Nghiên cứu ứng dụng tường trong đất có neo trong thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng với điều kiện địa chất thành phố nam định

mở đầu Tớnh cấp thiết của đề tài:Trong những năm gần đõy ở cỏc thành phố lớn của Việt Nam trong đó có thành phố Nam Định, với quĩ đất cú hạn, giỏ đất ngày càng cao, việc sử dụng khụng gian dưới mặt đất cho nhiều mục đớch khỏc nhau về kinh tế, xó hội, mụi trường và an ninh quốc phũng .Việc thi công xây dựng các công trình nhà cao tầng ngày càng nhiều để đáp ứng nhu cầu phát triển của xã hội; Mặt khác theo tiêu chuẩn Việt Nam, nhà cao tầng phải có tầng hầm là bắt buộc. Do vậy, nghiên cứu ứng dụng tường trong đất cú neo trong thi cụng xõy dựng tầng hầm nhà cao tầng tại Thành phố Nam Định là biện phỏp cần thiết với đặc điểm nền đất yếu, mực nước ngầm cao và cú nhiều cụng trỡnh xõy liền kề, nhằm đảm bảo an toàn cụng trỡnh lõn cận cũng như nhiều tiện ớch khỏc.Trong khuụn khổ của luận văn chỉ trỡnh bày về vấn đề: “Nghiờn cứu ứng dụng tường trong đất cú neo trong thi cụng xõy dựng tầng hầm nhà cao tầng với điều kiện địa chất Thành phố Nam Định.” Mục tiờu đề tài luận văn:Nghiên cứu, tiếp thu và ứng dụng công nghệ tường trong đất cú neo vào công tác xây dựng tầng hầm nhà cao tầng với điều kiện địa chất của Thành phố Nam Định. Đối tượng và phạm vi nghiờn cứu: Đối tượng nghiên cứu: Trong phạm vi của luận văn tỏc giả nghiên cứu về đối tượng tường trong đất, neo đất. Phạm vi nghiên cứu: Luận văn nghiên cứu trong phạm vi thi cụng xõy dựng tầng hầm nhà cao tầng với điều kiện địa chất của Thành phố Nam Định. Nội dung nghiờn cứu của đề tài: Tổng quan về tường trong đất có neo trong thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng. Công nghệ thi công tường trong đất và neo đất Các phương pháp tính tường trong đất có neo hiện hành Các mô hình tính toán và phân tích sự làm việc của neo trong xây dựng tầng hầm nhà cao tầng tại Thành phố Nam Định. Phương pháp nghiên cứu: Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết về tường trong đất, neo đất, các công nghệ thi công tường trong đất có neo; kết hợp với nghiên cứu phõn tớch cỏc cụng trỡnh tầng hầm nhà cao tầng đó được thiết kế thi cụng ở Thành phố Nam Định, Hà Nội Sử dụng các phần mềm chuyên dụng trợ giúp.

mở đầu * Tớnh cp thit ca ti: Trong nhng nm gn õy ở cỏc thnh ph ln của Vit Nam trong đó có thnh ph Nam Định, vi qu t cú hn, giỏ t ngy cng cao, vic s dng khụng gian di mt t cho nhiu mc ớch khỏc nhau v kinh t, xó hi, mụi trng v an ninh quc phũng Việc thi công xây dựng các công trình nh cao tng ngày càng nhiều để đáp ứng nhu cầu phát triển của xã hội; Mặt khác theo tiêu chuẩn Vit Nam, nh cao tng phải có tng hm là bắt buộc. Do vậy, nghiên cứu ng dng tng trong t cú neo trong thi cụng xõy dng tng hm nh cao tng ti Thành phố Nam nh l bin phỏp cần thiết vi c im nn t yu, mực nc ngm cao v cú nhiu cụng trỡnh xõy lin k, nhằm m bo an ton cụng trỡnh lõn cn cng nh nhiu tin ớch khỏc. Trong khuụn kh ca lun vn ch trỡnh by v vn : Nghiờn cu ng dng tng trong t cú neo trong thi cụng xõy dng tng hm nh cao tng với điều kiện địa chất Thành phố Nam nh. * Mc tiờu ti lun văn: Nghiên cứu, tiếp thu và ứng dụng công nghệ tng trong t cú neo vào công tác xây dựng tng hm nh cao tng với iu kin a cht ca Thành phố Nam nh. * i tng v phm vi nghiờn cu: - Đối tợng nghiên cứu: Trong phạm vi ca luận văn tỏc gi nghiên cu về i tng tng trong t, neo t. - Phạm vi nghiên cứu: Lun vn nghiên cu trong phạm vi thi cụng xõy dng tng hm nh cao tng với iu kin a cht ca Thành phố Nam nh. 1 * Ni dung nghiờn cu ca ti: - Tổng quan về tờng trong đất có neo trong thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng. - Công nghệ thi công tờng trong đất và neo đất - Các phơng pháp tính tờng trong đất có neo hiện hành - Các mô hình tính toán và phân tích sự làm việc của neo trong xây dựng tầng hầm nh cao t ng ti Thành phố Nam nh. * Phơng pháp nghiên cứu: - Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết về tờng trong đất, neo đất, các công nghệ thi công tờng trong đất có neo; kết hợp với nghiên cứu phõn tớch cỏc cụng trỡnh tng hm nh cao tng ó c thit k - thi cụng Thành phố Nam nh, H Ni - Sử dụng các phần mềm chuyên dụng trợ giúp. * ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Các kết quả nghiên cứu của đề tài luận văn có thể đợc sử dụng làm tài liệu tham khảo, nghiên cứu và áp dụng cho chuyên ngành địa kỹ thuật, thi công xây dựng công trình tng hm nh cao tng, đồng thời là cơ sở khoa học để kiến nghị sử dụng ng dng tng trong t cú neo trong thi cụng xõy dng tng hm nh cao tng ti Thành phố Nam nh. * Cơ sở tài liệu chủ yếu của luận văn: - Tài liệu lý thuyết về tờng trong đất, neo đất; các công nghệ thi công t- ờng trong đất có neo. - Tài liệu điều tra cơ bản của Thành phố Nam nh hiện có lu trữ tại đơn vị t vấn xây dựng, Sở Xây dựng Nam nh - Tài liệu thiết kế, hoàn công, quan trắc của 1 số công trình tng hm nh cao tng tại các thành phố Nam nh, H Ni. - Một số đề tài nghiên cứu, các luận án, luận văn, tạp chí * Cấu trúc của Luận văn: Luận văn ngoài phần mở đầu và kết luận gồm 04 chơng, cụ thể là: 2 - Chơng I: Tổng quan về tờng trong đất có neo trong thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng. - Chơng II: Công nghệ thi công tờng trong đất và neo đất. - Chơng III: Các phơng pháp tính tờng trong đất có neo hiện hành. - Chơng IV: Các mô hình tính toán và phân tích sự làm việc của neo trong xây dựng tầng hầm nhà cao tầng tại thành phố Nam Định. - Phần kết luận và kiến nghị. - Phần phụ lục tính toán. Luận văn này đợc thực hiện từ 11/10/2010 đến 24/01/2011 tại khoa Sau đại học trờng Đại học Kiến trúc Hà Nội. 3 NI DUNG Chơng i:Tổng quan về tờng trong đất có neo trong thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng. 1.1. Tổng quan về tờng trong đất, neo đất (neo trong t): 1.1.1. Tổng quan tờng trong đất: * Tng trong t cú nhiu loi c phõn chia theo cỏc tiờu chớ khỏc nhau (vớ d: tng trng lc, tng cụng xụn, tng cng, tng mm ngoi ra cũn cỏc kiu c bit nh tng lm t cỏc hng cc liờn tip hay cỏch quóng, tng trong t cú d ng lc). *Tờng trong đất để làm tầng hầm nhà cao tầng thờng là tờng bêtông đổ tại chỗ, dày 600-800mm để chắn giữ ổn định hố móng sâu trong quá trình thi công. Tờng đợc làm từ các đoạn cọc barette, tiết diện chữ nhật, chiều rộng thay đổi từ 2.6 m đến 5.0m. Các đoạn cọc barrette đợc liên kết chống thấm bằng gioăng cao su, thép và làm việc đồng thời thông qua dầm đỉnh tờng và dầm bo đặt áp sát tờng phía bên trong tầng hầm. Trong trờng hợp 02 tầng hầm, tờng trong đất thờng đợc thiết kế có chiều sâu 16 - 20m tuỳ thuộc vào địa chất công trình và phơng pháp thi công. Khi tờng trong đất chịu tải trọng đứng lớn thì tờng đợc thiết kế dài hơn, có thể dài trên 40m để chịu tải trong nh cọc khoan nhồi. *Tờng trong đất bằng bê tông cốt thép quây lại thành đờng khép kín với các hệ thanh neo sẽ có thể chắn đất, ngăn nớc, rất thuận tiện cho việc thi công hố móng sâu. Có thể kết hợp tờng trong đất làm tầng hầm cho các nhà cao tầng hoặc làm kết cấu chịu lực cho công trình. * Tng trong đất l gii phỏp hu hiu khi xõy dng tng hm ca cụng trỡnh nhà cao tầng. Vic xõy dng tng hm nhm ỏp ng cỏc nhu cu s dng c th nh sau: - V mt s dng: + Lm gara xe ụ tụ. + Lm tng phc v sinh hot cụng cng, b bi, quy bar + Lm tng k thut t cỏc thit b mỏy múc. 4 + Lm hm trỳ n khi cú chin tranh, hoc phũng v, phc v an ninh quc phũng. -V mt kt cu: Gii phỏp nh cao tng cú tng hm, trng tõm ca cụng trỡnh h thp, do ú lm tng tớnh n nh ca cụng trỡnh, ng thi lm tng kh nng chu ti trng ngang, ti trng giú v chn ng a cht, ng t, cng nh kh nng chng thm tng hm cho cụng trỡnh, -V an ninh quc phũng: S dng lm cụng s chin u khi cú chin tranh, cha v khớ, trang thit b, cỏc khớ ti quõn s, nht l chng chin tranh oanh tc hin i. *Vic xõy dng cụng trỡnh s dng tờng trong đất l hp lý v cn thit. Lm cỏc tng hm nh cao tng phi tr thnh mt cụng vic quen thuc trong ngnh xõy dng trờn th gii cng nh Vit Nam. Nh cú tng hm m bo c yờu cu v sinh mụi trng, hn ch ting n, s dng a chiu v gii quyt c vn tit kim t xõy dng. T ú cho thy vic s dng tng trong đất cho cỏc nh cao tng thnh ph ln l mt nhu cu thc t v u vit trong ngnh xõy dng. *Tờng trong đất thờng đợc sử dụng khi làm hố móng sâu trên 10m, yêu cầu cao về chống thấm, chống lún và chống chuyển dịch của các công trình xây dựng lân cận hoặc khi tờng là một phần của kết cấu chính của công trình hoặc khi áp dụng phơng pháp Top - down. 1.1.2. Ưu, nhợc điểm của tờng trong đất: - Ưu điểm: Tờng trong đất có u điểm nổi bật là độ cứng lớn, tính chống thấm tốt, giúp cho phơng pháp này đợc lựa chọn sử dụng ở nhiều công trình trong những năm gần đây. - Nhợc điểm: Nhợc điểm của tờng trong đất chủ yếu là do công nghệ thi công phức tạp, khối lợng vật liệu lớn, đòi hỏi máy móc hiện đại và đội ngũ công nhân tay có nghề cao. 5 H×nh 1.1 : Têng trong ®Êt cña tÇng hÇm nhµ cao tÇng [22] 1.1.3. Tæng quan vÒ neo ®Êt (neo trong đất): - Neo đất là loại kết cấu hoàn toàn chịu kéo nằm trong đất được sử dụng trong đất để tăng ổn định của vách hố đào, mái dốc hay giữ các kết cấu chịu lực nhổ. Khả năng chịu kéo được tạo nên bởi ma sát giữa khối neo và đất xung quanh. Đối với neo có sức chịu tải lớn hơn, người ta có thể điều chỉnh lại lực neo do tổn thất vì chuyển vị , có thể thay đổi lực neo trong khoảng chịu tải của neo. 6 Hình 1.2 : Neo t của tầng hầm nhà cao tầng [22] - Neo t c s dng thay th cho h chng trong vic thi cụng h o trong thnh ph, m y cn kim soỏt giỏ tr chuyn v ngang vỡ cú th lm nh hng n cụng trỡnh lõn cn. 1.1.4. Cấu tạo neo t: Hình 1.3: Sơ đồ cấu tạo neo Ghi chú: 1- Đầu neo; 2 - Dây neo; 3 - Bầu neo - Đầu neo: Đầu neo có tác dụng gắn kết dây neo với tờng. Khi dây neo gồm nhiều sợi các dây neo đợc khoá vào đầu neo bằng chốt nêm. Khi dây neo là thanh đơn, đầu neo đợc khoá dây neo bằng bulông. 7 Hỡnh 1.4. Chi tiết đầu neo [7] - Dây neo: Dây neo có thể là cáp nhiều sợi hoặc thép thanh, đợc gia công từ thép cờng độ cao. - Bầu neo: Bầu neo đảm bảo truyền lực từ công trình cho đất xung quanh. Có 2 loại bầu neo cơ bản: + Bầu neo sử dụng đối với neo tạm thời (Hỡnh 1.5.a): Lực từ dây neo đ- ợc truyền trực tiếp lên nhân ximăng của bầu liên kết dây neo với đất xung quanh; khi làm việc bầu neo có thể xuất hiện vết nứt vuông góc với trục dây neo. + Bầu neo sử dụng đối với neo cố định(Hỡnh 1.5.b): Lực từ dây neo đợc truyền lên đầu dới của ống trụ thép nhờ vòng đệm gắn ở đầu cuối dây neo. Bên trong ống trụ, dây neo đợc phủ lớp chống rỉ và nố tự do di chuyển dọc ống khi tác động lực neo. Hỡnh 1.5. Các giải pháp kết cấu bầu neo[7]: a- đối với neo tạm thời; b- đối với neo cố định. 1- lỗ khoan, 2- lớp vỏ bảo vệ, 3- dây neo, 4- nhân xi măng, 5- định tâm;6- ống trụ thép, 7- mác tít bảo vệ chống rỉ. 1.1.5. Ưu, nhợc điểm của neo t: - u im: 8 Thi công hố đào gọn gàng, có thể áp dụng cho thi công những hố đào rất sâu. - Nhược điểm: Số lượng đơn vị thi công xây lắp trong nước có thiết bị này còn ít. Nếu nền đất yếu sâu thì cũng khó áp dụng. 1.1.6. øng dông neo đất: - Neo tường chắn đất khi thi công các hố đào ở các công trường. - Tăng độ ổn định của các mặt cắt khi xây dựng con đường mới. - Ổn định mái dốc. - Chống lại áp lực đẩy nổi của nước ngầm lên kết cấu. - Ổn định và tăng khả năng làm việc của hầm. - Ổn định kết cấu chống lại động đất. - Ổn định móng trụ cầu, cầu dây văng 1.2. Giíi thiÖu kh¸i qu¸t t×nh h×nh x©y dùng tÇng hÇm nhµ cao tÇng trªn thÕ giíi, ViÖt Nam vµ thµnh phè Nam §Þnh: 1.2.1. Xây dựng tầng hầm nhà cao tầng trên Thế giới: Ở châu Âu, châu Mỹ và nhiều nước trên thế giới có nhiều công trình nhà cao tầng đều được xây dựng có tầng hầm. Tiêu biểu một số công trình trên thế giới: - Tòa nhà Chung-Wei-Đài loan-20 tầng: ba tầng hầm - Tòa nhà Chung-Yan-Đài loan-19 tầng: ba tầng hầm. - Tòa nhà Cental Plaza-Hồng Kông-75 tầng: ba tầng hầm - Tòa thư viện Anh-7 tầng: bốn tầng hầm. - Tòa nhà Commerce Bank-56 tầng: ba tầng hầm. - Tòa nhà Đại Lầu Điện Tín Thượng Hải-17 tầng: ba tầng hầm. - Tòa nhà Chung-hava-Đài loan-16 tầng: ba tầng hầm. 9 Đặc biệt ở thành phố Philadenlphia, Hoa Kỳ, số tầng hầm bình quân trong các tòa nhà của thành phố là 7. 