Đang tải... (xem toàn văn)
NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ MÓNG CHUNG CƯ NHÀ CAO TẦNG KHU ĐÔ THỊ MỚI XA LA HÀ ĐÔNG HÀ NỘI Nhà cao tầng có từ 1÷5 tầng hầm đã được xây dựng. Hầm giao thông ngầm đã và đang được xây dựng. Mặt bằng xây dựng hạn chế, mật độ xây dựng ngày càng cao. Qũy đất ngày một hạn hẹp. Vấn đề về môi trường. Thoát nước khu vực xây dựng phức tạp. Hà Nội là thành phố cổ 1000 năm tuổi với nhiều công trình thấp tầng có kết cấu yếu, trong khi đó mật độ xây dựng ngày một tăng. Vì vậy việc đảm bảo an toàn cho bờ hố móng các nhà cao tầng xây dựng trong thành phố là vấn đề cấp thiết.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT HÀ NỘI *************** PHẠM ANH TUẤN NGHIÊN CỨU CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ MÓNG CHUNG CƯ NHÀ CAO TẦNG - KHU ĐÔ THỊ MỚI XA LA - HÀ ĐÔNG - HÀ NỘI Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình ngầm Mã số: 60580204 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS. TS. VÕ TRỌNG HÙNG Tính cấp thiết đề tài Nhà cao tầng có từ 1÷5 tầng hầm xây dựng. Hầm giao thông ngầm xây dựng. Mặt xây dựng hạn chế, mật độ xây dựng ngày cao. Qũy đất ngày hạn hẹp. Vấn đề môi trường. Thoát nước khu vực xây dựng phức tạp. Hà Nội thành phố cổ 1000 năm tuổi với nhiều công trình thấp tầng có kết cấu yếu, mật độ xây dựng ngày tăng. Vì việc đảm bảo an toàn cho bờ hố móng nhà cao tầng xây dựng thành phố vấn đề cấp thiết. NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN CHUNG VỀ BỜ HỐ MÓNG CÁC NHÀ CAO TẦNG Vai trò đặc điểm bờ hố móng nhà cao tầng Hình dạng bờ hố móng - Bờ hố móng dốc thoải; hình 1. - Bờ hố móng giật bậc; hình 2. - Bờ hố móng đứng; hình 3. Hình thức chống giữ bờ hố móng - Bờ hố móng phải chống giữ. - Bờ hố móng không cần chống giữ. Độ sâu hố móng - Hố móng nông. - Hố móng sâu Vai trò đặc điểm bờ hố móng nhà cao tầng Sự cố bờ hố móng • Trong trình thi công hố móng (đào đất, thi công tường vách), móng công trình, bờ hố móng xảy cố sau: - Mất ổn định thành (mái), sụt lở bờ hố móng. - Đẩy trồi đáy hố móng, bục nước vào hố móng, bùng nền… - Hư hỏng kết cấu chống giữ bờ hố móng như: nứt, tách, nứt tường, kết cấu bao che, ngăn cách . Các cố cục vị trí toàn bờ hố móng công trình. Nguyên nhân dẫn đến cố bờ hố móng Nguyên nhân công tác khảo sát - Khảo sát không đầy đủ điều kiện địa chất, nước ngầm, công trình lân cận . - Không khảo sát thực địa trường cách thận trọng tỉ mỉ. - Xử lí số liệu khảo sát địa chất có sai số lớn. Vấn đề thiết kế hố móng - Thiết kế không chứng chỉ, thiết kế vượt cấp. - Không tuân thủ quy định, quy phạm liên quan. - Lựa chọn phương án chắn giữ thiếu luận chứng kỹ thuật. Nguyên nhân dẫn đến cố bờ hố móng Vấn đề thi công hố móng - Chất lượng thi công kém, không tuân thủ quy trình thi công. - Công tác thoát nước, ngăn nước không đạt yêu cầu. - Không thể xử lí vấn đề phức tạp nảy sinh… Vấn đề giám sát - Công tác giám sát thiếu trách nhiệm. - Không kịp thời ngăn cản hành vi sai phạm đơn vị thi công. Vấn đề quản lý chủ đầu tư - Không có kế hoạch, thiết kế. - Ép thời hạn thi công làm cho thời hạn thực công trình vội vã. Xử lý cố bờ hố móng Điều tra nghiên cứu cách cẩn thận nguyên nhân, dựa vào nguyên nhân cố phân loại, để từ đưa giải pháp phù hợp. Mở rộng hố móng để giảm góc dốc cho bờ hố móng có thể. Phụt vữa, neo gia cố đất bờ hố móng. Thay đổi kết cấu chống đỡ tường chắn bờ hố móng. Giảm tải lớp đất đỡ nền. Chữa nghiêng bờ vách thành hố móng. Nghiên cứu biện pháp thoát nước. Nghiên cứu tổng hợp biện pháp, để tìm biện pháp tối ưu. Tình hình xây dựng bờ hố móng nhà cao tầng thành phố Hà Nội 10 Quỹ đất hạn chế. Điều kiện thi công hạn hẹp. Các công trình lân cận đan xen. Công tác thoát nước cho hố móng thành phố phức tạp. Bờ hố móng thiết kế theo chiều thẳng đứng. Công trình hố móng phát triển theo xu hướng diện tích rộng, độ sâu ngày lớn nên gặp nhiều điều kiện địa chất khác nhau, lợi cho ổn định bờ hố móng. CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH NHÀ CT4 24 Công trình nhà CT4 - Trong khu đô thị Xa La 25 Tòa nhà gồm 34 tầng, thiết kế tầng hầm, nối thông suất với tạo thành khối thống 32 tầng nổi, chiều cao từ cốt (+ 0,00 m) đến đỉnh mái (+ 108,5 m). Kích thước hố móng tòa nhà CT4 (137,50 m x 43,40 m x 9,0 m) Tổng diện tích xây dựng 5967,5 m2. Hình 4.1. Hình vẽ phối cảnh nhà CT4 Khu đô thị Xa La [11] Hình 4.2. Hình vẽ hố móng nhà CT4 - Khu đô thị Xa La Tính toán kết cấu tường vây đất nhà CT4 giai đoạn thi công 26 Để giúp cho trình tính toán hiệu quả, sử dụng phần mềm địa kỹ thuật - Plaxis để tính toán, với điều kiện địa chất thực khu vực. Các số liệu đầu vào chương trình Plaxis [11] - Chiều sâu tường so với mặt đất tự nhiên 15 m. (Tường xuyên qua lớp đất số 1,2,3,4 cắm vào lớp đất số 5,5 m). - Chiều dày tường 0,8m, chiều sâu hố đào H = m. Dùng bê tông mác 300. - Siêu tải mặt đất : 15 KN/m. - Vị trí mực nước ngầm mặt đất m. Tính toán kết cấu tường vây đất nhà CT4 giai đoạn thi công 27 Tính toán kết cấu tường vây đất nhà CT4 giai đoạn thi công 28 Tính toán kết cấu tường vây đất nhà CT4 giai đoạn thi công 29 Tính toán kết cấu tường vây đất nhà CT4 giai đoạn thi công 30 Giai đoạn 1: Tính cho giai đoạn thi công tường chắn hố móng. Giai đoạn 2: Tính cho giai đoạn đào đất tầng hầm phía trên. Giai đoạn 3: Tính cho giai đoạn lắp dựng chống đổ sàn hầm tầng Giai đoạn 4: Tính cho giai đoạn đào đất tầng hầm thứ 2. Giai đoạn 5: Tính cho giai đoạn lắp dựng