ĐỒ Án tốt nghiệp xây dựng dân dụng

8.1.1. Mô tả hố đào và tường chắn công trình Công trình REE TOWER gồm có ba tầng hầm có kích thước rộng 37m, dài 55.5m, sâu 14.5m. Giải pháp kết cấu được chọn là bản đáy bê tông cốt thép đặt lên đài cọc và các sàn liên kết vào hệ tường vây dày 0.8mm, sâu 33m. Chiều dày tường và cốt thép trong tường vây được chọn theo quá trình đào với 4 tầng thanh chống. Giải pháp thi công BOTTOMUP là tương đối hợp lý với công trình này. Hệ thanh chống trong công trình được chọn là loại có thể thay đổi chiều dài bằng kích nhằm hạn chế chuyển vị của tường trong quá trình đào đất. 8.1.2. Bài toán mô phỏng a. Mục tiêu bài toán Tính toán lực lên các tầng thanh chống theo yêu cầu khống chế chuyển vị ngang tối đa trong quá trình đào là 5cm. Từ kết quả tính toán lực nén, chọn kích thước thanh chống của các tầng chống. Tính toán lượng nước cần bơm hút để giữ khô ráo hố đào. Dự trù khả năng áp lực gia tăng do tính không đồng nhất của đất nhằm bảo vệ hệ thanh chống. b. Mô phỏng bài toán Bài toán mô phỏng ứng sử của tường vây trong quá trình đào đất thi công sàn tầng hầm được thực hiện trên chương trình PLASIX 8.2. Do công trình khá đối xứng nên mô hình tính được chọn là một bên tường và thực hiện với bài toán phẳng 2D, các bước tính toán hoàn toàn phù hợp với tiến độ thi công: đào đất + hạ mực nước ngầm trong hố đào; lắp thanh chống + kích thanh chống; thực hiền tuần tự đến đổ bê tông đài cọc và tháo cây chống. Mô hình nền được sử dụng trong bài toán là Mohr – Coulomb (mô hình đàn hồi – dẻo lý tưởng). Thực tế công trình trên mặt đất xung quanh tường vây đều được xây dựng các công trình nhỏ hoặc lán trại xây dựng, và có thể có các phương tiện nhẹ đi lại lên trên mặt đất hố móng công trình, vì thế đã được chất một phần tải trọng phân bố đều q, giả thiết q = 20 kNm2.

Trang 2

CHƯƠNG VIII

TÍNH TOÁN TƯỜNG VÂY

CÔNG TRÌNH

8.1 ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH

8.1.1 Mô tả hố đào và tường chắn công trình

Công trình REE TOWER gồm có ba tầng hầm có kích thước rộng 37m, dài 55.5m, sâu 14.5m Giải pháp kết cấu được chọn là bản đáy bê tông cốt thép đặt lên đài cọc và các sàn liên kết vào hệ tường vây dày 0.8mm, sâu 33m Chiều dày tường và cốt thép trong tường vây được chọn theo quá trình đào với 4 tầng thanh chống Giải pháp thi công BOTTOM-UP là tương đối hợp lý với công trình này

Hệ thanh chống trong công trình được chọn là loại có thể thay đổi chiều dài bằng kích nhằm hạn chế chuyển vị của tường trong quá trình đào đất

8.1.2 Bài toán mô phỏng

a Mục tiêu bài toán

Tính toán lực lên các tầng thanh chống theo yêu cầu khống chế chuyển vị ngang tối đa trong quá trình đào là 5cm Từ kết quả tính toán lực nén, chọn kích thước thanh chống của các tầng chống Tính toán lượng nước cần bơm hút để giữ khô ráo hố đào Dự trù khả năng áp lực gia tăng do tính không đồng nhất của đất nhằm bảo vệ hệ thanh chống

b Mô phỏng bài toán

Bài toán mô phỏng ứng sử của tường vây trong quá trình đào đất thi công sàn tầng hầm được thực hiện trên chương trình PLASIX 8.2 Do công trình khá đối xứng nên mô hình tính được chọn là một bên tường và thực hiện với bài toán phẳng 2D, các bước tính toán hoàn toàn phù hợp với tiến độ thi công: đào đất + hạ mực nước ngầm trong hố đào; lắp thanh chống + kích thanh chống; thực hiền tuần tự đến đổ bê tông đài cọc và tháo cây chống Mô hình nền được sử dụng trong bài toán là Mohr – Coulomb (mô hình đàn hồi – dẻo lý tưởng)

Thực tế công trình trên mặt đất xung quanh tường vây đều được xây dựng các công trình nhỏ hoặc lán trại xây dựng, và có thể có các phương tiện nhẹ đi lại lên trên mặt đất

Trang 3

hố móng công trình, vì thế đã được chất một phần tải trọng phân bố đều q, giả thiết q =

3 Trạng thái ứng xử đất Type - Undr Drained Undr

4 Dung trọng khô γunsat kN/m3 8.7 15.1 16.4

6 Thông số Eref Eref kN/m2 3000 17000 13000

EA= × 7× × = × 7

)kNm(10128.012

8.01103

ν

Elastic2.4x107

0.128x107

0.15

kN/mkN/m2/m

• Các thông số của thanh chống:

Loại thép được chọn để làm thanh chống tường tầng hầm là thép H300x300x10x15 có Thép CCT34 có: f =2100(daN/cm2)

Mô đun đàn hồi: E=2.1×108(kN/m2)

Trang 4

Diện tích tiết diện: A=117(cm2)=0.0117(m2)

⇒ EA=2.1×108×0.0117=2.457×106(m2)

Khối lượng: w = 94(kG/m)

Bảng 8.3 Các thông số của thanh chống

Material typeEA

Ls

Elastic2.457x106

6

kNm

Material typeEA

Ls

Elastic7.5x106

1

kNmBài toán gồm các giai đoạn tính toán chi tiết trong bảng sau:

-Bảng 8.5 Các giai đoạn tính toán

1 Trạng thái ban đầu của đất nền

2 Thi công hệ tường chắn, tải phân bố tác dụng lên bề mặt

3 Đào đất và hạ mực nước ngầm bên trong hố móng tới cốt -1.5m

11 Đào đất và hạ mực nước ngầm bên trong hố móng tới cốt -13m

12 Đào đất và hạ mực nước ngầm bên trong hố móng tới cốt -14.5m

13 Đổ bê tông đài cọc

14 Tháo hệ thanh chống thứ 4 và thi công sàn tầng hầm 3 (cốt cao độ -10.5m)

Trang 5

17 Tháo hệ thanh chống thứ 1 và thi công sàn tầng trệt (cốt cao độ ±0.0m)

8.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN

8.2.1 Hình ảnh mô phỏng quá trình đào tầng hầm

(1) Trạng thái ban đầu của đất nền

Hình 8.1 Trạng thái ban đầu của đất nền

(2) Thi công tường chắn bê tông cốt thép, tải trọng tác dụng lên bề mặt đất nền

Hình 8.2 Thi công tường chắn BTCT

Trang 6

(3) Đào đất và hạ mực nước ngầm tới cao trình -1.5m

Hình 8.3 Hạ mực nước ngầm và đào đất tới cao trình -1m

(4) Lắp đặt thanh chống tại cao trình -1m

Hình 8.4 Lắp đặt cây chống tại cao trình -0.5m

(5) Đào đất và hạ mực nước ngầm tới cao trình -5m

Trang 7

a Đào đất đến cao trình -5m

b Hạ mực nước ngầm đến cao trình -5m Hình 8.5 Đào đất và hạ mực nước ngầm tới cao trình -5m

(6) Lắp đặt thanh chống tại cao trình -4.3m

Trang 8

a Đào đất đến cao trình -8m

b Hạ mực nước ngầm đến cao trình -8m Hình 8.7 Đào đất và hạ mực nước ngầm tới cao trình -8m

(8) Lắp đặt thanh chống tại cao trình -7.4m

Trang 9

a Đào đất đến cao trình -10.5m

b Hạ mực nước ngầm đến cao trình -10.5m Hình 8.9 Đào đất và hạ mực nước ngầm tới cao trình -10.5m

(10) Lắp đặt thanh chống tại cao trình -10m

Hình 8.10 Lắp đặt cây chống tại cao trình -10m

Trang 10

a Đào đất tới cao trình -13m

b Hạ mực nước ngầm tới cao trình -13m Hình 8.11 Đào đất và hạ mực nước ngầm tới cao trình -13m

a Đào đất tới cao trình -14.5m

Trang 11

b Hạ mực nước ngầm tới cao trình -14.5m Hình 8.12 Đào đất và hạ mực nước ngầm tới cao trình -14.5m

