Lựa chọn biện pháp thi công tầng hầm công trình soleil ánh dương đà nẵng

Biện pháp thi công tầng hầm công trình là thi công đào mở, chiều sâu hố đào lớn nhất là 14,7m, sử dụng hệ neo ứng suất trước trong đất để gia cố và bảo vệ tường vây trong quá trình đào đ

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN PHẠM TUẤN ANH

LỰA CHỌN BIỆN PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM CÔNG TRÌNH SOLEIL ÁNH DƯƠNG ĐÀ NẴNG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

Đà Nẵng - Năm 2022

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

-

NGUYỄN PHẠM TUẤN ANH

LỰA CHỌN BIỆN PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM CÔNG TRÌNH SOLEIL ÁNH DƯƠNG ĐÀ NẴNG

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Dân Dụng và

Công Nghiệp

Mã số: 60580208

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS LÊ KHÁNH TOÀN

Đà Nẵng - Năm 2022

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Nguyễn Phạm Tuấn Anh

ii

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ THI CÔNG TẦNG HẦM CÔNG TRÌNH - GIỚI THIỆU BIỆN PHÁP THI CÔNG THỰC TẾ TẦNG HẦM TỔ HỢP CÔNG TRÌNH SOLEIL ÁNH DƯƠNG 4

1.1 Khái quát tình hình thi công tầng hầm ở Việt Nam 4

1.2 Những khó khăn, rủi ro trong quá trình thi công tầng hầm 4

1.3 Giới thiệu các biện pháp thi công tầng hầm được áp dụng phổ biến 5

1.3.1 Giải pháp cho hệ tường vây 5

a Tường vây bằng tường cừ thép 5

b Tường vây bằng tường cọc nhồi bê tông cốt thép đường kính nhỏ 7

c Tường vây bằng tường cọc xi măng đất 8

d Tường vây bằng tường bê tông cốt thép 8

1.3.2 Giải pháp chống tạm trong quá trình thi công đào đất 9

a Kết cấu thép chống tạm hố đào 9

b Kết cấu dầm, sàn bê tông cốt thép của công trình làm hệ chống hố đào 11 c Hệ neo ứng suất trước trong đất 12

1.4 Giới thiệu tổng quan về công trình Soleil Ánh Dương Đà Nẵng và biện pháp thi công tầng hầm thực tế đã áp dụng 13

1.4.1 Giới thiệu tổng quan về công trình 13

a Giải pháp tổ chức không gian kiến trúc của công trình 15

b Giải pháp thiết kế kết cấu của công trình 16

1.4.2 Giới thiệu biện pháp thực tế thi công tầng hầm đã triển khai trên công trình 16 1.4.3 Những sự cố trong quá trình thi công tầng hầm 18

1.4.4 Phân tích nguyên nhân và biện pháp khắc phục thực tế 20

a Nguyên nhân 20

b Biện pháp khắc phục thực tế 20

1.4.5 Phân tích, đánh giá biện pháp thi công tầng hầm thực tế áp dụng 23

1.4.6 Đề xuất các biện pháp thi công tầng hầm cho công trình 23

1.5 Kết luận chương 1 24

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TẦNG HẦM

BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS 3D 25

2.1 Cơ sở khoa học tính toán kết cấu tầng hầm 25

2.1.1 Lý thuyết xác định áp lực đất lên tường chắn 25

2.1.2 Tính áp lực đất theo lý thuyết của C.A.Coulomb 25

2.1.3 Áp lực tác dụng lên tường bê tông cốt thép trong một số trường hợp riêng 26 2.2 Cơ sở khoa học tính toán kết cấu thép 26

2.2.1 Cấu kiện chịu uốn và chịu cắt 26

a Kiểm tra độ bền 26

b Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể 26

c Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng tiết diện 27

2.2.2 Cấu kiện chịu nén 27

a Kiểm tra độ bền của cấu kiện chịu nén 27

b Kiểm tra ổn định tổng thể 28

c Kiểm tra ổn định cục bộ 28

2.3 Ổn định chống đẩy trồi khối đất ở đáy hố móng 28

2.4 Giới thiệu phần mềm Plaxis 3D phiên bản 2013 28

2.4.1 Phân tích phần tử hữu hạn trong Plaxis 29

2.4.2 Plaxis 3D phiên bản 2013 29

a Mô hình 29

b Tính toán 30

c Xuất kết quả 30

d Tạo mô hình 30

e Chia lưới phần tử 31

2.4.3 Mô hình ứng xử của đất 32

2.4.4 Thông số vật liệu chính đưa vào mô hình tính toán 34

a Đặc trưng vật liệu tường vây (Wall) 34

b Đặc trưng vật liệu phần tử dầm (Beam) 35

2.5 Kết luận chương 2 36

CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM 37

iv

3.1 Biện pháp kỹ thuật thi công tầng hầm công trình 37

3.1.1 Lựa chọn biện pháp chống tạm 37

3.1.2 Biện pháp thi công đào đất 38

3.1.3 Biện pháp thi công ván khuôn, cốt thép, đổ bê tông 38

3.1.4 Biện pháp hạ mực nước ngầm 39

3.2 Tính toán thiết kế phương pháp thi công Bottom-Up 40

3.2.1 Tổng quan biện pháp 40

3.2.2 Quy trình tính toán 42

a Thông số đầu vào 42

b Trình tự các bước thi công 45

c Mô hình tính toán bằng phần mềm Plaxis 3D 46

d Kết quả tính toán sau khi đào đến đáy hố đào của hệ văng chống 48

e Kiểm tra ổn định hố đào 51

f Kiểm tra ổn định chống đẩy trồi hố móng 52

g Kiểm tra khả năng chịu lực của tường vây 53

h Kiểm tra khả năng chịu lực của Kingpost 53

i Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm biên 53

j Kiểm tra khả năng chịu lực trong thanh chống 53

3.3 Tính toán thiết kế phương pháp thi công hỗn hợp 54

3.3.1 Tổng quan biện pháp 54

3.3.2 Quy trình tính toán 55

a Thông số đầu vào 55

b Trình tự các bước thi công 56

c Mô hình tính toán bằng phần mềm Plaxis 3D 57

d Kết quả tính toán sau khi đào đến đáy hố đào của hệ văng chống 58

e Kiểm tra ổn định hố đào 60

f Kiểm tra ổn định chống đẩy trồi hố móng 61

g Kiểm tra khả năng chịu lực của tường vây 61

h Kiểm tra khả năng chịu lực của dầm biên 62

i Kiểm tra khả năng chịu lực trong thanh chống 62

j Kiểm tra khả năng chịu lực của hệ dầm sàn tầng mặt đất 62

k Kiểm tra khả năng chịu lực của hệ dầm sàn tầng hầm B1 64

l Kiểm tra khả năng chịu lực của Kingpost 67

3.4 Đặc điểm kỹ thuật 67

3.4.1 Đặc điểm kỹ thuật phương pháp thi công Bottom – Up 67

3.4.2 Đặc điểm kỹ thuật phương pháp thi công Hỗn hợp 68

3.5 Đánh giá tiến độ thi công tổng thể tầng hầm 70

3.5.1 Tiến độ thi công theo phương pháp thi công Bottom – Up 70

3.5.1 Tiến độ thi công theo phương pháp thi công Hỗn hợp 71

3.6 Dự toán 72

3.6.1 Chi phí thực hiện theo phương pháp thi công Bottom – Up 73

3.6.2 Chi phí thực hiện theo phương pháp thi công Hỗn hợp 74

3.7 Kiểm soát rủi ro trong quá trình thi công 77

3.7.1 Giải pháp đảm bảo an toàn trong quá trình thi công theo phương pháp Bottom – Up 77

3.7.2 Giải pháp đảm bảo an toàn trong quá trình thi công theo phương pháp Hỗn hợp 77

3.8 Kết luận chương 3 77

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 79

TÀI LIỆU THAM KHẢO 80

PHỤ LỤC 81

vi

TÓM TẮT LUẬN VĂN LỰA CHỌN BIỆN PHÁP THI CÔNG TẦNG HẦM CÔNG TRÌNH SOLEIL ÁNH DƯƠNG ĐÀ NẴNG

Học viên: Nguyễn Phạm Tuấn Anh

Chuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Dân Dụng và Công Nghiệp

Mã số: 60580208 Khóa: 2019-2021 Trường Đại học Bách khoa – ĐHĐN

Tóm tắt – Công trình Soleil Ánh Dương là một trong những công trình có kết cấu phức

