Dự án Công trình hỗn hợp dịch vụ, văn phòng và nhà ở tọa lạc tại Lô số 1, ô đất 4.1 – CC. Đường Lê Văn Lương, Thanh Xuân, Hà Nội. Dự án bao gồm 35 tầng nổi là 5 tầng hầm. Diện tích 1 sàn tầng hầm 7590m2. Chủ đầu tư Công ty CP Dịch vụ và kinh doanh bất động sản Hà Nội. Trong báo cáo này, chúng tôi trình bày thiết kế biện pháp thi công tầng hầm với yêu cầu đảm bảo an toàn, tiết kiệm và thuận tiện trong thi công. Báo cáo này được thiết lập dựa trên báo cáo khảo sát địa chất và bản vẽ do chủ đầu tư cung cấp.
Giới thiệu công trình
Dự án công trình hỗn hợp dịch vụ, văn phòng và nhà ở tọa lạc tại Lô số 1, ô đất 4.1 – CC, đường Lê Văn Lương, Thanh Xuân, Hà Nội, gồm 35 tầng nổi và 5 tầng hầm Mỗi tầng hầm có diện tích 7.590m², đáp ứng nhu cầu quy mô và tiện nghi cao cấp Chủ đầu tư của dự án là Công ty cổ phần Dịch vụ và Kinh doanh Bất động sản Hà Nội, cam kết mang đến một dự án chất lượng và hiện đại tại trung tâm quận Thanh Xuân.
Công trình được thi công theo công nghệ Semi-Topdown.
Nội dung tính toán
Trong quá trình thi công phương pháp Topdown, các tải trọng như trọng lượng kết cấu, hoạt tải thi công, vật tư, thiết bị, máy móc đều được đặt trực tiếp lên sàn tầng trệt và các tầng hầm, gây ra tải trọng lớn Các tải trọng này được truyền qua hệ thống kingpost và xuống các cọc để đảm bảo sự ổn định của cấu kiện Do đó, việc kiểm tra khả năng chịu lực của kingpost và sàn dầm tầng trệt là rất cần thiết trong suốt quá trình thi công, đặc biệt khi sàn tầng trệt phải chịu tải trọng lớn từ các thiết bị và hoạt động thi công nặng như xe đào đất và vận chuyển đất.
Cơ sở tính toán
- TCXDVN 2737-1995: “Tải trọng và tác động – Tiêu chuẩn thiết kế”
- TCVN 5574-2012: “Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế”
- TCVN 5575:2012 “Kết cấu thép - Tiêu chuẩn thiết kế”
- Plaxis 8.2: Tính toán tải trọng đất tác dụng lên công trình
- Các kích thước kết cấu tuân theo bản vẽ thiết kế
Thông số vật liệu
- Bê tông B30 cho dầm và sàn cho tất cả các tầng o E b = 32500 MPa o R b = 17.0 MPa
- Bê tông B30 cho tường vây o E b = 32500 MPa
- Bê tông B40 cho cột, vách o E b = 36000 MPa o R b = 22 MPa
Kingpost được chế tạo từ thép tấm Q345B có tiết diện hình tổ hợp với độ dày lần lượt là 20, 30 và 35mm, đảm bảo tính bền chắc và khả năng chịu lực cao Các thông số vật liệu quan trọng gồm modulus đàn hồi E đạt 200.000 MPa, giới hạn chảy fy là 345 MPa, cùng trọng lượng riêng 78,5 kN/m³, giúp đảm bảo độ cứng vững và độ bền của cấu kiện trong các công trình xây dựng.
Hình 1 - Thông số tiết diện kingpost Bảng 1 Bảng thông số kĩ thuật của Kingpost
Tiết diện Aw Af A Af/Aw Jx Jy Wx Wy cm 2 cm 2 cm 2 - cm 4 cm 4 cm 3 cm 3
Tải trọng và tổ hợp tải trọng
Tĩnh tải
Tĩnh tải sẽ được tính đến trong mô hình ETABS 2016.
