Đồ án kỹ thuật và tổ chức thi công

Phân chia cơng trình thành phận cấu tạo, thành đoạn, đợt đổ bê tông hợp lý - Lập bảng thống kê khối lượng bê tông đoạn, đợt, trình tự đúc chúng - Chọn phương án cấu tạo cốp pha cho phận cơng trình (móng, cột, dầm, sàn, tường) - Trình tự lắp đặt cốp pha, cốt thép kết cấu cơng trình - Tính tốn kiểm tra khả chịu lực, độ ổn định cốp pha, dàn giáo, sàn công tác - Phương án vận chuyển, đổ, đầm bê tông phận cơng trình.Cách thức bảo dưỡng bê tơng.Trình tự tháo cốp pha - Tính nhu cầu máy thi công - Lập tổng mặt công trường giai đoạn đúc cơng trình, vị trí đặt máy móc thi công, nhà kho chứa vật liệu,… - Các biện pháp an tồn lao động thi cơng 1.2.Phươngán ánkết kếtcấu cấu 1.2.Phương 1.2.1.Kết cấu phần ngầm Dựa vào vẽ đề cho, giải pháp kết cấu phần ngầm sử dụng cho cơng trình bao gồm phương án móng đơn tường chắn đất - Phương án móng đơn: Sử dụng móng có kích thước B  L  2m  2.6m , chiều cao móng h  0.8m , độ sâu chơn móng hm  1.6m - Phương án tường chắn đất: Sử dụng tường chắn bê tông cốt thép, vừa làm tường chắn đất sườn đồi

GIỚI THIỆU TỔNG QUAN CÔNG TRÌNH

QUY MÔ CÔNG TRÌNH

1.1.Thông số đề bài và nhiệm vụ thiết kế.

- Cho công trình xây dựng trên sườn đồi với các thông số sau:

- Kết cấu: Khung bê tông cốt thép đổ toàn khối.

- Quy mô: Khung 3 tầng, khoảng cách bước cột 6m, gồm 20 bước khung.

- Cấp đất tính toán: Đất cấp III

- Tổng thời gian thi công yêu cầu: 150 ngày

- Phân chia công trình thành các bộ phận cấu tạo, thành các đoạn, các đợt đổ bê tông hợp lý.

- Lập bảng thống kê các khối lượng bê tông của từng đoạn, từng đợt, và trình tự đúc chúng.

- Chọn phương án cấu tạo cốp pha cho từng bộ phận công trình (móng, cột, dầm, sàn, tường).

- Trình tự lắp đặt cốp pha, cốt thép của từng kết cấu công trình.

- Tính toán kiểm tra khả năng chịu lực, độ ổn định của cốp pha, dàn giáo, sàn công tác.

- Phương án vận chuyển, đổ, đầm bê tông từng bộ phận công trình.Cách thức bảo dưỡng bê tông.Trình tự tháo cốp pha.

- Tính nhu cầu về máy thi công.

- Lập tổng mặt bằng công trường trong các giai đoạn đúc công trình, vị trí đặt máy móc thi công, nhà kho chứa vật liệu,…

- Các biện pháp an toàn lao động trong thi công.

Dựa vào bản vẽ đề bài cho, giải pháp kết cấu phần ngầm sử dụng cho công trình bao gồm phương án móng đơn và tường chắn đất.

- Phương án móng đơn: Sử dụng móng có kích thước B L 2m2.6m, chiều cao móng 0.8 h m, độ sâu chôn móng h m 1.6m.

- Phương án tường chắn đất: Sử dụng tường chắn bê tông cốt thép, vừa làm tường chắn đất sườn

1.1.Thông số đề bài và nhiệm vụ thiết kế.

CÔNG ĐÀO ĐẤT

THI CÔNG ĐÀO ĐẤT ĐỒI

Công trình được xây dựng trên vùng đất đồi như hình vẽ:

Hình 2.1.Mặt cắt ngang địa hình đất đồi xây dựng công trình.

2.2.Lựa chọn phương án thi công.

Công trình nhà đổ bê tông toàn khối được xây dựng trên vùng đất đồi sử dụng khung bê tông cốt thép kết hợp với tường chắn đất Tường chắn không chỉ có chức năng bảo vệ đất đồi mà còn làm tường bao cho công trình Để thi công hố móng cho các móng đơn và phần thân công trình, cần phải đào đất đồi đến độ sâu bằng cao trình sàn tầng trệt, từ đó tạo ra mặt bằng thi công cho các hố móng và thân công trình.

Có nhiều phương án thi công phần đất đồi này, sau đây là một số phương án có thể lựa chọn thi công.

2.2.1.Hệ tường cọc xi măng đất làm tường vây chắn đất

Khối đất đồi cần đào có chiều sâu khoảng 6m tại vị trí trục C Đất đồi thuộc cấp 3 với hệ số mái dốc lớn, do đó cần áp dụng biện pháp chắn đất khi thực hiện việc đào sâu.

A.THI CÔNG ĐÀO ĐẤT ĐỒI.

2.2.Lựa chọn phương án thi công. công nghệ sử dụng cọc xi măng đất để làm tường vây được sử dụng khá nhiều trong các việc thi công các hố đào sâu tầng hầm.Cọc xi măng đất bản chất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng tại nơi gia cố và xi măng được phụt xuống lỗ khoan bởi thiết bị khoan phun.Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất cho đến khi đạt độ sâu cần gia cố, trong quá trình mũi khoan dịch chuyển lên thì xi măng được phụt vào hố khoan, trộn với đất trong hố thành hỗn hợp xi măng đất.Cọc xi măng đất được ứng dụng rộng rãi trong xây dựng như: Làm tường hào chống thấm cho đê đập, gia cố nền móng cho các công trình dân dụng, ổn định tường chắn, chống trượt mái dốc, làm giảm áp lực chủ động tăng áp lực bị động lên tường chắn thi công hố đào sâu,…

- Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp, không yếu tố rủi ro cao.

- Hiệu quả kinh tế cao.

- Thích hợp với mọi loại đất (từ đất cát đến đất bùn yếu).Đặc biệt địa chất nền là cát rất phù hợp với công nghệ này.

- Thi công được trong mặt bằng chặt hẹp, có nước ngầm.

- Khả năng hạn chế chuyển vị ngang cao khi ứng dụng làm tường vây hệ cọc.

- Hạn chế ô nhiễm mội trường.

- Dễ dàng điều chỉnh cường độ bằng cách điều chỉnh làm lượng vữa xi măng.

- Có khả năng xử lý sâu (chiều sâu cọc lên tới 50m).

- Thiết bị thi công cồng kềnh (đặc biệt khi khoan sâu).

- Yêu cầu công nghệ thi công cao, phải tính toán kiểm tra.

2.2.2.Hệ cừ Larsen kết hợp neo đất

Cừ thép Larsen là lựa chọn phổ biến trong thi công chắn vách hố đào nhờ khả năng chịu tải lớn, trọng lượng nhẹ và khả năng tái sử dụng Các cừ được liên kết bằng móc ở hai mép, tạo thành tường cừ thép dễ dàng ghép nối Tuy nhiên, do cừ mỏng, chúng dễ bị biến dạng và ăn mòn Cừ thép Larsen thích hợp cho địa chất đất không quá cứng và không có hoặc có mực nước ngầm thấp, vì khả năng chống thấm của tường hạn chế, dẫn đến chi phí bơm nước cao Trong thi công tường cừ Larsen, hai phương pháp chống giữ thường được sử dụng là hệ shoring với các thanh thép và hệ neo đất, mặc dù việc sử dụng hệ neo đất còn hạn chế.

- Làm phân bố làm momen trong tường nên sẽ giảm chiều dày của cừ.

- Không cần phải đào đất sau tường, cho phép thi công từ trên xuống, làm giảm khối lượng chống đỡ.

Sử dụng hệ neo thay cho hệ shoring giúp giải phóng mặt bằng thi công, tạo điều kiện thuận lợi cho việc di chuyển máy móc và rút ngắn thời gian thi công, từ đó tăng tiến độ hoàn thành công trình.

Đất xây dựng công trình thuộc cấp III, chủ yếu là đất sỏi sạn, gây khó khăn trong việc ép cừ xuống Cừ thép Larsen có độ ổn định thấp, dễ bị cong vênh khi thực hiện ép.

- Thi công xong phải rút cừ Larsen lên, đấp lại đất.

2.2.3.Đào mở kết hợp neo đất ổn định mái dốc

Phương pháp đào mở kết hợp hệ neo đất ổn định mái dốc là một lựa chọn hiệu quả cho thi công đất đồi Phương pháp này yêu cầu mở rộng chân hố đào từ mép ngoài tường chắn đất, với kích thước phụ thuộc vào độ sâu và hệ số mái dốc của đất Sau khi hoàn thành việc mở rộng, cần tạo mái dốc ổn định và sử dụng hệ neo đất để giữ vững mái dốc, đảm bảo an toàn cho khối lượng đất phía sau Tuy nhiên, phương pháp này cũng có những ưu và nhược điểm cần được xem xét kỹ lưỡng.

- Phương pháp thi công đơn giản, máy móc thiết bị phục vụ cho việc đào đất phổ biến và dễ tìm kiếm.

Do địa hình đất đồi và loại đất cấp 3 chủ yếu là cát, sỏi, sạn, hệ số mái dốc của đất khá lớn Kết hợp với việc đào sâu, với điểm cao nhất cần đào khoảng 12m, nên bề rộng miệng hố đào cần được mở rộng đáng kể.

- Khối lượng đất đào lớn, thời gian thi công lâu, tốn nhiều nhân công máy móc.

- Cần bố trí mặt bằng để chứa khối lượng đất đào lên nhằm mục đích cho việc đắp đất lại sau khi thi công.

- Tuy phương pháp đơn giản nhưng lại tốn nhiều chi phí.

2.2.3.4.Hệ tường cừ Barret kết hợp neo đất

2.2.4.Lựa chọn biện pháp thi công

Quá trình phân tích các biện pháp thi công cho phần đất đồi cho thấy mỗi phương pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng Việc lựa chọn biện pháp thi công phù hợp không chỉ ảnh hưởng đến năng suất và chất lượng công trình mà còn quyết định tiến độ và đảm bảo an toàn trong quá trình xây dựng.

Bảng 2.1.So sánh, đánh giá các biện pháp thi công đào đất phần đồi.

Tường cọc xi măng đất

Tường Barret kết hợp neo đất Đào mở kết hợp neo đất ổn định mái dốc

1.Tiến độ thi công Nhanh Nhanh Chậm

2.Chất lượng thi công Trung bình Cao Cao

3.Chi phí thi công Thấp Cao Cao

4.Thi công đơn giản Trung bình Yêu cầu cao cao Thấp

5.An toàn thi công Trung bình Trung bình Trung bình

6.Sự thích hợp về địa hình Cao Cao Thấp

7.Thiết bị thi công đơn giản Yêu cầu cao Yêu cầu cao Yêu cầu thấp

2.3.Tính toán tường vây Barret chắn đất

Do việc đào đất công trình xuống độ sâu lớn (12m), việc tính toán và kiểm tra tường vây hố đào là rất cần thiết Hiện nay, với sự phát triển của công nghệ, nhiều phần mềm hỗ trợ mô phỏng bài toán Địa kỹ thuật đã ra đời Trong đồ án, sinh viên đã sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn Plaxis 2D 8.6 để mô hình hóa và kiểm tra tường vây hố đào.

