Tiểu luận kết thúc môn học CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG HIỆN ĐẠICác giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầngPHẦN 1:GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TRÌNHI. Đặt vấn đềTrong thiết kế nhà cao tầng hiện nay ở Hà Nội, hầu hết đều có tầng hầm để giải quyết vấn đề đỗ xe và các hệ thống kỹ thuật của toàn nhà. Phổ biến là các công trình cao từ 10 đến 30 tầng được thiết kế từ một đến hai tầng hầm để áp ứng yêu cầu sử dụng của chủ đầu tư trong hoàn cảnh công trình bị khống chế chiều cao và khuôn viên đất có hạn... Việc xây dựng tầng hầm trong nhà cao tầng đã tỏ ra có hiệu quả tốt về mặt công năng sử dụng và phù hợp với chủ trương quy hoạch của thành phố. Tuy nhiên, đến nay vẫn chưa có báo cáo tổng kết về tình hình kinh tế kỹ thuật cho các công trình trên địa bàn thành phố, cho dù các công trình cao tầng kết hợp tầng hầm đã trở nên rất phổ biến.Bài này đề cập đến các giải pháp thiết kế, thi công hiện nay cho dạng công trình này và ưu nhược điểm của từng giải pháp. Đồng thời so sánh các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật giữa các giải pháp thiết kế thi công dùng tường cừ thép, tường vây barrette và các giải pháp thi công khác để qua đó rút ra những tổng kết ban đầu cho công tác thiết kế, thi công tầng hầm trong nhà cao tầng nhằm đáp ứng được công năng sử dụng và giá thành hợp lý trên địa bàn Hà Nội.
Trường đại học kiến trúc hà nội Khoa SAU ĐẠI HỌC -*** - Tiểu luận kết thúc mơn học CƠNG NGHỆ XÂY DỰNG HIỆN ĐẠI Giáo viên hướng dẫn : TS ĐỖ ĐÌNH ĐỨC Sinh viên thực : TRẦN NGUYỄN HOÀNG Lớp : CH2018 X Hà Nội, tháng năm 2019 Các giải pháp thiết kế thi công tầng hầm nhà cao tầng PHẦN 1:GIỚI THIỆU VỀ CƠNG TRÌNH I Đặt vấn đề Trong thiết kế nhà cao tầng Hà Nội, hầu hết có tầng hầm để giải vấn đề đỗ xe hệ thống kỹ thuật tồn nhà Phổ biến cơng trình cao từ 10 đến 30 tầng thiết kế từ đến hai tầng hầm để áp ứng yêu cầu sử dụng chủ đầu tư hồn cảnh cơng trình bị khống chế chiều cao khn viên đất có hạn Việc xây dựng tầng hầm nhà cao tầng tỏ có hiệu tốt mặt công sử dụng phù hợp với chủ trương quy hoạch thành phố Tuy nhiên, đến chưa có báo cáo tổng kết tình hình kinh tế - kỹ thuật cho cơng trình địa bàn thành phố, cho dù cơng trình cao tầng kết hợp tầng hầm trở nên phổ biến Bài đề cập đến giải pháp thiết kế, thi cơng cho dạng cơng trình ưu nhược điểm giải pháp Đồng thời so sánh tiêu kinh tế - kỹ thuật giải pháp thiết kế - thi công dùng tường cừ thép, tường vây barrette giải pháp thi cơng khác để qua rút tổng kết ban đầu cho công tác thiết kế, thi công tầng hầm nhà cao tầng nhằm đáp ứng công sử dụng giá thành hợp lý địa bàn Hà Nội II Tổng quan việc thiết kế nhà cao tầng có tầng hầm Hà Nội Hiện cơng trình nhà cao tầng thường có từ đến hai tầng hầm, nhà tầng hầm chủ yếu Bảng Thống kê số cơng trình có hai tầng hầm địa bàn thành phố Bảng TT Tên cơng trình Thiết kế Đơn vị Đặc điểm thi cơng tầng hầm thi cơng Văn phòng chung CDCC Bachy - Tường barrette cư 27 Láng Hạ Soletanche - Đào hở, chống dàn thép Cty XD số HN Trụ sở kho bạc NN 32 CDCC Delta - Tường barrette Cát Linh - Top – down Toà nhà 70-72 Bà CDCC Delta Triệu - Top – down VP Chung cư 47 VNCC Đơng Dương Huỳnh Thúc Kháng Tồ nhà Vincom 191 VNCC Delta - Tường barrette - Top – down Chung cư cao tầng 25 VNCC Cty XD số HN - Tường barrette Láng hạ - Tường barrette - Top – down Bà Triệu - Tường barrette - Top – down TT Viễn thông VNPT CDC Bachy - Tường barrette 57 Huỳnh Thúc Kháng Soletanche - Khơng chống Tồ nhà tháp đơi HH4 CDC TCty XD Sơng - Tường barrette Mỹ Đình Đà Trụ sở văn phòng 59 Cty Quang Trung XD- - Đào hở, chống dàn thép KT& Cty XD số 1, - Tường barrette Hội HN - Top – down KTS 10 Ocean Park số Đào Tr ĐH KT Cty XD số 1, - Tường bê tông thường Duy Anh 11 12 HN HN Khách sạn Sun Way - Tường barrette 19 Phạm Đình Hổ - Neo đất Tồ nhà tháp Viet- Indochine Group - Tường barrette combank 13 - Cọc xi măng đất - Neo đất Pacific Place* 83 Lý Archrtype, Cty XD Sông - Tường barrette Thường Kiệt Đà III Giới thiệu cơng trình Pháp - Top – down Tên cơng trình: Pacific Place Địa điểm xây dựng: 83 Lý Thường Kiệt Tổng quan cơng trình: 19 tầng tầng hầm, Diện tích sàn 1.033 m2 Loại tường: - Tường barrette: 92% - Tường bê tông thường: 8% Phương pháp thi công hầm: - Chống thép hình: 15%; - Top - down: 54%; - Neo đất: 15%; - Cọc xi măng đất: 8%; - Khơng chống: 8% Hình ảnh cơng trình PHẦN II CÔNG NGHỆ, GIẢI PHÁP ÁP DỤNG I Các giải pháp thi công chủ yếu tường hầm Khi thi công tầng hầm cho cơng trình nhà cao tầng, vấn đề phức tạp đặt giải pháp thi công hố đào sâu khu đất chật hẹp liên quan đến yếu tố kỹ thuật môi trường Thi công hố đào sâu làm thay đổi trạng thái ứng suất, biến dạng đất xung quanh khu vực hố đào làm thay đổi mực nước ngầm dẫn đến đất bị dịch chuyển lún gây hư hỏng cơng trình lân cận khơng có giải pháp thích hợp Các giải pháp chống đỡ thành hố đào thường áp dụng là: tường cừ thép, tường cừ cọc xi măng đất, tường cừ barrette Yêu cầu chung tường cừ phải đảm bảo cường độ độ ổn định tác dụng áp lực đất loại tải trọng cắm sâu vào đất, neo đất chống đỡ từ lòng hố đào theo nhiều cấp khác Dưới tóm tắt giải pháp thiết kế, thi công chủ yếu phục vụ việc chống giữ ổn định thành hố đào sâu: Tường vây barrette Là tường bêtông đổ chỗ, thường dày 600-800mm để chắn giữ ổn định hố móng sâu q trình thi cơng Tường làm từ đoạn cọc barette, tiết diện chữ nhật, chiều rộng thay đổi từ 2.6 m đến 5.0m Các đoạn tường barrette liên kết chống thấm goăng cao su, thép làm việc đồng thời thông qua dầm đỉnh tường dầm bo đặt áp sát tường phía bên tầng hầm Trong trường hợp 02 tầng hầm, tường barrette thường thiết kế có chiều sâu 16-20m tuỳ thuộc vào địa chất cơng trình phương pháp thi công Khi tường barrette chịu tải trọng đứng lớn tường thiết kế dài hơn, dài 40m (Toà nhà 59 Quang Trung) để chịu tải cọc khoan nhồi Tường barrette giữ ổn định q trình thi cơng giải pháp sau: 1.1 Giữ ổn định Hệ dàn thép hình Số lượng tầng chống tầng chống, tầng chống nhiều tuỳ theo chiều sâu hố đào, dạng hình học hố đào điều kiện địa chất, thuỷ văn phạm vi chiều sâu tường vây a Ưu điểm: trọng lượng nhỏ, lắp dựng tháo dỡ thuận tiện, sử dụng nhiều lần Căn vào tiến độ đào đất vừa đào, vừa chống, làm cho tăng chặt có hệ thống kích, tăng có lợi cho việc hạn chế chuyển dịch ngang tường b Nhược điểm: độ cứng tổng thể nhỏ, mắt nối ghép nhiều Nếu cấu tạo mắt nối không hợp lý thi công không thoả đáng không phù hợp với yêu cầu thiết kế, dễ gây chuyển dịch ngang ổn định hố đào mắt nối bị biến dạng HÌNH ẢNH CƠNG TRÌNH SỬ DỤNG HỆ VĂNG CHỐNG 1.2 Giữ ổn định phương pháp neo đất Thanh neo đất ứng dụng tương đối phổ biến neo dự ứng lực Tại Hà Nội, cơng trình Tồ nhà Tháp Vietcombank Khách