Hoạt tải
Tải trọng do thi công (tải tiêu chuẩn) được tính toán dựa trên trọng lượng của phương tiện vận chuyển và khả năng chuyên chở của các phương tiện như xe tải, container và các loại phương tiện chuyên dụng khác Việc xác định tải trọng chính xác là yếu tố quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong quá trình vận chuyển thi công xây dựng Đánh giá tải trọng phù hợp giúp tối ưu hóa quy trình logistics và tuân thủ các quy định về an toàn giao thông.
Xe vận chuyển bê tông:
Vậy chọn tải phân bố trên sàn L1 khu vực giao thông là 20kN/m 2
Hoạt tải thi công các tầng hầm là 2.5 kN/m 2
Hoạt tải khu vực đặt bãi gia công cốp pha, cốt thép là 15 kN/m 2 (nếu có)
Hình 2– Mặt bằng hoạt tải thi công tác dụng lên sàn L1
Hình 3– Mặt bằng hoạt tải thi công tác dụng lên sàn B1
Tải trọng ngang từ áp lực đất
Tải trọng ngang tác dụng vào hệ kết cấu được xác định dựa trên mô hình phân tích của phần mềm Plaxis, phù hợp với các trình tự thi công cụ thể Các giá trị tải trọng đã được trình bày rõ ràng trong các bảng từ Bảng 2 đến Bảng 5, giúp đưa ra đánh giá chính xác về tác động của tải trọng đối với kết cấu trong quá trình thi công.
Bảng 2 - Áp lực ngang tác dụng vào các cạnh sàn tầng hầm phía mặt đường Hoàng Đạo Thúy theo từng giai đoạn
Giai đoạn Lực tác dụng lên sàn tầng hầm (kN/m)
Thi công đào xuống cao độ -11.75 SL 380.6
Thi công đào xuống cao độ -15.05 SL 188.8 625
Thi công đào xuống cao độ -18.35 SL 91.09 544.1 653.6
Thi công đào xuống cao độ đáy móng 54.56 390 456.3 1070
Bảng 3 - Áp lực ngang tác dụng vào các cạnh sàn tầng hầm phía đối diện mặt đường Hoàng Đạo Thúy theo từng giai đoạn
Giai đoạn Lực tác dụng lên sàn tầng hầm (kN/m)
Thi công đào xuống cao độ -11.75 SL 364.1
Thi công đào xuống cao độ -15.05 SL 254.1 536.7
Thi công đào xuống cao độ -18.35 SL 115.6 575.4 562.5
Thi công đào xuống cao độ đáy móng 51.1 485.6 663.6 732.4
Bảng 4 - Áp lực ngang tác dụng vào các cạnh sàn tầng hầm phía mặt đường Lê Văn Lương theo từng giai đoạn
Giai đoạn Lực tác dụng lên sàn tầng hầm (kN/m)
Thi công đào xuống cao độ -11.75 SL 300.1
Thi công đào xuống cao độ -15.05 SL 330.3 338.8
Thi công đào xuống cao độ -18.35 SL 237.9 403.6 413
Thi công đào xuống cao độ đáy móng 184 331.4 646.7 714.3
Bảng 5 - Áp lực ngang tác dụng vào các cạnh sàn tầng hầm phía đối diện mặt đường Lê Văn Lương theo từng giai đoạn
Giai đoạn Lực tác dụng lên sàn tầng hầm (kN/m)
Thi công đào xuống cao độ -11.75 SL 346.5
Thi công đào xuống cao độ -15.05 SL 335.9 419.3
Thi công đào xuống cao độ -18.35 SL 276.5 477.4 526.7
Thi công đào xuống cao độ đáy móng 107.2 381.5 500 874.2
Tổ hợp tải trọng
1.1Tĩnh tải + 1.2Hoạt tải + 1.2Áp lực ngang
Mặt bằng bố trí Kingpost
Hình 4 – Mặt bằng bố trí Kingpost.
