Bài giảng Thiết kế và xây dựng công trình - Chương 2: Thi công móng

CỌC 2.2.4.1. Đóng cọc nơi không có nước mặt: a- Đóng cọc trước khi đào hố móng: 2 5 1 3 Trong trường hợp này nếu cọc được đóng âm dưới mặt đất thì cần dùng thêm cọc dẫn sau đó rút lên. 2.2.4. CÔNG NGHỆ ĐÓNG CỌC: 2.2. ĐÓNG CỌC b.1- Đưa giá búa vào trong hố móng: Hố móng có kích thước lớn, không có nước ngầm. b.2- Giá búa đứng trên sàn đạo (sàn đạo cố định – giá búa di động hoặc hoặc giá búa cố định với cầu tạm di động) b.3- Giá búa lắp trên cần trục b- Đóng cọc sau khi đào móng: 2.2. ĐÓNG CỌC 2 3 1 4 2 1 A A 2 2 A  -­‐  A 5 5 2 4 1 4 2  -­‐  2 3 2 1 4 3 2.2.4.2. Đóng cọc nơi có nước mặt: a- Đóng cọc trên sàn đạo (cầu tạm): 1700 20 0 20 0 20 0 2 3 1 5 7 9 10 13 12 4 12 6I A A I II  -­‐  II II 10 9 11 200 200 II I  -­‐  I 8 A  -­‐  A Biện pháp này có hiệu quả khi độ sâu mực nước không lớn. 2.2. ĐÓNG CỌC b- Đóng cọc trên hệ nổi: Hệ nổi được cấu tạo bằng phao hoặc xà lan. Thông thường giá búa cố định trên hệ nổi, khi đóng cọc di chuyển cả hệ. Phần cọc dưới nước dùng cọc dẫn. 70 110 3 36 0x 3= 18 00 720x2=1440 72 0 360 5 4 2 1 KHUNG ĐỊNH VỊ (KHUNG DẪN HƯỚNG)- Guide frame: Khi đóng cọc dưới nước cần thực hiện: - Đóng cọc định vị - Trên cơ sở các cọc định vị, lắp khung định vị (dẫn hướng). Khung định vị (khung dẫn hướng) là 1 khung không gian bằng thép hoặc gỗ có bố trí các ô để đưa cọc vào đúng vị trí trước khi đóng. 2.2. ĐÓNG CỌC Một số hình ảnh về khung định vị Búa chấn động gây ra lực kích thích dọc theo tim cọc làm giảm ma sát giữa đất và cọc, nhờ trọng lượng búa và cọc, cọc lún sâu vào đất. Lực thẳng đứng được xác định: Po- lực kích thích (kg). Mc- mômen lệch tâm (kg.m). ω- vận tốc góc (rad/s). g- gia tốc trọng trường lấy 9.81 m/s2. 2.ω g MP co = 2.3.1. THIẾT BỊ HẠ CỌC: Búa chấn động (Vibratory Hammers): 2.3. THI CÔNG CỌC ỐNG Khác với đóng cọc, khi rung hạ cọc búa chấn động phải bắt chặt với cọc. 2.3.2. NGUYÊN TẮC CHỌN BÚA CHẤN ĐỘNG: + Điều kiện 1: Lực kích thích phải lớn hơn sức cản của đất α- hệ số kể đến tính đàn hồi của đất. T- lực cản của đất khi hạ cọc đến độ sâu thiết kế (kg). T g MP co .. 2 αω ≥= 2.3. THI CÔNG CỌC ỐNG + Điều kiện 2: Biên độ cần thiết để hạ cọc có hiệu quả: A Q M o c ≥.ξ ξ- hệ số phụ thuộc vào loại cọc. Qo- trọng lượng cọc, búa chấn động và bệ búa (kg). A- biên độ chấn động yêu cầu được tra bảng (m). + Điều kiện 3: Đảm bảo tốc độ hạ cọc: 21 . γγ << ≥ o o oo p Q FpQ F- diện tích tiết diện cọc (cm 2). po- áp lực cần thiết tác dụng lên cọc (kg/cm2). γ1, γ2- hệ số phụ thuộc vào loại cọc. Theo kinh nghiệm để hạ được tốt cần có: FpQ oo .)5.12.1( −≥ Trong quá trình hạ cọc gặp chướng ngại vật hoặc tầng đá nghiêng. Phương pháp khắc phục: Ngừng rung hạ cọc, đổ bê tông mũi cọc, khoan cắt qua rồi hạ cọc tiếp. 2 1 3 4 1 4 5 3 4 I II III IV IVIIIIIIa  ) b  ) 2.3. THI CÔNG CỌC ỐNG c  ) I 6 1 3 6 7 II III IV 2.3.3. CÁC SỰ CỐ KHI HẠ CỌC ỐNG: Trường hợp cọc không xuống hoặc chậm có thể kết hợp rung kết hợp xói. - Đào đất tới cao độ thiết kế - Đập đầu cọc - Lắp ván khuôn, cốt thép - Đổ bê tông 2.4. THI CÔNG BỆ MÓNG Móng trên cạn: - Đóng vòng vây ngăn nước - Đổ BT bịt đáy (nếu có) - Hút nước - Lắp ván khuôn, cốt thép - Đổ bê tông Móng dưới nước: Khi mức nước không sâu lắm có thể sử dụng thùng chụp để thi công bệ móng, khi đó không phải sử dụng vòng vây cọc ván. Thùng chụp Đá hộc BT bịt đáy b c d e 1 2 3 4 5 6 7 8 13 12 9 3 10 4 5 11 6 14 12 3 4 5 6 2.4. THI CÔNG BỆ MÓNG 3. THI CÔNG MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG 3.1.1. CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI Có nhiều thiết bị và công nghệ thi công cọc khoan nhồi nhưng có 2 nguyên lí được sử dụng trong tất cả các phương pháp thi công là : - Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách - Cọc khoan nhồi không dùng ống vách Bµi viÕt nµy do PGS.TS. NguyÔn B¸ KÕ göi tÆng c¸c thµnh viªn WWW.KETCAU.COM 2 H!nh 1. Mét sè v! dô dïng èng v¸ch vÜnh cöu ( theo [1]) a) Chç giao nhau ë s«ng ; b) Chç cã karst; c) Cäc khoan nhåi søc ch!u t¶i lín v"o ®¸ cøng ; d) Chç khai th¸c má cò ; e) Chç líp ®Êt rçng yÕu trªn mÆt. èng v¸ch b»ng th#p th$êng ®$îc h% v"o trong ®Êt b»ng ph$¬ng ph¸p rung #p hoÆc ®ãng theo tr&nh tù thi c«ng cäc v" sau ®ã sÏ rót dÇn lªn v" xem chóng nh$ l" mét bé phËn cña c«ng cô ®Ó thi c«ng cäc khoan nhåi v" ph¶i t'nh to¸n kiÓm tra c¸c vÊn ®Ò sau ®©y : + øng suÊt trong giai ®o%n l(p ®Æt èng; + §é o»n cña èng qua øng suÊt k#o uèn tíi h%n; + Kh¶ n¨ng gi¶m chiÒu s©u h% èng th#p; + Kh¶ n¨ng ch!u n#n; + ChuyÓn v! ngang. ViÖc t'nh to¸n cô thÓ theo néi dung nãi trªn cã thÓ tham kh¶o theo t"i liÖu [2]. Bµi viÕt nµy do PGS.TS. NguyÔn B¸ KÕ göi tÆng c¸c thµnh viªn WWW.KETCAU.COM 2 H!nh 1. Mét sè v! dô dïng èng v¸ch vÜnh cöu ( theo [1]) a) Chç giao nhau ë s«ng ; b) Chç cã karst; c) Cäc khoan nhåi søc ch!u t¶i lín v"o ®¸ cøng ; d) Chç khai th¸c má cò ; e) Chç líp ®Êt rçng yÕu trªn mÆt. èng v¸ch b»ng th#p th$êng ®$îc h% v"o trong ®Êt b»ng ph$¬ng ph¸p rung #p hoÆc ®ãng theo tr&nh tù thi c«ng cäc v" sau ®ã sÏ rót dÇn lªn v" xem chóng nh$ l" mét bé phËn cña c«ng cô ®Ó thi c«ng cäc khoan nhåi v" ph¶i t'nh to¸n kiÓm tra c¸c vÊn ®Ò sau ®©y : + øng suÊt trong giai ®o%n l(p ®Æt èng; + §é o»n cña èng qua øng suÊt k#o uèn tíi h%n; + Kh¶ n¨ng gi¶m chiÒu s©u h% èng th#p; + Kh¶ n¨ng ch!u #n; + ChuyÓn v! ngang. ViÖc t'nh to¸n cô thÓ theo néi dung nãi trªn cã thÓ tham kh¶o theo t"i liÖu [2]. 3.1.1.1. Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách: Sử dụng khi địa chất yếu, khu vực có nước mặt, hang động. - Ống vách tạm thời: Rút lên trong quá trình đổ BT cọc - Ống vách vĩnh cửu: Để lại sau khi thi công Ưu điểm: Chất lượng cọc tốt. Nhược điểm: Máy thi công ống vách cồng kềnh, gây ồn. 