2.3.1.Mô hình và thông số vật liệu tính toán

2.3.1.1.Thiết lập mô hình tính toán trong Plaxis.

2.3.Tính toán tường vây Barret chắn đất.

Hình 2.2.Mặt cắt ngang thực tế địa hình vị trí xây dựng công trình.

Dựa vào mặt cắt ngang thực tế công trình, ta có thể mô hình thiết lập mô hình tính toán trên phần mềm Plaxis 2D như Hình 2.3.

Hình 2.3.Mô hình thiết lập để tính toán trong Plaxis.

Xác định biên phân tích bài toán tường vây có hệ neo ta có thể dựa vào công thức đề xuất của Vermeer và Wehnert như sau:

- Biên chiều rộng mô hình: a l   16.5   m Chọn vùng biên mô hình phía bên phải 26   m vùng biên mô hình phái bên trái dựa vào mặt cắt công trình nên chọn 21   m

- Biên chiều sâu mô hình tính từ lớp đất thứ 2 xuống lớp đất thứ 3 lấy 7   m

Giả định tải trọng máy móc thi công lấy giá trị bằng 10  kN m / 2 

Hình 2.4.Mô hình tính toán được thiết lập trong phần mềm Plaxis.

2.3.1.2.Thiết lập mô hình tính toán trong Plaxis.

* Thông số đặc trưng cơ lý đất nền:

Đề bài chỉ cung cấp thông tin về địa hình nơi xây dựng công trình, do đó sinh viên phải giả định các thông số cơ lý của đất nền để phục vụ cho việc mở rộng tính toán Các thông số này được lấy từ các ví dụ trong bài giảng Plaxis Thông tin địa chất của các lớp đất được trình bày chi tiết trong bảng sau.

Bảng 2.2.Các thông số đất nền phục vụ cho mô hình trong phần mềm Plaxis.

Thông số phục vụ tính toán Ký hiệu Lớp 1

Mô hình Model MC MC MC - Ứng xử vật liệu Type Drained Drained Drained -

Dung trọng trên mực nước ngầm  unsat 16 17 17 kN m/ 3

Dung trọng dưới mực nước ngầm  sat 20 20 19 kN m/ 3

Hệ số thấm phương ngang k x 1 0.5 0.1 m day/

Hệ số thấm phương đứng k y 1 0.5 0.1 m day/

Modul biến dạng E ref 8000 30000 20000 kN m/ 2

Góc nội ma sát  30 34 29 độ

Hệ số tiếp xúc bề mặt R int er 0.65 0.7 Rigid -

Trong đó: MC ký hiệu cho mô hình tính toán Morh-Coulomb.

* Thông số tường vây Barret:

- Tường vây Barret được mô hình bằng phần tử tấm trong Plaxis (Plate), chọn vật liệu bê tông làm tường vây cấp độ B35 có modul đàn hồi E  35 10  3  MPa 

- Đoạn tường vậy ngàm xuống đáy hố đào 4.5   m

Bảng 2.3.Các thông số tường vây phục vụ mô hình trong phần mềm Plaxis.

Thông số phục vụ tính toán bao gồm các giá trị quan trọng như độ cứng dọc trục EA là 2.40E+7 kN m và độ cứng chống uốn EI là 1.28E+7 kN m m² Các thông số này rất cần thiết trong việc đánh giá ứng xử vật liệu.

Bài toán mô hình sử dụng 3 hàng neo đất được lắp đặt theo cao trình như Hình 2.3.

- Hàng neo thứ nhất có chiều dài neo 14.5  mm , góc nghiêng của neo 33.7 2 : 3   

- Hàng neo thứ hai có chiều dài neo 11  mm , góc nghiêng của neo 33.7 2 : 3   

Hàng neo thứ ba có chiều dài 7.0 mm và góc nghiêng 33.7 độ Để mô hình hóa neo đất trong phần mềm Plaxis, cần hai thông số vật liệu cho thân neo (Anchor) và bầu neo (Geogrid).

Bảng 2.4.Các thông số thân neo phục vụ mô hìn trong phần mềm Plaxis.

Thông số phục vụ tính toán Ký hiệu Giá trị tính toán Đơn vị Ứng xử vật liệu Material Type Elastic - Độ cứng dọc trục EA 2.00E+5 kN

Khoảng cách neo phương ngang L spacing 2.00 m

Lực dọc lớn nhất max,comp

Bảng 2.5.Các thông số bầu neo phục vụ mô hình trong phần mềm Plaxis.

Thông số phục vụ tính toán Ký hiệu Giá trị tính toán Đơn vị Ứng xử vật liệu Material Type Elastic - Độ cứng dọc trục EA 2.00E+5 kN

2.3.1.3.Các phase tính toán trong các giai đoạn thi công.

Bảng 2.6.Các giai đoạn thi công đào đất mô hình trong Plaxis.

Start from Calculation Loading Input

Phase 1:Thi công tường và tải trọng ngoài 1 0 Plastic analysis Staged construction Phase 2: Đào đất tới cao trình -2.000 2 1 Plastic analysis Staged construction Phase 3: Lắp hàng neo thứ nhất (cos -2m) 3 2 Plastic analysis Staged construction Phase 4: Đào đất tới cao trình -6.000 4 3 Plastic analysis Staged construction Phase 5: Lắp hàng neo thứ hai (cos -6m) 5 4 Plastic analysis Staged construction Phase 6: Đào đất tới cao trình -10.00 6 5 Plastic analysis Staged construction Phase 7: Lắp hàng neo thứ ba (cos -10m) 7 6 Plastic analysis Staged construction Phase 8: Đào đất tới cao trình -12.00 8 7 Plastic analysis Staged construction

Phase 9: Xác định hệ số an toàn (Phân tích phi/c reduction) 9 8 Plastic analysis Staged construction

2.3.1.4.Kết quả phân tích trong Plaxis.

Sau khi hoàn thành việc vẽ mô hình và khai báo các thông số vật liệu cho đất nền, tường vây và neo đất, chúng ta thiết lập các giai đoạn thi công trong Plaxis Tiếp theo, tiến hành phân tích và kiểm tra kết quả tính toán để đảm bảo tính chính xác và hiệu quả của thiết kế.

* Chuyển vị đứng và ngang của tường vây:

Hình 2.5.Biểu đồ chuyển vị ngang (Ux) của tường vây ở 4 giai đoạn đào đất.

Hình 2.6 Biểu đồ chuyển vị đứng(Uy) của tường vây ở 4 giai đoạn đào đất.

Bảng 2.7.Kết quả chuyển vị tường vây ở 4 giai đoạn đào đất.

Phase 2: Đào đất tới cao trình -2.000 -24.44 -7.090 -24.44

Phase 4: Đào đất tới cao trình -6.000 -13.95 -7.540 7.118

Phase 6: Đào đất tới cao trình -10.00 -19.08 -17.54 5.117

Phase 8: Đào đất tới cao trình -12.00 -22.00 -28.83 -3.302

Kiểm tra chuyển vị tường vây:

- Chuyển vị ngang trong tường vây: max      

- Chuyển vị đỉnh trong tường vây:U dinh 24.44  mm   U dinh  25.4  mm .

* Momen uốn và lực cắt trong tường vây:

Hình 2.7.Biểu đồ momen của tường vây ở 4 giai đoạn thi công đào đất.

Hình 2.8 Biểu đồ lực cắt của tường vây ở 4 giai đoạn thi công đào đất.

* Lực kéo trong thân neo:

- Lực kéo lớn nhất trong hàng neo thứ nhất:N neo 1400 kN m/ (Ở Phase 4).

- Lực kéo lớn nhất trong hàng neo thứ hai:N neo 2 405.8 kN m/ (Ở Phase 6).

- Lực kéo lớn nhất trong hàng neo thứ ba:N neo 3 400.6 kN m/ (Ở Phase 8).

- Lực kéo lớn nhất trong các neo:N max 405.8  kN

- Dây neo trong đất theo công nghệ SEEE có 3 loại : Neo đất loại T, neo đất loại U.

- Chọn loại neo neo đất loại U, loại neo F 70UA có các thông số cường độ như sau:

+ Tải trọng kéo dây neo (lực kéo cực hạn): T us 714   kN

+ Tải trọng điểm chảy dây (lực kéo chảy dây):T ys 608   kN

+ N max 405.8  kN  us us T 0.6 714 428.4    kN Neo đủ khả năng chịu lực.

+ N max 405.8  kN  ys ys T 0.75 608 456    kN  Neo đủ khả năng chịu lực.

2.4.Tính toán khối lượng đất đào

THI CÔNG ĐÀO ĐẤT HỐ MÓNG

2.5.Mặt bằng bố trí móng

Dựa vảo mặt cắt ngang công trình trong đề bài, sinh viên triển khai mặt bằng kết cấu công trình như hình vẽ bên dưới.

Hình 2.14.Mặt bằng bố trí kết cấu móng trong công trình.

Hình 2.15.Phối cảnh 3D bố trí kết cấu móng trong công trình.

2.6.1.Kích thước hố móng đơn

Sinh viên đã lựa chọn phương án đào hố móng đơn bằng cách sử dụng phương pháp thi công đào mở Họ áp dụng máy móc cơ giới, cụ thể là máy gầu nghịch, để thực hiện việc đào đất thô cho hố móng Đối với những khu vực mà máy không thể thi công được, sinh viên sẽ tiến hành đào thủ công để hoàn thiện công việc.

B.THI CÔNG ĐÀO ĐẤT HỐ MÓNG.

2.5.Mặt bằng bố trí móng.

Hình 2.16.Kích thước móng đơn và mặt bằng bố trí trong công trình.

Dựa vào mặt cắt ngang của công trình, móng đơn sử dụng trong công trình có những thông số kích thước sau:

- Chiều sâu chôn móng: H  1600  mm 

* Xác định kích thước hố đào móng đơn:

Theo TCVN 4447:2012, điều 4.2.3 quy định rằng chiều rộng đáy của móng băng và móng độc lập tối thiểu phải bằng chiều rộng kết cấu cộng với lớp lót và khoảng cách để đặt cốp pha, neo chằng, cùng với việc tăng thêm 0.2 m.

- Trong trường hợp cần thiết có công nhân làm việc dưới đáy móng, khoảng cách tối thiểu giữa kết cấu móng và vách hố móng phải lớn hơn 0.7   m

- Nếu hố móng có mái dốc thì khoảng cách giữa chân mái dốc và chân kết cấu móng ít nhất phải là 0.3   m

Hình 2.17.Các thông số xác định kích thước thi công của hố móng đơn.

Xác định các thông số của hố móng:

- Chiều sâu hố móng:H  h h btl 1600 100 1700   mm .

Trong đó: h btl là chiều dày lớp bê tông lót phía dưới móng đơn, lấy h btl 100  mm 

- Kích thước đáy hố đào (phần phía dưới):

+ Chiều dài đáy hố đào:a a m 2 b tc 2600 2 300 4200    mm .

+ Chiều rộng đáy hố đào: b b m 2 b tc 2000 2 300 2600    mm .

Chiều dài của móng đơn được xác định là 2600 mm, trong khi chiều rộng của móng đơn là 2000 mm Để thi công móng, khoảng cách tối thiểu theo tiêu chuẩn TCVN 4447:2012 yêu cầu giá trị khoảng cách này phải lớn hơn hoặc bằng 300 mm.

- Kích thước miệng hố đào (phần phía trên):

Chọn chiều dài miệng hố đào c  7100  mm 

+ Chiều rộng miệng hố đào: d b 2 mH 2600 2 0.85 1700 5490     mm .

Chọn chiều rộng miệng hố đào d  5500  mm 

Trong đó: mlà hệ số mái dốc của đất, theo đề bài đất cấp III có thể lấy m0.85

Hình 2.18.Mặt cắt ngang của hố móng đơn trong công trình.

Do kích thước lớn của miệng hố đào móng và khoảng cách giữa các khung ngang chỉ 6 m, phương án đào từng móng đơn không đảm bảo sự mở rộng miệng hố Do đó, biện pháp tối ưu là đào hố móng chạy dài qua các móng đơn, tạo hình dạng giống hồ đào móng băng.

* Xác định kích thước hố móng chạy dài:

- Chiều rộng đáy hố móng: b d 2600  mm 

- Chiều rộng miệng hố móng: b m 5500  mm 

- Chiều dài đáy hố móng:l d  L a m 2 b tc 120000 2600 2 300 123200     mm .

- Chiều dài miệng hố móng:

Hình 2.19.Mặt bằng và mặt cắt ngang hố đào móng đơn.

2.6.2.Kích thước hố móng tường chắn

Trong quá trình thi công đào đất đồi, sinh viên đã lựa chọn phương án tường vây Barret kết hợp với hệ neo đất Giải pháp này không chỉ phục vụ cho việc thi công mà còn tận dụng làm tường bao che cho công trình khi hoàn thiện Do đó, tường chắn đất sẽ được thay thế bằng tường vây Barret, dẫn đến việc hệ móng tường chắn cũng cần được thay thế bằng hệ móng đôi, vì khoảng cách giữa cột trục B và C chỉ có 3m.

Hình 2.20.Kích thước móng đôi và mặt cắt ngang hố móng.

Dựa vào mặt cắt ngang của công trình, bề dài móng đôi được xác định bằng bề rộng chân tường chắn đất, dẫn đến các thông số kích thước quan trọng.

- Chiều rộng chân tường (chiều dài móng đôi): B  5400  mm 

- Chiều sâu chôn chân tường (chiều sâu chôn móng): H  1500  mm 

* Xác định kích thước hố đào móng đôi.

Theo TCVN 4447:2012, điều 4.2.3 quy định rằng chiều rộng đáy của móng băng và móng độc lập tối thiểu phải bằng chiều rộng kết cấu cộng với lớp lót và khoảng cách cần thiết để đặt cốp pha, neo chằng, đồng thời tăng thêm 0.2 m.

- Trong trường hợp cần thiết có công nhân làm việc dưới đáy móng, khoảng cách tối thiểu giữa kết cấu móng và vách hố móng phải lớn hơn 0.7   m

- Nếu hố móng có mái dốc thì khoảng cách giữa chân mái dốc và chân kết cấu móng ít nhất phải là 0.3   m

Xác định các thông số của hố móng:

- Chiều sâu hố móng:H  h h btl 1500 100 1600   mm .

Trong đó: h btl là chiều dày lớp bê tông lót phía dưới chân tường chắn, lấy h btl 100  mm 

- Kích thước đáy hố đào (phần phía dưới):

+ Chiều dài đáy hố đào:l d L t 2 b122600 2 300 123200    mm 

+ Chiều rộng đáy hố đào: b d B t 300 700 5400 300 700 6400      mm .

L Chiều dài của tường chắn, theo đề bài L t 122600  mm  t :

B Chiều rộng của chân tường (dài móng đôi), theo đề bài B t 5400  mm 

: b Khoảng cách để thi công được móng.Theo TCVN 4447:2012 thì giá trị b  300  mm 

Khoảng cách giữa tường và phần đất đồi bên phải, như thể hiện trong Hình 2.16, được quy định là 700 mm Điều này nhằm tạo thuận lợi cho quá trình thi công đổ bê tông tường trong giai đoạn xây dựng phần thân.

- Kích thước miệng hố đào (phần phía trên):

+ Chiều dài miệng hố đào:l m  l d 2 mH 123200 2 0.85 1600 125920     mm 

Chọn chiều dài miệng hố đào l m 126000  mm 

+ Chiều rộng miệng hố đào: b m b d 2 mH 6400 2 0.85 1600 9120     mm .

Chọn chiều rộng miệng hố đào b m 9200  mm 

Trong đó: mlà hệ số mái dốc của đất, theo đề bài đất cấp III có thể lấy m0.85

Hình 2.21.Mặt bằng hố đào móng tường chắn đất.

2.6.3.Tính toán khối đất đào hố móng

2.6.3.1.Công thức tính toán. Đối với các công trình đất có dạng hình khối thường gặp như hố móng, thể tích của khối đất (khối lượng đất của hố móng) được xác định theo công thức sau:

V V  V  V  V Trong đó: Giá trị thể tích của từng phần nhỏ hố móng được xác định theo công thức sau:

- Thể tích của khối đất V1:V 1   a b H ,

- Thể tích của khối đất V2: 2

Thay các giá trị V i vào công thức ban đầu, ta có công thức xác định thể tích hố móng như sau:

, : a b Lần lượt là chiều rộng và chiều dài của đáy hố móng tính toán.

, : c d Lần lượt là chiều rộng và chiều dài của miệng hố móng tính toán.

H Chiều sâu của hố móng tính toán.

Hình 2.22.Xác định khối lượng đất hố móng hình khối.

2.6.3.2.Tính toán thể tích hố móng đơn.

Thể tích của khối đất hố móng đơn được xác định theo công thức sau:

Hình 2.23.Các thông số kích thước của hố móng đơn 2.6.3.3.Tính toán thể tích hố móng đôi.

Thể tích của khối đất hố móng đôi được xác định theo công thức sau:

Hình 2.24.Các thông số kích thước của hố móng tường chắn.

Tổng khối lượng đất cần đào khi thi công phần móng:

2.6.4.Tính toán khối đất phục vụ cho việc đầm lại đất Đối với đất đào hố móng, sau khi ta đào đất lên để phục vụ cho việc thi công móng thì sau khi móng được thi công xong phải tiến hành đắp lại đất.Vì vậy ta tận dụng khối lượng đất đào lên để đắp lại (do đất công trình thuộc loại đất cấp III, đất tốt nên có thể tái sử dụng), khối lượng đất phục vụ co việc đắp lại bằng khối lượng đất đào lên trừ đi phần thể tích cấu kiện chiếm chỗ (bê tông lót, bê tông móng, bê tông cổ cột) và nhân thêm hệ số (khối lượng đất phục vụ cho việc đầm sẽ lớn hơn thể tích nguyên thổ ban đầu vì còn phải đầm nén lại).

2.6.4.1.Tính thể tích cấu kiện chiếm chỗ.

Trong phần này, sinh viên sử dụng phần mềm Revit để tính toán khối lượng các cấu kiện chiếm chỗ, bao gồm bê tông lót móng dày 100mm, bê tông móng và bê tông cổ cột Công trình sử dụng hai loại móng là móng đơn và móng đôi, cùng với hai kích thước cột là 400mmx600mm và 400mmx1200mm Thể tích của các cấu kiện sẽ được trình bày trong các bảng dưới đây.

Bảng 2.11.Thống kê bê tông móng chiếm chỗ khi đầm đất.

Tên cấu kiện Số lượng

Kích thước móng Chiều dài Chiều rộng Chiều cao 1 Chiều cao 2 Thể tích BT

Hình 2.25.Phối cảnh 3D móng đơn và móng đôi.

Bảng 2.12.Thống kê bê tông lót móng chiếm chỗ khi đầm đất.

Tên cấu kiện Số lượng Kích thước bê tông lót móng

Chiều dài Chiều rộng Chiều dày Thể tích BT

Hình 2.26.Phối cảnh 3D bê tông lót móng và cổ cột.

Bảng 2.13.Thống kê bê tông cổ cột chiếm chỗ khi đầm đất.

2.6.4.2.Tính thể tích đất đào tái sử dụng và bỏ đi.

* Thể tích đất đào tái sử dụng:

- Tính thể tích đất đào tái sử dụng theo kích thước hình học cho phần móng đơn và móng đôi:

V V Lần lượt là thể tích đất tái sử dụng theo lý thuyết cho hố móng 1 (hố móng đơn) và hố móng 2 (hố móng đôi).

V V Lần lượt là thể tích phần đất đào theo tính toán của hố móng 1 và 2.

V V Là thể tích bê tông móng chiếm chỗ của hố móng 1 và 2.

V V Là thể tích bê tông lót móng chiếm chỗ của hố móng 1 và 2.

V V Là thể tích bê tông cổ cột chiếm chỗ của hố móng 1 và 2.

- Tính thể tích đất đào tái sử dụng theo thực tế cho phần móng đơn và móng đôi:

Trong đó: K là hệ số kể đến sự đầm chặt đất sau khi đắp hố móng.

- Tổng khối lượng đất tái sử dụng: V TSD V TT 1 V TT 2 819.2 1438.1 2257.3    m 3

* Thể tích đất đào bỏ đi:

Khối lượng đất đào cần bỏ đi: V remove V total V TSD 2415.4 2257.3 158.1    m 3

2.6.5 Lựa chọn, tính toán năng suất và bố trí máy đào

2.6.5.1.Nguyên tắc lựa chọn máy đào và xe.

Giống các nguyên tắc trong phần chọn máy thi công phần đất đồi.

2.6.5.2.Các yêu cầu công tác đào đất bằng máy đào.

2.6.5.3.Lựa chọn, tính toán năng suất và số lượng máy đào.

Dựa vào các nguyên tắc lựa chọn máy đào, sinh viên đã quyết định chọn máy đào gàu nghịch (gầu sấp) để thi công đào hố móng công trình Máy đào ZAXIS200-5G của HITACHI được lựa chọn cho công việc này.

Hình 2.27.Máy đào ngầu sấp ZAXIS200-5G của HITACHI

- Máy đào đào ZAXIS200-5G của HITACHI có các thông số sau: Xem Bảng 2.9

2.6.5.5.Tính toán năng suất máy đào.

Do chọn máy đào thi công hố móng giống thi công đào đất đồi nên năng suất máy cũng được tính toán tương tự.

* Tính năng suất lý thuyết:

Năng suất lý thuyết của máy đào gầu nghịch được tính toán theo công thức như sau:

* Tính năng suất thực tế:

Năng suất thực tế của máy đào gầu nghịch được tính toán theo công thức sau:

- Số ca máy để hoàn thành khối lượng công tác đào đất như đã tính toán được xác định:

V Khối lượng đất (thể tích) phần đất cần thi công.Khối lượng phần đất đồi V  2415.4   m 3

- Số lượng máy đào cần thiết để hoàn thành như thời gian mong muốn được xác định:

: n Là số ca máy để hoàn thành khối lượng công tác đất, n  4   ca

: t Thời gian mong muốn hoàn thành công tác đào đất, tính bằng ngày, t  2  ngày 

N Số ca máy làm việc trong 1 ngày, N  1   ca

2.6.6.Lựa chọn, tính toán năng suất và số lượng xe ô tô chở đất

Việc lựa chọn ô tô chở đất cũng theo những nguyên tắc giống phần chọn ô tô chở đất cho phần đất đồi.

Dựa vào đó sinh viên chọn xe ben tự đổ HINO FG8JJSB do Nhật Bản và Việt Nam sản xuất.

Hình 2.28.Xe ben tự đổ HINO FG8JJSB.

Các thông số kỹ thuật của xe ben tự đổ HINO FG8JJSB (Xem Bảng 2.10)

2.6.6.1.Tính toán nâng suất của ô tô.

- Xác định chu kỳ vận chuyển của xe ô tô theo công thức sau:

- Xác định số chuyến xe có thể làm việc trong 1 ngày theo công thức sau:

Trong đó: T ng là thời gian mà xe làm việc trong ngày, tính bằng giờ.Giả định T ng  8   h

- Xác định năng suất của xe theo công thức sau:

- Xác định số lượng xe cần thiết theo thực tế để máy đào không bị gián đoạn:

Để đảm bảo quá trình thi công không bị gián đoạn, cần bố trí 6 xe ô tô chở đất cho mỗi máy đào Với việc sử dụng 2 máy đào cho công tác đào đất hố móng, tổng số xe ô tô chở đất cần thiết là 12 chiếc.

CÔNG LẮP VÀ ĐẦM ĐẤT

Vai trò của công tác đầm đất

Chất lượng công trình xây dựng phụ thuộc trực tiếp vào chất lượng đất nền Để đảm bảo công trình trên đạt tiêu chuẩn, cần phải chú trọng đến việc cải thiện chất lượng đất dưới Sau khi đào đất nguyên thổ, mỗi loại đất sẽ có hệ số tơi xốp riêng, do đó việc đầm đất là cần thiết Quá trình này, đặc biệt là đầm đất hố móng, giúp loại bỏ không khí và nước thừa, từ đó tăng cường độ chặt của đất, đưa nó trở về gần với trạng thái ban đầu.

Các yêu cầu trong công tác lắp và đầm đất

- Các loại đất thông thường dùng để lắp đất: đất sét, á sét, cát, á cát, đất lẫn sõi,…

- Loại đất hữu cơ chỉ nên để đắp những nơi không có yêu cầu đầm chặt.

Đất rời, bao gồm cát, sỏi và sạn, có thành phần hạt lớn với diện tích tiếp xúc giữa các hạt nhỏ Do lực dính thấp, đất này dễ dàng thoát nước và yêu cầu ít công sức để đầm đạt độ chặt theo thiết kế.

Trong quá trình thi công, đất thuộc cấp III rất phù hợp cho việc tận dụng phần đất đào hố móng Sau khi hoàn thành thi công móng và đà kiềng, phần đất này có thể được sử dụng để lắp lại móng, đảm bảo hiệu quả và tiết kiệm cho công trình.

3.2.1.Độ ẩm thi công đầm Độ ẩm là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu quả đầm đất

- Với đất khô, độ ẩm thấp nước trong đất chỉ là màng ẩm, ma sát giữa các hạt lớn, do đó loại đất này phải tốn nhiều công.

Đất ướt hoặc quá ướt có độ ẩm cao, khiến nước lấp đầy các lỗ rỗng và làm giảm ma sát giữa các hạt đất Điều này dẫn đến việc đầm đất trở nên khó khăn, không đạt được độ chặt thiết kế và tốn nhiều công sức hơn trong quá trình thi công.

Khi đất có độ ẩm thích hợp, nước trong đất hoạt động như một chất bôi trơn, giúp giảm ma sát giữa các hạt đất, từ đó quá trình đầm nén trở nên dễ dàng hơn.

Để đảm bảo hiệu quả tốt nhất trong công tác đầm đất lắp hố móng, cần lựa chọn độ ẩm thích hợp cho loại đất sử dụng Theo TCVN 4447:2012, đối với đất cấp III (như đất cát pha), độ ẩm khống chế nên nằm trong khoảng 8% - 12%, và khối lượng thể tích lớn nhất khi đầm nén có thể đạt từ 1.75 (T/m³) đến 1.95 (T/m³) Đối với khối đắp trong công trình nhà ở, khối lượng thể tích thực tế cần đảm bảo đạt gần 90% khối lượng thể tích lớn nhất khi đầm nén, tức là khoảng 0.9 lần khối lượng lớn nhất.

3.2.3.1.Trị số tải trọng đầm.

Khi chọn đầm, cần tránh việc sử dụng đầm quá lớn hoặc quá nhỏ Đầm quá lớn có thể làm hư hại cấu trúc đất và giảm khả năng chịu tải, trong khi đầm quá nhỏ yêu cầu lớp rải mỏng hơn, dẫn đến việc tốn nhiều công sức hơn trong quá trình đầm.

- Tải trọng đầm thích hợp:max 0.8 0.9  R d

- Chiều dày từng lớp đất đắp phải thỏa mãn các yêu cầu khi đầm nén.

- Chiều dày lớp đất đắp và số lượt đầm nén phải phù hợp với loại máy đầm sử dụng.

3.2.3.3.Thời gian và tốc độ đầm. Đối với một loại đất cụ thể, thời gian đầm càng lâu thì đất càng chặt.Tuy nhiên khi đất đã đạt được độ chặt theo yêu cầu và vẫn tiếp tục đầm thì không những tốn công mà cơ cấu đất nền còn bị phá hủy theo thời gian.

Lựa chọn biện pháp thi công đầm đất

3.3.1.Các phương án thi công đầm đất

Thi công đầm đất có thể sử dụng đầm thủ công hoặc đầm cơ giới, mỗi loại có ưu nhược điểm riêng Đầm thủ công thích hợp cho các khu vực chật hẹp nhưng có năng suất thấp và bán kính ảnh hưởng nhỏ Ngược lại, đầm cơ giới có năng suất cao và bán kính ảnh hưởng lớn, thường được sử dụng trong các dự án có khối lượng công tác đất lớn và diện tích mặt bằng rộng Do đó, trong đồ án này, sinh viên đã chọn sử dụng đầm cơ giới.

- Trong đầm cơ giới lại có đầm bán thủ công (đầm nhảy, đầm bàn), đầm cơ giới (đầm chày, đầm lăn mặt nhẵn, đầm lăn có vấu,…).

Mỗi loại máy đầm cơ giới được thiết kế phù hợp với từng loại đất thi công khác nhau, do đó, việc lựa chọn máy đầm thích hợp là rất quan trọng để đạt hiệu suất thi công tối ưu và đảm bảo chất lượng công trình Dưới đây là bảng tham khảo giúp bạn chọn thiết bị đầm cơ giới tương ứng với từng loại đất và đánh giá hiệu suất của máy đầm trong các điều kiện thi công khác nhau (Bảng 3.1 và Bảng 3.2).

Bảng 3.1.Lựa chọn thiết bị đầm cơ giới theo loại đất thi công

Thiết bị đầm đất cơ giới Đất áp dụng hiệu quả

Lu chân lèn Đất dính

Lu bánh mạng lưới Sỏi hay cát sạch

Máy đầm rung Đất không dính

Lu bánh thép nhẵn mặt Sỏi

Lu lốp hơi Hầu hết các loại đất

Lu có đệm Hầu hết các loại đất

Bảng 3.2.Hiệu quả của các loại đầm cơ giới với từng loại đất thi công

Vật liệu Đầm nhẵn mặt Đầm bánh hơi Đầm rung Đầm chân lèn Đầm mạng lưới Đá Cao Thấp Cao Cao Cao

Sỏi sạch Cao Trung bình Cao Cao Cao

Sỏi có sét Cao Trung bình Trung bình Cao Trung bình

Cát sạch Thấp Thấp Cao Trung bình Trung bình

Cát pha sét Thấp Trung bình Trung bình Cao Thấp

Sét pha cát Thấp Cao Trung bình Cao Thấp

Sét Thấp Cao Trung bình Cao Thấp

Chiều dày lớp đất khi đầm có ảnh hưởng trực tiếp đến năng suất và chất lượng của quá trình đầm Mỗi loại thiết bị đầm cơ giới sẽ tương thích với các loại chiều dày lớp đất khác nhau, đảm bảo hiệu quả tối ưu trong công việc đầm đất.

Bảng 3.3.Chiều dày đề nghị lớp đất đầm tương ứng với từng thiết bị đầm đất cơ giới.

Thiết bị đầm đất cơ giới Chiều dày đề nghị (cm) Ghi chú

Tất cả xe lu (trừ lu rung, bánh hơi) 15 - 20

Lu bánh hơi ~30 Đầm trước bằng lu nhẹ để tránh lún Đầm rung 20 - 120 Tương ứng với 0.9 – 13.6 tấn Đầm rung hạng nặng ~210 Đầm bánh xe 45 - 120

Để đạt được năng suất cao khi sử dụng máy đầm, cần lựa chọn máy có tải trọng đầm phù hợp, tránh làm phá vỡ kết cấu đất, điều này giúp duy trì sức chịu tải của đất Bên cạnh đó, việc chọn ứng suất đầm thích hợp với giá trị tối đa trong khoảng từ 0.8 đến 0.9 lần R d cũng rất quan trọng.

Bảng 3.4.Cường độ cực hạn của các loại đất khi sử dụng thiết bị đầm cơ giới.

Loại đất Cường độ cực hạn R d (daN/cm 2 ) Đầm lăn ống thép Đầm lăn bánh hơi Đầm chày

Cát – á cát 3÷6 3÷4 3÷7 Đất cát pha sét nhẹ 5÷7 3÷5 6÷8 Đất á sét 6÷10 4÷6 7÷12 Đất dính pha sét nặng 10÷15 6÷8 12÷20 Đất sét dính 15÷18 8÷10 20÷23

3.3.2.Lựa chọn phương án thi công đầm đất cho công trình

Sinh viên đã đánh giá và chọn phương án thi công đầm đất bán thủ công, sử dụng đầm nện cho các khu vực thi công chật hẹp như hố móng, kết hợp với đầm đất cơ giới bằng đầm lu bánh hơi cho các lớp đất phía trên gần mặt bằng hoàn thiện, nhằm đảm bảo hiệu quả thi công cho phần thân công trình.

- Chọn chiều dày lớp đất rải mỗi lần đầm cho thi công là 30cm cho cả đầm nện và đầm lu bánh hơi.

Đất đầm thi công là loại đất đồi thuộc cấp đất III, bao gồm cát pha sét và sỏi cuội nhỏ, có tính chất không dính Để đạt hiệu suất thi công cao, cần sử dụng máy đầm nện và đầm lu bánh hơi.

3.3.3.Chọn máy đầm theo phương án thi công

3.3.3.1.Chọn máy đầm nện (đầm cóc).

Chọn máy đầm nện (đầm cóc) MIKASA MT66H có hình minh họa và các thông số kỹ thuật trình bày bên dưới.

Hình 3.1.Máy đầm nện (đầm cóc) MIKASA MT66H.

Bảng 3.5.Thông số kỹ thuật máy đầm cóc MISAKA MT66H.

Thông số kỹ thuật máy Giá trị Động cơ Honda GXR 100 (2.1 kW - 5.5 HP)

Dung tích bình xăng 2 lít

Xuất xứ Nhật Bản - Lắp ráp tại Việt Nam Ứng suất đầm lớn nhất 110 (kN/m 2 )

3.3.3.2.Chọn máy đầm lu bánh hơi (đầm cóc).

Chọn máy đầm lu bánh hơi của thương hiệu Sakai model GW750-2.

Hình 3.2.Đầm lu bánh hơi model GW750-2 của Sakai.

Dưới đây là các bảng thông số kỹ thuật của đầm lu bánh hơi GW750-2 lấy theo catalo của nhà sản xuất

Bảng 3.6.Các chế độ làm việc và phạm vị ứng dựng của đầm lu GW750-2.

Chế độ làm việc Lực li tâm Ứng dụng và chiều dày lớp đầm

Tĩnh (Static) 0 kN Đầm lớp bề phủ bề mặt và lớp mỏng có chiều dày nhỏ hơn 5cm.

3 42 kN Đầm lớp đất đính và hạt thô có chiều dày lớp đầm dày hơn 5cm.

Bảng 3.7.Các thông số kỹ thuật của đầm lu bánh hơi model GW750-2 của Sakai.

Thông số kỹ thuật Giá trị thông số

Tổng trọng lượng xe 9280 kg

Tổng chiều dài xe (L) 4540 mm

Tổng chiều rộng xe (W) 2200 mm

Khoảng cách tâm hai bánh xe (L 1 ) 3000 mm

Bề rộng đầm (W’) 1950 mm Áp suất không khí trong mỗi bánh xe 441 KPa

Bán kính ảnh hưởng bề mặt đầm 3.8 m

CÔNG TÁC BÊ TÔNG VÀ TÍNH TOÁN CỐP PHA

Tính toán khối lượng bê tông cho toàn công trình

Hiện nay, sự phát triển công nghệ đã dẫn đến sự ra đời của nhiều phần mềm hỗ trợ cho kỹ sư xây dựng, trong đó nổi bật là các công cụ quản lý thông tin công trình như Revit và Telka Những phần mềm này có khả năng tính toán và quản lý khối lượng chi phí công trình một cách hiệu quả Đặc biệt, trong các đồ án, sinh viên không còn phải tính toán khối lượng bê tông bằng tay mà có thể lấy kết quả thống kê trực tiếp từ phần mềm Revit.

Sau khi mô hình công trình sinh viên thông kê được khối lượng của các cấu kiện trong công trình như sau:

4.1.1.Thống kế bê tông móng.

Bảng 4.1.Thống kê khối lượng bê tông móng.

Tên cấu kiện Số lượng

Kích thước móng Chiều dài Chiều rộng Chiều cao 1 Chiều cao 2 Thể tích BT

Bảng 4.2.Thống kê khối lượng bê tông lót móng.

Kích thước bê tông lót móng

Hình 4.1.Diễn họa cấu kiện móng đơn và móng đôi.

4.1.2.Thống kế bê tông cổ cột.

Bảng 4.3.Thống kê khối lượng bê tông cổ cột.

4.1.3.Thống kế bê tông đà kiềng.

Bảng 4.4.Thống kê bê tông đà kiềng.

Tên cấu kiện Số lượng Cao trình Kích thước tiết diện

Chiều dài Thể tích bê Chiều rộng Chiều cao tông ĐK300x600 60 Sàn trệt 300 600 5600 60.48 m 3 ĐK400x600 21 Sàn trệt 400 600 16300 42.84 m 3

Hình 4.2.Diễn họa cấu kiện đà kiềng.

4.1.4.Thống kế bê tông cột.

Bảng 4.5.Thống kê bê tông cột các tầng 1.

Tên cấu kiện Số lượng Cao trình chân cột Cao trình đỉnh cột

Chiều cao Thể tích bê tông Chiều rộng Chiều cao

Tên cấu kiện Số lượng Cao trình chân cột

Thể tích bê tông Chiều rộng Chiều cao

Hình 4.3.Diễn họa cấu kiện cột.

4.1.5.Thống kế bê tông dầm.

Bảng 4.8.Thống kê khối lượng bê tông dầm các tầng 1.

Chiều dài Thể tích bê Chiều rộng Chiều cao tông

Hình 4 4.Diễn họa cấu kiện dầm.

4.1.6.Thống kế bê tông sàn.

Bảng 4.11.Thống kê bê tông sàn các tầng.

Tên cấu kiện Cao trình Diện tích Chiều dày Số lượng Thể tích bê tông

Hình 4.5.Diễn họa cấu kiện sàn.

Phân đợt và phân đoạn đổ bê tông

Trong công trình đúc bê tông toàn khối, việc phân đợt và phân đoạn trong công tác bê tông là rất quan trọng Cơ sở để thực hiện phân đợt và phân đoạn phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm yếu tố kỹ thuật, kết cấu công trình, ảnh hưởng của khí hậu và thời tiết, cũng như số lượng nhân công và máy móc.

Hình 4.6.Mô hình công trình thực tế khi hoàn thành công tác bê tông.

4.2.1.Đảm bảo yêu cầu về khe nhiệt, khe lún công trình

Khe nhiệt, hay còn gọi là khe co giãn, là yếu tố quan trọng trong các công trình có chiều dài lớn, giúp khắc phục hiện tượng co giãn do ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường Chức năng chính của khe nhiệt là hạn chế các chuyển vị cưỡng bức khi cấu kiện giãn nở theo sự thay đổi nhiệt độ Khe nhiệt bắt đầu từ vị trí móng và kết thúc tại vị trí mái, tạo thành hai khối riêng biệt nhưng vẫn chung nền móng của công trình.

Khe lún được thiết kế trong các công trình có sự chênh lệch lớn giữa các khối nhà Đối với những công trình có hệ nền móng vững chắc, việc bố trí khe lún không cần thiết; tuy nhiên, việc bố trí khe nhiệt vẫn thường xuyên được thực hiện.

Theo tiêu chuẩn TCVN 5574:2012, khoảng cách giữa các khe co giãn nhiệt độ trong kết cấu bê tông cốt thép được quy định rõ Đối với công trình kết cấu bê tông cốt thép thông thường, khoảng cách tối đa giữa các khe co giãn không cần tính toán được xác định theo Bảng 5, trong đó bề rộng khe co giãn cho kết cấu khung bê tông cốt thép đổ toàn khối là 30mm.

Công trình dài 120 mét cần thiết phải bố trí khe nhiệt để đảm bảo tính ổn định Do đó, việc tận dụng vị trí dừng đỗ bê tông của khe nhiệt sẽ giúp phân đợt và phân đoạn đổ bê tông hiệu quả Trong dự án, sinh viên sẽ thiết kế một khe nhiệt có bề rộng 30 mm.

4.2.2.Đảm bảo yêu cầu về mạch ngừng thi công

* Yêu cầu về mạch ngừng thi công:

Trong thi công đổ bê tông toàn khối, việc thi công liên tục là yếu tố quan trọng để duy trì tính toàn khối và chất lượng đồng đều của bê tông Tuy nhiên, trong thực tế, có nhiều lý do khiến quá trình đổ bê tông phải tạm ngừng.

- Ngừng cho cho công nhân nghĩ giải lao hoặc điều kiện nhân lực không đủ cho phép thi công trong 1 lần.

- Ngừng do những rủi ro như máy móc hư hỏng (chờ sửa chửa hoặc thay thế), ảnh hưởng của thời tiết.

Ngừng thi công theo yêu cầu kỹ thuật là cần thiết để giảm thiểu co ngót bê tông và ứng suất nhiệt do quá trình thủy hóa, nhằm ngăn chặn nguy cơ nứt kết cấu.

Vì vậy yếu tố mạch ngừng là cơ sở quan trọng trong việc chia các phân đợt, phân đợt khi đổ bê tông toàn khối.

4.2.3.Đảm bảo yêu cầu về chi phí (tái sử dụng cốp pha)

Chi phí cho vật liệu, nhân công, máy móc và thiết bị chiếm tỷ lệ lớn trong tổng vốn đầu tư xây dựng, do đó, việc tái sử dụng là rất cần thiết Công tác đổ bê tông liên quan chặt chẽ đến công tác cốp pha, vì cốp pha đóng vai trò là khuôn mẫu giúp định hình các cấu kiện bê tông cốt thép và chịu trọng lượng của bê tông khi chưa đạt đủ khả năng chịu lực Thời gian tháo dỡ cốp pha sẽ khác nhau tùy thuộc vào loại cấu kiện; cụ thể, cốp pha đứng (như cột, móng, thành dầm) có thể được tháo nhanh hơn so với cốp pha nằm (như sàn, đáy dầm).

Để tối ưu hóa hiệu quả sử dụng cốp pha trong các công trình có kích thước móng đơn giống nhau, cần tận dụng khả năng tái sử dụng của chúng Việc lắp đặt cốp pha cho toàn bộ công trình cùng một lúc để đổ bê tông sẽ dẫn đến lãng phí, do đó cần có kế hoạch luân chuyển hợp lý để đảm bảo tiết kiệm chi phí và thời gian.

Vì vậy yếu tố tái sử dụng cốp pha cũng là một cơ sở cho việc phân đợt, phân đoạn khi đổ bê tông.

4.2.4.Giải pháp phân đợt, phân đoạn đổ bê tông cho công trình

Phân đợt đổ bê tông toàn khối là quá trình đổ bê tông theo phương đứng của công trình, dựa trên quy trình kỹ thuật và sự liên hệ giữa các công tác Ví dụ, không thể đổ bê tông móng trước rồi mới đổ bê tông lót móng sau.

Công trình là một nhà kết cấu khung bê tông cốt thép đổ toàn khối dạng chạy dài, sử dụng hệ móng đơn được giằng bởi các đà kiềng và có 3 tầng Đối với khung nhà bê tông cốt thép 3 tầng trong đồ án, sinh viên đã đề xuất giải pháp phân đợt đổ bê tông như trình bày trong bảng bên dưới.

Bảng 4.12.Phân đợt đổ bê tông cho công trình.

Quá trình thi công bê tông được chia thành 10 đợt, bắt đầu với đợt 1 là đổ bê tông lót móng, tiếp theo là đợt 2 với bê tông móng Đợt 3 thực hiện đổ bê tông cổ cột, sau đó là đợt 4 đổ bê tông đà kiềng Đợt 5 là đổ bê tông cho cột tầng trệt, tiếp theo là đợt 6 với bê tông dầm và sàn tầng 1 Đợt 7 hoàn thành với đổ bê tông cột tầng 1, sau đó là đợt 8 đổ bê tông dầm và sàn tầng 2 Cuối cùng, đợt 9 thực hiện đổ bê tông cột tầng mái và đợt 10 là đổ bê tông dầm, sàn tầng mái.

Trong công tác thi công công trình đổ bê tông toàn khối, việc phân đoạn đổ bê tông là rất cần thiết để đảm bảo hiệu quả thi công, khả năng chịu lực của kết cấu và tiết kiệm chi phí Đặc biệt, đối với các công trình có dạng mặt bằng chạy dài như công trình sinh viên đang thực hiện, việc phân đoạn đổ bê tông móng thành các đoạn nhỏ là hợp lý, giúp tái sử dụng cốp pha hiệu quả Ngoài ra, các cấu kiện khác như cổ cột và cột cũng nên được phân đoạn nhỏ để đảm bảo chất lượng và tiến độ thi công.

Đối với các phân đợt 5, 7, 9 trong quá trình đổ bê tông dầm sàn, cần phân đoạn hợp lý để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật về khe nhiệt cho các công trình dài Tuy nhiên, không nên phân đoạn quá nhiều để tránh ảnh hưởng đến tính liên tục của kết cấu sàn sườn toàn khối Hãy tận dụng vị trí khe nhiệt để thực hiện việc phân đoạn đổ bê tông một cách hiệu quả.

Dựa vào những phân tích trên sinh viên đưa ra giải pháp phân đoạn đổ bê tông trong các phân đợt như sau:

Bảng 4.13.Phân đoạn đổ bê tông trong các phân đợt.

Quy trình đổ bê tông cho công trình được chia thành 10 đợt cụ thể Đợt 1 là công đoạn đổ bê tông lót móng Đợt 2 gồm bốn đoạn, từ trục 1-5 đến trục 16-21, thực hiện đổ bê tông cho móng Đợt 3 tiếp tục với việc đổ bê tông cổ cột, cũng chia thành bốn đoạn tương tự Đợt 4 là đổ bê tông đà kiềng mà không cần phân đoạn Đợt 5, đổ bê tông cho cột tầng trệt với bốn đoạn từ trục 1-5 đến trục 16-21 Đợt 6 là đổ bê tông dầm và sàn tầng 1, chia thành hai đoạn từ trục 1-11 và 11-21 Đợt 7 tiếp tục với việc đổ bê tông cho cột tầng 1, cũng chia thành bốn đoạn Đợt 8 là đổ bê tông dầm và sàn tầng 2, với hai đoạn từ trục 1-11 và 11-21 Đợt 9 thực hiện đổ bê tông cho cột tầng mái, chia thành bốn đoạn Cuối cùng, đợt 10 là đổ bê tông dầm và sàn tầng mái, cũng chia thành hai đoạn từ trục 1-11 và 11-21.

Bảng 4.14.Thống kê khối lượng bê tông của các phân đoạn trong từng phần đợt.

Tên phân đợt Nội dung Tên phân đoạn

Thực hiện công tác bê tông

Trong công trình, toàn bộ bê tông thương phẩm được sử dụng cho các cấu kiện, với nguồn vật liệu cung cấp từ nhà máy sản xuất Các vật liệu này đều được kiểm tra chất lượng và có giấy chứng nhận đạt tiêu chuẩn theo yêu cầu của từng loại cốt liệu.

- Xi măng: Là thành phần chính trong bê tông, xi măng sử dụng phải đảm bảo quy định của

Cát sử dụng trong xây dựng cần phải đảm bảo sạch sẽ, ít tạp chất và tuân thủ đúng thành phần hạt theo quy định Đặc biệt, cát phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật của TCVN 7570:2006 về cốt liệu cho bê tông và vữa.

Đá sử dụng trong bê tông cần phải sạch và già, tuyệt đối không được dùng đá non Kích thước cốt liệu lớn nhất phải phù hợp với từng cấu kiện bê tông và phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 7570:2006 về cốt liệu cho bê tông và vữa.

Nước sử dụng trong trộn bê tông cần phải là nước sạch, không chứa tạp chất vượt quá giới hạn cho phép Đặc biệt, nước phải đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 4506:2012 về nước cho bê tông và vữa.

Khi sử dụng bê tông tươi, thành phần cấp phối sẽ được cung cấp bởi nhà sản xuất Để đảm bảo bê tông đạt yêu cầu thiết kế về cấp độ bền và mác bê tông, bên mua cần cung cấp thông tin về mác bê tông hoặc cấp độ bền cho nhà sản xuất.

4.3.3.Vận chuyển vữa bê tông.

* Các yêu cầu khi vận chuyển:

Để đảm bảo chất lượng bê tông, cần sử dụng phương tiện vận chuyển hợp lý nhằm tránh tình trạng phân tầng và chảy nước của hỗn hợp vữa bê tông Đồng thời, cần bảo vệ bê tông khỏi việc mất nước do tác động của nắng và gió.

- Phương tiện vận chuyển phải phù hợp với khối lượng đổ và đầm bê tông.

Để đảm bảo thời gian vận chuyển bê tông tối ưu, không nên vượt quá 2 giờ Bạn có thể tham khảo thời gian cho phép lưu hỗn hợp bê tông không có phụ gia trong bảng dưới đây.

Bảng 4.15.Thời gian cho phép lưu trữ hỗn hợp bê tông không có phụ gia.

Nhiệt độ ( 0 C) Thời gian vận chuyển cho phép (phút)

* Vận chuyển vữa bê tông:

Vận chuyển bê tông theo phương ngang là một quy trình quan trọng, đặc biệt khi khoảng cách từ nơi trộn đến nơi đổ là xa Để đảm bảo chất lượng bê tông trong quá trình di chuyển, việc sử dụng xe ô tô chuyên dụng là cần thiết Sinh viên đã lựa chọn xe bồn HYUNDAI HD270 làm phương tiện vận chuyển, giúp tối ưu hóa hiệu quả và an toàn cho quá trình thi công.

Hình 4.7.Xe bồn Hyundai HD270 Bảng 4.16.Thông số kỹ thuật của xe bồn trộn bê tông Hyundai HD270.

Thông số kỹ thuật Giá trị

Kích thước xe (Dài x Rộng x Cao) 8130 x 2495 x 3660

Vận tốc tối đa 101 km/h

Bồn trộn (Chiều dài x Đường kính x Thể tích) 4178.5 x 2100 x 7m 3

Khối lượng bản thân 11640 kg

Vận chuyển bê tông theo phương đứng có thể sử dụng các phương tiện thủ công như ròng rọc và giàn trung gian, thường áp dụng cho các công trình nhỏ không thể cơ giới hóa Đối với các công trình lớn, cần sử dụng các thiết bị cơ giới như cần trục tháp và máy bơm bê tông Cần trục tháp hiệu quả cho các công trình cao tầng, đặc biệt khi cần đổ các cấu kiện mà máy bơm không thể tiếp cận Máy bơm, bao gồm xe bơm và máy bơm cố định, là phương pháp hiện đại và hiệu quả nhất cho việc vận chuyển bê tông lên cao.

Dựa vào những ưu nhược điểm của từng loại, sinh viên chọn vận chuyển bê tông theo phương đứng là xe bơm bê tông vì các lý do sau:

Công trình chỉ cao 3 tầng, khoảng 12m, nên xe bơm có áp lực thấp hơn máy bơm cố định vẫn có thể dễ dàng bơm lên.

- Công trình có dạng chạy dài nên cần xe bơm có tính cơ động cao, di chuyển nhiều trong lúc đổ bê tông.

Chọn xe bơm bê tông cần HYUNDAI EVERDIGM ECP26ZX-5.

Hình 4.8.Xe bơm bê tông cần HYUNDAI EVERDIGM ECP26ZX-5.

Hình 4.9.Thông số kích thước xe từ nhà cung cấp.

Bảng 4.17.Thông số kỹ thuật của xe bơm bê tông cần HYUNDAI EVERDIGM ECP26ZX-5.

Khoảng cách xa nhất theo phương đứng 25.2 m

Khoảng cách xa nhất theo phương ngang 21.8 m Độ sâu xa nhất cần vươn tới 15.2 m Độ cao an toàn ra cần 6.0 m

Góc xoay 360 độ Đường kính ống bơm 125 mm

Chiều dài ống cao su cuối 3.0 m

Dung tích phễu tiếp liệu 400 lít

Số hành trình hút đẩy 33 nhịp/phút Áp suất đẩy bê tông 70 bar

Hình 4.10.Phạm vi làm việc của máy bơm cần HYUNDAI EVERDIGM ECP26ZX-5.

Biện pháp thi công bê tông các cấu kiện

4.4.1.Biện pháp thi công bê tông móng.

* Quy trình công tác bê tông:

Thi công đổ bê tông móng trong công trình (bao gồm móng đơn kích thước 2m x 2.6m và móng đôi kích thước 2m x 5.4m) được thực hiện theo các bước sau đây:

- Bước 1: Đảm bảo trước khi bắt đầu triển khai thi công bê tông móng thì công tác đổ bê tông lót móng và cầu công tác đã hoàn thành.

- Bước 2: Đặt các con kê bê tông để đảm bảo lớp bê tông bảo vệ cho móng.

- Bước 3: Tiến hành lắp đặt cốt thép móng theo bản vẽ thiết kế.

- Bước 4: Lắp đặt cốp pha và các thanh chống (theo lưới thép đã được định hình trước).

- Bước 5: Kiểm tra lại cốp pha và cốt thép trước khi đổ bê tông theo hướng dẫn trong TCVN

- Bước 6: Tiến hành đổ bê tông (bằng xe bơm cần) và đầm bê tông (đầm dùi).

- Bước 7: Bảo dưỡng bê tông và chờ thời gian tháo cốp pha để tiếp tục luân lưu cốp pha (tái sử dụng) cho các phân đoạn tiếp theo.

* Các yêu cầu khi đổ bê tông móng:

- Việc đổ bê tông không làm sai lệch vị trí cốt thép, vị trí cốp pha và chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép.

- Không dùng đầm dùi để dịch chuyển ngang bê tông trong cốp pha.

- Bê tông phải được đổ liên tục cho tới khi hoàn thành một móng.

- Bê tông chỉ đổ khi lớp bê tông lót móng đã hoàn chỉnh.

Để đạt hiệu quả cao trong việc đổ bê tông, cần thực hiện từ vị trí xa đến vị trí gần Sử dụng đầm dùi để đảm bảo bê tông được đầm chặt, chú ý rằng khoảng cách di chuyển của đầm không vượt quá 1.5 lần bán kính tác dụng của nó và phải cắm sâu vào lớp bê tông đã đổ trước đó ít nhất 10cm.

- Khi gặp trời mưa phải che chắn, không để nước vào bê tông.

4.4.2.Biện pháp thi công bê tông cột.

* Quy trình công tác bê tông:

Thi công đổ bê tông cột trong công trình (bao gồm cột có kích thước 400x600 và 400x1200) được thực hiện theo các bước sau đây:

- Bước 1: Tiến hành lắp đặt khung cốt thép cột đã được gia công trước vào khung cốt thép được chờ sẵn.

Để lắp đặt cốp pha cột, cần tiến hành lắp các tấm vàn, sườn đứng, gông và ti giằng theo đúng bản vẽ thiết kế Do cột có chiều cao 3m và kích thước lớn, việc lắp cốp pha được thực hiện cho cả 4 mặt, cho phép đổ bê tông từ trên xuống mà không cần sử dụng cửa đổ.

Bước 3 trong quy trình thi công là lắp đặt các thanh chống xiên, hệ giàn dáo và sàn công tác Điều này giúp công nhân dễ dàng điều chỉnh ống đổ bê tông khi xe bơm bê tông hoạt động và thực hiện công tác đầm dùi bê tông hiệu quả.

- Bước 4: Kiểm tra lại cốp pha, các thanh chống, giàn dáo và sàn công tác theo các hướng dẫn trong TCVN 4453:1995 trước khi tiến hành đổ bê tông.

