Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống
1
/ 128 trang
THÔNG TIN TÀI LIỆU
Thông tin cơ bản
Định dạng
Số trang
128
Dung lượng
3,92 MB
Nội dung
MỤC LỤC CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH 1.1 GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH 1.1.1 Mục đích xây dựng 1.1.2 Vị trí xây dựng cơng trình 1.1.3 Điều kiện tự nhiên 1.1.4 Quy mơ cơng trình 1.2 Kiến trúc cơng trình 1.2.1 Mặt công trình 1.2.2 Mặt đứng cơng trình 1.2.3 Cao độ cơng trình CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN KẾT CẤU CƠNG TRÌNH 2.1 CƠ SỞ THIẾT KẾ 2.1.1 Tiêu chuẩn - Quy chuẩn áp dụng 2.1.2 Phần mềm sử dụng 2.1.3 Nguyên tắc tính tốn 2.1.4 Tiêu chí vật liệu 2.2 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 2.2.1 Phương án kết cấu chịu tải đứng 2.2.2 Phương án kết cấu chịu tải ngang 2.2.3 Phương án kết cấu móng- hầm 2.2.4 Sơ kích thước cấu kiện cơng trình CHƯƠNG 3: TẢI TRỌNG VÀ TÁC ĐỘNG 10 3.1 TĨNH TẢI 10 3.1.1 Tải lớp cấu tạo sàn 10 3.1.2 Tải tường xây 11 3.2 HOẠT TẢI 12 3.3 TẢI TRỌNG GIÓ 13 3.3.1 Tải trọng gió tĩnh 13 3.3.2 Tải trọng gió động 14 3.3.3 Kết tính tốn 18 3.4 TẢI TRỌNG ĐỘNG ĐẤT 21 3.4.1 Phân tích dao động tính tốn tải trọng động đất 21 3.4.2 Tính tốn động đất theo phương pháp phổ phản ứng dao động 22 3.5 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 27 iv 3.5.1 Các loại tải trọng ( Load Pattern) 27 3.5.2 Các trường hợp tải trọng ( Load Cases) 28 3.5.3 Các tổ hợp tải trọng ( Load Combinations) 29 CHƯƠNG 4: KIỂM TRA TRẠNG THÁI GIỚI HẠN II (TTGH II) 31 4.1 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN ỔN ĐỊNH CHỐNG LẬT 31 4.2 KIỂM TRA GIA TỐC ĐỈNH 31 4.3 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHUYỂN VỊ ĐỈNH 32 4.4 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHUYỂN VỊ LỆCH TẦNG 32 4.5 KIỂM TRA HIỆU ỨNG P-DELTA 34 CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ CẦU THANG BỘ ĐIỂN HÌNH 36 5.1 PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU CẦU THANG 36 5.1.1 Lựa chọn phương án kết cấu 36 5.1.2 Sơ đồ tính thang 37 5.2 TẢI TRỌNG VÀ TỔ HỢP TẢI TRỌNG 37 5.2.1 Tải trọng tác dụng lên chiếu nghỉ 37 5.2.2 Tải trọng tác dụng lên nghiêng 38 5.2.3 Tải trọng tổ hợp tải trọng 38 5.3 KẾT QUẢ NỘI LỰC CẦU THANG 38 5.4 TÍNH TỐN THÉP 39 CHƯƠNG 6: THIẾT KẾ SÀN ĐIỂN HÌNH 40 6.1 TẢI TRỌNG TÁC DỤNG 40 6.2 TỔ HỢP TẢI TRỌNG 40 6.3 MƠ HÌNH PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TỐN 40 6.3.1 Kết phân tích nội lực sàn 41 6.3.2 Kiểm tra chuyển vị ngắn hạn 42 6.3.3 Tính tốn cốt thép 42 6.3.4 Kiểm tra chuyển vị dài hạn 44 6.3.5 Kiểm tra chuyển vị tồn phần có kể đến hình thành vết nứt 44 CHƯƠNG 7: THIẾT KẾ KHUNG 48 7.1 THIẾT KẾ DẦM TẦNG ĐIỂN HÌNH ( TCVN 5574-2018) 48 7.1.1 Mơ hình tính tốn dầm 48 7.1.2 Tính tốn cốt thép dầm 48 7.1.3 Kết tính tốn dầm tầng điển hình 54 7.2 THIẾT KẾ VÁCH ĐƠN 55 7.2.1 Vật liệu sử dụng ( Mục 2.1.4) 55 v 7.2.2 Lý thuyết tính tốn ( Phương pháp vùng biên chịu moment) 55 7.2.3 Tính tốn phần tử điển hình 55 7.2.4 Kết tính tốn vách điển hình 57 7.3 THIẾT KẾ VÁCH LÕI 58 7.3.1 Vật liệu thiết kế ( Mục 2.1.4 – Chương 2) 58 7.3.2 Lý thuyết tính tốn ( Phương pháp phân bố ứng suất đàn hồi) 58 7.3.3 Tính tốn phần tử điển hình 58 7.3.4 Kết tính tốn vách lõi LT 62 CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ MÓNG 64 8.1 THÔNG TIN ĐỊA CHẤT 64 8.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÓNG 66 8.3 THÔNG TIN THIẾT KẾ 67 8.4 SỨC CHỊU TẢI CỌC KHOAN NHỒI D800 68 8.4.1 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo vật liệu 68 8.4.2 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo tiêu lý đất 69 8.4.3 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo tiêu cường độ đất 70 8.4.4 Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo thí nghiệm SPT 71 8.4.5 Tổng hợp sức chịu tải cọc khoan nhồi D800 71 8.5 THIẾT KẾ MÓNG CỌC 72 8.5.1 Sơ số lượng cọc 72 8.5.2 Mặt móng ( Bản vẽ đính kèm) 73 8.5.3 Tính tốn- thiết kế chi tiết móng M23 73 8.5.4 Tính tốn- Thiết kế móng lõi thang LT 80 8.5.5 Kết tính tốn móng 86 CHƯƠNG 9: THIẾT KẾ THI CÔNG TƯỜNG VÂY 87 9.1 SỐ LIỆU ĐỊA CHẤT 87 9.2 CƠ SỞ TÍNH TỐN 87 9.2.1 Thiết lập ban đầu 87 9.2.2 Trạng thái áp lực nước lỗ rỗng 87 9.2.3 Xây dựng mô hình tính tốn 87 9.3 BIỆN PHÁP VÀ TRÌNH TỰ THI CÔNG 88 9.4 THÔNG SỐ TƯỜNG VÂY VÀ HỆ THANH CHỐNG SHORING-KINGPOST 88 9.5 PHỤ TẢI MẶT ĐẤT VÀ ĐIỀU KIỆN MỰC NƯỚC NGẦM 89 9.6 DỰNG MƠ HÌNH VÀ PHÂN TÍCH MƠ HÌNH BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS 89 9.6.1 Thông số đầu vào 89 vi 9.6.2 Mơ hình Plaxis 90 9.6.3 Kiểm tra ổn định tổng thể qua giai đoạn đào 90 9.6.4 Kiểm tra điều kiện thủy động lực học tiến hành thoát nước hố đào 92 9.6.5 Kiểm tra chuyển vị khả chịu lực tường vây 93 9.6.6 Kiểm tra chuyển vị khả chịu lực tường vây 93 9.7 TÍNH TỐN CỐT THÉP TƯỜNG VÂY (Cọc khoan nhồi đường kính bé) 95 9.8 NỘI LỰC THANH CHỐNG TỪ PLAXIS 97 9.9 THIẾT KẾ HỆ THANH CHỐNG (SHORING) 97 9.9.1 Trường hợp hố đào có hệ chống 97 9.9.2 Trường hợp hố đào có hệ chống 100 9.10 THIẾT KẾ HỆ CỘT CHỐNG KINGPOST 101 9.10.1 Thông số tiết diện (Mục 9.9.1.1) 101 9.10.2 Chiều dài tính tốn Kingpost 101 9.10.3 Tính tốn giá trị độ mảnh 101 9.10.4 Kết nội lực 102 9.10.5 Kiểm tra điều kiện bền 102 9.10.6 Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể 102 9.10.7 Kiểm tra điều kiện ổn định cục 103 CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY CỌC KHOAN NHỒI 104 10.1 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG VÂY CỌC KHOAN NHỒI 104 10.1.1 Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách 104 10.1.2 Cọc khoan nhồi không dùng ống vách 104 10.2 TRÌNH TỰ THI CƠNG CỌC VÂY KHOAN NHỒI 106 10.3 NHỮNG LƯU Ý KHI THI CÔNG CỌC VÂY KHOAN NHỒI 106 10.3.1 Công tác chuẩn bị 106 10.3.2 Khoan tạo lỗ cọc nhồi 107 10.3.3 Nạo vét kiểm tra độ sâu hố khoan 108 10.3.4 Gia công hạ lồng thép 108 10.3.5 Lắp ống đổ bê tông 109 10.3.6 Thổi rửa hố khoan 110 10.3.7 Đổ bê tông cọc nhồi 110 10.3.8 Lắp đất, hồn thành cơng tác thi cơng 110 10.4 Tổ chức thi công cọc khoan nhồi 111 10.4.1 Các thông số cọc 111 vii 10.4.2 Thời gian thi công cọc 111 10.4.3 Khối lượng thi công cọc 111 10.4.4 Lựa chọn máy xác định nhân công phục vụ cho cọc 112 10.4.5 Mặt thi công cọc nhồi 115 TÀI LIỆU THAM KHẢO 117 viii MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1: Chiều cao tầng tòa nhà 3 Bảng 2.1: Cấp bền bê tông dùng cho thiết kế cấu kiện 6 Bảng 2.2: Thông số vật liệu cốt thép theo TCVN 5574-2018 7 Bảng 2.3: Lớp bê tông bảo vệ 7 Bảng 2.4: Lưu đồ tóm tắt phương án kết cấu cơng trình 7 Bảng 2.5:Đánh giá mức độ thích hợp phương án sàn với cơng trình 8 Bảng 2.6: Đánh giá mức độ thích hợp phương án kết cấu chịu tải ngang 8 Bảng 2.7: Kích thước sơ cấu kiện 9 Bảng 3.1:Tải lớp cấu tạo sàn tầng điển hình 10 Bảng 3.2:Tải lớp cấu tạo sàn vệ sinh 10 Bảng 3.3:Tải lớp cấu tạo sàn hầm, sàn tầng 1-6 11 Bảng 3.4:Tải tường xây 110mm tác dụng lên dầm tầng điển hình 11 Bảng 3.5: Tải tường xây 210mm tác dụng lên dầm tầng điển hình 11 Bảng 3.6:Tải tường xây tác dụng lên sàn tầng điển hình 12 Bảng 3.7:Giá trị hoạt tải theo TCVN 2737-1995 13 Bảng 3.8: Chu kỳ phần trăm khối lượng tham gia dao động 15 Bảng 3.9: Các dạng dao động 15 Bảng 3.10: Kết khối lượng tầng, tâm cứng tâm khối lượng 16 Bảng 3.11: Thơng số tính tốn cần thiết cho mode 18 Bảng 3.12: Kết tính tốn thành phần tĩnh