KINH NGHIEM AP DUNG GIAI PHAP MONG NOI CHO CONG TRINH XAY DUNG TREN NEN DAT YEU TAI
DU AN KHU NHA 6 BAC HA, HA N O I
TS. TRINH VIET Cl/CJNG, KS. N G U Y E N NGOC THUYET™
ThS. NGUYEN V A N O O N G ''' 1. Vien KHCN xay dtrng
2. Gong ty co phan nen mong va xay dtrng Fodacon Tom tat: Mong noi la giai pliap da di/gc ap dung trong xay di/ng ntiieu cong trinli tren the giai. Nguyen ly cua giai phap nay la thay the tai trong cCia khoi dat dugc dao di trong ho mong bang tai trong cua cong tnnh, do do it lam thay doi trang thai dng suat trong dat nen do lun cua cong trinh khong ldn mac du khong tien hanh xCr ly nen. So vai giai phap thong thuang, hieu qua cua giai phap cang cao khi be day dat yeu cang lan. Kinh nghiem ap dung cho cac khoi nha lien ke tai khu do thi mai Bac Ha cho thay giai phap mong noi cho phep tiet kiem 40-50% chi phi so vai phwang an mong coc.
IMddau
Viet Nam nam trong nhom qudc gia co mat dp dan sd cao nhat the giai, trong do nhOng nai co mat do dan cu ddng nhat d dong bang song Hong va song CCru Long la nhCrng khu vuc duac hinh thanh tU tram tich sdng bien. Tang dat yeu tai cac khu vuc nay duac phan bd tren dien rong va d mot sd nai be day dat yeu CO the tdi 40-50m. Dat yeu d cac khu vuc neu tren cung la mot diem bat lai doi vdi su phat then cua nen kinh te vi chi phf dau tu cho nen mong cong trinh cao han nhieu lan so vdi khi xay dung d nhung khu vuc co dieu kien dia chat thuan Igi han. Do lun qua mUc cua cong trinh xay dung tren nen dat yeu da dSn den su co' lun nUt a nhieu cong trinh nhu trudng hgp cua mgt so khu chung cu a Ha Ngi (Nggc Khanh, Giang Vo, Thanh Cong, Quynh Mai,...), d TP. Ho Chi Minh (khu Thanh Da)...
Nguyen tac chung cua cac giai phap de khong che dg lun cua cong trinh nam trong giai han cho phep la kiem soat cac yeu td gay bien dang cua cac Idp dat nam trong vung chiu anh huang cua tai trgng cong trinh. Vi do lun cua mong phu thugc chu yeu vao hai yeu td la mUc do gia tang Ung suat huu hieu theo phuang thang dUng va tfnh bien dang cua dat nen.
Nhu vay, de kiem soat do lun cua cdng trinh xay dung tren nen dat yeu can can thiep vao nhung yeu to do, thdng qua nhUng giai phap nhu:
- Cai tao dat de tang do cUng cua dat nen, qua dd giam mCrc do bien dang cOa dat: tren thuc te cac phuang phap nhu: dem cat, gia tai trudc (cd the si!r dung bac tham hoac gieng cat de day nhanh tdc do cd ket dat), tru dat-xi mang, cgc tre hoac cU tram... Do sau gia cd nen bang cac phuang phap nay thudng han che d mfrc vai met ddi vdi nhUng giai phap gia cd ndng den 20-30 m ddi vdi cac phuang phap gia cd sau. Ddi vdi trudng hgp tang dat ye'u can gia cd cd be day Idn han thi viec gia cd nen khd thuc hien dugc do thieu trang thiet bi thi cdng hoac chi phi gia cd nen qua cao;
- Han che su gia tang Ung suat hOu hieu trong dat:
giai phap thudng dugc ap dung la giam qui md cdng trinh (VI du sd tang nha) hoac sCr dung ket cau nhe de giam tai trgng gay lun. Tuy vay ddi vdi cac cdng trinh xay dung thdng thudng thi mUc do giam tai trgng do sir dung vat lieu nhe thudng chi d mUc 15-25% nen trong phan Idn cac trudng hgp viec ap dung giai phap nay chi CO tac dung giam nhe yeu cau xCr ly nen.
