Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án Kỹ thuật thi công 1 của tác giả Phạm Đỗ Bình An (Khoa Quản lý Đô thị, Bộ môn Thi công - Máy xây dựng, Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, dưới sự hướng dẫn của giảng viên Tường Minh Hồng) tập trung giải quyết bài toán thiết kế biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công phần ngầm cho một công trình dân dụng 5 tầng xây dựng tại khu vực đô thị Hà Nội.

Trong thực tiễn xây dựng công trình nhiều tầng, giai đoạn thi công phần ngầm bao gồm các công tác ép cọc, đào lấp đất, xử lý đầu cọc và thi công bê tông cốt thép móng giữ vai trò quyết định đến độ ổn định, chất lượng chịu lực của toàn bộ hệ kết cấu phần thân, cũng như tiến độ và an toàn chung của dự án. Đặc điểm thi công trong môi trường đô thị đòi hỏi phải tính toán lựa chọn các giải pháp công nghệ cơ giới hóa cao, giảm thiểu tiếng ồn, độ rung chấn và hạn chế tối đa ảnh hưởng đến các công trình lân cận.

Mục tiêu và các nhiệm vụ nghiên cứu, thiết kế cụ thể trong đồ án được xác định rõ ràng qua các bước kỹ thuật:

  1. Nghiên cứu hồ sơ thiết kế kiến trúc, kết cấu và điều kiện hiện trường để xác định các giải pháp chuẩn bị mặt bằng, định vị và giác móng công trình.
  2. Lập biện pháp kỹ thuật và tính toán tổ chức thi công công tác ép cọc bê tông cốt thép (BTCT), bao gồm so sánh phương án ép, tính toán thông số lực ép, lựa chọn máy ép cọc robot thủy lực, thiết kế tải trọng đối trọng và quy trình thí nghiệm nén tĩnh cọc thử.
  3. Lập biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công công tác đất, bao gồm thiết kế hình thức hố đào mương/hào, tính toán khối lượng đào - lấp - tôn nền, lựa chọn và phối hợp dây chuyền máy đào gầu nghịch, máy đào mini, ô tô vận chuyển và thi công thủ công sửa hố móng.
  4. Lập biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công kết cấu móng và giằng móng, bao gồm công tác phá dỡ đầu cọc, thi công bê tông lót, gia công lắp dựng và nghiệm thu cốt thép, thiết kế kiểm toán hệ ván khuôn thép định hình kết hợp sườn gỗ, và tổ chức trộn - đổ bê tông móng.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Quy trình công nghệ, phương pháp tính toán định lượng và biện pháp tổ chức thi công các cấu kiện phần ngầm (cọc ép, đất nền, đài móng M1, đài móng M2, hệ giằng móng GM1, GM2, GM3 và cổ cột C1, C2).
  • Phạm vi không gian: Công trình dân dụng có diện tích mặt bằng $273\text{ m}^2$, chiều rộng $15\text{ m}$ (5 nhịp $\times 3\text{ m}$), chiều dài $18,2\text{ m}$ ($4,8\text{ m} + 3,6\text{ m} + 5\text{ m} + 4,8\text{ m}$), chiều cao tổng thể $17,2\text{ m}$ tính từ cốt $\pm 0,000$. Cao trình đáy đài móng đặt tại cos $-1,200\text{ m}$, cao trình mặt đất tự nhiên ở cos $-0,450\text{ m}$ (chênh cốt trong và ngoài nhà là $450\text{ mm}$).
  • Phạm vi công nghệ: Giới hạn trong phạm vi kỹ thuật thi công giai đoạn ngầm từ khâu chuẩn bị mặt bằng đến khi hoàn thành công tác bê tông cổ cột và lấp đất tôn nền.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đồ án được xây dựng dựa trên hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng hiện hành của Việt Nam, kết hợp cùng các công thức giải tích cơ học xây dựng và định mức năng suất máy thi công:

Hệ thống tiêu chuẩn quy phạm áp dụng:

  • TCVN 9394:2012: Đóng và ép cọc - Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu (áp dụng cho kiểm tra sai số cọc, lực ép kết thúc và ngàm đầu cọc).
  • TCVN 9393:2012: Cọc - Phương pháp thử nghiệm hiện trường bằng tải trọng tĩnh ép dọc trục (áp dụng cho xác định số lượng và quy trình nén tĩnh cọc thử).
  • TCVN 4447:2012: Công tác đất - Thi công và nghiệm thu (áp dụng cho quy định mái dốc hố đào, chiều dày lớp đất bảo vệ hố móng $10\text{ cm}$, kỹ thuật đầm lèn theo lớp $30\text{ - }40\text{ cm}$).
  • TCVN 5574:2012: Thiết kế kết cấu bê tông và bê tông cốt thép.
  • TCVN 1651:2008: Thép cốt bê tông (áp dụng cho gia công, kiểm tra giới hạn bền, giới hạn chảy và quy cách nối buộc cốt thép).
  • TCVN 4452:1995: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép lắp ghép - Quy phạm thi công và nghiệm thu.
  • TCVN 4453:1995: Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép toàn khối - Quy phạm thi công và nghiệm thu (áp dụng cho hệ số vượt tải và kiểm toán ván khuôn, cây chống).

Phương pháp tính toán và thiết kế:

  • Phương pháp giải tích hình học và khối lượng: Áp dụng công thức thể tích khối chóp cụt $V = \frac{H}{6}[ac + (a+b)(c+d) + bd]$ có xét đến độ dốc mái vát tự nhiên ($1:0,25$) để xác định khối lượng đào mương hào, khối lượng bê tông các cấu kiện đài, giằng, cổ cột và khối lượng đất đắp tôn nền theo nguyên lý cân bằng thể tích: $V_{\text{đắp}} = V_{\text{đào}} - V_{\text{bê tông}} + V_{\text{tôn nền}}$.
  • Phương pháp tính toán cơ giới hóa và chu kỳ công tác: Xác định năng suất kỹ thuật và năng suất ca của máy đào gầu nghịch EO-3322D dựa trên dung tích gầu, hệ số đầy gầu, hệ số tơi của đất, thời gian chu kỳ xúc đổ và hệ số sử dụng thời gian; tính toán năng suất máy trộn bê tông quả lê SB-16V theo chu kỳ mẻ trộn.
  • Phương pháp kiểm toán kết cấu ván khuôn theo hai trạng thái giới hạn: Kiểm tra điều kiện cường độ chịu uốn ($\sigma \le [\sigma]$) và điều kiện độ võng đàn hồi ($f \le [f]$) dưới tác dụng của tổ hợp áp lực thủy tĩnh của bê tông mới đổ kết hợp với tải trọng đổ và tải trọng đầm chấn động.

Nguồn dữ liệu sử dụng:

  • Bảng số liệu đề bài đồ án kỹ thuật thi công STT 01 của Bộ môn Thi công - Máy xây dựng.
  • Hồ sơ thông số kỹ thuật thiết bị thực tế: Máy ép cọc robot Sunward ZYJ 240T, máy đào EO-3322D, máy đào Doosan mini DX42, máy trộn SB-16V, ô tô ben ISUZU 3T, ván khuôn định hình thép Hòa Phát.

Nội dung chính theo từng chương

Phần I. Giới thiệu công trình và công tác chuẩn bị trước khi thi công

Phần này tác giả hệ thống hóa toàn bộ các thông số đặc trưng về kiến trúc, kết cấu của công trình 5 tầng tại Hà Nội và quy trình tổ chức chuẩn bị hiện trường:

  • Quy mô hình học và giải pháp kết cấu: Công trình gồm 5 tầng với tổng chiều cao $17,2\text{ m}$ (tầng 1 cao $4\text{ m}$; các tầng 2, 3, 4, 5 và tầng mái cao $3,3\text{ m}$). Hệ kết cấu chịu lực là khung bê tông cốt thép toàn khối: cột C1 ($220\times 300\text{ mm}$), cột C2 ($220\times 350\text{ mm}$); hệ dầm D1 ($220\times 500\text{ mm}$), D2 ($220\times 300\text{ mm}$), D3 ($220\times 300\text{ mm}$), Dm ($220\times 500\text{ mm}$); bản sàn điển hình và bản sàn mái dày $100\text{ mm}$.
  • Giải pháp kết cấu móng: Toàn bộ công trình sử dụng móng sâu gồm 30 đài móng bê tông cốt thép đặt trên đầu cọc tròn BTCT đường kính $D = 350\text{ mm}$. Chiều sâu cọc thiết kế là $18\text{ m}$ (gồm 2 đoạn cọc dài $9\text{ m}$ tổ hợp lại), chiều sâu ép cọc so với cốt tự nhiên đạt $18,25\text{ m}$. Đài cọc cao $0,6\text{ m}$, đáy đài đặt ở cos $-1,200\text{ m}$. Số lượng móng phân bổ gồm: 18 đài M1 kích thước $(1,9\times 1,9)\text{ m}$ (mỗi đài 4 cọc) và 12 đài M2 kích thước $(1,9\times 2,95)\text{ m}$ (mỗi đài 6 cọc). Tải trọng thiết kế của cọc là $P_{tk} = 70\text{ T}$.
  • Công tác chuẩn bị và định vị trắc đạc: Trình bày quy trình nghiên cứu hồ sơ, giải phóng mặt bằng, di dời công trình ngầm, dựng hàng rào bảo vệ. Quy trình định vị giác móng được tác giả mô tả chi tiết: từ mốc chuẩn A sử dụng máy kinh vĩ và máy thủy bình ngắm phương bắc, quay góc $45^\circ$ xác định điểm B; từ điểm B ngắm về A quay trái $45^\circ$ đo khoảng cách $18,2\text{ m}$ xác định điểm C; từ B ngắm C quay góc $90^\circ$ đo $15\text{ m}$ xác định điểm D. Thiết lập hệ thống gửi mốc cao trình và tim cốt ra các vị trí cố định an toàn ngoài phạm vi ảnh hưởng của việc thi công (tường rào, cọc bê tông chôn sâu).

Phần II. Thiết kế biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công

Phần II là nội dung cốt lõi của đồ án, được chia thành 3 phân mục kỹ thuật chuyên sâu:

1. Lập biện pháp thi công ép cọc

  • Lựa chọn phương án thi công cọc: Sau khi phân tích, so sánh các phương án ép sau (dùng tải trọng công trình làm đối trọng) và ép trước (gồm ép dương và ép âm), tác giả quyết định lựa chọn phương án ép trước theo phương thức ép âm. Phương án này cho phép máy di chuyển và vận chuyển cọc trên mặt đất tự nhiên phẳng, không bị cản trở bởi hố móng ngập nước hoặc sụt lở do mưa, phù hợp mặt bằng thi công đô thị.
  • Thống kê khối lượng cọc: Tổng số cọc của 30 đài móng là 144 cọc (M1: $18\times 4 = 72$ cọc; M2: $12\times 6 = 72$ cọc). Chiều dài mỗi cọc $18\text{ m}$, chiều dài ép âm $2,25\text{ m}$. Tổng chiều dài cọc thi công là $2916\text{ m}$.
  • Lựa chọn máy ép và đối trọng:
    • Lực ép yêu cầu: $P_{ep} \ge 2 \cdot P_{tk} = 2 \times 70 = 140\text{ T}$.
    • Huy động $70%$ công suất tối đa của thiết bị: Lực ép danh định của máy cần đạt $P_{ep}^{\text{máy}} = \frac{140}{0,7} = 200\text{ T}$.
    • Thiết bị lựa chọn: Máy ép cọc robot thủy lực Sunward ZYJ 240T (lực ép lớn nhất $2400\text{ kN} \approx 240\text{ T}$, công suất $59\text{ kW}$, tự trọng máy $80\text{ T}$, phù hợp cọc tròn $\varnothing 300\text{ - }500\text{ mm}$).
    • Tính toán đối trọng: Tổng trọng lượng đối trọng cần thiết $Q_2 > 1,1 \cdot P_{ep} - Q_1 = 1,1 \times 140 - 80 = 74\text{ T}$. Tác giả chọn 6 khối thép đối trọng kích thước $(1\times 1\times 3)\text{ m}$ (trọng lượng $23,55\text{ T}$/khối), bố trí đối xứng mỗi bên 3 khối.
    • Số lượng máy: Năng suất máy ép ước tính $500\text{ m}$/ngày, thời gian thi công $n = \frac{2916}{500} = 5,83$ ngày $\rightarrow$ Bố trí 1 máy ép robot cho toàn bộ công trình.
  • Thí nghiệm nén tĩnh cọc thử: Quy định nén tĩnh 2 cọc thử (chiếm $>1%$ tổng số 144 cọc theo TCVN 9393:2012) tại các vị trí địa chất đặc trưng trước khi thi công đại trà.
  • Quy trình ép và công nghệ ép âm: Dùng 2 máy kinh vĩ đặt vuông góc kiểm soát độ thẳng đứng (độ nghiêng $\le 0,5%$). Lắp đoạn cọc mũi C1 ép vận tốc $\le 1\text{ cm/s}$, nối đoạn cọc thân C2 hàn liên kết (gia tải $10\text{ - }15% P_{tk}$ tạo tiếp xúc), ép tiếp vận tốc $\le 2\text{ cm/s}$. Khi ép đến cốt âm, sử dụng cọc phụ BTCT để hạ đầu cọc xuống cốt thiết kế. Ghi chép nhật ký lực ép mỗi $1\text{ m}$, và ghi mỗi $20\text{ cm}$ khi lực ép đạt $0,8 P_{ep} = 160\text{ T}$. Đồng thời đề xuất các giải pháp khắc phục sự cố cọc chối sớm, cọc nghiêng lệch hoặc nứt gãy.

2. Lập biện pháp thi công đất

  • Phương án thi công đất: Lựa chọn giải pháp kết hợp giữa cơ giới và thủ công. Máy đào thực hiện đào mương (hào) theo các trục móng với độ dốc vát $1:0,25$, để lại lớp đất bảo vệ dày $10\text{ - }20\text{ cm}$ cho công nhân đào gọt sửa thủ công nhằm không làm phá hoại cấu trúc đất nguyên thổ đáy móng.
  • Tính toán khối lượng đào - lấp - tôn nền:
    • Khối lượng đào bằng máy đào lớn (hố móng M1, M2, M3 và các rãnh giằng G2, G3): $184,41\text{ m}^3$.
    • Khối lượng đào bằng máy đào nhỏ: $26,12\text{ m}^3$.
    • Tổng đào bằng máy: $210,53\text{ m}^3$.
    • Khối lượng đào thủ công sửa hố móng: $49,71\text{ m}^3$.
    • Tổng khối lượng đất đào toàn bộ: $260,24\text{ m}^3$.
    • Khối lượng bê tông chiếm chỗ phần ngầm: $V_{\text{bt}} = 110,41\text{ m}^3$ (bê tông lót $19,801\text{ m}^3$ + đài móng $79,344\text{ m}^3$ + giằng móng $10,95\text{ m}^3$ + cổ cột $0,3168\text{ m}^3$).
    • Khối lượng đất tôn nền: $V_{\text{tn}} = (18,2 \times 15) \times 0,45 = 122,85\text{ m}^3$.
    • Khối lượng đất cần đắp và tôn nền: $V_{\text{đắp}} = 260,24 - 110,41 + 122,85 = 272,68\text{ m}^3$.
  • Chọn thiết bị thi công đất:
    • Máy đào chính: Chọn máy xúc gầu nghịch bánh xích EO-3322D (dung tích gầu $q = 0,63\text{ m}^3$, bán kính đào $7,5\text{ m}$, chiều sâu đào $4,4\text{ m}$). Năng suất tính toán đạt $88,94\text{ m}^3/\text{h}$ tương đương $711,52\text{ m}^3/\text{ca}$ ($8\text{ giờ}$), thời gian hoàn thành khối lượng đào máy chỉ mất $0,3\text{ ca}$.
    • Máy đào hỗ trợ: Máy đào mini Doosan DX42 (dung tích gầu $0,15\text{ m}^3$, công suất $42,8\text{ HP}$).
    • Vận chuyển đất: Sử dụng 2 xe ô tô ben ISUZU 3T vận chuyển đất thừa ra bãi tập kết trong cự ly $100\text{ m}$.
    • Kỹ thuật lấp đất: Chia làm 2 đợt (Đợt 1 sau khi dỡ ván khuôn đài; Đợt 2 sau khi thi công xong giằng và xây móng tường), đổ đất theo lớp dày $30\text{ - }40\text{ cm}$, sử dụng máy đầm cóc đầm chặt đều xung quanh.

3. Lập biện pháp thi công bê tông móng và giằng móng

  • Xử lý đầu cọc và bê tông lót: Đập bỏ phần bê tông đầu cọc thừa dài $0,4\text{ m}$ bằng máy đục phá, làm sạch bề mặt nhám, để thép ngàm vào đài và đầu cọc ngàm $10\text{ cm}$ vào đài móng. Tổng khối lượng bê tông lót móng và giằng là $18,416\text{ m}^3$. Chọn 1 máy trộn quả lê SB-16V (dung tích thùng $500\text{ L}$, xuất liệu $330\text{ L}$, năng suất $6,65\text{ m}^3/\text{h}$), trộn xong toàn bộ bê tông lót trong $2,8\text{ giờ}$; vận chuyển bê tông lót bằng xe cút kít.
  • Phân đoạn và phân đợt thi công: Phân chia 3 đợt thi công rõ ràng: Đợt 1 đổ bê tông lót; Đợt 2 thi công ván khuôn, cốt thép, bê tông móng và giằng móng; Đợt 3 thi công bê tông cổ cột.
  • Biện pháp cốt thép:
    • Khối lượng cốt thép đài móng và giằng móng tính toán với hàm lượng thép $\mu = 1,20%$ là $8,507\text{ tấn}$ (M1: $3,673\text{ T}$; M2: $3,799\text{ T}$; GM1: $0,314\text{ T}$; GM2: $0,298\text{ T}$; GM3: $0,423\text{ T}$).
    • Gia công cắt uốn cơ học tại hiện trường, nối buộc cốt thép theo quy phạm (không nối quá $25%$ diện tích thép trơn hoặc $50%$ thép gai trên một mặt cắt; chiều dài đoạn nối $\ge 250\text{ mm}$ cho vùng kéo, $\ge 200\text{ mm}$ cho vùng nén). Đặt con kê vữa mác cao bảo đảm lớp bảo vệ cốt thép, bố trí thép râu chờ chân cột dài $> 30d$.
  • Thiết kế và kiểm toán ván khuôn:
    • Chọn hệ ván khuôn định hình thép Hòa Phát kết hợp sườn gỗ nẹp ngang/đứng tiết diện $80\times 100\text{ mm}$ và cây chống kim loại.
    • Tổ hợp ván khuôn đài móng M1 ($1,9\times 1,9\times 0,6\text{ m}$): Mỗi cạnh $1,9\text{ m}$ bố trí 7 tấm $(200\times 600\times 55)\text{ mm}$ và 1 tấm $(300\times 600\times 55)\text{ mm}$ đặt thẳng đứng; 4 góc sử dụng 4 tấm góc ngoài $(100\times 100\times 600)\text{ mm}$.
    • Tải trọng tính toán tác dụng lên ván khuôn: Áp lực thủy tĩnh bê tông ($q_1^{tt} = 390\text{ kG/m}$), tải trọng đổ bê tông ($q_2^{tt} = 104\text{ kG/m}$), tổng tải trọng tính toán $q_b^{tt} = 494\text{ kG/m}$, tải trọng tiêu chuẩn $q_b^{tc} = 380\text{ kG/m}$. Mômen kháng uốn ván thép $W = 4,84\text{ cm}^3$, môđun đàn hồi $E = 2,1\times 10^6\text{ kG/cm}^2$. Thiết lập sơ đồ tính dầm đơn giản chịu tải phân bố đều để kiểm tra khoảng cách sườn ngang và độ võng cho phép $f \le [f]$.

Kết quả và đóng góp

Đồ án đã hoàn thành đầy đủ các nội dung tính toán khối lượng, lựa chọn công nghệ và thiết kế tổ chức thi công cho toàn bộ phần ngầm của công trình 5 tầng. Các kết quả số liệu kỹ thuật then chốt được tổng hợp trong bảng sau:

Hạng mục công việc Thông số kỹ thuật / Loại cấu kiện Đơn vị tính Khối lượng / Giá trị tính toán Thiết bị / Giải pháp công nghệ lựa chọn
Công tác cọc Cọc tròn BTCT $D = 350\text{ mm}$, dài $18\text{ m}$ Cọc / Mét 144 cọc / $2916\text{ m}$ Máy ép robot Sunward ZYJ 240T (240T), 6 cục đối trọng ($141,3\text{ T}$)
Cọc thử nghiệm Thí nghiệm nén tĩnh cọc theo TCVN 9393 Cọc 2 cọc Gia tải tĩnh ép dọc trục trước thi công đại trà
Đào đất bằng máy Máy xúc gầu nghịch đào rãnh móng vát $\text{m}^3$ $210,53$ Máy đào EO-3322D ($0,63\text{ m}^3$) + Doosan DX42 ($0,15\text{ m}^3$)
Đào đất thủ công Đào sửa lớp đất bảo vệ đáy móng $\text{m}^3$ $49,71$ Nhân công thủ công, cuốc xẻng sửa hố móng
Tổng đất đào Toàn bộ hố móng và giằng móng $\text{m}^3$ $260,24$ Phương án đào kết hợp cơ giới và thủ công
Tổng đất đắp & tôn nền Lấp móng theo lớp + tôn nền $0,45\text{ m}$ $\text{m}^3$ $272,68$ Máy xúc hỗ trợ, công nhân rải lớp $30\text{-}40\text{ cm}$, đầm cóc
Vận chuyển đất Đất đào thừa vận chuyển nội bộ ($100\text{ m}$) Xe 2 xe ô tô Ô tô ben ISUZU tải trọng 3 tấn
Bê tông lót móng Bê tông lót đài và giằng móng dày $10\text{ cm}$ $\text{m}^3$ $18,416$ 1 máy trộn quả lê SB-16V ($500\text{ L}$), đổ thủ công xe cút kít
Bê tông đài & giằng 18 đài M1, 12 đài M2, giằng GM1, GM2, GM3 $\text{m}^3$ $88,909$ Đổ bê tông phân đợt kết hợp đầm dùi
Cốt thép móng & giằng Hàm lượng thép $\mu = 1,20%$ Tấn $8,507$ Gia công hiện trường, nối buộc theo TCVN 1651/5574
Ván khuôn móng M1 Cốp pha thép Hòa Phát cao $0,6\text{ m}$ Tấm / Cạnh 7 tấm $200\text{ mm}$ + 1 tấm $300\text{ mm}$ Sườn gỗ $80\times 100\text{ mm}$, cây chống thép định hình

Các giải pháp kỹ thuật đề xuất trong đồ án:

  • Ứng dụng công nghệ ép cọc trước theo phương án ép âm dùng cọc phụ BTCT, giúp mặt bằng thi công luôn khô ráo, độc lập với mực nước ngầm và rút ngắn thời gian di chuyển thiết bị.
  • Đề xuất quy trình đào đất theo mương hào chạy dọc các trục kết hợp cơ giới hóa $80,9%$ khối lượng (bằng máy đào EO-3322D công suất lớn và máy mini Doosan DX42), kết hợp $19,1%$ thủ công sửa hố móng, vừa đẩy nhanh tiến độ đào vừa giữ nguyên kết cấu đất nền chịu lực.
  • Chuẩn hóa hệ ván khuôn thép định hình Hòa Phát kết hợp sườn ngang gỗ $80\times 100\text{ mm}$ cho móng M1, đảm bảo độ cứng vững, kín khít, không mất nước xi măng và tái sử dụng luân chuyển nhiều lần.

Đóng góp của đồ án:

  • Xây dựng hoàn chỉnh một quy trình kỹ thuật và tổ chức thi công khép kín từ khâu chuẩn bị, trắc đạc, ép cọc, đào đất, gia công cốt thép, lắp dựng ván khuôn đến đổ bê tông phần móng cho nhà dân dụng nhiều tầng tại đô thị, với các thông số tính toán cụ thể, logic và bám sát các tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam hiện hành.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Hạn chế trong văn bản:

  • Đồ án mới tập trung giải quyết biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công cho giai đoạn phần ngầm (cọc, đất, móng, giằng móng, cổ cột và tôn nền), chưa mở rộng thiết kế biện pháp kỹ thuật thi công cho kết cấu phần thân (cột, dầm, sàn các tầng 1 đến 5 và tầng mái).
  • Chưa thể hiện bảng tiến độ tổng mặt bằng thi công dạng biểu đồ ngang/xiên hoặc biểu đồ nhân lực chi tiết cho toàn bộ chuỗi công việc phần ngầm.
  • Các giải pháp hạ mực nước ngầm sâu chưa được tính toán thành mục riêng do giả định hố đào mương cạn ($H = 0,85\text{ m}$).

Hướng nghiên cứu và phát triển tiếp:

  • Thiết kế tiếp biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công phần thân (lắp dựng cây chống ván khuôn dầm sàn, lắp dựng cốt thép cột dầm, biện pháp bơm bê tông thương phẩm bằng máy bơm bê tông cần/tĩnh lên các tầng cao từ $4\text{ m}$ đến $17,2\text{ m}$).
  • Lập tiến độ thi công tổng thể theo phương pháp dây chuyền chuyên môn hóa, thiết kế tổng mặt bằng xây dựng bố trí cần trục tháp, vận thăng, bãi gia công cốt thép và đường tạm giao thông.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án này mang lại giá trị tham khảo thiết thực cho:

  • Sinh viên các ngành Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp, Quản lý Xây dựng, Kinh tế Xây dựng khi thực hiện Đồ án môn học Kỹ thuật thi công 1, Đồ án Tổ chức thi công hoặc Đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Xây dựng.
  • Kỹ sư phụ trách kỹ thuật thi công, cán bộ giám sát hiện trường tham khảo quy trình tính toán chọn máy ép robot Sunward, máy đào gầu nghịch, tính toán khối lượng đào đắp và sơ đồ kiểm toán ván khuôn thép móng.

Các nội dung đáng tham khảo nhất trong văn bản:

  • Phương pháp tính toán lực ép danh định của máy ép cọc ($P_{ep} \ge 2 P_{tk}$) và quy trình tính khối lượng đối trọng thép.
  • Phương pháp tính khối lượng đào đất mương vát kết hợp cơ giới và thủ công, loại trừ phần cọc chiếm chỗ.
  • Quy trình tổ hợp chi tiết các tấm ván khuôn định hình tiêu chuẩn thép Hòa Phát và phương pháp tính toán tải trọng tổ hợp tác dụng lên cốp pha móng.

Câu hỏi thường gặp

1. Căn cứ nào để tác giả lựa chọn máy ép cọc robot Sunward ZYJ 240T cho công trình? Tác giả căn cứ vào tải trọng thiết kế cọc $P_{tk} = 70\text{ T}$. Lực ép yêu cầu để cọc xuyên qua các lớp địa chất đến độ sâu thiết kế là $P_{ep} \ge K \cdot P_c = 2 \times 70 = 140\text{ T}$. Với hệ số huy động an toàn từ $70%\text{ - }80%$ công suất danh định, lực ép máy yêu cầu là $P_{ep}^{\text{máy}} = \frac{140}{0,7} = 200\text{ T}$. Máy ép robot thủy lực Sunward ZYJ 240T có lực ép tối đa $2400\text{ kN} \approx 240\text{ T} > 200\text{ T}$, thích hợp cho cọc tròn đường kính $D350\text{ mm}$.

2. Tổng khối lượng đào đất và khối lượng đắp đất tôn nền của công trình là bao nhiêu? Tổng khối lượng đất đào toàn bộ là $260,24\text{ m}^3$ (gồm đào máy lớn $184,41\text{ m}^3$, máy nhỏ $26,12\text{ m}^3$, đào thủ công sửa hố $49,71\text{ m}^3$). Tổng khối lượng đất đắp và tôn nền là $272,68\text{ m}^3$, được xác định theo công thức $V_{\text{đắp}} = V_{\text{đào}} - V_{\text{bê tông ngầm}} + V_{\text{tôn nền}} = 260,24 - 110,41 + 122,85\text{ m}^3$.

3. Số lượng cọc thử nén tĩnh được quy định là bao nhiêu và căn cứ vào tiêu chuẩn nào? Công trình có tổng cộng 144 cọc ép. Theo quy định của TCVN 9393:2012, số lượng cọc thử nén tĩnh lấy bằng $1%$ tổng số cọc của công trình nhưng không được ít hơn 2 cọc. Do đó, tác giả bố trí 2 cọc thử nghiệm nén tĩnh tại các vị trí địa chất đại diện trước khi thi công ép cọc đại trà.

4. Hệ ván khuôn móng M1 được tổ hợp như thế nào từ các tấm ván thép tiêu chuẩn? Móng M1 có kích thước mặt bằng $(1,9\times 1,9)\text{ m}$ và chiều cao $0,6\text{ m}$. Mỗi cạnh $1,9\text{ m}$ được tổ hợp bằng 7 tấm ván khuôn thép kích thước $(200\times 600\times 55)\text{ mm}$ và 1 tấm ván khuôn kích thước $(300\times 600\times 55)\text{ mm}$ đặt thẳng đứng. Bốn góc móng được liên kết bằng 4 tấm ván khuôn góc ngoài kích thước $(100\times 100\times 600)\text{ mm}$, kết hợp sườn gỗ đỡ ngang/đứng $80\times 100\text{ mm}$.

5. Năng suất và thời gian thi công của máy đào chính EO-3322D được tính toán như thế nào? Máy xúc gầu nghịch EO-3322D có dung tích gầu $q = 0,63\text{ m}^3$, thời gian chu kỳ xúc đổ $T_{ck} = 18,7\text{ s}$, số chu kỳ xúc $N_{ck} = 192,51\text{ lần/h}$. Năng suất giờ tính toán là $N = 88,94\text{ m}^3/\text{h}$, năng suất một ca làm việc ($8\text{ giờ}$) đạt $711,52\text{ m}^3/\text{ca}$. Với tổng khối lượng đào máy là $210,53\text{ m}^3$, thời gian làm việc của máy đào chính chỉ mất $0,3\text{ ca}$.

Kết luận

Đồ án Kỹ thuật thi công 1 của sinh viên Phạm Đỗ Bình An đã giải quyết hoàn chỉnh bài toán thiết kế biện pháp kỹ thuật và tổ chức thi công phần ngầm cho công trình nhà bê tông cốt thép 5 tầng tại Hà Nội. Văn bản cung cấp đầy đủ các tính toán định lượng cho 144 cọc ép ($2916\text{ m}$), $260,24\text{ m}^3$ đất đào, $272,68\text{ m}^3$ đất đắp tôn nền, $88,909\text{ m}^3$ bê tông móng giằng và $8,507\text{ tấn}$ cốt thép. Việc lựa chọn thiết bị cơ giới đồng bộ (máy ép robot Sunward ZYJ 240T, máy xúc EO-3322D, máy trộn SB-16V, ván khuôn thép Hòa Phát) thể hiện tính khả thi cao, tuân thủ chặt chẽ hệ thống tiêu chuẩn TCVN hiện hành. Đây là tài liệu học thuật có cấu trúc mẫu mực, đáp ứng tốt yêu cầu tham khảo cho sinh viên và cán bộ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng.