Nghiên cứu giải pháp hạn chế chuyển vị tường tầng hầm trong giai đoạn thi công hố đào bằng hệ chống đỡ chủ động (tóm tắt)

DANH MỤC HÌNH MINH HỌA Hình 1.1 Tường trong đất dày 0,8m của công trình Văn phòng viện dầu khí, Thanh Xuân – Hà Nội, Thi công tầng hầm theo phương pháp Semi-topdown 4 Hình 1.5 Biện ph

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

-

PHẠM QUANG VƯỢNG KHÓA: 2012-2014

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP HẠN CHẾ CHUYỂN VỊ TƯỜNG TẦNG HẦM TRONG GIAI ĐOẠN THI CÔNG HỐ ĐÀO BẰNG

HỆ CHỐNG ĐỠ CHỦ ĐỘNG

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình DD&CN

Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS NGHIÊM MẠNH HIẾN

Hà Nội - 2014

LỜI CẢM ƠN Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đối với TS Nghiêm Mạnh Hiến,

đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, cung cấp tài liệu và động viên tác giả trong quá trình nghiên cứu và hoàn thiện luận văn

Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy, cô giáo, các cán bộ Khoa Sau đại học Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội cùng các bạn đồng nghiệp đã giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình trong quá trình hoàn thành luận văn này!

Hà Nội, ngày… tháng… năm 2014

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Quang Vượng

LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu trong Luận văn

là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

1

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ THI CÔNG TƯỜNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG 3

1.1 Các loại tường chắn trong thi công tầng hầm nhà cao tầng 3

1.1.1 Tường trong đất 3

1.1.2 Tường cừ 7

1.1.3 Tường bằng cọc khoan nhồi 10

1.1.4 Tường cọc thép ván gỗ 15

1.1.5 Tường trụ đất xi măng 16

1.2 Các giải pháp chống đỡ tường trong đất 22

1.2.1 Chống đỡ bằng hệ dầm thép 22

1.2.2 Chống đỡ bằng neo trong đất 23

1.2.3 Chống đỡ bằng hệ dầm sàn thi công Top-down, semi Top-down hoặc Down-up 25

1.2.4 Chống đỡ bằng tường ngang thi công theo phương pháp khoan trộn sâu 26

1.3 Các sự cố khi thi công tường tầng hầm nhà cao tầng do hệ chống đỡ 27 1.3.1 Tổng quan về sự cố khi thi công hố đào tầng hầm nhà cao tầng 27

1.3.2 Các sự cố khi thi công tường tầng hầm do hệ thống chống đỡ 30

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP HẠN CHẾ CHUYỂN VỊ TƯỜNG TẦNG HẦM BẰNG HỆ CHỐNG ĐỠ CHỦ ĐỘNG 34

2.1 Chuyển vị của đất nền và tường tầng hầm 34

2.1.1 Chuyển dịch của đất nền khi thi công hố đào 34

2.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng tới sự dịch chuyển của đất xung quanh hố đào 37

2.1.3 Một số phương pháp dự báo, tính toán dịch chuyển của đất nền và tường tầng hầm khi thi công hố đào 42

2.2 Quan trắc chuyển vị của đất nền và tường tầng hầm 42

2

2.2.1 Mục đích quan trắc 42

2.2.2 Phân loại quan trắc, lựa chọn vị trí và thiết bị quan trắc 43

2.2.3 Quan trắc bằng thiết bị đo chuyển vị ngang inclinometer 44

2.2.4 Quan trắc bằng máy toàn đạc điện tử và phần mềm tự động quan trắc biến dạng tường vây nhà cao tầng 53

2.3 Gia tải từ thanh chống để giảm chuyển vị của tường 58

2.3.1 Điều kiện địa chất 58

2.3.2 Các trường hợp tính toán 70

CHƯƠNG III: ÁP DỤNG GIẢI PHÁP THI CÔNG 106

3.1 Giới thiệu công trình 106

3.1.1 Đặc điểm công trình 106

3.1.2 Vị trí xây dựng công trình 106

3.1.3 Điều kiện địa chất công trình và điều kiện địa chất thủy văn 106

3.2 Phân tích các giải pháp thi công 108

3.2.1 Thi công đào mở sử dụng thép hình chống đỡ tường tầng hầm không sử dụng kích thủy lực 109

3.2.2 Thi công đào mở sử dụng thép hình chống đỡ tường tầng hầm kết hợp với kích thủy lực 112

3.3 Lựa chọn và đánh giá mức độ phù hợp của các giải pháp 114

3.3 Quy trình thi công hệ thanh chống và kích thủy lực 115

3.3.1 Xác định vị trí lắp đặt giằng biên, thanh chống 117

3.3.2 Lắp đặt chân chống ê ke 117

3.3.3 Lắp đặt giằng biên 119

3.3.4 Lắp đặt “cục nối góc” để khóa góc 119

3.3.5 Lắp đặt giằng chống 120

3.3.6 Lắp đặt giằng chéo 121

3.3.7 Lắp kích thủy lực 121

3.3.8 Lắp vỏ bảo vệ cho kích và cố định kích 122

3.3.9 Đổ bê tông chèn giữa giằng biên và tường vây 122

3.3.10 Tăng tải kích 123

3.3.11 Kiểm tra và vặn chặt lại bu lông 123

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 124

3

KẾT LUẬN: 124 KIẾN NGHỊ: 125

MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC HÌNH MINH HỌA

Hình 1.1

Tường trong đất (dày 0,8m) của công trình Văn phòng viện dầu khí, Thanh Xuân – Hà Nội, Thi công tầng hầm theo phương pháp Semi-topdown

4

Hình 1.5

Biện pháp thi công tầng hầm theo phương án đào mở của tòa nhà N01A, dự án K35-TM, Hoàng Mai – Hà Nội, sử dụng tường cừ LarsenV dài 12m

8

Cần Thơ

Hình 1.22

Sử dụng hệ thép hình chống đỡ tường vây trong quá trình thi công hố đào, tòa nhà Geleximco – 36 – Hoàng Cầu – Hà Nội

22

Hình 1.23

Sử dụng hệ thép hình chống đỡ tường vây trong quá trình thi công hố đào, Khách sạn Phương Đông – Nha Trang

22

Hình 1.24

Công trình “Trent Engine Facility” ở Singapore, tường vây sử dụng neo trong đất để giữ ổn định hố đào [26]

25

99

112

Hình 3.6

Chuyển vị của tường vây khi chiều sâu tường là 18m và khoảng cách thanh chống là 6m với lực kích là 200 tấn

113

Hình 3.8 Cấu tạo hệ thanh chống và kích thủy lực 116

DANH MỤC CÁC BẢNG, BIỂU

Bảng 2.20 Mô men lớn nhất của tường tầng hầm ứng với từng

1

MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài:

Cùng với quá trình đô thị hóa, các khu đô thị mới, các công trình nhà cao tầng ngày càng được xây dựng nhiều Với các công trình cao tầng thường được thiết kế một hay nhiều tầng hầm nhằm phục vụ nhiều mục đích khác nhau Các công trình thi công từ hai tầng hầm trở lên, thường sử dụng tường vây để chắn giữ cho hố đào trong quá trình thi công, và sau đó làm tường tầng hầm

Ngày nay việc thi công tường vây ngày càng phổ biến và không còn xa lạ với các nhà thầu thi công Việt Nam Đặc biệt tại các thành phố lớn của nước

ta như Hà Nội, thành phố Hồ Chí Minh đã triển khai thi công rất nhiều công trình nhà cao tầng có tới 4-5 tầng hầm Sau khi thi công xong tường vây thì việc đưa ra giải pháp chống đỡ cho tường vây trong giai đoạn thi công hố đào

là rất quan trọng Tuy nhiên do rất nhiều nguyên nhân dẫn đến sự cố dịch chuyển tường vây trong quá trình thi công hố đào vẫn thường xuyên xảy ra ở những mức độ khác nhau và gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến kiến trúc, kết cấu tường tầng hầm của công trình Đây chính là lý do tác giả lựa chọn đề tài

“ Nghiên cứu giải pháp hạn chế chuyển vị của tường tầng hầm trong giai đoạn thi công hố đào bằng hệ chống đỡ chủ động’’ cho luận văn tốt nghiệp của mình

Phạm vi nghiên cứu: Cơ sở lý thuyết, tính toán giải pháp chống đỡ tường

tầng hầm nhà cao tầng trong giai đoạn thi công phần ngầm

4 Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp tổng hợp, thu thập các tài liệu chuyên ngành có liên quan

- Phân tích lý thuyết

- Thiết lập bài toán, tính toán trường hợp cụ thể

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

124

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN:

- Hệ chống đỡ tường tầm hầm khi thi công hố đào sâu cần đảm bảo đủ

độ cứng để hạn chế dịch chuyển ngang của tường, giảm thiểu sự cố xảy ra Tuy nhiên, tăng số lượng thanh chống để đảm bảo đủ độ cứng dẫn đến tăng chi phí cho biện pháp thi công và giảm không gian làm việc trong quá trình thi công

- Chống đỡ tường tầng hầm nhà cao tầng bằng hệ chống đỡ chủ động

là một giải pháp hiệu quả nhằm hạn chế chuyển vị ngang của tường chắn đất đảm bảo điều kiện ổn định và an toàn cho bản thân công trình và các công trình lân cận

- Kết quả nghiên cứu trình bày trong luận văn cho thấy, khi chống đỡ bằng hệ chống đỡ chủ động, số lượng thanh chống giảm đi, làm tăng khả năng

cơ giới hóa khi thi công hố đào, đẩy nhanh tiến độ thi công và giảm chi phí đầu tư xây dựng công trình

