CÔNG

1. ĐặĐã

khảo sát thphải dừng cho các nhgiải quyết

Để đưa ra nhưtùy vào quthích hợp.

Trocông công nền đất, gi

2. Nộ2.1

Phưblock) sắp với nền đấthường sử một hoặc h

Hiệnền đất yếuTBM trong200%, giảm

G NGHỆ

t vấn đề: từ lâu côn

hiết kế, thi clại vì thiếu

hà khoa họcnhững vướnkhắc phục

ư: biện phápuy mô của c

ong một vàitrình trên nảm lún, giảm

i dung phư1.Giới thiệu

ương pháp Txếp liên tụất thực sự. Ldụng đá dă

hai lớp Top

ện nay trongu dưới đáy mg việc xử lým độ lún cò

Ệ MÓNG

g trình xâycông và đặc

kỹ thuật, thc, nhà thiết kng mắc nói những khó

p thay đất, bcông trình v

i năm gần đnền đất yếum thời gian

ương pháp u chung:

Top – Baseục trên nền đLỗ rỗng giữăm). Mặt cắ– base.

Hìn

g thực tế thưmóng công

ý nền đất yếuòn 15% – 30

G TOP –

y dựng trên biệt làm ch

hiếu các giảkế, nhà quảtrên. khăn đó thì

biện pháp cọvà khả năng

đây một số du, bước đầu n thi công và

móng Top

Method (Tđất tạo ra mữa các khốiắt ngang mộ

nh 2.1: Mặt

ường sử dụtrình. Theou thì phươn

0% so với n

BASE T

nền địa yếho giá thànhải pháp hữuản lý và nhà

ì hiện nay đọc cát, cọc đ

g kỹ thuật củ

dự án đã kiếcho thấy tí

à từ đó giảm

– Base:

TBM) sử dụmột tầng đệmi bê tông đưột lớp Top –

t cắt ngang

ụng loại top o kết quả ngng pháp mónền đất yếu k

TRONG

ếu đã gây rah công trình u hiệu để trià thi công là

đã có rất nhđất gia cố xủa các nhà t

ến nghị dùnính hiệu qu

m giá thành

ng các khốim (gọi là lớpược chèn lấ– Base (Hìn

một lớp Top

– block có ghiên cứu củng TBM là khi không s

G XỬ LÝ

B

a rất nhiều bị đẩy lên cển khai thựà phải đi tìm

iều giải pháxi măng, bấcthi công mà

ng biện phápuả của việc l

xây dựng.

i bê tông cóp Top – Baấp bằng vật nh2.1). Nền

p-Base

đường kínhủa các nướctăng sức ch

sử dụng biện

Ý NỀN Đ

ộ môn Kỹ th

khó khăn tcao, do đó nực hiện. Vấnm giải pháp

áp xử lý nềnc thấm, hút à ta chọn bi

p móng Toplàm tăng sứ

ó dạng con qase) giữa mó

liệu rời đần có thể đượ

h 33cm và 5c đã sử dụnghịu tải của nn pháp xử lý

ĐẤT YẾU

Bạch Vănhuật Xây dự

trong công nhiều dự ánn đề này đặtp nào đó nh

n đất yếu đưchân khôngiện pháp xử

p – Base đểức chịu tải c

quay (hay toóng công trầm chặt (thôợc gia cố bằ

50cm để xửg phương phnền đất lên đý.

U

Sỹ

ựng

tác n đã t ra

hằm

ược g… ử lý

thi của

op-ình ông ằng

ử lý háp đến

83

2.2.Phạm vi áp dụng: 2.2.1. Tình hình áp dụng trên thế giới:

Công nghệ Top-Base vốn được coi là một bước đột phá về công nghệ xây dựng , đã được hoàn thiện và áp dụng thành công trên nền đất yếu hơn 30 năm ở Nhật Bản, Hàn Quốc. Công nghệ Top-Base được phát minh tại Nhật Bản vào những năm 1980, trong thời gian này công nghệ mới Top –Base đã dành được sự tín nhiệm rất cao của các kỹ sư xây dựng và được ứng dụng rộng rãi tại Nhật Bản với hơn 6000 công trình được xây dựng trên nền đất Top-Base. Các công trình xây dựng trên nền Top- Base đã qua được các trận động đất khủng khiếp tại Chiba năm 1987 và Kobe năm 1995 mà hầu như không bị hư hại gì. Nhiều nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm đã được tiến hành để lý giải hiệu quả của phương pháp và đã được công bố trên các tạp chí Địa kỹ thuật của Nhật bản cũng như tại các hội thảo quốc tế về xử lý nền.

Đầu những năm 1990 công nghệ được nghiên cứu ứng dụng tại Hàn Quốc và đã có nhiều phát minh quan trọng kể từ đó, đặc biệt trong lĩnh vực thi công. Các cải tiến của Hàn Quốc đã làm cho Top-Base trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn trong thi công, thân thiện với môi trường và đặc biệt giá thành hạ một cách thuyết phục . Với hơn 2000 công trình ở Hàn Quốc được xây dựng trên nền Top- Base vào những năm 1990, riêng năm 2007 đã có hơn 8 triệu khối bê tông top-block được sử dụng tương đương với 2 triệu m2 đất nền được gia cố. Nền Top-base được sử dụng cho nền đất yếu để tăng cường khả năng chịu tải của nền đất và giảm kết cấu móng. Nhờ những ưu việt của phương pháp mới mang lại mà sau này được công ty Banseok Top-Base Co., Ltd tiếp tục nghiên cứu và phát triển với trung tâm nghiên cứu chính đặt tại trường đại học Dankook.

Một số công trình điển hình ở Nhật Bản và Hàn Quốc áp dụng phương pháp móng Top-Base:

Hình 2.4: Tường chắn đất ở Busan

Hình 2.2: Bãi chứa container ở Kwangyang Hình 2.3: Cống hộp tại đại lộ Iksan

84

2.2.2. Tình hình áp dụng tại Việt Nam:

Công nghệ móng Top-Base được giới thiệu lần đầu tiên ở Việt Nam trong buổi trao đổi giữa Giáo sư Kim Hak-Moon của Trường Đại học Dankook, Seoul cùng Công ty Banseok với Bộ môn Cơ học đất – Nền móng Trường Đại học Xây dựng năm 2007. Cũng trong năm này, Ông Đỗ Đức Thắng, Giám đốc Công ty Kết cấu và Công nghệ mới Việt Nam (NST Việt Nam) đã tham quan công nghệ này tại Hàn Quốc và hình thành ý định áp dụng công nghệ mới ở Việt Nam.

Năm 2008, lần đầu tiên Công nghệ móng Top-Base được nghiên cứu tại Trường Đại học Xây dựng trên qui mô mô hình trong phòng thí nghiệm Cơ học đất. Tháng 08/2008, Công ty TBS Việt Nam liên doanh giữa Hàn quốc với Việt Nam ra đời nhằm thúc đẩy áp dụng công nghệ mới vào Việt nam. Lần đầu tiên công nghệ mới TBM được áp dụng xử lý nền tại công trình 110 Mai Hắc Đế Hà nội vào tháng 8 năm 2008 như là một thử nghiệm và ngay sau đó được ứng dụng tại khu đô thị mới PG của Hải phòng dưới danh nghĩa chính thức của Công ty Liên doanh TBS Việt nam.

Một số hình ảnh áp dụng móng Top-base tại Việt Nam các công trình dân dụng và công nghiệp:

2.3.Nguyên lý chịu lực của móng Top – Base:

2.3.1. Cấu tạo nền Top-Base: Móng Top-Base được cấu tạo từ các khối bê tông hình phễu xen giữa là lớp vật liệu rời giúp

cho các khối bê tông hình phễu đó thêm vững chắc đồng thời tham gia một phần vào quá trình tiếp nhận tải trọng của công trình bên trên thông qua việc hạn chế biến dạng ngang.

Hình 2.7: Cấu tạo nền Top –Base[7]

Hình 2.5: Công trình khách sạn cao 12 tầng ở 32 Lò Sũ, Hà Nội

Hình 2.6: Công trình khách sạn Ocean View – Vũng Tàu

85

2.3.2. Cấu tạo khối Top – Block: Phương pháp Top-Base với đặc điểm khác biệt so với các phương pháp khác trong cải tạo nền

đất yếu ở chổ tận dụng được quá trình truyền ứng suất trong bê tông thông qua các khối Top-Block. Hiện nay công nghệ Top –Base đưa ra 3 loại Top-Block với các kích thước tương ứng là φ330mm, φ500mm và φ2000mm có cấu tạo như hình sau[7]:

2.3.3. Nguyên lý chịu lực của móng Top – Base:

Hình 2.9a. Đặc tính của Top-base [7] Hình 2.9b. Bánh xích dạng Top-shape của máy ủi[7]

Hình 2.9a là biểu đồ đặc tính của Top-base: phần trụ nón của Top-block được đặt trong lớp vật liệu rời rạc (đá dăm) nằm trên nền đất yếu, phần cọc của Top-block cũng được đặt trong phần địa tầng tương tự, và phần cốt thép phía trên và phía dưới có tác dụng nối các Top-block thành nhóm; vì vậy phương pháp móng Top-base trở thành hệ kết cấu móng cứng linh hoạt.

Bên cạnh đó, góc giữa phần trụ nón của Top-block và phần đất (vật liệu rời rạc ) tiếp xúc là 450, hình dạng tương tự như bánh xích của xe ủi đất (Hình 2.9b), cấu tạo này cho phép phân tích tải trọng thẳng đứng tác dụng lên Top-base được chia thành 2 thành phần: ứng suất thẳng đứng (PV) và ứng suất theo phương ngang

Hình 2.9c: Biến dạng ngang[7]

Hình 2.8: Cấu Tạo Top-Block φ330,φ500. Hình 2.9: Cấu Tạo Top-Block φ2000.

86

(PH). Điều này dẫn đến biến dạng ngang bị ngăn cản bởi lực kháng của lớp vật liệu rời rạc và phần cọc, như trong (Hình 2.9c).

Tóm lại, phương pháp Top-base là phương pháp cải thiện nền đất làm tăng khả năng chịu tải của nền đất và giảm độ lún do sự phân phối lại ứng suất và ngăn cản biến dạng ngang thông qua việc thiết lập nên hệ kết cấu tạo bởi lớp đá dăm và hình dạng bánh xích của phần trụ nón. (Hình 2.10) thể hiện biểu đồ phân phối cho các loại móng khác nhau: móng bê tông và móng đá dăm có đường phân bố ứng suất không đều, móng trên nền Top-base cho kết quả đường phân bố ứng suất đồng đều, có nghĩa là móng trên nền Top-base ổn định hơn. Thực tế, Top-base làm tăng từ 1,5 ÷ 2,5 lần khả năng chịu tải của nền và làm giảm 1/2 ÷ 1/4 lần độ lún so với nền đất ban đầu. Top-base không chỉ có tác dụng phân phối đều tải trọng tác dụng và độ lún, nó còn làm giảm cường độ tải trọng truyền qua lớp Top-base do sự phân phối lại ứng suất, vì vậy tải trọng tác dụng sẽ không gây ảnh hưởng đến lớp đất ở dưới sâu.

Hình 2.10. Phân phối ứng suất của các loại móng khác nhau sau khi lún dài hạn[7]

Hình 2.11. Phân bố ứng suất dưới nền không gia cố và nền gia cố bằng Top - Base[7]

2.3.3.1. Tác dụng giảm lún: Tác dụng giảm lún của móng Top – Base đã được chứng minh thông qua quá trình thử nghiệm ở

ngoài hiện trường và ở trong phòng thí nghiệm được biểu thị bằng quan hệ độ lún theo thời gian. Quan hệ độ lún theo thời gian được xác định thông qua quá trình thử nghiệm móng nông kích thước 1x1x0.1m trên 5 loại nền khác nhau (hình 2.12).

87

Với các đặc trưng cơ lý của nền được thể hiện qua bảng kết quả phân tích các đặc trưng cơ lý trong phòng thí nghiệm như sau:

Bảng 2.1: Phân tích các chỉ tiêu cơ lý[7]

Kết quả thí nghiệm xác định độ lún theo thời gian của các loại nền ở trên được thể hiện qua biểu đồ quan hệ sau:

Hình 2.12: Các loại móng dùng kiểm tra lún theo thời gian[7].

a) Nền tự nhiên không gia cố. b) Nền gia cố bằng đá dăm dày 20cm. c) Nền gia cố bằng cọc gỗ φ12cm. d) Nền gia cố bằng 1 lớp Top – Base. e) Nền gia cố bằng 2 lớp Top – Base.

88

Hình 2.13: Quan hệ độ lún với thời gian xác định ở hiện trường[7]

Qua biểu đồ quan hệ (hình 2.13) ta nhận thấy rằng cùng một địa chất đất yếu như nhau, cùng một

kích thước móng như nhau nhưng nền đất có sử dung Top – Base có độ lún nhỏ hơn rất nhiều so với nền đất yếu chưa gia cố, tuy rằng tải trọng gây lún trường hợp nền đất không gia cố nhỏ hơn 0.5tf/m2 so với nền đất có sử dụng các khối Top – Block kết hợp với đá dăm. Từ biểu đồ ta cũng thấy rằng độ lún của nền Top –Base 1 lớp giảm 1/3 lần so với nền đất không sử dụng các biện pháp gia cố.

Ở trong phòng thí nghiệm, kết quả thí nghiệm với lớp Top – Base đường kính 6cm, thiết bị chứa đất thí nghiệm có đường kính 50cm, sử dụng 9 top-block chia làm 3 hàng. Kết quả độ lún theo thời gian cũng tương tự với kết quả ở ngoài hiện trường (hình 2.14).

Hình 2.14: Quan hệ độ lún với thời gian xác định ở phòng thí nghiệm[7]

Quá trình kiểm tra trong phòng thí nghiệm kết quả cho thấy độ lún dài hạn của móng dùng phương

pháp gia cố móng Top –Base giảm 1/2 lần so với móng không sử dụng các biện pháp gia cố. Kết quả này cũng được kiểm chứng bằng phân tích theo phương pháp phần tử hữu hạn với các giả thiết phân tích nền là đàn hồi/chảy/dẻo.

Nền được gia cố theo phương pháp Top – Base không những giảm lún mà còn có khả năng giảm chấn rất lớn, kết quả này được đánh giá qua thực tiễn của trận động đất ở Chiba vào 12/1988 một điều đáng

89

ngạc nhiên là những công trình được gia cố móng bằng Top – Base không bị hư hỏng hoặc hư hỏng nhẹ trong khi đó các công trình sử dụng phương pháp móng thông thường bị phá hủy hoàn toàn.

2.3.3.2. Cải thiện sức chịu tải của nền: Sự cải thiện sức chịu tải của phương pháp nền móng Top – Base được đánh giá thông qua quá trình

gia tải kiểm tra ngoài hiện trường và tải trọng trong phòng thí nghiệm qua việc mô phỏng kích thước nền đất có giới hạn. Tiến hành thí nghiệm ngoài hiện trường với nền đất có các chỉ tiêu cơ lý như bảng 2.1 trên kết cấu nền móng như hình 2.12, bên cạnh đó quá trình kiểm tra trong phòng thí nghiệm được thực hiện với nền đất đựng trong thùng có kích thước 0.2 x 1.8 x 0.72m.

Kết quả của quá trình kiểm tra ngoài hiện trường và trong phòng thí nghiệm được thể hiện qua hình 2.15 và hình 2.16 như sau:

Hình 2.15: Đường biểu diễn quan hệ giữa p – S ngoài hiện trường[7].

Hình 2.16: Đường biểu diễn quan hệ giữa p – S trong phòng thí nghiệm[7].

Qua đường biểu diễn mối quan hệ giữa tải trọng và độ lún ta thấy rằng khi sử dụng móng Top – Base thì sức chịu tải của nền tăng lên 1.5 lần so với nền đất không sử dụng các biện pháp gia cố ở cùng một

90

độ lún, đồng thời qua đồ thị ta cũng thấy rõ là sử dụng biện pháp móng Top – Base thì sức chịu tải cũng được cải thiện rất nhiều so với các biện pháp xử lý khác như: dùng lớp đá dăm làm nền, dùng cọc vv…

Các tác dụng cải tạo như giảm độ lún có thể hi vọng tăng khoảng 50% khả năng chịu lực so với nền đất ban đầu.

Trường hợp tải trọng đặt lệch tâm lên móng cũng được kiểm tra. Trong trường hợp độ lệch tâm bằng B/6 tính từ tâm chiều rộng của móng B, Top-block 1 lớp có khả năng chịu tải gấp 2 lần so với nền đất ban đầu và Top-block 2 lớp có khả năng chịu tải gấp 3 lần so với nền đất ban đầu. Do đó, Top-base được công nhận cũng mang lại hiệu quả cho tải lệch tâm.

Phân phối ứng suất dưới móng đã được mô tả đối với nền đất có độ lún dài hạn được xác định bằng thí nghiệm như trong Hình 2.12 và 2.13. Các đường cùng ứng suất trong hình vẽ phân bố ứng suất theo chiều sâu có được bằng cách đặt các cảm biến đo ứng suất chôn sẵn trong đất theo chiều sâu được thể hiện trong hình 2.10.

Ứng suất đặt lên nền ban đầu là 2,5kgf/cm2, vì thế các đường ứng suất cân bằng là 3kgf/cm2 hoặc cao hơn, biểu thị ứng suất tăng do độ lún cố kết.

Hình 2.10 (a) là trường hợp nền đất được đặt các tấm móng bê tông lên trên và người ta thấy rằng tập trung ứng suất chỉ xuất hiện phía dưới của tấm truyền tải khi các tấm này được đặt trên nền đất sét và độ lún tăng do xảy ra biến dạng ngang, vì thế điều này được kiểm tra cùng với phân phối ứng suất với nhiều kết quả đã được thực hiện.

Ngược lại, Top-base trong hình 2.10 (d) là kết cấu cứng gồm các khối bê tông hình phễu có tác dụng triệt tiêu phần tải ngang, vì thế phân phối ứng suất lớn hơn ở hai đầu và gần như đồng đều. Trong hình 2.10 (d), khi có hai lớp Top-base, phân bố ứng suất phân bố đều hơn nữa và ứng suất tăng đồng đều. Từ những nhận xét này, có thể nhận thấy rằng Top-base có tác dụng hạn chế biến dạng ngang.

Nghiên cứu áp lực lỗ rỗng được tạo ra trên nền đất ban đầu với thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, có thể nói rằng không xảy ra áp suất lỗ rỗng dưới nền móng Top-base.

Biến dạng ngang thay đổi theo kết quả phân tích theo phương pháp phần tử hữu hạn bằng phân tích đàn hồi/chảy/dẻo. Đã xét hiệu ứng giãn nở, hiện tượng cố kết bên ngoài và hiệu ứng cố kết thứ cấp. Hình 2.9c chỉ ra kết quả phân tích, xác định dạng phân bố biến dạng ngang. Từ hình 2.9c, có thể thấy rằng Top-base ngăn chặn hiện tượng biến dạng ngang, và do đó, độ lún bề mặt nhỏ hơn 1/2 lần.

Khả năng chịu lực của nền đất thay đổi phụ thuộc vào hai loại phá hoại là phá hoại do trượt cục bộ hoặc phá hoại do trượt sâu. Tuy nhiên, trong trường hợp xảy ra biến dạng ngang, khả năng chịu lực của nền trở thành khả năng chịu lực của phá hoại do trượt cục bộ. Có thể thấy rằng móng trên Top-base ngăn chặn việc sinh ra phá hoại do trượt cục bộ bằng cách ngăn chặn biến dạng ngang. Công thức tính khả năng chịu lực của Terzaghi thực hiện tính toán bằng cách giảm hệ số khả năng chịu lực xuống 2/3 trong trường hợp phá hoại do trượt cục bộ. Và đối với đất sét, khả năng chịu lực của phá hoại do trượt sâu lớn hơn 1,5 lần so với phá hoại do trượt cục bộ. Kết quả trong hình 2.15 và 2.16 thể hiện các thử nghiệm tải trọng cho thấy trong khi nền đất nguyên dạng bị phá hoại do trượt cục bộ thì Top-base dẫn đến phá hoại do trượt sâu, do đó có khả năng chịu lực lớn hơn.

91

Từ các kết quả trên, việc tạo ra kết cấu nền bằng cách đầm chặt đá dăm đã được đổ đầy giữa các khối Top-block, đá dăm có tác dụng truyền tải đều xuống đất yếu giảm tập trung ứng suất. Do kết cấu nền Top base nên phân bố ứng suất trong nền đất trở thành phân bố đều và hơn nữa, sức chống ma sát xuất hiện trong đá dăm, phần cọc của Top base có tác dụng ngăn chặn biến dạng ngang của nền xung quanh. Giống như trên, hiệu ứng đồng vận giữa các Top-block và đá dăm giúp cải thiện nền xung quanh và có tác dụng giảm độ lún và tăng khả năng chịu lực.

2.4.Nguyên lý tính toán thiết kế móng Top – Base:

2.4.1. Lựa chọn phương pháp:

Khi áp dụng phương pháp gia cố nền Top-base, điều quyết định là tải trọng thiết kế yêu cầu của kết cấu bên trên đã xác định phải nhỏ hơn kết quả xác định khả năng chịu tải của nền đã gia cố. Trước hết, người thiết kế tính toán tải trọng của kết cấu công trình, sau đó tính toán khả năng chịu lực cho phép của nền từ kết quả thí nghiệm nền sau gia cố.

Như chỉ ra trong hình 2.17, việc áp dụng Top-base là phù hợp hay không được đánh giá theo nhiều tiêu chí. Các tiêu chí này cần được xem xét đồng thời, đó là : độ lún giảm được bao nhiêu, việc thi công Top-base có phù hợp với địa hình, với môi trường xung quanh không v.v…hiệu quả kinh tế thế nào và độ an toàn so với các phương pháp khác như thế nào v.v…

Hình 2.17. Sơ đồ khối chấp nhận phương pháp Top-base[7]

Từ việc đánh giá kết quả thi công trước đây và các đặc điểm của phương pháp này, sử dụng Top-base có hiệu quả hơn so với các phương pháp khác trong các trường hợp sau :

1) Khi cần giảm tổng độ lún và độ lún không đều có thể xảy ra thậm chí khi tải trọng kết cấu không vượt khả năng chịu lực cho phép của nền đất.