Bước 5 trong quá trình thi công là đổ bê tông bằng xe bơm cần và thực hiện đầm bê tông bằng đầm dùi Với chiều cao cột dưới 4m và kích thước lớn hơn 400mm x 400mm, tiêu chuẩn cho phép thực hiện việc đổ bê tông từ trên cao xuống một cách an toàn và hiệu quả.

- Bước 6: Bảo dưỡng bê tông và chờ thời gian tháo cốp pha để tiếp tục luân lưu cốp pha (tái sử dụng) cho các phân đoạn tiếp theo.

* Các yêu cầu khi đổ bê tông cột:

- Việc đổ bê tông không làm sai lệch vị trí cốt thép, vị trí cốp pha và chiều dày lớp bê tông bảo vệ cốt thép.

- Không dùng đầm dùi để dịch chuyển ngang bê tông trong cốp pha.

- Bê tông phải được đổ liên tục cho tới khi hoàn thành một móng.

- Khi đổ bê tông phải đảm bảo chiều cao rơi của bê tông không quá 1.5m để tránh sự phân tầng.

Đầm dùi được sử dụng để đầm bê tông theo phương thẳng đứng, với độ dày mỗi lớp bê tông khoảng 20-40 cm Thời gian đầm cho mỗi lớp là từ 20 đến 40 giây, cần chú ý tránh làm sai lệch cốt thép trong quá trình đầm.

- Khi gặp trời mưa phải che chắn, không để nước vào bê tông.

Tổng quan về cốp pha, cây chống và sàn công tác

- Làm khuôn mẫu tạm thời nhằm tạo ra hình dáng kết cấu công trình theo yêu cầu của thiết kế.

- Chống lại lực đẩy của bê tông ướt để duy trì hình dạng dự kiến ban đầu.

- Quyết định đến chất lượng bề mặt của bê tông.

- Hệ cột chống đảm bảo cho cốp pha ở độ cao nhất định theo yêu cầu thiết kế và nhận các tải trọng từ cốp pha truyền xuống.

- Hệ sàn công tác tạo mặt bằng công tác cho người, thiết bị, chịu các hoạt tải phát sinh trong quá trình thi công bê tông cốt thép.

4.5.2.Những yêu cầu đối với cốp pha, cột chống

Theo TCVN 4453:1995 thì cốp pha, cột chống phải đảm bảo các yêu cầu sau:

Cốp pha và đà giáo phải được thiết kế và thi công với độ cứng và ổn định cao, đồng thời dễ dàng tháo lắp Điều này giúp không gây khó khăn trong quá trình lắp đặt cốt thép, cũng như đổ và đầm bê tông hiệu quả.

- Cốp pha phải ghép kín, khít để không làm mất nước xi măng khi đổ và đầm bê tông.

- Cốp pha và đà giáo cần được gia công, lắp dựng đảm bảo đúng hình dáng và kích thước của kết cấu theo quy định của thiết kế.

- Cốp pha và đà giáo cần được tính toán theo cả trạng thái giới hạn thứ I (về cường độ) và trạng thái giới hạn thứ II (về biến dạng).

4.5.3.Lựa chọn loại cốp pha sử dụng cho công trình

Trong ngành xây dựng hiện nay, có nhiều loại cốp pha với những ưu và nhược điểm riêng, phù hợp với điều kiện kinh tế, quy mô và yêu cầu của từng công trình Việc lựa chọn loại cốp pha thích hợp là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả thi công Dưới đây là bảng so sánh các ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng của các loại cốp pha khác nhau.

Bảng 4.18.So sánh ưu, nhược điểm và phạm vi áp dụng của các loại cốp pha.

Loại cốp pha Ưu điểm Nhược điểm Phạm vi áp dụng

Cốp pha gỗ tự nhiên

- Giá thành rẻ - Khả năng tái sử dụng ít

- Cường độ nhỏ, biến dạng lớn

Công trình quy mô nhỏ, các bộ phận kết cấu khó sử dụng các loại côp pha khác.

Cốp pha ván ép phủ phim

- Kích thước lớn , độ đồng đều cao, cường độ và biến dạng cao.

- Chất lượng bề mặt bê tông cao.

- Bền, tái sử dụng nhiều lần.

- Thi công nhanh và dễ.

- Giá thành cao hơn cốp pha gỗ tự nhiên.

Thi công sàn diện tích lớn và các cấu kiện cột, vách, dầm. Ứng dụng rộng rãi trong các công trình quy mô vừa.

- Tiến độ thi công nhanh.

- Tái sử dụng đến 100 lần.

- Chất lượng bề mặt bê tông cao.

- Dễ làm sạch và vệ sinh môi trường.

- Tính chuyên hóa cao, khó thay thế khi mất mát các cấu kiện.

Thi công cột, vách, dầm, sàn. Ứng dụng cho những công trình quy mô lớn và cần tiến độ thi công nhanh.

- Trọng lượng nhẹ, bền và khả năng chịu lực tốt.

- Ít bị tác động của thời tiết.

Còn ít công trình sử dụng.

Trong Đồ án, sinh viên đã lựa chọn phương án sử dụng cốp pha ván ép phủ phim cho các cấu kiện, kết hợp với giàn dáo nêm (hoa khế) và cây chống thép Hòa Phát, phù hợp với quy mô công trình vừa.

4.5.4.Cơ sở lý thuyết tính toán cốp pha, cây chống

4.5.4.1.Tính toán cốp pha đứng.

Tính toán cốp pha đứng cho các cấu kiện sau: Cốp pha cột, cốp pha thành dầm, cốp pha móng.

Bước 1: Lựa chọn các thông số vật liệu (ván, sườn đứng, sườn ngang).

Bước 2: Xác định tải trọng tác dụng lên cốp pha.

* Xác định giá trị tải trọng tiêu chuẩn: Đối với cốp pha đứng thì tải trọng tác dụng lên cốp pha bao gồm:

- Áp lực ngang của bê tông mới đổ vào cốp pha: P  H(khi sử dụng đầm dùi và H ≤ R), tham khảo Bảng A.1 Phụ lục A của TCVN 4453:1995.

 :Là trọng lượng riêng của bê tông nặng, lấy theo Phụ lục A TCVN 4453:1995  25  kN m / 3 

H Chiều cao mỗi lớp hỗn hợp bê tông, đối với đầm dùi lấy H   R 0.7   m

- Tải trọng do chấn động khi đổ bê tông   q 1 : Lấy theo Bảng A.2 Phụ lục A của TCVN

4453:1995, trường hợp đổ bằng máy và ống vòi voi hoặc đổ trực tiếp bằng đường ống từ máy bê tông thì lấy q 14 kN m/ 2 .

- Tải trọng do đầm rung   q 2 :

Lấy theo phụ lục A TCVN 4453:1995 với giá trị q 2  2  kN m / 2 

Khi chiều cao của cốp pha đứng vượt quá 10m, tải trọng gió cần được tính toán theo TCVN 2737:1995, nhưng trong thi công chỉ sử dụng 50% giá trị gió tiêu chuẩn Tuy nhiên, trong Đồ án này, tất cả các cốp pha đứng đều có chiều cao dưới 10m, do đó tải trọng gió có thể được bỏ qua.

Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên cốp pha: q tc    P q 1 q kN m 2  / 2 

* Xác định giá trị tải trọng tính toán:

Tải trọng tính toán được xác định bằng cách nhân tải trọng tiêu chuẩn với hệ số vượt tải quy định trong Bảng A.3 của Phụ lục A trong TCVN 4453:1995.

Các tải trọng tiêu chuẩn Hệ số vượt tải

Khối lượng thể tích của cốp pha đà giáo 1.1

Khối lượng thể tích của bê tông và cốt thép 1.2

Tải trọng do người và phương tiện vận chuyển 1.3

Tải trọng do đầm chấn động 1.3 Áp lực ngang của bê tông 1.3

Tải trọng do chấn động khi đổ bê tông vào cốp 1.3

Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên cốp pha: q tt n P  P n q 1 q 1 n q 2q kN m 2  / 2 .

* Xác định tải trọng phân bố trên dãy bề rộng cốp pha:

Tải trọng tác dụng lên tấm cốp pha được phân bố đều trên mỗi mét vuông Để thực hiện tính toán kiểm tra, cần phân bố tải trọng đều trên mỗi mét dài tác động lên bề rộng của cốp pha theo công thức đã được xác định.

- Giá trị tải trọng tiêu chuẩn trên dãy bề rộng b: q tc b m /   q tc b m  

- Giá trị tải trọng tính toán trên dãy bề rộng b: q tt b m /   q tt b m  

Bề rộng dãy tấm ván cốp pha (b m) là yếu tố quan trọng trong tính toán thiết kế cốp pha Mặc dù bề rộng dãy không ảnh hưởng trực tiếp đến kết quả tính toán, việc lựa chọn kích thước phù hợp là cần thiết Đối với cốp pha đứng, b thường được xác định dựa trên kích thước tiết diện cột cho cốp pha cột, chiều cao móng cho cốp pha móng, và chiều cao dầm cho cốp pha thành dầm.

Bước 3: Xác định sơ đồ tính và nội lực (momen uốn).

- Sơ đồ tính và xác định momen uốn của tấm ván.

- Sơ đồ tính và xác định momen uốn của sườn đứng (sườn sát tấm ván, đỡ ván).

- Sơ đồ tính và xác định momen uốn của sườn ngang (sườn đỡ sườn đứng).

Bước 4: Kiểm tra các cấu kiện theo trạng thái giới hạn thứ nhất (cường độ) theo công thức:

 : Là ứng suất lớn nhất trong cốp pha. max:

M Là momen uốn lớn nhất của cốp pha, phụ thuộc sơ đồ tính của cốp pha.

W Là momen kháng uốn của vật liệu làm cốp pha,

W b h hoặc tra catalogue nhà sản xuất.Trong đó b và h lần lượt là chiều rộng dãy tính toán và chiều dày tấm ván cốp pha.

   : Là ứng suất cho phép của vật liệu làm cốp pha.

Bước 5: Kiểm tra các cấu kiện theo trạng thái giới hạn thứ hai (độ võng) theo công thức:

: f Là giá trị độ võng của cốp pha, được tính toán theo các công thức của Sức bền vật liệu, phụ thuộc vào sơ đồ tính của cốp pha.

  f :Là giá trị độ võng cho phép tối đa của cốp pha, được lấy theo mục A.3 Phụ lục A của TCVN 4453:1995.

Các thanh sườn đứng và sườn ngang cần được kiểm tra theo hai tiêu chí chính là cường độ và độ võng Đối với sườn đứng, sơ đồ tính được xác định là dầm liên tục chịu tải phân bố đều trên mét dài, trong khi sườn ngang được tính như dầm một nhịp hoặc nhiều nhịp chịu tải tập trung, với tải phân bố đều trên mét dài từ sườn đứng truyền xuống.

4.5.4.2.Tính toán cốp pha ngang (nằm).

Tính toán cốp pha nằm cho các cấu kiện sau: Cốp pha sàn, cốp pha đáy dầm.

Bước 1: Lựa chọn các thông số vật liệu (ván, sườn trên, sườn dưới).

