KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH
Giới thiệu về công trình
Tên công trình: Chung cư cao tầng CT10 Địa điểm xây dựng: Hà Đông – Hà Nội
Quỹ đất ở các thành phố lớn tại Việt Nam đang bị thu hẹp do nhu cầu sử dụng tăng cao Công trình kiến trúc cao tầng, với các chức năng đa dạng như nhà ở, văn phòng và trung tâm thương mại, là giải pháp hiệu quả để đáp ứng nhu cầu này Việc xây dựng “Nhà chung cư cao tầng CT10” đã góp phần thỏa mãn một phần nhu cầu sử dụng của cư dân.
Công trình chung cư cao tầng CT10 tại quận Hà Đông, TP Hà Nội, gồm 10 tầng với tổng diện tích sàn lên đến 11.040m² Tầng 1 được thiết kế làm khu thương mại với nhiều cửa hàng, trong khi các tầng còn lại có 10 căn hộ mỗi tầng, mỗi căn hộ khép kín với 3 – 4 phòng và diện tích từ 64 – 100m² Khi hoàn thành, dự án sẽ cung cấp 90 căn hộ, có khả năng phục vụ từ 4 – 6 người mỗi căn Vị trí xây dựng thuận lợi với giao thông dễ dàng và nằm xa khu dân cư trung tâm, phù hợp với quy hoạch xây dựng khu vực.
Các gi ải pháp kiến trúc
1.2.1 Gi ải pháp về mặt bằng
Mặt bằng của công trình là 1 đơn nguyên liền khối hình chữ nhật 48x23m, gần như đối xứng
Tầng 1 gồm sảnh dẫn lối vào và các ki ốt bán hàng Các tầng từ tầng 2 đến tầng 9 là tầng để dân ở Mỗi tầng có tổng cộng 10 căn hộ, diện tích sàn sử dụng là 1104m 2 Tầng kỹ thuật và mái có lớp chống nóng, chống thấm, bể chứa nước và lắp đặt một số phương tiện kỹ thuật khác Để tận dụng không gian ở, giảm diện tích hành lang, công trình được bố trí 1 hành lang giữa, 2 dãy phòng bố trí 2 bên hành lang
Công trình được trang bị 2 thang máy ở giữa để thuận tiện cho giao thông đứng và đảm bảo an toàn cho cư dân trong trường hợp khẩn cấp Ngoài ra, còn có 2 cầu thang bộ được bố trí ở cuối hành lang để tăng cường khả năng di chuyển.
Mỗi tầng có phòng thu gom rác, phòng này đặt ở giữa tầng nhà và ngay trước thang máy
Mỗi căn hộ có diện tích từ 64 đến 100m², bao gồm 1 phòng khách, 2-3 phòng ngủ, bếp và khu vệ sinh, được thiết kế độc lập và sử dụng chung hành lang Nội thất phòng ngủ đủ không gian cho giường, bàn làm việc và tủ quần áo, trong khi phòng khách kết hợp với phòng ăn tạo thành không gian sinh hoạt rộng rãi cho nhiều người Mỗi căn hộ còn có phòng giặt thông ra ban công, mang lại không khí thoáng mát và tiện ích cho việc phơi đồ hoặc trang trí cây cảnh.
Sự liên hệ giữa các căn hộ cũng như diện tích các phòng trong 1 căn hộ là tương đối hợp lý
Hình 1.1: M ặ t b ằ ng t ầng điể n hình
1.2.2 Gi ải pháp về mặt đứng
Mặt đứng của công trình thể hiện kiến trúc bên ngoài, tạo nên quần thể kiến trúc hài hòa Thiết kế mặt đứng được trang trí hiện đại với hệ thống cửa kính khung nhôm, mang lại vẻ sang trọng cho các căn phòng Các căn hộ được trang bị ban công và cửa sổ mở, tạo không gian rộng rãi Giữa các căn hộ và giữa các phòng trong một căn hộ được phân cách bằng tường xây, trát vữa xi măng 2 mặt và sơn 3 lớp theo tiêu chuẩn kỹ thuật Ban công được lắp đặt lan can sắt sơn tĩnh điện, đảm bảo tính chống gỉ và an toàn.
Công trình có kiến trúc mạch lạc và bố cục chặt chẽ, phù hợp với chức năng sử dụng Mặt đứng phía trước được thiết kế đối xứng qua trục giữa, trong khi tất cả các căn hộ đều có ban công nhô ra ngoài, tạo nên nhịp điệu theo phương đứng Chiều cao tầng 1 là 4,8m, các tầng từ 2 đến 10 cao 3,3m, và tầng kỹ thuật cũng cao 3,3m.
Các gi ải pháp kỹ thuật của công tr ình
1.3.1 Gi ải pháp thông gió, chiếu sáng
Công trình được thông gió tự nhiên bằng các hệ thống cửa sổ Khu cầu thang và sảnh được bố trí hệ thống chiếu sang nhân tạo
Tất cả các hệ thống cửa trong công trình đều có chức năng thông gió, giúp lưu thông không khí hiệu quả Các căn hộ được thiết kế tiếp giáp với không gian bên ngoài, đảm bảo cung cấp ánh sáng tự nhiên tối ưu.
1.3.2 Gi ải pháp cung cấp điện
Hệ thống điện cho toàn bộ công trình được thiết kế và sử dụng điện trong toàn bộ công trình tuân theo các nguyên tắc sau:
+ Đường điện trong công trình được đi ngầm trong tường, có lớp bọc bảo vệ.
+ Hệ thống điện đặt ở nơi khô ráo, với những chỗ đặt gần nơi có hệ thống nước phải có biện pháp cách nước.
+ Tuyệt đối không đặt gần nơi có thể phát sinh hỏa hoạn
+ Dễ dàng sử dụng cũng như sửa chữa khi có sự cố.
+ Phù hợp với giải pháp Kiến Trúc và Kết Cấu để đơn giản trong thi công lắp đặt cũng như đảm bảo thẩm mỹ công trình
Hệ thống điện được cấu trúc theo hình cây, bắt đầu từ trạm điều khiển trung tâm và phân phối đến từng tầng, tiếp tục đến các phòng trong mỗi tầng Đặc biệt, tại tầng 1 có máy phát điện dự phòng nhằm đảm bảo cung cấp điện liên tục cho toàn bộ khu nhà.
1.3.3 Gi ả i pháp h ệ th ố ng ch ố ng sét và n ối đấ t
Hệ thống chống sét cho công trình bao gồm các kim thu sét bằng thép có đường kính 16mm và chiều dài 600mm, được lắp đặt trên các cấu trúc nhô cao và đỉnh mái nhà Các kim thu sét được kết nối với nhau và nối đất bằng thép có đường kính 10mm Cọc nối đất sử dụng thép góc 65x65x6 với chiều dài 2,5m, trong khi dây nối đất được làm từ thép dẹt 40x4 Hệ thống nối đất đảm bảo có điện trở nhỏ hơn 10Ω.
Hệ thống nối đất an toàn cho thiết bị điện phải được tách biệt với hệ thống nối đất chống sét, với điện trở nối đất đảm bảo nhỏ hơn 4Ω Tất cả các cấu trúc kim loại, khung tủ điện và vỏ hộp Aptomat đều cần được kết nối với hệ thống này để đảm bảo an toàn.
1.3.4 Gi ải pháp cấp thoát nước
Hệ thống cung cấp nước của Thành phố cung cấp nguồn nước được chứa trong bể ngầm riêng, từ đó phân phối đến từng khu vực sử dụng qua mạng lưới thiết kế phù hợp Tất cả các khu vệ sinh và phòng phục vụ đều được trang bị ống cấp nước và thoát nước, với đường ống cấp nước được kết nối với bể nước trên mái.
