Luận văn thạc sĩ xây dựng Cơ sở lựa chọn tường barrette cho tầng hầm nhà cao tầng

Bộ giáo dục v đo tạo xây dựng Trờng đại học kiến trúc h nội Y Z Nguyễn hải CƠ Sở LựA ChọN TƯờng barrette cho tầng hầm nh cao tầng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngnh: Xây dựng Dân dụng v Công nghiệp H NI - 2011 Bộ giáo dục v đo tạo xây dựng Trờng đại học kiến trúc h nội Y Z NGUYễN THANH HảI Khóa: 2008-2011 lớp: 2008x CƠ Sở LựA ChọN TƯờng barrette cho tầng hầm nh cao tầng Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Chuyên ngnh: Xây dựng Dân dụng v Công nghiệp Mã số: 60.58.20 Ngời hớng dẫn khoa học: PGS LÊ KIềU H NI - 2011 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan số liệu v kết nghiên cứu luận văn ny l trung thực v cha đợc sử dụng để bảo vệ học vị no Tôi xin cam đoan giúp đỡ cho việc thực luận văn ny đợc cảm ơn v thông tin trích dẫn đợc rõ nguồn gốc Tác giả luận văn Nguyễn Thanh Hải lời cảm ơn Trớc hết xin by tỏ tình cảm biết ơn chân thnh tới tất thầy cô Khoa sau đại học - Trờng Đại học Kiến trúc H Nội với dẫn v giúp đỡ trình học tập nh tiến hnh lm luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến PGS.Lê Kiều ngời trực tiếp hớng dẫn khoa học, thầy giáo Bộ môn Thi công - Trờng Đại học Kiến trúc H Nội có ý kiến đóng góp quý báu cho nội dung luận văn Tôi xin trân trọng cảm ơn gia đình v bạn đồng nghiệp động viên, giúp đỡ suốt trình học tập v thực đề ti Vì thời gian thực luận văn có hạn nên tránh khỏi hạn chế v thiếu sót Tôi mong nhận đợc đóng góp quý thầy cô, bạn bè v đồng nghiệp H Nội, ngy tháng năm 2011 Tác giả Nguyễn Thanh Hải I PHN M U 1.1.Tớnh cp thit ca ti: - Hin Vit Nam cỏc cụng trỡnh nh cao tng ang c xõy dng nhiu, mt phn khụng th thiu cụng trỡnh nh cao tng l tng hm Xõy dng cỏc tng hm cú nhiu mc ớch nh v nhu cu s dng tng hm lm ni xe, ni thit b h thng k thut Cụng trỡnh cú tng hng lm tng tớnh n nh cho cụng trỡnh Tng tng hm ( Barrette) nh cao tng thng l tng bờ tụng ct thộp ti ch võy xung quanh cụng trỡnh, chiu dy tng võy ph thuc vo chiu sõu ca tng hm v cỏc yu t khỏc nh phng phỏp thi cụng, lc tỏc ng lờn tng vic xỏc nh tng cú chiu dy hp lý, tit kim, kh nng chu lc v m bo yờu cu k thut l cn thit 1.2 Mc ớch, nhim v nghiờn cu: Mc ớch: - Nghiờn cu cỏc yu t tỏc ng lờn tng tng hm t ú la chn chiu dy tng tng hm hp lý v a cỏc kin ngh phự hp Nhim v: - Nghiờn cu ỏp dng cỏc lớ thuyt v tớnh toỏn tng tng hm - Nghiờn cu cỏch xỏc nh ti trng ngang lờn tng tng hm - p dng chng trỡnh trờn mỏy tớnh mụ phng v phõn tớch cỏc bi toỏn tng t 1.3 i tng v phm vi nghiờn cu: - i tng nghiờn cu l cỏc cụng trỡnh xõy dng cú tng tng hm - Phm vi nghiờn cu: tng mm BTCT, tng Barrette (tng võy) 1.4 Ni dung nghiờn cu: - Xỏc nh tng tng hm cú chiu dy hp lý 1.5 Hng kt qu nghiờn cu: - Kin ngh v cỏc gii phỏp phự hp hn 1.6 í ngha khoa hc v tớnh thc tin ca ti: - a c cỏi nhỡn chung v tớnh toỏn xỏc nh tng tng hm - ti phự hp vi yờu cu thc t, ỏp dng cho cỏc cụng trỡnh cú tng hm, t ú la chn phự hp v kinh t - a c kt lun v kin ngh phự hp Chng 1: TNG QUAN V TNG BARRETTE 1.1 Gii thiu v tng Barrette 1.1.1 Khỏi niờm v tng Barratte - Tng Barrette l mt loi tng t bng bờ tụng ct thộp c ỳc ti ch, thi cụng bng li khoan loi gu ngom hỡnh ch nht Tng Barrette thng cú tit din hỡnh ch nht, cú chiu rng t 0,61,5m, chiu di t 2,5-3,0m v chiu sõu t 12-30m, cỏ bit cú nhng tng sõu n 100m Ti Vit Nam ó lm mt s cụng trỡnh sõu t 1822m rng 0,6-0,8m Cỏc tm tng Barrette c ni vi bng roan cao su chng thm 1.1.2 Vt liu ch yu lm tng Barrette - Tng Barrette thng lm bng bờ tụng ỏ 1x2 mỏc 250#-450# (khong 450 kg Xi mng cho 1m3 bờ tụng) - Ct thộp thng s dng loi AI-AII o Thộp dc thng dựng loi AII o Thộp thng dựng loi AI-AII 1.1.3 Kớch thc hỡnh hc ca tng Barette - Tit din ngang ca tng thụng dng nht l hỡnh ch nht, hỡnh ch L Chiu rng ca tng ph thuc vo yờu cu ca cụng trỡnh, chiu sõu phi di cm vo lp t tt 1.1.3.1 Khi chn chiu dy ca tng barette thng cn c vo cỏc yu t : - - Chiu sõu ca tng chụn t, chiu sõu ca tng cng ln thỡ ỏp lc t tỏc dng lờn tng cng tng nờn chiu dy ca tng phi m bo v kh nng chu lc v bin dng, thụng thng chn nh sau: + Cụng trỡnh cú tng hm, chiu sõu tng chụn t t 3-5m, chiu dy tng chn t 200-300 mm + Cụng trỡnh cú tng hm, chiu sõu tng chụn t t 8-14m, chiu dy tng chn t 400-600 mm + Cụng trỡnh cú tng hm, chiu sõu tng chụn t t 18-30m, chiu dy tng chn t 600-800 mm + Cụng trỡnh cú >= tng hm, chiu sõu tng chụn t t 25-40m thỡ chiu dy tng chn t 800-1200 mm - a cht cụng trỡnh: Nhng vựng cú nc ngm cao, cú cỏt chy, bựn chy thỡ chiu dy tng thờm nhm tng kh nng chng thm cho tng - Thit b thi cụng khoan to l: B rng ca gu khoan thng cú kớch thc 400, 600, 800, 1000, 1200 mm - Bin phỏp thi cụng: Bin phỏp thi cụng tng hm nh hng n chiu dy ca tng, vỡ quỏ trỡnh thi cụng o t s lm thay i s lm vic ca tng, ú tng lm vic theo dng conson, dng conson cú mt chng, conson nhiu chng - Hỡnh dỏng ca tng barrette: + Hỡnh dng theo chu vi ca din tớch xõy dng, dng hỡnh vuụng hay hỡnh ch nht, gp khỳc + Hỡnh dng kớch thc ca tng: Tng phng hoc tng cú sn, sn l nhng thộp hỡnh ch H, I t ngang hoc thng ng 1.1.4 Nhng u im s dng tng barrett cho tng tng hm: - Khi s dng tng barrette lm tng tng hm thỡ chiu sõu tng hm t c ln - Phng phỏp thi cụng n gin, tin thi cụng nhanh - an ton cao, tớnh n nh tt 1.1.5 Nhng im cũn cha t s dng tng barrett cho tng tng hm: - Giỏ thnh xõy dng cao, u t ban u ln - Thit b thi cụng cng knh, phc - Thi gian thi cụng di - Cht lng bờ tụng sau khú kim tra, kim soỏt - Khi sy s c khú sa cha khc phc v gõy hu qu ln 1.2 La chn tng Barrette cho tng hm nh cao tng 1.2.1 Do nhu cu s dng Trong nh nhiu tng thng cú tng hm nờn cn thit phi lm tng Barrette cho tng hm phc v nhu cu ngi s dng khu nh ú, tng hm thng s dng lm cỏc chc nng sau: - Lm kho cha hng húa phc v ngi s dng ngụi nh - Lm tng phc v sinh hot cụng cng nh b bi, nh hng quỏn bar - Lm Gara ụ tụ, xe mỏy - Lm tng k thut nh t mỏy phỏt in, khu s lý nc thi, khu cp nhit, iu hũa khụng khớ - Cỏc cụng trỡnh nh Kho bc, Ngõn hng, C quan qun trng ca nh nc thỡ tng hm lm ni ct gi ti liu, kho cha vng, kho tin 1.2.2 V mt kt cu - Khi xõy dng tng hm nh cao tng s h thp trng tõm ca cụng trỡnh, lm tn n nh tng th Mt khỏc tng, ct ca tng hm s lm tng ngm ca cụng trỡnh vo t, tng kh nng chng lc ngang ca giú bóo, ng t.Theo kho sỏt c sõu mt tng hm thỡ tng hm s lm i trng cõn i n nh cho 4-5 tng ni 1.2.3 V nn múng - Nh cao tng cú ti trng ln gõy ỏp lc nờn nn múng rt cao, lm tõng hm lng t s c ly bt i s lm gim ti cho múng, mt khỏc t múng di sõu so vi mt t thỡ cng t nn tng lờn Khi tng hm nm di mc nc ngm, nc ngm y ni cụng trỡnh s gim ti cho múng, gim lỳn cho cụng trỡnh 1.2.4 V an ninh quc phũng - Ti nhng tr s c quan tng hm cú th lm ni ct gi ti liu quan trng, cú s c chin tranh tng hm dựng lm ni trỳ n ca ngi sinh sng cụng trỡnh 1.3 Nguyờn tc thit k tng Barrette - An ton tin cy: Thit k phi ỏp ng tuyt i v yờu cu cng , tớnh n nh tng th ca cụng trỡnh, ca h thng kt cu Kt cu phi chc chn bin dng ca tng khụng nh hng n cụng trỡnh lõn cn - Tớnh kinh t : Khi m bo iu kin v an ton, tin cy ca kt cu chn gi thỡ xỏc nh hiu qu kinh t ca phng ỏn trờn c s tng hp cỏc yu t v thi gian, vt liu, thit b nhõn cụng v bo v mụi trng - Thun li thi cụng: Khi thit k tng Barrette nờn cú hỡnh dỏng n gin thun tin cho thi cụng, s dng cụng ngh n gin phự hp vi mỏy múc thit b thi cụng nhanh chúng, rỳt ngn thi gian thi cụng m bo an ton lao ng Ph luc 22 Ph luc 23 Ph luc 24 Ph luc 25 Ph luc 26 Ph luc 27 Ph luc 28 Ph luc 29 Ph luc 30 Ph luc 31 Ph luc 32 TRèNH T GII MT BI TON BNG PHN MM PLAXIS Trờn c s trỡnh t tớnh toỏn ca phn mm Plaxis ta cú th tng kt gii mt bi toỏn phng bng phn mm Plaxis gm bc chớnh; 1) Thit lp mụ hỡnh ca bi toỏn 2) Quỏ trỡnh tớnh toỏn 3) Xem v xut kt qu Cng trờn c s cỏc bc chớnh ny, thun tin cho ngi s dungjta gii mt bi toỏn bng phn mm Plaxis gm 12 bc chi tit sau: Bc 1: Thit lp tng th ca bi toỏn Bc 2: Thit lp ng bao hỡnh dng, kt cu Bc 3: Khai bỏo ti trng Bc 4: Thit lp iu kin gii hn Bc 5: Khai bỏo cỏc tớnh cht ca vt liu Bc 6: Chia li phn t Bc 7: Thit lp nhng iu kin v mc nc ngm Bc 8: Thit lp giai on tớnh toỏn Bc 9: Chn im Bc 10: Xem v xut kt qu ni lc, bin dng, ng sut ca kt cu h o Bc 11: Xem v xut kt qu biu bin i ti trng ca tng chn Bc 12: Xem v xut giỏ tr ca ni lc, chuyn v v ng xut MC LC I Phn m u: 1.Tớnh cp thit ca ti: Mc ớch, nhim v nghiờn cu i tng v phm vi nghiờn cu Ni dung nghiờn cu Hng kt qu nghiờn cu í ngha khoa hc v tớnh thc tin ca ti II Ni dung lun Chng 1: TNG QUAN V TNG BARRETTE 1.1 Gii thiu v tng Barrette 1.1.1 nh ngha tng Barrette 1.1.2 Vt liu ch yu lm tng Barrette 1.1.3 Kớch thc hỡnh hc ca tng Barrette 1.1.4 u im s dng tng barrett cho tng tng hm 1.1.5 Hn ch cha t s dng tng barrett cho tng tng hm 1.2 La chn tng Barrette cho tng hm nh cao tng 1.2.1 Do nhu cu s dng 1.2.2 V mt kt cu 1.2.3 V nn múng 1.2.4 V an ninh quc phũng 1.3 Nguyờn tc thit k kt cu tng Barrette 1.4 c im thit k ca kt cu tng Barrette 1.5 Cụng ngh thi cụng tng Barrette 1.6 Cụng ngh thi cụng tng hm nh nhiu tng 1 1 3 3 4 4 13 Chng 2: PHN TCH S LM VIC CA TNG BARRETTE 2.1 Cỏc phng phỏp xỏc nh ỏp lc lờn tng 19 20 2.2 Phng phỏp da trờn lý thuyt cõn bng gii hn 2.2.1 Lý thuyt Mohr-Rankine 20 2.2.2 Lý thuyt Coulomb 24 2.2.3 Lý thuyt cõn bng gii hn im ( PP s) 2.2.4 p lc t lờn tng mt s trng hp riờng 2.2.4.1 p lc t trng hp t khụng ng nht 2.2.4.2 p lc t trng hp cú nc ngm 2.2.4.3 p lc t cỏc phng tin giao thụng lờn tng 2.2 4.4 p lc t cụng trỡnh hin hu 2.2.5 H s ng t 2.2.6 H s nn 2.3 Cỏc phng phỏp tớnh toỏn tng Barrette 2.3.1 Tớnh toỏn tng dng conson 2.3.2 Tớnh toỏn tng cú mt chng 2.3.3 Tớnh toỏn tng cú nhiu chng 2.3.4 Tớnh toỏn tng liờn tc giai on thi cụng 2.3.4.1.Tớnh toỏn tng theo phng phỏp Sachipana 2.3.4.2.Tớnh toỏn tng liờn tc theo phng phỏp phn t hu hn 2.3.4.3 Phng phỏp phn t hu hn, s dng phn mm Plaxis 28 30 31 31 34 35 35 36 40 40 41 44 46 46 51 53 Chng 3: TNH TON LA CHN CHIU DY TNG BARRETTE CHO TNG HM NH CAO TNG 56 Vớ d Tớnh toỏn la chn chiu dy tng tng hm cụng trỡnh Khỏch sn Phng ụng tnh Khỏnh Hũa (sõu tng hm) 57 3.1 nh hng chiu cao tng chng n tng chn 61 3.2 nh hng ca nc ngm n tng chn 75 3.3 nh hng ca cỏc loi t n tng chn 86 Kt lun v kin ngh Kt lun 97 Kin ngh 97 Ti tham kho TI LIU THAM KHO V Cụng Ng, Ngun Anh Dng C hc t Nh xut bn Khoa hc v k thut 1995; Chõu Ngc n C hc t Nh xut bn Khoa hc v k thut 2003; Phan Trng Phit p lc t v tng chn t Nh xut bn xõy dng 2001; Nguyn Bỏ K Thit k v thi cụng h múng sõu Nh xut bn xõy dng 2002; Nguyn c Nguụn a k thut xõy dng cụng trỡnh ngm dõn dng v cụng nghip Nh xut bn xõy dng 2008; Nguyn Vn Qung Nn múng v tng hm nh cao tng Nh xut bn xõy dng 2006; Vng Vn Thnh, Ngun c Nguụn Tớnh toỏn thc hnh nn múng Nh xut bn xõy dng 2010; V Cụng Ng, Nguyn Thỏi, múng cc Phõn tớch v thit k.Nh xut bn Khoa hc v k thut 2003; Phõn tớch v la chn cỏc phng phỏp tớnh h s nn Ngun ti liu Internet Tp Cu ng Vit Nam, s 11/2006; 10 Vn Phn mm Plaxis ng dng vo tớnh toỏn cỏc cụng trỡnh thy cụng Nh xut bn xõy dng 2008 11 Nguyn Quang Phớch, Nguyn Vn Mnh Phng phỏp s chng trỡnh Plaxis 3D & UDEC Nh xut bn xõy dng 2007; 12 Nguyn Vit Trung, Nguyn Th Bch Dng Phõn tớch kt cu hm v tng c bng phn mm Plaxis Nh xut bn giao thụng ti 2009; 13 Bựi Chỳng Hng dn s dng phn mm Plaxis Ti liu Iternet 2008 14 Bựi Chỳng Hng dn thc hnh phn mm Plaxis a k thut Ti liu Iternet 2008 15 Hng dn s dng Plaxis 3D Foudation tớnh toỏn nn múng-cụng trinhg ngm ketcauonline.com 16 Nguyn Bỏ K (biờn son) Hng dn thit k v thi cụng kt cu chng gi h o, Nguyờn Tc chung 17 Nguyn c Nguụn Thit k thi cụng cụng trỡnh ngm ụ th Giỏo trỡnh 2009 18 Nguyn Anh Tỳ, Lun Thc s Tng chn v h chng gi hp lý cho h múng o sõu 2004 19 ng Vn Khụi, Lun thc s Mt s v phng phỏp tớnh toỏn tng c 2003 20 Nguyn Hng Minh Lun thc s Nghiờn cu bin phỏp neo gi thnh h o 2004 [...]...5 - Tường Barrette là một bộ phận kết cấu cơng trình, là tường của tầng hầm Trong giai đoạn thi cơng tầng hầm tường (Barrette) là kết cấu chắn giữ ổn định cho hố đào, sau khi thi cơng xong tường Barrette là tường của tầng hầm 1.4 Đặc điểm thiết kế của kết cấu tường Barrette - Tính khơng xác định của ngoại lực: Ngoại lực tác dụng lên tường như áp lực đất chủ động, áp lực... khăn cho việc thi cơng tầng hầm a)Hệ dầm cột chống văng cừ gỗ thép b)Gia cường đầu thanh chống văng c)Hệ dầm chống văng tường d) Hệ cột chống văng tường Hình 1.9 [tác giả] 18 b) Dùng neo bê tơng để giữ tường tầng hầm BTCT [10] - Để khắc phục nhược điểm của phương pháp chống văng người ta dùng neo bê tơng xun qua tường bao tầng hầm để chơn neo và cố định neo vào trong đất, với phương pháp này tường. .. ngầm lớn khó thi cơng o Đối với đất cát chảy, bùn chảy khó thực hiện Hình : Đào đất lộ thiên, tường chắn đất khơng có hệ chống giữ [tác giả] 14 1.6.2 Phương pháp thi cơng từ trên xuống (Top-Down) - Cơng trình thi cơng móng cọc, tường tầng hầm (Barrette) , phần lõi thép hình của cột tầng hầm trước Tường bao tầng hầm, lõi cột thép hình có cao độ bằng cao độ cốt nền, sau đó đổ hệ dầm sàn tầng trệt tỳ lên... và tường tầng hầm Sàn tầng trệt đổ xong chừa lại những ơ sàn trống là ơ cầu thang, thang máy, giếng trời để làm cửa đào đất thi cơng các tầng hầm bên dưới Hoặc tầng trệt đổ sàn tạo viền xung quanh tường tầng hầm, khu vực ở giữa để trống khơng đổ bê tơng dầm sàn, khi bê tơng đủ cường độ thì tiến hành đào đất và tiến hành đổ bê tơng dầm sàn tầng hầm 1 Dầm sàn tầng hầm 1 cũng đổ chừa lỗ như dầm sàn tầng. .. Đào hố móng lộ thiên, tường tầng hầm là tường chắn đất, dùng hệ kết cấu thanh chống ( hoặc neo bê tơng) chống giữ - Phương pháp này áp dụng cho các cơng trình xây chen trong thành phố, có chiều sâu lớn Phương pháp này đào đất lộ thiên, thi cơng cơng trình từ móng đến mái - Trình tự thi cơng như sau: Tiến hành thi cơng phần tường bao của tầng hầm trước sau đó đào đất trong lòng tường bao đến đáy đài... đến đáy đài móng Trường hợp móng cơng trình là cọc khoan nhồi thì thi cơng cọc khoan nhồi cùng với tường bao trước, phần kết cấu của cơng trình thi cơng trình tự từ móng đến mái - Ưu điểm: o Khơng dùng ván hoặc cừ để làm hệ thống chống đỡ vách đất hố đào mà dùng tường BTCT tầng hầm (Tường Barrette) làm tường cừ do vậy để áp dụng được phương pháp này đòi hỏi tường tầng hầm phải được tính tốn và chịu được... thi cơng nhanh - Nhược điểm: o Kết cấu cột tầng hầm thi cơng phức tạp, phải chơn sẵn o Việc xử lý các liên kêt giữa cột với dầm sàn và liên kết giữa dầm và tường tầng hầm phức tạp o Việc đổ bê tơng cột và thi cơng cốt thép cột tầng hầm khó thi cơng o Bê tơng phải dùng phụ gia trương nở, dùng vữa bê tơng đặc biệt o Những vùng có mực nước ngầm cao gây khó khăn trong thi cơng H1.8 Phương pháp thi cơng... xong thì xây dựng cơng trình theo trình tự từ dưới lên từ móng đến mái - Ưu điểm: o Giá thành thi cơng thấp hơn so với các phương pháp khác o Thiết bị, cơng nghệ thi cơng đơn giản o Khơng ảnh hưởng đến các cơng trình lân cận o Xử lý cơng tác chống thấm, thi cơng hệ thống hạ tầng kỹ thuật đơn giản - Nhược điểm; o u cầu mặt bằng thi cơng phải rộng o Khối lượng thi cơng đào đất lớn o Đối với cơng trình... thi cơng cột, dầm sàn tầng 1 ở trên mặt đất H1.7 Phương pháp thi cơng Top-down [tác giả] 15 - Ưu điểm: o Khơng tốn hệ thống chống đỡ tạm để chống đỡ vách tường tầng hầm Trong q trình thi cơng khơng tốn hệ thống cột chống dàn giáo cho dầm sàn vì dầm sàn thường thi cơng ngay trên mặt đất o Sau khi thi cơng dầm sàn tầng trệt có thể tách hồn tồn thi cơng phần ngầm và phần thân bên trên, có thể thi cơng... thi cơng khác nhau của hố móng thì tính chất của đất cũng thay đổi, sự tác động của đất nền lên kết cấu từ đó cũng thay đổi - Những yếu tố ngẫu nhiên dẫn đến sự thay đổi: Những thay đổi của thời tiết, những hệ thống chơn ngầm có sẵn trong đất ảnh hưởng đến việc thi cơng của hố đào 6 1.5 Cơng nghệ thi cơng tường Barrette [4] Về cơ bản thi cơng tường Barrette cũng giống như thi cơng cọc barrette, tường