ĐỀ TÀI: TỔ HỢP GA TÀU ĐIỆN NGẦM ĐỐNG ĐA - HN, PHẦN IV - THI CÔNG

NGUYỄN VĂN VIÊN SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRẦN VĂN TOÀN NHIỆM VỤ:  GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH,  CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM, KIẾN NGHỊ NHIỆM VỤ PHƯƠNG ÁN P.A  LẬP BIỆN

PHẦN IV : THI CÔNG

(55%)

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN : THS NGUYỄN VĂN VIÊN

SINH VIÊN THỰC HIỆN : TRẦN VĂN TOÀN

NHIỆM VỤ:

 GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH,

 CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH NGẦM, KIẾN NGHỊ

NHIỆM VỤ PHƯƠNG ÁN (P.A)

 LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH THEO PHƯƠNG ÁN 1

 LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH THEO PHƯƠNG ÁN 2

 SO SÁNH VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN THI CÔNG

 THIẾT KẾ HỆ DẦM SÀN BIỆN PHÁP BẰNG THÉP ĐỠ MÁY XÚC

 TRÌNH BÀY KĨ THUẬT THI CÔNG CÔNG TRÌNH THEO P.A CHỌN

 LẬP TIẾN ĐỘ THI CÔNG KẾT CẤU CHÍNH CÔNG TRÌNH THEO 2

PHƯƠNG ÁN

 LẬP TỔNG MẶT BẰNG THI CÔNG KẾT CẤU CHÍNH CÔNG TRÌNH

THEO PHƯƠNG ÁN CHỌN

 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

CHƯƠNG 15: GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

15.1 GIỚI THIỆU ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

15.1.1 Đặc điểm kiến trúc công trình

- Diện tích khu đất xây dựng là 18000 m2

- Công trình là tổ hợp bao gồm 5 tầng hầm, với chiều cao -23m so với cốt  0.000

+ Phương tiện vận chuyển thuận tiện, có sẵn và hiện đại

+ Các tập đoàn xây dựng có đủ phương tiện, thiết bị máy móc và kỹ sư giỏi để thi công công trình

+ Cấp điện, nước: hệ thống cấp điện, cấp nước đã có sẵn Hệ thống cấp điện, cấp nước đều đấu nối từ mạng lưới điện, nước của quận Đống Đa, thành phố Hà Nội

+ Thoát nước: hiện trạng đã có sẵn hệ thống thoát nước mưa và nước bẩn cần cải tạo lại một phần để hệ thống hoàn thiện hơn

- Khó khăn:

+ Mặt bằng thi công trật hẹp, công trình xây dựng dài ngày và ở trung tâm của khu đông dân cư do đó phải chú trọng công tác mặt bằng, bảo vệ, vệ sinh môi trường, phòng chống ngập úng trong mùa mưa bão và phòng chống cháy nổ

+ Công trường thi công nằm trong thành phố nên mọi biện pháp thi công đưa ra trước hết phải đảm bảo được các yêu cầu vệ sinh môi trường như tiếng ồn, bụi, rác thải rắn… đồng thời không ảnh hưởng đến khả năng chịu lực và an toàn cho các công trình lân cận do đó biện pháp thi công đưa ra bị hạn chế

15.1.2 Đặc điểm kết cấu công trình

15.1.2.1 Kết cấu phần móng

- Bản đáy BTCT dày 1000mm

- Giằng móng liên kết các đài với nhau

- Đài cọc cao 2m đặt trên lớp bê tông lót móng M100 đá 4×6 dày 100mm Đáy đài đặt tại cốt -25.000m so với cốt 0.000

- Kết cấu móng là móng cọc khoan nhồi, đường kính cọc D = 1000mm Công trình bao gồm tổng cộng 104 cọc

- Chiều sâu hố khoan cọc nhồi là -50m so với cốt 0.000m là cốt tự nhiên

- Mặt bằng kết cấu móng:

Hình 15.1: Mặt bằng kết cấu móng 15.1.2.2 Kết cấu phần tầng hầm

- Hệ kết cấu chịu lực của công trình là khung BTCT đổ toàn khối kết hợp tường vây chắn đất Tường gạch block có chiều dày 100 và 200mm, sàn sườn BTCT đổ toàn khối cùng dầm Toàn bộ công trình là một khối thống nhất

- Tường vây tầng hầm kết hợp giữa các chiều dày khác nhau: 0.6m; 0.8m và 1m Chiều sâu chân tường là -40m so với cốt 0.000

- Khung BTCT toàn khối có kích thước của các cấu kiện như sau:

+ Hệ dầm sàn toàn khối: bản sàn dày 150mm; 200mm; 500mm

15.1.3 Đặc điểm về địa chất công trình, địa chất thủy văn

Đã trình bày trong phần nền móng

15.2 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ TRƯỚC KHI THI CÔNG

15.2.1 San dọn và bố trí tổng mặt bằng thi công

- Công việc trước tiên là dỡ bỏ các công trình cũ (nếu có) dọn dẹp mặt bằng, san lấp và rải đường tạm cho các máy thi công tiếp cận công trường, sau đó phải tiến hành xây tường rào tôn để bảo vệ các phương tiện thi công, tài sản trên công trường và tránh

ồn, không ảnh hưởng đến các công trình xung quang và mỹ quan khu vực

- Di chuyển các công trình ngầm: đường dây, đường ống kỹ thuật, đường ống cấp thoát nước ra khỏi vị trí thi công

- Tập hợp đầy đủ các tài liệu kỹ thuật có liên quan (quá trình khảo sát địa chất, quy trình công nghệ…)

m1 m2 m2

gm4 gm4

gm10 gm10

gm10 gm10

- Chuẩn bị mặt bằng tổ chức thi công, xác định tim mốc, hệ trục công trình, đường vào và vị trí đặt các thiết bị, kho và các công trình phụ trợ

- Chuẩn bị đầy đủ, đúng yêu cầu các loại vật tư, thiết bị thí nghiệm…

- Tiêu nước bề mặt

+ Để tránh nước mặt công trình tràn vào hố móng khi thi công ta đào những rãnh nước ngăn phía trước ở phía đất cao chạy dọc các hố móng và đào rãnh xung quanh để tiêu nước Bố trí máy bơm để hút nước

+ Mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu -17m so với cốt tự nhiên, sẽ ảnh hưởng đến quá trình thi công hố móng sâu nên cần bố trí hệ thống các giếng hạ mực nước ngầm theo từng khu vực sau đó dùng máy bơm hút nước thoát ra ngoài công trình

15.2.2 Chuẩn bị máy móc và nhân lực phục vụ thi công

- Trước khi khởi công xây dựng công trình ta phải chuẩn bị đầy đủ máy móc, thiết

bị và nhân lực phục vụ thi công Tập kết máy móc trên công trường và phải kiểm tra, chạy thử trước khi đưa vào sử dụng nhằm đảm bảo an toàn cho người vận hành và không làm ảnh hưởng, trở ngại đén tiến độ thi công

+ Máy kinh vĩ, thuỷ bình phục vụ công tác trắc đạc

+ Máy đào đất gầu nghịch, xe vận chuyển đất đá, nguyên vật liệu, máy thi công cọc khoan nhồi, máy thi công tường vây, máy trộn bê tông, máy đầm bê tông

+ Máy bơm bê tông, vận thăng, máy cưa, máy cắt, máy hàn, máy uốn sắt thép

- Chuẩn bị đầy đủ nhân lực và bố trí cho công nhân chỗ ăn ở, sinh hoạt thuận tiện trên công trường nhằm đảm bảo sức khoẻ cho anh em công nhân để làm việc có năng suất

- Trang bị đầy đủ các dụng cụ, thiết bị thi công cho công nhân

- Một trong những việc không thể thiếu là phải làm tốt công tác tư tưởng cho công nhân tạm trú vì số lượng công nhân lớn, dễ xảy ra tình trạng mất cắp, gây gỗ với nhau

và với cả dân địa phương ảnh hưởng đến quá trình thi công Đồng thời đăng kí tạm trú cho công nhân trên công trường

15.2.3 Định vị, giác móng công trình

- Định vị công trình rất quan trọng vì công trình phải xác định vị trí của nó trên khu đất theo mặt bằng bố trí đồng thời xác định các vị trí trục chính của toàn bộ công trình

và vị trí chính xác của các giao điểm các trục đó

- Cách định vị công trình như sau: đặt máy tại điểm A lấy hướng mốc B cố định

Cố định hướng và đặt mia thẳng theo phương ngắm đã xác định khoảng cách điểm ngoài cùng trong mặt bằng xây dựng Đặt máy tại A và lấy hướng mốc D Cố định hướng máy và đặt mia thẳng theo phương đã xác định ta xác định được 2 điểm ngoài cùng trong mặt bằng xây dựng Từ 4 điểm đã xác định ta lấy giao điểm giữa chúng từ

