TỔNG QUAN
Giới thiệu
Bản thuyết minh này trình bày các tính toán thiết kế cho phương pháp thi công đào đất phần hầm của dự án “Tòa nhà văn phòng thương mại dịch vụ Becamex – Bình Dương” Cụ thể, mặt cắt 1-1 áp dụng cừ Larsen 12m và taluy qua móng đại trà; mặt cắt 2-2 cũng sử dụng cừ Larsen 12m và taluy qua hố Pít; và mặt cắt 3-3 thực hiện kiểm tra bước đào taluy theo tỷ lệ 1:1.
Tổng mặt bằng công trường
- Công trình có 1 tầng hầm, cao độ hiện trạng tương đương cao độ +0.000m của cao độ kết cấu, cao độ đào sâu nhất là -11.5 (vị trí móng pit).
- Cote thi công bên dưới trình bày theo cote kết cấu công trình
Biện pháp thi công tổng thể
- Trình tự các bước thi công tổng thể được thể hiện như bảng dưới (Chi tiết cụ thể vui lòng xem mặt cắt chi tiết)
Bước 1 Hạ tải đất đến cao độ -1.5m, Thi công ép cừ biên Đào mở đến cao độ -5.2m
Bước 2 Ép cừ, lắp hệ shoring 2H400 ở cao độ -7.3m tại khu vực móng pít
Bước 3 Thi công đào đất đến cao độ -11.5m và đổ bê tông móng pít Đào đất khu móng sâu đến cao độ -8.0m
Bước 4 Đổ bê tông khu móng sâu Đào đất khu móng nông
Bước 5 Đổ bê tông khu vực móng nông
Tháo hệ shoring khu móng pít
Bước6 Đổ bê tông sàn tầng hầm đợt 1
Bước 7 Đổ bê tông sàn tầng hầm đợt 2 Đổ bê tông cột, vách tầng hầm đợt 1 Đổ bê tông sàn tầng 1 đợt 1
Bước 8 Đổ bê tông cột, vách tầng hầm đợt 2
Lắp hệ shoring, đào đất khu móng biên
Bước 9 Đổ bê tông sàn tầng 1 đợt 2 Đổ bê tông móng khu vực biên
Bước 10 Đổ bê tông sàn tầng hầm khu vực biên Đổ bê tông cột, vách hầm khu vực biên
Bước 11 Tháo hệ shoring khu biên, đổ bê tông sàn tầng 1
Tóm lược nội dung bảng thuyết minh
Kiểm tra khả năng chịu lực và chuyển vị của tường cừ Larsen là rất quan trọng Đồng thời, cần đánh giá hệ số an toàn và khả năng chịu lực của hệ Shoring khi chịu tải trọng từ thi công và các công trình lân cận trong quá trình đào.
CƠ SỞ THIẾT KẾ
Cơ sở thiết kế
- Báo cáo khảo sát địa chất của Công ty TNHH tư vấn xây dựng CC lập 10/2016
- Bản vẽ kiến trúc, kết cấu TKTC do chủ đầu tư cung cấp
Tiêu chuẩn tính toán
- TCVN 5575-2012: Kết cấu thép – Tiêu chuẩn thiết kế
- TCVN 5574-2018: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép – Tiêu chuẩn thiết kế
- Các tiêu chuẩn và quy phạm Việt Nam hiện hành khác
Mô hình phân tích
- Sử dụng phần mềm Plaxis 2020 để mô phỏng các bước thi công, kết quả được thể hiện ở các mục bên dưới.
- Hoạt tải thi công xung quanh hố đào: 2.0 T/m 2
Dữ liệu đầu vào địa chất
- Căn cứ báo cáo khảo sát địa chất công trình, thứ tự các lớp đất khai báo vào mô hình như sau:
Lớp 1- Sét pha màu nâu đỏ, dẻo cứng
Lớp 1a- Sét pha lẫn sạn sỏi màu nâu đỏ, dẻo cứng
Lớp 2- Cát pha nâu vàng-dẻo
Lớp 2a- Sét pha màu nâu đỏ, dẻo cứng
Lớp 2-Cát pha nâu vàng-dẻo
Lớp 3-Sét pha màu nâu vàng, cứng
Ch iều dà yl ớp đấ t(m ) Ph ươ ng ph áp ph ân tíc h Ph ân tíc h/ Pl ax is
Thông số Vật liệu
- Cừ Larsen: FSP IV mác thép SS400 hoặc tương đương, f y = 235 MPa
Thanh shoring chống góc: H400x400x13x21mm
- Kingpost H300x300x10x15 mác thép CCT34 hoặc tương đương, fy = 220 MPa
TÍNH TOÁN MẶT CẮT HỐ ĐÀO 1-1
Trình tự thi công
Các bước thi công: ( cao độ MĐTN : 0.00m)
- Bước 1 Đào đất hạ tải đại trà -1.5m từ cao độ hiện hữu
- Bước 2 Thi công ép cừ Larsen dài 12m cao độ đỉnh cừ -1.5m
- Bước 3 Đào đất đến cao độ -4.3m (khu vực biên cừ), cao độ móng -8.0m, cao độ sàn hầm -5.075m
- Bước 4 Thi công bê tông móng, sàn hầm B1 và Ụ bê tông chống xiên
- Bước 5 Thi công hệ chống xiên (cao độ chống -3.5m)
- Bước 6 Đào đất đến cao độ móng -8.0m, cao độ sàn hầm B1 -5.075m
- Bước 7 Thi công bê tông móng và sàn hầm khu vực biên cừ
- Bước 8 Lấp đất đến cao độ -4.8m
- Bước 10 Thi công vách hầm, sàn tầng trệt
- Bước 11 Lấp đất khe cừ và nhổ cừ Larsen
Kết quả Plaxis các giai đoạn thi công
3.1 Kết quả kiểm tra Bước 3
Chuyển vị, Momen và lực cắt của tường cừ larsen đoạn 12m.
Chuyển vị cừ larsen 12m (Max)
Moment uốn cừ larsen 12m (Max)
Lực cắt cừ larsen 12m (Max)
3.2 Kết quả kiểm tra Bước 7
Chuyển vị, Momen, lực cắt và lực shoring của tường cừ larsen đoạn 12m.
Chuyển vị cừ larsen 12m (Max)
Moment uốn cừ larsen 12m (Max)
Lực cắt cừ larsen 12m (Max)
Kiểm tra chuyển vị cừ Larsen:
Kiểm tra nội lực cừ Larsen:
Hệ cừ Larsen đảm bảo khả năng chịu lực
Kết quả kiểm tra cung trượt hố đào:
Hệ số an toàn cung trượt bước 4 và bước 7
Hệ số an toàn cung trượt K=1.335 > [K]=1.2 Bishop.
Hố đào đảm bảo điều kiện chống trượt.
TÍNH TOÁN MẶT CẮT HỐ ĐÀO 2-2
Bước thi công: (cao độ MĐTN : 0.00m).
- Bước 1: Đào đất hạ tải đại trà -1.5m từ cao độ hiện hữu
- Bước 2: Thi công ép cừ Larsen dài 12m cao độ đỉnh cừ -1.5m
- Bước 3: Đào đất đến cao độ -4.3m (khu vực biên cừ), cao độ móng -6.2m, cao độ sàn hầm -5.07m Ép cừ Larsen dài 12m khu vực hố Pít (cao độ đỉnh cừ -4.8m)
- Bước 4: Thi công bê tông móng, sàn hầm B1, Ụ bê tông chống xiên và đào đất hố Pít đến cao độ -8.0m
- Bước 5: Thi công hệ Shoring hố Pít (cao độ chống -7.3m)
- Bước 6: Đào đất đến cao độ móng hố Pít -11.5m
- Bước 7: Thi công bê tông móng hố Pít
- Bước 8: Lấp đất khu cừ hố Pít và tháo hệ Shoring
- Bước 9: Thi công vách lõi thang và sàn kết nối vào hố Pít, Ụ chống xiên và tháo cừ khu vực Pít
- Bước 10: Thi công hệ chống xiên (cao độ chống -3.5m)
- Bước 11: Đào đất đến cao độ móng -8.0m, cao độ sàn hầm B1 -5.07m (khu vực biên cừ)
- Bước 12: Thi công bê tông móng và sàn hầm khu vực Biên cừ
- Bước 13: Lấp đất đến cao độ -4.8m
- Bước 14: Tháo hệ chống xiên
- Bước 15: Thi công vách hầm, sàn tầng trệt
- Bước 16: Lấp đất khe cừ và nhổ cừ Larsen
3 Kết quả Plaxis các giai đoạn thi công
3.1 Kết quả kiểm tra Bước 6
Chuyển vị, Momen và lực cắt của tường cừ larsen đoạn 12m.
Chuyển vị cừ larsen 12m (Max)
Moment uốn cừ larsen 12m (Max)
Lực cắt cừ larsen 12m (Max)
Kiểm tra chuyển vị cừ Larsen:
Kiểm tra nội lực cừ Larsen:
Hệ cừ Larsen đảm bảo khả năng chịu lực
Kết quả kiểm tra cung trượt hố đào:
Hệ số an toàn cung trượt
Hệ số an toàn cung trượt K=1.499 > [K]=1.2 Bishop.
3.2 Kết quả kiểm tra Bước 11
Chuyển vị, Momen và lực cắt của tường cừ larsen đoạn 12m.
Chuyển vị cừ larsen 12m (Max)
Moment uốn cừ larsen 12m (Max)
Lực cắt cừ larsen 12m (Max)
Kiểm tra chuyển vị cừ Larsen:
Kiểm tra nội lực cừ Larsen:
Hệ cừ Larsen đảm bảo khả năng chịu lực Kết quả kiểm tra cung trượt hố đào:
Hệ số an toàn cung trượt
Hệ số an toàn cung trượt K=1.478 > [K]=1.2 Bishop.
Hố đào đảm bảo điều kiện chống trượt.
TÍNH TOÁN MẶT CẮT HỐ ĐÀO 3-3 (MẶT CẮT TALUY)
- Đối với bước hạ tải đến cao độ -3.0m : thi công taluy 1 cấp với độ dốc 1 :1
- Đối với bước hạ tải đến cao độ -5.0m : thi công taluy 2 cấp với độ dốc 1 :1
- Đối với bước hạ tải đến cao độ đáy sàn hầm : thi công taluy 3 cấp với độ dốc 1 :1
Mặt cắt hạ tải và kết quả hệ số an toàn cung trượt bước 1
Mặt cắt hạ tải và kết quả hệ số an toàn cung trượt bước 2
Mặt cắt hạ tải và kết quả hệ số an toàn cung trượt bước 3
Hệ số an toàn cung trượt K=1.220 > [K]=1.2 Bishop.
Hố đào đảm bảo điều kiện chống trượt.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ SHORING – KINGPOST
Mô hình etabs và các trường hợp tải
Mô hình Etabs được sử dụng để mô phỏng quá trình thi công tầng hầm khu vực hố Pit của công trình Hệ thanh chống shoring được thiết kế đặc biệt để đảm bảo khả năng chịu lực từ tường cừ Larssen trong suốt quá trình thi công.
- Lực lớn nhất tác dụng lên hệ shoring Fmax1= 3266 kN
Áp lực ngang lực tác dụng lên hệ shoring P = F max1 /7 = 3266/7 = 467 kN/m
Mô hình tính toán hệ shoring hệ Shoring
Tải ngang tầng chống Shoring (kN/m)
Kết quả nội lực từ mô hình Etabs
Biểu đồ lực dọc trong thanh chống (kN)
Biểu đồ moment M 2-2 trong thanh chống (kNm)
Biểu đồ moment M 3-3 trong thanh chống (kNm)
Kiểm tra hệ shoring
Kiểm tra hệ thanh chống theo TCVN 5575-2012.
1 Ki m tra n đ nh trong m t ph ng u n ( tính toán đ i v i tr c x-x) ể ổ ị ặ ẳ ố ố ớ ụ
2 Ki m tra n đ nh ngoài m t ph ng u n ( tính toán đ i v i tr c y-y) ể ổ ị ặ ẳ ố ố ớ ụ
3 Ki m tra n đ nh c c b b n b ng, b n cánh ể ổ ị ụ ộ ả ụ ả
4 Ki m tra đ b n khi đ l ch tâm tính đ i me > 20 ể ộ ề ộ ệ ỗ
5 Ki m tra b n t i ti t di n ch u đ ng th i M, N, Q (cùng l n) ể ề ạ ế ệ ị ồ ờ ớ
6 Ki m tra b n t i ti t di n có l c c t Qmax ể ề ạ ế ệ ự ắ
2 Ki m tra n đ nh ngoài m t ph ng u n ( tính toán đ i v i tr c x-x) ể ổ ị ặ ẳ ố ố ớ ụ
5 Ki m tra b n t i ti t di n ch u đ ng th i M, N, Q (cùng l n) ể ề ạ ế ệ ị ồ ờ ớ
6 Ki m tra b n t i ti t di n có l c c t Qmax ể ề ạ ế ệ ự ắ
Shoring 2H400 đảm bảo khả năng chịu lực.
1 Ki m tra ng su t t i v trí có Moment max : ể ứ ấ ạ ị
2 Ki m tra ng su t t i v trí có l c c t max ( v trí trên b n cánh) ể ứ ấ ạ ị ự ắ ị ả
3 Ki m tra ng su t t ể ứ ấ ươ ng đ ươ ng t i v trí nguy hi m (v trí d ạ ị ể ị ướ ả i b n cánh)
Shoring H400 đảm bảo khả năng chịu lực.
Kiểm tra kingpost đỡ shoring
Phản lực kingpost lớn nhất bằng phản lực nút shoring là 33.6 kN
Trọng lượng bản thân kingpost H300 (94 kg/md) dài 15m là 14.1 kN
Tổng lực tác dụng lên Kingpost: Nmax= 33.6 + 14.1 = 47.7 (kN)
Khả năng chịu lực của Kingpost H300:
SCT kingpost H300 theo điều kiện đất nền
Bề dày lớp đất Lớp đất
Kingpost H300, Lm đảm bảo khả năng chịu lực.
TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ SHORING - KINGPOST CHỐNG XIÊN
XIÊN 1 Mô hình etabs và các trường hợp tải
Mô hình Etabs được sử dụng để mô phỏng quá trình thi công tầng hầm trong khu vực chống xiên của công trình Hệ thanh chống shoring được thiết kế đặc biệt nhằm chịu được áp lực từ tường cừ Larssen trong suốt quá trình thi công.
- Lực lớn nhất tác dụng lên hệ shoring Fmax1= 2163 kN
Áp lực ngang lực tác dụng lên hệ shoring P = F max1 /8 = 2163/8 = 270 kN/m
Mô hình tính toán hệ shoring hệ Shoring
Tải ngang tầng chống Shoring (kN/m)
2 Kết quả nội lực từ mô hình Etabs
Biểu đồ lực dọc trong thanh chống (kN)
Biểu đồ moment M 2-2 trong thanh chống (kNm)
Biểu đồ moment M 3-3 trong thanh chống (kNm)
Kiểm tra hệ thanh chống theo TCVN 5575-2012.
1 Ki m tra n đ nh trong m t ph ng u n ( tính toán đ i v i tr c x-x) ể ổ ị ặ ẳ ố ố ớ ụ
2 Ki m tra n đ nh ngoài m t ph ng u n ( tính toán đ i v i tr c y-y) ể ổ ị ặ ẳ ố ố ớ ụ
3 Ki m tra n đ nh c c b b n b ng, b n cánh ể ổ ị ụ ộ ả ụ ả
4 Ki m tra đ b n khi đ l ch tâm tính đ i me > 20 ể ộ ề ộ ệ ỗ
5 Ki m tra b n t i ti t di n ch u đ ng th i M, N, Q (cùng l n) ể ề ạ ế ệ ị ồ ờ ớ
6 Ki m tra b n t i ti t di n có l c c t Qmax ể ề ạ ế ệ ự ắ
- TÊN CK : Tính thanh ch ng h Shoring ố ệ
1 Ki m tra n đ nh trong m t ph ng u n ( tính toán đ i v i tr c y-y) ể ổ ị ặ ẳ ố ố ớ ụ
5.Ki m tra b n t i ti t di n ch u đ ng th i M, N, Q (cùng l n) ể ề ạ ế ệ ị ồ ờ ớ
6.Ki m tra b n t i ti t di n có l c c t Qmax ể ề ạ ế ệ ự ắ
Shoring H400 đảm bảo khả năng chịu lực.
1 Ki m tra ng su t t i v trí có Moment max : ể ứ ấ ạ ị
2 Ki m tra ng su t t i v trí có l c c t max ( v trí trên b n cánh) ể ứ ấ ạ ị ự ắ ị ả
3 Ki m tra ng su t t ể ứ ấ ươ ng đ ươ ng t i v trí nguy hi m (v trí d ạ ị ể ị ướ ả i b n cánh)
Shoring H400 đảm bảo khả năng chịu lực.
CÁC BIỆN PHÁP HẠN CHẾ, XỬ LÝ RỦI RO TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG HẦM
Để hạn chế và xử lý kịp thời các rủi ro trong quá trình thi công tầng hầm, BCH công trường cần tuân theo các khuyến cáo sau:
1 Tuyệt đối tuân thủ thi công đúng, đầy đủ biện pháp thi công được duyệt.
2 Thiết lập, lắp đặt hệ thống quan trắc nghiêng, lún cừ và nền đường.
3 Thường xuyên báo cáo, cung cấp dữ liệu quan trắc cho Phòng T&QC để được tư vấn kịp thời.
4 Nghiêm cấm việc tự ý tháo dỡ những cấu kiện thuộc hệ chống cho dù có gây khó khăn cho quá trình đào đất.