Trình tự thi công phần hầm
Trình tự thi công phần ngầm của dự án được mô tả như bên dưới
- Đào đất từ cao độ MĐTN -0.85mSL đến cao độ -7.05mSL
- Thi công kết cấu dầm sàn tầng B1
- Thi công kết cấu sàn đào tầng L1 (vị trí sàn đào tạm)
Hình 5 – Mặt cắt thi công giai đoạn 1
- Đào đất từ cao độ -7.05mSL đến cao độ -11.75mSL
- Thi công kết cấu dầm sàn tầng B2
Hình 6 – Mặt cắt thi công giai đoạn 2
- Đào đất từ cao độ -11.75mSL đến cao độ -15.05mSL
- Thi công kết cấu dầm sàn tầng B3
Hình 7 – Mặt cắt thi công giai đoạn 3
- Đào đất từ cao độ -15.05mSL đến cao độ -18.75mSL
- Thi công kết cấu dầm sàn tầng B4
Hình 8 – Mặt cắt thi công giai đoạn 4
- Đào đất từ cao độ -18.75mSL đến cao độ đáy móng 22.75mSL ~ 24.75mSL
- Thi công đài móng & sàn hầm B5
Trong quá trình thi công, việc kiểm tra hoạt động của kingpost tại 4 giai đoạn khác nhau là cần thiết, vì chiều dài tính toán và nội lực của kingpost thay đổi theo từng giai đoạn Chiều dài tính toán của kingpost được xác định dựa trên quy định tại mục 7.1.8 của tiêu chuẩn TCVN 10304-2014, cho phép ngàm cứng trong đất tại tiết diện nằm cách đáy sàn một khoảng L, xác định theo công thức cụ thể Việc xác định chính xác chiều dài và nội lực của kingpost giúp đảm bảo an toàn và độ bền của công trình xây dựng.
+ L o : chiều dài đoạn cọc kể từ đáy sàn tới cao độ san nền bên dưới
+ : hệ số biến dạng được xác định theo công thức sau.
+ k: hệ số tỷ lệ, tính bằng kN/m 4 , được lấy phụ thuộc vào loại đất nền bao quanh Kingpost
Bảng – Bảng hệ số tỷ lệ k theo TCVN 10304-2014
+ c : hệ số điều kiện làm việc (đối với kingpost độc lập lấy bằng 3)
+ E: modun đàn hồi vật liệu làm kingpost, kPa
+ I: momen quán tính của tiết diện ngang kingpost, m4
+ bp: chiều rộng quy ước của kingpost, tính bằng m Đối với đường kính thân kingpost dưới 0.8m ta có: bp=1.5d+0.5, m
+ d: đường kính ngoài của cọc, đối với kingpost lấy bằng chiều dài cạnh theo hướng tác dụng của lực
Bảng 6 – Bảng giá trị l của Kingpost
Bảng 7 – Bảng thông số chiều dài tính toán của Kingpost theo các giai đoạn thi công
Giai đoạn Tầng Kingpost L L L tổng L tính toán
1 Tầng lửng + tầng trệt KP1 6.45 0 6.45 5.16
2 Tầng lửng + tầng trệt KP1, KP2 6.45 6.45 5.16
Tầng lửng + tầng trệt KP1, KP2 6.45 6.45 5.16
Tầng lửng + tầng trệt KP1, KP2 6.45 6.45 5.16
Tầng lửng + tầng trệt KP1, KP2 6.45 6.45 5.16
• 6.45m (giai đoạn 1) là khoảng cách từ mặt sàn tầng L1 đến đáy dầm, sàn B1
• 5.3m (giai đoạn 2,3,4) là khoảng cách được tính từ mặt sàn hầm B1, B2,B3 đến cao độ đào đất thi công sàn B2, B3, B4
• 7.4m (giai đoạn 5) là khoảng cách được tính từ mặt sàn hầm B4 đến cao độ đáy móng
• Tải trọng ngang được quy ước lấy dấu dương khi hướng ra ngoài công trình
• Chiều dài tính toán L tinhtoan = (L+L )x0.8 (một đầu ngàm và 1 đầu là khớp).
Kiểm tra Kingpost giai đoạn 1
Mô hình tính toán
Hình 9 – Mô hình tính toán giai đoạn 1
Hình 10 – Mặt bằng kết cấu & hoạt tải thi công tác dụng tầng L1 (kN/m 2 )
Hình 11 – Mặt bằng kết cấu & hoạt tải thi công tác dụng tầng L1-1.65m (kN/m 2 )
Kết quả từ mô hình
Hình 12 – Lực dọc trong Kingpost – Giai đoạn 1 (kN)
Hình 13 – Momen M33 trong Kingpost – Giai đoạn 1 (kNm)
Hình 14 – Momen M22 trong Kingpost – Giai đoạn 1 (kNm)
Kiểm tra khả năng chịu lực của Kingpost
Hình 15 – Mặt bằng tên Kingpost trong mô hình – Giai đoạn 1 Bảng tính toán khả năng chịu lực của Kingpost – Giai đoạn 1
Kiểm tra Kingpost giai đoạn 2
Mô hình tính toán
Hình 16 – Mô hình tính toán giai đoạn 2
Hình 17 – Mặt bằng kết cấu & hoạt tải thi công tác dụng tầng B1 (kN/m 2 ) Ghi chú: Tải trọng đứng tác dụng lên các tầng trên không đổi
Kết quả từ mô hình
Hình 19 – Lực dọc trong Kingpost – Giai đoạn 2 (kN)
Hình 20 – Momen M33 trong Kingpost – Giai đoạn 2 (kNm)
Hình 21 – Momen M22 trong Kingpost – Giai đoạn 2 (kNm)
Kiểm tra khả năng chịu lực của Kingpost
Hình 22 – Mặt bằng tên Kingpost trong mô hình – Giai đoạn 2 Bảng tính toán khả năng chịu lực của Kingpost – Giai đoạn 2
Kiểm tra Kingpost giai đoạn 3
Mô hình tính toán
Hình 23 – Mô hình tính toán giai đoạn 3
Hình 24 – Mặt bằng kết cấu & hoạt tải thi công tác dụng tầng B2 (kN/m 2 ) Ghi chú: Tải trọng đứng tác dụng lên các tầng trên không đổi
Hình 25 – Mặt bằng áp lực ngang tác dụng lên tầng B1 – Giai đoạn 3 (kN/m)
Hình 26 – Mặt bằng áp lực ngang tác dụng lên tầng B2 – Giai đoạn 3 (kN/m)
Kết quả từ mô hình
Hình 27 – Lực dọc trong Kingpost – Giai đoạn 3 (kN)
Hình 28 – Momen M33 trong Kingpost – Giai đoạn 3 (kNm)
Hình 29 – Momen M22 trong Kingpost – Giai đoạn 3 (kNm)
Kiểm tra khả năng chịu lực của Kingpost
Hình 30 – Mặt bằng tên Kingpost trong mô hình – Giai đoạn 3 Bảng tính toán khả năng chịu lực của Kingpost – Giai đoạn 3
Kiểm tra Kingpost giai đoạn 4
Mô hình tính toán
Hình 31 – Mô hình tính toán giai đoạn 4
Hình 32 – Mặt bằng kết cấu & hoạt tải thi công tác dụng tầng B3 (kN/m 2 ) Ghi chú: Tải trọng đứng tác dụng lên các tầng trên không đổi
Hình 33 – Mặt bằng áp lực ngang tác dụng lên tầng B1 – Giai đoạn 4 (kN/m)
Hình 34 – Mặt bằng áp lực ngang tác dụng lên tầng B2 – Giai đoạn 4 (kN/m)
Kết quả từ mô hình
Hình 36 – Lực dọc trong Kingpost – Giai đoạn 4 (kN)
Hình 37 – Momen M33 trong Kingpost – Giai đoạn 4 (kNm)
Hình 38 – Momen M22 trong Kingpost – Giai đoạn 4 (kNm)
Kiểm tra khả năng chịu lực của Kingpost
Hình 39 – Mặt bằng tên Kingpost trong mô hình – Giai đoạn 4 Bảng tính toán khả năng chịu lực của Kingpost – Giai đoạn 4
Kiểm tra Kingpost giai đoạn 5
Mô hình tính toán
Hình 40 – Mô hình tính toán giai đoạn 5
Hình 41 – Mặt bằng kết cấu & hoạt tải thi công tác dụng tầng B4 (kN/m 2 ) Ghi chú: Tải trọng đứng tác dụng lên các tầng trên không đổi
Hình 42 – Mặt bằng áp lực ngang tác dụng lên tầng B1 – Giai đoạn 5 (kN/m)
Hình 43 – Mặt bằng áp lực ngang tác dụng lên tầng B2 – Giai đoạn 5 (kN/m)
Hình 44 – Mặt bằng áp lực ngang tác dụng lên tầng B3 – Giai đoạn 5 (kN/m)
Hình 45 – Mặt bằng áp lực ngang tác dụng lên tầng B3 – Giai đoạn 5 (kN/m)
Kết quả từ mô hình
Hình 46 – Lực dọc trong Kingpost – Giai đoạn 5 (kN)
Hình 47 – Momen M33 trong Kingpost – Giai đoạn 5 (kNm)
Kiểm tra khả năng chịu lực của Kingpost
Hình 49 – Mặt bằng tên Kingpost trong mô hình – Giai đoạn 5 Bảng tính toán khả năng chịu lực của Kingpost – Giai đoạn 5 (Bảng tính đính kèm)
Tổng quan
HBC đã tính toán các đinh chống cắt cho từng loại Kingpost trên các sàn L1 và các tầng hầm B1 đến B4 nhằm đảm bảo kết cấu dầm sàn tầng hầm không bị xuyên thủng do phản lực cột Việc thiết kế các đinh chống cắt này là bước quan trọng để tăng cường khả năng chịu lực và đảm bảo an toàn cho hệ kết cấu Các tính toán chính xác giúp duy trì tính ổn định của hệ dầm sàn, hạn chế nguy cơ biến dạng hoặc hư hỏng do phản lực cột tại các vị trí đặt Kingpost.
Tính toán đinh chống cắt được tuân theo tiêu chuẩn Eurocode 4 Mục 1
Khả năng chịu cắt của một đinh được lấy theo giá trị nhỏ hơn trong 2 giá trị sau:
• d: đường kính thân đinh 16mm < d < 25mm
• f u : sức bền kéo đứt của vật liệu làm đinh, nhưng không lớn hơn 500 N/mm 2
• f ck : sức bền chịu nén của bê tông theo mẫu trụ, không nhỏ hơn 1750 N/mm 2
• E cm : giá trị trung bình của mô đun đàn hồi của bê tông
• γ V : hệ số an toàn, lấy γ V = 1,25
Với h sc là chiều cao danh nghĩa của đinh, được tính từ mũ đinh tới chân đinh chống cắt
- Số lượng đinh chống cắt cho mỗi Kingpost được xác định theo công thức
N p là số lượng đinh chống cắt
F p là lực gây xuyên thủng ở mỗi sàn L1, B1, B2, B3 và B4
P Rd là khả năng chịu cắt của 1 đinh.
Kết quả tính toán
Dữ liệu đầu vào
a, Tiêu chuẩn và phần mềm tính toán
• Eurocode 4 : Design of composite steel and concrete
• Kết cấu dầm và sàn:
- Cường độ bê tông: B30: f cu = 25 MPa ; E cm = 30500 Mpa
- Cường độ thép: f u = 450 (N/mm 2 ) c, Tải trọng và tổ hợp tải trọng
Trọng lượng bản thân được tính toán trực tiếp từ phần mềm với trọng lượng riêng của bêtông là 25 kN/m 3 , của thép là 78.5 kN/m 3
Tải thi công: 20 kN/m2 và 2.5 kN/m 2 Xem phần thuyết minh tính toán Kingpost
Tải ngang được lấy từ mô hình Plaxis, xem chi tiết ở thuyết minh biện pháp thi công tổng thể
Kết quả tính toán
Nội lực tính toán xuất từ kết quả mô hình trong gia đoạn 5 ( Xem thêm mục 3.7 )
Bảng tính toán khả năng chịu cắt của đinh chống cắt – Giai đoạn 5
5 KIỂM TRA DẦM BIÊN & DẦM GIA CƯỜNG LỖ MỞ
Nhà thầu tiến hành tính toán các hệ dầm biên lỗ mở để chịu tác động của áp lực đất theo phương ngang cho tầng hầm B1, B2, B3, B4
Nội lực tính toán được lấy theo trường hợp nguy hiểm nhất đối với cấu kiện theo các giai đoạn đã được tính toán ở mục 3
Hình 50 – Mặt bằng dầm biên & dầm gia cường lỗ mở B1
Hình 51 – Mặt bằng dầm biên & dầm gia cường lỗ mở B2
Hình 52 – Mặt bằng dầm biên & dầm gia cường lỗ mở B3
Hình 53 – Mặt bằng dầm biên & dầm gia cường lỗ mở B4
Mô hình tính và kết quả
Hình 54 – Mô men M33 dầm biên lỗ mở hầm B1
Hình 55 – Mô men M22 dầm biên lỗ mở hầm B1
Hình 56 – Mô men M33 dầm biên lỗ mở hầm B2
Hình 57 – Mô men M22 dầm biên lỗ mở hầm B2
Hình 58 – Mô men M33 dầm biên lỗ mở hầm B3
Hình 59 – Mô men M22 dầm biên lỗ mở hầm B3
Hình 60 – Mô men M33 dầm biên lỗ mở hầm B4
Hình 61 – Mô men M22 dầm biên lỗ mở hầm B4
Kết quả tính toán
Bảng tính toán khả năng chịu lực của dầm biên lỗ mở & dầm gia cường các tầng hầm
6 TÍNH TOÁN KIỂM TRA KẾT CẤU DẦM SÀN TẦNG TRỆT – VỊ TRÍ SÀN ĐÀO TẠM
Nhà thầu thực hiện tính toán gia cố hệ kết cấu dầm sàn tầng trệt dựa trên vị trí bố trí sàn đào tạm (xem Hình 2) để đảm bảo an toàn cho cấu trúc trong quá trình thi công máy móc thiết bị.
Tải trọng tính toán & tổ hợp sử dụng đã được nêu trong mục 2.2
Hình 62 – Mặt bằng kết cấu vị trí sàn đào phía đường Lê Văn Lương
Hình 63 – Mặt bằng kết cấu sàn đào phía đường Hoàng Đạo Thúy
Mô hình tính & kết quả
Hình 64 – Mô men M33 dầm vị trí sàn đào tạm tầng trệt
Hình 65 – Lực cắt V22 dầm vị trí sàn đào tạm tầng trệt
Hình 66 - Dải strip tính toán vị trí sàn đào mặt đường Lê Văn Lương
Hình 67 - Dải strip tính toán vị trí sàn đào mặt đường Hoàng Đạo Thúy
Hình 68 – Mô men dải strip tính toán vị trí sàn đào mặt đường Lê Văn Lương
Hình 69 – Mô men dải strip tính toán vị trí sàn đào mặt đường Hoàng Đạo Thúy
Kết quả tính toán
Hình 70 – Diện tích cốt thép dầm yêu cầu vị trí sàn đào mặt đường Lê Văn Lương
Hình 71 – Diện tích cốt thép dầm yêu cầu vị trí sàn đào mặt đường Hoàng Đạo Thúy
Bảng tính toán gia cường & kiểm tra khả năng chịu lực của sàn tầng trệt - vị trí sàn đào
7 TÍNH TOÁN KIỂM TRA & GIA CƯỜNG SÀN HẦM B1 - VỊ TRÍ BÃI GIA CÔNG VẬT LIỆU
Nhà thầu tiến hành tính toán gia cường hệ kết cấu dầm sàn tầng hầm B1 để đảm bảo độ an toàn trong quá trình thi công Các công đoạn này được thực hiện tại vị trí dự kiến bố trí bãi gia công vật liệu (xem Hình 3), giúp tối ưu hóa quá trình thi công và duy trì sự ổn định của hệ kết cấu Việc gia cường hệ kết cấu là bước quan trọng nhằm đảm bảo an toàn kỹ thuật cho toàn bộ dự án.
Tải trọng tính toán & tổ hợp sử dụng đã được nêu trong mục 2.2.
Mô hình tính & kết quả
Hình 72 – Dải strip tính toán sàn hàm B1 – Vị trí bãi gia công phía đối diện đường Hoàng Đạo Thúy
Hình 73 - Dải strip tính toán sàn hàm B1 – Vị trí bãi gia công phía đường Hoàng Đạo Thúy
Hình 74 – Mô men dải strip tính toán vị trí sàn gia công phía đối diện đường Hoàng Đạo Thúy
Hình 75 – Mô men dải strip tính toán vị trí sàn gia công phía mặt đường Hoàng Đạo Thúy
