Đồ án môn học Tổ Chức Thi Công

Thiết kế biện pháp Thi công bê tông cốt thép toàn khối nhà nhiều tầng Thiết kế biện pháp Thi công bê tông cốt thép toàn khối nhà nhiều tầng Thiết kế biện pháp Thi công bê tông cốt thép toàn khối nhà nhiều tầng

ĐỒ ÁN MÔN HỌC

KỸ THUẬT THI CÔNG

Đề Tài: Thiết kế biện pháp TC BTCT toàn khối nhà nhiều tầng Giáo viên hướng dẫn: Ths Hoàng Gia Dương

Sinh viên thực hiện: Trịnh Công Thăng – Mã SV: 164105 0017 Lớp: K4 – Sơn La – KTXDCT Khoa: Cơ điện & Công trình Ngày giao đồ án: Ngày 22/08/2020

Ngày hoàn thành: Ngày 10/09/2020

1 ( ) 12

1 8

 Dầm D2: ) 3 , 8 ( 0 , 475 0 , 316 ) ( )

12

1 8

1 ( ) 12

1 8

 Dầm D5: ) 7 , 0 ( 0 , 875 0 , 583 ) ( )

12

1 8

1 ( ) 12

1 8

2 Sơ bộ kích thước sàn: (Chọn ô sàn có kích thước lớn nhất S= 4,2×7,0)

1

l m

l m

N k

A  .

Trong đó:

- Rb là cường độ chịu nén của bê tông, với bê tông B20:

Rb= 11,5 (Mpa) = 1150 (T/m2)

- kt là yếu tố kể đến ảnh hưởng của mô men uốn, tỷ lệ phần trăm cốt thép

và độ mảnh của cột, kt = (1,1 ÷1,5), cột trong nhà kt = 1,1, cột biên kt = 1,3, cột góc kt = 1,5;

- N là lực nén dọc trục trong cột được tính theo công thức sơ bộ:

2

0 , 7 2

2 ,

5 , 73

× 5 , 1

R

N k A

94 , 2

, 8 35 , 0

94 , 2

147

× 3 , 1

R

N k A

, 22 1296 , 0

94 , 2

, 6 45 , 0

94 , 2

294

× 1 , 1

R

N k A

94 , 2

, 5 55 , 0

94 , 2

II ĐẶC ĐIỂM, ĐIỀU KIỆN THI CÔNG CÔNG TRÌNH:

1. Đặc điểm công trình: Nhà khung bê tông cốt thép toàn khối (hình vẽ

xem cuối bài báo cáo) Nhà nhiều tầng có kết cấu các tầng là tương đốigiống nhau

 Địa Hình: Địa điểm xây dựng tại thành phố Sơn La, gần trục đường

chính, đường Quốc lộ nên việc đi lại và vận chuyển vật tư vật liệu phục

vụ thi công xây dựng công trình tương đối thuận lợi Địa điểm xây dựngbằng phằng, dễ dàng cho công tác thi công, tập kết vật liệu và nhữnghoạt động khác phục vụ cho công trình

 Khí hậu: Công trình thi công ở thành phố Sơn La với khí hậu nhiệt đới

nóng ẩm, mưa nhiều Vì thế nên chọn thời gian thích hợp vào sau mùamưa bắt đầu triển khai thi công nhiệt độ vào mùa đông không quá thấp(tránh được cái nóng oi bức của mùa hè), ít mưa, độ ẩm thấp, nhìn chung

là phù hợp cho thi công

 Lượng mưa: Mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 10 hàng năm, lượng mưalớn nhất trong tháng 7 và tháng 8

- Lượng mưa bình quân nhiều năm là: 1413mm

- Lượng mưa lớn nhất là: 2255mm; Nhỏ nhất là: 827mm

- Số ngày mưa trung bình hàng năm là: 115 ngày

- Số lượng mưa lớn nhất trong 1 ngày là: 146mm

- Độ ẩm trung bình là: 82%

 Thông số về khí tượng thuỷ văn.

Theo số liệu thực đo nhiều năm của đài khí tượng thuỷ văn Sơn La thìkhu vực đặt công trình nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa khôngchịu ảnh hưởng của biển, khí hậu mang tính chất lục địa, chia làm 2 mùa

rõ dệt, mùa đông lạnh và khô, mùa hè nóng và mưa nhiều, mùa khô từtháng 11 đến tháng 4 năm sau

 Nhiệt độ:

- Nhiệt độ không khí trung bình hàng năm là: 210c.

- Nhiệt độ tối cao tuyệt đối là: 400c

- Nhiệt độ thấp tuyệt đối là: 1,10c

- Nhiệt độ không khí trung bình hàng tháng, hàng năm như sau:

- Hướng gió chủ đạo là tây bắc và tây nam

- Vận tốc gió trung bình năm là: 1,1m/s

- Vận tốc gió lớn nhất có thể sẩy ra trong chu kỳ 50 năm là: 36m/s

- Khu vực xây dựng ít chịu ảnh hưởng của bão nhưng lại chịu ảnhhưởng của các trận lốc, trong cơn lốc vận tốc gió có thể lên tới: 40m/s.Trong thời gian ngắn

Bảng tính tốc độ gió lớn nhất 8 hướng ứng với các tần xuất thiết kế:

III LỰA CHỌN GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ, BIỆN PHÁP KỸ THUẬT

THI CÔNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH

* Công trình là nhà cao tầng có số lượng công việc khác nhau không nhiều,

cụ thể ở đây từ tầng 2 đến tầng 10 tương đối giống nhau, do đó biện pháp thicông thường được chọn là thi công dây chuyền

Ở đây do chiều dài nhà là tương đối lớn, số lượng bước cột nhiều Vì vậy đểthuận tiện cho công tác tổ chức thi công được nhịp nhàng và liên tục ta chọngiải pháp chia khu vực thi công thành các phân khu nhỏ hơn Và cũng để phùhợp với khả năng làm việc của người và máy móc ( khi đổ bê tông )

* Chọn phương pháp thi công bê tông:

Có 3 phương pháp đổ bê tông toàn khối là:

1 Thi công toàn khối cột, dầm, sàn

2 Thi công cột trước, toàn khối dầm sàn sau

3 Thi công từng phần: cột trước, rồi đến dầm, cuối cùng là sàn

Lựa chọn: Công trình không phải là đặc biệt quan trọng, không đỏi hỏi

độ liền khối quá cao, chỉ cần đảm bảo độ cứng theo phương ngang Thi côngtheo phương án 1 sẽ có khó khăn trong công tác ván khuôn giàn giáo, công táccốt thép và có yêu cầu đặc biệt hơn về đầm và chất lượng bê tông Thi côngtheo phương án 3 sẽ làm chậm tiến độ và không đảm bảo tính liền khối củadầm sàn, độ cứng theo phương ngang

Ta chọn thi công theo phương án 2 Phù hợp với khả năng thi công và yêu cầuthời gian, kết cấu công trình

* Chọn biện pháp kỹ thuật bê tông

Để thi công bê tông cho công trình ta cũng có thể lựa chọn 2 phương án:

- Phương án 1: Trộn bê tông tại chỗ, vận chuyển lên bằng vận thăng vàcần trục tháp Sau đó dùng xe rua và thủ công vận chuyển đến nơi để đổ

- Phương án 2: Sử dụng bê tông thương phẩm có xe vận chuyển đến châncông trình, sau đó dùng máy bơm để bơm hoặc cần trục tháp đưa lên các vị trícần đổ

Ở phương án 1 ưu điểm là giá thành rẻ, tuy nhiên thi công đòi hỏi phải

có mặt bằng rộng lớn để tập kết vật liệu cũng như trộn bê tông Phương án nàycũng sử dụng nhiều thủ công và năng suất các máy vận chuyển thấp, cho nênnăng suất đổ bê tông không cao mà công trình của ta có khối lượng rất lớn, do

đó nếu đổ bằng thủ công như vậy sẽ mất rất nhiều thời gian (bêtông dễ bị khô,

bị phân tầng), mặt bằng bị chia lẻ ra và thi công phải có mạch ngừng dẫn đếnkhó đạt chất lượng yêu cầu.

