Đang tải... (xem toàn văn)
1. MỞ ĐẦU Những năm gần đây, tại Hà Nội, TP. Hồ Chí Minh và một số thành phố lớn khác, nhiều công trình có nhiều tầng hầm đã và đang được xây dựng. Việc thi công tầng hầm có thể làm đất nền bị dịch chuyển và lún, gây hư hỏng cho các công trình lân cận (nhất là đối với các công trình xây chen, có mặt bằng chật hẹp ở Hà Nội và TP. Hồ Chí Minh hiện nay) nếu không có các giải pháp thích hợp. Với công trình xây chen có 1 3 tầng hầm, có rất nhiều các giải pháp thi công phong phú, đa dạng có thế áp dụng được như: Tường cừ thép, cọc xi măng đất, tường vây barrette... kết hợp với 1 2 tầng chống bằng thanh chống thép hoặc neo trong đất. Nên với công trình có từ 1 3 tầng hầm thì việc lựa chọn được một phương án thi công hợp lý cả về kinh tế và điều kiện kỹ thuật không phải là một việc đơn giản. Với việc sử dụng cừ thép, có thể kể đến một số giải phải chống đỡ phổ biến như: Chống ngang nếu kích thước mặt bằng công trình không quá rộng; Chống vào cọc khoan nhồi, đài cọc hoặc phần đất chưa thi công. Với công trình có 2 tầng hầm trở lên, phương án Semi topdown sử dụng tường trong đất thường được tin dùng nhất với ưu điểm là độ cứng lớn nên chuyển vị ngang rất nhỏ, rất hữu ích cho việc thi công các hố đào sâu và bảo đảm ổn định cho các công trình lân cận khi thi công chen trong thành phố.
Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG SEMI - TOPDOWN SỬ DỤNG CỪ THÉP ĐỂ CHỐNG ĐỠ HỐ ĐÀO TẦNG HẦM TÓM TẮT: Với cơng trình có từ đến tầng hầm việc lựa chọn phương án thi cơng hợp lý kinh tế điều kiện kỹ thuật việc đơn giản Dưới đưa phương án thi công phần ngầm có sử dụng cừ thép để chống đỡ hố đào hợp lý, có tính khoa học, kinh tế sở đảm bảo điều kiện kỹ thuật nhằm khắc phục nhược điểm tường đất, nâng cao chất lượng tường tầng hầm; giảm thiểu tối đa chi phí giá thành nhiễm mơi trường, phục vụ thực tế sản xuất Abstract: With buildings that have 1-3 levels of basement, the selection of an proper construction option (suitable for economy and technical requirement) is not simple The article delivers a construction option for underground part using steel piles to bear the load of excavated pit properly, scientifically, economically on the base of technical requirement In order to fix the weakness of wall in lands, improve the quality of basement’s walls, reduce cost and environment pollution, supporting production in reality MỞ ĐẦU Những năm gần đây, Hà Nội, TP Hồ Chí Minh số thành phố lớn khác, nhiều cơng trình có nhiều tầng hầm xây dựng Việc thi công tầng hầm làm đất bị dịch chuyển lún, gây hư hỏng cho cơng trình lân cận (nhất cơng trình xây chen, có mặt chật hẹp Hà Nội TP Hồ Chí Minh nay) khơng có giải pháp thích hợp Với cơng trình xây chen có - tầng hầm, có nhiều giải pháp thi cơng phong phú, đa dạng áp dụng như: Tường cừ thép, cọc xi măng đất, tường vây barrette kết hợp với - tầng chống chống thép Trang Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp neo đất Nên với cơng trình có từ - tầng hầm việc lựa chọn phương án thi công hợp lý kinh tế điều kiện kỹ thuật việc đơn giản Với việc sử dụng cừ thép, kể đến số giải phải chống đỡ phổ biến như: Chống ngang kích thước mặt cơng trình khơng q rộng; Chống vào cọc khoan nhồi, đài cọc phần đất chưa thi cơng Với cơng trình có tầng hầm trở lên, phương án Semi - topdown sử dụng tường đất thường tin dùng với ưu điểm độ cứng lớn nên chuyển vị ngang nhỏ, hữu ích cho việc thi công hố đào sâu bảo đảm ổn định cho cơng trình lân cận thi công chen thành phố Tuy nhiên, phương án tồn số nhược điểm chưa thể khắc phục, đặc biệt liên quan tới chất lượng tường vây, chống thấm bên ngồi tường, chi phí vật liệu vấn đề ô nhiễm môi trường Những nhược điểm khắc phục hồn tồn áp dụng thi công với phương án cừ thép Hình 1.1: Chống ngang Hình 1.2: Chống vào cọc khoan nhồi, đài cọc Trang Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp Hình 1.3: Chống cột tầng hầm Hình 1.4: Thống kê phương pháp thi công tầng hầm Hiện Việt Nam, cơng trình nhà có nhiều tầng hầm ngày xuất nhiều kèm với nhiều giải pháp, đặc điểm thi công tầng hầm Bảng 1.1 Các giải pháp lựa chọn thi công chủ yếu tầng hầm Việt Nam[4] Nhận xét: Từ bảng số liệu thống kê cho thấy, Việt Nam, với cơng trình có từ tầng hầm trở lên, giải pháp ưu tiên nên lựa chọn tường barrette kết hợp phương án Top - Down, Semi - Topdown; tầng hầm có nhiều giải pháp thi công phong phú, đa dạng áp dụng như: Tường cừ thép, cọc xi măng đất, tường vây barrette kết hợp với - tầng chống dàn thép neo đất Trang Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp TRÌNH TỰ CÁC GIAI ĐOẠN THI CÔNG TẦNG HẦM THEO PHƯƠNG PHÁP MỚISEMI - TOPDOWN SỬ DỤNG CỪ THÉP Với phương pháp Semi - Topdown sử dụng cừ thép hệ dầm sàn tầng hầm (kết hợp phần hệ chống thép) làm kết cấu chống đỡ, đó, tường bao tầng hầm thi công sau với cột, vách ngăn tương tự phương pháp sử dụng tường vây barette thông thường Thi công tầng hầm xong lấp đất, cát vào khoảng trống cừ thép tường bao (nếu có), sau rút cừ thép để cố định vĩnh viễn lòng đất Trên sở đề xuất phương án sau: Phương án (PA1): Thi công xong rút cừ, sử dụng hệ dầm sàn tầng hầm kết hợp hệ dầm bo, chống làm kết cấu chống đỡ Phương án (PA2): Giữ nguyên cừ lòng đất làm kết cấu chắn giữ, tường bao sau này, sử dụng hệ dầm sàn tầng hầm làm kết cấu chống đỡ Trang Chia sẻ thơng tin Đồ án tốt nghiệp Hình 2.1:Quy trình thi cơng áp dụng cho PA1 thi cơng xong rút cừ PA2 tương tự PA1, khác khơng có giai đoạn lắp đặt hệ văng chống cừ thép tựa trực tiếp lên hệ dầm sàn lấp đất, rút cừ PA1 mà giữ ngun cừ lòng đất kết hợp với tường bao làm kết cấu chắn giữ tầng hầm sau Hình ảnh mơ tả quy trình thi cơng theo PA1 (cơng trình tầng hầm) Trang Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp Trang Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp MỘT SỐ ƯU ĐIỂM, NHƯỢC ĐIỂM, PHẠM VI ÁP DỤNG CỦA PHƯƠNG ÁN MỚI 3.1 Ưu điểm - Thi công theo phương ánSemi - Topdown nên giải vấn đề mặt tiến độ thi công, không cần dùng hệ thống chống tạm (PA2), giải vấn đề móng, giảm phần ảnh hưởng xấu thời tiết tới công tác thi công; chống đỡ vách đất với độ ổn định an toàn cao nhất, phương án sử dụng hệ chống đỡ chống thép nào; - Máy móc, thiết bị thi công tầng hầm đơn giản tiến độ thi công nhanh; - Độ cứng, liên kết làm việc tổng thể, chất lượng tường bao tốt tường bao tầng hầm đổ tồn khối; bê tông đặc chắc, không bị rỗ, khuyết tật; - Chiều sâu chiều dày tường bao giảm nhiều, tiết kiệm vật liệu; - Dễ dàng công tác nghiệm thu, xử lí cố đặc biệt chống thấm; - Giảm bớt chi phí lắp đặt hệ thống thơng gió chiếu sáng nhân tạo; - Giảm thiểu ô nhiễm môi trường sử dụng dung dịch Bentonite giữ thành hố đào tường vây (chỉ dùng thi công cọc khoan nhồi) 3.2 Nhược điểm - Vẫn tồn số nhược điểm phương án Semi - Topdown; Trang Chia sẻ thơng tin Đồ án tốt nghiệp - Cừ larssen có độ cứng tương đối thấp, biện pháp chống đỡ không hợp lý, cừ bị biến dạng chuyển vị ngang lớn làm gia tăng dịch chuyển đất quanh hố đào, gây lún đất ảnh hưởng đến cơng trình lân cận; - Trong q trình thi cơng xét nhiều mặt phương pháp thường phát sinh tượng rò rỉ nước ngầm qua cừ, làm đẩy đất đáy hố đào; - Quá trình rút cừ, lấp đất gây ảnh hưởng phần đến cơng trình lân cận (PA1) 3.3 Phạm vi áp dụng - Phương pháp phù hợp với cơng trình xây chen có độ sâu hố đào khơng lớn (thường từ - tầng hầm); khoảng cách với cơng trình lân cận khơng q gần (cách từ 5m); - Địa chất cơng trình tương tối tốt địa chất yếu tường cừ đảm bảo khả chịu lực chuyển vị cho phép; - Mực nước ngầm không cao để hạn chế rò rỉ, đẩy đất đáy hố đào SO SÁNH BIỆN PHÁP THI CÔNG “SEMI - TOPDOWN” SỬ DỤNG CỪ THÉP VỚI PHƯƠNG ÁN SỬ DỤNG TƯỜNG TRONG ĐẤT 4.1 Đặc điểm cơng trình Cơng trình: Khu dịch vụ văn phòng nhà 130 Nguyễn Đức Cảnh - Hoàng Mai - Hà Nội Tổng chiều cao 71,4m (21 tầng nổi) tầng hầm - Hệ dầm sàn tầng hầm thứ nhất: Cấu tạo dầm chính, dầm phụ có 800 x 450; 700 x 450, 300 x 450mm; chiều dày sàn 200mm (cao độ -3,80m); Trang Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp - Sàn tầng hầm thứ hai: Chiều dày 400mm (cao độ -6,90m); - Đáy đài móng: (cao độ -8,85); - Phía Bắc giáp đường giao thơng rộng 10m; phía Tây giáp Nhà máy Điện Thống Nhất; phía Nam giáp khu dân cư (cách tường tầng hầm 8m); phía Đông giáp khu dân cư (cách tường tầng hầm 12m) 4.2 Tính tốn, thiết kế với phương án tường đất Tính tốn cho đoạn tường barrette có chiều dày 0,8m, độ sâu H = 30m; bê tông B30; Độ cứng chống uốn tường EI = 32,5.106.(1.0,83/12) = 138,67 104kN.m2; Độ cứng chống kéo, nén tường EA = 32,5.106.(1.0,8) = 26.106 kN; Thanh chống hệ sàn tầng hầm 1, dày 200mm có độ cứng chống nén EA = 32,5.106.(1.0,2) = 6,5 106 kN; Lspacing = 5,1m Trang Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp Hình 4.1: Mặt kết cấu sàn tầng hầm giai đoạn thi cơng hố đào Hình 4.2: Mơ hình tính tốn khơng gian chạy chương trình Etab 9.7.4 Trang 10 Chia sẻ thơng tin Đồ án tốt nghiệp Hình 4.3: Mặt cắt liên kết chống với tường cừ, dầm tầng hầm 4.3 Kết phân tích Hình 4.4: Chuyển vị ngang mô-men lớn cừ nằm giai đoạn thi công Kiểm tra chuyển vị: 42,20.10-3 m = 4,22cm < 0,5%H = 0,4425cm theo tài liệu [2] Do đó, với độ sâu H = 30m tường vây đảm bảo điều kiện chuyển vị Tính thép cho tường vây:Phần mềm Plasix 8.2 ta cho thấy nội lực lớn xuất giai đoạn thi công Mtường vây = 896,09 kN.m/m = 89,609 T/m để tính thép Trang 11 Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp 4.4 So sánh khối lượng chi phí vật liệu tường bao tầng hầm phương án sử dụng cừ thép tường đất Từ kết nội lực trên, lực tác dụng vào hệ dầm sàn quy trình thi công hai phương án tương đối giống Tính tốn chọn kích thước tiết diện dầm sàn, king post hai phương án Vì vậy, để so sánh khối lượng chi phí vật liệu hai phương án, cách so sánh tường bao tầng hầm: PA1: Sử dụng cừ thép: - Tường bao dày 0,35m, chiều sâu tường 8,9m (theo đơn vị thiết kế); - Thép tường bao: Thép dọc 20a170mm (CIII); thép ngang: 14a200 (CII) PA2: Sử dụng tường đất (barrette): - Tường vây barrette dày 0,8m, chiều sâu tường 30m (tính tốn); - Thép tường bao: Thép dọc: 28a170mm (CIII); thép ngang: 16a200 (CII) Từ kết trên, ta bóc tách khối lượng tính tốn lập bảng so sánh sau: Bảng 4.1 Bảng tính khối lượng chi phí vật liệu làm tường bao tầng hầm 4.5 Nhận xét Ta thấy áp dụng phương án Semi - topdown cho cơng trình 130 Nguyễn Đức Cảnh sử dụng cừ thép so với việc sử dụng tường vây barrette thì: - Khối lượng bê tông tường bao khoảng 1/7 lần; - Khối lượng thép tường bao 1/6 lần; - Tổng chi phí vật liệu thi cơng tường bao tầng hầm 1/2 lần Trang 12 Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp Tuy nhiên, độ cứng cừ thép nhỏ nên chuyển vị ngang (8,9cm) lại lớn hơn, gấp lần so với việc sử dụng tường vây barrette (4,22cm) KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận tính khả thi phương án Cơng trình xây chen có diện tích tầng hầm vừa phải, cơng trình lân cận không gần, tải trọng phụ tác dụng lên tường chắn không lớn, phương án chống đỡ tường cừ larssen hệ dầm sàn tầng hầm đảm bảo điều kiện kĩ thuật Với số cơng trình xây chen có kích thước hố đào rộng sâu, xung quanh có cơng trình lân cận phương án chống đỡ tường cừ larssen hệ dàn thép khó đảm bảo kĩ thuật hiệu kinh tế Phương án tường đất đảm bảo kĩ thuật chi phí cao, tồn số nhược điểm việc lựa chọn “phương án thi công Semi - Topdown sử dụng cừ thép làm kết cấu chắn giữ phương án thực tế khả thi, đảm bảo yêu cầu kĩ thuật, chất lượng tường bao cơng trình đặc biệt tiết kiệm tối đa vật liệu thi công Với phương án tường đất Việt Nam có số doanh nghiệp có đủ hệ thống máy móc thiết bị, lực kinh nghiệm để đảm bảo chất lượng thi công tường vây tốt Tuy nhiên, với phương pháp hệ thống máy móc, quy trình thi cơng đơn giản nhiều, hầu hết đơn vị thi cơng chủ động đáp ứng Trang 13 Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp Phương án thi công tiết kiệm vật liệu, mang lại hiệu kinh tế, giảm thiểu ô nhiễm môi trường vấn đề quan tâm TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Đình Đức chủ biên (2004), Kỹ thuật thi công 1, NXB Xây dựng, Hà Nội [2] Nguyễn Bá Kế (2002), Thiết kế thi cơng hố móng sâu, NXB Xây dựng, Hà Nội [3] Nguyễn Văn Quảng, Nguyễn Tráng (8/2008), Những học kinh nghiệm việc xây dựng tầng hầm nhà cao tầng Việt Nam, TP Hồ Chí Minh [4] Nguyễn Dư Tiến, Trần Đức Cường (2006), Các giải pháp thiết kế thi công tầng hầm nhà cao tầng, Tạp chí Tư vấn Thiết kế, số [5] Phạm Khánh Đức (5/2004),Thi công tường chắn tạm cho tầng hầm nhà cao tầng cừ larsen địa bàn thành phố Hà Nội, Luận văn Thạc sỹ Trang 14 Chia sẻ thông tin Đồ án tốt nghiệp [6] Vũ Mạnh Hùng, Nghiên cứu tính tốn lỗ mở sàn thi công tầng hầm nhà cao tầng theo phương pháp thi công từ xuống, Luận văn Thạc sỹ [7] Kết cấu thép, Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5575-2012 [8] Kết cấu bê tông bê tông cốt thép, Tiêu chuẩn thiết kế TCVN 5574-2012 Trang 15 ... kê phương pháp thi công tầng hầm Hiện Việt Nam, cơng trình nhà có nhiều tầng hầm ngày xuất nhiều kèm với nhiều giải pháp, đặc điểm thi công tầng hầm Bảng 1.1 Các giải pháp lựa chọn thi công chủ... - Thi công theo phương ánSemi - Topdown nên giải vấn đề mặt tiến độ thi công, không cần dùng hệ thống chống tạm (PA2), giải vấn đề móng, giảm phần ảnh hưởng xấu thời tiết tới công tác thi công; ... nghiệp [6] Vũ Mạnh Hùng, Nghiên cứu tính tốn lỗ mở sàn thi công tầng hầm nhà cao tầng theo phương pháp thi công từ xuống, Luận văn Thạc sỹ [7] Kết cấu thép, Tiêu chuẩn thi t kế TCVN 5575-2012