2) Trường hợp muốn tránh áp dụng móng cọc và các phương pháp gia cố nền khác do các yếu tố như hiệu quả kinh tế v.v. do tải trọng từ kết cấu móng vượt quá khả năng chịu lực cho phép của nền nguyên dạng (trong trường hợp này, một độ lún nhỏ là không thể tránh được nhưng có thể điều chỉnh để đạt được mục đích bằng cách mở rộng diện tích áp dụng Top-base).

3) Trường hợp không thể sử dụng thiết bị thi công lớn tại công trường do điều kiện địa hình hay giao thông hạn chế, khi việc gia cố nền là cần thiết (phương pháp Top-base là phương pháp thi công sử dụng các công cụ đơn giản để không bị giới hạn bởi địa hình và các điều kiện xung quanh).

Tính toán áp lực truyền lên nền, q Thiết kế kết cấu

Yêu cầu giảm độ lún

Chấp nhận và đánh giá phương pháp bằng cách so sánh q và qa

Đánh giá xây dựng, an toàn kinh tế và dài hạn

Khảo sát/ thí nghiệm nền

Tính toán khả năng chịu lực cho phép, qa

92

4) Trường hợp tìm kiếm cách gia cố nền đồng thời quan tâm các hiệu ứng chống rung và chống động đất cho móng.

5) Trường hợp muốn giảm độ lún và biến dạng do tải trọng kết cấu không vượt quá khả năng chịu lực cho phép của nền quá nhiều trừ tải lún lệch tâm.

6) Trường hợp muốn tìm kiếm cách gia cố móng cũng như ngăn chặn hiện tượng hoá lỏng với móng nền trong đó có xét đến hiện tượng hoá lỏng do động đất.

2.4.2. Tính toán thiết kế:

Trước hết, từ kết quả khảo sát đất, qua các thông số xác định được khả năng chịu lực của nền ban đầu. Từ mối quan hệ giữa khả năng chịu lực này và tải thiết kế kết cấu yêu cầu, phương pháp gia cố nền được xem xét và Top-base được lựa chọn và tiến hành thiết kế một cách cụ thể.

Hiện tại, việc thiết kế Top-base đang được thực hiện bằng cách sử dụng “Bảng móng áp dụng phổ biến”. Đây là phương pháp ước lượng giá trị N hoặc lực cố kết Cu của nền ban đầu và của nền Top-base từ mối quan hệ với tải kết cấu. Phụ thuộc vào nội dung thiết kế, luôn cần tính toán khả năng chịu lực của nền Top-base. Trong trường hợp này, công thức tính toán khả năng chịu lực của nền Top-base bao gồm những ký hiệu được phép hoặc công thức tính toán khả năng chịu lực đảm bảo thiết kế tương đối an toàn được sử dụng và sẽ được giải thích ở phần sau.

Có thể chọn thông số ứng suất bằng phương pháp thông thường và xác định khả năng chịu lực của nền nguyên dạng bằng công thức tính khả năng chịu lực nền của Terzaghi.

2.4.2.1. Ước lượng thông số ứng suất bằng giá trị N:

Trong thiết kế móng, có thể dựa trên kết quả thu được từ khảo sát địa chất chỉ là giá trị N. Và có những trường hợp không có phần giải thích phương pháp để ước lượng thông số ứng suất chỉ với giá trị N trong các hướng dẫn thiết kế khác nhau, vì thế đôi khi việc đánh giá của các kỹ sư khảo sát địa chất và các đặc tính vùng cần được xem xét đến.

Trong thiết kế phương pháp Top-base, khi ước lượng thông số ứng suất dựa trên giá trị N, công thức kinh nghiệm sau được sử dụng để đưa ra thông số thiết kế an toàn:

Trong trường hợp đất cát

N > 5 0451515 ≤+= Nφ

N ≤ 5 015=φ

Trong trường hợp đất sét

N = 0 (rod settle) 3,0=uc (tf/m2)

N = 0 (mongen set) 5,0=uc (tf/m2)

1 ≤ N ≤ 5 2,1/Ncu = (tf/m2)

N = 6; 7 5=uc (tf/m2)

N ≥ 8 6,1/Ncu = (tf/m2)

93

2.4.2.2. Tính toán khả năng chịu lực của nền ban đầu:

Khả năng chịu lực của nền ban đầu sẽ được tính toán theo công thức tính toán đối với khả năng chịu lực, được coi như là hướng dẫn thiết kế kết cấu. Tuy nhiên, nếu không có phần hướng dẫn hoặc tiêu chí như trên thì có thể tính được khả năng chịu lực bằng công thức tính toán khả năng chịu lực của Terzaghi. Trong trường hợp này, dạng phá hoại của nền đất yếu chưa gia cố là phá hoại do trượt cục bộ, công thức tính toán khả năng chịu lực xét đến phá hoại do trượt cục bộ được sử dụng để tính toán khả năng chịu lực của nền ban đầu. Ngoài ra, tải trọng tác dụng lên nền có thể là tải trọng ngang, tải trọng lệch tâm hoặc tải trọng lệch tâm xiên, vì thế trong các trường hợp này, khả năng chịu lực xét đến độ lệch tâm và độ nghiêng có thể không tính được.

2.4.2.3. Thiết kết nền Top-base:

Khi tải thiết kế yêu cầu lớn hơn khả năng chịu lực cho phép của nền ban đầu như đã được giải thích trong phần (2), Top-base đã được xem xét lựa chọn. Trong thiết kế nền Top-base, phương pháp thiết kế dựa theo tra bảng “Bảng tiêu chuẩn áp dụng Top-base” được chấp nhận phổ biến nhưng phương pháp đánh giá cùng với tính toán sẽ được yêu cầu khi cần thiết.

2.4.2.3.1. Phương pháp thiết kế sử dụng tra bảng tiêu chuẩn áp dụng Top-base:

Tiêu chuẩn áp dụng phổ biến được nêu trong Bảng 2.2 đối với từng kết cấu để được sử dụng như là thiết kế tiêu chuẩn phụ thuộc vào các loại nền và kích cỡ tải thiết kế, vì thế phương pháp thiết kế sẽ được sử dụng theo bảng này.

Trên thực tế, có nhiều trường hợp không có đủ dữ liệu khảo sát nền trong thiết kế kết cấu xây dựng, vì thế công tác xây dựng với quy mô tương đối nhỏ chỉ sử dụng kết quả thí nghiệm độ xuyên tiêu chuẩn.

Cân nhắc tình huống trên, Bảng 2.2 dùng khi chỉ có giá trị N.

Trong bản thiết kế sử dụng bảng này, kích thước và số lượng lớp Top-block phải được xác định cùng với kích thước của tải áp dụng và giá trị N của nền. Trên thực tế, việc đặt các khối Top-block sẽ được xác định bằng cách quy định đặt thừa ít nhất một nửa khối Top-block đối với đáy móng.

