểu 2m ống ngập trong vữa bê tông
tránh tạp chất và bentonite lẫn vào trong bê tông.
Thông thường mẻ bê tông đầu tiên trút xuống sẽ bị đẩy lên trên cùng cho nên đối với
mẻ bê tông đầu tiên nên dùng phụ gia hoá dẻo để đảm bảo bê tông không bị ninh kết
trước khi kết thúc quá trình đổ bê tông (người không hiểu vấn đề này khi lập dự toán
hoặc thẩm tra sẽ cắt phụ gia này, kêu là bê tông này sau đập bỏ nên không cần phụ
gia).
Trong quá trình đổ bê tông phải theo dõi và ghi chép đầy đủ từng mẻ bê tông, độ sụt,
lấy mẫu thử, thời gian, cao trình ống đổ, cao trình bê tông, v.v để báo cáo và lập hồ
sơ lưu.
Svth:Đặng Quang Vũ – 47k
1
Xây Dựng
12