Thuyết minh tính toán khả năng chịu lực hệ tường vây và hệ giằng chống thi công SEMITOPDOWN công trình REE TOWER

HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

HOABINH CORPORATION
NGHĨA VIỆT NAM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THUYẾT MINH

TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC
HỆ TƯỜNG VÂY VÀ HỆ GIẰNG CHỐNG
THI CÔNG SEMI-TOPDOWN

Công trình:

REE TOWER

Chủ đầu tư:

REE CORPORATION

Đơn vị thi công: HOABINH CORPORATION
Đơn vị thiết kế: CÔNG TY CP XÂY DỰNG KIÊN THÀNH

Trang 1


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2009
HOABINH CORPORATION

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THUYẾT MINH

TÍNH TOÁN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC
HỆ TƯỜNG VÂY VÀ HỆ GIẰNG CHỐNG
THI CÔNG SEMI-TOPDOWN
Công trình:

REE TOWER

Chủ đầu tư:

REE CORPORATION

Đơn vị thi công:

HOABINH CORPORATION

Đơn vị thiết kế thi công: CÔNG TY CP XÂY DỰNG KIÊN THAØNH

Trang 2

HOA BINH CORPORATION.

THIẾT KẾ

TRẦN MINH THI

REE TOWER

CHỦ TRÌ THIẾT KẾ

GIÁM ĐỐC

LÊ HIẾU LIÊM

LÊ HIẾU LIÊM

Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2009

TÍNH TỐN KHẢ NĂNG CHỊU LỰC
HỆ TƯỜNG VÂY VÀ HỆ GIẰNG CHỐNG
DỰ ÁN: CAO ỐC VĂN PHÒNG REE TOWER
Địa chỉ: Số 9 Đoàn Văn Bơ – Quận 4 – TP.HCM
----------------------------------------------------------I. TỔNG QUAN VỀ CƠNG TRÌNH

Cao ốc văn phịng Ree được xây dựng tại số 09 Đoàn Văn Bơ – Quận 4 –
TP.HCM. Cơng trình gồm có 3 tầng hầm +21 tầng + 2 tầng kỹ thuật + 1 tầng
mái. Ba tầng hầm được sử dụng làm hầm để xe, phịng kỹ thuật, ba tầng hầm
được thiết kế thi cơng theo phương pháp Top–Down. Hệ chống tường chắn giữ
đào đất là tường vây (diaphragm wall) dày 800mm, với chiều sâu của tường vây

từ 25m đến 30m so với mặt đất hiện hữu. Hố đào sâu nhất tại vị trí hố thang máy
là 14.60m. Hệ chống là sàn bê tông cốt thép + thép hình H350x350x12x19 và
thanh đỡ H300x200x8x12 được bố trí hợp lý tại vị trí hố thang máy và ram dốc
để bảo đảm việc thi công tầng hầm an tồn.
II. QUI TRÌNH THI CƠNG TOP-DOWN TẦNG HẦM
1. Giai đoạn 1: Thi công tường vây, cọc khoan nhồi, kingpost H400x408x21x21
2. Giai đoạn 2: Hạ nước ngầm đến dưới độ sâu 2.600m và đào đất lần 1 xuống
độ sâu 2.100m (cao độ -3.100)
HƯỚNG ĐÀO ĐẤT
EXCAVATION DIRECTION

M Ặ
T CẮ
T 1-1

Trang 3


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

3. Giai đoạn 3: Thi công sàn trệt và lắp dựng hệ chống tạm H350x350x12x19 tại
vị trí hố thang máy và ram dốc.
±0.000
-1.000
-3.100
-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

4. Giai đoạn 4: Hạ nước ngầm đến dưới độ sâu 4.200m và đào đất lần 2 xuống
độ sâu 3.700m (cao độ -4.700)
5. Giai đoạn 5: Thi công bê tông dầm, sàn tầng hầm 1 + Lắp dựng hệ chống tạm
H350x350x12x19 tại vị trí hố thang máy và ram dốc.
±0.000
-1.000

-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

6. Giai đoạn 6: Hạ nước ngầm đến dưới độ sâu 7.200m và đào đất lần 3 xuống
độ sâu 6.700m (cao độ -7.700m)
±0.000
-1.000

-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

7. Giai đoạn 7: Thi công bê tông dầm, sàn tầng hầm 2 + Lắp dựng hệ chống tạm
H350x350x12x19 tại vị trí hố thang máy và ram dốc.