sạn Sun Way thi cơng theo cơng nghệ Neo đất có nhiều loại, nhiên dùng phổ biến xây dựng tầng hầm nhà cao tầng Neo Ưu điểm: Thi cơng hố đào gọn gàng, áp dụng cho thi công hố đào sâu Nhược điểm: Số lượng đơn vị thi công xây lắp nước có thiết bị Nếu đất yếu sâu khó áp dụng 1.3 Giữ ổn định phương pháp thi công Top - down Phương pháp thi công thường dùng phổ biến giải pháp ông nghệ thi công sử dụng cho cơng trình Để chống đỡ sàn tầng hầm q trình thi cơng, người ta thường sử dụng cột chống tạm thép hình (l đúc, l tổ hợp tổ hợp 4L ) sàn tầng hầm thi công từ xuống, khu vực thi cơng sàn tính tốn cho đủ độ cứng chống lại áp lực tường tầng hầm khu vực lại để làm lỗ mở thi cơng Khi đâò tới cao độ sàn tầng hầm khu vực sàn đổ tính tốn tương tự sàn Sau thi cơng tới móng bắt đầu thi công theo phương pháp thi công truyền thống thi cơng từ lên.Trình tự phương pháp thi cơng thay đổi cho phù hợp với đặc điểm cơng trình, trình độ thi cơng, máy móc đại có Ưu điểm: - Chống vách đất với độ ổn định an toàn cao - Rất kinh tế; - Tiến độ thi công nhanh Nhược điểm: - Kết cấu cột tầng hầm phức tạp; - Liên kết dầm sàn cột tường khó thi cơng; - Công tác thi công đất không gian tầng hầm có chiều cao nhỏ khó thực giới - Nếu lỗ mở nhỏ phải quan tâm đến hệ thống chiếu sáng thơng gió II Thiết kế ổn định kết cấu chắn giữ hố móng Các yêu cầu đặt thiết kế a An toàn tin cậy b Tính hợp lý kinh tế c Thuận lợi bảo đảm thời gian tho công Thiết kế ổn định tường chắn Lựa chọn bố trí kết cấu chắn giữ hố móng; Có thể sơ lựa chọn kết cấu chắn giữ theo độ sâu hố đào (H) sau: 2.1 Kết cấu chắn giữ hố móng khơng tầng chống, neo Tham khảo tài liệu: Cẩm nang dành cho kỹ sư địa kỹ thuật - Trần Văn Việt; Thiết kế móng sâu - Nguyễn Bá Kế 2.2 Thiết kế tường chắn nhiều hàng neo, chống Gồm thiết kế tường chắn thiết kế hệ neo chống Cả hai công việc dựa kết tính tốn nội lực chuyển vị tường chắn Các phương pháp tính tốn tường chắn: - Phương pháp 1: Dùng sơ đồ phân bố áp lực đơn giản cuả Tarzaghi Peck, 1967 tính toán tường chắn dầm liên tục tựa lên gối chống neo - Phương pháp 2: Dùng chương trình phần mềm móng chun dụng PLAXIS 2D (Hà Lan) GEOSLOPE (Canađa) Thực tế cho thấy có dùng chương trình phần mềm địa kỹ thuật chuyên dụng giải ổn thoả tốn tường chắn nhiều tầng neo chống Chương trình PLAXIS 2D cho phép mô tả kết cấu chắn giữ thơng số hình học (chiều dài, tiết diện, mơmen qn tính), loại vật liệu (trọng lượng riêng); tiết diện, cường độ, khoảng cách neo chống; thông số đất (γ, c, φ, k, E), chế độ đất thoát nước hay không, loại tải trọng mặt đất Các mô hình tính tốn chương trình (đàn hồi tuyến tính, đàn hồi dẻo tuyệt đối, đất mềm, đất yếu) Đặc biệt, chương trình đưa kết mơ giai đoạn thi công khác hố đào Các kết hiệu chỉnh theo kinh nghiệm xây dựng, số liệu quan trắc địa phương cho kết khả quan Tính tốn thiết kế cấu giữ ổn định tường chắn 3.1 Phương pháp tính tốn ổn định hệ dàn chống thép hình Mơ hình hệ dàn chống chương trình tính tốn kết cấu khơng gian (chương trình SAP, Etabs, Staad ) tính tốn ổn định khả chịu lực tiết diện chống cột chống tác động tải trọng ngang; áp lực gây đất nước hoạt tải đứng 3.2 Phương pháp tính tốn neo (Tham khảo Tiêu chuẩn Anh BS 8081: 1989) Về bản, việc thiết kế hệ neo đất bao gồm công việc sau: - Xác định sức kháng cắt đất khu vực bầu neo - Thiết kế số tầng neo, khoảng cách neo, góc nghiêng - Tính tốn ổn định tổng thể neo 3.3 Tính tốn kiểm tra ổn định kết cấu tường vây - sàn hầm phương pháp thi công Top - down Kiểm tra ổn định khả chịu lực sàn hầm dùng để giữ ổn định xô ngang tường hầm chương trình tính tốn kết cấu khơng gian (Sap, Etabs, Staad ) IV So sánh tiêu kinh ttế - kỹ thuật cho giải pháp tường cừ thép tường barrette thi cơng nhà cao tầng có tầng hầm Dưới đây, so sánh tiêu kinh tế kỹ thuật cơng trình có 02 tầng hầm mà 02 giải pháp khác khả thi mặt kỹ thuât Giải pháp 1: Thiết kế, thi công, giữ ổn định hố đào tường vây barrette, dày 600mm, sâu 16m; Giải pháp 2: Thiết kế tường bao bê tông dày 400mm, sâu 7,3m, giữ ổn định cừ thép dài 12m Bảng So sánh tiêu kinh tế kỹ thuật theo giải pháp thiết kế T Đơn T Chỉ tiêu so sánh vị Vật liệu Giá XL (triệu VND) Cừ thép + Tường Cừ thép + Tường tường Barrette tường Barrette D400 D600 D400 D600 Cừ thép 12m m 227 681 Tường BT chu vi 203m m3 593 1949 1779 9745 4200 168 Cơng tác đất ngồi chu vi m3 CT Tổng Gxl phần ngầm 25,5tỷ Phương án Cừ thép tiết kiệm 7,1 tỷ 2628 9745 đồng (28% Gxl phần ngầm) V So sánh tiêu kinh tế kỹ thuật với giải pháp giữ ổn định tường vây barrette hệ dàn thép phương pháp thi công Top - down Chúng so sánh tiêu kinh tế kỹ thuật cơng trình có 02 tầng hầm, giải pháp thiết kế tường vây barrette, cọc khoan nhồi Các giải pháp chống giữ hố đào là: Giải pháp 1: giữ ổn định tường vây barrette hệ dàn thép hình chữ H, tầng chống; Giải pháp : giữ ổn định tường vây barette phương pháp thi công Top - down Bảng So sánh tiêu kinh tế kỹ thuật theo giải pháp thi công TT Đơn Chỉ tiêu so sánh Vật liệu Giá XL (triệu VND) vị Chống Thi công Chống dàn Top - down thép hình Cột thép H400 Thi cơng dàn Top thép hình down Tấn 13.5 9.0 162 108 Tấn 54.4 653 - Đào mở: 240m*56.1kg/m Topdown: 160m*56.1kg/m Dầm thép H300 Đào mở:1490m*36.5kg/m Chi phí liên kết 100 phương pháp Topdown Tổng Gxl phần ngầm 32.6tỷ Phương án Topdown tiết kiệm 0.6 tỷ 815 208 đồng (60% chi phí BPTC) PHẦN III: ĐÁNH GIÁ GIẢI PHÁP CÔNG NGHÊ - Giải pháp thiết kế thi cơng cơng trình tầng hầm gắn bó chặt chẽ với đặc điểm thiết kế kết cấu chắn giữ cơng trình tầng hầm phụ thuộc vào cơng nghệ thi cơng Kết cấu chắn giữ đồng thời kết cấu chịu lực vĩnh cửu cho cơng trình Do giải pháp thi cơng tổng thể cần lựa chọn từ khâu thiết kế cơng trình - Công nghệ thi công đa dạng Do đơn vị thiết kế thi cơng cần phân tích, đưa giải pháp thiết kế thi cơng phù hợp điều kiện có - Về mặt kinh tế, cơng trình tầng hầm dạng cơng trình mà gây lãng phí lựa chọn giải pháp thiết kế, thi cơng không phù hợp với đặc điểm dự án - Về mặt kỹ thuật, dạng cơng trình phức tạp; thi công sâu, dễ xảy cố cho thân cơng trình cơng trình liền kề Vì vậy, cơng việc thiết kế, thi cơng, giám sát thi công phải đặc biệt coi trọng .. .Các giải pháp thi t kế thi công tầng hầm nhà cao tầng PHẦN 1:GIỚI THI U VỀ CƠNG TRÌNH I Đặt vấn đề Trong thi t kế nhà cao tầng Hà Nội, hầu hết có tầng hầm để giải vấn đề đỗ xe... trình cao tầng kết hợp tầng hầm trở nên phổ biến Bài đề cập đến giải pháp thi t kế, thi công cho dạng công trình ưu nhược điểm giải pháp Đồng thời so sánh tiêu kinh tế - kỹ thuật giải pháp thi t kế. .. pháp thi t kế - thi công dùng tường cừ thép, tường vây barrette giải pháp thi cơng khác để qua rút tổng kết ban đầu cho công tác thi t kế, thi công tầng hầm nhà cao tầng nhằm đáp ứng công sử dụng