đó lấy thước dây xác định vị trí tim trục trên công trình Đóng dấu các đường tim trục công trình bằng cọc gỗ sau đó dùng dây kẽm căng dọc theo hai đường cọc chuẩn Đường cọc chuẩn phải cách xa công trình từ 3 đên 4m để không làm ảnh hưởng đến

Hình 15.2: Định vị công trình

- Trên bản vẽ tổng mặt bằng thi công phải có các lưới ô đo đạc và xác định đầy đủ các hạng mục ở góc công trình Phải ghi rõ cách xác định lưới tọa độ dựa vào các mốc chuẩn có sẵn hay mốc quốc gia, mốc dẫn suất, cách chuyển mốc vào địa điểm xây dựng

- Dựa vào mốc này trải lưới ghi trên bản vẽ mặt bằng thành lưới hiện trường và từ

đó ta căn cứ vào các lưới để giác móng

- Xác định tim cốt công trình dụng cụ bao gồm dây gai kẽo, dây thép 1 ly, thước thép, máy kinh vĩ, máy thủy bình…

- Từ bản vẽ và khu đất xây dựng trải lưới ô trên bản vẽ thành các lưới ô trên hiện trường, khi giác móng cần đóng các cọc cách mép hố móng 2m, dùng dây kẽm nối các điểm mốc và rắc vôi lên dây thép căng làm cữ đào

c«ng tr×nh x©y dùng

CD

CHƯƠNG 16: CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CÔNG

TRÌNH NGẦM 16.1 TỔNG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM CÔNG TRÌNH NGẦM

- Cùng với quá trình đô thị hóa, các khu đô thị mới, các công trình nhà cao tầng ngày càng được xây dựng nhiều với quy mô khác nhau Với xu thế phát triển của công nghệ xây dựng nói riêng cũng như sự phát triển kinh tế của đất nước nói chung, nhiều khu đô thị, khu trung tâm thương mại, khu hành chính, bệnh viện … đã được hình thành bằng tổ hợp của những tòa nhà cao tầng nhằm đáp ứng nhu cầu ở, nhu cầu sử dụng … Với việc hình thành những khu tổ hợp đó, lưu lượng xe cộ và phương tiện đi lại lớn hoặc việc bố trí máy móc thiết bị đồng bộ lớn nên tầng hầm đối với các dự án

đó là không thể thiếu

- Để tận dụng không gian cũng như diện tích đất, tầng hầm của những tòa nhà trong khu tổ hợp đó thường được bố trí thông suốt với nhau tạo nên mặt bằng tầng hầm của

dự án rất lớn Tùy thuộc đặc điểm mỗi công trình chúng ta có thể có các giải pháp thiết

kế phù hợp đảm bảo về mặt kỹ thuật, khả năng chịu lực và vẫn đảm bảo về kinh tế

- Ở Việt Nam việc thi công tầng hầm nhà cao tầng không còn là mới mẻ và xa lạ đối với các nhà thầu thi công Thế nhưng công tác thi công tầng hầm với những dự án

tổ hợp nhà cao tầng có mặt bằng tầng hầm lớn là rất đa dạng và phức tạp, đặc biệt là việc đưa ra giải pháp kỹ thuật, tổ chức thi công hợp lý để đảm bảo các yếu tố như: An toàn, chất lượng, tiến độ và kinh tế của dự án

- Việc sử dụng tường trong đất để chống giữ thành hố đào là một giải pháp sử dụng khá phổ biến hiện nay Tường trong đất phải đảm bảo về cường độ, khả năng chịu lực

và chuyển vị dưới tác dụng của áp lực đất và tải trọng tác dụng trong quá trình thi công

và sử dụng Các giải pháp thi công chủ yếu chống giữ thành hố đào hiện nay là: Phương pháp thi công từ trên xuống (Top – Down, Semi Top – Down), phương pháp thi công từ dưới lên trên (Bottom – Up), phương pháp thi công kết hợp phần ngầm từ trên xuống dưới và phần thân từ dưới lên trên (Down – Up)

- Trong đó phương pháp thi công từ trên xuống Semi Top – Down được sử dụng khá rộng rãi hiện nay với những giải pháp thiết kế phù hợp đảm bảo về mặt kỹ thuật, khả năng chịu lực và vẫn đảm bảo về kinh tế khi thi công tầng hầm nhà cao tầng

16.1.1 Phương pháp thi công theo Semi-Topdown sử dụng một phần kết cấu công trình

Đây là phương pháp thi công kết hợp công tác đào đất và thi công sàn tầng hầm, sử dụng sàn tầng hầm làm hệ văng chống ngang kết hợp với các biện pháp chống giữ thành hố đào khác như hệ neo, hệ thép hình Quá trình thi công sàn tầng hầm được tiến hành từ trên xuống

- Ưu điểm:

+ Sử dụng được một phần hệ sàn là kết cấu chống đỡ cho hệ tường trong giai đoạn thi công, trong giai đoạn sử dụng là hệ kết cấu công trình nên thường không tốn chi phí làm hệ chống tạm thời cho tường trong giai đoạn thi công đào đất

+ Phương án này rất thuận lợi cho quá trình đào đất nếu sử dụng hệ neo do đào

hở, không gian thi công không bị hạn chế, khả năng cơ giới hóa cao, có thể sử dụng các loại máy công suất lớn để đẩy nhanh tiến độ thi công

+ Hiệu quả khi thi công hố đào rộng (nếu sử dụng hệ neo)

+ Có thể đồng thời triển khai công việc phía trên và phía dưới của sàn đã thi công

+ Có thể sử dụng nền đất làm cốp pha do vậy giảm chi phí xây dựng

+ Khi sử dụng loại neo tạm, thời sau khi thi công xong neo được dỡ bỏ do đó không gây ảnh hưởng đến việc thi công các công trình khác có tầng hầm sau này

+ Phù hợp với những công trình xung quanh chu vi tầng hầm có các công trình khác đang khai thác sử dụng

- Nhược điểm:

+ Phải tính toán hệ chống tạm cho công trình trong giai đoạn thi công tầng hầm + Xuất hiện nhiều mối nối giữa sàn, cột, vách,…

+ Tốn chi phí cho hệ neo (nếu sử dụng hệ neo)

+ Tốn chi phí hệ kết cấu chống tạm (nếu sử dụng hệ thép hình)

+ Trường hợp sử dụng hệ văng chống thép hình gây cản trở thi công, hạn chế mức độ cơ giới hóa…

16.1.2 Phương pháp thi công không sử dụng kết cấu công trình

Đây là phương pháp thi công kết hợp công tác đào đất và thi công sàn tầng hầm, không sử dụng sàn tầng hầm làm hệ văng chống ngang mà chỉ sử dụng các biện pháp chống giữ thành hố đào khác như hệ neo, hệ thép hình Quá trình thi công sàn tầng hầm được tiến hành từ dưới lên

- Ưu điểm:

+ Thi công và lắp đặt đơn giản do có thể cơ giới hóa cao trong việc lắp đặt

+ Đối với những công trình có bề rộng nhỏ, chiều dài lớn như các dự án đường hầm sử dụng phương pháp chống bằng hệ văng chống thép hình tỏ ra rất hiệu quả

+ Đảm bảo không gian thông thoáng trong quá trình thi công nên đảm bảo cho sức khỏe của nhân công thi công

+ Công tác vận chuyển vật tư, đất cát trong quá trình thi công gặp ít khó khăn hơn so với phương án Top - Down (hoặc Semi Top – Down)

+ Phù hợp với những công trình xung quanh chu vi tầng hầm có các công trình khác đang khai thác sử dụng

- Nhược điểm:

+ Do sử dụng hệ văng chống nên không gian thao tác trong quá trình thi công hạn chế, việc cơ giới hóa trong thi công đào đất không lớn

+ Phương án thích hợp hơn đối với những hố đào có kích thước mặt bằng không quá lớn Vì đối với hố đào có kích thước mặt bằng lớn hệ văng chống phải vượt nhịp lớn dó đó biến dạng dài của thanh chống lớn, khả năng mất ổn định của thanh chống cũng rất lớn nếu không có biện pháp khống chế và xử lý hợp

lý có thể xảy ra những rủi ro nhất định trong quá trình thi công như: Chuyển vị tường chắn đất lớn, phá hoại hệ văng chống và tường chắn đất do mất ổn định + Chi phí cho hệ văng chống thép hình lớn

+ Tốn chi phí cho hệ neo (nếu sử dụng hệ neo)

+ Tốn chi phí hệ kết cấu chống tạm (nếu sử dụng hệ thép hình)

+ Trường hợp sử dụng hệ văng chống thép hình gây cản trở thi công, hạn chế mức độ cơ giới hóa…

16.2 ĐÁNH GIÁ TÍNH KHẢ THI CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG

Qua việc đánh giá sơ bộ các phương pháp thi công công trình ngầm như trên ta có các phương pháp thi công công trình Tổ hợp ga tàu điện ngầm Đống Đa - Hà Nội như sau:

- Phương án 1: Phương pháp thi công theo công nghệ Semi Top-Down sử dụng

một phần kết cấu công trình, trong đó sử dụng các sàn biện pháp kết hợp với hệ chống thép hình và neo trong đất tại một số vị trí

- Phương án 2: Phương pháp thi công không sử dụng kết cấu công trình, trong đó

sử dụng hệ thống neo trong đất

CHƯƠNG 17: LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH

THEO PHƯƠNG ÁN 1 17.1 QUY TRÌNH THIẾT KẾ THI CÔNG CÔNG TRÌNH THEO P.A 1

Sơ đồ thi công tầng hầm theo phương pháp Semi Top-Down:

Hình 17.1: Quy trình thiết kế thi công tầng hầm theo phương pháp Semi Top-Down

Kiểm tra ổn định thành hố đào của panel tường vây

Lựa chọn lỗ mở sàn thi công

Tính toán độ cứng sàn

theo phương ngang

Thiết kế sơ bộ tường vây

Thiết kế hệ thống Kingpost

Kiểm tra chuyển vị, nội

lực tường vây

Kiểm tra lỗ mở sàn thi công và hệ chống đỡ

Kiểm tra tường vây sau

gia cố, hoặc điều chỉnh

Thiết kế chi tiết hệ chống đỡ

Thi công phần ngầm công trình

17.2 TRÌNH TỰ THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Căn cứ: - Mặt bằng hiện trạng công trình xây dựng

- Năng lực, điều kiện thực tế của nhà thầu

- Và các điều kiện ràng buộc cụ thể về các yêu cầu kỹ thuật

Tác giả xin lập quy trình thi công công trình chi tiết gồm các giai đoạn như sau:

Giai đoạn 1: Thi công hệ tường trong đất xung quanh chu vi công trình, thi công

cọc khoan nhồi và hệ cột chống tạm bằng thép hình (Kingpost) trong quá trình thi công cọc

Giai đoạn 2: Đào đất đợt 1 bằng máy đến cao độ (CĐ) -2.6m cho tất cả các phân

khu Thi công dầm bo (1000×1000 mm) trên đỉnh tường vây tại CĐ 1.5m

-Giai đoạn 3 Đào đất đợt 2 bằng máy kết hợp thủ công đến cao độ -5.7m; thi công

và giữ lại phần đường công vụ ở phân khu TH1-1 và TH1-4 để phục

vụ vận chuyển đất Thi công bê tông lót và hệ kết cấu dầm sàn tầng hầm 1 tại CĐ -5.4m ở phân khu TH1-2 và TH1-3 Cuối cùng cắt đường công vụ

Giai đoạn 4: Đào đất đợt 3 bằng máy kết hợp thủ công đến cao độ -8.7m; vận

chuyển đất bằng máy xúc gầu ngoạm thủy lực; thi công bê tông lót và

hệ kết cấu dầm sàn tầng hầm 2 tại CĐ -8.4m

Giai đoạn 5: Đào đất đợt 4 bằng máy kết hợp thủ công đến cao độ -11.7m; vận

chuyển đất bằng máy xúc gầu ngoạm thủy lực; thi công bê tông lót và

hệ kết cấu dầm sàn tầng hầm 3 tại CĐ -11.4m

Giai đoạn 6: Đào đất đợt 5 bằng máy kết hợp thủ công đến cao độ -15.3m; vận

chuyển đất bằng máy xúc gầu ngoạm thủy lực; thi công bê tông lót và

hệ kết cấu dầm sàn tầng hầm 4 tại CĐ -15m

Giai đoạn 7: Đào đất đợt 6 bằng máy đến cao độ -20m; vận chuyển đất bằng máy

xúc gầu ngoạm thủy lực;thi công hệ thanh chống tạm tại CĐ -19.5m

Giai đoạn 8: Đào đất đợt 7 bằng máy đến cao độ -24.1m; Sau đó tiến hành đào đất

thủ công từng hố móng đến cao trình đáy móng (-25.1m); tiến hành thi công bê tông lót và hệ kết cấu đài, giằng móng và nền tầng hầm 5 tại cao độ -23m

Giai đoạn 9: Tháo dỡ máy khoan toàn tiết diện TBM tại phân khu 1 và phân khu 4 Giai đoạn 10: Tháo dỡ hệ thanh chống tạm bằng thép hình, sau đó thi công hệ cột,

vách ke ga, thi công hệ vách gia cường tường vây đợt 1

Giai đoạn 11: Thi công hệ dầm sàn ke ga tại CĐ -20.4m; vách ngăn nền đường ray,

tôn nền đường ray và lắp đặt hệ ray tàu trong ga

Giai đoạn 12: Thi công hệ cột, vách tầng hầm 5 và dầm, sàn tầng hầm 4 tại vị trí lỗ

mở thi công, CĐ -15.0m

Giai đoạn 13: Thi công hệ cột, vách tầng hầm 4 và dầm, sàn tầng hầm 3 tại vị trí lỗ

mở thi công, CĐ -11.4m

Giai đoạn 14: Thi công hệ cột, vách tầng hầm 3 và dầm, sàn tầng hầm 2 tại vị trí lỗ

17.3 THIẾT KẾ SƠ BỘ TƯỜNG TRONG ĐẤT

 Trong đồ án này tường trong đất bao xung quanh công trình có vai trò chắn đất, chịu áp lực của đất, nước ngầm và là kết cấu chịu một phần tải trọng do công trình truyền vào

Tải trọng tác dụng lên tường bao gồm:

 Tính toán tường liên tục trong đất bao gồm các công việc sau:

1 Lựa chọn vật liệu

2 Lựa chọn sơ bộ kích thước tường

3 Kiểm tra sức chịu tải của đất nền dưới chân tường

4 Kiểm tra ổn định chống trồi của đáy hố đào

5 Kiểm tra ổn định chống chảy thấm (phun trào) đáy hố đào

6 Tính toán nội lực và thiết kế cốt thép cho tường theo phương án thi công

17.3.1 Vật liệu sử dụng

17.3.1.1 Bê tông

- Bê tông sử dụng có cấp độ bền B25, tra bảng ta có các thông số:

+ Cường độ chịu nén: Rb = 14.5 MPa = 145 kG/cm2 = 14.5×103 kN/m2

+ Cường độ chịu kéo: Rbt = 1.05 MPa =10.5 kG/cm2 = 10.5×102 kN/m2

- Môđun đàn hồi: Eb = 30×103 MPa = 30×104 kG/cm2 = 30×106 kN/m2

+Môđun đàn hồi Es = 21×104 MPa = 21×105 kG/cm2 = 21×107 kN/m2

- Thép nhóm AIII (>18) có:

+ Rs = Rsc = 365 MPa = 3650 kG/cm2 = 365×103 kN/m2

+ Môđun đàn hồi Es = 20×104 MPa = 20×105 kG/cm2 = 20×107 kN/m2

17.3.2 Lựa chọn tiết diện tường vây

17.3.2.1 Chiều dày tường

- Theo yêu cầu chống thấm

- Từ mômen trong tường Chiều cao làm việc của tường (ho) tính theo công thức:

 với b là chiều rộng của dải tường cần tính toán (b = 1m)

- Căn cứ vào công nghệ và phương tiện thi công thực tế Thường thi công cạp tường bằng gầu ngoạm, có các kích thước gầu: 600, 800, 1000, 1200 (mm)

- Chọn theo kinh nghiệm

- Do việc thi công tường trong đất được thực hiện tuần tự theo từng đoạn (Panel), kích thước đoạn tường phụ thuộc vào việc lựa chọn máy thi công

 Nên ta chọn kết hợp các kích cỡ chiều dày gầu đào 600; 800 và 1000 (mm) cho

hệ tường trong đất của công trình tại từng hạng mục khác nhau

17.3.2.2 Lựa chọn chiều sâu chôn tường

- Sơ bộ chiều sâu chôn tường là (1.5÷2)×H = 40 (m) tính từ cốt ±0.00; chân tường tựa trên lớp đất số 7 (Với H = 24m là chiều sâu lớn nhất của hố đào)

- Sau đó tiến hành kiểm tra các điều kiện về nền đất và ổn định của tường vây

17.3.2.3 Lựa chọn bề rộng panel tường điển hình

Tường tầng hầm sử dụng công nghệ tường trong đất có ưu điểm nổi bật là trong giai đoạn thi công là kết cấu chắn giữ hố đào, trong giai đoạn sử dụng là tường tầng hầm, chiều dày của tường bằng bề dày kích thước gầu đào (0.6m; 0.8m; 1.0m ), bề rộng tấm tường phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Bề rộng của gầu đào: gầu đào thường có các loại bề rộng là 2.2m; 2.6m; 2.8m;

- Phương án đổ bê tông: Nếu đổ bê tông theo phương án vữa dâng, đối với chiều dày của tường là 0.6m; 0.8m theo kinh nghiệm bán kính ảnh hưởng của 1 ống đổ là 1.5m, khi sử dụng 1 ống đổ thông thường bề rộng của tấm tường bằng bề rộng của gầu đào (khoảng 2.8m – tấm tường cơ bản), 2 ống đổ bề rộng của tường lớn nhất là 6m (xấp xỉ 2 lần bề rộng gầu đào), 3 ống đổ bề rộng của tường lớn nhất là 9m (xấp xỉ 3 lần

bề rộng của gầu đào);

- Địa chất công trình và địa chất thuỷ văn: Thi công trong nền đất tốt thì bề rộng tấm tường được lựa chọn lớn hơn khi thi công trong nền đất yếu

- Phụ thuộc vào phương tiện và mấy móc thi công

- Phụ thuộc vào các yếu tố kỹ thuật như giữ ổn định của thép tường, nếu bề rộng của tấm tường càng lớn thì khả năng đảm bảo ổn định của thép tường vây trong quá trình cẩu lắp sẽ càng khó khăn

* Nếu sử dụng bề rộng tấm tường bằng tấm tường cơ bản sẽ có một số vấn đề sau:

- Khi chọn bề rộng tấm tường bằng tấm tường cơ bản sẽ tồn tại nhiều tấm tường và khi đó cũng tồn tại nhiều mối nối giữa các tấm tường lúc này vấn đề về chống thấm tường tầng hầm sẽ phức tạp và chi phí chống thẫm sẽ tăng;

- Khi tồn tại nhiều tấm tường thì xác xuất xảy ra việc dầm của sàn tầng hầm gác vào đúng vị trí mối nối giữa 2 tấm tường là rất cao khi này sẽ gây khó khăn cho thi công cũng như chống thấm cho tầng hầm;

- Đổ bê tông cho công trình nằm trong 4 quận nội thành (Ba Đình, Hai Bà Trưng, Đống Đa, Hoàn Kiếm) chỉ được tiến hành ban đêm (9 giờ tối đến 5 giờ sáng), với tấm tường nhỏ như tấm tường cơ bản 1 tối đổ được 1 tấm thừa quá nhiều thời gian, đổ

2 tấm lại thiếu thời gian do phải luân chuẩn từ vị trí này sang vị trí khác Nếu đồng thời đổ 2 tấm thì máy móc, phương tiện, con người, mặt bằng phải tăng lên gấp đôi các

bộ phận phục vụ tương đối căng thẳng tuy điều kiện mặt bằng của công trình là rộng rãi, tuy nhiên các đường giao thông phục vụ cho công trình thì nhỏ và khó khăn do chỉ

có thể di chuyển một chiều thì việc tổ chức mặt bằng để thi công liền một lúc 2 tấm tường là rất phức tạp do vậy chất lượng cũng như tiến độ khó đảm bảo được

* Trên thực tế bề rộng tấm tường thường lớn hơn tấm tường cơ bản, tuy nhiên không thể "quá lớn" do gặp những tồn tại sau:

- Khi bề rộng tấm tường quá lớn thì sự ổn đỉnh của đất thành hố đào của panel tường vây khó được đảm bảo;

- Với những tấm tường lớn thì lồng thép tương ứng cũng sẽ lớn và trọng lượng cũng lớn khi này sẽ gặp phải 1 số vấn đề trong quá trình cẩu hạ lồng thép như: lồng thép sẽ bị uốn cong quá mức, gây sộc sệch các thanh thép ngang, thường phải bố trí thêm thép gia cường để cẩu lắp, phải có máy thi công đủ lớn để cẩu lắp…

- Với những tấm tường có bề rộng lớn thì phải bố trí nhiều ống đổ bêtông khi này

sẽ gây khó khăn cho công tác tổ chức mặt bằng thi công đặc biệt là với công trình có mặt bằng chật hẹp;

Chính vì vậy để lựa chọn được tấm tường hợp lý thuận lợi và an toàn cho quá trình thi công đặc biệt là phải ổn định trong suốt quá trình thi công tấm tường là một vấn đề cần được đặt ra và tính toán, kiểm tra một cách cụ thể

- Lựa chọn kích thước Panel tường điển hình là: 1000×6000 (mm)

17.3.2.4 Kiểm tra sức chịu tải của đất nền dưới chân tường

- Tường trong đất khi dùng làm tường tầng hầm thì có thể hoặc không chịu tải trọng thẳng đứng Ntc do công trình bên trên gây nên

- Việc kiểm tra sức chịu tải của đất dưới chân tường được thực hiện bằng cách cắt

ra 1 dải tường có kích thước b × h = 1 × 1 (m)

- Trong trường hợp tổng quát, thì phải đảm bảo sao cho sức chịu tải của đất nền dưới chân tường lớn hơn tải trọng của công trình cộng với tải trọng bản thân của bức tường gây nên tại chân tường; tức là:

+ Ptc - Áp lực tiêu chuẩn dưới chân tường (kN/m2)

+ Ntc - Tải trọng công trình trên mỗi mét dài (kN/m)

+ Gtc - Trọng lượng bản thân của mỗi mét dài tường (kN/m)

+ Rtc - Sức chịu tải của đất nền dưới chân tường (kN/m2) được xác định theo:

R  A b        B h ' D C+ b - Chiều dày của bức tường (b = 1m)

+ h - Chiều sâu chôn tường (h = 40m)

+  - Trọng lượng riêng hiệu quả của lớp đất dưới chân tường (kN/m3)

+ ' - Trọng lượng riêng trung bình hiệu quả của các lớp đất từ chân tường đến mặt đất (kN/m3)

+ Ctc - Lực dính tiêu chuẩn của lớp đất dưới chân tường (kN/m2)

+ A; B; D - Các hệ số phụ thuộc vào góc ma sát trong 0 của lớp đất dưới chân tường, xác định bằng cách tra bảng

Tính toán:

- Trọng lượng bản thân của mỗi mét dài tường:

tc bt

- Trọng lượng riêng hiệu quả của lớp đất dưới chân tường:  = đn7 = 9.76 (kN/m3)

- Lực dính tiêu chuẩn của lớp đất dưới chân tường: Ctc7 = 0 (Lớp cát)

- Trọng lượng riêng trung bình hiệu quả của các lớp đất từ chân tường đến mặt đất: (kN/m3)

i

2

h' =

h

17 17 7.35 1.5 9.24 12.5 7.52 2.6 9.19 3.8 8.35 1.8 9.76 0.8

40 12.32 (kN/m )

- Góc ma sát trong của lớp đất dưới chân tường: 7 = 34.70, tra bảng kết hợp nội suy ta được: A = 1.64 ; B = 7.57 ; D = 9.48

 Sức chịu tải của đất nền dưới chân tường:

17.3.2.5 Kiểm tra ổn định chống trồi của đáy hố đào

- Theo " Thiết kế và thi công hố móng sâu - PGS.TS.Nguyễn Bá Kế"; phương pháp tính chống trồi đáy hố đào khi đồng thời xem xét cả c và  có thể sử dụng công thức kiểm tra của Uông Bỉnh Giám ở Đại học Đồng Tế - TQ:

Hình 17.2: Sơ đồ tính toán chống trồi khi đồng thời xem xét cả c và 

+ D - Độ sâu chôn của thân tường (D = 16m)

+ H - Độ đào sâu của hố móng (H = 24m)

+ q - Siêu tải mặt đất (lấy trung bình q = 20 kN/m2)

+ 1 - Trọng lượng riêng trung bình hiệu quả của các lớp đất kể từ chân tường đến mặt đất ở phía ngoài hố đào (kN/m3)