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG Phương pháp này thích hợp với loại đất sét mềm, nửa cứng nửa mềm, đất cát mịn, cát thô hoặc có lẫn sỏi. 3.1.1.2. Cọc khoan nhồi không dùng ống vách: 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG Khi khoan sử dụng dung dịch khoan bentonite. Bentonite là loại đất sét có kích thước hạt nhỏ hơn đất sét Kaolinite nên người ta thường dùng đất sét Bentonite để chế tạo dung dịch khoan. Dung dịch sét Bentonite có hai tác dụng chính: - Giữ cho thành hố đào không bị sập nhờ dung dịch chui vào khe giữa các hạt đất tạo thành một màng đàn hồi bọc quanh thành vách hố giữ cho cát và các vật thể vụn không bị rơi và ngăn không cho nước thẩm thấu qua vách. - Có dung trọng lớn nên đất đá vụn khoan nổi lên mặt trên để trào ra hoặc hút khỏi hố khoan. a- Phương pháp khoan thổi rửa (tuần hoàn nghịch): Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá đất, dung dịch Bentonite được bơm xuống hố để giữ vách hố đào. Mùn khoan và dung dịch được máy bơm và máy nén khí đẩy từ đáy hố khoan lên đưa vào bể lắng để lọc tách dung dịch Bentonite tái sử dụng. Có 2 phương pháp khoan không sử dụng ống vách: 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG b- Phương pháp khoan gầu: Gầu khoan thường có dạng thùng xoay cắt đất và đưa ra ngoài. Vách hố khoan được giữ ổn đình nhờ dung dịch Bentonite. Quá trình tạo lỗ được thực hiện trong dung dịch Bentonite. Trong quá trình khoan có thể thay các gầu khác nhau để phù hợp với nền đất . Do phương pháp này khoan nhanh hơn và chất lượng đảm bảo hơn các phương pháp khác, nên hiện nay các công trình lớn ở Việt Nam chủ yếu sử dụng phương pháp này bằng các thiết bị của Đức (Bauer), Italia (Soil-Mec) và của Nhật (Hitachi). Quy trình công nghệ thi công cọc khoan nhồi bao gồm các công đoạn: - Khoan tạo lỗ - Xác định độ sâu hố khoan và xử lý cặn lắng đáy hố khoan - Hạ lồng thép - Đổ bê tông và rút ống vách - Kiểm tra chất lượng cọc. 3.2. QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 3.2.1. Công tác khoan tạo lỗ: - Giữ ổn định vách hố khoan. - Độ thẳng đứng của hố khoan: Trong suốt quá trình khoan, phải kiểm tra độ thẳng đứng của cọc thông qua cần khoan. Giới hạn độ nghiêng cho phép của cọc không vượt quá 1%. 3.2.2. Độ sâu hố khoan Trong thiết kế qui định địa tầng đặt mũi cọc và mũi cọc phải ngập vào địa tầng yêu cầu ít nhất là một lần đường kính của cọc. Do vậy, điểm dừng khoan phải được xác định dựa theo mẫu đất, vì vậy chiều dài cọc thực tế có thể thay đổi so với thiết kế ban đầu. 3.2. QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 3.2. QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 3.2.3. Xử lý cặn lắng: Có 2 loại cặn lắng: - Cặn lắng hạt thô: Trong quá trình tạo lỗ đất cát rơi vãi hoặc không kịp đưa lên sau khi ngừng khoan sẽ lắng xuống đáy hố. - Cặn lắng hạt mịn: Đây là những hạt rất nhỏ lơ lửng trong dung dịch bentonite, sau khi khoan tạo lỗ xong qua một thời gian mới lắng dần xuống đáy hố. a- Xử lý cặn lắng thô - Đối với phương pháp khoan gầu sau khi lỗ đã đạt đến độ sâu dự định không đưa gầu lên vội mà tiếp tục cho gầu xoay để vét bùn đất cho đến khi đáy hố hết cặn lắng. - Đối với phương pháp khoan tuần hoàn nghịch khi kết thúc công việc khoan tạo lỗ phải mở bơm hút cho khoan chạy không tải, đến khi bơm hút ra không còn thấy đất cát. 3.2. QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI b- Xử lý cặn lắng hạt mịn: bước này được thực hiện trước khi đổ bê tông. Có nhiều phương pháp xử lý cặn lắng hạt mịn: + Phương pháp thổi rửa bằng khí nén: Đưa ống khí nén xuống hố khoan thổi (ống này dài khoảng 80% chiều dài của cọc), thu hồi dung dịch bentonite và bùn đất từ đáy hố khoan về thiết bị lọc dung dịch. Thường sử dụng ngay ống đổ bê tông để làm ống xử lý cặn lắng. + Phương pháp luân chuyển bentonite: Bơm hút bùn bentonite từ đáy hố khoan đua về bộ phận lọc, đồng thời bổ sung dung dịch bentonite vào hố khoan. Quá trình luân chuyển bentonite ngừng khi dung dịch hút ra đạt chỉ tiêu sạch. 3.2.4. Hạ lồng cốt thép: Thông thường độ dài đoạn lồng thép trong khoảng 8-12m. Cốt thép được hạ xuống hố khoan từng lồng một bằng cần trục và được treo tạm thời trên miệng hố vách. Dùng cần trục đưa lồng thép tiếp theo nối với lồng dưới và tiếp tục hạ xuống cho đến khi kết thúc. Cốt thép được cố định vào miệng ống vách nhờ các quang treo. 3.2. QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 3.2.5. Công tác đổ bê tông và rút ống vách: Sau khi kết thúc thổi rửa hố khoan và đặt lồng thép cần phải tiến hành đổ bê tông ngay tránh hiện tượng bùn cát sẽ tiếp tục lắng. Bê tông dẻo có độ sụt 13-18cm, để thuận lợi trong thi công người ta có thể sử dụng một số chất phụ gia phù hợp với yêu cầu. Phương pháp đổ: Dùng ống rút thẳng đứng, trong quá trình đổ bê tông, ống được rút lên dần, ống luôn luôn ngập trong vữa bê tông từ 2-5m. Rút ống vách: Ống vách được kéo lên từ từ bằng cần cẩu và phải kéo thẳng đứng để tránh xê dịch tim cọc và hư hỏng cọc. 3.2. QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 3.2.6. Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi: - Phương pháp siêu âm: Đây là phương pháp rất phổ biến vì nhờ nó có thể phát hiện các khuyết tật của bê tông đồng thời dựa vào sự tương quan giữa tốc độ truyền sóng và cường độ bê tông ta có thể biết được cường độ bê tông mà không phải lấy mẫu hay phá huỷ kết cấu. - Phương pháp khoan lấy mẫu ở lõi cọc: Dùng máy khoan lấy các mẫu hình trụ có đường kính 50-150 mm ở các độ sâu khác nhau dọc suốt chiều dài thân cọc ở 3 vị trí cách đều nhau trên mặt cắt ngang của cọc. - Phương pháp thử động biến dạng nhỏ (PIT): Dùng búa tác động 1 lực va đập vào đầu cọc, dao động đầu cọc và lực va đập được ghi lại theo thời gian. Số liệu xử lý được xuất ra dưới dạng biểu đồ quan hệ giữa tỷ lệ vận tốc đầu cọc Vo/lực đầu cọc Fo và tần số dao động f. Qua đó có thể xác định được khuyết tật của cọc 3.2. QUY TRÌNH THI CÔNG CỌC KHOAN NHỒI 3.3. KHUYẾT TẬT CỦA CỌC KHON NHỒI KHUYẾT TẬT Ở MŨI CỌC: Phổ biến nhất là bùn khoan lắng đọng ở đáy lỗ khoan → giảm sức chịu tải và gây lún. Biện pháp xử lý: Khoan lỗ để thổi rửa và ép vữa xuống chân cọc 3.3. KHUYẾT TẬT CỦA CỌC KHON NHỒI KHUYẾT TẬT Ở THÂN CỌC: - Bêtông thân cọc bị đứt đoạn do kéo ống vách lên - Thân cọc bị bóp vào do áp lực đất, nước ngầm hoặc phình ra do đất yếu bị biến dạng dưới áp lực ngang bê tông tươi. 1 2 3 1 2 1 2 4 4 5 Các khuyết tật có thể xảy ra khi rút ống vách + Phương pháp thử tĩnh. + Phương pháp thử động biến dạng lớn. + Phương pháp Osterberg. + Phương pháp tĩnh động Statnamic. 3.4. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI Các phương pháp xác định sức chịu tải của cọc: 3.4.1. Phương pháp thử tải tĩnh (Static Load Test): Phương pháp thử tải tĩnh là phương pháp trực tiếp xác định sức chịu tải của cọc, thực chất là xem xét ứng xử của cọc (độ lún) trong điều kiện cọc làm việc như thực tế dưới tải trọng công trình. Phương pháp này sử dụng hệ thống cọc neo hoặc dùng các vật nặng chất tải trên đỉnh cọc. Phương pháp này vẫn được xem là phương pháp có độ chính xác nhất và được dùng khá phổ biến. Cọc neo Chất tải 3.4. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI 3.4.2. Phương pháp thử động biến dạng lớn (Pile Dynamic Analyzer– PDA): Phương pháp thử biến dạng lớn là phương pháp thử tải động nhằm xác định sức chịu tải của cọc dựa trên lý thuyết truyền sóng ứng suất trong thanh đàn hồi. Năng lượng tạo xung phải đủ lớn để gây dịch chuyển của cọc dưới mỗi nhát búa không < 3 mm. 3.4. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI Các số liệu hiện trường được phân tích bằng chương trình CAPWAP nhằm xác định sức chịu tải tổng cộng, sức kháng bên và sức kháng mũi cọc; và 1 số thông tin như ứng suất trong cọc ... 3.4.3. Phương pháp thử tải tĩnh bằng hộp tải trọng Osterberg: Sử dụng kích và hộp tải trọng đặt sẵn trong cọc trước khi thi công để thực hiện thử tải thẳng đứng cọc. Kích và hộp tải trọng được gọi là hộp Osterberg. Nguyên lý: Dùng 1 hay nhiều hộp tải trọng Osterberg đặt ở mũi hoặc mũi và thân cọc trước khi đổ bêtông. Sau khi bêtông đủ cường độ, tiến hành bơm dầu thủy lực để tạo áp lực trong hộp kích. Đối trọng chính là trọng lượng cọc và sức chống ma sát hông. Dựa vào các thiết các biểu đồ quan hệ giữa lực tác dụng và chuyển vị của cọc. Từ đó xác định sức chịu tải của cọc. 3.4. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI 3.4.4. Phương pháp thử tĩnh động STATNAMIC: Phương pháp này không cần đến các thiết bị chất tải tốn kém. Ưu điểm của nó hơn Osterberg là không cần thiết bị đặt sẵn trong cọc, nghĩa là có thể thử tải cho các cọc tùy ý. 3.4. XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC KHOAN NHỒI Nguyên lý: Tải trọng tĩnh được đặt lên trên đầu cọc, bên dưới đặt thiết bị gây nổ. Khi nổ đầu cọc sẽ chịu 1 phản lực làm cho cọc lún xuống. Có thể vẽ được đồ thị quan hệ giữa tải trọng và độ lún/thời gian. Từ đó xác định sức chịu tải của cọc. 4. THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM KHÁI NIỆM CHUNG 273 CHƯƠNG VIII THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM VÀ MÓNG GIẾNG CHÌM HƠI ÉP 8.1- ĐẶC ĐIỂM CẤU TẠO MÓNG GIẾNG CHÌM . Móng giếng chìm (caisson) có kích thước lớn nhất trong các dạng móng được đúc bằng BTCT liền khối. Tiết diện móng bằng tiết diện bệ và độ sâu hạ móng đến lớp đất có cường độ chịu lực tốt. Móng giếng chìm có kết cấu tường dầy, bên trong lòng giếng bố trí các khoang rỗng ngăn cách nhau bằng những tấm vách. Xung quanh vành đáy giếng được trang bị lưỡi cắt bằng thép cứng để xén đất. Tấm nắp bên trên miệng giếng là một khối BTCT dầy đóng vai trò như bệ móng. Giếng chìm có tiết diện hình tròn, hình chữ nhật hoặc hình ôvan, kích thước có thể đạt đến hàng chục mét mỗi chiều và độ sâu hạ giếng có thể đễn 70÷80m. Hình 8.1 – Cấu tạo móng giếng chìm . a) Cấu tạo chung của móng giếng. b) Tiết diện thân giếng. 1- thân giếng. 2- lưỡi cắt . 3- khoang giếng. 4-bê tông bịt đáy. 5- vật liệu lấp lòng. 6- nắp giếng . 7- trụ cầu. Giếng chìm được hạ từ trên mặt đất xuống đất nền đến cao độ thiết kế nhờ sức nặng của trọng lượng bản thân kết hợp với đào moi đất bên trong các khoang . Sau khi hạ giếng đến cao độ thiết kế, đáy giếng được đổ một lớp bê tông dày bằng biện pháp đổ bê tông dưới nước . Phần còn lại của các khoang được đổ lấp lòng bằng cát sỏi hoặc vữa bê tông mác thấp . Nếu điều kiện ổn định chống lật của móng đã đảm bảo thì không cần phải lấp lòng giếng, chỉ cần chứa đầy nước trong các khoang. Khi hạ giếng, sức cản chủ yếu là lực ma sát giữa thành giếng với đất nền xung quanh, giếng tụt xuống lúc trọng lượng bản thân thắng sức cản này, nếu không giếng sẽ bị treo trong nền. Khi giếng bị treo để hạ được giếng xuống đến cao độ thiết kế phải có tải trọng chất thêm bên trên hoặc cấu tạo cho đáy giếng mở rộng hơn thân giếng tạo nên khe hở giữa thành giếng và nền làm giảm lực ma sát, khe hở này được bơm đầy vữa sét để chống lở cho vách nền xung quanh giếng . Giếng chìm được đúc ngay tại vị trí móng theo từng đốt và hạ chìm vào nền rồi đúc nối tiếp đốt sau lên phía trên gọi là giếng chìm đúc tại chỗ . Đốt giếng có thể được Tiết diện thân giếng CẤU TẠO MÓNG GIẾNG CHÌM 4.1. THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM TRÊN CẠN !"ѭӡ#$%ĈҤ&%'Ӑ(%)*('%+',-%Ĉ.%/Ҹ/0%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%/123%41567#%38#%('Ĉ9/Ӆ#%:2#$% !͡"#$%"&˯"'ͧ"(Ϳ")*+̵)",-."/͹%0"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""!12"02̫%0"3͉%"41"56%0% !"#ӡ$%&$'(%)#$%*+(&%,-./% !"̵#$%&'(%01(&%&$Ӄ(&%*#23%4#5%#ӧ4%6#$%7-8%9ӵ(&%31(&%*ҫ.%,ӟ(%:;%ÿ$Ӆ.%6$Ӌ(% )#$%*+(&%4#5%#ӧ4/%".8%(#$-.%ÿӇ%ÿ=4%ӭ(&% 8.ҩ)%,'?%ÿӝ(&/% % % "#5(&%ÿӵ(&% :ұ)%,$Ӌ.% % % 78"Ĉ9:"ÿ͙)"ÿ̯+")2;%" 8"Ĉ9:"ÿ͙)")*ͱ"<" ?@%*"78>8"A˯"ÿ͛"*̩"02͇%0":*@#"% )$*+#,$,-͇#,$."/0$"˯-$&1($ @#$%&һ4%ÿ$Ӆ.%6$Ӌ(%ÿӏ'%*#ҩ)% )#.ӹ%:ă(%4#ӭ*% )ҥ4%(&ѭӡ$% )'% )#'8%31(&%&$Ӄ(&%*#23% Aҵ(&%31(&%&$Ӄ(&%*#23%#ѫ$%B4/%C&.8<(%)ҳ*%,;3%:$Ӌ*%*ӫ'%(1%,;%95(&%6#D%(B(%:;?%A.ӗ(&% 6D(%*ӫ'%&$Ӄ(&%ÿӇ%(#ӡ%>ӭ*%B4%*ӫ'%6#D%ÿ1%3;%(ѭӟ*%Aӏ%ÿҭ8%E'%(&?;$%)'?%ÿ$Ӆ.%6$Ӌ(%6#+%E=?% ÿӇ%*+(&%(#-(%ÿ;?%ÿҩ)/%Fѫ%ÿӗ%)#$%*+(&%G$Ӄ(&%*#23%#ѫ$%B4%(#ѭ%)E<(%#2(#%HI/JK/% F'.%6#$%#?;(%)#;(#%*+(&%)=*%)ҥ?%3һ)%Aҵ(&%)#$%*+(&L%,ѭӥ$%*ҳ)%Aҵ(&%)#B4%ÿѭӧ*%,ҳ4% )Eӵ*%)$Ӄ4%)E<(%(Ӆ(%:;%ÿM(&%:ӏ%)ED/%N#ҫ(%)E?(&%*ӫ'%,ѭӥ$%*ҳ)%ÿѭӧ*%ÿә%ÿҫ8%*=)%:;%*+(&%)=*%ÿә% A<%)+(&%6#?'(&%,;3%:$Ӌ*%ÿѭӧ*%)#ӵ*%#$Ӌ(/%O$Ӌ*%,ҳ4%ÿһ)%*=*%)#$Ӄ)%Aӏ%:;%ÿә%A<%)+(&%)ѭӡ(&% *#?%G$Ӄ(&%*5(&%:ӟ$% *+(&% )=*%ÿ;?%ÿҩ)%ÿѭӧ*% )#ӵ*%#$Ӌ(%ÿӗ(&% )#ӡ$/%F'.%6#$%#?;(% )#;(#% *+(&% :$Ӌ*% )#$% *+(&% )ѭӡ(&% &$Ӄ(&L% (ҳ4%G$Ӄ(&% H>;(% )E<(K%ÿѭӧ*% 7-8% 9ӵ(&% :;% 4#D'% )E?(&% 6#?'(&%,;3%:$Ӌ*%ÿѭӧ*%Aѫ3%ÿҫ8%A<%)+(&/%@#ҧ%(ă(&%*#ӏ.%)ҧ$%*ӫ'%ÿҩ)%ÿ=%)Eӵ*%)$Ӄ4%9ѭӟ$% ÿ=8%*ӫ'%G$Ӄ(&%ÿѭӧ*%6#ҷ(&%ÿӏ(#%Aҵ(&%)#D%(&#$Ӌ3%6$Ӈ3%)E'%6#ҧ%(ă(&%*#ӏ.%)ҧ$%Aҵ(&%)ҩ3% (B(L%)#ӵ*%#$Ӌ(%)E?(&%,P(&%6#?'(&%)#ӵ*%#$Ӌ(/% !"#$%&'()#*+#,-./#*-0)1#/%2#34)1 5%678#9:;<2#3-=/ >"#?-=8#@-./#9:;<2#3-=/#*-0)1#/%678 A"#B4(#*C#/4)1#9'D)#/%:7#)%'E/ F"#$4)1#/G73#@GHI#@'E/#JGH#9-=8#@-./#KCE/#3'E& LG7M#@GHI#3%&MC)#N&.)1 LG7M#)67)#K%O ?4E2#)1:;H2#9C)#P&4E)1 Q%IG)1#)1:;H2 Q%IG)1#J'./#92C.& 5%&H)1#3%:7G#@'E/ $'(&#*G7)%#PO3% ?4E2#)1:;H2# 9C)#P&4E)1 % Ĉ;%(ҹ(&%QRSTTU%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%VWѬѪCG%X% "YZCGJ% - Chuẩn bị mặt bằng - Đúc đốt giếng đầu tiên - Đào đất, hạ giếng - Đúc đốt giếng tiếp theo 284 Hình 8-8. Biện pháp rút thanh kê dưới đáy giếng . a) Sơ đồ bố trí và trình tự rút. b)vị trí nhóm cuối cùng . c) cách đắp lấp chân giếng. 1-vành đai lưỡi cắt.2-thanh kê. 3- tim các điểm kê tựa tính toán. 4- cọc chèn giữ . 5- hố đào moi lấy thanh kê. 6- cát đắp lấp chèn chân giếng . Việc đào giếng sử dụng máy kết hợp nhân lực phải được tổ chức chặt chẽ tránh xảy ra tai nạn lao động. Sau một đợt đào bằng máy phải dừng hoạt động của máy lại mới cho công nhân xuống đào moi đất ra. Khi đào moi đất ở phía dưới thành giếng, đặc biệt đối với thành giếng dày trên 1m không được để người chui xuống phía dưới đáy giếng để đào mà chỉ đứng phía ngoài đào và kéo đất ra. Đào xen kẽ để lại những mố đất đỡ chân giếng, các mố đất này đào sau cùng. Không đào ở trong khoang sâu hơn cao độ chân giếng quá 1m sẽ gây khó khăn cho việc đào moi đất ở dưới chân giếng. Khi cao độ đào xuống thấp hơn MNN hoặc MNTC, nước sẽ chảy vào trong khoang giếng. Nếu lưu lượng nước chảy vào trong khoang không lớn, đặc biệt là móng nằm trong khu vực trên cạn có thể áp dụng biện pháp hạ mực nước ngầm trong khu vực thi công giếng và tiếp tục đào đất ở các khoang giếng trong điều kiện khô ráo. Trong những trường hợp sau đây cần phải so sánh giữa biện pháp làm khô khu vực nền đào với biện pháp đào đất trong điều kiện ngập nước : + So sánh hiệu quả kinh tế . + Xét ảnh hưởng của việc bơm hút nước ngầm làm giảm độ chặt của đất nền dẫn đến giảm khả năng chịu tải của móng do thay đổi tính chất của đất nền xung quanh thân giếng. Biện pháp hạ mực nước ngầm và những tính toán cần thiết đã trình bày trong chương 5. Lựa chọn biện pháp đào lấy đất ở các khoang giếng trong điều kiện ngập nước căn cứ vào loại đất nền để phát huy hiệu quả của thiết bị. Với nền là đất dính, đất sét rắn hoặc đất thịt nên dùng máy đào gầu ngoạm. Với nền là đất rời dùng máy hút thủy lực 1 22 1 11 2 2 CÁC BƯỚC THI CÔNG: 278 phương pháp đo đạc đảm bảo độ chính xác cho phép theo Qui phạm hiện hành. 2- Đặt những điểm kê dưới chân lưỡi cắt và dưới đáy các vách ngăn của giếng. Quanh chu vi thành giếng là lưỡi cắt bằng thép, trong giai đoạn đúc giếng lưỡi cắt có vai trò như ván khuôn đáy. Dưới các vách ngăn không bố trí lưỡi cắt vì vậy cần lắp ván khuôn đáy tại những vị trí này. 3- Lắp đặt lưỡi cắt và ván khuôn trong . 4- Lắp dựng khung cốt thép của thành giếng,vách giếng và lắp nốt ván khuôn ngoài . 5- Đổ bê tông thân giếng. Các tấm kê ở dưới đáy giếng có vai trò thứ nhất là phân bố trọng lượng đốt giếng thành áp lực đủ nhỏ và rải đều lên mặt nền, vai trò thứ hai là để tháo hẫng ván khuôn ra khỏi đáy giếng.Tấm kê có hai dạng : bằng đệm bê tông và bằng tà vẹt gỗ. Hình 8.6- Bố trí các tấm kê đáy giếng chuẩn bị đổ bê tông đốt giếng. a) kê trên tấm đệm bằng bê tông . b) kê trên các tà vẹt gỗ . 1-Lưỡi cắt . 2- Sườn tăng cường lưỡi cắt. 3- Cốt thép chờ . 4- điểm kiểm tra kích thước giếng 5- tấm kê bê tông đỡ vành giếng . 6- lớp bê tông làm ván đáy vách giếng.7- đường biên mặt ngoài lưỡi cắt . Đệm bê tông đúc tại c ỗ M200 có chiều dày 10cm và chiều rộng b phụ thuộc vào chiều dày của thành giếng và trọng lượng đốt giếng sao cho áp lực dưới đáy lớp đệm do trọng lượng đốt giếng và lưỡi cắt không vượt quá 0,2MPa. Khi đó chiều rộng b có thể xác định theo công thức sau : Các thanh kê đốt giếng đầu tiên 4.2. THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM DƯỚI NƯỚC PHƯƠNG PHÁP ĐẢO NHÂN TẠO: Đảo trần Đảo trong vòng vây 275 chân chân mái dốc. Tường kè không chịu áp lực đất đắp của đảo mà chỉ có tác dụng chắn sóng. Nếu trong thời gian thi công có khả năng xảy ra lũ bất thường thì tường cừ có tác dụng chống xói và đóng về phía thượng lưu, dẫn hướng dòng không cho chảy thẳng vào bờ đảo nhân tạo . Tường cừ đóng bằng cọc ván thép, chiều sâu chân cọc xác định theo công thức (3.18), chiều cao các đầu cọc nhô lên khỏi mặt nước lũ xác định theo công thức (3.9). Các cọc chịu áp lực thủy động của nước: 2 1,96 vp = (kN/m2) (8-1). Tường chắn lũ đóng thành hình chữ V theo hướng 450 so với dòng chảy. Hình 8.3- Những trường hợp đắp đảo nhân tạo. a) Đảo trần . b) Đảo có kè chắn sóng.c) Đảo có tường chắn lũ . 1- bao tải cát gia cố mái đảo . 2- tường kè chắn sóng .3- tường chắn lũ Đất đắp đảo dùng cát mịn nếu lưu tốc ν≤0,8m/s, khi lưu tốc lớn hơn phải đắp bằng cát thô hoặc đất lẫn sỏi sạn và trên mặt đảo rải một lớp cát mịn dày 50cm. Khi chiều sâu ngập ≥ 3m phải đắp đảo trong vòng vây. Vòng vây chắn đất chịu áp lực chủ động của đất đắp trong đảo, áp lực ngang do tải trọng thi công trên mặt đảo và một phần áp lực của trọng lượng đốt giếng. Kết cấu vòng vây rất đa dạng nhưng chủ yếu sử dụng một trong ba loại sau : - Vòng vây rọ đá. - Vòng vây tường ván . - Vòng vây cọc ván thép. Vòng vây rọ đá phù hợp với dạng đảo nhô, cần chắn ở ba mặt đảo và nền đất rắn hoặc đá, việc đóng cọc gặp khó khăn ( Hình 8.4a). 276 Vòng vây tường ván gồm hai hàng cọc đóng thẳng hàng và liên kết với nhau tạo thành kết cấu không gian vừa có tác dụng chống đỡ cho tường ván vừa là sàn đạo để bố trí mở rộng mặt bằng thi công trên mặt đảo. Bên trong dùng các tấm ván ghép bằng gỗ tựa vào khung sàn đạo để chắn đất ( Hình 8.4b) Hình 8.4- Đắp đảo trong vòng vây . a) vòng vây rọ đá. b) vòng vây tường ván. c,d) vòng vây cọc ván thép . 1- cọc thép. 2-tường ván. 3-cọc ván thép . 4- vòng vây CVT phía bên ngoài. 