tạp với chiều sâu và diện tích tầng hầm lớn Quá trình thi công thực tế đã có nhiều sự cố xảy ra, gây tiêu tốn nhiều thời gian và chi phí thực hiện Tác giả lựa chọn phân tích hai biện pháp thi công tầng hầm phổ biến đó là phương pháp Bottom-Up và phương pháp Hỗn hợp để áp dụng vào quá trình thi công tầng hầm cho công trình Trong từng biện pháp thi công, tiến hành phân tích và tính toán một cách cụ thể dựa trên những chỉ tiêu cơ lý của địa chất thủy văn trong phạm

vi công trình qua việc mô phỏng quá trình thi công tầng hầm bằng phần mềm Plaxis 3D Đánh giá các kết quả giá trị về nội lực, chuyển vị trong các kết cấu tầng hầm của công trình làm cơ

sở để thiết kế các giải pháp chống tạm So sánh những ưu điểm và nhược điểm của từng biện pháp thi công trên các phương diện kỹ thuật, tổng tiến độ thi công tầng hầm, dự toán, kiểm soát rủi ro trong quá trình thi công Qua đó, rút ra được những kinh nghiệm và có cơ sở để lựa chọn biện pháp thi công phù hợp, tối ưu, an toàn cho việc thi công tầng hầm các công trình trên địa bàn Thành phố Đà Nẵng

Từ khóa – biện pháp thi công tầng hầm, Soleil Ánh Dương Đà Nẵng, biện pháp

Bottom-Up, biện pháp hỗn hợp, hệ văng chống tạm

CHOOSING THE METHOD CONSTRUCTING THE BASEMENT OF

SOLEIL ANH DUONG DA NANG PROJECT

Abstract – Soleil Anh Duong project is one of the works with a complex structure with

a large depth and basement area In the actual construction process, there were many problems that occurred, which consumed a lot of time and cost The author chooses to analyze two popular basement construction methods, which are the Bottom-Up method and the Mixed method, to apply to the basement construction process for the project In each construction method, analyze and calculate specifically based on the physical and mechanical costs of hydrogeology within the scope of the project by simulating the basement construction process using Plaxis 3D software Evaluation of the values of internal forces and displacements in the basement structures of the works as a

temporary support solutions Compare the advantages and disadvantages of each construction method in terms of technical aspects, general progress of basement construction, cost, risk control during construction Thereby, have experience and a basis to choose appropriate, optimal and safe construction methods for the construction of basements of works in the area

of Da Nang City

Key word – the method of basement construction, Soleil Anh Duong Da Nang project,

the Bottom-Up method, the Mixed method, temporary support system

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU

Es Mô đun đàn hồi của thép (kN/m2)

R Cường độ thép chịu kéo tính toán (kN/m2)

Rs Cường độ chịu kéo tính toán của cốt thép đối với trạng thái giới hạn thứ

nhất (kN/m2)

Rc Cường độ thép chịu cắt tính toán (kN/m2)

Rgt Cường độ tính toán của liên kết hàn (kN/m2)

Rgh Cường độ tính toán giới hạn của liên kết hàn (kN/m2)

h, t Hệ số chiều sâu nóng chảy của đường hàn

 Hệ số điều kiện làm việc

M Momen tại tiết diện tính toán (kN.m)

Q Lực cắt tại tiết diện tính toán (kN)

N Lực dọc tại tiết diện tính toán (kN)

A Diện tích tiết diện (m2)

Ac Diện tích tiết diện phần cánh (m2)

Ab Diện tích tiết diện phần bụng (m2)

hd Chiều cao tiết diện (m)

bc Bề rộng bản cánh tiết diện (m)

b Chiều dày bản bụng (m)

c Chiều dày bản cánh (m)

rx, ry Bán kính quán tính của tiết diện theo trục x, y (m)

Ix, Iy Momen quán tính của tiết diện theo trục x, y (m4)

Wx, Wy Momen chống uốn của tiết diện theo trục x, y (m3)

Sc Momen tĩnh của 1/2 tiết diện đối với trục trung hòa (m3)

Icn Momen quán tính của tiết diện lấy đối với cánh nén (m4)

Wcn Momen chống uốn của tiết diện lấy đối với cánh nén (m3)

d Hệ số kể đến sự giảm khả năng chịu uốn của tiết diện

 Hệ số phụ thuộc vào liên kết ở các gối tựa, dạng và ví trí tải trọng tác dụng

x y Hệ số chiều dài tính toán theo phương x và y

L0X, L0Y Chiều dài tính toán theo phương x và y (m)

m Độ lệch tâm tương đối

min Hệ số uốn dọc nhỏ nhất

Eb Mô đun đàn hồi ban đầu của bê tông khi nén và kéo (kN/m2)

Rb Cường độ chịu nén dọc trục tính toán của bê tông đối với các trạng thái

giới hạn thứ nhất (kN/m2)

Rbt Cường độ chịu kéo dọc trục tính toán của bê tông đối với các trạng thái

giới hạn thứ nhất (kN/m2)

viii

lpacing Khoảng cách giữa hai hệ thanh chống (m)

fx, fy, fz Chuyển vị của kết cấu theo các phương x, y, z (m)

q Tải trọng phân bố theo diện tích (kN/m2)

Qs Khả năng chịu lực của cấu kiện theo lực ma sát (kN)

Qu Khả năng chịu lực tại mũi của cấu kiện (kN)

BU Bottom - Up

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 2.1 Đặc trưng vật liệu trong mô hình Mohr-Coulomb 33

