Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Đồ án tốt nghiệp "Thiết kế và thi công tòa nhà chung cư CT8 Văn Quán - quận Hà Đông, thành phố Hà Nội" được thực hiện bởi sinh viên Bùi Đức Tuấn dưới sự hướng dẫn của ThS. Phạm Quang Đạt tại Khoa Cơ Điện và Công Trình, Trường Đại học Lâm Nghiệp (hoàn thành ngày 16 tháng 12 năm 2018).

Bối cảnh nghiên cứu xuất phát từ quá trình đô thị hóa và tăng trưởng kinh tế nhanh tại Thủ đô Hà Nội. Sự hình thành của các khu công nghiệp, khu kinh tế kéo theo làn sóng di dân cơ học từ các tỉnh lân cận về trung tâm để học tập và làm việc, khiến nhu cầu về nhà ở và phát triển cơ sở hạ tầng tăng cao. Trong bối cảnh quỹ đất nội đô ngày càng hạn hẹp, việc xây dựng các tổ hợp nhà ở cao tầng là giải pháp trọng tâm nhằm giải quyết nhu cầu sinh sống cho người dân có mức thu nhập khá.

Mục tiêu của đồ án là hoàn thành toàn diện hồ sơ thiết kế kỹ thuật và biện pháp thi công cho công trình chung cư CT8. Nhiệm vụ nghiên cứu được phân chia thành 4 nội dung kỹ thuật chính:

  1. Thiết kế kiến trúc: Đề xuất giải pháp mặt bằng, mặt đứng, phân khu chức năng và các hệ thống kỹ thuật công trình.
  2. Thiết kế kết cấu: Lựa chọn giải pháp kết cấu chịu lực, xác định tải trọng, mô hình hóa không gian và tính toán cốt thép cho các cấu kiện chịu lực chính (cột, dầm, sàn, móng).
  3. Thiết kế biện pháp thi công: Lập biện pháp kỹ thuật thi công phần ngầm, phần thân và quy hoạch tổng mặt bằng xây dựng.
  4. Lập dự toán xây dựng: Xác định chi phí xây lắp cho một sàn tầng điển hình.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

  • Đối tượng nghiên cứu: Tòa nhà chung cư CT8 cao 9 tầng nổi và 1 tầng mái.
  • Địa điểm xây dựng: Khu đô thị Văn Quán, quận Hà Đông, thành phố Hà Nội (khu vực tiếp giáp các quận Thanh Xuân, Hoàng Mai).
  • Quy mô hình học: Diện tích xây dựng một sàn là 601,62 m², tổng diện tích sàn xây dựng là 6.016,2 m². Chiều cao tổng thể công trình là +33,60 m (cốt sàn tầng 1 là ±0.00 m, cốt mặt đất tự nhiên là -0,45 m; tầng 1 cao 4,20 m, các tầng 2 đến tầng 9 cao 3,30 m).

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Khung lý thuyết và tiêu chuẩn áp dụng

Đồ án xây dựng các mô hình tính toán dựa trên hệ thống tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam kết hợp một số nguyên lý thiết kế quốc tế:

  • Tiêu chuẩn tải trọng và tác động: TCVN 2737-1995 "Tải trọng và tác động - Tiêu chuẩn thiết kế".
  • Tiêu chuẩn thiết kế kết cấu bê tông cốt thép: TCXDVN 356:2005 "Kết cấu bê tông và bê tông cốt thép - Tiêu chuẩn thiết kế" và TCVN 5574-1991.
  • Tiêu chuẩn nền móng: TCVN 10304-2004 "Móng cọc - Tiêu chuẩn thiết kế".
  • Phương pháp lý thuyết mở rộng: Áp dụng phương pháp nén lệch tâm xiên quy đổi về nén lệch tâm phẳng tương đương theo nguyên tắc của tiêu chuẩn Anh BS 8110-1:1997 và tiêu chuẩn Mỹ ACI 318; tính toán sức chịu tải của cọc theo phương pháp Meyerhof và chỉ dẫn của Viện Kiến trúc Nhật Bản (AIJ).

Phương pháp tính toán và công cụ kỹ thuật

  • Phương pháp cơ học kết cấu: Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để giải bài toán không gian khung - vách chịu tải trọng đứng và tải trọng ngang.
  • Công cụ phần mềm: Phần mềm SAP 2000 và ETABS phục vụ phân tích nội lực; phần mềm Microsoft Excel hỗ trợ lập bảng tính toán cốt thép và kiểm tra độ võng, vết nứt, độ mảnh.
  • Phương pháp tính toán bản sàn: Tính toán ô bản đơn và liên tục theo sơ đồ đàn hồi và sơ đồ khớp dẻo.
  • Phương pháp dự toán: Sử dụng phương pháp đơn giá xây dựng công trình kết hợp bảng bóc tách khối lượng chi tiết.

Nguồn dữ liệu khảo sát

Dữ liệu đầu vào dựa trên hồ sơ khảo sát địa chất công trình tại khu vực Văn Quán - Hà Đông với hố khoan thăm dò sâu hơn 44,5 m gồm 5 lớp địa tầng:

  • Lớp 1: Đất lấp, bề dày 1,5 m.
  • Lớp 2: Cát pha dẻo mềm, bề dày 6,5 m ($q_c = 2,0\text{ MPa}$, $E_0 = 8.000\text{ kN/m}^2$, chỉ số SPT $N = 8$).
  • Lớp 3: Á sét nhão / dẻo chảy, bề dày 7,4 m ($q_c = 0,21\text{ MPa}$, $E_0 = 1.050\text{ kN/m}^2$, $N = 1$).
  • Lớp 4: Á sét nửa cứng, bề dày 7,6 m ($q_c = 2,5\text{ MPa}$, $E_0 = 12.500\text{ kN/m}^2$, $N = 16$).
  • Lớp 5: Cát thô chặt vừa, bề dày lớn ($q_c = 12,9\text{ MPa}$, $E_0 = 25.800\text{ kN/m}^2$, $N = 45$).

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VÀ GIẢI PHÁP KIẾN TRÚC CÔNG TRÌNH

Chương này thiết lập giải pháp không gian và công năng cho tòa nhà chung cư CT8:

  • Mặt bằng công trình có dạng hình chữ nhật cân xứng với lưới trục kích thước $37,6\text{ m} \times 16,0\text{ m}$ (các nhịp ngang gồm 7,6 m; 7,6 m; 7,2 m; 7,6 m; 7,6 m và nhịp dọc gồm 8,0 m; 2,0 m hành lang; 6,0 m).
  • Tầng 1 (diện tích 601,62 m²): Bố trí không gian để xe, khu ki-ốt thương mại dịch vụ, phòng máy bơm, nhà kho và khu thu gom xử lý rác.
  • Tầng 2 đến tầng 9 (diện tích 601,62 m²/tầng): Bố trí các căn hộ ở khép kín chia làm 3 loại căn hộ (A, B, C) tiếp cận qua hành lang rộng 2,8 m.
  • Tầng mái: Bố trí 2 tum thang bộ, 2 bể nước sinh hoạt, lớp gạch lá nem chống nóng, hệ thống sê-nô bê tông cốt thép dốc 30% rộng 1,5 m và kim thu sét.
  • Hệ thống kỹ thuật (MEP): Nguồn điện lấy từ lưới điện thành phố qua trạm biến áp riêng; hệ thống chiếu sáng hành lang đạt độ rọi 20–40 lux; mạng lưới cấp nước gồm bể chứa ngầm kết hợp trạm bơm 2–3 máy bơm trung chuyển; đường ống thoát nước thải dùng ống nhựa PVC $D \ge 110\text{ mm}$; trang bị hệ thống báo cháy tự động và họng nước chữa cháy vách tường tại các tầng.

CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP KẾT CẤU VÀ TẢI TRỌNG TÍNH TOÁN

Tác giả phân tích đặc điểm động lực học của nhà cao tầng khi chuyển vị ngang tỷ lệ thuận với lũy thừa bậc bốn của chiều cao ($\Delta = qH^4 / 8EJ$), từ đó thiết lập các giải pháp chịu lực:

  • So sánh các hệ kết cấu: Khung chịu lực, vách cứng, lõi cứng và kết cấu ống. Đồ án lựa chọn hệ kết cấu khung bê tông cốt thép toàn khối kết hợp lõi thang máy cứng.
  • So sánh 4 phương án sàn: Sàn sườn toàn khối bê tông cốt thép, sàn ô cờ, sàn không dầm ứng lực trước và sàn ứng lực trước hai phương trên dầm. Lựa chọn phương án sàn sườn toàn khối bê tông cốt thép dày 120 mm.
  • Vật liệu kết cấu: Bê tông cấp độ bền B25 ($R_b = 14,5\text{ MPa} = 1.450\text{ T/m}^2$, $R_{bt} = 1,05\text{ MPa}$); cốt thép AI làm thép cấu tạo ($R_s = 225\text{ MPa}$); cốt thép AII/CII làm thép chịu lực ($R_s = R_{sc} = 280\text{ MPa}$, $R_{sw} = 225\text{ MPa}$).
  • Sơ bộ tiết diện: Cột chịu tải $q = 10\text{ kN/m}^2$ (kích thước $400 \times 400\text{ mm}$ đến $400 \times 500\text{ mm}$); dầm chính nhịp 8 m ($300 \times 700\text{ mm}$), dầm phụ ($220 \times 500\text{ mm}$ và $220 \times 600\text{ mm}$).
  • Tải trọng gió: Công trình thuộc vùng gió II-B (Hà Đông, Hà Nội) với áp lực gió tiêu chuẩn $W_0 = 0,95\text{ kN/m}^2$, hệ số khí động $c = 0,8$, hệ số độ tin cậy $n = 1,2$.
  • Tổ hợp tải trọng: Thiết lập 9 tổ hợp cơ bản (TH1 đến TH9) từ tĩnh tải, hoạt tải và 4 phương gió tĩnh (X trái, X phải, Y trên, Y dưới) cùng tổ hợp bao (THBAO).
Thông số tải trọng gió tầng 1 Giá trị tính toán
Áp lực gió tiêu chuẩn $W_0$ $0,95\text{ kN/m}^2$
Hệ số tin cậy $n$ 1,2
Hệ số khí động đẩy $c_đ$ / hút $c_h$ 0,8 / 0,6
Cường độ gió đẩy tính toán $W_đ$ $3,06\text{ kN/m}^2$
Cường độ gió hút tính toán $W_h$ $2,30\text{ kN/m}^2$

CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ KẾT CẤU PHẦN THÂN

Chương này tập trung tính toán cốt thép chi tiết cho cấu kiện cột và dầm khung điển hình:

  • Cột C5 tầng 1 ($400 \times 500\text{ mm}$, chiều cao $l = 4,20\text{ m}$, chiều dài tính toán $l_0 = 2,94\text{ m}$): Tính toán nén lệch tâm xiên theo 3 trường hợp tổ hợp bất lợi:
    • Trường hợp $M_{x\max} = 243,76\text{ kNm}$; $M_y = 86,75\text{ kNm}$; $N = 918,15\text{ kN}$ $\rightarrow A_{st} = 1.825,25\text{ mm}^2$.
    • Trường hợp $M_{y\max} = 166,62\text{ kNm}$; $M_x = 61,58\text{ kNm}$; $N = 783,47\text{ kN}$ $\rightarrow A_{st} = 2.240,23\text{ mm}^2$.
    • Trường hợp $N_{\max} = 2.457,79\text{ kN}$; $M_x = 120,60\text{ kNm}$; $M_y = 84,36\text{ kNm}$ $\rightarrow A_{st} = 3.022,26\text{ mm}^2$.
    • Bố trí cốt thép dọc: Chọn 8Φ25 ($A_s = 3.927\text{ mm}^2$, hàm lượng $\mu = 1,51%$). Cốt đai chọn Φ8a150, vùng nối và vùng tới hạn bố trí đai Φ8a100. Chiều dài nối thép $L_{an} = 900\text{ mm}$ đối với thanh Φ22 và $1.000\text{ mm}$ đối với thanh Φ20.
  • Dầm D4 tầng 1 ($300 \times 700\text{ mm}$, nhịp $L = 8,0\text{ m}$, chiều cao làm việc $h_0 = 650\text{ mm}$):
    • Mặt cắt giữa nhịp ($M_{\max} = 155,68\text{ kNm}$): Tính toán theo tiết diện chữ T có bề rộng cánh nén $b_f = 1.740\text{ mm}$; diện tích cốt thép yêu cầu $A_s = 862,28\text{ mm}^2 \rightarrow$ chọn 3Φ20 ($A_s = 9,42\text{ cm}^2$, $\mu = 0,48%$).
    • Mặt cắt đầu dầm ($M_{\min} = -245,56\text{ kNm}$): Cánh chịu kéo, tính toán theo tiết diện chữ nhật $300 \times 700\text{ mm}$; diện tích cốt thép yêu cầu $A_s = 1.454,22\text{ mm}^2 \rightarrow$ chọn 3Φ25 ($A_s = 14,73\text{ cm}^2$, $\mu = 0,75%$).
    • Cốt đai chịu cắt ($Q_{\max} = 131,33\text{ kN}$): Kiểm tra điều kiện bê tông chịu nén chính ($Q_{\max} \le 768,76\text{ kN}$) và khả năng chịu cắt của bê tông ($Q_b = 153,56\text{ kN} > Q_{\max}$), bố trí cốt đai cấu tạo 2 nhánh Φ8a200.

CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ KẾT CẤU SÀN

  • Phân loại ô sàn dựa trên tỷ số nhịp $l_2 / l_1$: Các ô bản có $l_2 / l_1 \le 2$ (S1, S3, S5, S6) tính theo bản kê 4 cạnh; các ô bản có $l_2 / l_1 > 2$ (S2, S4, S7, S8) tính theo bản loại dầm làm việc một phương.
  • Bản sàn loại dầm S2 (khu hành lang, $7,6\text{ m} \times 2,0\text{ m}$, tải trọng $q_{tt} = 7\text{ kN/m}^2$):
    • Mô-men nhịp $M_2 = 1,15\text{ kNm} \rightarrow A_s = 51,2\text{ mm}^2 \rightarrow$ chọn thép Φ6a200 ($A_s = 141,4\text{ mm}^2$).
    • Mô-men gối $M_1 = 2,30\text{ kNm} \rightarrow A_s = 103,05\text{ mm}^2 \rightarrow$ chọn thép mũ Φ6a200 ($A_s = 251,3\text{ mm}^2$), chiều dài mũ vươn ra $l = 0,5\text{ m}$.
  • Bản sàn kê 4 cạnh S1 ($7,6\text{ m} \times 6,0\text{ m}$, dày 120 mm):
    • Phương cạnh ngắn $l_1$: Mô-men gối $M_I = 12,816\text{ kNm} \rightarrow$ chọn thép Φ10a150 ($A_s = 5,26\text{ cm}^2$); mô-men nhịp $M_1 = 5,5014\text{ kNm} \rightarrow$ chọn thép Φ8a150 ($A_s = 3,30\text{ cm}^2$).
    • Phương cạnh dài $l_2$: Mô-men gối $M_{II} = 12,816\text{ kNm} \rightarrow$ chọn thép Φ8a200 ($A_s = 2,50\text{ cm}^2$); mô-men nhịp $M_2 = 5,2119\text{ kNm} \rightarrow$ chọn thép Φ8a200 ($A_s = 2,50\text{ cm}^2$).

CHƯƠNG 5: THIẾT KẾ KẾT CẤU NGẦM

  • Phân tích địa chất: Đánh giá lớp 1 (đất san lấp yếu), lớp 2 (cát pha dẻo mềm chỉ thích hợp đặt đài móng), lớp 3 (á sét nhão $q_c = 0,21\text{ MPa}$ không thể đặt mũi cọc), lớp 4 (á sét nửa cứng cho cọc xuyên qua), lớp 5 (cát thô chặt vừa $q_c = 12,9\text{ MPa}$, $E_0 = 25.800\text{ kN/m}^2$ là tầng chịu lực tốt để cắm mũi cọc).
  • Tải trọng chân cột C5 tại cốt ±0.00 m: Lực dọc tính toán $N_0 = 3.846,3\text{ kN}$, mô-men uốn $M_0 = 56,2\text{ kNm}$; tải trọng tiêu chuẩn $N_0^{tc} = 3.200\text{ kN}$, $M_0^{tc} = 50,0\text{ kNm}$.
  • Lựa chọn giải pháp móng: So sánh phương án cọc ép và cọc khoan nhồi trong điều kiện thi công đô thị. Tác giả lựa chọn giải pháp móng cọc ép bê tông cốt thép cắm sâu vào lớp cát thô tầng 5.
  • Tính toán móng cọc: Xác định sức chịu tải của cọc đơn theo vật liệu và theo đất nền (CPT, SPT, công thức Meyerhof và Viện Kiến trúc Nhật Bản); tính toán số lượng cọc trong đài, khoảng cách cọc, kích thước đài móng và đài giằng; kiểm tra phản lực đầu cọc, kiểm tra chọc thủng đài cọc, kiểm tra áp lực dưới đáy khối móng quy ước và kiểm tra độ lún công trình đảm bảo điều kiện $S_{tb} \le S_{gh} = 10\text{ cm}$.
Lớp đất Tên đất Chiều dày (m) $q_c$ (MPa) $E_0$ ($\text{kN/m}^2$) Chỉ số SPT ($N$) Đánh giá địa kỹ thuật
Lớp 1 Đất san lấp 1,5 - - - Đất yếu, chưa ổn định
Lớp 2 Cát pha dẻo mềm 6,5 2,00 8.000 8 Đặt đài móng, cọc xuyên qua
Lớp 3 Á sét dẻo chảy 7,4 0,21 1.050 1 Rất yếu, không đặt mũi cọc
Lớp 4 Á sét nửa cứng 7,6 2,50 12.500 16 Cường độ khá, cọc xuyên qua
Lớp 5 Cát thô chặt vừa Rất dày 12,90 25.800 45 Lớp đất tốt, đặt mũi cọc

CHƯƠNG 6: THI CÔNG PHẦN NGẦM CÔNG TRÌNH

Chương này đề xuất quy trình kỹ thuật thi công móng và hạ tầng ngầm:

  • Công tác chuẩn bị: Kiểm tra mốc trắc đạc, chỉ giới xây dựng, giác móng công trình và tập kết máy móc, vật tư.
  • Biện pháp thi công cọc ép: Lựa chọn máy ép cọc thủy lực, lập sơ đồ di chuyển máy ép cọc, kiểm tra độ thẳng đứng của đoạn cọc, kỹ thuật hàn nối cọc và nghiệm thu lực ép cuối cùng ($P_{ep}$).
  • Biện pháp thi công đào đất: Lựa chọn phương án đào mở kết hợp máy đào gầu nghịch và sửa thủ công đáy móng; tính toán khối lượng đất đào, vận chuyển đất thừa ra khỏi công trường.
  • Thi công bê tông cốt thép đài móng và giằng móng: Thiết kế hệ ván khuôn đài cọc, tính toán khả năng chịu lực của ván khuôn gỗ; quy trình lắp dựng cốt thép móng; kỹ thuật đổ và đầm bê tông móng; an toàn lao động trong hố đào sâu.

CHƯƠNG 7: THI CÔNG PHẦN THÂN CÔNG TRÌNH

  • Phân đợt và phân đoạn thi công: Chia mặt bằng tầng thành các phân đoạn thi công nhịp nhàng; phân chia giai đoạn thi công cột riêng biệt với dầm sàn.
  • Tính toán hệ cốp pha và cây chống: Tính toán kiểm tra cường độ và độ võng cho ván khuôn cột, ván khuôn đáy dầm, ván thành dầm, ván khuôn sàn và hệ cây chống xiên định hình.
  • Công tác cốt thép: Quy chuẩn gia công, lắp dựng khung thép cột, dầm, lưới thép sàn cho 1 tầng điển hình; quy định kiểm tra khoảng cách con kê bảo vệ và chiều dài đoạn nối buộc/hàn.
  • Công tác bê tông: Biện pháp vận chuyển bê tông thương phẩm bằng bơm bê tông cần; kỹ thuật đổ bê tông cột chống phân tầng; biện pháp đổ và đầm dùi bê tông dầm sàn toàn khối; quy trình bảo dưỡng ẩm bê tông theo tiêu chuẩn.

CHƯƠNG 8: TÍNH TOÁN TỔNG MẶT BẰNG CÔNG TRÌNH

  • Tính toán nhu cầu diện tích kho bãi chứa vật liệu xây dựng (xi măng, cốt thép, cát, đá, ván khuôn).
  • Quy hoạch mạng lưới nhà tạm: Tính toán dân số công trường lúc cao điểm để bố trí lán trại công nhân, nhà điều hành ban chỉ huy công trường, nhà vệ sinh và trạm y tế tạm thời.
  • Thiết kế hệ thống cấp điện - cấp nước thi công: Tính toán công suất máy biến áp phục vụ máy móc thi công và chiếu sáng ban đêm; tính toán đường kính ống cấp nước phục vụ trộn vữa, bảo dưỡng bê tông và cứu hỏa công trường.
  • Bố trí giao thông công trường: Quy hoạch đường nội bộ phục vụ xe bê tông, xe chở vật liệu ra vào không bị xung đột; bố trí cổng kiểm soát, tường rào bảo vệ và vị trí đặt cần trục tháp.

CHƯƠNG 9: LẬP DỰ TOÁN THI CÔNG MỘT SÀN ĐIỂN HÌNH

  • Xác định căn cứ pháp lý: Áp dụng định mức dự toán xây dựng công trình và đơn giá xây dựng hiện hành của thành phố Hà Nội.
  • Phương pháp lập dự toán: Xác định chi phí trực tiếp (chi phí vật liệu, chi phí nhân công, chi phí máy thi công), chi phí gián tiếp, thu nhập chịu thuế tính trước và thuế giá trị gia tăng (VAT).
  • Áp dụng tính toán: Bóc tách khối lượng chi tiết công tác cốp pha, cốt thép và bê tông của cấu kiện cột, dầm, sàn cho một tầng sàn điển hình; tổng hợp bảng chi phí xây lắp cho sàn tầng điển hình.

Kết quả và đóng góp kỹ thuật

Đồ án đã giải quyết hoàn chỉnh các bài toán kỹ thuật từ giai đoạn thiết kế ý niệm kiến trúc đến tính toán kết cấu chi tiết, biện pháp tổ chức thi công và lập dự toán:

Hạng mục cấu kiện Kích thước tiết diện Nội lực tính toán chính Cốt thép lựa chọn Ghi chú kỹ thuật
Cột C5 (Tầng 1) $400 \times 500\text{ mm}$ $N_{\max} = 2.457,79\text{ kN}$
$M_x = 120,60\text{ kNm}$
$M_y = 84,36\text{ kNm}$		 8Φ25 ($A_s = 3.927\text{ mm}^2$) Hàm lượng cốt thép $\mu = 1,51%$; đai Φ8a150 / Φ8a100
Dầm D4 (Tầng 1, L=8m) $300 \times 700\text{ mm}$ $M_{\max} = 155,68\text{ kNm}$ (nhịp)
$M_{\min} = -245,56\text{ kNm}$ (gối)
$Q_{\max} = 131,33\text{ kN}$		 Nhịp: 3Φ20 ($A_s = 9,42\text{ cm}^2$)
Gối: 3Φ25 ($A_s = 14,73\text{ cm}^2$)
Đai: Φ8a200 (2 nhánh)		 Tiết diện chữ T ở nhịp ($b_f = 1.740\text{ mm}$); tiết diện chữ nhật ở gối
Bản sàn S1 (Kê 4 cạnh) $7,6\text{ m} \times 6,0\text{ m}$
Dày $120\text{ mm}$		 $M_I = 12,816\text{ kNm}$
$M_1 = 5,5014\text{ kNm}$		 Phương $l_1$: Gối Φ10a150, Nhịp Φ8a150
Phương $l_2$: Gối Φ8a200, Nhịp Φ8a200		 Bê tông B25, cốt thép nhóm AI ($R_s = 225\text{ MPa}$)
Bản sàn S2 (Bản loại dầm) $7,6\text{ m} \times 2,0\text{ m}$
Dày $120\text{ mm}$		 $M_1 = 2,30\text{ kNm}$ (gối)
$M_2 = 1,15\text{ kNm}$ (nhịp)		 Thép nhịp: Φ6a200
Thép gối: Φ6a200 ($l = 0,5\text{ m}$)		 Bản hành lang chịu tải $q_{tt} = 7\text{ kN/m}^2$
Kết cấu móng Móng cọc ép BTCT Tải chân cột $N_0 = 3.846,3\text{ kN}$ Cọc ép cắm vào Lớp 5 (cát thô chặt vừa) Thỏa mãn độ lún $S_{tb} \le 10\text{ cm}$ theo TCVN 10304-2004

Đóng góp kỹ thuật của đồ án thể hiện ở việc áp dụng phương pháp quy đổi nén lệch tâm xiên theo tiêu chuẩn BS 8110-1:1997 phù hợp với tiêu chuẩn Việt Nam TCXDVN 356:2005; đề xuất giải pháp móng cọc ép hợp lý giúp giảm thiểu tiếng ồn và chấn động tới khu dân cư hiện hữu tại quận Hà Đông.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Theo phạm vi thực hiện của một đồ án tốt nghiệp kỹ sư:

  • Phạm vi tính toán chi tiết: Đồ án tập trung tính toán sâu cho các cấu kiện điển hình đại diện (cột C5 tầng 1, dầm D4 tầng 1, ô sàn S1 và S2, móng cọc dưới chân cột C5), các cấu kiện còn lại được xử lý bằng bảng tính tổng hợp.
  • Giả thiết an toàn: Đồ án bỏ qua hệ số giảm tải sử dụng khi tính toán dầm và sàn nhằm đơn giản hóa quá trình tính toán và thiên về an toàn chịu lực.
  • Giới hạn dự toán: Công tác bóc tách khối lượng và dự toán chi phí xây lắp mới thực hiện cho một tầng sàn điển hình chứ chưa bao quát toàn bộ tổng mức đầu tư công trình.

Giá trị tham khảo

Tài liệu này có giá trị tham khảo chuyên môn đối với:

  • Sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng công trình, Xây dựng Dân dụng và Công nghiệp đang thực hiện đồ án môn học Bê tông cốt thép, Nền móng, Thi công hoặc đồ án tốt nghiệp kỹ sư xây dựng.
  • Kỹ sư thiết kế kết cấu trẻ cần tài liệu tham khảo về quy trình tính toán cột chịu nén lệch tâm xiên, tính toán bản sàn theo sơ đồ đàn hồi và khớp dẻo, cũng như phương pháp mô hình hóa kết cấu nhà cao tầng trên SAP 2000 / ETABS.
  • Cán bộ kỹ thuật hiện trường tham khảo quy trình lập biện pháp thi công cốp pha cây chống, thi công cọc ép và quy hoạch mặt bằng thi công công trình nhà ở đô thị.

Câu hỏi thường gặp

1. Công trình chung cư CT8 Văn Quán có quy mô hình học và diện tích như thế nào? Công trình gồm 9 tầng nổi và 1 tầng mái với tổng chiều cao +33,60 m. Diện tích xây dựng một sàn là 601,62 m², tổng diện tích sàn xây dựng là 6.016,2 m². Tầng 1 cao 4,20 m; các tầng 2 đến tầng 9 cao 3,30 m; mặt bằng lưới trục có kích thước $37,6\text{ m} \times 16,0\text{ m}$.

2. Vật liệu xây dựng được lựa chọn cho kết cấu chịu lực của công trình là gì? Công trình sử dụng bê tông cấp độ bền B25 có cường độ tính toán chịu nén $R_b = 14,5\text{ MPa}$ và cường độ chịu kéo $R_{bt} = 1,05\text{ MPa}$. Cốt thép sử dụng gồm thép nhóm AI ($R_s = 225\text{ MPa}$) cho thép cấu tạo và bản sàn, thép nhóm AII/CII ($R_s = R_{sc} = 280\text{ MPa}$, $R_{sw} = 225\text{ MPa}$) cho cốt thép dọc và cốt đai chịu lực của cột, dầm.

3. Vì sao tác giả lựa chọn giải pháp móng cọc ép thay vì cọc khoan nhồi? Công trình được xây dựng trong khu dân cư đô thị tại quận Hà Đông (khu vực xây chen), không được phép sử dụng cọc đóng vì gây chấn động mạnh. So với cọc khoan nhồi có giá thành cao và kỹ thuật phức tạp, phương án cọc ép có chi phí hợp lý hơn, không gây chấn động ảnh hưởng đến các công trình xung quanh, dễ kiểm soát chất lượng qua lực ép đoạn cọc và kiểm tra được sức chịu tải thực tế qua lực ép cuối cùng.

4. Kết quả tính toán cốt thép cho cột C5 và dầm D4 tầng 1 được xác định như thế nào? Cột C5 ($400 \times 500\text{ mm}$) chịu tải trọng bất lợi nhất $N_{\max} = 2.457,79\text{ kN}$ được bố trí 8Φ25 ($A_s = 3.927\text{ mm}^2$, $\mu = 1,51%$) cùng cốt đai Φ8a150 (vùng tới hạn Φ8a100). Dầm chính D4 ($300 \times 700\text{ mm}$, nhịp 8 m) được bố trí 3Φ20 ($A_s = 9,42\text{ cm}^2$) ở mặt cắt giữa nhịp và 3Φ25 ($A_s = 14,73\text{ cm}^2$) ở mặt cắt đầu dầm chịu mô-men âm, cốt đai cấu tạo bố trí 2 nhánh Φ8a200.

5. Địa tầng khu vực xây dựng gồm những lớp nào và lớp nào được chọn làm lớp đặt mũi cọc? Địa tầng gồm 5 lớp: Lớp 1 (đất lấp dày 1,5 m), Lớp 2 (cát pha dẻo mềm dày 6,5 m), Lớp 3 (á sét nhão dày 7,4 m, $q_c = 0,21\text{ MPa}$), Lớp 4 (á sét nửa cứng dày 7,6 m, $q_c = 2,5\text{ MPa}$) và Lớp 5 (cát thô chặt vừa, $q_c = 12,9\text{ MPa}$, $E_0 = 25.800\text{ kN/m}^2$, $N = 45$). Mũi cọc được chọn cắm vào Lớp 5 do có cường độ chịu tải và mô-đun biến dạng vượt trội.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp của tác giả Bùi Đức Tuấn đã trình bày đầy đủ quy trình thiết kế kỹ thuật và biện pháp thi công cho tòa nhà chung cư CT8 Văn Quán gồm 9 tầng nổi và 1 tầng mái. Các giải pháp kết cấu khung bê tông cốt thép, sàn sườn toàn khối và móng cọc ép được tính toán chi tiết dựa trên hệ thống tiêu chuẩn xây dựng hiện hành của Việt Nam kết hợp phần mềm mô hình hóa không gian SAP 2000. Đây là tài liệu kỹ thuật có tính hệ thống cao, phản ánh toàn diện các kiến thức chuyên ngành xây dựng dân dụng từ thiết kế kiến trúc, phân tích kết cấu đến biện pháp thi công và lập dự toán công trình.