Thuyet minh dao dat tầng hầm theo phương pháp top-down pptx

Phương án thi công chủ đạo Căn cứ vào BPTC chủ đạo do đơn vị TVTK Archipel đề xuất, nhà thầu Posco đềxuất biện pháp thi công chủ đạo như sau: Với đặc điểm: độ sâu đào hố móng tương đối l

Thuyết minh tính toán biện pháp thi công đào đất

Hạng mục Phần ngầm

I Cỏc cơ sở thiết kế :

 Bộ hồ sơ thiết kế bản vẽ thi cụng cụng trỡnh ‘Trung tõm thương mại dịch vụ và

nhà ở - Golden land building’ gồm:

o Hồ sơ bản vẽ thi cụng cụng trỡnh - phần kiến trỳc

o Hồ sơ bản vẽ thi cụng cụng trỡnh - phần kết cấu

o Bỏo cỏo khảo sỏt địa chất cụng trỡnh

 Tiờu chuẩn, quy phạm ỏp dụng:

- Tiờu chuẩn Tải trọng và tỏc động : TCVN 2737-1995

- Tiờu chuẩn thiết kế kết cấu bờ tụng cốt thộp : TCVN 356-2005

- Tiờu chuẩn thiết kế kết cấu thộp : TCVN 338-2005

- Tiờu chuẩn thiết kế múng cọc : TCXD 205-1998

- Kết cấu xõy dựng và nền, Nguyờn tắc cơ bản về tớnh toỏn TCXD 40-1987

- Cỏc quy phạm khỏc thuộc hệ thống quy phạm Việt Nam cú liờn quan

II Hiện trạng vị trớ xõy dựng cụng trỡnh

a) Hiện trạng lụ đất xõy dựng cụng trỡnh:

Cụng trỡnh được đầu tư xõy dựng tại số 275 Nguyễn Trói quận Thanh Xuõn –thành phố Hà Nội, địa điểm xõy dựng trong mặt bằng nhà mỏy cơ khớ Chớnh Xỏc số 1 Mặt phớa trước của lụ đất tiếp giỏp đường Nguyễn Trói, cỏc mặt cũn lại tiếp giỏpvới cỏc cụng trỡnh hiện cú

b) Điều kiện địa chất:

Căn cứ vào bỏo cỏo khảo sỏt địa chất cụng trỡnh do Tcty tư vấn XD VN – CtyTNHH nhà nước MTV KS & XD lập thỏng 05 – 2010 cú thể túm tắt cấu trỳc địa tầngcủa khu vực khảo sỏt như sau:

- Lớp 1: Đất lấp: nền bờ tụng đỏ hộc, đỏ dăm đất, cỏt nhiều thành phần: lớp này nằm trờn cựng Chiều dày lớp thay đổi từ 0.7m đến 1.4m

- Lớp 2: Sột ớt dẻo cú cỏt, dẻo mềm màu xỏm nõu đến xỏm vàng: Bề dày thay đổi từ 1.6m – 5.5m, chiều dày trung bỡnh 4.47m Cỏc chỉ tiờu cơ lý

của lớp đất:

 = 1.82 g/cm3, c = 0.27 kG/cm2,  = 7025’ , Eo = 72 kG/cm2, N30 = 08

- Lớp 3: Cát bụi, màu xám ghi, xám tro, xen cát pha dẻo, trạng thái rời Bề dày lớp thay đổi từ 9.7m – 20.4 m Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất số 3:

- Thấu kính 4a: Sét pha, nửa cứng Chiều dày trung bình 4.23m.

Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất:

 = 1.94 g/cm3 E0 = 118kG/cm2, N30 = 19

- Lớp 5: Sét pha, trạng thái dẻo cứng Bề dày lớp thay đổi từ

1.2m – 10.2m Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất:

 = 1.87 g/cm3, c = 0.26 kG/cm2,  = 13052’ , E0 = 98kG/cm2, N30 = 12

- Lớp 6: Sét pha, đôi chỗ xen kẹp cát trạng thái nửa cứng Bề

dày lớp thay đổi từ 3.3m – 15.5m Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất:

 = 1.68 g/cm3, c = 0.076 kG/cm2,  = 17029’ , E0 = 191kG/cm2, N30 = 17

- Lớp 7: Cuội sỏi cấp phối kém, nhiều màu, trạng thái rất chặt.