(13) Đổ bê tông đài móng

Hình 8.13 Đổ bê tông đài móng

(14) Tháo cây chống lớp thứ 4 và thi công sàn tầng hầm 3 cốt cao độ -10.5m

Trang 13

Hình 8.17 Tháo cây chống lớp thứ 1

8.2.2 Kết quả tính toán và phân tích từng giai đoạn thi công

Tiến hành kiểm tra những giai đoạn mà có thể gây ra moment và lực cắt lớn có thể dẫn đến nguy hiểm cho hệ tường vây

(1) Trạng thái ban đầu của đất nền

Hình 8.18 Ứng suất trạng thái ban đầu trong đất

(2) Thi công tường chắn bê tông cốt thép, tải trọng tác dụng lên bề mặt đất nền

a Chuyển vị ngang b Lực cắt c Moment

Hình 8.19 Chuyển vị ngang, lực cắt và moment tường vây giai đoạn 3

Giá trị chuyển vị ngang lớn nhất của hệ tường vây là: 4.47mm

Giá trị lực cắt lớn nhất của hệ tường vây là: -25.49kN/m

Giá trị moment lớn nhất của hệ tường vây là: 69.41kNm/m

(3) Kiểm tra giai đoạn đào đất và hạ mực nước ngầm bên trong hố móng tới cốt -1.5m

Trang 14

(4) Kiểm tra giai đoạn lắp đặt hệ thanh chống cốt -1m (lớp thứ 1)

Giá trị lực cắt lớn nhất của hệ tường vây là: 35.56kN/m

Giá trị moment lớn nhất của hệ tường vây là: -89.62kNm/m

(5) Kiểm tra giai đoạn đào đất và hạ mực nước ngầm bên trong hố móng tới cốt -5m

Trang 15

(6) Kiểm tra giai đoạn lắp đặt hệ thanh chống cốt -4.3m (lớp thứ 2)

Trang 16

(8) Kiểm tra giai đoạn lắp đặt hệ thanh chống cốt -7.4m (lớp thứ 4)

Trang 17

(10) Kiểm tra giai đoạn lắp đặt hệ thanh chống cốt -10m (lớp thứ 4)

Trang 18

a Chuyển vị ngang b Lực cắt c Moment

Trang 19

(13) Kiểm tra giai đoạn đổ bê tông đài cọc

Giá trị lực cắt lớn nhất của hệ tường vây là: 485kN/m

(14) Kiểm tra giai đoạn tháo hệ thanh chống thứ 4 và thi công sàn tầng hầm 3 (cốt cao độ -10.5m)

Trang 20

Trang 21

(17) Kiểm tra giai đoạn tháo hệ thanh chống thứ 1 và thi công sàn tầng trệt (cốt cao

độ ±0.0m)

b

Nhận xét:

Chuyển vị ngang là yếu tố gây nguy hiểm nhất đối với hệ tường vây Nếu chuyển vị ngang lớn có thể gây nứt bê tông và làm cho đất xung quanh chuyển vị lớn dẫn đến ảnh hưởng tới các công trình lân cận

Vì vậy ta cần khảo sát kiểm tra chuyển vị ngang của hệ tường vây trong từng giai đoạn thi công nhằm mục đích hạn chế chuyển vị ngang Tuy nhiên, hiện nay vẫn chưa có tiêu chuẩn quy định về chuyển vị ngang cho phép của hệ tường vây, nên chuyển vị ngang cho phép chủ yếu lấy theo kinh nghiệm thực tế thi công Ở cấp độ đồ án tốt nghiệp cho phép lấy chuyển vị ngang < 5cm

Có 2 yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị ngang: chiều sâu của hệ tường vây và hệ thanh chống

Hệ thanh chống bố trí cho phù hợp nhằm hạn chế chuyển vị ngang của hệ tường vây Trong thực tế hệ thanh chống thường dùng hệ kích để ứng lực cho thanh chống nhằm 2 mục đích:

+ Cân bằng nội lực trong các hệ thanh chống ở các tầng chống để sử dụng hiệu quả khả năng chịu lực của thanh chống (công việc này cần quá trình tính lặp phức tạp)

Trang 22

Chuyển vị ngang lớn nhất xuất hiện trong giai đoạn hạ mực nước ngầm và đào đất tới cao trình -14.5m là 3.52cm < 5cm thỏa điều kiện ổn định của hệ tường vây.

8.2.3 Tính toán cốt thép hệ tường vậy

Dùng giá trị moment lớn nhất để tính toán cốt thép bố trí cho hệ tường vây

(kNm/m)

99.520

Mmax− =−

(kNm/m)

68.508

Mmax+ =

+ Thép chịu moment âm:

073.07.015.14

1099.520bh

R

M

2

3 2

0 b

1− − αm = − − × =

=ξ

)cm(1.21365

7.015.14076.0R

bhR

s

0 b

Chọn 7φ20 (As = 21.9cm2), khoảng cách các thanh thép bố trí abt = 140mm+ Thép chịu moment dương:

072.07.015.14

1068.508bh

R

M

2

3 2

0 b

1− − αm = − − × =

=ξ

)cm(9.20365

75.015.14075.0R

bhR

s

0 b

Chọn 7φ20 (As = 21.9cm2), khoảng cách các thanh thép bố trí abt = 140mm

8.2.4 Kiểm tra khả năng chịu tải của hệ tường vây

Tường barret ngoài việc chịu tải trọng ngang tác dụng lên thì còn chịu tải trọng đứng bao gồm:

+ Trọng lượng bản thân của tường

+ Tải trọng do sàn tầng hầm truyền vào

Trang 23

a Sức chịu tải theo vật liệu

Sức chịu tải theo vât liệu của cọc P đươc tính theo công thức:

a an b

uF R FR

Theo điều kiện chọn vật liệu làm cọc ta có:

(KPa)

6000)

KPa(8.77775

.4

1035R

3

Lấy: Ru =6000(KPa)

)cm/daN(2200)

cm/daN(33.245

.1

10365

Lấy: Ran = 22(kN/cm2)

)kN(56988

.40228.06000

b Sức chịu tải của cọc theo tính chất cơ lý của đất nền

• Theo phụ lục A (TCXD 205: 1998)

+ Cường độ chịu tải của đất dưới mũi cọc:

ϕ = 29.8o tra bảng A.6 TCXD 205 : 1998 được: A0 28.48

k = , B0 52.9

k =

5.181

5.1433d

L = − = tra bảng A.6 TCXD 205 : 1998 được: α = 0.625, β = 0.25Dung trọng đất phía dưới mũi cọc:

)m/kN(9.8109

9.525.189.8625.048.2819.8(25.075.0

Trang 24

m = 1 hệ số điều kiện làm việc của cọc trong đất

mR = 1 hệ số điều kiện làm việc của đất dưới mũi cọc

Vậy sức chịu tải tiêu chuẩn của cọc đơn là:

)kN(26016

.10916.18.010681

Sức chịu tải cho phép của cọc đơn:

)kN(18584

.1

)kN(8505316.1fLu

Qs = ∑ i si = × =

Sức chịu tải tại mũi cọc

Lớp đất tại mũi cọc có: zmũi = 18.5 (m)

c = 8.4 (kN/m2)

ϕ = 29.8 (độ)Đối với cọc nhồi: ϕ0 = ϕ - 3 = 26.8 (độ)

Tra bảng trang 139 Nền và móng Lê Anh Hoàng theo ϕ0 được:

Trang 25

Nc = 165

Nq = 28Ứng suất tại mũi cọc:

)m/kN(1644.189.8

i

' i

1641654.8

)m/kN(47825978

8.0qA

p p

Sức chịu tải cực hạn:

)kN(56324782

850

Sức chịu tải cho phép:

)kN(20193

47822

850

c Kiểm tra sức chịu tải thẳng đứng của tường vây

Tải trọng công trình tác dụng lên 1m dài tường do trọng lượng bản thân của tường, dầm sàn các tầng hầm truyền vào xuất từ kết quả mô hình trong ETABS:

( )kN Q 1858( )kN688

P= < tk = thỏa mản điều kiện chịu tải của công trình

d Kiểm tra sức chịu tải của cây chống

Hình 8.35 Nội lực giai đoạn thứ 12

Qua mô hình bằng phần mềm PLASIX, nhận thấy lớp cây chống thứ 4 (cao độ -10m) chịu lực tác dụng lớn nhất với giá trị:

(kN/m)

74.566706.8103.485

Dùng phần mềm ETABS v9.7.0 mô phỏng toàn bộ hệ cây chống cho tường vây, tải trọng qmax =566.74(kN/m) phân bố dọc theo tường tác dụng lên hệ cây chống ta có:

Định dạng
Số trang	31
Dung lượng	1,46 MB