KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 12/2019 39 SO SÁNH BIỆN PHÁP THI CÔNG BOTTOM UP VÀ TOP DOWN CỦA CÔNG TRÌNH HIYORI GARDEN TOWER THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG ThS Nguyễn Quốc Toàn(*[.]
KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 12/2019 SO SÁNH BIỆN PHÁP THI CƠNG BOTTOM-UP VÀ TOP-DOWN CỦA CƠNG TRÌNH HIYORI GARDEN TOWER-THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG ThS Nguyễn Quốc Tồn(*) Tóm tắt Ngày nay, với phát triển khoa học công nghệ có nhiều biện pháp thi cơng phần ngầm cho cơng trình Trong có biện pháp thi công áp dụng rộng rãi công nghệ thi công Bottom-Up Top-Down Hai phương án thi công nhiều đơn vị thi công áp dụng rộng rãi giới Bài báo đưa mơ hình tính tốn so sánh hiệu biện pháp thi công kỹ thuật tiến độ thi công để giúp chủ đầu tư nhà thầu có giải pháp thi cơng hiệu nhất, lấy ví dụ cho cơng trình Hiyori Garden Tower thành phố Đà Nẵng Mở đầu phương án thi công từ lên, tức thi Xây dựng cơng trình ngầm điều cơng bình thường từ móng lên mái (được tất yếu đô thị đại, đặc biệt tầng gọi Bottom - Up) thi cơng từ hầm cơng trình cao tầng hay xuống (được gọi Top - Down) cơng trình phục vụ dân sinh khác như: Hệ Mỗi phương án thi cơng phần ngầm có thống tầu điện ngầm, bể chứa nước ưu việt riêng, yếu tố mặt kỹ ngầm, cơng trình xử lý nước thải, , quy mô thuật tiến độ thi công phương án xây dựng phong phú đa dạng có ý nghĩa quan trọng để so sánh hiệu Bài báo lấy công trình Hiyori phương án thi cơng Garden Tower làm ví dụ điển hình thi Các biện pháp thi cơng phần ngầm cơng tầng hầm cơng trình Cơng trình 2.1 Thơng số đầu vào nằm khu đất gồm 04 mặt tiền (xung Trên bề mặt cơng trình, lớp cấu quanh giáp đường giao thông), thuộc tạo, bê tông bề mặt tải trọng cơng trình phường An Hải Đơng, quận Sơn Trà, thành lân cận quy thành tải trọng phân bố, phố Đà Nẵng Cơng trình gồm 28 tầng lấy theo khảo sát nhà thầu, P = tầng hầm Mực nước ngầm ổn định 20kN/m2 Tường vây sử dụng để làm độ sâu 4m so với cao độ tự nhiên -0.6m tường tầng hầm Thông số địa chất đặc Giải pháp để thi công phần ngầm tính tường vây sau: cơng trình áp dụng hai Bảng Thơng số đặc tính tường vây Thành phần Loại mơ hình Mơ đun đàn hồi Diện tích tiết diện ngang Moment quán tính Độ cứng dọc trục Độ cứng chống uốn Chiều dày Trọng lượng Hệ số poisson w = ( bt − dat ).d Trị số Elastic 3.25E+07 1x0,8=0,8 0,0427 2.6E+07 1.388E+06 0,8 (25-18,495).0,8= 5,204 Đơn vị kN/m2 M2 M4 kN kN/m2 m kN/m/m υ 0,15 - Tên/Kí hiệu Bê tông E A=bxh I=bxh3/12 ExA ExI d 39 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 12/2019 Bảng Thông số địa chất đất Với dat bình quân gia quyền trọng lượng riêng đất có tường qua: h + h + h dat = 1 2 n n = 18, 495(kN / m3 ) h 2.2 Phương án (Bottom-Up) Toàn hố đào sâu, gồm tầng hầm, hố móng, hố kỹ thuật, thi công đào mở tới cao độ thiết kế Để bảo vệ thành hố đào không bị sụt lở q trình thi cơng, ta bố trí hệ dầm thép hình (hệ shoring) chống đỡ tường vây nhằm phòng ngừa phát triển biến dạng dẻo đất Thơng số đặc tính hệ shoring sau: Bảng Thông số chống ngang H350x350x12x119 HxB t1 (cm) t2 (cm) A (cm2) Ix (cm4) Iy (cm4) Wx (cm3) Wy (cm3) 350x350 1,2 1,9 173,9 40300 13600 2300 776 Bảng Các đặc tính làm vật liệu hệ shoring Tên/Kí hiệu Trị số Đơn vị Thép Elastic - Mô đun đàn hồi E 2,1.108 kN/m2 Diện tích tiết diện A 1,739.10-2 m2 Độ cứng dọc trục E.A 3651900 kN L m Thành phần Loại mô hình Khoảng cách 40 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG 12/2019 q=20KN/m -0.600 -2.600 KHOANG ÐÀO -3.600 -4.60 -6.900 KHOANG ÐÀO -7.600 KHOANG ÐÀO -10.900 -11.600 -14.000 KHOANG ÐÀO Hình Sơ đồ tính phương án (Bottom-up) Tường vây khai báo phần tử Plate Hệ shoring chống đỡ mơ hình Plaxis 8.6 hình thức phần tử neo đầu ngàm (Fixed – End Anchors) Bố trí hệ shoring ứng với đợt đào đất Sử dụng mơ hình ứng xử Mohr - Coulomb để tính tốn cho đất Bảng Khai báo giai đoạn thi công phương án (Bottom-Up) Identification Phase Thi công tường Barret Đào đất lớp đến cao độ -3.6m Lắp hệ shoring lớp cao độ -2.6m Hạ mực nước ngầm đến cao độ -8.1m Đào đất lớp đến cao độ -7.6m Lắp hệ shoring cao độ -6.9m Hạ mực nước ngầm đến -12.1m Đào đất lớp đến cao độ -11.6m Lắp hệ shoring lớp cao độ -10.9m Hạ mực nước ngầm đến -14.5m Đào đất lớp đến cao độ -14m Ổn định Phase no Start from N/A N/A Plastic analysis Plastic analysis Plastic analysis Plastic analysis Plastic analysis Plastic analysis Plastic analysis Plastic analysis Plastic analysis Calculation 41 12/2019 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG Hình Mơ hình tính phương án Hình Hệ số ổn định Kết luận: Chuyển vị tường vây qua giai đoạn thi công nhỏ giá trị chuyển vị cho phép (0,5%H = 0,5%.30000=150mm) thi công theo giai đoạn đảm bảo làm việc tường vây, đất nằm trạng thái ổn định Hình Biến dạng hố đào lớn Hình Chuyển vị ngang moment lớn tường vây phương án 42 2.3 Phương án (Top-Down) Thi công tầng trước, sàn tỳ lên tường vây cột chống tạm tầng hầm (hệ king-post) Các lỗ mở cầu thang bộ, giếng trời thang máy tận dụng để làm cửa đào đất vận chuyển đất lên đồng thời cửa để thi công tiếp tầng Ngồi ra, cịn cửa để thơng gió, chiếu sáng cho việc thi công công tác bên làm cửa đào đất Khi bê tông dầm, sàn tầng đạt cường độ yêu cầu, người ta tiến hành đào đất tầng hầm thứ (B1) qua lỗ cầu thang, giếng trời thang máy cốt thiết kế, tổ chức thi công bê tông dầm sàn tầng hầm thứ (B1) Quá trình lặp lại tầng hầm thứ hai (B2) Đối với tầng hầm cuối (B3), người ta tiến hành đổ bê tơng đài cọc sàn (B3) Trong q trình thi công đào đất, tận KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG dụng sàn tầng sàn tầng hầm để chống đỡ tường vây Thông số hệ sàn tầng tầng hầm sau: Sàn B3 dày 600mm: EA=3,25.107.0,6.1=1,95.107 kN 12/2019 Sàn B1, B2, tầng dày 300mm: EA=3,25.107.0,3.1=0.975.107 kN (Với A diện tích mặt cắt ngang sàn với bề rộng b = 1m) -0.05 -0.6(TN) T1 -0.8 -4.60(MNN) -3.9 B1 -7.4 B2 -10.9 B3 Hình Sơ đồ tính phương án (Top-down) Bảng Khai báo giai đoạn thi công phương án (Top -Down) Identification Phase no Start from Calculation Loading input Phase Thi công tường Barret N/A N/A Plastic analysis N/A Staged construction Đào đất lớp Plastic analysis Staged construction Lắp hệ shoring lớp Plastic analysis Staged construction Hạ mực nước ngầm Đào đất lớp Plastic analysis Staged construction Lắp hệ shoring Plastic analysis Staged construction Hạ mực nước ngầm Đào đất lớp Plastic analysis Staged construction Lắp hệ shoring lớp Plastic analysis Staged construction Hạ mực nước ngầm Đào đất lớp Plastic analysis Staged construction Ổn định Plastic analysis Staged construction 43 12/2019 KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG Hình Mơ hình tính phương án Hình Biến dạng hố đào lớn Kết luận: Mọi chuyển vị tường vây theo giai đoạn thi công nhỏ giá trị chuyển vị cho phép Từ phần mềm Plaxis 8.6 cho thấy chuyển vị lớn xuất giai đoạn có giá trị chuyển vị Ux=88,72mm < 100mm (Chuyển vị ngang lấy theo tiêu chuẩn Anh 0,5% độ cao tường: 0,5%.H = 0,5%.20000=100mm) thi công theo giai đoạn đảm bảo phần ngầm công trình ln nằm trạng thái ổn định Tiến độ thi công 3.1.Phương án (Bottom-Up) Các nội dung cơng việc cần thực theo thứ tự sau: 44 Hình Chuyển vị ngang moment lớn tường vây phương án Hình 10 Hệ số ổn định - Thi công đào đất thành đợt đến cao độ -14m kết hợp sử dụng hệ shoring hạ mực nước ngầm theo giai đoạn thi cơng đào đất - Thi cơng đài móng - Thi công dầm sàn, cột, cầu thang bộ, giếng trời thang máy tầng hầm B3 kết hợp lấp đất, tháo hệ shoring lớp - Thi công dầm sàn, cột, cầu thang bộ, giếng trời thang máy tầng hầm B2 kết hợp tháo hệ shoring lớp - Thi công tầng hầm B1, cầu thang thang máy kết hợp tháo hệ shoring lớp - Thi công sàn tầng (cốt ± 0,00) KỶ YẾU HOẠT ĐỘNG KHOA HỌC & GIÁO DỤC TRƯỜNG ĐH KIẾN TRÚC ĐÀ NẴNG Tiến hành tính hao phí nhân cơng, ca máy công việc lập tiến độ Kết thời gian thi cơng phần ngầm cơng trình lập 225 ngày, với hệ số khơng điều hịa nhân lực k1=2,42; hệ số phân bổ lao động k2=0,22 Các tiêu kỹ thuật đảm bảo phần ngầm cơng trình tổ chức thi cơng hợp lý 3.2.Phương án (Top-Down) Các nội dung cơng việc cần thực theo thứ tự sau: - Thi công đặt trước cột chống tạm thép hình (hệ king -post) - Thi công dầm sàn tầng (cốt ± 0,00), chừa lại phần sàn khu thang bộ, thang máy lên xuống tầng ngầm - Đào đất đợt 1, thi công dầm sàn cột tầng hầm B1 - Đào đất đợt 2, thi công dầm sàn 12/2019 cột tầng hầm B2 - Đào đất đợt 3, thi công móng - Thi cơng dầm sàn cột tầng hầm B3 - Thi công cầu thang bộ, thang máy tầng hầm B1 đến B3 Tiến hành tính hao phí nhân công, ca máy công việc lập tiến độ Kết thời gian thi công phần ngầm công trình lập 197 ngày, với hệ số khơng điều hòa nhân lực k1=2,39; hệ số phân bổ lao động k2=0,27 Các tiêu kỹ thuật đảm bảo phần ngầm cơng trình tổ chức thi cơng hợp lý Kết luận Qua q trình tính tốn, tác giả đưa nhận xét việc thi cơng cơng trình Hiyori Gaden Tower sau: Bảng So sánh biện pháp thi công phần ngầm Công trình Hiyori Gaden Tower STT Biện pháp thi cơng Bottom - Up Top - Down Đây phương pháp thi cơng Đây phương pháp thi cơng cịn truyền thống, phổ biến với ưu sử dụng Việt điểm: Nam vì: + Thi cơng đơn giản, khơng cần + Thi cơng khó, u cầu máy móc, Về kỹ thuật yêu cầu cao máy móc giới, trình độ lao động kĩ sư công nhân + Dễ quản lý công tác cơng việc chất lượng cơng trình, trị số chuyển dịch đất nhỏ Việc xử lý chống thấm cho thành tầng hầm việc lắp đặt hệ thống mạng lưới kỹ thuật tương đối thuận tiện, dễ dàng thiết bị kĩ thuật tốt, kĩ sư công nhân phải có trình độ cao, có nhiều kinh nghiệm thi công + Kết cấu cột tạm tầng hầm phức tạp, liên kết dầm sàn cột, tường vây khó thi cơng Cơng tác thi cơng đất khơng gian tầng hầm có chiều cao nhỏ, kín nên khó thực giới, ảnh hưởng đến sức khỏe người lao động Nếu 45 ... cơng trình tổ chức thi cơng hợp lý Kết luận Qua q trình tính tốn, tác giả đưa nhận xét việc thi cơng cơng trình Hiyori Gaden Tower sau: Bảng So sánh biện pháp thi công phần ngầm Cơng trình Hiyori. .. Hiyori Gaden Tower STT Biện pháp thi cơng Bottom - Up Top - Down Đây phương pháp thi cơng Đây phương pháp thi cơng cịn truyền thống, phổ biến với ưu sử dụng Việt điểm: Nam vì: + Thi cơng đơn... ngầm - Đào đất đợt 1, thi công dầm sàn cột tầng hầm B1 - Đào đất đợt 2, thi công dầm sàn 12/2019 cột tầng hầm B2 - Đào đất đợt 3, thi cơng móng - Thi cơng dầm sàn cột tầng hầm B3 - Thi công cầu