Nghiên cứu ứng dụng vòm vùi thấp bê tông cốt thép đúc sẵn trong xây dựng các công trình hạ tầng kỹ thuật (tóm tắt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI NGUYỄN HOÀNG HIỆP NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VỊM VÙI THẤP BÊ TƠNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN TRONG XÂY DỰNG CÁC CƠNG TRÌNH HẠ TẦNG KỸ THUẬT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG Hà Nội - 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI -NGUYỄN HỒNG HIỆP KHĨA 2020 – 2023 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG VỊM VÙI THẤP BÊ TƠNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN TRONG XÂY DỰNG CÁC CƠNG TRÌNH HẠ TẦNG KỸ THUẬT Chuyên ngành: Mã ngành: Kỹ thuật xây dựng 8580201 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS NGUYỄN NGỌC THANH XÁC NHẬN CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN Hà Nội - 2023 LỜI CẢM ƠN Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc trân trọng TS Nguyễn Ngọc Thanh, tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, cung cấp tài liệu động viên tơi q trình nghiên cứu hồn thiện luận văn Tơi xin trân trọng cảm ơn thầy, cô giáo, cán Khoa Sau đại học Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội bạn đồng nghiệp giúp đỡ, dẫn tận tình q trình hồn thành luận văn này! Hà Nội, ngày… tháng… năm 2023 TÁC GIẢ LUẬN VĂN LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU *Sự cần thiết đề tài *Mục đích nghiên cứu .1 *Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài *Phương pháp nghiên cứu .1 *Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài *Cấu trúc luận văn PHẦN NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG VỊM VÙI THẤP BÊ TƠNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN TRONG XÂY DỰNG HẠ TẦNG KỸ THUẬT .3 1.1 Tổng quan vịm vùi thấp bê tơng cốt thép đúc sẵn 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Phân loại 11 1.1.3 Ưu nhược điểm vòm vùi thấp 16 1.2 Thực trạng ứng dụng vịm vùi thấp bê tơng cốt thép đúc sẵn xu hướng phát triển 18 CHƯƠNG 2: CÁC LÝ THUYẾT LIÊN QUAN ĐẾN TÍNH TỐN, THIẾT KẾ VỊM VÙI THẤP BÊ TƠNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN 31 2.1 Cơ sở lý thuyết tính tốn 31 2.1.1 Ngun lý tính tốn 31 2.1.2 Tính tốn theo tiêu chuẩn thiết kế cầu đường TCVN 11823-2017 41 2.1.3 Tải trọng tác dụng 43 2.2 Mơ hình phân tích tính toán phần mềm 49 2.2.1 Mơ hình phần mềm PLAXIS 49 2.2.2 Mơ hình phần mềm CANDE 2007 58 2.3 Một số yêu cầu kỹ thuật sử dụng vịm vùi bê tơng cốt thép đúc sẵn 60 2.3.1 Yêu cầu phương pháp thiết kế 60 2.3.2 Yêu cầu vận chuyển, lắp đặt 61 2.3.3 Yêu cầu chống thấm 64 2.3.4 Yêu cầu đất đắp 64 2.3.5 Yêu cầu kỹ thuật đất 65 2.3.6 Yêu cầu kỹ thuật tải trọng 65 2.3.7 Yêu cầu quan trắc chuyển vị, độ lún 66 CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG VỊM VÙI THẤP BÊ TƠNG CỐT THÉP ĐÚC SẴN CHO CƠNG TRÌNH HẠ TẦNG KỸ THUẬT THUỘC DỰ ÁN KHU ĐÔ THỊ MỚI DỌC ĐẠI LỘ NAM SÔNG MÃ 67 3.1 Giới thiệu dự án 67 3.1.1 Vị trí địa lý 67 3.1.2 Đặc điểm địa chất cơng trình địa chất thủy văn 68 3.1.3 Phân tích lựa chọn tính tốn thiết kế phương án vịm vùi 72 3.2 So sánh, đánh giá áp dụng vịm vùi thấp bê tơng cốt thép đúc sẵn .82 3.2.1 So sánh suất đầu tư giải pháp vòm vùi thấp giải pháp cầu 82 3.2.2 Nhận xét, đánh giá kỹ thuật, tiến độ 83 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 84 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 DANH MỤC HÌNH ÀNH, SƠ ĐỒ, ĐỒ THỊ Số hiệu hình Hình 1.1 Hình 1.2 Hình 1.3 Hình 1.4 Hình 1.5 Hình 1.6 Hình 1.7 Hình 1.8 Hình 1.9 Hình 1.10 Hình 1.11 Hình 1.12 Hình 1.13 Hình 1.14 Hình 1.15 Hình 1.16 Hình 1.17 Hình 1.18 Hình 1.19 Hình 1.20 Hình 1.21 Hình 1.22 Hình 1.23 Hình 1.24 Hình 1.25 Hình 1.26 Hình 1.27 Hình 1.28 Hình 1.29 Hình 1.30 Hình 1.31 Hình 1.32 Hình 1.33 Hình 1.34 Hình 1.35 Hình 1.36 Hình 2.1 Hình 2.2 Tên hình Cấu tạo kết cấu vịm vùi thấp BTCT đúc sẵn Chi tiết móng vòm vùi thấp BTCT đúc sẵn Kết cấu vòm thời kỳ Phục Hưng Các dạng móng vịm vùi thấp BTCT đúc sẵn Chi tiết móng vịm vùi thấp BTCT đúc sẵn Chi tiết lắp đặt kết cấu vòm vùi thấp BTCT đúc sẵn Bảng khuyến cáo loại đất đắp sử dụng cho vòm Tương tác vòm đất Hệ thống chống thấm Cấu tạo tường chắn có cốt Lắp đặt kết cấu tường chắn đỉnh vòm Kết cấu vòm vùi thấp BTCT đúc sẵn hồn chỉnh Kích thước hình dạng vịm vùi thấp Dạng hình vịm Elip chữ E Dạng hình vịm trịn chữ C Dạng hình vịm phẳng chữ T Một phần lại Cầu Alconétar Cầu Alcántara Tây Ban Nha Cầu Puente Romano Mérida, Tây Ban Nha Cầu Quỷ, Céret, Pháp (1341) Cầu Ponte Vecchio Florence, Ý (1345) Cầu An Tế, kỷ thứ 6-7 Cơng ngun Cầu vịm đá Nhật Bản Cầu vòm Barcelona Cầu vòm Brotherton, North Yorkshire, Ạnh Ứng dụng vòm vùi thấp làm hầm chui châu Âu Thi cơng vịm vùi thấp AUE Ứng dụng vịm vùi thấp vượt sơng Ứng dụng vịm vùi thấp Tây Ban Nha Ứng dụng vòm vùi thấp Thụy Sĩ Ứng dụng vòm vùi thấp Pháp Ứng dụng vòm vùi thấp Peninsula Link - Úc Ứng dụng vịm vùi thấp Castle peak road, Hồng Kơng Cầu vòm Đồn Cả (Việt Nam) Cầu vòm cửa thành Hà Nội Cầu vòm sân Golf Ứng dụng vòm vùi thấp Cấu tạo vòm tựa đá Trang 4 8 9 10 11 11 11 12 13 14 19 20 21 21 22 22 23 23 24 24 25 25 25 26 26 27 27 28 28 29 32 32 Hình 2.3 Hình 2.4 Hình 2.5 Hình 2.6 Hình 2.7 Hình 2.8 Hình 2.9 Hình 2.10 Hình 2.11 Hình 2.12 Hình 2.13 Hình 2.14 Hình 2.15 Hình 2.16 Hình 2.17 Hình 2.18 Hình 2.19 Hình 2.20 Hình 2.21 Hình 2.22 Hình 2.23 Hình 3.1 Hình 3.2 Hình 3.3 Hình 3.4 Hình 3.5 Hình 3.6 Hình 3.7 Hình 3.8 Hình 3.9 Hình 3.10 Hình 3.11 Hình 3.12 Hình 3.13 Hình 3.14 Hình 3.15 Hình 3.16 Hình 3.17 Hình 3.18 Hình 3.19 Hình 3.20 Sơ đồ tính tốn vịm vùi Sơ đồ tính tốn vịm vùi khơng thoải Sơ đồ tính tốn vịm vùi kê lên tường Sơ đồ tính tốn