chống tầng đổ sàn. Tính toán kết cấu tường vây đất nhà CT4 giai đoạn thi công 31 Kết tính toán - Giá trị chuyển vị ngang lớn nhất: Ux = 40,27*10-3 (m); - Giá trị mômen nguy hiểm nhất: M = 139,15 (kN.m). Kiểm tra theo tiêu chuẩn cho phép 4,27 cm < H/200 = 900/200 cm = 4,5 cm (Thỏa mãn theo TCVN [1]). Trong H chiều sâu hố đào; H = m. Hình 4.7. Chuyển vị ngang mômen tường trường hợp lớn nhất. Kiểm nghiệm tính toán cho trường hợp bất lợi 32 Trường hợp - Thay đổi chiều sâu ngàm tường vào đất Lần lượt tiến hành khảo sát chiều sâu tường so với mặt đất tự nhiên là: 13 m; 13,5 m; 14 m; 14,5 m 15 m. Trường hợp -Thay đổi chiều dày tường Lần lượt tiến hành khảo sát chiều dày tường là: 0,4 m; 0,6 m;0,8m;1,0m. Trường hợp 3- Thay đổi vị trí mực nước ngầm Lần lượt khảo sát thay đổi vị trí mực nước ngầm mặt đất tự nhiên là: 1m, m, m, m, m. Kiểm nghiệm tính toán cho trường hợp bất lợi 33 Kiểm nghiệm tính toán cho trường hợp bất lợi 34 Phân tích đánh giá trường hợp khảo sát 35 Trường hợp - Thay đổi chiều sâu ngàm tường vào đất Khi ta thay đổi chiều sâu ngàm tường vào đất, giá trị chuyển vị ngang ứng với chiều sâu tường. Ta thấy với chiều sâu tường < 14,5 m giá trị chuyển vị ngang Ux lớn 4,5 cm. Không thỏa mãn với điều kiện chuyển vị tường. Trường hợp - Thay đổi chiều dày tường Với chiều dày tường < 0,6 m giá trị chuyển vị ngang Ux lớn 4,5 cm. Không thỏa mãn với điều kiện chuyển vị tường. Trường hợp - Thay đổi vị trí mực nước ngầm Với chiều sâu mực nước ngầm > m giá trị chuyển vị ngang Ux lớn 4,5 cm. Không thỏa mãn với điều kiện chuyển vị tường. Kếố t nghiến cứu thử nghiệm thực tiễn 36 Với điều kiện địa chất cụ thể khu vực xây dựng công trình để đảm bảo ổn định thông số tường phải đảm bảo sau: Tường sử dụng bê tông cốt thép mác 300. Chiều dày thân tường 0,8 m. Chiều sâu tường 15m tính từ mặt đất tự nhiên cốt (+0.00 m) xuống đến đáy tường. Mực nước ngầm nằm vị trí mặt đất tự nhiên < m. Hình 4.22. Hình ảnh công trình hoàn thành vào sử dụng KẾố T LUẬN VÀ KIẾố N NGHỊ 37 Kết luận Qua việc phân tích tìm giải pháp để đảm bảo an toàn cho bờ hố móng nhà cao tầng, để đảm bảo an toàn cho bờ hố móng cần phải đạt yêu cầu sau: - Lựa chọn biện pháp hợp lí, đảm bảo an toàn. - Hiệu mặt kinh tế. - Có tính khả thi điều kiện cụ thể. Để tránh hay hạn chế, sai sót dẫn đến cố bờ hố móng. Trong trình thiết kế thi công cần phải thỏa mãn yêu cầu chung nhất: - Công tác khảo sát phải xác, phải có đầu tư định. - Thiết kế phải chuyên gia thành thạo thực hiện. - Xác lập liên hệ chặt chẽ người khảo sát, thiết kế thi công. - Công tác thi công thực người đào tạo. KẾố T LUẬN VÀ KIẾố N NGHỊ 38 Kiến nghị - Hiện nước ta thiếu nhiều tài liệu chuyên khảo sát viết thiết kế thi công loại công trình hay phận ngầm nằm mặt đất nói chung, bờ hố móng nói riêng. - Cần hoàn thiện có tổng kết đánh giá để làm luận chứng tham khảo thiết kế thi công xây dựng công trình. - Cần hoàn thiện phương pháp tính toán riêng, xây dựng hoàn chỉnh quy trình tính toán có xét đến điều kiện địa chất cụ thể. - Trong công tác thiết kế phải có đầu tư phần mềm chuyên ngành để công tác thiết kế kiểm định sát thực hơn. - Tường đất kết cấu nằm sâu đất, việc thi công phức tạp. Các phương pháp thi công chủ yếu theo công nghệ nước ngoài, cần phải nghiên cứu bổ xung hoàn thiện thêm phần lý thuyết tính toán cho phù hợp với điều kiện thi công Việt Nam. Tác giả kính mong nhận ý kiếến trao đổi, nhận xét, đánh giá. 39 XIN CHÂN THÀNH CẢM ƠN! [...]... [13] CHƯƠNG 3 BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ MÓNG CÁC CHUNG CƯ CAO TẦNG, KHU ĐÔ THỊ MỚI XA LA - HÀ ĐÔNG - HÀ NỘI 16 Quy mô dự án khu đô thị Xa La - Hà Đông - Hà Nội 17 Diện tích đất quy hoạch: 209,480m2 Vị trí : Phường Phúc La- Quận Hà Đông - Thành phố Hà Nội Ngày khởi công : 01/01/2007 Ngày hoàn thành : 31/12/2012 Chủ đầu tư : Xí nghiệp Xây dựng Tư nhân số 1 Lai Châu Khu vực dự án... hình xây dựng bờ hố móng các nhà cao tầng tại thành phố Hà Nội hiện nay 11 NỘI DUNG 12 CHƯƠNG 2 CÁC BIỆN PHÁP ĐẢM BẢO AN TOÀN CHO BỜ HỐ MÓNG CHUNG CƯ NHÀ CAO TẦNG Biện pháp gia cố đất nền khu vực thi công hố móng 13 Chất tải gia cố đất nền Trước khi thi công hố móng công trình ta có thể chất tải để ép nước, làm cứng đất nền Phun phụt vữa gia cố đất nền Dùng khí nén nhồi vào trong đất các loại dung... được xây dựng 10 tòa nhà chung cư từ 21 ÷ 34 tầng Mật độ dân số 5,560 người Hình 3.1 Bản đồ quy hoạch khu đô thị mới Xa La- Hà Đông [11] Phân tích các điều kiện để đưa ra biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng 18 Vị trí khu đô thị nằm trong khu vực đông dân cư, gần các công trình công cộng như bệnh viện 103, viện bỏng và các trường tiểu học, trung học của quận Hà Đông Khu vực dự án được đánh... khối thống nhất và 32 tầng nổi, chiều cao từ cốt (+ 0,00 m) đến đỉnh mái (+ 108,5 m) Kích thước hố móng của tòa nhà CT4 là (137,50 m x 43,40 m x 9,0 m) Tổng diện tích xây dựng 5967,5 m2 Hình 4.1 Hình vẽ phối cảnh toà nhà CT4 Khu đô thị Xa La [11] Hình 4.2 Hình vẽ hố móng nhà CT4 - Khu đô thị Xa La Tính toán kết cấu tường vây trong đất nhà CT4 trong giai đoạn thi công 26 Để giúp cho quá trình tính... W-SLOPE; - PLAXIS Phần mềm PLAXIS có thể tính toán các dạng bài toán sau: - Bài toán phẳng 2D; - Bài toán đối xứng trục; - Bài toán không gian 3D Hình 3.7 Một số công trình tính bằng phần mềm Plaxis [3] CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CHO CÔNG TRÌNH NHÀ CT4 24 Công trình nhà CT4 - Trong khu đô thị mới Xa La 25 Tòa nhà gồm 34 tầng, được thiết kế 2 tầng hầm, nối thông suất với nhau tạo thành khối thống nhất... quận Hà Đông, nằm sát sông Nhuệ Nơi đây thường hay bị ngập về các mùa mưa bão do mực nước sông Nhuệ dâng cao cũng như việc thoát nước mặt của khu vực Các chung cao tầng ở đây hầu hết đều có từ 1÷2 tầng hầm để đặt các hệ thống kỹ thuật ngầm , hầm để xe Hiệu quả kinh tế của dự án phụ thuộc rất nhiều vào tiến độ thi công Phân tích các điều kiện để đưa ra biện pháp đảm bảo an toàn cho bờ hố móng 19... Phải đảm bảo tuyệt đối an toàn trong khi thi công cũng như đi vào khai thác, các vấn đề thấm nước của tường hầm khi đi vào khai thác sử dụng - Phải đảm bảo cho các công trình lân cận trong quá trình xây dựng - Hố móng thuộc dạng hố móng sâu, các bờ hố móng được thiết kế theo chiều thẳng đứng, do mật độ xây dựng cũng như quỹ đất có hạn của khu đô thị Để đáp ứng các yêu cầu tiêu chí trên giải pháp chống... loại dung dịch vô cơ hoặc dung dịch hữu cơ, làm cho nền đất trở nên cứng chắc Phương pháp gia cố silic hóa Nhồi vào trong đất dung dịch Na2O.nSiO2 và dung dịch CaCl2 làm cho đất trở nên cứng Phương pháp đóng băng nhân tạo Bằng cách làm lạnh đất nền xuống nhiệt độ dưới 00C làm đông cứng bờ hố móng Biện pháp làm khô bờ hố móng 14 Sử dụng rãnh và hố thu nước Hạ mức nước ngầm bằng giếng lọc ... ngầm bằng phương pháp điện thấm Biện pháp chốố g giữ bờ hố n móng 15 Sử dụng hệ thép hình kết với ván gỗ lát ngang Sử dụng tường cừ thép Giữ ổn định bờ hố đào bằng cọc đổ tại chỗ Sử dụng tường chắn cọc trộn xi măng đất Sử dụng tường vây bê tông cốt thép đổ tại chỗ Sử dụng neo trong đất - neo cáp Hình 2.4 Năm loại tường cừ chống giữ bờ hố móng [22] Hình 2.6 Giữ ổn định thành hố đào bằng neo... tích (phương pháp Sachipana - Nhật) Tính toán tường liên tục trong đất theo phương pháp đàn hồi Phương pháp tính lực trục thanh chống, nội lực thân tường biến đổi theo quá trình đào móng Phương pháp phần tử hữu hạn - Phương pháp số Các phương pháp tính tường liên tục trong đất được áp dụng 23 Phương pháp phần tử hữu hạn - Phương pháp số, một số phần mềm tính toán: - SAP; - MicroSTRAN V5.5/32; . bờ hố móng. Thay đổi các kết cấu chống đỡ tường chắn bờ hố móng. Giảm tải đối với lớp đất đỡ của nền. Chữa nghiêng bờ vách thành hố móng. Nghiên cứu các biện pháp thoát nước. Nghiên cứu. Bờ hố móng giật bậc; hình 2. - Bờ hố móng đứng; hình 3. Hình thức chống giữ bờ hố móng - Bờ hố móng phải chống giữ. - Bờ hố móng không cần chống giữ. Độ sâu hố móng - Hố móng nông. - Hố. cứu tổng hợp các biện pháp, để tìm được biện pháp tối ưu. Tình hình xây dựng bờ hố móng các nhà cao tầng tại thành phố Hà Nội hiện nay Quỹ đất hạn chế. Điều kiện thi công hạn hẹp. Các