Sách hướng dẫn thiết kế mongs cọc nguyễn bá kế năm 2024

Đất yếu là những đất có khả năng chịu lực thấp (0,5 -1 ,0 kG/cm2), hầu như hoàn toàn bão hoà nước, có hệ số rỗng lớn (thường £ > 1), hệ số nén lún lớn (a tới phần mười hay vài ba đơn vị), môđun tổng biến dạng bé (Eo <50 kG/cm2), trị số sức chống cắt không đáng kể. Công trình xây dựng trên đất yếu phải có biện pháp xử lý: hoặc bằng các biện pháp kết cấu bên trên công trình để làm tăng độ cứng (chọn kết cấu tĩnh định, bố trí các giằng ngang và giằng dọc bằng bê tông cốt thép, chọn độ sâu móng, bố trí khe lún) hoặc dùng cách gia cố nhân tạo để làm tăng khả năng chịu lực của đất nền (đệm cát, cọc cát, đóng cọc...,). Kinh phí cho các biện pháp xử lý này khá đắt thường chiếm 15 - 30% thậm chí tới 40 - 50% giá thành toàn bộ công trình.

Nhiều công trình công nghiệp, dân dụng, giao thông, thuỷ lợi,.... Ở Việt Nam đều đặt trên nền đất yếu. Ở các miền đồng bằng, nền đất yếu rất phổ biến, cấu trúc phức tạp và đa dạng. Chiều dày các tầng đất yếu khá lớn có thể tới 40 - 50m hoặc hơn nữa. Khi đó móng cọc thường được sử dụng để truyền tải trọng công trình tới lớp đá gốc hay đất cứng chắc nằm dưới hoặc tới các lớp đất ở xung quanh cọc nhờ sức kháng ma sát ở mặt ranh giới - đất cọc. Với các lớp đất yếu mỏng và tải trọng công trình không lớn, người dân lâu nay đã dùng cọc tre, cọc tràm để gia cố.

Cuốn sách "Thiết kế và thi công móng cọc" được biên soạn dựa trên các giáo trình, sổ tay thiết kế nền móng ở nước ngoài (Mỹ, Nga, ...) cùng với các kinh nghiệm thiết kế, thi công móng cọc của một số công trình ở Việt Nam.

Thủ tụcHành chính

Tin nổi bật

Giới thiệu danh mục sách mới tháng 12 - 2023 (Phần 2) Tiếp tục chuỗi sách mới tháng 12, nhà xuất bản Xây dựng xin trân trọng gửi tới quý độc giả

Giới thiệu danh mục sách mới tháng 12 - 2023 do Nhà xuất bản Xây Dựng phát hành

Tháng cuối năm này, nhà xuất bản Xây dựng xin trân trọng gửi tới quý độc giả 5 đầu sách mới. Chúc quý vị độc giả sẽ lựa chọn được cuốn sách hay và phù hợp với mình nhất.

Cơ sở 1: 47-47A đường D5, Phường 25, Quận Bình Thạnh, TP.HCM

Cơ sở 2: P906 Trung tâm thương mại Chợ Mơ - 459C Bạch Mai, Hà Nội

Hotline: 0906 98 92 97 - 0932 111 790

Email: [email protected]

Website: www.vietcons.org

Số lượng đang Online: 169

Tổng lượt truy cập: 1634549

Kết nối với chúng tôi:

Giáo trình: Công tác thi công thiết kế móng do PGS. TS. Nguyễn Bá Kế biên soạn bao gồm 5 nội dung chính: Nguyên tắc chung trong giám sát, nền móng tự nhiên, nền cần gia cố, thi công móng cọc, cọc khoan nhồi, thi công hố đào. Mời các bạn cùng tham khảo giáo trình để nắm bắt nội dung chi tiết.

875 lượt xem 298 download

DownloadVui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung Text: Giáo trình: Công tác thi công thiết kế móng - PGS. TS. Nguyễn Bá Kế

Giáo trình Công tác thi công thiết kế móng Giảng viên: PGS., TS. Nguyễn Bá Kế
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng MỤC LỤC Nguyên tắc chung trong giám sát 1. 2 Nền móng tự nhiên 2. 8 Nền cần gia cố 3. 10 3.1. Bấc thấm, vải địa kỹ thuật 10 3.2. Bơm ép vữa 13 3.3. Gia cố nền bằng phương pháp hoá học 13 3.4. Làm chặt đất bằng đầm, lu lèn trên mặt/chiều sâu 15 Thi công móng cọc 4. 17 Cọc chế tạo sẵn 4.1. 19 4.1.1. Giai đoạn sản xuất 19 4.1.2. Giai đoạn tháo khuôn, xếp kho, vận chuyển 22 4.1.3. Lựa chọn búa đóng cọc 22 4.1.4. Mối nối cọc và mũi cọc 23 4.1.5. Trình tự đóng cọc 23 4.1.6. Tiêu chuẩn dừng đóng cọc 24 Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 2
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng 4.1.7. Chấn động và tiếng ồn 25 4.1.8. Một số sự cố thường gặp 28 4.1.9. Nghiệm thu công tác đóng cọc 29 Cọc khoan nhồi 4.2. 30 4.2.1. Yêu cầu chung 30 4.2.2. Khối lượng kiểm tra và cách xử lý 31 4.2.3. Kiểm tra chất lượng lỗ cọc 34 4.2.4. Kiểm tra lồng thép và lắp đặt ống đo 40 4.2.5. Kiểm tra chất lượng bê tông và công nghệ đổ bê tông 41 4.2.6. Kiểm tra chất lượng thân cọc 42 4.2.7. Kiểm tra sức chịu tải của cọc 48 4.2.8. Một số hư hỏng thường gặp trong thi công cọc khoan nhồi 50 4.2.9. Nghiệm thu cọc khoan nhồi và đài 53 5. Thi công hố đào 54 Hình vẽ, biểu đồ 59 Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 3
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng Giám sát xây dựng nền móng là một trong những công việc rất đa d ạng và khá phức tạp tại hiện trường, đòi hỏi người kỹ sư giám sát cần có trình độ hiểu biết, kinh nghiệm và phẩm chất cao vì những lý do sau đây: • Thường có sự không ăn khớp giữa điều kiện đất nền lúc thăm dò đ ể thiết kế và lúc thi công; • Công nghệ dùng trong thi công nền móng có thể khác nhau trên cùng một công trình (nền tự nhiên, nền cọc, nền cần gia cố, đào trên khô, dưới mức nước ngầm, ngoài lòng sông, đào ép ngầm); • Trong quá trình thi công thường bị chi phối bởi ảnh h ưởng của sự thay đổi thời tiết (nóng khô, mưa bão, lụt lội..) điều đó có ý nghĩa r ất lớn trong việc lựa chọn công nghệ thi công đào hố móng; • Móng là kết cấu bị che lấp sau khi thi công xong nên c ần s ự giám sát thận trọng, tỷ mỷ và trung thực trong suốt quá trình thi công, một sai sót nào dù nhỏ ở khâu này có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng công trình bên trên, việc khắc phục sửa chữa sự cố là phức tạp, tốn kém và có khi phải làm mới để thay thế. 1. Nguyên tắc chung trong giám sát 1) Việc lựa chọn biện pháp thi công nền móng phải phù h ợp v ới đi ều ki ện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn của địa điểm xây dựng và cần soạn thảo công nghệ thi công tương ứng cho từng loại nền (tự nhiên, nền gia cố, nền móng cọc) và cho từng loại công vi ệc (nh ư đ ịnh v ị c ắm mốc, giải phóng và san lấp mặt bằng, đào móng, công tác bê tông, ch ống thấm...); 2) Các vật liệu, cấu kiện hoặc bộ phận kết cấu dùng khi xây d ựng n ền móng phải thoả mãn yêu cầu của thiết kế và theo tiêu chuẩn s ản phẩm của người đặt hàng yêu cầu; 3) Phải xử lý đất, nước thải lúc đào móng, tiếng ồn và chấn động (đào, đóng cọc, rung..) theo những yêu cầu của tiêu chuẩn có liên quan đ ến môi trường (đối với nguồn nước, khu dân cư và công trình lân cận.. ); 4) Khi xây móng trên các loại nền đất có tính ch ất đặc biệt (đất lún ướt, đất đắp, đất chưa ổn định về cấu trúc, đất vùng dễ trượt lở, đất có hang động cac-tơ.. ) cũng như móng của các công trình đặc biệt quan trọng phải tổ chức việc theo dõi sự biến động của đất nền (chuyển vị đứng- Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 4
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng lún - và ngang, áp lực nước lỗ rỗng vv.. ) để điều chỉnh tốc độ và phương pháp làm móng lúc thi công cũng như để đánh giá độ tin cậy c ủa giải pháp thiết kế - thi công lúc khai thác công trình. Những chi phí cho công tác quan trắc này phải được lượng định trong lúc thiết kế và nằm trong giá thành công trình; 5) Khi xây dựng nền và móng phải có sự giám sát kỹ thuật và chất lượng của chủ đầu tư (thường do tổ chức tư vấn giám sát thực hiện), lập thành biên bản nghiệm thu trung gian và nghiệm thu cuối cùng theo nh ững tiêu chuẩn đã quy định trước; Nội dung giám sát nói ở đây là theo tiêu chu ẩn TCXD 79-1980 “Thi công và nghiệm thu các công tác nền móng”. 6) Chủ đầu tư (với sự trợ giúp của kỹ sư tư vấn) công bố văn bản ch ỉ d ẫn kỹ thuật (Technical specification) cho nhà thầu biết để làm căn cứ trong việc đánh giá chất lượng và nghiệm thu cũng như tính toán giá thành. Nội dung bản chỉ dẫn kỹ thuật nói trên phải chỉ ra được những đi ều quan trọng sau đây:  Cơ sở của thiết kế và thi công;  Liệt kê những công việc thi công một cách chi tiết và yêu cầu chính trong từng giai đoạn thi công, lựa chọn thiết bị thích hợp;  Lập danh mục, khi cần phải trích dẫn, tất cả nh ững tiêu chu ẩn thi công và kiểm tra, nghiệm thu trong đánh giá khối lượng và ch ất lượng công tác thi công;  Trách nhiệm và quyền hạn của chủ đầu tư, kỹ sư tư vấn giám sát và nhà thầu, cách và biện pháp xử lý các tranh chấp (kỹ thuật và kinh tế) nếu có xẩy ra. Chú thích: Với những công trình có giá trị khoảng 50 triệu USD, b ản ch ỉ dẫn kỹ thuật nói trên có thể dày đến 500-700 trang A4; Ví dụ cho riêng khâu san nền và chuẩn bị mặt bằng của công trình xây dựng trên nền đất yếu, phần chỉ dẫn kỹ thuật có những nội dung như: (1) Quy định chung (cơ sở của chỉ dẫn kỹ thuật san lấp); (2) Định vị công trình: xác định mốc, lưới không chế, toạ độ các điểm chuẩn.., đo đạc ở hiện trường, xây dựng mốc, thiết bị đo, độ chính xác, tiêu chuẩn dùng; Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 5
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng (3) Công tác giải phóng mặt bằng: đặc điểm chính của đ ịa hình, trình t ự thi công giải phóng mặt bằng (ranh giới giải phóng mặt bằng, dọn chướng ngại vật, đào bóc đất yếu); (4) Công tác thi công vải địa kỹ thuật và bấc thấm (khi xử lý n ền đ ất yếu), thành phân công việc, thiết bị sử dụng; (5) Thi công san lấp mặt bằng: mỏ vật liệu đắp, yêu cầu thành ph ần h ạt và chất lượng vật liệu, các giai đoạn san lấp, thiết bị lu lèn, tiêu chuẩn cách kiểm tra độ chặt đất theo từng lớp; (6) Kỹ thuật thi công bấc thấm: yêu cầu kỹ thuật của vật li ệu b ấc th ấm (chứng chỉ của nhà máy cung cấp và kết quả kiểm tra của chủ đầu tư qua một phòng thí nghiệm nào đó), trình tự thi công, hướng đóng ép bấc thấm, yêu cầu thiết bị thi công, tiêu chuẩn nghiệm thu; (7) Quy trình quan trắc nền đất: quan trắc lún theo độ sâu và ở bề mặt, quan trắc chuyển vị ngang, đo áp lực nước lỗ rỗng, số đi ểm quan trắc, toạ độ các điểm ấy, biểu mẫu ghi kết quả quan trắc, cách phân tích kết quả quan trắc. Một ví dụ tương tự như vậy nhưng với đối tượng là cọc khoan nh ồi s ẽ thấy rõ hơn ở mục 4.2. Ở đây cũng cần chỉ ra phạm vi nhiệm vụ của tư vấn giám sát thi công cho từng công việc thi công cụ thể (thành văn bản lưu hành trong ph ạm vi chủ đầu tư- Nhà thầu – Tư vấn giám sát). Ví dụ nói v ề nhi ệm vụ c ủa giám sát viên cho công tác san lấp mặt bằng: (1) Giám sát viên phải gửi báo cáo hàng tuần cho chủ đầu tư. Các báo cáo này phải nêu lên các vấn đề sau:  Các sự việc xẩy ra.  Tình trạng máy thi công và khả năng chấp nhận.  Các biên bản sai phạm (NCR) đã lập.  Các biên bản sai phạm đã được làm sáng tỏ.  Các biên bản sai phạm còn tồn tại.  Các khuynh hướng bất lợi.  Các nguyên nhân chính của sự chậm trễ.  Các sai sót hoặc không đầy đủ trong báo cáo của nhà thầu.  Tóm tắt tiến trình hiện tại so với tiến độ yêu cầu.  Số lượng vật liệu đã đạt so với khối lượng yêu cầu. Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 6
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng  Quy mô cho phép khai thác mỏ đất.  Chu kỳ lấy mẫu tại hiện trường và mức độ đạt tiêu chuẩn.  Giờ công giám sát.  Khả năng cung cấp vật liệu của nhà thầu.  Đánh giá chứng chỉ vật liệu.  Đánh giá tình trạng máy thi công.  Khu vực san lấp. Bản báo cáo hàng tuần phải được chuẩn bị xong trước 12 giờ của ngày thứ hai ở tuần tiếp theo. Bản báo cáo hàng tháng tổng kết các báo cáo hàng tuần và thống kê lại bằng đồ thị. Bản báo cáo hàng tháng phải được hoàn tất trước ngày thứ năm của tháng kế tiếp. (2) Giám sát viên phải lập báo cáo chung về hệ thống quản lý ch ất lượng: a) Giám sát viên phải phối hợp cùng chủ nhiệm quản lý chất lượng QA của chủ đầu tư chỉ định để kiểm tra hệ thống quản lý chất lượng do nhà thầu trình và chấp nhận nhà thầu phụ th ực hi ện công việc san lấp; b) Hệ thống quản lý chất lượng phải dựa trên cơ sở ISO 9001 và ISO 9002. Các yêu cầu tối thiểu của hệ thống này phải bao gồm:  Kế hoạch chất lượng cụ thể của công trình (viết bằng lời);  Kế hoạch quản lý chất lượng cụ thể của công trình (dạng biểu đồ);  Kế hoạch giám sát và thí nghiệm công tác san lấp (chung);  Kế hoạch giám sát và thí nghiệm cho các yêu cầu thí nghiệm tương xứng.  Phụ lục các thư mục quản lý chất lượng.  Thống kê biên bản báo cáo sai phạm.  Thống kê các công việc được uỷ thác.  Yêu sách cho quy trình giám sát.  Mẫu yêu cầu giám định.  Quy trình thi công (công tác san lấp).  Mẫu biên bản quản lý chất lượng cho: - Giám sát thu nhận vật tư. - Lấy mẫu thử nghiệm. Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 7
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng Biên bản báo cáo sai phạm. - Mẫu chấp nhận mặt bằng được nạo vét. - Mẫu chấp nhận nguồn/bãi vật liệu. - Mẫu chấp nhận bấc thấm và vải địa kỹ thuật. - Chấp nhận mẫu thí nghiệm nén. - Biên bản thí nghiệm nén.. - Biên bản thí nghiệm nén (biên bản thí nghiệm trong phòng). - Biên bản đo độ lún. - Chấp nhận máy thi công của nhà thầu. - Phụ lục các thư mục công trình. - Phụ lục các điều lệ, tiêu chuẩn, quy trình, kế hoạch và ti ến đ ộ - công trình. - Báo cáo tình hình thi công hàng tuần. - Biên bản các cuộc họp. - Lý lịch cán bộ chủ chốt của nhà thầu. - Sơ đồ tổ chức nhân sự trên công trường. - Phân công trách nhiệm trên công trường. - Phụ lục các chữ ký có thẩm quyền trên công trường. - Chứng chỉ vật liệu. - Chứng chỉ bấc thấm và vải địa kỹ thuật. - Mặt bằng tổng thể các vị trí thí nghiệm. - Điều phối vật liệu tại công trường. (c) Tất cả các báo cáo quản lý chất lượng phải có phụ lục và đánh d ấu các điểm liên quan phù hợp với yêu cầu của ISO. T ất c ả các tài li ệu được đính chính và có phụ lục kèm theo. Các trình tự của tài liệu được đánh rõ số tài liệu, vấn đề, nội dung, ngày bắt đầu, ngày kết thúc và s ố bắt đầu và số kết thúc theo thứ tự nội dung hoặc thứ tự ngày tháng. (3) Báo cáo công trình của giám sát viên (a) Giám sát viên phải thường xuyên báo cáo với yêu cầu tối thiểu về các vấn đề sau:  Các chấp nhận máy thi công.  Các chấp nhận mỏ đất/bãi sông.  Các chấp nhận vật liệu.  Thống kê biên bản sai phạm. Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 8
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng  Báo cáo các biên bản sai phạm.  DRR’s.  Các bản sao đã thay đổi của báo cáo hàng tuần.  Các báo cáo hàng tuần của nhà thầu.  Các báo cáo hàng tháng của nhà thầu.  Các báo cáo hàng tuần và hàng tháng của giám sát viên.  Mặt bằng tổng thể của các vị trí thí nghiệm.  Các biên bản kiểm kê.  Các tài liệu gửi đi và đến.  Các biên bản kiểm định với mục đích cụ thể. (b) Khi công trình được hoàn thành, hồ sơ trên sẽ được chuy ển giao cho cơ quan chủ quản. (c) Đơn vị chủ quản sẽ kiểm tra lại các báo cáo của giám sát viên và nếu sai sót sẽ khước từ chứng nhận hoàn thành của tư vấn. Giám sát viên phải đảm bảo việc chỉnh lý tất cả các sai sót trong báo cáo trước khi bàn giao cho công ty. 4. Báo cáo hoàn tất công trình của giám sát viên (a) Trong vòng 7 ngày sau khi công việc san lấp hoàn tất, giám sát viên phải gửi báo cáo hoàn thành công trình cho công ty. (b) Báo cáo sẽ ghi ghi rõ sự thực hiện của nhà thầu:  Tổng số biên bản sai phạm đã gửi đi.  Sự thực hiện của phòng thí nghiệm.  Sự thực hiện của nhà thầu phụ.  Các bài học kinh nghiệm.  Các vấn đề kỹ thuật đã gặp phải.  Các giải pháp cho các vấn đề kỹ thuật phát sinh.  Đóng góp ý kiến của giám sát viên cho các công trình trong t ương lại.  Các lĩnh vực và phạm vi mà nhà thầu/công ty cần cải tiến.  Đóng góp ý kiến đào tạo cho cán bộ của nhà thầu/công ty. (c) Báo cáo công trình của giám sát viên phải được kỹ sư trưởng và giám đốc điều hành của đơn vị giám sát xác nhận. (d) Báo cáo hoàn thành công trình phải được gửi cho chủ đầu tư và cho nhà thầu/công ty dưới hình thức như sau: Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 9
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng  Bản gốc: 01 bản.  Bản sao: 06 bản. Trong các văn bản trên, lúc đánh giá chất lượng công tác san l ấp m ặt bằng cần dựa vào các quy định sau đây: Tất cả các công việc và thí nghiệm phải được tiến hành phù h ợp với những tiêu chuẩn sau hoặc các tiêu chuẩn tương ứng với chúng đã đ ược chủ đầu tư phê duyệt: Nhà thầu và giám sát viên không được phép thay đổi các điều lệ áp dụng, tiêu chuẩn, chỉ tiêu kỹ thuật hay quy trình khi không có sự chấp thuận bằng văn bản chính thức của chủ đầu tư, ví dụ: (a) AASHTO M145-87- Phân loại thành phần vật liệu đắp theo cấp hạt. (b) AASHTO T180-90 - Tương quan giữa dung trọng và độ ẩm của đất khi đầm nén. (c) AASHTO T190-86 - Xác định dung trọng riêng của vật liệu đắp tại hiện trường bằng phương pháp phễu rót cát. (d) AASHTO T100-90 - (ASTM D854-83) - Xác định trọng lượng riêng của vật liệu đắp. (e) ASTM D1556 - Kiểm tra độ chặt của đất đắp. (f) Yêu cầu ràng buộc trong quá trình giám sát. (g) Quy trình phối hợp của đề án. (h) Hệ thống quản lý chất lượng được phê duyệt của đơn vị thi công. (i) Quy trình được phê duyệt của nhà thầu. (j) Kế hoạch chất lượng được phê duyệt của nhà thầu. 2. Nền móng tự nhiên Cần giám sát theo một số nội dung chính như: 1) Các biện pháp bảo vệ hố móng để đất nền không bị xấu đi (do m ưa nắng, nước ngầm, nước mặt, phong hoá.. ); 2) Chống vách hố đào để giữ ổn định cho công trình lân cận; 3) Việc bơm hút nước trong hố móng hoặc cần hạ mực nước ngầm trong lúc đào móng phải được tiên liệu bằng thiết kế bơm hút thích hợp; 4) Phải xác nhận bằng đo đạc cẩn thận (biểu mẫu) về: - Tình trạng đất đáy móng; - Độ sâu đáy móng; - Vị trí và kích thước; Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 10
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng - Các lỗ, hốc chừa sẵn và các lớp chống thấm của móng; - Vv...; Một số sai sót thường xẩy ra trong giai đoạn đào hố móng có thể dẫn đến làm công trình bị lún lớn hoặc lún không đều được trình bày trong b ảng 2.1 và cần giám sát cẩn thận. Bảng 2.1. Một số sai sót thường gặp trong thi công đào móng nơi trống trải và nơi chật hẹp. No Nguyên nhân và cách phòng tránh Nguyên nhân và cách phòng tránh khi đào khi đào nơi trống trải gần công trình lân cận Đất đáy hố móng bị nhão do Biến dạng nhà do đào hố móng hoặc hào nước mưa hoặc nước tràn vào ở gần: đọng lâu. Bảo vệ đáy hố móng Trồi đất ở đáy hố móng mới hay chuyển bằng hệ thống thu và bơm nước dịch ngang móng cũ do đất ở đáy hố móng 1 hoặc chưa nên đào đến cốt thiết cũ bị trượt. Để đề phòng thường phải đặt kế khi chưa chuẩn bị đủ vật liệu móng mới cao hơn móng cũ 0,5m hoặc làm lớp lót hoặc làm móng chống đỡ cẩn thận thành hố móng bằng cọc bản thép hay cọc đất ximăng. Đất ở đáy móng bị khô và nứt nẻ Biến dạng nhà ở gần do tác động động do nắng hanh sẽ làm hỏng cấu lực của máy thi công: trúc tự nhiên của đất, độ bền của (a) Do máy đào; đất sẽ giảm và công trình sẽ bị (b) Do đóng cọc. 2 Để ngăn ngừa có thể dùng biện pháp lún. Cần che phủ hoặc chưa nên đào giảm chấn động hoặc cọc ép hay cọc đến cốt thiết kế, dừng ở lớp đất nhồi thay cho cọc đóng. cách đáy móng 15-20cm tuỳ theo loại đất. Biến dạng lớp đất sét ở đáy Biến dạng nhà do hút nước ngầm ở hố móng do áp lực thuỷ tĩnh. móng công trình mới, sẽ xẩy ra hiện Cần có hệ thống bơm châm kim tượng rửa trôi đất ở đáy móng cũ hoặc để hạ thấp mực nước ngầm làm tăng áp lực của đất tự nhiên (do 3 Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 11
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng không còn áp lực đẩy nổi của nước) và quanh móng. dẫn đến lún thêm. Để phòng tránh, nên dùng các biện pháp để giảm gradient thuỷ lực i < 0,6. Đáy móng bị bùng ở các lớp sét Biến dạng của nhà cũ trên cọc ma sát khi hoặc á sét do bị giảm áp lực bản xây dựng gần nó nhà mới trên móng bè. thân của đất hoặc do áp lực thuỷ Vùng tiếp giáp nhà mới cọc chịu ma sát tĩnh của nước. âm nền đất bị lún và sức chịu tải của cọc 4 Phải tính toán để giữ lại lớp đất ở đó bị giảm đi. Nên làm hàng tường có chiều dày gây ra áp lực lớn ngăn cách giữa hai công trình cũ-mới. hơn áp lực trương nở. Đối với nước thì phòng tránh giống như nêu ở điểm 3. Rửa trôi đất trong nền nhất là Biến dạng nhà của nhà cũ do đổ vật liệu nền cát mịn hoặc đất yếu. ở gần nhà hoặc san nền bằng đất đắp Cách phòng tránh: dùng tường nhân tạo làm hỏng cấu trúc tự nhiên của vây hoặc cần bơm hạ mực nước đất, nhất là khi gặp đất sét yếu ở gần đáy 5 ngầm, phải xác định cẩn thận móng. Để tránh ảnh hưởng xấu phải quy tốc độ bơm hút có kể đến hiện định nơi đổ vật liệu và tiến độ chất tải tượng rửa trôi để đảm bảo an (thi công nhà mới theo độ cố kết tăng dần toàn nền của công trình. với thời gian). Bùng nền do tăng áp lực thuỷ Hình thành phễu lún của mặt đất do đào động trong đất thấm nước. đường hầm trong lòng đất. Những công Giảm độ dốc (gradient) thuỷ lực trình ngay ở phía trên hoặc ở cạnh đường 6 (thường i< 0,6) bằng cách kéo hầm sẽ bị biến dạng lún hoặc nứt. sâu tường vây hoặc gia cường Phòng tránh bằng cách ép đẩy các đoạn đáy móng bằng bơm ép ximăng ống (thép/bê tông cốt thép) chế tạo sẵn trước khi đào như nói ở điểm 3. hoặc gia cường vùng phía trên nóc hầm bằng cọc rễ cây hoặc bằng trụ ximăng đất. 3. Nền cần gia cố Cần xác định rõ các thông số kiểm tra sau: 1) Độ sâu và phạm vi gia cố (đầm nện bề mặt hoặc nén ch ặt sâu b ằng cọc cát, cọc xi măng đất... hoặc bằng phương pháp hoá học); Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 12
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng 2) Chỉ số độ chặt, độ bền, độ thấm xuyên nước so với yêu cầu thiết kế; 3) Công nghệ dùng trong kiểm tra chất lượng đất nền sau khi cải tạo/gia cố (lấy mẫu, đồng vị phóng xạ, nén tĩnh tại hiện trường, xuyên tĩnh/động vv...); 4) Công tác nghiệm thu kết quả cải tạo đất nền cần quy định tương ứng với các yêu cầu của thiết kế về kích thước khối đất và các đặc trưng của đất đã gia cố như các số liệu sau đây: - Mặt bằng và lát cắt khối đất đã cải tạo; - Lý lịch kỹ thuật của vật liệu đã dùng trong gia cố; - Nhật ký kiểm tra công việc; - Các số liệu về cường độ, tính thấm nước, độ ổn định nước của đất đã cải tạo. 3.1. Bấc thấm, vải địa kỹ thuật Hiện nay ở nước ta đang áp dụng rộng rãi phương pháp bấc th ấm (băng thoát nước) hoặc vải địa kỹ thuật để cải tạo đất yếu. Đây là những tiến bộ kỹ thuật trong xây dựng đường và nhà ít tầng. Vì v ậy cần nắm vững những hiểu biết cơ bản sau đây: • Phạm vi áp dụng của phương pháp (bảng 3.1 và bảng 3.2); • Lựa chọn đúng phương pháp; • Thiết kế bố trí theo những tiêu chuẩn tương ứng. Trên hình 3.1 trình bày ví dụ dùng phương pháp thoát nước thẳng đứng cho nền đường; • Nắm được những yêu cầu cơ bản của từng phương pháp khi lựa chọn cách thoát nước như: • Khả năng chuyển nước, cường độ, độ dẻo và độ bền của vật liệu; - có khả năng ngăn chặn hạt đất nhỏ chui qua làm tắt đường thấm của nước; ví dụ đối với vải địa kỹ thuật thường theo các số liệu kinh nghiệm sau: O90/O50 < 1,7 đến 3; O90/D85 < 2 đến 3; hoặc O90/D85 < 1,3 đến 1,8; O90/D50 < 10 đến 12; Trong đó: O50/O90, O95 - Đường kính lỗ bộ lọc chiếm 50%, 90% và 95% toàn bộ diện tích bộ lọc; D50, D85 - Đường kính hạt đất tương ứng với hàm lượng tích luỹ của đường phân tích hạt là 50%, 85%. Bảng 3.1. Khả năng áp dụng biện pháp kỹ thuật cải tạo nền cho các loại đất khác nhau Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 13
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng Cơ chế cảitạo Cốt Hỗn hợp trộn hay phụt vữa Đầm chặt Thoát nước Thời gian cải tạo Phụ thuộc sự tồn Tương đối ngắn Lâu dài Lâu dài tại của thể vùi Đất hữu cơ Đất sét có nguồn gốc núi lửa Đất sét độ dẻo cao Đất sét độ dẻo thấp Đất bùn Đất cát Đất sỏi Trạng thái cải tạo Tương tác giữa Dung trọng cao do hệ số Xi măng hoá đất và thể vùi rỗng giảm của đất (Không thay đổi (Thay đổi trạng thái đất) trạng thái đất) Bảng 3.2. Lĩnh vực ứng dụng và chức năng của vải địa kỹ thuật Chức năng Lĩnh vực điển hình Lọc Gia cố Bảo Phân Tiêu vệ cách • Đường đất và sân kho O O O • Đường đất và bãi đỗ xe O O O • Đê và các công trình ngăn nước O O * • • Gia cố tường và mái dốc O • Tiêu ngầm O O • Lọc dưới rọ đá O O • • • Lọc qua đập đất • Lọc qua kè sông, biển O • Các công trình cải tạo đất bằng thuỷ lợi • Khép kín các vùng đất chứa chất thải O O Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 14
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng • Ngăn chặn các vùng đất chứa chất O O • thải O • • Đường hầm không thấm nước • Ngăn chặn các hoá chất tổng hợp • • Trạm bảo dưỡng đường sắt O • • Sân vận động và sân giải trí Hệ thống các sản phẩm có hợp chất hoá học • Chức năng chính; O Chức năng phụ; * Ứng dụng tuỳ thuộc loại đất Khả năng chuyển nước của bấc thấm hoặc vải địa kỹ thuật là thông số cần thiết dùng trong thiết kế, thường không nhỏ hơn 100m 3/năm ở áp suất không nở hông là 276 KPa (40psi). Hệ số thấm của vải địa kỹ thuật thường bắt buộc lớn hơn hoặc bằng 10 lần hệ số thấm của đất. Ngoài những yêu cầu về vật liệu lọc, phương pháp này còn ph ải dùng ở những địa tầng thích hợp của lớp đất yếu trong cấu trúc địa tầng nói chung, trong đó quan trọng là áp lực gia tải trước (để tạo ra sự thoát nước) được truyền đầy đủ lên lớp đất yếu và không lớn quá để gây mất ổn định nói chung. Chi tiết về vấn đề này có thể tìm hiểu trong cuốn “Công ngh ệ m ới x ử lý n ền đất yếu – vải địa kỹ thuật và bấc th ấm” của Nguy ễn Vi ết Trung, Hà N ội, 1997. 3.2. Bơm ép vữa Công nghệ phun ép vữa (grouting technology), với áp lực 20-40 MPa hiện đang dùng trong xây dựng nền móng và công trình ngầm nhằm: • Nhồi lấp các lỗ rỗng; • Làm chuyển vị và dồn chặt đất; • Giảm độ hút nước, tăng cường độ. Với nhiều mục tiêu sau: 1) Rắn hoá và ổn định đất để truyền tải trọng xuống sâu trong thi công đường tàu điện ngầm, đường cao tốc và nền móng; 2) Cách chấn cho móng máy; 3) Làm hệ thống neo có phun vữa để giữ ổn định, chịu lực kéo; 4) Bít lấp các vết nứt trong công trình bê tông và thể xây; Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 15
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng 5) Làm lớp phủ mặt kênh đào; 6) Phun khô bê tông làm lớp áo cho công trình ngầm; 7) Làm giếng dầu bằng ximăng giếng khoan; 8) Phun vữa ứng suất trước trên đường sông; 9) Phun vữa tạo cọc hoặc bảo vệ và xử lý cọc bị khuyết tật. Trên hình 3.2a trình bày cách gia cố nền móng, trên hình 3.2b gia cố mái dốc và thi công công trình ngầm, và trên hình 3.2c - bơm t ạo màng ch ống thấm. Trên hình 3.3 trình bày công nghệ bơm ép gia cố nền và trên hình 3.4 - khối đất gia cố bằng bơm ép. 3.3. Gia cố nền bằng phương pháp hoá học (ximăng, thuỷ tinh lỏng hoặc các chất tổng hợp khác..) ở nước ta đã làm thực nghiệm khá lâu nhưng dùng nhiều nhất là phương pháp bơm vữa ximăng. Mục đích của phương pháp này thường dùng để:  Nâng cao cường độ của nền nhà đã sử dụng;  Phòng ngừa những biến dạng có tính phá hỏng của kết cấu;  Thi công sửa chữa móng. Tuỳ theo công nghệ gia cố và các quá trình xẩy ra trong đất mà chia phương pháp gia cố nền làm 3 nhóm chính: hoá học, nhiệt và hoá lý. Ưu vi ệt của phương pháp gia cố này là không làm gián đoạn sử dụng nhà và công trình, nhanh, tin cậy cao và trong nhiều trường hợp là ph ương pháp duy nh ất đ ể tăng độ bền của đất có sức chịu tải không đủ. Các phương pháp thường dùng là: silicat hoá, điện - silicat hoá, silicat khí, amoniăc hoá, thấm nhập nhựa... và có thể tìm hiểu chi ti ết trong nhi ều tài li ệu tham khảo khác. Phương pháp gia cố hoá học cũng dùng để gia cường móng và tường chắn, tăng sức chịu tải của cọc, bảo vệ móng chống các tác nhân ăn mòn, gia cố mái hố đào và công trình đất. Vật liệu cơ bản để gia cố bằng silicat là thuỷ tinh lỏng - dung d ịch keo c ủa silicat natri (Na2O. nSiO2 + mH2O). Tuỳ theo loại, thành phần và trạng thái c ủa đất cần gia cố mà dùng một hay hai dung dịch silicat hoá. Loại một dung dịch được dựa trên dung dịch tạo keo bơm vào trong đất gồm 2 hoặc 3 cấu tử. Phổ biến nhất là ôxit phosphosilicat, oxit l ưu huỳnh-nhôm- Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 16
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng silicat, ôxit lưu huỳnh-fluo-silicat, hydro-fluo-silicat v..v.. Phương pháp một dung dịch thích hợp cho đất cát có hệ số thấm 0,5-5m/ngày đêm. Phương pháp 2 dung dịch dùng để gia cố đất cát có hệ số thấm đến 0,5m/ngày đêm và gồm 2 lần bơm lần lượt vào đất 2 dung dịch silicat Na và clorua Ca. Kết quả của phản ứng hoá học là tạo ra ôxit keo silic làm cho đ ất tăng đ ộ b ền (đến 2-6Mpa) và không thấm nước. Phương pháp điện hoá silicat là dựa trên sự tác động tổ hợp lên đất của hai phương pháp: silicat hoá và dòng điện 1 chiều nhằm gia cố cát hạt mịn quá ẩm và á cát có hệ số thấm đều 0,2 m/ngày đêm. Phương pháp amôniac hoá là dựa trên việc bơm vào trong đất hoàng thổ (để loại trừ tính lún sập) khí amôniac dưới áp lực không lớn lắm. Silicat hoá bằng khí gas dùng để làm cứng silicat Na. Phương pháp này dùng để gia cố đất cát (kể cả đất cacbonat) có hệ số thấm 0,1-0,2 m/ngày đêm cũng như đất có hàm lượng hữu cơ cao (đến 0,2). Độ bền của đất gia cố có thể đến 0,5- 2MPa trong thời gian ngắn. Phương pháp thâm nhập nhựa dùng để gia cố đất cát có h ệ số thấm 0,5- 5m/ngày đêm bằng cách bơm vào trong đất dung dịch nh ựa tổng h ợp (cacbonic, phenol, epoxy..). Tác dụng của nhựa hoá sẽ tăng lên khi bổ sung vào dung dịch một ít axit clohydric (đối với đất cát). Thời gian keo tụ rất dễ đi ều chỉnh bằng lượng chất đông cứng. Đất được gia cố bằng nhựa hoá sẽ không thấm nước và cường độ chịu nén 1-5Mpa. Ngoài việc gia cố nền, phương pháp này còn dùng để gia cố vùng sẽ đào xuyên của công trình ng ầm. Tuỳ theo cách đặt ống bơm, có thể gia cố đất ở các vị trí khác nhau: th ẳng đứng, nghiêng, nằm ngang và kết hợp (hình 3.5) còn sơ đồ trên mặt bằng có thể theo d ạng băng dài, dưới toàn bộ móng, gia cố cục bộ không nối kết hoặc theo chu vi vành móng. Việc chọn phương pháp và sơ đồ gia cố phụ thuộc chủ yếu vào tính chất của nền, hình dạng và kích thước của móng cũng như tải trọng tác dụng lên móng. 3.4. Làm chặt đất bằng đầm/lu lèn trên mặt hoặc chiều sâu Có các phương pháp sau:  Lu lèn, đầm nặng rơi từ cao xuống; Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 17
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng  Lèn chặt đất qua lỗ khoan (cọc cát, cọc đá dăm, cọc đất vôi ximăng, nổ mìn..);  Cố kết động (dynamic consolidation). Các công nghệ thi công nói trên hiện đã phát triển rất cao nh ờ thi ết b ị thi công ngày càng hoàn thiện và phương pháp kiểm tra ngày càng có độ tin c ậy cao. Những thông số kiểm tra chính như đã trình bày ở đầu mục 3 và chi ti ết thì theo những tiêu chuẩn thi công cụ thể của từng phương pháp. Về nguyên tắc và đối với công trình quan trọng cần tiến hành thí nghiệm nén và cắt cho đất có độ đầm chặt khác nhau, trên cơ sở đó xây d ựng bi ểu đ ồ quan hệ giữa:  Lực dính và độ chặt (thông qua γ khô hay hệ số đầm chặt kc);  Góc ma sát và độ chặt;  Mô đun biến dạng/cường độ và độ chặt. Khi chưa có số liệu thí nghiệm có th ể dùng các s ố li ệu tham kh ảo ở các b ảng sau đây trong thiết kế sơ bộ và khống chế chất lượng. Bảng 3.3. Độ chặt yêu cầu của đất Chức năng của đất lèn chặt Hệ số đầm chặt kc  Cho nền móng của nhà và công trình hoặc nền của thiết bị nặng cũng như nền có tải trọng phân bố đều lớn hơn 0,15MPa. 0,98-0,95  Như trên, thiêt bị nặng vừa, mặt nền có tải trọng 0,05- 0,15 MPa. 0,95-0,92  Như trên, thiết bị nhẹ, mặt nền có tải trọng nhỏ hơn 0,05 MPa. 0,92-0,90  Vùng không có công trình 0,9-0,88 Bảng 3.4. Trị tiêu chuẩn của môdun biến dạng E một số loại đất lèn chặt E, MPa Đất Ở độ ẩm đầm chặt tối Ở trạng thái bão hoà nước ưu kc =0,92 kc =0,95 kc =0,92 kc =0,95 Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 18
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng Á cát hoàng thổ (lớt) 20 25 15 20 Á sét và sét lớt 25 30 20 25 Cát thô 30 40 - - Cát trung 25 30 - - Cát mịn 15 20 - - Bảng 3.5. Cường độ tính toán Ro của nền đất lèn chặt Đất Ro, MPa ở hệ số kc 0,92 0,95 0,97 Á cát 0,2 0,25 0,28 Á sét 0,25 0,3 0,32 Sét 0,3 0,35 0,4 Cát thô 0,3 0,4 0,5 Cát trung 0,25 0,3 0,4 Cát mịn 0,2 0,25 0,3 Bảng 3.6. Trị khống chế về chất lượng tầng đất lèn chặt (kinh nghiệm Trung Quốc) Loại hình kết cấu Vị trí lớp lèn chặt Độ ẩm Wop kc % Kết cấu xây, nặng và Trong phạm vi tầng chịu lực > 0,96 Kết cấu khung Dưới phạm vi tầng chịu lực Wop ± 2 0,93-0,96 Kết cấu chống đỡ và Trong phạm vi tầng chịu lực 0,94-0,97 không phải kết cấu khung Dưới phạm vi tầng chịu lực 0,91-0,93 Bảng 3.7. Trị tham khảo về độ ẩm tối ưu và độ chặt (khô) lớn nhất Loại đất Độ ẩm tối ưu Độ chặt (khô) lớn nhất(g/cm3) (%) Líp chuyªn ®Ò “T vÊn gi¸m s¸t x©y dùng” 19
C«ng t¸c thi c«ng nÒn mãng Đất cát 8-12 1,8-1,88 Đất sét 19-23 1,58-1,70 Đất sét bụi 12-15 1,85-1,95 Đất bụi 16-22 1,61-1,80 Bảng 3.8. Trị tham khảo về độ ẩm tối ưu Wop % Chỉ số dẻo của đất Ip Độ ẩm tối ưu Wop Độ chặt khô lớn nhất γ dmax (%) (g/cm3)