Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong bối cảnh đẩy mạnh công nghiệp hóa và hiện đại hóa, ngành xây dựng đóng vai trò trọng yếu trong việc hoàn thiện cơ sở hạ tầng đô thị. Tại các đô thị lớn như Thủ đô Hà Nội, sự gia tăng dân số cùng xu hướng dịch chuyển nơi cư trú của người dân ra các khu vực chung cư ngoại ô đã thúc đẩy tiến trình tái quy hoạch khu vực trung tâm thành phố thành trung tâm hành chính, thương mại và kinh tế chuyên biệt. Do đó, nhu cầu đầu tư xây dựng các tòa nhà văn phòng làm việc hiện đại, tiện nghi tại các vị trí trọng điểm trở nên cấp thiết.

Đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng của tác giả Lê Tấn Đức (MSSV: 0851020077, Lớp Kỹ sư Xây dựng Khóa 2008, Khoa Xây dựng và Điện, Trường Đại học Mở TP. Hồ Chí Minh) được xây dựng nhằm giải quyết bài toán thiết kế toàn diện một công trình cao tầng cụ thể. Đề tài được định hướng bởi hai cán bộ hướng dẫn khoa học: TS. Lương Văn Hải (hướng dẫn phần Kết cấu) và TS. Lưu Trường Văn (hướng dẫn phần Thi công).

Nhiệm vụ thiết kế của đồ án tập trung vào công trình "Cao ốc văn phòng 21 Bà Triệu" với ba nội dung chính:

  1. Thiết kế kiến trúc công trình: Tổng quan về kiến trúc, quy hoạch không gian, bố trí dây chuyền công năng và các giải pháp kỹ thuật hạ tầng (điện, cấp thoát nước, thông gió, giao thông).
  2. Tính toán kết cấu công trình (chiếm 60% khối lượng đồ án): Thiết kế các cấu kiện bê tông cốt thép từ sàn tầng điển hình, cầu thang bộ, hồ nước mái đến hệ khung chịu lực chính (khung trục 3) và nền móng cọc ép.
  3. Thiết kế tổ chức thi công: Lập biện pháp kỹ thuật thi công phần ngầm (ép cọc, hạ cừ larsen chống vách, đào đất, đài móng) và phần thân (ván khuôn cột, vách, dầm, sàn, an toàn lao động).

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đồ án bao gồm:

  • Đối tượng nghiên cứu: Công trình Cao ốc văn phòng 21 Bà Triệu, một công trình cao tầng có chức năng làm việc kết hợp trung tâm triển lãm, kinh doanh thương mại và văn phòng cho thuê.
  • Phạm vi không gian: Khu đất xây dựng tại số 21 phố Bà Triệu, thuộc Quận Hoàn Kiếm, Thành phố Hà Nội. Vị trí tiếp giáp xung quanh gồm:
    • Phía Tây: Giáp mặt đường chính phố Bà Triệu (công trình lùi vào 11,0 m để tạo sân đỗ xe và cảnh quan).
    • Phía Tây Bắc: Giáp khu nhà ở 5 tầng của Công ty xuất nhập khẩu mây tre đan.
    • Phía Bắc: Giáp khu văn phòng tập thể Thành ủy Hà Nội.
    • Phía Nam: Giáp khu nhà ở dân cư 2 tầng và Bảo tàng Phụ nữ Việt Nam.
    • Phía Đông: Giáp xưởng công ty Hà Nội.
  • Phạm vi quy mô: Công trình gồm 10 tầng nổi và 1 tầng hầm với tổng chiều cao kiến trúc từ cốt mặt đất tự nhiên lên đến cao trình mái trên +36,00 m; diện tích sàn xây dựng mỗi tầng khoảng 928 m² đến 982,08 m², tổng diện tích sàn xây dựng xấp xỉ 11.330 m².

