penguins knok
New member
- Xu
- 0
Biện pháp an toàn đối với ngầm cao tầng và những điều lưu ý
Tầng ngầm của những cao ốc là một trong những phần việc rất quan trọng, không chỉ có vai trò với công trình mà còn có vai trò với những công trình lân cận. Chính vì vậy, khi tiến hành khảo sát địa chất cũng như xác lập quy trình kỹ thuật xây dựng tầng ngầm đòi hỏi phải có những yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt của lĩnh vực xây dựng ngầm.
Vai trò của tường vây
Theo TS Nguyễn Bá Kế - chuyên gia xây dựng hầm sâu, thì tường vây quanh hệ thống ngầm phải có chiều dày cũng như độ sâu tương ứng với độ sâu của tầng ngầm và tùy thuộc vào cấu trúc của đất tại khu vực xây dựng. Về mặt lý thuyết, bề dày tường vây của tầng hầm thường thay đổi từ 49 – 100cm hoặc hơn. Hầm ngầm càng sâu, độ vây của tầng ngầm càng tăng lên. Ngoài ra, nếu xung quanh là những công trình quan trọng như cao ốc, bảo tàng, đường cáp điện hay khí đốt, những công trình có yêu cầu đặc biệt cần được bảo vệ…, độ dày của tường vây phải dày hơn. Những chỉ số tính toán này sẽ được nhà thiết kế công trình ngầm xác định dựa trên những yêu cầu vừa nêu.
Còn về độ sâu của tường vây (phần ngập trong đất), thường từ 0,7 – 2 lần so với độ cao tổng thể của tầng hầm, tùy thuộc vào loại đất và mạch nước ngầm. Ví dụ, hầm sâu 12m (3 tầng, tính từ trần của tầng hầm đầu tiên đến sàn của tầng hầm cuối cùng) thì độ sâu của bức tường vây phải từ 8 – 24m! Tuy nhiên, độ sâu này có thể lớn hơn chỉ số trên nếu địa chất ở khu vực xây dựng thuộc vào dạng yếu. Trong khi xây dựng tường vây, nếu quá sâu phải có những “văng chống hoặc neo” có chức năng giữ tường vây được ổn định trong suốt quá trình thi công.
Nhưng đó chỉ là mặt lý thuyết, còn thực tế phải xây dựng như thế nào mới là điều quan trọng. Trước hết, khi tiến hành thi công tường vây, nhà xây dựng phải đặt mốc “quan trắc liên tục” để xem thử những bức tường này có bị “lún” cũng như “chuyển vị” hay không khi đào đất ở giữa. Đây là một trong những yếu tố bắt buộc khi thi công các công trình ngầm. Không chỉ quan trắc tường vây mà cần phải quan trắc cả khu vực xung quanh công trình trong phạm vi bán kính “gấp đôi” chiều sâu của bức tường được tính từ mặt đất cho đến mặt sàn của tầng hầm cuối cùng.
Ví dụ, bức tường sâu 12m thì bán kính quan trắc là 24m. Quan trắc địa kỹ thuật để làm gì? Những thông số này giúp đơn vị thi công công trình và các cơ quan chức năng biết trước được những tác động xấu sẽ xảy ra để từ đó cân nhắc gia cố thêm tường hay không hoặc thay đổi phương pháp thi công. Việc quan trắc này không chỉ nhằm an toàn cho toàn cao ốc mà còn cho cả các công trình lân cận, con người và các sinh hoạt bình thường của các cư dân.
Địa chất công trình – rất phức tạp
Với những công trình phức tạp như vậy, theo TS Nguyễn Bá Kế, không thể không có việc khoan địa chất để thiết kế công trình nhưng cần làm rõ hồ sơ địa chất khảo sát đó có đúng với thực tế địa chất khu vực đó hay không? Ngoài ra, kết quả đo đạc của nhà thầu trong quá trình thi công ra sao có dấu hiệu nguy hiểm không… cũng phải được tường minh. Những câu hỏi nên cần có được hồ sơ cụ thể, các chuyên gia sẽ không quá khó để xác định trách nhiệm của từng bên.
Một chuyên gia về lĩnh vực cơ học đất nền móng công trình cho biết thêm, có thể khi khoan địa chất công trình cao ốc, họ chỉ khoan ngay tại khu vực xây dựng nên không thể phát hiện ra những “túi đất yếu” hay những “vùng địa chất phức tạp” ở vùng đất lân cận. Sau này, trong quá trình xây dựng, do biến đổi của thời tiết, địa chất, của việc thi công xây dựng tường vây… mà những “túi đất yếu” đó “bục” ra. Khi những túi nước này “bục” ra, tạo áp lực nước lớn, gặp những đầu mối bêtông kém chất lượng, đã chảy vào hầm ngầm, kéo theo lượng đất lớn ở nền khu vực tòa nhà, tạo nền của tòa nhà lân cận bị “hẫng” tạo ra một “lực trượt” cho nền đất bên cạnh tường vây. Có thể địa chất phức tạp chưa được tìm hiểu hết nhưng nhiệm vụ của người thiết kế và thi công tầng hầm phải dùng mọi biện pháp để sớm phát hiện.
Theo chuyên gia này, việc khảo sát để xây dựng những công trình hầm ngầm cần được giới chuyên môn thảo luận kỹ trước khi cơ quan có trách nhiệm đưa ra những quyết định cuối cùng.
Cần lưu ý khi thi công tầng hầm nhà cao tầng
Tầng hầm là hạng mục có nhiều vấn đề phức tạp và khó khăn khi thi công nhà cao tầng vì nhiều sự cố tiềm ẩn. Giải pháp kỹ thuật nào cần lưu ý khi thi công?
Trước tiên phải nói đến trạng thái mất cân bằng ổn định từ lâu của chế độ thủy văn - địa chất không những ở ngay tại vị trí công trình mà cả khu vực lân cận. Trạng thái biến động này là do khi thi công các tầng hầm đã tạo ra sự di chuyển của lớp "nước dưới đất". Nếu mức nước ngầm cao thì ở đó có sự hòa lẫn "lớp nước dưới đất" và "hệ thống nước ngầm".
Khi di chuyển, nước luôn mang theo đất, cát làm rỗng một khu vực nào đó. Kế tiếp, nước và đất cát từ nơi khác khi có dòng chảy sẽ bù đắp nơi bị thiếu hụt, lại gây xói mòn và tạo ra trạng thái mất cân bằng mới.
Sẽ rất tốt, nếu trạng thái khảo sát địa chất công trình có thêm nội dung chế độ thủy văn - địa chất với việc xác định hướng dòng chảy của lớp nước dưới đất bằng phương pháp đánh dấu chất đồng vị phóng xạ. Nếu có số liệu đó, việc xây kè ngăn dòng chảy sẽ có hiệu quả hơn.
Một hiện tượng khác dễ gây lún sụt do khả năng xuất hiện các cung trượt Poncelet để vào tầng hầm, nhất là khi trên đó có tải xe máy nặng tác động. Cần đặc biệt lưu ý, do đào tầng hầm, khu vực chịu lực của nền đất dưới móng của công trình bên cạnh bị thu hẹp, làm tăng biến dạng nên dễ tạo ra lún nghiêng về phía hầm. Tất cả các tác động vừa nêu ở trên đều trông cậy vào "sự làm việc" có hiệu quả của tường vây.
Giải pháp "lý tưởng" nhất để ngăn ngừa các tác động do chế độ mất cân bằng ổn định của thủy văn - địa chất, đó là việc sử dụng cọc ba-rét (cọc nhồi có tiết diện chữ nhật, chữ T, chữ L). Đương nhiên, vì tốn kém nên thường phải chọn giải pháp khác như cừ larsen (có gợn sóng), bơm sâu xi măng (soil deep grouting) để tạo cột xi măng - đất có đường kính khoảng 2 m dọc theo vị trí tường vây.
Hiện nay có nhiều nơi chọn giải pháp cọc nhồi D300, song chưa phải là giải pháp tốt. Ngoài ra, khi đào tầng hầm cần tiến hành về hai phía đối diện của lưới cọc để tránh lực xô ngang của đất khi có đủ áp lực chênh lệch của đất gây nghiêng. Khi đó, đỉnh các cọc nằm theo đường cong parabol rất dễ nhận dạng.
Tầng ngầm của những cao ốc là một trong những phần việc rất quan trọng, không chỉ có vai trò với công trình mà còn có vai trò với những công trình lân cận. Chính vì vậy, khi tiến hành khảo sát địa chất cũng như xác lập quy trình kỹ thuật xây dựng tầng ngầm đòi hỏi phải có những yêu cầu kỹ thuật nghiêm ngặt của lĩnh vực xây dựng ngầm.
Vai trò của tường vây
Theo TS Nguyễn Bá Kế - chuyên gia xây dựng hầm sâu, thì tường vây quanh hệ thống ngầm phải có chiều dày cũng như độ sâu tương ứng với độ sâu của tầng ngầm và tùy thuộc vào cấu trúc của đất tại khu vực xây dựng. Về mặt lý thuyết, bề dày tường vây của tầng hầm thường thay đổi từ 49 – 100cm hoặc hơn. Hầm ngầm càng sâu, độ vây của tầng ngầm càng tăng lên. Ngoài ra, nếu xung quanh là những công trình quan trọng như cao ốc, bảo tàng, đường cáp điện hay khí đốt, những công trình có yêu cầu đặc biệt cần được bảo vệ…, độ dày của tường vây phải dày hơn. Những chỉ số tính toán này sẽ được nhà thiết kế công trình ngầm xác định dựa trên những yêu cầu vừa nêu.
Còn về độ sâu của tường vây (phần ngập trong đất), thường từ 0,7 – 2 lần so với độ cao tổng thể của tầng hầm, tùy thuộc vào loại đất và mạch nước ngầm. Ví dụ, hầm sâu 12m (3 tầng, tính từ trần của tầng hầm đầu tiên đến sàn của tầng hầm cuối cùng) thì độ sâu của bức tường vây phải từ 8 – 24m! Tuy nhiên, độ sâu này có thể lớn hơn chỉ số trên nếu địa chất ở khu vực xây dựng thuộc vào dạng yếu. Trong khi xây dựng tường vây, nếu quá sâu phải có những “văng chống hoặc neo” có chức năng giữ tường vây được ổn định trong suốt quá trình thi công.
Nhưng đó chỉ là mặt lý thuyết, còn thực tế phải xây dựng như thế nào mới là điều quan trọng. Trước hết, khi tiến hành thi công tường vây, nhà xây dựng phải đặt mốc “quan trắc liên tục” để xem thử những bức tường này có bị “lún” cũng như “chuyển vị” hay không khi đào đất ở giữa. Đây là một trong những yếu tố bắt buộc khi thi công các công trình ngầm. Không chỉ quan trắc tường vây mà cần phải quan trắc cả khu vực xung quanh công trình trong phạm vi bán kính “gấp đôi” chiều sâu của bức tường được tính từ mặt đất cho đến mặt sàn của tầng hầm cuối cùng.
Ví dụ, bức tường sâu 12m thì bán kính quan trắc là 24m. Quan trắc địa kỹ thuật để làm gì? Những thông số này giúp đơn vị thi công công trình và các cơ quan chức năng biết trước được những tác động xấu sẽ xảy ra để từ đó cân nhắc gia cố thêm tường hay không hoặc thay đổi phương pháp thi công. Việc quan trắc này không chỉ nhằm an toàn cho toàn cao ốc mà còn cho cả các công trình lân cận, con người và các sinh hoạt bình thường của các cư dân.
Địa chất công trình – rất phức tạp
Với những công trình phức tạp như vậy, theo TS Nguyễn Bá Kế, không thể không có việc khoan địa chất để thiết kế công trình nhưng cần làm rõ hồ sơ địa chất khảo sát đó có đúng với thực tế địa chất khu vực đó hay không? Ngoài ra, kết quả đo đạc của nhà thầu trong quá trình thi công ra sao có dấu hiệu nguy hiểm không… cũng phải được tường minh. Những câu hỏi nên cần có được hồ sơ cụ thể, các chuyên gia sẽ không quá khó để xác định trách nhiệm của từng bên.
Một chuyên gia về lĩnh vực cơ học đất nền móng công trình cho biết thêm, có thể khi khoan địa chất công trình cao ốc, họ chỉ khoan ngay tại khu vực xây dựng nên không thể phát hiện ra những “túi đất yếu” hay những “vùng địa chất phức tạp” ở vùng đất lân cận. Sau này, trong quá trình xây dựng, do biến đổi của thời tiết, địa chất, của việc thi công xây dựng tường vây… mà những “túi đất yếu” đó “bục” ra. Khi những túi nước này “bục” ra, tạo áp lực nước lớn, gặp những đầu mối bêtông kém chất lượng, đã chảy vào hầm ngầm, kéo theo lượng đất lớn ở nền khu vực tòa nhà, tạo nền của tòa nhà lân cận bị “hẫng” tạo ra một “lực trượt” cho nền đất bên cạnh tường vây. Có thể địa chất phức tạp chưa được tìm hiểu hết nhưng nhiệm vụ của người thiết kế và thi công tầng hầm phải dùng mọi biện pháp để sớm phát hiện.
Theo chuyên gia này, việc khảo sát để xây dựng những công trình hầm ngầm cần được giới chuyên môn thảo luận kỹ trước khi cơ quan có trách nhiệm đưa ra những quyết định cuối cùng.
Cần lưu ý khi thi công tầng hầm nhà cao tầng
Tầng hầm là hạng mục có nhiều vấn đề phức tạp và khó khăn khi thi công nhà cao tầng vì nhiều sự cố tiềm ẩn. Giải pháp kỹ thuật nào cần lưu ý khi thi công?
Trước tiên phải nói đến trạng thái mất cân bằng ổn định từ lâu của chế độ thủy văn - địa chất không những ở ngay tại vị trí công trình mà cả khu vực lân cận. Trạng thái biến động này là do khi thi công các tầng hầm đã tạo ra sự di chuyển của lớp "nước dưới đất". Nếu mức nước ngầm cao thì ở đó có sự hòa lẫn "lớp nước dưới đất" và "hệ thống nước ngầm".
Khi di chuyển, nước luôn mang theo đất, cát làm rỗng một khu vực nào đó. Kế tiếp, nước và đất cát từ nơi khác khi có dòng chảy sẽ bù đắp nơi bị thiếu hụt, lại gây xói mòn và tạo ra trạng thái mất cân bằng mới.
Sẽ rất tốt, nếu trạng thái khảo sát địa chất công trình có thêm nội dung chế độ thủy văn - địa chất với việc xác định hướng dòng chảy của lớp nước dưới đất bằng phương pháp đánh dấu chất đồng vị phóng xạ. Nếu có số liệu đó, việc xây kè ngăn dòng chảy sẽ có hiệu quả hơn.
Một hiện tượng khác dễ gây lún sụt do khả năng xuất hiện các cung trượt Poncelet để vào tầng hầm, nhất là khi trên đó có tải xe máy nặng tác động. Cần đặc biệt lưu ý, do đào tầng hầm, khu vực chịu lực của nền đất dưới móng của công trình bên cạnh bị thu hẹp, làm tăng biến dạng nên dễ tạo ra lún nghiêng về phía hầm. Tất cả các tác động vừa nêu ở trên đều trông cậy vào "sự làm việc" có hiệu quả của tường vây.
Giải pháp "lý tưởng" nhất để ngăn ngừa các tác động do chế độ mất cân bằng ổn định của thủy văn - địa chất, đó là việc sử dụng cọc ba-rét (cọc nhồi có tiết diện chữ nhật, chữ T, chữ L). Đương nhiên, vì tốn kém nên thường phải chọn giải pháp khác như cừ larsen (có gợn sóng), bơm sâu xi măng (soil deep grouting) để tạo cột xi măng - đất có đường kính khoảng 2 m dọc theo vị trí tường vây.
Hiện nay có nhiều nơi chọn giải pháp cọc nhồi D300, song chưa phải là giải pháp tốt. Ngoài ra, khi đào tầng hầm cần tiến hành về hai phía đối diện của lưới cọc để tránh lực xô ngang của đất khi có đủ áp lực chênh lệch của đất gây nghiêng. Khi đó, đỉnh các cọc nằm theo đường cong parabol rất dễ nhận dạng.
