Thạc Sĩ Tính toán tường trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước cho tầng hầm nhà cao tầng khu

LUẬN VĂN THẠC SỸ KIẾN TRÚC
NĂM 2011

Mục lục
Lời cảm ơn
Lời cam đoan
Mục lục
Danh mục bảng biểu 01
Danh mục hình vẽ 02
Mở đầu 04
CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG TRONG ĐẤT 06
I.1 Tường trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước. 06
I.1.1 Khái niệm về tường trong đất. 06
I.1.2 Tường trong đất ứng lực trước. 07
I.1.3 Tình hình sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước trên thế giới và Việt Nam. 11
I.1.4 Bản chất và đặc điểm của tường panel ứng lực trước. 15
I.1.5 ưu nhược điểm của tường panel ứng lực trước. 18
I.2 Một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của tường trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước. 19
I.3 Các giải pháp chống đỡ hố đào khi thi công tường trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước. 23
I.3.1 Giữ ổn định bằng hệ chống, neo. 23
I.3.2 Giữ ổn định bằng phương pháp thi công Semi Top-Down 23
I.3.3 Giữ ổn định bằng một số phương pháp khác. 25

CHƯƠNG II CƠ SỞ TÍNH TOÁN TƯỜNG TRONG ĐẤT SỬ DỤNG PANEL LẮP GHÉP BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC 26
II.1 Tải trọng tác dụng. 26
II.2 Sơ đồ tính. 32
II.3 Tổng quan về các phương pháp tính tường trong đất sử dụng panel bê tông ứng lực trước. 38
II.3.1 Phương pháp Sachipana (Nhật Bản). 38
II.3.2 Phương pháp đàn hồi. 41
II.3.3 Phương pháp lực trục thanh chống, nội lực thân tường biến đổi theo quá trình đào móng. 43
II.3.4 Phương pháp số gia. 45
II.3.5 Phương pháp phần tử hữu hạn. 47
II.3.6 Các phương pháp tính toán cấu kiện bê tông ứng lực trước. 48
II.4 Sự hao ứng suất trong cốt thép ứng suất trước. 49
II.5 Kiểm tra độ chôn sâu của tường theo điều kiện chống trồi (bùng) hố móng. 52
II.6 Kiểm tra độ chôn sâu của tường theo điều kiện chống chảy thấm của hố đào. 53
II.7 Giải pháp cấu tạo tường trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước. 55
II.7.1 Cơ sở lựa chọn hình dạng, kích thước panel bê tông ứng lực trước. 55
II.7.2 Kích thước chi tiết các cấu kiện panel bê tông ứng lực trước. 56
II.7.3 Cấu tạo cốt thép panel bê tông ứng lực trước. 57
II.8 Giải pháp cấu tạo mối nối. 57
II.8.1 Mối nối ngang. 57
II.8.2 Mối nối dọc. 58
II.9 Giải pháp về cách nước cho tường trong đất sử dụng panel bê tông ứng lực trước 59
II.9.1 Giải pháp về cách nước cho mối nối. 59
II.9.2 Giải pháp cách nước cho panel bê tông ứng lực trước. 59

CHƯƠNG III. TÍNH TOÁN TƯỜNG TẦNG HẦM SỬ DỤNG PANEL BÊ TÔNG ỨNG LỰC TRƯỚC LẮP GHÉP 61
III.1 Mô tả công trình. 61
III.2 Các cơ sở tính toán. 62
III.2.1 Các tiêu chuẩn áp dụng. 62
III.2.2 Vật liệu sử dụng cho công trình. 62
III.2.3 Điều kiện địa chất, thuỷ văn. 63
III.3 Nội dung tính toán. 64
III.3.1 Tính toán tường trong đất theo phương pháp giải gần đúng Sachipana. 64
III.3.2 Tính toán tường trong đất theo phương pháp phần tử hữu hạn. 69
II.3.3 Tính toán cốt thép cho tường liên tục trong đất sử dụng panel bê tông ứng lực trước. 76
III.3.4 Kiểm tra ổn định chống trồi hố móng. 84
III.3.5 Kiểm tra ổn định chống chảy thấm của hố đào. 85
III.3.6 Kiểm tra sức chịu tải của nền dưới chân tường. 87
III.4 Một số nhận xét. 88
III.5 Qui trình tính toán tấm tường panel bê tông ứng lực trước. 89
III.6 Qui trình công nghệ sản xuất panel lắp ghép bê tông ứng lực trước. 91
Kết luận và kiến nghị. 92
Tài liệu tham khảo. 94

MỞ ĐẦU
* Tính chất cấp thiết của đề tài:
Do quỹ đất ngày càng hiếm, giá đất ngày càng cao nên hầu hết các thành phố lớn trên thế giới đều có kế hoạch khai thác và sử dụng không gian ngầm đô thị vào các mục đích khác nhau.
Công trình ngầm là một bộ phận không thể thiếu trong hệ thống hạ tầng kỹ thuật đô thị. Tổ chức khai thác không gian ngầm đô thị để hoàn thiện hạ tầng kỹ thuật ngầm và tăng cường chất lượng cuộc sống cho con người là một bài toán cực kỳ quan trọng.
Cũng như các thành phố khác trên thế giới, việc khai thác không gian ngầm là vấn đề cấp bách đỗi với thành phố Hà Nội. Một trong những giải pháp xây dựng công trình ngầm trong vùng xây chen và điều kiện nền đất yếu như khu vực Hà Nội thì giải pháp “tường trong đất” là khá hợp lý. Sử dụng “tường trong đất” để bảo vệ thành vách không những đảm bảo về mặt kỹ thuật, kinh tế mà còn đảm bảo về môi trường và không gây ảnh hưởng xấu đến công trình lân cận đã xây dựng trước đó.
Tường trong đất sử dụng bê tông cốt thép toàn khối cần phải thực hiện nhiều thao tác khó khăn. Trong đó không phải lúc nào kết cấu tường cũng đạt được chất lượng cao và các mối nối tin cậy, tốc độ thi công không cao. Vì vậy, vấn đề nghiên cứu “Tính toán tường trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước cho tầng hầm nhà cao tầng khu vực Hà Nội” là cần thiết.

* Mục đích nghiên cứu.
Từ việc nghiên cứu đề tài, tác giả muốn bổ sung, nâng cao kiến thức để làm rõ ưu điểm của tường trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước so với tường trong đất sử dụng bê tông cốt thép toàn khối. Đồng thời, xác định bản chất và nguyên nhân chính gây ra các sự cố, rút ra một số biện pháp giảm thiểu sự cố khi thi công hố đào sâu cho tầng hầm nhà cao tầng trong khu vực Hà Nội sử dụng các tấm panel bê tông ứng lực trước (BTƯLT) đúc sẵn.

* Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:
Nghiên cứu tính toán tường trong đất sử dụng panel lắp ghép BTƯLT cho tầng hầm nhà cao tầng trong khu vực Hà Nội.
* Phương pháp nghiên cứu:
Đọc tài liệu, tham khảo các công trình đã được thiết kế, thi công thực ở Việt Nam và trên thế giới.
Sử dụng phần mềm plaxis của Hà Lan để tính toán các ví dụ cụ thể.

* ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:
Công nghệ “tường trong đất” là giải pháp tiên tiến trong việc xây dựng công trình ngầm đô thị. Với mục đích tăng mức độ công nghiệp hoá xây dựng, việc sử dụng panel lắp ghép BTƯLT là một bước phát triển mới trong kỹ thuật xây dựng. Sử dụng panel lắp ghép BTƯLT làm tường trong đất cho phép giảm khối lượng làm đất, giảm chi phí BTCT, giảm thời gian thi công và giá thành xây dựng.
* Cấu trúc của luận văn:
- Mở đầu
- Chương I: Tổng quan về tường trong đất
- Chương II: Cơ sở tính toán tường trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước.
- Chương III: Tính toán tường tầng hầm sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trước.
- Kết luận và kiến nghị.