Khái niệm thiết kế
hệ văng chống cho hố móng khi thi công nhà cao tầng
Mục lục
Thi công hệ văng chống cho hố móng các tòa nhà
cao tầng

2. Cơ sở lập kế hoạch thi công hệ văng chống

3. Thiết kế và lập kế hoạch thi công hệ văng chống

4. Thi công

5. Những điểm cần lưu ý khi thiết kế và thi công
１．Thi công hệ văng chống cho hố móng các tòa nhà cao tầng
Tháng 4
Tiến độ thi công hệ văng chống cho hố móng
Để hoàn thiện cơ sở hạ tầng xã hội hiện nay, người ta sử dụng nhiều kết cấu ngầm.
Những kết cấu này thường được xây dựng theo phương pháp đào mở (open cut method)
Khi đó, kết cấu khung chống tạm được gọi là “Hệ văng chống”.
Hôm nay tôi xin trình bày về “Thi công hệ văng chống cho hố móng khi thi công tòa nhà cao tầng”.
Thi công hệ văng chống cho hố móng khi xây dựng nhà cao tầng
Thi công ngầm trong thi công kiến trúc nhà cao tầng ở các thành phố
Thi công xây dựng nhà thi đấu tổng hợp Oda
Tháng 5
Tháng 6
Tháng 7
Tháng 8
Tháng 9
Hoàn thành
Kết cấu khung chống tạm
Hệ văng chống, thanh chống, sàn công tác
Sử dụng các cấu kiện định hình sẽ dễ dàng cho việc lắp đặt và tháo dỡ
Tường chắn, thanh chống
Tường chắn
Thanh chống
Hệ sàn
Dầm chính
Cọc chống
Sàn
2. Cơ sở để lập kế hoạch thi công hệ văng chống
Là cấu kiện tạm được lắp đặt để chống sạt lở đất và chống thấm nước nếu đào theo phương pháp đào mở.
Được cấu thành từ tường vây và thanh chống
1）Cọc chống với ván lát ngang
2）Tường cừ
3）Tường cọc ống thép
4）Tường liên tục với cọc bao quanh
5）Tường ngầm liên tục trong đất
1）Tường chắn tự đứng
2）Tường chắn kiểu thanh chống
3）Tường chắn kiểu thanh neo (anchor)
4）Tường chắn kiểu thanh giằng cọc nghiêng
Tác dụng của hệ văng chống
Hệ văng chống
Hệ thanh chống
Kế hoạch thi công hệ văng chống hiệu quả và an toàn
Dựa vào kết quả kiểm tra mặt bằng và địa chất, xem xét tính kinh tế và
hiệu quả thi công để chọn phương pháp thi công phù hợp.
Điều kiện địa chất
Điều kiện thi công
Môi trường xung quanh
Bảo vệ môi trường
An toàn, phòng tránh thiên tai
Tính kinh tế
1）Tính chất đất 2）Tính chất địa tầng 3）Đặc điểm địa chất 4）Hệ thống nước ngầm 5）Đặc điểm nước ngầm
1）Khu vực, thời gian thi công 2）Máy móc thi công 3）Tính chất địa tầng 4）Nước ngầm có hạ hay không 5）Phương pháp đào 6）Thời gian và phương pháp thi công các cấu kiện phần thân.
1）Kết cấu xung quanh 2）Vật chôn ngầm dưới đất 3）Lưu lượng giao thông
1）Ảnh hưởng đến đất, nước ngầm 2）Tiếng ồn và rung
1）Chú ý đến sự an toàn của người lao động, của người xung quanh và của cộng đồng 2）Bảo đảm việc lưu thông trên đường
Chọn phương pháp thi công hệ văng chống
1） Chọn loại tường chắn
2）Chọn loại thanh chống
3）Thi công bổ trợ (hạ mực nước ngầm)
Khi chọn phương pháp thi công hệ văng chống, chúng ta nên phối hợp các phương pháp tường chắn, phương pháp hệ thanh chống, phương pháp giếng hạ mực nước ngầm và phương pháp hố đào. Ngoài ra phải hiểu rõ đặc trưng và sự tương thích khi phối hợp các phương pháp đó.
4）Thi công hố đào
Không trình bày trong buổi hội thảo này
1）Phân loại tường chắn đất
◎：Có lợi ○：Bình thường △：Bất lợi
Điều kiện sử dụng và tiêu chuẩn chọn kiểu hệ văng chống
Tường chắn bằng cọc chống với ván lát ngang
・Không chống thấm. Không sử dụng được nếu mực nước ngầm cao.
・Do dễ tạo ra kẽ hở giữa đất và tấm ván nên đất dễ bị biến dạng.
・Phần đáy không liên kết tốt với nền đất nên hạn chế sử dụng cho phần địa chất yếu.
・ Không nên áp dụng cho địa chất yếu, vì dễ bị sạt lở trong khoảng thời gian từ khi đào hố móng đến khi chèn ván.
Ván ngang
Cọc chống
Đóng cọc chống (dầm H) với khoảng cách 1-2m, sau đó chèn ván vào giữa các cọc chống, tạo thành tường chắn đất.
Tường chắn bằng cọc chống với ván lát ngang
Cấu tạo
Đặc điểm
Tường cọc cừ
Cọc cừ
・Chống thấm
・Tường lồi lõm nên hay bị biến dạng.
・Lúc đóng và nhổ cừ rất ồn và rung.
・Khi nhổ cừ có thể làm sụt phần đất xung quanh. Khi đó phải tiến hành kiểm tra các vị trí còn lại.
Tường cọc cừ
Tường chắn được xây dựng kéo dài trong lòng đất, bịt kín các khớp nối cọc cừ.
Cấu tạo
Đặc điểm
Tường cọc ống thép
・Chống thấm nước
・Do có độ cứng khá tốt nên phù hợp với trường hợp nền đất bị biến dạng.
・Khi đóng sẽ ồn và rung.
・Khó nhổ ra vì vậy nhiều trường hợp đã phải để lại, không rút ra được.
・Được sử dụng như một kết cấu tổng thể
Là loại tường chắn được cấu thành bằng việc ghép phần nối của các cọc ống thép tạo thành liên kết ngầm trong đất.
Cấu tạo
Đặc điểm
Tường cọc ống thép
Cọc ống thép
Tường cọc liên tục
Tường cọc vữa
Tường bùn cứng
Tường cọc xi măng đất
Tường cọc liên tục
Cốt thép hình
Cọc xi măng đất
・Nếu chồng nhiều cọc lên thì tính chống thấm sẽ tốt.
・Độ cứng lớn hơn tường cọc chống với ván lát ngang và tường cọc cừ, nên phù hợp với vùng nền đất bị biến dạng.
・Tiếng ồn và rung nhỏ
・Cốt thép hình bên trong khó rút ra nên nhiều trường hợp phải bỏ lại.
・Áp dụng được cho nhiều loại đất, nhưng khó sử dụng với lớp đất đá cuội và đất sỏi pha cát có hạt sỏi lớn hơn 100mm
・Chú ý xi măng đất có tính năng khác biệt so với các loại đất khác. Đặc biệt, với lớp đất hữu cơ có cường độ rất yếu.
Tường cọc xi măng đất
Tường chắn được xây kéo dài trong lòng đất, chèn cốt (các loại thép hình) vào hỗn hợp trộn vữa xi măng và đất.
Cấu tạo
Đặc điểm
・Dùng máy khoan nhiều trục khoan đất nguyên trạng, và phun hỗn hợp vữa xi măng xuống nền đất, sau đó đất được trộn đều với chất kết dính, và dần đông cứng tạo thành tường xi măng đất.
・Tường liên kết xi măng đất hoàn chỉnh sau khi làm liên tiếp các hố khoan như trên.
Phương pháp thi công tường xi măng đất SMW
Phương pháp thi công tường xi măng đất
Khái quát
2）Phân loại thanh chống
・Thích hợp đào nông ở khu vực địa chất tương đối tốt.
・Đào dễ do không có thanh chống phía trong hố đào.
・Tường chắn dễ bị biến dạng do không có thanh chống.
・Tuyệt đối chú ý không làm mềm đất trong khu vực hố đào của hệ đỡ.
Tường chắn đất
Ｈ
Ｈ：thông thường là dưới 4m
Hệ văng chống kiểu tự đứng
Cấu tạo
Đặc điểm
Phương pháp thi công đỡ tường chắn không sử dụng thanh chống hay dầm biên, mà chủ yếu lợi dụng lực kháng (phản lực) của đất ở phía dưới hố đào.
Hệ văng chống kiểu thanh chống
Thanh chống
Cover plate
Kingpost
Dầm biên
切梁受け
Tường chắn
Thanh chống
Kingpost
Dầm biên
・Có thể thay đổi vị trí và số lượng thanh chống phù hợp với tình hình công trường.
・Khi đào bằng máy, thanh chống dễ bị hư hại.
・Nếu diện tích đào rộng thì số lượng thanh chống sẽ tăng lên.
・Kết quả thi công tốt, độ tin cậy cao.
・Có thể áp dụng cho phần lớn các loại đất, không giới hạn điều kiện địa chất và độ sâu hố móng.
・Khó áp dụng nếu mặt bằng có hình dạng bất thường, nền đất có độ lồi lõm lớn.
・Mối nối nhiều nên cần chú ý để không bị lỏng, tuột.
Hệ văng chống kiểu thanh chống
Cấu tạo
Đặc điểm
Phương pháp thi công đỡ tường chắn bằng các loại thanh chống như dầm biên, và lực cản (phản lực) của đất ở phía dưới hố đào.
Hệ văng chống kiểu neo ngầm
・Do không có thanh chống bên trong hố đào nên dễ dàng sử dụng máy đào.
・Có thể áp dụng đào các địa hình tùy chọn và trong trường hợp có áp lực đất trượt.
・Đất phải rắn chắc.
・Cần mặt bằng để thi công lắp đặt thanh neo tại khu vực hố đào
・Nếu xung quanh khu vực hố đào có tồn tại các cấu kiện nào đó hoặc các vật được chôn sẵn thì rất khó thi công thanh neo.
・Do không có kingpost nên không cần xử lý lỗ mở giữa kingpost và sàn.
・Vẫn có hiệu quả trong trường hợp mặt bằng có hình dạng bất thường hoặc có độ lồi lõm lớn.
・Cần được sự cho phép của người xung quanh về việc lắp đặt thanh neo vào đất.
Tường chắn
Neo
Dầm biên
Phần cố định
Mặt trượt chủ động
Hệ văng chống kiểu neo ngầm
Cấu tạo
Đặc điểm
Phương pháp thi công đỡ tường chắn sử dụng lực cản của đất phía đào và hệ neo ngầm được đóng cố định ngoài khu vực hố đào.
Tường chắn với thanh giằng cọc nghiêng
Cọc nghiêng
Thanh giằng
Cấu tạo
Đặc điểm
Là phương pháp thi công sử dụng các cột nghiêng như cọc cừ, thép hình H chèn vào phía sau tường chắn, nối với tường bằng các thanh giằng, để chống tường chắn.
・Phù hợp với hố đào nông ở những nơi có địa chất tốt, có thể áp dụng cho trường hợp tường vây kiểu tự đứng khi bị thay đổi vị trí.
・Sử dụng máy đào dễ dàng do phía trong hố đào không có thanh chống.
・Tiết kiệm hơn tường chắn kiểu thanh neo
・Cần mặt bằng để đặt cọc nghiêng và thanh giằng ngoài khu vực hố đào.
Phương pháp thi công hệ văng PS
Hệ thanh chống đặc biệt
Phương pháp gia cường cọc cừ tự đứng kiểu tường chống
　　　　　　　　　　　　　　　　　
Mặt cắt phản lực
Hệ chống
Tường chắn
Tường chịu lực
Hệ chống
Không liên kết đầu
Cọc cừ bị xoay
Liên kết đầu cừ
Liên kết đầu cừ
Phương pháp thi công SCB
Hệ thanh chống đặc biệt
ＳＣＢ工法
4）Phân loại dựa vào phương pháp thi công hố đào
◎：Có lợi、○：bình thường、△：Bất lợi
Phương pháp thi công tiêu chuẩn hệ đỡ hố móng
Phương pháp đào mở
Cấu tạo
Đặc điểm
Tường chắn được đỡ bằng các thanh chống, neo chắn đất, và thi công đào toàn bộ hố đào.
・Kết quả thi công thu được nhiều nhất
・Ít bị giới hạn bởi độ sâu hố đào, đất và vị trí đất
・Thi công khá dễ dàng
・Nếu mặt bằng đào có hình dạng bất thường và quy mô mặt bằng lớn, nhiều trường hợp tường chắn sẽ bị biến dạng nhiều, và ảnh hưởng lớn đến khu vực đất xung quanh.
Phương pháp Island
Cấu tạo
Đặc điểm
Trước khi đào, đóng tường chắn ở khu vực xung quanh hố đào, sau đó đào phía trong hố móng. Thi công phần lõi kết cấu ở khu vực giữa hố đào, lắp thanh chống xiên nối với phần lõi đó, tiếp tục đào và thi công phần kết cấu còn lại.
・Phù hợp với phần diện tích đào rộng và nông, ở địa chất yếu dễ xảy ra đẩy trồi, không hiệu quả nếu không thể đào toàn bộ mặt cắt.
・Có hiệu quả với cả trường hợp khó lắp thanh chống do mặt bằng đào không đều và trường hợp tường vây nghiêng một phía.
・Chi phí thanh chống, lắp đặt và tháo dỡ thấp.
・Nếu chiều sâu hố đào lớn, khoảng cách giữa các vách đối diện nhỏ, sẽ không phát huy được ưu điểm của phương pháp này.
