THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỪ VÀ VĂNG CHỐNGCÔNG TRÌNH: NHÀ Ở CAO TẦNG KẾT HỢP VĂN PHÒNG HẠNG MỤC: THI CÔNG PHẦN KẾT CẤU NGẦM THÁP A ĐỊA ĐIỂM : Ô ĐẤT III.B1-CT, XÃ VĨNH NGỌC, HUYỆN ĐÔ
Trang 1THUYẾT MINH TÍNH TOÁN THIẾT KẾ CỪ VÀ VĂNG CHỐNG
CÔNG TRÌNH: NHÀ Ở CAO TẦNG KẾT HỢP VĂN PHÒNG
HẠNG MỤC: THI CÔNG PHẦN KẾT CẤU NGẦM THÁP A
ĐỊA ĐIỂM : Ô ĐẤT III.B1-CT, XÃ VĨNH NGỌC, HUYỆN ĐÔNG ANH, TP HÀ NỘI
CHỦ ĐẦU TƯ : CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ XÂY DỰNG HẠ TẦNG VÀ GIAO
THÔNG GIÁM SÁT XÂY DỰNG : BAN QUẢN LÝ DỰ ÁN SỐ 2
NHÀ THẦU CHÍNH : CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ HẠ TẦNG INTRACOM.
NHÀ THẦU THI CÔNG : CÔNG TY CỔ PHẦN XÂY DỰNG SỐ 2
ĐƠN VỊ THIẾT KẾ : CÔNG TY CỔ PHẦN ĐẦU TƯ VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG
NGHỆ XÂY DỰNG PTECCONS VIỆT NAM
THUYẾT MINH TÍNH TOÁN BIỆN PHÁP THI CÔNG
PHẦN 1: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH VÀ GIẢI PHÁP THI CÔNG
Trang 2Chiều sâu hố đào lớn nhất là 9.470m (Tính từ mặt đất tự nhiên) tại vị trí lõi pit đài móng thang máy.
Chiều sâu hố đào với các đài điển hình là 6.150m (Tính từ mặt đất tự nhiên).
Chiều sâu hố đào với các đài biên là 4.450m (Tính từ mặt đất tự nhiên).
Vị trí công trình gồm 3 mặt tiếp giáp với đường giao thông, 1 mặt giáp với tháp B (đã thi công xong phần thân thô) Công trình gần sông Hồng nên ảnh hưởng của mực nước ngầm tới việc thi công phần ngầm là rất lớn.
Giải pháp thi công tổng thể như sau:
- Sử dụng cừ larsen dài 12m thi công đài pit sâu 9.420m.
- Sử dụng cừ larsen dài 12m kết hợp với cừ larsen dài 8m ở 3 mặt bao quanh hố đào bao ngoài tầng hầm Vị trí cụ thể xem trong bản vẽ định vị tường cừ.
- Hệ văng chống là thép hình H350 và H400, cọc Kingpost là thép hình H300 được thiết kế để đảm bảo chịu lực và ổn định.
Trang 3PHẦN 2: QUY TRÌNH THI CÔNG PHẦN NGẦM
Mặt bằng cừ và văng chống giai đoạn 1 (Phục vụ thi công pit sâu với hố đào -9.220m)
Trang 9-3.000 +0.050
Trang 10PHẦN 3: KIỂM TRA CHUYỂN VỊ VÀ KHẢ NĂNG CHỊU LỰC HỆ TƯỜNG CỪ TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐÀO ĐẤT
I Thông số vật liệu
1 Thông số đất nền
Dựa trên báo cáo khảo sát địa chất và các mặt cắt địa chất được Xí nghiệp khảo sát, kiểm định chất lượng xây dựng thuộc Tổng Công ty Tư vấn xây dựng Việt Nam cung cấp, nhà thầu lựa chọn HK1 để kiểm tra tính toán.
Các thông số về địa chất như sau:
Trang 11Bao gồm tải trọng đứng và tải trọng ngang của đất, không tính đến động đất
- Tải bản thân: Phần mềm tự tính toán với hệ số vượt tải 1,1
- Tải trọng ngang: Gồm áp lực chủ động và áp lực bị động của đất, áp lực thủy tĩnh do mực nước ngầm nằm dưới hố đào sâu nhất gây ra.
