Nghiên cứu ứng dụng tường trong đất có neo trong thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng tại thành phố hà nội

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng tường đất có neo thi cơng xây dựng tầng hầm nhà cao tầng thành phố Hà Nội” không chép, trùng lặp với luận văn bảo vệ Hà Nội, ngày tháng năm 2018 Tác giả Phan Đức Hanh i LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin bày tỏ tình cảm biết ơn chân thành tới tất thầy cô giáo Trường Đại học Thủy Lợi Hà Nội giúp đỡ dẫn tận tình suốt trình học tập tiến hành làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy TS Tạ Văn Phấn trực tiếp hướng dẫn, có ý kiến đóng góp quý báu tạo điều kiện thuận lợi, cung cấp tài liệu động viên tác giả q trình hồn thành luận văn Xin gửi lời cảm ơn đến Thầy cô Trường Đại học Thủy Lợi Hà Nội dạy cho tơi kiến thức bổ ích q trình học tập trường Xin cảm ơn bạn bè đồng nghiệp, gia đình người thân ln khuyến khích, động viên tạo điều kiện thuận lợi cho tơi suốt q trình học tập thực đề tài ii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN .i LỜI CẢM ƠN ii DANH MỤC HÌNH v MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG TRONG ĐẤT CÓ NEO 1.1 Tổng quan tường đất, neo đất 1.1.1 Tổng quan tường đất 1.1.2 Tổng quan neo đất 1.2 Khái quát tình hình xây dựng nhà cao tầng giới Việt Nam 10 1.2.1 Xây dựng hầm nhà cao tầng giới 10 1.2.2 Xây dựng tầng hầm nhà cao tầng Việt Nam 10 1.3 Điều kiện địa chất cơng trình Thành Phố Hà Nội 11 Kết luân chương 12 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG TRONG ĐẤT VÀ NEO ĐẤT 14 2.1 Cơ sở pháp lý 14 2.2 Quy trình thi công tường đất 15 2.2.1 Thi công tường dẫn 17 2.2.2 Chuẩn bị Bentonite – Đào đất 18 2.2.3 Đào đất tường chắn 19 2.2.4 Hệ thống khớp nối CWS 21 2.2.5 Đặt thép chịu lực Lồng thép chịu lực chế tạo trước công trường 22 2.2.6 Đổ bê tông 22 2.3 Công nghệ thi công neo đất 23 2.3.1 Thiết bị thi công neo đất 24 2.3.2 Q trình thi cơng neo đất 25 2.4 Các phương pháp tính tốn tường đất có neo hành 28 2.4.1 Dùng phương pháp giải tích 28 2.4.2 Phương pháp số học 36 Kết luận chương 38 iii CHƯƠNG ÁP DỤNG BIỆN PHÁP KỸ THUẬT THI CÔNG NEO ĐẤT THI CÔNG XÂY DỰNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG KHU NHÀ Ở CÁN BỘ NHÂN VIÊN BAN CƠ YẾU CHÍNH PHỦ KHU ĐẤT M2, ĐƯỜNG KHUẤT DUY TIẾN, P NHÂN CHÍNH – THANH XUÂN – HÀ NỘI 39 3.1 Giới thiệu cơng trình 39 3.1.1 Thông tin dự án 39 3.1.2 Sơ đồ tổ chức nhân lực thi công 39 3.1.3 Thiết bị máy móc 40 3.1.4 Các bước thi công khoan neo 41 3.1.5 Biện pháp thi công 42 3.1.6 Báo cáo khoan neo 44 3.2 Kỹ thuật thi cơng neo đất cho cơng trình 46 3.2.1 Đặc điểm chung 46 3.2.2 Yêu cầu thiết kế 47 3.2.3 Cấu trúc neo đất 48 3.2.4 Các thiết bị thi công neo đất 51 3.2.5 Lắp đặt tổ hợp neo 51 3.2.6 Quy trình căng kéo neo 54 3.2.7 Bảo quản đầu neo cáp 55 3.2.8 Hồn thành dọn dẹp vệ sinh cơng trường 55 3.2.9 Giám sát chất lượng thi công 55 3.2.10 Thí nghiệm kiểm chứng neo đất (theo tiêu chuẩn hiệp hội đường Mỹ FHWA-2011) 56 3.2.11 Công tác cắt, tháo dỡ gối đỡ dầm H 60 3.2.12 Công tác an toàn vệ sinh lao động 62 Kết luận chương 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 iv DANH MỤC HÌNH Hình 1.1 Tường đất tầng hầm nhà cao tầng Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo neo Hình 1.3 Tường chắn hệ neo đất Hình 1.4 Các giải pháp kết cấu bầu neo Hình 1.5 Mặt cắt ngang điển hình Neo đất Hình 1.7 Các ứng dụng Neo đất Hình 1.8: Ứng dụng neo đất, khối bê tông chống sạt lở Hình 1.9 Neo đất tầng hầm nhà cao tầng 10 Hình 1.10 Mặt cắt địa chất – địa kỹ thuật vùng Ngô Sỹ Liên, Hà Nội 12 Hình 2.1: Bước 1- Làm tường dẫn hướng 155 Hình 2.2: Bước 2- Lấy đất sâu xuống theo tường dẫn hướng .155 Hình 2.3: Bước 3- Đặt “cốt thép gia cường” 156 Hình 2.4: Bước 4- Đổ bê tông .166 Hình 2.5: Bước – Lặp lại trình từ đến hồn tất 177 Hình 2.6: Thi công tường dẫn .177 Hình 2.7: Cơng tác đào đất 199 Hình 2.8: Quá trình đặt lồng thép đổ bê tông 222 Hình 2.9: Tường neo cọc ván thép (nguồn Murphy International Ltd) 233 Hình 2.10: Máy khoan neo MGY60 244 Hình 2.11: Cấu tạo máy khoan neo, ống neo, sợi cáp 255 Hình 2.12: Sơ đồ thí nghiệm neo 277 Hình 2.13: Sơ đồ quan hệ neo với chuyển dịch thân tường trình đào đất 299 Hình 2.14: Sơ đồ tính tốn xác theo phương pháp Sachipana 30 Hình 2.15: Sơ đồ tính toán gần theo ph-ơng pháp Sachipana 311 Hình 2.16 Một sơ đồ tính khác ph-ơng pháp giải gần Sachipana 322 Hình 2.17 Phần tử đất điểm ứng suất phần tử 15 nút (a), nút (b) 343 Hình 2.18 Mô hình tính t-ờng chắn đất có neo 376 Hình 2.19 Mô hình tính móng tiết băng .376 H×nh 2.20 Mô hình tính giai đoạn thi công xây dùng ngÇm 387 v MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết Ngay từ lâu nước cơng nghiệp phát triển, nhu cầu nhà cửa tăng nhanh, phương tiện giao thông tăng đáng kể với mức song cao kéo theo loạt hoạt động dịch vụ, diện tích để xây dựng lại hạn hẹp việc đời nhà nhiều tầng hiển nhiên Một nhà nhiều tầng đời, địi hỏi xã hội phải đáp ứng cầu thân sinh Nói cách khác đi, nhu cầu dân sống khu nhà Vì việc xây dựng tầng hầm đời phát triển mạnh nhằm:  Làm kho chứa hàng hóa phục vụ sinh hoạt dân tòa nhà  Làm tầng phục vụ sinh hoạt cộng đồng bể bơi, cửa hàng, quán bar…  Làm gara ô tô, xe máy  Làm tầng kỹ thuật để giải vấn đề điều hịa khơng khí, xử lý nước thải, lắp đặt máy móc phục vụ giao thơng (thang máy), cấp nhiệt…  Làm nơi cư trú tạm thời có cố xảy chiến tranh  Ở Ngân hàng, kho bạc cịn nơi cất tài liệu mật, tiền bạc, vàng, đá quý tài sản có giá trị cao quốc gia Mặt khác theo tiêu chuẩn Việt Nam, nhà cao tầng phải có tầng hầm bắt buộc Do vậy, việc nghiên cứu ứng dụng tường đất có neo thi công xây dựng tầng hầm nhà cao Thành Phố Hà Nội biện pháp cần thiết với đặc điểm đất yếu có nhiều cơng trình xây dựng liền kề, nhằm đảm bảo an tồn cơng trình lân cận nhiều tiện ích khác Trong khn khổ luận văn trình bày vấn đề: “Nghiên cứu ứng dụng tường đất có neo thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng với điều kiện địa chất Thành Phố Hà Nội” 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu ứng dụng công nghệ tường đất có neo vào cơng tác xây dựng tầng hầm nhà cao tầng Sử dụng neo để cải thiện khả làm việc kết cấu tường chắn, tức giữ cho tường chắn ổn định Đặc biệt sâu vào dẫn kỹ thuật việc áp dụng neo đất phương pháp phun - phương pháp đại thích hợp sử dụng nước sử dụng Việt Nam năm gần 1.3 Đối tượng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu: 1.3.1 Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu tường chắn đất neo đất sử dụng thi công tầng hầm nhà cao tầng 1.3.2 Phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu tường đất có neo với điều kiện địa chất Thành phố Hà Nội 1.4 Ý nghĩa khoa học thực tiến đề tài: Từ kết nghiên cứu đề tài luận văn có nhìn chung tính tốn xác định ảnh hưởng thơng số neo đến momen chuyển vị tường đất có neo thi cơng cơng trình tầng hầm nhà cao tầng, đồng thời sở khoa học để kiến nghị sử dụng ứng dụng tường đất có neo thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng Thành phố lớn Bố cục luận văn: gồm chương cụ thể: - Chương I: Tổng quan tường đất có neo thi cơng tầng hầm nhà cao tầng - Chương II: Cơ sở khoa học Công nghệ thi công tường đất neo đất - Chương III: Áp dụng biện pháp kỹ thuật thi công neo đất thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng khu nhà cán nhân viên ban yếu Chính Phủ khu đất M2, đường Khuất Duy Tiến, P Nhân Chính – Thanh Xuân – Hà Nội - Kết luận kiến nghị CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG TRONG ĐẤT CÓ NEO 1.1 Tổng quan tường đất, neo đất 1.1.1 Tổng quan tường đất 1.1.1.1 Tường chắn, hay tường chắn đất Là loại kết cấu xây dựng để giữ ổn định đất hai độ cao khác nhau, vùng địa hình thay đổi độ cao lớn, độ dốc khơng ý nơi có cảnh quan nhân tạo phải cải tạo lớn, tạo mái dốc tự nhiên Tường chắn thiết kế cho mục đích cụ thể giữ ổn định sườn đồi hay bo chắn chân cầu vượt đường 1.1.1.2 Các kiểu tường chắn  Tường chắn trọng lực  Tường chắn giá đỡ  Tường cọc cừ  tường vây Barrete  Tường cọc khoan nhồi  Tường neo đất 1.1.1.3 Ưu, nhược điểm tường đất + Ưu điểm: Tường đất có ưu điểm bật có động cứng lớn, tính chống thấm tốt, giúp cho phương pháp lựa chọn sử dựng nhiều cơng trình năm gần + Nhược điểm: Nhược điểm tường đất chủ yếu công nghệ thi công pháp tạp, khối lượng vật liệu lớn, địi hỏi máy móc, thiết bị đại đội ngũ nhân cơng có tay nghề cao Hình 1.1 Tường đất tầng hầm nhà cao tầng 1.1.2 Tổng quan neo đất * Neo đất hệ thống làm ổn định chống lại chuyển vị mức kết cấu cách truyền tải trọng kéo, nén đặt vào lớp đất chịu tải * Neo đất sử dụng phổ biến Việt Nam giới với lịch sử phát triển 50 năm Dần thay kết cấu chống giữ truyền thống với ưu điểm vượt trội khả áp dụng đa dạng, giảm giá thành đẩy nhanh tiến độ thi cơng Ở Việt Nam, cơng trình sử dụng kỹ thuật neo đất Bachy Soletanche Vietnam thực thành cơng Tồ tháp VietcomBank 184 Trần Quang Khải, Hà Nội vào năm 1997 Tường vây sử dụng neo đất sử dụng để thi công tầng hầm dự án Trung tâm điều hành Thông tin viễn thông Điện lực Việt Nam có diện tích 14.000 m2 số 11 phố Cửa Bắc, TP Hà Nội vào năm 2008 Tòa tháp Keangnam Landmark Tower cao Việt Nam, Lô đường Phạm Hùng, Hà Nội, Samwoo Geotech thi công từ tháng 5/2008, tường bê tông cốt thép liên tục đất dày 80cm hai tầng neo đất có sức chịu tải từ 35-40 sử dụng để thi cơng tầng hầm tịa tháp Cọc đất-xi măng trộn sâu xem xét thiết kế làm giải pháp ổn định hố đào (kết hợp phần với neo DƯL đất) cho tầng hầm chung cư cao tầng Thương mại - Dịch vụ LUGIACO số 70 đường Lữ Gia, P.15 quận 11, thành phố Hồ Chí Minh 3.2.12 Cơng tác an toàn vệ sinh lao động 01 Tất công nhân trước vào làm việc trang bị đầy đủ dụng cụ bảo hộ an toàn (mũ bảo hộ, dày bảo hộ, áo phản quang, gang tay bảo hộ) tập huấn hướng dẫn an tồn lao động (có chứng an tồn) 02 Đối với thợ vận hành máy (máy khoan, máy xúc đào) phải có cấp chứng vận hành, tập huấn an toàn riêng thợ vận hành Các máy khoan, máy xúc đào phải chứng kiểm định niên hạn sử dụng sở đăng kiểm chứng nhận cấp 03 Cơng tác an tồn trình bơm vữa:Vữa bơm với áp lực cao dễ gây vỡ ống làm vữa bắn vào mắt gây tổn hại mắt nên trình thi công thợ vận hành máy bơm cần quan sát áp lực bơm để dừng máy kịp thời tránh tình trạng áp lực cao gây vỡ ống 04 Công tác an tồn q trình căng kéo cáp neo: Việc căng kéo cáp neo phải người có kinh nghiệm học cách điều khiển vận hành an tồn,trong q trình căng khéo cán kỹ thuật phải giám sát kiểm tra theo dõi thay đổi chuyển vị neo Nếu thấy bất thường cần cho tạm ngừng thi công để kiểm tra khắc phục 05 Cơng tác an tồn sử dụng điện, điện hàn, sử dụng bình ga, bình ơxy Các bình ga, bình ơxy phải lắp van an tồn, khơng bị rị rỉ đường dây, khơng tiếp xúc gần với lửa 06 Công tác vệ sinh quanh khu vực công trường: đồ đạc công trường xếp gòn gang ngăn lắp vật tư sau sử dụng (vỏ bao xi măng, ống nhựa, đuôi que hàn…) phải để buộc gọn gang, tránh để gió bay làm ảnh hưởng tới xung quanh 62 Hình ảnh tập huấn an toàn lao động trước vào thi cơng Trong q trình đào đất hạ cốt , chủ đầu tư, nhà thầu phải luôn tiến hành quan trắc chuyển vị tường vây (ít tuần 01 lần) báo cáo kết quả, có chuyển vị bất thường phải báo cáo lại cho bên để có hướng giải Kết luận chương Chương III tác giả áp dụng công nghệ thi công Neo đất để đưa vào thi cơng tầng hầm tịa nhà cao tầng cụ thể Quy trình thi cơng nêu cụ thể, chi tiết thiết bị máy khoan thi công hệ Neo đất q trình thi cơng tầng hầm tòa nhà cao tầng Các loại vật liệu, tiêu chuẩn cần để phục vụ áp dụng cho công tác thi công hệ Neo đất Qua chương tác giả thấy việc áp dụng công nghệ thi công hệ Neo đất để tạo mặt thi công rộng, tạo điều kiện thi công dễ dàng để đẩy nhanh tiến độ thi công đưa lại hiệu kinh tế cao 63 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Tóm lại, việc ứng dụng cơng nghệ thi cơng tường đất có neo thi cơng xây dựng tầng hầm nhà cao tầng thành phố nói chung thành phố Hà Nội nói riêng giải pháp thực tiễn hữu hiệu, áp dụng công nghệ thi công neo đất đơn giản, thi cơng hố đào gọn gàng, áp dụng cho thi công hố đào sâu Kiến nghị: - Để cơng nghệ thi cơng tường đất có neo ứng dụng có hiệu cơng tác thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng Việt Nam cần có hệ thống tiêu chuẩn, quan quản lý nhà nước cần xây dựng hệ thống tiêu chuẩn thiết kế, thi công nghiệm thu công tác thi công neo đất - Khi áp dụng công nghệ thi công neo đất làm tầng hầm cần ý điều sau: + Chân tường đất có neo phải đặt vào tầng đất sét tốt, có trạng thái dẻo cứng, nửa cứng cứng để đảm bảo ổn định cho tầng hầm + Phải thực nghiệm túc quy trình thi cơng cơng tác bê tơng đảm bảo chất lượng 64 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Chủ nhiệm đề tài PGS.TS Nghiêm Hữu Hạnh; Người thực hiện; TS Bùi Đức Hải; Nguyễn PGS.TS Cơng Nguyễn Chính, Bá “Nghiên PGS.TS Kế; cứu giải Đoàn pháp Thế kỹ Tường; TS để hạn thuật chế ảnh hưởng tới cơng trình lân cận xây dựng cơng trình ngầm phương pháp đào hở Hà Nội” Sở Xây dựng Hà Nội Viện khoa học Công nghệ Kinh tế xây dựng, (2010) [2] PGS.TS Nguyễn Bá Kế ,“Thiết kế thi cơng hố móng sâu”, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội, (2009) [3] TS Đỗ Đình Đức, “Thi công hố đào cho tầng hầm nhà cao tầng đô thị Việt Nam”, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, trường Đại học kiến trúc Hà Nội, (2000) [4] Nguyễn Trường Tiến, Nguyễn Đức Toản, Đặng Đình Nhiễm, Phạm Ngọc Tân, Lê Trung Kiên, Vũ Ngọc Quận,“Cơng trình ngầm không gian ngầm Việt Nam – Hôm ngày mai” Hội thảo Những học kinh nghiệm quốc tế Việt Nam cơng trình thị, (2008) [5] PGS.TS Nguyễn Bá Kế, “Xây dựng cơng trình ngầm đô thị theo phương pháp đào hở, Nhà xuất xây dựng” , Hà Nội, (2006) [6] Nguyễn Văn Quảng (2006), “Nền móng tầng hầm nhà cao tầng”, Nhà xuất xây dựng Hà Nội [7] Nguyễn Hữu Đầu (dịch) ,“Neo đất – BS 8081:1989”, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội, (2008) [8] GS Bùi Danh Lưu ,“Neo đất đá”, Nhà xuất GTVT.117, (1999) [9] Nguyễn Đức Ngn (người dịch), “Nền móng điều kiện phức tạp”, Nhà xuất xây dựng Hà Nội [10] Nguyễn Đức Ngn (người dịch), Cơng trình ngầm giao thông đô thị, Nhà xuất xây dựng Hà Nội [11] Nguyễn Văn Quảng, Đỗ Đình Đức (1999) “Nghiên cứu biến dạng đất đào hố sâu” Tạp chí xây dựng tháng 6, [12] Đỗ Đình Đức (2000), Thi công hố đào cho tầng hầm nhà cao tầng đô thị Việt Nam, Luận án tiến sĩ kỹ thuật, trường Đại học kiến trúc Hà Nội 65 PHỤ LỤC VẬT TƯ THI CÔNG VÀ CHỨNG CHỈ KÈM THEO Vật tư TT Đơn Khối vị lượng Xuất Xứ Trung Vật tư cáp dự ứng lực m Xi măng PCB 40 kg Việt Nam Phụ gia Mapei kg Việt nam Ống nhựa luồn cáp m Việt Nam Ống nhựa bơm vữa m Việt Nam m Hàn Quốc Vải kỹ thuật (làm bầu neo) Dầm H Gối đỡ (theo vẽ thiết kế) Đầu neo nêm neo Ghi Quốc Trung m Quốc Cái Việt Nam Bộ Hàn Quốc 66 (XM Xuân Thành XM Hoàng Long) Vật tư cáp dự ứng lực: 67 68 69 70 Phụ gia Mapei 71 Đầu neo vànêm neo 72 73 74 75 76 ... sử dụng ứng dụng tường đất có neo thi công xây dựng tầng hầm nhà cao tầng Thành phố lớn Bố cục luận văn: gồm chương cụ thể: - Chương I: Tổng quan tường đất có neo thi cơng tầng hầm nhà cao tầng. .. đất tầng hầm nhà cao tầng 1.2 Khái quát tình hình xây dựng nhà cao tầng giới Việt Nam 1.2.1 Xây dựng hầm nhà cao tầng giới Hiện giới có nhiều cơng trình nhà cao tầng xây dựng có tầng hầm Tiêu biểu... buộc Do vậy, việc nghiên cứu ứng dụng tường đất có neo thi cơng xây dựng tầng hầm nhà cao Thành Phố Hà Nội biện pháp cần thi? ??t với đặc điểm đất yếu có nhiều cơng trình xây dựng liền kề, nhằm