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

- Thổi rửa hố đào bằng phương pháp luân chuyển bentonite

- Đặt khối (CWS) và tấm chắn nước

- Gia công lắp đặt ống đổ bê tông và đổ bê tông theo phương pháp rút ống.

2.1 Thi công tường dẫn

Ngoài việc dẫn gầu đào trong thi công tường chắn, tường dẫn còn tạo một hệ thống định vị tốt về tim và cốt cho tường chắn và giữ ổn định cho lớp bề mặt của hố đào cần thi công (hai tường dãn bê tông cốt thép) khoảng cách giữa các tường dẫn tạm thời lớn hơn bề rộng thiết kế tường chắn 5-10cm. Xem mặt cắt điển hình của tường dẫn:

Trình tự thi công tường dẫn:

- Xác định vị trí của tường chắn và tường dẫn trên mặt bằng, định vị và dẫn ra ngoài trên hệ thống cọc nhựa và nẹp 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 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 một tầm quan trọng đặc biệt.

Bentonite được chuyển đến công trường theo dạng rời và được cất giữ vào xi lô hoặc cũng có thể theo dạng bao giống như bao xi măng. Người ta sử dụng máy trộn tương tự như máy trộn bê tông trong thời gian khoảng 20 phút với tỷ lệ 30-50kg bột bentonite cho 1m3 nước tuỳ theo đặc tính kỹ thuật yêu cầu và được chứa vào những xi lô cao sẵn sàng để cấp cho hố đào.

Đào đất tường chắn

Tổng quát:

Đào đất dùng gàu chữ nhật do cẩu điều khiển bằng cáp. Trong khi đào dung dịch bentonite được giữ ở mức độ cách cốt đỉnh tường dẫn 0,4m độ thẳng đứng của hố đào được kiểm tra bằng mắt thường theo dây cáp cẩu khi hạ gàu vào hố đào.

Cần cẩu dùng để đào nên đứng cách mép hố đào tối thiểu là 4m. Mọi sự di chuyển của cần cẩu phải hết sức thận trọng.

Tường chắn dược thi công thành từng tấm panel riêng biệt, giữa chúng là khớp nối và thường là một gioăng cao su chắn nước. Có 3 loại tấm panel được dùng là: panel khởi đầu, panel tiếp và panel đóng.

Các panel khởi đầu:

Chiều dài thiết kế các panel khởi đầu với hai ván khuôn tạo khớp (CWS) phù hợp với chiều dài tối thiểu của gầu ngoạm hoặc một vài đường ngoạm (ví dụ như hai đường ngoạm tối đa ở hai đầu panel và một đường ngoạm nhỏ hơn để kết thúc đào phần giữa của panel).

Các panel tiếp:

Những panel chỉ có một ván khuôn tạo khớp CWS gọi là các panel tiếp.

Panel đóng:

Là panel được thi công cuối cùng khi đã hoàn thành các panel đầu và panel tiếp. Đối 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:

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 rút ra sau khi đào panel kế bên cho phép thi công các khớp nối kín nước giữa các panel tường một cách dễ dàng. 2.4.2. Lắp dung và tháo dỡ khớp nối CWS: Trước khi luân chuyển dung dịch Bentonite, các khớp nối CWS được lắp dựng tại đầu các panel đã đào xong. Các panel khởi đầu có khớp nối ở cả hai đầu và các panel tiếp chỉ có khớp nối ở một dâu. Khớp nối CWS gồm các tấm rời được liên kết với nhau bằng bu lông trong quá trình hạ xuống hố đào. Khớp nối được hạ xuống quá cốt đáy vài mét hoặc vào tầng ít thấm. Một thanh chắn nước bằng cao su được gắn vào khớp nối. Người ta có thể dùng chính xác máy đào để lắp dựng và tháo dỡ khớp nối CWS. Khi đào hố đào mới bên cạch khớp CWS cũng dược sử dụng để dẫn hướng cho gầu đào một cách hữu hiệu. 2.4.3. Các thuận lợi khi dùng khớp nối CWS: Tháo dỡ tấm chán dễ dàng không phụ thuộc vào công tác đó bê tông, giảm bớt căng thẳng vào cuối giờ đổ bê tông, dê dựng tổ chức sản xuất; Là dường dẫn tuyệt vời cho gầu đào khi đào panel bên cạnh; Cho phép lắp tấm chăn nước cao su dễ dàng; - Làm ván khuôn tạo hình khối cho tấm panel bảo vệ panel mới đổ khi đào tấm bên cạnh giữ dược về sinh cho khớp nối. 2.5. Đặt thép chịu lực Lồng thép chịu lực được chế tạo trước trên công trường. Sau khi lắp đặt khớp CWS và luân chuyển Bentonite xong lồng thép được hạ xuống hố đào bằng cẩu bánh xích. Lồng được cài bằng các cữ bảo vệ bằng bê tông hoặc bằng thép để đảm bảo duy trì chiều dài, lớp bảo vệ cột thép tối thiểu. Các lồng thép thường được gia công thành từng đoạn dài 12m, các lồng được liên kết với nhau bằng bu lông chữ U phần uốn chồng được thực hiện khi hạ xuống hố đào. Khi tất cả các đoạn lồng thép đã được hạ xuống đúng chiều sâu thiết kế, lồng thép được treo vào tường dẫn bằng các thành treo. 2.6. Đổ bê tông

Lắp khớp, lồng thép và đổ bê tông panel khởi đầu

Bê tông đề đổ tường trong đất thường dùng bê tông thương phẩm. Cường độ đạt tối thiểu là 250kg/cm2 độ sụt nón cụt cho phép là 18 ± l,5cm. Đổ bê lông có thề sử dụng máy bơm hoặc đổ trực tiếp vào phễu nhưng phải đổ bê tông liên tục từ khi bắt đầu đến khi kết thúc. 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.

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. A.S WEST - Pilling practice, London, 1972

2. Latest pile foundation techonogy in Japan. Nippon Sharyo, 1993.

3. NGUYỄN BÁ KÉ - Thi công cọc khoan nhồi. Nxb Xây dựng, 1997.

4. NGUYỄN VĂN QUẢNG - Chỉ dẫn kỹ thuật thi công và kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi. Nxb Xây dựng, Hà Nội, 1998.

SUMMARY

BARETTE PILE AND DIAPHRAGM WALL TECHNOLOGY

Barrette pile and Diaphragm wall is the latest technology of pilling works and underground construction for high rise building in the world. In this article we would like to expose the execution procedure and some valuable experiences in Barrette pile and Diaphragm wall practicing nowadays in Vietnam.

Tiêu đề