3.3.1 Giới thiệu công trình
3.3.1.1 Vị trí công trình
Công trình được xây dựng trong khu vực cánh đồng thuộc phường Xuân La, quận Tây Hồ, Hà Nội.
Hình 3.3: Bản đồ vị trí công trình
3.3.1.2 Quy mô công trình
Công trình là loại công trình cấp I,bao gồm các khối chính như sau:
- Khối nhà văn phòng cao 21 tầng. Chiều cao khối văn phòng là 81m. - Khối nhà 5 tầngđồng thời là đế của cột ăngten.
Hình 3.4: Phối cảnh công trình
3.3.1.3 Điều kiện địa chất công trình
Căn cứ vào hồ sơ “Báo cáo khảo sát địa chất công trình” của dự án, phân chia
địa tầng khu vực khảo sát bao gồm các lớp đất như sau:
- Lớp 1: Đất san lấp, trạng thái chưa ổn định, chiều dầy chung của lớp thay đổi từ 0.8m đến 1.2m.
- Lớp 2: Sét màu xám, xám nâu, trạng thái dẻo mềm, dẻo cứng, chiều dầy
chung của lớp thay đổi từ 0.8m đến 6.5m. Chỉ số SPT: N30 = 5÷6.
- Lớp 3: Sét màu nâu vàng, đốm đỏ, trắng loang lổ, trạng thái dẻo mềm, dẻo cứng, chiều dầy chung của lớp thay đổi từ 3.1m đến 6.3m. Chỉ số SPT:
N30 = 6÷10.
- Lớp 4: Cát pha màu xám nâu, xám vàng, trạng thái dẻo mềm,dẻo cứng,
chiều dầy chung của lớp thay đổi từ 4.2m đến 7.6m. Chỉ số SPT: N30 = 7÷19. - Lớp 5: Cát hạt trung màu xám, xám vàng lẫn sỏi, trạng thái chặt vừa,
chiều dầy chung của lớp thay đổi từ 10.2m đến 12.1m. Chỉ số SPT: N30 = 16÷38.
- Lớp 6: Cát hạt thô màu xám vàng, lẫn cuội sỏi, trạng thái chặt,chiều dầy chung của lớp thay đổi từ 3.7m đến 5.5m. Chỉ số SPT: N30 = 27÷45.
- Lớp 7: Cát hạt thô màu xám vàng, lẫn cuội sỏi, trạng thái rất chặt, chiều
dầy chung của lớp thay đổi từ 5.5m đến 6.0m. Chỉsố SPT: N30 = 51÷72. - Lớp 8: Cuội sỏi lẫn cát, cao độ mặt lớp từ -35.5m đến -38.0m, chiều dầy lớp chưa xác định. Chỉ số SPT: N30> 100.
Bảng 3-4: Các chỉ tiêu cơ lí của đất – Nền loại A
h z γw ∆ eo γsat Eoedref Eurref C' ϕ'
(m) (m) (KN/m3) (kN/m3) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) (§é)
1 Đất san lấp 0.8 0.8 18 0.8 18.90 8100 24300 5 10
2 Sét màu xám, xám nâu, dẻo mềm-dẻo cứng 1.4 2.2 17.8 2.71 0.94 18.81 15714 47142 31 4.4
3 Sét nâu vàng, đốm đỏ, trắng, dẻo mềm-dẻo cứng 6.3 8.5 19.1 2.71 0.853 19.23 13342 40025 27 4.5
4 Cát pha xám nâu, xám vàng, dẻo mềm-dẻo cứng 7.6 16.1 19.8 2.68 0.657 20.14 14913 44739 28.5 19.2
5 Cát hạt trung màu xám vàng, chặt vừa 11 27.1 19.5 2.65 0.62 20.19 21870 65610 0 32
6 Cát hạt thô màu xám vàng, chặt 4.4 31.5 19.9 2.66 0.55 20.71 27900 83700 0 37
7 Cát hạt thô màu xám vàng, rất chặt 5 36.5 19.9 2.66 0.5 21.07 33750 101250 0 40
8 Cuội sỏi lẫn cát, trạng thái chặt 8.5 45 20 2.71 0.45 21.79 65250 195750 0 45
M« t¶ Líp
3.3.1.4 Điều kiện địa chất thủy văn
Nước dưới đất xuất hiện ở độ sâu từ -15m đến -16m.Mực nước này ổn định trong tất cả các hố khoan. Nước dưới đất là loại không ăn mòn bê tông.
3.3.1.5 Hệ kết cấu công trình
Kết cấu phần thân: Hệ kết cấu chịu lực bao gồm cột, vách, lõi, dầm, sàn bê tông cốt théptoàn khối, làm việc theo sơ đồ khung giằng, chịu cả tải trọng đứng và tải trọng ngang tác động lên công trình.
Kết cấu móng:Từ kết quả phân tích nội lực hệ kết cấu, kết hợp với điều kiện địa chất công trình lựa chọn phương án móng là móng cọc khoan nhồi. Mũi cọc được ngàm vào lớp cuội sỏi số 8.
3.3.2 Phân tích mô hình bài toán ứng suất
3.3.2.1 Trường hợp nhà có 1 tầng hầm
Trường hợp nhà có 1 tầng hầm, chiều sâu hố đào là -4.5m (đáy sàn tầng hầm 1), đào đất cục bộ tại vị trí đài, giằng móng. Chọn tường trong đất có chiều dày 600mm, chiều sâu 10m, chân tường cắm vào lớp cát pha, dẻo mềm - dẻocứng.
3.3.2.2 Trường hợp nhà có 2 tầng hầm
Trường hợp nhà có 2 tầng hầm, chiều sâu hố đào là -8.55 m (đáy sàn tầng hầm 2), đào đất cục bộ tại vị trí đài, giằng móng. Chọn tường trong đất có chiều dày 600mm, chiều sâu 14m, chân tường cắm vào lớp cát pha, dẻo mềm-dẻo cứng
3.3.2.3 Trường hợp nhà có 3 tầng hầm
Trường hợp nhà có 3 tầng hầm, chiều sâu hố đào là -12.6 m (đáy sàn tầng hầm 3), đào đất cục bộ tại vị trí đài, giằng móng. Chọn tường trong đất có chiều dày 600mm, chiều sâu 20m, chân tường cắm vào lớp cát hạt trung, chặt vừa.
3.3.2.4 Trường hợp nhà có 4 tầng hầm
Trường hợp nhà có 4 tầng hầm, chiều sâu hố đào là -16.7 m (đáy sàn tầng hầm 4), đào đất cục bộ tại vị trí đài, giằng móng. Chọn tường trong đất có chiều dày 800mm, chiều sâu 24m, chân tường cắm vào lớp cát hạt trung, chặt vừa.
3.3.2.5 Trường hợp nhà có 5 tầng hầm
Trường hợp nhà có 5 tầng hầm, chiều sâu hố đào là -20.8 m (tới cốt đáy sàn tầng hầm 5), đào đất cục bộ tại vị trí đài, giằng móng. Chọn tường trong đất có chiều dày 1000mm, chiều sâu 35m, chân tường cắm vào lớp cát hạt thô, rất chặt.
Kết quả chuyển vị của đất nền và nội lực của tường vây được tổng hợp trong bảng sau:
Bảng 3-5: Tổng hợp kết quả nội lực, chuyển vị đất nền các trường hợp tính toán cho dạng nền loại A
Hố đào Mô men Lực cắt
Chiều dày Chiều sâu Chiều sâu Ux Uy M V N1 N2 N3 N4 N5
(m) (m) (m) (mm) (mm) (kNm/m) (kN/m) (kN/m) (kN/m) (kN/m) (kN/m) (kN/m) 1 TH Đào đất lần 1 0.60 12.00 4.50 -13.73 -5.29 -206.43 -95.13 -95.00 Đào đất lần 1 0.60 4.50 -12.92 -5.32 -263.10 -98.96 -98.10 Đào đất lần 2 0.60 8.50 -18.76 -6.96 -310.30 -156.71 -50.52 -218.10 Đào đất lần 1 0.60 4.50 -13.08 -5.37 -270.14 -96.91 -96.87 Đào đất lần 2 0.60 8.50 -18.52 -6.25 -339.37 -153.62 -42.24 -192.30 Đào đất lần 3 0.60 12.60 -21.49 -8.34 -382.84 -187.72 -39.16 -191.10 -299.90 Đào đất lần 1 0.80 4.50 -11.45 -4.39 -469.86 -136.07 -136.00 Đào đất lần 2 0.80 8.50 -16.21 -5.13 -578.74 -195.32 -66.44 -212.50 Đào đất lần 3 0.80 12.50 -18.28 -5.53 -649.02 22.17 -7.66 -210.20 -239.10 Đào đất lần 4 0.80 16.70 -21.36 -7.96 -645.94 -327.07 -60.70 -215.30 -283.00 -566.20 Đào đất lần 1 1.00 4.50 -10.08 -4.05 -688.15 -170.69 -170.70 Đào đất lần 2 1.00 8.50 -14.35 -4.87 -860.53 -237.18 -97.96 -230.80 Đào đất lần 3 1.00 12.50 -15.97 -5.02 -954.63 278.69 -68.88 -240.10 -203.50 Đào đất lần 4 1.00 16.50 -18.92 -5.43 -862.31 -300.36 -64.55 -219.60 -259.00 -503.90 Đào đất lần 5 1.00 20.80 -24.11 -6.26 -1010.00 -573.11 -73.57 -217.70 -232.10 -593.50 -865.10 Kết quả tính toán 5 TH Trường hợp tính toán 2 TH 3 TH 4 TH Nội lực thanh chống 15.00 20.00 24.00 35.00 Nội lực tường Chuyển vị đất nền Tường vây
3.3.3 Tổng hợp đánh giá hiệu quả sử dụng tường trong đất - Nền loại A
Bảng 3-6: Hiệu quả sử dụng tường trong đất kết hợp với công nghệ Top-down đối với đất nền loại A
Từ bảng 3-6, ta có các bảng đánh giá riêng cho khả năng chịu mô men và khả năng chịu lực cắt như sau:
Đơn vị: m, kN Bề dày tường 0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 Mu 320.32 645.12 1081.92 1630.72 2663.92 Vu 582.40 950.40 1398.40 1926.40 2868.40 55.17% 212.51% 424.11% 689.96% 1190.47% _ _ _ _ _ _ _ _ _ 512.21% 899.05% 1369.99% 1925.02% 2915.24% + + + + + 3.23% 107.90% 248.67% 425.53% 758.50% + + _ _ _ _ _ _ _ _ 271.64% 506.47% 792.35% 1129.28% 1730.39% + + + + + -16.33% 68.51% 182.60% 325.95% 595.83% + + _ _ _ _ _ _ _ 210.25% 406.29% 644.94% 926.21% 1428.02% + + + + + -50.65% -0.60% 66.70% 151.26% 310.45% _ + + _ _ _ _ _ 78.07% 190.58% 327.55% 488.99% 777.00% + + + + + -68.29% -36.13% 7.12% 61.46% 163.75% _ + + + _ _ _ 1.62% 65.83% 144.00% 236.13% 400.50% + + + + + Khả năng chịu lực của tiết diện
(µ=0.5%) 5TH Mmax 206.43 95.13 Vmax Mmax Vmax Mmax Vmax Mmax 1010.00 573.11 Vmax Vmax
Tỉ lệ dư so với khả năng chịu lực (Qu-Q)/Q
156.71 649.02 187.72 327.07 310.30 382.84 Nội lực tính toán Mmax 1TH 2TH 3TH 4TH
Bảng 3-7: Khả năng chịu mô men của tường – Nền loại A
Bảng 3-8: Khả năng chịu lực cắt của tường – Nền loại A
0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 _ _ _ _ _ _ _ _ _ + + _ _ _ _ _ _ _ _ + + _ _ _ _ _ _ _ _ + + _ _ _ _ _ _ + + + _ _ _ 4 TH 5 TH A 1 TH 2 TH 3 TH Loại đất nền Số tầng hầm
Chiều dày tường (m)
0.60 0.80 1.00 1.20 1.50 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + 4 TH 5 TH A 1 TH 2 TH 3 TH Loại đất nền Số tầng hầm
3.4 Dạng nền loại B – Mipec Tower 3.4.1 Giới thiệu công trình 3.4.1 Giới thiệu công trình
3.4.1.1 Vị trí công trình
Công trình được xây dựng ở vị trí trung tâm thành phố Hà Nội, xung quanh là các đường giao thông độ thị.
Hình 3.6: Bản đồ vị trí công trình Mipec Tower
3.4.1.2 Quy mô công trình
Công trình Mipec Tower là một tổ hợp đa chức năng với tổng diện tích sàn 124,525.2 m2, bao gồm các khối chính như sau:
- Toà tháp căn hộ chung cư cao cấp 27 tầng (Từ tầng 6 đến tầng 27). Chiều cao tháp căn hộ là 104.9 m.