Đây là lớp cuối cùng trong phạm vi khảo sát Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất:

- Văn phòng ban chỉ huy công trường

- Văn phòng ban QLDA, TVGS

- Phòng bảo vệ công trường

- Cầu rửa xe

- Bãi tập kết thép

- Khu vực gia công cốt thép

- Bể nước phục vụ sinh hoạt

- Trạm điện

- Nhà vệ sinh

- Lán trại công nhân

Cụ thể xem bản vẽ: “Tổng mặt bằng thi công”

2 Phương án kết cấu phần ngầm công trình

Quy mô của công trình bao gồm: 28 tầng nổi và 03 tầng hầm

Kết cấu bao che tầng hầm là tường barrette BTCT B30 chiều dày 800mm, chiềudài tường vây 27m (mũi tường vây đặt tại lớp đất số 5)

Kết cấu dầm - sàn tầng hầm: dạng kết cấu dầm sàn toàn khối, dầm chính có tiếtdiện 80x60cm sàn có chiều dày 180mm

Tường vây và kết cấu dầm sàn tầng hầm được liên kết với nhau qua hệ dầm bo cótiết diện 80x60cm

3 Phương án biện pháp thi công chủ đạo

a) Phương án thi công chủ đạo

Căn cứ vào BPTC chủ đạo do đơn vị TVTK Archipel đề xuất, nhà thầu Posco đềxuất biện pháp thi công chủ đạo như sau:

Với đặc điểm: độ sâu đào hố móng tương đối lớn (cao độ đáy đài móng -12.30m sovới cốt nền tự nhiên) nên đòi hỏi phải có biện pháp thi công hợp lý để giữ ổn định chotường vây, hạn chế chuyển vị gây ra biến dạng cho các công trình hiện hữu lân cận,đặc biệt là các công trình hạ tầng (đường BT, hệ cống…) có vị trí sát với công trìnhtrong suốt quá trình thi công

Mặt khác biện pháp thi công chủ đạo có ảnh hưởng lớn đến nội lực trong tường vây

và ảnh hưởng đến cách bố trí cốt thép trong tường

Với những đặc điểm trên, nhà thầu thi công đề xuất sử dụng phương án thi côngtheo phương pháp Semi – Top - down Đây là phương pháp thi công tầng hầm phổbiến hiện nay với các công trình có quy mô tương tự (02 - 04 tầng hầm) tại địa bàn HàNội Các bước thi công chính có thể tóm tắt như sau:

Phân vùng thi công đ ào đ ất và đ ổ bê tông

Căn cứ vào hiện trạng thực tế của mặt bằng thi công công trình, nhà thầu đềxuất phương án phân vùng thi công đào đất và đổ bê tông thành 06 phân vùng (xembản vẽ mặt bằng)

- Vùng 6 (Zone 6): trong phạm vi trục (12-14C) x (A2-D)

Giai đ oạn chuẩn bị:

- Tập kết vật liệu và thiết bị thi công

- Thi công hệ dầm đỉnh tường vây

- Thi công hệ cột chống tạm bổ sung

Giai đ oạn 1:

- Thi công đào đất từ cốt -1.70m đến cốt -5.30m (đáy lớp lót sàn tầng hầm 1)theo thứ tự các phân vùng 1 và 2.

- Thi công lắp dựng côp pha và đổ bê tông dầm sàn tầng hầm 1 các phân vùng 1

- Thi công đổ bê tông dầm sàn tầng hầm 1 dựa trên hệ cốp pha đất và để lỗ mở thicông

- Hướng thi công đào đất từ trục 1C đến trục 14C

- Hướng vận chuyển đất từ: trục 14C đến trục 1C và vận chuyển đất theo phươngđứng bằng ô tô chuyên dụng qua đường dốc 1

- Xem bản vẽ BPTC-DD-02, 03

Giai đ oạn 2:

- Thi công đào đất từ cốt -5.30m đến cốt -8.50m (đáy lớp lót sàn tầng hầm 2)theo thứ tự các phân vùng (1,2) + (3,4) → (5,6)

- Thi công hệ dầm thép gông hệ cột chống tạm đỡ sàn thao tác

- Thi công đổ bê tông dầm sàn tầng hầm 2 theo thứ tự các phân vùng (1,2) + (3,4)

→ (5,6) Tiến hành lắp dựng cốp pha và tiến hành thi công đổ bê tông từng phânvùng ngay sau khi kết thúc công tác đào đất tại từng phân vùng

- Thi công đổ bê tông dầm sàn tầng hầm 2 dựa trên hệ cốp pha đất và để lỗ mở thicông

- Hướng thi công đào đất từ phân vùng (1,2) + (3,4) hướng về phân vùng (5,6)

- Hướng vận chuyển đất theo phương đứng: sử dụng máy xúc tay cần dài đứng tạisàn thao tác