- Hoạt tải thi công: Do ảnh hưởng của các hoạt động bên cạnh tường cừ, dự kiến lấy 10KN/m2
Trang 12Name : Surcharge Stage : 1
2.00 10.00
10.00
Mực nước ngầm: Theo báo cáo khảo sát địa chất thì mực nước dưới đất ở độ sâu 1m Tuy nhiên đây chỉ là nước mặt Theo khảo sát thực tế của nhà thầu thì mực nước ngầm ở độ sâu 5m từ mặt đất tự nhiên.
5.00 5.00
11.65
cos+
cos+
11.65
Trang 13III Nội dung tính toán và kiểm tra
1 Tính toán biến dạng, chuyển vị tường cừ và độ bền (khả năng chịu uốn, chịu cắt) của tường cừ.
2 Kiểm tra kết cấu hệ văng chống.
IV Phần mềm tính toán
Hệ kết cấu tường cừ Larsen được mô phỏng và tính toán bằng phần mềm GEO 5
Giá trị nội lực được lấy để kiểm tra các hệ kết cấu có liên quan.
Hệ văng chống bằng thép hình được mô phỏng và tính toán bằng phần mềm ETAB
2016 v16.0.1 Kết quả tính toán kiểm tra tổng thể các phần tử thanh theo tiêu chuẩn SP 16.13330.2001 (Tương đương với TCVN 5575:2012 Kết cấu thép – Tiêu chuẩn Thiết kế)
và kiểm tra cụ thể các thanh theo TCVN 5575:2012.
V Mô phỏng quá trình thi công trong GEO 5 và Kết quả tính toán
1 Tính toán và kiểm tra tường cừ larsen dài 12m theo mặt cắt 1-1
Trang 14Name : Analysis Stage - analysis : 1 - 1
Length of structure = 12.00mGeometry of structure
30.50 [m]
Length of structure = 12.00mGeometry of structure
30.50 [m]
Max pressure = 29.13 kPa
Pressure acting on structure
17.59 6.55
10.34 -25.55
-20.49 -21.00
11.40
10.67
13.25 -29.13
-26.45
[kPa] 0
Trang 15Name : Props Stage : 3
8.00
Bước 3: Đào đất đến cốt đáy móng
- Tại vị trí đáy đài biên: Đào đến độ sâu 4.450m
- Tại vị trí các đài giữa: Đào đến độ sâu 6.100m
4.40 1.00
4.40 2.00
4.40
1.50
4.40 1.00
4.40 2.00
Trang 16Kết quả nội lực và chuyển vị tường cừ
Length of structure = 12.00mGeometry of structure
30.50 [m]
Length of structure = 12.00mGeometry of structure
30.50 [m]
Max pressure = 53.01 kPa
Pressure acting on structure
4.77 21.64 8.84
25.91 -23.88
20.62
10.37
18.82 -53.01
-50.14
[kPa] 0
Trang 17Name : Water Stage : 5
5.00 6.00
Kết quả nội lực và chuyển vị tường cừ
Length of structure = 12.00mGeometry of structure
30.50 [m]
11.658.00
cos+
Trang 18Name : Analysis Stage - analysis : 5 - 1
Length of structure = 12.00mGeometry of structure
30.50 [m]
Max pressure = 62.51 kPa
Pressure acting on structure
4.77 23.31 8.84
25.91 -23.88
33.66
9.11
15.56 -62.51
-57.88
[kPa] 0
Trang 19Kiểm tra mặt trượt tại vị trí nguy hiểm nhất
Slope stability verification (Bishop)
Sum of active forces: (Tổng lực chủ
Sum of passive forces: (Tổng lực bị
Resisting moment: (Mô men chống
Factor of safety = 1.72> 1,50 (Hệ số an toàn = 1.72>1.50)
Slope stability ACCEPTABLE Kết cấu ổn định trượt
Như vậy tường cừ đảm bảo ổn định tại mặt trượt nguy hiểm
nhất
Kiểm tra khả năng chịu lực cừ larsen
Nội lực lớn nhất xuất hiện trong các quá trình thi công tường cừ
+ Mô men: Mmax=13.82Tm/m
+ Lực cắt: Qmax=5.61T/m
Thông số cừ Larsen IV trên 1m dài
+ Diện tích tiết diện: A=242.5cm2/m
+ Mô men quán tính: Ix=38600cm4/m
+ Mô men kháng uốn: Wx=2270cm3/m
+ Mô men tĩnh của tiết diện: Sx=4849cm3/m
+ Cường độ tính toán: Rs=2100Kg/cm2
Trang 20Kiểm tra độ bền của cừ Larsen
Như vậy tường cừ đảm bảo khả năng chịu lực.
2 Tính toán và kiểm tra tường cừ larsen dài 8m theo mặt cắt 2-2 (Vị trí cừ larsen dài 8m)
Bước 1: Đào đất đến cốt -3.000m
2.80
Kết quả nội lực và chuyển vị tường cừ
Length of structure = 8.00mGeometry of structure Max M = 52.17 kNm/mBending moment
3.050
Trang 21Name : Analysis Stage - analysis : 1 - 1
Length of structure = 8.00mGeometry of structure
11.20 [m]
0
Max disp = 11.1 mm
Displacement of structure
-11.1 -7.6 -10.7
[mm]
0
Max pressure = 23.34 kPa
Pressure acting on structure
17.59 5.78
10.37 -23.34
Bước 2: Lắp dựng hệ văng chống tại cốt -1.720m
8.00
Bước 3: Đào đất đến cốt -4.450m (Cốt đáy đài giằng móng khu vực cừ 8m)
4.20
7.650cos+
7.650
cos+
4.4508.00
Trang 22Kết quả nội lực và chuyển vị tường cừ:
Length of structure = 8.00mGeometry of structure
11.20 [m]
0
40.59kN
Max M = 28.10 kNm/mBending moment
25.81 14.70
Length of structure = 8.00mGeometry of structure
11.20 [m]
Max pressure = 39.68 kPa
Pressure acting on structure
4.77 19.70 7.31
Trang 23Kiểm tra mặt trượt tại vị trí nguy hiểm nhất
Slope stability verification (Bishop)
Sum of active forces: (Tổng lực chủ
Sum of passive forces: (Tổng lực bị
Resisting moment: (Mô men chống
Factor of safety = 1.59> 1,50 (Hệ số an toàn = 1.59>1.50)
Slope stability ACCEPTABLE Kết cấu ổn định trượt
Như vậy tường cừ đảm bảo ổn định tại mặt trượt nguy hiểm
nhất
Trang 24VI Kiểm tra hệ văng chống tường cừ
Lập mô hình hệ văng chống tường cừ với văng chống là thép hình H400, H350 và H300, cột Kingpost là thép hình H300 dài 10m và H300 dài 8m tùy theo vị trí.
Mác thép: CCT34
Tải trọng áp lực đất lấy từ kết quả tính toán từ phần mềm GEO5 như sau
+ Tải tác động vào hệ văng trên: ALĐ=160KN/m
+ Tổ hợp tải trọng: Tĩnh tải + ALĐ
Mô hình tính toán cụ thể như sau
Mô hình 3D
Trang 25Mặt bằng cấu kiện văng chống lớp 1
Áp lực đất lớp văng chống 1
Trang 26Phân tích kết quả tính toán
Bảng đánh giá khả năng chịu lực của các thanh trong hệ văng
chống
Story Label
Uniqu e Name Design Type Section Design Status Combo PMM PMM Ratio P Ratio
Trang 27Story1 C22 42 Column h300 No Message THTT(C) 0.109 0.109
Trang 28Story1 B166 255 Beam h300 No Message THTT(C) 0.219 0.219
Trang 29Story1 B102 82 Beam h400 No Message THTT(C) 0.442 0.442
Trang 30Story1 B168 145 Beam h400 No Message THTT(T) 0.309 0.073
Trang 31Story1 B222 199 Beam h350 No Message THTT(C) 0.359 0.359
Kết quả hệ số PMM<1 Như vậy kết cấu đảm bảo chịu lực và độ ổn định
Kiểm tra cấu kiện theo TCVN 5575:2012 Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế
Nội lực trong các thanh văng.
Mô men trong hệ văng chống lớp 1
Trang 32Mmax=370KNm, Qmax=421KN