tải trọng gió 18 Bảng 3.13: Kết tính tốn thành phần động tải trọng gió cho mode 19 Bảng 3.14: Kết tính tốn thành phần động tải trọng gió cho mode 20 Bảng 3.15: Kết tổng hợp tải trọng gió 21 Bảng 3.16: Chu ky % khối lượng tham gia dao động theo phương X, Y 22 Bảng 3.17: Giá trị q0 ứng với công trình tính theo cấp dẻo kết cấu trung bình 23 Bảng 3.18: Tổng hợp hệ số tính toán động đất 24 Bảng 3.19: Kết lực cắt đáy với Mode ( Phương X) 24 Bảng 3.20: Kết lực cắt đáy với Mode ( Phương Y) 25 Bảng 3.21: Kết lực cắt đáy với Mode ( Phương Y) 26 Bảng 3.22: Kết tổng hợp lực động đất 27 Bảng 3.23: Các loại tải trọng 27 Bảng 3.24: Các trường hợp tải trọng 28 Bảng 3.25: Tổ hợp tải trọng sàn 29 Bảng 3.26:Tổ hợp tải trọng cầu thang 29 ix Bảng 3.27:Tổ hợp tải trọng khung-vách-lõi-móng 29 Bảng 3.28: Tổ hợp tải trọng kiểm tra gia tốc đỉnh, chuyển vị đỉnh 29 Bảng 3.29: Tổ hợp kiểm tra chuyển vị lệch tầng, hiệu ứng P-Delta 30 Bảng 4.1: Kiểm tra chuyển vị đỉnh cơng trình 32 Bảng 4.2: Hệ số chiết giảm 33 Bảng 4.3: Kết kiểm tra chuyển vị lệch tầng 33 Bảng 4.4: Bảng kiểm tra hiệu ứng P - Delta 35 Bảng 5.1: Tổng hợp thơng số kích thước cầu thang 37 Bảng 5.2: Tải trọng tác dụng chiếu nghỉ 37 Bảng 5.3: Tải trọng tác dụng lên nghiêng 38 Bảng 5.4: Kết tính tốn cốt thép cầu thang 39 Bảng 6.1: Kết tính tốn thép sàn tầng điển hình theo phương X 43 Bảng 6.2: Kết tính tốn thép sàn tầng điển hình theo phương Y 43 Bảng 6.3: Kết kiểm tra điều kiện hình thành vết nứt sàn 44 Bảng 6.4: Tổng hợp moment vị trí 46 Bảng 6.5: Kết tính độ võng sàn kể đến hình thành vết nứt nhịp sàn 46 Bảng 6.6:Tổng hợp độ võng sàn vị trí 47 Bảng 7.1: Bảng quy đổi tên dầm từ ETABS 48 Bảng 7.2: Kết nội lực dầm B09 (DX02) 50 Bảng 7.3: Kết tính tốn dầm tầng điển hình 20 54 Bảng 7.4: Kết nội lực vách P60 55 Bảng 7.5: Kết tính tốn thép vách P60 57 Bảng 7.6: Đặc trưng hình học phần tử vách lõi LT 58 Bảng 7.7: Kết nội lực vách lõi LT- Hầm B2 59 Bảng 7.8: Kết tính toán thép vách lõi LT 62 Bảng 8.1: Kết phân loại lớp đất 64 Bảng 8.2:Kết phân chia trạng thái lớp đất 64 Bảng 8.3: Kết tổng hợp tiêu lý đất 65 Bảng 8.4:Thông số thiết kế cọc khoan nhồi D800 67 Bảng 8.5:Tính tốn SCT cọc theo vật liệu 68 Bảng 8.6: Bảng tính cường độ kháng đất mũi cọc qb theo tiêu lý 69 Bảng 8.7: Bảng tính sức kháng thành fi theo tiêu lý 69 Bảng 8.8: Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo tiêu lí đất 69 Bảng 8.9: Bảng tính sức kháng mũi qb theo tiêu cường độ đất 70 Bảng 8.10: Bảng tính sức kháng trung bình thân cọc fi theo tiêu cường độ đất 70 x Bảng 8.11: Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo tiêu cường độ đất 70 Bảng 8.12: Bảng tính sức kháng trung bình thân cọc fi theo tiêu thí nghiệm SPT 71 Bảng 8.13: Sức chịu tải cọc khoan nhồi theo tiêu thí nghiệm SPT 71 Bảng 8.14: Bảng tổng hợp SCT cọc khoan nhồi D800 71 Bảng 8.15: Bảng tính độ lún cọc đơn 73 Bảng 8.16: Nội lực truyền xuống móng M23 73 Bảng 8.17: Xác định góc ma sát trung bình lớp đất 74 Bảng 8.18: Bảng xác định dung trọng trung bình khối móng quy ước 75 Bảng 8.19: Bảng tính lún khối móng quy ước móng M23 77 Bảng 8.20:Bảng xác định tọa độ trọng tâm đường bao tính tốn 78 Bảng 8.21: Bảng xác định mô men quán tính đoạn thành phần 79 Bảng 8.22: Bảng xác định mô men tập trung tới hạn móng M23 79 Bảng 8.23: Kiểm tra xuyên thủng móng M23 79 Bảng 8.24: Bảng tính cốt thép theo phương X 80 Bảng 8.25: Bảng tính cốt thép theo phương Y 80 Bảng 8.26: Phản lực móng lõi thang LT 81 Bảng 8.27: Xác định góc ma sát trung bình lớp đất 81 Bảng 8.28: Kích thước khối móng quy ước 81 Bảng 8.29: Khối lượng khối móng quy ước 82 Bảng 8.30: Áp lực tiêu chuẩn đáy khối móng quy ước 82 Bảng 8.31: Xác định áp lực tiêu chuẩn RII 82 Bảng 8.32: Bảng tính lún móng LT 83 Bảng 8.33: Bảng tính lực F xun thủng móng LT 84 Bảng 8.34: Bảng xác định lực tới hạn Fb,u móng LT 84 Bảng 8.35: Bảng xác định tọa độ trọng tâm đường bao tính tốn đoạn thành phần vách đơn 84 Bảng 8.36: Bảng xác định mô men quán tính đoạn thành phần 85 Bảng 8.37: Bảng xác định momen tập trung tới hạn phần tử 85 Bảng 8.38: Kiểm tra xuyên thủng móng LT 85 Bảng 8.39: Bảng tính cốt thép móng LT theo phương X 86 Bảng 8.40: Bảng tính cốt thép móng LT theo phương Y 86 Bảng 9.1: Thông số tường vây cọc khoan nhồi đường kính bé D400 89 Bảng 9.2: Thông số đầu vào lớp đất 90 Bảng 9.3: Thông số Shoring Kingpost H350x350x12x19 90 Bảng 9.4: Kết ổn định qua giai đoạn đào 91 xi Bảng 9.5: Nội lực chuyển vị tường vây qua giai đoạn đào 94 Bảng 9.6: Kết nội lực chống 97 Bảng 9.7: Thông số tiết diện chống H350x350x12x19 98 Bảng 9.8: Kết nội lực chống (Giai đoạn tầng chống) 98 Bảng 9.9: Nội lực trường hợp 98 Bảng 9.10: Kết nội lực chống (Giai đoạn tầng chống) 100 Bảng 9.11: Nội lực trường hợp 101 Bảng 9.12: Kết kiểm tra điều kiện bền 101 Bảng 9.13: Kết kiểm tra ổn định tổng thể mặt phẳng 101 Bảng 9.14: Kết kiểm tra ổn định tổng thể mặt phẳng 101 Bảng 9.15:Kết kiểm tra ổn định cục 101 Bảng 9.16: Kết nội lực Kingpost 102 Bảng 10.1: Đánh giá mức độ thích hợp phương án thi cơng cọc vây 105 Bảng 10.2:Các thông số cọc khoan nhồi 111 Bảng 10.3: Thời gian thi công cọc 111 Bảng 10.4: Thông số máy khoan lỗ NIPPON SHARYO ED-5500 112 Bảng 10.5: Thông số máy cẩu MKG-16 113 Bảng 10.6: Thông số máy bơm bê tông SA-284A 114 Bảng 10.7: Thông số xe vận chuyển bê tông HUYNDAI HD270 114 Bảng 10.8: Thông số xe chuyển đất khoan 114 Bảng 10.9: Một số thiết bị thi công khác 115 xii MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Nội dung tổng quan kiến trúc cơng trình 1 Hình 1.2: Vị trí cơng trình chụp từ Google Map 1 Hình 1.3: Mặt kiến trúc sàn tầng điển hình 2 Hình 1.4: Mặt kiến trúc tầng hầm cơng trình 2 Hình 1.5: Mặt đứng cơng trình 3 Hình 2.1: Nội dung tổng quan kết cấu cơng trình 4 Hình 2.2: Mặt dầm sàn tầng điển hình 9 Hình 3.1: Lưu đồ tóm tắt tải trọng tác động 10 Hình 3.2: Tên sàn tính tải trọng tường xây tác dụng lên sàn 12 Hình 3.3: Các dạng dao động mơ hình phân tích 3D cơng trình 14 Hình 3.4: Lưu đồ tính tốn thành phần động tải trọng gió 18 Hình 4.1: Nội dung kiểm tra trạng thái giới hạn II 31 Hình 5.1: Lưu đồ nội dung tính tốn-thiết kế cầu thang điển hình 36 Hình 5.2: Mặt kết cấu cầu thang 36 Hình 5.3: Sơ đồ tính cầu thang 37 Hình 5.4: Tĩnh tải hoạt tải tiêu chuẩn tác dụng lên chiếu nghỉ nghiêng 38 Hình 5.5: Kết chuyển vị cầu thang 39 Hình 5.6: Kết mô men cầu thang 39 Hình 5.7: Kết phản lực liên kết 39 Hình 6.1: Lưu đồ nội dung tính tốn- thiết kế sàn tầng điển hình 40 Hình 6.2: Kích thước sơ dầm, sàn, vách 40 Hình 6.3: Biểu đồ màu moment M11 41 Hình 6.4: Biểu đồ màu moment M22 41 Hình 6.5: Dãy Strip sàn theo layer A 41 Hình 6.6: Dãy Strip sàn theo layer B 41 Hình 6.7: Moment Strip sàn theo layer A 41 Hình 6.8: Moment Strip sàn theo layer B 41 Hình 6.9: Chuyển vị sàn tải trọng ngắn hạn 42 Hình 6.10: Chuyển vị sàn tải trọng dài hạn 44 Hình 7.1: Lưu đồ nội dung tính tốn- thiết kế khung 48 Hình 7.2: : Mặt dầm vách tầng điển hình 20 ( Mơ hình ETABS) 49 Hình 7.3: Biểu đồ moment dầm tầng điển hình 20 49 Hình 7.4: Biểu đồ nội lực dầm B09 ( DX02) 50 Hình 7.5: Cốt thép ngang vùng tới hạn dầm 52 xiii Vì m 53 10, nên c xác định theo công thức (Mục 7.4.2.5, TCVN 5575 – 2012): 1 0.051 c 0.94 m y y 1 2.65 b Với b , y tra bảng D.8 Phụ lục D, TCVN 5575 - 2012 102 2336.74 daN / cm2 f c 2450 daN / cm2 0.051 0.931170.4 Thoả điều kiện ổn định mặt phẳng 9.10.7 Kiểm tra điều kiện ổn định cục 9.10.7.1 Ổn định cục cánh Vậy Bản cánh phải đảm bảo điều kiện ổn định cục theo công thức: b 0f b 0f tf tf bf t w 35 1.2 b 16.9 16.9 0f 8.45 2 tf Theo mục 7.6.3.3 TCVN 5575 – 2012, độ mảnh phần cánh nhô với độ mãnh quy ước tính theo cơng thức: 0.8 x ; y 1.70; 2.90 1.70 Trong đó: b0f Tra bảng 35, TCVN 5575 – 2012, ta quy đổi tỷ số: b0f tf E 2.1106 0.36 0.1 0.36 0.1 15.52 f 2450 15.52 Thỏa điều kiện ổn định cục cánh 9.10.7.2 Kiểm tra điều kiện ổn định cục bụng Vậy b b 0f 8.45 0f tf tf hw hw tw tw Vì m 1và y nên độ mảnh giới hạn bụng tính cơng thức: Bản bụng phải đảm bảo điều kiện ổn định cục theo công thức: h E 2.1106 w 1.2 0.35 1.2 0.35 2.90 64.85 f 2450 t w E 2.1106 h w t 3.1 f 3.1 2450 90.75 Bang 33, Muc 7.6.2.2, TCVN 5575 2012 w Vậy h h w 31.2 26 w 64.85 tw 1.2 tw Thỏa điều kiện ổn định cục bụng hw E 2.1 10 26 2.3 2.3 67.34 , không cần gia cường thêm sườn ngang (Mục tw f 2450 7.6.2.6, TCVN 5575 – 2012) 103 CHƯƠNG 10: THIẾT KẾ BIỆN PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY CỌC KHOAN NHỒI Hình 10.1: Nội dung thiết kế biện pháp thi công tường vây cọc khoan nhồi 10.1 LỰA CHỌN CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG VÂY CỌC KHOAN NHỒI Thực tế, giới có nhiều thiết bị công nghệ thi công tường vây cọc khoan nhồi có nguyên lý sử dụng tất phương pháp thi công là: 10.1.1 Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách Loại thường sử dụng thi công cọc nằm kề sát với cơng trình có sẵn điều kiện địa chất đặc biệt + Ưu điểm: Rất thuận lợi cho thi cơng khơng phải lo việc sập thành hố khoan, cơng trình bị bẩn khơng phải sử dụng dung dịch Bentonite, chất lượng cọc cao + Nhược điểm: Máy thi công lớn, cồng kềnh, máy làm việc gây rung tiếng ồn lớn, khó thi cơng cọc có độ dài 30m 10.1.2 Cọc khoan nhồi không dùng ống vách Ưu điểm: thi công nhanh, đảm bảo vệ sinh mơi trường ảnh hưởng đến cơng trình xung quanh Đây cơng nghệ khoan phổ biến Phương pháp thích hợp với loại đất sét mềm, nửa cứng nửa mềm, đất cát mịn, cát thô có lẫn sỏi cỡ hạt từ 20-100mm Có phương pháp dùng cọc khoan nhồi không sử dụng ống vách: Phương pháp khoan khô: Phương pháp không dùng ống vách mà sử dụng trường hợp đất có đủ độ dính, chặt nằm mực nước ngầm Các thành hố khoan khơng cần có bảo vệ nào, trừ đoạn cần + Ưu điểm: Giá thiết bị rẻ, thi công đơn giản, tiết kiệm chi phí + Nhược điểm: Áp dụng tương đối hạn chế, loại đất làm móng cọc thường ngâm nước ngầm Do vậy, hố đào dễ bị sụt lở độ sâu loại cọc phương pháp vượt 20m 104 Phương pháp khoan thổi rửa (phản tuần hoàn) Máy đào sử dụng guồng xoắn để phá đất, dung dịch Bentonite bơm xuống hố để giữ vách hố đào Mùn khoan dung dịch máy bơm máy nén khí đẩy từ hố khoan lên đưa vào bể lắng để lọc tách dung dịch Bentonite tái sử dụng Công việc đặt cốt thép đổ bê tông tiến hành bình thường + Ưu điểm: Phương pháp có giá thiết bị rẻ, thi cơng đơn giản, giá thành thấp + Nhược điểm: Tốc độ khoan chậm, chất lượng độ tin cậy chưa cao Phương pháp khoan gầu Theo công nghệ khoan này, gầu khoan thường có dạng thùng xoay cắt đất đưa ngồi Cần gầu khoan có dạng Ăng-ten, thường đoạn truyền chuyển động xoay từ máy đào xuống gầu nhờ hệ thống rãnh Vách hố khoan giữ ổn định nhờ dung dịch Bentonite Quá trình tạo lỗ thực dung dịch Bentonite Trong trình khoan thay gầu khác để phù hợp với đất đào để khắc phục dị tật long đất + Ưu điểm: Thi công nhanh, việc kiểm tra chất lượng dễ dàng thuận tiện, đảm bảo vệ sinh mơi trường ảnh hưởng đến cơng trình lân cận + Nhược điểm: Phải sử dụng thiết bị chuyên dụng giá đắt, giá thành cọc cao Lưu ý: Phương pháp đòi hỏi quy trình cơng nghệ chặt chẽ, cán kỹ thuật cơng nhân phải thành thạo, có ý thức tổ chức kỷ luật cao Bảng 10.1: Đánh giá mức độ thích hợp phương án thi cơng cọc vây Phương án thi cơng Đặc điểm cơng trình Cọc khoan nhồi sử dụng ống Phương pháp Phương pháp Phương pháp vách khoan khô khoan thổi rửa khoan gầu Có diện cơng trình lân cận Mực nước ngầm cao trình -5.700m Cọc khoan nhồi khơng sử dụng ống vách Địa chất cơng trình, chủ yếu sét pha, nửa cứng-cứng Lợi ích chi phí Tốc độ thi cơng 105 Kết luận: - Do địa điểm cơng trình nằm khu thị, gần nhà dân nên mặt thi công hạn chế cần giảm tối đa tiếng ồn nên phương pháp khoan có ống vách ko xét đến - Đồng thời địa chất cơng trình có mực nước ngầm nằm cao trình -5.7m nên lớp đất bị ngâm nước ngầm dễ bị sụt lở, ta không nên sử dụng phương pháp khoan khơ Vậy cịn phương pháp khả thi l khoan thổi rửa khoan gầu Theo khảo sát hiên nay, cơng trình lớn Việt Nam chủ yếu sử dụng phương pháp khoan gầu thiết bị Đức (Bauer) Italia (Soil-Mec) Nhật (Hitachi) phương pháp có chi phí cao đổi lại phương pháp khoan gầu thi công nhanh nhiều lần chất lượng cọc đảm bảo phương pháp khoan thổi rửa Do sinh viên chọn phương pháp khoan gầu để thi công tường vây cọc khoan nhồi 10.2 TRÌNH TỰ THI CƠNG CỌC VÂY KHOAN NHỒI Lắp ráp giới, định vị cân chỉnh máy Khoan đến cao độ đáy cọc Nạo vét cặn lắng thay dung dịch Bơm cấp Bentonite Xử lý Bentonite để tái sử dụng Kiểm tra độ sâu hố khoan Thải cặn lắng Chuẩn bị, điều chế dung dịch Cẩu, hạ lắp lồng thép Đổ bê tông cọc vây khoan nhồi Lắp ống đổ bê tông Thổi rửa hố khoan Kết thúc cơng tác Hình 10.2: Trình tự thi công cọc vây khoan nhồi 10.3 NHỮNG LƯU Ý KHI THI CƠNG CỌC VÂY KHOAN NHỒI 10.3.1 Cơng tác chuẩn bị Để việc thi công cọc khoan nhồi đạt hiệu cao ngồi việc phải chuẩn bị loại thiết bị thi công cần thiết, ta cần phải kiểm tra khả vận chuyển, áp dụng biện pháp ngăn ngừa tiếng ồn chấn động,…còn phải tiến hành điều tra đầy đủ mặt tình hình phạm vi chung quanh trường Cần ý máy khoan thuộc loại thiết bị lớn nặng nên thiết phải điều tra đầy đủ phương án lộ trình vận chuyển Phải đảm bảo có đủ diện tích trường để lắp dựng 106 thiết bị, ngồi cịn phải thực việc xử lý gia cố mặt đường đất khu vực thi công để thuận tiện cho công việc lắp dựng thiết bị xe cộ lại Cần ý xác nhận chủng loại vị trí vật kiến trúc ngầm xem xét khả gây ảnh hưởng đến khu vực cơng trình lân cận để có biện pháp xử lý thích hợp 10.3.2 Khoan tạo lỗ cọc nhồi Thiết bị khoan tạo lỗ Có nhiều thiết bị khoan tương ứng với kiểu lấy đất đá lòng lỗ khoan sau: chòng đập đá, gầu ngoạm, gầu xoay, thổi rửa để hút bùn theo chu trình thuận, nghịch, Tùy theo đặc điểm địa chất cơng trình, vị trí cơng trình với cơng trình lân cận, khả nhà thầu, yêu cầu thiết kế mà lựa chọn thiết bị khoan thích hợp Cao độ dung dịch khoan: Cao độ dung dịch khoan lỗ phải giữ cho áp lực dung dịch khoan lớn áp lực đất nước ngầm phía ngồi lỗ khoan, để tránh tượng sập thành trước đổ bê tông Cao độ dung dịch khoan nên cao mực nước ngầm 1.5m Khi có tượng thất dung dịch hố khoan nhanh phải có biện pháp xử lý kịp thời Đo đạc khoan: Các lớp đất theo chiều sâu khoan phải ghi chép nhật ký khoan hồ sơ nghiệm thu cọc Khoảng 2.0m lấy mẫu lần Khi phát địa tầng khác với hồ sơ khảo sát địa chất cơng trình, cần báo cho Chủ đầu tư để có biện pháp xử lý kịp thời Khi khoan đến cao độ thiết kế, tiến hành đo độ lắng Độ lắng xác định chênh lệch chiều sâu hai lần đo ( lúc khoan xong sau 30 phút) Nếu độ lắng vượt quy định, cần xử lý kịp thời Khoan lỗ cọc nhồi: Sau đặt xong ống vách, ta bơm dung dịch Bentonite vào lỗ tiến hành khoan đến độ sâu thiết kế Trong q trình đó, vừa khoan vừa tiếp tục bơm dung dịch Bentonite để giữ thành hố khoan Khi khoan đầy đất, gầu kéo lên từ từ với tốc độ 0.3-0.5 m/s để không va đập mạnh làm sập thành hố khoan Trong trình khoan, cấu tạo đất thay đổi gặp dị vật, cơng trình ngầm, địi hỏi người huy phải có kinh nghiệm xử lý kịp thời kết hợp với số công cụ mũi khoan phá, mũi khoan cắt,… 107 Trong trình khoan, chiều sâu hố khoan xác định nhờ cuộn cáp chiều dài cần khoan Trong suốt trình đào, cần phải kiểm tra độ thẳng đứng cọc thông qua cần khoan Giới hạn độ nghiêng cho phép cọc không 1% 10.3.3 Nạo vét kiểm tra độ sâu hố khoan Nạo vét hố khoan Trong trình tạo lỗ, đất cát rơi vãi ngừng khoan lắng xuống đáy hố Loại cặn lắng tạo hạt có đường kính tương đối to Khi đào đến độ sâu thiết kế tiến hành dọn lỗ lần 1: Sau lỗ đạt đến độ sâu thiết kế, chờ 30 phút hạ gầu xoay để vét bùn đất Kiểm tra độ sâu khoan: Trong khoan, số mùn khoan nằm lại hố khoan nên ta khơng thể thả dọi để kiểm tra được, đó, lúc ta kiểm tra cao độ hố khoan dựa vào chiều dài số lượng cần khoan để tính, chiều dài cần khoan 3.05m Sau dùng mũi khoan núp B kéo hết mùn khoan lên, ta thả dọi để kiểm tra hố khoan, sau thả lồng thép vào ống đổ bê tông Sau thả xong lồng thép ống đổ bê tông, ta tiến hành thả dọi đo lại cao độ hố khoan để xác định chiều dày lớp cặn lắng Tiến hành thổi rửa vệ sinh hố khoan xong, ta thả dọi đo cao độ hố khoan lần để xác định lại lớp cặn lắng phải đảm bảo φ Q: suất lớn máy bơm η = 0.4 ÷ 0.8: hiệu suất làm việc máy bơm φ: lượng bê tông phải bơm Chọn η = 0.8 → Qmax VBT 2.75 3.4375 m3 0.8 Vậy chọn máy bơm mã hiệu S-284A với đặc tính sau: 113 Bảng 10.6: Thơng số máy bơm bê tông SA-284A SA-284A Tên Nga Xuất xứ 15 m3/h Năng suất thực tế Xe vận chuyển bê tơng Cơng suất động Đường kính ống Trọng lượng 55kW 283mm 11.9T Khối lượng bê tông cọc tính VBtcoc=2.75(m3), ta chọn xe vận chuyển HUYNDAI HD270 có đặc tính sau: Bảng 10.7: Thông số xe vận chuyển bê tông HUYNDAI HD270 Huyndai HD270 Nga 6m3 0.75m3 Tên Xuất xứ Dung tích thùng trộn Dung tích thùng nước Cơng suất động 40kW Tốc độ quay thùng trộn 9-15 vòng/phút Độ cao đổ vật liệu vào Thời gian bê tông Trọng lượng xe ( có bê tơng) Tốc độ di chuyển trung bình 3.5m 10 phút 21.9T 40km/h - Kinh nghiệm cho thấy tốc độ đổ bêtơng thích hợp khoảng 0.6m3/ phút, thời gian để đổ xong bê tông xe là: t = 12/0.6 = 20 phút Xe chuyển đất khoan Khối lượng đất khoan cọc: VD 2.75 m , đất đào xong đổ sang xe ben để sẵn bên cạnh để vận chuyển Chọn xe ben mã hiệu FP117-FD hãng MITSUBISHI MOTORS Bảng 10.8: Thông số xe chuyển đất khoan Tên Xuất xứ FP117FFD Nhật Bản Dung tích thùng xe Vận tốc trung bình 5.3m3 30km/h - Thời gian chuyến xe Txe t ch t dv t d t q tch: thời gian đổ đất lên xe, tch = phút tdv: thời gian vận chuyển tới nơi đổ, quãng đường S = 5km t dv 2S 10 60 20 phút v 30 td: thời gian đổ đất khỏi xe, t d 2(phút) tq: thời gian quay xe, t q (phút) → Txe t ch t dv t d t q 20 29 (phút) - Thời gian khoan cọc Tkhoan 18(phút) Như vậy, khoảng thời gian xe có khả vận chuyển khối lượng đất là: Vxe Tkhoan 18 q xe 5.3 3.3 m3 V Txe 29 114 Số lượng xe cần dùng: n VD 2.75 0.83 Vxe 3.3 → Vậy cần phải chọn xe ben FP117-FD để vận chuyển đất khoan Một số thiết bị khác Bảng 10.9: Một số thiết bị thi công khác Máy trộn dung dịch Bentonite: BE-15A Dung tích thùng trộn: 1.5m3 Năng suất: 15-18 m3/h Lưu lượng: 2500 (lít/phút) Áp suất dịng chảy: 1.5 (kN/m2) Búa phá bê tông: TCB-200 Đường kính Piston: 40mm Tần số đập: 1100 lần/phút Chiều dài: 556mm Trọng lượng máy: 21kG Búa rung hạ ống vách: KE-416 Momen lệch tâm: 23 kG.m Lực li tâm lớn nhất: 645 kN Số lệch tâm: Tần số rung: 800-1600 vòng/ phút Biên độ rung lớn nhất: 13.1 mm Công suất máy rung: 188 kW Trọng lượng