Bảng 2.2. Các tiêu chuẩn ứng dụng phổ biến của phương pháp móng Top-base[7]:

Hạng mục

Tải q(tf/m2) q≤3 3<q≤5 5<q≤7.5 7.5<q≤10 10<q≤12.5 12.5<q≤

15 Nền

Tường chắn

Đất sét

2≤N<4 (2≤Cu<4 tf/m2)

Loại 330

Loại 500 Loại 500

Loại 500 (1~2 lớp)

Loại 500 (2 lớp)

*

N≥4 (Cu≥4 ft/m2) - -

Loại 330, 500

Loại 500 Loại 500 (1~2 lớp)

Loại 500 (2 lớp)

94

Hạng mục

Tải q(tf/m2) q≤3 3<q≤5 5<q≤7.5 7.5<q≤10

Nền

Hộp, kênh hở

Đất sét

N<2 (Cu<2 tf/m2) Loại 330, 500

Loại 500 * *

2≤N<3 (2≤Cu<3 tf/m2)

Loại 330 Loại 500 Loại 500 Loại 500

N≥3 (Cu≥3 ft/m2) - Loại 330 Loại 330, 500

Loại 500

Cát

N<5 Loại 330, 500

Loại 500 Loại 500 Loại 500

5≤N<9

Loại 330 Loại 330 Loại 330, 500

Loại 500

N≥9 - - Loại 330 Loại 500

Chú ý:1) Đối với loại ø 330 và ø 500, tham khảo hình 9.15 2) * dấu yêu cầu cần tổng hợp riêng một cách chi tiết 3) Khi tải lệch tâm đạt cực biên hoặc xảy ra lún sâu, cần phải tổng hợp riêng một cách chi tiết.

2.4.2.3.2. Phương pháp thiết kế trong trường hợp tính toán:

Có một số trường hợp thiết kế của Top-base không thể thực hiện được trừ khi sử dụng tính toán, vì thế trình tự thiết kế trong trường hợp này như sau:

a) Xác định cách bố trí các Top-block. Lúc này, để tạo ra hiệu ứng phễu, hãy xếp các Top-block thành ít nhất 3 hàng dọc và ngang.

b) Đạt khả năng chịu lực cho phép của Top-base qka.

c) Nếu qka không đủ khi so sánh với tải thiết kế (cường độ tải tại đáy móng) q, lặp lại với bố trí diện tích Top-block lớn hơn.

d) Nếu cần, xem xét độ lún.

2.4.2.3.3. Tính toán khả năng chịu lực cho phép của Top-base[7]:

Khả năng chịu lực cho phép của Top-base qka tính được bằng công thức sau.

Cát

2≤N<5

Loại 330, 500

Loại 500 Loại 500 Loại 500

Loại 500 (1~2 lớp)

Loại 500 (2 lớp)

5≤N<9 Loại 330

Loại 330

Loại 330, 500

Loại 500 Loại 500 (1~2 lớp)

Loại 500 (2 lớp)

N≥9 - - Loại 330 Loại 500 Loại 500 Loại 500

95

qka = (1/Fs)K1K2(αcNc + βγ1 Bk’Nr/2 + p0Nq )

Trong đó:

− qka: khả năng chịu lực cho phép (tf/m2)

− Fs: Hệ số an toàn (thông thường là 2, động đất: 3)

− K1: Hệ số xác định hiệu ứng phân bố ứng suất của Top-base tính từ công thức sau:

Móng băng: K1 = (Bk’ + 2H tan ω)/B’

Móng hình chữ nhật: (Bk’ + 2H tan ω)(Lk’ + 2H tan ω)/B’.L’)

− B’, L’: chiều rộng và chiều dài tác dụng tải hiệu quả của kết cấu có xét đến độ lệch tâm (m)

B’ = B – 2es L’ = L – 2eL

B, L: chiều rộng và chiều dài móng (m)

eB, eL: độ lệch tâm tải (m)

− BK’, LK’: chiều rộng và chiều dài tác dụng tải hiệu quả của móng Top-base có xét đến độ lệch tâm (m).

− K2: Hệ số tăng khả năng chịu lực cho phép khi không cần xét đến phân bố áp lực tiếp xúc nền móng cứng được tính từ Bảng 2.3 và Hình 2.20.

Hình 2.18: Sơ đồ tính toán móng Top – Base[7]

Bảng 2.3. Bảng Lựa chọn hệ số k2 [7]

Đất Đất sét Đất cát

Đ.kính top-block φ500 φ330 φ500, φ330

Móng băng Hình 2.20.a 1.0 1.0

Móng chữ nhật Hình 2.20.b 1.0 1.0

96

Hình 2.19. Độ rộng tác dụng hiệu quả và hệ số k1 dưới tải lệch tâm[7].

(a) (b)

Hình 2.20. Phương pháp lựa chọn hệ số K2 (đất sét, Top-block φ500) [7]

Hình 2.21. Biểu đồ hệ số khả năng chịu tải của Top-Base[7]

− α, β: Hệ số hình dạng móng được tra theo bảng 2.5:

97

Bảng 2.5: Hệ số hình dạng móng[7]

Hệ số hình dạng móng Móng băng Móng hình

vuông Móng hình chữ

nhật Móng tròn

Nền đất ban đầu:

α 1 1.3 1 + 0.3B/L 1.3

β 0.5 0.4 0.5 – 0.1B/L 0.3

Nền Top – Base

α 1 1.3 1 + 0.3B/L 1.3

β 0.5 0.6 1 – 0.4B/L 0.6

− Nc, Nγ, Nq: Hệ số khả năng chịu lực đối với phá hoại do trượt sâu tra theo các biểu đồ hoặc bảng 2.4.

− C: lực kết dính của đất dưới móng (tf/m2)

Bảng 2.4.hệ số khả năng chịu tải của nền đất ban đầu và Top-base[7]

98

− Po= Tải trọng xuyên (po= γ2Df) (tf/m2)

− γ1: Trọng lượng thể tích của đất dưới đế phần cột (tf/m3)

(Dùng trọng lượng thể tích dưới nước trong trường hợp nằm dưới mực nước ngầm)

− γ2: Trọng lượng thể tích của đất trên đế phần cột (tf/m3)

(Dùng trọng lượng thể tích dưới nước trong trường hợp nằm dưới mực nước ngầm)

− Df: chiều sâu tính từ mặt đất gần mặt móng nhất đến đỉnh lớp Top – Block.

2.4.2.3.4. Tính toán độ lún Top-base:

Sử dụng phương pháp Top-base có thể gây ra hiệu ứng phân bố ứng suất và có thể ngăn hiện tượng biến dạng ngang. Do vậy, việc tính toán độ lún móng Top-base được tiến hành như sau:

a. Tải trọng được phân bố tại vị trí trên cùng của chiều rộng móng đã lắp đặt. Do vậy cường độ tải trọng dùng để tính toán độ lún của Top-base có thể thực hịên được dùng công thức q=P/(B’k.L’k)

b. Phạm vi phân bố ứng suất trong nền dự tính là tại 300 của góc khuyếch tán.

c. Đề cập đến khả năng chống biến dạng bên, bỏ qua độ lún của chiều cao phần xuyên sâu trên đỉnh, người ta cho rằng sự biến dạng của lớp đất tại phần tương ứng với chiều cao của phần đỉnh tại đáy cũng được giảm đáng kể. Do vậy, độ lún tại phần đó được cho là chỉ bằng 1 nửa độ lún đã tính toán.

d. Độ sâu của các lớp đất có ảnh hưởng tới độ lún khoảng 1,5 lần tải trọng áp dụng cho chiều rộng nhưng việc sử dụng các hiệu quả Top-base chỉ tuỳ thuộc vào độ sâu và chiều rộng áp dụng trọng tải tương tự mà thôi vì có hiệu ứng phân bố ứng suất (hình 2.10) . Do vậy độ sâu để xem xét độ lún còn tuỳ thuộc vào độ sâu và chiều rộng áp dụng tải trọng tương tự.

e. Lớp đất tính lún được chia làm nhiều lớp có chiều dày như nhau, tổng độ lún của mỗi lớp đất có thể coi là độ lún sau cùng của lớp móng Top-base.

f. Tính toán độ lún từng lớp có thể sử dụng công thức sau:

εzi = (1/E)(1-2νK0)∆бzi

Trong đó: εzi : biến dạng thẳng đứng của lớp “i” E: Mô đun đàn hồi của đất bên dưới lớp Top-base

ν: Tỉ số Poison, ν = 0.3 K0: Hệ số áp lực đất tĩnh, K0 = 0.5

Hình 2.22. Phương pháp tính toán độ lún[7]

99

∆бzi: ứng suất gia tăng trung bình của lớp “i” (được tính theo a, b) Tuy nhiên, mô đun đàn hồi của đất E được dự tính với công thức sau dùng hệ số nén mv đạt

được từ dữ liệu thử nghiệm độ cố kết tiêu chuẩn

E = (1+ν)(1-2ν)/((1-ν)mv) Tuy nhiên, khi có thể đạt được các dữ liệu đo lường của giá trị N, ta có thể xác định được giá

trị của E nhờ vào giá trị N đã biết. Độ lún của lớp Si sử dụng công thức sau:

Si = εzi x H 2.5.Trình tự thi công móng Top – Base[20]:

Quá trình thi công Top – Base hiện nay tồn tại phương pháp để thi công đó là thi công theo công nghệ của Nhật Bản và thi công theo công nghệ của Hàn Quốc.

