THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY VÀ CỘT CHỐNG TẠM PHỤC VỤ THI CÔNG TOP-DOWN

Có thể kể ra một số phơng pháp nh chắn giữ bằng cọc trộn dới sâu, chắn giữ bằng cọc hàng, chắn giữ bằng tờng liên tục trong đất, dùng thép hình H chống, dùng neo mỗi một công trình có mộ

F - THIếT Kế TƯờng vây và cột chống tạm

phục vụ thi công Top-Down

1 Tính toán tờng trong đất

1.1 Phân tích lựa chọn ph ơng án t ờng chắn đất:

Nhu cầu sử dụng phần không gian dới mặt đất để xây dựng công trình ngày càng phổ biến và bức thiết, nhất là trong thành phố lớn nh thành phố Hồ Chí Minh Các công trình xây dựng này

có phần kết cấu phần ngầm sâu trong đất

Hiện nay trên thế giới có rất nhiều phơng pháp chắn giữ hố móng sâu Có thể kể ra một số phơng pháp nh chắn giữ bằng cọc trộn dới sâu, chắn giữ bằng cọc hàng, chắn giữ bằng tờng liên tục trong đất, dùng thép hình H chống, dùng neo mỗi một công trình có một ph… ơng pháp phù hợp nhất định Chính vì thế mà chúng ta phải lựa chọn phơng án chắn giữ thích hợp cho mỗi một công trình Việc tính toán kiểm tra hệ thống kết cấu chống đỡ hố móng sâu trong quá trình trở nên phức tạp và yêu cầu cao, nhất là khi mặt bằng thi công không thuận lợi, nằm trong thành phố khá chật hẹp và điều kiện đất yếu

a Phơng pháp chắn giữ bằng cọc trộn dới sâu:

Đây là một phơng pháp mới để gia cố nền đất yếu, nó sử dụng xi măng, vôI, v.v để làm…chất đóng rắn, nhờ vào máy trộn dới sâu để trộn cỡng bức đất yếu với chất đóng rắn ( dung dịch hoặc dạng bột), lợi dụng một loạt phản ứng hóa học – vật lí xảy ra giữa chất đóng rắn với đất làm cho đất mềm đóng rắn lại thành một thể cọc có tính chỉnh thể, tính ổn định và có cờng độ nhất định

Phơng pháp trộn dới sâu thích hợp với các loại đất đợc hình thành từ những nguyên nhân khác nhau nh đất sét bão hòa, bao gồm bùn nhão, đất bùn đất sét và đất sét bột v.v Độ sâu gia…

cố từ vài mét đến 50 – 60m thì hiệu quả tơng đối cao Gia cố loại đất dính sét có chứa đá ilic,

có chất chloride và hàm lợng hữu cơ cao, độ trung hòa (độ pH) tơng đối thấp thì hiệu quả kém hơn

Ngoài chức năng ôn định thành hố đào trụ đất xi măng còn đợc dùng trong các trơng hợp sau:

Kết cấu chắn giữ bằng cọc hàng có thể chia làm:

(1) Chắn giữ bằng cọc hàng theo kiểu dãy cột:

(2) Chắn giữ bằng cọc hàng liên tục:

Trong đất yếu thì tờng không thể hình thành đợc vòm đất cọc chắn giữ phảI xếp thành hàng liên tục Cọc khoan lỗ dày liên tục có thể chồng tiếp vào nhau, hoặc khi cờng độ bê tông thân cọc còn cha hình thành thì làm một cọc rễ cây bằng bê tông không cốt thép ở giữa hai cây cọc để nối liền cọc hàng khoan lỗ lại Cũng có thể dùng cọc bản thép, cọc bản BTCT

(3) Chắn giữ bằng cọc hàng tổ hợp:

Trong vùng đất yếu mà có mực nớc ngầm tơng đối cao có thể dùng cọc hàng khoan nhồi

tổ hợp với tờng chống thấm bằng cọc xi măng đất

- Kết cấu chắn giữ không có chống (conson): Khi độ sâu đào hố móng không lớn và có thể lợi dụng đợc các conson để chắn giữ đợc thể đất ở phía sau tờng

- Kết cấu chắn giữ có chống đơn: Khi độ sâu đào hố móng lớn hơn, không thể dùng đ ợc kiểu không có chống thì có thể dùng một hàng chống đơn ở trên đỉnh của kết cấu chắn giữ (hoặc là dùng neo kéo)

