Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong quá trình phát triển kinh tế và đô thị hóa tại các thành phố lớn như Hà Nội và Thành phố Hồ Chí Minh, nhu cầu về không gian làm việc, giao dịch thương mại ngày càng gia tăng. Trong điều kiện quỹ đất đô thị hạn hẹp và giá thành đất đai cao, việc xây dựng các công trình nhà cao tầng tích hợp đa chức năng (văn phòng, giao dịch, hội họp) là một xu thế tất yếu.

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng của tác giả Bùi Thị Phượng (lớp XD1001, Trường Đại học Dân lập Hải Phòng, khóa 2006 – 2010) thực hiện thiết kế toàn diện công trình "Văn phòng cho thuê - Đường Giải Phóng - Hà Nội". Công trình được xây dựng trên khu đất xen kẹt trong đô thị với diện tích mặt bằng hạn chế (diện tích sàn xây dựng khoảng $300\text{ m}^2$, kích thước tổng thể $46,2\text{ m} \times 16,8\text{ m}$, quy mô 7 tầng nổi và 1 tầng kỹ thuật áp mái với tổng chiều cao $27,9\text{ m}$). Ba mặt công trình giáp khu dân cư và các công trình hiện hữu.

Nhiệm vụ và mục tiêu nghiên cứu của đồ án được xác lập theo 3 phần chính:

  1. Thiết kế kiến trúc (chiếm 10% khối lượng): Đề xuất giải pháp mặt bằng công năng, mặt đứng, chiếu sáng tự nhiên, thông gió, giao thông trục đứng và các hệ thống kỹ thuật công trình (điện, cấp thoát nước, điều hòa không khí, phòng cháy chữa cháy, viễn thông) phù hợp với công trình văn phòng xây chen.
  2. Thiết kế kết cấu (chiếm 45% khối lượng): Lựa chọn hệ kết cấu chịu lực chính; sơ bộ kích thước tiết diện cấu kiện; xác định tải trọng và tác động; mô hình hóa và phân tích nội lực khung không gian/phẳng; tính toán và bố trí cốt thép cho khung trục 3 (dầm, cột), cấu kiện sàn, cầu thang bộ trục 1-2; khảo sát địa chất và thiết kế móng cọc bê tông cốt thép cho khung K3 (trục 3E, 3D).
  3. Tổ chức và lập biện pháp thi công (chiếm 45% khối lượng): Lập biện pháp kỹ thuật thi công phần ngầm (thi công ép cọc bê tông cốt thép, đào đất hố móng, bê tông đài giằng móng, lấp đất tôn nền); lập biện pháp thi công phần thân (cột, dầm, sàn, thang bộ, hoàn thiện); tính toán chọn thiết bị máy móc thi công; lập tổng tiến độ và mặt bằng thi công công trình.

Đối tượng nghiên cứu là kết cấu công trình nhà cao tầng bê tông cốt thép toàn khối kết hợp lõi cứng. Phạm vi không gian là khu đất xây dựng trên đường Giải Phóng, Hà Nội (kết hợp các thông số điều kiện thi công tại khu vực đô thị). Thời gian thực hiện đồ án trong 3 tháng (hoàn thành tháng 10 năm 2010).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp thiết kế

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng

Đồ án áp dụng lý thuyết tính toán kết cấu bê tông cốt thép theo trạng thái giới hạn (trạng thái giới hạn về cường độ và trạng thái giới hạn về điều kiện sử dụng/biến dạng) và cơ học đất - nền móng:

  • Tiêu chuẩn tính toán nền móng: TCXD 45-78 và tài liệu Hướng dẫn đồ án nền móng (1996) để tính toán sức chịu tải của cọc đơn, kiểm tra lún theo mô hình móng khối quy ước và nền nửa không gian biến dạng tuyến tính ($S \le S_{gh} = 8\text{ cm}$).
  • Lý thuyết uốn và nén lệch tâm: Áp dụng phương pháp tính toán cấu kiện chịu uốn (tiết diện chữ nhật và chữ T) cho dầm; tính toán cấu kiện chịu nén lệch tâm xiên/lệch tâm phẳng cho cột chịu tải trọng lớn kết hợp mômen uốn theo nhiều tổ hợp nội lực.
  • Phương pháp phân tích nội lực: Sử dụng phần mềm SAP để phân tích khung không gian, xác định nội lực nguy hiểm nhất từ các tổ hợp tải trọng tĩnh tải, hoạt tải và tải trọng gió.

Phương pháp tính toán và công cụ hỗ trợ

  • Phương pháp giải tích kỹ thuật: Tính toán thủ công kiểm tra các tiết diện nguy hiểm của dầm D1, D2, cột C1, bản thang bộ, cốn thang và đài móng cọc.
  • Phương pháp phân lớp cộng lún: Tính toán lún của móng cọc dựa trên sự phân bố ứng suất bản thân và ứng suất gây lún dưới đáy khối quy ước qua các lớp đất rời và đất dính.
  • Công cụ phần mềm tin học: Phần mềm SAP (phân tích nội lực kết cấu), Microsoft Excel (tổng hợp nội lực, tính toán cốt thép và dự toán), Microsoft Project (lập và quản lý tiến độ thi công).

Nguồn dữ liệu địa chất

Số liệu địa chất lấy từ "Báo cáo kết quả khảo sát địa chất công trình Nhà văn phòng cho thuê giai đoạn phục vụ thiết kế kỹ thuật", khảo sát bằng phương pháp khoan và xuyên tĩnh đến độ sâu 30m.

Lớp đất Tên đất Chiều dày trung bình (m) Trọng lượng thể tích $\gamma$ ($\text{kN/m}^3$) Độ sệt $I_L$ / Trạng thái Sức kháng mũi $q_c$ (kPa) Modun biến dạng $E$ (kPa)
Lớp 1 Đất lấp 1,0 16,0 Đất yếu - -
Lớp 2 Sét pha 8,0 18,0 $I_L = 0,813$ (dẻo chảy) 1830 5930
Lớp 3 Cát pha 6,4 18,2 $I_L = 0,60$ (dẻo) 2100 6100
Lớp 4 Cát hạt nhỏ 5,2 18,4 Chặt vừa 5200 10100
Lớp 5 Cát hạt trung Chưa kết thúc (hố khoan 30m) 18,6 Chặt vừa, rất tốt 9300 34200

Ghi chú: Mực nước ngầm xuất hiện ở độ sâu trung bình 3,0 m so với mặt đất tự nhiên.

Nội dung chính theo từng chương

Phần I: Thiết kế kiến trúc

Phần này trình bày tổng mặt bằng, công năng sử dụng và các giải pháp kỹ thuật công trình văn phòng 7 tầng:

  • Công năng theo tầng:
    • Tầng 1: Gian tiền sảnh, phòng kỹ thuật, phòng trực, phòng nghỉ bảo vệ - lái xe, khu vệ sinh và gara ô tô sức chứa 8 xe có đường lên xuống.
    • Tầng 2: Đại sảnh, phòng đợi, phòng tiếp khách, phòng tổ chức hành chính công ty, khu vệ sinh.
    • Tầng 3: Một phòng họp lớn sức chứa 40 người, một phòng họp nhỏ 20 người, phòng làm việc Giám đốc, Phó Giám đốc, phòng tiếp tân và khu phục vụ.
    • Tầng 4: Phòng làm việc cho nhân viên công ty, phòng kế toán, phòng Công đoàn.
    • Tầng 5 và Tầng 6: Khu văn phòng cho thuê và phòng nghỉ của khách, có trang bị cảm biến báo cháy, báo khói kết nối trung tâm điều khiển.
    • Tầng 7: Căng tin giải khát, sân trời và khu chế biến phục vụ thư giãn trên cao.
  • Giải pháp hình khối và kỹ thuật hạ tầng:
    • Mặt đứng và lấy sáng: Mặt tiền ốp kính khung nhôm; các tầng đều lùi vào 1,5m so với ranh giới đất để mở cửa sổ đảm bảo chiếu sáng tự nhiên ngay cả khi các công trình liền kề xây cao tầng.
    • Giao thông: Bố trí 1 thang máy trục đứng và hệ thống cầu thang bộ thoát hiểm đạt tiêu chuẩn phòng cháy chữa cháy.
    • Cơ điện - viễn thông: Hệ thống điều hòa không khí trung tâm đặt tại tầng trệt dẫn ống đi các tầng; hệ thống điện hình cây có máy phát dự phòng 24/24h; hệ thống cấp nước từ bể ngầm tầng trệt bơm lên bể mái; hệ thống thoát nước mưa riêng biệt và trạm xử lý nước thải cục bộ trước khi xả ra cống thành phố; mạng viễn thông (Telephone, Fax, Telex) và trung tâm báo cháy/báo chập tự động cô lập sự cố.

Phần II: Kết cấu

Tập trung tính toán hệ kết cấu chịu lực bê tông cốt thép toàn khối kết hợp lõi thang máy, bao gồm tính toán khung phẳng trục 3, cầu thang bộ và móng cọc:

  • Tính toán dầm D1 (dầm công-xôn, tiết diện $22 \times 40\text{ cm}$):
    • Mômen uốn tính toán lớn nhất $M_{min} = -12,04\text{ Tm}$.
    • Chiều cao làm việc $h_0 = 36\text{ cm}$, hệ số $A = 0,38$, $\gamma = 0,745$. Diện tích cốt thép yêu cầu $F_a = 16,03\text{ cm}^2$.
    • Cốt thép dọc chọn $3\phi20 + 2\phi22$ ($F_a = 17,01\text{ cm}^2$, hàm lượng $\mu = 1,91%$).
    • Lực cắt $Q = 10,11\text{ T} > Q_{bt} = 4,182\text{ T}$ nên tính cốt đai: đai $\phi8$ hai nhánh, khoảng cách bố trí $u = 20\text{ cm}$.
  • Tính toán dầm D2 (dầm khung chính, tiết diện $22 \times 60\text{ cm}$):
    • Gối tựa (Mặt cắt 1-1): $M_{min} = -49,276\text{ Tm}$, $F_a = 34,185\text{ cm}^2$. Chọn $5\phi30$ ($F_a = 35,34\text{ cm}^2$, $\mu = 1,78%$). Cốt đai $\phi8$, $u = 15\text{ cm}$ (đoạn đầu dầm chịu $Q = 34,98\text{ T}$).
    • Giữa nhịp (Mặt cắt 2-2): Mômen dương $M_{max} = 47,38\text{ Tm}$. Tính theo tiết diện chữ T với bề rộng cánh $b_c = 202\text{ cm}$, chiều dày cánh $h_c = 10\text{ cm}$. Trục trung hòa đi qua cánh ($M_c = 113,32\text{ Tm} > M$). Diện tích cốt thép yêu cầu $F_a = 31,31\text{ cm}^2$, chọn $3\phi28 + 2\phi30$ ($F_a = 32,60\text{ cm}^2$, $\mu = 1,64%$). Cốt đai $\phi8$, $u = 20\text{ cm}$.
    • Gối tựa (Mặt cắt 3-3): $M_{min} = -53,33\text{ Tm}$, $F_a = 38,22\text{ cm}^2$. Chọn $3\phi28 + 3\phi30$ ($F_a = 39,68\text{ cm}^2$, $\mu = 1,92%$).
    • Cốt treo: Tại vị trí giao với dầm phụ chịu lực tập trung $P_{max} = 19,65\text{ T}$, bố trí diện tích cốt treo $F_{tr} = 8,5\text{ cm}^2$, sử dụng 10 đai $\phi8$ hai nhánh (mỗi bên mép dầm phụ đặt 5 đai).
  • Tính toán cột C1 ($40 \times 50\text{ cm}$, chiều cao tầng $H = 3,7\text{ m}$, $l_0 = 2,59\text{ m}$):
    • So sánh 3 cặp nội lực bất lợi: Cặp 1 ($M = -19,965\text{ Tm}$, $N = -436,702\text{ T}$); Cặp 2 ($M = 7,93\text{ Tm}$, $N = -346,64\text{ T}$); Cặp 3 ($M = -18,705\text{ Tm}$, $N = -491,575\text{ T}$).
    • Cặp 1 khống chế tính toán cốt thép đối xứng: $F_a = F_a' = 69,58\text{ cm}^2$. Chọn $5\phi28 + 5\phi30$ ($F_a = 69,62\text{ cm}^2$, hàm lượng cốt thép $\mu = 3,78%$).
    • Lực cắt $Q = 9,695\text{ T} < Q_{bt} = 9,82\text{ T}$, đặt cốt đai theo cấu tạo $\phi8a150$.
  • Tính toán móng cọc dưới chân cột trục D (Khung K3):
    • Tải trọng chân cột tính toán: $N_0^{tt} = -7654\text{ kN}$, $M^{tt} = 333,2\text{ kNm}$, $Q^{tt} = 153,44\text{ kN}$. Tải trọng tiêu chuẩn tại đỉnh móng $N_0^{tc} = 6733,5\text{ kN}$.
    • Lựa chọn cọc: Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn $300 \times 300\text{ mm}$, dài $21\text{ m}$ gồm 3 đoạn $7\text{ m}$ nối hàn, bê tông M300, cốt thép $4\phi18\text{ AII}$. Mũi cọc ngàm vào lớp cát hạt trung 1,05m.
    • Sức chịu tải cọc: Theo vật liệu $P_v = 1455\text{ kN}$; theo kết quả xuyên tĩnh $P_x = 729,34\text{ kN}$. Giá trị tính toán chọn $P_{tt} = 729,34\text{ kN}$.
    • Bố trí móng: Chọn 12 cọc bố trí 3 hàng, kích thước đáy đài $3,3\text{ m} \times 2,4\text{ m}$, chiều cao đài $0,9\text{ m}$, chôn sâu $-1,8\text{ m}$. Lực truyền lớn nhất lên cọc biên $P_{max}^{tt} + P_c = 720,46\text{ kN} < P_x = 729,34\text{ kN}$.
    • Kiểm tra biến dạng nền móng: Tính lún theo khối móng quy ước kích thước đáy $5,96\text{ m} \times 5,06\text{ m}$. Độ lún tính toán $S = 1,35\text{ cm} < S_{gh} = 8\text{ cm}$.
    • Cốt thép đài móng: Phương cạnh dài chịu mômen $M_I = 2299,4\text{ kNm}$, chọn $33\phi22$ ($a = 100\text{ mm}$); phương cạnh ngắn chịu mômen $M_{II} = 1564,11\text{ kNm}$, chọn $22\phi22$ ($a = 120\text{ mm}$).
  • Tính toán kết cấu cầu thang bộ trục 1-2:
    • Kết cấu bê tông cốt thép toàn khối, bậc thang $250 \times 150\text{ mm}$, cốn thang $110 \times 300\text{ mm}$, bản thang dày $10\text{ cm}$.
    • Tải trọng bản thang: Tĩnh tải $g_b = 565,34\text{ kG/m}^2$, hoạt tải $p_b = 360\text{ kG/m}^2$, tổng tải trọng $q_b = 925,34\text{ kG/m}^2$. Cốt thép bản thang chọn $\phi6a150$ ($F_a = 1,554\text{ cm}^2$) và $\phi6a200$ ($F_a = 1,41\text{ cm}^2$). Dầm thang DT1, DT2 ($220 \times 300\text{ mm}$) và DT3 ($220 \times 350\text{ mm}$) bố trí thép chịu lực và cốt đai $\phi6$.

Phần III: Tổ chức thi công

Phần này thiết lập toàn bộ quy trình công nghệ và tổ chức thi công từ phần ngầm đến phần kết cấu thân:

  • Biện pháp thi công ép cọc bê tông cốt thép:
    • Tổng số lượng cọc: 165 cọc (Móng M1: 72 cọc, Móng M2: 85 cọc, Móng M3: 1 cọc, Móng lõi cứng: 7 cọc). Tổng chiều dài cọc $3572\text{ m}$.
    • Lựa chọn phương án: Áp dụng phương án ép trước (ép cọc từ cốt mặt đất tự nhiên sử dụng cọc dẫn/ép âm, sau đó mới đào đất hố móng) nhằm bảo đảm an toàn di chuyển máy ép và không phụ thuộc mực nước ngầm.
    • Chọn máy ép thủy lực mã hiệu 2319, lực nén lớn nhất $P_{max} = 270\text{ T}$ gồm 2 kích thủy lực $135\text{ T}$, 4 xi lanh đường kính $24\text{ cm}$, hành trình piston $1,6\text{ m}$. Năng suất 100m cọc/ca (2 ca/ngày).
    • Đối trọng: Sử dụng các khối bê tông $3 \times 1 \times 1\text{ m}$ (trọng lượng mỗi khối $7,5\text{ T}$), tổng tải trọng đối trọng yêu cầu tối thiểu $116,64\text{ T}$ $\rightarrow$ bố trí mỗi bên 15 khối bê tông (tổng cộng 30 khối).
    • Chọn cần trục phục vụ ép cọc: Cần trục tự hành bánh hơi KATO NK-200 (Nhật Bản), sức nâng tối đa $20\text{ T}$, tầm với 3 – 22m, chiều cao nâng lớn nhất $23,6\text{ m}$.
    • Quy trình thử tải: Thực hiện thí nghiệm nén tĩnh trên 3 cọc (chiếm tỷ lệ gần 1% tổng số cọc).
    • Xử lý sự cố ép cọc: Quy định chi tiết biện pháp xử lý khi cọc bị nghiêng lệch, cọc bị gãy nứt chân cọc do gặp dị vật cứng, cọc bị chối sớm bênh đối trọng.
    • Công tác đập đầu cọc: Dùng máy thủy bình và thước thép xác định cao độ cắt cọc; đập phá đầu cọc bằng búa máy kết hợp búa tay một đoạn $30d = 55\text{ cm}$ để lộ cốt thép neo vào đài, giữ nguyên đoạn bê tông $0,15\text{ m}$ ngàm vào đài.
  • Biện pháp thi công đào đất hố móng:
    • Kết hợp đào máy và đào thủ công.
    • Giai đoạn 1: Dùng máy đào đến cao trình $-0,55\text{ m}$ (cách đầu cọc $10\text{ cm}$).
    • Giai đoạn 2: Đào thủ công phần đất xen giữa các đầu cọc và sửa hố móng đến cao độ đáy lớp bê tông lót ($-1,8\text{ m}$).
    • Hố móng đào mở rộng mỗi bên $30\text{ cm}$, mái dốc đất lấp $m = 0,67$. Trục 1-2 đào chung thành hố lớn; trục 3-5 đào từng hố đơn; trục 6-8 đào riêng móng M2 và đào chung móng M1 với móng lõi cứng thành ao.

Kết quả tính toán và thông số kỹ thuật chính

Dưới đây là bảng tổng hợp các chỉ tiêu thiết kế kết cấu và thiết bị thi công chính được tính toán trong đồ án:

Hạng mục cấu kiện / Thiết bị Thông số kích thước Nội lực tính toán nguy hiểm Cốt thép / Thông số lựa chọn Kiểm tra kỹ thuật
Dầm D1 (Công-xôn) $b \times h = 22 \times 40\text{ cm}$ $M_{min} = -12,04\text{ Tm}$; $Q = 10,11\text{ T}$ Dọc: $3\phi20 + 2\phi22$ ($F_a = 17,01\text{ cm}^2$); Đai: $\phi8$, $u=20\text{ cm}$ $\mu = 1,91%$ (Thỏa mãn)
Dầm D2 (Nhịp giữa) $b \times h = 22 \times 60\text{ cm}$, $b_c = 202\text{ cm}$ $M_{max} = +47,38\text{ Tm}$ Dọc: $3\phi28 + 2\phi30$ ($F_a = 32,60\text{ cm}^2$); Đai: $\phi8$, $u=20\text{ cm}$ $\mu = 1,64%$ (Thỏa mãn)
Dầm D2 (Gối tựa) $b \times h = 22 \times 60\text{ cm}$ $M_{min} = -53,33\text{ Tm}$; $Q = 34,98\text{ T}$ Dọc: $3\phi28 + 3\phi30$ ($F_a = 39,68\text{ cm}^2$); Đai: $\phi8$, $u=15\text{ cm}$ $\mu = 1,92%$ (Thỏa mãn)
Cột C1 (Khung K3) $b \times h = 40 \times 50\text{ cm}$, $H = 3,7\text{ m}$ $M = -19,965\text{ Tm}$; $N = -436,702\text{ T}$ Cốt dọc đối xứng: $5\phi28 + 5\phi30$ ($F_a = 69,62\text{ cm}^2$); Đai: $\phi8a150$ $\mu = 3,78%$ (Thỏa mãn)
Cọc móng BTCT Tiết diện $300 \times 300\text{ mm}$, $L = 21\text{ m}$ $N_0^{tt} = -7654\text{ kN}$ $4\phi18\text{ AII}$, bê tông M300; 12 cọc/đài móng D $P_{max} = 720,46\text{ kN} < P_x = 729,34\text{ kN}$
Đài móng trục D Kích thước $3,3 \times 2,4 \times 0,9\text{ m}$ $M_I = 2299,4\text{ kNm}$; $M_{II} = 1564,11\text{ kNm}$ Cạnh dài: $33\phi22$ ($a=100\text{ mm}$); Cạnh ngắn: $22\phi22$ ($a=120\text{ mm}$) Độ lún $S = 1,35\text{ cm} < S_{gh} = 8\text{ cm}$
Bản thang bộ B1 Bản dày $10\text{ cm}$ $M = 297,02\text{ kGm}$; $Q = 686,76\text{ kG}$ Cốt thép chịu lực: $\phi6a150$ ($F_a = 1,554\text{ cm}^2$) $\mu = 0,183% > 0,1%$
Máy ép cọc thủy lực Mã hiệu 2319, 4 xi lanh Lực nén lớn nhất $270\text{ T}$ 2 kích thủy lực ($135\text{ T}$/kích), đối trọng 30 khối ($7,5\text{ T}$/khối) Năng suất 100m cọc/ca
Cần trục tự hành KATO NK-200 (Bánh hơi) Chiều cao nâng $H_{max} = 23,6\text{ m}$ Sức nâng $Q = 20/6,5\text{ T}$, tầm với $R = 3 - 22\text{ m}$ Đáp ứng cẩu cọc và đối trọng

Hạn chế và phạm vi ứng dụng

  • Phạm vi địa chất và kết cấu: Đồ án thiết kế riêng biệt cho công trình nhà 7 tầng có tải trọng chân cột khoảng $700 - 800\text{ T}$, cắm vào tầng địa chất cát hạt trung có sức chịu tải tốt ở độ sâu $-20,6\text{ m}$. Kết quả tính toán móng cọc và kích thước tiết diện không áp dụng trực tiếp cho các địa tầng bùn sét yếu ngập sâu hoặc công trình có số tầng lớn hơn mà không qua tính toán lại.
  • Phương pháp tính toán khung phẳng: Việc cắt khung phẳng trục 3 để tính toán chi tiết cốt thép dầm và cột là phương pháp quy đổi kinh điển trong đào tạo kỹ sư xây dựng giai đoạn 2006 – 2010; việc phân tích tương tác không gian phức tạp đa phương và ảnh hưởng xoắn của toàn bộ lõi cứng lên hệ khung không gian tổng thể chưa được tích hợp chi tiết vào bước thiết kế cốt thép từng thanh.
  • Phạm vi tổ chức thi công: Biện pháp ép cọc trước kết hợp đào đất thủ công xen kẽ đầu cọc được tối ưu hóa cho điều kiện mặt bằng đô thị hạn chế và mực nước ngầm nông ($-3,0\text{ m}$), nhưng đòi hỏi chi phí nhân công đào đất thủ công và công tác phá dỡ đầu cọc tương đối lớn.

Giá trị tham khảo

Đồ án là tài liệu tham khảo thực tế và chuẩn mực đối với sinh viên ngành Kỹ thuật Xây dựng dân dụng và công nghiệp (KSXD), đặc biệt hữu ích cho quá trình thực hiện đồ án môn học Bê tông cốt thép, Đồ án Nền móng và Đồ án tốt nghiệp:

  1. Quy trình tính toán cốt thép dầm chữ T và cột nén lệch tâm lớn: Cung cấp đầy đủ các bước lập bảng tra, xác định chiều cao vùng nén $x$, kiểm tra điều kiện hạn chế $A \le A_0$, tính toán hàm lượng cốt thép $\mu$ và bố trí cốt đai chịu cắt, cốt treo chịu tải tập trung.
  2. Quy trình thiết kế móng cọc đài thấp hoàn chỉnh: Cung cấp phương pháp chi tiết tính toán sức chịu tải cọc theo vật liệu và theo chỉ tiêu cơ lý xuyên tĩnh ($q_c$), xác định số lượng cọc, kiểm tra tải trọng cọc biên, lập khối móng quy ước tính lún theo phương pháp phân lớp cộng lún và tính toán cốt thép đài chịu uốn.
  3. Thuyết minh và tính toán biện pháp thi công cọc ép: Hướng dẫn chi tiết cách tính toán cân bằng lật khung ép để chọn tải trọng đối trọng bê tông, lựa chọn thông số máy ép thủy lực và cần trục bánh lốp KATO NK-200, cùng bảng quy trình kiểm soát tốc độ ép cọc, tiêu chuẩn dừng ép và các giải pháp xử lý sự cố công trường.

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ kết cấu chịu lực chính của công trình văn phòng cho thuê này là gì? Công trình sử dụng giải pháp khung bê tông cốt thép toàn khối kết hợp với hệ thống vách/lõi cứng thang máy để cùng chịu tải trọng đứng, tải trọng ngang (gió) và mômen xoắn phát sinh do hình khối công trình xây chen trong đô thị.

2. Sức chịu tải của cọc đơn $300 \times 300\text{ mm}$ dưới móng cột trục D được xác định là bao nhiêu? Sức chịu tải theo vật liệu bê tông cốt thép của cọc là $P_v = 1455\text{ kN}$ ($145,5\text{ T}$). Sức chịu tải theo kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh qua 5 lớp đất là $P_x = 729,34\text{ kN}$ ($72,93\text{ T}$). Giá trị đưa vào tính toán thiết kế số lượng cọc là $P_x = 729,34\text{ kN}$.

3. Số lượng cọc và kích thước đài móng tại cột trục D (Khung K3) được bố trí như thế nào? Đài móng cột trục D được bố trí 12 cọc bê tông cốt thép tiết diện $30 \times 30\text{ cm}$, chiều dài cọc $21\text{ m}$ (gồm 3 đoạn $7\text{ m}$). Đài móng có kích thước mặt bằng thực tế $3,3\text{ m} \times 2,4\text{ m}$, chiều cao đài $0,9\text{ m}$, đáy đài đặt ở cao độ $-1,8\text{ m}$ so với cốt tự nhiên. Cốt thép đáy đài gồm $33\phi22$ theo phương dài và $22\phi22$ theo phương ngắn.

4. Tại sao tác giả chọn phương án ép cọc trước rồi mới đào đất hố móng? Phương án ép trước giúp việc di chuyển máy ép tải trọng lớn và vận chuyển cọc trên mặt bằng tự nhiên diễn ra thuận lợi (kể cả khi gặp trời mưa), không bị phụ thuộc vào mực nước ngầm ở độ sâu $-3,0\text{ m}$, bảo đảm tốc độ thi công nhanh và tránh nguy cơ sạt lở hố móng sâu trong điều kiện mặt bằng đô thị chật hẹp có công trình lân cận.

5. Cột C1 trục 3 được chọn bố trí cốt thép theo tổ hợp nội lực nào? Cột C1 ($40 \times 50\text{ cm}$) được kiểm tra qua 3 cặp nội lực nguy hiểm, trong đó Cặp 1 ($M_{min} = -19,965\text{ Tm}$, $N_{tư} = -436,702\text{ T}$) cho diện tích cốt thép lớn nhất ($F_a = F_a' = 69,58\text{ cm}^2$). Cốt thép chọn bố trí đối xứng là $5\phi28 + 5\phi30$ ($F_a = 69,62\text{ cm}^2$, hàm lượng thép đạt $\mu = 3,78%$).

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của sinh viên Bùi Thị Phượng đã hoàn thành đầy đủ khối lượng kỹ thuật theo chuẩn chương trình đào tạo kỹ sư xây dựng, bao gồm 3 phân môn Kiến trúc (10%), Kết cấu (45%) và Tổ chức thi công (45%) cho công trình nhà văn phòng 7 tầng tại Hà Nội. Toàn bộ các cấu kiện kết cấu chịu lực chính (khung trục 3, dầm D1, D2, cột C1, bản thang bộ, móng cọc đài thấp) đều được phân tích nội lực và tính toán cốt thép chặt chẽ theo trạng thái giới hạn, đồng thời kiểm tra đầy đủ độ lún và khả năng chịu lực nén lệch tâm. Các giải pháp thi công ép cọc bằng máy thủy lực $270\text{ T}$, tính toán đối trọng, lựa chọn cẩu KATO NK-200 và quy trình đào đất phân kỳ được lập chi tiết, bảo đảm tính khả thi cao trong điều kiện thi công xây chen tại đô thị.