LÊ MẠNH CƯỜNGNGHIÊN CỨU ÁP DỤNG GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY BẰNG KẾT CẤU LẮP GHÉP TẠI HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2017 BỘ
Trang 1LÊ MẠNH CƯỜNG
NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY
BẰNG KẾT CẤU LẮP GHÉP TẠI HÀ NỘI
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
Hà Nội - 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
-
Trang 2LÊ MẠNH CƯỜNG KHÓA: 2015-2017
NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY
BẰNG KẾT CẤU LẮP GHÉP TẠI HÀ NỘI
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
Mã số : 60.58.02.08
LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
Hà Nội - 2017
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
-
Trang 3LỜI CÁM ƠN
Sau hai năm học tập và nghiên cứu tại lớp cao học CH15X, Khoa Sau đại học, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, dưới sự giảng dạy của các thầy cô giáo và sự giúp đỡ tận tình của Khoa Sau đại học, sự cố vấn và hướng dẫn của thầy giáo hướng dẫn, cộng với sự nỗ lực của bản thân, tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp cao học
với đề tài: “Nghiên cứu áp dụng giải pháp thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép tại Hà Nội”
Tôi xin chân thành cám ơn các cấp lãnh đạo của Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, khoa Sau Đại học và các thầy cô giáo đã tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình học tập và nghiên cứu tại trường
Tôi xin đặc biệt cám ơn PGS.TS Nguyễn Đức Nguôn – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và đưa ra nhiều ý kiến quý báu, cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho tôi trong quá trình hoàn thành luận văn
HỌC VIÊN LỚP CH15X
Lê Mạnh Cường
Trang 4LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và
có nguồn gốc rõ ràng
TÁC GIẢ LUẬN VĂN
Lê Mạnh Cường
Trang 5MỤC LỤC
Lời cám ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục các bảng, biểu
Danh mục các hình vẽ, đồ thị
MỞ ĐẦU 1
Lý do chọn đề tài 1
Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu 1
Phương pháp nghiên cứu 1
Ý nghĩa thực tiễn của luận văn 2
Cấu trúc luận văn 2
NỘI DUNG CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY 1.1 Khái niệm, cấu tạo về tường vây 1.1.1 Khái niệm 3
1.1.2 Vật liệu làm tường vây 3
1.1.3 Cấu tạo tường vây 6
1.2 Các giải pháp thi công tường vây hiện hành 1.2.1 Thực trạng các giải pháp thi công 8
1.2.2 Thi công tường vây đổ bê tông tại chỗ theo từng cung đoạn (cách nhịp).10 1.2.3 Thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép 11
1.2.4 Giải pháp chống đỡ thành vách hố đào khi thi công tường vây 13
1.3 Phân tích ưu nhược điểm của các giải pháp thi công tường vây ……….18
Trang 6CHƯƠNG 2. CƠ SỞ TÍNH TOÁN VÀ GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY LẮP GHÉP
2.1 Các giải pháp cấu tạo tường vây bằng kết cấu lắp ghép (tấm panel lắp ghép)
2.1.1 Cơ sở lựa chọn hình dạng, kích thước của tấm panel đúc sẵn 20
2.1.2 Kích thước chi tiết các cấu kiện panel lắp ghép 20
2.1.3 Giải pháp cấu tạo mối nối 24
2.2 Các phương pháp tính toán tường vây theo các giai đoạn thi công hố đào sâu 2.2.1 Áp lực đất lên tường chắn 26
2.2.2 Các phương pháp xác định áp lực đất 26
2.2.3 Tính toán tường dạng công xơn 30
2.2.4 Tính toán tường có 1 thanh chống 30
2.2.5 Tính tường chắn giữ có một tầng chống với đầu tự do (phương pháp cân bằng) 32
2.2.6 Tính toán tường theo phương pháp Sachipana 33
2.2.7 Phương pháp phần tử hữu hạn, sử dụng phần mềm Plaxis 37
2.3 Công nghệ thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép 2.3.1 Công tác tổ chức thi công 39
a Công tác chuẩn bị hệ thống điện, nước phục vụ thi công 39
b Công tác chuẩn bị các thiết bị phục vụ thi công 39
