Bảng so sánh chi phí thực hiện Nội dung cơng việc Phương pháp
Bottom - Up
Phương pháp
Hỗn hợp Chênh lệch
Đánh giá chi phí thực hiện theo phương pháp Hỗn hợp so với phương
pháp Bottom-Up
Tổng chi phí 40.931.454.696 35.748.312.437 5.183.142.259 Tổng chi phí thi cơng thấp hơn
Chi phí hệ thép hình chống tạm 35.846.454.696 28.460.992.917 7.385.461.779
Khối lượng hệ văng chống nhỏ hơn (số lượng tầng chống và kích thước tiết diện cấu kiện giảm)
Chi phí hạ nước ngầm 5.085.000.000 5.850.000.000 -765.000.000 Thời gian duy trì mực nước ngầm lâu hơn nên tốn thêm chi phí
Chi phí phát sinh trong quá
77
3.7. Kiểm sốt rủi ro trong q trình thi cơng
3.7.1. Giải pháp đảm bảo an tồn trong q trình thi cơng theo phương pháp Bottom – Up
- Thi công tầng hầm theo phương pháp đào mở là một phương pháp thi cơng an tồn và thuận lợi cho việc kiểm sốt rủi ro, mất an tồn lao động.
- Q trình thi cơng đào đất nếu phát hiện thấy có các khuyết tật của tường vây như thấm, lịi thép, lủng, nứt thì chúng ta sẽ dể nhận biết và đưa ra giải pháp xử lý một cách nhanh chóng và thuận tiện. Xử lý khuyết tật bằng các loại vật liệu chuyên dụng như vữa cường độ cao Sika Grout, bơm Foam...
- Môi trường thi cơng đảm bảo hàm lượng ơxi, thơng gió, chiếu sáng, ít gây ảnh hưởng đến sức khỏe của người thi cơng.
- Khi có sự cố sụt lún, nứt hoặc sạt lỡ các kết cấu cơng trình lân cận, có thể bố trí các giếng bơm đất hoặc vận chuyển đất đến bổ sung.
- Quá trình khắc phục sự cố có thể huy động được tối đa máy móc cơ giới và nhân cơng thực hiện nhờ mặt bằng thơng thống và rộng rãi.
- Cơng tác xử lý các vị trí liên kết giữa các kết cấu và thép chờ dễ dàng.
3.7.2. Giải pháp đảm bảo an tồn trong q trình thi cơng theo phương pháp Hỗn hợp Hỗn hợp
- Công tác xử lý các khuyết tật của tường vây, liên kết giữ tường vây và kết cấu dầm sàn khá khó khăn. Một số công việc cần yêu cầu kỹ thuật cao như đổ bù phần bê tông đầu cột, vách chịu lực.
- Quá trình chờ thép từ kết cấu trụ, vách bên trên xuống dưới khá phức tạp và gây vướng cho q trình thi cơng đào đất.
- Khi có sự cố xảy ra như nứt, lún, sạt lở hố đào thì q trình huy động máy móc và sử dụng nhân lực để khắc phục khá là nguy hiểm và cực kỳ khó khăn. Do đó, trong q trình tính tốn và thi cơng u cầu nhà thầu thi cơng phải là đơn vị chun nghiệp và có nhiều kinh nghiệm trong quá trình thi cơng tầng hầm theo phương pháp này.
- Việc phá dỡ các kết cấu khơng đúng với thiết kế có thể gây mất ổn định cho hố đào, gây nứt các kết cấu tầng hầm. Vì vậy, cần hạn chế tối đa các cơng tác phá dỡ và rung rộng mạnh trong quá trình thi cơng kết cấu tầng hầm.
3.8. Kết luận chương 3
Qua quá trình tình tốn, nhận thấy giá trị nội lực trong tường vây cũng như chuyển vị của các kết cấu trong hố đào theo từng phương án thi cơng là khác nhau. Để có cơ sở thiết kế hệ tường vây đảm bảo được khả năng chịu lực trong giai đoạn sử dụng cũng như giai đoạn thi cơng thì cần phải chọn được phương án thi cơng nào là phụ hợp nhất cho
cơng trình, từ đó làm cơ sở để thực hiện thiết kế các kết cấu còn lại của tầng hầm. Từ kết quả phân tích về đặc tính kỹ thuật, tiến độ thi cơng, chi phí thực hiện và kiểm sốt rủi ro trong q trình thi cơng. Nhận thấy:
- Tiến độ thực hiện theo phương pháp Bottom-Up là ngắn hơn so với phương pháp Hỗn hợp. Nguyên nhân chính là nhờ có mặt bằng rộng rãi, ít vướng kết cấu cơng trình, thuận lợi trong q trình thi cơng cơ giới hóa, biện pháp kỹ thuật thi cơng đơn giản hơn. - Chi phí thực hiện theo phương pháp BU đắt hơn khá nhiều so với phương pháp HH, ước tính khoảng 15% tổng giá trị thực hiện. Tuy nhiên, q trình thi cơng theo phương pháp HH địi hỏi kỹ thuật cao, các chi tiết liên kết, chống thấm, chờ thép phức tạp.
- Vấn đề thơng gió và chiếu sáng là một vấn đề quan trọng khi thi công theo phương pháp HH, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của người thi cơng.
- Q trình xử lý các khuyết tật và kiểm soát chất lượng kết cấu theo phương pháp BU tốt hơn và triệt để hơn so với phương HH.
79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Cơng trình Soleil Ánh Dương Đà Nẵng có diện tích thi cơng tầng hầm đặc biệt lớn, việc lựa chọn giải pháp thi cơng tầng hầm an tồn, hiệu quả là yếu tố đặt ra hàng đầu cho Chủ đầu tư, đơn vị Tư vấn thiết kế và Nhà thầu thi công. Với thành phần địa chất thủy văn tại thành phố Đà Nẵng chủ yếu là các lớp đất cát, đặc biệt là vùng ven biển, nơi có nhiều cơng trình cao tầng có chiều sâu tầng hầm lớn, chịu ảnh hưởng rất mạnh từ nước ngầm và hiện tượng thủy triều thì giải pháp hữu hiệu nhất để lựa chọn chỉ có 2 phương pháp là thi công theo phương pháp Bottom Up và Hỗn Hợp. Biện pháp sử dụng hệ neo trong đất áp dụng vào cơng trình khi gặp các tầng địa chất có lớp các chảy sẽ rất nguy hiểm và gây mất ổn định cho hố đào. Q trình tính tốn thiết kế chưa tính tốn chính xác địa hình các chảy này, gây ra sự cố cho q trình thi cơng. Ngồi ra, cịn có thi cơng tầng hầm theo phương pháp Top-Down. Tuy nhiên, việc thi công các tầng bên trên quá nhanh khi chưa thi cơng xong phần móng sẽ gây nguy hiểm cho hố đào và việc thi cơng kết cấu bên dưới sẽ khá là khó khăn.
Qua bài luận văn này, tác giả đã phân tích và so sánh các ưu điểm và nhược điểm của 2 phương pháp BU và HH được áp dụng cụ thể và cơng trình Soleil Ánh Dương. Trên cơ sở 3 tiêu chí về tiến độ, chi phí thực hiện, kiểm sốt rủi ro trong q trình thi cơng kết hợp từng đặc điểm cơng trình cụ thể, các yếu tố về địa chất thủy văn từ đó có thể vận dụng tối ưu được những phương pháp thi cơng tầng hầm, đảm bảo an tồn cho cơng trình và mang lại hiệu quả về kinh tế, tiến độ cho Chủ đầu tư.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Lý thuyết C.A.Coulomb.
[2] Theo công thức kiến nghị của nhà nghiên cứu Uông Bỉnh Giám – Đại học Đồng Tế - Trung Quốc.
[3] TCVN 10304-2014: Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế. [4] TCVN 5575-2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế. [5] TCXD 269-2004: Giàn giáo các yêu cầu về an toàn. [6] “Manual of Plaxis 3D version 2013”.
[7] “Handbook of Geotechnical Investigation and Design Tables”, Burt Look.
[8] Đỗ Văn Đệ (2012), Phần mềm Plaxis 3D Foundation ứng dụng vào tính tốn móng và cơng trình ngầm, Nhà xuất bản xây dựng, Hà Nội.
[9] Báo cáo khảo sát địa chất cơng trình Soleil Ánh Dương Đà Nẵng.
[10] PGS.TS. Nguyễn Bá Kế, Thiết kế và thi cơng hố móng sâu, Nhà xuất bản xây dựng Hà Nội – 2010.
81
PHỤ LỤC
1.Tính tốn thiết kế phương pháp thi cơng Bottom-Up
a.Kiểm tra ổn định chống đẩy trồi hố móng
Phương pháp tính chống trồi đáy khi đồng thời kể đến cả c và :
( ) T q c L N DN cN K H D q + = + + Trong đó:
- Độ chôn sâu của thân tường D = 9,7m. - Chiều sâu đào của hố móng H = 8,3m. - Hoạt tải thi công q = 20 kN/m2.
- N: trị số bình quân gia quyền của trọng lượng tự nhiên của các lớp đất ở phía ngồi hố kể từ mặt đất đến đáy tường.
2 17, 63 / i i N i h kN m h = = Lớp 1: 1 = 17,53 kN/m2; h1 = 12,00 m Lớp 2: 2 = 18,13 kN/m2; h2 = 2,50 m Lớp 3: 3 = 18,25 kN/m2; h3 = 2,50 m Lớp 4: 4 = 17,20 kN/m2; h4 = 1,00 m Tổng h = 18,00 m
- : trị số bình quân gia quyền của trọng lượng tự nhiên của các lớp đất ở phía
trong hố kể từ mặt đất đến đáy tường.
2 17,84 / i i T i h kN m h = = Lớp 1: 1 = 17,53 kN/m2; h1 = 3,70 m Lớp 2: 2 = 18,13 kN/m2; h2 = 2,50 m Lớp 3: 3 = 18,25 kN/m2; h3 = 2,50 m Lớp 4: 4 = 17,20 kN/m2; h4 = 1,00 m Tổng h = 9,70 m
2 tan tan (45 ) 2 q N = + e = 141,53 Tại lớp 4: = 31,2; c = 26 kN/m2 1 ( 1) tan c c N N = − =232,04 KL = 90,45 > K0L = 2,50
Kết luận: Hố đào đảm bảo ổn định khơng bị đẩy trồi hố móng.
b. Kiểm tra khả năng chịu lực của tường vây
Tính Mgh của tường vây trên 1m chiều dài:
- Lớp trong hố đào: 18a200 + 22a200; Asn = 3.173,01 mm2; h0 = 540 mm; b=1000 mm.
Bê tơng B25 (M350) có Rb = 14,5 Mpa. Thép CB-400 có Rs = 350 Mpa.
Hệ số điều kiện làm việc = 0,595; R= 0,615; = (Rs.As)/(Rb.b.h0) = 0,238; = 1-0,5 = 0,881.
M+gh(trong) = Rs.As..h0 = 528,22 kN.m/m
- Lớp ngoài hố đào: 16a200: Ast = 1.570,80 mm2; h0 = 540 mm; b = 1000 mm.
Bê tơng B25(M350) có Rb = 14,5 MPa. Thép CB-400 có Rs = 350 Mpa.
Hệ số điều kiện làm việc = 0,595; R= 0,615; = (Rs.As)/(Rb.b.h0) = 0,118; = 1-0,5 = 0,941.
M-gh(ngoài) = Rs.As..h0 = 279,36 kN.m/m
So sánh Mgh với momen của tường vây:
- Giá trị momen phía trong hố đào lớn nhất: M+max = 517,2 kN.m/m < M+gh(trong) = 528,2 kN.m/m
M-min = 238,4 kN.m/m < M-gh(ngoài) = 279,4 kN.m/m
Thỏa mãn điều kiện ➔ Tường vây đảm bảo khả năng chịu lực.
c.Kiểm tra khả năng chịu lực của Kingpost
Kingpost sử dụng H400×400×13×21:
83
u = 2,37 m
Tải trọng tác dụng lên Kingpost:
- Tải trọng hệ văng q1 = 18,92 kN; n = 1,1 - Tải trọng vật tư phụ q2 = 1,22 kN; n = 1,1
- Tải trọng người và thiết bị thi công q3 = 40,00 kN; n = 1,3 Tổng tải trọng tác dụng lên Kingpost: 74,15 kN
Tính khả năng chịu tải của cọc đơn theo cơng thức của Meyerhof; trong đó biểu đồ tra Nc, Nq, N lấy theo biểu đồ Berrantev.
- Khả năng chịu tải cực hạn của Kingpost:
. . .
u m s m c s c
Q =Q +Q =q F +u f L
- Để tính khả năng bám trượt xung quanh ta dùng công thức:
'. .
s a s a
f =c + K tg
Cọc ngàm vào đất có chiều dài 4,0m. Cắm xuyên qua lớp đất số 1.
Lớp đất số 1: Cát mịn đến vừa, màu vàng nhạt, trạng thái ẩm đến bão hòa, kết cấu chặt vừa đến chặt: 1 = 17,53 kN/m3; 1 = 30.
Tại lớp 1 ta có cao độ của cọc: z1 = 4,00 m; bt1 = 70,12 kN/m2; ca1 = c = 0; a1 = 21; Ks1 = 0,77; s1 = 20,72 kN/m2; Qs = 196,80 kN
Mũi Kingpost ngàm vào lớp đất thứ 1 có a1 = 210
Tra biểu đồ ta có:
Hình 3.44. Biểu đồ biểu đồ Berrantev
Nc = 80; Nq = 12; Ng = 0
. '. . . .
m c q
Qm = qm.F = 18,40 kN
Sức chịu tải cho phép của Kingpost:
3 2
m s
u
Q Q
Q = + =104,53 kN
Lực mà Kingpost phải chịu trong hệ Q = 74,15 kN Ta có Qu = 104,53 kN > Q = 74,15 kN
Vậy kingpost đủ khả năng chịu lực khi ngàm với độ sâu 4.0 m trong đất.
d. Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm biên
Vật liệu:
Cường độ thép chịu kéo tính tốn R = 2100 daN/cm2
Mơ đun đàn hồi E = 2.100.000 daN/cm2
Cường độ thép chịu cắt tính tốn Rc = 1250 daN/cm2
Cường độ tính tốn của liên kết hàn Rgt = 1600 daN/cm2; Rgh = 1800 daN/cm2
Hệ số chiều sâu đường hàn: h = 0,7; t = 1 Hệ số điều kiện làm việc: = 0,95
Nội lực tính tốn dầm:
Mơmen tại tiết diện tính tốn: M = 548,05 kN.m Lực cắt tại tiết diện tính tốn: Q = 365,83 kN
Chọn tiết diện dầm:
Dầm biên sử dụng 2-H400×400×13×21 - Xác định chiều cao của dầm: hd = 0,4 m
- Xác định chiều dày và chiều cao bản bụng: d = 0,013 m; hb = 0,358 m - Xác định bề rộng cánh dầm: bc = 0,4 m
- Xác định bề dày cánh dầm: c = 0,021 m
Các đặc trưng hình học:
- Diện tích tiết diện: A = 0,02145 m2
- Diện tích tiết diện phần cánh: Ac= 0,00840 m2
- Diện tích tiết diện phần bụng: Ab= 0,004654 m2
85
- Mơmen qn tính của tiết diện theo trục x: Ix = 0,000654 m4
- Mơmen qn tính của tiết diện theo trục y: Iy = 0,000224 m4
- Mômen chống uốn của tiết diện theo trục x: Wx = 0,003268 m3
- Mômen chống uốn của tiết diện theo trục y: Wy = 0,001120 m3
- Mômen tĩnh của 1/2 tiết diện dầm đối với trục trung hòa: Sc = 0,001800 m3
- Mơmen qn tính của tiết diện lấy đối với cánh nén: Icn = 0,001424 m4
- Mômen chống uốn của tiết diện lấy đối với cánh nén: Wcn = 0,007120 m3
- Mơmen qn tính của tiết diện lấy đối với cánh nén: Icn = 0,001424 m4
- Mômen chống uốn của tiết diện lấy đối với cánh nén: Wcn = 0,007120 m3
Kiểm tra độ bền:
- Độ bền chịu uốn: =M / Wth R
/ Wth
M
= =167697,9 kN/m2 ≤R=199500,0 kN/m2 Kết luận: Cấu kiện đảm bảo độ bền chịu uốn
- Độ bền chịu cắt: max c c b Q S R I = max c b Q S I = =77500,0 kN/m2 ≤ Rc =118750,0 kN/m2
Kết luận: Cấu kiện đảm bảo độ bền chịu cắt
- Độ bền chịu uốn và cắt đồng thời: 2 2
1 3 1 1.15 td R = + 1 Mhb / (Whd) = =150089,6 kN/m2 1 QSc / (Ix b) = =77500,0 kN/m2 td = 12+312 =168917,6 kN/m2 ≤ 1.15R=241500,0 kN/m2 Kết luận: Cấu kiện đảm bảo độ bền chịu uốn và cắt đồng thời.
Ổn định tổng thể:
Kiểm tra điều kiện:
( )
0 c 0.41 0.0032 c c 0.73 0.016 c c c
l b + b + − b b h E R
Trong đó: Dầm làm việc trong giai đoạn đàn hồi = 1; l0= 4m; bc = 0,4m; c = 0,021m; hc = 0,379 m (khoảng cách trọng tâm 2 cánh dầm).
0 c
Kết luận: Cấu kiện không phải kiểm tra ổn định tổng thể.
Ổn định cục bộ của cánh và bụng dầm:
- Điều kiện ổn định cục bộ của cánh nén:
0 c 0.5 /
b E R
Trong đó: b0 = 0,194 m; c = 0,021 m.
0 c
b =9,214 ≤ 0.5 E R/ =15,811 Kết luận: Cánh nén thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ.
- Điều kiện ổn định cục bộ của bụng dầm dưới tác dụng của ứng suất tiếp:
0 ( / ) / 3, 2 b h b R E b = = Trong đó h0 = 0,358m; b = 0,013 m. 0 ( / ) / b h b R E = =0,8708 ≤ 3,2
Kết luận: Thỏa mãn điều kiện ổn định cục bộ của bụng dầm dưới tác dụng của ứng suất tiếp.
- Điều kiện ổn định cục bộ của bụng dầm dưới tác dụng của ứng suất pháp:
0/ b 5.5 /
h R E
0/ b 27,538 5.5 / 173,925