CHƯƠNG 8: THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY
C. TÍNH TOÁN THỰC HÀNH
II. THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG
9. NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN
Nội dung chủ yếu của việc tính toán kết cấu tường vây giai đoạn thi công là đảm bảo được chuyển vị ngang của tường nằm trong giới hạn cho phép. Theo một số tài liệu, chuyển vị ngang có thể từ 5 – 7cm hoặc 1/400 chiều dài tường. Như vậy, với chuyển vị lớn nhất là 45,57mm của quá trình thi công, tường vây xem như đủ khả năng chịu lực.
So sánh giữa thiết kế trong giai đoạn sử dụng và thi công:
Giai đoạn sử dụng có kết quả tính toán khá nhỏ, không phản ánh đƣợc sự làm việc của kết cấu. Cốt thép tính toán chủ yếu là cấu tạo và trị số lực dọc dùng để xác định chiều sâu cắm cọc.
Giai đoạn thi công: theo phương pháp top –down hệ sàn chống liên kết tường vây, chân tường đặt vào lớp đất có cường độ lớn làm tường làm việc như dầm liên tục. Ở đỉnh tường vây, moment uốn làm căng mặt ngoài, từ phạm vi tầng hầm đến hơn nửa chiều dài tường moment uốn căng mặt trong do áp lực đất, đến chân tường do cắm vào lớp đất tốt, hạn chế chuyển vị làm vị trí này gần như ngàm và moment làm căng mặt ngoài tường.
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 252
Biểu đồ bao moment tường vây
Phân tích về chuyển vị:
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 253
Chuyển vị ngang tường vây theo các giai đoạn thi công 2. Thi công tường vây, cọc nhồi.
3. Thi công sàn trệt 4. Hạ nước ngầm lần 1 5. Đào đất lần 1
6. Thi công sàn hầm 1 7. Hạ nước ngầm lần 2 8. Đào đất lần 2
9. Thi công sàn hầm 2 10. Thi công hoàn thiện 11. Cố kết
-35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0
-0.01 0 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05
H (m)
Ux (m)
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 254
Theo quá trình thi công, tường vây phát sinh hai xu hướng chuyển vị. Đó là xu hướng dịch chuyển ngang của toàn tường và xu hướng uốn phần bụng tường. Do ngay tại đỉnh tường đã có hệ sàn trệt chống giữ nên xu hướng uốn phần bụng tường ngày càng tăng theo quá trình thi công.
Vị trí tường đạt chuyển vị ngang lớn nhất ở cốt 12,3 m. Chuyển vị này đã kể đến do tác động của mực nước ngầm tràn vào phía bên trong tường vây. Trong khi đó ở giai đoạn thi công 6,7 (đào đất lần 2 và hạ nước ngầm) chuyển vị ngang của tường đột biến ở phía cuối độ sâu đào.
Phân tích về chuyển vị đất nền xung quanh hố đào:
Điểm khảo sát lân cận cách tường vây 1m. Dựa trên biển đồ quan hệ cho thấy sau khi gia tải, đất nền tiếp tục chuyển vị theo quá trình thi công. Giá trị độ lún tại thời điểm kết thúc quá trình thi công (step 30) là 2,7 cm. Do việc mô phỏng bao gồm cả quá trình cố kết lâu dài bên trong hố đào nên chuyển vị tại điểm naỳ tiếp tục tăng lên theo thời gian.
Đó là hạn chế của việc mô phỏng mô hình, sự cố kết của đất quanh hố trước khi tiến hành thi công chƣa đƣợc mô tả đúng về lịch sử chịu tải nền đất và công trình.
Chuyển vị tại điểm A cách mép tường vây 1m
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 255
Do đó ta sẽ chỉ xét các ảnh hưởng của quá trình thi công đến công trình mà thôi.
Dự đoán độ lún công trình lân cận sẽ tăng thêm khoảng 2,7cm sau khi kết thúc quá trình thi công.
Về kingpost đƣợc chọn trong mô hình: do chỉ mô phỏng bài toán phẳng và quy đổi tiết diện chƣa phản ánh hết sự làm việc của kingpost. Có thể xem xét một số kết quả thu đƣợc từ mô hình và so sánh với giá trị tính toán khi thi công
Element Vị trí X Y N_min N_max Q_min Q_max M_min M_max [m] [m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kNm/m] [kNm/m]
KP1(1)
Trệt -20 0 -150.424 2.313569 -0.6434 36.993 -81.3639 0.790605 Sàn hầm 1 -20 -3.1 -151.69 4.775525 -0.50201 36.993 -5.22272 29.61513 Sàn hầm 1 -20 -3.1 -198.948 4.927399 -0.30185 27.91588 -27.8526 0 Sàn hầm 2 -20 -6.5 -200.551 7.328876 -2.24263 25.51345 -4.66616 68.77669 Element Vị trí X Y N_min N_max Q_min Q_max M_min M_max
[m] [m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kNm/m] [kNm/m]
KP1(2)
Trệt -11.6 0 -177.375 2.383779 -0.76826 14.46337 -22.7157 0.41938 Sàn hầm 1 -11.6 -3.1 -178.641 5.382103 -0.18278 14.46337 -0.58471 20.67446 Sàn hầm 1 -11.6 -3.1 -240.151 5.368655 -0.43716 5.554885 -0.58471 5.645304 Sàn hầm 2 -11.6 -6.5 -241.755 8.797973 -1.0031 5.45319 -2.92934 24.75105 Element Vị trí X Y N_min N_max Q_min Q_max M_min M_max
[m] [m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kN/m] [kNm/m] [kNm/m]
KP2
Trệt -3.2 0 -175.072 2.689112 -0.31695 9.394365 -11.379 0.656593 Sàn hầm 1 -3.2 -3.1 -175.072 5.83045 -0.14144 9.394365 -0.21293 16.80412 Sàn hầm 1 -3.2 -3.1 -236.526 5.738572 -4.87385 1.49942 -0.21293 12.76268 Sàn hầm 2 -3.2 -6.5 -236.526 11.02969 -14.0698 0 -6.83738 0
Tại cốt sàn hầm 1 (tầng chống 1) biểu đồ nội lực có bước nhảy. Moment chân cột ở các kingpost phía ngoài có giá trị lớn nhất, càng xa vách đào ảnh hưởng của lực ngang nhỏ đi mà chủ yếu là ảnh hưởng của lực dọc.
Thiết kế bổ sung:
Về lý thuyết, tại mỗi vị trí chỉ cần tăng cường thép cục bộ cho tường vây, song do đặc điểm cấu tạo và thi công lồng thép có chiều dài 11,7m nên cấu tạo gia cường hoặc thiết kế chịu lực đều phải thực hiện cho cả lồng thép.
Có hai cách tính thép gia cường: chọn thép theo điều kiện chịu lực, cốt thép đơn (1 cốt dọc tại 1 vị trí) hoặc bố trí tăng cường 2 cốt dọc tại 1 vị trí.
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 256
Thép lớp ngoài: chỉ cần gia cường tại vị trí -3,1m (sàn hầm 1) là đủ khả năng chịu lực cho đến cốt -26m mới phải gia cường lần 2.
Thép lớp trong:dựa vào biểu đồ moment ta thấy tại vị trí -6,5m (sàn hầm 2) biểu đồ có bước nhảy. Vị trí này cần gia cường cho lồng thép 2(28a200). Vị trí moment đạt cực đại ở cốt - 10,229m. Đến cao trình -15,7m đã có thể giảm cốt thép xuống còn (28a200). Từ cốt - 19,143m có thể chon thép theo cấu tạo.
Có thể thấy chiều sâu ảnh hưởng của việc thi công đào đất và tải trọng công trình lân cận trong khoảng 1/3 chiều dài tường võy đầu tiờn, từ khoảng ẵ chiều dài tường võy trở đi ảnh hưởng này giảm dần đến hết chiều dài tường.
Biểu đồ bao moment tường vây b. Kết luận:
- Ổn định của tường chắn hố đào: chuyển vị ngang tăng tỉ lê thuận với chiều sâu đào đất.
Bao gồm chuyển vị ngang của toàn tường và sự uốn bụng tường.
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 257
- Ảnh hưởng quá trình thi công hố đào sâu chuyển vị ngang và độ lún tổng thể công trình lân cận kết cấu móng nông: Quá trình thi công làm tăng độ lún của công trình lân cận, tăng dần theo quá trình đào đất và hạ nước ngầm trong hố móng.
- Xem xét sự làm việc của tường vây trong giai đoạn thi công , chủ yếu là xác định chuyển vị lớn nhất sinh ra theo quá trình thi công , phải đảm bảo chuyển vị này nằm trong gi ới hạn cho phép . Với việc thi công tầng hầm như trên , chuyển vị tường vây đảm bảo yêu cầu đề ra.
GVHDKC: THẦY HOÀNG THIỆN TOÀN GVHDTC: THẦY NGUYỄN AN NINH
SVTH: NGUYỄN DUY LINH – LỚP: XD07A1 258