Bể nước ngầm là một giải pháp hiệu quả để dự trữ nước, được lắp đặt bên ngoài công trình nhằm đơn giản hóa quá trình xử lý kết cấu và thi công Việc bố trí bể nước này cũng giúp dễ dàng cho công tác sửa chữa Ngoài ra, bể nước ngầm được trang bị máy bơm để bơm nước lên tầng mái, đảm bảo cung cấp nước ổn định cho toàn bộ công trình.
Tất cả nước thải từ hệ thống thoát nước phải được xử lý tại trạm xử lý nước thải trước khi xả ra hệ thống thoát nước của thành phố, nhằm đảm bảo đạt tiêu chuẩn về chất lượng nước thải.
Hệ thống nước cứu hỏa được thiết kế đặc biệt với trạm bơm ở tầng 1, bể chứa trên mái và hệ thống ống dẫn khắp ngôi nhà Mỗi tầng đều trang bị hộp chữa cháy ở hai đầu hành lang và cầu thang.
1.3.5 Gi ải pháp cứu hoả
Hệ thống nước cứu hỏa được thiết kế độc lập với một trạm bơm ở tầng 1, bể chứa trên mái và hệ thống ống dẫn khắp ngôi nhà Mỗi tầng đều trang bị hộp chữa cháy tại hai đầu hành lang và cầu thang để đảm bảo an toàn.
Khi xảy ra cháy, việc thoát người là rất quan trọng Công trình cần có hệ thống giao thông ngang với hành lang rộng rãi, kết nối thuận tiện với hệ thống giao thông đứng Các cầu thang được bố trí linh hoạt, bao gồm cả cầu thang bộ và cầu thang máy, nhằm đảm bảo an toàn cho người sử dụng.
1.3.6 Các thông s ố, chỉ tiêu cơ bản
Mật độ xây dựng được xây dựng bằng công thức: S xd /S
Trong đó: Sxd – diện tích xây dựng của công trình
S – diện tích toàn khu đất, S = 6090m 2 (Bao gồm diện tích xây dựng công trình, đường giao thông, các khu vực hỗ trợ…)
Vậy ta có hệ số xây dựng là S xd /S1104 / 6090 0,181 0,4 (0,4 – hệ số xây dựng cho phép)
1.3.7 V ật liệu sử dụng trong công tr ình
- Đối với kết cấu chịu lực:
Bê tông có mác 350 (B25) được sử dụng, với bê tông thương phẩm được cung cấp từ các trạm trộn Để rút ngắn tiến độ thi công, bê tông sẽ được sử dụng phụ gia và tính toán cấp phối để đảm bảo đạt cường độ theo yêu cầu.
+ Thép chịu lực dùng thép AII, cường độ Rk = Rn = 2800 kG/cm2, thép đai dùng thép AI, cường độ Rk = R n = 2250 Kg/cm2
+ Gạch xây tường ngăn giữa các căn hộ và giữa các phòng dùng gạch rỗng có trọng lượng nhẹ, để làm giảm trọng lượng của công trình
+ Dùng các loại sỏi, đá, cát phù hợp với cấp phối, đảm bảo mác của vữa và khối xây theo đúng yêu cầu thiết kế.
Tôn là vật liệu được sử dụng để che các mái tum của công trình, góp phần tạo nên vẻ đẹp kiến trúc Việc sử dụng tôn lạnh màu giúp giảm khả năng hấp thụ nhiệt, từ đó cải thiện hiệu suất năng lượng cho công trình.
- Vật liệu dùng để trang trí kiến trúc, nội thất:
Cửa kính nhẹ nhưng chắc chắn, có khả năng chịu lực tốt trước va đập mạnh từ gió và bão Bên cạnh đó, cửa kính còn mang lại hiệu quả cách âm và cách nhiệt tối ưu.
Các loại gạch men được sử dụng để ốp lát không chỉ có khả năng chống trầy xước mà còn có hoa văn nội thất hài hòa với màu sơn tường, góp phần tạo nên vẻ đẹp thẩm mỹ cho không gian bên trong phòng.
+ Gỗ dùng làm cửa và nội thất bên trong phòng: Sử dụng các loại gỗ đặc chắc, không bị mối mọt, có thời gian sư dụng trên 30 năm
+ Sơn: Dùng sơn có khả năng chống được mưa bão, không bị thấm, không bị nấm mốc.
- Ngoài những vật liệu đã nêu ở trên, công trình còn sử dụng các loại vật liệu chống thấm (Sika), xốp cách nhiệt,…
Điều kiện khí hậu, thủy văn
Công trình nằm ở Hà Nội, nhiệt độ bình quân trong năm là 23,8 0 C, chênh lệch nhiệt độ giữa tháng cao nhất (tháng 7) và tháng thấp nhất (tháng
Thời tiết chia làm 2 mùa rõ rệt: Mùa nóng (từ tháng 4 đến tháng 10), mùa lạnh (từ tháng 11 đến tháng 3 năm sau) Độẩm trung bình 83% - 85%
Hà Đông chủ yếu chịu ảnh hưởng của hai hướng gió chính là Đông Nam và Đông Bắc, với tháng 8 là tháng có sức gió mạnh nhất, đạt tốc độ tối đa 28m/s, trong khi tháng 11 có sức gió yếu nhất Điều kiện thổ nhưỡng tại đây chủ yếu là đất thịt, đất thịt nhẹ và đất bãi dọc theo sông Đáy.
- Đất phù sa được bồi (Pb): diện tích là 261 ha, chiếm khoảng 10,1% tổng diện tích đất nông nghiệp
- Đất phù sa không được bồi (P): diện tích là 1.049 ha, chiếm 37,4 % diện tích đất nông nghiệp.
- Đất phù sa gley (Pg) diện tích 1.472 ha, chiếm 52,5% diện tích đất nông nghiệp.
GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN
Các giải pháp kết cấu
2.1.1 Các h ệ kết cấu chịu lực cơ bản của nh à nhi ều tầng
Hệ thống chịu lực của công trình được cấu thành từ các cột đứng và dầm ngang, tạo thành khung phẳng liên kết với nhau, hình thành khối khung không gian có mặt bằng chữ nhật với lõi thang máy xây gạch Ưu điểm của kết cấu này là tạo ra không gian lớn, linh hoạt trong bố trí sử dụng, đồng thời đơn giản hóa việc tính toán nội lực và quy trình thi công.
Kết cấu công trình này có nhược điểm là giảm khả năng chịu tải trọng ngang, đặc biệt ở các công trình cao Để đảm bảo khả năng chịu lực, kích thước cột dầm cần tăng lên, dẫn đến tăng trọng lượng bản thân và chiếm diện tích sử dụng Vì vậy, lựa chọn kiểu kết cấu này không phải là phương án tối ưu.
2.1.1.2 Hệ tường – lõi chịu lực
Trong hệ thống này, các cấu kiện thẳng đứng chịu lực của nhà bao gồm các tường phẳng và lõi, với tải trọng ngang được truyền đến các tấm tường và lõi qua các bản sàn Các tường cứng hoạt động như các công xon có chiều cao lớn, phù hợp cho những ngôi nhà có không gian bên trong đơn giản, nơi vị trí tường ngăn trùng với vị trí tường chịu lực Ưu điểm của giải pháp này là độ cứng cao, khả năng chịu tải trọng ngang tốt, đồng thời kết hợp với vách thang máy bằng bê tông cốt thép làm lõi.
Nhược điểm: Trọng lượng công trình lớn, tính toán và thi công phức tạp hơn.