+ 2 - Trọng lượng riêng trung bình hiệu quả của các lớp đất kể từ chân tường đến mặt hố đào ở phía trong hố đào (kN/m3)

+ ctb - Lực dính tiêu chuẩn trung bình của lớp đất kể từ chân tường đến mặt hố đào

ở phía trong hố đào (kN/m2)

+ tb- Góc ma sát trong trung bình của lớp đất kể từ chân tường đến mặt hố đào ở phía trong hố đào (Độ)

+ Nq; Nc - Hệ số tính toán khả năng chịu lực giới hạn của đất, có thể sử dụng công thức tính toán của Terzaghi hoặc Prandtl:

17 17 7.35 1.5 9.24 12.5 7.52 2.6 9.19 3.8 8.35 1.8 9.76 0.8

24 16 12.32 (kN/m )

- Trọng lượng riêng trung bình hiệu quả của các lớp đất kể từ chân tường đến mặt

hố đào ở phía trong hố đào:

2

2

h 9.24 7 7.52 2.6 9.19 3.8 8.35 1.8 9.76 0.8 =

0 tan

17.3.2.6 Kiểm tra ổn định chống chảy thấm (phun trào) đáy hố

- Theo " Thiết kế và thi công hố móng sâu - PGS.TS.Nguyễn Bá Kế": Khi đào hố móng trong lớp bão hoà nước, phải thường xuyên lưu ý đến áp lực nước, bảo đảm ổn định của hố móng, nhất thiết phải kiểm tra trong quá trình chảy thấm có xuất hiện

phun trào (cát chảy) hay không Khi nước ngầm chảy từ bên dưới mặt đáy hố móng lên bên trên mặt đáy hố móng, các hạt đất trong nền đất sẽ chịu lực đẩy nổi của áp lực nước thẩm thấu, một khi xuất hiện áp lực nước thẩm thấu quá lớn, các hạt đất sẽ rơi vào trạng thái huyền phù trong nước đang lưu động, tạo ra hiện tượng phun trào

Hình 17.3: Sơ đồ kiểm tra phun trào đáy hố

- Hệ số an toàn ổn định chống chảy thấm (phun trào) của khối đất ở đáy hố có thể kiểm tra theo công thức sau:

+ hw - Chênh lệch cột nước giữa trong và ngoài đáy hố đào

+ L - Độ dài đường chảy của dòng thấm ngắn nhất

+ Lh - Tổng độ dài đoạn nằm ngang của dòng chảy thấm

+ Lv - Tổng độ dài đoạn thẳng đứng của dòng chảy thấm

+ m - Hệ số tính đổi đoạn thẳng đứng của chảy thấm thành đoạn nằm ngang Khi là tường màng quây một hàng lấy m = 1.5

+ ic - Độ dốc thủy lực tới hạn của khối đất ở đáy hố: c ici hi

i 0.89

K = = = 5.9 (1.5 2) TM

17.4 LỰA CHỌN LỖ MỞ SÀN THI CễNG

Từ điều kiện thực tế cụng trỡnh và những kết quả phõn tớch bờn trờn ta cú thể chọn

lỗ mở sàn thi cụng cho cụng trỡnh như hỡnh sau:

Hỡnh 17.4: Mặt bằng phõn khu đào đất, bố trớ hệ neo và lỗ mở sàn tầng hầm 1-2-3-4

17.5 LỰA CHỌN HỆ NEO TRONG ĐẤT, VĂNG CHỐNG VÀ KINGPOST

- Hệ neo trong đất được chọn sơ bộ như trong phương ỏn 2 bố trớ tại phõn khi 1 và

phõn khu 4 để phục vụ cho cụng tỏc thỏo dỡ mỏy TBM

- Hệ thống văng chống sử dụng cho cụng trỡnh bằng thộp hỡnh cú cỏc loại kớch

thước như sau: H400ì400ì16ì20; H300ì350ì8ì10 Chức năng của hệ văng chống

như một gối tựa của tường trong suốt quỏ trỡnh thi cụng làm nhiệm vụ ngăn cản

chuyển dịch ngang của tường võy vào trong lũng hố đào

- Đặt cột chống tạm phải thoả món cỏc yờu cầu sau:

+ Đủ độ sõu chụn trong khối bờ tụng cọc

+ Đặt đỳng vị trớ thiết kế, trọng tõm cột tạm cú thể trựng với trọng tõm cột bờ tụng

cốt thộp theo thiết kế hoặc khụng trựng với trọng tõm cột để cú thể thu hồi lại sau khi

thi cụng xong tầng hầm

máy xúc gầu ngoạm

máy xúc gầu ngoạm

máy xúc gầu ngoạm

máy xúc gầu ngoạm

máy xúc gầu ngoạm

máy xúc gầu ngoạm

vị trí ống chờ đổ bê tông vị trí ống chờ đổ bê tông

vị trí ống chờ đổ bê tông vị trí ống chờ đổ bê tông

sbp

sbp sbp

PHÂN KHU 3

PHÂN KHU 4 PHÂN KHU 1 Lỗ Mở THI CÔNGS = 73.5 (M2 )

Hình 17.5: Mặt bằng bố trí hệ neo và văng chống tại cao độ -19.5m

17.6 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHUYỂN VỊ, TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ

THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO TƯỜNG THEO PHƯƠNG ÁN THI CÔNG

17.6.1 Cơ sở tính toán và kiểm tra

- Thiết kế kiến trúc, kết cấu và biện pháp thi công móng, tầng hầm của công trình

- Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình

- Các tiêu chuẩn kỹ thuật và tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam hiện hành

- Đặc điểm chung của công trình

17.6.2 Biện pháp thi công

- Tường vây barret là tường bê tông đổ tại chỗ, dày 1m, để chắn giữ ổn định hố đào

sâu trong quá trình, đồng thời được làm kết cấu chịu lực cho công trình sau này

- Bài toán thiết kế phải ứng với từng giai đoạn thi công công trình Bởi vì mỗi giai

đoạn thi công áp lực cũng như tải trọng tác dụng vào công trình là sẽ khác nhau Bởi

vậy nên việc thiết kế cũng phải đi sát với việc thi công công trình ngầm này nói riêng

cũng như là với bất kì một công trình ngầm nào khác

- Trong đồ án, tường vây được giữ ổn định trong quá trình thi công bằng phương

pháp thi công Top-Down và sử dụng ngay các sàn tầng hầm để chống đỡ

- Để đáp các yêu cầu thiết kế và thi công phải luôn gắn với nhau thì tác giả sử dụng

phần mềm Plaxis V8.2 để tính toán nội lực của hệ này Đây là một phần mềm đang

được ứng dụng rộng rãi trong việc thiết kế công trình ngầm Phần mềm này đáp ứng

được các yêu cầu khắt khe của bài toán thiết kế và thi công Quan trọng hơn cả là việc

chương trình Plaxis mô tả được sự làm việc của kết cấu trong từng giai đoạn thi công

- Hệ tường vây và hệ thanh chống tạm của công trình được tính toán và kiểm tra

PH¢N KHU 1

PH¢N KHU 4 PH¢N KHU 2 PH¢N KHU 3

17 17 7.35 1.5 9.24 12.5 7.52 2.6 9.19 3.8 8.35 1.8 9.76 0.8

40 12.32 (kN/m )

tự nhiên

sat

(kN/m3)

Trọng lƣợng riêng bão hòa

unsat

(kN/m3)

Môđun biến dạng

Eref (kN/m2)

Hệ

số Poison



Lực dính

Cref (kN/m2)

Góc

ma sát trong



(Độ)

Góc dãn

17.6.3.3 Thanh chống, Kingpost

- Thanh chống và Kingpost sử dụng loại H400×400×16×20

(Các thép hình có thể thay đổi bằng các loại có thông số hình học tương đương)

- Vật liệu thép sử dụng là thép CCT38s có cường độ tính toán fy = 230 MPa

- Các thông số của thanh chống được tính trong bảng sau:

Bảng 17.2: Các thông số của thanh chống

(m)

h (m)

Lspacing(m)

EA (kN)

- Tải trọng áp lực đất do chương trình tính toán tự tính theo các thông số đầu vào

- Tải trọng máy móc thiết bị mặt đất và các công trình xung quanh lấy trung bình bằng 20 (kN/m2)

- Hoạt tải do thi công trên mặt bằng lấy trung bình bằng 10 (kN/m2)

17.6.4 Trình tự các Phase tính toán trên Plaxis V8.2

Phase 1: Kích hoạt tường vây, tải trọng mặt đất, khai báo chuyển vị về 0

Phase 2: Đào đất lần 1 đến cao độ -2.6m (thi công dầm bo đỉnh tường) và lần

2 đến cao độ -5.7m Phase 3: Thi công Sàn tầng hầm 1 tại cao độ -5.4

Phase 4: Đào đất lần 3 đến cao độ -8.7m

Phase 5: Thi công Sàn tầng hầm 2 tại cao độ -8.4m

Phase 6: Đào đất lần 4 đến cao độ -11.7m

Phase 7: Thi công Sàn tầng hầm 3 tại cao độ -11.4m

Phase 8: Đào đất lần 5 đến cao độ -15.3m

Phase 9: Thi công Sàn tầng hầm 4 tại cao độ -15m; hạ mực nước ngầm đến

cao độ -25.5m (cách đáy đài móng 0.5m) Phase 10: Đào đất lần 6 đến cao độ -20.0m

Phase 11: Thi công hệ thanh chống tạm bằng thép hình tại cao độ -19.5m

Phase 12: Đào đất lần 7 đến cao độ -24.1m

Phase 13: Thi công Sàn đáy tại cao độ -23.0m

Phase 14: Tháo dỡ hệ thanh chống tạm, thi công Sàn mái tại cao độ -1.5m

17.6.5 Kết quả phân tích và tính toán trên mô hình

Hình 17.6: Mô hình phân tích trên Plaxis V8.2

Hình 17.7: Trình tự các Phase tính toán

17.6.6 Kết quả phân tích

Hình 17.8: Đẩy trồi đáy hố đào (u y = 30.8 cm)

Hình 17.9: Biểu đồ bao nội lực của tường vây khi kết thúc các Phase tính toán (M max = 2548 kN.m/1m ; Q max = 875 kN/1m ; N max = 709 kN/1m)

17.6.7 Tổng hợp kết quả và kiểm tra, tính toán

17.6.7.1 Kiểm tra chuyển vị ngang của tường vây

Bảng 17.3: Bảng tổng hợp kết quả chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây

Giai đoạn thi công Chuyển vị ngang lớn nhất

ux,max (cm) Đào đất lần 1+2 đến -5.7m 7.69 Đào đất lần 3 đến -8.7m 7.11 Đào đất lần 4 đến -11.7m 6.95 Đào đất lần 5 đến -15.3m 6.94 Đào đất lần 6 đến -20.0m 6.99 Đào đất lần 7 đến -24.1m 8.10

- Theo tiêu chuẩn BS8002 thì chuyển vị ngang lớn nhất cho phép của tường vây trong giai đoạn thi công là H/200 với H là chiều sâu của hố đào, vậy chuyển vị ngang lớn nhất cho phép là H/200 = 2410/200 = 12.05 (cm)

- Chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây là 8.10 (cm) < 12.05 (cm)

17.6.7.2 Kiểm tra bền cho thanh chống

- Các thanh chống nằm ngang vừa chịu nén do áp lực đất truyền vào vừa chịu uốn

do trọng lượng bàn thân của hệ thống văng chống, tuy nhiên lực dọc do áp lực đất lớn hơn rất nhiều do với chịu uốn, vì vậy ta kiểm tra các thanh văng chống này như cấu kiện cột chịu nén

Bảng 17.4: Bảng tổng hợp lực dọc trong thanh chống qua các Phase tính toán

6

(kN/1m)

Ls(m)

F (kN/1m) Phase 4 Phase 6 Phase 8 Phase 10 Phase 12 Phase 14

- Dựa vào kết quả phân tích ở trên ta tiến hành kiểm tra cho thanh văng chống có

Nmax = 696 kN/1m khoảng cách chống trung bình là 8m và sử dụng thanh chống kép gồm 2 thanh H400 nên lực tác dụng vào thanh chống này là N = 8×696 = 5568 (kN)

Hình 17.10: Sơ đồ tính toán thanh chống

* Xác định tiết diện cần thiết của tiết diện Kingpost

- Chọn tiết diện đối xứng dạng chữ H, mác thép CCT38s có cường độ tính toán f =

230 N/mm2 (tương ứng với tấm thép có t ≤ 20mm), que hàn N42 Hệ số điều kiện làm việc của kết cấu  = 1

- Diện tích yêu cầu của tiết diện thanh chống tính theo công thức: yc

: Hệ số uốn dọc, được xác định theo độ mảnh giả thiết gt

Ta giả thiết gt = 60   = 0.81 tra bảng phụ lục II - Kết cấu thép 1 và nội suy

2 yc

* Xác định kích thước tiết diện bản cánh và bản bụng

- ly: chiều dài tính toán của thanh chống (liên kết 2 đầu khớp) lấy như sau :

lx = ly = 1×9 = 9 (m) Chọn tiết diện thanh chống H400:

* Kiểm tra lại tiết diện thanh chống đã chọn

- Xác định các đặc trưng hình học của tiết diện:

Vậy thanh chống đảm bảo điều kiện ổn định tổng thể

- Liên kết hàn bản cánh với bản bụng lấy theo cấu tạo hf = 8mm, hàn cả hai bên bản bụng

- Thân thanh chống không bị giảm yếu nên điều kiện bền đƣợc thỏa mãn

17.6.7.3 Tính toán cốt thép cho tường

Bảng 17.5: Bảng tổng hợp kết quả nội lực trong tường

(kN.m/1m)

Qmax(kN/1m)

Nmax(kN/1m)

- Bêtông B25, kể đến hệ số điều kiện làm việc do đổ trong dung dịch betonite:

Rb = 0.7×14.5 = 10.15 (MPa) ; Rbt = 0.7×1.05 = 0.74 (MPa) ; Eb = 30.5×103 (MPa)

- Cốt thép dọc chịu lực nhóm CIII: Rs = Rsc = 365 (MPa) ; Es = 20×104 (MPa)

b h



- Kết quả tính toán trong bảng sau:

Bảng 17.6: Bảng tính toán cốt thép dọc tường vây

Từ -6.9(m)

Đến -17.7(m)

Mặt ngoài 2548.3 0.33 0.42 101.61 2×30 100-200 1.22 Mặt trong 360.6 0.04 0.04 10.12 28 200 0.35

Từ -17.7(m)

Đến -28.5(m)

Mặt ngoài 1213.8 0.16 0.18 43.55 25 100 0.56 Mặt trong 463.7 0.06 0.06 15.18 28 200 0.35

Từ -28.5(m)

Đến -40(m)

Mặt ngoài 84.9 0.01 0.01 2.53 28 200 0.35 Mặt trong 769.3 0.09 0.09 22.77 28 200 0.35

- Chọn chiều dài đoạn nối cốt thép bằng 900 mm  30×max = 30×30 = 900 (mm)

- Các lồng cốt thép được nối với nhau bằng bu lông chữ U so le nối buộc, phần nối chồng được thực hiện khi hạ lồng xuống hố đào

c) Tính toán cốt thép đai:

- Ta sẽ kiểm tra khả năng chịu cắt của bêtông Nếu bêtông đủ khả năng chịu cắt thì

ta sẽ không phải tính toán cốt đai nữa mà sẽ đặt cốt đai theo cấu tạo Còn nếu không thì ta sẽ tính toán để bố trí cốt đai

- Theo Chỉ dẫn thiết kế và thi công cọc Baret, tường trong đất và neo trong đất _ GS.Nguyễn Văn Quảng thì: "Cốt thép đai thường dùng đường kính d=12÷16 mm, loại thép AI hoặc AII, cọc càng to càng dài thì đường kính càng lớn và ngược lại Khoảng cách giữa các tim trục cốt thép chủ thường bằng 300 mm theo chiều dài cọc"

- Yêu cầu cấu tạo: Do h = 1000 mm  sct min (1000/3; 500 mm) = 300 mm

- Hệ số kể đến ảnh hưởng của lực dọc:

3 n

- Dự kiến dùng thép đai 12 có asw = 113 mm2, trong 1m dài tường sẽ có 3 nhánh đai  Asw = 339 (mm2)

- Tính smax:

3 max

Vậy, Chọn s  min(smax ; sct ; stt) = min (1065 ; 300 ; 310) = 300 (mm)

 Cốt đai chọn 12a300 cho toàn bộ chiều dài tường vây

d) Các yêu cầu cấu tạo:

- Cốt thép dọc (cốt thép chủ) thường dùng đường kính d 16 36(mm)  , loại thép AII-AIII, cọc càng to càng dài thì đường kính càng lớn và ngược lại Hàm lượng cốt thép  0.35 0.65%