tường dầm cứng tuyệt đối Sơ đồ quy trình đắp đất phủ Sơ đồ tải trọng tác dụng Tải trọng phân bố HL-93 Giao diện phần mềm Plaxis 2D V20 Chương trình tính Plaxis Calculation Mơ hình hóa phần mềm PLAXIS Độ lún vòm vùi BTCT đúc sẵn Biểu đồ mơmen vịm vùi BTCT đúc sẵn Biểu đồ Lực cắt vịm vùi BTCT đúc sẵn Mơ hình hóa phần mềm CANDE 2007 Biểu đồ mơmen vòm vùi BTCT đúc sẵn Biểu đồ lực cắt vòm vùi BTCT đúc sẵn Vận chuyển cấu kiện Cẩu hạ cấu kiện Cẩu hạ cấu kiện Lắp ghép cấu kiện Hình ảnh hồn thiện Tổng quan dự án Vị trí khoan khảo sát địa chất Trụ địa chất (1) Trụ địa chất (2) Mặt Mặt cắt đứng Các tiêu vật lý lớp đất mơ hình Các tiêu học lớp đất mơ hình Các thơng số đài cọc Các thông số cọc PHC D400 Các thông số vịm bê tơng cốt thép đúc sẵn Mơ hình vòm Plaxis Chuyển vị tổng thể giai đoạn thi công cọc đài cọc Chuyển vị tổng thể giai đoạn thi cơng vịm Độ lún giai đoạn thi cơng vịm Xu hướng chuyển vị hệ vòm vùi giai đoạn khai thác Chuyển vị tổng thể hệ vòm vùi giai đoạn khai thác Độ lún hệ vòm vùi giai đoạn khai thác Biểu đồ Moment giai đoạn khai thác Biểu đồ lực dọc giai đoạn khai thác 33 36 39 40 43 43 44 51 52 56 57 57 58 58 59 59 61 62 62 63 63 67 68 70 71 72 73 74 74 75 75 76 76 77 78 78 79 80 80 81 81 DANH MỤC BẢNG, BIỂU Số hiệu bảng Tên bảng Trang Bảng 3.1 Hệ số phân bổ hoạt tải (LLDF) kết cấu vùi đất Bảng tổng hợp tiêu lý lớp đất Bảng Thông số đất đắp phía sau tường có cốt 73 Bảng 3 Bảng so sánh dự toán phương án vòm 82 Bảng DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên đầy đủ BTCT Bê tông cốt thép LLDF Load live distribution factor (Hệ số phân bố hoạt tải) 47 69 PHẦN MỞ ĐẦU *Sự cần thiết đề tài Trong năm gần đây, phát triển kinh tế, thị hóa Việt Nam diễn nhanh chóng kèm theo yêu cầu cấp thiết phát triển cơng trình hạ tầng kỹ thuật, cơng trình giao thơng tiện ích sống ( Trung tâm thương mại, công viên, villa nghỉ dưỡng, sân golf,…) Một vấn đề đặt cần lựa chọn giải pháp kết cấu phù hợp, tiết kiệm, tiến độ thi cơng nhanh có tính thẩm mỹ cao Để giải vấn đề điều trăn trở đáng lưu tâm Một kết cấu phù hợp vòm vùi BTCT đúc sẵn, tận dụng tối đa hiệu ứng vòm, lực đẩy ngang chân vòm cân với áp lực đẩy ngang đất, có khả vượt nhịp lớn từ 6-40m cơng trình mang tính nghệ thuật, thẩm mỹ cao Xuất phát từ nhu cầu học viên lựa chọn đề tài: “Nghiên cứu ứng dụng vòm vùi thấp BTCT đúc sẵn xây dựng cơng trình hạ tầng kỹ thuật” làm đề tài nghiên cứu *Mục đích nghiên cứu - Đề xuất ứng dụng vòm vùi thấp BTCT đúc sẵn cho cơng trình hạ tầng kỹ thuật như: Vòm vùi, cầu, hầm cống dạng vòm - Phạm vi áp dụng kỹ thuật thi công vòm vùi thấp BTCT đúc sẵn *Đối tượng phạm vi nghiên cứu đề tài - Đối tượng nghiên cứu: Vịm vùi thấp BTCT đúc sẵn cho cơng trình xây dựng hạ tầng kỹ thuật - Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu vòm vùi thấp BTCT đúc sẵn có chiều dài nhịp