BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI LÊ MẠNH CƯỜNG NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY BẰNG KẾT CẤU LẮP GHÉP TẠI HÀ NỘI LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP Hà Nội - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI LÊ MẠNH CƯỜNG KHÓA: 2015-2017 NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY BẰNG KẾT CẤU LẮP GHÉP TẠI HÀ NỘI Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp Mã số : 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN ĐỨC NGUÔN Hà Nội - 2017 LỜI CÁM ƠN Sau hai năm học tập nghiên cứu lớp cao học CH15X, Khoa Sau đại học, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, giảng dạy thầy giáo giúp đỡ tận tình Khoa Sau đại học, cố vấn hướng dẫn thầy giáo hướng dẫn, cộng với nỗ lực thân, tơi hồn thành luận văn tốt nghiệp cao học với đề tài: “Nghiên cứu áp dụng giải pháp thi công tường vây kết cấu lắp ghép Hà Nội” Tôi xin chân thành cám ơn cấp lãnh đạo Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, khoa Sau Đại học thầy cô giáo tạo điều kiện thuận lợi cho q trình học tập nghiên cứu trường Tơi xin đặc biệt cám ơn PGS.TS Nguyễn Đức Nguôn – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội tận tình giúp đỡ, hướng dẫn đưa nhiều ý kiến quý báu, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình hồn thành luận văn HỌC VIÊN LỚP CH15X Lê Mạnh Cường LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng TÁC GIẢ LUẬN VĂN Lê Mạnh Cường MỤC LỤC Lời cám ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục bảng, biểu Danh mục hình vẽ, đồ thị MỞ ĐẦU  Lý chọn đề tài  Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu  Phương pháp nghiên cứu  Ý nghĩa thực tiễn luận văn  Cấu trúc luận văn NỘI DUNG CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY 1.1 Khái niệm, cấu tạo tường vây 1.1.1 Khái niệm 1.1.2 Vật liệu làm tường vây 1.1.3 Cấu tạo tường vây 1.2 Các giải pháp thi công tường vây hành 1.2.1 Thực trạng giải pháp thi công 1.2.2 Thi công tường vây đổ bê tông chỗ theo cung đoạn (cách nhịp).10 1.2.3 Thi công tường vây kết cấu lắp ghép 11 1.2.4 Giải pháp chống đỡ thành vách hố đào thi công tường vây 13 1.3 Phân tích ưu nhược điểm giải pháp thi công tường vây ……….18 CHƯƠNG CƠ SỞ TÍNH TỐN VÀ GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY LẮP GHÉP 2.1 Các giải pháp cấu tạo tường vây kết cấu lắp ghép (tấm panel lắp ghép) 2.1.1 Cơ sở lựa chọn hình dạng, kích thước panel đúc sẵn 20 2.1.2 Kích thước chi tiết cấu kiện panel lắp ghép 20 2.1.3 Giải pháp cấu tạo mối nối 24 2.2 Các phương pháp tính tốn tường vây theo giai đoạn thi công hố đào sâu 2.2.1 Áp lực đất lên tường chắn 26 2.2.2 Các phương pháp xác định áp lực đất 26 2.2.3 Tính tốn tường dạng cơng xơn 30 2.2.4 Tính tốn tường có chống 30 2.2.5 Tính tường chắn giữ có tầng chống với đầu tự (phương