NG D NG CÔNG NGH X Lý N N M I TBM VàO VI T NAM
ứ
ệ ử
ụ
ớ
ề
ệ
Phan H ng Quân* ồ
Application TBM -a new method for soft soil improvement in Vietnam Abstracrt: Top-Base-Method (TBM) is one of relatively new method invented in Japan 1-1980 for improvement of soft soil and has been introduced in Korea since 1990 and rapidly broadened. TBM is to locate tope -shape concrete blocks (called as top-block) on/within a thin graveled mat laid over very soft soil to reduce consolidation settlement and increase the bearing capacity of foundation. With Korean technology, TBM is environment friendly method with advantages of no noise, no vibration and waste products is recycled for reuse. TBM application is high effectiveness in case the structure is not very heavy burdening on the soft ground without supporting piles. The method was successfully applied in Vietnam by TBS Vietnam, for the first time it has created a new choice to supersede pile foundation and the operation cost is lower in some suitable case (about 50-60%) and shorter in operating time without adding any special equipment.
i thi u chung
ệ
ớ
ề
1. Gi Top-Base Method (TBM) là m t ph
ộ
ệ ố
ự ệ ủ
ả ế ở
ề
ơ
ớ ượ ủ
ự
ả
ự
ườ ế
ụ ụ
ố
ệ ớ ệ
ố
ể ộ ộ
ươ
ươ
ệ
ớ
ớ ặ
ệ
lĩnh v c công ngh thi công. Các c i ti n v công ơ ngh c a Hàn qu c đã làm cho TBM tr nên đ n gi n và nhanh chóng h n trong thi công, thân thi n ệ ả v i môi tr ng. Giá thành xây d ng đã gi m m t ộ ớ ụ ở cách thuy t ph c. Hàng ngàn công trình xây d ng Hàn qu c áp d ng công ngh m i này hàng năm. Riêng năm 2007 đã có h n 8 tri u kh i bê tông top- ơ ấ block đ c s d ng t ng đ ng v i 2 tri u m2 đ t ượ ử ụ n n đ c gia c . ố ề ượ
ệ ệ ứ
ấ
ầ
ệ
ượ
ộ
ư
ệ ầ ữ
ượ
ậ
ộ
ủ
i thi u l n đ u tiên ớ ổ ạ ọ
ủ
ơ ọ
ớ ộ
ề
ự
ườ
ứ
i hi u qu c a ph
ố
ệ
ế ấ
ắ ệ ớ
ư ế ả ệ ố
ự ả ủ ạ
ượ
ị ư ạ ệ ươ ị i các h i th o qu c t ộ ả
ư ạ
ị
ng pháp ươ ậ c phát minh t i Nh t x lý n n đ t y u m i đ ạ ử ấ ế b n vào nh ng năm 80 c a th k tr c. Hàng ế ỷ ướ ữ ả ụ i Nh t áp d ng ngàn công trình xây d ng t ậ ạ ng pháp này không nh ng đã làm tăng s c ph ứ ươ ữ i c a n n mà còn gi m đáng k đ lún c a ch u t ủ ề ả ị ả ủ ố ế công trình, c đ lún đàn h i l n đ lún c k t. ả ộ ồ ẫ ng pháp m i đ c bi ả ố ớ t có hi u qu đ i v i Ph ươ vi c gi m ch n và ngăn ng a hi u ng hóa lõng ả ừ ệ ự c a đ t khi dao đ ng. Các công trình xây d ng ấ ủ ấ trên n n TBM đã qua đ c các tr n đ ng đ t ề i Chiba năm 1987 và Kobe năm kh ng khi p t ế ạ 1995 mà h u nh không b h h i gì. Nhi u ề ầ ượ ế c ti n nghiên c u lý thuy t và th c nghi m đã đ ng pháp và đã hành đ lý gi ể c công b trên các t p chí Đ a k thu t c a ậ ủ đ ỹ ố ế ề ử v x Nh t b n cũng nh t ậ ả lý n n. ề
Vi
ầ
ệ
t Nam. ầ
ượ
ữ ứ ứ
ụ
ạ
i Tr
ở Công ngh TBM đ c gi t Nam trong bu i trao đ i gi a Giáo s Kim Vi ổ ệ ng Đ i h c Dankook, Seoul Hak-Moon c a Tr ườ ấ cùng Công ty Banseok v i B môn C h c đ t – ng Đ i h c Xây d ng năm 2007. N n móng Tr ạ ọ Cũng trong năm này, Ông Đ Đ c Th ng, Giám ỗ ứ t Nam đ c Công ty K t c u và Công ngh m i Vi t Nam) đã tham quan công ngh này t ạ i (NST Vi ệ ệ Hàn Qu c và hình thành ý đ nh áp d ng công ố ụ ngh m i ệ ớ ở ệ Năm 2008, l n đ u tiên TBM đ ầ ạ ọ
ườ
Đ u nh ng năm 1990, công ngh này đ c ượ ề nghiên c u ng d ng t i Hàn qu c và đã có nhi u phát minh c i ti n quan tr ng k t đó, đ c bi t trong ọ
ố ể ừ
ả ế
ệ
ặ
ệ
ữ
ớ
ng đ i h c Xây d ng
ự
ệ ệ ớ
* Tr ườ ố
ạ ọ ườ
i phóng, Hà N i ộ
ệ ớ
S 55 Đ ng Gi ả DĐ: 0983481960 Email: quanph@nuc.edu.vn
c nghiên ng Đ i h c Xây d ng trên qui mô c u t ự ứ ạ ấ mô hình trong phòng thí nghi m C h c đ t. ơ ọ ệ Tháng 08/2008, Công ty TBS Vi t Nam liên ằ t Nam ra đ i nh m doanh gi a Hàn qu c v i Vi ờ ố t nam. thúc đ y áp d ng công ngh m i vào Vi ẩ ệ ụ c áp d ng L n đ u tiên công ngh m i TBM đ ụ ầ ượ ầ ộ i công trình 110 Mai H c Đ Hà n i x lý n n t ế ắ ề ạ ử ệ vào tháng 8 năm 2008 nh là m t th nghi m ử ộ
ư
1 Đ a k thu t s 3-2008 ậ ố ỹ ị
đó theo hai cách:
ượ ứ
ạ
ị i khu đô th ụ i danh nghĩa chính
ả
ủ
c ng d ng t ướ
ặ ộ ớ
và ngay sau đó đ m i PG c a H i phòng d th c c a Công ty Liên doanh TBS Vi
t nam.
ệ
ổ ừ ạ ặ ớ
ng pháp TBM và công
ươ
ẳ a) đ m t l p bê tông t o m t ph ng ng ươ ư
ộ ngh thi công
ớ ứ ủ 2. N i dung ph ệ
l p bê tông lót móng sau đó thi công nh ụ b) thi công tr c ti p móng công trình lên dày ch ng 100mm trên m t l p TB t t ự ớ các công trình thông d ng khác; ự ế
n n TB. ề
Thông th ng, ph ng án a) đ ườ ươ ượ ự c l a
ch n.ọ
ề
ề c thi công c b n theo công ơ ả c ra sau đây: ấ ẳ
ế c là ph ng t ạ ầ ế ế
ỏ
ệ ộ
ặ
i cho vi c đi l ệ ạ
Các b ướ c l ngh Nh t b n đ ượ ượ ậ ả ệ ầ - Chu n b m t b ng n n đ t ban đ u: ặ ằ ị ẩ n n đ t ban đ u đ i cao ấ ượ ầ t k . N u đ t n n ban đ u quá trình thi ề ấ ướ c y u có th đ m t l p đá dăm m ng tr ể ổ ộ ớ ế (vi c này có th gây ra m t vài khó khăn ể cho thi công s p đ t các top-block sau này ắ ể i, di chuy n nh ng thu n l ậ ợ thi
ớ ướ i)
Hình 1. M t l p TB và b trí m t b ng l p TB ặ ằ ộ ớ ố ớ ị ư t b ). ế ị - R i l ả ướ theo v trí thi ị ư
i thép đ nh v (thép l p d ị ị t k x lý n n ề ế ế ử ẵ ế ề ầ ọ Ph ố ươ ố ố ứ ẳ ạ đây chúng tôi s ấ - Đ a top-block đúc s n vào v trí và n ng p xu ng n n đ n h t ph n c c, cân ậ ế ớ ch nh kh i bê tông th ng đ ng t o ra l p ỉ TB. ắ ụ ạ ậ - Đ đá dăm chèn và dùng đ m dùi rung ầ ụ ữ ề
ớ ớ ọ ệ ộ ầ ữ ặ ề ề ự ổ làm ch t v t li u chèn ặ ậ ệ ả ướ ả ớ ượ - R i l i thép liên k t lên m t n n ế - R i l p bê tông m t ặ 2.2 TBM v i công ngh thi công Hàn ớ ệ
Qu cố ặ ắ ề ề ứ ộ ớ ố ứ ả ế ề ế ệ
ệ ớ ử ụ ng pháp TBM s d ng các kh i bê ử ụ ử tông có d ng con quay (t ừ d ng thu t ng top-block cho ti n) s p x p ế ệ liên t c trên n n đ t t o ra m t t ng đ m ấ ạ (g i là l p Top-base – l p TB) gi a móng công trình v i n n đ t th c s . L r ng ỗ ỗ ớ ự ấ c chèn l p b ng gi a các kh i bê tông đ ằ ấ ố ữ ộ v t li u r i đ m ch t. M t c t ngang m t ặ ờ ầ ậ ệ c l p TB nh trên Hình 1. N n có th đ ể ượ ư ớ gia c b ng m t ho c hai l p TB (hi n ệ ặ ố ằ ch a có báo cáo nào nói đ n vi c s d ng ử ụ nhi u h n 2 l p TB). ơ
ẵ ế ớ ớ ệ
Nh t B n ả ồ ố ộ
ậ ượ ạ
ệ ượ i) đ ớ ự
ả ẵ ườ ể ượ ả ế ạ ệ ể ế ở ữ ấ ố ụ ạ ớ ặ ặ ằ ạ ẳ t tránh đ ệ ặ ư ề 2.1 TBM v i công ngh thi công c a ủ ậ ố Trong công ngh Nh t b n, các kh i c đúc s n trong nhà top-block bê tông đ ắ ng và s p máy, v n chuy n ra công tr ậ t k sau đó đá dăm i các v trí thi x p t ị ế c chèn l p vào khe h gi a các kh i và đ ượ c đ m ch t b ng đ m dùi t o ra l p TB đ ượ ầ ầ i cao trình yêu c u. Móng b ng ph ng t ằ ẳ công trình có th thi công trên m t ph ng ể ầ ặ Sau nhi u năm nghiên c u c i ti n, các nhà nghiên c u Hàn qu c đã đ xu t đ c ấ ượ ỗ công ngh m i s d ng bê tông đ t i ch ổ ạ thay th bê tông đúc s n. Khuôn cho các kh i bê tông đ ng th i cũng là m t ph n ầ ờ ế ạ c ch t o c a nó (không s d ng l ử ụ ủ t ng. nh a tái ch thân thi n v i môi tr ế ườ ệ ừ c chi phí Công ngh m i này đã gi m đ ớ ố v n chuy n các kh i bê tông, gi m kh i ả ố ậ ể ng hao h t do gãy v trong v n chuy n l ậ ỡ ượ t b thi công và l p đ t, không yêu c u thi ế ị ầ ắ ạ c tai n n đ c ch ng và đ c bi ượ ặ ủ c thi công c b n theo lao đ ng. Các b ơ ả ướ ộ
2 Đ a k thu t s 2-2008 ậ ố ỹ ị
c ra d ệ ố c l ượ ượ ướ i ề ượ
công ngh Hàn qu c đ đây: ằ ướ
ẩ ề
c là ph ng t ầ - Chu n b m t b ng n n đ t ban đ u: ằ i cao ượ ị ặ ầ ấ ẳ ạ ề ế
ự ố ề ấ
TBM. N n đ ấ c mô hình b ng thùng đ t ằ sét kích th c m t b ng 3 x 3 (m); cao ặ ng kính 20cm, cao 20 1.4m. Top-block đ ườ ả cm trong đó ph n c c dài 10cm. K t qu ầ ọ c công b tháng 5/2008 cho thí nghi m đ ượ ệ th y s c ch u t i c a n n chung đã tăng ả ủ ị ứ lên r t kh quan. ượ ớ ả
Đ t mô hình có các đ c tr ng c – lý ơ ặ ư ủ
- Các ph u nh a (khuôn đúc bê tông) c liên k t v i nhau thành t ng m ng ả c yêu c u c a thi ầ - S p x p các m ng ph u nh a vào ễ ả ừ t k . ế ế ự ng riêng gw = 18.9 kN/m3
n n đ t ban đ u đ ấ t k . trình thi ế ế ễ đ ế theo kích th ướ ắ ế đúng v trí thi ị ổ ầ i vào các ph u, đ m
ằ ặ ễ ủ ươ ch t bê tông b ng đ m dùi ho c th công ầ ả ẻ
