c .Kiểm tra ổn định ụ bộ
b. Đặc trưng vật liệu phần tử dầm (Beam)
3.1. Biện pháp kỹ thuật thi cơng tầng hầm cơng trình
Như đã trình bày trong phần kết luận chương 1, trong chương này, 2 phương pháp thi công phần ngầm cơng trình Soleil Ánh Dương sẽ được lựa chọn để phân tích, đánh giá:
- Thi cơng tầng hầm từ dưới lên (Bottom-up), sử dụng hệ shoring-kingpost bằng thép hình để chống đỡ tường vây;
- Thi công tầng hầm theo phương pháp hỗn hợp (kết hợp phương án thi công từ dưới lên – Bottom-up và thi công từ trên xuống – Top-down).
3.1.1. Lựa chọn biện pháp chống tạm
Cơng trình có diện tích tầng hầm rộng 22.000m2 chiều sâu hố đào thay đổi từ 8,3m đến 11,3m, sử dụng tường Barrette dày 600mm sâu 18m làm tường vây xung quanh hố đào.
- Với chiều sâu hố đào như vậy, để chống đỡ tường vây khi áp dụng biện pháp thi cơng tầng hầm từ dưới lên (Bottom-up) có thể sử dụng các lớp chống đỡ tạm bằng thép hình hay cịn gọi là hệ shoring-kingpost, các thơng số kích thước tiết diện thép hình là H400×400×13×21.
- Trường hợp áp dụng công nghệ thi công hỗn hợp Bottom-up và Top-down, sử dụng chính kết cấu dầm sàn tầng hầm của cơng trình kết hợp với hệ văng chống tạm bằng thép hình để chống đỡ tường vây.
- Do diện tích tầng hầm quá rộng lớn nên để giảm tối đa chi phí thi cơng hệ chống tạm bằng thép hình (nếu áp dụng thi cơng tầng hầm từ dưới lên) cũng như giảm số lượng cột tạm và thuận tiện cho thi công (nếu áp dụng thi công tầng hầm theo phương pháp hỗn hợp) nên chỉ bố trí hệ chống tạm hoặc thi cơng Top-down ở một số bước, nhịp theo biên xung quanh tầng hầm của cơng trình.
Tùy thuộc vào việc lựa chọn biện pháp thi công tầng hầm làm ảnh hưởng đến nội lực trong hệ tường vây, vì trong quá trình thi cơng đào đất sẽ làm thay đổi sơ đồ làm việc của tường vây, khi đó tường vây làm việc theo nhiều dạng kết cấu khác nhau như: cơng xơn, dầm liên tục, dầm liên tục có đầu cơng xôn,...
3.1.2. Biện pháp thi công đào đất
- Quá trình đào đất được tiến hành theo nhiều đợt, sử dụng tối đa khả năng cơ giới hóa để đào đất, đến vị trí cách cốt đáy bê tơng lót móng khoảng 200mm thì tiến hành sửa hố móng bằng thủ công để tránh phá hoại kết cấu nền đất đáy móng.
- Bố trí thang lên xuống hố móng để thuận tiện cho công tác thi công, kiểm tra các cấu kiện trước khi thi công các bước tiếp theo.
- Trong q trình đào, bố trí hệ thống mương, hố thu để thu nước mưa và nước mặt, sử dụng máy bơm bơm hút nước ra khỏi hố móng.
3.1.3. Biện pháp thi cơng ván khn, cốt thép, đổ bê tông Công tác ván khuôn Công tác ván khuôn
- Công tác ván khuôn được thiết kế và thi cơng đúng vị trí, kích thước hình học của kết cấu, đảm bảo độ cứng, độ ổn định, dễ lắp dựng, dễ tháo dỡ, đồng thời không cản trở đến các công tác lắp đặt cốt thép, đổ và đầm bê tông. Hệ thống chống giữ được gia cố vững chắc.
- Đảm bảo chiều dày lớp bảo vệ thép bằng các con kê bê tông giữa thép chịu lực và thành cốp pha.