5- vòng vây CVT phía bên trong. Chiều sâu đóng cọc tính từ mặt đất thiên nhiên bằng (0,6÷0,9) chiều cao H của đảo và lớn hơn 2,0m. Khoảng cách a tính từ mặt ngoài thành giếng đến mép đảo được xác định phụ thuộc vào chiều cao của đảo sao cho áp lực ngang do trọng lượng của đốt đúc đầu tiên của thân giếng không tác dụng lên tường ván. 045 1,5 2 a Htg mϕ = − ≥   (8-2) trong đó H- chiều cao của đảo . ϕ- góc nội ma sát của đất đắp trong đảo. Dùng vòng vây cọc ván thép có thuận lợi là sử dụng được kết cấu định hình chuyên dụng và dễ thi công. So với đảo nhân tạo đắp trong vòng vây cọc ván thép dùng cho móng cọc khoan nhồi, đảo nhân tạo dùng cho thi công móng giếng chìm có yêu cầu phức tạp là không được bố trí các thanh giằng cắt ngang qua mặt đảo do đó nếu bố trí kết cấu vành đai trên đầu các cọc thì phải tăng cường bằng hệ cọc đóng phía ngoài đảo hoặc không chống các đầu cọc mà giữ ổn định tường cọc ván bằng cách đóng hai lớp . Để không cần bố trí vành đai , vòng vây cọc ván vây quanh đảo cấu tạo theo hình tròn, khi đó áp lực ngang do đất đắp phía trong đảo cân bằng nhau ở các phía, tường ván chỉ chịu lực kéo và để phù hợp với điều kiện chịu kéo nên sử dụng loại cọc ván dạng tấm phẳng. Biện pháp tăng cường cho khả năng chịu kéo của vòng vây đảo tròn là dùng dây cáp cuốn nhiều vòng xung quanh đảo. 276 Vòng vây tường ván gồm hai hàng cọc đóng thẳng hàng và liên kết với nhau tạo thành kết cấu không gian vừa có tác dụng chống đỡ cho tường ván vừa là sàn đạo để bố trí mở rộng mặt bằng thi công trên mặt đảo. Bên trong dùng các tấm ván ghép bằng gỗ tựa vào khung sàn đạo để chắn đất ( Hình 8.4b) Hình 8.4- Đắp đảo trong vòng vây . a) vòng vây rọ đá. b) vòng vây tường ván. c,d) vòng vây cọc ván thép . 1- cọc thép. 2-tường ván. 3-cọc ván thép . 4- vòng vây CVT phía bên ngoài. 5- vòng vây CVT phía bên trong. Chiều sâu đóng cọc tính từ mặt đất thiê nhiên bằng (0,6÷0,9) chiều cao H của và lớn hơn 2,0m. Khoảng cách a tính từ mặt ngoài thành giếng đến mép đảo được xác định phụ thuộc vào chiều cao của đảo sao cho áp lực ngang do trọng lượng của đốt đúc đầu tiên của thân giếng không tác dụng lên tường ván. 045 1,5 2 a Htg mϕ = − ≥   (8-2) trong đó H- chiều cao của đảo . ϕ- gó nội ma sát của đất đắp trong đảo. Dùng vòng vây cọc ván thép có thuận lợi là sử dụng được kết cấu định hình chuyên dụng và dễ thi công. So với đảo nhân tạo đắp trong vòng vây cọc ván thép dùng cho móng cọc khoan nhồi, đảo nhân tạo dùng cho thi công móng giếng chìm có yêu cầu phức tạp là không được bố trí các thanh giằng cắt ngang qua mặt đảo do đó nếu bố trí kết cấu vành đai trên đầu các cọc thì phải tăng cường bằng hệ cọc đóng phía ngoài đảo hoặc không chống các đầu cọc mà giữ ổn định tường cọc ván bằng cách đóng hai lớp . Để không cần bố trí vành đai , vòng vây cọc ván vây quanh đảo cấu tạo theo hình tròn, khi đó áp lực ngang do đất đắp phía trong đảo cân bằng nhau ở các phía, tường ván chỉ chịu lực kéo và để phù hợp với điều kiện chịu kéo nên sử dụng loại cọc ván dạng tấm phẳng. Biện pháp tăng cường cho khả năng chịu kéo của vòng vây đảo tròn là dùng dây cáp cuốn nhiều vòng xung quanh đảo. 295 Hình 8.17- Các bước thi công giếng chìm chở nổi sử dụng tấm bịt đáy. I- chở nổi đốt giếng.II- hạ chìm giếng xuống mặt nền. III- phá bỏ tấm đáy, lắp thùng chụp . IV- đào đất hạ giếng vào nền. 1- tấm đáy bằng bê tông. 2- van xả không khí. 3-nước bơm vào khoang giếng. 4- thùng chụp c) Cấu tạo thêm tấm nắp tạm. Cấu tạo của đốt giếng tương tự như biện pháp dùng tấm bịt đáy, trong trường hợp này lắp tạm trên miệng đốt giếng tấm nắp kín để khi hạ thủy nước không tràn vào trong các khoang. Tấm nắp chế tạo bằng thép hoặc bằng xi măng lưới thép. Khi sử dụng xi măng lưới thép tấm nắp chế tạo liền cùng với đốt giếng và có dạng mái vòm. Trên nắp giếng có lắp hệ thống đường ống có van xả và máy nén khí cung cấp hơi ép khi cần thiết. Khi hạ chìm đốt giếng xuống mặt nền người ta xả van cho không khí thoát ra ngoài và nước từ dưới tràn vào các khoang cho đến khi đốt giếng tựa hẳn lên mặt nền. Nếu trong quá trình hạ chìm, giếng bị lệch khỏi vị trí hoặc bị nghiêng lệch người ta bơm khí nén vào nâng đốt giếng nổi lên để điều chỉnh lại vị trí. Hình 8.18- Các bước thi công giếng chìm chở nổi sử dụng tấm nắp tạm. I- chở nổi. II- đánh chìm đốt giếng. III-phá nắp, lắp thêm thùng chụp . IV- hạ giếng . 1- nắp tạm . 2- van xả không khí . 3- đường cấp hơi ép . 4- thùng chụp . 5- gia cố chống xói mặt nền. d) Lắp kèm phao vào với kết cấu đốt giếng. Đối với giếng chìm có kích thước không lớn, trong lượng chỉ vài trăm tấn có thể sử dụng các phao đơn ghép kèm vào kết cấu của đốt giếng để làm nổi và di chuyển nó đến vị trí hạ chìm . 4.2. THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM DƯỚI NƯỚC 295 Hình 8.17- Các bước thi côn giếng chìm chở nổi sử dụng tấm bịt đáy. I- chở nổi đốt giếng.II- hạ chìm giếng xuống mặt nền. II- phá bỏ tấm đáy, lắp thùng chụp . IV- đào đất hạ giếng vào nền. 1- tấm đáy bằng bê tông. 2- van xả không khí. 3-nước bơm vào khoan giếng. 4- thùng chụp c) Cấu tạo thêm tấm nắp tạm. Cấu tạo của đốt giếng tương tự như biện pháp dùng tấm bịt đáy, trong trường hợp này lắp tạm trên miệng đốt giếng tấm nắp kín để khi hạ thủy nước không tràn vào trong các khoang. Tấm nắp chế tạo bằng thép hoặc bằng xi măng lưới thép. Khi sử dụng xi măng lưới thép tấm nắp chế tạo liền cùng với đốt giếng và có dạng mái vòm. Trê nắp giếng có lắp hệ thống đường ống có van xả và máy nén khí cung cấp hơi ép khi cần thiết. Khi hạ chìm đốt giếng xuống mặt nền người ta xả van cho không khí thoát ra ngoài và nước từ dưới tràn vào các khoang cho đến khi đốt giếng tựa hẳn lên mặt nền. Nếu trong quá trình hạ chìm, giếng bị lệch khỏi vị trí hoặc bị nghiêng lệch người ta bơm khí nén vào nâng đốt giếng nổi lên để điều chỉnh lại vị trí. Hình 8.18- Các bước thi côn giếng chìm chở nổi sử dụng tấm nắp tạm. I- chở nổi. II- đánh chìm đốt giếng. II-phá nắp, lắp thêm thùng chụp . IV- hạ giếng . 1- nắp tạm . 2- van xả không khí . 3- đường cấp hơi ép . 4- thùng chụp . 