- Cốt thép đai thường dùng đường kính d12 16(mm) , loại thép AI hoặc AII, cọc càng to càng dài thì đường kính càng lớn và ngược lại Khoảng cách giữa các tim trục cốt thép chủ thường bằng 300(mm) theo chiều dài cọc

- Cốt đai giằng ngắn đặt trong mỗi tiết diện để gia cường lồng thép cũng dùng đường kính d 12 16(mm)  , loại thép AI hoặc AII Những cốt thép này thường đặt theo cạnh ngắn và vuông góc với cạnh dài của tiết diện và cách nhau300(mm) Chú

ý đặt những cốt đai ngắn này không làm ảnh hưởng tới việc đặt ống đổ bêtông trong suốt chiều dài cọc, khi cho ống đổ bêtông xuống sát đáy hố và rút lên đến mặt đất

- Để đảm bảo cho lớp bêtông bảo vệ cốt thép 7(cm) phải đặt các con kê (tốt nhất

là các con kê dạng bánh xe có lỗ hở ở giữa để luồn thép đai vào như trục quay của bánh xe) con kê nên đúc bằng bêtông Các con kê thường đặt cách nhau khoảng 1m theo chiều ngang và 2m theo chiều dọc Trên các mặt bên của cọc

- Để kiểm tra cọc cần thiết phải đặt các ống dẫn bằng kim loại hoặc bằng chất dẻo

có đường kính khoảng 60(mm) Các ống này dùng để thả các đầu phát và đầu thu của thiết bị siêu âm truyền qua Các ống đó phải buộc chặt hoặc hàn vào lồng thép trong suốt chiều dài cọc.Nếu phải nối các đoạn lồng thép, thì khi thả từng đoạn hố có chứa đầy Bentonite người ta buộc đoạn lồng thép nối dài thêm, đồng thời cũng nối các ống

để siêu âm bêtông bằng các măng xông bên ngoài để cho chúng được nối đồng tâm và cùng tiết diện Các ống siêu âm này đặt đối xứng với nhau qua chiều rộng của tiết diện cọc có khoảng cách 1.5m theo chiều dài của tiết diện cọc

(Chi tiết kết cấu tường vây xem bản vẽ: KC-10)

17.7 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN VẾT NỨT TRONG SÀN

Vết nứt trong sàn tầng hầm được kiểm tra với cốt thép được bố trí theo 2 phương là: 8a120 với thép chịu nén và 8a180 với thép chịu kéo, với cấp chống nứt là cấp 3,

bề rộng vết nứt được xác định với tác dụng của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn Tính cho 1m bề rộng sàn

Bề rộng vết nứt thẳng góc trong sàn được tính toán theo công thức:

  3 s

-  : hệ số, lấy đối với:

+ Cấu kiện chịu uốn và nén lệch tâm: bằng 1.0

+ Cấu kiện chịu kéo: bằng 1.2

-l : hệ số, lấy khi có tác dụng của:

+ Tải trọng tạm thời ngắn hạn và tác dụng ngắn hạn của tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn: 1.0

+ Tải trọng lặp, tải trọng thường xuyên và tải trọng tạm thời dài hạn đối với kết cấu làm từ: bê tông nặng, trong điều kiện độ ẩm tự nhiên:  1.6 15 

- : hệ số, lấy như sau:

với cốt thép thanh có gờ : 1.0

với cốt thép thanh tròn trơn : 1.3

với cốt thép sợi có gờ hoặc cáp: 1.2

với cốt thép trơn : 1.4

-s : ứng suất trong các thanh cốt thép S lớp ngoài cùng

- : hàm lượng cốt thép của tiết diện: lấy bằng tỷ số giữa diện tích cốt thép S và diện tích tiết diện bê tông (có chiều cao làm việc h0và không kể đến cánh chịu nén) nhưng không lớn hơn 0.02

s

3 8

E1210286 = 1.2 1.5 1.3 20 3.5 100 0.0025 8 = 0.215 (mm)

17.8 KIỂM TRA TIẾT DIỆN KINGPOST

Sau khi chạy phần mềm ta có bảng nội lực các cột Kingpost Từ bảng nội lực của các kingpost ở phần phụ lục ta thấy mômen tác dụng lên cột theo hai phương không lớn (độ lệch tâm nhỏ hơn 0.25) nên có thể bỏ qua ta tính toán gần đúng cho Kingpost

làm việc như cột chịu nén đúng tâm

Tại cột C53 trục B17 có Nmax = 3662 kN Ta dùng giá trị này để tính toán cho Kingpost điển hình và bố trí cho toàn bộ Kingpost còn lại

Hình 17.11: Sơ đồ tính toán Kingpost điển hình

17.8.1 Xác định tiết diện cần thiết của tiết diện Kingpost

- Chọn tiết diện đối xứng dạng chữ H, mác thép CCT38s có cường độ tính toán f =

230 N/mm2 (tương ứng với tấm thép có t ≤ 20mm), que hàn N42 Hệ số điều kiện làm việc của cột  = 1

- Diện tích yêu cầu của tiết diện cột tính theo công thức: yc

: Hệ số uốn dọc, được xác định theo độ mảnh giả thiết gt

Đối với cột dài 5÷6m; chịu lực N = 2500÷4000 kN, ta giả thiết gt = 60

 = 0.81 tra bảng phụ lục II - Kết cấu thép 1 và nội suy

2 yc

17.8.3 Kiểm tra lại tiết diện Kingpost đã chọn

* Xác định các đặc trưng hình học của tiết diện:

 Bản bụng không phải đặt sườn ngang

- Độ mảnh giới hạn của bản cánh theo bảng 4.4 trang 186 – Kết cấu thép 1

6 0

f

b

= (0.36+0.1 λ) E/f = (0.36+0.1 1.33) 2.1 10 /2300 = 14.9t

 Vậy bản cánh đảm bảo điều kiện ổn định cục bộ

- Liên kết hàn bản cánh với bản bụng lấy theo cấu tạo hf = 8mm, hàn cả hai bên bản bụng

- Thân Kingpost không bị giảm yếu nên điều kiện bền được thỏa mãn

CHƯƠNG 18: LẬP BIỆN PHÁP THI CÔNG CÔNG TRÌNH

THEO PHƯƠNG ÁN 2 18.1 TRÌNH TỰ THI CÔNG TẦNG HẦM

Căn cứ: - Mặt bằng hiện trạng công trình xây dựng

- Năng lực, điều kiện thực tế của Nhà thầu

- Và các điều kiện ràng buộc cụ thể về các yêu cầu kỹ thuật

Tác giả xin lập quy trình thi công chi tiết gồm các giai đoạn như sau:

Hình 18.1: Mặt bằng bố trí hệ neo trong đất

- Giai đoạn 1: Tiến hành thi công hệ cọc khoan nhồi, tường trong đất xung quanh

chu vi công trình Trong quá trình thi công cọc khoan nhồi tiến hành

hạ Kingpost

- Giai đoạn 2: Đào đất đợt 1 bằng máy đến cao độ (CĐ) -2.6m cho tất cả các phân

khu Thi công dầm bo (1000×1000 mm) trên đỉnh tường vây tại CĐ 1.5m

Giai đoạn 3: Đào đất đợt 2 bằng máy đến CĐ 4.5m cho tất cả các phân khu, theo

hướng cuốn chiếu từ giữa công trình, vận chuyển đất bằng đường công vụ

- Giai đoạn 4: Thi công hệ neo trong đất tại CĐ -4.0m theo chu vi tường vây

- Giai đoạn 5: Đào đất đợt 3 bằng máy đến CĐ -7.5m cho tất cả các phân khu, theo

hướng cuốn chiếu từ giữa công trình, vận chuyển đất bằng đường công vụ

- Giai đoạn 6: Thi công hệ neo trong đất tại CĐ -7.0m theo chu vi tường vây

- Giai đoạn 7: Đào đất đợt 4 bằng máy đến CĐ -10.5m cho tất cả các phân khu,

theo hướng cuốn chiếu từ giữa công trình, vận chuyển đất bằng đường công vụ

- Giai đoạn 8: Thi công hệ neo trong đất tại CĐ -10.0m theo chu vi tường vây

- Giai đoạn 9: Đào đất đợt 5 bằng máy đến CĐ -13.5m cho tất cả các phân khu, cắt

đường công vụ, vận chuyển đất bằng máy xúc gầu ngoạm thủy lực

- Giai đoạn 10: Thi công hệ neo trong đất tại CĐ -13.0m theo chu vi tường vây

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

- Giai đoạn 11: Đào đất đợt 6 bằng máy đến CĐ -16.5m cho tất cả các phân khu,

vận chuyển đất bằng máy xúc gầu ngoạm thủy lực

- Giai đoạn 12: Thi công hệ neo trong đất tại CĐ -16.0m theo chu vi tường vây

- Giai đoạn 13: Đào đất đợt 7 bằng máy đến CĐ -19.0m cho tất cả các phân khu,

vận chuyển đất bằng máy xúc gầu ngoạm thủy lực

- Giai đoạn 14: Thi công hệ neo trong đất tại CĐ -18.5m theo chu vi tường vây

- Giai đoạn 15: Đào đất đợt 8 bằng máy đến CĐ -21.5m cho tất cả các phân khu,

vận chuyển đất bằng máy xúc gầu ngoạm thủy lực

- Giai đoạn 16: Thi công hệ neo trong đất tại CĐ -21.0m theo chu vi tường vây

- Giai đoạn 17: Đào đất đợt 8 bằng máy đến CĐ -24.1m cho tất cả các phân khu,

đào và sửa đất hố móng bằng thủ công, vận chuyển đất bằng máy xúc gầu ngoạm thủy lực

- Giai đoạn 18: Thi công bê tông móng đợt 1 (thi công đài và giằng móng)

- Giai đoạn 19: Lấp đất móng và đầm chặt, Thi công bê tông móng đợt 2 (thi công

bản đáy) tại CĐ -23.0m

- Giai đoạn 20: Tiến hành tháo dỡ máy khoan toàn tiết diện TBM rồi sau đó thi

công kết cấu công trình từ dưới lên Cuối cùng tháo dỡ hệ thống cáp

hệ neo trong đất

18.2 THIẾT KẾ SƠ BỘ TƯỜNG VÂY

- Việc lựa chọn vật liệu, kích thước, tiết diện tường vây và kiểm tra các điều kiện

ổn định, cường độ đất nền, đẩy trồi đáy hố đào được thực hiện và tính toán tương tự như trong phương án 1

- Ta lựa chọn sơ bộ tường vây như sau:

+ Sử dụng bê tông có cấp độ bền chịu nén : B25

18.3 THIẾT KẾ HỆ THỐNG NEO TRONG ĐẤT

18.3.1 Lựa chọn loại neo

Có 3 loại neo chính:

- Loại thứ nhất là loại trụ tròn, bơm vữa xi măng hoặc vữa xi măng cát (áp lực bơm 0.30.5 MPa) vào trong lỗ khoan, thích hợp cho những thanh neo có tính chất tạm thời, lực kéo không lớn

- Loại thứ 2 là loại viên trụ mở to ở phần chân (bầu neo) hoặc là một hình không quy củ, bơm vữa dưới áp lực từ 2 MPa ( bơm vữa 2 lần) đến bơm vữa cao áp khoảng 5 MPa, trong đất sét hình thành vùng mở rộng tương đối nhỏ, trong đất không có tính sét

(a) Loại trụ tròn (b) Loại viên trụ mở to (c) Neo mở hình nón cụt

18.3.2 Chọn góc nghiêng của neo ( )

Góc nghiêng của thanh neo thường không nhỏ hơn 130 và cũng không nên lớn hơn

350 (Theo "Thiết kế và thi công hố móng sâu" – PGS.TS Nguyễn Bá Kế – NXB Xây

dựng)  Chọn  = 350

18.3.3 Thiết kế bầu neo

Khi thiết kế neo trong đất, người ta giả thiết rằng trong trường hợp bất lợi nhất là bức tường bị mất ổn định làm cho khối đất sau tường bị trượt theo cung tròn giả định

Để cho neo có hiệu quả, thì bầu neo phải nằm ngoài cung trượt

- Xác định chiều dài bầu neo (L):

Với lỗ khoan có đường kính d = 85245 mm chiều dài bầu neo Ls=318 m (phổ biến là Ls = 8 m) và bầu neo được chôn vùi dưới đất ở độ sâu trên 5 m (Theo "Nền

móng và tầng hầm nhà cao tầng" - GS.TSKH Nguyễn Văn Quảng – NXB Xây dựng)

Căn cứ vào các cơ sở nêu trên tác giả chọn kết hợp 2 loại chiều dài bầu neo là: Ls =

8 m và Ls = 10 m để sử dụng trong phạm vi đồ án của mình

Hình 18.3: Chiều dài bầu neo và đoạn neo tự do tương ứng 18.3.3.1 Xác định đường kính bầu neo (D) và tính sức chịu tải

Hình 18.4: Sơ đồ cấu tạo neo

- Sức chịu tải của bầu neo được tạo nên bởi hai phần:

+ Phần chủ yếu là lực ma sát giữa mặt xung quanh của bầu neo và đất

+ Phần phụ là phản lực của đất và gương neo

- Sức chịu tải của neo được xác định theo công thức:

Trong đó:

+ Ctc - Lực dính tiêu chuẩn của đất (MPa)

+  - Dung trọng tự nhiên của đất (kN/m3)

+ h - Khoảng cách từ đầu bầu neo đến mặt đất (m)

+ F - Diện tích tiết diện vành khăn của mặt gương bầu neo (m2, chú ý phải trừ đi tiết diện thanh neo)

+ K - Hệ số đồng nhất của đất (lấy K = 0.6)

+ m - Hệ số điều kiện làm việc (m = 1)

+ fs - Sức ma sát của đất (MPa) tra theo bảng

+ Ls - Chiều dài của bầu neo (m)

+ u - Chu vi mặt ngoài của bầu neo (m)

+ A, B - Các hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất, tra theo bảng

Hình 18.5: Diện tích mặt gương bầu neo Bảng 18.1: Sức ma sát của đất f s

+ Dung trọng tự nhiên của đất:  = 19 (kN/m3)

+ Khoảng cách từ đầu bầu neo đến mặt đất: h = 19.3 (m)

+ Diện tích tiết diện vành khăn của mặt gương bầu neo:

+ Hệ số điều kiện làm việc: m = 1

+ Sức ma sát của đất: Với lớp cát nhỏ có chiều sâu trung bình là 19.8 (m), tra theo bảng kết hợp nội suy ta được: fs = 0.0558 (MPa)

+ Chiều dài của bầu neo: Ls = 8 (m)

+ Chu vi mặt ngoài của bầu neo: u = ×D = ×0.3 = 0.9425 (m)

+ Với lớp đất Cát nhỏ có ma sát trong:  = 33.80, tra bảng kết hợp nội suy ta được: A = 44.48 ; B = 30.15

 Sức chịu tải của neo:

- Không để lại cáp neo trong đất nên không gây ra cản trở cho việc thi công phần ngầm cho các công trình bên cạnh sau này như các loại neo vĩnh cửu

- Do cấu tạo của đặc biệt của cáp neo do đó có thể dùng sức người để tháo neo một các dễ dàng

- Tạo ra lực phân bố trên bầu neo do đó sẽ huy động triệt để được sức chịu tải của bầu neo

- Có thể huy động được ứng suất liên giữa bầu neo với các lớp đất khi bầu neo đi qua nhiều lớp đất khác nhau

Hình 18.6: Cấu tạo cáp neo SW-RCD

- Chọn loại cáp neo: SW-RCD-80 có các thông số như sau:

Bảng 18.3: Bảng các đặc trưng của cáp neo SW-RCD-80

Số tao cáp

(12.7 mm)

Độ bền giới hạn (Tus)

Giới hạn chảy (Tys)

Lực cho phép (0.6Tus)

Lực kích (0.9Tys)

Số dây cáp

- Khoảng cách bố trí neo theo phương chu vi tường vây là Ls = 2.5 (m)

Hình 18.7: Mặt cắt bố trí neo

18.4 KIỂM TRA ĐIỀU KIỆN CHUYỂN VỊ, TÍNH TOÁN NỘI LỰC VÀ THIẾT KẾ CỐT THÉP CHO TƯỜNG THEO PHƯƠNG ÁN THI CÔNG 18.4.1 Phương pháp kiểm tra

Để đáp các yêu cầu thiết kế và thi công phải luôn gắn với nhau thì tác giả sử dụng phần mềm Plaxis V8.2 để tính toán nội lực của hệ này Đây là một phần mềm đang được ứng dụng rộng rãi trong việc thiết kế công trình ngầm Phần mềm này đáp ứng được các yêu cầu khắt khe của bài toán thiết kế và thi công Quan trọng hơn cả là việc chương trình Plaxis mô tả được sự làm việc của kết cấu trong từng giai đoạn thi công

18.4.2 Xử lý số liệu đầu vào