- Toà tháp văn phòng cao cấp cho thuê 25 tầng (Từ tầng 6 đến tầng 25).
Chiều cao tháp văn phòng là 112.2 m.
- Khối đế 5 tầng dành cho trung tâm thương mại, dịch vụ. - Tầng hầm dùng để đỗ xe và bố trí không gian kỹ thuật.
Hình 3.7: Phối cảnh công trình Mipec Tower
3.4.1.3 Điều kiện địa chất công trình
Căn cứ vào hồ sơ “Báo cáo khảo sát địa chất công trình”, phân chia địa tầng khu vực khảo sát bao gồm các lớp đất như sau:
- Lớp 1: Đất lấp, kém chặt, chiều dầy chung của lớp thay đổi từ 0.7m đến 2.9m, chiều dầy trung bình từ 1.4 mđến 1.8m.
- Lớp 2: Sét pha màu nâu, trạng thái dẻo cứng, chiều dầy chung của lớp
thay đổi từ 1.2m đến 4.2m. Chỉ số SPT: N30 = 5÷17.
- Lớp 2a: Thấu kính cát pha màu nâu vàng, trạng thái dẻo, chỉ xuất hiện ở một số hố khoan, chiều dầy chung của lớp thay đổi từ 1.2m đến 2.8m. Chỉ số
SPT: N30 = 7÷10.
- Lớp 3: Cát hạt nhỏ màu xám ghi, trạng thái chặt vừa, chiều dầy lớn. Chỉ số SPT: N30 = 9÷34.
- Lớp 3a: Thấu kính sét pha màu xám xanh, trạng thái dẻo cứng, chỉ xuất hiện ở một số hố khoan. Chỉ số SPT: N30 = 8÷17.
- Lớp 4: Cuội sỏi nhỏ lẫn cát sạn màu xám ghi, trạng thái chặt, chiều dầy chung của lớp thay đổi từ 0.9m đến 11.8m. Chỉ số SPT: N30 = 27÷157.
- Lớp 5: Cuội sỏi lẫn cát sạn màu xám ghi, trạng thái rất chặt, chiều sâu mặt lớp từ -52.0m đến -59.5m, chiều dầy lớp chưa xác định. Chỉ số SPT: N30
Bảng 3-9: Các chỉ tiêu cơ lí của đất – Nền loại B
h z γw ∆ eo γsat Eoedref Eurref C' ϕ'
(m) (m) (KN/m3) (kN/m3) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) (§é)
1 Đất lấp 1.4 1.4 18 2.69 0.9 18.89 8550 25650 5 10
2 Sét pha dẻo cứng 3.3 4.7 18.3 2.69 0.903 18.88 17127 51381 17 22
2a Cát pha, dẻo 2.8 7.5 17.4 2.67 1.011 18.30 14479 43438 12 20.2
3 Cát hạt nhỏ, chặt vừa 40.5 48 19 2.66 0.65 20.06 13365 40095 0 34
4 Cuội sỏi đa khoáng, chặt 5 53 19.5 2.66 0.6 20.38 21600 64800 0 38
5 Cuội sỏi đa khoáng, rất chặt 17 70 19.9 2.66 0.5 21.07 27000 81000 0 40
M« t¶ Líp
3.4.1.4 Điều kiện địa chất thủy văn
Nước dưới đất xuất hiện ở độ sâu từ -9.8m đến -10.7m.Mực nước này ổn định trong tất cả các hố khoan. Nước dưới đất là loại không ăn mòn bê tông.
3.4.1.5 Hệ kết cấu công trình
Kết cấu phần thân: Hệ kết cấu chịu lực bao gồm cột, vách, lõi bê tông,làm
việctheo sơ đồ khung giằng, chịu cả tải trọng đứng và tải trọng ngang tác động lên công trình. Hệ sàn cho tháp căn hộ là hệ dầm sàn bê tông cốt thép toàn khối. Hệ sàn cho khu văn phòng là sàn không dầm bê tông ứng suất trước. Khối đế là hệ dầm sàn bê tông cốt thép toàn khối.
Kết cấu móng: Từ kết quả phân tích nội lực hệ kết cấu, kết hợp với điều kiện địa chất công trình,lựa chọn phương án móng là móng cọc khoan nhồi. Mũi cọc được ngàm vào lớp cuội sỏi số 5.
3.4.2 Phân tích mô hình bài toán ứng suất
3.4.2.1 Trường hợp nhà có 1 tầng hầm
Trường hợp nhà có 1 tầng hầm, chiều sâu hố đào là -4.5m (đáy sàn tầng hầm 1), đào đất cục bộ tại vị trí đài, giằng móng. Chọn tường trong đất có chiềudày
600mm, chiều sâu 12m, chân tường cắm vào lớp cát hạt nhỏ, chặt vừa.
3.4.2.2 Trường hợp nhà có 2 tầng hầm
Trường hợp nhà có 2 tầng hầm, chiều sâu hố đào là -8.55 m (đáy sàn tầng hầm 2), đào đất cục bộ tại vị trí đài, giằng móng. Chọn tường trong đất có chiều dày 600mm, chiều sâu 14m, chân tường cắm vào lớp cát hạt nhỏ, chặt vừa.
3.4.2.3 Trường hợp nhà có 3 tầng hầm
Trường hợp nhà có 3 tầng hầm, chiều sâu hố đào là -12.6 m (đáy sàn tầng hầm 3), đào đất cục bộ tại vị trí đài, giằng móng. Chọn tường trong đất có chiều dày
3.4.2.4 Trường hợp nhà có 4 tầng hầm
Trường hợp nhà có 4 tầng hầm, chiều sâu hố đào là -16.7 m (đáy sàn tầng hầm 4), đào đất cục bộ tại vị trí đài, giằng móng. Chọn tường trong đất có chiều dày 800mm, chiều sâu 24m, chân tường cắm vào lớp cát hạt nhỏ, chặt vừa.
3.4.2.5 Trường hợp nhà có 5 tầng hầm
Trường hợp nhà có 5 tầng hầm, chiều sâu hố đào là -20.8 m (tới cốt đáy sàn tầng hầm 5), đào đất cục bộ tại vị trí đài, giằng móng. Chọn tường trong đất có chiều dày 1000mm, chiều sâu 35m, chân tường cắm vào lớp cát hạt nhỏ, chặt vừa.
Kết quả chuyển vị của đất nền và nội lực của tường vây được tổng hợp trong bảng sau:
Bảng 3-10: Tổng hợp kết quả nội lực, chuyển vị đất nền các trường hợp tính toán cho dạng nền loại B
Hố đào Mô men Lực cắt
Chiều dày Chiều sâu Chiều sâu Ux Uy M V N1 N2 N3 N4 N5
(m) (m) (m) (mm) (mm) (kNm/m) (kN/m) (kN/m) (kN/m) (kN/m) (kN/m) (kN/m) 1 TH Đào đất lần 1 0.60 12.00 4.50 -17.20 -26.86 -219.55 -105.51 -106.10 Đào đất lần 1 0.60 4.50 -14.51 -18.89 -183.90 -81.38 -82.11 Đào đất lần 2 0.60 8.50 -25.77 -31.11 -329.26 115.24 -111.10 -158.70 Đào đất lần 1 0.60 4.50 -13.54 -16.76 -140.73 -61.64 -61.63 Đào đất lần 2 0.60 8.50 -23.21 -24.17 -247.27 -120.50 -70.68 -174.30 Đào đất lần 3 0.60 12.60 -54.34 -44.88 312.89 262.66 -90.29 -203.30 -479.00 Đào đất lần 1 0.80 4.50 -12.82 -15.95 -123.52 -51.31 -51.06 Đào đất lần 2 0.80 8.50 -21.77 -17.91 -212.69 -121.19 -50.69 -172.70 Đào đất lần 3 0.80 12.50 -51.78 -39.00 354.40 269.49 -60.07 -189.50 -505.40 Đào đất lần 4 0.80 16.70 -79.45 -56.82 413.96 -376.79 -76.61 -228.30 -478.30 -560.20 Đào đất lần 1 1.00 4.50 -11.61 -18.42 -230.36 -88.91 -88.68 Đào đất lần 2 1.00 8.50 -17.89 -18.21 -305.84 143.33 -73.04 -171.50 Đào đất lần 3 1.00 12.50 -48.18 -45.46 817.35 333.51 5.17 -166.40 -660.00