Thực tế mặt bằng thi công bị hạn chế, thi công đòi hỏi thời gian càngnhanh càng tốt, thì khi đó phương án 2 ưu điểm hơn:

Không cần mặt bằng lớn, thi công liên tục, không có mạch ngừng nhất làđối với sàn dầm Chất lượng bê tông được đảm bảo và nhân công phục vụ là ít.Tuy giá thành có cao hơn nhưng với những ưu điểm đó, ngoài ra đây là côngnghệ tiên tiến, đảm bảo vệ sinh môi trường, hạn chế tiếng ồn và rung động ,một điều rất quan trọng Trong thi công trong các thành phố lớn thì phương án

2 là rất hợp lý

Mặt khác thi công cột, lõi có khác: do kích thước hẹp (không rộng lớnnhư dầm sàn) do đó việc đổ bằng máy bơm là không đảm bảo bởi vì máy bơmđòi hỏi khối lượng thi công lớn, liên tục Mà thi công cột lõi có kích thước nhỏ,thời gian đầm lâu do đó dùng bê tông thương phẩm do xe chuyên dụng chởđến và đổ vào thùng chứa để cần trục tháp cẩu lên đổ

Vì thế lựa chọn biện pháp thi công bê tông ở đây của chúng ta là:

- Dầm sàn được chia làm 2 phân khu, sử dụng bê tông thương phẩm, kếthợp với cần trục tháp thi công

- Sử dụng bê tông thương phẩm, dùng cần trục tháp đổ bê tông cột ,lõi

* Chọn phương án cốp pha, giàn giáo:

- Công tác ván khuôn : Hiện nay trên thị trường cung cấp nhiều loại vánkhuôn, phục vụ nhu cầu đa dạng cho thi công các công trình dân dụng và côngnghiệp Để thuận tiện cho quá trình thi công lắp dựng và tháo dỡ, đảm bảo chấtlượng thi công, đảm bảo việc luân chuyển ván khuôn tối đa, ta chọn sử dụng hệván khuôn định hình bằng thép, kết hợp với hệ đà giáo bằng giáo Pal, hệ thanhchống đơn kim loại, hệ giáo thao tác đồng bộ

a Lý do sử dụng ván khuôn thép định hình:

 Đạt được độ bền cao, duy trì được độ cứng lớn trong suốt quá trình đổ bêtông, bảo đảm an toàn cao cho ván khuôn Việc lắp dựng được đảm bảochính xác, bề mặt bê tông thẳng nhẵn

 Việc tháo lắp ván khuôn đơn giản nhờ các phương pháp liên kết thíchhợp, do vậy không cần công nhân có trình độ cao Đây là yếu tố quantrọng trong suốt thời gian thi công

 Chi phí thiết kế ván khuôn được giảm vì các công việc tính toán đã đượctính sẵn, lập thành các bảng tra Đối với các dạng ván khuôn đặc biệt,công việc thiết kế chỉ cần dựa trên cơ sở đã được tính sẵn mà hiệu chỉnhlại cho thích hợp.

 Ván khuôn công cụ đạt được thời gian sử dụng lâu nhất, có thể dùng chomột hay nhiều công trình mà vẫn đáp ứng được yêu cầu kỹ thuật, quản lýthuận tiện, hiệu quả kinh tế cao

 Hình dáng, kích thước của từng cấu kiện thích hợp cho việc lắp dựng,tháo dỡ, vận chuyển bằng thủ công Đặc biệt, khi tấm khuôn chế tạohoàn toàn bằng thép mỏng thì trọng lượng rất nhẹ

 Ván khuôn công cụ khi kèm theo chống đỡ bằng giàn giáo công cụ sẽ trởthành một hệ thống đồng bộ, hoàn chỉnh, đảm bảo thi công nhanh, nângcao thêm chất lượng ván khuôn, hiện trường thi công gọn gàng, khônggian thoáng, mặt bằng vận chuyển tiện lợi, an toàn

Khi tính toán thiết kế ván khuôn sử dụng catalog của “Công ty thiết bị phụ tùng hóa chất Hòa Phát”.

Hệ đỡ: Sử dụng bộ giàn giáo công cụ (giáo PAL) và cột chống đơn điều

chỉnh được chiều cao Khi tính toán thiết kế hệ đỡ sử dụng catalog của “Công

ty thiết bị phụ tùng hóa chất Hòa Phát”.

* Chọn phương án gia công, vận chuyển thép:

- Cốt thép được tiến hành gia công tại công trường Việc vận chuyển, dựtrữ được tính toán phù hợp với tiến độ thi công chung, đảm bảo yêu cầu

về chất lượng

- Do khối lượng vật liệu không quá lớn có thể dùng cầu trục tháp để vậnchuyển lên cao

Mô tả tổng quát dây chuyền thi công kết cấu 1 tầng đơn giản:

Chia làm 2 đợt thi công

+ Đợt 1: Thi công cột

+ Đợt 2: Thi công dầm, sànTương ứng với đó có các dây chuyền thi công sau:

+ Lắp dựng cốt thép cột và ván khuôn cột

+ Đổ bê tông cột

+ Ghép ván khuôn dầm sàn ( Tháo ván khuôn cột )

+ Đặt cốt thép dầm sàn.

+ Đổ bê tông dầm sàn

+ Tháo dỡ ván khuôn dầm sàn

IV TÍNH TOÁN PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ MÓNG

a Lựa chọn giải pháp móng:

Lựa chọn phương án móng cọc (móng đơn) sử dụng cho Công trình theoyêu cầu của thiết kế (Đề bài)

b Thiết kế móng theo yêu cầu:

Lựa chọn kích thước móng chung cho tất cả các cột C1, C2, C3 của côngtrình

 Xác định chiều sâu hố móng: H= hBTL + hm + tm

Trong đó: hBTL là chiều dày lớp bê tông lót móng, hBTL = 0,1 (m);

hm là Chiều cao đài móng – hm = 2,2 m (Yêu cầu thiết kế)

tm là chiều cao giằng móng – tm = 0,36 m (Yêu cầu thiết kế)Vậy Chiều sâu hố móng: H= 0,1 + 2,2 + 0,36 = 2,66 (m)

 Xác định kích thước đáy hố đào:

Ta có: a = am + 2×0,1 +2×a1

Trong đó am = 2,4 m (Yêu cầu thiết kế)

Do hố móng có chiều sâu lớn cần có không gian để công nhân làm việc dướiđáy móng nên chọn a1= b1 =1,0 m (Tối thiểu 0,7)

 a = 2,4 + 2×0,1 +2×1= 4,6 (m)

b = bm + 2×0,1 +2×b1

Trong đó bm = 1,5 m (Yêu cầu thiết kế)

 b = 1,5 + 2×0,1 +2×1= 3,7 (m)Vậy kích thước đáy hố đào móng là (a×b)= 4,6×3,7 (m)

 Xác định kích thước miệng hố đào:

c = a + 2×c1

d = b + 2×d1

Nền móng công trình được đặt trên nền đất mượn với chiều sâu hố móngthiết kế là hm = 2,2 m Qua đó theo bảng 11 “TCVN 4447:2012 Công tác đất –Thi công và nghiệm thu” xác định được hệ số mái dốc của các hố đào tạm thời

 Khối lượng đất đào cho 1 hố đào của công trình:

× [4,6×3,7 + (4,6 + 8,164) × (3,7+7,264) + 8,164×7,264 ]

Vđ = 95,879 (m3)

 Xác định khối lượng đào đất:

Khối lượng đất đào cho toàn bộ hố đào:

V= 24 × Vđ= 24 × 95,879 = 2301,1 (m3)