- Ván khn đảm bảo an tồn theo tiêu chuẩn TCXD 269:2004 [5].
- Ván khn được ghép kín khít, khơng bị xê dịch trong q trình đổ và đầm bê tơng, nước xi măng khơng bị chảy mất ra ngồi kết cấu và bảo vệ được bê tông khi mới đổ.
- Ván khuôn được gia công, lắp dựng đảm bảo trong phạm vi dung sai theo yêu cầu. Kiểm tra vị trí lắp dựng cốt pha căn cứ vào hệ mốc đo đạc nằm ngồi cơng trình mà dẫn tới vị trí cơng trình hoặc dùng biện pháp dẫn xuất từ chính cơng trình đảm bảo chính xác vị trí mà khơng mắc sai luỹ kế.
- Q trình kiểm tra cơng tác cốp pha gồm các bước sau: + Kiểm tra vật liệu làm cốp pha.
+ Kiểm tra gia công chi tiết các tấm cốp pha thành phần tạo nên kết cấu. + Kiểm tra việc lắp dựng khuôn hộp cốp pha.
39
hệ thống kết cấu cốp pha và đà giáo.
Công tác cốt thép
- Công tác gia công cắt và uốn thép được tiến hành tại khu vực gia công cốt thép. - Tiến hành thi công từ thấp đến cao, từ dưới lên trên, sản xuất những con kê vữa mác cao để đảm bảo đúng chiều dày lớp bảo vệ cốt thép cho từng loại cấu kiện theo thiết kế quy định.
- Nội dung thi công lắp đặt bao gồm:
+ Vận chuyển thép đã gia cơng vào vị trí cấu kiện. + Lắp đặt cốt thép cho dầm móng, móng.
+ Lắp đặt cốt thép chờ cho các cấu kiện bên trên.
+ Định vị, cố định vị trí cốt thép bằng máy trắc đạc, dây căng.
+ Kiểm tra khoảng cách giữa các thanh thép, lớp bảo vệ bằng thước thép.
Công tác đổ bê tơng móng
Bê tơng sử dụng bê tơng thương phẩm đổ bằng cần bơm bê tơng, tại những vị trí cần bơm khơng vào được thì bố trí ống đùn để bơm. Trước khi đổ bê tông, cần kiểm tra các thông tin sau:
- Cường độ nén mẫu theo yêu cầu. - Độ sụt bê tông.
- Thời gian bắt đầu đóng rắn và thời gian kết thúc ninh kết. - Thành phần cốt liệu.
- Thông số của xi măng như: chủng loại, mác, phụ gia, thời hạn cất giữ, hàm lượng tối đa và tối thiểu.
- Các yêu cầu về nước và tỷ lệ nước/xi măng tối đa.
- Chứng chỉ thí nghiệm vật liệu, chứng chỉ của vật liệu sử dụng.
- Kết cấu phải được vệ sinh, tưới nước, chuẩn bị mặt bằng, dụng cụ và trang thiết bị đầy đủ.
3.1.4. Biện pháp hạ mực nước ngầm Tiêu thoát nước mặt Tiêu thoát nước mặt
- Hạ mực nước hố đào bao gồm hạ mước ngầm trong phạm vi hố móng và bơm hút nước mặt do trời mưa.
- Trong q trình thi cơng đào đất bố trí các rãnh thu nước và hố thu nước để thoát nước mặt, nước ngầm trong phạm vi hố móng.
- Tiết diện và độ dốc của mương thoát nước đảm bảo thoát nước nhanh, tốc độ nước chảy trong mương khơng gây xóa lỡ đất.
- Bố trí các máy bơm cơng suất đủ lớn, bơm hút nước liên tục để đảm bảo hố móng ln khơ ráo, khơng gián đoạn trong q trình thi cơng.
- Xung quanh thành hố đào đắp bờ để ngăn không cho nước chảy vào các hố đào trong trường hợp trời mưa.