- Kết cấu chắn giữ nhiều tầng chống: Khi độ sâu hố đào là khá sâu, có thể đặt nhiều tầng chống, nhằm giảm bớt nội lực của tờng chắn

Căn cứ vào thực tiễn thi công vùng đất yếu, với độ sâu hố đào < 6m khi điều kiện hiện ờng có thể cho phép thì áp dụng kiểu tờng chắn làm bằng cọc trộn dới sâu kiểu trọng lực là kiểu

tr-lí tởng hơn cả Khi hiện trờng bị hạn chế, cũng có thể dùng cọc conson khoan lỗ dày d600mm, giữa hai cọc đợc chèn kín bằng cọc rễ cây, cúng có thể làm màng ngăn nớc bằng bơm vữa hoặc cọc trộn xi măng ở phía sau cọc nhồi: với loại hố móng có độ sâu 4-6m, căn cứ vào điều kiện hiện trờng và hoàn cảnh xung quanh có thể dùng loại tờng chắn bằng cọc trộn dới sâu kiểu trọng lực hoặc đóng băng bê tông cốt thép đúc sẵn hoặc cọc bản thép, sau đó ngăn thấm nớc bằng bơm vữa hoặc tăng thêm cọc trộn, đặt một đờng dầm quây và thanh chống, cũng có thể dùng cọc khoan lỗ d600mm, phía sau dùng cọc nói trên để ngăn thấm, ở đỉnh cọc đặt đờng dầm quây và thanh chống Với loại hố móng có độ sâu 6-10m thờng dùng cọc khoan lỗ d800 – d1000, phía sau có cọc trộn dới sâu hoặc bơm vữa chống thấm, đặt 2-3 tầng thanh chống, số tầng thanh chống tùy theo tình hình địa chất, hoàn cảnh xung quanh và yêu cầu biến dạng của kết cấu quây giữ mà xác định Với loại hố móng có độ sâu trên 10m, trớc đây hay dùng tờng ngầm liên tục trong đất, có nhiều tầng thanh chống, tuy là chắc chắn tin cẩn nhng giá thành cao, gần đây đã dùng cọc khoan nhồi để thay thế cho tờng ngầm và cũng dùng cọc trộn dới sâu để ngăn nớc, có nhiều tầng thanh chống và đảo trung tâm kết cấu chắn giữ loại này đã ứng dụng thành công ở độ sau 13m

c Phơng pháp dùng thép hình H chống:

Hệ thống chắn giữ hố móng sâu do hai bộ phận tạo thành: một là tờng quây giữ, hai là thanh chống bên trong hoặc thanh neo vào đất bên ngoài, Chúng cùng với tờng chắn đất lằm tăng thêm ổn định tổng thể của kết cấu chắn giữ, không những có liên quan tới an toàn của hố móng và công việc đào đất, mà còn có ảnh hởng rất lớn tới giá thành và tiến độ của công trình

hố móng

áp lực nớc, đất tác động vào tờng chắn có thể đợc các thanh chống bên trong truyên dẫn đI

và duy trì cân bằng, cũng có thể neo mặt đất ở bên ngoài duy trì cân bằng, chúng còn có thể truyển giảm chuyển dịch của kết cấu chắn giữ

Chống bên trong có thể trực tiếp cân bằng áp lực ngang của tờng quây giữ hai bên, cấu tạo

đơn giản, chịu lực rõ ràng Neo đất đặt ở phía sau lng của tờng quây giữ, tạo đợc không gian cho việc đào đất và việc thi công kết cấu công trình, có lợi cho việc nâng cao năng suất thi công

Trong các vùng đất yếu, đặc biệt là trong thành phố công trình xây dựng chen dày thì chống bên trong đợc sử dụng nhiều hơn.

Hiện nay, hệ thống chống giữ sử dụng trong các công trình xây dựng thông thờng và các công trình đô thị có thể chia làm 3 loại vật liệu là thép ống, thép hình và bê tông cốt thép, căn

cứ vào tình hình cụ thể của công trinhg, có khi trong cùng một hố móng có thể sử dụng tổ hợp cả thép và bê tông cốt thép

Chống giữ bằng kết cấu thép có các u điểm là trọng lợng nhỏ, lắp dựng và tháo dỡ rất thuận tiện, hơn nữa lại có thể sử dụng nhiều lần Căn cứ vào tiến độ đào đất, chống cho việc hạn chế biến dạng của thân tờng Do đó, trong trờng hợp bình thờng nên u tiên sử dụng chống bằng thép Do độ cứng tổng thể của kết cấu thép tơng đối kém, mắt nối ghép lại khá nhiều, khi cấu tạo mắt nối không hợp lí, hoặc thi công không thỏa đáng, không phù hợp yêu cầu thiết kế thì rất

dễ gây ra chuyển vị ngang của hố móng do thanh chống và mắt nối bi biến dạng Có khi cả mắt nối bị phá hủy dẫn đến toàn bộ bị phá hỏng, vì vậy, phảI có thiết kế hợp lí, quản lí hiện trờng chặt chẽ và nâng cao trình độ kĩ thuật thi công ở hiện trờng

Chống bằng BTCT đổ tại chỗ có độ cứng khá tốt, thích hợp với các loại hố móng có hình dạng công trình phức tạp Mắt nối đổ tại chỗ không bị dão lỏng để làm cho thân tờng bị chuyển dịch Thực tiễn công trình cho thấy, trong các trờng hợp mà trình độ kĩ thuật thi công hệ thống chống bằng thép không cao thì chống giữ bằng kết cấu BTCT có độ tin cậy cao hơn Nhng chống bằng BTCT lại có khuyết điểm là trọng lợng bản thân lớn, không sử dụng đợc nhiều lần, lắp dựng và tháo dỡ đều phảI mất thời gian dài

Toàn bộ các công việc thi công thanh chống bằng BTCT nh gia công cốt thép, cốp pha, đổ

bê tông cần một thời gian t… ơng đối dài Do đó không thể vừa đào vừa chống đợc Điều này bất lợi cho việc hạn chế chuyển dịch của thân tờng

d Phơng pháp dùng neo trong đất:

Thanh neo là một loại thanh kéo kiểu mới, một đầu thanh liên kết với kết cấu công trình hoặc tờng cọc chắn đất, đầu kia neo chặt vào trong đất hoặc tầng nham của nền đất để chịu lực nâng lên, lực kéo nhổ, lực nghiêng lật hoặc áp lực đất, áp lực nớc của tờng chắn, nó lợi dụng lực neo giữ của tầng đất để duy trì ổn định của công trình Thanh neo ứng dụng rộng rãI trong xây dựng Thanh neo trong đất đợc phát triển trên cơ sở thanh neo trong đá, trớc những năm 50, thanh neo trong đá đợc ứng dụng trong vỏ tầng hầm

Thanh neo đợc cấu tạo bởi các thành phần là đầu neo, quả neo, bầu neo, cốt neo ( cốt thép thô, dây thép xoắn, dây thép bó), ống vỏ bằng nhựa (hoặc vật liệu khác) và dầm sờn Thanh neo

có 3 loại Loại thứ nhất là loại hình tròn, bơm vữa xi măng hoặc vữa xi măng cát (áp lực bơm 0,3-0,5 MPa) vào trong lỗ, thích hợp với những thanh neo có tính tạm thời Loại thứ 2 loại viên trụ mở to ở phần chân (bầu neo) hoặc là một hình không quy củ, bơm vữa dới áp lực từ 2Mpa (bơm vữa 2 lần) đến bơm vữa cao áp 5 Mpa, trong đất sét hình thành vùng mở rộng tơng đối nhỏ, trong đất không có tính sét cỏ thể mở ra khá rộng Loại thứ 3, phảI có thiết bị mở rộng lỗ

đặc biệt, dọc theo chiều dài của lỗ mở thành một lần hoặc mấy lần thành hình nón cụt có đáy to Loại thanh neo này phảI có máy mở lỗ chuyên dụng, nhờ vào áp lực của cần trung tâm đẩy dao

mở lỗ chịu một lực kéo nhổ khá lớn

e Phơng pháp chắn giữ bằng tờng liên tục trong đất:

Công nghệ thi công tờng liên tục trong đất tức là dùng các máy đào đặc biệt để đào móng

đặc biệt (nh ống đầu nối hoặc hộp đầu nối), hình thành một bức tờng liên tục trong đất bằng bê tông cốt thép Tờng liên tục trong đất quây lại thành đờng khép kín, sau khi đào móng cho thêm

hệ thống thanh chống hoặc thanh neo vào sẽ có thể chắn đất,ngăn nớc, rất tiện cho việc thi công móng sâu Nên tờng liên tục trong đất lại kiêm làm kết cấu chịu lực của công trình xây dựng thì càng có hiệu quả kinh tế cao hơn

Công nghệ thi công tờng liên tục trong đất có các u điểm sau đây:

(1) Thân tờng có độ cứng lớn, tính tổng thể tốt, do đó, biến dạng của kết cấu và của móng

đều rất ít, vừa có thể dùng đợc trong kết cấu quây giữ siêu sâu, lại có thể dùng trong kết cấu lập thể (không gian)

(2) Thích dụng trong các loại điều kiện chất đất: Trong các lớp đất cát cuội hoặc khi phải vào tầng nham phong hóa thì cọc bản thép rất khó thi công, nhng lại có thể dùng kết cấu tờng liên tục trong đất thi công bằng các loại máy đào móng thích hợp

(3) Có thể giảm bớt ảnh hởng môI trờng trong khi thi công công trình Khi thi công chấn

động ít, tiếng ồn thấp, ít ảnh hởng các công trình xây dựng và đờng ống ngầm ở lân cận xung quanh, dễ khống chế và biến dạng lún

(4) Có thể thi công theo phơng pháp ngợc, có lợi cho việc tăng nhanh tốc độ thi công, hạ thấp giá thành công trình

Nhng, phơng pháp thi công tờng liên tục trong đất cũng trong đất cũng có những nhợc

điểm cụ thể nh sau:

(1) Việc xử lí bùn thảI không những làm tăng chi phí cho công trình mà khi kĩ thuật phân li bùn không hoàn hảo hoặc xử lí không thỏa đáng sẽ làm cho môI trờng bị ô nhiễm

(2) Vấn đề sụt lở thành hố Khi mực nớc ngầm dâng lên nhanh mà mặt dung dịch giảm mạnh, trong tầng trên có kẹp lớp đất cát tơI xốp, mềm yếu, nếu tính chất dung dịch không thích hợp hoặc đã bị biến chất, việc quản lí thi công không thỏa đáng, đều có thể dẫn đến sụt lở thành móng, lún mặt đất xung quanh, nguy hại đến các an toàn của các công trình xây dựng và đờng ống ở lân cận Đồng thời cũng có thể làm cho thể tích bê tông thân tờng bị tăng vọt lên, mặt tờng lồi lõm, kích thớc kết cấu vợt giới hạn cho phép.(3) Nếu dùng tờng liên tục trong đất chỉ để làm tờng chắn đất tạm thời trong giai đoạn thi công thì giá thành khá cao không kinh tế

Nhận xét:

Nhận thấy công trình Trung tâm thơng mại - khách sạn - văn phòng - căn hộ cao cấp - bãi

đậu xe ngầm VINCOM có chiều sâu hố đào rất sâu 30m so với nhà dân dụng bình thờng Địa

điểm thi công trong thành phố, điều kiện thi công chật hẹp, sát nhà dân, cơ quan chính phủ Yêu cầu về tiến độ, kinh tế và kĩ thuật rất cao

Vì thế trong giới hạn đồ án này tôi chọn phơng án dùng tờng liên tục trong đất làm tờng chắn đất (tờng vây)

1.2 Phân tích lựa chọn ph ơng án thi công phần hầm:

Phơng án thi công phần hầm công trình đợc lựa chọn dựa vào nhiều điều kiện khác nhau:(1) Điều kiện kinh tế của chủ đầu t

(2) Khả năng đáp ứng đợc các yêu câu kĩ thuật của nhà thầu thi công

(3) Địa điểm xây dựng công trình

(4) Mặt bằng xây dựng

(5) Địa chất, độ sâu của phần ngầm, mực nớc ngầm

(6) Các điều kiện khác

Tiềm lực kinh tế của chủ đầu t cũng nh khả năng đáp ứng yêu cầu kĩ thuật của nhà thầu là tốt Nhận thấy địa điểm công trình trong thành phố, xung quanh là nhà dân, cơ quan, trung tâm thơng mại Mặt bằng xây dựng chật hẹp nh… ng phải đào sâu 30m so với cốt 0.00 Trong khi đó mực nớc ngầm cao cộng với điều kiện địa chất không tốt Cho nên việc thi công dự kiến sẽ gặp rất nhiều khó khăn.

Phơng pháp thi công top-down:

Cụng nghệ thi cụng Top-down (từ trờn xuống), tiếng Anh là Top-down construction method, là cụng nghệ thi cụng phần ngầm của cụng trỡnh nhà, theo phương phỏp từ trờn xuống, khỏc với phương phỏp truyền thống: thi cụng từ dưới lờn Trong cụng nghệ thi cụng Top-down người ta cú thể đồng thời vừa thi cụng cỏc tầng ngầm (bờn dưới cốt ± 0,00 (cốt ± 0,00 tức là cao độ mặt nền hoàn thiện của tầng trệt cụng trỡnh nhà, đọc là cốt khụng)) và múng của cụng trỡnh, vừa thi cụng một số hữu hạn cỏc tầng nhà, thuộc phần thõn, bờn trờn cốt khụng (trờn mặt đất)

Trong cụng nghệ Top-down, cỏc tầng hầm được thi cụng bằng cỏch thi cụng phần tường võy bằng hệ cọc barrette xung quanh nhà (sau này phần trờn đỉnh của tường võy dựng làm tường bao của toàn bộ cỏc tầng hầm) và hệ cọc khoan nhồi (nằm dưới chõn cỏc múng cột) bờn trong mặt bằng nhà Tường võy thi cụng theo cụng nghệ cọc nhồi bờ tụng tới cốt mặt đất tự nhiờn hoặc cốt tầng trệt (cốt khụng)

Trong trường hợp hệ tường võy được thi cụng tới mặt đất tự nhiờn thấp hơn cốt nền tầng trệt thỡ, thay vỡ thi cụng Top-down ngay từ tầng trệt, cú thể bắt đầu thi cụng top-down từ mặt nền tầng hầm thứ nhất (sàn tầng hầm đầu tiờn), bờn dưới mặt đất Khi đú, tầng hầm thứ nhất được thi cụng bằng phương phỏp từ dưới lờn (bottom-up) truyền thống, phần tường võy trờn đỉnh cú nhiệm vụ như hệ tường cừ giữ thành hố đào Trường hợp này cũng cú thể gọi là bỏn Top-down hay "Sơ mi" top-down (semi-top-down)

Riờng cỏc cọc khoan nhồi bờ tụng nằm dưới múng cột ở phớa trong mặt bằng nhà thỡ khụng thi cụng tới mặt đất mà chỉ tới ngang cốt múng (khụng tớnh phần bờ tụng đầu cọc nhồi, phải tẩy bỏ đi sau này) Phần trờn chịu lực tốt, ngay bờn dưới múng của cỏc cọc nhồi này được đặt sẵn cỏc cốt thộp bằng thộp hỡnh, chờ dài lờn trờn tới cốt khụng (cốt nền ngay tại mặt đất) Cỏc cốt thộp hỡnh này, là trụ đỡ cỏc tầng nhà hỡnh thành trong khi thi cụng Top-down, nờn nú phải được tớnh toỏn để chịu được tất cả cỏc tầng nhà, mà được hoàn thành trước khi thi cụng xong phần ngầm (gồm tất cả cỏc tầng hầm cộng thờm một số hữu hạn cỏc tầng thuộc phõn thõn

đó định trước) Tiếp theo đào rónh trờn mặt đất (làm khuụn dầm), dựng ngay mặt đất để làm khuụn hoặc một phần của khuụn đỳc dầm và sàn bờ tụng cốt thộp tại cốt khụng Khi đổ bờ tụng sàn cốt khụng phải chừa lại phần sàn khu thang bộ lờn xuống tầng ngầm, để (cựng kết hợp với ụ thang mỏy) lấy lối đào đất và đưa đất lờn khi thi cụng tầng hầm Sàn này phải được liờn kết chắc với cỏc cốt thộp hỡnh làm trụ đỡ chờ sẵn nờu trờn, và liờn kết chắc với hệ tường võy (tường võy là gối đỡ chịu lực vĩnh viễn của sàn bờ tụng này) Sau khi bờ tụng dầm, sàn tại cốt khụng đó đạt cường độ thỏo dỡ khuụn đỳc, người ta tiến hành cho mỏy đào chui qua cỏc lỗ thang chờ sẵn nờu ở trờn, xuống đào đất tầng hầm ngay bờn dưới sàn cốt khụng sau đú lại tiến hành đổ bờ tụng sàn tầng hầm này, ngay trờn mặt đất vừa đào, tương tự thi cụng như sàn tại cốt khụng, rồi tiến hành lắp ghộp cốt thộp cột tầng hầm, lắp khuụn cột tầng hầm và đổ bờ tụng chỳng

Đồng thời với việc thi cụng mỗi tầng hầm thỡ trờn mặt đất người ta vẫn cú thể thi cụng một hay nhiều tầng thuộc phần thõn như bỡnh thường Sau khi thi cụng xong hết cỏc kết cấu của tầng hầm người ta mới thi cụng hệ thống thang bộ và thang mỏy lờn xuống tầng hầm.

Bước 1 : Thi cụng tường trong đất và cọc khoan nhồi trước Cột của tầng hầm cũng được thi cụng cựng cọc nhồi đến cốt mặt nền

Bước 2 : tiến hành đổ sàn tầng trệt ngang trờn mặt đất tự nhiờn Tầng trệt được tỳ lờn tường trong đất và cột tầng hầm Lợi dụng luụn cỏc cột đỡ cầu thang mỏy, thang bộ, giếng trời làm cửa đào đất và vận chuyển đất lờn đồng thời cũng là cửa để thi cụng tiếp cỏc tầng dưới Ngoài ra nú cũn là của để tham gia thụng giú, chiếu sỏng cho việc thi cụng đào đất Khi bờ tụng đạt cường độ yờu cầu, tiến hành đào đất qua cỏc lỗ cầu thang giếng trời cho đến cốt của sàn tầng thứ nhất thỡ dừng lại sau đú lại tiếp tục đặt cốt thộp đổ bờ tụng sàn tầng 1 Cũng trong lỳc đú từ mặt sàn tầng trệt người ta tiến hành thi cụng phần thõn, từ dưới lờn Khi thi cụng đến sàn tầng dưới cựng người ta tiến hành đổ bờ tụng đỏy nhà liền với đầu cọc tạo thành sản phẩm dưới cựng, cú cũng là phần bản của múng nhà Bản này cũn đúng vai trũ chống thấm và chịu lực đẩy nổi của lực ỏcimột

Cú hai phương phỏp thi cụng sàn tầng hầm :

• Dựng hệ cột chống hầm đó thi cụng (tỳ lờn cọc nhồi) để đỡ hệ dầm và sàn tầng hầm

• Dựng cột chống tạm (thường dựng tỏng thực tế là thộp hỡnh chữ Ụ cú gia cường đặt vào cọc nhồi, sau khi thi cụng cột xong thỡ dỡ bỏ

Ưu điểm của phương phỏp Top-down :

• Tiến độ thi cụng nhanh, qua thực tế một số cụng trỡnh cho thấy để cú thể thi cụng phần thõn cụng trỡnh chỉ mất 30 ngày, trong khi với giải phỏp chống quen thuộc mỗi tầng hầm (kể cả đào đất, chống hệ dầm tạm, thi cụng phần bờ tụng) mất khoảng 45 đến 60 ngày, với nhà ú 3 tầng hầm thỡ thời gian thi cụng từ 3 > 6 thỏng

•Khụng phải chi phớ cho hệ thống chống phụ

•Chống vỏch đất được giải quyết triệt để vỡ dựng tường và hệ kết cấu cụng trỡnh cú độ bền và

ổn định cao

•Khụng tốn hệ thống giỏo chống, cốppha cho kết cấu dầm sàn vỡ sàn thi cụng trờn mặt đất Nhược điểm của phương phỏp Top-down :

•Kết cấu cột tầng hầm phức tạp

•Liờn kết giữa dầm sàn và cột tường khú thi cụng

•Thi cụng đất trong khụng gian kớn khú thực hiện cơ giới hoỏ

•Thi cụng trong tầng hầm kớn ảnh hưởng đến sức khoẻ người lao động

•Phải lắp đặt hệ thống thụng giú và chiếu sỏng nhõn tạo

Với những u điểm của phơng pháp thi công top-down, cùng với những kinh nghiệm của nhà thầu để khắc phục những khó khăn của thi công trong phơng pháp thi công top-down Tôi chọn giải pháp thi công top-down So với các phơng án thi công khác nh đào mở ta-luy là không thể, phơng án bottom-up dùng cừ chống không hiệu quả về mặt kinh tế Nếu không dùng hệ chống đỡ nhiều khả năng không thể thi công đợc, nếu dùng hệ chống gây ra sự lãng phí rất lớn cho công trình Phơng pháp thi công up-up cũng gây ra sự nguy hiểm và lãng phí trong xây dựng

1.3 Ph ơng pháp & quy trình tính toán :

a) Phơng pháp tính:

Tính toán tờng vây đợc tính bằng rất nhiều phơng pháp theo rất nhiều quan điểm khác nhau Tuy nhiên do hạn chế về công nghệ và khả năng tính toán nên trong thuyết minh này chỉ trình xin trình bày một số phơng pháp nh sau:

- Tờng vây đợc tính toán theo chỉ dẫn của PGS – TS Nguyễn Bá Kế trong tài liệu “Thiết kế

và thi công hố móng sâu”

- Tờng vây đợc tính toán bằng phần mềm ETABS, có khai báo sàn biên

- Tờng vây đợc tính toán bằng phần mềm PLAXIS

b) Quy trình tính:

Tính tờng vây ta cần tính toán trong cả quá trình sử dụng và quá trình thi công phần ngầm

- Theo phơng án thi công của phơng pháp thi công top-down ta chia ra các trờng hợp tính toán Trình tự thi công:

1, Thi công sàn biên tầng 1

2, Đào đất cốt tầng hầm 2, thi công sàn biên tầng hầm 2 và làm tầng hầm 1

3, Đào đất cốt tầng hầm 4, thi công sàn biên tầng hầm 4 và làm tầng hầm 3

4, Đào đất cốt tầng hầm 6, thi công sàn biên tầng hầm 6 và làm tầng hầm 5

Nhận thấy trong quy trình thi công trên, các sàn tầng 1,hầm 2,4,6 ảnh hởng trực tiếp tới tính toán và sự làm việc trong quá trình thi công Nói một cách nôm na là nó nh là công việc găng trong biểu đồ tiến độ thi công

- Tính tờng vây trong giai đoạn sử dụng: tờng đợc chống đỡ bởi các hệ cột dầm sàn tầng hầm Lúc này, ta đã có chiều sâu chôn tờng, sơ đồ tính của tờng đã đợc xác định nên có thể dùng phần mềm tính kết cấu để chạy ra nội lực của tờng

Chọn ra nội lực nguy hiểm nhất của quá trình thi công và quá trình sử dụng của cả 3 ph ơng pháp Sau đó so sánh 3 phơng pháp với nhau Lấy đợc nội lực nguy hiểm nhất để tính toán

 hấy nớc không có tính ăn mòn đến ăn mòn yếu đối với bê tông và kim loại

Lớp Lớp đất Trạng thái Độ dày lớp(m) Độ sâu tự nhiên công trìnhCao độ áp lực tính toán

quy ớc kg/cm2 N30

2 Sét pha, cát Vàng nhạt, dẻo cứng 2.20 -8.4 -11.9 2.25 12

Xám vàng,

Cao độ công trình

Đất sa n l ấp Sét sạn sỏi - Nâu đỏ, nửa cứng Cát pha - Xám vàng, dẻo Sét pha - Xám vàng, dẻo cứng Sét- Xám vàng, cứng

Các đặc điểm địa chất và cơ lí của các lớp đất được trình bày trong bảng dưới đây:

nghiÖm

HÖ sè rçng ε - 0.709 0.646 0.6 0.631 0.576 0.576 0.574 0.57

• Tải trọng động: là tảI trọng mà trong thời gian sử dụng kết cấu có biến đổi trị

số mà trị biến đổi của chúng so với trị số bình quân không thể bỏ qua đợc Ví

dụ tải trọng ô tô, cần trục, hoặc tải trong xếp đống vật liệu…

• Tải trọng ngẫu nhiên: là tải trọng mà trong thời gian xây dựng và sử dụng kết cấu không nhất định xuất hiện, nhng hễ có xuất hiện thì hệ số rất lớn và thời gian duy trì tơng đối ngắn Ví dụ lực động đất, lức phát nổ, lự va đập v.v…Tải trọng tác động lên kết cấu chắn giữ chủ yếu có:

• áp lực đất: bao gồm áp lực đất tĩnh, áp lực đát bị động, và áp lực đát chủ động.Nhận thấy áp lực đất bị động > áp lực đất tĩnh > áp lực đất chủ động Đối với công trình Trung tâm thơng mại - khách sạn - văn phòng - căn hộ cao cấp - bãi đậu xe ngầm VINCOM là công trình trong thành phố, có yêu cầu nghiêm ngặt về chuyển vị của kết cấu chắn giữ thành hố đào và của nền nên có thể tính theo áp lực đất tĩnh Kí hiệu: Hợp lực của

