Bài giảng Kỹ thuật thi công (Phần 1): Chương 3 Công tác chuẩn bị phục vụ thi công đất. Những nội dung chính được trình bày trong bài này gồm có: Chuẩn bị mặt bằng thi công, kiểm soát nước ngầm (groundwater control), định vị và giác móng công trình. Mời các bạn cùng tham khảo.
AMBIENT/
Chủ đề:
Nội dung Text: Bài giảng Kỹ thuật thi công (Phần 1): Chương 3 - TS. Nguyễn Duy Long
- 3/14/2010
CÔNG TÁC CHUẨN BỊ PHỤC VỤ
THI CÔNG ĐẤT
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 1
2 N ỘI DUNG
Chuẩn bị mặt bằng thi công
Kiểm soát nước ngầm (groundwater control)
Định vị và giác móng công trình
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
1
- 3/14/2010
C HUẨN BỊ MẶT BẰNG THI CÔNG
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 3
4
C ÔNG TÁC CHUẨN BỊ MẶT
BẰNG
Tiếp cận công trường (site access)
Giải phóng và thu dọn mặt bằng (site
clearance)
Tiêu nước mặt
Chuẩn bị vị trí đổ đất khi đào móng
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
2
- 3/14/2010
5 T IẾP CẬN CÔNG TRƯỜNG
Điều kiện địa chất
Công trình hiện hữu
Đường vào công trường
Các hạn chế của công trường
Vấn đề về lao động, thiết bị
Các dịch vụ tiện ích
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
6
G IẢI PHÓNG VÀ THU DỌN
MẶT BẰNG
Di chuyển và phá vỡ công trình cũ
Đốn hạ hay di chuyển cây cối trong mặt
bằng thi công
Dọn chướng ngại khác (đá mồ côi, hố, v.v.)
trên mặt bằng thi công
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
3
- 3/14/2010
7 T HOÁT NƯỚC BỀ MẶT
Tạo độ dốc cho mặt bằng thi công
Làm hệ thống mương, rãnh thoát nước
Làm hệ thống hố ga và đường ống thu và
thoát nước
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
8 T HOÁT NƯỚC BỀ MẶT
Nguồn: Cashman và Preene, 2001
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
4
- 3/14/2010
9 T HOÁT NƯỚC BỀ MẶT
Nguồn: Cashman và Preene, 2001
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
10 T HOÁT NƯỚC BỀ MẶT
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
5
- 3/14/2010
11 T HOÁT NƯỚC BỀ MẶT
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
12 T HOÁT NƯỚC BỀ MẶT
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
6
- 3/14/2010
K IỂM SOÁT NƯỚC NGẦM
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 13
14
C ÁC KỸ THUẬT KIỂM SOÁT
NƯỚC NGẦM
Chia làm hai loại chính:
Các kỹ thuật loại trừ/ngăn chận nước vào hố
đào, gọi là kỹ thuật ngăn chận (exclusion
techniques)
Các kỹ thuật đối phó với nước ngầm bằng
cách bơm (pump), gọi là kỹ thuật tháo nước
(dewatering techniques)
Nguồn: Phỏng theo Cashman và Preene, 2001
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
7
- 3/14/2010
15 C ÁC KỸ THUẬT NGĂN CHẬN
Có ba nhóm chính:
Dùng tường chắn có khả năng thấm rất nhỏ
chèn hoặc xây trong đất (cừ larssen, tường
chắn đất)
Giảm khả năng thấm của đất nguyên thổ
(phun vữa, đóng băng đất nhân tạo)
Dùng áp suất lưu chất trong khoang kín như
đường hầm để cân bằng với áp suất nước
ngầm (khí nén, máy đào hầm cân bằng áp
lực đất)
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
16
C ÁC KỸ THUẬT NGĂN CHẬN :
TƯỜNG CHẮN CHUYỂN VỊ
Phương pháp Ứng dụng tiêu biểu
Cừ larsen (steel sheet- Hố đào mở cho hầu hết các loại đất, các chướng ngại
piling) như đá cuội có thể gây khó khăn việc lắp đặt
Tường dầm được rung Hố đào mở trong đất cát (sand) và đất cát bột (silt)
(vibrated beam wall)
Nguồn: Công ty Xây Dựng Huy Thục
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ Nguồn: www.slurrysystems.com/images/vbeam.jpg
8
- 3/14/2010
17
C ÁC KỸ THUẬT NGĂN CHẬN :
TƯỜNG CHẮN CHUYỂN VỊ
( )
(a)
Tường
chắn
thâm
nhập vào
lớp đất
rất ít
thấm
Nguồn: Cashman và Preene, 2001, tr. 95
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
18
C ÁC KỸ THUẬT NGĂN CHẬN :
TƯỜNG CHẮN CHUYỂN VỊ
(b)
Tường
chắn
dùng kết
hợp với
các
phương
pháp
tháo
nước
Nguồn: Cashman và Preene, 2001, tr. 96
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
9
- 3/14/2010
19
C ÁC KỸ THUẬT NGĂN CHẬN :
TƯỜNG CHẮN CHUYỂN VỊ
( )
(c)
Tường
chắn
dùng với
nền chắn
ngang
để bịt
đáy hố
đào
Nguồn: Cashman và Preene, 2001, tr. 96
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
20
C ÁC KỸ THUẬT NGĂN CHẬN :
TƯỜNG CHẮN CHUYỂN VỊ
Nước ngầm thấm qua tường chắn vào hố
đào hay khu vực thi công gây ra nhiều vấn
đề:
Ngăn cản quá trình thi công
Làm giảm cục bộ mực nước ngầm bên ngoài
công trường, gây rủi ro lún và các tác dụng
phụ
h khác
khá
Nếu tường chắn trở thành một phần kết cấu
lâu dài, dù thấm ít về lâu dài có thể làm hỏng
phần hoàn thiện cho tường.
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
10
- 3/14/2010
21
C ÁC KỸ THUẬT NGĂN CHẬN :
TƯỜNG CHẮN ĐƯỢC ĐÀO
Phương pháp Ứng dụng tiêu biểu
Tường dâng (slurry trench Hố đào mở trong đất sỏi (gravel), đất cát (sand) và đất
cut-off wall) dùng cát bột (silt) với hệ số thấm tối đa 5x10-3 m/s
bentonite hay đất sét
Tường vây bê tông cốt Tường biên của hố đào cho hầu hết các loại đất và đá
thép (structural concrete yếu, nhưng có thể có vấn đề nếu có đá cuội
diaphragm walls)
Cọc khoan nhồi cát tuyến Như tường chắn, nhưng tốn kém và khó khăn nếu
và kề nhau (secant and xuyên đá cuội.
cuội
contiguous bored piles)
Trụ vữa xi măng (cement Như tường chắn, có thể gia cường lõi thép bên trong
deep mixing) chồng lên trụ vữa xi măng để gia cường nhưng tốn kém.
nhau
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
22
C ÁC KỸ THUẬT NGĂN CHẬN :
TƯỜNG CHẮN VỮA PHUN
Phương pháp Ứng dụng tiêu biểu
Phun xịt vữa (jet grouting) Hố đào mở trong hầu hết các loại đất và đá rất yếu
Trụ trộn tại chỗ (mix-in- Hố đào mở trong hầu hết các loại đất và đá rất yếu
place columns)
Phun vữa với vữa có gốc Như tường chắn, nhưng tốn kém và khó khăn nếu
xi măng (injection grouting xuyên đá cuội.
using cementious grouts)
Phun vữa dùng vữa dung Tường chắn trong đất cát trung bình (vữa hóa học) và
dịch
dị h và
à hóa
hó học
h (injection
(i j ti cát
át mịn
ị và
à cát
át bột (vữa
( ữ nhựa,
h resin
i grouts).
t )
grouting using chemical
and solution (acrylic)
grouts)
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
11
- 3/14/2010
23
C ÁC KỸ THUẬT NGĂN CHẬN :
CÁC LOẠI KHÁC
Phương pháp Ứng dụng tiêu biểu
Đóng băng đất nhân tạo Đường hầm. Có thể không dùng được nếu vận tốc
(artificial ground freezing) dòng chảy nước ngầm lớn (>2m/ngày cho nước muối
dùng nước muối (brine) và >20m/ngày cho nitơ lỏng)
hay nitơ lỏng
Khí nén (compressed air) Khoang kín như đường hầm, giếng chìm (caisson)
Máy đào hầm cân bằng áp Hầm trong hầu hết các loại đất và đá yếu
lực đất (earth pressure
balance tunnel boring
machine (TBM))
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
24 T HÁO NƯỚC NGẦM
Nguồn: Cashman và Preene, 2001,tr.37
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
12
- 3/14/2010
25 T HÁO NƯỚC NGẦM
Nguồn: Cashman và Preene, 2001, tr.37
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
26 THÁO NƯỚC NGẦM
Hai nguyên tắc để đảm bảo sự ổn định của
hố đào và mái dốc bằng tháo nước ngầm:
Không giữ nước ngầm, có thể tạo áp lực
nước lỗ rỗng mà kết quả có thể gây chuyển
dịch tai hại của đất và nước ngầm.
Đảm bảo hạt đất không di chuyển liên tục vì
có thể gây xói lở và mất ổn định
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
13
- 3/14/2010
27 THÁO NƯỚC NGẦM
Nguồn: Cashman và Preene, 2001, tr.98
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
28
Y ÊU CẦU KHI THÁO NƯỚC
NGẦM
Bảo đảm quá trình thi công an toàn và kinh tế:
Hạ mực nước ngầm cục bộ và ngăn thấm
Tăng sự ổn định của mái dốc và ngăn đất bị sói
do thấm
Ngăn sự bùng nền xãy ra ở đáy hố đào
Rút nước cho đất
ấ để
ể nâng cao công tác đào,
vận chuyển
Giảm lực ngang tác động vào hệ thống chống
đỡ tạm
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
14
- 3/14/2010
29 T HÁO NƯỚC NGẦM
Các yếu tố để chọn biện pháp tháo nước
ngầm thích hợp:
Trầm tích và khả năng thấm của các lớp đất
Qui mô của diện tích thi công cần tháo nước
Độ sâu của mức công trình sâu nhất dưới
mặt đất hiện hữu và mức hạ nước ngầm yêu
cầu.
Công trình, kết cấu lân cận, bản chất của nền
móng công trình này, và địa tầng dưới các
công trình đó
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
30
C ÁC KỸ THUẬT THÁO NƯỚC
NGẦM BẰNG BƠM
Phương pháp Ứng dụng tiêu biểu
Ống hay rãnh thoát nước Kiểm soát nước mặt và mực nước ngầm cạn. Còn gọi
(drainage pipes or ditches) là phương pháp hút nước lộ thiên
Bơm giếng thấm (sump Hố đào cạn trong đất cuội sỏi sạch để kiểm soát nước
pumping) ngầm và nước mặt
Ống kim lọc (wellpoints) Hố đào cạn, mở trong đất sỏi cát đến cát mịn và có thể
cát bột. Hố đào sâu hơn (yêu cầu hạ mực nước 5-6 m)
cần nhiều giai đoạn lắp đặt giếng thấm
Ống giếng lọc sâu với Hố đào sâu trong đất sỏi cát đến cát mịn và đá nứt
bơm hút sâu (deep wells ngậm nước.
with electric submersible
pumps)
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
15
- 3/14/2010
31
C ÁC KỸ THUẬT THÁO NƯỚC
NGẦM BẰNG BƠM
Phương pháp Ứng dụng tiêu biểu
Ống giếng lọc sâu với Hố đào sâu trong đất cát bột mịn đến cát mịn khi thoát
bơm hút sâu và chân nước từ đất vào giếng có thể thấp.
không (deep wells with
electric submersible
pumps and vacuum)
Giếng khoan cạn với bơm Hố đào cạn trong đất sỏi cát đến cát bột mịn và đá nứt
hút (shallow bored wells ngậm nước.
with suction pumps)
Hệ thống bơm phun Hố đào trong cát bột mịn, cát bột, hay đất sét bị phân
(ejector system) lớp hay bị nứt mà cần kiểm soát áp lực nước lỗ rỗng
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
32
C ÁC KỸ THUẬT THÁO NƯỚC
NGẦM BẰNG BƠM
Phương pháp Ứng dụng tiêu biểu
Giếng giảm thụ động và Giảm áp lực nước lỗ rỗng trong tầng ngậm nước kín
rãnh cát (Passive relief (confined aquifer) hay thấu kính cát (sand lenses) dưới
wells and sand drains) đáy hố đào để đảm bảo ổn định cơ bản
Giếng thu (collector wells) Cát có tính thấm cao và sỏi
Thẩm thấu điện (electro- Đất ít thấm nước như sét, cát bột, và than bùn (peats)
osmosis)
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
16
- 3/14/2010
C ÁC KỸ THUẬT THOÁT
33 NƯỚC NGẦM BẰNG BƠM : HỆ
THỐNG BƠM PHUN
Nguồn: http://www.wjgl.com/images/ejector.gif
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
C ÁC KỸ THUẬT THÁO NƯỚC
34 NGẦM BẰNG BƠM : HÚT
NƯỚC LỘ THIÊN
Với hố móng:
Đào các mương lộ thiên quanh hố móng hay
ngay chân mái dốc hố móng
Tạo giếng tích nước và hút nước ra ngoài hố
móng (ví dụ dùng máy bơm)
Dùng để hút nước mặt, nước mưa và hạ
mực nước ngầm ở nơi có mực nước ngầm
nhỏ.
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
17
- 3/14/2010
C ÁC KỸ THUẬT THÁO NƯỚC
35 NGẦM BẰNG BƠM : H ÚT
NƯỚC LỘ THIÊN
Ưu điểm:
Đơn giản và dễ làm
Chi phí thấp
Nhược điểm:
Gây sự cuốn
ố trôi của các hạt đất
ấ
Gây sập lở đất
Kiểm soát bằng cách nào?
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
C ÁC KỸ THUẬT THÁO NƯỚC
36 NGẦM BẰNG BƠM : Ố NG KIM
LỌC
Theo tiêu chí về kinh tế và kỹ thuật, ống kim
lọc sẽ không thích hợp trong các điều kiện
sau:
Hố đào rộng hay hố đào sâu lớn hơn 12-15
m.
Có áp suất trong tầng đất ngậm nước
(aquifer)
( if ) bên
bê dưới
d ới hố đào
đà mà à cần
ầ giảm
iả để
đảm bảo sự ổn định ở đáy hố đào.
Với các điều kiện đó, hệ thống giếng sâu
thích hợp hơn
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
18
- 3/14/2010
C ÁC KỸ THUẬT THÁO NƯỚC
37 NGẦM BẰNG BƠM : Ố NG KIM
LỌC
ắt
Mặt cắt
hệ thống
ống kim
lọc một
bên dọc
rãnh đào
đặt
đường
ống
Nguồn: Cashman và Preene, 2001. tr.259
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
C ÁC KỸ THUẬT THÁO NƯỚC
38 NGẦM BẰNG BƠM : Ố NG KIM
LỌC
Hì h ảnh
Hình ả h
hệ thống
ống kim
lọc một
bên dọc
rãnh đào
đặt
đường
ống
Nguồn: Cashman và Preene, 2001. tr.259
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
19
- 3/14/2010
C ÁC KỸ THUẬT THÁO NƯỚC
39 NGẦM BẰNG BƠM : Ố NG KIM
LỌC
H nước
Hạ ớ
ngầm hai
giai đoạn
dùng hệ
thống
ống kim
lọc
Nguồn: Cashman và Preene, 2001. tr.263
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
C ÁC KỸ THUẬT THÁO NƯỚC
40 NGẦM BẰNG BƠM : Ố NG KIM
LỌC
Hai loại hệ thống ống kim lọc:
Ống kim lọc tự xuyên (self-jetting wellpoint)
Ống kim lọc có thể thải loại (disposal
wellpoint)
©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ
20
Thêm vào BST
Báo xấu
Download
Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