+ Công nghệ của Nhật Bản: Top – Block đúc sẵn − Sắp xếp các top – block lên nền đất − Chèn đá dăm giữa các khối

+ Công nghệ của Hàn Quốc: Top – Block đổ tại chổ − Sắp xếp các khuôn đúc chế tạo sẵn lên nền đất − Đổ bê tông vào khuôn − Chèn đá dăm giữa các khối bê tông.

Tuy nhiên tùy theo điều kiện cụ thể của từng công trình mà ta có thể lựa chọn phương pháp thi công cho phù hợp.

Ở trong khuôn khổ của luận văn xin được trình bày phương pháp thi công theo công nghệ của Hàn Quốc hiện đang được công ty cổ phần tư vấn đầu tư LICOGI 16.8 áp dụng.

Top – base là một phương pháp gia cố nền hiệu quả, được thực hiện theo trình tự sau:

Sau đây là một số yêu cầu cụ thể cho công tác thi công:

Coâng taùc chuaån bò

Ñaøo ñaát hoá moùng

Kieåm tra cao ñoä

Ñònh vò coát theùp

Laép ñaët Top - Block

(Ñoå beâ toâng neáu duøng pheåu nhöïa)

Ñaàm, cheøn ñaù daêm

Kieåm tra ñoä chaët

Laép ñaët thanh theùp lieân keát ñænh Top-block

Kieåm tra Top-blocktröôùc khi ñoå beâ toâng

Veä sinh saïch seõ

Hoaøn thieän beâ toângkhoùa ñænh Top-block

Hoà sô thieát keá

Theùp ñònh vò D10

Top - block (pheåu nhöïa)

ñaù daêm

Theùp D10 - D12

San laáp neáu caàn

Neáu coøn luùnphaûi ñaàm tieáp

100

Bước 1. Công tác đào đất: Đất sẽ được đào đến độ sâu thiết kế, nếu hố đào sâu trên 1m phải dự kiến biện pháp bảo vệ

thành hố đào và thoát nước hố đào để bảo đảm điều kiện thi công.

Hình 2.23. Đào các hố móng để đặt Top-base

Trường hợp đáy hố đào ở trên mực nước ngầm (không bị ngập nước) và là lớp đất rời rạc, cần tiến hành làm ẩm và đầm nén làm chặt lớp đất đáy hố móng, trải vải địa kỹ thuật trước khi lắp đặt phễu nhựa hoặc Top-block đúc sẵn.

Trường hợp đáy hố móng khô ráo và là đất dính có R>0,5kg/cm2 thì chỉ cần làm phẳng đáy hố móng, rải lớp vải địa kỹ thuật rồi lắp đặt phễu nhựa hoặc Top-block đúc sẵn,

Nếu đất tại đáy hố móng quá yếu ( R< 0,3 kg/cm2 ) phải trải lớp đá mạt hoặc đá dăm dày tối thiểu 100mm trên diện tích bố trí Top-base trước khi tiến hành lắp đặt.

Bước 2. Công tác lắp đặt Top-block

Hình 2.24. Luồn các thanh thép dưới liên kết các Top-block thành khối

Khi lắp đặt các khối Top-block cần phải điều chỉnh độ cao của các móc thép gắn trên phễu bê tông sao cho bằng nhau. Lưới cốt thép định vị cho trường hợp sử dụng Top-block là lưới thép thanh có khoảng cách 500 x 500mm với đường kính thanh thép 10mm. Cũng có thể chế tạo lưới thép này bằng hàn hồ quang điện ngay tại công trường, song cần hàn thêm một thanh chéo vào mỗi ô vuông 500 x 500mm để làm khung định vị phần cọc của Top-block.

Phần thẳng đứng có dạng cọc của Top-block (chân phễu) phải được chôn hoặc đóng vào nền đất theo phương thẳng đứng vào ô có hình tam giác trên lưới thép định vị (nếu dùng Top-block đúc sẵn). Khi sử dụng Top-base theo phương pháp đúc bêtông tại chỗ trong các phễu nhựa sẽ định vị các

101

phễu nhựa bằng cách luồn các thanh thép Ø10 qua lỗ khoan sẵn ở nơi tiếp giáp giữa phần cọc và phần côn của phễu nhựa. Nếu việc chôn/đóng chặt các Top-block gặp khó khăn do nền quá cứng, có thể phải tạo lỗ có đường kính bằng đường kính chân phễu để đút chân phễu vào đó. Các phương pháp để tạo lỗ để đút chân phễu có thể là phương pháp dùng trụ gỗ tròn có đường kính bằng đường kính chân phễu đóng vào nền rồi rút lên, hoặc dùng máy khoan đứng cầm tay.

Hình 2.25. Lắp đặt các khối Top-block sau khi liên kết vào các hố đào

Bước 3. Đổ bêtông tại chỗ Hiện nay thường dùng Top-base với phương pháp đổ bêtông tại chỗ trong các phễu nhựa (

Phương pháp do Công ty TBS Hàn Quốc đề xuất năm 2000) hơn là lắp dựng các khối Top-block bằng bêtông đúc sẵn (phương pháp của Nhật đề xuất từ 1980) do các ưu điểm về sự linh hoạt và thuận tiện trong thi công, không bị phụ thuộc thiết bị cơ giới, và khả năng hạn chế tai nạn lao động của nó so với lắp đặt các Top-block bằng bê tông rất dễ đổ lại nặng trên 80kg/cái. Về cường độ, bêtông đổ trong phễu nhựa chỉ cần mac R= 100 kg/cm2, nếu khối lượng thi công nhỏ có thể trộn bê tông bằng máy trộn mini theo cấp phối để đạt mác bê tông này.

Khi khối lượng thi công Top-base lớn, việc vận chuyển bê tông sau trộn đến chỗ đổ vào phễu rất tốn nhân công, năng suất thấp, nếu không có cẩu phục vụ. Tiền thuê cẩu phục vụ đổ bê tông sẽ đắt hơn so với dùng máy bơm bêtông.

Để bơm được bê tông vào phễu nhựa cần sử dụng bêtông mác 200. Vậy trường hợp này sử dụng mác bê tông 200 đổ vào phễu là do yêu cầu công nghệ bơm bê tông, là yêu cầu của biện pháp thi công, không phải do yêu cầu chịu lực của Top-base.

Để đầm chặt bêtông trong phễu nhựa có thể sử dụng đầm rung nếu là bêtông trộn máy có độ sụt thấp, hoặc chỉ đầm bằng xẻng rất đơn giản nếu sử dụng bêtông bơm có độ sụt lớn.

Hình 2.26. Đổ bê tông các khối Top-block

102

Bước 4. Chèn đá dăm Tiến hành chèn và đầm đá dăm (kích thước đá 1-2cm) lấp đầy khoảng trống giữa các khối bê

tông hình phễu sau khi đúc bêtông ít nhất 24 giờ. Đầm rung đá dăm đó chốn vào khoảng trống giữa các khối phễu là khâu quyết định chất lượng kết cấu top base, đây là công đoạn quan trọng nhất trong phương pháp thi công móng Top-base. Theo đó, cần phải tiến hành cẩn thận và tỉ mỉ công tác chèn đá dăm và đầm rung đá dăm.

Trước hết, đổ đầy đá dăm trờn mặt các khối Top-block rồi dùng xẻng gạt đá dăm chèn dần lấp đầy vào các khe trống giữa các phễu bê tông trong lúc đó đồng thời tiến hành đầm rung.

Công tác đầm đá dăm có thể thực hiện bằng cách dùng cọc thép, thanh thép chọc thủ công nếu khối lượng Top-base nhỏ.

Với khối lượng Top-base lớn chủ yếu dùng phương pháp đầm rung với loại đầm dùi có động cơ ( dùng trong đầm bêtông ). Cần phải tiến hành công tác đầm rung để đảm bảo có được một kết cấu nền móng vững chắc có độ chặt của đá dăm là tối đa, không để sót bất kỳ khoảng trống nào dưới phần côn của phễu. Thực hiện yêu cầu này bằng cách thay đổi hướng của quả đầm trong quá trình đầm rung. Để có thể làm tăng độ chặt của khối đá dăm, nên làm tăng mật độ khối đá dăm này bằng cách phối trộn thêm một tỷ lệ nhỏ loại đá kích thước nhỏ hơn (0,5-1 cm) trong lúc đầm rung trên toàn bộ diện tích móng thi công bằng đá dăm kích thước 1-2 cm, ( nếu điều kiện thi công cho phép ).

Hình 2.27. Chèn đá dăm và tiến hành đầm chặt

Bước 5. Liên kết khoá đỉnh các khối phễu Đặt các thanh cốt thép Φ12 trên đỉnh khối Top-base tạo thành lưới thép liên kết, khi đổ bêtông

móng, hoặc lớp bê tông khoá đỉnh khối phễu xong, các lưới thép này cùng với kết cấu bê tông có tác dụng khoá chặt đỉnh các khối Top-block, bắt chúng chịu lực đồng thời, theo đúng sơ đồ tính toán. Để lắp đặt các thanh thép này, có thể lựa chọn một trong hai phương pháp sau đây:

Phương pháp 1: Trong trường hợp thi công lớp bê tông kết cấu móng trực tiếp lên mặt của lớp phễu Top-

base: Cách này vừa tiết kiệm vật liệu, nhân công vừa tiết kiệm thời gian, và độ sâu đào móng, chiều

dày Top-base, nhưng chỉ thực hiện được nếu cùng một nhà thầu thi công Top-base và kết cấu móng.Buộc các thanh thép định vị Φ12mm theo 2 phương, cách nhau 500mm, lưới thép thanh này được liên kết với móc thép của phễu bê tông tạo thành một mạng lưới liên kết. Do vậy khi bê tông kết

103

cấu móngđược thi công sẽ gắn chặt với phần đỉnh Top-block tạo thành một kết cấu thống nhất rất vững chắc. Trước khi đúc bê tông móng cần điều chỉnh độ cao khối Top-block và làm công tác vệ sinh bề mặt các Top-block.

Phương pháp 2: Trường hợp tổ đội thi công Top-base độc lập với nhà thầu thi công phần móng bê tông phía

trên lớp Top-base. Nếu không có sự phối hợp của hai nhà thầu Top-base và thi công kết cấu móng, thì phần thi

công gia cố nền Top-base cần là một sản phẩm hoàn chỉnh để nghiệm thu độc lập như các sản phẩm khác. Như vậy phải tốn thêm bêtông, chiều dày (và chiều sâu hố đào), nhưng trong thực tế phương pháp này thường được sử dụng nhiều hơn.Trên bề mặt của các khối Top-block, qua móc neo đặt sẵn, liên kết các thanh thép Ø12 cách nhau 500 mm theo cả hai phương, rồi làm sạch bề mặt các khối Top-block và đổ lớp bêtông mác 200 dày 100mm để toàn khối hoá toàn bộ các Top-block này với nhau như một khối thống nhất. Sau đó bàn giao mặt bằng cho nhà thầu thi công kết cấu móng.

Hình 2.28. Liên kết khóa đỉnh bằng các thanh thép trên

Hình 2.29. Đổ lớp bê tông lót bảo vệ thép lớp trên Top-base

2.6.Cách xử lý một vài tình huống trong quá trình thi công Top-base:

2.6.1. Chèn đá dăm chưa đạt yêu cầu (do lượng đá dăm chưa đủ): Để tránh trường hợp này, việc đầm rung đá dăm cần thực hiện khi lượng đá dăm phải thừa để

lấp các khoảng trống và cần tiến hành công tác đầm rung một cách cẩn thận. Nếu lượng đá dăm chưa đủ có thể xảy ra lỗ rỗng tại khu vực xung quanh phần đáy hình côn của phễu bê tông. Do vậy, khi tiến

104

hành đầm rung phải tiến hành đầm đều theo 4 hướng từ mỗi khe chèn đá dăm và lượng đá dăm phải đủ độ dư để dễ dàng lấp đầy các lỗ trống.

2.6.2. Khi đặt Top base trên nền đất rất yếu: Khi lắp đặt các phễu bê tông trực tiếp trên nền đất yếu (R< 0,3 kg/cm2) mà không rải đá dăm

trên nền đất yếu này, độ ổn định của các phễu bê tông tại phần đế có thể không được tốt và công tác đổ chèn đá dăm và đầm rung có thể rất khó thực hiện được. Để ngăn chặn điều đó xảy ra, cần tiến hành chèn đá dăm ngay sau khi đó lắp đặt Top-block hoặc tiến hành đầm nén càng sớm và càng đều càng tốt ngay sau khi lắp đặt Top-block tại phần cuối hoặc giữa dãy block (nếu đầm từ hai đầu vào giữa) nhằm cố định vị trí của các phễu bê tông.

2.6.3. Trường hợp hố móng quá sâu: Cần có biện pháp bảo vệ thành hố móng như đóng cừ thép, làm cọc barrete…trước khi tiến

hành đào đất hố móng. Biện pháp bảo vệ thành hố phải được thiết kế và thẩm tra phê duyệt trước khi tiến hành đào đất.

2.6.4. Trường hợp đặt Top-base trên các độ cao khác nhau: Khi sử dụng Top-base, hầu hết trường hợp đều bố trí Top-base ngay sát dưới móng nông, nên

có thể xảy ra tình huống Top-base sẽ được bố trớ tại các độ cao khác nhau. Tốt nhất nên thi công Top-base ở chỗ sâu trước, thi công Top-base ở chỗ nông hơn sau. Trong trường hợp đặc biệt phải thi công cuốn chiều không làm phần Top-base ở chỗ sâu trước thì cần để chừa lại không ít hơn 4 hàng phễu về mỗi phía xung quanh hố đào sâu. Chỉ thi công phần Top-base chừa lại này sau khi thi công cả Top-base và kết cấu ngầm này vượt trên cao độ của phần Top-base đó chừa lại.

2.6.5. Trường hợp đặt Top-base trên nền đất đắp: Cần sử dụng loại đất có tính nén lún tốt, thuần nhất để làm vật liệu đắp. Chỉ nên đắp nền đến

cao độ đặt phễu thì dừng lại, đầm nén, thi công xong Top-base rồi mới đắp tiếp nền cho diện tích xung quanh. Như vậy khi lắp đặt phễu và đổ bê tông rất thuận tiện, song khi chèn và đầm đá dăm sẽ tốn nhiều đá. Khắc phục hiện tượng này bằng cách bọc vải địa kỹ thuật lên đến cao độ đỉnh Top-base để đá dăm chỉ nằm trong thể tích vải địa kỹ thuật đó định trước.

2.7.Nghiệm thu thi công Top-base: Các tiêu chí quản lý trong quá trình thi công xây dựng và nghiệm thu sản phẩm thi công Top-

base như sau: 1. Không có hư hại, nứt vỡ v.v…, trên các Top-block bê tông. 2. Cao độ lắp đặt và vị trí của các phễu bê tông phải tuân theo đúng với các bản vẽ thiết kế. 3. Khi lắp đặt các Top-block bê tông, phải đảm bảo độ bằng phẳng và độ xoa nhẵn bề mặt bê

tông (để dễ làm sạch trước khi đổ bêtông khoá đỉnh Top-block). + Chiều sâu vết chân còn sót lại cho phép trong khối bê tông đúc tại công trường là bằng ½

chiều cao phần vành của Top-block bê tông. + Độ lệch phẳng cho phép của bề mặt bê tông trong các Top-block bê tông là 5%. 4. Việc chèn và đầm đá dăm phải bảo đảm đặc chắc, do vậy quá trình giám sát phải được tiến

hành như dưới đây: + Việc chèn đầy và đầm rung đá dăm được cho là đạt yêu cầu khi không xuất hiện độ lún sụt đá

dăm đã chèn khi có va đập mạnh với lưới thép hoặc trực tiếp trên mặt đá dăm v.v…

105

+ Sau khi xác nhận rằng việc chèn đá dăm và đầm rung là đạt yêu cầu, phải đảm bảo rằng bề mặt bên trên của lớp đá dăm chèn giữa các phễu Top-base là hoàn toàn ngang bằng với bề mặt các phễu bê tông.

2.8.Các điểm cần lưu ý: 2.8.1. Các lưu ý trong quá trình thiết kế:

Khi thiết kế 1 lớp Top-base mà chưa đủ đáp ứng yêu cầu do tải trọng thiết kế quá lớn có thể thiết kế Top-base 2 lớp hoặc mở rộng diện tích bố trí Top-base. Khi áp dụng phương pháp mở rộng diện tích thi công, chỉ có thể đặt các phễu bê tông nhô lên hơn 1 nửa chiều cao của phễu so với đáy móng, đổ lớp móng bê tông phía trên lên phía trên của lớp phễu Top-base do vậy tải trọng có thể được phân bổ đều trên các phễu bê tông v.v…

2.8.2. Các lưu ý trong quá trình thi công xây dựng : Khi thi công Top-base ở nền đất có bùn thì sau khi đào vét đến cốt đặt Top-base phải rải lớp

vải địa dưới bề mặt đáy nhằm giữ sạch bề mặt trong suốt quá trình thi công . Còn ở những nền đất cứng thì phải đầm chặt và phẳng bề mặt tại cốt đặt Top-base

2.9.Những tiêu chuẩn kĩ thuật chung và các quy trình thử tải: 2.9.1. Hình dáng, kích thước và chất lượng của sản phẩm Topbase

- Hình dáng và kích thước của khối Top-base phải là sản phẩm bê tông đúc tại chỗ như mô tả tại Hình 2.30

- Chất lượng của các khối bê tông Top-base đúc tại

chỗ sẽ được đảm bảo với bê tông trộn sẵn mác 100 (hoặc 200 khi dùng bơm) theo TCVN.

- Độ bền nén của khối bê tông Top-base phải bảo đảm lớn hơn 60kg/cm2

- Các thanh thép gia cường ở đỉnh và thanh thép định vị ở phía dưới của Top-base phải là các thanh thép xây dựng có đường kính Φ=12mm.

Hình 2.30. Top – Block

- Kích thước của cốt liệu cho chèn khe giữa các Top-block phải là đá dăm đường kính Φ < 25mm.

2.9.2. Quy trình thử tải nén nền Top-base: Tiến hành thử tải bàn nén nhằm xác định khả năng chịu tải của nền đất ban đầu hoặc của nền

đã gia cố bằng Top-base và nhằm xem xét về độ an toàn của móng. Thử tải được tiến hành bằng cách chất tải trọng lên bàn nén đặt trực tiếp nền đất cần thử

nghiệm và đo độ lún của nền trong quá trình tăng, giảm tải trọng. Việc thử tải được tiến hành thông qua một tấm bàn nén đặt trực tiếp trên nền Top-base, do

vậy kích thước của bàn nén phải được chọn sao cho phù hợp thiết kế của Top-base và mức tải trọng áp dụng. Đối với Top-base đường kính Φ500 nên dùng bàn nén có đường kính là Φ30-50cm ( nếu thiết kế 1 lớp Top-base chịu tải) hay 1.0mx1.0m (nếu thiết kế 2 lớp Top-base chịu tải).

106

Các phương pháp thử tải phải dựa trên các quy định về thử tải theo tiêu chuẩn Hiệp hội Địa kĩ thuật của Nhật Bản (JSF-T25-80) hoặc các tiêu chuẩn công nghiệp Hàn Quốc (KSF2444).

Điều kiện của hiện trường thử tải bao gồm: (a) Tại một phần của nền sau khi đã hoàn thành gia cố bằng Top-base (b) Khi đã hoàn thành xong việc lắp đặt topbase nhưng chưa tiến hành khoá đỉnh các khối

Top-block, chưa thi công xây dựng kết cấu móng bên trên. Quá trình thử tải sử dụng bàn nén như đã minh hoạ trong Hình 2.31 và 2.32.

Hình 2.31. Thí nghiệm thử tải ở công Hình 2.32. Thí nghiệm thử tải ở công

trường đã xây dựng xong trường chưa xây dựng 2.10. Kết luận:

Qua quá trình tìm hiểu về phương pháp cải tạo đất yếu bằng biện pháp móng Top – Base ta nhận thấy rằng cơ chế cải tạo đất bằng Top – Base thể hiệ trên các phương diện sau:

− Phân bố đều ứng suất trong nền , tập trung ứng suất gần đáy móng. − Hạn chế biến dạng ngang từ đó giảm độ lún của kết cấu móng. − Khắc phục cơ chế phá hoại do trượt cục bộ thành phá hoại do trượt sâu.

Về phạm vi ứng dụng của phương pháp gia cố này chủ yếu dùng cho kết cấu móng nông và hiện nay ở Việt Nam chủ yếu đang áp dụng trong lĩnh vực xây dựng dân dụng và công nghiệp cùng một số hạng mục nhỏ trong lĩnh vực xây dựng câu đường. Tài liệu tham khảo [1]. In – place Top – Base method, new foundation method on soft ground – Banseok Top – Base Co.,

Ltd. [2]. Ứng dụng công nghệ xử lý đất yếu TBM vào Việt Nam – TS. Phan Hồng Quân, Địa kỹ thuật số 3 –

2008.

[3]. Bài giảng Top – Base Method – Ths. Đỗ Đức Thắng, chủ tịch hội đồng quản trị công ty liên doanh TBS Việt Nam.

[4]. Công nghệ thi công móng Top – Base , Công ty cổ phần tư vấn đầu tư LICOGI 16.8

107