1.2.2. Xây dựng tầng hầm nhà cao tầng ở ViÖt Nam: Ở Việt Nam, từ năm 1990 đến nay đã có một số công trình nhà cao tầng có tầng hầm đã và đang được xây dựng: *Tại Thành phố Hà Nội có các công trình tiêu biểu như: - C«ng tr×nh Keangnam Hµ Néi Landmark Tower có 4 tầng hầm. - Trung tâm thương mại và văn phòng, 04 Láng Hạ, Hà Nội: tường Barrette, có 2 tầng hầm. - Trung tâm thông tin: TTXVN, 79 Lý Thường Kiệt, Hà Nội: tường, có 2 tầng hầm. - Vietcombank Tower, 98 Trần Quang Khải, Hà Nội: tường Barrette, có 2 tầng hầm. - Trung tâm thông tin Hàng hải Quốc tế, Kim Liên, Hà Nội: tường bê tông bao quanh, 2 tầng hầm. - Tòa tháp đôi Vincom, 191 Bà Triệu, Hà Nội: tường Barrette, có 2 tầng hầm. - Khách sạn Hoàn Kiếm Hà Nội, phố Phan Chu Trinh, Hà Nội: 2 tầng hầm. - Nhà ở tiêu chuẩn cao kết hợp với văn phòng và dịch vụ, 25 Láng Hạ, Hà Nội: tường Barrette, có 2 tầng hầm. - Sunway Hotel, 19 Phạm Đình Hồ, Hà Nội: tường Barrette, có 2 tầng hầm. - Hacinco-Tower, Hà Nội: tường Barrette, có 2 tầng hầm. - Khách sạn Fotuna, 6B Láng Hạ, Hà Nội: tường Barrette, có 1 tầng hầm. 10 [...]... nh cao tng thành phố Nam Định: - Công trình Văn phòng cho thuê Thi n Nam - Trần Hng Đạo - Nam Định cú 1 tng hm - Công trình Văn phòng cho thuê Nafomex - Lê Hồng Phong- Nam Định cú 1 tng hm; 12 - Công trình Khách sạn 5 sao 19 tầng - Khu đô thị mới Hoà Vợng- Nam Định cú 1 tng hm; 1.3 Khái quát điều kiện địa chất công trình tại thành phố Nam Định: 1.3.1 điều kiện địa chất công trình tại thành phố Nam Định: ... khoan khảo sát địa chất b Quy mô: - Công trình có chiều cao 05 tầng - Diện tích xây dựng khoảng: 200 m2 c Vị trí và điều kiện tự nhiên của khu vực khảo sát xây dựng: * Khu đất xây dựng: Nằm trong khuôn viên của Trung tâm nội tiết tỉnh Nam Định, tại vị trí hiện tại *Vị trí địa lý: Khu đất quy hoạch nằm trên địa bàn thành phố Nam Định nên có điều kiện tự nhiên, khí hậu của tỉnh Nam Định Với toạ độ: Giới... khoan địa chất công trình trung tâm nội tiết[21] Chơng II: Công nghệ thi công tờng trong đất và neo đất Tng trong đất để làm tầng hầm nhà cao tầng, c chia thnh cỏc panels c ni vi nhau bng cỏc cnh ngn ca tit din, gia cỏc cnh ngn ca panels cú giong chng thm Trỡnh t thi cụng tng trong đất bng phng phỏp bờ tụng ti ch c thc hin theo qui trỡnh sau: 2.1 Công nghệ thi công xây dựng tờng trong đất : 2.1.1 Thi t... tại thành phố Nam Định: Hiện nay, ở Nam Định cha có công trình nào ng dng công nghệ tng trong t cú neo trong thi cụng xõy dng tng hm Tác giả dự kiến lấy công trình: Trung tâm nội tiết tỉnh Nam Định và bổ sung thêm 1 số tầng hầm để áp dụng khảo sát tính toán a Đặc điểm: 13 Khu vực xây dựng Trung tâm nội tiết tỉnh Nam Định gồm nhiều hạng mục công trình trong đó Đơn nguyên điều trị là một trong những hạng... đạc Nam định, mực nớc ngầm Thành phố Nam định ổn định ở độ sâu 1,2ữ1,5 m Sau khi phân tích hoá học các kết quả nghiên cứu cho thấy nớc ngầm