pháp cân bằng) 32 2.2.6 Tính tốn tường theo phương pháp Sachipana 33 2.2.7 Phương pháp phần tử hữu hạn, sử dụng phần mềm Plaxis 37 2.3 Công nghệ thi công tường vây kết cấu lắp ghép 2.3.1 Công tác tổ chức thi công 39 a Công tác chuẩn bị hệ thống điện, nước phục vụ thi công 39 b Công tác chuẩn bị thiết bị phục vụ thi công 39 c Công tác chuẩn bị vật tư, vật liệu 39 d Thiết bị thi công đào hào 40 e Giải pháp chống thấm cho tường đất sử dụng kết cấu lắp ghép 2.3.2 Biện pháp thi công tường vây kết cấu lắp ghép 43 a Chuẩn bị hố đào 43 b Đào hào 44 c Giữ ổn định, gia cố vách hố đào 44 d Hạ panel xuống hào 45 e Giải pháp cấu tạo mối nối 45 f Giải pháp chống thấm 47 2.3.3 Phạm vi áp dụng 48 2.4 Thi công tường vây lắp ghép phương pháp ép rung (đóng rung) kết hợp xói nước áp lực cao 2.4.1 Nội dung phương pháp 48 2.4.2 Ưu nhược điểm phương pháp 49 2.4.3 Nguyên lý vận hành 50 2.4.4 Thiết bị thi công 50 2.4.5 Lựa chọn áp lực phun lưu lượng nước 52 2.4.6 Biện pháp thi công 53 2.4.7 Phạm vi áp dụng 54 2.5 Giải pháp hệ chống neo tường vây 2.5.1 Hệ chống 55 2.5.2 Neo đất/đá 58 2.5.3 Thi công hệ chống / neo tường vây 62 a Thi công hệ chống 62 b Thi công neo đất 65 2.6 Quy trình nghiệm thu q trình thi cơng tường vây kết cấu lắp ghép 67 2.7 Các cố thường gặp q trình thi cơng tường vây giải pháp khắc phục 69 2.7.1 Các yếu tố ảnh hưởng q trình thi cơng tường Barret 69 2.7.2 Các rủi ro thi công 70 2.7.3 Các biện pháp khắc phục 72 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY BẰNG KẾT CẤU LẮP GHÉP CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG TẠI HÀ NỘI 3.1 Đặc điểm, vị trí cơng trình 73 3.2 Điều kiện địa chất cơng trình 74 3.3 Thông số kỹ thuật Panel 75 3.4 Khảo sát thay đổi nội lực chuyển vị tường vây lắp ghép theo trường hợp sau: 3.4.1 Bài toán dạng 1: Ảnh hưởng chiều cao tầng chống đến tường vây 76 3.4.2 Bài toán dạng 2: Thay đổi chiều dày tường vây 87 3.5 Đề xuất Quy trình thi cơng tường vây kết cấu lắp ghép Hà Nội 3.5.1 Đề xuất quy trình thi cơng tường vây kết cấu lắp ghép 94 3.5.2 Ưu điểm thi cơng tường vây theo Quy trình 94 3.5.3 Nội dung Quy trình thi công tường vây kết cấu lắp ghép 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU Số hiệu Tên bảng bảng Trang Bảng 1.1 Cường độ dọc trục theo TCVN 5574-2012 Bảng 1.2 Các loại vữa, thành phần lĩnh vực sử dụng Bảng 1.3 Các loại đất sét dùng cho cơng trình hạ giếng Bảng 1.4 Tiêu chuẩn chi phí vữa Bentonit cho Tường Barret Bảng 2.1 Bảng tiêu cọc BTCT ứng suất trước Nhật Bản 21 Bảng 2.2 Một số loại gầu thùng hãng Bachy 41 Bảng 2.3 Các thông số kỹ thuật gầu DH6 hãng Bauer sản xuất 42 Bảng 2.4 Thông số liên quan cho đất rời 52 Bảng 2.5 Thông số liên quan cho đất dính 52 Bảng 3.1 Mơ tả lớp đất 73 Bảng 3.2 Các tiêu lý lớp đất 74 Bảng 3.3 Đặc trưng hình học MCN tường 75 Bảng 3.4 Đặc trưng vật liệu