Kỹ thuật thi công - Chương 3: Công tác chuẩn bị đất thi công

4/16/2013 1 GV: LƯƠNG TOÀN HIỆP 1. CƠNG TÁC CHUẨN BỊ Giải phĩng mặt bằng gồm các việc:  Đền bù di dân theo Nghị định của Chính phủ và các quyết định của địa phương (phần việc này do chủ đầu tư thực hiện).  Chặt cây, đào bỏ rễ cây, phá dỡ cơng trình cũ nếu cĩ, di chuyển các hệ thống kỹ thuật (điện, nước, thơng tin), mồ mả, ra khỏi khu vực xây dựng cơng trình, phá đá mồ cơi trên mặt bằng nếu cần, xử lý thảm thực vật thấp, dọn sạch chướng ngại, tạo thuận tiện cho thi cơng. 1.1. Giải phĩng mặt bằng 4/16/2013 2  Di chuyển hoặc phá dỡ các cơng trình cũ nếu cĩ, phá đá mồ cơi trên mặt bằng nếu cần, dọn sạch chướng ngại vật thuận tiện cho thi cơng  Thơng báo rộng rãi đến các hộ dân cĩ liên quan: thực hiện cơng tác đền bù, di chuyển mồ mả, thực hiện đúng quy định trong việc di chuyển cáp ngầm, ống ngầm hay đường dây trên khơng.  Đối với các cơng trình cần phá dỡ phải cĩ biện pháp tháo dỡ đảm bảo an tồn.  Khi cĩ lĩp bùn ở khu vực san lấp cần nạo vết hết bùn đất tránh hiện tượng lún, sụt đối với lớp đất đấp. 4/16/2013 3  Thốt nước bề mặt đảm bảo thi cơng khơng bị ngập úng, cĩ thể áp dụng các biện pháp như:  Tạo dốc cho mặt bằng thi cơng;  Xây hệ thống mương thốt nước;  Lắp đặt hệ thống cống và hố ga dẫn nước về mương thốt nước của khu vực: thường đặt dọc hai bên đường tạm trên cơng trường, mương qua đường phải đặt sâu dưới mặt đường tối thiểu 70cm. 1.2. Tiêu nước bề mặt  Dùng đê quai Khi lưu lượng nước trong mĩng quá lớn khơng thốt kịp cần tiến hành đắp bờ đất ở phía thấp, hạn chế nước chảy trở lại mặt bằng thi cơng  Đào rãnh thốt nước 4/16/2013 4 Để tiêu nước mặt cho các hố mĩng đã đào xong do gặp mưa hay do nước ngầm, ta tạo các rãnh xung quanh hố mĩng với độ dốc nhất định tập trung về các hố thu, rồi đặt máy bơm để tiêu nước. Đối với những hố mĩng cĩ kích thước lớn ta cĩ thể bố trí nhiều hố thu gom tại các gĩc của hố mĩng  Đào rãnh gom nước dưới đáy hố mĩng Khi đào hố mĩng hoặc thi cơng các cơng trình nằm dưới sâu trong lịng đất mà đáy hố mĩng hoặc cơng trình nằm dưới mực nước ngầm, nước ngầm chảy vào hố mĩng hoặc cơng trình gây cản trở cho quá trình thi cơng hoặc sụt lở vách đất 1.3. Hạ mực nước ngầm Cần thiết kế biện pháp hạ mực nước ngầm 4/16/2013 5  Hạ mực nước ngầm là làm cho mực nước ngầm hạ thấp cục bộ ở một vị trí nào đĩ, bằng phương pháp nhân tạo, đào giếng sâu trong tầng chứa nước và hạ thấp mực nước trong đĩ bằng cách bơm liên tục.  Một giếng chỉ làm khơ được một phạm vi hẹp nhất định nào đĩ, muốn làm khơ một vùng thì xung quanh khu vực đĩ phải được là hệ thống giếng và từ các giếng được bơm liên tục.  Thiết bị hạ mực nước ngầm 4/16/2013 6 a. Phương pháp dùng rãnh ngõ Ưu điểm:  Thuận tiện, dễ thi cơng, hiệu quả cao.  Nhược điểm:  Tăng thêm khối lượng cơng tác đất.  Nếu gặp đất cĩ hệ số mái dốc lớn (m) → dễ gây sạt lỡ → nguy hiểm tốn cơng.  Ảnh hưởng đến việc giao thơng của người và phương tiện 4/16/2013 7 b. Phương pháp giếng lọc với bơm hút sâu Là một bộ thiết bị bao gồm:  Ống giếng lọc;  Máy bơm đặt trong mỗi giếng;  Ống tập trung nước;  Trạm bơm và ống xả nước - Ống thép phía dưới cĩ nhiều khe nhỏ để hút nước gọi là phần lọc. Phần lọc cĩ chiều dài tùy theo địa chất cĩ thể kéo dài từ 6 đến 15m Phương pháp giếng lọc với bơm hút sâu 4/16/2013 8 Máy bơm: phổ biến dùng loại máy bơm trục đứng  Nguyên lý hoạt động: Nước ngầm sau khi theo các khe nhỏ của ống giếng lọc chảy vào trong ống sẽ được máy bơm trục đứng hút lên trên  Kỹ thuật hạ giếng:  Nếu đất thuộc loại cát pha sét, hay loại đất dễ bị xĩi lỡ thì áp dụng biện pháp xĩi bằng tia nước để hạ ống. Khi đĩ ở đầu dưới ống gắn thêm một mũi ống để phun ra những tia nước áp lực và nối ống đĩ với một ống dẫn nước cao áp (6÷8 atm). Nước phun từ mũi ống sẽ phá vỡ kết cấu đất và ống giếng tự tụt dần xuống đến độ sâu thiết kế thì vặn ống dẫn nước cao áp ra và lấy lên;  Khi hạ ống trong đất lẫn sỏi, sau khi xĩi nước cát lẫn sỏi sẽ lấp khoảng trống xung quanh ống tạo ra màng lọc tự nhiên 4/16/2013 9  Trong trường hợp đất thiếu những thành phần tạo ra màng lọc tự nhiên, muốn làm tăng bề mặt hút nước, tăng khả năng làm việc của giếng, ta cĩ thể tạo ra xung quang giếng một màng lọc cát sỏi hạt cĩ đường kính từ 3 ÷ 10 mm xung quanh ống giếng theo một ống bao. Ống bao này rộng hơn ống giếng từ 80 ÷ 100mm, Đổ sỏi ngay sau khi hạ xong ống xuống độ sâu theo quy định, rồi bơm nước áp lực nhỏ để rút ống bao lên.  Nếu đất rắn chắc thì cần khoan tạo lỗ để đặt ống giếng. Sau khi hạ xong ống giếng thì lắp máy bơm hút sâu vào ống giếng. 1. Ống giếng; 2. Máy bơm trục đứng; 3. Lớp dây thép; 4. Lưới lọc; 5. Lớp cát lọc; 6. Thành giếng.  Hạ giếng bằng phương pháp khoan dẫn 4/16/2013 10 1. Ống giếng; 2. Phần lọc 3. Ống dẫn nước cao áp 4. Mũi ống  Hạ giếng bằng phương pháp xĩi nước Ưu điểm:  Hiệu suất cao, năng suất lớn;  Cĩ thể nâng nước lên cao 80 ÷ 100m, nghĩa là cĩ thể hạ mực nước ngầm xuống sâu.  Mỗi giếng cĩ thể hạ mực nước ngầm độc lập  Nhược điểm:  Cơng tác hạ ống phức tạp, tốn thời gian và chi phí cao;  Máy bơm chĩng hỏng nếu hút nước lên cĩ lẫn cát. 4/16/2013 11  Phạm vi áp dụng  Khi hạ mực nước ngầm xuống sâu, mà các loại thiết bị khác khơng đủ khả năng;  Khi địa chất phức tạp (đất nứt nẻ, bùn sét, sét pha cát xen kẽ với những lớp cát) những trường hợp này phải đổ nhiều vật liệu thấm nước xung quanh ống lọc;  Khi hố mĩng rộng, lượng nước thấm lớn;  Khi thời gian làm việc trong hố mĩng kéo dài. c. Phương pháp dùng ống kim lọc hút nơng Hệ thống kim lọc gồm 3 phần: đoạn ống trên, đoạn ống lọc và đoạn cuối.  Đoạn ống trên: là ống thép hút dẫn nước, được nối lại với nhau từ nhiều đoạn ống cĩ đường kính 50 ÷68mm, số đoạn ống này tùy thuộc độ sâu cần đặt đoạn lọc. Đoạn ống trên được nối với bơm hút hay bơm đẩy cao áp.  Đoạn lọc: gồm 2 ống thép lồng nhau: • Ống trong: khơng đục lỗ, được nối với ống trên; • Ống ngồi: được đục lỗ và cĩ đường kính lớn hơn đường kính ống trong một ít; 4/16/2013 12  Đoạn cuối: gồm cĩ van vành khuyên, van cầu và bộ phận xĩi đất.  Kỹ thuật thi cơng  Hạ ống kim lọc: • Đặt thẳng đứng để đầu kim lọc đúng vào vị trí thiết kế; • Dùng búa gõ nhẹ để phần đầu cấm vào đất; • Cho bơm nước cao áp vào trong ống lọc. Dưới áp suất nước được nén vào trong kim lọc, đầy van vành khuyên đĩng lại và nén van cầu mở ra. Nước phun ra ngồi theo các lỗ răng nhọn. 4/16/2013 13 • Các tia nước phun ra với áp suất cao làm xĩi lở đất ở đầu kim lọc, và đẩy chúng lên mặt đất. Dưới trọng lượng bản thân kim lọc từ từ chìm vào trong lịng đất. Đến độ sâu thiết kế thì dừng bơm nước kết thúc giai đoạn hạ kim lọc.  Hoạt động hút nước ngầm của ống kim lọc • Chèn vào xung quanh phần lọc một lớp sỏi và cát hạt to để tạo thêm lớp lọc. Chèn một lớp đất sét trên miệng lỗ để giữ khơng cho khơng khí lọt vào trong ống kim lọc. • Cho bơm hút hoạt động, dưới tác dụng của chân khơng, van cầu bị hút hút đĩng lại. Nước ngầm ở ngồi thấm qua lưới lọc vào trong ống ngồi đẩy van vành khuyên mở ra, chảy vào ống trong và được hút lên. 4/16/2013 14  Sơ đồ bố trí ống kim lọc • Sơ đồ kết hợp hai tầng hạ nơng: hệ thống ống kim lọc cĩ thể hạ mực nước ngầm từ 4 ÷ 5m, để hạ sâu hơn ta kết hợp nhiều tầng kim lọc xuống thấp dần. • Sơ đồ bố trí đối với mặt bằng hẹp: bố trí một hàng ống kim lọc chạy dọc theo cơng trình. 4/16/2013 15 • Sơ đồ bố trí đối với mặt bằng rộng: bố trí hệ thống kim lọc xung quanh hố mĩng.  Lưu lượng nước của hệ thống: Bố trí theo chuỗi: Bố trí theo vịng: 4/16/2013 16 d. Phương pháp dùng ống kim lọc hút sâu  Cấu tạo Ống kim lọc hút sâu cĩ cấu tạo khác với ống kim lọc hút nơng là đường kính to hơn, phần thân ống và phần lọc dài hơn, trong ống lọc cĩ thêm một ống thứ 2 mang miệng phun nhằm đưa nước lên cao. Áp lực cao  Nguyên lý  Đầu tiên hạ ống lọc ngồi (ống 1), cĩ phần lọc và phần chân ống xuống đất bằng phương pháp xĩi nước tương tự như hạ ống kim lọc hút nơng.  Sau đĩ thả vào trong ống (1) một ống nhỏ hơn (ống 2) mang miệng phun (3) ở phần dưới. Áp lực cao 4/16/2013 17  Máy bơm đẩy nước cao áp với áp suất 7,5 ÷ 8.0 atm vào ống kim lọc, nước chảy trong khoảng trống giữa 2 ống (1) và (2) rồi đến miệng phun. Tia nước chảy qua các lỗ nhỏ của miệng phun lên với một lưu tốc rất lớn, làm giảm áp suất khơng khí trong khoảng khơng gian phía dưới của ống trong, hút theo nước ngầm dưới đất lên cao.  Hỗn hợp nước ngầm và nước ban đầu được hút lên chảy vào một hệ thống ống dẫn đến bể chứa nước. Máy bơm lại lấy nước trong bể này bơm vào ống kim lọc làm nước mồi. Nước thừa trong bể sẽ được bơm dẫn đi nơi khác  Lưu ý, đối với những nơi đất cát, đất cát lẫn sỏi thì khơng cần đổ màng lọc xung quanh ống kim hút sâu. Nhưng khi dùng ở những nơi đất sét pha cát, đất ít thấm thi phải đổ màng lọc xung quanh ống 4/16/2013 18  Phạm vi áp dụng  Dùng đề hạ nước ngầm xuống sâu, khi mà ống kim lọc hút nơng khơng hạ được.  Dùng ống kim lọc hút sâu cĩ thể hạ mực nước ngầm đến độ sâu 18m. Tuy nhiên, khơng nên dùng thiết bị này hạ xuống quá sâu vì cần phải cĩ một lượng nước mồi quá lớn.  Trong trường hợp nguồn nước thấm lớn (trên 5 lít/giây cho một ống kim lọc) và thời gian hạ nước ngầm quá dài thì nên áp dụng phương pháp ống giếng lọc cĩ máy bơm hút sâu, vì nĩ cĩ hiệu suất cao hơn phương pháp ống kim hút sâu. 4/16/2013 19  Từ cột mốc chuẩn, cao trình chuẩn (được bên mời thầu bàn giao), dựa trên bản vẽ thiết kế mặt bằng định vị, triển khai các trục của cơng trình theo hai phương bằng máy trắc đạt, thước thép, nivo, quả dọi. 1.4. Định vị cơng trình  Ghi chú: 1. Đinh định vị tim cọc; 2. Cọc gỗ; 3. Bê tơng giữ cọc.  Mỗi một trục được xác định bởi hai cọc (hay nhiều cọc tùy theo mặt bằng công trình). Các cọc định vị này được bố trí tại những vị trí sao cho dễ nhìn thấy, không ảnh hưởng đến công tác thi công và được bảo vệ cẩn thận trong suốt quá trình thi công.  Các cọc định vị có thể làm bằng gỗ với tiết diện 40x40x1000 hay được làm bằng thép Þ20. 4/16/2013 20  Khi cắm trục định vị dùng hệ thống cọc đơn như trên có ưu điểm là ít gây cản trở trong quá trình thi công, dễ bảo quản. Tuy nhiên việc dùng cọc đơn có nhược điểm là trong quá trình định vị tim trục của công trình, việc đóng cọc xuống đất (để vạch tim) rất khó chính xác, thường nếu không để ý khi đóng xong cọc thì đường tim của công trình không còn nằm trên đầu cọc nữa (vì cọc đã bị đóng lệch). Để tránh hiện tượng này trong quá trình đóng phải thường cuyên kiểm tra bằng máy kinh vĩ. Giá ngựa a) Giá ngựa có ván ngang liên kết trên đầu cọc, b) Giá ngựa có ván ngang liên kết trên thân cọc 1. Cọc; 2. Thanh ngang; 3. Đinh làm dấu tim; 4. Đinh liên kết; 5. Bê tông giữ chân cọc  Ngoài hệ thống cọc đơn, ta còn dùng giá ngựa để đánh dấu tim, trục định vị (xem hinh). 4/16/2013 21  Giác móng công trình: Xác định vị trí móng trên mặt đất sau khi đã định vị công trình và trước khi tiến hành đào hố móng  Dựa vào các bản vẽ thiết kế móng, tính chất của đất để xác định kích thước hố đào.  Từ các trục định vị triển khai các đường tim móng  Từ đường tim phát triển ra bốn đỉnh của hố đào.  Dùng vôi bột rãi theo chu vi của hố đào.  Tại mỗi hố đào, hay nhiều hố gần nhau phải có một cao độ chuẩn để tiện kiểm tra cao trình hố móng. Để chống sạt lỡ khi hố đào ta phải làm sao? 2. Chống vách đất hố đào  Đào đất theo mái dốc tự nhiên  Phải cĩ biện pháp gia cố vách hố đào 4/16/2013 22  Chiều sâu và hệ số mái dốc không thoả điều kiện cho phép.  Khi chiều sâu hố đào lớn hơn 5 m.  Đất quá rời rạc, nếu đào tuân theo điều kiện cho phép thì khối lượng đào lớn, diện tích đào rộng.  Không thể đào theo biện pháp mái dốc vì địa hình không cho phép. Phải chống vách hố đào trong các trường hợp sau: 2.1 Biện pháp chống vách cho rãnh đào: a) Chống bằng ván ngang  Ván tấm ghép lại với nhau thành những mảng có chiều rộng từ 0,5 ÷ 1m.  Đào hố móng xuống sâu từ 0,5 ÷ 1m tùy theo từng loại đất sao cho vách đất không bị sụt lở 4/16/2013 23  Tiến hành chống đỡ bằng cách ép sát các tấm ván song song với mặt đất vào các mặt của hố đào rồi dùng các thanh chống đứng đỡ ở phía ngoài, dùng các thanh néo (khi mặt bằng phía trên rộng rãi), thanh văng ngang (nếu hố đào hẹp) hay thanh chống xiên (nếu hố đào rộng) để đỡ hệ ván lát ngang. Tấm ván trên cùng cao hơn mặt đất 5 ÷ 10 cm tránh đất đá trên mặt rơi xuống hố móng.  Đối với thanh chống xiên và văng ngang thường ảnh hưởng đến mặt bằng thi công, thanh néo áp dụng khi mặt bằng thi công rộng rãi đủ chỗ để liên kết thanh néo với vùng đất ổ định xung quanh. Chống chéo hỗ trợ chống đứng  Tiếp tục đào sâu từng đợt 0.5 ÷ 1m rồi lại chống đỡ vách đất cho đến độ sâu thiết kế. 4/16/2013 24 THANH CHỐNG NGANG VÁN NGANG NẸP ĐỠ CHỐNG NGANG THANH CHỐNG ĐỨNG Phạm vi áp dụng Khi đào hố ở những loại đất có độ kết dính nhỏ, không có nước ngầm hoặc có nước ngầm ít. Chiều sâu hố đào từ 2 ÷ 4m. Phương pháp néo néo thành hố Chống vách đất bằng ván lát ngang 4/16/2013 25 b) Chống vách đất bằng ván lát dọc  Chuẩn bị và thi công  Ván tấm được vót nhọn một đầu  Các thanh chống ngang, nẹp đứng gối tựa  Dùng ván dọc đóng dọc theo chu vi cần đào hố  Tiến hành đào đất theo độ sâu thiết kế  Dùng nẹp ngang liên kết các tấm ván lại với nhau  Dùng các thanh chống đứng để đỡ các nẹp ngang  Dùng các thanh chống ngang, thanh néo hay văng ngang đỡ các thanh đứng. Chống vách đất bằng ván lát đứng (a) Dùng chống xiên (b) Dùng thanh néo 4/16/2013 26 MIẾNG GỖ TỲ NẸP NGANG VÁN DỌC THANH CHỐNG NGANG c) Chống bằng ván ngang kết hợp với thép hình chữ I (hoặc H ) 4/16/2013 27 d) Chống vách bằng ván cừ thép – cừ BTCT 4/16/2013 28 4/16/2013 29 4/16/2013 30 4/16/2013 31 e) Chống vách bằng cọc khoan nhồi – cọc xi măng 4/16/2013 32