Trang 4


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

±0.000
-1.000

-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

8. Giai đoạn 8: Hạ nước ngầm đến dưới độ sâu 10.700m và đào đất lần 4 xuống
độ sâu 10.200m (cao độ -11.200m)
±0.000
-1.000

-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

9. Giai đoạn 9: Lắp hệ giằng chống H350x350x12x19 tại độ sâu 8.60m (cao độ 9.600m)
10. Giai đoạn 10: Hạ nước ngầm đến dưới độ sâu 12.700m và đào đất cục bộ lần
5 xuống 12.2m (cao độ -13.200) cho các đài móng, chiều cao đài 2500mm
(khơng đào đất khu đài móng hố thang máy).
±0.000
-1.000

-4.400

-7.500
-9.600
-10.600

-13.100

11. Giai đoạn 11: Thi cơng đài móng cao 2500mm + và một phần dầm sàn tầng
hầm 3 trên mặt bằng tầng hầm 3.

Trang 5


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

±0.000
-1.000

-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

±0.000
-1.000

-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

12. Giai đoạn 12: Lắp dựng thang chống tạm H350x350x12x19 cho khu vực hố
thang máy (cao độ -12.400).
±0.000
-1.000

-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

-15.600

13. Giai đoạn 13: Hạ nước ngầm đến dưới độ sâu 15.300m và đào đất cục bộ lần
5 cho đài móng hố thang máy đến độ sâu 14.800m (-15.800m)

Trang 6


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

±0.000
-1.000

-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

-15.600

14. Giai đoạn 14: Thi công đài móng hố thang máy + phần dầm sàn cịn lại (sàn
dày 500mm) của hầm 3.
±0.000
-1.000

-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

-15.600

15. Giai đoạn 15: Thi công cột bê tông cốt thép các tầng hầm và vách thang máy
±0.000
-1.000

-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

16. Giai đoạn 16: Tháo hệ chống tạm và thi công ram dốc và các lỗ trống.

Trang 7


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

±0.000
-1.000

-4.400

-7.500

-10.600

-13.100

III. THÔNG SỐ ĐẤT NỀN VÀ KẾT CẤU THI CÔNG
PARAMETER OF SOIL PROPERTIES AND STRUCTURES
Trên cơ sơ hồ sơ khảo sát địa chất cơng trình có tổng cộng 5 hố khoan. Bề dày, và chỉ
tiêu cơ lý của từng lớp đất giữa 5 hố khoan là khác biệt khơng nhiều. Chúng tơi chọn trị
trung bình để tính tốn như sau:
Thơng số

Ký hiệu

Mơ hình vật liệu
Ứng xử của vật liệu

Dung trọng khô
Dung trọng ướt
Hệ số thấm
Môdul dàn hồi
Hệ số Poisson
Lực dính
Góc nội ma sát
Góc giãn nở
Hệ số giảm ứng suất tiếp xúc
Ứng xử thấm của ph. tử tiếp xúc
Chiều dày lớp đất

Model
Type
(unsat)
(sat.)
Kx=Ky
E0



c



Rinter
Perm
h

Lớp đất

đắp, bê
tông
MC
Dr
16.00
19.50
1.2
10000
0.30
5.0
10.00
0
0.65
Imperm
0.7

Lớp 1
Bùn sét,
chảy
MC
UnDr
8.70
15.2
0.002
10000
0.33
18.8
8.58
0
0.70

Imperm
11.3

Lớp 2
Cát pha,
dẻo
MC
Dr.
15.1
19.10
0.05
32000
0.30
14.5
12.00
0
0.75
Imperm
24.36

Lớp 3
Sét pha,
dẻo cứng
MC
UnDr.
16.4
19.50
0,002
27000
0.35

50.2
17.38
0
0.75
Imperm
5.64

Đơn vị
kN/m3
kN/m3
m/ngày
kN/m2
kN/m2
o
o

m

Dr = Drained: thoát nước
UnDr = Undrained: khơng thốt nước
1. Thơng số tường vây.
Tường vây (diaphragm wall), chiều sâu tính từ mặt đất tự nhiên là 25.00m đến 30.00m,
tường dày 800mm. Bê tông dùng để thi công là bê tơng cấp C40 (fcu = 40 N/mm2) có
modul đàn hồi là Eb = 3,25.107kN/m2. Cường độ tính tốn đối với bê tông đổ trong nước là
Rb = 25%.R= 25%.400 = 100kG/cm2.
Trang 8


HOA BINH CORPORATION.

Tên cấu kiện
Tường vây
800mm

Đặc trưng chịu lực
Tính chất vật liệu
Độ cứng chống nén
Độ cứng chống uốn
Hệ số Poisson

REE TOWER

Ký hiệu
Material Type
EA
EI



Giá trị
Elastic
2,304.107
1,229.106
0,15

Đơn vị
kN/m
kN/m2/m

2. Thông số hệ thanh chống.

Bố trí hệ thanh chống thép hình H300x200x8x12, H350x350x12x19, tại cao trình thích
hợp và tại vị trí hố thang máy và ram dốc, sử dụng thép có mác SS400 hay (CT34) có
modul đàn hồi E = 2,1.108kN/m2, cường độ tính tốn f=2100kG/cm2, fv = 1350kG/cm2.
Cụ thể sử dụng 2 tầng chống như sau:
a. Tầng chống 1: Bố trí tại cao độ -1.000m (độ sâu 0.000m)
Cấu kiện
Thơng số
Kí hiệu
Giá trị
Đơn vị
Tính chất vật liệu
Material type
Elastic
Thanh chống 1
6
Độ cứng dọc trục
EA
3,579.10
kN
H350x350x12x19
Bước neo
Ls
7,5
m
b. Tầng chống 2: Bố trí tại cao độ -4.400m (độ sâu 3.400m)
Cấu kiện
Thơng số
Kí hiệu
Giá trị
Tính chất vật liệu

Material type
Elastic
Thanh chống 2
Độ cứng dọc trục
EA
3,579.106
H350x350x12x19
Bước neo
Ls
7,5
c. Tầng chống 3: Bố trí tại cao độ -7.500m (độ sâu 6.500m)
Cấu kiện
Thơng số
Kí hiệu
Giá trị
Tính chất vật liệu
Material type
Elastic
Thanh chống 3
Độ cứng dọc trục
EA
3,579.106
H350x350x12x19
Bước neo
Ls
7,5
d. Tầng chống 4: Bố trí tại cao độ -9.600m (độ sâu 8.600m)
Cấu kiện
Thơng số
Kí hiệu

Giá trị
Tính chất vật liệu
Material type
Elastic
Thanh chống 4
Độ cứng dọc trục
EA
3,579.106
H350x350x12x19
Bước neo
Ls
7,5
e. Tầng chống 5: Bố trí tại cao độ -12.400m (độ sâu 11.400m)
Cấu kiện
Thơng số
Kí hiệu
Giá trị
Tính chất vật liệu
Material type
Elastic
Thanh chống 5
Độ cứng dọc trục
EA
3,579.106
H350x350x12x19
Bước neo
Ls
7,5
3. Thông số sàn trệt, hầm 1, hầm 2, hầm 3
a. Thông số sàn trệt dày tổng cộng 200mm ở cao độ -1.000m.

Bê tông cấp C40 (fcu = 40 N/mm2), có modul đàn hồi E = 3,25.10 7kN/m2
Cấu kiện
Thơng số
Kí hiệu
Giá trị
Tính chất vật liệu
Material type
Elastic
Sàn trệt dày
Độ cứng dọc trục
EA
6,5.106
200mm
Bước neo
Ls
1,0
b. Thông số sàn hầm 1 dày tổng cộng 200mm ở cao độ -4.400m.
Bê tông cấp C40 (fcu = 40 N/mm2), có modul đàn hồi E = 3,25.10 7kN/m2
Trang 9

Đơn vị
kN
m

Đơn vị
kN
m
Đơn vị
kN
m

Đơn vị
kN
m

Đơn vị
kN
m


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

Cấu kiện

Thơng số
Kí hiệu
Giá trị
Tính chất vật liệu
Material type
Elastic
Sàn hầm 1 dày
Độ cứng dọc trục
EA
6,5.106
200mm
Bước neo
Ls
1,0
c. Thông số sàn hầm 2 dày tổng cộng 200mm ở cao độ -7.500m.

Bê tơng cấp C40 (fcu = 40 N/mm2), có modul đàn hồi E = 3,25.10 7kN/m2
Cấu kiện
Thơng số
Kí hiệu
Giá trị
Tính chất vật liệu
Material type
Elastic
Sàn hầm 2 dày
Độ cứng dọc trục
EA
6,5.106
200mm
Bước neo
Ls
1,0
d. Thông số sàn hầm 3 dày tổng cộng 500mm ở cao độ -10.600m.
Bê tông cấp C40 (fcu = 40 N/mm2), có modul đàn hồi E = 3,25.10 7kN/m2
Cấu kiện
Thơng số
Kí hiệu
Giá trị
Tính chất vật liệu
Material type
Elastic
Sàn hầm 3 dày
Độ cứng dọc trục
EA
1,625.107
500mm

Bước neo
Ls
1,0

Đơn vị
kN
m
Đơn vị
kN
m

Đơn vị
kN
m

4. Phụ tải mặt đất (Load surcharge)
Đặc điểm cơng trình xung quanh như sau:
- Phía Đơng Bắc : Giáp trường học 5 tầng cao cách tường vây 1.5m…
- Phía Đơng Nam: Giáp đường Đồn Văn Bơ
- Phía Tây Nam : Giáp giáp nhà dân chiều cao tầng là 1
- Phía Tây Bắc : Giáp giáp nhà dân với chiều cao tầng là 1
Vì vậy, tải trọng cơng trình liền kề và thiết bị thi công được qui đổi thành tải phân bố
đều với cường độ lấy q = 30kN/m2 và cách mép ngoài tường vây là 1.0m, đặt ở độ sâu
1.5m so với mặt đất tự nhiên.
5. Mực nước ngầm trong và ngoài hố đào
Dựa vào thời gian khảo sát mực nước ngầm(MNN). Mực nước ngầm xuất hiện ổn định
ở độ sâu 0,31– 1,65m và biến đổi theo từng hố khoan . Trong q trình tính tốn, chúng
tơi đề xuất lấy ở MNN độ sâu 0.5m.

Trang 10

HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

Mơ hình hố đào trong Plaxis.

IV. MƠ PHỎNG CÁC BƯỚC THI CƠNG TRONG PLAXIS
1. Thi cơng tường vây dày 800mm

Trang 11


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

2. Hạ nước ngầm lần 1 dưới độ sâu 2.600m (cao độ -3.600m)

3. Đào đất lần 1 xuống độ sâu 2.100m (cao độ -3.100m)

Trang 12


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

4. Thi công sàn trệt dày 200mm + lắp dựng H350x350x12x19

5. Hút nước lần 2 xuống độ sâu 4.200m
Trang 13


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

6. Đào đất lần 2 xuống độ sâu 3.700m (cao độ -4.700)

7. Thi công sàn hầm 1 dày 200mm+ lắp dựng thanh chống tạm H350x350x12x19
Trang 14


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

8. Hút nước lần 3 đến độ sâu 7.2m (cao độ -8.200)

9. Đào đất lần 3 xuống độ sâu 6.7m (cao độ -7.700)
Trang 15


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

10. Thi công sàn hầm 2 dày 200mm + lắp dựng thanh chống tạm H350x350x12x19

11. Hút nước lần 4 xuống độ sâu 10.700m (cao độ -11.700)
Trang 16


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

12. Đào đất lần 4 xuống độ sâu 10.200m (cao độ -11.200)