Ddi vdi trudng hgp Idp dat yeu ben dudi mdng cd be day Idn trong khi dien chiu tai rgng thi cac giai phap x(s ly nen nhu neu tren cd the khdng kha thi hoac khdng kinh te. Trong dieu kien nay "mdng nd'i" la giai phap cd nhieu uu diem, cd the ddng thdi dap umg cac yeu cau ve mat ky thuat va kinh te.
2. Nguyen ly cija phU'dng phap mong noi
Theo tieu chuan thiet ke cdng trinh cua Mexico'^',
"Mdng ndi la loai mong trong do nguai ta tim each giam ap life phu them trong dat nen thong qua viec dao dat va sCr dung mong hop dat a mot do sau nito do trong dat". Dinh nghia neu tren the hien nhUng ngi
Tap clu KHCN Xdy dung - sd 312010
KHAO SAT - THIET KE XAY DUNG
dung chinh cua phuong phap mdng nd'i, dd la dao dat ket hgp vdi sO dung mdng hop.
Trong nen dat cd ket binh thudng, tuy theo tuang quan giua trgng lugng cua the tich dat do mdng hop thay the (cdn ggi la "tai trgng bii") Pf„, va tai trgng ctia cdng trinh W^j., cd the chia ra cac trudng hgp:
a. Tai trgng cua cdng trinh nhd han tai trgng bu {W^-^<Wfyy. dat nen dugc giam tai nen do lun cua cdng trinh sau khi xay dung thudng rat nhd. Day la trudng hgp cua cdng trinh tai trgng nhe (vi du nha 1-2 tang vdi 1 tang ngam);
b. Tai trgng cua cdng trinh bang tai trgng bu (W^j.xWfj): ap luc gay lun do tai trgng cdng trinh khdng dang ke nen do lun cua cdng trinh sau khi xay dung thudng nhd nen khdng can xii ly nen. Trong thuc te, trudng hgp nay thudng gap khi xay dung cdng trinh cd tai trgng trung binh, nhu nha 4-6 tang vdi 1 tang ngam;
c. Tai trgng cua cdng trinh Idn hdn tai trgng bu {Wi~j.>Wfy): cdng trinh gay Ung suat phu them trong dat nen. Do lun cOa cdng trinh sau khi xay dung phu thugc vao mfrc dg tang cOa Crng suat gay lun va dac trung bien dang cua dat nen. Trong trudng hgp do lun tinh toan cao hon dg lun cho phep thi can ap dung bien phap xii ly nen hoac sii dung mdng be tren cgc ma sat de giam dg lun cua cdng trinh. Day la trudng hgp cua nha cao tang cd mdt vai tang ngam.
Nhu vay thuc chat co che lam viec cua dat nen va cdng trinh trong cac trudng hgp (a) va (b) cd cung nguyen ly nhu giai phap xtr ly nen bang each gia tai trudc dat nen, sau dd dd tai de xay dung cdng trinh.
Do ap luc trong dat khdng vugt qua ap luc tien cd ket cua dat nen do lun cOa cdng trinh chu ye'u la do bien dang dan hdi cua dat.
Giai phap mdng ndi da dugc nghien cUu va ap dung tu the ky XVIII d Anh'^', sau dd dugc ap dung d My va dac biet la da dugc ap dung rat phd bien cho cac cdng trinh xay dung tren nen dat rat ye'u d thu dd Mexico'^'''. 6 Viet Nam, nguyen ly cua mdng ndi da
dugc nhieu nha chuyen mdn quan tam nghien ciiu nhung viec ap dung vao cdng trinh cdn han che do nhUng can trd ve mat quan ly va nhOng e ngai khi ap dung giai phap thiet ke mdi.
Trong khudn khd cac de tai nghien curu ve mdng ndi Vien KHCN x§y dung thuc hien nam 2006'^' va ve mdng be-cgc cho nha cao tang cd tang ngam do Vien KHCN xay dung ket hgp vdi Vien KHCN va Kinh td xay dung Ha Ndi thuc hien nam 2009'^', mdt sd cdng trinh ap dung nguyen ly mdng ndi da dugc then khai. Bao cao nay trinh bay ket qua ap dung ket qua nghien cUu cho cac khdi nha lien ke thudc du an khu dd thj mdi Bac Ha (Ha Ndi).
3. Ap dung giai phap mong no! tai khu dd thj mdi Bac Ha
3. L Dieu kien dat nen
Khu dd thi mdi Bac Ha tai Ha Ddng (Ha Ndi) gdm 3 khdi nha 22 tang va gan 100 can nha lien ke cao 4-5 tang. Du an dugc then khai tren khu vuc cd dieu kien dia chat phurc tap. 6 vung lan can du an da cd nhieu khdi nha 2-5 tang dugc x^y dung tU nhieu nam trudc, trong dd mdt sd nha da bi lun manh va bj nghieng.
Ket qua khao sat dja chat cdng trinh phuc vu thiet ke ky thuat cho thay dat nen gdm cac Idp:
- Ldp dat lap (1), day 1 m;
- Ldp set deo mem den deo chay (2), day khoang 6 m;
- Ldp bun set rat yeu vdi ham lugng hUu cd cao (4a) day khoang 4 m. Day la Idp dat cd he sd rdng cao (eo>2) va sure khang cat rat thap;
- Ldp bun set yeu (4b) day 26 m;
- Ldp set pha deo mem den deo cUng, day 4 m;
- Ldp cudi sdi gap tU dd sau 38 m trd xudng.
Hinh 1 the hien cau tao dja tang va mdt sd chi tieu cua cac Idp dat. Nude ngam d khu vuc xay dung gap tu do sau khoang 10 m, do dd khdng anh hudng ddn cdng tac thi cdng hd mdng cdng trinh.
Tap clu KHCN Xiy diCng - so 312010
Do am (%)
0 !S SO 7S lOOi
He s6 r5ng e^
Om
Set deo mem, deo chay
8m
Bun set rdi yeu Ag 12m
V
4 « »
Biiii set yeu
• • • > - / =
34m ^::J
• •
*
• .
V
Chi sd deo (%)
, 0 5 10 15 iO
• « • •
m*
» •
*
• •
• • •
• •
• •
• • •
*
Hinh 1. Tru dia chat dien hinh tai khu vuc xay dung
3.2. Giai phap nen mong
3.2.1. Li/a chon phuang an mong
Cac khdi nha 22 tang cd tai trgng rat Idn nen cgc khoan nhdi da dugc lua chgn lam mong cho cdng trinh.
Cac khdi nha lien ke phan bd tren pham vi rdng nen toan bd hai Idp dat 3 va 4 nam trong vung anh hudng cua tai trgng cdng trinh. Neu sir dung mdng ndng thi do lun tinh toan cua cac khdi nha lien ke len tdi 25-30 cm nen viec xCr ly nen mdng can dugc xem xet nham muc tieu dam bao cho dd lun nam trong pham vi cho phep. Mdt sd giai phap xis ly nen da dugc xem xet tai du an nay la:
- Gia tai toan bd dien tich xay dung cac nha lien ke (cd sir dung bac tham hoac gieng cat) de day nhanh qua trinh cc ket, sau dd dd tai va xay dung cdng trinh tren mdng ndng. Giai phap nay cd chi phf tudng ddi thap, tuy vay thdi gian thuc hien dai (khoang 8-10 thang) va cac cdng trinh lan can cd the bi hu hai do lun anh hudng;
Tap chi KHCN Xdy dicng - sd312010
- Tru dat - xi mang, thi cdng den do sau 15-20 m.
Chi phf cho giai phap nay tUdng ddi cao, ham lugng hUu CO d mgt sd do sau rat cao nen cudng do hdn hgp dat-xi mang thap va khdng xi> ly dugc Idp dat yeu d trong khoang do sau 20-34 m;
- Cgc tiet dien 25-30 cm, ep den tang set deo mem den deo cUng (5) gap tU do sSu khoang 34 m hoac tdi tang cudi sdi gap tU do sau khoang 38 m. DSy la giai phap an toan nhung cd chi phi qua cao;
- Sur dung mdng ndi dat tren Idp set deo mem den deo chay (3). Cac tinh toan cho thay giai phap nay cho phep giam khoang 40% chi phi so vdi mdng cgc, day nhanh tien do thi cdng va khdng che do lun cua cdng trinh trong pham vi cho phep. Day la phuong an da dugc lua chgn ap dung cho cac khdi nha lien ke.
3.2.2. Noi dung phuang an mong noi tai khu do thi Bac Ha a. Cac noi dung tinh toan, phan tich trong thiet ke
Cac khdi nha lien ke gdm cac can nha kich thudc 4,5 X 16 m, vdi mat bang kien true nhu the hien tren
KHAO SAT - THIET KE XAY DUNG
hinh 2. Cac van de da dugc xet den trong qua trinh thiet ke mdng ndi cho cac khdi nha nay la:
* Do troi cua day ho dao
Dat nen dugc giam tai khi dao dat de thi cdng mdng ndi nen bien dang cua dat nen tao ra do trdi cua day hd dao. Khi xay dung cdng trinh, dat dugc gia tai trd lai va neu ap luc day mdng cua cdng trinh tudng dUdng ap luc trong dat d trang thai tu nhien thi do lun cua dat dudi mdng tUdng duang vdi do trdi. Viec tinh toan do trdi cho phep danh gia xem cd can ap dung cac bien phap han che do trdi de dg lun cua cdng trinh sau khi xay dung khdng vugt qua gidi han cho phep.
Theo tinh toan, khi bdc Idp dat day 2,5 m tren loan bd dien tfch xay dung cac khdi nha lien ke, mUc dg giam Ung suat d cao do day hd dao bang 46 kPa. Do
trdi day mdng do bien dang dan hdi cua dat dudi day hd dao cd the xac djnh theo cdng thtrc cOa Baladi'"':
^E^^s,np- (1)
•sinp '^ h^ SO, phu thudc vao be rdng hd dao;
Trong dd:
S^ la do trdi dan hdi;
y la dung trgng cua dat, lay taing binh bang 17 kN/m^;
dia do sau dao;
E la md dun bien dang cua dat khi ha tai.
Vdi hd mdng be rdng 19 m va do sSu dao dat 2,5m, do trdi d tam hd dao xac djnh theo cdng thUc (1) bang 3 cm. Gia trj nay tUdng ddi phu hgp vdi ket qua tinh toan bang phan mem GEOSLOPE, theo dd
J ^ =3.5 cm (hinh 3).
Hinh 2. Mat bang nha lien ke
=f-
4 -
>¥-
.—
- ; \
y
y
—1 / /
J. w
_ z i : 1/
y
,' J
i
1
1 1 :/-
/ / / ''...
j _ T" "H
\Ta\-i4 1
/
i i i
I
i
i-l 1
g
I-H
—
\
m
-r-j:.\
\%m m l - i l ' li-HH
i \ 5 ' \ j ,•# v t m v
l-\}At%-d
-1V
\
\
T
t—
\ :\.
r
\
\_
, V
^"•^
-^
S-.V-'
'\
\
V
• ^ • •
^•^
' • • • - •
i i ^
\ .^, .
~., --.=^
\
• - - -
^—
-4,-
—t-
—k
"~P
~1
-....„
Hinh 3. Ket qua tinh toan 66 troi bang phan mem GEOSLOPE
* Do lun cua mong
Tai trgng cua cdng trinh se din den su gia tai trd lai cac Idp dat dudi day mdng. Theo tfnh toan, mUc do giam tai do bdc 2,5 m dat bang 46 kPa va ap luc day mdng trung binh dudi cac nha lien ke bang 60 kPa.
Nhu vay ngoai do lun cua dat nen khi dugc gia tai lai cdn phai ke den do lun cd ket do Ung suat hCru hieu trong dat tang them 14 kPa. Trong dieu kien nay, do
lun cua cdng trinh tinh theo phuong phap cua Zeevaert'^' bang 6,9 cm.
* Do lun phu them do xao dong cua dat dual day mong Ldp dat be mat day hd dao thudng bj xao ddng do hoat ddng cua cdng tac thi cdng keo dai va do bj ngap nude, cac hien tugng nay lam tang tinh nen lun cua dat. Viec du tinh mUc do anh hudng cOa dat bj xao ddng adi vdi do lun cua cdng trinh rat khd xac djnh. De loai trU anh hudng cua yeu td nay, trong thiet ke da ap dung bien phap gia cd Idp dat ngay dudi mdng bang cgc tre.
b. Noi dung chu yeu cua phuang an mong
Giai phap mdng da ap dung cd cac ndi dung chinh nhu sau:
- Dao dat den do sau 2,5 m tren toan bd dien tich xay dung nha lien ke. Cdng tac thi cdng dugc yeu cau tien hanh nhanh de han che xao ddng Idp dat be mat day hd dao;
Tap chi KHCN Xdy dung - sd312010
- Gia cd nen bang cgc tre dai 1,5 m, mat do 25 cay/m^;
- Thi cdng mdng hop (hinh 4 va 5) vdi cac dac trung:
+ Moi nhdm 4 nha lien ke dugc dat tren mgt hop mdng rdng 18m, dai 19 m va cao 2,5 m;
+ Ban day hop day 25 cm va cac tudng bien day 20 cm, bang be tdng cdt thep. Cac mach ngUng thi cdng dugc chdng tham de ngan nude tham thau vao trong mdng;
+ Cac tudng ben trong hop sur dung khdi xay.
c. Mot so ket qua quan trac
Mdt sd quan trac da dugc thuc hien trong qua trinh thi cdng de danh gia su lam viec cua he thdng mdng ndi. Quan trac do trdi d day hd dao thuc hien trong qua trinh bdc dat hd mdng cho thay dp trdi do dugc chi bang 2,5 cm, thap han so vdi gia trj tinh toan. Quan trac dd lun d nhieu vj trf cho thay khi tai trgng cdng trinh bang 50% tai trgng tfnh toan thi do lun dat 0,5-4,5 cm. Den nay, sau khi dugc dua vao si!r dung 18 thang thi do lun cua cdng trinh d mUc 5-7 cm va ket cau cua tat ca cac nha lien ke lam viec binh thudng.
Tu'dnq BTCT
4500
1
, Dam mong
4500
j Tuidng chen
4500 4500 ^
I ±0 00
-2,50
19000
D) (C) Hinh 4. Mat cat qua mdng
®
Hinh 5. Thi cong mong noi tai khu do thi, mai Bac Ha 4. Ket luan
- Mdng ndi la mdt trong nhCrng giai phap mdng thich hgp cho cdng trinh xay dung tren nen dat yeu va da dugc ap dung rdng rai d nhieu nude tren the gidi;
- Ddi vdi cdng trinh cd tai trgng nhd den trung binh xay dung tren nen dat ye'u cd be day Idn, mdng ndi cd hieu qua kinh te - ky thuat cao do khdng can cai tao nen dat ye'u dudi mdng;
- Ket qua umg dung giai phap mdng ndi tai khu dd thj mdi Bac Ha cho thay dSy la giai phap mdng kha thi va hieu qua trong dieu kien Viet Nam.
TAI Lieu THAM K H A O
1. TRINH VIET CLTCJNG, PHAM QUY^T T H A N G , DINH QUOC D A N . "Nghien cUu si!r dung mong ndi cho coiig trinh xay dung trong viing dat yeu co be day ldn", Bao cao tong ket de tai RD 01-01, Vien Khoa hoc cong nghe xay dung (Bo Xay dung), 2006.
2. TRINH V I E T CLTONG, BOI D Q C HAI, NGUYEN HUY TAN va nnk, Bao cao tdng ket de tai "Nghien curu thiet ke hgp ly mong nha cao tang c6 ke den hieu Ung giam tai do xay dung tang ham trong dieu kien dat nen thanh phd Ha Noi", Vien Khoa hgc cong nghe va kinh te xay dung Ha Noi, 2009.
3. Gobierno del Distrito Federal de Mexico "Normas tecnicas complementarias para diseno y construccion de cimentaciones", 2004.
4. BALADI, G. "Distribution of Stresses and Displacements Within and Under Long, Elastic and Viscoelastic Embankments," Purdue University, West LaFayette, IN, 1968.
5. SKEMPTON, A. W. The Albion Mill Foundation, Geotechnique 21, No.3, 1971.
6. ZEEVAERT, L. Foundation Design and behavior of Tow/er Latino Americana in Mexico City, Geotechnique, VII, Sept., p 115, 1957.
7. ZEEVAERT, L. "Foundation in Difficult Soil Conditions", 1983.
Ngay nhan bai: 18/7/2010.
Jap chi KHCN Xdy difng - sd312010
