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
Mô 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 Thơng 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 công 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.
Hình 3.6. Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh ngắn hệ văng chống lớp 1
49
Hình 3.8. Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh dài hệ văng chống 1
Giá trị lực cắt Q lớn nhất dầm biên theo phương cạnh dài Qmax = 346,67 kNm.
Hình 3.9. Biểu đồ bao lực cắt Q của dầm biên theo phương cạnh dài hệ văng chống 1
Giá trị lực dọc lớn nhất của thanh số 1 Nmax = 1449,29 kN
Hình 3.10. Biểu đồ lực dọc N lớn nhất của thanh số 1 hệ văng chống 1
Giá trị lực dọc lớn nhất của thanh số 2 Nmax = 2559,7 kN
Hình 3.12. Giá trị chuyển vị lớn nhất trong hệ văng chống 1 Uz =0,046m
Hệ văng chống 2 tại cốt -8,00m:
Giá trị momen M lớn nhất dầm biên theo phương cạnh ngắn Mmax = 548,05 kNm.
Hình 3.13. Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh ngắn hệ văng chống 2 hệ văng chống 2
Giá trị lực cắt Q lớn nhất dầm biên theo phương cạnh ngắn Qmax = 365,83 kNm.
Hình 3.14. Biểu đồ bao lực cắt Q của dầm biên theo phương cạnh ngắn hệ văng chống 2 hệ văng chống 2
Giá trị momen M lớn nhất dầm biên theo phương cạnh dài Mmax = 448,08 kNm.
Hình 3.15. Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh dài
51
Hình 3.16. Biểu đồ bao lực cắt Q của dầm biên theo phương cạnh dài hệ văng chống 2
Giá trị lực dọc lớn nhất của thanh số 1 Nmax = 2555,76 kN
Hình 3.17. Biểu đồ lực dọc N của thanh số 1 hệ văng chống 2
Giá trị lực dọc lớn nhất của thanh số 2 Nmax = 3310,4 kN
Hình 3.18. Biểu đồ lực dọc N của thanh số 2 hệ văng chống 2
Hình 3.19. Giá trị chuyển vị lớn nhất trong hệ văng chống 2 Uz =0,043m
e. Kiểm tra ổn định hố đào
Hình 3.20. Biểu đồ chuyển vị bề mặt tường vây của cạnh ngắn theo phương vng góc
Giá trị chuyển vị lớn nhất của tường vây theo phương cạnh dài Uy-max = 45,62mm
Hình 3.21. Biểu đồ chuyển vị bề mặt tường vây của cạnh dài theo phương vng góc
Chuyển vị cho phép của tường vây tại đáy hố đào [U]=H/150 = 55,33mm (với độ sâu cốt đào đất đại trà H=8,3m)
Ta có: max(Ux-max;Uy-max) = 45,62mm ≤ [U]=62,00mm Vậy hố đào đảm bảo điều kiện chuyển vị.
f. Kiểm tra ổn định chống đẩy trồi hố móng
Hố đào đảm bảo ổn định khơng bị đẩy trồi hố móng. (Chi tiết tính tốn được thể
53
g. Kiểm tra khả năng chịu lực của tường vây
Hình 3.22. Biểu đồ bao momen M của tường vây theo phương cạnh ngắn
- Mmax = 238,4 kNm/m (bên ngoài hố đào) - Mmin = 517,2 kNm/m (bên trong hố đào)
Hình 3.23. Biểu đồ bao momen M của tường vây theo phương cạnh dài
- Mmax = 228,2 kN.m/m (bên ngoài hố đào) - Mmin = 436,9 kN.m/m (bên trong hố đào)
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. (Chi tiết tính tốn
được thể hiện tại phần phụ lục)
h.Kiểm tra khả năng chịu lực của Kingpost
Kingpost đủ khả năng chịu lực khi ngàm với độ sâu 4.0 m trong đất. (Chi tiết tính
tốn được thể hiện tại phần phụ lục)
i. Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm biên
Dầm biên đủ khả năng chịu lực. (Chi tiết tính tốn được thể hiện tại phần phụ
lục)
j.Kiểm tra khả năng chịu lực trong thanh chống
lục)
3.3. Tính tốn thiết kế phương pháp thi công hỗn hợp 3.3.1. Tổng quan biện pháp 3.3.1. Tổng quan biện pháp
Quy trình thực hiện theo trình tự thi cơng các kết cấu từ cao trình ±0.00m đến các đáy móng, bể nước.
Hình 3.24. Mặt bằng bố trí lỗ mở sàn theo phương pháp hỗn hợp
Các thơng số kỹ thuật được đưa vào tính tốn cơng trình như sau:
- Sử dụng sàn tầng mặt đất (cao trình -0,10m) và sàn B1 (cao trình -6,00m) làm việc như 2 hệ văng chống.
- Sử dụng thêm 01 lớp Shoring H350×350×12×19 làm biện pháp chống tạm cho hố đào tại cao trình -8,50m.
- Các hệ giằng sử dụng H200×200×8×12.
- King-post ở đây là cấu kiện chịu lực chính thay cho các hệ cột và vách tầng hầm, sử dụng H400×400×13×21, đặt trong các vị trí cọc khoan nhồi với chiều sâu ngàm là 2,20m, gồm 2 bước nhịp với khoảng cách mỗi bước là 8,0m.
55
Hình 3.25. Mặt cắt B-B bố trí hệ chống đỡ theo phương pháp hỗn hợp
3.3.2.Quy trình tính tốn
a.Thông số đầu vào
- Các thông về địa chất, tường vây, sàn tầng mặt đất, tầng hầm B1, B2 được lấy ở bảng 3.1; 3.2; 3.4; 3.5. - Hệ văng chống: Bảng 3.6. Thông số hệ văng chống Thông số Ký hiệu Hệ văng sử dụng thép hình H350×350×12×19 Hệ giằng sử dụng thép hình H200×200×8×12 Đơn vị Diện tích A 179,9 63,53 cm2
Mô 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 0,000403 0,000047 m4 Momen quán tính trục 2 I2 0,000136 0,000016 m4 - Kingpost:
Bảng 3.7. Thông số Kingpost Thông số Ký hiệu Kingpost sử dụng thép hình H400x400x13x21 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
Lực kéo tối đa ở đầu
Kingpost Ttop,max 200 kN/m
Lực kéo tối đa ở chân
Kingpost Tbot,max 500 kN/m
Base resistance Fmax 10000 kN
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 công cọc khoan nhồi kết hợp thả 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 -3,50m. - Bước 6: Thi công sàn tầng mặt đất tại cốt -0,10m.
- Bước 7: Đào đất đợt 2 từ cốt -3,50m đến cốt -6,30m và hạ mực nước ngầm từ cốt -3,50m đến cốt -6,80m.
- Bước 8: Thi công sàn tầng hầm B1 tại cốt -6,00m.
- Bước 9: Đào đất đợt 3 từ cốt -6,30m đến cốt -8,40m hạ mực nước ngầm từ cốt -6,80m đến -8,90m.
- Bước 10: Lắp đặt hệ văng tại cốt -8,40m.
- Bước 11: Đào đất đợt 4 cục bộ từng hố móng đến cốt thiết kế.
- Bước 12: Thi cơng các lớp bê tơng lót móng, bể nước, nền tầng hầm B2. - Bước 13: Thi cơng bê tơng móng, bể nước, nền tầng hầm B2 tại cốt -9,20m. - Bước 14: Tháo hệ văng chống tại cốt -8,40m.
57
- Bước 17: Thi công bê tông cột, vách tầng hầm B1. - Bước 18: Thi công sàn tầng mặt đất các vị trí lỗ mở.
c. Mơ hình tính tốn bằng phần mềm Plaxis 3D
Hình 3.26. Mơ hình tính tốn theo phương pháp hỗn hợp
- Phase 1&2: Bao gồm các Bước 1 đến Bước 4. - Phase 3: Bao gồm Bước 5.
- Phase 4: Bao gồm Bước 6. - Phase 5: Bao gồm Bước 7. - Phase 6: Bao gồm Bước 8. - Phase 7: Bao gồm Bước 9. - Phase 8: Bao gồm Bước 10. - Phase 9: Bao gồm Bước 11.
- Phase 10: Bao gồm các Bước 12 đến Bước 13. - Phase 11: Bao gồm Bước 14.
- Phase 12: Bao gồm các Bước 15 đến Bước 16. - Phase 13: Bao gồm các Bước 17 đến Bước 18.
Hình 3.27. Các giai đoạn thi công theo phương pháp hỗn hợp
d.Kết quả tính tốn sau khi đào đến đáy hố đào của hệ văng chống
Hình 3.28. Ghi chú chi tiết hệ văng chống điển hình
Hệ văng chống:
59
Hình 3.29. Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh ngắn
Giá trị lực cắt Q lớn nhất dầm biên theo phương cạnh ngắn Qmax = 199,80 kNm.
Hình 3.30. Biểu đồ bao lực cắt Q của dầm biên theo phương cạnh ngắn
Giá trị momen M lớn nhất dầm biên theo phương cạnh dài Mmax = 425,77 kNm.
Hình 3.31. Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh dài
Giá trị lực cắt Q lớn nhất dầm biên theo phương cạnh dài Qmax = 251,76 kNm.
Hình 3.32. Biểu đồ bao lực cắt Q của dầm biên theo phương cạnh dài
Hình 3.33. Biểu đồ lực dọc N của thanh số 1
Giá trị lực dọc lớn nhất của thanh số 2 Nmax = 2480,47 kN
Hình 3.34. Biểu đồ lực dọc N của thanh số 2
Hình 3.35. Giá trị chuyển vị lớn nhất trong hệ văng chống Uz =0,034m
e. Kiểm tra ổn định hố đào
61
Hình 3.37. Biểu đồ chuyển vị bề mặt tường vây của cạnh dài theo phương vng góc
Chuyển vị cho phép của tường vây tại đáy hố đào [U]=H/150 = 55,33mm (với độ sâu cốt đào đất đại trà H=8,3m)
Ta có: max(Ux-max;Uy-max) = 48,34mm ≤ [U]=55,33mm Vậy hố đào đảm bảo điều kiện chuyển vị.
f. Kiểm tra ổn định chống đẩy trồi hố móng
Bài tốn kiểm tra giống với phương pháp Bottom-Up, hố đào đảm bảo không bị đẩy trồi.
g. Kiểm tra khả năng chịu lực của tường vây
Hình 3.38. Biểu đồ bao momen M của tường vây theo phương cạnh ngắn
- Mmax = 167,7 kNm/m (bên ngoài hố đào) - Mmin = 203,4 kNm/m (bên trong hố đào)
Hình 3.39. Biểu đồ bao momen M của tường vây theo phương cạnh dài
- Mmax = 167,1 kNm/m (bên ngoài hố đào) - Mmin = 255,7 kNm/m (bên trong hố đào)
So sánh Mgh với momen của tường vây:
- Giá trị momen phía trong hố đào lớn nhất:
M+max = 255,7 kN.m/m < M+gh(trong) = 528,2 N.m/m
M-min = 167,1 kN.m/m < M-gh(ngoài) = 279,4 N.m/m
Thỏa mãn điều kiện ➔ Tường vây đảm bảo khả năng chịu lực.
h. Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm biên
Dầm biên đủ khả năng chịu lực. (Chi tiết tính tốn được thể hiện tại phần phụ
lục)
i.Kiểm tra khả năng chịu lực trong thanh chống
Thanh chống đủ khả năng chịu lực. (Chi tiết tính tốn được thể hiện tại phần phụ