- Xem bản vẽ BPTC-DD-15, 16

Giai đ oạn 3:

- Thi công đào đất từ cốt -8.50m đến cốt -11.90m (đáy lớp lót sàn tầng hầm 3)theo thứ tự các phân vùng (1,2) + (3,4) → (5,6)

- Thi công đào đất hố móng thang máy

- Tiến hành lắp dựng côp pha và đổ bê tông đài móng thang máy

- Thi công đào đất và đổ bê tông các hố đài móng còn lại

- Lắp dựng cốp pha và tiến hành đổ bê tông sàn tầng 3

- Hướng thi công đào đất từ phân vùng (1,2) + (3,4) hướng về phân vùng (5,6)

- Hướng vận chuyển đất theo phương đứng: sử dụng cẩu đứng tại sàn thao tác kếthợp thùng chứa đất

- Xem bản vẽ BPTC-DD-19, 20

Giai đ oạn 4:

- Thi công hoàn thiện các cấu kiện cột, vách, dầm sàn các tầng hầm

- Thanh thải các cấu kiện phụ trợ

- Xem bản vẽ BPTC-DD-23, 24

b) Phương án bố trí lỗ mở thi công tại các sàn tầng hầm

Tương ứng với các bước thi công đã đề cập ở trên, nhà thầu lựa chọn lỗ mở thicông với mục đích thuận tiện trong quá trình thi công đào đất và vận chuyển đất theophương đứng như sau:

- Tại tầng hầm 1: gồm 02 lỗ mở: (1A-6)x(C-F) và (9-14A)x(A-G)

- Tại tầng hầm 2: gồm 02 lỗ mở: (1A-6)x(A-G) và (9-14A)x(A-G)

Như vậy, tương ứng với các lỗ mở, theo các bước thi công hình thành các vành bêtông tăng cứng cho tường vây

c) Phương án bố trí đường tạm thi công trong giai đoạn 1

Xem bản vẽ BPTC-DD-02

4 Bố trí kết cấu phụ trợ:

a) Cột chống tạm

Lựa chọn hệ cột chống tạm làm hệ đỡ dầm sàn tầng hầm trong quá trình thi công

có tiết diện: I350x350x12x19

Sơ đồ bố trí cột chống tạm: xem bản vẽ “Mặt bằng bố trí cột chống tạm” doArchipel thiết kế

Số lượng cột chống tạm: 123 cái

Chiều dài cột chống tạm liên kết với cọc khoan nhồi: 2m

Liên kết cột chống tạm với hệ dầm, sàn: xem bản vẽ

Tính toán kiểm tra bền và chuyển vị cột chống tạm xem mục 4

b) Sàn thao tác bằng thép phục vụ thi công

Hệ sàn thao tác phục vụ thi công được bố trí tại cốt -1.70m trong phạm vi các trục(6-9) x (E-H1)

Hệ sàn thao tác được cấu tạo bằng hệ thép hình với các dầm chính có tiết diệnI350x350x12x19 Sàn thao tác bằng thép tấm dày 15mm và được bố trí hệ dầm théphình I350x350x12x19 tăng cứng tại cao độ sàn tầng hầm 1 và 2

Nhà thầu thi công thực hiện tính toán hệ sàn tao tác đồng thời với hệ tường vây +dầm sàn các tầng hầm tương ứng với các giai đoạn thi công

Chi tiết hệ sàn thao tác và các liên kết xem bản vẽ

c) Cột biện pháp bổ sung đỡ sàn thao tác

Bổ sung 22 cột chống tạm bằng thép hình có tiết diện I350x350x12x19 đỡ sàn thaotác Cột chống tạm được liên kết với hệ cọc khoan nhồi đường kính D800mm

Chi tiết xem bản vẽ

d) Hệ rãnh thu nước

Với các bước đào đất và thi công sàn tầng hầm, bố trí rãnh thu nước và hệ thốngbơm Chi tiết xem bản vẽ

e) Hệ văng chống tại vị trí đường dốc

Bố trí hệ văng chống tại vị trí đường dốc các sàn tầng hầm bằng hệ thép hình cótiết diện I350x350x12x19

Chi tiết xem bản vẽ

5 Sơ đồ tính toán

a) Phương pháp tính toán:

Để tính toán nội lực, chuyển vị của nền đất + kết cấu tường vây trong các giai đoạnthi công tương ứng, đơn vị thiết kế sử dụng phần mềm Plaxis 3D Foundation Đây làphần mềm chuyên dụng do Plaxis B.V- Hà Lan xây dựng và đã được các kỹ sư trênthế giới và Việt Nam sử dụng rộng rãi trong việc tính toán thiết kế các hố đào, tườngvây, tầng hầm…

Trong đó, việc khai báo sơ đồ trong phầm mềm Plaxis được thực hiện như sau:

- Sử dụng bài toán không gian cho toàn bộ công trình và nền đất

- Tường vây được mô tả bằng phần tử Wall

- Hệ sàn tại các tầng hầm được mô tả bằng phần tử Floor

- Hệ dầm và cột chống tạm được mô tả bằng các phần tử frame

- Nền đất được mô tả theo mô hình Mohr-Coulomb

- Liên kết cột chống tạm - cọc khoan nhồi được mô tả lò xo

Vật liệu sử dụng cho tường vây:

Bê tông: B30 có các đặc trưng:

Rn = 17 kG/cm2, Rk = 1.2 kG/cm2; Eb = 3.25 E5 kG/cm2.Cốt thép: AIII; có các đặc trưng:

Ra = 3650 kG/cm2, Ea = 2.1 E6 kG/cm2.Vật liệu sử dụng cho nền đất:

Các thông số của đất nền được lấy như trong mục IIb

- Sàn thao tác bằng thép

- Tải trọng lên sàn thao tác thi công: 15kN/m2

- Tải trọng lên các sàn tầng hầm trong giai đoạn thi công: 2 kN/m2

Yêu cầu kết quả: Biến dạng + nội lực của tường

C

ơ sở chọn tải trọng tính toán:

- Tải trọng lên các mặt sàn tầng hầm 2 kN/m2 ( 200kG/m2):Đây là hoạt tải trong quá trình thi công, nhà thầu chọn trường hợp không có các máymóc, thiết bị và không tập trung đất trên các sàn tầng hầm

- Tải trọng lên sàn thác tác bằng thép: 15 kN/m2 ( 1.5T/m2):Trong trạng thái làm việc thực tế của sàn thao tác sẽ có các thiết bị: máy xúc tay cầndài hoặc cẩu TADANO, các xe chở đất có khối tích thùng từ 18 – 25m3, các thùng chởđất, và các thiết bị có liên quan Nhà thầu đã tính toán và quy đổi tải trọng về tải phân

bố để ra được số liệu 15 kN/m2

- Tải trọng phụ thêm 20kN/m2 tại vị trí đường phục vụ thi công

và 10kN/m2 tại các vị trí còn lại: Nhà thầu tham chiếu tiêu chuẩn BS80041986 Codes of Practice for Foundation – cho rằng tải trọng mặt nền tại đường thi công xungquanh hố đào thường từ 10 – 15 kN/m2 Trên thực tế các thiết bị xuất hiện trên đườngthi công là các xe chở đất, máy xúc có khối tích lớn trong trạng thái hoạt động vì vậycần kể đến hệ số động Vì vậy nhà thầu chọn tải trọng phụ thêm 20kN/m2 tại vị tríđường phục vụ thi công và 10kN/m2 tại các vị trí còn lại

Các căn cứ lựa chọn tải trọng nêu trên là đầu vào tính toánđồng thời cũng là căn cứ để nhà thầu Posco thực hiện và kiểm soát tải trọng trong quátrình thi công

Sàn đạo thi công

Đường phục

vụ thi công

VP công

trường

Hình 3: Mặt bằng Tải trọng bề mặt

6 Tính toán nội lực + biến dạng của tường vây.

Các b ư ớc tính toán bằng phần mềm Plaxis:

Phase1 Tường vây + TT 20kN/m2 Plastic

- Phase 2: Đào đất tới cốt đáy sàn tầng hầm 1

- Phase 3: Thi công đổ bê tông sàn tầng hầm 1

- Phase 4: Đào đất tới cốt đáy sàn tầng hầm 2

- Phase 5: Thi công đổ bê tông sàn tầng hầm 2

- Phase 6: Đào đất tới cốt đáy đài móng thang máy

- Phase 7: Thi công sàn tầng hầm 3

ALĐ: áp lực đất + nước (tương ứng với mực nước ngâm -5.12m)

TTPT: Tải trọng phụ thêm tại vị trí đường thi công và sàn thao tác

HTS1: hoạt tải tại sàn tầng hầm 1

HTS2: hoạt tải tại sàn tầng hầm 2

Nguyên tắc tính toán của phần mềm địa kỹ thuật Plaxis (2D, 3D foundation, 3Dtunel): các kết quả bao gồm chuyển vị, biến dạng, ứng suất của phần tử nền, phần tử

kết cấu của phase thứ i sẽ là đầu vào để tính toán cho phase thứ i+1 Như vậy các kết

quả chuyển vị, biến dạng, ứng suất của phần tử nền, phần tử kết cấu của phase tiếptheo sẽ là kết quả tổng (luỹ tiến) của các phase khác Trong bài toán này, ở phase 6tương ứng với trường hợp: sau khi thi công tầng hầm 2 thi công đào đất đến đáy hốmóng thang máy, lúc đó chiều cao làm việc từ tầng hầm 2 đến đáy hố đào là lớn nhất -5.75m Mặt khác theo tính toán thì tại phase 6 các kết quả tính toán đều đạt cực trị.Như vậy các giá trị nội lực để kiểm tra cấu kiện sẽ lấy theo phase 6

Kết quả tính toán nội lực và biến dạng của tường vây thể hiện trong phục lụctính toán Các kết quả chuyển vị và biểu đồ mô men của các bước như sau:

6.1 Kết quả tính toán tại Phase 2:

Nội dung b ư ớc tính toán:

- Sử dụng kết quả phase 1 làm đầu vào tính toán cho phase 2

- Thi công đào đất đến cốt đáy sàn tầng hầm 1

Kết quả tính toán

 Tổng thể công trình:

 Chuyển vị của tường vây

Chuyển vị ngang theo phương cạnh dài của công trình:

Chuyển vị ngang theo phương cạnh ngắn của công trình:

 Mô men tường vây

Tóm tắt kết quả tính toán Phase 2

1 Chuyển vị ngang đỉnh tường vây  1.8cm

2 Chuyển vị ngang tường vây lớn nhất  1.8cm

3 Chuyển vị ngang mũi tường vây  0.0cm

6.2 Kết quả tính toán tại Phase 3:

Nội dung b ư ớc tính toán:

- Sử dụng kết quả của phase 2 làm đầu vào tính toán cho phase3

- Thi công sàn tầng hầm 1 có để lỗ mở chờ thi công

- Thi công sàn thao tác

Kết quả tính toán

 Tổng thể công trình:

 Chuyển vị của tường vây

Chuyển vị ngang theo phương cạnh dài của công trình:

Chuyển vị ngang theo phương cạnh ngắn của công trình:

 Mô men tường vây

Tóm tắt kết quả tính toán Phase 3

1 Chuyển vị ngang đỉnh tường vây  1.86cm

2 Chuyển vị ngang tường vây lớn nhất  1.86cm

3 Chuyển vị ngang mũi tường vây  0.3cm

Tính toán kiểm tra cấu kiện

Xem chi tiết trong phụ lục: “Tính toán kiểm tra cấu kiện”

6.3 Kết quả tính toán tại Phase 4:

Nội dung b ư ớc tính toán:

- Sử dụng kết quả của phase 3 làm đầu vào tính toán cho phase4

- Thi công đào đất đến cốt đáy sàn tầng hầm 2

- Lắp dựng hệ giằng cột chống tạm

Kết quả tính toán

 Tổng thể công trình:

 Chuyển vị của tường vây

 Mô men tường vây

Tóm tắt kết quả tính toán Phase 4

1 Chuyển vị ngang đỉnh tường vây  2.1cm

2 Chuyển vị ngang tường vây lớn nhất  2.1cm

3 Chuyển vị ngang mũi tường vây  0.5cm

Tính toán kiểm tra cấu kiện tại Phase 4

Xem chi tiết trong phụ lục: “Tính toán kiểm tra cấu kiện”

6.4 Kết quả tính toán tại Phase 5:

Nội dung b ư ớc tính toán:

- Sử dụng kết quả của phase 4 làm đầu vào tính toán cho phase5

- Thi công sàn tầng hầm 2 có để lỗ mở thi công

Kết quả tính toán

 Tổng thể công trình

 Chuyển vị của tường vây

 Mô men tường vây

Tóm tắt kết quả tính toán Phase 5

1 Chuyển vị ngang đỉnh tường vây  2.2cm

2 Chuyển vị ngang tường vây lớn nhất  2.2cm

3 Chuyển vị ngang mũi tường vây  0.6cm

5 Mô men lớn nhất tại sàn tầng hầm 1 20.1 kNm/m

6 Mô men lớn nhất tại sàn tầng hầm 2 13.7kNm/m

Tính toán kiểm tra cấu kiện tại Phase 5

Xem chi tiết trong phụ lục: “Tính toán kiểm tra cấu kiện”

6.5 Kết quả tính toán tại Phase 6:

Nội dung b ư ớc tính toán: