GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG

Giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầng

Trong thiết kế nhà cao tầng hiện nay ở Thành Phố Hồ Chí Minh, hồ hết đều cần mang những giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầng để giải quyết vấn đề đỗ xe và những hệ thống kỹ thuật của toàn nhà. Phổ quát là những công trình cao từ 10 tới 40 tầng được thiết kế từ một tới hai tầng hầm để áp ứng yêu cầu sử dụng của chủ đầu tư trong hoàn cảnh công trình bị khống chế chiều cao và khuôn viên đất mang hạn… Việc xây dựng tầng hầm trong nhà cao tầng đã tỏ ra mang hiệu quả tốt về mặt công năng sử dụng và ưa thích với chủ trương quy hoạch của thành phố. Tuy nhiên, tới nay vẫn chưa mang báo cáo tổng kết về tình hình kinh tế – kỹ thuật cho những công trình trên địa bàn thành phố, cho dù những công trình cao tầng phối hợp tầng hầm đã trở thành rất phổ quát.

Xem thêm:

>> Nguyên tắc trong xây dựng nhà xưởng nhà kho.

>> Những công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp

Giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầng là vấn đề cấp thiết trong thời đại thể tích đất ngày càng bị thu hẹp do dân số

Với kinh nghiệm thi công lâu năm cùng những kỹ sư, kiến trúc sư dày dặn kinh nghiệm trong những công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp. Bài này Nam Việt Development sẽ kể tới những giải pháp thiết kế, thi công hiện nay cho dạng công trình này và giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầng. Từ đó nêu lên ưu nhược điểm của từng giải pháp. Song song so sánh những chỉ tiêu kinh tế – kỹ thuật giữa những giải pháp thiết kế – thi công sử dụng tường cừ thép, tường vây barrette và những giải pháp thi công khác để qua đó rút ra những tổng kết ban sơ cho công việc thiết kế, thi công tầng hầm trong nhà cao tầng nhằm đáp ứng được công năng sử dụng và giá thành thông minh trên địa bàn Thành Phố Hồ Chí Minh.

Nội Dung Bài Viết

I.Tổng quan giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầng

Hiện nay công trình nhà cao tầng thường mang từ một tới hai tầng hầm, trong đó nhà một tầng hầm là chủ yếu. Riêng một số công trình to mang 6 tầng hầm như Takashimaya TP.HCM, Pacific Place Hà Nội mang 5 tầng hầm.

Thống kê

a.Loại tường:

– Tường barrette: 92%

– Tường bê tông thường: 8%

b.Phương pháp thi công hầm:

– Chống bằng thép hình: 15%;

– High – down: 54%;

– Neo trong đất: 15%;

– Cọc xi măng đất: 8%;

– Ko chống: 8%.

II. Những giải pháp thi công chủ yếu tường hầm

Lúc thi công tầng hầm cho những công trình nhà cao tầng, một vấn đề phức tạp đặt ra là giải pháp thi công hố đào sâu trong khu đất chật hẹp liên quan tới những yếu tố kỹ thuật và môi trường. Thi công hố đào sâu làm thay đổi trạng thái ứng suất, biến dạng trong đất nền xung quanh khu vực hố đào và mang thể làm thay đổi mực nước ngầm dẫn tới nền đất bị dịch chuyển và mang thể nhún nhường gây hư hỏng công trình phụ cận nếu ko mang giải pháp thích hợp.

Những giải pháp chống đỡ thành hố đào thường được vận dụng là: tường cừ thép, tường cừ cọc xi măng đất, tường cừ barrette. Yêu cầu chung của tường cừ là phải đảm bảo về cường độ cũng như độ ổn định dưới tác dụng của sức ép đất và những loại trọng tải do được cắm sâu vào đất, neo trong đất hoặc được chống đỡ từ trong lòng hố đào theo nhiều cấp khác nhau.

Dưới đây tóm tắt những giải pháp thiết kế, thi công chủ yếu phục vụ việc chống giữ ổn định thành hố đào sâu:

1.Tường vây barrette

Là tường bêtông đổ tại chỗ, thường dày 600-800mm để chắn giữ ổn định hố móng sâu trong quá trình thi công. Tường mang thể được làm từ những đoạn cọc barette, tiết diện chữ nhật, chiều rộng thay đổi từ 2.6 m tới 5.0m. Những đoạn tường barrette được liên kết chống thấm bằng goăng cao su, thép và làm việc song song thông qua dầm đỉnh tường và dầm bo đặt áp sát tường phía bên trong tầng hầm. Trong trường hợp 02 tầng hầm, tường barrette thường được thiết kế mang chiều sâu 16-20m tuỳ thuộc vào địa chất công trình và phương pháp thi công. Lúc tường barrette chịu trọng tải đứng to thì tường được thiết kế dài hơn, mang thể dài trên 40m (Toà nhà 59 Quang đãng Trung) để chịu tải trong như cọc khoan nhồi.

Tường barrette được giữ ổn định trong quá trình thi công bằng những giải pháp sau:

1.1 Giữ ổn định bằng Hệ dàn thép hình

Số lượng tầng thanh chống mang thể là 1 tầng chống, 2 tầng chống hoặc nhiều hơn tuỳ theo chiều sâu hố đào, hình dạng học của hố đào và điều kiện địa chất, thuỷ văn trong phạm vi chiều sâu tường vây.

Ưu điểm: trọng lượng nhỏ, lắp dựng và tháo túa thuận tiện, mang thể sử dụng nhiều lần. Căn cứ vào tiến độ đào đất mang thể vừa đào, vừa chống, mang thể làm cho tăng chặt nếu mang hệ thống kích, tăng đơ rất mang lợi cho việc hạn chế dịch chuyển ngang của tường.
Nhược điểm: độ cứng tổng thể nhỏ, mắt nối ghép nhiều. Nếu cấu tạo mắt nối ko thông minh và thi công ko thoả đáng và ko ưa thích với yêu cầu của thiết kế, dễ gây ra dịch chuyển ngang và mất ổn định của hố đào do mắt nối bị biến dạng.

1.2 Giữ ổn định bằng phương pháp neo trong đất

Thanh neo trong đất đã được ứng dụng tương đối phổ quát và đều là thanh neo dự ứng lực. Tại Thành Phố Hồ Chí Minh, công trình Toà nhà Tháp Vietcombank và Khách sạn Solar Approach đã được thi công theo kỹ thuật này. Neo trong đất mang nhiều loại, tuy nhiên sử dụng phổ quát trong xây dựng tầng hầm nhà cao tầng là Neo phụt.

Ưu điểm: Thi công hố đào gọn ghẽ, mang thể vận dụng cho thi công những hố đào rất sâu.
Nhược điểm: Số lượng đơn vị thi công xây lắp trong nước mang thiết bị này còn ít. Nếu nền đất yếu sâu thì cũng khó vận dụng.

1.3. Giữ ổn định bằng phương pháp thi công High – down

Phương pháp thi công này thường được sử dụng phổ quát hiện nay. Để chống đỡ sàn tầng hầm trong quá trình thi công, người ta thường sử dụng cột chống tạm bằng thép hình (l đúc, l tổ hợp hoặc tổ hợp 4L…). Trình tự phương pháp thi công này mang thể thay đổi cho ưa thích với đặc điểm công trình, trình độ thi công, máy móc tiên tiến mang.

Ưu điểm:

Chống được vách đất với độ ổn định và an toàn cao nhất.
Rất kinh tế;
Tiến độ thi công nhanh.

Nhược điểm:

Kết cấu cột tầng hầm phức tạp;
Liên kết giữa dầm sàn và cột tường khó thi công;
Công việc thi công đất trong ko gian tầng hầm mang chiều cao nhỏ khó thực hiện cơ giới.
Nếu lỗ mở nhỏ thì phải ưa chuộng tới hệ thống chiếu sáng và thông gió.

2. Tường bao bê tông dày 300-400mm

2.1 Giữ ổn định bằng tường cừ thép

Tường cừ thép cho tới nay được sử dụng rộng rãi làm tường chắn tạm trong thi công tầng hầm nhà cao tầng. Nó mang thể được ép bằng phương pháp búa rung gồm một cần trục bánh xích và cơ cấu rung ép hoặc máy ép êm thuỷ lực sử dụng chính ván cừ đã ép làm đối trọng. Phương pháp này rất thích hợp lúc thi công trong thành phố và trong đất dính.

Ưu điểm:

Ván cừ thép dễ chuyển vận, dễ dàng hạ và nhổ bằng những thiết bị thi công sẵn mang như máy ép thuỷ lực, máy ép rung.
Lúc sử dụng máy ép thuỷ lực ko gây tiếng động và rung động to nên ít tương tác tới những công trình phụ cận.
Sau lúc thi công, ván cừ rất ít lúc bị hư hỏng nên mang thể sử dụng nhiều lần.
Tường cừ được hạ xuống đúng yêu cầu kỹ thuật mang khả năng cách nước tốt.
Dễ dàng lắp đặt những cột chống đỡ trong lòng hố đào hoặc thi công neo trong đất.

Nhược điểm:

Do điều kiện hạn chế về chuyển vận và giá thành nên ván cừ thép thông thường chỉ sử dụng mang hiệu quả lúc hố đào mang chiều sâu ≤ 7m.
Nước ngầm, nước mặt dễ dàng chảy vào hố đào qua khe tiếp giáp hai tấm cừ tại những góc hố đào là ngụyên nhân gây nhún nhường sụt đất phụ cận hố đào và gây khó khăn cho quá trình thi công tầng hầm.
Quá trình hạ cừ gây những tương tác nhất định tới đất nền và công trình phụ cận.
Rút cừ trong điều kiện nền đất dính thường kéo theo một lượng đất đáng kể ra ngoaì theo bụng cừ, vì vậy mang thể gây dịch chuyển nền đất phụ cận hố đào.
Ván cừ thép là loại tường mềm, lúc chịu lực của đất nền thường biến dạng võng và là một trong những nguyên nhân cơ bản nhất gây nên sự cố hố đào.

2.2. Giữ ổn định bằng cọc Xi măng đất

Cọc xi măng đất hay cọc vôi đất là phương pháp sử dụng máy tạo cọc để trộn cưỡng bức xi măng, vôi với đất yếu. Ở dưới sâu, lợi dụng phản ứng hoá học – vật lý xảy ra giữa xi mưng (vôi) với đất, làm cho đất mềm đóng rắn lại thành một thể cọc mang tính tổng thể, tính ổn định và mang cường độ nhất định. Tại công trình Ocean Park (số 1 – Đào Duy Anh – Thành Phố Hồ Chí Minh) đã sử dụng tường cừ bằng cọc xi măng đất sét. Địa hình khu đất trước lúc xây dựng tương đối bằng phẳng, phần to khoảng lưu ko mang chiều rộng trên 5m. Chiều sâu hố móng cần đào: phần giữa sâu 7.8m; phần to sâu 6.5m.

Độ sâu hố đào (m) Giải pháp H ≤ 6m – Tường cừ thép (ko hoặc 1 tầng chống, neo)

– Cọc xi măng đất (ko hoặc 1 tầng chống, neo)

6m < H ≤ 10m – Tường cừ thép (1-2 tầng chống, neo)

– Cọc xi măng đất (1-2 tầng chống, neo)

– Tường vây barrette (1-2 tầng chống, neo) tuỳ theo điều kiện nền đất, nước ngầm và chiều dài tường ngập sâu vào nền đất.

H > 10m – Tường vây barrette ( ≥ 02 tầng chống, neo)

– Tường cừ thép ( ≥ 2 tầng chống, neo) nếu điều kiện địa chất và hình học hố đào tiện lợi.

III. Thiết kế ổn định kết cấu chắn giữ hố móng

1. Những yêu cầu đặt ra trong thiết kế

An toàn tin cậy
Tính thông minh về kinh tế.
Tiện lợi và đảm bảo thời kì tho công.

2. Thiết kế ổn định tường chắn

Lựa tậu và xếp đặt kết cấu chắn giữ hố móng;
Mang thể sơ bộ lựa tậu kết cấu chắn giữ theo độ sâu hố đào (H) như sau:

2.1. Kết cấu chắn giữ hố móng ko hoặc một tầng chống, neo.

Tham khảo tài liệu: Cẩm nang dành cho kỹ sư địa kỹ thuật – Trần Văn Việt; Thiết kế móng sâu – Nguyễn Bá Kế.

2.2. Thiết kế tường chắn nhiều hàng neo, chống.

Gồm thiết kế tường chắn và thiết kế hệ neo chống. Cả hai công việc này đều dựa trên kết quả tính toán nội lực và chuyển vị trong tường chắn.

Những phương pháp tính toán tường chắn:

– Phương pháp 1: Sử dụng sơ đồ phân bố sức ép đơn thuần cuả Tarzaghi và Peck, 1967 và tính toán tường chắn như một dầm liên tục tựa lên những gối là thanh chống hoặc neo.

– Phương pháp 2: Sử dụng chương trình phần mềm nền tảng chuyên dụng PLAXIS 2D (Hà Lan) hoặc GEOSLOPE (Canađa).

Thực tế cho thấy chỉ mang sử dụng chương trình phần mềm địa kỹ thuật chuyên dụng mới mang thể giải quyết ổn thoả bài toán tường chắn nhiều tầng neo chống.

Chương trình PLAXIS 2D cho phép mô tả kết cấu chắn giữ bằng những thông số hình học (chiều dài, tiết diện, mômen quán tính), loại vật liệu (trọng lượng riêng); tiết diện, cường độ, khoảng cách những thanh neo chống; những thông số cơ bản của nền đất (γ, c, φ, okay, E), những chế độ nền đất thoát nước hay ko, những loại trọng tải trên mặt đất. Những mô hình tính toán của chương trình (đàn hồi tuyến tính, đàn hồi dẻo tuyệt đối, đất mềm, đất yếu). Đặc thù, chương trình đưa ra kết quả mô phỏng ở những thời đoạn thi công khác nhau của hố đào. Những kết quả nếu được hiệu chỉnh theo kinh nghiệm xây dựng, những số liệu quan trắc tại địa phương thì sẽ cho kết quả khả quan.

3. Tính toán thiết kế cơ cấu giữ ổn định tường chắn

3.1. Phương pháp tính toán ổn định hệ dàn chống bằng thép hình

Mô hình hệ dàn chống bằng chương trình tính toán kết cấu ko gian (chương trình SAP, Etabs, Staad…) tính toán sự ổn định và khả năng chịu lực của tiết diện thanh chống và cột chống dưới tác động của trọng tải ngang; sức ép gây ra do sơn hà và hoạt tải đứng.

3.2 Phương pháp tính toán neo phụt

(Tham khảo Tiêu chuẩn Anh BS 8081: 1989) Về cơ bản, việc thiết kế hệ thanh neo trong đất bao gồm những công việc sau:

– Xác định sức kháng cắt của đất tại khu vực bầu neo.

– Thiết kế số tầng thanh neo, khoảng cách thanh neo, góc nghiêng.

– Tính toán ổn định tổng thể thanh neo.

3.3. Tính toán kiểm tra ổn định kết cấu tường vây – sàn hầm bằng phương pháp thi công High – down

Kiểm tra ổn định và khả năng chịu lực của sàn hầm sử dụng để giữ ổn định xô ngang của tường hầm bằng chương trình tính toán kết cấu ko gian (Sap, Etabs, Staad…).

IV. So sánh chỉ tiêu kinh ttế – kỹ thuật cho giải pháp tường cừ thép và tường barrette trong thi công nhà cao tầng mang 2 tầng hầm

Dưới đây, chúng tôi so sánh những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tại một công trình mang 02 tầng hầm mà ở đó 02 giải pháp khác nhau là khả thi về mặt kỹ thuât.

Giải pháp 1: Thiết kế, thi công, giữ ổn định hố đào bằng tường vây barrette, dày 600mm, sâu 16m;

Giải pháp 2: Thiết kế tường bao bê tông dày 400mm, sâu 7,3m, giữ ổn định bằng cừ thép dài 12m..

Bảng so sánh những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo những giải pháp thiết kế

TT Chỉ tiêu so sánh Đơn vị Vật liệu Giá XL (triệu VND) Cừ thép + tường D400 Tường Barrette D600 Cừ thép + tường D400 Tường Barrette D600 1 Cừ thép 12m m 227 0932 087 886 Tường BT chu vi 203m m3 593 1949 1779 9745 3 Công việc đất ngoài chu vi CT m3 4200 0 168 0 Tổng Gxl phần ngầm 25,5tỷ. Phương án Cừ thép tiết kiệm 7,1 tỷ đồng (28% Gxl phần ngầm) 2628 9745

V. So sánh chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật với giải pháp giữ ổn định tường vây barrette bằng hệ dàn thép và phương pháp thi công High – down

Chúng tôi so sánh những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật tại một công trình mang 02 tầng hầm, giải pháp thiết kế là tường vây barrette, cọc khoan nhồi. Những giải pháp chống giữ hố đào là:

Giải pháp 1: giữ ổn định tường vây barrette bằng hệ dàn thép hình chữ H, 2 tầng chống;

Giải pháp 2: giữ ổn định tường vây barette bằng phương pháp thi công High – down.

Bảng so sánh những chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật theo giải pháp thi công

TT Chỉ tiêu so sánh Đơn vị Vật liệu Giá XL (triệu VND) Chống bằng dàn thép hình Thi công High – down Chống bằng dàn thép hình Thi công High – down 1 Cột thép H400

Đào mở: 240m*56.1kg/m

Topdown: 160m*56.1kg/m

Tấn 13.5 9.0 162 108 2 Dầm thép H300

Đào mở:1490m*36.5kg/m

Tấn 54.4 0932 087 886 Giá tiền liên kết của phương pháp Topdown 100 Tổng Gxl phần ngầm 32.6tỷ Phương án Topdown tiết kiệm 0.6 tỷ đồng (60% giá thành BPTC)

815

208

VII. Kết luận

– Giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầng gắn bó chặt chẽ với nhau do đặc điểm thiết kế kết cấu chắn giữ công trình tầng hầm phụ thuộc vào kỹ thuật thi công. Kết cấu chắn giữ mang thể song song là kết cấu chịu lực vĩnh cửu cho công trình. Do đó giải pháp thi công tổng thể cần được lựa tậu ngay từ khâu thiết kế công trình.

– Kỹ thuật thi công hiện nay là khá rộng rãi. Do đó đơn vị thiết kế và thi công cần phân tích, đưa ra giải pháp thiết kế và thi công ưa thích nhất trong những điều kiện hiện mang.

– Về mặt kinh tế, công trình tầng hầm là dạng công trình mà ở đó mang thể gây tiêu hao nếu lựa tậu giải pháp thiết kế, thi công ko ưa thích với đặc điểm dự án.

– Về mặt kỹ thuật, đây là dạng công trình phức tạp; thi công dưới sâu, dễ xảy ra sự cố cho bản thân công trình và những công trình ngay tắp lự kề. Vì vậy, công việc thiết kế, thi công, giám sát thi công phải được đặc trưng coi trọng.

Để được tư vấn thêm về những công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp cũng như giải pháp thiết kế và thi công tầng hầm nhà cao tầng quý khách hàng vui lòng gửi qua e mail dohungphat@gmail.com hoặc hotline 0932 087 886 8, hoặc liên hệ qua Fanpage Nam Việt Development

TRUNG TÍN

Website: https://copphaviet.com

Rate this post