Với đặc điểm nền móng và địa chất công trình ta lựa chọn phương pháp đào

đất hố móng bằng phương pháp đào cơ giới – Máy đào gầu nghịch với công

suất 35 m3/1h Từ đó tính được số ca máy cần thiết để thi công được toàn bộkhối lượng đất đào hố móng của công trình:

CM = p V.hTrong đó V là tổng khối lượng đất đào của công trình;

p là công suất máy đào trong 1 giờ, p =35 m3/1h;

h là số giờ của 1 ca trong 1 ngày, h=8 giờ;

 CM = 23018 35,1

 = 8,2 ca máy

Máy đào gàu nghịch thường đào những hố móng nông (h  4 m) nhưmương, rãnh nhỏ, hẹp chạy dài, những hố móng đơn lẻ

Đào được ở những nơi có mạch nước ngầm vì khi đào, máy đứng trên bờ hố

Có năng suất thấp hơn máy đào gàu thuận, nhưng không phải làm đường đểmáy xuống hố móng

Khi đào, máy và xe đứng cùng cao trình nên việc tổ chức vận chuyển đơngiản, không vướng víu

V TÍNH TOÁN THIẾT KẾ VÁN KHUÔN VÀ HỆ CHỐNG ĐỠ CHO CÁC CẤU KIỆN CỘT, DẦM, SÀN (VẼ SƠ ĐỒ CẤU TẠO)

1 Lựa chọn loại ván khuôn

Hiện nay trong xây dựng sử dụng hai hệ ván khuôn chính là hệ ván khuônbằng gỗ và hệ ván khuôn định hình (bằng thép hay bằng gỗ dán có sườn thépgia cường)

Hệ ván khuôn bằng gỗ đòi hỏi mất nhiều công sức chế tạo, khó thay đổi kíchthước (như cột chống nếu chiều cao tầng khác nhau thì khó luân chuyển được),

độ linh hoạt kém, tỉ lệ hao hụt lớn

Hệ ván khuôn định hình bằng thép hay bằng gỗ dán có sườn thép gia cường

dễ tháo lắp, thi công nhanh, bề mặt cấu kiện thi công đẹp, hệ số luân chuyểnlớn

Hình 5.1: Cấu tạo Tấm khuôn phẳng

Tùy thuộc vào loại kết cấu ( cột , dầm, sàn…) mà lựa chọn kích thước tấmkhuôn phù hợp, nên hạn chế lựa chọn quá nhiều loại tấm khuôn có kích thướckhác nhau, bố trí tấm khuôn theo một phương thống nhất để thuận tiện cho quátrình thi công

Công trình là nhà cao tầng (10 tầng) đòi hỏi một lượng ván khuôn rất lớn nênviệc sử dụng ván khuôn có độ bền lớn sẽ đem lại hiệu quả cao Do vậy ta chọn

dùng ván khuôn định hình bằng thép có hệ số luân chuyển lớn vừa đem lại hiệuquả thi công cao vừa phù hợp với khả năng đáp ứng của thị trường.Ván thépđịnh hình của hãng Hòa phát chế tạo, gông thép, xà gồ gỗ, giáo PAL, cột chốngđơn do Hoà Phát chế tạo.

Các thông số kỹ thuật và cấu tạo của ván khuôn và hệ chống đỡ Hòa phát cótrong phụ lục đi kèm thuyết minh

Hình 5.2: Một số loại ván khuôn của Nhà sản xuất Hòa Phát

Phụ lục tham khảo: (Có thể dùng bảng tra sau)

Ván khuôn kim loại do công ty thép Hòa Phát của Việt Nam chế tạo.

Hình 5.3: Bảng đặc tính kỹ thuật của tấm ván khuôn thẳng

Hình 5.4: Bảng đặc tính kỹ thuật của tấm khuôn góc trong

Hình 5.5: Bảng đặc tính kỹ thuật của tấm khuôn góc ngoài

Hình 5.6: Các loại cột chống

2 Thiết kế ván khuôn sàn:

Chọn sàn tầng 2 làm sàn tầng điển hình để thiết kế

( Nhà 10 tầng có các tầng 2,3 … 10 có cấu tạo tương tự nhau )

a Tổ hợp giáo PAL.

Chiều cao tầng 3,3 m, chiều cao sàn 100 mm

 Chiều cao thông thuỷ:

Vậy ta có tổng tĩnh tải tính toán: p = p1+ p2 = 300 + 55 = 355 (kG/m2)

- Hoạt tải: Bao gồm hoạt tải sinh ra do người và phương tiện di chuyển trênsàn, do quá trình đầm bêtông và do đổ bê tông vào ván khuôn

- Hoạt tải sinh ra do người và phương tiện di chuyển trên bề mặt sàn :

ptts = 1115.5 ( kG/m2) Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên sàn

qtcs = 250 + 50 + 0,9 ( 250+400 ) = 885 (kG/m2)

c Tính toán kiểm tra ván sàn.

Sơ đồ tính toán ván sàn là : Coi ván sàn như dầm liên tục kê lên các gối tựa

là các xà gồ loại 1 (xà gồ lớp trên)

Xét ô sàn điển hình có kích thước 7,04,2 m Dầm D1, D2, D5, rộng 0,2 m

 Dùng ván khuôn: 2 tấm loại HP 1540 (T1), 7 tấm loại HP 1240 (T2), 2tấm loại HP 940 (T3), 20 tấm loại HP 1530 (T4) , 20 tấm loại HP 1230 (T5), 20tấm loại HP 930 (T6) và 1 tấm loại HP 640 (T7), có một số ván sàn nhỏ hơnlàm bằng gỗ dùng để lắp vào những chỗ thiếu

T1: 1500x 400 mm T2: 1200x 400 mm T3: 900x 400 mm

T4: 1500x 300 mm T5: 1200x 300 mm T6: 900x 300 mm

T7: 600x 400 mmKhoảng cách l giữa các xà gồ 1 được tính toán sao cho đảm bảo điều kiệnbền và điều kiện ổn định cho ván sàn Vì sàn được chống bằng giáo PAL nênkhoảng cách giữa các xà gồ lớp 2 (lớp dưới) là 1,2m Khoảng cách các xà gồlớp 1 phụ thuộc vào tổ hợp ván sàn Căn cứ vào tổ hợp ván khuôn như hình vẽdưới đây ta bố trí khoảng cách lớn nhất giữa các xà gồ lớp 1 là 90cm

M

M M=ql /102

Cắt ra 1 dải bản có bề rộng b = 0,3 m bằng bề rộng của một ván sàn để tínhtoán

Tải trọng tác dụng lên dải 0,3 m là:

Với cường độ chịu uốn của ván khuôn kim loại:   = 2100 kG/cm2

Momen kháng uốn của tấm ván khuôn rộng 40 cm: W = 5,25744 (cm3)Coi dải ván khuôn như dầm liên tục kê lên các đà dọc ta có:

25744 , 5 2100 10

10

 Tính toán theo điều kiện biến dạng:

Độ võng giới hạn cho phép của ván sàn

128

J E

l q

Với J = 23,4825 (cm4)Theo điều kiện này thì khoảng cách lớn nhất của xà gồ:

q

J E

655 , 2 400

4825 , 23 10 1 , 2 128

400

128

3

6 3

d Tính toán, kiểm tra độ ổn định của xà gồ :

Hệ xà gồ lớp 1 được tựa lên hệ xà gồ lớp 2 ( khoảng cách= 120cm)

Chọn dùng xà gồ bằng gỗ có tiết diện 8  10 cm có các đặc trưng hình họcnhư sau:

Mômen quán tính J của xà gồ : 3 3 666 , 67 4

12

10 8

/ 115 /

9796 , 72 33 , 133 10

120 7572 , 6

l q

kiện bền được đảm bảo

+ Kiểm tra lại điều kiện biến dạng :

Độ võng được tính theo công thức :

cm

J E

l q

67 , 666 10

128

120 5,366

128

.

5

4 4

bh