c Công tác chuẩn bị vật tư, vật liệu 39
d Thiết bị thi công đào hào 40
e Giải pháp về chống thấm cho tường trong đất sử dụng kết cấu lắp ghép
2.3.2 Biện pháp thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép 43
a Chuẩn bị hố đào 43
b Đào hào 44
Trang 7c Giữ ổn định, gia cố vách hố đào 44
d Hạ các tấm panel xuống hào 45
e Giải pháp cấu tạo mối nối 45
f Giải pháp chống thấm 47
2.3.3 Phạm vi áp dụng 48
2.4 Thi công tường vây lắp ghép bằng phương pháp ép rung (đóng rung) kết hợp xói nước áp lực cao 2.4.1 Nội dung cơ bản của phương pháp 48
2.4.2 Ưu nhược điểm của phương pháp 49
2.4.3 Nguyên lý vận hành 50
2.4.4 Thiết bị thi công 50
2.4.5 Lựa chọn áp lực phun và lưu lượng nước 52
2.4.6 Biện pháp thi công 53
2.4.7 Phạm vi áp dụng 54
2.5 Giải pháp hệ chống và neo tường vây 2.5.1 Hệ thanh chống 55
2.5.2 Neo đất/đá 58
2.5.3 Thi công hệ chống / neo tường vây 62
a Thi công hệ thanh chống 62
b Thi công neo đất 65
2.6 Quy trình nghiệm thu trong quá trình thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép 67
2.7 Các sự cố thường gặp trong quá trình thi công tường vây và các giải pháp khắc phục 69
2.7.1 Các yếu tố ảnh hưởng trong quá trình thi công tường Barret 69
2.7.2 Các rủi ro trong thi công 70
2.7.3 Các biện pháp khắc phục 72
Trang 8CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY BẰNG KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TẠI HÀ NỘI 3.1 Đặc điểm, vị trí công trình 73 3.2 Điều kiện địa chất công trình 74 3.3 Thông số kỹ thuật tấm Panel 75 3.4 Khảo sát sự thay đổi về nội lực và chuyển vị của tường vây lắp ghép theo các trường hợp sau:
3.4.1 Bài toán dạng 1: Ảnh hưởng của chiều cao tầng chống đến tường vây 76 3.4.2 Bài toán dạng 2: Thay đổi chiều dày của tấm tường vây 87 3.5 Đề xuất Quy trình thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép tại Hà Nội 3.5.1 Đề xuất quy trình thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép 94 3.5.2 Ưu điểm khi thi công tường vây theo Quy trình trên 94 3.5.3 Nội dung Quy trình thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép 95
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Kết luận
Kiến nghị
TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 9DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU
Số hiệu
Bảng 1.1 Cường độ dọc trục theo TCVN 5574-2012 4 Bảng 1.2 Các loại vữa, thành phần và lĩnh vực sử dụng 5 Bảng 1.3 Các loại đất sét dùng cho công trình hạ giếng 6 Bảng 1.4 Tiêu chuẩn chi phí vữa Bentonit cho Tường Barret 6 Bảng 2.1 Bảng chỉ tiêu cọc bản BTCT ứng suất trước của Nhật
Bảng 2.2 Một số loại gầu thùng hãng Bachy 41 Bảng 2.3 Các thông số kỹ thuật của gầu DH6 hãng Bauer sản xuất 42 Bảng 2.4 Thông số liên quan cho đất rời 52 Bảng 2.5 Thông số liên quan cho đất dính 52
Bảng 3.2 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 74 Bảng 3.3 Đặc trưng hình học MCN tấm tường 75 Bảng 3.4 Đặc trưng vật liệu thanh chống 76 Bảng 3.5 Bảng so sánh C.vị của tường khi l= 3m và l = 4m 81 Bảng 3.6 Bảng so sánh nội lực của tường khi l =3m và l=4m 84 Bảng 3.7 Đặc trưng hình học MCN tường vây 88 Bảng 3.8 Kết quả tính toán chuyển vị tường 600 và tường 500 90 Bảng 3.9 Kết quả tính toán nội lực tường 600 và tường 500 92
Trang 10DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Số hiệu
Hình 1.1 Một số hình ảnh về thi công tường vây 9 Hình 1.2 Quy trình công nghệ thi công tường vây theo phương pháp
Hình 1.3 Sơ đồ thi công tường vây sử dụng kết quả lắp ghép và các
dạng liên kết các tấm tường đúc sẵn 12 Hình 1.4 Hình ảnh về chống đỡ vách bằng hệ cọc – ván 13 Hình 1.5 Sơ đồ hệ thanh chống (a) và thanh chống thay đổi chiều
Hình 1.7 Thi công phần ngầm bằng phương pháp semi topdown 16 Hình 2.1 Chi tiết điển hình của một số tấm tường panel lắp ghép 24 Hình 2.2 Các kiểu khớp nối âm dương (a) và khớp nối kín nước (b) 24 Hình 2.3 Liên kết tấm panel tường theo phương đứng 25 Hình 2.4 Áp lực đất lên tường vây 26 Hình 2.5 Sơ đồ dịch chuyển của tường Congxon và phân bố áp lực
Hình 2.6 Sơ đồ phân bố áp lực đất, momen 32 Hình 2.7 Chuyển dịch của thân tường sau lần đào 34 Hình 2.8 Sơ đồ tính toán chính xác theo phương pháp Sachipana 34 Hình 2.9 Sơ đồ tính toán đơn giản theo phương pháp Sachipana 35 Hình 2.10 Gầu ngoạm kiểu dạng thùng có hai cáp treo 40 Hình 2.11 Gầu đào thủy lực Masago 42 Hình 2.12 Một số hình ảnh liên kết tường theo phương ngang 46
Trang 11Hình 2.13 Mối nối dọc giữa 2 tấm panel 47 Hình 2.14 Chống thấm cho mối nối 48 Hình 2.15 Nguyên lý vận hành của phương pháp phun nước áp lực 50 Hình 2.16 Bố trí ống phun nước áp lực cao đối với cừ BTCT 51 Hình 2.17 Hình ảnh thi công tường vây lắp ghép bằng phương pháp
ép rung kết hợp với xói nước áp lực cao 53 Hình 2.18 Bố trí hệ thanh chống ngang một nhịp (a) hoặc nhiều nhịp
Hình 2.19 Hệ thanh chống ngang 55 Hình 2.20 Chi tiết cấu tạo một sô cách liên kết giữa tường chắn và
Hình 2.21 Hệ chống xiên cho tường đứng 56 Hình 2.22 Mặt cắt thường dùng của thanh chống bằng thép 57 Hình 2.23 Dầm đai của tường cọc bản thép 58 Hình 2.24 Các hình thức bố trí neo để giữ tường chắn hố đào 58 Hình 2.25 Thanh neo liên kết với cọc tường chắn đất và neo giữ
Hình 2.27 Đầu neo bó dây thép 60 Hình 2.28 Kẹp neo, quả neo và bản neo của thép xoắn 60 Hình 2.29 Cơ cấu định tám thanh neo 60 Hình 2.30 Dầm đai ở lưng tường 60 Hình 2.31 Ba loại thanh neo chính 61 Hình 2.32 Mắt nối thép chữ H và thép ống 63 Hình 2.33 Liên kết thanh chống với dầm đai bằng thép 64 Hình 2.34 Phương pháp nối thanh chống giao nhau 64
Trang 12Hình 2.35 Các bước chính làm neo khoan với bầu neo bằng xi măng
Hình 2.36 Bố trí thiết bị làm neo 66
Hình 2.38 Các rủi ro trong quá trình thi công 70 Hình 2.39 Hạ mức nước trong hố móng làm cho đất ở xung quanh hố
Hình 3.1 Mặt cắt ngang tấm panel 75 Hình 3.2 Sơ đồ chống giữ vách hố đào khi l tầng chống là 3m 77 Hình 3.3 Sơ đồ tính toán của mô hình thanh chống có l tầng chống
Hình 3.4 Sơ đồ chống giữ vách hố đào khi l tầng chống là 4m 87 Hình 3.5 Quy trình thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép 94 Hình 3.6 Liên kết tấm tường theo phương thẳng đứng 96 Hình 3.7 Các kiểu khớp liên kết giữa các tấm panel 96 Hình 3.8 Hệ thống chống ngang 97 Hình 3.9 Chi tiết cấu tạo một số cách liên kết giữa tường chắn và
Hình 3.10 Liên kết thanh chống với dầm đai bằng thép 100 Hình 3.11 Phương pháp nối thanh chống giao nhau 100 Hình 3.12 Chống thấm cho mối nối 101
Trang 131
MỞ ĐẦU
Lý do chọn đề tài
Hiện nay, ở Việt Nam, để thi công phần ngầm nhà cao tầng, cụ thể là thi công
hố đào sâu trong đất, người ta thường dùng các phương pháp chống sập thành hố đào như sau: Đào hở có mái đất, dùng hệ tường cừ larsen để chống vách hố đào, tường xi măng đất, tường vây bê tông cốt thép đổ tại chỗ…Tuy nhiên, khi thi công phần ngầm bằng những phương pháp kể trên thì có một số vấn đề phát sinh như: Diện tích đất không đủ để thi công mở rộng hố đào; thi công bằng cừ larsen thì tốn kém, hệ chống phức tạp gây ảnh hưởng đến quá trình thi công; thi công tường barret bê tông cốt thép đổ tại chỗ khó kiểm soát chất lượng của tường vây, cường
độ chịu lực của tường phải chia cho hệ số an toàn lớn, không tận dụng hết khả năng chịu lực khi làm việc của vật liệu Vì thế, luận văn này sẽ đề xuất giải pháp thi công mới để giải quyết một số vấn đề phát sinh nêu trên
Từ những phân tích nêu trên, Nghiên cứu giải pháp thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép có tính cấp thiết và tính thực tiễn cao
Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu giải pháp thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép nhằm:
+ Phát triển công nghệ xây dựng thi công tầng hầm nhà cao tầng theo hướng
cơ giới và hiện đại hóa
+ Đẩy nhanh quá trình thi công
+ Nâng cao chất lượng thi công công trình
Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu:
Các giải pháp thi công chống đỡ thành vách hố đào sâu
Giải pháp thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép
- Phạm vi nghiên cứu: Thi công phần ngầm nhà cao tầng
Phương pháp nghiên cứu
Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu sau đây:
Trang 142
Nghiên cứu tài liệu, tiêu chuẩn, quy phạm kĩ thuật, pháp luật
Phân tích tổng hợp
Ý nghĩa thực tiễn của luận văn
Kết quả nghiên cứu của luận văn có thể làm tài liệu tham khảo cho quy trình thi công tường chắn đất để chống sập thành hố đào tại Việt Nam
Trang 15THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội
TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN
Trang 16102
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận:
Qua việc Nghiên cứu giải pháp thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép, tác giả đã giải quyết được những vấn đề sau:
- Giải pháp thi công tường vây bằng kết cấu lắp ghép có những ưu điểm nổi bật
so với kết cấu đổ tại chỗ, cụ thể như sau:
+ Tiến độ thi công nhanh;
+ Chất lượng bê tông tốt do được sản xuất tại nhà máy;
+ Dễ dàng khắc phục sự cố hơn
- Qua nghiên cứu, tác giả đề xuất một số loại tường vây và đưa ra cấu tạo cụ thể các chi tiết mối nối và các giải pháp chống thấm cho việc ứng dụng trong thực tế
- Tác giả đã tiến hành phân tích, khảo sát sự thay đổi chiều cao tầng chống và chiều dày tấm panel ảnh hưởng tới nội lực và chuyển vị tấm panel trong quá trình thi công
- Đề xuất quy trình thi công và nghiệm thu tường vây bằng kết cấu lắp ghép Kiến nghị:
Kiến nghị các Cơ quan quản lý sớm ban hành các tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu kết cấu lắp ghép, ứng dụng cho hệ chống đỡ trong thi công hố đào sâu xây dựng tầng hầm nhà cao tầng
Trang 17TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 Nguyễn Văn Châu (2014), “Xây dựng quy trình thi công tường Barret cho công
trình nhà cao tầng tại thành phố Vĩnh Long”, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Trường
Đại học Kiến Trúc Hà Nội;
2 Nguyễn Quý Chức (2015), “Nghiên cứu giải pháp sử dụng cọc nhồi kết hợp neo
đất trong tính toán ổn định hố đào sâu”, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại
học Kiến Trúc Hà Nội;
3 Đỗ Văn Đệ, “Phần mềm Plaxis ứng dụng vào tính toán các công trình thủy
công”, Nhà xuất bản xây dựng 2008;
4 Nguyễn Thanh Hải (2011), “Tính toán lựa chọn chiều dày tường Barret cho
tầng hầm nhà cao tầng”, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Kiến trúc Hà
Nội;
5 Nguyễn Trường Huy, Nghiêm Mạnh Hiến (2009), “Bài giảng xây dựng Công
trình ngầm đô thị theo phương pháp đào mở”, Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội;
6 Nguyễn Bá Kế, “Thiết kế và thi công hố móng sâu”, Nhà xuất bản xây dựng
2002;
7 Nguyễn Bá Kế, “Xây dựng Công trình ngầm đô thị theo phương pháp đào mở”,
Nhà xuất bản xây dựng 2006;
8 Nguyễn Đức Nguôn (2011), “Bài giảng Địa kỹ thuật và Công trình ngầm đô
thi”, Trường Đại học kiến trúc Hà Nôi;
9 Vũ Công Ngữ, Nguyễn Anh Dũng, “Cơ học đất”, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ
thuật 1995;
10 Nguyễn Quang Phích, “Phương pháp số chương trình Plaxis 3D & UDEC”
Nhà xuất bản xây dựng 2007;
11 Đỗ Công Sơn (2011), “Tính toán tường trong đất sử dụng panel lắp ghép bê
tông ứng lực trước cho tầng hầm nhà cao tầng khu vực Hà Nội”, Luận văn Thạc sỹ
kỹ thuật, Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội;