1 Mô tả công nghệ

Trong công nghệ thi công nền, móng nhà dân dụng và công nghiệp ít khi phải đào hố sâu hoặc nếu có đào hố sâu thì mặt bằng thi công lại đủ thoải mái mà làm mái dốc chống xập thành vách đất đào. Gần đây do phải làm nhà cao tầng, hố móng sâu và xây chen trong thành phố nên vấn đề chống vách đào thẳng đứng được đặt ra nghiêm túc.

Tường cừ vách hố đào bằng gỗ lùa ngang:

Biện pháp này được sử dụng nhiều do vật tư làm cừ không đòi hỏi chuyên dụng mà là những vật tư phổ biến. Máy đóng những dầm I thép hình xuống đất cũng là những máy đóng cọc thông thường. Quanh thành hố đào được đóng xuống những thanh dầm I-12 thép hình có độ sâu hơn đáy hố đào khoảng 3~4 mét. Những dầm I-12 này đặt cách nhau 1,5 ~ 2,0 mét. Khi đào đất sâu thì lùa những tấm ván ngang từ dầm I nọ đến dầm I kia, tấm ván để đứng theo chiều cạnh, lùa giữa hai bụng của dầm I. Ván được ép mặt tỳ vào cánh của dầm I. Khoảng hở giữa ván và cánh kia của dầm I được độn gỗ cho chặt.

Nếu đất đào không có nước ngầm thì biện pháp này chống thành hố đào đơn giản. Cần kiểm tra lực đẩy ngang và có biện pháp văng chống biến dạng đầu dầm I phần trên.

Nếu khu vực thi công có nước ngầm thì biện pháp tỏ ra có nhược điểm là nước ngầm sẽ chảy vào hố đào theo khe giữa các thanh ván và đem theo đất mịn hoặc cát ở chung quanh vào hố đào và gây nguy hiểm cho công trình kề bên.

Giải pháp này rất phụ thuộc vào mức nước trong đất và kết quả không ổn định, rất tạm bợ. Chỉ nên sử dụng trong phạm vi công trình nhỏ.

Tường cừ bằng thép :

Tường cừ bằng những tấm thép chế sẵn từ nhà máy. Có nhiều loại tiết diện ngang của tấm cừ như cừ phẳng, cừ khum, cừ hình chữ Z gọi là cừ Zombas, cừ hình chữ U gọi là cừ Lacsen. Những tấm cừ chế tạo từ nhà máy có chiều dài 12 mét, chiều dày taqám cừ từ 6 ~ 16 mm. Chiều rộng của tiết diện ngang của một tấm thường từ 580 mm đến 670 mm. Chiều sâu của tiết diện thì mỏng nhất là cừ phẳng, chỉ 50 mm và sâu nhất là cừ Lacsen khi ghép đôi đến 450 mm.

Đặc điểm của cừ là hai mép tấm cừ có mộng để khi lùa những tấm cừ lại với nhau lúc đóng xuống đất, mảng cừ có độ khít đến mức nước không thấm qua, không di chuyển được từ phía mặt cừ này sang phía mặt cừ bên kia.

Cừ thường đóng xuống đất trước lúc đào về một phía của tường cừ để khi đào chống được đất xô và nước chảy vào hố đào theo phương ngang.

Tường cừ được kiểm tra sự chịu áp lực ngang như dạng tường chắn đất theo sơ đồ tường mỏng ( mềm ) đứng tự do. Cần kiểm tra biến dạng của tường, không cho phép tường có di chuyển gây xập lở hoặc đè lấp công trình đào trong lòng hố.

Dưới tác động của các lực ngang, tường mềm đứng tự do, làm việc như một công sôn có ngàm đàn hồi trong đất. Do lực ngang là áp lực đất của một bên mặt cừ đẩy vào cừ sau khi đào hẫng bên trong, tấm cừ sẽ quay quanh một điểm nào đó. Từ điểm xoay này mà xác định độ sâu cắm cừ sao cho tạo được áp lực cân bằng chủ động và bị động. Thông thường phải thêm hệ thống văng giữ và neo để hỗ trợ chống lại các tác động của áp lực lên tường. Nếu một đợt cừ không đủ chống được áp lực, cần tạo nhiều lớp cừ theo kiểu dật cấp, lớp ngoài bao bọc hố rộng, các lớp trong diện tích bao bọc sẽ hẹp dần. Chiều rộng mặt bậc cũng được tính toán sao cho cung trượt không phá huỷ toàn bộ hệ thống.

Hiện nay trên thị trường nước ta đã có mặt Hãng cung cấp cọc cừ nổi tiếng thế giới TRADE ARBED đã có kinh nghiệm sản xuất và cung ứng cọc cừ hàng trăm năm nay.

Cọc cừ thường được sử dụng nhiều lần. Ngay tại nước ta cũng có những công ty chuyên cung cấp hoặc cho thuê cọc cừ đã qua sử dụng nhằm hạ giá thành cho các giải pháp sử dụng cọc cừ.

Thiết bị hạ cọc cừ xuống đất cũng là các máy đóng cọc thông thường. Nếu sử dụng hạ cọc cừ kiểu rung, có thể ghép nhiều tấm để cùng rung hạ cho tận dụng sức máy. Thường dùng máy đóng cọc diesel để đóng cọc cừ.

Khi sử dụng tường cừ phải kiểm tra biếc dạng gây ra sự chuyển dịch tường cừ vào phía trong hố đào. Nếu có khả năng chuyển vị phải thiết kế các đợt chống đỡ bằng các khung nằm ngang. Những đợt chống đỡ này là những thanh thép hình chữ I, U không nhỏ, tạo thành khung kín khắp bên trong tiết diện hố đào, có các thanh chéo ở góc và các thanh văng ngang có tăng đơ để ép chặt ván cừ thành vào đất. Nếu cần đảm bảo không gian để thi công bên trong hố đào không thể làm hệ văng ngang mà phải neo những thanh thép hình khung đỡ ván cừ xuyên qua ván cừ thành mà neo vào đất bên ngoài hố đào. Việc tạo dây neo bằng cách khoan vào đất theo máy khoan perforateur, sau đó đưa dây cáp vào trong hố khoan này rồi bơm vữa xi măng tại một số điểm làm đầu neo.

Hãng C-LOC của Hoa kỳ đã giới thiệu sang nước ta loại ván cừ bằng VINYL có tiết diện ngang tựa như loại LACSEN sử dụng cạp bờ hồ, bờ mương thì bền lâu, vững chãi và mỹ quan. Nhiều công trình cạp hồ sử dụng phương pháp kè đá hộc ít hiệu quả vì trọng lượng bản thân của kè lớn mà đáy móng kè lại nằm trên nền đất yếu sũng nước nên chẳng bao lâu, chỉ một vài năm kè bị sụt và hỏng. Nếu cằm kè bằng ván cừ nhựa, mũi kè nằm sâu dưới đất, có khi phần chìm gấp ba, bốn lần phần nổi của ván cừ nên chịu lực đẩy ngang rất tốt, kè ổn định lâu dài.

Tường cừ bằng bê tông cốt thép ứng lực trước:

Hiện nay Nhà máy Bê tông Xuân Mai bên cạnh Hà nội đang chế tạo tường cừ bằng bê tông cốt thép ứng lực trước để sử dụng trong việc thi công các tầng hầm. Tấm cừ làm bằng bê tông cốt thép có kích thước dày 120 mm, rộng 750 mm và dài từ 6 đến 8 mét. Bê tông sử dụng có mác 300, thép ứng suất trước. Loại này hạ xuống đất có thể đóng, có thể rung ép.

Cừ bê tông cốt thép được thuận lợi là nếu để lại tường sẽ sử dụng ngay làm tường tầng hầm, chỉ cần bọc thêm cho chiều dày từ 100 ~ 150 mm bê tông sau khi thi công lớp chống thấm sẽ giảm được chi phí cho thi công tường tầng hầm.

2 Phạm vi áp dụng

Trong nước :

Biện pháp ván cừ này là biện pháp kinh điển được sử dụng chính thức như tài liệu giáo khoa trong cách sử lý đào móng sâu. Phần lý thuyết tính toán và thực tế áp dụng đã chứng minh rằng kết quả rất ổn định, đáng tin cậy trong các giải pháp chống đỡ thành hố đào. Nếu luân lưu tốt, đây cũng là giải pháp kinh tế. Cần nhân rộng và quen thuộc với giải pháp này.

Các công ty xây dựng cầu đường hoặc thi công cảng biển, cảng sông sử dụng nhiều hơn ngành xây dựng dân dụng và công nghiệp. Tuy vậy để văng chống vách đào sâu trong thành phố, nhiều công ty xây dựng dân dụng và công nghiệp đã làm quen với tường cừ.

Nước ngoài:

Các nước châu Âu là nơi sử dụng ván cừ sớm trên thế giới. Đức, Pháp, Anh, các nước Bắc Âu sử dụng ván cừ sớm nhất. Bắc Mỹ cũng là những nước có nhiều kinh nghiệm xây dựng dùng tường cừ nhiều.

Công ty ARBED là công ty có lượng ván cừ bán nhiều nhất trong các nước phương Tây.

Nhật bản cũng là nước sản xuất nhiều loại ván cừ thép dạng Larsen bán trong khu vực châu Á, Thái bình dương.

Gần đây, Nhật bản và Hàn quốc liên doanh đưa ra thị trường các sản phẩm ván cừ LX và Larsen dưới tên hãng TUNGHAN INDUSTRY SDN BHD là loại ván cừ châu Á cạnh tranh với ván cừ Mỹ và châu Âu tại thị trường Đông Nam Á.