Bước 2: Xác định tải trọng tác dụng lên cốp pha.

* Xác định giá trị tải trọng tiêu chuẩn: Đối với cốp pha ngang (nằm) thì tải trọng tác dụng lên cốp pha bao gồm:

- Trọng lượng bản thân kết cấu: gg bt g th g v

Trong tính toán trọng lượng của các thành phần trong kết cấu, g_bê_tông (g_bt) được xác định bằng công thức g_bt = γ_bt × h, với γ_bt là trọng lượng riêng của bê tông (25 kN/m²) và h là chiều dày của sàn hoặc chiều cao của tiết diện dầm Đối với cốt thép, g_th được tính bằng g_th = γ_th × h, trong đó γ_th được lấy là 1 kN/m³ (tương đương 100 kg/m³) nếu không có số liệu thiết kế cụ thể Cuối cùng, trọng lượng của tấm ván được xác định bằng công thức g_v = γ_v × t_v, với γ_v và t_v lần lượt là trọng lượng riêng và chiều dày của ván.

- Tải trọng do người và thiết bị thi công   q 1

: Lấy theo mục A.1 Phụ lục A của TCVN

4453:1995, an toàn có thể lấy giá trị lớn nhất q 1  2.5  kN m / 2 

- Tải trọng do chấn động khi đổ bê tông   q 2 : Lấy theo Bảng A.2 Phụ lục A của TCVN

4453:1995, trường hợp đổ bằng máy và ống vòi voi hoặc đổ trực tiếp bằng đường ống từ máy bê tông thì lấy q 14 kN m/ 2 .

- Tải trọng do đầm rung   q 3 :

Lấy theo phụ lục A TCVN 4453:1995 với giá trị q 2  2  kN m / 2 

Tổng tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên cốp pha: q tc   g q 1 q 2q kN m 3  / 2 .

* Xác định giá trị tải trọng tính toán:

Tải trọng tính toán được xác định bằng cách nhân tải trọng tiêu chuẩn với hệ số vượt tải quy định trong Bảng A.3 của Phụ lục A trong TCVN 4453:1995.

Các tải trọng tiêu chuẩn Hệ số vượt tải

Khối lượng thể tích của cốp pha đà giáo 1.1

Khối lượng thể tích của bê tông và cốt thép 1.2

Tải trọng do người và phương tiện vận chuyển 1.3

Tải trọng do đầm chấn động 1.3 Áp lực ngang của bê tông 1.3

Tải trọng do chấn động khi đổ bê tông vào cốp 1.3

Tổng tải trọng tính toán tác dụng lên cốp pha:

Tải trọng tác dụng lên tấm cốp pha được phân bố đều trên mỗi mét vuông Để thực hiện tính toán kiểm tra, cần phân bố tải trọng đều trên mỗi mét dài tác động lên dãy bề rộng của cốp pha theo công thức đã được xác định.

- Giá trị tải trọng tiêu chuẩn trên dãy bề rộng b: q tc b m /   q tc b m  

- Giá trị tải trọng tính toán trên dãy bề rộng b: q tt b m /   q tt b m  

Bề rộng dãy tấm ván cốp pha, ký hiệu là b m, không ảnh hưởng đến kết quả tính toán nhưng cần được chọn phù hợp Thông thường, trong các bài toán cốp pha, b được chọn là 1m Việc chia bề rộng dãy phụ thuộc vào cách bố trí sườn hỗ trợ tấm cốp pha.

Bước 3: Xác định sơ đồ tính và nội lực (momen uốn).

- Sơ đồ tính và xác định momen uốn của tấm ván.

- Sơ đồ tính và xác định momen uốn của sườn trên (sườn sát tấm ván, đỡ ván).

- Sơ đồ tính và xác định momen uốn của sườn dưới (sườn đỡ sườn trên).

Bước 4: Kiểm tra các cấu kiện theo trạng thái giới hạn thứ nhất (cường độ) theo công thức:

 : Là ứng suất lớn nhất trong cốp pha. max:

M Là momen uốn lớn nhất của cốp pha, phụ thuộc sơ đồ tính của cốp pha.

W Là momen kháng uốn của vật liệu làm cốp pha,

 hoặc tra catalogue nhà sản xuất.Trong đó b và h lần lượt là chiều rộng dãy tính toán và chiều dày tấm ván cốp pha.

   : Là ứng suất cho phép của vật liệu làm cốp pha.

Bước 5: Kiểm tra các cấu kiện theo trạng thái giới hạn thứ hai (độ võng) theo công thức:

: f Là giá trị độ võng của cốp pha, được tính toán theo các công thức của Sức bền vật liệu, phụ thuộc vào sơ đồ tính của cốp pha.

  f :Là giá trị độ võng cho phép tối đa của cốp pha, được lấy theo mục A.3 Phụ lục A của TCVN 4453:1995.

Lưu ý: Các thanh sườn trên và sườn dưới cũng được kiểm tra theo hai điều kiện là cường độ và độ võng.

4.5.5.Tính toán, thiết kế cốp pha móng

4.5.5.1.Thông số kỹ thuật vật liệu.

* Ván ép: Chọn tấm ván ép phủ phim SOMMA.

Bảng 4.19.Thông số kỹ thuật của tấm ván phủ phim SOMMA

STT Tính chất Đơn vị Thành phần Phương pháp thử nghiệm

1 Mặt film Dynea nâu keo WBP-

3 Loại gỗ Cao su, keo, bạch đàn

Hardwood: Gỗ rừng, gỗ cứng

6 Dung sai độ dày mm ± 0.5

9 Độ trương nở % (27 ± 2) 0 C trong nước 24h TCVN 7756-5:2007 4.4

10 Cường độ uốn MPa TCVN 7756-6:2007 ≥ 30

11 Độ bền kéo trượt MPa 0.83

STT Tính chất Đơn vị Thành phần Phương pháp thử nghiệm

Kết quả TN góc mặt ván

(2 mặt ) Lần Keo Melamine: 6-8 lần

Keo Phenol: > 10 lần SOMA’s Standard

* Sườn đứng và sườn ngang:

- Sườn ngang (gông ngang): Thép hộp (Steel Box) 45 90 1.5    mm 

+ Momen quán tính của tiết diện đối với trục x:

+ Momen kháng uốn của tiết diện đối với trục x: W x  0.5 I x  h  0.5 9 42.89   9.533   cm 3

- Sườn đứng (gông đứng): Thép hộp (Steel Box) 50 50 1.5    mm 

+ Momen quán tính của tiết diện đối với trục x:

+ Momen kháng uốn của tiết diện đối với trục x: x 0.5 x 11.419 0.5 5 4.567   3

* Ty ren: Sử dụng ty ren đường kính D  16  mm có cường độ là f  210  MPa 

Khả năng chịu lực của ty ren:  P  0.785  D 2   f 0.785 16  2  210 10   3  42.2   kN

Bảng 4.20.Thông số đặc trưng hình học tiết diện của thép hộp sườn ngang và sườn đứng.

Tên cấu kiện b (mm) h (mm) t (mm) I x (cm 4 ) W x (cm 3 ) E (MPa) f

4.5.5.2.Xác định tải trọng tác dụng.

* Xác định giá trị tải tiêu chuẩn và tính toán phân bố trên mét vuông:

Cốp pha móng được thiết kế dựa trên tính toán của cốp pha đứng, do đó sẽ có nhiều loại tải trọng ảnh hưởng đến cốp pha, được thể hiện trong bảng dưới đây.

Bảng 4.21.Giá trị tải trọng tác dụng lên cốp pha móng.

Loại tải trọng Ký Giá trị tiêu Hệ số vượt tải Giá trị tính toán hiệu chuẩn

(kN/m 2 ) n i (kN/m 2 ) Áp lực ngang bê tông mới đổ P 17.5 1.3 22.75

Tải trọng do chấn động khi đổ BT q 1 4.0 1.3 5.2

Tải trọng do đầm rung q 2 2.0 1.3 2.6

Tổng tải trọng tác dụng 23.50 30.55

Cốp pha móng được thiết kế dựa trên cốp pha đứng, với chiều cao móng đơn trong công trình là 0.8m, bao gồm 0.4m chiều dưới và 0.4m chiều trên Do đó, tấm cốp pha chỉ cần có chiều cao 0.4m để đủ cho việc đổ bê tông Tuy nhiên, để đảm bảo yếu tố thi công, chiều cao của ván cốp pha cần phải lớn hơn chiều cao của cấu kiện.

Chọn chiều cao tấm ván cốp pha là 0.5m và chiều rộng dãy để tính toán b  1   m

- Tải trọng tiêu chuẩn trên dãy bề rộng b:q tc b m /   q tc b m   23.50 1 23.50   kN m/ .

- Tải trọng tính toán trên dãy bề rộng b:

4.5.5.3.Kiểm tra tấm ván cốp pha.

Để tính toán tấm ván cốp pha dãy rộng b = 1 m, cần cắt theo phương song song với chiều cao móng Sơ đồ tính tấm ván cốp được mô phỏng như dầm liên tục chịu tải trọng phân bố đều, tựa lên các sườn ngang (gông ngang), với tiết diện tính toán là b h = 1 m × t v.

Chọn trước chiều dày ván t v 1.8   cm

(theo catalogue của nhà sản xuất).

Hình 4.11.Mặt cắt ngang cốp pha bố trí cốp pha móng.

Hình 4.12.Sơ đồ tính tấm ván cốp pha móng.

Hình 4.13.Biểu đồ momen của tấm ván cốp pha móng.

Khoảng cách sườn ngang L sn 0.25   m để bố trí đỡ ván cốp pha.

* Kiểm tra ván theo trạng thái giới hạn thứ nhất (về cường độ):

- Momen uốn max trong ván với bề rộng b =1m: max 2 2  

- Ứng suất max trong ván với bề rộng b =1m: max max 6  2 

W Là momen kháng uốn của ván, W  b h  6 2  b t  6 v 2  100 1.8  6 2  54   cm 3

   v :Là ứng suất cho phép của ván, tra catalogue được giá trị     v 30 MPa   3 10 4  KPa 

Chiều dày ván t v 1.8   cm và khoảng cách sườn ngang L sn 0.25   m đảm bảo điều kiện cường độ của cốp pha.

* Kiểm tra ván theo trạng thái giới hạn thứ hai (về độ võng):

- Độ võng max của ván với b=1m: 1 4 1 23.50 0.25 6 4 8 10 3 0.492  

I Là momen quán tính của tiết diện, I  b h 12  3  b t 12  v 3  100 1.8 12  3  48.60   cm 4

E Là modul đàn hồi của vật liệu ván (tra catalogue), giá trị E  3000 MPa   3 10 6  kN m / 2 

- Độ võng cho phép của ván (theo TCVN 4453:1995):  250 1  

(Lưu ý: Đối với cốp pha của bề mặt bị che khuất).

- Kiểm tra điều kiện: f max 0.492 mm    f 1 mm 

 Chiều dày ván t v 1.8   cm và khoảng cách sườn ngang L sn 0.25   m đảm bảo điều kiện độ võng của cốp pha.

4.5.5.4.Kiểm tra sườn ngang (gông ngang).

TIẾN ĐỘ THI CÔNG CÔNG TRÌNH

Định dạng
Số trang	126
Dung lượng	3,84 MB