chống 76 Bảng 3.5 Bảng so sánh C.vị tường l= 3m l = 4m 81 Bảng 3.6 Bảng so sánh nội lực tường l =3m l=4m 84 Bảng 3.7 Đặc trưng hình học MCN tường vây 88 Bảng 3.8 Kết tính tốn chuyển vị tường 600 tường 500 90 Bảng 3.9 Kết tính tốn nội lực tường 600 tường 500 92 DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Số hiệu Tên hình vẽ, đồ thị hình Hình 1.1 Một số hình ảnh thi cơng tường vây Hình 1.2 Quy trình công nghệ thi công tường vây theo phương pháp đổ bê tơng chỗ Hình 1.3 Sơ đồ thi cơng tường vây sử dụng kết lắp ghép dạng liên kết tường đúc sẵn Hình 1.4 Hình ảnh chống đỡ vách hệ cọc – ván Hình 1.5 Sơ đồ hệ chống (a) chống thay đổi chiều dài Trang 11 12 13 14 Hình 1.6 Chi tiết đầu neo 15 Hình 1.7 Thi công phần ngầm phương pháp semi topdown 16 Hình 2.1 Chi tiết điển hình số tường panel lắp ghép 24 Hình 2.2 Các kiểu khớp nối âm dương (a) khớp nối kín nước (b) 24 Hình 2.3 Liên kết panel tường theo phương đứng 25 Hình 2.4 Áp lực đất lên tường vây 26 Hình 2.5 Sơ đồ dịch chuyển tường Congxon phân bố áp lực đất 30 Hình 2.6 Sơ đồ phân bố áp lực đất, momen 32 Hình 2.7 Chuyển dịch thân tường sau lần đào 34 Hình 2.8 Sơ đồ tính tốn xác theo phương pháp Sachipana 34 Hình 2.9 Sơ đồ tính tốn đơn giản theo phương pháp Sachipana 35 Hình 2.10 Gầu ngoạm kiểu dạng thùng có hai cáp treo 40 Hình 2.11 Gầu đào thủy lực Masago 42 Hình 2.12 Một số hình ảnh liên kết tường theo phương ngang 46 Hình 2.13 Mối nối dọc panel 47 Hình 2.14 Chống thấm cho mối nối 48 Hình 2.15 Nguyên lý vận hành phương pháp phun nước áp lực 50 Hình 2.16 Bố trí ống phun nước áp lực cao cừ BTCT 51 Hình 2.17 Hình ảnh thi công tường vây lắp ghép phương pháp ép rung kết hợp với xói nước áp lực cao Hình 2.18 Bố trí hệ chống ngang nhịp (a) nhiều nhịp (b) Hình 2.19 Hệ chống ngang Hình 2.20 Chi tiết cấu tạo sơ cách liên kết tường chắn kiểu chống 53 55 55 56 Hình 2.21 Hệ chống xiên cho tường đứng 56 Hình 2.22 Mặt cắt thường dùng chống thép 57 Hình 2.23 Dầm đai tường cọc thép 58 Hình 2.24 Các hình thức bố trí neo để giữ tường chắn hố đào 58 Hình 2.25 Thanh neo liên kết với cọc tường chắn đất neo giữ đất 59 Hình 2.26 Đầu neo cốt thép 60 Hình 2.27 Đầu neo bó dây thép 60 Hình 2.28 Kẹp neo, neo neo thép xoắn 60 Hình 2.29 Cơ cấu định tám neo 60 Hình 2.30 Dầm đai lưng tường 60 Hình 2.31 Ba loại neo 61 Hình 2.32 Mắt nối thép chữ H thép ống 63 Hình 2.33 Liên kết chống với dầm đai thép 64 Hình 2.34 Phương pháp nối chống giao 64 Hình 2.35 Các bước làm neo khoan với bầu neo xi măng hãng Bauer 65 Hình 2.36 Bố trí thiết bị làm neo 66 Hình 2.37 Dầm đai 67 Hình 2.38 Các rủi ro q trình thi cơng 70 Hình 2.39 Hạ mức nước hố móng làm cho đất xung quanh hố bị lún khơng 72 Hình 3.1 Mặt cắt ngang panel 75 Hình 3.2 Sơ đồ chống giữ vách hố đào l tầng chống 3m 77 Hình 3.3 Sơ đồ tính tốn mơ hình chống có l tầng chống 3m plaxis 78 Hình 3.4 Sơ đồ chống giữ vách hố đào l tầng chống 4m 87 Hình 3.5 Quy trình thi cơng tường vây kết cấu lắp ghép 94 Hình 3.6 Liên kết tường theo phương thẳng đứng 96 Hình 3.7 Các kiểu khớp liên kết panel 96 Hình 3.8 Hệ thống chống ngang 97 Hình 3.9 Chi tiết cấu tạo số cách liên kết tường chắn kiểu chống 98 Hình 3.10 Liên kết chống với dầm đai thép 100 Hình 3.11 Phương pháp nối chống giao 100 Hình 3.12 Chống thấm cho mối nối 101 MỞ ĐẦU  Lý chọn đề tài Hiện nay, Việt Nam, để thi công phần ngầm nhà cao tầng, cụ thể thi công hố đào sâu đất, người ta thường dùng phương pháp chống sập thành hố đào sau: Đào hở có mái đất, dùng hệ tường cừ larsen để chống vách hố đào, tường xi măng đất, tường vây bê tông cốt thép đổ chỗ…Tuy nhiên, thi công phần ngầm phương pháp kể có số vấn đề phát sinh như: Diện tích đất khơng đủ để thi công mở rộng hố đào; thi công cừ larsen tốn kém, hệ chống phức tạp gây ảnh hưởng đến q trình thi cơng; thi cơng tường barret bê tơng cốt thép đổ chỗ khó kiểm sốt chất lượng tường vây, cường độ chịu lực tường phải chia cho hệ số an tồn lớn, khơng tận dụng hết khả chịu lực làm việc vật liệu Vì thế, luận văn đề xuất giải pháp thi công để giải số vấn đề phát sinh nêu Từ phân tích nêu trên, Nghiên cứu giải pháp thi cơng tường vây kết cấu lắp ghép có tính cấp thiết tính thực tiễn cao  Mục đích, đối tượng phạm vi nghiên cứu  Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu giải pháp thi công tường vây kết cấu lắp ghép nhằm: + Phát triển công nghệ xây dựng thi công tầng hầm nhà cao tầng theo hướng giới đại hóa + Đẩy nhanh trình thi cơng + Nâng cao chất lượng thi cơng cơng trình  Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu:  Các giải pháp thi công chống đỡ thành vách hố đào sâu  Giải pháp thi công tường vây kết cấu lắp ghép - Phạm vi nghiên cứu: Thi công phần ngầm nhà cao tầng  Phương pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng phương pháp nghiên cứu sau đây:  Nghiên cứu tài liệu, tiêu chuẩn, quy phạm kĩ thuật, pháp luật  Phân tích tổng hợp  Ý nghĩa thực tiễn luận văn Kết nghiên cứu luận văn làm tài liệu tham khảo cho quy trình thi cơng tường chắn đất để chống sập thành hố đào Việt Nam THÔNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 102 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Qua việc Nghiên cứu giải pháp thi công tường vây kết cấu lắp ghép, tác giả giải vấn đề sau: - Giải pháp thi công tường vây kết cấu lắp ghép có ưu điểm bật so với kết cấu đổ chỗ, cụ thể sau: + Tiến độ thi công nhanh; + Chất lượng bê tông tốt sản xuất nhà máy; + Dễ dàng khắc phục cố - Qua nghiên cứu, tác giả đề xuất số loại tường vây đưa cấu tạo cụ thể chi tiết mối nối giải pháp chống thấm cho việc ứng dụng thực tế - Tác giả tiến hành phân tích, khảo sát thay đổi chiều cao tầng chống chiều dày panel ảnh hưởng tới nội lực chuyển vị panel trình thi cơng - Đề xuất quy trình thi cơng nghiệm thu tường vây kết cấu lắp ghép Kiến nghị: Kiến nghị Cơ quan quản lý sớm ban hành tiêu chuẩn thi công nghiệm thu kết cấu lắp ghép, ứng dụng cho hệ chống đỡ thi công hố đào sâu xây dựng tầng hầm nhà cao tầng TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Văn Châu (2014), “Xây dựng quy trình thi cơng tường Barret cho cơng trình nhà cao tầng thành phố Vĩnh Long”, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội; Nguyễn Quý Chức (2015), “Nghiên cứu giải pháp sử dụng cọc nhồi kết hợp neo đất tính tốn ổn định hố đào sâu”, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội; Đỗ Văn Đệ, “Phần mềm Plaxis ứng dụng vào tính tốn cơng trình thủy cơng”, Nhà xuất xây dựng 2008; Nguyễn Thanh Hải (2011), “Tính tốn lựa chọn chiều dày tường Barret cho tầng hầm nhà cao tầng”, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội; Nguyễn Trường Huy, Nghiêm Mạnh Hiến (2009), “Bài giảng xây dựng Công trình ngầm thị theo phương pháp đào mở”, Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội; Nguyễn Bá Kế, “Thiết kế thi cơng hố móng sâu”, Nhà xuất xây dựng 2002; Nguyễn Bá Kế, “Xây dựng Cơng trình ngầm thị theo phương pháp đào mở”, Nhà xuất xây dựng 2006; Nguyễn Đức Nguôn (2011), “Bài giảng Địa kỹ thuật Cơng trình ngầm đô thi”, Trường Đại học kiến trúc Hà Nôi; Vũ Công Ngữ, Nguyễn Anh Dũng, “Cơ học đất”, Nhà xuất Khoa học kỹ thuật 1995; 10 Nguyễn Quang Phích, “Phương pháp số chương trình Plaxis 3D & UDEC” Nhà xuất xây dựng 2007; 11 Đỗ Công Sơn (2011), “Tính tốn tường đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước cho tầng hầm nhà cao tầng khu vực Hà Nội”, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội; 12 Bùi Quang Thiên (2011), “Nghiên cứu ứng dụng công nghệ Barret phục vụ nghiệm thu quy trình kỹ thuật cọc Barret khu vực Hà Nội”, Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội; 13 Vương Văn Thành (1995), “Cơ học đất”, Nhà xuất xây dựng; 14 Đinh Văn Tình (2011), “Nghiên cứu ứng dụng cọc ván BTCT cho cơng trình kè ven sông biển địa bàn thành phố Đà Nẵng”, Sở giao thông vận tải thành phố Đà Nẵng; http://www.dnt.com.vn/2013/10/phuong-phap-phun-nuoc-ap-luc-ho-tro.html ... KIẾN NGHỊ Kết luận: Qua việc Nghiên cứu giải pháp thi công tường vây kết cấu lắp ghép, tác giả giải vấn đề sau: - Giải pháp thi công tường vây kết cấu lắp ghép có ưu điểm bật so với kết cấu đổ chỗ,... tường vây 13 1.3 Phân tích ưu nhược điểm giải pháp thi công tường vây ……….18 CHƯƠNG CƠ SỞ TÍNH TỐN VÀ GIẢI PHÁP THI CƠNG TƯỜNG VÂY LẮP GHÉP 2.1 Các giải pháp cấu tạo tường vây kết cấu lắp ghép. .. TRÚC HÀ NỘI LÊ MẠNH CƯỜNG KHÓA: 2015-2017 NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG GIẢI PHÁP THI CÔNG TƯỜNG VÂY BẰNG KẾT CẤU LẮP GHÉP TẠI HÀ NỘI Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng