Với yêu cầu về mặt bằng công nghệ nhỏ, các phơng án đa ra có phần khung nối và sàn chịu lực giống nhau, cách bố trí các Modul thợng tầng giống nhau. Trên cơ sở các yêu cầu về kỹ thuật và kinh tế nêu trên, đồng thời tham khảo các thiết kế cũ đề xuất ra những phơng án nh sau:
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
2.2.3.1. Đề xuất, lựa chọn giải pháp móng
a. Đề xuất giải pháp móng
*) Phơng án Móng 1: Móng trọng lực bê tông cốt thép
Móng trọng lực bê tông cốt thép có dạng khối hộp rỗng, bên trong có chứa vật liệu dằn. Tại các liên kết với chân đế đặt các hệ dầm giao nhau, ống chính của kết cấu thép phía trên ăn sâu vào khối bê tông móng và đợc liên kết bằng các bản hàn cố định trớc khi đổ bê tông móng. Khi vận chuyển dựng lắp phải tiến hành với kết cấu chế tạo sẵn gồm cả móng và chân đế.
*) Phơng án Móng 2: Móng cọc thép ống
Sử dụng các cọc thép ống luồn trong các ống chính hoặc cũng có thể vừa dùng các cọc luồn trong ống chính vừa dùng váy cọc.
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
b. Đánh giá các phơng án móng *) Phơng án Móng 1
+ Ưu điểm :
- Dạng móng trọng lực bê tông cốt thép tạo dạng kết cấu bền vững, tăng độ cứng tổng thể cho công trình.
- Móng trọng lực có tính chống lật cao. - Khả năng chống ăn mòn cao.
- Vật liệu chế tạo có thể sử dụng vật liệu địa phơng.
- Không đòi hỏi công nghệ phức tạp khi chế tạo, phù hợp với trình độ thi công ở địa phơng.
+ Nhợc điểm:
- Tạo mặt cản lớn có thể làm thay đổi chế độ chuyển động của sóng và dòng chả, tạo xoáy cục bộ gây xói nền, ảnh hởng đến độ ổn định của công trình. Chính vì vậy phơng án này không phù hợp với nền đất yếu.
- Không phù hợp với nền đất không bằng phẳng do chi phí san nền lớn và thời gian thi công trên biển kéo dài do yêu cầu của thi công ngầm.
- Phức tạp khi thi công vận chuyển và lắp dựng, có thể phải sử dụng cẩu chuyên dụng với trọng tải rất lớn (hàng ngàn tấn) hoặc dùng phao phụ.
- Khó khắc phục khi có sự cố, rủi ro trong khi thi công và trong quá trình sử dụng làm công trình bị nghiêng đi.
*) Phơng án Móng 2 + Ưu điểm:
- Là phơng án phổ biến, quy trình công nghệ đợc đảm bảo với bề dầy kinh
nghiệm, xây dựng các thành tựu khao học kỹ thuật mới đẩm bảo độ chính xác và tin cậy trong thi công.
- Thích hợp với nhiều loại nền đất, kể cả nền đaats yếu và nền không bằng phẳng, có thể đóng cọc xuống độ sâu khá lớn nên công trình luôn đảm bảo khả năng chịu lực, tránh đợc lún lệch cho công trình.
- Kích thớc nhỏ nên không ảnh hởng tới chế độ sóng và dòng chảy, tránh đợc hiện tợng xói nền.
- Cho phép cả chịu nén và chịu nhổ do có khẩ năng đóng cọc xiên, chống lại các tải trọng ngang.
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
+ Nhợc điểm:
- Nguyên liệu là thép cờng độ cao phải nhập khẩu, giá thành lớn… - Đòi hỏi công nhân có trình độ cao.
- Quy trình công nghệ thi công phức tạp.
- Thời gian thi công trên biển kéo dài do phải thi công cọc, có thể gặp rủi ro trong quá trình thi công.
c) So sánh, chọn phơng án
Phơng án móng 2 có nhiều u điểm nổi bật về mặt kỹ thuật (khả năng chịu lực, khả năng chế tạo, thi công, tính chính xác và bền vững theo thời gian), so với phơng án móng 1 phơng án này thích hợp cho nhiều loại nền đất trong khi đó phơng án móng 1 chỉ phù hợp với nền đất tốt và bằng phẳng.
Tại vị trí xây dựng công trình lớp đất mặt là lớp đất cát có chiều dày không lớn nên việc sử dụng móng trọng lực là không thích hợp do dễ xói mòn đất gây mất ổn định cho công trình.
Phơng án móng 2 tuy có nhợc điểm về kinh tế song cơ bản nhợc điểm này có thể khắc phục bằng các kỹ thuật mới cho phép đóng cọc lớn, có thể không dùng cọc phụ, làm gảim số cọc và chiều sâu đóng cọc, mặt khác nó là phơng án móng phổ biến hiện nay dùng cho công trình biển bằng thép.
Qua phân tích trên ta nhận thấy sử dụng phơng án móng cọc không cọc phụ là hợp lý và phù hợp với khả năng thi công của VietsovPetro và thích hợp với điều kiện hiện tại ở Việt Nam. Do đó, lựa chọn giải pháp móng cọc thép ống không cọc phụ.
2.2.3.2 Lựa chọn giải pháp kết cấu khối chân đế. a) Các phơng án kết cấu khối chân đế:
Trên cơ sở các yêu cầu nêu trên, căn cứ vào khả năng, điều kiện thi công trong nớc và tham khảo các thiết kế cũ, để đề xuất các phơng án. Với yêu cầu mặt bằng công nghệ nhỏ, các phơng án đa ra có phần khung nối và sàn chịu lực là giống nhau, cách bố trí các modul thợng tầng cũng giống nhau.
Trong tất cả các phơng án này các Diafragm của khối chân đế đều giống nhau. * Phơng án 1:
- Dạng kết cấu móng cọc cổ điển.
- Sử dụng ống chính có đờng kính không lớn và cọc phụ(có váy cọc). - Đờng kính ống chính không thay đổi.
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
- Thanh xiên bố trí dạng chữ X.
- Các thanh xiên, thanh giằng có đờng kính và chiều dày thay đổi theo yêu cầu về khả năng chịu lực của chúng.
* Phơng án 2:
- Dạng kết cấu móng cọc cổ điển.
- Sử dụng ống chính có đờng kính không lớn và cọc phụ(có váy cọc). - Đờng kính ống chính không thay đổi
- Thanh xiên bố trí dạng chữ v.
- Các thanh xiên, thanh giằng có đờng kính và chiều dày thay đổi.
Phương án 2
Panel PA, PB Panel P1, P2
Phương án 1
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
* Phơng án 3:
- Sử dụng phơng án móng cọc cổ điển, không sử dụng cọc phụ. - Sử dụng ống chính có đờng kính lớn và không thay đổi. - Chiều dày ống chính không thay đổi.
- Trong các khoang thanh xiên bố trí dạng chữ V (giống phơng án 2).
- Phần thợng tầng và khung nối, hệ dầm chịu lực nh các phơng án khác.
* Phơng án 4:
- Sử dụng phơng án móng cọc cổ điển.
- Sử dụng ống chính có đờng kính lớn và không thay đổi đờng kính ngoài.
- Chiều dày ống chính thay đổi (tăng lên) tại vị trí nút để đảm bảo khả năng chịu lực.
- Các khoang trên bố trí thanh xiên dạng díc dắc,khoang dới cùng thanh xiên dạng chữ X
- Phần thợng tầng và khung nối, hệ dầm chịu lực nh các phơng án khác.
Phương án 4
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
b. Phân tích, đánh giá, lựa chọn phơng án kcđ
Từ những lựa chọn về hình dáng kết cấu ở trên ta rút ra những nhận xét sau: * Về các chỉ tiêu kinh tế:
- Phơng án 1 có nhiều phần tử nên mất nhiều thời gian chế tạo các phần tử đồng thời cũng mất nhiều thời gian thi công lắp đặt trên bờ, phơng án 2 có sơ đồ đơn giản hơn nên chế tạo và thi công lắp đặt dễ dàng hơn.
+ Trọng lợng công trình không lớn lắm: Do kết cấu đợc cấu tạo bởi các ống đ- ờng kính nhỏ, do đó sẽ tiết kiệm đợc nguyên vật liệu.
+ Cả hai phơng án 1 và 2 sử dụng cọc phụ (có nhiều cọc) nên thời gian thi công (đóng cọc) ngoài biển lâu. Dẫn đến dễ gặp phải điều kiện thời tiết xấu làm chậm tiến độ thi công.
- Phơng án 3 có nhiều phần tử nên mất nhiều thời gian thi công chế tạo và lắp đặt .
+ Các ống chính có đờng kính lớn, chiều dày không thay đổi, các thanh xiên bố trí dạng chữ V. Tuy nhiên do đợc chế tạo từ thép có đờng kính lớn và chiều dày không thay đổi do đó trọng lợng công trình lớn hơn 2 phơng án trên ⇒ tốn vật liệu hơn 2 phơng án trên.
- Phơng án 4 có sơ đồ kết cấu tơng đối đơn giản, dễ dàng thuận tiện cho việc thi công chế tạo lắp đặt, khối lợng công trình bé hơn so với 3 phơng án trên ( Do kết cấu công trình đợc tạo nên bởi các ống đờng kính lớn nhng chiều dày chỉ thay đổi
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
tại vị trí liên kết và các thanh xiên bố trí dạng đơn giản ) nên tiết kiệm nguyên- vật liệu hơn.
+ Do khối chân đế đợc chế tạo với sơ đồ tơng đối đơn giản, có ít phần tử nên thời gian thi công nhanh hơn ( cả ở trong bờ và ngoài biển).
* Về phơng diện chịu lực:
- Phơng án 1 và 2 sử dụng ống có đờng kính nhỏ nên khi làm việc công trình sẽ dao động với biên độ lớn do đó sẽ rất khó khăn việc sinh hoạt cũng nh làm việc trên dàn.Mặt khác ứng suất trong các phần tử kết cấu sẽ lớn do đó sẽ rất dễ gây ra mất ổn định.
- Phơng án 3 có sơ đồ phức tạp về phơng diện chịu lực thì rất tốt nhng các ống chính có đờng kính lớn và tiết diện ống chính lại không thay đổi theo yêu cầu về khả năng chịu lực nên lãng phí vật liệu.
- Phơng án 4, Có sơ đồ tơng đối đơn giản các ống chính đợc tăng chiều dày tại vị trí các nút giao nhau phù hợp với yêu cầu về khả năng chịu lực và tiết kiệm đợc vật liệu. Vì tại vị trí các nút có nội lực lớn hơn các vị trí khác.
Qua những phân tích nhận xét trên cùng với việc tham khảo các kinh nghiệm thiết kế cộng với phậm vi của đồ án tốt nghiệp ta nhận thấy phơng án 4 có nhiều u điểm nổi bật hơn cả. Vì vậy ta chọn phơng án này để tính toán, thiết kế.
Trên cơ sở đó ta lựa chọn sơ bộ quy cách các loại ống nh sau:
STT Cao trình Kết cấu Quy cách
Toàn bộ chân đế ống chính Φ1626x28,6
1 Phần làm dày thêm Φ1626x31,8
2 D1 Thanh ngang chịu lực Φ660x20,6
Thanh ngang bố trí theo cấu tạo Φ610x17,5
3 Từ D1 đến D2 Thanh xiên Φ711x23,8
4 D2 Thanh ngang chịu lực Φ711x20,6
Thiết kế khối chân đế dàn BK bằng thép độ sâu 77 mét nớc.
5 Từ D2 đến D3 Thanh xiên Φ762x23,8
6 D3 Thanh ngang chịu lực Φ762x20,6
Thanh ngang bố trí theo cấu tạo Φ660x20,6
7 Từ D3 đến D4 Thanh xiên Φ813x23,8
8 D4 Thanh ngang chịu lực Φ813x20,6
Thanh ngang bố trí theo cấu tạo Φ711x20,6
9 Từ D4 đến D5 Thanh xiên Φ813x23,8
10 D5 Thanh ngang chịu lực Φ813x20,6
Thanh ngang bố trí theo cấu tạo Φ711x20,6
11 Toàn bộ công trình Cọc Φ1422x30,2
Chơng 3