5- gia cố chống xói mặt nền. d) Lắp kèm phao vào với kết cấu đốt giếng. Đối với giếng chìm có kích thước không lớn, trong lượng chỉ vài trăm tấn có thể sử dụng các phao đơn ghép kèm vào kết cấu của đốt giếng để làm nổi và di chuyể nó đến vị trí hạ chìm . Bơm nước vào giếng Tấm bịt đáy PHƯƠNG PHÁP CHỞ NỔI: - Giếng được đúc trong bờ (âu thuyền) và được lai dắt ra vị trí. - Bơm nước vào giếng (hoặc mở nắp) để đánh chìm giếng xuống mặt đất - Đúc đốt giếng tiếp theo, đào đất, hạ giếng Giếng có tấm bịt đáy 4.2. THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM DƯỚI NƯỚC 296 Thông thường các phao đơn ghép vào bên ngoài thành giếng tạo nên các trụ đỡ nổi kèm sát hai bên, lực đẩy nổi giữ không cho đốt giếng chìm xuống thông qua hệ đòn gánh gác trên mặt phao và treo giếng. Lắp các phao ở phía ngoài phù hợp với giếng có tiết diện hình chữ nhật, khoang giếng bên trong phải để trống cho việc đào lấy đất. Biện pháp liên kết áp sát các phao vào thành giếng rất phức tạp nhưng vẫn có thể thực hiện được. Đối với giếng tròn, việc lắp hệ phao bên ngoài rất khó thực hiện vì vậy phải bố trí hệ phao ở bên trong lòng giếng và áp dụng biện pháp xói hút để đào đất trong lòng giếng. Hình 8.19- Biện pháp lắp phao để chở nổi đốt giếng . a) kèm phao bên ngoài . b) kèm phao bên trong. 1- đốt giếng. 2- hệ dầm gánh . 3- đòn gánh4- các phao đơn . 5- ống hút bùn . Đánh chìm đốt giếng hạ xuống mặt nền bằng cách bơm nước vào các ngăn phao, cho đến khi đốt giếng tựa hoàn toàn lên mặt nền thì hạ tiếp cho mặt phao không còn tì vào đòn gánh và tháo bỏ hệ đòn gánh, sau đó giải phóng các phao ra khỏi thân giếng. 8.3.2 – Biện pháp hạ thủy đốt giếng . Có hai biện pháp hạ thủy đốt giếng để chở nổi: biện pháp dùng triền đà và biện pháp sử dụng âu thuyền. Hạ thủy dùng triền đà là biện pháp vận dụng của kỹ thuật đóng tầu, giếng chìm được chế tạo trên sàn đúc sau đó cho trượt xuống nước theo đường trượt nghiêng. Độ dốc của đường trượt liên quan đến hàng loạt các yếu tố : 1- Độ dốc tự nhiên của bãi sông . 2- Góc nghiêng giới hạn của đốt giếng so với phương thẳng đứng đảm bảo điều kiện ổn định chống lật . 3- Góc ma sát giữa đáy giếng và đường trượt . Thông thường dùng ray làm đường trượt có góc nghiêng tgα=0,25÷0,14. Đốt giếng đúc trên sàn có nền được gia cố chống lún và kè bằng cọc ở sát mép PHƯƠNG PHÁP CHỞ NỔI: Chở nổi bằng hệ phao Phao kẹp ngoài giếng Phao trong giếng - Giếng nổi bằng hệ phao và được lai dắt ra vị trí. - Đánh chìm giếng bằng cách bơm nước vào phao 294 - Đối với nền cát : 0 2, 4 n Hh B ≥ (8-12b) Hn – chiều sâu ngập nước tại thời điểm thi công . B- kích thước đốt giếng tính theo hướng dòng chảy . Tiếp tục nối khung cốt thép thành giếng và đổ bê tông lên cao hết chiều cao ván khuôn. Khi bê tông của đợt đổ cuối cùng đạt cường độ 5MPa thì tháo dỡ vành đai khung chống bên trong và ván khuôn. Đúc nối tiếp đốt giếng bên trên nếu kết cấu giếng còn cao nữa, nếu chiều cao giếng đã hết thì lắp đoạn thùng chụp ngăn nước phía trên thành giếng. Giếng chìm hạ vào nền đất xuống đến cao độ thiết kế bằng biện pháp đào moi đất trong các khoang và dưới đáy giếng trong điều kiện không bơm cạn nước mà phải duy trì điều kiện áp lực bên trong luôn lớn hơn bên ngoài. Các công đoạn tiếp theo tiến hành tương tự như đối với giếng chìm đúc tại chỗ. Mặt bằng thi công tổ chức trên hệ nổi hoặc sàn đạo xây dựng bên cạnh giếng. Kết cấu thùng chụp tháo dỡ khi kết thúc thi công thân trụ. Hình 8.16- Các bước hạ giếng chìm chở nổi sử dụng ván khuôn kín nước . b) Cấu tạo thêm tấm đáy tạm. Chiều cao đốt giếng đúc đầu tiên đảm bảo sao cho khi hạ xuống mặt nền thành giếng còn nhô cao hơn MNTC tối thiểu 0,7m. Để không cho nước thâm nhập vào trong các khoang giếng ở gần đáy người ta đúc các tấm ngăn bịt kín, những tấm này chịu được áp lực nước đẩy từ dưới đáy lên và dễ dàng phá bỏ khi đốt giếng đã tựa lên nền. Vị trí tấm bịt đáy đặt càng sâu xuống càng tăng sức nổi của giếng nhưng nếu bố trí ở ngay sát đáy sẽ gây khó khăn cho việc hạ giếng. Khi chở đốt giếng ra đến vị trí để hạ chìm xuống ta bơm nước vào trong các khoang giếng, giữa các ngăn có lỗ thông nhau để nước vào đều. Dùng lượng nước bơm này để điều chỉnh vị trí của giếng cho chính xác. Sau khi đốt giếng đã tựa ổn định trên nền thì phá bỏ tấm bịt đáy. PHƯƠNG PHÁP CHỞ NỔI: Để giảm trọng lượng, thuận lợi cho việc chở nổi, phần trên để rỗng, sau khi đánh chìm giếng mới đổ bê tông. 4.2. THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM DƯỚI NƯỚC 292 đó để không ảnh hưởng đến các công đoạn thi công sau này. Hình 8.14- Biện pháp tổ chức thi công giếng chìm bằng biện pháp đắp đảo. Trường hợp đảo nhân tạo nằm xa bờ, tất cả các thiết bị thi công không thể tập kết hết lên trên mặt đảo cần xây dựng thêm mặt bằng phục vụ thi công bên cạnh đảo. Trên mặt đảo chỉ tổ chức những công đoạn chính liên quan đến đúc và hạ giếng. Mặt bằng phục vụ thi công là hệ nổi, lắp bằng xà lan hoặc ghép từ các phao đơn. Hệ nổi có hệ thống neo đậu riêng và liên hệ với đảo bằng cầu ván. Cần cẩu phục vụ sử dụng cần cẩu nổi đứng bên cạnh hoặc bằng cần cẩu dạng chân cứng lắp trên đà giáo độc lập. Đất thải đào lấy lên đổ ra sông, nếu đào bằng máy đào gầu ngoạm khu vực đổ xả đất phải có vòng vây chắn sóng để không gây ra sóng lớn ảnh hưởng đến khu vực thi công xung quanh. Thông thường khi thiết kế người ta chọn cao độ đỉnh giếng cao hơn MNTC và thời điểm thi công phải chọn sao cho mực nước này gần với MNTN. Nếu gặp phải trường hợp cao độ đỉnh giếng thấp hơn MNTC thì khi đó phải be cao thành giếng bằng vòng vây làm bằng thùng chụp để ngăn nước khi giếng hạ xuống đến cao độ thiết kế. Vòng vây này ghép bằng các tấm ván thép chế tạo sẵn có kích thước tiêu chuẩn. Các tấm ván ghép lại với nhau thành mặt phẳng (nếu giếng tròn phải dùng các tấm ván cong),liên kết bulông. Trên mặt thành giếng chôn các bulông chờ để liên kết với thùng chụp có đệm gioăng bằng cao su đảm bảo kín nước. Chân các bulông chôn trong hốc hình côn để sau này cắt đi và trám lại bằng vữa ximăng. 8.3- BIỆN PHÁP THI CÔNG MÓNG GIẾNG CHÌM CHỞ NỔI . Về cấu tạo, giếng chìm chở nổi không khác gì giếng chìm đúc tại chỗ. Hai loại này chỉ khác nhau về biện pháp thi công. Đốt đầu tiên của giếng chìm đúc tại chỗ được đúc ngay tại vị trí móng trên đảo nhân tạo còn trong biện pháp chở nổi, đốt đầu tiên đúc ở vị trí khác , được cấu tạo để có thể tự nổi và chở đến vị trí móng, từ đó hạ chìm xuống mặt nền. Các đốt tiếp theo đều được đúc tại chỗ nối tiếp với đốt giếng phía dưới. 8.3.1 – Những biện pháp cấu tạo để đốt giếng tự nổi. Có bốn biện pháp để đốt giếng có thể nổi được và dùng tầu kéo di chuyển đến vị trí móng. a) Sử dụng ván khuôn kín nước : Trong biện pháp này đúc một đoạn phía dưới của đốt giếng, đoạn này có đáy nối 4.3. CÔNG TÁC ĐÀO ĐẤT, HẠ GIẾNG Đào đất bằng phương pháp xói hút. Đào đất bằng gầu ngoạm 285 hoặc xói hút, đặc biệt nếu có nhiều cuội sỏi kích thước lớn thì chọn loại máy hút bùn có trang bị lồng chứa đá cuội ở đầu hút. Để ngăn chặn hiện tượng đất nền xung quanh thành giếng bị rửa trôi, đùn chảy từ phía ngoài vào làm ảnh hưởng đến sức chịu tải của móng, trong nền cát mịn và sét dẻo mềm phải luôn duy trì mực nước bên trong các khoang giếng lớn hơn mực nước ngầm hoặc MNTC , mức nước chênh trong trong khoang giếng so với MNN là 4m, còn so với MNTC ngoài sông có thể tham khảo theo bảng 8-3, trạng thái này là ở thời điểm nền đất trong khoang giếng đào thấp hơn chân giếng 1m. Để duy trì mức nước trong các khoang giếng cần tính toán và bố trí các máy bơm nước để kịp thời cấp bù khi các máy đào lấy đất hoạt động. Hình 8.9- Biện pháp đào đất trong khoang giếng bằng máy hút . a) khai đào . b) đào phá chân giếng . Thiết bị xói hút bao gồm bộ phận vòi xói thủy lực để phá đất thành bùn và máy hút bùn. Nền đất rời có thể không cần phải xói vẫn có thể hút lên được với nhiều kích cỡ hạt khác nhau. Máy hút bùn có hai nhóm : máy hút thủy lực là máy hoạt động theo nguyên lý bơm ép xuống phía dưới b ồng hút một dòng nước với áp lực lớn, ở phía đầu hút dòng nước chuyển hướng và chảy ngược lên, tạo thành vùng chân không ở trong buồng hút làm cuốn theo bùn đất ở phía cửa hút. Máy hút khí động là máy cũng hoạt động theo nguyên lý trên nhưng không bơm nước mà thổi khí ép xuống buồng hút. Cửa hút được khai đào bằng cách xói để tạo một lòng chảo sâu 1÷2m ở giữa khoang giếng sau đó hạ đầu hút của máy xuống sát mặt đất và cho máy hoạt động, đầu hút di chuyển rộng dần ra đến sát thành giếng, để lại bậc thềm rộng 50÷80cm đỡ xung quanh chân giếng. Dùng cửa hút xoay ngang di chuyển quanh bậc thềm này rồi bóc dần và đều từng lớp mỏng chiều dày không quá Bảng 8-3 Loại nền Mức nước chênh (m) Cát hạt mịn,rời Cát chặt vừa Cát chặt Sét mềm Sét dẻo 5-6 4-5 3,5 2-3 1-2 4.3. CÔNG TÁC ĐÀO ĐẤT, HẠ GIẾNG Giếng chìm áo sét: Để giảm ma sát 290 Hình 8-12. Cấu tạo lớp áo vữa sét hạ giếng chìm . 1- bậc bê tông mở rộng đáy giếng. 2- áo sét . 3- cổ áo . Khi hạ giếng đến cao độ thiết kế sử dụng các ống bơm vữa sét để bơm vữa xi măng cát xuống đẩy vữa sét tràn ra ngoài và lấp chèn rãnh khôi phục lại lực ma sát đảm bảo sức chịu tải của móng và điều kiện ngàm chặt của thân giếng trong nền. 8.2.8 – Xử lý đáy và lấp lòng móng giếng chìm . Khi hạ giếng xuống đến cao độ thiết kế, giếng đã được điều chỉnh đúng vị trí theo phương thẳng đứng và trên mặt bằng, sai số cho phép lấy như sau: Tỉ số cho phép giữa độ dịch ngang so với tổng chiều sâu hạ giếng. Tang của góc nghiêng cho phép của tim đứng 0,01 0,01 Nếu đào xuống sát chân lưỡi cắt, giếng có thể tiếp tục tụt xuống sâu hơn cao độ thiết kế vì vậy trong quá trình hạ giếng cần duy trì cao độ nền đào luôn cao hơn cao độ chân lưỡi cắt, khi giếng đã xuống đến cao độ thiết kế thì cao độ nền dưới đáy giếng có thể dừng lại ở cao độ đảm bảo chân lưỡi cắt ngập trong nền như chỉ dẫn trong hình vẽ 8.13. Bùn cát dưới đáy giếng được làm sạch bằng máy hút. Nền đất dưới đáy giếng phải được kiểm tra bằng thợ lặn và khoan thăm dò điều kiện địa chất dưới đáy giếng . Sau khi kiểm tra nghiệm thu đáy giếng, tiến hành đổ bê tông bịt đáy bằng biện pháp rút ống thẳng đứng. Chiều dày lớp bê tông bịt đáy xác định theo điều kiện ổn định đáy nền chống lực đẩy nổi của nước có xét đến lực dính bám của bê tông với thành giếng nhưng phải đảm bảo chiều dày tối thiểu là 2m. Vữa sét Đào đất hết hợp với xói: các vòi xói bố trí trên bề mặt thành giếng 289 Hình 8-11.Cách bố trí vòi xói xung quanh thành giếng. 1- ống nước chính. 2- ống nước ngang. 3- vòi xói. Biện pháp xói đất phức tạp về kỹ thuật và chi phí lớn, riêng yêu cầu về số lượng máy bơm nước với tổng công suất lên tới 600÷1000kW. c) Biện pháp sử dụng lớp áo vữa sét: xung quanh thành giếng bao bọc một lớp vữa sét như sử dụng trong khoan lỗ cọc, lớp này có vai trò giữ ổn định thành vách không cho nền tiếp xúc với thành giếng nên làm giảm đáng kể lực cản ma sát. Biện pháp sử dụng lớp áo sét được kỹ sư người Nga N.V. Ozerop đề xuất năm 1945 và được áp dụng rộng rãi trên thế giới trong nhiều lĩnh vực xây dựng, trong đó có biện pháp thi công cọc khoan nhồi và biện pháp thi công "tường trong đất" để xây dựng đường hầm. Để áp dụng biện pháp này, thành giếng phải có cấu tạo mở rộng ở phía dưới đáy một đoạn có chiều cao 2÷3m và mở rộng về mỗi phía 10÷15cm. Trên suốt chiều sâu hạ giếng chỉ có đoạn này tiếp xúc với nền và có lực ma sát, phía trên thân giếng giật cấp thu hẹp lại và tạo thành một rãnh hở bao quanh thành giếng. Yêu cầu đối với vữa sét là tỉ trọng phải lớn hơn tỉ trọng của nước ngầm, tạo nên áp lực thủy tĩnh lớn hơn áp lực ngang chủ động của đất giữ ổn định vách nền, ngoài ra vữa sét còn có độ nhớt, độ linh động cần thiết để trong suốt thời gian thi công lớp vữa sét vẫn là một dung dịch có thể thu hồi được và thay thế bằng lớp chèn bằng vật liệu khác. Vữa sét được cấp liên tục vào rãnh hở trong quá trình hạ giếng bằng các ống bơm đường kính ∅50mm hạ sát xuống cách bậc bê tông mở rộng đáy 20cm để bơm từ dưới lên, cự ly giữa các ống bơm 3÷5m/ống, áp suất bơm phụ thuộc vào chiều sâu hạ giếng, thông thường từ 2 ÷5at. Phía dưới đáy rãnh phải kiểm soát được không cho vữa sét chảy tràn vào bên trong khoang giếng trong trường hợp bơm cạn nước, hay ngược lại áp lực nước bên trong lớn có thể chảy ngược lại làm loãng dung dịch vữa sét và gây nên sạt lở thành rãnh. Phía trên cấu tạo cổ áo bảo vệ mép rãnh khô bị lở và tạo áp lực thủy tĩnh dư. Vòi xói 288 pháp khắc phục, các biện pháp này được lựa chọn trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật trên cơ sở so sánh hiệu quả kinh tế và điều kiện áp dụng. 1 2 3 5 4 7 5 4 6 1 a) b) Hình 8-10. Những biện pháp xử lý hiện tượng giếng bị treo (a)và bị nghiêng(b). 1- sàn dàn tải. 2-tải trọng chất thêm. 3-đòn gánh. 4-thanh CĐC.5-đối trọng. 6- kích thủy lực. 7- vị trí đào lệch. a) Biện pháp gia tải tạm thời: áp dụng như trong trường hợp xử lý sự cố khi bị treo giếng nhưng trong trường hợp này tải trọng dùng để gia tải lớn hơn nhiều bởi vì hiện tượng treo giếng xảy ra khi gặp phải yếu tố bất thường nên lực cản phát sinh không lớn, chỉ cần chất thêm một tải trọng không lớn là khắc phục được ngay. Phần trọng lượng bị thiếu thường xảy ra ở giai đoạn đã đúc đốt trên cùng, không còn đúc thêm nữa do vậy tải trọng chất thêm bố trí trên sàn dàn tải gác lên các thành giếng. Trên mặt sàn có chừa các lỗ để đào lấy đất lên. Nếu mặt giếng chật hẹp không đủ chỗ bố trí xếp tải thì dùng biện pháp treo, đối trọng đặt ở phía dưới bằng tời hoặc thanh PC cường độ cao. Tải trọng chất thêm sử dụng các vật liệu sẵn có trên công trường như đá hộc, cấu kiện bê tông, xi măng hoặc dùng nước chứa trong các phao đơn. b) Biện pháp xói đất xung quanh thành giếng : biện pháp này chỉ áp dụng đối với nền cát hoặc cát pha, không được áp dụng đối với nền sét, đối với nền cát lẫn cuội sỏi hoặc dăm sạn là không có tác dụng. Trong thành giếng bố trí một số ống dẫn đứng đường kính ∅=75÷100mm, mỗi ống dẫn đứng nối với ống dẫn ngang đường kính thu lại nhỏ hơn ∅=50÷75mm và nối với một nhóm các vòi xói bằng ống dẫn xiên lên một góc 450÷600 so với phương nằm ngang, đường kính đoạn ống xiên ∅=25÷38mm. Vòi xói có đường kính ∅=16÷26mm, bố trí nằm sâu bên trong thành giếng, có van một chiều chỉ cho phép phun nước ra , khi không có áp van tự đóng lại để bùn đất không chảy ngược vào trong vòi phun làm tắc ống. Các vòi xói bố trí thành hai hàng theo sơ đồ hoa mai. Hàng dưới cách mép lưỡi cắt 3÷6m, hàng thứ hai cách hàng thứ nhất 3÷5m. Theo chu vi thành giếng các vòi xói bố trí cách nhau 3÷5m. Áp suất bơm của nước là 5÷10at. 4.4. CÁC SỰ CỐ KHI HẠ GIẾNG 288 pháp khắc phục, các biện pháp này được lựa chọn trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật trên cơ sở so sánh hiệu quả kinh tế và điều kiện áp dụng. 1 2 3 5 4 7 5 4 6 1 a) b) Hình 8-10. Những biện pháp xử lý hiện tượng giếng bị treo (a)và bị nghiêng(b). 1- sàn dàn tải. 2-tải trọng chất thêm. 3-đòn gánh. 4-thanh CĐC.5-đối trọng. 6- kích thủy lực. 7- vị trí đào lệch. a) Biện pháp gia tải tạm thời: áp dụng như trong trường hợp xử lý sự cố khi bị treo giếng nhưng trong trường hợp này tải trọng dùng để gia tải lớn hơn nhiều bởi vì hiện tượng treo giếng xảy ra khi gặp phải yếu tố bất thường nên lực cản phát sinh không lớn, chỉ cần chất thêm một tải trọng không lớn là khắc phục được ngay. Phần trọng lượng bị thiếu thường xảy ra ở giai đoạn đã đúc đốt trên cùng, không còn đúc thêm nữa do vậy tải trọng chất thêm bố trí trên sàn dàn tải gác lên các thành giếng. Trên mặt sàn có chừa các lỗ để đào lấy đất lên. Nếu mặt giếng chật hẹp không đủ chỗ bố trí xếp tải thì dùng biện pháp treo, đối trọng đặt ở phía dưới bằng tời hoặc thanh PC cường độ cao. Tải trọng chất thêm sử dụng các vật liệu sẵn có trên công trường như đá hộc, cấu kiện bê tông, xi măng hoặc dùng nước chứa trong các phao đơn. b) Biện pháp xói đất xung quanh thành giếng : biện pháp này chỉ áp dụng đối với nền cát hoặc cát pha, không được áp dụng đối với nền sét, đối với nền cát lẫn cuội sỏi hoặc dăm sạn là không có tác dụng. Trong thành giếng bố trí một số ống dẫn đứng đường kính ∅=75÷100mm, mỗi ống dẫn đứng nối với ống dẫn ngang đường kính thu lại nhỏ hơn ∅=50÷75mm và nối với một nhóm các vòi xói bằng ống dẫn xiên lên một góc 450÷600 so với phương nằm ngang, đường kính đoạn ống xiên ∅=25÷38mm. Vòi xói có đường kính ∅=16÷26mm, bố trí nằm sâu bên trong thành giếng, có van một chiều chỉ cho phép phun nước ra , khi không có áp van tự đóng lại để bùn đất không chảy ngược vào trong vòi phun làm tắc ống. Các vòi xói bố trí thành hai hàng theo sơ đồ hoa mai. Hàng dưới cách mép lưỡi cắt 3÷6m, hàng thứ hai cách hàng thứ nhất 3÷5m. Theo chu vi thành giếng các vòi xói bố trí cách nhau 3÷5m. Áp suất bơm của nước là 5÷10at. Giếng bị treo (giếng không xuống) Biện pháp xử lý: Chất tải Giếng bị nghiêng Biện pháp xử lý: - Chất tải lệch - Đào đất một bên 4.5. GIẾNG CHÌM HƠI ÉP 301 khô ráo để đào đất, khoang này không có vách ngăn, thể tích làm việc của khoang đảm bảo tối thiểu 4m3 cho một người. Phần thân giếng còn lại ở bên trên có cấu tạo hoàn toàn giống như móng giếng chìm . Trong giai đoạn thi công, khoang công tác liên hệ với không gian bên trên thông qua hai đường ống có hệ thống cửa van luôn đóng kín để không thoát hơi ép, một hệ thống đường ống dùng cho vận chuyển vật liệu ( Material Lock), hệ thống đường ống thứ hai có cầu thang dành cho người lên xuống làm việc ( Man Lock) có chức năng là tăng hoặc hạ dần áp suất để cho cơ thể con người thích ứng dần với sự thay đổi áp suất của môi trường trước khi xuống khoang làm việc hoặc đi ra môi trường bên ngoài. Khi giếng hạ đến cao độ thiết kế, khoang làm việc được lấp đầy bằng vữa bê tông mác cao. Thân giếng có thành giếng xung quanh bằng BTCT, bên trong chia thành nhiều khoang bởi các vách ngăn. Thân giếng được đúc nối dần theo quá trình hạ giếng. Trong thời gian thi công các khoang trong thân giếng dùng để lắp hệ thống đường ống van. Trong trường hợp không đủ trọng lượng để hạ tụt giếng, phần thân giếng bên trên phải chứa nước để gia tải. Sau khi hạ giếng đến cao độ thiết kế người ta bơm hết nước gia tải ra khỏi các khoang giếng, tháo dỡ hệ thống đường ống và đổ lấp lòng thân giếng bằng cát sỏi, vữa bê tông mác thấp hoặc bằng nước sạch. Bên trên đổ tấm nắp giếng có vai trò như bệ móng để đỡ thân trụ. Hình 8.25- Cấu tạo móng giếng chìm hơi ép . a) Trong giai đoạn thi công. b) Trạng thái hoàn thiện. 1- lưỡi cắt . 2- thành giếng .3- vách ngăn . 4- trần ngăn. 5- khoang làm việc. 6- ống van chuyển vật liệu. 7- ống van cho người xuống. 8- bê tông lấp đáy. 9- vật liệu lấp lòng . 10- năp giếng . 11- thân trụ . 12- đảo nhân tạo.13- nước gia tải Điều kiện để giếng có thể tự chìm xuống nền sau khi đào bỏ bớt phần đất nằm phía dưới chân giếng là lực làm chìm phải lớn hơn các lực cản lại, tức là thỏa mãn phương trình sau : c wQ Q T F P+ ≥ + + ( 8-15) trong đó : Qc- trọng lượng giếng . Qw – trọng lượng khối nước gia tải . T- lực ma sát thành giếng F- phản lực đất nền dưới chân giếng . Khí nén áp lực cao được đưa xuống buồng công tác để đẩy nước ra. Các công tác khác tương tự như giếng chìm thông thường.