- Khi chống đỡ bằng hệ thanh chống kết hợp với kích, có thể dễ dàng điều chỉnh ứng suất trong thanh chống bằng cách tăng giảm áp lực kích trong trường hợp quan trắc thấy chuyển vị bất thường của tường tầng hầm

- Chuyển vị của tường phụ thuộc vào lực kích, trình tự kích, loại đất nền trong phạm vi chiều sâu hố đào

- Với các loại nền đất khác nhau thì hiệu quả của việc sử dụng kích cũng khác nhau Từ các kết quả phân tích, lực kích hợp lý của kích đối với các dạng nền đặc trưng của Hà Nội được tổng kết như sau:

125

Bảng tra lực kích với dạng nền tương ứng với TH 2 tầng hầm

Lực kích(Tấn/m) q≤ 33.3 q≤ 33.3 q≤ 33.3 q≤ 33.3 q≤ 33.3 Bảng tra lực kích với dạng nền tương ứng với TH 3 tầng hầm

- Cần xét đến chỉ tiêu về kinh tế, tiến độ thi công của phương pháp

- Chủ đầu tư cần có biện pháp quản lý nghiêm ngặt các khâu:

+ Khảo sát (bao gồm khảo sát địa chất công trình, địa chất thủy văn, khảo sát công trình lân cận)

+ Thiết kế biện pháp thi công

+ Thi công công trình

+ Quan trắc hiện trường

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt:

1 Phùng Kim Dung (2008), Gia cố thành hố đào sâu bằng dãy cọc xi

măng đất, luận văn thạc sỹ kỹ thuật

2 Đỗ Đình Đức (2008), Sự cố trong thi công tầng hầm nhà cao tầng,

Tạp chí XD

3 Đỗ Đình Đức (2002), Thi công hố đào cho tầng hầm nhà cao tầng

trong đô thị Việt Nam, Luận án Tiến sĩ kỹ thuật

4 Đinh Hoàng Hải (2002), Quy trình công nghệ cột đất – vôi và đất - xi

măng, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật

5 Vũ Mạnh Hùng (2011), Nghiên cứu tính toán lỗ mở sàn trong thi công

tầng hầm nhà cao tầng theo phương pháp thi công từ trên xuống, luận

văn thạc sỹ kỹ thuật

6 Nguyễn Bá Kế (2002), Thiết kế và thi công hố móng sâu, Nhà xuất

bản XD, Hà Nội

7 Nguyễn Bá Kế (2008), Xây dựng công trình ngầm đô thị theo phương

pháp đào mở, nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

8 Lê Kiều (2008), Chất lượng bê tông cốt thép cọc nhồi và tường Baret,

Báo cáo hội thảo “Những bài học kinh nghiệm quốc tế và Việt Nam về công trình ngầm đô thị”

9 Nguyễn Quang Phích, Nguyễn Văn Mạnh, Đỗ Ngọc Anh (2007),

Phương pháp số chương trình Plaxis 3D & UDEC, Nhà xuất bản xây

dựng, Hà Nội

10 Bùi Văn Quang (2007), Plaxis 8.2, Tài liệu giảng dạy đại học Bách

Khoa thành phố Hồ Chí Minh, Hồ Chí Minh

11 Nguyễn Văn Quảng (2008), Nền móng và tầng hầm nhà cao tầng,

Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội

12 Nguyễn Văn Quảng (2008), Chỉ dẫn thiết kế và thi công cọc barét,

tường trong đất và neo trong đất, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội.

13 Đoàn Thế Tường Các dạng nền tại đô thị Hà Nội, Thành phố Hồ

Chí Minh và đánh giá chúng phục vụ xây dựng công trình ngầm, Bài báo

khoa học

14 Nguyễn Viết Trung (2011), Cọc xi măng đất phương pháp gia cố nền

đất yếu, Nhà xuất bản xây dựng

15 TCCS 05:2010/ VKHTLVN, Hướng dẫn sử dụng phương pháp

Jet-grouting tạo cọc xi măng đất để gia cố đất yếu, chống thấm nền và thân công trình, Viện khoa học thủy lợi Việt Nam

16 TCXDVN 385: 2006, Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng trụ xi

măng đất, nhà xuất bản Xây dựng

17 Tiêu chuẩn thành phố Thượng Hải (1994), Quy phạm kỹ thuật xử lý

nền móng, TP Thượng Hải

Tiếng Anh:

18 Cassadra Rutherfor, Giovanna Biscontin, and Jean –Loius Briaud

Texas A&M University); Design manual for excavation support using

deep mixing technology

19 Wong kai sin (Nanyang Technological University), esign analysis

deep excavations , 2009

20 Chang –Yu Ou (2006), Deep Excavation, Theory and Practice

21 Thomas Telford (1996), Deep Excavations: a practical manual,

2

26 http://www.ketcau.wikia.com