áp lực đất tĩnh tác động lên mỗi mét dài tờng chắn đất biểu thị bằng Eo (kN/m), cờng độ áp lực đất tĩnh biểu thị bằng po (kPa)

h: Độ dày tầng đất thứ i bên trên điểm tính toán (m);

q: Tải trọng phân bố đều trên mặt đất (kPa);

o

K : hệ số áp lực đất tĩnh của đất tại điểm tính toán;

ớc thờng lấy trọng lợng nớc γw=10kN/m3 áp lực do nớc ngầm gây nên có liên quan tới các

nhân tố nh lợng cấp bổ sung nớc ngầm, sự thay đổi mùa, độ kín của tờng chắn trong thời gian thi công đào hố, độ sâu của tờng trong đất, phơng pháp xử lí thoát nớc v.v Tính toán…trong phạm vi thuyết minh này dùng phơng pháp tính riêng áp lực nớc do tính chất đất dới

hố móng trong khu vực xây dựng là khá phức tạp Hầu nh là đất cát, cát pha sét, sét pha v.v Ph… ơng pháp nớc đất tính riêng áp dụng trọng lợng đẩy nổi để tính áp lực đất, dùng áp lực nớc tĩnh để tính áp lực nớc sau đó cộng hai loại với nhau sẽ có tổng áp lực bên

• Nếu vật chắn giữ là một bộ phận của kết cấu chủ thể thì phải kể lực dộng đất

• Tải trọng phụ do sự biến đổi nhiệt độ và co ngót bê tông gây ra Tuy nhiên trong giới hạn của đồ án tốt nghiệp có thể bỏ qua lực động đất và tải trọng phụ

do sự biến đổi nhiệt độ và co ngót bê tông gây ra Cũng nh tải trọng truyền từ móng qua môi trờng đất của các công trình xây dựng trong phạm vi ảnh hởng gần hố móng

1.4 Tính toán nội lực theo ph ơng pháp đàn hồi:

1.1.1 Ph ơng pháp đàn hồi:

Các giả thiết cơ bản:

a) Thân tờng xem là đàn hồi vô hạn

b) Đã biết áp lực nớc đất và giả định là phân bố tam giác

c) Phản lực đất chủ động vào thân tờng ở phía dới mặt đào giả định là tỉ lệ thuận với dịch chuyển của thân tờng

d) Sau khi đặt thanh chống (sàn nhà) thì xem điểm chống của thanh chống là bất động

e) Sau khi đặt tầng thanh chống dới, thừa nhận là lực trục trong tầng thanh chống trên duy trì không đổi, thân tờng ở phần bên trên cũng duy trì chuyển dịch nh cũ

y: chuyển dịch thân tờng (m).

Kh: hệ số nền theo chiều ngang của lớp đất (kN/m3)

Es = Kh x B: mô đun đàn hồi ngang của lớp đất (kN/m2)

E: mô đun đàn hồi của thân tờng (kN/m2)

I: moomen quán tính mặt cắt mỗi mét dài theo chiều ngang của thân tờng.B: độ dài theo chiều ngang của thân tờng, thờng lấy bằng 1m

η: độ dốc của áp lực nớc, đất.

Tính áp lực đất theo lý thuyết áp lực đất Rankine, căn cứ vào mực nớc ngầm

để tính áp lực nớc, lấy 1m theo chiều dài thân tờng để tính

áp lực đất tĩnh và áp lực nớc vào lng tờng:

ở độ sâu lần đào thứ nhất: so với cốt tầng 1 sâu 9,25m đến độ sâu đáy tầng hầm 2 Làm tầng sàn tầng 1 coi nh là thanh chống thứ nhất

(h ok x)

Cao độ công trình

Đất san lấp

Sét sạn sỏi - Nâu đỏ, nửa cứng Sét pha cát - Vàng nhạt, dẻo cứng

Chän chiÒu dµy têng 100cm, bª t«ng B30.

M« mem chèng uèn cña têng v©y:

Cho δ =1 0tức y x=−9,25=0 từ công thức A2 ở trên nhận thây A2=0 Dùng công thức tính A1,A3 lấy x=-9.25 thay vào, tìm đợc A1: ( EI=2.60E+06 kN/m2) βi=0.253

Hạn chế của phơng pháp: mới chỉ đa ra đợc các momen của tờng vây tại các điểm

chống của sàn vào tờng vây Cha xét đến ảnh hởng của của nền đất phía dới Chính vì vậy

kết quả của phơng pháp cha nói hết sự làm việc thực tế của nền đất + tờng vây + hệ dầm sàn

1.5

tính toán nội lực bằng phần mềm plaxis.