82

Chương 3 Một số phương pháp pháp thi công công

trình ngầm

3.1 Thi công công trình ngầm theo phương pháp đào mở

3.1.1 Yêu cầu thi công theo loại hình của hệ kết cấu chống giữ

Hệ kết cấu chống giữ thành vách hố đào có thể thấy như hình 3.1, còn

tường chắn đất quanh hố đào thường gồm các loại như trên hình 3.2.

Thi công CTN bằng phương pháp đào mở, về đại thể, theo các công

đoạn chính như trình bày trên hình 3.3. Tuỳ theo loại hình của hệ kết cấu

chống giữ mà các yêu cầu thi công khác nhau.

Hình 3.1 Hệ kết cấu thường dùng đẻ ổn định tường chắn hố đào

1. Cọc bản làm tường chắn

Khi dùng cọc bản thép (còn gọi là cừ ván thép) hoặc cọc bản bê tông cốt

thép (tiết diện chữ nhật hay tiết diện chữ V,chữ U…) để làm tường chắn phải

chú ý:

- Độ thẳng đứng và độ phẳng của mặt tường không quá 0,5% ;

- Chọn trình tự hạ và các điểm hợp long (2 đến 4 điểm ) vào các góc

để đảm bảo độ kín khít và ngăn được nước;

- Khi thu hồi/nhổ cọc bản thép phải kịp thời chèn đất đầm chặt (với hệ

số đầm chặt k>0,95) hoặc bơm vữa bê tông có phụ gia nở vao khe hở quanh

công trình ngầm nhằm ngăn ngừa sự chuyển vị đất ảnh hưởng đến công trình

lân cận..

KHÔNG CHỐNG BỜ ĐẤT THANH CHỐNG NEO ĐẤT

83

Hình 3.2. Một số loại tường chắn hố đào thường dùng

a) Tường trụ đứng + bản cài, b) tường trụ đứng + bêtông phun, c) tường cọc bản thép, d)

tường cọc nhồi tiếp giáp, e) tường cọc giao cắt nhau, f) tường cọc cứng + mềm chèn

nhau, g) tường liên tục trong đất

Hình 3.3. Các công đoạn chính trong thi công CTN bằng phương pháp đào

mở. a) Thi công hệ thống chống giữ thành hố đào và trình tự đào đất AB,C;

b)Thi công CTN bằng phương pháp đổ bê tông tại chỗ; c) Thi công CTN bằng phương

pháp lắp ghép

2. Cọc khoan nhồi làm tường chắn

- Sai sè vÞ trÝ cäc kh«ng v­ît qu¸ 50mm. Dung sai ®é th¼ng ®øng

kh«ng qu¸ 0.5%;

84

- §é cặn l¾ng ở đáy cọc kh«ng qu¸ 200mm;

- Thi c«ng cäc theo kiÓu cäc c¸ch qu·ng, sau khi ®æ bª t«ng 24 giê

míi tiÕn hµnh thi c«ng lç cäc tiÕp theo,

- Khi tiÕn hµnh buéc, cÈu l¾p vµ h¹ lång thÐp cã cèt thÐp bè trÝ kh¸c

nhau, ph¶i b¶o ®¶m ph­¬ng ®Æt lång thÐp theo yªu cÇu thiÕt kÕ .

3. Tường liên tục trong đất làm tường chắn

Tường liên tục trong đất có thể thi công theo phương pháp đổ bê tông

tại chỗ hoặc bê tông đúc sẵn lắp /ép vào đất. Khi thi công theo phương pháp

đổ bê tông tại chỗ cần chú ý một số yêu cầu chính sau đây:

- Căn cứ tình hình công trình lân cận để chọn kết cấu tường dẫn;

- Ph©n chia ®o¹n t­êng dùa trªn tÝnh æn ®Þnh cña v¸ch/ hào vµ kh¶

n¨ng cÈu l¾p cña lång thÐp, th­êng lµ 4~8m và đào đất gián cách từng đoạn

tường;

- Tr­íc khi thi c«ng ®¹i trµ, cÇn tiÕn hµnh thi c«ng thö hào t­êng, x¸c

®Þnh quy tr×nh c«ng nghÖ thi c«ng, lùa chän c¸c th«ng sè kü thuËt thÝch hîp.

ChiÒu dµi, chiÒu dµy, chiÒu s©u vµ ®é nghiªng cña ®o¹n t­êng ph¶i

phï hîp c¸c yªu cÇu sau:

- Dung sai cho phÐp cña chiÒu dµi ®o¹n t­êng (däc theo ®­êng trôc):

50mm;

- Dung sai cho phÐp cña chiÒu dµy ®o¹n t­êng : 10mm;

- §é nghiªng : 1/150.

4. Yêu cầu trong thi công thanh / văng chống và neo

Thanh /văng chèng thÐp ph¶i tháa m·n c¸c quy ®Þnh sau:

- Liên kÕt gi÷a c¸c cÊu kiÖn b»ng kÕt cÊu thÐp cã thÓ sö dông liªn kÕt

hµn hoÆc bu l«ng c­êng ®é cao;

- §iÓm nèi dÇm gi÷a nªn bè trÝ gÇn ®iÓm chèng, kh«ng ®­îc v­ît qu¸

1/3 kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c thanh chèng;

- Nªn dïng bª t«ng ®¸ d¨m m¸c kh«ng thÊp h¬n C20 ®Ó chÌn vµo

kho¶ng gi÷a dÇm gi÷a vµ cäc cõ, t­êng liªn tôc; cÇn ph¶i l¾p thªm tÊm gia

c­êng t¹i nót liªn kÕt gi÷a dÇm víi thanh chèng thÐp;

85

- Tr­íc khi th¸o dì hÖ chèng cÇn l¾p ®Æt c¸c cÊu kiÖn truyÒn lùc ®¹t

tiªu chuÈn hoÆc lÊp ®Êt ®Çm chÆt vµo c¸c kho¶ng c¸ch/trống gi÷a kÕt cÊu

chÝnh vµ kÕt cÊu chèng gi÷.

+ Thi c«ng neo ®Êt ph¶i ®¸p øng ®­îc c¸c yªu cÇu sau:

+ Sai sè cña kho¶ng c¸ch lç neo ®Êt kh«ng lín h¬n 100mm, sai sè ®é

xiªn kh«ng qu¸ 3%;

+ Ống ®æ bª t«ng nªn buéc liÒn víi th©n neo ®Êt, ®æ bª t«ng lÇn mét

èng c¸ch ®¸y lç kho¶ng 100 ~200mm, cöa èng ®æ khi ®æ bª t«ng lÇn hai cÇn

ph¶i xö lý theo ph­¬ng ph¸p ®æ bª t«ng bÞt kÝn;

+ V÷a b¬m trén theo cÊp phèi thiÕt kÕ quy ®Þnh, b¬m lÇn mét dïng

v÷a xi m¨ng c¸t tû lÖ xi m¨ng-c¸t 1:1 ~1:2, tû lÖ n­íc-xi m¨ng 0.38~0.45

hoÆc v÷a xi m¨ng cã tû lÖ n­íc - xi m¨ng 0.45 ~ 0.5. V÷a b¬m cao ¸p lÇn hai

dïng v÷a xi m¨ng tû lÖ n­íc - xi m¨ng 0.45 ~ 0.55; áp lùc b¬m v÷a lÇn hai

®iÒu chØnh trong kho¶ng 2.5 ~ 5.0MPa, thêi gian gi÷a hai lÇn b¬m ph¶i c¨n

cø vµo thÝ nghiÖm c«ng nghÖ b¬m hoÆc sau khi c­êng ®é v÷a b¬m lÇn mét

®¹t 5MPa;

- Lùc c¨ng trong thÐp neo ®Êt ph¶i ®¸p øng quy ®Þnh sau:

+ C­êng ®é v÷a bầu neo ®Êt lín h¬n 15MPa vµ ®¹t ®­îc 75% gi¸ trÞ

thiÕt kÕ míi ®­îc tiÕn hµnh kÐo c¨ng;

+ Tr×nh tù kÐo c¨ng neo ®Êt ph¶i xem xÐt ¶nh h­ëng ®Õn neo ®Êt bªn

c¹nh;

+ Khi kÐo c¨ng thanh ®Õn 0.9~1.0 lÇn t¶i thiÕt kÕ tiÕn hµnh khoá ®Çu

neo ®Êt; øng suÊt khèng chÕ kÐo c¨ng neo ®Êt kh«ng v­ît qu¸ 0.75 lÇn c­êng

®é tiªu chuÈn.

3.1.2. Thi công hệ chống đỡ thành hố đào

3.1.2.1 Đào không cần chống đỡ thành

Trong điều kiện đất trống trải và đủ rộng thì cho phép đào hố với độ

dốc tự nhiên mà không cần chống đỡ thành hoặc chỉ cần bảo vệ mặt dốc

bằng lớp xi măng lưới thép để phòng mất ổn định. Yêu cầu chính là độ

nghiêng thành hố đảm bảo đựoc ổn định và độ sâu không vượt qúa độ sâu

86

giới hạn hgh=4c/, trong đó c là lực dính đơnvị và là trọng lượng thể tích

của đất đá. Có thể tra cứu tỷ lệ độ dốc này trong các sổ tay thi công nền

móng. Khi độ sâu lớn hơn hgh thì tạo ra một số sân nghỉ. Hố đào không cần

chống giữ thành được dùng trong trường hợp sau:

- Thích hợp với hố đào có mức an toàn thấp;

- Hiện trường thi công đáp ứng các yêu cầu để tạo mái dốc ;

- Có thể dùng độc lập hoặc kết hợp với các phương pháp chống giữ

khác;

-Khi mực nước ngầm cao hơn đáy hố, nên dùng các phương pháp hạ

mực nước ngầm .

3.1.2.2 Trụ đứng có bản cài ngang (Soldier piles with Lateral laggings)

Hình 3.4.Hệ kết cấu tường chống

bằng trụ đứng có bản cài ngang

Hình 3.5. Ví dụ về hệ tường chắn

gồm trụ/cọc đứng với bản cài ngang

bằng gỗ

Hệ chống giữ này gồm trụ/cọc (bằng thép hình hoặc bê tông cốt thép

đúc sẵn ) khoảng cách giữa các cọc xác định theo tính toán, thường từ 1,0-

2,0m, thanh chống /văng chống ngang (có khi thay bằng neo đất ), dầm giữa

ở lưng tường và bản cài ngang bằng gỗ dày từ 7-10cm (có khi thay bằng bê

tông phun). Loại tường này dùng cho những hố móng không sâu (<12m),

vùng đất khô ráo hoặc phải hạ mực nước ngầm, thi công đơn giản: đóng

hoặc ép các trụ quanh hố đào,đào đất từng lớp dày khoảng 1m, cài bản gỗ

ngang giữa các trụ/cọc, độn bằng vật liệu rời sau lưng tường dể tạo phẳng

mặt tường phía hố đào và đặt thanh chống hoặc neo theo thiết kế. Trên hình

3.4 trình bày các cấu kiện của loại tường vừa nêu còn trên hình 3.5 trình bày

87

một ví dụ dùng loại tường này cho công trình đường vượt ngầm trong đô thị

ở Pháp.

3.1.2.3 Tường chắn bằng cọc bản

Các dạng cọc bản thường dùng hiện nay, theo vật liệu có thể chia ra :

- Cọc bản bằng gỗ ( ít dùng nên không trình bày);

- Cọc bản bằng bê tông cốt thép;

- Cọc bản bằng thép;

- Cọc bản bằng chất dẻo PVC.

a) Cọc bản BTCT (concrete sheet piles)

Gồm 2 loại : BTCT không ứng suất trước và BTCT ứng suất trước.

Loại cọc bản BTCT không ứng suất trước có cấu tạo như trình bày trên hình

3.6 và loại cọc bản BTCT ứng suất trước xem hình 3.7. Loại tường bằng cọc

bản bê tông cốt thép có độ cứng lớn, đầu cọc dịch chuyển nhỏ, không bị ăn

mòn nhanh, có thể được dùng như một kết cấu vĩnh cửu .

(a) (b)

Hình 3.6. Cấu tạo cọc BTCT thường của tường cừ

a) Cách bố trí mộng lồi - lõm (âm - dương); b) Chi tiết cấu tạo cọc

Hai bên cọc bản BTCT không ứng suất trước thường làm thành mộng

lồi lõm, như hình 3.6a. Cũng có thể làm thành các dạng miệng hình chữ Z

hoặc các hình thức miệng ghép khác. Kích thước các chiều của mộng dương

phải nhỏ hơn mộng âm 55mm. Đầu nhọn của cọc bản phải làm hình nêm

theo chiều dày của cọc. Đầu cọc của cọc góc và cọc định vị làm thành hình

đối xứng. Mặt cắt cọc bản chữ nhật thường có bề rộng 50 -80cm, bề dày 25-

50 cm. Cọc bản mặt cắt chữ T thường có sườn dày 20 -30 cm, sườn cao 50 -

75 cm, cấp cường độ bê tông không nên nhỏ hơn C25.

88

Hình 3.7. Một số hình

dạng mặt cắt ngang cọc bản

BTCT ứng suất trước

Hình 3.8. Ứng dụng cừ bản BTCT ứng

suất trước ở công trình kênh dẫn nước

hoàn lưu của nhà máy điện Phú Mỹ (Bà

Rịa - Vũng Tàu)

Cọc bản ứng suất trước không nên nhỏ hơn C40. Xét đến ứng suất khi

đóng cọc, đầu cọc phải đặt 4 - 6 lớp lưới thép. Trong phạm vi 1 - 1,5m kể từ

đầu cọc trở xuống và từ mũi cọc trở lên khoảng cách cốt đai không được lớn

hơn 100mm. Phần giữa cọc khoảng cách cốt đai 200 - 300mm. Khi cọc bản

phải đóng vào tầng đất cứng thì đầu mũi cọc phải có mũi bằng thép. Ở thành

mộng ghép của cọc phải đặt cốt thép cấu tạo. Ở chỗ góc quay của hố móng,

phải căn cứ vào hình dạng mặt bằng của góc quay để làm thành loại cọc góc

quay có hình dạng tương ứng. Độ dài của cọc góc quay hoặc cọc định vị

phải dài hơn cọc ở các chỗ bình thường khác 1 - 2m. Trên hình 5b trình bày

một ví dụ về cấu tạo chi tiết cọc bản BTCT vừa nêu. Loại cọc này đã được

Tổng công ty VINACONEX sản xuất tại Xuân Mai và thi công một số công

trình ở Hà Nội. Cọc bản BTCT ứng suất trước có nhiều loại kích thước và

hình dạng khác nhau, thường có chiều dày t = 150 - 300mm, rộng b=500 -

1000mm, chiều dài L = 6 - 20m, bề dày lớp bê tông bảo vệ a = 3-5 cm .

Trên thế giới, cọc bản BTCT ứng suất trước được sử dụng từ những

năm 60 của thế kỷ trước. Ở Việt Nam, lần đầu tiên vào năm 2000 cừ BTCT

ứng suất trước được dùng cho kênh dẫn nước hoàn lưu của nhà máy nhiệt

điện Phú Mỹ (Bà Rịa - Vũng Tàu) dài 2000m, với chiều dài cừ 14- 20m

(hình 3.8) và sau đó cho nhiều công trình khác ở các tỉnh phía nam và sản

xuất tại khu công nghiệp Biên hoà. Dựa theo tiêu chuẩn Nhật Bản JIS.A

5354 (1943) yêu cầu cường độ bê tông Rb 725 kg/cm2 và mô men chống

89

uốn Mc cho loại cừ BTCT dự ứng lực thông thường Mc = 15 - 500 KN.m và

đối với loại cừ BTCT dự ứng lực loại đặc biệt Mc = 54 - 1549 KNm tuỳ theo

loại hình. Thép dự ứng lực có thể là cốt thép dự ứng lực hoặc cáp dự ứng

lực.

Thi công hạ cọc bằng thiêt bị rung, nếu gặp nền sỏi sạn thì thêm biện

pháp xói nước có áp qua các ống đặt sẵn trong thân cọc như trên hình 3.9.

Cấu tạo khớp nối để liên kết cừ bản thép BTCT ứng suất trước kiểu

âm dương để tạo thành kết cấu vững chắc (hình 3.10a) và khi để đảm bảo

kín nước thì mối nối này bằng nhựa tổng hợp ( elastic vinyl cholorite) (hình

3.10b).

Hình 3.9. Hạ cọc bản BTCT ứng suất

trước bằng búa rung có xói nước

Hình 3.10. Các kiểu khớp nối.

a) âm dương và b) khớp nối kín nước

b) Tường chắn bằng cọc bản thép (steel sheet piles)

Thường có 4 loại cừ bản thép sau đây (hình 3.11):

Hình 3.11. Các loại cừ bản thép

a) Cừ phẳng , b) Cừ hình máng, c) Cừ chữ Z; d) Cừ larssen

90

Cừ thép bản phẳng : Ký hiệu SP-1, loại cừ này có mô men kháng

uốn không lớn, chiều dài chế tạo 8 - 22m (hình 3.115a).

Cừ máng thép : Ký hiệu SP-2, chiều dài chế tạo 8 - 22m thường

sử dụng cho các loại kết cấu chống thấm (đê quai, móng đập) công trình xây

dựng (hình 3.11.b).

Cừ thép chữ Z : Ký hiệu SK-1, SK-2, SĐ-5 (hình 3.11.c).

Cừ Larssen : Thường chế tạo 4 loại cừ: IV, V, VI, VII có chiều

dài từ 8 - 22m với liên kết móc rắn chắc , tạo ra mô men kháng uốn lớn, đây

là loại cừ đang được sử dụng phổ biến hiện nay (hình 3.11.d).

Cừ bản thép được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành xây dựng

trên thế giới cũng như ở Việt Nam: công trình kè chống sạt lở bờ sông,

tường chắn hố đào, móng các công trình xây dựng, đê quây thi công trụ cầu

giao thông...

Mép của mỗi thanh cọc thép thường có khoá miệng để cho 2 cọc kề

nhau có thể móc chặt vào nhau, tạo ra tác dụng chống thấm và cách nước.

Khi dùng cọc bản thép hình, tính năng và các đặc trưng hình học của chúng

có thể tra cứu từ các hãng chế tạo hoặc có thể xem trong các sổ tay thi công.

Khi dùng thép ống hoặc thép hình khác để làm tường vây thì ở hai mép bên

cũng phải hàn móc khoá miệng chạy suốt chiều dài. Cọc bản thép có khoá

miệng có thể có tác dụng cách được nước, nhưng xét đến nhân tố bất lợi cho

thi công, ở vùng có mực nước ngầm cao, yêu cầu bảo vệ môi trường nghiêm

ngặt thì cũng giống như loại tường vây bằng dãy cọc, ở phía sau các cọc bản

thép phải làm thêm 1 màng cách nước bằng cọc xi măng đất.

Tường cừ bằng cọc bản thép có thể dùng cho loại hố móng có mặt bằng

hình tròn, chữ nhật, đa giác vv...; ở chỗ góc quay của các hố móng hình chữ

nhật, hình đa giác phải căn cứ vào hình dạng mặt chỗ góc quay để làm các cọc

có hình góc quay tương ứng. Nếu không có cọc góc thành phẩm, có thể lấy cọc

bản thép thông thường cắt đi rồi hàn thêm thép hình hoặc thép bản vào để làm

thành cọc góc. Cọc góc phải tăng thoả đáng chiều dài cọc.

Cọc bản thép có thể được hạ bằng phương pháp đóng, rung hoặc ép.

Phương pháp hạ theo từng tấm (gồm từ 15-20 cọc) có giá đỡ định vị sẽ bảo

đảm tường phẳng, cọc ít bị cong vênh theo trình tự như trình bày trên hình

3.12; trình tự đóng/hạ và việc hợp long có quan hệ với nhau: khi số điểm

91

hợp long ít (hình 3.13 a,b) thì sai số tích luỹ và sai số trục lớn còn khi số

điểm hợp long nhiều (hình 3.13c) thì sai số tích luỹ ít.

Hình 3.12. Trình tự hạ cọc bản thép theo từng

tấm (15-20 cọc) có giá định vị

Hình 3.13 . Trình tự thi công hạ

cọc bản thép và bố trí các điểm hợp

long a) Hạ cọc theo 1 hướng; b) Hạ cọc theo

2 hướng, c) Hạ cọc theo 4 hướng

Hiệu chỉnh trục tường và hợp long: trước khi hợp long (mỗi cạnh

khoảng 8 cọc) phải xác định khả năng lệch trục qua đo đạc và độ dài còn lại

tính đến điểm dự định hợp long tại góc hố đào. Thông thường, để không

phải thay đổi chiều dài của thanh chống ngang nên thực hiện việc hiệu chỉnh

trục (dùng kích để đẩy giá định vị ra phía ngoài hố) ở bên phía cạnh ngắn

của hố đào. Việc đóng tiếp nên dồn về phía cạnh ngắn cho đến hết cọc và

sau cùng mới hạ cọc hợp long.

Để ổn định tường cọc bản thép, tuỳ theo bề rộng hố đào,mặt bằng và

điều kiện hiện trường mà dùng thanh chống ngang (hình 3.14a) hoặc neo đât

(hình 3.14b). Việc thu hồi cọc bản thép sau khi thi công xong kết cấu công

trình ngầm thường theo trình tự ngược lại so với lúc đóng/hạ: cọc đóng sau

được nhổ trước khi đã tạo các điểm chống tạm mới và chèn đất đầm chặt

(dung trọng khô của đất đầm không nhỏ hơn 1,75 tấn/m3 với hệ số đầm chặt

không nhỏ hơn 0,9) có khi phải bơm vữa nở khe trống giữa công trình ngầm

và đất chung quanh.

a)

b)

Hinh 3.14.Cách ổn định tường cọc bản thép. a) bằng thanh chống, b) bằng neo

92

Chất lượng tường cọc bản: bảo đảm độ thẳng đứng, phẳng để dễ lắp

hệ thống chống giữ phía trong hố đào (văng chống, neo đất, dầm giữa ở lưng

tường...), kín khít ngăn được nước

c. Tường chắn bằng cọc bản vật liệu nhựa composite (Vynyl sheet

piles)

Trong những hố đào nông dùng cho công trình ngầm đặt nông như

colectơ, đường cấp thoát nước phụ vv... hoàn toàn có thể dùng cọc bản nhựa

composite để làm tường chắn; do loại cọc này có tính chống xâm thực/ăn

mòn tốt trong môi trưòng chua mặn (có thể bền đến 30-50 năm),sản xuất

công nghiệp, kiểm soát chất lượng dễ, nhẹ (nhẹ hơn thép 70-75% và nhẹ hơn

bê tông 40-50%), thuận tiện trong vận chuyển và bảo quản, tăng mỹ quan

cho công trình trong đô thị (tường kè chống xói lở vùng ven biển,tường chắn

đất,công trình cầu cảng...)

Tường chắn bằng vật liệu composite thường có cấu tạo như cọc bản

thép (hình 3.15). Các công ty hàng đầu thế giới đã sản xuất loại sản phẩm

này như Geoflex (Hà Lan), North Star , Materials ... (Mỹ). Trong bảng 3.1

trình bày các đặc trưng kỹ thuật một số loại cừ nhựa của hãng North Star

(Mỹ). Như thấy từ số liệu của bảng 3.1: tường cọc bản nhựa composite có

khả năng chịu lực không cao (mô men chống uốn) so với thép và bê tông cốt

thép nên hạn chế phạm vi sử dụng.

Hình 3.15. Tường cừ bằng cọc bản

nhựa composite

Hình 3.16 Tường kè bờ bằng cọc bản

nhựa composite ở Mỹ

Người Mỹ đã dùng cừ bản nhựa để bảo vệ bờ biển ở Virginia hoặc

bảo vệ xói lở bờ sông, xem hình 3.16. Kinh nghiệm này sẽ giúp ta suy nghĩ

93

về các giải pháp kè bờ các sông hồ trong các đô thị của Việt nam. Ở Việt

Nam, Viện kỹ thuật nhiệt đới và Bảo vệ môi trường (Bộ Quốc phòng) đã chế

tạo thành công một số loại cừ bản nhựa (BN03 - BN04 - BN05) bước đầu

cung cấp cho yêu cầu xây dựng có qui mô nhỏ. Tuy nhiên loại cừ này sẽ có

triển vọng lớn khi nền công nghiệp hoá chất phát triển.

Bảng 3.1. Các đặc trưng kỹ thuật một số loại cừ nhựa của hãng North Star

Đặc trưng cơ bản Đơn

vị

Series 9400 Series 3800 Series 3700 Series 2500 Series 1900

Màu sắc Xám Xám Xám Xám Xám

Trọng lượng kg/m 10,94 5,59 5,40 5,00 3,80

Độ dãn dài % 18,00 12,00 12,00 12,00 12,00

Chiều dày nhỏ nhất tmin mm 10,16 6,35 6,35 6,3 5,08

Chiều dày lớn nhất tmax mm 20,32 12,70 12,70 10,16 10,16

Môdun chống uốn cho phép (w) cm3 715,75 181,91 278,53 189,80 147,51

Mô men chống uốn cho phép (M) KN.m 12,77 5,19 5,09 3,49 2,65

3.1.2.4. Tường chắn bằng hàng cọc

Như đã biết, cọc nhồi bê tông cốt thép hoăc cọc nhồi bê tông cốt thép

kết hợp với cọc xi măng đất có thể dùng để làm tường chắn thành hố đào.

a) Tường cọc xi mămg đất

Tường cọc xi măng được dùng trong trường sau:

Thích hợp với hố đào mức an toàn cấp II, III ,

Sức chịu tải của đất nền trong phạm vi thi công cọc xi măng

đất không nên vượt quá 150kPa;

Chiều sâu của hố đào không nên vượt quá 6m .

Cách bố trí cọc như trên hình 3.17.

(a) (b) c) (d)

Hình 3.17.Cách bố trí cọc đất xi măng

quanh hố đào: (a) Dạng khối; b) Dạng lưới; c)

Dạng hàng; d) Dạng đơn

Hình 3.18.Tường chắn bằng

cọc xi măng đất có cốt thép

cho công trình côlectơ ở

Rôma, Italia

94

Thi công và kiểm tra

Khi thi công tường đất xi măng phải áp dụng biện pháp thi công

liên tiếp. Khi trụ trước xi măng chưa ninh kết, tiến hành thi công trụ tiếp

theo. Tại vị trí nối giữa đoạn sau của trụ trước và đoạn đầu của trụ sau phải

áp dụng biện pháp gia cường và xử lý khe rãnh của mối nối.

Trước khi thi công trộn sâu, phải tiến hành thí nghiệm công

nghệ và hàm lượng xi măng, hoặc thí nghiệm cấp phối để xác định tỷ lệ hỗn

hợp tương ứng hoặc tỷ lệ cấp phối nước - xi măng, hàm lượng xi măng trộn

sâu thường chiếm 13%~18% trọng lượng đất gia cố.

Trước khi thi công phun vữa cao áp, nên thí nghiệm phun thử

để xác định đường kính nhỏ nhất của khối gia cố phun xoáy ở các lớp đất

khác nhau và thông số kỹ thuật thi công phun cao áp. Tỷ lệ nước - xi măng

của vữa phun 1.0 ~ 1.5.

Sai số vị trí không quá 50mm, sai số độ thẳng đứng không quá

0.5%.

Nếu dùng cốt thép, phải tiến hành hạ lồng thép kịp thời ngay

sau khi trộn hoặc phun. Diện tích thép, chiều dài chôn và chiều dài chờ của

cốt thép phải xác định theo yêu cầu cấu tạo và tính toán.

Công tác thi công bơm phun cao áp phải tuân theo các thông số

kỹ thuật đã được xác định khi tiến hành thí nghiệm phun thử, chiều rộng mối

nối phải thỏa mãn các quy định sau:

+ Khối gia cố phun xoáy không được nhỏ hơnn 150mm;

+. Khối gia cố phun vẩy không nhỏ hơn 150mm;

+ Khối gia cố phun cố định không được nhỏ hơn 200mm.

Sau khi thi công một tuần cần tiến hành đào kiểm tra hoặc khoan lõi

để kiểm tra chất lượng, nếu không phù hợp với yêu cầu thiết kế phải lấp tức

điều chỉnh công nghệ thi công. Cần lấy mẫu kiểm tra thân tường tại thời

điểm khởi công đào, số lượng trụ khoan không nhỏ hơn 2% tổng số trụ và

không dưới 5 trụ, số lượng mẫu trong một trụ thỏa mãn yêu cầu thí nghiệm.

Trên hình 16 là một ví dụ về công trình colectơ với tường bằng cọc ximăng

đất có cốt thép và nền được gia cường bằng cọc xi măng đất không thép bố

trí kiểu dạng khối.

95

b. Tường cọc nhồi bê tông cốt thép

Thân tường vây bằng cọc khoan nhồi bố trí thành hàng có thể thi công

theo các yêu cầu kỹ thuật trong tiêu chuẩn thi công cọc khoan nhồi thông

thường .

Khi khoan lỗ, để đề phòng làm sụt lở hoặc làm hỏng bê tông của cọc lân

cận, thời gian gián cách để thi công cọc lân cận không được dưới 72 giờ. Trong

thực tế thi công, thường áp dụng biện pháp thi công nhảy cách 2 - 3 cây cọc.

Khi đó, trong mỗi khoảng nhảy cách luôn có 1 cây cọc được thi công xen vào

khi bên trái bên phải đã có cọc. Để có thể xác định vị trí cọc được chính xác,

yêu cầu sai số thi công cho phép của cọc làm tường vây phải nhỏ hơn cọc công

trình bình thường. Sai lệch vị trí của cọc phải khống chế trung bình ~ 30mm.

Sai lệch độ thẳng đứng thân cọc nhỏ hơn 1/200. Biến đổi đường kính thân cọc

phải khống chế trong 5/100. Vì thế, trong vùng đất yếu có mức nước ngầm

cao, khi làm lỗ bằng máy khoan xoay thông thường , ngoài việc phải dùng

dung dịch sét chất lượng cao để giữ thành ra, đường kính cần khoan không đ-

ược nhỏ hơn 89mm, tốt nhất là dùng loại cần khoan 114mm; khi cần có thể cho

thêm phối trọng vào đầu khoan để đảm bảo độ thẳng đứng của lỗ khoan. Ngoài

ra, tốc độ quay của đầu khoan phải khống chế trong phạm vi 40 - 70 vòng/phút,

trong đất bùn, phải nhỏ hơn 40 vòng/ph. Tốc độ tiến vào tầng đất của mũi

khoan phải khống chế trong khoảng 4 5 m/giờ.

b)

a)

Hình 3.19. Trình tự thi công cọc nhồi

bêtông cốt thép của tường chắn

a) Cách thi công cọc nhồi làm tường chắn

(cọc số lẻ làm trước, số chẵn làm sau),

b) Một số cách đặt thép trong cọc nhồi

96

Trên hình 3.19 trình bày các bước thi công tường cọc nhồi bê tông

cốt thép như sau :

Lần đầu làm cọc số lẻ A và lần 2 làm cọc số chẵn B :

(a) Khoan guồng xoắn; (b) Rút khoan và bơm/rót vữa;

(c) Kết thúc bơm vữa ; (d) Đặt đốt cốt thép hoặc thép hình;

(e) Khoan guồng xoắn giữa các cọc đã làm; (f) Rút khoan và bơm vữa;

(g) Kết thúc bơm vữa ; (h) Đặt cốt thép hoặc thép hình

Hãng Bauer (CHLB Đức) có sản xuất loại máy khoan guồng xoắn

gồm 3 - 5 đầu khoan một lúc nên công nghệ tường chắn bằng cọc có ưu thế

hơn so với tường liên tục trong đất.

Việc kiểm tra chất lượng cọc làm tường chắn này cũng giống như đối

với cọc khoan nhồi, chỉ có khác là yêu cầu về sai số kích thước có nghiêm

khắc hơn.

Hình 3.20.Tường cừ bằng cọc nhồi bê tông cốt thép

kết hợp cọc xi măng đất để ngăn nước

Trong một số trường hợp có thể có thể kết hợp cọc xi măng đất để

ngăn nước còn cọc nhồi bê tông cốt thép để chịu lực (xem hình 3.20).

Việc kiểm tra chất lượng cọc nhồi bê tông được tiến hành theo các

quy định sau:

+ Dùng phương pháp biến dạng nhỏ để kiểm tra tính nguyên vẹn của

thân cọc, số lượng kiểm tra không nhỏ 10% tổng số cọc, và không ít hơn 5

cọc;

+Khi phát hiện khuyết tật của thân cọc có khả năng ảnh hưởng đến

khả năng chịu tải ngang của cọc, phải sử dụng phương pháp khoan lấy lõi để

kiểm tra bổ sung, số lượng kiểm tra không nên ít hơn 2% tổng số cọc và tối

thiểu là 3 cọc.

97

3.1.2.5. Tường liên tục trong đất

Tường liên tục trong đất có thể thi công bằng phương pháp đổ bê tông

tại chỗ hoặc lắp những tấm tường bê tông cốt thép đúc sẵn vào hào đào sẵn.

Có 3 giai đoạn cơ bản để thi công tường: làm tường dẫn, đào hào ,lắp

dựng tấm cốt thép và đổ bê tông ( hoặc lắp tấm bê tông cốt thép đúc sẵn )

vào hào.

a) Công nghệ thi công tương theo phương pháp đổ bê tông toàn khối

Công nghệ đổ bê tông tường toàn khối quyết định bởi kết cấu của

tường, kiểu máy đào hào và những điều kiện địa chất công trình của nơi thi

công. Công nghệ thi công tường trong đất theo phương pháp đổ bê tông toàn

khối gồm các công đoạn chính như hình 3.21.

Hình 3.21. Các giai đoạn chính trong thi công tường liên tục trong đất

Làm tường dẫn: độ chính xác (độ rộng, độ phẳng mặt, độ thằng đứng

và cốt cao) cùng cường độ khi làm tường dẫn có ảnh hưởng trực tiếp đến

chất lượng thi công làm hào tường dẫn. Tường dẫn thường làm bằng bê tông

đổ tại chỗ hay bê tông đúc sẵn vv... Cường độ bê tông không nên dưới C20,

độ sâu thường là 1 - 2m, khi gặp phải tầng đất lấp tạp đặc biệt rời rạc dễ sụt

Làm

tường

dẫn

Phân đoạn đào đất

thành

hào

Hút cặn

lắng ở đáy, nạp dịch sét

Lắp cấu kiện chặn 2 đầu

Lắp

khung cốt

thép

Đổ bê tông

qua 2 ống

đổ

Sản xuất dung dịch

sét

Nạp dung dịch sét vào

hào đào

Xử lý để tái dùng dung

dịch sét Thải nước

Lắp thiết bị

98

lở, phải vượt qua tầng này để tới tầng đất sét chặt hơn. Phía lưng của tường

dẫn phải lấp đầy đất sét đầm kỹ không dò nước, không dò vữa. Khi nước

ngầm cao, có thể nâng cao thích đáng độ cao của đầu tường dẫn, đảm bảo

cho mặt của vữa sét cao hơn mực nước ngầm không dưới 1m, để giữ ổn định

của thành hào. Mặt trong của tường dẫn song song với đường trục của tường

ngầm, sai số cho phép so với đường trục thường trong khoảng 10mm. Sau

đó dỡ cốp pha của bê tông tường dẫn phải làm ngay việc chống đỡ ở giữa

hai tường. Trong thời gian dưỡng hộ bê tông các máy nặng không được đi

lại, không được xếp vật nặng ở cạnh tường dẫn, đề phòng tường bị biến

dạng, bị nứt hoặc chuyển vị.

Trình tự làm tường dẫn như sau: 1. Làm mặt đất bằng phẳng 2.

Định vị bằng trắc đạc 3. Đào hào 4. Đặt cốt thép5. Ghép cốp pha6.

Đổ bê tông 7. Tháo cốp pha 8. Chèn đất mép ngoài.

Phân chia hợp lý độ dài của từng đoạn hào: Để giảm bớt đầu nối giữa

các đơn nguyên, nâng cao độ cứng và khả năng chống thấm của tường, nên

độ dài đơn vị đoạn tường phải được tính toán lựa chọn tổng hợp theo các

nhân tố: tình trạng tải trọng tĩnh và tải trọng động trên mặt đất ở gần tường,

kích thước, trọng lượng , độ cứng tổng thể của lồng cốt thép, năng lực của

thiết bị cẩu lắp, khả năng cung ứng và thời gian đổ bê tông, việc bố trí các

mối nối vv.... thường các đoạn tường có độ dài 4 - 6m (hình 3.22).

Hình 3.22.Cách phân chia tường liên

tục thành các đoạn/đơn nguyên để

đào

Hình 3.23.Trình tự thi công một đoạn

tường vây hố đào

Thi công đào hào: dùng dung dịch sét phù hợp với yêu cầu, bảo đảm

ổn định của thành hào. Mật độ dung dịch thường khống chế trong khoảng

1,05 - 1,20 kg/l, trong tầng đất cát đặc biệt dễ sụt lở có thể nâng cao thêm.

Sau khi kết thúc thi công, mật độ dung dịch trong hào khống chế không lớn

99

hơn 1,15 kg/l, còn ở đáy hào không nên lớn hơn 1,2 kg/l, độ nhớt không nên

nhỏ hơn 19 - 25s, lượng mất nước 20 ml/30 phút, pH < 11.

Khi đào phải luôn duy trì mặt dung dịch sét cao hơn miệng hào 0,2 m.

Trình tự đào: đơn nguyên đầu tiên đào 2 mép trước, đào phần giữa sau, đơn

nguyên nằm giữa 2 đơn nguyên đã đổ bê tông thì đào giữa trước, đào 2 mép

sau.Trên hình 3.23 trình bày trình tự thi công một đoạn tường liên tục trong

đất. Sau khi kết thúc việc đào hào, tiến hành dọn hào và thay dung dịch sét.

Cặn lắng dưới đáy hào dày không quá 200mm. Sai số cho phép về độ dài

đoạn hào là 50mm. Sai số cho phép về độ dày là 10mm, sai số cho phép

về chiều sâu là 100mm, sai số cho phép về độ thẳng đứng là 1/150 (cụ

thể hơn sẽ do người thiết kế quyết định).

Đầu nối của tường ngầm liên tục: rất đa dạng, có ống đầu nối, hộp

đầu nối, đầu nối hình nêm, đầu nối kiểu bản phẳng, đầu nối kiểu cài vào

v.v.... Trên hình 3.24 trình bày một số kiểu đầu nối thường dùng và cách thi

công. Điều chủ yếu khi lựa chọn hình thức đầu nối là phải đảm bảo sự liên

kết tin cậy giữa các đoạn tường, không xuyên nước , có thể truyền lực giữa

các đoạn mà không biến dạng, thi công thao tác thuận lợi vv.... Trước khi

đưa cấu kiện tạo đầu nối vào nối, phải dùng bàn chải sắt đánh sạch bùn đất

bám ở thành, hình thức bàn chải sắt và lông bàn chải phù hợp với từng thành

hào và hình dạng của đầu nối. Vật liệu làm đầu nối có thể ống thép, bản thép

hoặc đầu nối mềm (không nhổ ra khi đổ xong bê tông) bằng chất dẻo nằm

trong công trình (chủ yếu để chống thấm).

Hình 3.24 Quá trình thi công mối nối

bằng ống nối đầu a) Đào đoạn móng; b) Lắp ống nối đầu và lồng

cốt thép; c) Đổ bê tông; d) Nhổ ống nối đầu; e)

Hoàn thành một đoạn móng.

1. Tường dẫn; 2. Tường bê tông đã hoàn thành;

3. Đoạn hào đang đào; 4. Đoạn hào chưa đào;

5. ống nối đầu; 6. Lồng cốt thép; 7. Tường bê

tông đang hoàn thành; 8. Lỗ hổng sau khi nhổ

ống nối đầu

100

Chế tạo lồng cốt thép: Phải tính kỹ khả năng có thể xảy ra uốn cong

hoặc biến dạng trong quá trình chất xếp, vận chuyển, lắp đặt. Kích thước

tổng thể phải căn cứ vào kích thước của đoạn hào và khả năng của cần trục,

tốt nhất là có thể làm thành một chỉnh thể. Để tăng thêm độ cứng, mỗi vỉ

lồng cốt thép phải có không dưới 3 thanh cốt xương theo chiều đứng, đường

kính không dưới 16 mm, đường kính cốt chịu lực cắt ở tầng mặt không dưới

20mm. Tại ví trí lắp đặt ống dẫn thì xung quanh phải gia cố bằng cách tăng

thêm cốt đai và cốt liên kết. Độ thẳng đứng của lồng cốt thép trước khi lắp

phải kiểm tra bằng máy (sau khi hạ vào hào thì khó kiểm tra). Do đó, với

loại lồng đòi hỏi phải chia đoạn cho vào hào, có thể làm một số đường thẳng

đứng chính xác ( đường dưỡng ) ở các doạn lồng cốt thép trên và dưới, đồng

thời xác định một mặt phẳng ngang ở trên đỉnh của tường dẫn. Chú ý đặc

biệt các chi tiết thép chờ để liên kết với các cấu kiện bê tông cốt thép sẽ thi

công sau đó. Trước khi đổ bê tông ( sau khi đã lắp xong lồng cốt thép ) phải

đo lại cặn lắng, nếu dày quá qui định phải làm sạch lần nữa ( lần đầu sau khi

đào).

Đổ bê tông: Đổ bê tông tường ngầm liên tục phải dùng hai ống dẫn.

Khoảng cách giữa 2 ống dẫn không nên xa quá, nếu không thì bê tông ở

khoảng giữa sẽ dễ bị cuốn vào bùn hoặc vữa nổi, bê tông chỗ đầu nối có độ

lưu động kém hơn cho nên vị trí lắp đặt ống dẫn sao cho việc điều chỉnh cự

ly giữa chúng dễ dàng và hợp lý và hết sức cố gắng để ống dẫn càng gần chỗ

đầu nối, độ sâu của ống dẫn chôn vào trong bê tông thường là từ 1,5 -6m, cự

ly giữa 2 ống dẫn bằng 2 -3m.

b) Công nghệ thi công tường theo phương pháp đúc sẵn và đúc

sẵn + đổ tại chỗ

Căn cứ vào điều kiện đất nền, trang bị và khả năng kỹ thuật cũng như

một số yêu cầu về môi trường và an toàn cao của công trình ở gần để chọn

công nghệ làm tường trong đất bằng phương pháp đúc sẵn - lắp ghép - toàn

khối hoá (tức vừa có đúc sẵn vừa có đổ bê tông tại chỗ). Có thể kết hợp các

tấm tường với trụ đúc sẵn hoặc trụ đổ tại chỗ để liên kết chúng lại với nhau

tạo thành tường đúc sẵn kiểu sườn.

Công nghệ Panosol (của hãng Soletanche) và công nghệ Prefasil (của

hãng Bachy): lắp các cấu kiện đúc sẵn vào hào có vữa đóng rắn chậm, vữa

101

này sẽ lèn vào các mối nối giữa các cấu kiện và vào các khe hở giữa các cấu

kiện đúc sẵn với thành hào, làm chắc và liên kết các cấu kiện thành tường

liên tục (xem hình 3.25), cường độ vữa tới 5 MPa. Cường độ thiết kế của

vữa ở cuối thời kỳ đóng rắn phải lớn hơn cường độ của đất quanh công trình

(thường từ 0,5 - 1,0 MPa). Có thể tham khảo số liệu sau :

- Đơn 1 : trong 1m3 vữa cần 150 - 450 kg xi măng, 20 (30 kg sét

bentonite với phụ gia điều chỉnh thời gian ninh kết của vữa, độ sệt của vữa

không nhỏ hơn 1,5 - 1,6 g/cm3, có độ sụt cần thiết để dễ dàng chèn đầy vào

các mối nối và khe hở, không co ngót, chống thấm tốt, bền với ăn mòn.

- Đơn 2 : trong 1 m3 vữa cần 270 kg xi măng pudơlan, 0,296 m3 cát,

dung dịch sét có tỷ trọng 1,1 g/cm3 cần 0,46 m3.

Hình 3.25. Sơ đồ thi công tường BTCT đúc sẵn cho công trình ngầm

(a-b) Mối nối ướt (c ) và mối nối Prefasil (d)

1. Máy đào; 2. Hỗn hợp cát; 3. Cần trục bánh hơi; 4. Cần trục bánh xích; 5. Tấm

tường BTCT; 6. Thanh dẫn hướng ; 7. Phần hào giữ bằng dung dịch sét; 8. Máy đào tay

với; 9, Vữa xi măng; 10. Phễu; 11. ống phân phối; 12. Mối nối

Công nghệ thi công Panosol hay công nghệ Prefasil nói trên cần có sự

liên tục, tuân thủ nghiêm ngặt thời gian dừng theo yêu cầu công nghệ, văn

hoá thi công cao... nhằm không để xảy ra giảm chất lượng mối nối.Trên hình

3.26 trình bày loại tường lắp ghép tấm với tấm và giữa tấm với trụ cứng có

xẻ rãnh.

102

Các công nghệ thi công tường trong đất bằng các cấu kiện đúc sẵn có

thể thay đổi một ít để nâng cao chất lượng chịu lực cũng như chống thấm

bằng cách: phần chân công trình ngầm thì dùng tường bê tông đổ tại chỗ còn

phần phía trên thì dùng cấu kiện đúc sẵn lắp ghép hoặc dùng tường 2 lớp:

lớp ngoài thì tường đổ tại chỗ, lớp trong thì lắp ghép bằng tấm đúc sẵn, liên

kết giữa chúng bằng neo hoặc thép chờ.

Hình 3.26.Tường liên tục trong đất được thi công bằng phương pháp lắp

ghép. a )Lắp ghép tấm+tấm; b )Lắp ghép tấm+trụ có rãnh

3.1.2.6 Phương pháp giếng chìm

Như kinh nghiệm xây dựng của thế giới đã chứng tỏ phạm vi áp dụng

phương pháp giếng chìm rất rộng: xây dựng nhà máy bơm, bể chứa nước, bể

lắng có chức năng khác nhau đặt sâu của nhà máy điện nguyên tử, nhà ngầm

của nhà máy tuyển và làm giàu quặng, ga ra ô tô ngầm, tầng hầm của nhà

cao tầng, ga tàu điện ngầm nông v.v...

Thi công công trình ngầm bằng phương pháp giếng chìm phải dựa

trên so sánh kinh tế - kỹ thuật của các phương án xây dựng khác nhau. Ưu

việt chính của phương pháp này so với phương pháp đào hở/mở ở là :

- Không cần chống giữ thành hố đào;

- Giảm tới tối thiểu khối lượng công tác đất;

- Loai trừ tác động động lực lên đất nền móng của những công trình

lân cận;

- Công trình ngầm có thể xây dựng trong những điều kiện địa chất

công trình và địa chất thuỷ văn phức tạp nhất;

103

- Công trình ngầm có thể xây dựng trong vùng chật hẹp kể cả khi cải

tạo những nhà máy đang hoạt động.

Giếng chìm bằng bê tông cốt thép toàn khối hoặc lắp ghép và giếng

chìm hơi ép tuy có sự khác biệt về công nghệ và cấu tạo nhưng có cùng tính

chất cấu trúc được đặc trưng bởi các giai đoạn công nghệ thi công chung

như :

(1) Giai đoạn chuẩn bị;

(2) Thi công công trình trên mặt đất;

(3) Hạ chìm công trình vào đất;

(4) Làm đáy và các kết cấu phụ;

(5) Thi công phần kết cấu phía trên mặt đất và hoàn chỉnh công trình

tiện ích chung của khu vực.

Trình tự công nghệ thi công giếng trên mặt đất và hạ giếng là như sau :

(1) Làm nền tạm;

(2) Thi công phần chân dao và tường của đốt giếng thứ nhất;

(3) Dừng thi công để bê tông cứng chắc (ở tường và ở mối nối);

(4) Hạ đốt giếng đầu đến phần nhô phía trên chân dao;

(5) Dừng hạ để làm bờ giếng giữ dung dịch sét;

(6) Hạ tiếp đốt thứ nhất;

(7) Dừng hạ để làm tường của đốt giếng thứ 2;

(8) Hạ đốt thứ 2 và tiếp tục như thế cho các đốt sau;

(9) Làm đáy và các kết cấu phụ.

3.1.2.7 Phương pháp ngược từ trên xuống (top - down)

Thi công công trình ngầm theo phương pháp từ trên xuống (ngược với

phương pháp truyền thống là từ dưới lên ) thường dùng cho những công

trình mà tường bao quanh là tường trong đất (cọc hàng ken dày hoặc tường

liên tục) thuộc loại kết cấu vĩnh cửu khi thay hệ thanh chống hoặc neo của

phương pháp truyền thống bằng hệ sàn hoặc dầm bê tông cốt thép, có thể có

trụ / cột chống trung gian. Sơ đồ thi công của phương pháp được mô tả trên

hình 3.27 khi dùng sàn thay cho thanh chống ngang và trên hình 3.28 có

dùng cột/ trụ trung gian để đỡ sàn.

104

Thi công trụ chống trung gian: Trụ chống trung gian có thể tỳ lên bản

đáy hoặc lên cọc và mang tải các tầng ngầm hay cả kết cấu trên mặt đất. Vị

trí của trụ theo vị trí của cột thuộc kết cấu công trình hoặc tại các điểm giao

cắt của tường dọc với tường ngang.

+ Khi công trình ngầm đặt trực tiếp lên nền tự nhiên thì trụ trực tiếp

chống lên bản đáy của móng bè hoặc móng hộp.

+ Khi móng đặt trên cọc khoan nhồi thì dùng thép hình chữ H hoặc

thép ống tròn đường kính nhỏ cắm sâu vào đầu cọc nhồi thấp hơn đáy bản

móng độ 1 1,5 m.

+ Khi móng bằng cọc đóng thì nên dùng trực tiếp cọc thép hình chữ H

hoặc cọc ống thép (bịt đáy ) làm trụ chống trung gian (dùng bê tông nở thể

tích đổ vào lòng trụ ống).

Hình 3.27. Trình tự thi công sàn tầng

ngầm theo phương pháp từ trên xuống

(top - down)

Hình 3.28. Trình tự thi công sàn

tầng ngầm có trụ/cột chống trung

gian theo phương pháp từ trên

xuống: 1. Tường liên tục trong đất;

2. Trụ chống trụng gian; 3. Nắp của

tầng ngầm; 4. Đáy của tầng ngầm.

Nên dùng thép bản hàn ngang chân trụ thép và chôn vào bản đáy để

cách nước, kiểm tra lực cắt và chọc thủng ở chân trụ với đáy công trình

ngầm.

105

Đào đất trong phương pháp thi công tử trên xuống: Khi dầm sàn bê

tông đạt cường độ 90% mới được đào;

- Chỗ cao thấp lúc đào cho một tầng không nên vượt quá 1m;

- Quanh trụ chống và gần tường chắn nên đào đều nhau, tránh va đập

vào trụ chống và gây biến hình trụ chống (thường dùng máy nhỏ hoặc đào

thủ công);

- Đào từ giữa ra 4 chung quanh sao cho cân bằng áp lực đất lên tường

chắn;

- Trong thời gian đào thực hiện đầy đủ quan trắc kết cấu ngầm và môi

trường chung quanh, thông tin kịp thời để làm căn cứ điều chỉnh phương

pháp đào, tốc độ và phương hướng đào một cách kịp thời;

- Chú ý điều kiện vệ sinh và an toàn lao động khi đào đất ở phía dưới

các sàn (thông gió, ánh sáng);

- Khi mực nước ngầm cao thì trước khi đào phải hạ thấp mực nước

ngầm trong hố đào.

Thi công dầm/sàn sau tầng ngầm: Thi công kết cấu của công trình

ngầm theo trình tự từ trên xuống là dựa trên sự vững chắc của lớp đất vừa

đào. Phải đáp ứng 2 yêu cầu : một là tìm biện pháp giảm độ lún của các trụ

chống và biến dạng của kết cấu, hai là giải quyết vấn đề liên kết các cấu kiện

phía trên và phía dưới cũng như phương pháp đổ bê tông.

- Dầm bản của các tầng ngầm tạo ngay trên mặt lớp đất vừa đào, dùng

nó làm cốp pha sau khi đã gia cố thích hợp (bê tông lót hay đệm cát đầm

chặt... hoặc dùng bản gỗ/ thép lót mặt hay thành rãnh đào để làm cốp pha

dầm...).

- Đề phòng lún mặt đất hoặc nứt do co ngót của bê tông : trên mặt cốp

pha nên chừa sẵn một số lỗ để sau đó bơm ép vữa vào nhằm khắc phục nứt

và bảo đảm tốt sự liên kết giữa các cấu kiện.

Đường vận chuyển đất và vật liệu: Chừa lỗ (một hay một số lỗ) thông

suốt từ bản đỉnh ở mặt đất tới đáy công trình ngầm để làm đường vận

chuyển đất đào cũng như vật liệu để thi công các phần ngầm ở bên dưới.

Thường lợi dụng buồng cầu thang cho mục đích này. Lỗ chừa này vừa phù

hợp yêu cầu thi công vừa theo yêu cầu chịu lực.

106

Thi công bịt đáy: Đáy công trình sẽ ở vị trí sâu nhất nên khi đào dễ gây

cho chân tường biến dạng lớn, vì vậy cần làm hệ thống chống tạm theo cách sau:

- Ở độ sâu khoảng 20 cm dưới mặt bản đáy, thi công trước hệ chống

chung quanh bằng hệ dầm bê tông cốt thép, khi thi công bản đáy thì hệ dầm

này nằm trong bản đáy;

- Dùng đảo ở giữa công trình ngầm làm chỗ tỳ cho các thanh chống

vươn ra 4 chung quanh, tức trước khi thi công các tấm sàn phải đào đất sâu

quá đáy và làm đảo này.

Trên hình 3.29 là là một cải tiến cách thi công tầng ngầm nhà hát

Winster Gardens (Lon don) với sàn và trụ trung gian đỡ sàn men theo chu vi

được thi công theo phương pháp Top-down còn phần sàn và cột ở giữa thì

thi công theo phương pháp truyền thống là từ dưới đáy móng lên nắp

sàn.Phương pháp vừa nêu có tên là nửa ngược (semi top-down).

Hình 3.29. Trình tự thi công tầng ngầm nhà hát

Winster Gardens Lon Đon theo phương pháp từ trên xuống

Ưu điểm của phương pháp semi Top-down cải thiện đáng kể điều kiện

lao động (ánh sáng và thông gió )vì không phải đào kín dưới nắp /sàn tầng

hầm,tăng năng suất đào đất vì có thể dùng máy móc cơ giới lớn .Vì vậy ở

nước ta nhiều tầng hầm của nhà cao tầng đã thi công theo phưong pháp này.

107

3.1.3 Thi công hố đào

3.1.3.1 Đào đất trong hố đào

§µo ®Êt trong hè mãng th­êng gÆp ph¶i mét sè vÊn ®Ò ®Æc biÖt, nhÊt

lµ víi hè mãng s©u. Nh÷ng vÊn ®Ò nµy nhÊt thiÕt ph¶i ®­îc xö lý tho¶ ®¸ng

míi cã thÓ b¶o ®¶m cho c«ng viÖc ®µo ®Êt ®­îc tiÕn hµnh thuËn lîi. VÊn ®Ò

rÊt th­êng hay gÆp lµ viÖc xö lý n­íc ngÇm vµ viÖc chèng gi÷ hè mãng, hai

vÊn ®Ò nµy cã khi song song tån t¹i, cã khi mét trong hai vÊn ®Ò ®ã l¹i næi

lªn thµnh chñ yÕu. Do ®ã, trong khi ®µo hè mãng, nhÊt thiÕt ph¶i kÕt hîp

chÆt chÏ víi t×nh h×nh ®Þa chÊt thuû v¨n ®Ó lùa chän ph­¬ng ¸n ch¾n gi÷ hè

mãng vµ h¹ mùc n­íc ngÇm tho¶ ®¸ng.

1. Hố đào khi không cần chống giữ. §é dèc thµnh hè ®µo cã ¶nh

h­ëng rÊt lín ®èi víi æn ®Þnh cña thµnh. Trong quy ph¹m thi c«ng nghiÖm

thu ®· quy ®Þnh rÊt râ vÒ ®é dèc thµnh hè sö dông t¹m thêi trong mét thêi

gian t­¬ng ®èi dµi. Th­êng khi ®µo s©u tõ 5m trë l¹i víi lo¹i ®Êt cã ®é Èm tù

nhiªn, cÊu t¹o ®ång ®Òu, ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt thuû v¨n tèt l¹i kh«ng cã n­íc

ngÇm th× ®é dèc cña thµnh cã thÓ chän theo b¶ng 3.2 và 3.3.

B¶ng 3.2 §é dèc lín nhÊt cña thµnh hè đào cã ®é s©u 5m

(kh«ng cã chèng ®ì )

Tªn lo¹i ®Êt

§é dèc thµnh hè

§µo ®Êt b»ng nh©n c«ng

vµ ®æ ®Êt lªn miÖng hè

§µo ®Êt b»ng m¸y

§µo ®Êt ë ®¸y

hè mãng

§µo ®Êt ë trªn bê

m¸ng mãng

§Êt c¸t 1 : 1 1 : 0,75 1 : 1

§Êt bét c¸t 1 : 0,67 1 : 0,50 1 : 0,75

§Êt sÐt bét 1 : 0,50 1 : 0,33; 1 : 0,75

§Êt sÐt 1 : 0,33 1 : 0,25 1 : 0,67

§Êt cã sái, cuéi 1 : 0,67 1 : 0,50 1 : 0,75

Nham than bïn 1 : 0,33 1 : 0,50 1 : 0,67

B¶ng 3.3. M¸i dèc theo chÊt ®Êt

Lo¹i ®Êt §é chÆt hoÆc

tr¹ng th¸i

TrÞ sè dèc cho phÐp (tØ sè cao réng)

Dèc cao < 5m Dèc cao 5-10m

§Êt ®¸ sái ChÆt

ChÆt võa

1 : 0,35 1 : 0,50

1 : 0,50 1 : 0,75

1 : 0,50 1 : 0,75

1 : 0,75 1 : 1,00

108

H¬i chÆt 1 : 0,75 1 : 1,00 1 : 1,00 1 : 1,25

§Êt bét Sr 0,5 1 : 1,00 1 : 1,25 1 : 1,25 1 : 1,50

§Êt sÐt bét R¾n ch¾c

R¾n dÎo

Cã thÓ nÆn

1 : 0,75

1 : 1,00 1 : 1,25

1 : 1,25 1 : 1,50

§Êt sÐt R¾n ch¾c

R¾n dÎo

1 : 0,75 1 : 1,00

1 : 1,00 1 : 1,25

1 : 1,00 1 : 1,25

1 : 1,25 1 : 1,50

§Êt sÐt tµn tÝch

nham hoa c­¬ng

R¾n dÎo

Cã thÓ nÆn

1 : 0,75 1 : 1,10

1 : 0,85 1 : 1,25

§Êt lÊp t¹p PhÕ th¶i x©y dùng chÆt

võa hoÆc chÆt ch¾c

1 : 0,75 1 : 1,00

§Êt c¸t 1 : 1,00 (hoÆc gãc nghØ tù

nhiªn)

Ghi chó: Sr - ®é b·o hoµ cña ®Êt.

2. Hố đào có chống đỡ. Sơ đồ thi công và máy đào đất khuyến nghị

được nêu ở bảng 3.4. Khi đào hố móng cần lưu ý một số việc sau:

- Việc đào hố móng phải được tính toán tổng hợp với việc chống đỡ

(hoặc neo giữ) tường chắn đất. Ví dụ, tầng đào đất thứ nhất phải đào sâu

xuống tới mức sâu hơn tầng thanh chống hoặc thanh neo thứ nhất một

khoảng nhất định (do thiết kế kết cấu chắn giữ xác định) thì phải ngừng đào

đất để chờ cho tầng thanh chống hoặc thanh neo thứ nhất thi công xong rồi

mới đào tiếp tầng đất thứ hai.

- Trong khi đào đất thì chỗ đống đất được đào vất lên phải tính đến

việc ổn đinh của thành hố móng.

- Khi đào hố móng tương đối sâu, đất có thể chuyển theo phân tầng

bằng xe hoặc bằng tay, máy đào đất và xe chuyển đất phải cố gắng vào hẳn

trong hố móng, phải có quy hoạch cho đường dốc để ô tô vận chuyển đất ra

vào và cuối cùng là việc chuyển đất của bản thân đường dốc, cố gắng không

phải dùng đường cầu tạm, vì chi phí cao.

- Nếu gần kề có móng của công trình khác thì khi đào hố móng phải

giữ một cự li nhất định.

- Khi thi công trong mùa mưa phải kiểm tra hệ thống thoát nước ở

hiện trường, bảo đảm thoát nước tốt và bảo đảm ổn định thành hố móng.

109

Bảng 3.4. Sơ đồ kiến nghị thi công đào đất trong hố đào

S¬ ®å thi c«ng Nhãm

®Êt

KÝch th­íc c«ng tr×nh,

m Lo¹i m¸y

nªn dïng MÆt b»ng §é s©u

I-II 18 15 M¸y ®µo ngo¹m dung tÝch

gÇu 1,0 - 1,5m3

I-III 12 15 Nh­ trªn

I-III 12 - 30 15 Nh­ trªn, thªm m¸y xóc

I-IV 12 - 30 30

M¸y ®µo thuû lùc dung tÝch

gµu 0,15 - 0,65m3 vµ cÇn

cÈu b¸nh xÝch trªn m¸y

®µo

I - II 30 12 M¸y xóc vµ m¸y ®µo g¹t

I - IV 50 12 M¸y ®µo cã dung tÝch gµu

0,5 - 0,25 m3

I - IV 20 50

M¸y xãi n­íc, m¸y hót

b¬m bïn, cÇn trôc cã søc

n©ng 50 kN

I - II 10 - 20 15 M¸y xãi n­íc, M¸y n©ng

thuû lùc

110

3.1.3.2 Vận chuyển đất ra khỏi hố đào

Việc đưa đất ra khỏi hố đào bằng cơ giới phụ thuộc vào kích thước hố

đào và nhóm đất (phân loại theo thi công đào) như trình bày, về nguyên tắc ,

trong bảng3. 4. Cần chú ý rằng khi đào gần tường chắn hay trụ chống trung

gian phải dùng máy nhỏ, thậm chí dùng thủ công để đào nhằm tránh làm

hỏng kết cấu chấn giữ.

3.1.3.3 Một số giải pháp thi công hỗ trợ

Khi gÆp nh÷ng ®iÒu kiÖn ®Þa chÊt c«ng tr×nh vµ ®Þa chÊt thuû v¨n bÊt

lîi hoÆc ®iÒu kiÖn x©y dùng ë hiÖn tr­êng lµ phøc t¹p, nhất là trong điều kiện

chật hẹp của đô thị, v.v..., kh«ng thÓ chØ cã vÊn ®Ò t­êng ch¾n vµ hÖ chèng

gi÷ gi¶i quyÕt ®­îc vÊn ®Ò mà ph¶i dïng mét sè biÖn ph¸p bæ trî kh¸c nhau

kÕt hîp l¹i ®Ó xö lÝ nh»m ®¶m b¶o sao cho c¸c chuyÓn vÞ cña ®Êt theo

ph­¬ng th¼ng ®øng, n»m ngang ë quanh hè mãng vµ d­íi ®¸y hè ®µo lµ nhá

nhÊt theo c¸c h¹n chÕ về biÕn d¹ng ®· cho nhằm đảm bảo an toàn cho công

trình lân cận.. C¸c biÖn ph¸p ®ã thường lµ:

a) Sö dông c¸c t­êng ch¾n ®Ó chèng ®ì ®Êt c¶ trong dµi h¹n vµ ng¾n h¹n;

b) Sö dông c¸c tÊm hay t­êng cã ®é cøng chèng uèn lín;

c) Tr¸nh lµm mÊt ®Êt bëi c¸c rung ®éng hay c¸c nguyªn nh©n kh¸c;

d) §¶m b¶o ®é ch«n s©u cña t­êng trong líp ®Êt tèt;

e) §¶m b¶o t­êng cã chèng ®ì t¹i c¸c t©m th¼ng ®øng vµ gi¶m c¸c t©m nµy

theo ®é s©u;

f) ThiÕt lËp sù chèng ®ì thÊp nhÊt gÇn cèt ®¸y hè mãng;

g) T¹o ®é cøng chèng nÐn trong c¸c thanh chèng;

h) Gi¶ t¶i tr­íc trong thanh chèng hoÆc kÐo tr­íc c¸c thanh neo;

i) Tr¸nh chËm trÔ trong viÖc l¾p ®Æt c¸c thanh chèng ngang vµ däc, tr¸nh

®Ó hë c¸c khèi panel t­êng ch¾n trong mét thêi gian dµi vµ tr¸nh chËm tiÕn

hµnh c¸c c«ng viÖc l¾p ®Æt thanh chèng hay neo t¹i c¸c cèt chèng ®ì cña hè

®µo;

j) Tr¸nh lµm mÊt ®Êt do ®µo lÑm hoÆc mÊt c¸c h¹t ®Êt mÞn trong qu¸ tr×nh

b¬m hót n­íc;

111

k) Tr¸nh bÞ xãi lë khi tho¸t n­íc ë ngoµi tÇng hÇm;

l) Trong ®Êt yÕu, viÖc gia cè ®Êt n»m d­íi ®¸y hè mãng ph¶i ®¶m b¶o sao

cho søc kh¸ng bÞ ®éng trong t­êng ch¾n c©n b»ng víi c­êng ®é vµ ®é cøng

cao cña ®Êt (viÖc gia cè nµy cã thÓ tiÕn hµnh b»ng c¸ch b¬m phôt tõng vïng,

®Çm rung hay thay thÕ rung).

a) Gi¶i ph¸p kÜ thuËt ®èi víi hè ®µo. Hè ®µo bÞ chuyÓn vÞ lín do kÕt

cÊu ch¾n gi÷ bÞ biÕn d¹ng nhiÒu hoÆc do ®¸y hè mãng mÊt æn ®Þnh sÏ g©y

cho ®Êt quanh mãng cã chuyÓn vÞ ngang lín vµ cã thÓ lµm cho c«ng tr×nh ë

gÇn bÞ sôp ®æ. §èi víi ®¸y hè ®µo: ®Ó phßng ngõa hè mãng bÞ ®Èy tråi, nhÊt

lµ trong ®Êt yÕu, ngoµi viÖc ph¶i kiÓm to¸n ®Çy ®ñ víi hÖ sè an toµn thÝch

®¸ng nh­ ®· tr×nh bµy ë phÇn thiÕt kÕ, cßn cÇn cã nh÷ng gi¶i ph¸p kÜ thuËt bæ

sung nÕu xÐt thÊy hÖ sè an toµn kh«ng ®ñ hoÆc kh«ng kinh tÕ nÕu kÐo dµi

t­êng ch¾n vµo ®Êt qu¸ s©u.

Dùng cọc xi măng đất hoặc cọc bơm ép vữa

Trong những trường hợp đó, người ta thường dïng cäc xim¨ng ®Êt phun Ðp

hoÆc trén s©u, nh­ c«ng nghÖ cña h·ng Hercules (Thuþ §iÓn) ®ang thùc hiÖn

nhiÒu c«ng tr×nh ë ViÖt Nam, ®Ó gi¶m ¸p lùc ®Êt chñ ®éng, t¨ng ¸p lùc ®Êt bÞ

®éng lªn t­êng cõ khi hè mãng s©u (h×nh 3.20.a) hoÆc gia cè toµn bé chu vi

hè mãng n«ng (h×nh 3.20.b).

H×nh 3.20 . Cäc xim¨ng ®Êt ®Ó c¶i thiÖn ®Êt quanh hè mãng a) Gi¶m ¸p lùc ®Êt chñ ®éng vµ t¨ng ¸p lùc ®Êt bÞ ®éng lªn t­êng ch¾n

®èi víi hè mãng s©u; b) Gia cè thµnh vµ ®¸y hè mãng n«ng.

Ngoµi ra, mét nguyªn nh©n mÊt æn ®Þnh cña hè ®µo th­êng x¶y ra lµ

¸p lùc n­íc ngÇm cao h¬n ®¸y hè mãng vµ có lớp ®Êt c¸t mịn nằm quanh

tường chắn. Cäc xim¨ng ®Êt trén s©u cã t¸c dông gi¶m hoÆc ng¨n ngõa sù

112

mÊt æn ®Þnh ë ®¸y (vµ c¶ ë thµnh hè) do n­íc ¸p lùc g©y ra sù phun trµo ®Êt

vµo hè mãng (hình 3. 31).

H×nh 3.31. Ng¨n ngõa n­íc phun

trµo b»ng cäc ximăng đất

a) Tr­íc khi c¶i thiÖn ®Êt;

b) Sau khi c¶i thiÖn ®Êt b»ng

cäc xim¨ng ®Êt

HÖ thèng c«ng nghÖ ®Ó lµm cäc trén cã thÓ kh«ng dïng ¸p lùc khÝ nÐn

®Ó b¬m dung dÞch vµ cã lo¹i dïng khÝ nÐn ®Ó b¬m xim¨ng vµo ®Êt (ph­¬ng

ph¸p kh«). Tuú theo ¸p lùc b¬m mµ ®­êng kÝnh cäc b¬m sÏ thay ®æi tõ 60cm

®Õn 180cm vµ tuú theo tØ lÖ n­íc/xim¨ng mµ c­êng ®é nÐn 1 trôc qu cña ®Êt

sau khi gia cè tõ 3 kg/cm2 ®Õn 10 kg/cm2 ë 14 ngµy tuæi.

b) Gi¶i ph¸p ®èi víi c«ng tr×nh l©n cËn. Khi nh÷ng gi¶i ph¸p tÝnh to¸n

vµ gia cè b¶n th©n hè ®µo kh«ng ®ñ ®Ó gi¶m nh÷ng chuyÓn vÞ cã thÓ cña

c«ng tr×nh l©n cËn th× cÇn ph¶i xem xÐt viÖc xö lÝ nÒn mãng cña nh÷ng c«ng

tr×nh Êy vµ th­êng dïng mét sè biÖn ph¸p gia c­êng nh­ lµ:

- Khi vËt liÖu mãng bÞ ph¸ ho¹i kh«ng lín vµ t¶i träng lªn mãng t¨ng

kh«ng nhiÒu th× th­êng dïng ph­¬ng ph¸p b¬m v÷a xi m¨ng để gia cường

kết cấu móng.

- Gia c­êng th©n mãng hîp lÝ nhÊt lµ nªn ®µo tõng ®o¹n dµi 2 - 2,5m.

Cã thÓ gi¶m ¸p lùc b¬m nÕu trong vßng 10 - 15 phót vËt liÖu mãng kh«ng

hÊp phô hÕt v÷a b¬m. §é sÖt cña v÷a xi m¨ng tÝnh theo tØ lÖ n­íc/xi m¨ng

kho¶ng 2:1 - 0,6:1 ë m¸c xi m¨ng 300. L­îng v÷a b¬m gia c­êng thÓ tÝch

mãng bÞ yÕu lÊy kho¶ng 25% thÓ tÝch mãng. Hîp lÝ nhÊt khi gia cè mãng cò

b»ng b¬m v÷a Polizosianit silicat v× nã thÊm tèt h¬n vµ æn ®Þnh h¬n v÷a xi

m¨ng.

113

H×nh 3.32. Dïng cäc rÔ

c©y ®Ó gia c­êng mãng nhµ

gÇn ®­êng tµu ®iÖn ngÇm

thi c«ng b»ng ph­¬ng ph¸p

®µo më ë Italia

H×nh 3.33. Gia c­êng c«ng tr×nh hiÖn h÷u

b»ng cäc khoan nhåi vµ t­êng trong ®Êt

b»ng cäc rÔ c©y khi x©y dùng ®­êng

v­ît ngÇm ë CHLB §øc

I. Giai ®o¹n thi c«ng thø nhÊt (®­êng nÐt ®øt lµ

®­êng v­ît ngÇm ®­îc thiÕt kÕ); II. KÕt thóc thi

c«ng; 1. Cäc khoan nhåi dïng ®Ó ®ì dÇm cét nhµ l©n

cËn; 2. Cét cña c«ng tr×nh ®ang sö dông; 3. HÇm

ngang t¹m ®Ó thi c«ng cäc rÔ c©y; 4. T­êng trong ®Êt

b»ng cäc rÔ c©y; 5. DÇm BTCT chÞu lùc ë d­íi mãng

cét cña c«ng tr×nh cÇn gia cè; 6. HÇm ngang trë

thµnh phÇn ®Çu cña t­êng trong ®Êt b»ng cäc rÔ

c©y; 7. Neo ®Êt

- Lµm c¸c tÊm èp cã hoÆc kh«ng më réng ®¸y mãng. Cã thÓ dïng tÊm èp

mét bªn hoÆc 2 bªn b»ng bª t«ng hoÆc bª t«ng cèt thÐp ghÐp vµo mãng cò. NÕu

b»ng bª t«ng th× dµy 20 - 30cm, cßn nÕu b»ng bª t«ng cèt thÐp th× dµy kh«ng

nhá h¬n 15cm. Sau khi ®Æt xong c¸c tÊm èp cã thÓ ph¶i b¬m v÷a xi m¨ng hoÆc

v÷a tæng hîp vµo c¸c khe gi÷a mãng cò - míi.

- Liªn kÕt tÊm èp vµo th©n mãng cò b»ng neo thÐp 20 c¸ch nhau

kho¶ng 1 - 1,5m. TÊm èp bª t«ng cèt thÐp th­êng dïng thÐp l­íi 15 15cm cã

8 - 12 ë phÇn d­íi vµ 10 10cm ë phÇn trªn. Cét s­ên tÊm èp cã thÓ lµm

b»ng thÐp c¸n (thÐp b¶n, thÐp gãc,...).

- Mét trong nh÷ng nhiÖm vô chÝnh khi gia c­êng b»ng tÊm èp lµ ®¶m

b¶o dÝnh kÕt bÒn v÷ng gi÷a bª t«ng míi vµ bÒ mÆt mãng cò. Muèn thÓ ph¶i

114

lµm s¹ch bÒ mÆt th©n mãng cÇn gia c­êng kh«ng chØ lµ bôi, ®Êt, mì vµ c¸c

chÊt ho¸ häc kh¸c mµ nh÷ng chç h­ háng do bª t«ng cò chÊt l­îng thÊp hoÆc

v÷a x©y kÐm. Dïng n­íc ¸p lùc cao hoÆc hçn hîp n­íc víi khÝ nÐn, röa b»ng

c¸c chÊt ho¸ häc (axÝt clohydric), dßng khÝ kh« hoÆc Èm, xö lÝ c¬ häc bÒ mÆt

®Ó t¹o ®é nh¸m.

- §én, ®Öm c¸c cÊu kiÖn chÞu lùc d­íi mãng c«ng tr×nh hiÖn h÷u, nh­:

b¶n, trô, t­êng, v.v.. khi cÇn n©ng cao søc chÞu t¶i cña nÒn hoÆc ®­a mãng

s©u h¬n.

- Thay móng cũ b»ng mãng míi, chñ yÕu lµ dïng cäc Ðp, cäc khoan

nhåi, khoan b¬m, khoan vÝt, v.v... ph­¬ng ph¸p nµy ®­îc sö dông khi t¶i

träng t¨ng lªn mãng lµ ®¸ng kÓ vµ líp ®Êt chÞu lùc ë kh¸ s©u (h×nh 3.32 vµ

3.33).

- ChuyÓn ®æi mãng trô thµnh mãng b¨ng hoÆc bÌ Ph­¬ng ph¸p nµy

th­êng dïng khi mãng cò ®· cã ®é lón lÖch lín do nÒn ®Êt kh«ng ®ång nhÊt,

do sù kh¸c nhau nhiÒu vÒ t¶i träng trªn mãng, do nÒn bÞ ­ít nh·o côc bé .

- Khi cÇn ®Æt mãng c¶i t¹o s©u h¬n th× dïng ph­¬ng ph¸p g¸nh ®Ó

truyÒn t¶i träng cña t­êng lªn c¸c g¸nh t¹m thêi sau đó dùng các loại móng

khác thay thế (kể cả móng cọc).

- Mét sè ph­¬ng ph¸p gia cè kÕt cÊu bªn trªn móng th­êng dïng:

- Gia c­êng nhµ cò b»ng thÐp kÐo c¨ng tạo thành đai däc hoặc

quanh nhµ;

- Chèng ®ì t¹m bé phËn c«ng tr×nh, nhµ ë gÇn hè ®µo;

- BÞt c¸c lç cöa cña t­êng ë gÇn hè ®µo b»ng c¸ch x©y chÌn

g¹ch.

Có thể tổng hợp các giải pháp vừa nêu bằng hình 3.34

115

Hình 3.34. Một số giải pháp bảo vệ công trình lân cận hố đào

3.2 Thi công công trình ngầm theo phương pháp đào kín

3.2.1 Khái quát

Trước khi thi công, cần phân tích kỹ lưỡng những phương pháp xây

dựng phù hợp, máy móc và thiết bị xây dựng, lập một kế họach thi công an

toàn, kinh tế có cân nhắc kỹ lưỡng tới quy mô của dự án, giai đoạn xây

dựng, các điều kiện địa kỹ thuật và điều kiện địa điểm.

Công tác khảo sát và theo dõi quan trắc được tiến hành định kỳ để bảo

đảm thi công đúng cách có chú ý đến những thay đổi về các điều kiện, trạng

thái của đất đá và môi trường xung quanh. Nếu trong khi thi công điều kiện

công trường cho thấy rằng phương pháp thi công ban đầu không phù hợp thì

cần phải đưa ra những bước đi hợp lý và thay đổi phương pháp thi công

càng sớm càng tốt.

Cần bảo đảm an toàn và chăm sóc sức khỏe của người lao động toàn

diện trong khi thi công phù hợp với luật pháp và các quy định nhằm tránh

xảy ra tai nạn. Nơi làm việc và lối đi bộ phải được chiếu sáng phù hợp và

đầy đủ nhằm bảo đảm môi trường làm việc an toàn. Nhằm bảo đảm môi

trường làm việc an toàn và vệ sinh, trong đường hầm phải thông gió đầy đủ

để cho khói mìn, bụi và khí thải của máy diesel có thể thoát ra ngoài. Phải

cẩn thận đối với các khí thoát ra từ đất đá và không khí thiếu ô-xi. Thực hiện

116

thông gió và các biện pháp phù hợp khác nếu cần. Các lối đi bộ để công

nhân đi lại an toàn được dành riêng trong hầm. Phải kiểm tra đất đá, các hệ

thống chống đỡ, môi trường làm việc, máy móc và thiết bị để đề phòng tai

nạn trong khi xây dựng. Đề phòng các rối loạn về sức khỏe và chăm sóc sức

khỏe cho công nhân được duy trì trong khi xây dựng.

Nhằm đề phòng hỏa họan phải theo dõi cẩn thận nguồn phát hỏa và

các chất dễ cháy và có các biện pháp đề phòng như có sẵn các bình cứu hỏa.

Nhằm đề phòng nổ do khí phải có những biện pháp phù hợp để phát hiện cẩn

thận loại khí đó, làm loãng hoặc cho khí thoát ra ngoài nếu cần.

Trường hợp sắp xảy ra nguy hiểm, phải nhanh chóng sơ tán công nhân

đến một nơi an toàn. Để giữ vững liên lạc và báo cáo, sơ tán công nhân

nhanh chóng và an toàn trong trường hợp khẩn cấp, phải thiết lập một hệ

thống giải quyết tình huống dự kiến với các phương tiện, thiết bị và dụng cụ

cần thiết.

3.2.2 Công tác khảo sát

Công tác khảo sát trong quá trình thi công là rất cần thiết, nó được

thực hiện nghiêm túc để đáp ứng độ chính xác yêu cầu của mục đích khảo

sát. Các phương pháp tiêu chuẩn để khảo sát đường hầm giới thiệu trong

bảng 3.5.

Bảng 3.5. Phân loại công việc khảo sát

Phân loại Thời gian khảo sát Mục đích khảo sát Nội dung Kết quả

Khảo sát

những điểm

bên ngoài

đường hầm

Sau khi thiết kế

xong và trước khi

xây dựng

Thiết lập các điểm kiểm

soát để khảo sát việc

khai đào đường hầm

Khảo sát tam giác,

tuyến ngang, cao

trình, GPS*

Thiết lập các điểm

kiểm soát và cọc

tiêu hướng cho

đường trục hầm

Khảo sát chi

tiết

Sau khi thiết lập các

điểm kiểm soát bên

ngoài và trước khi

xây dựng

Lập mặt bằng địa hình của

cửa hầm và mặt bằng

đường hầm giả thuyết

Toàn đạc, cao trình,

khảo sát tuyến ngang

Khảo sát

đường hầm

Trong khi xây dựng Thiết lập đường trục hầm

và các cao trình trong

đường hầm, kiểm tra sự

khai đào, hệ thống chống

đỡ và hình dạng, ván trượt,

ván khuôn

Tuyến ngang, cao

trình khảo sát con

quay, khảo sát bằng

tia laser

Thiết lập các điểm

kiểm soát trong

đường hầm và đánh

dấu

Khảo sát

đường lò

Sau khi hoàn thành

đường lò công tác

Đường trục và cao trình

chuyển từ đường lò công

Giống như trên hoặc

phương pháp khảo

Thiết lập điểm kiểm

soát trong đường hầm

117

công tác tác sát đặc biệt

3.2.3 Công tác khai đào

Trên cơ sở của kích thước, hình dạng mặt cắt ngang của đường hầm,

giai đoạn xây dựng, điều kiện địa kỹ thuật, điều kiện địa điểm, v..v.., trước

khi khai đào người ta chọn phương pháp đào đường hầm hợp lý. Các

phương pháp khai đào gương hầm có thể là phương pháp toàn gương,

phương pháp đào bậc cấp, phương pháp lò đuổi, v..v... Phương pháp đào

hầm nghĩa là cách khai đào như khoan và nổ mìn, khai đào bằng máy, khai

đào thủ công. Cần phải có sự xem xét đặc biệt đối với các mặt cắt khai đào

quá lớn hoặc quá nhỏ. Phương pháp được chọn cần sao cho đất đá không bị

xáo trộn, bảo đảm có khả năng chống đỡ ở mức tối đa và mặt cắt của gương

càng lớn càng tốt. Phân loại tiêu chuẩn những phương pháp khai đào được

nêu ở các bảng 3.6 và 3.7.

Trong quá trình thi công, sự ổn định của gương từ khi mở gương cho

đến khi lắp đặt các hệ thống chống đỡ tạm thời sau khi khai đào là điều tiên

quyết. Nếu gương hầm không thể đứng vững cho đến khi hoàn thành sự lắp

đặt hệ thống chống đỡ thì cần phải có những biện pháp ổn định gương, như:

rút ngắn chu trình vòng đào, cắt thành vòng giữ lại lõi, tạo mặt cắt kín cho

gương tạm thời và thay đổi hộ chiếu chống hầm (như tăng thêm neo đá, tăng

bê tông phun và neo vượt trước, neo gương hầm…). Những thay đổi này

được xem là một phần của công việc quản lý thi công thường lệ dựa vào kết

quả đo đạc và quan trắc.

Phương án khoan nổ được lựa chọn phù hợp với điều kiện đất đá, hình

dạng và kích thước của mặt cắt ngang đường hầm, phương pháp khai đào,

một vòng đào, v..v.., phải chuẩn bị để giảm đến tối thiểu vùng đất đá bị xáo

trộn. Bảng 3.8 giới thiệu mối quan hệ giữa điều kiện khoan nổ và kết quả

công tác khoan nổ. Cần xây dựng được một kế hoạch khoan nổ mìn tổng

hợp có chú ý đến hiệu quả trong tính liên tục của các công đoạn từ khoan

nạp thuốc nổ, nổ mìn đến thông gió, bốc xúc vận tải đất dá khỏi hầm.

118

Bảng 3.6. Phân loại và đặc điểm của phương pháp khai đào tiêu chuẩn

119

1. Công tác khoan

Công tác khoan nhằm tạo được các lỗ mìn theo hộ chiếu khoan được

thiết lập chủ yếu dựa trên mục đích đào gương hầm và tính chất cơ lý, sự nứt

nẻ của đá. Để tạo được một một môi trường an toàn, phải kiểm tra gương

hầm, dọn đá vỡ rời, thu nhặt mìn không nổ trước khi khoan. Vị trí, hướng,

chiều dài khoan trong hộ chiếu khoan phụ thuộc chủ yeus vào điều kiện đất

đá. Các lỗ khoan trên gương hầm được bố trí sao cho không chùng với

những lỗ khoan đã có. Trong khi khoan phải chú ý đến dòng nước chảy vào

bất thường, rò rỉ khí, những thay đổi về điều kiện đất đá, v..v..

120

Bảng 3.7. Đặc điểm của những phương pháp khai đào khác

121

Bảng 3.8. Mối liên hệ giữa các yếu tố khoan nổ và kết quả khoan nổ

Kết quả khoan nổ

Các yếu tố khoan nổ

Kích thước

đá vỡ

Tích tụ

đá vỡ

Khối lượng

đào quá

Thể tích

khói mìn

Đất đá

bị tơi,

biến

dạng

Tính bằng

phẳng của

gương

khai đào

Chấn động

do nổ mìn

Một vòng đào

Phương pháp cắt ở tâm

Sơ đồ bố trí lỗ khoan

Loại chất nổ

Khối lượng chất nổ

Khoảng cách khoan,

khối lượng nạp

Lệnh nổ mìn

Ghi chú: Trong bảng này chỉ giới thiệu nhưng mối quan hệ tương đối chặt chẽ giữa các

yếu tố nổ mìn và kết quả nổ mìn.

Các máy khoan được lựa chọn dựa vào đặc tính thạch học của đá, kích thước

và hình dạng mặt cắt ngang của đường hầm, chiều dài đường hầm, phương

pháp khai đào, kế hoạch nổ mìn, phương pháp bốc xúc, phương pháp lắp đặt

neo đá, giai đoạn thi công, v..v... Thêm nữa, phải chọn cần khoan và mũi

khoan phù hợp với máy khoan, đặc điểm thạch học của đá, v..v...

2. Công tác nạp thuốc nổ

Trước khi nạp thuốc nổ, cần kiểm tra kỹ lưỡng hiện trạng của lỗ

khoan và gương công tác. Phải kiểm tra chi tiết đến dòng điện lạc hoặc rò,

tĩnh điện, sấm chớp, v..v.. khi dùng kíp nổ điện. Cần thực hiện an toàn việc

nạp thuốc nổ vào lỗ khoan phù hợp với kế hoạch nổ mìn. Phải chọn loại

thuốc nổ phù hợp với điều kiện công tác của gương hầm cũng như các dụng

cụ và vật liệu dùng vào việc đó.

3. Công tác nổ mìn

Công tác nổ mìn được thực hiện an toàn và chính xác theo sự bố trí

của người chỉ huy. Không một ai được vào gương công tác trong khoảng

thời gian quy định. Sau khi nổ mìn phải kiểm tra gương hầm và xung quanh

để khẳng định có hay không có lỗ mìn chưa nổ hoặc chất nổ còn sót. Nếu có

thì phải áp dụng những biện pháp xử lý cần thiết.

4. Công tác thông gió

122

Sau khi nổ mìn, công tác thông gió phải đẩy đi các chất độc hại chứa

trong không khí ở trong hầm do nổ mìn gây ra.

3.2.3.2 Đào bằng cơ giới

1. Khái quát

Khi sử dụng phương pháp đào bằng cơ giới, máy đào được lựa chọn

phù hợp với điều kiện đất đá, điều kiện địa điểm, điều kiện môi trường, kích

thước và hình dạng mặt cắt ngang đường hầm, chiều dài đường hầm, một

vòng đào và giai đoạn thi công.

So với phương pháp khoan nổ, đào bằng cơ giới làm cho đất đá xung

quanh ít bị xáo trộn và có thể đạt được vận tốc đào cao ở nơi máy đào phù

hợp với điều kiện đất đá. Hơn nữa, khai đào bằng cơ giới gây tiếng ồn và

chấn động tương đối thấp nên thường được dùng để đào đường hầm ở đô thị,

nơi không được phép áp dụng phương pháp khoan nổ vì những lý do về môi

trường và an toàn.

Có hai cách khai đào cơ giới: phương pháp cắt gương từng phần dùng

máy đào có tay với, máy gàu ngược, máy búa đập đá lớn, máy khoan đá,

v..v.. và phương pháp sử dụng máy khoan đường hầm.

Sơ bộ về quy trình đào hầm theo phương pháp cơ giới:

- Thi công giếng có kích thước đủ lớn để hạ và lắp đặt máy (ở đồng

bằng), mở cửa hầm (ở vùng núi)

- Đào/cắt đất đá (kể cả chống đỡ và giữ ổn định cho gương).

- Bốc xúc và vận chuyển đất đá.

- Lắp dựng vỏ chống.

- Hoàn thiện vỏ chống.

2. Máy đào có tay với

Máy đào có tay với có một tay quay ở cuối tay với, đào một phần của

gương khi tay với di chuyển. Có thể dùng máy này để đào đường hầm có

mặt cắt tùy ý tuy rằng vận tốc đào không lớn. Hơn nữa, những máy này phù

hợp với đường hầm có gương lớn vì vòm trần của gương hầm được đào theo

từng phần phù hợp với điều kiện đất đá và thiết bị. Máy đào có tay với phù

hợp chủ yếu với đá cứng vừa hoặc đất đá không bền vững, vì vậy điều quan

trọng là phải đào đường hầm theo biên pháp đã quy định, đặc biệt chú ý đến

sự ổn định của gương công tác. Khi sử dụng máy đào có tay với trong đất đá

123

có dòng nước chảy vào hầm, tùy theo điều kiện đất đá mà bề mặt đất trở nên

lầy lội, bùn hóa, giảm khả năng di chuyển. Trong những trường hợp như vậy

không những việc bốc xúc đất đá khó khăn hơn mà đường hầm còn chịu ảnh

hưởng bất lợi về cấu trúc địa chất. Vì vậy, cần có các giải pháp thoát nước

để tránh hình thành các vũng nước tại gương, bên cạnh đó cần phải có những

biện pháp đối phó với sự lầy lội như đặt tấm bê tông hoặc trải vật liệu lót

đường. Trong trường hợp đất đá khô thì lại cần có biện pháp chống bụi.

Gàu ngược chủ yếu dùng để đào đường hầm trong đất.

Máy búa đập đá lớn và máy khoan đá có thể sử dụng với đất đá cứng

vừa khi vì những lý do môi trường. phải xem xét đến tiếng ồn, chấn động,

v..v..

3. Đào hầm bằng khiên đào (Shield method -SM)

Khiên đào (lá chắn) là máy liên hợp được trang bị các hệ thống cơ

giới để đào, bốc dỡ đất đá, lắp ghép vỏ hầm đồng thời là khung chống tạm

vững chắc dưới sự bảo vệ của nó tiến hành tất cả các công việc chính.

Điều kiện áp dụng: Phương pháp khiên đào áp dụng trong những điều

kiện địa chất và địa chất thuỷ văn phức tạp nhất, đất đá mềm yếu, không ổn

định, chiều dài công trình lớn, tiết diện ngang không đổi. Hoặc tại những vị

trí không thể thi công bằng phương pháp hở khi đi qua khu di tích, khu dân

cư trong đô thị và khu công nghiệp,... Lá chắn có thể được phân loại như sau

- Theo hình dáng: tròn, elíp, ống nhòm (double shield)...

- Theo diện tích mặt cắt ngang:

- Nhỏ S < 16m2.

- Trung bình S = 16-30m2

- Lớn S > 30m2

- Theo mức độ cơ giới hoá: cơ giới, bán cơ giới.

- Theo phương pháp chống đỡ (hình 3.35): Khiên cân bằng áp lực đất

(Earth pressure balance - EPB), khiên chống đỡ bằng chất lỏng ( Slury shield

–SS), khiên chống đỡ bằng khí nén (Compressed air shield)

124

Hình 3.35. Các loại chống đỡ trong phương pháp khiên đào cơ giới

Mặc dù khiên (lá chắn) có nhiều loại nhưng chúng đều có cấu tạo cơ

bản như hình 3.36 và 3.37.

Sơ đồ nguyên lí công nghệ tổng quát: Các phương pháp thi công hầm

bằng khiên đào phụ thuộc vào các yếu tố cơ bản là địa chất, địa chất thuỷ

văn của tuyến. Các công việc cần được tổ chức như sau:

- Công tác đào phải được thực hiện trong điều kiện an toàn tuyệt đối.

- Chất lượng, vận tốc, mức độ cơ giới phải cao.

- Tổ chức công việc sao cho phải liên tục, giảm giá thành

Hình 3.36. Cấu tạo khiên đào

1. Dao, 2. Vòng trụ, 3. Đuôi khiên, 4. Kích

khiên. A. Hướng dịch chuyển khiên Dkh -

đường kính khiên, Lkh - chiều dài khiên

Hình 3.37. Sơ đồ nguyên lý công

nghệ đào hầm bằng khiên đào

1) Giếng thoát, 2) Gương đào, 3) Khiên,

4) Thiết bị lắp vỏ, 5) Thiết bị bốc xúc, 6)

Băng chuyền, 7) Goòng, 8) Sàn công tác,

9) Goòng đã xúc đầy, 10) Phần tử vỏ, 11)

Cẩu, 12) Bunke, 13) Ô tô tải

125

Để đảm bảo an toàn cần thiết phải thực hiện các công tác đào hầm một

cách cẩn thận, thường xuyên theo dõi tình trạng của gương đào.

Mức độ sử dụng khiên đào như một công cụ đào hầm trong đất đá các

loại có thể khác nhau. Trong một số trường hợp, khiên được sử dụng như vỏ

chống tạm di động, cho phép thực hiện các công tác đào hầm trên toàn bộ

gương hầm nhờ các platfom kiểu kéo-đẩy di động. Trong các trường hợp

khác như là công cụ cơ giới để cắt đất đá (từng phần hay toàn bộ).

Khiên có thể là bán cơ giới và cơ giới. Ngoại trừ các loại đá rất cứng,

khiên bán cơ giới có thể được sử dụng cho các loại từ đá cứng đến đất rất

mềm yếu.

Nhược điểm của phương pháp khiên đào bán cơ giới:

- Tính vụn vặt của công việc và đòi hỏi công nhân có bậc cao, chi phí

thời gian cho các công tác phụ nhiều;

- Không cơ giới hóa trong đào đất đá và lắp đặt vành vỏ;

- Vận tốc đào thấp do phải đào theo từng đoạn nhỏ.

Khiên đào cơ giới: Cấu tạo cơ bản của khiên đào cơ giới được giới

thiệu ở hình 3.38.

Hình 3.38. Cấu tạo k hiên đào cơ giới: 1) Dao, 2) Gầu xúc, 3) Bộ phận công tác,

4) Đầu của bộ phận công tác, 5) Đầu khoan, 6)Trục máy của bộ phận công tác, 7) Bộ

dẫn động, 8) Động cơ, 9)Thiết bị lắp vỏ, 10)Máng tải, 11) Kích khiên, 12)Vách ngăn,

13) Cửa chuyển bột sét.

Khi thi công hầm bằng khiên đào cơ giới có thể thực hiện liên tục và

đồng thời tất cả các công đoạn chính và phụ từ gương đào tới chỗ xây lắp

xong vỏ hầm. Để thực hiện tất cả các công đoạn đó cần thiết phải có đầy đủ

các thành phần của tổ hợp, trong đó khiên đào cơ giới là bộ phận chính. Các

thiết bị, máy móc đi theo gồm: thiết bị lắp đặt các phân tố vỏ (phân tố vành

126

vỏ), các sàn công nghệ di động, cầu vận chuyển cho băng tải và các phương

tiện vận chuyển đất đá từ trong hầm, thiết bị để bơm vữa sau vỏ hầm, chống

thấm và các máy thuỷ lực và máy điện khác. Đến nay, khiên đào cơ giới cho

phép thực hiện đào hầm trong cát có độ ẩm tự nhiên, đất đá yếu, không ổn

định, đất chặt và đá cứng có hệ số kiên cố f < 6. Chu ký làm việc của khiên

đào cơ giới nêu ở bảng 3.9.

Khiên cơ giới có các phiên bản khác nhau, như khiên chất lỏng có áp

(Slury Shield - SS), khiên cân bằng áp lực đất (Earth Pressure Balance

Shield - EPBS). Theo thành phần hạt của đất, phạm vi hoạt động của khiên

được giới thiệu ở các hình 3.39 và 3.40.

Bảng 3.9. Chu trình làm việc của khiên đào

127

Hình 3.39. Phạm vi sử dụng của khiên cân bằng áp lực đất và khiên chất

lỏng có áp theo thành phần hạt của đất

Hình 3.40 Phạm vi sử dụng của khiên cân bằng áp lực đất

và khiên chất lỏng có áp theo tính thấm của đất

4. Đào hầm bằng máy khoan hầm (TBM).

TBM là một tổ hợp thiết bị phức tạp được lắp ráp dùng để đào hầm.

TBM bao gồm: - bộ phận đầu cắt với các công cụ phay cắt và các gàu

ngoạm phá (mucking bucket); - các hệ thống dùng vào các việc: cung cấp

Cuội sỏi hạt thô Cuội sỏi hạt trung Cuội sỏi hạt mịn Cát hạt thô

Cát hạt trung Cát hạt mịn

Sét Bùn

Khiên chất lỏng có áp

Khiên cân bằng áp lực

đất

Tính

thấm

Hệ số thấm k (m/s)

Cỡ sàng d (mm)

Khiên chất lỏng

Khiên cân bằng áp lực

đất

% trên sàng

% q

ua

sà

ng

Cuội sỏi Cát Bùn Sét

128

điện năng (power), làm quay đầu cắt, và tạo lực đẩy; một hệ thống bao chắn

cho TBM trong quá trình đào lò; - trang bị để lắp dựng hệ chống đỡ (vỏ

hầm) khối nền; - khiên che bảo vệ công nhân; - và một hệ thống lái. Các hệ

thống trang thiết bị phía sau (hậu cần) đảm bảo cho việc vận chuyển vụn đất

đã đào, nhân viên và phương tiện chuyên chở vật liệu, quạt thông gió và các

vật dụng khác.

Ưu điểm của việc sử dụng TBM bao gồm:

- Tốc độ đào cao hơn; Vận hành liên tục;

- Mức độ huỷ hoại khối nền đá ít hơn;

- Biên đào nhẵn, giảm thiểu diện tích đào thừa.Yêu cầu chống đỡ ít

hơn;

- Vụn đất đào thải có tính chất đồng đều;

- An toàn nhân lực và bảo vệ môi trường cao hơn;

- Có khả năng cơ giới hoá toàn bộ quá trình xây dựng;

- Có thể áp dụng tối đa các cấu kiện đúc sẵn;

- Có thể điều khiển tự động hoá từ xa.

Nhược điểm của TBM là:

- Dạng hình học thường cố định là tròn;

- Công trình ngầm thường đào qua nhiều loại địa chất và địa chất thuỷ

văn khác nhau, khi đào bằng TBM mức độ rủi ro cao đòi hỏi phải có các

biện pháp gia cố, sử lý phụ trợ, tính linh hoạt bị hạn chế đối với các điều

kiện địa chất phức tạp,

- Chi phí đầu tư cao. Khó có thể khấu hao hết cho một dự án xây

dựng.

- Công tác lắp đạt các hệ thống chống giữ ở gương rất khó khăn phức

tạp khi thi công bằng TBM gặp phải đất yếu, chảy lỏmg.

- TBM đòi hỏi vật tư, phụ tùng thay thế rất đặc chủng, đắt và trong

nước chưa sản xuất được.

Cấu tạo và sự hoạt động của máy khoan hầm TB. Các bộ phận chủ

yếu của TB gồm:

- Đầu cắt để quay cắt đất đá.

- Các kích thuỷ lực để duy trì áp lực cho đầu cắt.

- Thiết bị để bốc xúc và vận chuyển đất đá thải;

129

- Thiết bị lắp đặt các phân tố (segment) vỏ;

- Thiết bị phun lấp chất dính kết vào các khoảng hở giữa vỏ chống và

đất đá do đào vượt tiết diện.

Khi TB có thêm vỏ thép thì chức năng của TB giống như khiên đào cơ

giới. TB là một hệ thống đảm nhiệm các chức năng: đẩy, quay xoắn, giữ ổn

định khi luân chuyển, vận chuyển đất đào, lái, thông gió và chống đỡ nền

quanh hang đào. Trong hầu hết các trường hợp, những chức năng này có thể

được thực hiện liên tục trong mỗi chu trình khai đào. Hình 3.41 là phác hoạ

một TB điển hình được thiết kế để vận hành trong đá cứng. Hình 3.42 giới

thiệu các thành phần cơ bản của thiết bị đào hầm TB. Phân loại máy khoan

đào hầm được nêu ở hình 3.43.

Hình 3.42. Các thành phần cơ bản của máy

đào hầm

Hình 3.41. Khiên thuỷ lực/

Khiên hỗn hợp với hệ thống

buồng đôi

1) Đầu cắt, 2) Vách ngăn, 3) Đệm

hơi, 4) Tường, 5) Ống dẫn vữa, 6)

Máy nghiền đá, 7) ống cấp liệu,

8), Cơ cấu lắp ráp

:

130

Hình 3.43. Phân loại máy khoan đào hầm và điều kiện áp dụng

3.2.3.3 Bốc xúc, vận chuyển đất đá

Kế hoạch bốc xúc đất đá cần phù hợp với điều kiện đất đá, điều kiện

địa điểm, kích thước mặt cắt ngang đường hầm, chiều dài đường hầm, độ

dốc, phương pháp khai đào, hệ thống truyền động trong đường hầm, loại

máy bốc xúc, v..v.., và cự ly vận chuyển đến bãi thải, điều kiện tuyến đường,

hệ thống tiếp nhận tại bãi thải, v..v…

Để chọn máy bốc xúc phải xem xét sự hài hòa về năng suất của từng

bộ phận hợp thành. Gần đây nhiều máy bốc xúc sử dụng động cơ diesel hoặc

động cơ điện. Khi dùng máy bốc xúc động cơ diesel, điều quan trọng là mỗi

máy bốc xúc có một máy thoát khí thải.

Có ba phương pháp vận chuyển: bằng ô tô, bằng xe bánh xích và bằng

đường sắt. Vận chuyển bằng ô tô gồm xe tự lật trọng tải nhỏ và xe tải lớn

(20 – 40 tấn). Vận chuyển đường sắt bằng xe tuyến. Các kiểu vận chuyển

khác dùng công-te-nơ, băng tải, thùng, v..v... Khi dùng máy khoan đường

hầm để khai đào gương nhỏ thì có thể dùng phương pháp vận chuyển bằng

nước. So sánh về vận chuyển bằng ô tô và đường sắt được nêu ở bảng 3.10.

Bảng 3.10. So sánh phương pháp vận chuyển đường ô tô và đường sắt

Mục Vận chuyển đường bộ Vận chuyển đường sắt

Thiết bị xây dựng bên

ngoài

Không yêu cầu thiết bị xây dựng đặc biệt

nào

Yêu cầu một số thiết bị xây dựng đặc biệt

và các điều kiện địa điểm

Bề mặt đường bộ/

đường ray (Xem điều

Cần bảo dưỡng bề mặt đường. Cần có biện

pháp bảo dưỡng toàn bộ mặt đường trong

Nền đường không bị hư hỏng có thể dùng

cho mọi điều kiện đất đá, cứng cũng như

131

107) điều kiện đất đá mềm hoặc có lượng nước

chảy vào lớn

mềm

Hạn chế độ dốc Ít hạn chế

Thường đến 15o

Hạn chế phát sinh

Thường đến 2o

Hạn chế mặt cắt Không phù hợp với đường hầm có mặt cắt

nhỏ

So với cách vận chuyển đường bộ, có thể

dùng trong những đường hầm có mặt cắt

nhỏ

Thiết bị thông gió Cần thiết bị thông gió tương đối lớn ngay

cả khi phương tiện vận chuyển có trang bị

máy thoát khí thải

Trường hợp sử dụng đầu máy chạy điện, có

thể dùng thiết bị thông gió nhỏ hơn so với

đường ô tô

Phải xem xét cẩn thận diện tích bãi thải đá dựa vào lượng đá, phương

pháp vận chuyển, điều kiện vận chuyển, những hạn chế về tiếp nhận, v..v..

để không gây ảnh hưởng bất lợi cho vận tốc khai đào.

Trong khi bốc xúc đá, cần bảo đảm an toàn, không gây hư hỏng các hệ

thống chống đỡ, các thiết bị tạm thời hiện có, cần điều phối các phương tiện

vận chuyển đá hiệu quả và an toàn, không quá tải, phải có đủ ánh sáng,

thông gió và thực thi những biện pháp chống bụi tùy đặc điểm của đất đá.

Trong trường hợp vận chuyển bằng ô tô, cần kiểm soát giao thông tại

chỗ có xe chạy lùi hoặc đổi chiều trong khu vực có người. Trong trường hợp

vận chuyển bằng đường sắt cần phải chọn một phương pháp có năng suất

bởi vì hiệu quả của sự thay đổi cách bốc xúc đá lên toa xe có ảnh hưởng đến

toàn bộ khu vực làm việc.

Ngoài việc vận chuyển đất đá, cần bảo đảm vận chuyển người, thiết

bị, vật tư an toàn bên trong đường hầm. Khi sử dụng động cơ đốt trong thì

phải chú ý đến khí thải và nếu cần thì phải có biện pháp phòng ngừa phù

hợp.

3.2.3.4 Công tác chống đỡ

Công tác chống đỡ được thực hiện theo trình tự phù hợp, có chú ý đến

điều kiện đất đá, ngay sau khi khai đào để sớm phát huy khả năng chống đỡ

của đất đá xung quanh. Khi dùng bê tông phun cùng với hệ thống chống đỡ

bằng thép làm hệ thống chống đỡ ban đầu phải phun bê tông cẩn thận để cho

mặt sau của hệ thống chống đỡ bằng thép không có chỗ hở. Nếu có lỗ hở

trên hệ thống chống đỡ bằng thép thì phải trám lại bằng xi măng nhão,

v..v… Khi xây dựng các hệ thống chống đỡ cần xác định trình tự xây dựng

132

để cho chức năng của mỗi bộ phận thể hiện đầy đủ trong sử dụng thực tế

nhằm đạt hiệu quả của toàn thể hệ thống chống đỡ với sự quan tâm đúng

mức đến các điều kiện đất đá.

Trình tự xây dựng hệ thống chống đỡ theo phương pháp đào mới của

Áo (NATM) như sau:

- Trường hợp điều kiện đất đá chắc: 1) bê tông phun, 2) neo đá

- Trường hợp điều kiện đất đá yếu: 1) bê tông phun lần đầu 2) chống

đỡ bằng thép 3) bê tông phun lần thứ hai 4) neo đá

Đặc biệt, trong điều kiện đất đá yếu thì phải phun bê tông ngay sau

khi khai đào để giảm đến tối thiểu sự sập gương và làm xáo động vùng xung

quanh.

Trong khi thực hiện công việc chống đỡ, gặp những trường hợp có các

điều kiện chống đỡ không bình thường thì phải gia cố ngay. Chỗ nào dự

đoán có nhu cầu gia cố hoặc một việc tương tự như vậy được dự đoán thì

phải dành máy móc và vật tư để ứng phó ngay với việc đó. Khi có yêu cầu

thay thế các hệ thống chống đỡ thì phải áp dụng các biện pháp cần thiết sau

khi xem xét độ an toàn của công việc và sự dịch chuyển có thể có sau đó do

sự thay thế này gây ra (bảng 3.11).

Bảng 3.11. Những ví dụ về gia cố các hệ thống chống đỡ

Neo đá Lắp đặt neo đá bổ sung có chiều dài tương tự như tiêu chuẩn kỹ thuật.

Lắp đặt neo đá bổ sung dài hơn tiêu chuẩn kỹ thuật

Bê tông phun Phun bê tông bổ sung.

Bổ sung lưới thép, sợi thép, v..v..

Hệ thống chống đỡ bằng

thép

Hệ thống chống đỡ bằng thép bổ sung.

Thay đổi hình dạng mặt cắt của hệ thống chống đỡ bằng thép.

Hệ thống chống đỡ bằng thép có thêm thanh nghiêng có cánh.

Dầm đỡ vách.

Những ví dụ khác Cải thiện tính chất của đất đá.

Cọc bên hông, cọc dưới chân, v..v..

Ổn định và che phủ gương.

Cột chống, thanh hình yên ngựa.

Bê tông bảo vệ chân.

Bê tông phun

Có hai loại bê tông phun: phương pháp trộn khô và phương pháp trộn

ướt. Sự khác nhau giữa hai phương pháp là sản xuất loại bê tông trộn và bê

133

tông trát. Phương pháp được chọn sẽ phụ thuộc vào ưu điểm và nhược điểm,

quy mô xây dựng, các điều kiện, khối lượng bê tông phun, v..v.. như trên

hình 3.44 và bảng 3.12.

Hình 3.44. Sơ đồ hệ thống các phương pháp phun bê tông

Để cải thiện cường độ của bê tông phun chống lại sự hư hỏng cục bộ

và ngăn ngừa bê tông bong ra, nên dùng bê tông có cốt là sợi thép trộn với

sợi. Cũng nên dùng những phương pháp ít tạo bụi và ít bắn tung toé, rơi vãi

bằng cách kiểm soát lượng nước thích hợp trên bề mặt của cốt liệu và xi

măng trộn, v..v…

Máy phun bê tông được lụa chọn trên cơ sở áp suất bơm, lưu lượng

bơm phù hợp với lượng bê tông phun một lần và các điều kiện của đất đá.

Bảng 3.12. Đặc điểm của các phương pháp phun bê tông

Mục Phương pháp phun bê tông khô Phương pháp phun bê tông ướt

Quản lý bê tông Điều chỉnh tỉ số nước/xi măng khi hàm

lượng nước trong cốt liệu ảnh hưởng đến

trộn.

Quản lý tương tự như bê tông thường. Phải chú

ý đến độ sụt, thể tích bê tông phun và áp suất

phun bê tông

Khoảng cách vận

chuyển

Có thể đến 300m, nhưng tốt nhất nên giới

hạn ở 150-200 m.

Khoảng vận chuyển bằng máy bơm thường có

thể đến 100 m.

Bụi, Bong ra Thường là khối lượng lớn, nhiều Thường là khối lượng nhỏ, ít

Cỡ máy Nhỏ – trung bình Lớn

Khả năng thực

hiện khác

Tầm quan trọng của việc quản lý nước trên

mặt cốt liệu mịn. Có khả năng để cốt liệu

trong một khoảng thời gian dài giữa trộn và

Tầm quan trọng của việc quản lý độ sệt. Giữa

trộn và phun bê tông có một khoảng thời gian

134

phun bê tông.

Dễ dàng lau chùi thiết bị. Phù hợp để chia

mặt cắt có diện tích nhỏ thành nhiều phần

và phun bê tông từng phần.

giới hạn.

Cần phải lau chùi máy móc khi phun bê tông

xong hoặc khi bị gián đoạn.

Cần phải thải nước rửa đã dùng tại xưởng trộn

và phun bê tông

Ghi chú Có xu hướng hòa nhập người máy phun bê tông , máy phun bê tông, máy cung cấp tập hợp chất

đông cứng nhanh, phễu rót bê tông, các dụng cụ làm vệ sinh máy, v..v.. để cho việc kiểm soát

và quản lý dễ dàng hơn

Có ba kiểu máy trộn bêtông phun: kiểu nghiêng, kiểu cưỡng bức và

kiểu liên tục. Phải chọn máy trộn thích hợp về thể tích bê tông phun, phương

pháp phun và máy phun bê tông. Cần phải chú ý đúng mức đến những khác

biệt giữa các phương pháp phun bê tông như phương pháp phun khô và

phương pháp phun ướt, v..v.. và những điều kiện vận hành như máy cố định

hay di động, máy đặt bên trong hay bên ngoài đường hầm.

Có nhiều kiểu máy phun bê tông như kiểu buồng, kiểu quay rô-to và

kiểu bơm. Điểm chung của các máy này là được lắp đặt trên một khung tự

đẩy. Máy phun bê tông phải là loại máy an toàn đối với áp lực vì bê tông kẹt

trong ống có thể gây gia tăng áp lực tạm thời. Thêm nữa, máy phun bê tông

cần có khả năng phun vật liệu với áp lực đồng đều và liên tục. Điều này đặc

biệt rõ đối với phương pháp phun khô vì phun vật liệu với áp lực không

đồng đều và không liên tục không những khó đạt được sự đồng nhất của bê

tông phun mà còn phát sinh nhiều bụi. Khi gương hầm nhỏ và khối lượng

phun nhỏ, có thể phun bê tông thủ công.

Thiết bị cung cấp phụ gia đông kết nhanh được lựa chọn phụ thuộc

vào các yếu tố sau:

- Có khả năng điều chỉnh dễ dàng tỉ lệ của các chất đông kết nhanh

(bột, lỏng, v..v..) và điều chỉnh kiểu máy phun bê tông;

- Có khả năng cung cấp liên tục một khối lượng chất đông kết nhanh

đã được định trước

Ngoài ra, các thiết bị vận chuyển vật liệu, các ống mềm, vòi phun,

v..v.. có thể đảm được các chức năng do máy phun bê tông đặt ra.

135

Bê tông phun được trộn tại công trường với một cấp phối quy định để

đạt cường độ cần thiết phù hợp với vật liệu, máy móc sử dụng và các điều

kiện đất đá, v..v..

Những công việc phun bê tông

Phun bê tông cần được thực hiện càng sớm càng tốt, sau khi khai đào

và dọn hết đất đá vỡ vụn, v..v.. Trường hợp dùng lưới thép thì phải bắt chặt

lưới lên bề mặt đất đá. Khi phun bê tông phải giữ vòi phun thẳng góc với bề

mặt, đầu dây phun cách bề mặt một khoảng phù hợp, bê tông phun với vận

tốc va chạm hợp lý để cho lượng bê tông rơi vãi ít nhất có thể. Phải điều

khiển thao tác để ngăn ngừa bê tông bị tắc. Phun bê tông phải làm cho bề

mặt khai đào gồ ghề trở thành bằng phẳng, khi dùng hệ thống chống đỡ bằng

thép thì phải phun bê tông cẩn thận để cho bê tông và hệ thống chống đỡ

bằng thép hòa nhập với nhau. Nơi nào cần thiết thì phải áp dụng các biện

pháp khử bụi và công nhân phải có trang phục bảo hộ lao động tại nơi phun

bê tông. Ở những nơi có dòng nước chảy vào hầm thì phải áp dụng những

biện pháp phù hợp khi phun bê tông. Trên hình 3.45 giới thiệu những

phương pháp phun bê tông dùng ở nơi dòng nước chảy tập trung hoặc dòng

nước chảy nhiều vì những lý do khác.

Neo đá

Công tác khoan lỗ đặt neo đá chiếm một tỉ lệ lớn trong chu kỳ khai

đào, do đó máy khoan phải làm việc hiệu quả và được lựa chon phù hợp với

các điều kiện đất đá, kích thước và hình dạng mặt cắt đường hầm, phương

pháp khai đào, loại, chiều dài và số lượng neo đá. Đặc điểm của một số loại

máy khoan đươc nêu ở bảng 3.13. Để lắp neo đá vào lỗ khoan thường dùng

các máy khoan đặt trên cột có các bộ gá hoặc búa kiểu cuốc chim với mũi

choòng. Khi phải dùng vữa xi măng để làm chất dính kết hoàn toàn thì trên

giàn máy khoan có lắp máy bơm và máy trộn vữa. Các máy bơm thủy lực

hoặc máy khác được sử dụng vào việc kéo dài neo đá nhằm tạo ra sự liên kết

ma sát.

Khoan lỗ để neo đá bằng cần và mũi khoan phù hợp được xác định

trước theo vị trí, hướng, chiều sâu và đường kính. Để bảo đảm đường kính lỗ

khoan đã xác định trước đòi hỏi phải chọn cần khoan và mũi khoan phù hợp.

Đặc biệt đối với đá mềm hoặc đất phải cảnh báo rằng đường kính lỗ khoan

136

thực tế có xu hướng rộng quá mức buộc phải dùng nhiều vật liệu kết dính

hoặc không đủ độ bền liên kết. Phải sự chú ý đặc biệt đến liên kết ma sát bởi

vì sự liên kết này chỉ dựa vào lực ma sát trực tiếp giữa neo đá và đất đá xung

quanh. Phải thổi sạch hết bụi khỏi lỗ khoan trước khi lắp đặt neo đá vào để

việc tra neo đá vào lỗ khoan được trơn tru và đạt được độ bền liên kết đã

định trước. Khi khoan trong đất và đá mềm yếu cần tranh lạm dụng nước

rửa vì nó dụng như một vòng đệm làm cho đường kính lỗ tăng lên và lỗ

khoan bị xáo trộn (bảng 3.14).

Hình 3.45. Phương pháp phun bê tông ở nơi dòng nước chảy vào hầm

137

Bảng 3.13. Các đặc điểm của máy khoan

Các đặc điểm Cơ cấu

khoan

Truyền

động

Phương

pháp đẩy

bụi

Mũi khoan

chính

Cần

khoan

chính

Công suất

khoan

Máy

khoan

gắn trên

cột

Lớn và có công suất

khoan cao.

Thích hợp để khoan các lỗ

lớn và sâu tại gương tương

đối rộng trong đá cứng và

nửa cứng

Khoan

đập và

khoan

xoay

Chủ yếu là

thủy lực

Bằng nước

hoặc khí

nén

Mũi khoan

chữ thập

hoặc mũi

khoan

chèn

Lục

giác

hoặc

xoắn

Cao đến

trung

bình*

Búa

khoan có

chân

Thao tác thủ công, vì vậy

dùng để khoan lỗ trong

đường hầm có mặt cắt nhỏ

và không gian làm việc

nhỏ

Khoan

đập và

khoan

xoay

Khí nén Bằng nước

hoặc bằng

khí nén

Mũi khoan

chữ thập

hoặc mũi

khoan

chèn

Lục

giác

Thấp

Máy

khoan

choòng

xoắn khí

nén

Thích hợp để khoan lỗ

trong đá mềm và đất.

Thao tác thủ công, vì vậy

dùng để khoan lỗ trong

đường hầm có mặt cắt nhỏ

và không gian làm việc

nhỏ

Khoan

xoay

Khí nén Bằng cần

khoan

Mũi khoan

hình mũi

tên

Xoắn Thấp

*: Khoan thủy lực có công suất cao

Neo được lắp vào lỗ đến một độ sâu và phun vữa dính kết để đạt được

độ bền liên kết xác định trước. Để neo đá đáp ứng tốt chức năng thì, sau khi

lắp neo vào lỗ, các tấm đệm, vòng đệm, v..v.. phải bắt vào neo sau khi trám

bê tông và dùng đai ốc bắt chặt tấm đệm vào bề mặt khai đào bảo đảm tấm

đệm tiếp xúc chặt với bề mặt khai đào hoặc bề mặt bê tông phun.

Các vì thép phải chống đỡ phần lớn tải trọng ban đầu, vì vậy chúng cần được

lắp đặt ngay sau khi khai đào hoặc khi có lớp bê tông phun đầu tiên. Khi lắp

đặt vì thép, phải dọn thật sạch mặt đất dưới chân vì thép nhằm bảo đảm khả

năng chịu tải. Cần có biện pháp đề phòng vì thép bị vặn hoặc bị rơi trong khi

lắp đặt. Phải nối vì thép bằng bu lông giằng với những vì thép đã được lắp

đặt trước. Để việc lắp đặt vì thép đúng theo thiết kế, vì thép và bê tông phun

138

phải hòa nhập thành một hệ thống. Muốn đạt được kết quả như vậy phải

phun bê tông cẩn thận sao cho không có lỗ trống phía sau vì thép hình vòm.

Bảng 3.14. Một số sự cố thường gặp khi khoan

Hiện tượng Nguyên nhân Các vấn đề

Rối loạn hoặc

hỏng lỗ khoan

Điều kiện địa chất Đá khối bị nứt nẻ

Đới nứt nẻ

Đất cát

Đất dính

Đất có cuội và sỏi

- Không dọn sạch được bụi đá

- Cần khoan khó kéo ra ngoài

- Cần phải khoan lại

- Khó lắp đặt neo vào lỗ

Đường kính lỗ

khoan nở rộng

ra

Điều kiện địa chất Đá khối bị nứt nẻ

Đới nứt nẻ

Đất cát

Đất dính

Đất có cuội và sỏi

- Không đủ độ bền liên kết

Mắc kẹt Điều kiện địa chất

Neo đá dài

Neo đá bị tụt xuống

Đá khối bị nứt nẻ

Đới nứt nẻ

Đất cát

Đất dính

Đất có cuội và sỏi

- Không dọn sạch được bụi đá

Lỗ khoan bị

lệch hoặc cong

Điều kiện địa chất

Neo đá dài

Đá khối bị nứt nẻ

Đới nứt nẻ

Đất có cuội và sỏi đá

- Cần khoan khó kéo ra ngoài

- Khó lắp đặt neo vào lỗ

Tổn thất nước

khoan

Điều kiện địa chất Đá khối bị nứt nẻ

Đới nứt nẻ

Không dọn sạch được bụi đá

Đất đá bị phá hủy

Bê tông vỏ hầm

139

Khuôn dùng vào việc đổ bê tông vỏ hầm chia thành loại di động và

loại lắp ghép. Loại khuôn di động được thiết kế thành một cụm riêng rẽ gồm

bệ và khuôn di động. Khuôn lắp ghép đòi hỏi khuôn và các panen bằng thép

lắp lại và tháo ra mỗi khi đổ bê tông. Chỉ dùng loại khuôn lắp ghép ở nơi

nào mà việc sử dụng khuôn di động bị hạn chế do quá cong hoặc ở những

nơi đường hầm mở rộng, hoặc khi phải đổ sớm lớp bê tông vỏ hầm thứ hai

để ổn định đất đá, ví dụ khi thi công ở cửa hầm. Trong những trường hợp

khác với điều vừa nêu, khuôn di động thường được sử dụng như ở hình 3.46.

Chiều dài của khuôn di động hay là khẩu độ của một mặt đổ bê tông

cần phải xác định dựa vào sự xem xét tiến độ, năng suất đổ bê tông và độ

cong của những mặt cắt cong. Thường sử dụng chiều dài 9 -12 m vì đổ bê

tông khẩu độ dài hơn chắc chắn có vết nứt do độ sụt vì nhiệt hoặc độ sụt khi

khô.

Khuôn phải bảo đảm các yêu cầu sau:

- Khuôn di động có cấu tạo bảo đảm độ di động và độ cứng.

- Khuôn lắp ghép có cấu tạo thuận tiện cho việc lắp và thá.

- Khuôn có lỗ ở những vị trí thuận lợi để đổ bê tông và kiểm tra.

- Khuôn có cấu tạo đảm bảo an toàn cho phương tiện di chuyển trong

phạm vi của khuôn.

Vách ngăn được thiết kế để chịu áp lực khi đổ bê tông và phải lắp đặt

sao cho bê tông không bị rò.

Trình tự đổ bê tông vỏ hầm được xác định dựa vào phương pháp khai

đào và các yếu tố khác. Thời gian thi công lớp bê tông vỏ hầm được xác

định theo trạng thái của đất đá và hệ thống chống đỡ, mục đích của bê tông

vỏ hầm và các vấn đề khác. Trong khi thi công lớp bê tông vỏ hầm phải cố

gắng tránh nứt.

Để trộn bê tông vỏ hầm tại công trường phải xác định vật liệu, phương

pháp đổ bê tông và các yếu tố khác trên cơ sở của hỗn hợp quy định. Sau khi

trộn, bêtông được vận chuyển đến công trường trong khoảng thời gian quy

định bằng xe trộn chuyên dụng để ngăn ngừa sự chia tách vật liệu và hỗn

hợp với các thành phần khác.

140

Khi đổ bê tông phải áp dụng những phương pháp phù hợp để rót đầy

bê tông vào khuôn. Cần thận trọng đặc biệt khi đổ bê tông ở đỉnh vòm.

Coongtacs đổ bêtông cần bảo đảm các yêu cầu sau:

- Bê tông phải kết lại hoàn toàn, vật liệu không thể chia tách và tràn ra ngoài

khuôn, không để lại chỗ rỗng.

- Vận tốc đổ bê tông giữ ở mức hợp lý để đổ liên tục.

- Phải có những biện pháp đối phó phù hợp nhằm đề phòng giảm sút chất

lượng của bê tông khi có dòng nước chảy vào hoặc các vũng nước.

Hình 3.46. Ví dụ về khuôn tròn toàn phần

Trước khi đổ bê tông vòm ngược phải rửa sạch hoàn toàn và cho thoát

hết nước tại những mối nối thi công, gương khai đào hoặc bề mặt bê tông

phun. Các mối nối thi công giữa bê tông vòm ngược và bê tông vỏ hầm và

các mối nối thi công theo hướng dọc đường hầm về cơ bản phải nằm vuông

góc với trục vòm ngược để truyền đều lực dọc trục vòm ngược (hình 3.47).

Hình 3.47. Ví dụ về các mối nối xây dựng hướng dọc

141

Trong các loại đất đá bị trương nở, nén ép hoặc đất đá yếu, toàn bộ

mặt cắt hầm phải được tạo kín càng sớm càng tốt để giảm thiểu khả năng đất

đá xung quanh bị tơi xốp hoặc bị bùng nền.

Ngoài NATM hiện là phương pháp khá phổ biến, các phương pháp

đào hầm truyền thống cũng được áp dung rông rãi. Sự khác biệt cơ bản giữa

NATM và phương pháp truyền thống là trình tự thi công hệ chống đỡ. Trong

NATM hệ chống đỡ được thi công theo 2 giai đoan: chống tạm và chống

cuối cùng, trong chống tạm, trình tự nên ở mục 3.2.3.4, vỏ chống cuối cùng

là vỏ bê tông. Trong các phương pháp truyền thống, hệ chống đỡ được thiết

kế dựa vào áp lực đất đá và được thi công 1 lần. Các phương pháp này khác

nhau chủ yếu là thiết kế hệ chống đỡ và có hai xu thế chính:

- Hệ chống đỡ được thiết kế theo áp lực địa tầng tính được từ tải

trọng cho trước,

- Hệ chống đỡ được thiết kế theo áp lực địa tầng tính được từ đường

cong đặc tính giả thiết về sự làm việc đồng thời của đất đá với hệ

chống đỡ.

Các hệ chống đỡ chủ yếu là đá tự nhiên (không chống đỡ), neo, bê

tông, bê tông phun, vì chông thép, vì chống gang, vì chống gỗ, kích thủy

lực… Phương pháp thi công hầm theo trình tự sau:

- Đối với đất đá yếu: khai đào (bằng máy, thủ công) vận chuyển

đất đá thông gió lắp dặt hệ chống đỡ khai đào…

- Đối với đất đá cứng: khai đào (bằng máy, khoan - nổ mìn)

thông gió vận chuyển đất đá lắp đặt hệ chống đỡ khai

đào...

Trong quá trình thi công, trong những trường hợp khi mà các mô hình

chống đỡ thông thường như neo đá, bê tông phun hoặc hệ thống chống đỡ

bằng thép tỏ ra không đủ hoặc không có lợi thế, cần áp dụng các phương

pháp thi công phụ hoặc đặc biệt để bảo đảm sự ổn định của gương, sự an

toàn của đường hầm và để bảo vệ môi trường. Những phương pháp phụ phổ

biến gồm có các phương pháp dùng hệ neo vượt trước, neo ở gương, phun

bê tông ở gương, lò phụ thoát nước, khoan thoát nước, ống gom nước, giếng

sâu, phụt vữa, hệ thống ống chống đỡ phần trên, ống thép lắp phía trước

142

gương và tường phân cách. Tổng hợp tóm tắt những phương pháp phụ đại

diện đượcgiới thiệu ở bảng 3.15.

Khi thiết kế và thi công đường hầm xuyên qua những loại đất đá đặc

biệt cần phải nghiên cứu để xác định những biện pháp an toàn và đạt hiệu

quả kinh tế. Có năm loại đất đá đặc biệt liệt kê sau đây.

1) Đất đá bị nén ép (gồm có đất đá chứa bùn kết thời kỳ Neogen, đá

núi lửa, secpentin và sét trong đứt gãy. Áp lực đất đá rất sức cao tác dụng

lên hệ thống chống đỡ và bê tông vỏ hầm),

2) Đất đá có nguy hiểm về áp lực cao, lượng nước chảy vào lớn,

3) Đất đá không bền vững (gồm các tầng không bền vững và dòng

trầm tích bùn núi lửa sau Plioxen của thời kỳ Neogen),

4) Đất đá có năng lượng địa nhiệt cao, nhiều mạch nước nóng hoặc

nhiều khí độc,

5) Đất đá có nguy hiểm vì đá nổ.

Khi thi công giếng đứng cần phân tích chi tiết về chiều sâu và mặt cắt

giếng đứng, các điều kiện đất đá và địa điểm để chọn một phương pháp đào

giếng, bốc xúc đất đá phù hợp có hiệu quả kinh tế - kỹ thuật và bảo đảm an

toàn trong thi công. Cần áp dụng trước các biện pháp phù hợp như hạ thấp

mực nước ngầm và lập tường ngăn để phòng ngừa nước phun vào làm gián

đoạn việc đào giếng và ảnh hưởng xấu đến thiết bị thi công trong giếng

đứng. Khuôn cho lớp bê tông vỏ giếng ban đầu phải có cấu tạo chắc chắn,

phù hợp với các điều kiện xây dựng chịu đựng áp lực lớn do việc đổ bê tông

gây ra. Bê tông cần được cung cấp liên tục không bị gián đoạn. Tùy theo

hình dạng của mặt cắt ngang và chiều sâu thi công để chọn phương pháp thi

công an toàn và thuận lợi đối với lớp bê tông vỏ giếng thứ hai. Trong quá

trình thi công, cần phải áp dụng mọi biện pháp có thể để thoát nước, để bảo

đảm thi công an toàn, tránh những rủi ro tiềm tàng, như người và vật bị rơi

từ trên cao, tai nạ do nổ mìn, khi độc, thiếu ôxi trong không khí, môi trường

kém vệ sinh…

143

Bảng 3.15. Phân loại các phương pháp phụ

Ghi chú: : phương pháp tương đối phổ biến; : phương pháp sử dụng tùy hoàn cảnh; * những biện

pháp hoặc là khó thực hiện bằng các máy móc thông thường để xây dựng hầm và các phương tiện kiểm

soát hoặc là ảnh hưởng lớn đến chu kỳ xây dựng

Khi chọn phương pháp đào giếng nghiêng phải xem xét kỹ lưỡng

chiều dài, độ dốc, kích thước mặt cắt ngang giếng, các điều kiện đất đá và

địa điểm. Cần chọn máy có thể đào giếng nghiêng theo độ dốc quy định và

bảo đảm an toàn trong thi công. Trong quá trình đào giếng nghiêng cần kiểm

tra đặc điểm địa chất và nước ngầm ở phía trước gương của giếng nghiêng,

phải áp dụng những biện pháp phù hợp để ngăn ngừa dòng nước chảy vào

giếng. Khuôn di động dùng trong giếng nghiêng phải có cấu trúc bảo đảm

bám chắc không bị trượt xuống. Đổ bê tông cẩn thận, liên tục, không để có

chỗ rỗng về phía đỉnh. Phải có khuôn chuyên dụng để đổ bê tông vòm

ngược, trừ trường hợp độ dốc nhỏ. Khuôn phải chắc để chịu áp lực khi đổ bê

tông. Trong quá trình thi công phải có biện pháp bảo đảm an toàn cho người

và thiết bị.