máy: 5.95T Máy cắt bê tông: HS-350T Đường kính lưỡi cắt: 350mm Độ cắt sâu lớn nhất: 125mm Động xăng: 98cc Trọng lượng máy: 13 kG Nhân công thi công cọc Điều khiển máy khoan ED-5500: công nhân Điều khiển máy cẩu MKG-16M: công nhân Tham gia công tác Bentonite: công nhân Tham gia gia công hạ lồng thép: công nhân Tham gia công tác đổ bê tông: công nhân Thợ hàn: định vị khung thép, hàn, sửa chữa: công nhân Thợ điện: đường điện máy bơm: công nhân Cân chỉnh máy kinh vĩ: kỹ sư công nhân →Tổng cộng: số nhân công thi công cọc: 17 người 10.4.5 Mặt thi công cọc nhồi Vấn đề đặt thi công tất cọc lúc nối liền lý sau: Không đủ mặt thi công (mặt chật hẹp, máy móc q nhiều, nhân cơng đơng, khơng an tồn) 115 Vì lý kỹ thuật: cọc sau đổ bê tông xong cần tránh chấn động làm ảnh hưởng đến chất lượng bê tông, thời gian cho phép để khoan cọc bên cạnh 24h sau đổ bê tông phải đảm bảo khoảng cách 5D 6m Kết luận: - Vì cần thiết lập thứ tự thi công cọc để đảm bảo nêu cầu Do thời gian thi công cọc ≈ 4h (bằng 1/2 ngày làm việc), tổng cộng có 510 cọc Nếu dùng máy cần khoảng 85 ngày ≈ tháng Thời gian thi công lâu sinh viên đưa phương án dùng máy để thi công song song → chia mặt thi công thành phân đoạn Thời gian thi công phân đoạn sau: Phân đoạn 1: 20 ngày Phân đoạn 2: 20 ngày Phân đoạn 3: 26 ngày Phân đoạn 4: 22 ngày 116 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bùi Trường Sơn, “Địa chất cơng trình”, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM Cao Duy Khôi, “Thiết kế kết cấu lõi – vách”, Viện Khoa Học Công Nghệ Xây Dựng Nguyễn Đình Cống, “Sàn bê tơng cốt thép tồn khối”, NXB Xây Dựng - Hà Nội 2008 Nguyễn Đình Cống, “Tính toán thực hành cấu kiện BTCT” - Tập 1,2, NXB Xây Dựng Hà Nội 2009 Nguyễn Đức Thiềm, “Cấu tạo kiến trúc chọn hình kết cấu”, NXB Xây Dựng Nguyễn Tổng, “Hiện tượng võng từ biến – co ngót”, TP.Hồ Chí Minh 2017 Nguyễn Tổng, “Mơ hình truyền lực”, TP.Hồ Chí Minh 2017 Nguyễn Tổng, “Hướng dẫn đồ án Nền-Móng”, TP.Hồ Chí Minh 2018 Nguyễn Tổng, “Tổng quan ứng xử xoắn nhà nhiều tầng có hình dáng phức tạp”, TP.Hồ Chí Minh 10 Nguyễn Tổng, “Sức chịu tải cọc khoan nhồi”, TP.Hồ Chí Minh 11 Nguyễn Tổng, “Mơ hình với Safe – Độ võng sàn bê tơng cốt thép co ngót, từ biến”, TP.Hồ Chí Minh 12 Nguyễn Tổng, “Quy trình thiết kế nhà cao tầng”, TP.Hồ Chí Minh 13 Nguyễn Tổng, “Mơ hình nhà cao tầng BTCT phần mềm Etabs”, TP.Hồ Chí Minh 14 Nguyễn Lê Ninh, “Cơ sở lý thuyết tính tốn cơng trình chịu động đất”.TP Hồ Chí Minh 15 Ngô Thế Phong, Lý Trần Cường, Trịnh Thanh Đạm, Nguyễn Lê Ninh, “Kết cấu bê tông cốt thép”,TP.Hồ Chí Minh 16 Nguyễn Tuấn Hưng, Võ Mạnh Tùng, “Một số phương pháp tính cốt thép cho vách phẳng bê tơng cốt thép”,TP Hồ Chí Minh 17 Nguyễn Đình Nghĩa, “Hiệu ứng P-Delta nhà cao tầng”, TP Hồ Chí Minh 18 Vũ Mạnh Hùng, “Sổ tay thực hành kết cấu”, Đại học Kiến Trúc TP.HCM 19 Võ Phán, “Các phương pháp thí nghiệm đất phịng trường”, NXB Đại học Quốc gia TP.HCM 20 Nguyễn Bá Kế, “Thiết kế thi cơng hố móng sâu”, NXB Xây Dựng Hà Nội – 2010 21 Bengt H Fellenius, “Basic of Foundation Design” January 2018 ... STT TẦNG H (m) zj Hệ số kzj Lxj (m) Lyj (m) Hj (m) WTxj (kN) WTyj (kN) `4 10 11 12 13 14 Đỉnh mái Tầng mái Tầng 20 Tầng 19 Tầng 18 Tầng 17 Tầng 16 Tầng 15 Tầng 14 Tầng 13 Tầng 12 Tầng 11 Tầng. .. + 20.150 Tầng 16 + 59.750 Tầng + 15.150 Tầng 15 + 56.450 Tầng + 10.450 Tầng 14 + 53.150 Tầng + 5.750 Tầng 13 + 49.850 Tầng + 0.750 Tầng 12 + 46.550 Tầng hầm - 3.500 Tầng 11 + 43.250 Tầng hầm... Tầng Cao độ (m) Đỉnh mái + 79.95 Tầng 10 + 39.950 Tầng mái + 76.450 Tầng + 36.650 Tầng 20 + 72.950 Tầng + 33.350 Tầng 19 + 69.650 Tầng + 30.050 Tầng 18 + 66.350 Tầng + 26.750 Tầng 17 + 63.050 Tầng