ướ ổ ữ ễ ở ủ c (xác thí nghi m c t cánh) cu = 12 ắ ị t k ế ế - Đ bê tông t ặ ế - Sau khi bê tông trong ph u đã ninh k t, đ đá dăm chèn gi a khe h c a các kh i- ố ph u và đ m ch t: m t l p TB hình thành. ặ ấ ấ c b n sau: ơ ả - Tr ng l ượ ọ - Đ m W = 42.5% ộ ẩ i h n ch y Wch = 46.1% - Gi ớ ạ i h n d o Wd = 28.2% - Gi ớ ạ - S c kháng c t không thoát n ứ ắ đ nh t ệ ừ kN/m2. ộ ớ i thép liên k t ế ở c 40 x 40 (cm) ướ ụ trên m t l p TB. ặ ớ ệ Bàn nén vuông kích th S c ch u t ả ị ứ i d tính theo công th c ự ệ ứ Terzaghi ệ pult = 0.876 cu.Nc = 0.876 x 12 x 5.70 = Hàn Qu c vào Vi ố ớ ố ư
Hàn Qu c có u đi m v ầ K t qu thí nghi m n n có l p top-base 60 kN/m2 ế ề ả ớ
ệ (trên n n top-base) : pult = 130 kN/m2. ề ể ẩ
ầ ơ ế
ế ị ặ ỏ ơ
ố ớ ậ
c v n chuy n kh i l n do đó c tai n n lao ạ ượ
ầ ễ - R i l ả ướ 3. ng d ng TBM theo công ngh ứ t Nam So v i công ngh Nh t B n, công ngh ậ ệ ả t tr i: ượ ộ ể ế - Không c n thi t b thi công ph c t p: n u ứ ạ ế ị ng qui mô công trình l n, s d ng bê tông th ươ ử ụ ớ ụ ph m thì c n có xe v n chuy n chuyên d ng ậ và máy b m bê tông; n u công trình qui mô nh ho c nh ng n i không có thi t b có th ể ữ thi công hoàn toàn th công; ủ - Tránh đ ể ượ gi m hao h t và tránh đ ụ ả đ ng;ộ
ờ
ả ậ ụ ượ
ấ ấ
ắ c s n ph m t ừ ầ ả ữ ệ
- Th i gian thi công ng n; - T n d ng đ ch t th i; ả ẩ - Giá thành ph n móng gi m r t đáng t là nh ng công trình có qui mô ả c đó ph i ướ ớ i tr ng - đ lún ộ
(t Hình 2. Quan h t ệ ả ọ thí nghi m mô hình) ệ ừ Chính vì nh ng l ẽ
k , đ c bi ể ặ i tr ng không quá l n mà tr t ọ ả s d ng móng c c ọ ử ụ ữ t nam l a ch n công ngh ọ đó, Công ty Liên ệ ự ệ ầ
t ế doanh TBS Vi Hàn Qu c.ố ế ầ
Tr ứ ng Đ i h c Xây d ng ự ả ạ ọ ướ t nam ụ i Vi ạ ệ i đây mô t ầ các b i Vi ệ ạ 3.1 K t qu nghiên c u ban đ u c a ủ ườ T i Tr ạ ạ ọ ườ ệ ắ ề
ướ
ng Đ i h c Xây d ng, mô hình ự ế c xây d ng và đã ti n n n thu nh đ ỏ ượ ự c 40 hành thí nghi m nén bàn nén kích th ệ ằ x 40 (cm) đ n phá ho i sau khi x lý b ng ạ ử ế 3.2 TBM áp d ng l n đ u tiên vào th c ự ầ t Nam. xây d ng t ự ơ ả c c b n nh d ả ướ ả 110 th c hi n TBM đ u tiên t ở ự Mai H c Đ , Hà N i tháng 8 năm 2008. ộ ế Công trình có qui mô 4 t ng l u và 01 t ng ầ ầ ầ ể ơ c s d ng làm b b i. h m sâu 2m đ ử ụ ầ t k ban đ u s d ng móng c c ép Thi ọ ử ụ ế ượ ầ ế
1 Đ a k thu t s 3-2008 ậ ố ỹ ị
ộ ự ệ ử ề
ề ị
ướ ủ ế ờ ng tr ệ ướ
ế ạ ắ ượ c i m t v trí cho trên ả ạ i c a ả ủ i đây cho th y s c ch u t ị ấ ờ ộ c và sau khi x lý n n đ ộ ế ứ ể ồ ề
1. Chu n b ph u nh a (khuôn cho top-block) 2. S p đ t ph u lên m t đ t đã chu n b
ặ ấ
ự
ễ
ễ
ẩ
ặ
ẩ
ắ
ị
ị
3. Đ bê tông t o top-block bê tông 4. N n Top-Base đã hoàn ch nh.