2.1.1.3 Hệ khung – lõi chịu lực
Trong hệ kết cấu khung và lõi, khung chịu tải trọng đứng và một phần tải trọng ngang, trong khi lõi chịu tải trọng ngang Sự phân phối tải trọng được thực hiện dựa trên độ cứng tương đương của khung và lõi, giúp giảm trọng lượng công trình, tạo không gian kiến trúc rộng rãi và đơn giản hóa quá trình tính toán cũng như thi công.
2.1.2 L ựa chọn giải pháp kết cấu cho công tr ình
Mỗi hệ kết cấu cơ bản của nhà cao tầng đều có những ưu, nhược điểm riêng Công trình yêu cầu không gian linh hoạt cho các phòng ở của từng hộ gia đình, do đó giải pháp tường chịu lực không khả thi Hệ khung chịu lực có nhược điểm là gây ra chuyển vị ngang lớn và kích thước cấu kiện lớn, dẫn đến sự lãng phí Giải pháp hệ lõi chịu lực yêu cầu thiết kế với độ dày sàn lớn và lõi phân bố hợp lý, gây khó khăn cho việc bố trí mặt bằng trong công trình nhà ở và giao dịch buôn bán Để đáp ứng các yêu cầu kiến trúc và kết cấu cho nhà cao tầng làm chung cư, giải pháp tối ưu là sử dụng hệ hỗn hợp, kết hợp giữa hai hoặc nhiều hệ cơ bản Do đó, hệ kết cấu chịu lực được chọn cho công trình là hệ khung – lõi.
2.1.3 Sơ đồ l àm vi ệc của hệ kết cấu chịu tác dụng của tải trọng ngang
Sơ đồ này được thiết kế để tính toán khi khung chỉ chịu tải trọng thẳng đứng tương ứng với diện tích truyền tải, đồng thời xem xét tải trọng ngang và một phần tải trọng đứng.
Hình 2.1 : Sơ đồ gi ằng và sơ đồ khung gi ằ ng
Các kết cấu chịu tải cơ bản bao gồm lõi và tường chịu lực Trong sơ đồ này, tất cả các nút khung đều được thiết kế với cấu tạo khớp, hoặc tất cả các cột đều có độ cứng chống uốn rất thấp.
2.1.3.2 Sơ đồ khung - giằng (hình 2.1.b)
Sơ đồ khung tham gia chịu tải trọng thẳng đứng và ngang tương tự như các kết cấu chịu lực cơ bản khác, với khung liên kết cứng tại các nút, được gọi là khung cứng Độ cứng tổng thể của hệ thống được đảm bảo nhờ các kết cấu giằng đứng (vách) và các tấm sàn ngang Tuy nhiên, độ cứng của khung thường thấp hơn nhiều so với vách cứng, do đó các kết cấu giằng sẽ chịu phần lớn tác dụng của tải trọng ngang.
* Lựa chọn sơ đồ làm việc cho kết cấu chịu lực:
Qua phân tích, sơ đồ khung - giằng được xác định là hợp lý nhất cho công trình Kết cấu lõi (lõi cầu thang máy) kết hợp với khung giúp giảm tải trọng ngang tác động vào từng khung, nhờ vào độ cứng chống uốn lớn của lõi Sự phối hợp đồng thời giữa khung và lõi là ưu điểm nổi bật của hệ kết cấu này, do đó, hệ khung giằng được lựa chọn làm hệ kết cấu chính chịu lực Độ cứng của công trình cần được duy trì ổn định theo chiều cao và phương ngang, tránh thay đổi độ cứng và cường độ giữa các tầng, vì điều này có thể dẫn đến nguy cơ sụp đổ toàn bộ công trình hoặc phần trên tầng mềm.
Công trình cao tầng 10 tầng với chiều cao 38,5m được phân loại là công trình cỡ trung bình, dưới 20 tầng Giải pháp kết cấu phổ biến cho công trình này là hệ khung giằng, bao gồm khung và vách bê tông cốt thép kết hợp để chịu lực.
Trong quá trình làm việc, hệ thống khung chịu tải trọng đứng, trong khi hệ thống vách và lõi chịu tải trọng ngang Dưới tác dụng của tải trọng ngang, khung chủ yếu chịu cắt, dẫn đến chuyển vị tương đối của các tầng trên nhỏ hơn so với các tầng dưới Ngược lại, lõi và vách chủ yếu chịu uốn, với chuyển vị tương đối của các tầng trên lớn hơn Sự kết hợp này giúp giảm chuyển vị của toàn bộ công trình Hệ kết cấu sàn đóng vai trò quan trọng trong việc liên kết hai hệ thống, với kết cấu sàn dầm (sàn sườn) thường được sử dụng cho các công trình cao tầng, giúp tăng độ cứng ngang và giảm chuyển vị ngang.
L ựa chọn sơ bộ kích thước cấu kiện
2.2.1 L ựa chọn chiều d ày sàn
Công th ức xác định chiều d ày b ản sàn như sau:
Hệ số D phụ thuộc vào đặc tính của tải trọng đứng tác động lên sàn, với giá trị D dao động từ 0,8 đến 1,4 Nhịp l được tính toán theo phương chịu lực của bản sàn Hệ số m, liên quan đến đặc tính làm việc của sàn, có giá trị từ 35 đến 45.
Xét các ô sàn: Dựa vào kích thước các cạnh của bản sàn trên mặt bằng kết cấu ta phân các ô sàn ra làm 2 loại:
+ Loại 1: Các ô sàn có tỷ số các cạnh l2/l1 ≤ 2 ô sàn làm việc theo 2 phương (thuộc loại bản kê 4 cạnh)
+ Loại 2: Các ô sàn có tỷ số các cạnh l2/l 1 2 ô sàn làm việc theo 1 phương (thuộc loại bản dầm)
Hình 2.2a B ả n kê lo ạ i d ầ m Hình 2.2b B ả n kê 4 c ạ nh
Mặt bằng diện tích các ô sàn
Hình 2.3: M ặ t b ằ ng k ế t c ấ u th ể hi ệ n v ị trí các ô b ả n
Bề dày các ô sàn được tính toán ở bảng 2.1
Tên ô sàn Loại sàn Kích thước
Để đảm bảo khả năng chống rung và phân phối tải trọng ngang hiệu quả, độ cứng của các khung được xác định với h s = 0,1m (100mm) cho sàn nhà vệ sinh, h s = 0,15m (150mm) cho sàn hành lang và sàn gần thang máy.
0,12m = 120mm cho các sàn còn lại
2.2.2 Xác định tiết diện dầm
Chiều cao tiết diện dầm hd chọn sơ bộ theo nhịp: d d d h l
Trong đó: ld – Nhịp của dầm đang xét; md – Hệ số kể đến vai trò của dầm (Với dầm phụ: m d 1520; với dầm chính: m d 8 12; với đoạn dầm consol:m d 5 7)
Bề rộng tiết diện dầm bd chọn trong khoảng 0,3 0,5 h d
B ả ng 2.2: B ả ng l ự a ch ọn kích thướ c ti ế t di ệ n d ầ m t ầ ng điể n hình
T Tên dầm Loại dầm Nhịp
Tiết diện tính toán Tiết diện chọn b (cm) h (cm) b h
7 DP(2-4) Phụ 12,5 (21-35) (62,5-83,33) 22 70 Đối với các tầng khác, các tiết diện dầm cũng được tính toán tương tự và được thể hiện trong các bản vẽ kết cấu
2.2.3 Xác đị nh ti ế t di ệ n c ộ t
Kích thước tiết diện cột được chọn theo công thức sau:
N – Lực dọc sơ bộ xác địnhtheo công thức:
Diện tích mặt sàn F truyền tải trọng lên cột, với tải trọng tương đương q tính trên mỗi mét vuông mặt sàn (bao gồm tải trọng thường xuyên và tạm thời), thường được xác định trong khoảng q = (1 - 1,5) T/m² Số sàn n phía trên tiết diện đang xét cũng cần được tính đến, bao gồm cả mái.
Rb – Cường độ tính toán về nén của bê tông; k = 1,1 1,5 – H ệ s ố xét đế n ảnh hưởng khác như mômen uốn, hàm lượng cốt thép, độ mảnh của cột
Cột sau khi chọn phải kiểm tra lại điều kiện về độ mảnh theo phương cạnh ngắn:
Chọn cột có tiết diện 50x50 cm
B ả ng 2.3 B ả ng l ự a ch ọn kích thướ c ti ế t di ệ n c ủ a c ộ t
Việc giảm tiết diện cột theo chiều cao công trình là cần thiết về mặt kinh tế, đặc biệt đối với nhà công tầng Tuy nhiên, do số lượng cột trên mặt bằng không nhiều, nên việc giảm tiết diện cột không mang lại lợi ích kinh tế đáng kể Hơn nữa, để đảm bảo sự đơn giản trong thi công và duy trì độ cứng của công trình không thay đổi theo chiều cao, chúng ta quyết định giữ nguyên kích thước tiết diện cột từ tầng 1 đến tầng 10.
2.2.4 Xác định tiết diện vách
Theo TCVN 1998 quy định độ dày của lõi thang máy không nhỏ hơn một trong hai giá trị sau: {150mm; 1
Vậy sơ bộ chọn độ dày của lõi thang máy là 250mm Vách có t 300mm
Thiết lập mặt bằng kết cấu sàn trong đó:
- Các dầm được kí hiệu lần lượt là D(2-1), D(2-2), , D(2-4), DP(2-1), DP(2-2), DP(2-3)
- Các cột được kí hiệu lần lượt là C1, C2, C3
- Các ô sàn được kí hiệu lần lượt là S1, S2, S6
- Hình vẽ dưới đây thể hiện mặt bằng kết cấu tầng 2 (tầng điền hình)
Hình 2.4: M ặ t b ằ ng k ế t c ấ u t ầ ng 2 (t ầng điể n hình)
Tính toán t ải trọng và tác động
Tải trọng đứng tác dụng lên công trình bao gồm tải trọng thường xuyên (tĩnh tải) và tải trọng tạm thời (hoạt tải)
Tải trọng các lớp tĩnh tải hoàn thiện được xác định bằng công thức tt tc q = q × n Trong đó, tải trọng tiêu chuẩn q tc được tính bằng h ht γ (Kg/m²), với h ht là chiều dày lớp hoàn thiện tính bằng mét.
– Trọng lương riêng (Kg/m 3 ); n – Hệ số độ tin cậy
Các giá trị tải trọng tính toán cụ thểđược thể hiện từ bảng A1 đến A5 trong
2.3.1.2 Tĩnh tải tường xây, vách ngăn
Tường ngăn giữa các phòng trong một căn hộ dày 110mm, tường bao chu vi nhà và tường ngăn giữa các căn hộ dày 220mm
Chiều cao tường được xác định: h t = H – h d,s (2 – 8) Trong đó: ht - Chiều cao tường;
H - Chiều cao tầng nhà; h d,s - Chiều cao dầm hoặc sàn trên tường tương ứng.
Khi tính trọng lượng tường, cần trừ đi 30% trọng lượng do cửa đi và cửa sổ, điều này có thể thực hiện bằng cách nhân với hệ số 0,7 Tĩnh tải của tường xây và vách ngăn được tham khảo trong Bảng A4 Phụ lục.
Tải trọng bản thân của công trình được chương trình tính toán kết cấu
Etabs ver 9.7.4 tự động tính toán theo khai báo với hệ số kể đến trọng lượng bản thân là 1,1
Hoạt tải của các phòng được lấy theo tiêu chuẩn tải trọng và tác động
TCVN 2737-1995 và được thể hiện trong bảng A.6 Phụ lục A
Công trình có độ cao h 8,4m < 40m nên theo qui phạm tải trọng gió chỉ tính đến thành phần tĩnh của tải trọng gió, không tính đến thành phần động
Tải trọng gió được xác định theo công thức:
Trong đó: n: hệ số tin cậy của tải trọng gió n = 1,2
Wo (kg/cm 2 ): áp lực gió tuỳ thuộc vào vùng áp lực gió Công trình được xây dựng ở Hà Nội thuộc vùng IIB có Wo = 95daN/m 2
K: hệ số tính đến sự thay đổi của áp lực gió theo độ cao c : hệ số khí động Với công trình thiết kế C hút = 0,6 ; C đẩy = 0,8
Hoạt tải gió mái quy về lực tập trung đặt tại đỉnh cột áp mái
S = W0 k Cci n h B Trong đó: h – chiều cao tầng mái
B – bề rộng mặt đón gió của công trình
- Tầng 1 có độ cao 4,8m < 5m k = 0,872 Áp dụng: W W o k c n B
Phía gió đẩy c = 0,8; gió hút c = 0,6
Tương tự ta tính toán cho các tầng tiếp theo ta được bảng được thể hiện trong bảng A.7 Phụ lục A
THIẾT KẾ BẢN S ÀN
Cơ sở lý thuyết tính sàn bê tông cốt thép
Sàn bêtông cốt thép ta tính toán với dải sàn rộng 1m, chiều cao là chiều dày của sàn và được tính toán tương tự như đối với dầm.
Cơ sở lý thuyết cấu tạo s àn bê tông c ốt thép
Bản là kết cấu phẳng với chiều dày nhỏ so với chiều dài và chiều rộng, thường có kích thước từ 2 đến 6m và chiều dày từ 6 đến 20cm Trong các kết cấu khác, kích thước và chiều dày của bản có thể thay đổi Bêtông sử dụng cho bản thường có cấp độ bền chịu nén từ B12,5 đến B25 Đối với cấu kiện chịu uốn bằng bêtông cốt thép, việc sử dụng bêtông có cấp độ bền cao hơn có thể giúp hạn chế độ võng và bề rộng khe nứt, nhưng sẽ giảm hiệu quả kinh tế.
Cốt thép trong bản gồm có cốt thép chịu lực và cốt phân bố bằng thép
Cốt chịu lực trong kết cấu thường được sử dụng là CI, CII hoặc đôi khi là CIII, với đường kính từ 6 đến 12mm Cốt chịu lực được bố trí trong vùng chịu kéo do mômen gây ra, và số lượng cốt này được xác định qua tính toán, thể hiện qua đường kính và khoảng cách giữa các cốt Đặc biệt, khoảng cách giữa trục của hai cốt thép chịu lực trong vùng có mômen lớn không được vượt quá giới hạn quy định.
20cm khi chiều dày bản h < 15cm
Để đảm bảo việc đổ bê tông hiệu quả, khoảng cách giữa các cốt thép không được nhỏ hơn 7cm, với cốt phân bố đặt thẳng góc với cốt chịu lực Cốt phân bố có nhiệm vụ giữ vị trí cho cốt chịu lực trong quá trình đổ bê tông, phân phối lực tập trung đến các cốt chịu lực lân cận và chịu ứng suất co ngót, nhiệt độ, với số lượng cốt chịu lực tại tiết diện có mômen uốn lớn nhất không vượt quá 10% Khoảng cách giữa các cốt phân bố thường từ 25 đến 30cm và không lớn hơn 35cm Cốt chịu lực và cốt phân bố được kết nối với nhau bằng cách buộc hoặc hàn thành lưới.
Hình 3 1: Sơ đồ b ố trí c ố t thép trong b ả n a) Mặt bằng; b) Mặt cắt;
1 - Cốt chịu lực; 2 - Cốt phân bố.
Tính toán b ản s àn
Ta tiến hành tính toán cụ thể cho 2 ô sàn điển hình ô S1 và ô S2
B ả ng 3.1: Thông s ố các ô sàn Ô sàn Tĩnh tải g Hoạt tải p l1 ( m ) l2 ( m ) l2/ l1 Loại bản
Ô sàn S1 thuộc trường hợp bản kê 4 cạnh
3.3.1.1 N ộ i l ự c Ô sàn S1 thuộc khu vực phòng ngủ, tải trọng tác dụng lên ô sàn là: q=g+pC4+195b9 kG/m 2
Theo công thức trang 109 sách sổ tay thực hành kết cấu công trình ta có:
Tra bảng 1-19 (Sổ tay thực hành kết cấu công trình) được các hệ số: m 61 = 0,0322; k 61 = 0,071; m 62 = 0,0171; k 62 = 0,0376;
+ Mômen theo giữa nhịp theo phương cạnh ngắn là:
+ Mômen theo giữa nhịp theo phương cạnh dài là:
+ Mômen theo trên gối theo phương cạnh ngắn là:
+ Mômen theo trên gối theo phương cạnh dài là:
3.3.1.2 Tính toán thép Đặt vấn đề đặt cốt thép trong bản đều theo hai phương, nên ta dùng giá trị momen theo phương cạnh ngắn để tính
Tính thép cho tiết diện giữa, chịu mô men dương M1#4,94 kGm/m Tính toán cho dải bản có bề rộng b = 100cm
Chọn bố trí 8ta có Fa=0,503cm 2
Khoảng cách giữa các cốt thép là : 0,503 100 50,3
Để đảm bảo an toàn và độ bền cho sàn khi có sự biến đổi tải trọng, chúng ta sử dụng thép có đường kính 8mm với khoảng cách 150mm Diện tích cốt thép được tính toán là 3,35cm².
Tính hàm lượng cốt thép:
Vậy hàm lượng cốt thép và chiều dày bản ta chọn là hợp lý
Tính thép cho tiết diện biên chịu mô men âm M1Q8,04 kGm/m
Tính toán cho dải bản có bề rộng b= 100cm
Chọn bố trí 10, a 0 mm, ta có Fa=3,92 cm 2 min 0
Cốt thép chịu mô men dương ở giữa nhịp được kéo dài và neo tại các gối, tạo thành các dầm bao quanh ô bản Thép này được cấu tạo dưới dạng thép mũ, được cắt theo nguyên tắc l=1/4.ln, trong đó l là khoảng cách từ đầu cốt thép đến mép dầm, còn ln là khoảng cách tính đến giữa các dầm biên theo phương cạnh ngắn của ô bản.
Cốt thép lấy theo cấu tạo 8 200a
Bố trí thép cụ thể xem ở bản vẽ kết cấu sàn KC-1
Ô sàn S1 thuộc trường hợp loại bản kê 4 cạnh Ô sàn S2 thuộc khu vực bếp, phòng giặt nên tải trọng tác dụng lên ô sàn là: q=g+pC6,1+195c1,1 kG/m 2
Theo công thức trang 109 sách sổ tay thực hành kết cấu công trình ta có:
Tra bảng 1-19 (Sổ tay thực hành kết cấu công trình) được các hệ số: m61= 0,0318; k61= 0,0663; m62= 0,0113; k62= 0,0237;
+ Mômen theo giữa nhịp theo phương cạnh ngắn là:
+ Mômen theo giữa nhịp theo phương cạnh dài là:
+ Mômen theo trên gối theo phương cạnh ngắn là:
+ Mômen theo trên gối theo phương cạnh dài là:
3.3.2.2 Tính toán thép Đặt vấn đề đặt cốt thép trong bản đều theo hai phương, nên ta dùng giá trị momen theo phương cạnh ngắn để tính
Tính thép cho tiết diện giữa, chịu mô men dương M11,38 kGm/m
Tính toán cho dải bản có bề rộng b = 100cm
Chọn bố trí 8, a 0 cm, ta có F a =2,51 cm 2 min 0
Cốt thép chịu mô men dương ở giữa nhịp được kéo dài và neo tại các gối, bao quanh ô bản Thép này được thiết kế dưới dạng thép mũ, với chiều dài được cắt theo nguyên tắc l=1/4.ln, trong đó l là khoảng cách từ đầu cốt thép đến mép dầm, và ln là khoảng cách tính đến giữa các dầm biên theo phương cạnh ngắn của ô bản.
Cốt thép lấy theo cấu tạo 8 200a
Bố trí thép cụ thể xem ở bản vẽ kết cấu sàn KC-1
Các ô sàn khác
Việc tính toán các ô sàn thuộc trường hợp bản kê 4 cạnh được thực hiện tương tự như trên
Ta có bảng tính các ô sàn ở phụ lục B
TÍNH TOÁN CỘT
Cơ sở tính toán
1 Bảng nội lực tính toán
2 TCVN 356 - 2005: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép
3 Hồ sơ kiến trúc công trình.
Vật liệu sử dụng
- Bê tông Mác 350 có: R b ,5 Mpa, R bt = 1,055 Mpa, E b = 30000 Mpa
- Cốt thép dùng thép nhóm AII có: Rs = Rsc = 280 Mpa, Es = 210000 Mpa
Điều kiện tính toán
- Cột cần tính toán là cột các trục B, A từ tầng 1 đến tầng 10 Cột được tính là cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên
- Cốt thép trong cột được tính gần đúng theo phương pháp trong tài liệu: Tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép của thầy Nguyễn Đình Cống
Khung nhà 3 nhịp có tổng chiều dài là 23m, với chiều cao tổng thể 38,4m tính từ chân cột đến móng Theo tài liệu của thầy Nguyễn Đình Cống về tính toán tiết diện cột bê tông cốt thép, khi dầm liên kết cứng với cột và sàn toàn khối, hệ số tính toán chiều dài cột các tầng được xác định là = 0,7.
- Nội lực tính toán cột được lấy ra từ bảng nội lực được xuất ra sau khi chạy phần mềm etabs.
Tính toán c ốt thép
4.4.1 Tính toán c ốt thép cột C3 (cột giữa) tiết diện c ột: b h = 80 80 (cm)
Số liệu: cạnh: Cx = Cy = 80cm;
Chiều dài tính toán: l o l0,7 3,3 2,31 m ( lấy theo cuốn
“Tính toán tiết diện cột BTCT – GS Nguyễn Đình Cống – Trang 17”)
My = -16,044Tm Chuẩn bị số liệu:
C C Tính theo phương X h = Cx = 800mm; b = Cy = 800mm
Z = h – a – a’= 800 – 40 – 40 = 720 mm = 72cm Độ lệch tâm ngẫu nhiên e a = 32mm
Với kết cấu tĩnh định:
Trường hợp nén lệch tâm bé, tính toán gần như nén đúng tâm
Hệ số ảnh hưởng độ lệch tâm:
Hệ số uốn dọc phụ thêm khi xét nén đúng tâm:
Diện tích toàn bộ cốt thép dọc:
Xét theo cấu tạo 1%, ta chọn 16 25 có A s = 78,5cm 2
Khoảng hở của cốt thép: 150
4.4.2 C ấu tạo cốt thép cột
- Cấu tạo cốt thép cột theo hình vẽ sau:
Do hạn chế về khối lượng thuyết minh và sự lặp lại các công thức tính toán, tất cả các cột của các tầng còn lại sẽ được tính toán và đưa kết quả vào bảng tính toán cốt thép cột tại phụ lục B.
