Tính toán thi công phần ngầm 37

THI CƠNG TOP-DOWN LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Cơng nghệ thi cơng Top-down THI CƠNG TOP-DOWN THI CƠNG TOP-DOWN Cơng nghệ thi công Top-down (từ xuống) công nghệ thi cơng phần ngầm cơng trình nhà, theo phương pháp khác với phương pháp truyền thống: thi công từ lên Trong cơng nghệ thi cơng Top-down người ta đồng thời vừa thi công tầng ngầm (bên cốt ± 0,00 (cốt ± 0,00 tức cao độ mặt hồn thiện tầng cơng trình nhà, đọc cốt khơng)) móng cơng trình, vừa thi công số hữu hạn tầng nhà, thuộc phần thân, bên cốt không (trên mặt đất) 1 Lịch sử Công nghệ Top-down vào Việt Nam mười năm Nó vào Tp HCM trước Hà nội Cơng trình Harbourview - Nguyễn Huệ (1993-1994 - Bachy Solatance), cơng trình thứ Saigon Center nhiều cơng trình khác Ở nước ta nam ngồi bắc có nhiều cơng trình thi cơng theo phương pháp đơn vị thi công : Bachy (Pháp), Tungfeng (Đài loan), Delta (Việt nam), Longgiang( viêtnam) Ứng dụng Nhà cao tầng thường có vài tầng hầm để làm tầng kĩ thuật, chứa đựng máy móc thiết bị, hệ thống kĩ thuật xử lý như: bể nước thô, hệ thống bơm nước, thiết bị lọc, bể nước hệ thống bể chứa phế thải xử lý, hệ thống biến áp tủ điều khiển, tủ phân phối điện Ngồi ra, cịn làm kho chứa hàng hóa, vật liệu gara tơ Về góc đọ chịu lực tầng hầm giúp cơng trình đỡ bớt tải đất phía đưa trọng tâm cơng trình thấp xuống, giúp cơng trình chịu lực ngang gió, bão, động đất tốt Tuy nhiên việc thi công tầng hầm nói riêng phần ngầm nói chung thường khó khăn thách thức nhiều nhà thầu Mỗi cơng trình có đặc diềm riêng cấu tạo đất, mặt cắt địa chất, chiều cao mực nước ngầm nên sử dụng kinh nghiệm mà địi hịi cần có hiểu biết đầy đủ khoa học công nghệ đáp ứng u cầu xây dựng cơng trình Các phương pháp thi công phần ngầm truyền thống thường dùng tường chắn hệ chống để đào đất thi cơng phần ngầm cơng trình từ lên mà đại diện phương pháp là: Phương pháp sử dụng tường chắn cừ ván thép (Sheel piles) hệ thống chống (Bracing System); Phương pháp sử dụng tường chắn barrette hệ thống neo đất (Anchors) Các phương pháp bên cạnh số ưu điểm bộc lộ nhiều nhược điểm tốn kinh tế tiến độ thi công chậm độ xác Đối với nhà sử dụng tường barrette quanh chu vi nhà đồng thời làm tường cho tầng hầm nhà nên thi công tầng hầm theo kiểu top-down Công nghệ thi công tầng hầm 'TOPDOWN' công nghệ tiên tiến Một số ưu điểm • Các vấn đề mặt tiến độ thi cơng: khơng cần diện tích đào móng lớn đỡ tốn chi phí phải làm tường chắn đất độc lập Đặc biệt cơng trình giao thơng THI CƠNG TOP-DOWN • • • • • • dạng hầm giao thông, phương pháp giúp sớm tái lập mặt đường để giao thơng Và thi công kết hợp up-up phần thượng tầng top down phần ngầm (thông dụng công trình dân dụng có tầng ngầm) > đẩy nhanh tiến độ thi công Tiến độ thi công nhanh: làm móng tầng hầm đồng thời làm phần để tiết kiệm thời gian, (đương nhiên phải tăng chi phí gia cường an tồn phần nhiều hơn, cịn "tiết kiệm" tiến độ mà khơng bù lỗ "chi phí" tăng phải gia cường an tồn khơng cần làm nhanh, top-down phần ngầm trước làm phần thấy Hà nội Sau thi cơng sàn tầng trệt, tách hồn tồn việc thi cơng phần thần thi cơng phần ngầm Có thể thi công đồng thời tầng hầm kết cấu phần thân Qua thực tế số cơng trình cho thấy để thi cơng phần thân cơng trình 30 ngày, giải pháp chống quen thuộc tầng hầm (kể đào đất, chống hệ dầm tạm, thi công phần BT) khoảng 45 đến 60 ngày, với nhà có tầng hầm thi cơng từ đến tháng Với nhà có tầng hầm thường tiết kiệm thời gian thi công từ dấn tháng Không cần dùng hệ thống chống tạm (Bracsing System) để chống đỡ vách tường tầng hầm trình đào đất thi cơng tầng hầm, khơng phí cho hệ chống phụ Hệ chống tạm thường phức tạp vướng không gian thi công tốn Chống vách đất giải triệt để dùng tường hệ kết cấu cơng trình có độ ổn định cao Không tốn hệ thống giáo chống, copha cho kết cấu dầm sàn thi cơng mặt đất (đối với phương pháp đào truyền thống chi phí cho công tác chống đỡ neo cao, kéo dài thi cơng địi hỏi thiết bị tiên tiến ) Các vấn đề móng (hiện tượng bùn nền, nước ngầm ), có điểm lưu ý thị thường có nhiều cơng trình cao tầng, thi cơng đào mở (open cut) có tường vây, móng sâu phải hạ mực nước ngầm để thi công phần ngầm, điều dẫn đến việc thường khơng đảm bảo cho cơng trình cao tầng kề bên (dễ xảy tượng trượt mái đào, lún nứt ), phương án thi công Top-down giải vấn đề Khi thi công tầng hầm có sẵn tầng trệt, nên giảm ảnh hưởng xấu thời tiết Một số nhược điểm • • • • • • Kết cấu cột tầng hầm phức tạp Liên kết dầm sàn cột tường khó thi cơng Thi cơng cần phải có nhiều kinh nghiệm Thi cơng đất khơng gian kín khó thực giới hố Thi cơng tầng hầm kín ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động Phải lắp đặt hệ thống thơng gió chiếu sáng nhân tạo Phương pháp cơng nghệ Trong cơng nghệ Top-down, tầng hầm thi công cách thi công phần tường vây hệ cọc barrette xung quanh nhà (sau phần đỉnh tường vây dùng làm tường THI CƠNG TOP-DOWN bao tồn tầng hầm) hệ cọc khoan nhồi (nằm chân móng cột) bên mặt nhà Tường vây thi công theo công nghệ cọc nhồi bê tông tới cốt khơng (cốt mặt đất) (khơng tính phần bê tông chất lượng đỉnh vào thành phần tường) Riêng cọc khoan nhồi bê tông nằm móng cột phía mặt nhà khơng thi cơng tới mặt đất mà tới ngang cốt móng (khơng tính phần bê tơng đầu cọc nhồi, phải tẩy bỏ sau này) Phần chịu lực tốt, bên móng cọc nhồi đặt sẵn cốt thép thép hình, chờ dài lên tới cốt không (cốt mặt đất) Các cốt thép hình này, trụ đỡ tầng nhà hình thành thi cơng Top-down, nên phải tính tốn để chịu tất tầng nhà, mà hoàn thành trước thi công xong phần ngầm (gồm tất tầng hầm cộng thêm số hữu hạn tầng thuộc phân thân định trước) Tiếp theo đào rãnh mặt đất (làm khuôn dầm), dùng mặt đất để làm khuôn phần khuôn đúc dầm sàn bê tông cốt thép cốt không Khi đổ bê tông