13. Lắp chống 4 tại độ sâu 8.600m (cao độ -9.600m)
Trang 17


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

14. Hút nước lần 5 xuống dưới độ sâu 12.700m (cao độ -13.700)

15. Đào đất lần 5 xuống độ sâu 12.2m (cao độ -13.200)
Trang 18


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

16. Lắp chống 5 tại độ sâu 11.400m (cao độ -12.400m)

17. Hạ nước ngầm lần 6 xuống dưới độ sâu 15.1m (cao độ -16.100)
Trang 19


HOA BINH CORPORATION.

18. Đào đất lần 6 hố thang máy xuống độ sâu 14.8m (cao độ -15.800m)

V. KẾT QUẢ NỘI LỰC TRONG SÀN VÀ THANH CHỐNG
Trang 20

REE TOWER


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

Sàn
Sàn trệt dày
200mm
Sàn hầm 1
dày 200mm
Sàn hầm 2
dày 200mm
Thanh chống 3
H350x350x12x19
Thanh chống 4
H350x350x12x19

Cao độ
chống (m)

Phản lực F
kN/m

-1.000m

50.14

-4.400m

308.10

-7.500m

770.50

-9.600m

247.30

-12.400m

390.73

VI. BIỂU ĐỒ NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ NGANG TƯỜNG VÂY.
(Chi tiết về chuyển vị ngang: xem phần phụ lục)
Giai đoạn

thi công

Moment

Biểu đồ bao nội lực và chuyển vị
Lực cắt
Chuyển vị ngang

Đào đất lần 1
sâu 2.10m

Trang 21


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

Đào đất lần 2
sâu 3.70m

Đào đất lần 3
sâu 6.70m

Trang 22


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

Đào đất lần 4
sâu 10.20m

Đào đất lần 5
sâu 12.20m

VII. TÍNH THÉP TƯỜNG VÂY
 Tính tốn cho tường vây dày 800mm
Kích thước tính tốn bxh = 1000x800mm
Lớp bảo vệ a = a'= 75mm, h0 = h – a = 80 – 7.5 = 72.5cm
Bê tông sử dụng cấp C40 (fcu = 40 N/mm2) được đổ trong dung dịch bentơnite nên
Cường độ tính tốn lấy
Rb =30% x400 = 120kG/cm2; Rbt= 12kG/cm2
f
3900
Cường độ tính thép SD390 Rs = y 
 3714 kG/cm2
 M 1, 05
Moment âm lớn nhất
M = -815.85kNm/m = -81585kGm/m
Moment dương lớn nhất
M = 998.71kNm/m = 99871kGm/m
Lực cắt lớn nhất.
Q = 499.62 kN/m = 49962kG/m
Cơng thức tính tốn theo TCXDVN 356-2005:
Tính R
Trang 23

HOA BINH CORPORATION.



R 
1

Rs 

. 1  
 sc ,u  1,1 

REE TOWER



0,85  0, 008 x10, 0
 0, 630
371.4  0,85  0, 008 x10 
1
. 1 

500 
1,1


Tính R
 R   R x 1  0, 5 x R    R x 1  0,5 x R  
Tính m và 
M

;
am 
Rb bh02

am   1  0,5  ;
M
kGm
-81585
99871

VIII.

 = 1  0,5  ;

Thép tính tốn Fs
cm2
32.56
40.61

As 

M
Rs h0

Thép bố trí
32 @ 200
32@ 200

CHUYỂN VỊ NGANG VÀ LÚN CỦA ĐẤT XUNG QUANH HỐ ĐÀO.

Chuyển vị ngang

Trang 24


HOA BINH CORPORATION.

REE TOWER

Lún và đẩy trồi hố đào
Nhận xét

Quá trình phân tích nhờ sự hổ trợ của phần mềm Plaxis cho kết quả như
sau
+ Tường vây tầng hầm vẫn đảm bảo khả năng chịu lực khi thi công semi
top down nhờ sự hổ trợ tích cực của hệ giằng chống và kingpost.

Trang 25