Bố trí thép được thể hiện trong bản vẽ KC-3.
Cơ sổ tính toán
1 Bảng tổ hợp tính toán dầm
2 TCVN 356 - 2005: Tiêu chuẩn thiết kế bê tông cốt thép
3 Hồ sơ kiến trúc công trình.
V ật liệu sử dụng
- Bê tông B25 có: R b ,5 Mpa, R bt = 1,055 Mpa, E b = 30000 Mpa
- Cốt thép dùng thép nhóm AII có: R s = R sc = 280 Mpa, E s = 210000 Mpa
Tính toán cốt thép dầm
Bố trí thép được thể hiện trong bản vẽ KC-3.
THIẾT KẾ MÓNG
Địa chất công trình và địa chất thủy văn
6 1.1 Điều kiện địa chất công tr ình
Kết quả thăm dò và xử lý địa chất với công trình được trình bày trong bảng dưới đây :
B ả ng 6 1: Đị a ch ấ t công trình
Chiều dày Độ sâu Mô tả lớp đất
1 0,8 0 Đất canh tác: sét pha xám nâu lẫn rễ thực vật
2 2,6 0,8 Sét pha nâu vàng, nâu đỏ,xám nâu trạng thái dẻo cứng
3 2,6 3,4 Sét pha nâu hồng, nâu gụ, trạng thái dẻo mềm xen kẹp cát pha
4 7,2 6 Cát hạt nhỏ, họ mịn, xám nâu, xám đen kém chặt lẫn cát pha
5 1,9 13,2 Sét pha xám nâu, nâu gụ dẻo mềm dến dẻo chảy
6 7,6 15,1 Bùn sét pha xám đen, xám nâu, dẻo chảy
7 2,3 22,7 Sét pha nâu hồng, nâu gụ, trạng thái dẻo mềm
8 5,3 25 Cát hạt nhỏ xám, đen chặt lẫn ít sạn nhỏ
9 9,7 30,3 Cát hạt trung ,hạt thô xám vàng, xám nâu trạng thái chặt vừa dến chặt
10 40 Cuội, sỏi lẫn cát xám vàng, xám trắng trạng thái chặt đến rất chặt
Số liệu địa chất thu thập từ khoan khảo sát và thí nghiệm trong phòng, kết hợp với các số liệu xuyên tĩnh, cho thấy đất nền tại khu vực xây dựng bao gồm nhiều lớp đất với thành phần trạng thái đa dạng.
B ả ng 6.2: Tr ạ ng thái các l ớp đất đượ c kh ả o sát
Chỉ số dẻo Ip (%) - 12,1 9,5 - 12,4 14 11,1 - - - Độ sệt B - 0,34 0,58 - 0,65 1,73 0,59 - - -
1 Đấ t sét pha xám nâu l ẫ n r ễ th ự c v ậ t
2 Sét pha n âu vàng, nâu đỏ,xám nâu trạng thái dẻo c ứng : 1,91( / T m 3 ); 11; I p 12,1%; B 0,34
3 Sét pha nâu h ồng, nâu gụ, trạng thái dẻo mềm xen k ẹp cát pha : 1,85( / T m 3 ); 10; I p 9,5%;
4 Cát h ạt nhỏ, họ mịn, xám nâu, xám đen kém chặt lẫn cát pha: dn 1,03( / T m 3 ); 30;
5 Sét pha xám nâu, nâu g ụ dẻo mềm dến dẻo chảy :
6 Bùn sét pha xám đen, xám nâu, dẻo chảy :
7 Sét pha nâu h ồng, nâu gụ, trạng thái dẻo mềm :
8 Cát h ạt nhỏ xám, đen chặt lẫn ít s ạn nhỏ : 2,7
9 Cát h ạt trung ,hạt thô xám v àng, xám nâu tr ạng thái ch ặt vừa dến chặt : 2,7
10 Cu ội, sỏi lẫn cát xám v àng, xám tr ắng trạng thái chặt đến rất chặt: 1,98( / T m 3 ); 34;
Cấu tạo đại chất và khảo sát thực địa cho thấy lớp đất số 4, 8, 9 có khả năng chứa nước, trong khi các lớp đất còn lại đều có khả năng chứa nước kém.
Mực nước ngầm xuất hiện trong các hố khoan ở độ sâu 0,6m, chủ yếu được cung cấp từ nước mưa và nước mặt thấm xuống Tuy nhiên, nước ngầm tại khu vực này không ảnh hưởng đến quá trình thi công cũng như sự ổn định của công trình.
L ựa chọn phương án móng
Công trình nhà cao tầng thường có đặc điểm nổi bật như tải trọng thẳng đứng lớn đặt trên diện tích hạn chế, đồng thời cần đảm bảo sự ổn định khi chịu tải trọng ngang từ tác động của gió và động đất.
Do đó việc thiết kế móng cho nhà cao tầng cần đảm bảo:
- Sức chịu tải của cọc
- Công nghệ thi công hợp lý không làm hại đến công trình đã xây dựng
- Đạt hiểu quả kinh tế kỹ thuật
Các đặc điểm địa chất công trình cho thấy rằng các lớp đất trên là đất yếu, không đủ khả năng để đặt móng cao tầng Tuy nhiên, lớp cuối cùng là cuội sỏi lẫn cát sạn với trạng thái chặt đến rất chặt, có chiều dày đáng kể, tạo điều kiện thuận lợi để đặt móng cao tầng.
Vậy phương án móng sâu là bắt buộc
Phương án sử dụng móng cọc ép với mũi cọc được đặt vào lớp đất cuối cùng mang lại nhiều lợi ích Cọc ép trước có chi phí thấp, phù hợp với điều kiện xây dựng chen chúc và không gây ra chấn động cho các công trình xung quanh Quá trình thi công và kiểm tra dễ dàng, chất lượng của từng đoạn cọc được đảm bảo qua việc thử nghiệm dưới lực ép Ngoài ra, sức chịu tải của cọc ép có thể xác định chính xác thông qua lực ép cuối cùng.
Cọc ép trước có nhược điểm về kích thước và sức chịu tải bị hạn chế do tiết diện cọc nhỏ Chiều dài cọc không thể mở rộng, và thiết bị thi công cọc thường hạn chế hơn so với các công nghệ khác, dẫn đến thời gian thi công kéo dài và dễ gặp phải hiện tượng chối giả khi đóng Điều này gây ra không ít khó khăn cho quy mô của công trình.
Phương án dùng móng cọc khoan nhồi mũi cọc được đặt vào lớp đất cuối cùng
Cọc khoan nhồi có nhiều ưu điểm nổi bật, bao gồm khả năng đạt chiều sâu hàng trăm mét mà không bị hạn chế như cọc ép, cho phép tối ưu hóa đường kính và chiều dài cọc Ngoài ra, cọc khoan nhồi có khả năng tiếp nhận tải trọng lớn và xuyên qua các lớp đất cứng, đồng thời đường kính lớn của cọc cũng giúp tăng cường độ cứng ngang cho công trình.
Cọc khoan nhồi khắc phục hiệu quả các vấn đề như tiếng ồn và chấn động, giúp bảo vệ công trình xung quanh Với khả năng chịu tải trọng lớn, cọc này ít gây rung động cho nền đất, đồng thời, nhờ vào chiều cao đáng kể của công trình, nó còn góp phần duy trì sự ổn định cho toàn bộ công trình.
+ Giá thành móng cọc khoan nhồi tương đối cao
+ Công nghệ thi công cọc đòi hỏi kỹ thuật cao, các chuyên gia có kinh nghiệm
Kiểm tra chất lượng bêtông cọc thường gặp nhiều khó khăn và chi phí cao Việc xuyên qua các khu vực có hang hốc Castơ hoặc đá nẻ yêu cầu sử dụng ống chống, điều này làm tăng giá thành sau khi đổ bêtông.
+ Ma sát bên thân cọc có phần giảm đi đáng kể so với cọc đóng và cọc ép do công nghệ khoan tạo lỗ
+ Chất lượng cọc chịu ảnh hưởng nhiều của quá trình thi công cọc + Khi thi công công trình kém sạch sẽ khô ráo
Khi lựa chọn giữa giải pháp cọc ép trước và cọc khoan nhồi cho công trình, cần phải so sánh các chỉ tiêu kinh tế và kỹ thuật thực tế của từng phương án Dựa vào tải trọng tác dụng lên công trình và điều kiện địa chất, tôi đã quyết định chọn phương án cọc khoan nhồi để thiết kế nền móng cho dự án.
THI CÔNG PHẦN NGẦM
Đặc điểm điều kiện thi công công tr ình
a Đặc điểm công tr ình
Công trình chung cư CT10 cao 11 tầng nằm ở Quận Hà Đông, TP Hà
Nội có hai mặt tiếp giáp với đường giao thông, tạo điều kiện thuận lợi cho việc thi công Địa điểm này cách xa khu dân cư trung tâm và nằm trong vùng quy hoạch xây dựng, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho dự án.
=> biện pháp thi công đất không gặp nhiều khó khăn, không cần dùng tường cừ ngăn đất b Điều kiện giao thông, điện, nước, vật tư
Công trình tọa lạc trong thành phố với giao thông thuận lợi cho việc vận chuyển nguyên vật liệu và thiết bị thi công, tuy nhiên cần tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về giao thông đô thị và vệ sinh môi trường.
Hệ thống cấp điện cho công trường được lấy từ nguồn điện thành phố, đồng thời có kế hoạch lắp đặt máy phát điện dự phòng nhằm đảm bảo thi công không bị gián đoạn khi xảy ra mất điện.
H ệ thống cấp và thoát nước:
Nước sử dụng tại công trường được lấy từ nguồn nước thành phố, trong khi nước thải sau khi được xử lý sơ bộ sẽ được xả vào mạng lưới thoát nước chung của thành phố.
V ật tư: Được cung cấp liên tục đầy đủ phụ thuộc vào giai đoạn thi công
Bê tông dùng trong công trình là bê tông thương phẩm mác 300#
Sử dụng thép Thái Nguyên loại I đảm bảo chất lượng cho công trình, kết hợp với xi măng Hải Phòng PC40 có chứng nhận chất lượng từ nhà máy Đá và cát cũng được kiểm định chất lượng theo tiêu chuẩn TCVN.
Khung Nhôm, cửa kính Singapo.
Máy móc thi công gồm:
Xe vận chuyển đất. Đầm dùi, đầm bàn, máy bơm nước c Các y ếu tố khác
Nhân lực: đủ đáp ứng theo yêu cầu của tiến độ thi công.
Công trình được thực hiện dựa trên tài liệu thiết kế đã được phê duyệt, đảm bảo tuân thủ các quy định và tiêu chuẩn Việt Nam, cùng với các hướng dẫn giám sát từ Chủ đầu tư và tư vấn giám sát.
Thi công c ọc
7.2.1 L ựa chọn phương pháp thi công cọc khoan nhồi
7 2.1.1 Phương pháp thi công ố ng ch ố ng
Phương pháp này yêu cầu đóng ống chống sâu từ 6-8m và đảm bảo khả năng rút ống lên Việc đưa và rút ống qua các lớp đất, đặc biệt là lớp sét pha và cát pha, gặp nhiều trở ngại do lực ma sát lớn giữa ống chống và lớp cát Do đó, công tác kéo ống chống trở nên khó khăn và cần máy móc có công suất cao.
7 2.1.2 Phương pháp thi công bằ ng gu ồ ng xo ắ n
Phương pháp tạo lỗ bằng cách sử dụng cần có ren xoắn để khoan xuống đất hiện nay không phổ biến tại Việt Nam Mặc dù kỹ thuật này có khả năng đưa đất lên, nhưng việc vận chuyển cát và sỏi từ dưới lên mặt đất lại gặp nhiều khó khăn và không thuận tiện.
7 2.1.3 Phương pháp thi công phả n tu ầ n hoàn
Phương pháp khoan lỗ phản tuần hoàn là kỹ thuật kết hợp giữa việc trộn lẫn đất khoan và dung dịch giữ vách, sau đó rút lên bằng cần khoan Phương pháp này giúp loại bỏ lượng cát bùn không thể lấy ra hiệu quả.
+ Dùng bơm phun tuần hoàn Đối với phương pháp này việc sử dụng lại dung dịch giữ vách hố khoan rất khó khăn, không kinh tế
7.2.1.4 Phương pháp thi công gầ u xoay và dung d ị ch Bentonite gi ữ vách
Phương pháp này sử dụng gầu xoay có đường kính tương đương với đường kính cọc, được lắp trên cần Kelly của máy khoan Gầu này được thiết kế với răng cắt đất và có nắp để dễ dàng đổ đất ra ngoài.
Sử dụng ống vách thép hạ xuống bằng máy rung đến độ sâu 6-8m để giữ vững thành, ngăn ngừa sập vách trong quá trình thi công Sau đó, vách được duy trì ổn định bằng dung dịch vữa sét Bentonite.
Khi đạt đến độ sâu thiết kế, cần thực hiện việc thổi rửa đáy hố khoan bằng các phương pháp như bơm ngược, thổi khí nén hoặc khoan lại, đặc biệt khi lớp mùn đáy có độ dày lớn.
Độ sạch của đáy hố được xác định qua hàm lượng cát trong dung dịch Bentonite Khi đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng, lượng mùn còn sót lại sẽ được loại bỏ Phương pháp này cho phép tái sử dụng dung dịch Bentonite thông qua máy lọc, có thể lên đến 5-6 lần.
7.2.1.5 L ự a ch ọn phương pháp thi công
Dựa vào các phương pháp đã nêu cùng với mức độ ứng dụng thực tế và yêu cầu về máy móc thiết bị, chúng tôi quyết định chọn phương pháp "Tạo lỗ khoan bằng gầu xoay kết hợp dung dịch Bentonite để giữ vách hố khoan".
7 2.2 Các bước tiến h ành thi công c ọc khoan nhồi
Việc định vịđược tiến hành trong thời gian dựng ống vách
Mặt bằng định vị móng cọc của nhà được thiết lập thông qua hệ thống định vị và lưới, đồng thời cố định vào các công trình lân cận hoặc tạo thành các mốc định vị Các mốc này được đánh dấu, bảo vệ và kiểm tra liên tục để ngăn ngừa xê dịch do va chạm và lún.
Dùng 2 máy kinh vĩ đặt ở hai trục vuông góc đểđịnh vị lỗ khoan, ngoài ra việc định vị lỗ khoan ta còn phải kiểm tra độ thẳng đứng của cần khoan Việc định vị được tiến hành trong thời gian khoan tạo lỗ để hạ ống vách ở đây có thể nhận thấy ống casine có tác dụng:
+ Định vị cọc và dẫn hướng cho máy khoan
+ Giữ ổn định cho bề mặt hố khoan và chống sập thành hố khoan phần trên hố khoan
+ Làm chỗ tựa cho lắp sàn đỡ tạm và thao tác để buộc nối và lắp dựng cốt thép, lắp dựng và thao tác ống đổ bêtông
+ Bảo vệđất đá không bị rơi xuống hố khoan
Sau khi định vị xong vị trí tim cọc, quá trình hạ ống casine bắt đầu bằng phương pháp sử dụng chính máy khoan để hạ
Người ta lắp một đai sắt vào gầu khoan để mở rộng hố đào, sau đó khoan ống casine vào vị trí và hạ xuống theo cao trình thiết kế Sử dụng cần khoan, họ gõ nhẹ lên ống casine để đạt độ sâu thiết kế và điều chỉnh độ thẳng đứng của ống.
Sau khi hạ ống casine tư vấn giám sát kiểm tra độ thẳng đứng và vị trí ống casine:
+ Nếu ống nghiêng thì dùng cần khoan gõ nhẹ vào thành ống điều chỉnh cho nó thẳng đứng
Nếu ống casine không được căn chỉnh đúng tâm, tư vấn giám sát sẽ yêu cầu điều chỉnh vị trí của casine Công nhân sẽ sử dụng máy cẩu để dịch chuyển casine cho đến khi đạt được độ chính xác cần thiết Khi đã đạt yêu cầu, quá trình điều chỉnh sẽ dừng lại.
Sau khi đặt ống vách xong phải chèn chặt bằng đất sét và nêm để ống vách không dịch chuyển được trong quá trình khoan
Sau khi kết thúc giai đoạn hạ casine, tư vấn giám sát sẽ ký vào biên bản nghiệm thu và nhật ký công trường, cho phép nhà thầu tiến hành thi công các bước tiếp theo.
Quá trình này được thực hiện sau khi đặt xong ống vách tạm Trước khi khoan, ta cần làm trước một số công tác chuẩn bị sau:
Áo bao là ống thép có đường kính lớn hơn 1,6 đến 1,7 lần đường kính cọc, chiều cao từ 0,7 đến 1m, dùng để chứa dung dịch sét bentonite Để lắp đặt, áo bao được cắm vào đất từ 0,3 đến 0,4m bằng cần cẩu và thiết bị rung.
Lắp đặt đường ống dẫn dung dịch bentonite từ máy trộn và bơm đến miệng hố khoan là bước quan trọng, đồng thời cần thiết lắp thêm đường ống hút để đưa dung dịch bentonite về bể lọc.
Thi công công tác đất
7.3.1 L ậ p bi ện pháp thi công đào đất a Chọn sơ đồ đào đất
Có 2 sơ đồ đào đất: Đào dọc và đào ngang
+ Đào dọc: Máy đào đến đâu lùi đến đó và đổ đất sang hai bên, áp dụng
Đào ngang là phương pháp trong đó trục phần quay có gàu vuông góc với trục tiến của máy Phương pháp này chỉ nên áp dụng trong trường hợp san mặt bằng khai thác mỏ lộ thiên do khoang đào rộng.
Chọn phương án đào dọc, máy sẽ đứng trên cao và hạ gầu xuống hố móng để đào đất Khi gầu đã đầy, máy sẽ quay gầu từ vị trí đào sang vị trí đổ, nơi ôtô đang chờ bên cạnh.
Hố đào được chia thành 4 dải, mỗi dải có chiều rộng 5,75m Máy sẽ đứng giữa dải đào, tiến tới và quay sang hai bên để thực hiện việc đào Khi hoàn thành chiều dài của một dải, máy sẽ quay lại để đào dải tiếp theo Biện pháp thi công đào đất này đảm bảo hiệu quả và an toàn trong quá trình thi công.
Thi công cọc nhồi được thực hiện trước khi đào đất làm móng công trình Sau khi hoàn tất việc đổ bê tông cho cọc nhồi, cát được lấp lên lỗ cọc nhằm tạo điều kiện thuận lợi cho việc vận chuyển đất và thi công các cọc khoan nhồi tiếp theo Điều này cũng giúp công tác thoát nước thải dễ dàng hơn, đồng thời tạo thuận lợi cho việc di chuyển thiết bị thi công, nâng cao năng suất khoan lỗ và đổ bê tông cọc.
Mặt bằng thi công không bị hạn chế với đáy đài móng ở độ sâu -3,9m so với cốt thiên nhiên, và với lớp bê tông lót móng, thi công cần đạt độ sâu -4m Độ sâu này nằm trong lớp sét pha dẻo cứng, cho phép mái dốc đất không cần gia cố.
Dựa vào đặc điểm công trình, việc chọn phương án đào hố móng thành ao là hợp lý, vì mặt bằng thi công rộng rãi Công tác đào sẽ được thực hiện bằng máy đến phần giằng, trong khi phần còn lại và công tác sửa móng sẽ được thực hiện thủ công.
7.3.2 Kh ối lượng công tác
* Khối lượng đất đào bằng máy:
* Khối lượng đào thủ công chiếm 14% đào đất bằng máy:
7.3.3 Ch ọn máy thi công đất
Chọn máy xúc gầu nghịch dẫn động thủy lực loại EO-3322B1 do liên bang Nga sản xuất cóc các thông số kỹ thuật sau:
B ả ng7.6: Thông s ố máy đào gầ u ngh ị ch EO-3322B1
Mã hiệu EO-3322B1 Dung tích gầu (m3) 0,5
Tốc độ di chuyển (km/h) 19,68 Bán kính làm việc (m) 7,5 Chiều cao nâng gầu(m) 4,8 Chiều sâu hố đào 4,2
Năng suất thực tế của máy đào trong 1 ca xác định theo công thức sau: d tg 3 ck t
Dung tích gầu là q = 0,5m³ với hệ số làm đầy gầu kđ = 1,2 Hệ số sử dụng thời gian được xác định là ktg = 0,75, trong khi hệ số tơi của đất là kt = 1,2 Các thông số này đều cần thiết để tính toán hiệu quả làm việc trong quá trình thi công.
T t K K - thời gian 1 chu kỳ làm việc của máy;
Tck = 17(s); K vt 1,1 do đổ đất lên thùng xe; kquay= 1 do góc quay là 90 0
Khối lượng đất đào trong 1 ca là: 8 3600 0,5 1,2 0,75 3
Vậy số ca máy cần thiết là: 2024 n 4(ca)
Để phù hợp với mặt bằng thi công cọc: ta chọn 1 máy đào, số ngày cần thiết để đào là 6 ngày
Một ngày, khối lượng đất cần chuyển là 577,54 m 3
Chọn xe IFA có ben tự đổ có thông số:
Vận tốc trung bình: vtb 30km / h
Ta có tổng số chuyến xe trong 1 ca là: 577,54
Thời gian vận chuyển 1 chuyến xe: t t b t đi t đô t v ê
Thời gian đổ đất lên xe, ký hiệu tb, là thời gian mà máy đào cần để đổ đầy thùng xe, cụ thể là tb = 4 phút = 240 giây Thời gian vận chuyển, ký hiệu t đi, để đi tới nơi đổ cách 12km với vận tốc v đi = 30km/h cũng cần được tính toán.
t đỗ - Thời gian đổ và quay đổ, tđỗ = 300s; tv ề - Thời gian về bằng thời gian đi, tv ề = t đi = 1440s
Một ca, mỗi xe chạy được: 8 3420 0,85
Số xe cần dùng (chở 1 ca): 120 n 10
Kết luận: Chọn 10 xe IFA có dung tích thùng 6m 3