- Khi xây dựng hệ thống tiêu nước thi công, đảm bảo theo yêu cầu sau:
+ Khoảng cách giữa chân mái cơng trình đắp vào bờ mương thốt nước ≥3m. + Luôn giữ mặt bằng đào đất có độ dốc để thốt nước.
Hạ nước ngầm trong hố đào
- Phương pháp hạ mực nước ngầm bằng phương pháp giếng điểm.
- Hệ thống giếng điểm gồm ống giếng điểm, ống thu nước chính, ống nối, thiết bị thu nước:
+ Ống giếng điểm: Dùng ống nhựa PVC114, đầu ống là ống lọc để thu nước. + Ống nối: Dùng loại ống cao su hoặc ống nhựa, trên ống nối nên có van để dễ kiểm tra.
+ Thiết bị hút nước: Máy bơm.
+ Cốt yêu cầu hạ mực nước, luôn được giữ thấp hơn cốt móng hố đào 0,5m
- 1m.
+ Sau khi phần cơng trình ngầm được lấp xong mới được tháo bỏ giếng điểm và lấp kín lỗ giếng điểm.
- Bố trí số lượng và vị trí hố ga thu nước (có ngăn lắn cát) để đảm bảo lượng nước bơm lên khơng làm tràn hệ thống thốt nước của Thành phố.
3.2. Tính tốn thiết kế phương pháp thi công Bottom-Up 3.2.1. Tổng quan biện pháp
Biện pháp thi công tầng hầm theo phương pháp Bottom-Up là một biện pháp được thực hiện khá phổ biến tại các cơng trình ở Việt Nam. Quy trình thực hiện theo trình tự thi cơng từ các kết cấu phần móng đến cao trình ±0.00m.
Các thơng số kỹ thuật được đưa vào tính tốn cơng trình như sau: - Cao trình mặt sàn tầng mặt đất: ±0.00m; +0.80m.
- Cơng trình có cao độ mặt đất tự nhiên: -1,50m.
- Mực nước ngầm tại cơng trình nằm ở cao độ: -3,50m. - Độ sâu đào toàn bộ hố cơng trình tại cao độ -9,80m. - Độ sâu đào cục bộ tại móng sâu nhất: -12,80m.
41
+ Hệ 1: sử dụng 2H400×400×13×21 làm dầm biên, H400×400×13×21 làm thanh chống đặt tại cao trình -4,50m.
+ Hệ 2: sử dụng 2H400×400×13×21 làm dầm biên, H400×400×13×21 làm thanh chống đặt tại cao trình -8,50m.
+ Các hệ giằng sử dụng H200×200×8×12.
+ Kingpost sử dụng H400×400×13×21, bước King-post dọc theo chiều dài tường vây là 6m phù hợp với vị trí các cọc khoan nhồi để chôn sâu King-post vào cọc khoan nhồi tại thời điểm thi cơng cọc. Trường hợp khơng trùng với vị trí cọc nhồi, có thể thi cơng cọc biện pháp để chơn King-post. Theo phương vng góc với bề mặt tường vây sử dụng 2 bước King-post cách nhau 6m.
Hình 3.2. Mắt cắt A-A biện pháp Bottom-Up
3.2.2. Quy trình tính tốn
a. Thơng số đầu vào
- Dựa trên báo cáo khảo sát địa chất cơng trình, có các chỉ tiêu cơ lý như sau:
Bảng 3.1. Thông số địa chất đưa vào tính tốn
Mơ hình Mohr- Coulomb 1 2 3 4 Lớp 1: Cát mịn đến chặt vừa, màu vàng nhạt, trạng thái ẩm đến bão hòa, kết cấu chặt vừa đến chặt Lớp 2: Cát bùn, vài chổ lẫn vò sò, trạng thái rắn chắt Lớp 3: Cát mịn, trạng thái chặt vừa đến chặt Lớp 4: Sét lẫn vỏ sò, trạng thái chặt
Type Drained Drained Drained UnDrained
unsat [kN/m³] 17.53 17.72 17.72 17.2 sat [kN/m³] 17.53 18.13 18.25 17.2
kx [m/day] 1 0.9 0.9 0.01
ky [m/day] 1 0.9 0.9 0.01
einit [-] 0.5 0.5 0.5 0.5
ck [-] 1.00E+15 1.00E+15 1.00E+15 1.00E+15
Eref [kN/m²] 12800 12400 13450 6500
[-] 0.3 0.3 0.3 0.35
43 Mơ hình Mohr- Coulomb 1 2 3 4 Lớp 1: Cát mịn đến chặt vừa, màu vàng nhạt, trạng thái ẩm đến bão hòa, kết cấu chặt vừa đến chặt Lớp 2: Cát bùn, vài chổ lẫn vò sò, trạng thái rắn chắt Lớp 3: Cát mịn, trạng thái chặt vừa đến chặt Lớp 4: Sét lẫn vỏ sò, trạng thái chặt cref [kN/m²] 0 0 0 26 [°] 30 33.5 32 31.2 [°] 0 0 1 1.5 Einc [kN/m²/m] 0 0 0 0 str. [kN/m²] 0 0 0 0 Rinter. [-] 1 1 1 1 Chiều dày m 12 2,5 2,5 16,5 Interface
Neutral Neutral Neutral Neutral permeability
- Hoạt tải thi công lấy bằng 20kN/m2 trên thành hố đào với dải hoạt tải rộng 5m, cách mép tường vây tối thiểu 1m.
- Mực nước ngầm nằm ở độ sâu 2,0m so với mặt đất tự nhiên (cốt -3,50m). - Tường Barrette dày 600mm, có các thơng số sau:
Bảng 3.2. Thơng số tường Barrette dày 600mm
Thông số Ký hiệu Tường Barrette dày 600 Đơn vị
Mác bê tông Mac M300
Cường độ chịu nén dọc
trục của bê tông Rb 14500 kN/m2
Cường độ chịu kéo dọc
trục của bê tông Rbt 1050 kN/m2
Mô đun đàn hồi của bê
tông Eb 30000000 kN/m2
Chiều dày d 0,6 m
Chiều dài L 18 m
Trọng lượng riêng 25 kN/m3
Hệ số ảnh hưởng của từ
Thông số Ký hiệu Tường Barrette dày 600 Đơn vị
Mô đun đàn hồi theo trục Eb,cr = E1 = E2 21000000 kN/m2 Mô đun cắt trong mặt
phẳng G12 = G13 = G23 8077000 kN/m2 Hệ số Poisson 12 0,3 Diện tích A 0,6 m2 Momen quán tính I 0,018 m4 Độ cứng khi nén EA 12600000 kN Độ cứng khi uốn EI 378000 kNm2 - Hệ văng chống: Bảng 3.3. Thông số hệ văng chống
Thông số Ký hiệu Hệ văng sử dụng thép hình H400×400×13×21 Hệ giằng sử dụng thép hình H200×200×8×12 Đơn vị Diện tích A 218,7 63,53 cm2
Mơ đun đàn hồi
của thép E 210000000 210000000 kN/m2 Trọng lượng riêng 78,5 78,5 kN/m3 Momen quán tính trục 3 I3 0,000666 0,000047 m4 Momen quán tính trục 2 I2 0,000224 0,000016 m4 - Kingpost: Bảng 3.4. Thông số Kingpost
Thông số Ký hiệu Kingpost sử dụng thép hình H400×400×13×21
Đơn vị
Diện tích A 218,7 cm2
Mô đun đàn hồi của thép E 210000000 kN/m2
Trọng lượng riêng 78,5 kN/m3
Momen quán tính trục 3 I3 0,000666 m4
Momen quán tính trục 2 I2 0,000224 m4
Skin resistance Type Linear
45 Thông số Ký hiệu Kingpost sử dụng thép hình H400×400×13×21 Đơn vị
Base resistance Fmax 10000 kN
- Sàn tầng mặt đất, sàn tầng hầm B1, B2:
Bảng 3.5. Thông số sàn Tầng mặt đất, hầm B1, B2
Thông số Ký hiệu Sàn Tầng mặt đất, Hầm B1 Hầm B2 Đơn vị
Mác bê tông Mac M300 M300
Cường độ chịu nén
dọc trục của bê tông Rb 17000 17000 kN/m2
Cường độ chịu kéo
dọc trục của bê tông Rbt 1200 1200 kN/m2
Mô đun đàn hồi của
bê tông Eb 32500000 32500000 kN/m2
Chiều dày d 0,25 0,6 m
Trọng lượng riêng 25 25 kN/m3
Hệ số ảnh hưởng của từ biến và tải
trọng dài hạn cr 0,6 0,9
Mô đun đàn hồi
theo trục Eb,cr = E1 = E2 19500000 29250000 kN/m2 Mô đun cắt trong
mặt phẳng G12 = G13 = G23 7500000 11700000 kN/m2
Hệ số Poisson 12 0,3 0,3
Diện tích A 0,25 0,6 m2
b. Trình tự các bước thi công
- Bước 1: Công tác chuẩn bị và vận chuyển thiết bị khoan về cơng trình. - Bước 2: Thi cơng cọc khoan nhồi kết hợp ép kingpost.
- Bước 3: Thi công tường dẫn. - Bước 4: Thi công tường Barrete.
- Bước 5: Đào đất đợt 1 từ cốt -1,50m đến cốt -5,00m và hạ mực nước ngầm từ cốt -3,50m đến cốt -5,50m.
- Bước 6: Lắp đặt hệ văng chống thứ 1 tại cốt -4,50m.
- Bước 7: Đào đất đợt 2 từ cốt -5,50m đến cốt -8,50m và hạ mực nước ngầm từ cốt -5,50m đến -9,00m.
- Bước 8: Lắp đặt hệ văng chống thứ 2 tại cốt -8,00m.
9,00m đến -10,30m.
- Bước 10: Đào đất đợt 4 cục bộ từng hố móng đến cốt thiết kế.
- Bước 11: Thi cơng các lớp bê tơng lót móng, bể nước, nền tầng hầm B2. - Bước 12: Thi cơng bê tơng móng, bể nước, nền tầng hầm B2 tại cốt -9,20m. - Bước 13: Tháo hệ văng chống thứ 2 tại cốt -8,00m.
- Bước 14: Thi công bê tông cột, vách tầng hầm B2. - Bước 15: Thi công sàn tầng hầm B1 tại cốt -6,00m. - Bước 16: Tháo hệ văng chống thứ 1 tại cốt -4,50m. - Bước 17: Thi công bê tông cột, vách tầng hầm B1. - Bước 18: Thi công sàn tầng mặt đất tại cốt -0,10m.
c. Mơ hình tính tốn bằng phần mềm Plaxis 3D
47
Hình 3.4. Các giai đoạn thi cơng theo phương pháp Bottom-Up
- Phase 1: Bao gồm các Bước 1 đến Bước 4. - Phase 2: Bao gồm Bước 5.
- Phase 3: Bao gồm Bước 6. - Phase 4: Bao gồm Bước 7. - Phase 5: Bao gồm Bước 8.
- Phase 6: Bao gồm các Bước 9 đến Bước 10. - Phase 7: Bao gồm các Bước 11 đến Bước 12. - Phase 8: Bao gồm Bước 13.
- Phase 9: Bao gồm các Bước 14 đến Bước 15. - Phase 10: Bao gồm Bước 16.
d. Kết quả tính tốn sau khi đào đến đáy hố đào của hệ văng chống
Hình 3.5. Ghi chú chi tiết hệ văng chống điển hình
Hệ văng chống thứ 1 tại cốt -4,50m:
- Giá trị momen M lớn nhất dầm biên theo phương cạnh ngắn Mmax = 327,77 kNm.