・Nếu thi công từng phần kết cấu ngầm, thời gian thi công sẽ kéo dài. Ngoài ra cần chú ý xử lý phần liên kết các giai đoạn thi công.
Phương pháp đào hào
Cấu tạo
Đặc điểm
Tại vị trí chu vi ngoài của kết cấu thi công hai lớp tường chắn, tiếp đó đào phần đất giữa hai lớp tường chắn này, tiến hành thi công phần kết cấu nằm giữa hai lớp tường chắn. Dùng chính phần kết cấu đã được thi công làm tường chắn đất để tiếp tục thi công các phần còn lại
・Phù hợp với diện tích đào rộng, nông, có thể sử dụng để chống đẩy trồi nếu địa chất yếu và dày.
・An toàn, nhưng chi phí cao do tường vây 2 lớp, thời gian và chi phí thi công cao do thi công từng phần cấu kiện, và phát sinh vấn đề xử lý phần nối.
Phương pháp top-down
Cấu tạo
Đặc điểm
Thi công sàn tầng hầm, vách, cột theo trình tự từ trên xuống dưới, sau đó sử dụng chúng như thanh chống để đỡ tường chắn.
・Có thể hạn chế biến dạng tường chắn do thanh chống cứng.
・Có thể nâng cao tính ổn định của tường chắn.
・Có thể sử dụng làm sàn thao tác.
・Cần thời gian bảo dưỡng, cần thời gian vài ngày để phát huy tác dụng như thanh chống.
・Trọng lượng lớn nên cần lực nâng đỡ vuông góc đủ lớn.
３．Thiết kế và lập kế hoạch thi công hệ văng chống
Cơ sở thiết kế hệ văng chống
①　An toàn với tải trọng áp lực biên (áp lực đất và nước)
②　An toàn với đẩy trồi, bùng nền, cát chảy
③　Không ảnh hưởng đến kết cấu xung quanh và những phần chôn trong lòng đất.
④　Đào móng đến độ sâu quy định mà không làm xáo trộn đất ở phần sàn tầng hầm
Hệ chống tự đứng
Hệ chống kiểu thanh chống
Hệ chống
Thanh chống
Áp lực đất phía bị động Áp lực đất phía chủ động
Áp lực đất phía bị động Áp lực đất phía chủ động　
h
Bùng nền
Đẩy trồi（Đất sét)
Cát chảy（Đất cát）
４．Thi công
Máy thi công cọc cừ, dầm H (phương pháp đóng cọc)
Phương pháp đóng trực tiếp
Phương pháp búa rung
Phương pháp ép
Phương pháp khoan dẫn
Phương pháp khoan (phương pháp dùng vữa xi măng)
Phương pháp xói nước (phương pháp bổ trợ)
Máy thi công tường cọc liên tục (Phương pháp cọc xi măng đất)
Nắm được đặc điểm máy thi công (đóng cọc), chọn phương pháp phù hợp với điều kiện công trình
Phương pháp đóng trực tiếp（búa）
　Nâng búa lên một độ cao thích hợp, dùng thanh dẫn, cho rơi tự do xuống đầu cọc cừ, dùng lực đó để đóng cọc.
Khái quát
Phương pháp búa rung
Là phương pháp sử dụng lực rung thẳng đứng của máy rung, giảm lực cản phía đầu và cọc trong đất, đồng thời hạ cọc bằng tải trọng rung động.
Khái quát
Phương pháp ép
　Sử dụng phản lực ép như trọng lực máy ép, tấm thép đóng, hạ cừ bằng kích thủy lực.
Khái quát
Phương pháp khoan dẫn
Tường cừ được gắn vào thiết bị đào ruột gà. Cho ruột gà quay đồng thời dùng áp lực để ấn tường cừ xuống
Khái quát
Phương pháp khoan kết hợp (Phương pháp vữa xi măng)
Là phương pháp thi công cọc như sau: khoan lỗ đến chiều sau thiết kế, dùng vữa xi măng (với một lượng cần thiết) để ổn định thành lỗ khoan. Sau đó ấn cọc (thép hình, thép chữ H) vào trong lỗ khoan đã được thi công
Khái quát
Phương pháp xói nước
　Là phương pháp bổ trợ đóng cọc cừ, dầm H bằng cách kết hợp máy đóng cọc rung, máy cắt bằng tia nước và một số loại máy cần thiết khác phù hợp với điều kiện địa chất và tình trạng cọc cừ. Phương pháp này ít ô nhiễm môi trường, mang lại công suất và hiệu suất cao.
Khái quát
Máy thi công tường liên kết kiểu cọc bao quanh (phương pháp cọc xi măng đất bao quanh)