ề
ạ
ổ
ỉ
Áp l c (kPa)
ự
ệ đ n đ sâu 20m. Th i gian th c hi n vi c ờ ế x lý n n là 04 ngày trong đó có 01 ngày ử ch bê tông đ ninh k t tr c khi chèn đá dăm. T i công trình 110 Mai H c Đ , Hà ệ n i các thí nghi m nén b n nén hi n ệ ả ộ tr ướ ườ th c hi n. K t qu t ự hình d n n đã tăng lên r t đáng k đ ng th i đ ấ ng ng. lún cũng gi m t ứ ươ ả
100
200
300
400
0
ụ
0
không l n l m đ thay th ể ự ế ạ ớ ắ
10
i tr ng th c t ả ọ ả
)
20
m m
30
( n ú
l
ớ ề
ộ Đ
40
Tr
N n Top-Base
ướ
c x lý ử
ề
50
th p t ng (d ầ
60
ắ
Hình 3. K t qu thí nghi m No.01-110 MHĐ
ế
ệ
ả
i n n đ p cao; móng t ặ ề ắ ứ
ấ ế ứ ụ ạ
ậ ọ ự ấ ầ
d ng cho các công trình, h ng m c công trình ụ ế có t i pháp móng c c bê tông trên các khu cho gi ọ v c có l p đ t b m t r t y u v i chi u dày ấ ề ặ ấ ế ớ ự l n. Các công trình d ng nói trên bao g m ồ ạ ớ ỗ i 5 t ng); không gian đ nhà ướ ở ấ ầ i, gi a các tòa nhà cao t ng; ô tô ng m d ầ ầ ữ ướ n n đ t y u d ườ ng ướ ề ấ ế ệ t ch n trên đ t y u ...Vi c nghiên c u, đ c bi ệ là nghiên c u xác l p ph m vi ng d ng hi u ệ ứ qu là r t quan tr ng và c n đ ệ c th c hi n ượ ả s m.ớ ậ
ứ ừ Tài li u tham kh o ệ ả ề ậ ứ ể ề ứ
ệ ề ế c đ u t ệ ệ ế ậ ự 1. Lê Luân et all. Nghiên c u th c nghi m mô hình n n Top-Base. H i ngh ị ộ Khoa h c và Công ngh sinh viên Đ i h c ạ ọ ọ Xây d ng, 2008. ự 4. K t lu n ế ố Nh t b n và Hàn qu c Các nghiên c u t ậ ả i c a n n có th tăng đ u k t lu n s c ch u t ế ị ả ủ lên đ n 200%, đ lún gi m còn 15 đ n 30% ế ả ộ ầ ạ so v i n n không x lý. K t qu b i ớ ề ả ướ ế t nam thuy t ph c r ng các k t lu n trên Vi ế ng pháp TBM có th áp là đáng tin c y. Ph ử ụ ằ ươ ể ậ 2. Arai. K. et all. Interpretation of concrete
2 Đ a k thu t s 2-2008 ậ ố ỹ ị
3. TBS Banseok Seoul. In-place Top
Base Method, Seoul, Korea 2008.
top base foundation behaviour on soft ground by coupled stress flow finite element analysis. 6th international conference in numerical methods Balkoma, in Geomechanics, Rotterdam, 1988. 4. Japanese Material Institute. Handbook of Ground Improvement Methods , Chapter 9: TOP-BASE METHOD, 1991.
1 Đ a k thu t s 3-2008 ậ ố ỹ ị
Ng
i ph n bi n: TS. Nguy n Đình Ti n
ườ
ệ
ễ
ế
ả