không có dấu hiệu ăn mòn bê tông các loại Riêng khu Nam Phong nớc ngầm có dấu hiệu ăn mòn bê tông với những loại kết cấu có bề dày quá mỏng (bề dày 0,5m) 1.3.2 Giới thi u đặc điểm, quy mô, vị trí của công trình áp dụng tính toán với điều kiện địa chất tại thành phố. .. liu nghiờn cu ca Tổng cục địa chất, Thành phố Nam định nằm trong cấu trúc võng địa hào Nó lọt giữa 2 đứt gẫy lớn, chạy theo hớng Tây Bắc - Đông Nam là đứt gẫy sông Hồng Địa tầng tổng quát Thành phố Nam định gồm 2 phần: + Phần dới là tầng móng bao gồm đất đá cổ có tuổi trớc kỉ đệ tứ Thành phần thạch học bao gồm: Phiến thạch sét, phiến thạch mica sa thạch và đá vôi + Phần trên là tầng phủ khá dày (trên... neo khụng m bo cht lng, thỡ t vn thit k cn phi x lý + Nhng neo thc hin thớ nghim kim tra t yờu cu, c dựng vo cụng trỡnh + Nhng neo tm thi dựng neo tng hm nh cao tng trong thi gian thi cụng, khi xõy dng xong tng hm cn phi gii phúng neo bng cỏch thỏo bulụng khúa u neo hoc cht nờm khúa u neo Ty sch u neo, trỏt xi mng cỏt mỏc cao, ri hon thin b mt tng tng hm Chơng III: Các phơng pháp tính tờng trong đất. .. cần phải sử dụng các phơng pháp số dựa trên các chơng trình máy tính Tờng trong đất có neo đợc tính toán theo các sơ đồ khác nhau phụ thuộc vào giai đoạn và phơng pháp thi công, công nghệ thi công và vật liệu tờng, trình tự thi công công trình Dới đây ta xem xét các phơng pháp tính toán đơn giản, có tính chất cơ sở 29 3.1 Dùng phơng pháp giải tích: 3.1.1 Tính toán tờng trong đất có một tầng neo: Khi... hKtg(450-/2) kể từ tờng trong đó: hK chiều cao phần công xôn tờng Trong trờng hợp đó xuất hiện mô men uốn cực đại trong phần nhịp tờng 3.1.2 Tính toán tờng trong đất có nhiều tầng neo: áp lực đất lên tờng chắn phụ thuộc vào độ cứng của tờng, thời gian và trình tự lắp đặt neo Có nhiều giả thi t về dạng biểu đồ áp lực đất và giá trị của nó (xem bảng 3.2), biểu đồ áp lực đất cho tờng chắn nhiều tầng neo trình bày... hạn cực Bắc 20040/: cực Nam 19090/ cực Đông 106045/; cực Tây 105092/ - Về vị trí ranh giới khu đất xây dựng: + Phía Tây tiếp giáp với khu vực dân c + Phía Bắc tiếp giáp với Bênh viện tâm thần + Phía Đông tiếp giáp với đờng Phù Nghĩa + Phía Nam tiếp giáp với sân vận động Lộc Hạ d Kết quả khảo sát địa chất công trình trung tâm nội tiết tỉnh Nam Định - Đờng Phù nghĩa- Thành phố Nam Định: (xem phụ lục 1) . ti: - Tổng quan về tờng trong đất có neo trong thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng. - Công nghệ thi công tờng trong đất và neo đất - Các phơng pháp tính tờng trong đất có neo hiện hành - Các. của neo trong xây dựng tầng hầm nh cao t ng ti Thành phố Nam nh. * Phơng pháp nghiên cứu: - Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết về tờng trong đất, neo đất, các công nghệ thi công tờng trong đất có neo; . về tờng trong đất có neo trong thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng. - Chơng II: Công nghệ thi công tờng trong đất và neo đất. - Chơng III: Các phơng pháp tính tờng trong đất có neo hiện