Hệ kết cấu của phần ngầm các toà nhà sẽ được bao gồm nhiều những bộ phận kết cấu khác nhau, chúng đáp ứng các chức năng khác nhau của công trình như: •Vách tầng hầm •Đáy tầng hầm móng bè
Trang 1NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC ĐỒNG THỜI CỦA CỌC & MÓNG NÔNG GIA CỐ NỀN ĐẤT DƯỚI ĐÁY MÓNG BẰNG TOP-BASE
Ngô Đức Hà Công ty kết cấu không gian TADITS
Báo cáo tham luận (7/12/2010) tại hội thảo sở xd tp.HCM
Trang 2• Nhà cao tầng, hiện đang được xây dựng rất nhiều tại các
đô thị lớn của Việt Nam để đáp ứng nhu cầu ở, sinh
hoạt, thương mại đang tăng lên nhanh chóng của xã hội.
• Để quản lý được chất lượng xây dựng đối với các nhà
cao tầng, chúng ta đều biết rằng cần thiết phải kiểm soát
từ chất lượng hồ sơ thiết kế, chất lượng thi công, chất
lượng vật tư, nhân công & các biện pháp quản lý, vv…
• Trong tham luận này chúng tôi chỉ đề cập đến 1 trong rất
nhiều vấn đề có liên quan đến chất lượng công trình, đó
là giải pháp thiết kế kết cấu phần ngầm, bộ phận này rất quan trọng & không thể thiếu trong 1 toà nhà, 1 công
trình (một giải pháp thiết kế được xem là tốt khi nó phù hợp với khu vực, thi công dễ dàng, thuận tiệc cho việc quản lý chất lương)
MỞ ĐẦU
Trang 3• Nhà cao tầng thường có tầng hầm để phục vụ các
chức năng để xe, hoặc là nơi cung cấp các dịch vụ thiết yếu cho cư dân trong tòa nhà hoặc văn phòng Hệ kết cấu của phần ngầm các toà nhà sẽ được bao gồm nhiều những bộ phận kết cấu khác nhau, chúng đáp ứng các chức năng khác nhau của công trình như:
•Vách tầng hầm
•Đáy tầng hầm (móng bè)
•Cọc & đài móng
• Việc quản lý chất lượng của 1 số bộ phận kết cấu
ngầm này là rất khó khăn, phức tạp & tốn kém Vì vậy
để có được 1 công trình đảm bảo chất lượng, ngoài việc kiểm soát chất lượng của các hạng mục đã nêu trên thì việc thiết kế giảm thiểu những bộ phận kết cấu khó quản
lý chất lượng như (cọc chịu lực, barette) cũng là 1 biện pháp quản lý tốt đóng góp phần không nhỏ trong quá
trình nâng cao chất lượng công trình.
Trang 4• Phổ biến theo quan điểm của các nhà thiết kế hiện nay
là chỉ xét đến sự làm việc riêng lẻ của từng bộ phận kết cấu với nhau, coi như chúng chỉ tồn tại cơ học bên cạnh nhau, chứ không xem xét đến sự làm việc đồng thời như một hệ kết cấu thống nhất =>Do vậy hệ kết cấu sẽ rất thiên về an toàn Còn cá nhân người thiết kế kết cấu
móng cho nhà cao tầng thường có xu hướng bỏ qua
những đại lượng có ảnh hưởng lớn đến sự làm việc của móng như trọng lượng khối đất đào của các tầng hầm,
và sự làm việc của vách, nền tầng hầm……do đó gây ra
sự tốn kém khá lớn cho công trình.
• Sau nhiều năm theo đuổi, nghiên cứu công ty TADITS
chúng tôi mong muốn đưa ra 1 giải pháp thiết kế hợp lý cho phần ngầm của các nhà cao tầng nhằm mang lại
hiệu quả, lợi ích cao nhất cho xã hội & tạo điều kiện
thuận lợi, dễ dàng nhất cho việc kiểm soát chất lượng thi công công trình.
Trang 5- Cọc khoan nhồi đường kính lớn.
- Thi công cọc tường vây, cọc barret
• Thực hiện công tác kiểm định sức chịu tải của cọc đóng,cọc nhồi lên đến 2000-3000tấn,……đáp ứng nhu cầu
làm kết cấu móng cho các tòa nhà cao 20-30 tầng củaViệt Nam.Trong quá trình này, từ chỗ làm thầu phụ chocác công ty kỹ thuật nền móng của nước ngoài như
Bachy Soletanche ( Pháp ), Soilmec, Rodio ( Italia ), B+B( Đức )……chúng tôi đã nắm vững công việc thiết kế vàthi công, kiểm định chất lượng của các loại cọc đóng,
cọc nhồi, cọc barrete…
NỘI DUNG
Trang 6• Từ 2007 trong quá trình tiếp nhận CGCN về Top base từCông ty TBS ( Hàn quốc ), được chứng kiến các côngtrình đến 30 tầng với 3 tầng hầm đã thi công tại Seoulkhông cần sử dụng cọc mà chỉ sử dụng hệ móng bè trênnền đất đã đựơc gia cố Top base mà vẫn đảm bảo khảnăng chịu lực của công trình Từ đó chúng tôi đã trăn trởsuy nghĩ tìm cách thiết kế và thi công móng đối với cáccông trình nhà cao tầng tại Việt Nam sao cho đảm bảo
an toàn, đơn giản, tiết kiệm & dễ dàng kiểm soát chất
lượng
• Trong thực tế hệ gia cố nền Top base khi ứng dụng tạicác công trình tại Hà Nội, Hải phòng, Thanh Hóa,
tp.HCM, các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long ……cho
thấy rõ khả năng huy động sức chịu tải của nền đất dướimóng gấp 2-3 lần so với nền đất không được gia cố
Chúng tôi đã tiến hành thiết kế và thi công nền top basecho 1 số các công trình sau :
Trang 724 tầng, một tầng hầm,diện tích hầm 2.000m2
Khách sạn Phù
Đổng
15 tầng, hai tầng hầm,diện tích hầm 1.200m2
TP HCM
Tòa nhà Trụ sở phía
nam tập đoàn Hà Đô
11 tầng, ko có tầng hầmVinh
Toà nhà C.ty Teco
Miền Trung 11 tầng
12 tầng, 1 tầng hầm,2.500m2
Hà NộiBệnh viện Yên Phúc
15 tầng, hai tầng hầm,diện tích hầm 900m2
Hà Nội
Trụ sở Tổng Cty XD
Constrexim
18 tầng, 1 tầng hầm,1.000m2
Hạ LongTòa nhà Licogi 18.1
Quy môĐịa điểm
Công trình
Trang 8Qua đó chúng tôi có thể nhận xét như sau:
• Đối với các loại nhà thấp tầng (dưới 30m), ngay cả
trên nền đất khá yếu như tại Hải Phòng, Thanh
Hóa……vẫn có thể sử dụng Top base để thay thế hoàntoàn cọc chịu lực
(xem biểu đồ dưới đây)
Trang 9• Đối với nhà không quá cao: các công trình trên10 tầng
(thấp hơn 50m), và móng đặt vào nền đất có sức chịu tải
trung bình và yếu, độ lún cố kết của móng có thể lên đếnhàng chục cm, thời gian kết thúc lún kéo dài vài năm, vìvậy chúng ta không nên sử dụng giải pháp móng top-
base thuần túy
• Khi tìm hiểu trong kinh nghiệm & tài liệu thiết kế móng
của nước ngoài, chúng tôi được biết, trên cơ sở nhận
thức mới về sự ưu việt khi xem xét sự làm việc đồng thời
giữa móng và cọc ma sát (lý thuyết cọc giảm lún)
• chúng tôi đề xuất đưa ra giải pháp móng trên nền đã
được gia cố Top base kết hợp với sự làm việc của cọc
ma sát (cọc tới hạn) Đề xuất này có ý nghĩa quan trọng
trong thực tế, bởi vì hệ kết cấu này tận dụng được hết
khả năng làm việc của cọc (sức chịu tải tới hạn của cọc),
ngoài ra top-base cũng phát huy được tối đa sức chịu tảicủa nền
Trang 10• Trong trường hợp này để áp dụng lý thuyết tính toán cọc
giảm lún hay cọc tới hạn thì điều kiện kiên quyết là: “sức
chịu tải của nền sau khi gia cố top-base phải bằng hoặc lớn hơn tổng tải trong công trình” , khi đó hệ số an toàn
cho thiết kế cọc được lấy bằng 1 (cọc tới hạn theo
BS8004), như vậy sức chịu tải cọc được sử dụng trong
thực tế sẽ là sức chịu tải tới hạn của cọc Nó lớn gấp
2~3 lần so với tính toán thiết kế của cọc thông thường
và độ lún tối đa cọc có thể đạt tới 10% đường kính cọc
• Đối với nhà tương đối cao (trên 50m, hoặc có yêu cầu
đặc biệt nghiêm ngặt về quản lý độ lún của công trình)
chúng ta vẫn sử dụng hệ móng & cọc kết hợp nhưng với
sơ đồ là cọc chống (cọc không lún) lúc này hệ cọc sẽ
tham gia chịu lực cùng với móng nhưng sức chịu tải củacọc sẽ được tính toán đúng theo cọc chịu lực của tiêuchuẩn TCVN
Trang 11• Với sơ đồ kết cấu như vậy, muốn cho nền cùng tham giachịu lực với cọc chúng ta phải bổ sung thêm các phần tử
kiểm soát lún (gối đàn hồi) được lắp đặt sẵn trên đỉnh
cọc Các phần tử gối đàn hồi này được chế tạo sẵn có
độ biến dạng và sức chịu tải đúng theo ý đồ của nhà
thiết kế đã định sẵn
Gối đàn hồi
• Để tăng thêm khả năng chịu tải của hệ móng cọc kết
hợp, chúng ta có thể làm tăng sức chịu tải của nền bằngbiện pháp gia cố nền top-base, khi đó sức chịu tải củatoàn bộ hệ móng sẽ được tăng lên, số lựợng cọc cần
thiết để tham gia chịu tải cùng móng sẽ giảm xuống
Trang 13(xem video clip dưới đây)
Trang 14• Chúng ta thấy rằng hiệu quả kinh tế kỹ thuật đã khá rõ.Tóm lại, với một cách tiếp cận mới và triệt để ứng dụng
các công nghệ thi công mới (Top base method), áp dụng
hệ kết cấu & cấu tạo một cách hợp lý (sử dụng phần tử
kiểm soát lún chế tạo sẵn), chúng ta có thể đưa đến hiệu
quả kinh tế kỹ thuật khá cao trong công tác thiết kế và thicông nền móng ở Việt Nam Cũng như mang lại khá
nhiều lợi ích kinh tế cho xã hội Ngoài ra nó còn đóng
góp 1 vị trí khá quan trong trong công tác kiểm soát vềchất lượng công trình
• Hiện nay tại Việt Nam đang có 2 công trình được thiết kếtheo sơ đồ có đặt phần tử kiểm soát lún nêu trên Chúngtôi hy vọng rằng Hội thảo lần sau sẽ có được những kếtquả thực tiễn để báo cáo với các đồng nghiệp có quantâm đến nội dung này
Trang 15CÁC CÔNG TRÌNH ĐIỂN HÌNH TẠI VIỆT NAM
Trên 10tỷ VNĐ Thi công nhanh,
giảm nhiều khó khăn khi hạ cọc trong đất cát chặt
Móng bè trên nền top base và
74 cọc 400x400, sâu 24m
Móng bè trên 400 cọc ống phi 400, sâu 40m
Hiệu quả kỹ thuật
P.Án TADITS
đề xuất
Phương án
cũ Tên công
trình
Trang 16Trên 5tỷ VNĐ Thi công nhanh,
giảm nhiều khó khăn khi hạ cọc phố cổ
Móng bè trên nền top-base kết hợp
20 cọc khoan nhồi D1000, sâu 35m
Móng bè trên 45 cọc nhồi D1000, sâu 40m
Hiệu quả kỹ thuật
P.Án TADITS đề
xuất
Phương án
cũ Tên công
trình
Trang 17Trên 5tỷ VNĐ Giảm số
lượng cọc &
thời gian thi công
Móng bè trên nền top base và 40 cọc nhồi đk 600 sâu 26m
Móng bè trên 200cọc vuông
300 x300, sâu 40m
Bệnh
viện Yên
Phúc
Kinh phí tiết kiệm do thay đổi thiết kế
Hiệu quả kỹ thuật
P.Án TADITS đề
xuất
Phương án cũ Tên
công
trình
Trang 18Trên 10tỷ VNĐ
Thi công nhanh và đơn giản
Dùng cọc khoan nhồi D400 sâu 12m làm cọc tường vây, móng
bè trên nền top base
Móng bè, Barette B600, sâu 25m, dài 235m
Hiệu quả kỹ thuật
Trang 19Trên 3tỷ VNĐ Giảm mạnh
số lượng cọc
và thời gian thi công
Sử dụng móng băng trên nền top base với
90 cọc vuông 30x30 sâu 24m
Móng bè trên
400 cọc vuông 30x30, sâu 40m
Hiệu quả kỹ thuật
Trang 20Trên 5tỷ VNĐ Giảm mạnh
số lượng cọc
và thời gian thi công
Móng băng trên nền top base kết hợp với
110 cọc vuông 40x40 sâu 16m
Móng bè trên
400 cọc vuông 40x40, sâu 35m
Tòa nhà
LICOGI
18.1
Kinh phí tiết kiệm do thay đổi thiết kế
Hiệu quả kỹ thuật
Trang 21Trên 22tỷ VNĐ
Giảm 80 ngày thi công cọc
Sử dụng 65 cọc D1200, sâu 35m bố trí top base dưới đáy móng bè
Sử dụng
56 cọc D1200
72 cọc D1500 sâu 55m
Tòa nhà
97 Láng
Hạ
Kinh phí tiết kiệm do thay đổi thiết kế
Hiệu quả kỹ thuật
Trang 22The End!
Xin chân thành cám ơn và mong muốn nhận được các trao đổi của các đồng nghiệp về nội dung của báo cáo !