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Nội dung đồ án được triển khai dựa trên các cơ sở lý thuyết tính toán kỹ thuật xây dựng và các tiêu chuẩn quy phạm hiện hành của Việt Nam trong lĩnh vực thiết kế kết cấu bê tông cốt thép, tải trọng - tác động, cơ học đất - nền móng và tổ chức thi công:

  • Cơ sở tiêu chuẩn và quy chuẩn: Tác giả áp dụng các nguyên tắc cơ bản trong quy phạm thiết kế kết cấu xây dựng (nêu tại Chương 2), phương pháp xác định tải trọng tác động và tổ hợp tải trọng (tĩnh tải kết cấu, tĩnh tải hoàn thiện, hoạt tải sử dụng theo chức năng văn phòng, trung tâm thương mại, gara và tải trọng gió).
  • Phương pháp tính toán kết cấu:
    • Phương pháp giải tích kết cấu: Sử dụng các sơ đồ tính đàn hồi, sơ đồ khớp dẻo để tính toán nội lực các cấu kiện bản sàn (bản một phương, bản hai phương), bản thang, dầm chiếu nghỉ, bản nắp và bản thành hồ nước mái.
    • Phương pháp phân tích bằng mô hình hóa phần mềm: Sử dụng công cụ phần mềm chuyên ngành xây dựng kết hợp công thức lý thuyết để phân tích nội lực hệ khung chịu lực không gian/phẳng (Khung trục 3), kiểm tra chuyển vị ngang của công trình và kiểm toán nứt đáy, thành bể nước mái.
    • Phương pháp tính toán nền móng: Tính toán sức chịu tải của cọc ép đơn theo chỉ tiêu cường độ vật liệu cọc và theo các chỉ tiêu cơ lý của đất nền dựa trên số liệu mặt cắt địa chất khảo sát hiện trường; tính toán độ lún, kiểm toán chọc thủng đài cọc và bố trí cốt thép đài móng.
  • Phương pháp tổ chức và tính toán thi công:
    • Phương pháp tính toán cơ học đất cho công tác hố đào sâu: Kiểm toán chiều sâu ngàm cừ thép Larsen, tính toán ổn định chống vách hố đào.
    • Phương pháp định ngạch khối lượng và lựa chọn máy thi công: Tính toán khối lượng đất đào, khối lượng bê tông lót, bê tông cấu kiện; lựa chọn cần trục tháp, xe bơm bê tông, xe chở bê tông thương phẩm, máy đầm dùi.
    • Phương pháp tính toán cơ học kết cấu phụ trợ: Kiểm tra khả năng chịu lực và biến dạng của hệ ván khuôn, sườn đứng, gông chữ U, ty xuyên, thanh chống xiên đối với cột, vách, dầm, sàn.
  • Nguồn dữ liệu thực hiện: Hồ sơ thiết kế kiến trúc công trình Cao ốc 21 Bà Triệu, báo cáo khảo sát địa chất công trình tại khu đất xây dựng, hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật xây dựng và danh mục thông số thiết bị thi công thực tế tại Việt Nam.

Nội dung chính theo từng chương

Đồ án được phân chia thành 3 phần rõ rệt với 13 chương nội dung, phản ánh đầy đủ quy trình thiết kế kỹ thuật từ kiến trúc, kết cấu đến biện pháp thi công.

Phần I: Kiến trúc công trình

Chương 1: Tổng quan công trình

Chương 1 trình bày chi tiết về vị trí địa lý, điều kiện tiếp giáp, giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng, phân chia dây chuyền công năng và các hệ thống kỹ thuật công trình:

  • Quy mô công trình: Tòa nhà gồm 1 tầng hầm và 10 tầng nổi. Diện tích xây dựng khoảng 11.330 m², diện tích sàn làm việc 9.820,8 m², diện tích kinh doanh triển lãm 400 m². Tầng hầm đặt ở cốt -1,80 m (chiều cao 3,00 m) làm trung tâm kỹ thuật và gara để xe. Tầng 1 đặt ở cốt +1,20 m (chiều cao 4,20 m) làm trung tâm trưng bày sản phẩm, siêu thị bán hàng, khu vệ sinh 28 m². Tầng 2 đến tầng 10 (cao trình từ +5,40 m đến +36,00 m, chiều cao mỗi tầng 3,40 m) bố trí văn phòng cho thuê, khu vệ sinh mỗi tầng 51 m².
  • Giải pháp quy hoạch: Công trình lùi sâu 11,0 m so với chỉ giới đường Bà Triệu nhằm tạo khoảng sân rộng đỗ xe, bố trí đường nội bộ bê tông, bồn hoa và cây xanh cảnh quan.
  • Hệ thống cơ điện (M&E) và phụ trợ:
    • Hệ thống điện: Tính toán suất phụ tải theo mét vuông sàn với tổng công suất biểu kiến sơ bộ khoảng 1.021 kW, công suất tính toán $P_{tt} = 765,9$ kW (công suất đặt dự toán $P_{dt} = 850,83$ kW). Bố trí một trạm biến áp 1.000 kVA tại tầng hầm cấp nguồn 380/220V từ lưới điện quốc gia; bổ sung một máy phát điện dự phòng Diesel công suất 100 kVA phục vụ tải ưu tiên (thang máy, bơm nước, chiếu sáng sự cố). Dây dẫn trục đứng đi trong hộp kỹ thuật từ tủ điện hạ thế.
    • Hệ thống chống sét và tiếp địa: Trang bị hệ thống kim thu sét bằng thép $\Phi 16$ dài 0,6 m trên mái, liên kết bằng dây thép $\Phi 10$ dẫn xuống cọc tiếp địa thép góc 40x4, điện trở nối đất chống sét đạt yêu cầu $R < 10\ \Omega$. Hệ thống nối đất an toàn thiết bị điện làm việc độc lập với điện trở nối đất $R < 4\ \Omega$.
    • Hệ thống cấp thoát nước: Nguồn nước cấp từ mạng lưới đô thị bơm vào bể chứa ngầm rồi dùng máy bơm tự động bơm lên hồ nước mái để cấp nước trọng lực xuống các tầng qua ống thép tráng kẽm. Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt tách riêng đường thoát phân (dẫn về bể tự hoại có ống thông hơi $\Phi 60$ vươn qua mái) và đường thoát nước bẩn (thoát từ chậu rửa, phễu thu sàn qua hố ga), sử dụng ống nhựa PVC Class II của Tiền Phong.
    • Hệ thống thông gió và giao thông: Sử dụng hệ thống điều hòa không khí trung tâm. Giao thông đứng đảm bảo bởi 2 thang máy (tải trọng 10 người/thang) và 2 thang bộ thoát hiểm; giao thông ngang là hệ thống hành lang liên hoàn kết nối trực tiếp với sảnh thang.

Phần II: Kết cấu (Chiếm 60% khối lượng đồ án)

Chương 2: Cơ sở thiết kế

Xác lập các nguyên tắc tính toán kết cấu theo trạng thái giới hạn. Trình bày các tiêu chuẩn quy phạm về tải trọng tác động, nguyên lý phân loại tĩnh tải (trọng lượng bản thân kết cấu bê tông, các lớp hoàn thiện sàn, tường xây) và hoạt tải sử dụng theo quy chuẩn. Thiết lập quy tắc tổ hợp tải trọng cơ bản và tổ hợp tải trọng đặc biệt; xác định các đặc trưng cơ lý của vật liệu sử dụng gồm bê tông nặng và cốt thép chịu lực.

Chương 3: Tính toán sàn tầng 1 điển hình

Thực hiện lựa chọn sơ bộ kích thước chiều dày bản sàn và kích thước tiết diện dầm khung, dầm phụ. Xác định tĩnh tải phân bố, hoạt tải tính toán và tổng tải trọng tác dụng lên từng ô bản sàn. Phân loại các ô bản sàn làm việc theo bản một phương hoặc bản hai phương để lập sơ đồ tính. Tính toán mômen uốn, xác định diện tích cốt thép cho từng nhịp và gối của các ô sàn, tiến hành kiểm tra độ võng của hệ dầm sàn nhằm đảm bảo yêu cầu sử dụng bình thường.

Chương 4: Tính toán cầu thang bộ

Trình bày cấu tạo kiến trúc cầu thang bộ 2 vế. Lựa chọn kích thước hình học gồm chiều rộng vế thang, kích thước bậc thang (chiều cao bậc, bề rộng mặt bậc) và chiều dày bản thang bê tông cốt thép. Thu thập tải trọng toàn phần tác dụng lên bản thang và bản chiếu nghỉ (tĩnh tải bậc xây gạch, bản bê tông, lớp trát, tay vịn và hoạt tải người đi lại). Tính toán nội lực mômen, lực cắt và bố trí thép cho bản thang; tính toán dầm chiếu nghỉ và dầm chiếu tới đỡ bản thang.

Chương 5: Tính toán hồ nước mái

Xác định công năng tích trữ nước sinh hoạt và phòng cháy chữa cháy, lựa chọn sơ bộ kích thước hình học các bộ phận hồ nước trên tầng mái. Thu thập tải trọng tác dụng gồm trọng lượng bản thân thành bể, nắp bể, đáy bể, áp lực nước thủy tĩnh tác dụng lên bản thành và bản đáy. Tính toán bố trí cốt thép chịu lực cho bản nắp, bản thành và bản đáy. Thực hiện bài toán cơ sở lý thuyết để kiểm tra khe nứt của bản thành và đáy hồ nước dưới tác động của áp lực nước kết hợp lực uốn. Xác định tải trọng, tính toán nội lực và bố trí cốt thép cho hệ dầm nắp, dầm đáy bằng công thức giải tích kết hợp mô hình phần mềm; thiết kế cột đỡ hồ nước mái truyền lực xuống khung chịu lực.

Chương 6: Tính toán khung trục 3

Khung trục 3 được lựa chọn là khung chịu lực chính điển hình đại diện cho công trình. Chương này xác định các đặc trưng vật liệu bê tông, cốt thép; chọn sơ bộ kích thước tiết diện dầm, cột và vách cứng chịu lực. Xác định đầy đủ các trường hợp tải trọng tác dụng lên khung: tĩnh tải (tự trọng kết cấu sàn, tường xây, dầm, cột), hoạt tải đứng (bố trí lệch tầng, lệch nhịp) và tải trọng ngang (tải trọng gió đẩy, gió hút). Lập các bảng tổ hợp nội lực (mômen, lực dọc, lực cắt) cho các tiết diện nguy hiểm của dầm và cột khung. Tiến hành tính toán cốt thép dọc chịu uốn, kiểm tra hàm lượng cốt thép, tính toán cốt đai chịu cắt cho dầm và cột; đồng thời kiểm tra chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh công trình dưới tác động của tải trọng gió nhằm đảm bảo độ cứng tổng thể.

Chương 7: Tính toán móng cọc ép

Nghiên cứu điều kiện địa chất công trình dựa trên số liệu các lỗ khoan khảo sát địa chất tại số 21 Bà Triệu để xây dựng mặt cắt địa chất. Phân tích các phương án móng sâu và lựa chọn giải pháp móng cọc ép bê tông cốt thép. Xác định tải trọng chân cột và vách truyền xuống móng từ kết quả nội lực khung trục 3. Tính toán sức chịu tải của cọc đơn theo các điều kiện: sức chịu tải theo cường độ vật liệu cọc, sức chịu tải theo chỉ tiêu cơ lý của đất nền và sức chịu tải theo cường độ đất nền. Thiết kế cấu tạo cọc ép, tính toán cốt thép cọc và chiều sâu đặt đáy cọc vào lớp đất tốt. Thiết kế chi tiết các đài móng điển hình bao gồm móng M1, M2, M3 và M4 (xác định số lượng cọc trong đài, khoảng cách cọc, tính toán chiều cao đài chống chọc thủng và bố trí lưới cốt thép đài móng).

Phần III: Thiết kế thi công

Chương 8: Phương pháp thi công ép cọc

Trình bày điều kiện địa chất thực tế ảnh hưởng đến quá trình thi công nền móng. Khái quát khối lượng công tác ép cọc cho toàn bộ công trình; lựa chọn chủng loại máy và thiết bị ép cọc (máy ép thủy lực có đối trọng). Lập kế hoạch chuẩn bị mặt bằng tập kết cọc, đường di chuyển của máy ép và thiết lập trình tự ép cọc chi tiết để tránh hiện tượng chèn ép đất gây nghiêng lệch các tim cọc xung quanh.

Chương 9: Thi công chống vách hố đào

Do công trình xây dựng chen lấn trong khu đô thị trung tâm và có 1 tầng hầm sâu, giải pháp thi công chống vách hố đào được chọn là tường cừ thép Larsen. Chương này tiến hành tính toán chiều sâu đóng ngàm của cừ larsen vào tầng đất dưới đáy hố đào để đảm bảo ổn định chống trượt và chống lật; tính toán khả năng chịu lực uốn của thanh cừ larsen. Lựa chọn thiết bị thi công đóng cừ (búa rung ép cừ), chuẩn bị mặt bằng công trường và vạch ra quy trình các bước thi công ép - nhổ cừ larsen an toàn.

Chương 10: Công tác đào đất

Xác định quy trình công nghệ đào đất tầng hầm kết hợp với hệ giằng chống cừ. Tính toán tổng khối lượng đất đào cần bốc dỡ ra khỏi công trường. Lựa chọn máy đào gầu nghịch phù hợp với dung tích và tầm với trong hố móng sâu; chọn số lượng và chủng loại ô tô tự đổ vận chuyển đất phế thải đến bãi đổ quy định. Thiết kế tổ chức mặt bằng di chuyển máy đào, vị trí đứng xúc đất và luồng xe vận chuyển nhằm không gây ùn tắc tại phố Bà Triệu.

Chương 11: Thi công móng

Tính toán khối lượng bê tông lót đáy móng, khối lượng bê tông đài cọc, dầm giằng và sàn tầng hầm. Trình bày quy trình kỹ thuật đập đầu cọc bê tông đảm bảo chiều dài đoạn thép cọc ngàm vào đài. Quy định công tác đổ bê tông lót đài móng, gia công lắp dựng cốt thép đài móng. Tính toán sức chịu tải và biến dạng của hệ ván khuôn đài cọc. Lựa chọn thiết bị thi công móng bao gồm máy bơm bê tông, xe bồn vận chuyển bê tông thương phẩm, các loại máy đầm dùi. Hướng dẫn quy trình công nghệ ghép ván khuôn và đổ - đầm bê tông đài móng.

Chương 12: Thi công phần thân nhà

Phân chia đợt và phân đoạn thi công đổ bê tông kết cấu phần thân (cột, vách, dầm, sàn) theo chiều cao và mặt bằng. Lựa chọn đồng bộ tổ hợp máy móc thi công: cần trục tháp (phục vụ vận chuyển cốt thép, ván khuôn lên cao), máy bơm bê tông trục đứng, xe trộn vận chuyển bê tông và hệ thống máy đầm dùi, đầm bàn. Thiết lập giải pháp kỹ thuật thi công lắp dựng ván khuôn và giải pháp thi công đổ bê tông. Triển khai tính toán kiểm tra khả năng chịu lực của ván khuôn:

  • Ván khuôn cột: Tính toán cấu tạo ván khuôn, kiểm tra sườn đứng, kiểm tra gông thép chữ U và kiểm tra độ ổn định của cây chống xiên.
  • Ván khuôn vách cứng: Xác định quan điểm tính toán áp lực bê tông tươi, kiểm tra thanh sườn đứng, thanh sườn ngang, kiểm tra thanh ty xuyên chịu kéo và cây chống xiên định vị.
  • Ván khuôn dầm và sàn: Tính toán cấu tạo ván khuôn đáy dầm, thành dầm, kiểm tra ty giằng và thanh sườn; tính toán các thanh sườn đỡ ván khuôn sàn và kiểm tra khả năng chịu lực, độ ổn định của hệ thống cây chống sàn.

Chương 13: An toàn lao động

Hệ thống hóa các biện pháp và quy tắc an toàn lao động bắt buộc trên công trường cao ốc đô thị: kỹ thuật an toàn khi thi công đất hố sâu; quy tắc sử dụng dụng cụ thi công; an toàn trong vận hành máy móc thiết bị nâng hạ; biện pháp an toàn khi vận chuyển bê tông thương phẩm; quy tắc bảo hộ lao động khi đổ và đầm bê tông; an toàn trong công tác dưỡng hộ bê tông; kỹ thuật an toàn khi lắp dựng - tháo dỡ ván khuôn trên cao; an toàn trong gia công và lắp đặt cốt thép.

Thiết kế và triển khai kỹ thuật

Để làm rõ phương án thiết kế kiến trúc và giải pháp kỹ thuật của công trình Cao ốc 21 Bà Triệu, các thông số kỹ thuật chính từ văn bản được tổng hợp trong các bảng dữ liệu sau:

Hạng mục / Vị trí Cao trình (m) Chiều cao tầng (m) Diện tích sàn (m²) Công năng sử dụng chính
Tầng hầm -1,80 3,00 928,00 Gara để xe, trung tâm kỹ thuật công trình, 2 buồng thang bộ
Tầng 1 +1,20 4,20 928,00 Trung tâm trưng bày sản phẩm, siêu thị bán hàng, khu vệ sinh (28 m²), sảnh, 2 thang bộ, 2 thang máy
Tầng 2 đến 10 +5,40 đến +36,00 3,40 928,00 / tầng Văn phòng làm việc cho thuê, khu vệ sinh (51 m²/tầng), hành lang, 2 thang bộ, 2 thang máy
Sân trước mặt tiền ±0,00 - Khoảng lùi 11,0 m Khoảng sân đỗ xe, giao thông tiếp cận từ đường Bà Triệu, bồn hoa cảnh quan
Tổng thể công trình - 11 tầng (1 hầm, 10 nổi) ~11.330 m² 9.820,8 m² diện tích làm việc; 400 m² sàn kinh doanh triển lãm

Bên cạnh giải pháp không gian kiến trúc, hệ thống kỹ thuật cơ điện (M&E) và hạ tầng phụ trợ công trình được thiết kế với các chỉ số kỹ thuật cụ thể:

Hệ thống hạ tầng Thông số thiết kế & Thiết bị lựa chọn Yêu cầu kỹ thuật & Vận hành
Cấp điện chính Trạm biến áp 1.000 kVA đặt tại tầng hầm; điện áp 380/220V Nguồn lấy từ lưới điện quốc gia; dây dẫn phân phối trục đứng đi trong hộp kỹ thuật
Phụ tải tính toán $P_{tt} = 765,9$ kW; công suất dự toán $P_{dt} = 850,83$ kW Tính theo suất phụ tải mét vuông sàn (khoảng 1.021 kW tổng phụ tải)
Nguồn điện dự phòng Máy phát điện Diesel công suất 100 kVA Cung cấp liên tục cho phụ tải ưu tiên: bơm nước, thang máy, chiếu sáng
Hệ thống chống sét Kim thu sét thép $\Phi 16$ dài 0,6 m trên đỉnh mái; dây nối đất thép $\Phi 10$ Cọc tiếp địa thép góc 40x4; điện trở nối đất $R < 10\ \Omega$
Nối đất an toàn Mạng lưới nối đất độc lập với hệ thống chống sét Liên kết toàn bộ vỏ tủ điện, khung kim loại; điện trở $R < 4\ \Omega$
Cấp thoát nước Bơm tăng áp cấp lên hồ nước mái; ống cấp bằng thép tráng kẽm; ống thoát PVC Class II Thoát phân qua bể tự hoại có ống thông hơi $\Phi 60$ ra mái; tách riêng tuyến nước bẩn
Thông gió - Điều hòa Hệ thống điều hòa không khí trung tâm Cung cấp khí tươi và làm mát cho các phòng văn phòng và hành lang
Giao thông trục đứng 2 thang máy (sức chứa 10 người/thang) và 2 buồng thang bộ Đảm bảo lưu thông thường xuyên và thoát hiểm khi xảy ra sự cố

Kết quả và đóng góp

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Lê Tấn Đức đã hoàn thành trọn vẹn khối lượng thiết kế một công trình cao ốc văn phòng thương mại cao 10 tầng có tầng hầm tại khu vực nội đô:

  • Kết quả thiết kế kiến trúc và hạ tầng: Đã xây dựng giải pháp quy hoạch tổng mặt bằng tối ưu diện tích đất với khoảng lùi 11,0 m tạo không gian sân đỗ xe; thiết lập dây chuyền công năng hợp lý giữa khu vực công cộng (siêu thị, triển lãm tầng 1) và không gian yên tĩnh (văn phòng cho thuê tầng 2-10). Đồ án đã tính toán sơ bộ công suất tiêu thụ điện ($P_{tt} = 765,9$ kW), lựa chọn trạm biến áp 1.000 kVA và thiết kế mạng lưới cấp thoát nước, chống sét ($R < 10\ \Omega$), tiếp địa an toàn ($R < 4\ \Omega$) đáp ứng tiêu chuẩn kỹ thuật.
  • Kết quả tính toán kết cấu: Hoàn thành tính toán các cấu kiện bê tông cốt thép điển hình từ sàn tầng 1, cầu thang bộ 2 vế, hồ nước mái (có kiểm tra nứt và tính toán dầm đáy bằng phần mềm). Đặc biệt, đã phân tích toàn diện hệ khung chịu lực chính (Khung trục 3), xác định tổ hợp nội lực nguy hiểm, bố trí cốt thép dọc, cốt đai cho dầm, cột và kiểm soát chuyển vị ngang công trình. Thiết kế thành công hệ móng cọc ép gồm các đài cọc M1, M2, M3, M4 dựa trên tài liệu khảo sát địa chất thực tế.
  • Kết quả giải pháp thi công: Đưa ra biện pháp kỹ thuật đồng bộ cho công trình trong điều kiện mặt bằng thi công chật hẹp tại phố Bà Triệu. Giải quyết bài toán bảo vệ hố đào sâu bằng cừ thép Larsen ngàm sâu trong đất; chọn lựa dây chuyền máy đào đất, ép cọc, vận chuyển bê tông thương phẩm; tính toán chi tiết an toàn chịu lực cho ván khuôn cột, vách, dầm, sàn và thiết lập quy tắc an toàn lao động tổng thể.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Theo trình bày của tác giả trong đồ án, một số hạn chế và định hướng phát triển bao gồm:

  • Hạn chế về điều kiện mặt bằng: Khu đất xây dựng số 21 phố Bà Triệu nằm ngay trục đường chính trung tâm, mặt bằng xung quanh tiếp giáp sát các công trình dân cư, xưởng sản xuất và cơ quan hành chính. Do mặt bằng tập kết vật liệu chật hẹp, công tác điều phối máy móc thi công và xe vận chuyển gặp nhiều khó khăn, đòi hỏi phải tổ chức mặt bằng theo tiến độ chi tiết.
  • Hạn chế về phạm vi đồ án: Do giới hạn về thời gian và khối lượng của đồ án tốt nghiệp đại học (4,5 năm đào tạo), phần tính toán kết cấu tập trung giải quyết chi tiết cho một khung điển hình (Khung trục 3), sàn tầng 1 và hệ móng đại diện, chưa thể hiện chi tiết bản vẽ thi công cho toàn bộ các khung còn lại trong không gian tòa nhà. Tác giả tự nhận thức đồ án khó tránh khỏi những thiếu sót nhất định do hạn chế về kinh nghiệm thực tế.
  • Hướng hoàn thiện tiếp theo: Tác giả mong muốn tiếp tục học hỏi, tiếp thu ý kiến chỉ dạy từ các giảng viên hướng dẫn và đồng nghiệp để tích lũy thêm kiến thức về lý thuyết cơ học kết cấu tiên tiến, công nghệ nền móng sâu và kỹ thuật thi công hiện đại nhằm phục vụ tốt cho các dự án xây dựng thực tế sau này.

Giá trị tham khảo

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cao ốc văn phòng 21 Bà Triệu" là tài liệu học thuật có giá trị tham khảo thiết thực:

  • Đối tượng sử dụng: Sinh viên các chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp, Kỹ thuật Hạ tầng công trình tham khảo làm đồ án tốt nghiệp kỹ sư hoặc đồ án môn học Bê tông cốt thép, Nền móng và Thi công.
  • Các phần nội dung đáng tham khảo:
    • Quy trình tính toán cấu kiện sàn, cầu thang, hồ nước mái có kết hợp kiểm tra độ nứt và kiểm tra độ võng.
    • Trình tự thiết lập sơ đồ tính, gán tải trọng, tổ hợp nội lực và tính cốt thép dầm, cột cho khung nhà cao tầng (Khung trục 3).
    • Phương pháp tính toán sức chịu tải cọc ép và thiết kế đài móng cọc từ báo cáo khảo sát địa chất.
    • Các bước tính toán kiểm tra hệ ván khuôn (cột, vách, dầm, sàn) và phương án chống vách hố móng sâu bằng cừ Larsen trong điều kiện xây chen nội đô.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình Cao ốc văn phòng 21 Bà Triệu có quy mô số tầng và diện tích sàn như thế nào?
Công trình gồm 1 tầng hầm (cao 3,00 m, cốt -1,80 m) và 10 tầng nổi (tầng 1 cao 4,20 m, các tầng 2-10 cao 3,40 m). Tổng diện tích sàn xây dựng toàn công trình khoảng 11.330 m², diện tích sàn xây dựng mỗi tầng khoảng 928 m² đến 982,08 m², trong đó diện tích sàn làm việc đạt 9.820,8 m² và diện tích kinh doanh triển lãm là 400 m².

2. Nguồn điện cấp cho tòa nhà được thiết kế như thế nào và công suất tính toán là bao nhiêu?
Tòa nhà có công suất tính toán $P_{tt} = 765,9$ kW (công suất dự toán $P_{dt} = 850,83$ kW). Nguồn điện lấy từ lưới điện quốc gia hạ áp qua một trạm biến áp công suất 1.000 kVA (điện áp 380/220V) đặt tại tầng hầm. Ngoài ra, công trình bố trí 1 máy phát điện dự phòng Diesel công suất 100 kVA để cấp điện liên tục cho thang máy, bơm nước và chiếu sáng ưu tiên.

3. Khung kết cấu nào của công trình được tác giả lựa chọn để tính toán nội lực và bố trí cốt thép?
Tác giả lựa chọn Khung trục 3 làm hệ chịu lực chính điển hình để tính toán trong Chương 6. Nội dung tính toán bao gồm chọn sơ bộ tiết diện dầm, cột, vách; xác định tĩnh tải, hoạt tải; tổ hợp nội lực; tính toán cốt thép dọc, cốt đai cho dầm, cột và kiểm tra chuyển vị ngang lớn nhất tại đỉnh công trình.

4. Giải pháp nào được áp dụng để giữ thành hố đào sâu khi thi công tầng hầm tại số 21 Bà Triệu?
Trong Chương 9, tác giả lựa chọn giải pháp tường cừ thép Larsen để chống vách hố đào. Nội dung tính toán bao gồm xác định chiều sâu đóng cừ ngàm vào đất, kiểm tra khả năng chịu lực của thanh cừ Larsen và lựa chọn máy ép cừ búa rung kết hợp hệ giằng chống nhằm bảo vệ các công trình lân cận.

5. Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt của tòa nhà được phân chia như thế nào?
Hệ thống thoát nước thải sinh hoạt được tách riêng thành hai tuyến độc lập: tuyến thoát nước bẩn từ phễu thu sàn, chậu rửa đi vào ống đứng dẫn ra hố ga thoát nước chung; tuyến chất thải từ bồn cầu dẫn riêng về ngăn chứa bể tự hoại (có ống thông hơi $\Phi 60$ vươn qua mái) trước khi xả ra mạng lưới thoát nước đô thị. Toàn bộ đường ống thoát sử dụng ống nhựa PVC Class II của Tiền Phong.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế cao ốc văn phòng 21 Bà Triệu" của sinh viên Lê Tấn Đức là một công trình thiết kế kỹ thuật hoàn chỉnh, thể hiện đầy đủ năng lực thực hành của kỹ sư xây dựng sau 4,5 năm đào tạo tại Trường Đại học Mở TP. Hồ Chí Minh. Bản đồ án đã kết hợp chặt chẽ giữa giải pháp công năng kiến trúc văn phòng hiện đại với việc tính toán kết cấu bê tông cốt thép chịu lực chính xác cho Khung trục 3 và hệ móng cọc ép. Đồng thời, các giải pháp thi công hạ cừ Larsen, đào đất hố sâu và tính toán ván khuôn được thiết lập sát với điều kiện thực tế của mặt bằng xây chen tại nội thành Hà Nội, mang lại giá trị tham khảo học thuật cao cho sinh viên ngành kỹ thuật xây dựng.