Bảng 2.2 Đặc trưng vật liệu trong mô hình Hardening-Soil 33

Bảng 2.3 Đặc trưng vật liệu của tường vây với ứng xử đàn hồi tuyến tính 34

Bảng 2.4 Đặc trưng vật liệu dầm 35

Bảng 3.1 Thông số địa chất đưa vào tính toán 42

Bảng 3.2 Thông số tường Barrette dày 600mm 43

Bảng 3.3 Thông số hệ văng chống 44

Bảng 3.4 Thông số Kingpost 44

Bảng 3.5 Thông số sàn Tầng mặt đất, hầm B1, B2 45

Bảng 3.6 Thông số hệ văng chống 55

Bảng 3.7 Thông số Kingpost 56

Bảng 3.8 Kiểm tra thép sàn tầng mặt đất 63

Bảng 3.9 Kiểm tra thép sàn tầng hầm B1 66

Bảng 3.10 Tiến độ thi công theo phương pháp Bottom-Up 787 ngày 70

Bảng 3.11 Tiến độ thi công theo phương pháp Hỗn hợp 947 ngày 71

Bảng 3.12 So sánh thời gian thi công của 2 phương pháp Bottom-Up và Hỗn hợp 72

Bảng 3.13 Tổng hợp chi phí thi công theo phương pháp Bottom - Up 73

Bảng 3.14 Tổng hợp chi phí thi công theo phương pháp Hỗn hợp 74

Bảng 3.15 So sánh chi phí thực hiện của 2 phương pháp Bottom-Up và Hỗn hợp 76

Bảng 3.16 Khối lượng chi tiết thi công theo phương pháp Bottom – Up 91

Bảng 3.17 Khối lượng chi tiết thi công theo phương pháp Hỗn hợp 93

x

DANH MỤC CÁC HÌNH

Sơ đồ bố trí các khối tháp công trình 1

Hình 1.1 Sử dụng cừ thép làm tường chắn đất 6

Hình 1.2 Sử dụng cọc bê tông cốt thép đường kính nhỏ làm tường chắn đất 7

Hình 1.3 Sử dụng cọc xi măng đất làm tường chắn đất 8

Hình 1.4 Sử dụng tường bê tông cốt thép để làm tường chắn đất 9

Hình 1.5 Hệ thép hình chống tạm hố đào 10

Hình 1.6 Hệ ống thép đường kính lớn chống tạm hố đào 11

Hình 1.7 Hệ ống dầm Bailey chống tạm hố đào 11

Hình 1.8 Sử dụng hệ kết cấu dầm, sàn bê tông cốt thép làm hệ chống hố đào 12

Hình 1.9 Hệ neo ứng suất trước trong đất 13

Hình 1.10 Phối cảnh công trình Soleil Ánh Dương 13

Hình 1.11 Vị trí công trình Soleil Ánh Dương 14

Hình 1.12 Phạm vi công trình Soleil Ánh Dương 15

Hình 1.13 Hệ neo ứng xuất trước trong tường vây 17

Hình 1.14 Tường vây xuất hiện nhiều vị trí thấm 18

Hình 1.15 Vị trí cống bị vỡ 18

Hình 1.16 Vị trí neo bị thấm nước và vỉa hè bên ngoài công trình bị sụt lún mạnh 19

Hình 1.17 Hệ thống cống thoát nước bị vỡ 19

Hình 1.18 Kiểm tra và kéo lại cáp lớp 1 tường vây 20

Hình 1.19 Chống thép hình xử lý tường vây 21

Hình 1.20 Đắp đất và bao tải cát xử lý tường vây 21

Hình 1.21 Xử lý đổ bê tông bịt kín vị trí mương tiếp giáp với tường vây 22

Hình 1.22 Mặt bằng ép cừ larsen IV 22

Hình 1.23 Mặt cắt biện pháp ép cừ larsen IV 23

Hình 2.1 Các phần tử và nút trong một mô hình 2D Mỗi nút có hai bậc tự do, được mô tả bởi các mũi tên trong hình nhỏ hơn 32

Hình 2.2 Các bước phân tích phần tử hữu hạn 32

Hình 2.3 Hệ trục địa phương của phần tử tường 34

Hình 2.4 Hệ trục địa phương của phần tử dầm 36

Hình 3.1 Mặt bằng bố trí hệ văng chống 1&2 theo biện pháp Bottom-Up 41

Hình 3.2 Mắt cắt A-A biện pháp Bottom-Up 42

Hình 3.3 Mô hình tính toán theo phương pháp Bottom-Up 46

Hình 3.4 Các giai đoạn thi công theo phương pháp Bottom-Up 47

Hình 3.5 Ghi chú chi tiết hệ văng chống điển hình 48

Hình 3.6 Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh ngắn hệ văng chống lớp 148 Hình 3.7.Biểu đồ bao lực cắt Q của dầm biên theo phương cạnh ngắn hệ văng chống 1 48

Hình 3.8 Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh dài hệ văng chống 1 49

Hình 3.9 Biểu đồ bao lực cắt Q của dầm biên theo phương cạnh dài hệ văng chống 1 49

Hình 3.10 Biểu đồ lực dọc N lớn nhất của thanh số 1 hệ văng chống 1 49

Hình 3.11 Biểu đồ lực dọc N lớn nhất của thanh số 2 hệ văng chống 1 49

Hình 3.12 Giá trị chuyển vị lớn nhất trong hệ văng chống 1 Uz =0,046m 50

Hình 3.13 Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh ngắn hệ văng chống 2 50

Hình 3.14 Biểu đồ bao lực cắt Q của dầm biên theo phương cạnh ngắn hệ văng chống 2 50

Hình 3.15 Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh dài 50

Hình 3.16 Biểu đồ bao lực cắt Q của dầm biên theo phương cạnh dài hệ văng chống 2 51

Hình 3.17 Biểu đồ lực dọc N của thanh số 1 hệ văng chống 2 51

Hình 3.18 Biểu đồ lực dọc N của thanh số 2 hệ văng chống 2 51

Hình 3.19 Giá trị chuyển vị lớn nhất trong hệ văng chống 2 Uz =0,043m 51

Hình 3.20 Biểu đồ chuyển vị bề mặt tường vây của cạnh ngắn theo phương vuông góc 52

Hình 3.21 Biểu đồ chuyển vị bề mặt tường vây của cạnh dài theo phương vuông góc 52

Hình 3.22 Biểu đồ bao momen M của tường vây theo phương cạnh ngắn 53

Hình 3.23 Biểu đồ bao momen M của tường vây theo phương cạnh dài 53

Hình 3.24 Mặt bằng bố trí lỗ mở sàn theo phương pháp hỗn hợp 54

Hình 3.25 Mặt cắt B-B bố trí hệ chống đỡ theo phương pháp hỗn hợp 55

Hình 3.26 Mô hình tính toán theo phương pháp hỗn hợp 57

Hình 3.27 Các giai đoạn thi công theo phương pháp hỗn hợp 58

Hình 3.28 Ghi chú chi tiết hệ văng chống điển hình 58

Hình 3.29 Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh ngắn 59

Hình 3.30 Biểu đồ bao lực cắt Q của dầm biên theo phương cạnh ngắn 59

Hình 3.31 Biểu đồ bao momen M của dầm biên theo phương cạnh dài 59

Hình 3.32 Biểu đồ bao lực cắt Q của dầm biên theo phương cạnh dài 59

Hình 3.33 Biểu đồ lực dọc N của thanh số 1 60

Hình 3.34 Biểu đồ lực dọc N của thanh số 2 60

Hình 3.35 Giá trị chuyển vị lớn nhất trong hệ văng chống Uz =0,034m 60

Hình 3.36 Biểu đồ chuyển vị bề mặt tường vây của cạnh ngắn theo phương vuông góc 60

Hình 3.37 Biểu đồ chuyển vị bề mặt tường vây của cạnh dài theo phương vuông góc 61

Hình 3.38 Biểu đồ bao momen M của tường vây theo phương cạnh ngắn 61

Hình 3.39 Biểu đồ bao momen M của tường vây theo phương cạnh dài 61

Hình 3.40 Biểu đồ bao Momen của sàn tầng mặt đất theo phương X 62

Hình 3.41 Biểu đồ bao Momen của sàn tầng mặt đất theo phương Y 63

Hình 3.42 Biểu đồ bao Momen của sàn tầng hầm B1 theo phương X 65

Hình 3.43 Biểu đồ bao Momen của sàn tầng hầm B1 theo phương Y 65

Hình 3.44 Biểu đồ biểu đồ Berrantev 83

Hình 3.45 Giá trị lực dọc lớn nhất trong kingpost 90

vụ nhu cầu sử dụng, các công trình cao tầng có nhiều tầng hầm đã và đang được xây dựng ngày càng nhiều với quy mô lớn

Tổ hợp công trình Soleil Ánh Dương, được xây dựng trên vùng đất ven biển tại thành phố Đà Nẵng, gồm 4 khối nhà cao tầng (A1, A2, B, D), chiều cao trung bình mỗi khối nhà hơn 194m Tầng hầm công trình được xây dựng trên diện tích rộng 22.000m2, bao gồm 2 tầng hầm liên thông cả 4 khối cao tầng, sử dụng tường Barrette rộng 0,6m, sâu 18m bao trọn xung quanh khu đất xây dựng của dự án Biện pháp thi công tầng hầm công trình là thi công đào mở, chiều sâu hố đào lớn nhất là 14,7m, sử dụng hệ neo ứng suất trước trong đất để gia cố và bảo vệ tường vây trong quá trình đào đất, các kết cấu tầng hầm được thi công tuần tự từ móng lên trên cốt ±0.00m

Sơ đồ bố trí các khối tháp công trình

Do nhiều yếu tố khách quan, thực tế triển khai thi công từng khối cao tầng riêng biệt, theo đó tầng hầm chung của cả 4 khối đã không thực hiện thi công toàn bộ mà thi công tầng hầm ứng với mỗi khối, ranh giới tầng hầm giữa các khối được đào mái taluy với độ

dốc tự nhiên Khi thi công đào móng cho khối D theo phương pháp mở mái taluy (khối

D được thi công đầu tiên), phát hiện nhiều vết nứt và thấm của hệ tường vây, số liệu quan trắc tường vây được neo giữ bởi hệ neo ứng suất trước trong đất cho thấy chuyển

vị của hệ tường vượt quá các điều kiện đã tính toán dẫn đến gây hư hại, sụt lún công trình lân cận

Chủ đầu tư, nhà thầu và các bên liên quan đã thực hiện các biện pháp xử lý thiệt hại, gia cố tường vây, giảm chuyển vị Chi phí để xử lý những vấn đề này đã vượt nhiều

so với dự toán Trong các nguyên nhân được rút ra đối với sự cố này có nguyên nhân liên quan đến việc đánh giá không đầy đủ điều kiện địa chất, thủy văn nơi xây dựng dự

án, đồng thời tính toán chưa chính xác hệ neo ứng suất trước trong đất, dẫn đến chuyển

vị của tường vây vượt quá các giới hạn cho phép

Mặt khác, do tầng hầm của toàn bộ dự án liên thông cả 4 khối cao tầng, nên khi thi công tầng hầm riêng của khối D, trong khi phần còn lại chưa thi công sẽ gây rất nhiều khó khăn cho việc thi công phần còn lại của các tầng hầm, làm mất an toàn và khó khăn cho công tác xử lý nước ngầm từ phần đất chưa thi công tầng hầm sang phần thi công tầng hầm của khối D

Với dạng dự án có diện tích xây dựng tầng hầm rất lớn như của công trình Soleil Ánh Dương, việc lựa chọn biện pháp thi công nào cho tầng hầm công trình để Chủ đầu

tư, Tư vấn giám sát, Nhà thầu có cơ sở để quyết định lựa chọn phương án hợp lý trong triển khai thi công, đảm bảo thuận tiện an toàn, giảm chi phí, cũng như rút ngắn thời gian thi công là cần thiết Trên cơ sở đó, tác giả lựa chọn đề tài: Lựa chọn biện pháp thi công tầng hầm công trình Soleil Ánh Dương Đà Nẵng

2 Mục tiêu nghiên cứu

Đề xuất 2 phương án thi công tầng hầm của công trình Soleil Ánh Dương Đà Nẵng, dựa trên việc đánh giá toàn diện về mặt kỹ thuật, tiến độ, chi phí và khả năng kiểm soát các rủi ro, sự cố có thể xảy ra trong quá trình thi công Từ kết quả nghiên cứu được, làm cơ sở để lựa chọn biện pháp thi công tầng hầm cho công trình có quy mô tương tự trên địa bàn Thành phố Đà Nẵng

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu: Biện pháp thi công tầng hầm sâu

- Phạm vi nghiên cứu: Áp dụng cho tổ hợp công trình Soleil Ánh Dương Đà Nẵng

4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu lý thuyết tính toán tường chắn, tham khảo các

phương pháp tính toán hệ chống kết cấu thép và tính toán kết cấu bê tông cốt thép

- Phân tích số: Áp dụng vào công trình cụ thể, với các số liệu cụ thể, sử dụng phần

3

các chỉ tiêu cụ thể của mỗi phương án

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Đề xuất lựa chọn biện pháp thi công tầng hầm sâu của các công trình để Chủ đầu

tư, Tư vấn giám sát, Nhà thầu có cơ sở để quyết định lựa chọn phương án hợp lý trong triển khai thi công, đảm bảo thuận tiện an toàn, giảm chi phí, cũng như rút ngắn thời gian thi công

6 Bố cục và nội dung luận văn

Luận văn gồm phần Mở đầu, 03 chương, phần kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN VỀ THI CÔNG TẦNG HẦM CÔNG TRÌNH -

GIỚI THIỆU BIỆN PHÁP THI CÔNG THỰC TẾ

TẦNG HẦM TỔ HỢP CÔNG TRÌNH SOLEIL ÁNH DƯƠNG

Trong các công nghệ thi công tầng hầm, tùy thuộc vào điều kiện địa chất thủy văn, vị trí xây dựng công trình, hiệu quả kinh tế mà Chủ đầu tư và đơn vị thi công lựa chọn biện pháp thi công phù hợp Trong chương này sẽ giới thiệu tổng quan về các biện pháp thi công tầng hầm, phân tích ưu điểm và nhược điểm của từng biện pháp Đánh giá biện pháp thi công thực tế đã được áp dụng tại công trình Soleil Ánh Dương

1.1 Khái quát tình hình thi công tầng hầm ở Việt Nam

Trên thế giới, việc xây dựng công trình có tầng hầm trong đô thị đã xuất hiện từ rất lâu Từ thế kỷ 19, khi các nước châu Âu mở đầu cho việc phát triển xây dựng các công trình nhà cao tầng với kết cấu tầng hầm phục vụ nhu cầu đổ xe, bể nước sinh hoạt, phòng cháy chữa cháy, xử lý nước thải, Cho đến nay, cùng với việc phát triển công nghệ ngày càng cao, nhiều tổ hợp công trình thương mại, dịch vụ có tầng hầm đã được xây dựng và phát triển thành công ở rất nhiều nước như Nhật Bản, Mỹ, Đức, Pháp,

Hiện nay, khi đô thị hoá đã đạt trên 70%, 80% việc khai thác phát triển đô thị theo chiều cao đang có xu hướng bão hoà và hướng đến ngày một nhiều hơn đối với khả năng khai thác chiều sâu của đô thị

Tại Việt Nam, trong những năm gần đây, tốc độ đô thị hoá của nước ta ngày càng nhanh, hệ thống đô thị phát triển cả về số lượng, chất lượng và quy mô Đặc biệt là ở các đô thị lớn như Thành phố Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng, tốc độ phát triển nóng tạo ra các áp lực về hạ tầng đô thị, nhà ở, văn phòng, giao thông đô thị và không gian công cộng trong đô thị Quỹ đất bề mặt của các đô thị lớn đã ở tình trạng gần như cạn kiệt, các không gian xanh, không gian công cộng ngày càng bị thu hẹp, khiến người dân

đô thị cảm thấy bức bối Những điều này cộng với nhu cầu về tính văn minh, hiện đại

và mỹ quan đô thị đã và đang đòi hỏi việc phát triển phải hướng đến khả năng tận dụng, phát triển song song cả về chiều cao lẫn chiều sâu của đô thị Trong đó, vấn đề về chiều cao đô thị đã được chú ý phát triển trong những năm gần đây nhưng vấn đề chiều sâu, vấn đề không gian ngầm thì dường như chưa được chú ý đến Những điều này dẫn đến một thực trạng hết sức bất cập trong việc phát triển không gian ngầm đô thị – một xu thế tất yếu mà chúng ta phải tính toán đến

1.2 Những khó khăn, rủi ro trong quá trình thi công tầng hầm

Khi thi công tầng hầm cho các công trình nhà cao tầng, một vấn đề phức tạp đặt

ra là giải pháp thi công hố đào sâu trong khu đất chật hẹp liên quan đến các yếu tố kỹ

sự cố xảy ra cho công trình

Thi công tầng hầm công trình với đặc thù kỹ thuật rất phức tạp, đòi hỏi đội ngũ

kỹ thuật phải có chuyên môn, kinh nghiệm thi công trong lĩnh vực này Từ đó, đưa ra những giải pháp tối ưu nhất, hạn chế tối đa những rủi ro cũng như đề xuất biện pháp khắc phục trong quá trình thi công tầng hầm cho công trình

1.3 Giới thiệu các biện pháp thi công tầng hầm được áp dụng phổ biến

Việc xây dựng các công trình ngầm với nhiều mục đích khác nhau trong đất là một trong những vấn đề được các nhà khoa học, giới chuyên môn đặc biệt quan tâm trong những năm gần đây Trong đô thị, với mật độ dày đặt của các công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông việc xây dựng các công trình ngầm và xây chen trở nên hết sức khó khăn Quá trình xây dựng các công trình ngầm thường kéo theo hiện tượng lún

bề mặt, làm hư hỏng các công trình lân cận, sự mất an toàn cho chính bản thân công trình đang thi công Giải pháp thi công nào đảm bảo ổn định và an toàn cho thành hố đào công trình ngầm cũng như các công trình lân cận là một câu hỏi, một thách thức thực sự trong thi công Đã có nhiều biện pháp thi công đã và đang được thực hiện, đem lại hiểu quả nhất định và đáp ứng được mục tiêu đề ra Dưới đây sẽ trình bày một số biện pháp giữ ổn định thành hố đào khi thi công hố đào sâu cho công trình ngầm đang được áp dụng phổ biến hiện nay

1.3.1 Giải pháp cho hệ tường vây

a Tường vây bằng tường cừ thép

Tường cừ thép thường được sử dụng rộng rãi làm tường chắn tạm trong thi công

hố đào có chiều sâu từ 5-10 m, nhằm chống lại áp lực đất, nước , đảm bảo cho đất xung quanh hố đào được ổn định

Tường cừ thép có thể được hạ bằng búa đóng hoặc rung, ép xuống đất bằng các loại máy ép thủy lực Hình dạng mặt cắt của cừ thép thường có dạng U, Z, H và được liên kết với nhau bằng các móc liên kết đặt biệt (me cừ), cừ thép thường có chiều dài từ 6-16 mét

Hình 1.1 Sử dụng cừ thép làm tường chắn đất

Ưu điểm:

- Không phụ thuộc vào điều kiện thời tiết

- Ván cừ thép dể chuyên chở, dễ dàng hạ và nhổ

- Khi sử dụng máy ép thủy lực ít gây ra tiếng động lớn

- Sau khi thi công xong, ván cừ ít khi bị hư hỏng nên có thể sử dụng nhiều lần

- Tường cừ được hạ xuống đúng yêu cầu kỹ thuật có khả năng cách nước tốt

- Có thể thi công đồng thời với các hạng mục khác của công trình, không bị gián đoạn kỹ thuật cho quá trình thi công

- Ít tốn nhân công, chủ yếu thực hiện bằng cơ giới

- Quá trình rút cừ thường kéo theo một lượng đất đáng kể ra ngoài theo bụng cừ vì vậy có thể gây chuyển vị nền đất lân cận hố đào

7

- Thi công ép cừ nếu gặp phải các tầng địa chất có các hạt sỏi hoặc kết cấu bê tông nhỏ có đường kính lớn hơn 5cm sẽ rất khó thi công

b Tường vây bằng tường cọc nhồi bê tông cốt thép đường kính nhỏ

Sử dụng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép đường kính nhỏ, thi công lồng vào nhau, sát nhau hoặc cách nhau những khoảng nhất định để chắn giữ thành hố đào

Hình 1.2 Sử dụng cọc bê tông cốt thép đường kính nhỏ làm tường chắn đất

Ưu điểm:

- Thi công ở các nơi không có áp lực ngang của nước như vách núi, đồi sẽ rất tốt

- Giảm được công đoạn đúc sẵn cọc, xây dựng bãi đúc, lắp dựng ván khuôn, bốc xếp, vận chuyển, cẩu lắp

- Có thể xuyên qua tầng sét cứng, cát chặt ở giữa nền đất để xuống độ sâu lớn theo thiết kế

- Cho phép có thể trực quan kiểm tra các lớp địa chất bằng mẫu đất, đá lấy lên từ

lỗ khoan

- Quá trình thi công cọc, dễ thay đổi các thông số của cọc (chiều dài, đường kính)

so với bản vẽ thiết kế để phù hợp với thực trạng của nền đất được xác định chính xác hơn trong quá trình thi công

Nhược điểm:

- Tốn nhiều công định vị hàng cọc

- Mặt bằng thi công lầy lội, không thể thi công đồng thời với các hạng mục khác

- Phụ thuộc nhiều vào điều kiện thời tiết

- Đòi hỏi thiết bị thi công tốt, hiện đại, chi phí thi công cao, tốn nhiều nhân công

- Khó kiểm tra khuyết tật và chất lượng cọc sau khi thi công

- Gián đoạn thời gian thi công từ 2-3 ngày

c Tường vây bằng tường cọc xi măng đất

Phương pháp dùng máy tạo cọc để trộn cưỡng bức xi măng với đất Lợi dụng phản ứng hóa học – vật lý xảy ra giữa xi măng với đất, làm cho đất mềm đóng rắn lại thành một thể cọc có tính tổng thể, tính ổn định và có cường độ nhất định

Hình 1.3 Sử dụng cọc xi măng đất làm tường chắn đất

Ưu điểm:

- Cọc xi măng đất là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu như làm tường hào chống thấm cho đê đập, gia cố nền đất xung quanh đường hầm, ổn định tường chắn, chống trượt đất mái dốc

- Sử dụng vật liệu sẵn có

- Thi công đơn giản, nhanh chóng

- Có thể kiểm tra địa chất công trình trong khi khoan nhờ thiết bị tự động đo và ghi moment xoắn ở đầu khoan

- Ít gây tiếng ồn và ô nhiễm môi trường xung quanh

Nhược điểm:

- Khả năng chịu uốn, cắt kém

- Diện tích bề mặt thi công lớn

- Không thể thi công được ở địa chất có các lớp đá nhỏ hoặc cuội sỏi

- Khó kiểm tra khuyết tất và chất lượng cọc sau khi thi công

9

thường dày 0,6m đến 1,8m, đa số chính là một bộ phận của công trình (tường tầng hầm) Trong thi công, tường vây được sử dụng như là kết cấu để giữ ổn định hố móng sâu Tường được thi công từ các tấm tường hình chữ nhật có chiều rộng thay đổi từ 2,8m đến 5,9m Các đoạn tường vây được liên kết chống thấm bằng các gioăng cao su và làm việc đồng thời thông qua dầm đỉnh tường và dầm bo đặt áp sát tường phía bên trong tầng hầm Chiều sâu thông thường của tường từ 12m đến 30m, cá biệt có những công trình sâu đến 100m, tùy thuộc vào công năng công trình, địa chất công trình và phương pháp thi công

Hình 1.4 Sử dụng tường bê tông cốt thép để làm tường chắn đất

- Thời gian thi công lâu, yêu cầu kỹ thuật cao

- Mặt bằng thi công lầy lội, không thể thi công các hạng mục khác đồng thời

- Chi phí thi công cao

1.3.2 Giải pháp chống tạm trong quá trình thi công đào đất

a Kết cấu thép chống tạm hố đào

Sử dụng hệ cột chống tạm và các thanh chống để đỡ tường vây Hệ chống tạm được thi công cắm vào trong cọc nhồi tại thời điểm thi công cọc nhồi Đối với các công

trình có số tầng chống ít, hệ chống tạm có thể được thiết kế cắm trực tiếp trong nền đất hoặc cắm vào cọc nhồi biện pháp do đơn vị thi công thiết kế Dùng hệ dầm và cột chống văng giữa các tường đối diện Hệ dầm và cột này thường được gia công từ các bản thép hình hoặc đúc sẵn với các tiết diện điển hình như H300×300×10×15, H350×350×12×19, H400×400×13×21 Các xà ngang, được đỡ bởi hệ cột tạm, sẽ chống vào các mặt tường vây thông qua hệ dầm biên, được điều chỉnh bằng hệ kích thủy lực Số lượng tầng thanh chống co thể là 1 tầng chống, 2 tầng chống hoặc nhiều hơn tùy theo độ sâu, dạng hình học của hố đào và điều kiện địa chất, thủy văn trong phạm vi xây dựng công trình

11

Hình 1.6 Hệ ống thép đường kính lớn chống tạm hố đào

Hình 1.7 Hệ ống dầm Bailey chống tạm hố đào

b Kết cấu dầm, sàn bê tông cốt thép của công trình làm hệ chống hố đào

Sử dụng kết cấu dầm, sàn bê tông cốt thép làm hệ chống hố đào được áp dụng trong 2 phương pháp thi công đó là Top-Down và phương pháp Hỗn hợp (thi công Top-Down ở biên và Bottom-Up ở giữa)

Đặc điểm chung của 2 phương pháp này là quá trình thi công được thực hiện tuần

Sử dụng lỗ mở lớn tại các khu vực dầm sàn để đưa đất từ hố móng ra bên ngoài Tuy nhiên, đối với phương pháp Hỗn hợp, các kết cấu ở vùng biên được thi công từ trên xuống, tạo ra một lỗ mở rất lớn ở bên trong hố đào Lỗ mở này sẽ được thi công từ dưới lên sau khi các kết cấu dầm, sàn vùng biên được thi công hoàn chỉnh

Biện pháp thi công Top-Down hay Hỗn hợp đều đòi hỏi kỹ thuật chuyên môn cao, dày dạn kinh nghiệm và khả năng kiểm soát rủi ro trong quá trình thi công

Hình 1.8 Sử dụng hệ kết cấu dầm, sàn bê tông cốt thép làm hệ chống hố đào

c Hệ neo ứng suất trước trong đất

Thanh neo ứng suất trước trong đất đã được ứng dụng tương đối phổ biến Phương pháp này được áp dụng khi ta cần không gian để thi công trong lòng hố đào Việc đặt neo tùy thuộc vào lực căng mà có thể neo trên mặt đất hay neo ngầm vào trong đất Trường hợp neo ngầm, khi đào đến đâu người ta khoan xuyên qua tường bao để chôn neo và cố định neo vào tường Với phương pháp này tường được giữ với ứng lực trước nên hầu như ổn định hoàn toàn Khi tầng hầm đã được xây dựng xong, tường được giữ bởi hệ kết cấu tầng hầm, lúc này neo sẽ được dỡ đi hoặc để lại tùy theo sự thỏa thuận của chủ đầu tư với các công trình bên cạnh, cũng như công nghệ sử dụng có cho phép thu hồi hay không Neo trong đất có nhiều loại, tuy nhiên dùng phổ biến trong xây dựng tầng hầm nhà cao tầng là neo phụt

13

Hình 1.9 Hệ neo ứng suất trước trong đất

1.4 Giới thiệu tổng quan về công trình Soleil Ánh Dương Đà Nẵng và biện pháp thi công tầng hầm thực tế đã áp dụng

1.4.1 Giới thiệu tổng quan về công trình

Công trình Soleil Ánh Dương Đà Nẵng là một khu tổ hợp gồm 01 khách sạn và

03 toà căn hộ khách sạn khách sạn Condotel cao cấp đạt tiêu chuẩn 5 sao quốc tế, được đầu tư bởi tập đoàn PPC An Thịnh Việt Nam và vận hành bởi tập đoàn Wyndham Hotel Group (Mỹ) Wyhdham Soleil Đà Nẵng khi hoàn thành sẽ là tâm điểm mới của thành phố trung tâm miền Trung Không chỉ đem đến cho các khách hàng một đời sống thượng lưu, đẳng cấp, khu dự án còn hướng khách hàng đến với một không gian xanh rộng mở, hoà quyện với thiên nhiên

Hình 1.10 Phối cảnh công trình Soleil Ánh Dương

Công trình được triển khai xây dựng trên diện tích 2,2 hecta gồm 04 toà nhà (03

tòa Condotel và 01 Hotel) cao từ 50 đến 58 tầng Đây là dự án cao nhất Đà Nẵng, gần

2000 căn hộ từ 01 đến 03 phòng ngủ và penthouse, 14 thang máy tốc độ cao, trang bị hệ thống cửa kính lõi sợi thủy tinh có sức bền với thời gian và đảm bảo sức khỏe Wyndham Soleil Đà Nẵng có thiết kế độc đáo tạo hình sóng biển, các căn hộ đều có ban công đẹp, cầu nối giữa 03 tháp với nhau tạo nên sự vững chãi Với thiết kế bể bơi tràn trên tầng cao nhất sẽ đem lại một trải nghiệm dịch vụ đẳng cấp cho khách lưu trú và tham quan

Hình 1.11 Vị trí công trình Soleil Ánh Dương

Ranh giới khu đất tiếp giáp với các tuyến đường trọng điểm của thành phố Đà Nẵng:

- Phía Bắc: Giáp đường Morrison

- Phía Tây: Giáp đường Hồ Nghinh

- Phía Nam: Giáp đường Phạm Văn Đồng

- Phía Đông: Giáp đường Võ Nguyên Giáp

Đặc biệt, đối diện là Công viên Biển Đông xanh mát, nơi diễn ra các sự kiện lớn của thành phố và cách bãi tắm Phạm Văn Đồng chưa đầy 100m Với mặt tiền ven biển thơ mộng, Soleil Ánh Dương hứa hẹn sẽ trở thành nét chấm phá đặc sắc của cảnh quan kiến trúc thành phố, đồng thời tạo nên sức hấp dẫn lớn đối với khách du lịch và các nhà đầu tư

15

Hình 1.12 Phạm vi công trình Soleil Ánh Dương

a Giải pháp tổ chức không gian kiến trúc của công trình

- Tầng 55-56: Các căn hộ pent-house, nhà hàng, cao 3,6m

- Tầng 57-58: tum thang và kỹ thuật cao 3m

Chiều cao thiết kế tổng thể cho khối A1, A2 là +191.10m; khối B là +194.30m; khối D là 169.45m (tính từ cos ±0.00m, cao hơn cos vỉa hè 1,5m) Giao thông tại các toà nhà theo phương đứng sử dụng thang máy và thang bộ kết hợp thoát hiểm, mỗi toà

nhà bố trí 01 lõi giao thông chính Mặt đứng công trình thiết kế theo phong cách kiến trúc hiện đại với hệ thống lô gia, mặt tường chắn nắng lượn sóng, sử dụng các loại hoàn thiện mới để hoàn thiện mặt ngoài

b Giải pháp thiết kế kết cấu của công trình

Kết cấu móng - hầm tháp:

- Sử dụng móng cọc khoan nhồi bê tông cốt thép mũi cọc đặt vào lớp 7 (đá phiến, sét cát) khoảng 10m Dưới khối cao tầng dùng cọc khoan nhồi D1500, phía ngoài khối cao tầng dùng cọc khoan nhồi D1000 và D1200 Đài cọc khu vực dưới khối cao tầng dày khoảng 2,5 - 3,5m; vị trí hố thang máy dày 6,0m; đài cọc khu vực ngoài khối cao tầng là đài cọc đơn độc lập dày khoảng 1,2 - 1,5m

- Hệ vách tầng hầm sử dụng tường barrette dày 600mm, sâu 18m, mũi tường vây cắm vào lớp đất số 2 (cát pha, trạng thái dẻo)

Kết cấu phần thân:

- Sử dụng hệ kết cấu khung – vách – lõi BTCT, trong đó sử dụng hệ vách cứng để tăng độ cứng cho công trình Kích thước, tiết diện dự kiến của các cấu kiện chủ yếu như sau:

+ Sàn tầng 2, tầng 3: Sử dụng phương án sàn nấm, với chiều dày sàn 250mm

và chiều dày mũ 450mm kết hợp sử dụng hệ dầm cao 600mm

+ Sàn tầng 4: Sử dụng hệ thống dầm chuyển tiết diện 1000×2500mm, 800×2500mm, 3100×2500mm để tăng cứng, sàn dày 200mm

+ Sàn tầng điển hình, hệ thống dầm có tiết diện 1000×400mm, 2000×400mm, 400×450mm, sàn dày 200mm

1.4.2 Giới thiệu biện pháp thực tế thi công tầng hầm đã triển khai trên công trình

Tổ hợp công trình Soleil Ánh Dương thi công tầng hầm khối D đầu tiên theo yêu cầu từ phía Chủ đầu tư Biện pháp thi công tầng hầm cho khu vực này được thực hiện như sau:

- Sử dụng hệ tường barrette dày 600mm sâu 18m kết hợp với hệ neo ứng suất trước trong đất dài 17m

17

Hình 1.13 Hệ neo ứng xuất trước trong tường vây

- Biện pháp thi công đào đất được thực hiện theo phương pháp mở mái taluy với

hệ số mái dốc đảm bảo an toàn theo từng loại đất Những vị trí móng thang máy, bể nước chỉ tiến hành đào cục bộ

- Nước ngầm luôn luôn được hạ cách đáy hố đào tối thiểu 0.5m, đảm bảo hố đào trong quá trình thi công luôn được khô ráo Khoảng cách các giếng được bố trí cách đều nhau 10m, chiều sâu mỗi giếng khoan là 20m, chiều sâu đoạn lọc nước là 4m, sử dụng ống nhựa đường kính 90mm Các ống này vừa được sử dụng với mục đích hạ nước ngầm bên trong hố đào, vừa sử dụng để quan trắc lún của hệ tường vây trong quá trình thi công đào đất

- Các kết cấu tầng hầm được thi công tuần tự từ dưới lên, móng thang máy được chia thành 2 đợt đổ bê tông, đảm bảo các tiêu chí về mặt kỹ thuật Kết cấu móng, dầm móng, nền tầng hầm 2 được chia thành 3 đợt thi công như sau:

+ Đợt 1: Thi công đài móng đến cốt đáy bê tông dầm móng

+ Đợt 2: Thi công đài móng, dầm móng, đến cốt đáy bê tông nền tầng hầm 2 + Đợt 3: Thi công bê tông móng, dầm móng, nền tầng hầm 2

- Nền đất trong quá trình thi công luôn được đầm chặt với độ chặt K95 Vị trí mạch ngừng liên kết các khối nhà sử dụng các thanh Sika Water bar để liên kết, dùng hoá chất BO5 để tẩy rỉ các vị trí thép chờ

1.4.3 Những sự cố trong quá trình thi công tầng hầm

Sau khi đã thi công xong toàn bộ tường vây và hệ neo ứng suất trước trong đất của khu đất, tiến hành thi công đào đất Trong giai đoạn đào đất từ cốt -1.50m (cốt tự nhiên) đến cốt -7.50m, tường vây tại các lỗ neo phía dọc đường Võ Nguyên Giáp đã chuyển vị lớn dẫn tới tường vây bị nứt, thấm và vỉa hè của đường này cũng bị sụt lún

Hình 1.14 Tường vây xuất hiện nhiều vị trí thấm

Hình 1.15 Vị trí cống bị vỡ

19

Hình 1.16 Vị trí neo bị thấm nước và vỉa hè bên ngoài công trình bị sụt lún mạnh

Hình 1.17 Hệ thống cống thoát nước bị vỡ

Bên cạnh đó, quá trình thi công chỉ tiến hành đào khu vực khối D nên việc tiêu

hạ mực nước ngầm không thể đảm bảo, lượng nước hút rất lớn và đột ngột dẫn đến việc nứt đường và các công trình lân cận Vào thời điểm ban đêm, hố đào chịu ảnh hưởng rất mạnh của hiện tượng thủy triều, công trình chỉ đảm bảo tiêu hạ nước mặt và giữ cho mặt bằng hố đào có thể thi công được chứ không thể hút hết toàn bộ lượng nước hạ xuống cách đáy hố móng tối thiểu 0,5m như trong biện pháp đã đề ra

1.4.4 Phân tích nguyên nhân và biện pháp khắc phục thực tế

a Nguyên nhân

Địa chất của công trình tại khu vực thi công chủ yếu là cát mịn, chặt vừa với chiều dày trung bình 16,1m, một vài vị trí có các dòng các chảy Bên cạnh đó, công trình nằm sát biển chịu ảnh hưởng rất lớn của hiện tượng thủy triều, mực nước ngầm cao (độ sâu từ -1,80m đến -2,10m so với cốt tự nhiên)

Nguyên nhân ban đầu được đánh giá là việc tính toán khả năng chịu lực của hệ neo ứng suất trước trong tường vây không đảm bảo khả năng chịu lực dẫn đến chuyển

vị lớn trong quá trình thi công đào đất Hệ neo ứng suất trước trong đất chỉ thi công tại

2 phía khối nhà D nên toàn bộ hệ tường vây cho hố đào không đảm bảo khả năng chịu lực

Mặt khác, quá trình đào đất mở mái taluy hai mặt còn lại không có kết cấu cản nước, nên việc hút nước trong hố đào không đảm bảo, lượng nước đổ vào trong hố lớn dẫn đến kết cấu xung quanh bị thay đổi lớn gây ra chuyển vị trong hố đào và hệ tường vây

21

Hình 1.19 Chống thép hình xử lý tường vây

Hình 1.20 Đắp đất và bao tải cát xử lý tường vây

Hình 1.21 Xử lý đổ bê tông bịt kín vị trí mương tiếp giáp với tường vây

Ép cừ larsen IV dài 16m hai mặt còn lại quanh vị trí đào đất khối D để ngăn nước bên ngoài chảy vào

23

Hình 1.23 Mặt cắt biện pháp ép cừ larsen IV

1.4.5 Phân tích, đánh giá biện pháp thi công tầng hầm thực tế áp dụng

Quá trình thi công thực tế triển khai cục bộ tầng hầm tại khu vực khối tháp D, hệ neo ứng suất trước trong đất cũng chỉ thi công tại khu vực này Xét về bản chất gây ra

sự cố cho công trình đó là khả năng chịu lực của hệ neo ứng suất trước trong tường vây không đảm bảo, dẫn đến tường vây bị chuyển vị lớn (ví trí lớn nhất chuyển vị 800mm)

Do đó, nếu tiến hành thi công đồng thời toàn bộ tầng hầm công trình và giữ nguyên thiết

kế hệ neo ứng suất trước trong đất như ban đầu thì khả năng xảy ra sự cố cho công trình

là rất cao và mức độ nguy hiểm sẽ lớn hơn Do sự ảnh hưởng về mặt kinh phí hạn chế ban đầu cho dự án nên công trình bắt buộc phải thi công cục bộ tòa tháp D

Mặt khác, thi công cục bộ khu vực khối tháp D gây khó khăn cho quá trình thi công tầng hầm Việc xử lý các vị trí liên kết, mạch ngừng thi công, tiêu hạ nước ngầm rất khó khăn và khó đảm bảo được chất lượng và kỹ thuật, gây mất an toàn và nguy hiểm cho những công trình lân cận

Những biện pháp xử lý các vấn đề hư hại tốn rất nhiều chi phí cho Chủ đầu tư, làm chậm tiến độ thi công của dự án

1.4.6 Đề xuất các biện pháp thi công tầng hầm cho công trình

Qua nghiên cứu những thông tin về công trình Soleil Ánh Dương, nhận thấy quá trình thi công tầng hầm cục bộ khối D theo biện pháp sử dụng hệ neo ứng suất trước trong đất kết hợp đào mở mái taluy không đảm bảo an toàn cho hố đào của công trình Thực tế đã xảy ra sự cố đáng tiếc gây tốn kém về mặt chi phí, kéo dài thời gian thi công như đã trình bày Do vấn đề về kinh phí, dự án không thể triển khai đồng thời việc thi công toàn bộ công trình Trong trường hợp lựa chọn phương án triển khai thi công toàn

bộ tầng hầm của dự án, để có thể đánh giá một cách toàn diện ưu, nhược điểm và hiệu quả của phương án, tác giả đề xuất 2 phương án thi công cho toàn bộ dự án như sau:

- Biện pháp thi công truyền thống, thi công từ dưới lến (Bottom-Up) sử dụng hệ Shoring-Kingpost tại một số nhịp biên của tầng hầm để chống đỡ tường vây

- Biện pháp hỗn hợp Top-down ở một số nhịp biên và Bottom-up ở giữa để thi

công tầng hầm

Cơ sở đánh giá được những ưu điểm, nhược điểm của 2 phương pháp này trên

các phương diện kỹ thuật, tiến độ, chi phí cũng như việc kiểm soát rủi ro trong quá trình

thi công, sẽ được trình bày cụ thể trong nội dung chương III

1.5 Kết luận chương 1

Công trình Soleil Ánh Dương là một công trình quy mô lớn, phạm vi xây dựng

tầng hầm rộng, chiều sâu hố đào lớn Kết cấu và kiểu dáng công trình rất phức tạp để thi

công Địa chất công trình chủ yếu là lớp cát mịn, mực nước ngầm khá cao, vị trí nằm sát

biển nên chịu ảnh hưởng rất mạnh từ hiện tượng thủy triều Do đó, quá trình tính toán

biện pháp thi công tầng hầm cần được xem xét và nghiên cứu một cách kỹ lưỡng

Biện pháp thi công thực tế đã triển khai cho công trình không đảm bảo các điều

kiện an toàn, xảy ra nhiều sự cố và hư hại cho công trình Chủ đầu tư, Tư vấn giám sát,

Nhà thầu và các bên liên quan đã đưa ra nhiều biện pháp xử lý để khắc phục các thiệt

hại, chi phí bỏ ra đã vượt nhiều so với dự toán được duyệt lúc bắt đầu triển khai dự án

Tác giả đề xuất 2 phương pháp thi công tầng hầm đó là phương pháp Bottom-Up

và phương pháp Hỗn hợp, với mong muốn, nghiên cứu và đề xuất được những biện pháp

an toàn, chi phí hợp lý, tiến độ thực hiện nhanh nhất có thể cho những dự án có quy mô

tầng hầm lớn như công trình Soleil Ánh Dương đó là mục tiêu chính của đề tài

Quá trình tính toán, phân tích mô hình, các giai đoạn thi công được thực hiện trên

phần mềm Plaxis 3D, kết hợp các số liệu quan trắc thực tế các công trình đã từng thực

hiện Từ đó, xử lý số liệu thông số đầu vào để có kết quả tính toán chính xác nhất

25

CHƯƠNG 2:

CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

TẦNG HẦM BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS 3D

Để giải quyết được bài toán thi công tầng hầm, cần phải nắm kỹ những lý thuyết

về cơ học đất và áp dụng hợp lý vào bài toán thi công Sử dụng lý thuyết về kết cấu thép

để thiết kế kết cấu chống tạm Cơ sở lý thuyết trong phần mềm Plaxis 3D được sử dụng nền tảng lý thuyết biến dạng của đất nền trên cơ sở lý thuyết cơ học môi trường liên tục được trình bày dưới dạng phương pháp phần tử hữu hạn

2.1 Cơ sở khoa học tính toán kết cấu tầng hầm

2.1.1 Lý thuyết xác định áp lực đất lên tường chắn

Lý thuyết áp lực đất lên tường chắn là một trong những vấn đề quan trọng và phức tạp, phụ thuộc rất lớn vào tính chất cơ lý của đất, góc mái dốc, góc nghiêng của lưng tường chắn, lực ma sát giữa đất và tường, mực nước ngầm, phụ tải, Để giải quyết vấn đề này, đến nay đã có khá nhiều lý thuyết tính toán theo những quan điểm khác nhau Tuy nhiên, có thể thấy rằng tất cả các lý thuyết ấy thuộc vào hai loại cơ bản: Loại không xét đến độ cứng của tường và loại xét đến độ cứng của tường

Loại không xét đến độ cứng của tường: Giả thiết tường tuyệt đối cứng và chỉ xét đến các trị số áp lực đất ở trạng thái giới hạn là áp lực chủ động và áp lực bị động, thuộc nhóm này có thể chia thành hai nhóm nhỏ:

Nhóm theo lý thuyết cân bằng giới hạn của khối rắn:

Các lý thuyết theo nhóm này đều giả thiết khối đất trượt sau tường chắn, giới hạn bởi mặt trượt có hình dạng định trước như một khối rắn ở trạng thái cân bằng giới hạn Đây chính là lý thuyết được áp dụng cho việc tính toán trong phần mềm Plaxis 3D

Nhóm lý thuyết cân bằng giới hạn phân tố (điểm):

Nhóm lý thuyết này chủ trương tính toán các trị số áp lực đất chủ động và bị động với giả thiết các điểm của môi trường đất đắp ở trạng thái cân bằng giới hạn cùng một lúc Lý thuyết này được giáo sư L.M.Rankine đề ra năm 1857 sau đó được nhiều tác giả phát triển thêm

Hiện nay lý thuyết áp lực đất C.A.Coulomb chỉ được coi là lý luận gần đúng do những hạn chế của các giả thiết cơ bản Song lý luận này vẫn được dùng phổ biến để tính áp lực đất lên tường chắn, vì tính toán tương đối đơn giản, có khả năng giải được nhiều bài toán thực tế

2.1.2 Tính áp lực đất theo lý thuyết của C.A.Coulomb

Lý thuyết áp lực đất lên tường chắn của C.A.Coulomb [1] được xây dựng dựa trên các giả thiết sau:

- Tường tuyệt đối cứng không biến dạng, mặt trượt là mặt phẳng

- Lăng thể trượt là một khối rắn tuyệt đối được giới hạn bởi hai mặt trượt, mặt phát sinh trong khối đất và mặt lưng tường Giả thiết này cho phép có thể thay các lực thể tích và các lực bề mặt tác dụng lên lăng thể trượt bằng các lực tương đương Với các giả thiết này cho phép ta thừa nhận các góc lệch của các phản lực tại các mặt trượt bằng góc

ma sát trong , góc ma sát ngoài , đồng thời đa giác lực khép kín

Tính toán áp lực đất gây lên tường chắn có thể tính theo các trường hợp sau:

- Tính toán áp lực chủ động theo thuyết C.A.Coulomb

- Tính toán áp lực bị động theo thuyết C.A.Coulomb

2.1.3 Áp lực tác dụng lên tường bê tông cốt thép trong một số trường hợp riêng

- Áp lực đất lên tường chắn trong trường hợp đất nền gồm nhiều lớp

- Áp lực đất lên tường chắn trong trường hợp bề mặt đất sau tường có tải trọng phân bố

2.2 Cơ sở khoa học tính toán kết cấu thép

2.2.1 Cấu kiện chịu uốn và chịu cắt

Theo TCVN 5575-2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế [3]

c c

1 =Mh b / (Wh d) (2-4)

1 =QS c / (Ixb) (2-5)

b Kiểm tra điều kiện ổn định tổng thể

c Kiểm tra ổn định cục bộ của bản cánh và bản bụng tiết diện

- Điều kiện ổn định cục bộ của bản cánh nén:

- Xác định ứng suất pháp: * o

d

h M





= (2-15)

2.2.2 Cấu kiện chịu nén

a Kiểm tra độ bền của cấu kiện chịu nén