sàn cốt chừa lại phần sàn khu thang lên xuống tầng ngầm, để (cùng kết hợp với ô thang máy) lấy lối đào đất đưa đất lên thi công tầng hầm Sàn phải liên kết với cốt thép hình làm trụ đỡ chờ sẵn nêu trên, liên kết với hệ tường vây (tường vây gối đỡ chịu lực vĩnh viễn sàn bê tông này) Sau bê tông dầm, sàn cốt không đạt cường độ tháo dỡ khuôn đúc, người ta tiến hành cho máy đào chui qua lỗ thang chờ sẵn nêu trên, xuống đào đất tầng hầm bên sàn cốt khơng sau lại tiến hành đổ bê tông sàn tầng hầm này, mặt đất vừa đào, tương tự thi công sàn cốt không, tiến hành lắp ghép cốt thép cột tầng hầm, lắp khuôn cột tầng hầm đổ bê tông chúng Cứ làm cách thi công tầng hầm này, với tầng hầm bên Riêng tầng hầm cuối thay đổ bê tơng sàn tiến hành thi cơng kết cấu móng đài móng Đồng thời với việc thi cơng tầng hầm mặt đất người ta thi công hay vài tầng nhà thuộc phần thân bình thường Sau thi cơng xong hết kết cấu tầng hầm người ta thi công hệ thống thang thang máy lên xuống tầng hầm Một số kĩ thuật cần thiết thi công tầng hầm theo phương pháp "TOP-DOWN" Cốt thép đỡ tạm Khi thi công tầng hầm theo phương pháp “TOP-DOWN” phải sử dụng cột thép để đỡ sàn tầng hầm thi công kết cấu phần thân đồng thời với thi công tầng hầm cột thép chống tạm phải chịu thêm sàn tầng tầng Số lượng sàn mà cột thép chống tạm cần phải đỡ lấy theo tiến độ thi công phần thân nhà Các cột thép đỡ tạm sau nhồi bọc bê tông trở thành cột chịu lực cơng trình Việc tinh tốn cột theo phương pháp tinh toán quy định riêng Trong thực tế người ta dùng thép I có gia cường thép góc ống thép với khả chịu lực từ 200 - 1000 THI CÔNG TOP-DOWN Các cột thép đỡ tạm phải đặt vào vị trí cột chịu lực cơng trình thường cắm sẵn vào cọc khoan nhồi từ thi công cọc khoan nhồi Bê tông Do yêu cầu thi công liên tục, phải tháo ván khuôn sớm để tiến hành đào đất thi công tiếp tục phần dưới, nên cần dùng phụ gia để giúp bê tơng nhanh chóng đạt cường độ yêu cầu mót thời gian ngăn Có thể sử dụng phương pháp sau: - Sử dụng phụ gia hóa dẻo, siêu dẻo giảm tỉ lệ nước giữ nguyên độ sụt yêu cầu làm tăng cường độ bê tông - Sử dụng phụ gia tăng trưởng cường độ nhanh, đạt 90% cường độ thiết kế vòng ngày Khi thi công cột vách cứng, cần phải dùng bê tông có phụ gia trương nở để vá đầu cột, đầu lõi nơi tiếp giáp với dầm sàn Phụ gia trương nở nên sử dụng loại khoáng, tương tác với nước xi măng tạo cấu tử nở CaOAl2O33CaSo4(31-32)H2O Hàm lượng phụ gia trương nở thường sử dụng từ - 15% lượng xi măng, khơng nên dùng bột nhóm chất sinh khí để làm bê tông trương nở bới chúng gây ăn mịn cốt thép Bê tơng sàn nơi tiếp giáp với tường tầng hầm nơi có thép chờ vả sàn đáy phải chống thấm phương pháp hữu hiệu, việc sửa chữa chỗ bị rò rỉ, thấm sau thi cơng bê tơng khó khăn tốn Hạ mực nước ngầm để thi công tầng hầm Khi thi công tầng hầm phương pháp “TOP-DOWN” thường gặp nước ngầm gây khó khăn nhiều cho việc thi cơng, thông thường người ta phải kết hợp hai phương pháp hạ mực nước ngầm ống kim lọc hệ thống thoát nước bề mặt gồm mương tích nước hố thu nước máy bơm Việc thiết kế hệ thống hạ mực nước ngầm thoát nước phải tính tốn riêng cho độ sâu thi công theo giai đoạn Khi thi công phải coi trọng luân thủ yêu cầu thiết kế công tác Vai trị hệ dầm sàn Ví dụ nhìn Gouman hotel xuống thấy rõ người ta để lỗ sàn tầng (một đường lên xuống tầng hầm) để vận chuyển đất lên Việc thi cơng dầm khơng có nghĩa dễ vận chuyển đất, lý để chống áp lực đất cho tường vây rút ngắn thời gian thi cơng cịn có lý sau: việc thi công dầm sàn tầng hầm sử dụng đất thay dàn giáo để đỡ ván khuôn nên chiều cao đào bị khống chế, mặt khác máy đào loại chuyên dùng cho đào tầng hầm độ mở gầu đào bị khống chế, làm sàn khó đào đất nguy hiểm Việc thi công dầm không khơng cho thấy thơng gió chiếu sáng tốt thơng gió tốt phụ thuộc vào luồng gió đưa xuống vị trí gây khói tính tốn cho khí tuần hồn, chiếu sáng chủ yếu dùng đèn ánh sáng từ lỗ mở xuống THI CƠNG TOP-DOWN Các bước thi cơng Thi công tường chắn đất thành chu vi kín: cấu tạo tường bê tơng cốt thép, kết hợp với cọc nhồi xen kẽ để tham gia chịu lực kết cấu móng Thi cơng theo phương pháp đào hố ( nơng dùng máy đào, sâu dùng máy cắt đất gầu vng, dùng dung dịch bentonite giữ thành Đào hố tới cao độ thuận lợi (1-2m) thi công hệ thống giằng chống tạm theo phương đứng Có hai phương pháp thi cơng sàn tầng hầm: • • Dùng hệ cột chống hầm thi công (tỳ lên cọc nhồi) để đỡ hệ dầm sàn tầng hầm Dùng cột chống tạm Chống tạm theo phương đứng dùng cột chống tạm thép hình cắm trước vào cọc khoan nhồi vị trí cột suốt chiều cao từ mặt đất đến đỉnh cọc nhồi(các cọc khoan nhồi nên đặt trước thép hình tới gần cao độ để sử dụng vào việc chống hệ giằng) Lý phải có cột chống tạm phải thi công phần thân nhà bên lên cao dần đồng thời với thi công tầng hầm, phần thân nhà bên chưa có kết cấu thức đỡ tải trọng thân nhà tác động xuống cọc nhồi bên Các cột đặt đỉnh cọc nhồi giai đoạốíăp hồn thành việc thi cơng cọc khoan nhồi Thi công hệ dầm sàn bê tông - tầng (cốt 00) để lỗ chờ thi công cho tầm sàn tiếp theo, sàn bên thi công Các sàn BTCT đóng vai trị giằng chống cho tường chắn đất cách liên kết trực tiếp với tuờng qua mối nối Dùng đất có làm coppha cho sàn nên khơng phải chống Tại sàn để lỗ trống khoảng 2mx4m để vận chuyển thứ cần chuyển từ lên xuống Khi sàn đủ cứng, qua lỗ trống xuống mà moi đất tạo khoảng không gian cho tầng hầm sát Lại dùng làm coppha cho tầng hầm Rồi lại moi tầng cuối đổ lớp đáy Nếu có cột nên làm cột lắp ghép sau đổ sàn Cốt thép sàn dầm nối với tường nhờ khoan xuyên tường lùa thép sau Dùng vữa ximăng trộn với Sikagrout bơm sịt vào lỗ khoan đặt thép • • • • • • Đào phần đất để tạo chiều cao cho việc thi công dầm sàn tầng tầng (có độ sâu khoảng chừng 66m) Ghép ván khuôn dầm sàn tầng Đặt cốt thép dầm sàn tầng trệt, hàn nối với cốt thép cột chống thép cốt thép tường vách Chống thấm cho mối nối sàn tường vách Đổ bê tông dầm sàn tầng Bảo dưỡng đến bê tông sàn tầng đạt cường độ yêu cầu (Chờ 10 ngày cho bê tơng có phụ gia đủ 90% cường độ yêu cầu) Thi công láng hầm thứ - Tháo ván khuôn dầm sàn tầng THI CÔNG TOP-DOWN - Đào đất để tạo chiều cao cho việc thi công tầng hầm thứ - Ghép ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ - Chống thấm cho mối nối sàn tầng hầm thứ tường vách - Đặt cốt thép dầm sàn tầng hầm thứ nhất, hàn nối với cốt thép cột chống thép cốt thép tường vách - Đổ bê tông dầm sàn tầng hầm thứ - Cốt thép ván khuôn đổ bê tông lõi vách cứng, lồng cầu thang máy, nhồi bọc cột thép từ tầng hầm thứ đến tầng - Bảo dưỡng đến bê tông sàn tầng hầm thứ đạt cường độ yêu cầu Thi công tầng hầm thứ hai - Tháo ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ - Đào đất để tạo chiều cao cho việc thi công tầng hầm thứ hai - Ghép ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ hai - Chống thấm cho mối nối sàn tầng hầm thứ hai tường vách - Đặt cốt thép dầm sàn tầng hầm thứ hai, hàn nối với cốt thép cột chống thép cốt thép tường vách - Đổ bê tông dầm sàn tầng hầm thứ hai - Cốt thép ván khuôn đổ bê tông lõi vách cứng lồng cầu thang máy, nhồi bọc cột thép từ tầng hầm thứ hai đến tầng hầm thứ - Bảo dưỡng đến bê tông sàn tầng hầm thứ hai đạt cường độ yêu cầu Thi công tầng hầm thứ ba (tầng đáy) - Tháo ván khuôn dầm sàn tầng hầm thứ hai - Đào đất đến cốt thi cơng đài cọc - Bê tơng lót, chống thấm đáy dài cọc dầm giằng - Thi công đài cọc dầm giằng - Bê tơng lót chống thấm cho sàn đáy tầng hầm, kể mối nối với tường vách - Đặt cốt thép sàn đáy tầng hầm, hàn nối với cốt thép cột chống thép cốt thép tường vách - Đổ bê tơng sàn đáy tầng hầm THI CƠNG TOP-DOWN - Cốt thép ván khuôn đổ bê tông lõi vách cứng, lồng cầu thang máy, nhồi bọc cột thép tầng hầm cuối - Bảo dưỡng bê tông sàn đáy tầng hầm Thi cơng Tường tầng hầm phía bên tường barret cần thiết Thi công vá ô sàn chừa lỗ thi công Thi cơng hồn thiện Phương pháp truyền thống Thiết bị phục vụ thi cơng • • • • • Phục vụ công tác đào đất phần ngầm thường dùng máy đào đất loại nhỏ, máy san đất loại nhỏ, máy lu loại nhỏ, công cụ đào đất thủ công, máy khoan bê tông Phục vụ công tác vận chuyển : hay sử dụng cần trục nhỏ phục vụ chuyển đất từ nơi tập kết sau đào lòng nhà lên xe ô tô chuyển đất xa; bố trí thùng chứa đất , xe chở đất tự đổ Phục vụ công tác khác : bố trí máy bơm, thang thép đặt lối lên xuống , hệ thống đèn điện chiếu đủ độ sáng cho việc thi công tầng hầm Phục vụ công tác thi công bê tông : trạm bơm bê tông , xe chở bê tông thương phẩm , thiết bị phục vụ công tác thi công bê tơng khác Ngồi tuỳ thực tế thi cơng cịn có cơng cụ chun dụng khác THI CƠNG ÉP CỌC THI CÔNG ÉP CỌC Các định nghĩa • • • • Cọc ép cọc hạ lượng tĩnh, không gây nên xung lượng lên đầu cọc Tải trọng thiết kế giá trị tải trọng Thiết kế dự tính tác dụng lên cọc Lực ép nhỏ (Pép)min lực ép Thiết kế quy định để đảm bảo tải trọng thiết kế lên cọc, thông thường lấy 150 → 200% tải trọng thiết kế; Lực ép lớn (Pép)max lực ép Thiết kế quy định, không vượt sức chịu tải vật liệu cọc; tính tốn theo kết xun tĩnh, khơng có kết thường lấy 200 → 300% tải trọng thiết kế Ghi chú: Để biết khả ép kích thủy lực trước tiên phải đề nghị đơn vị ép cọc cung cấp giấy kiểm định đồng hồ giàn ép thủy lực, kết kiển định có bảng tra số đồng hồ (kg/cm2) tương đương với số lực ép đầu cọc (Tấn) Hai số liệu quan hệ với "phương trình quan hệ" có kết qủa kiểm định Phải lưu ý số hiệu đồng hồ giàn ép có giấy kiểm định không 2 Ưu nhược điểm phương pháp thi cơng ép cọc Hiện có nhiều phương pháp để thi cơng cọc búa đóng, kích ép, khoan nhồi Việc lựa chọn sử dụng phương pháp phụ thuộc vào địa chất cơng trình vị trí cơng trình Ngồi cịn phụ thuộc vào chiều dài cọc, máy móc thiết bị phục vụ thi cơng Một phương pháp thi cơng cọc ép cọc kích ép Ưu điểm: • • • Êm, không gây tiếng ồn Không gây chấn động cho cơng trình khác Khả kiểm tra chất lượng tốt hơn: đoạn cọc ép thử lực ép ta xác định sức chịu tải cọc qua lực ép cuối Nhược điểm: • Khơng thi cơng cọc có sức chịu tải lớn lớp đất xấu cọc phải xuyên qua dầy THI CÔNG ÉP CỌC Chuẩn bị mặt thi cơng • • • • • • • Chuẩn bị mặt bằng,dọn dẹp san chướng ngại vật Vận chuyển cọc bêtơng đến cơng trình Phải tập kết cọc trước ngày ép từ đến ngày (cọc mua từ nhà máy sản xuất cọc) Khu xếp cọc phải đặt khu vực ép cọc, đường vận chuyển cọc phải phẳng, không gồ ghề lồi lõm Cọc phải vạch sẵn trục để thuận tiện cho việc sử dụng máy kinh vĩ cân chỉnh Cần loại bỏ cọc không đủ chất lượng, không đảm bảo yêu cầu kỹ thuật Trước đem cọc ép đại trà, phải ép thí nghiệm – 2% số lượng cọc Phải có đầy đủ báo cáo khảo sát địa chất cơng trình, kết xuyên tĩnh Đối với cọc bêtông cần lưu ý: Độ vênh cho phép vành thép nối không lớn 1% so với mặt phẳng vng góc trục cọc Bề mặt bê tông đầu cọc phải phẳng Trục đoạn cọc phải qua tâm vng góc với tiết diện đầu cọc Mặt phẳng bê tông đầu cọc mặt phẳng chứa mép vành thép nối phải trùng Chỉ chấp nhận trường hợp mặt phẳng bê tông song song nhô cao mặt phẳng mép vành thép nối không mm ... nhanh, top-down phần ngầm trước làm phần thấy Hà nội Sau thi công sàn tầng trệt, tách hồn tồn việc thi cơng phần thần thi cơng phần ngầm Có thể thi công đồng thời tầng hầm kết cấu phần thân Qua... bên tường barret cần thi? ??t Thi công vá ô sàn chừa lỗ thi công Thi cơng hồn thi? ??n Phương pháp truyền thống Thi? ??t bị phục vụ thi cơng • • • • • Phục vụ công tác đào đất phần ngầm thường dùng máy.. .THI CƠNG TOP-DOWN THI CƠNG TOP-DOWN Cơng nghệ thi cơng Top-down (từ xuống) công nghệ thi công phần ngầm cơng trình nhà, theo phương pháp khác với phương pháp truyền thống: thi công từ