NCKH: Công Nghệ thi công đài Móng nhà siêu cao tầng

ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN
1
Hướng dẫn : Ts. Hồ Ngọc Khoa
Ths. Cao Duy Hưng
Sinh viên : Trương Văn Thắng
Trần Thế Mạnh
Trịnh Ngọc Văn
Lớp : 53XD10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐÀI MÓNG
BTCT TOÀN KHỐI NHÀ SIÊU CAO TẦNG
3-2012
TRÌNH TỰ THUYẾT MINH
2
I. Mở đầu
II. Tổng quan công nghệ thi công đài móng BTCT toàn
khối nhà siêu cao tầng
III. Cơ sở khoa học
IV. Nghiên cứu thực tế công trình Lotte Center Hanoi
V. Quy trình công nghệ và chỉ dẫn kỹ thuật
VI. Kết luận
3
MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài.
•.
Kết cấu móng được sử dụng ở nhà siêu cao tầng là hệ
móng bè cọc.
•.
Thi công phần đài móng là bê tông cốt thép với kích

thước và khối tích rất lớn (lên đến hàng nghìn m3) cũng
như việc xử lý các vấn đề liên quan đến nó để đảm bảo
chất lượng kết cấu tại điều kiện thời tiết ở Việt Nam
không phải là việc đơn giản.
.
Cần có những nghiên cứu thực tế và lý thuyết đầy đủ
về công nghệ thi công đài móng BTCT toàn khối nhà
siêu cao tầng để áp dụng vào điều kiện thi công ở Việt
Nam.
4
2. Mục đích nghiên cứu và phương pháp nghiên cứu
•
Mục đích: đề xuất qui trình công nghệ thi công đài móng
bê tông khối lớn nhà siêu cao tầng qua nghiên cứu lý
thuyết và thực tế thi công đài móng công trình Lotte
Center HaNoi.
•
Phương pháp: - Tổng hợp, phân tích tư liệu, tài liệu có
liên quan trong nước và nước ngoài kết hợp khảo sát,
nghiên cứu thực tế thi công trên công trường.

5
CHƯƠNG I :TỔNG QUAN CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐÀI MÓNG
BTCT NHÀ SIÊU CAO TẦNG
1 Khái niệm cơ bản về nhà siêu cao tầng
Nhà siêu cao tầng (hay nhà chọc trời) là những công trình
có số tầng không nhỏ hơn 40 tầng (chiều cao công trình lớn
hơn 100m)
6
Tòa nhà Keangnam Hanoi Landmark Tower : Đài móng công trình có

diện tích bề mặt 6.217 m2, cao 4m, khối lượng bê tông 24.868m3.
7
Lotte Center Ha Noi: kích thước đài móng dài 92.7 rộng 44.1 m có
chiều sâu lớn nhất là 5.7m, Khối lượng đổ đài móng: bê tông khoảng
17030 m3, cốt thép 3581 tấn, cốp pha 3359 m2.
8
2. Tổng quan công nghệ thi công đài móng BTCT toàn khối
nhà siêu cao tầng
•
Móng nhà siêu cao tầng là hệ móng bè cọc,chịu lực
lớn,không gian tự do thông thoáng thuận lợi cho việc bố trí
tầng hầm,phù hợp sơ đồ làm việc.
•
Khi thiết kế móng bè cọc nhà siêu cao tầng kể đến sự làm
đài có ba quan điểm khác nhau :
o
Gần như toàn bộ tải trọng tác dụng lên móng do cọc tiếp
nhận.
o
Đài được thiết kế tiếp nhận một phần đáng kể tải trọng
lên móng.
o
Đài được thiết kế để chịu phần lớn tải trọng lên móng.
9
Phương pháp tính đài móng :
•
Phương pháp tính tay: kiểm tra điều kiện chống chọc
thủng, khả năng chịu uốn.
•
Phương pháp tính máy: mô hình toàn bộ kết cấu công

trình bên trên và đài móng bằng chương trình SAP2000
hay ETABS hay SAFE. Đài móng mô hình bằng
SHELL (thick plate); cọc bằng các gối spring (phải giả
thiết độ lún của cọc hay hệ số độ cứng của gối lò xo k
hệ số k được lấy từ kết quả nén tĩnh)


10
Một số đặc điểm công nghệ trong quá trình thi công được
tóm lược như sau:

Về công nghệ vật liệu:
-
Sử dụng công nghệ vữa bê tông chất lượng cao:
-
Sử dụng công nghệ nối thép bằng ống ren,

Về công nghệ thiết bị:
-
Sử dụng máy bơm tĩnh, máy bơm ô tô
-
Sử dụng : mái che, hệ thống chiếu sáng ,hệ thống thông hơi
cho tầng hầm.
-
Sử dụng hệ thống thiết bị kiểm tra nhiệt độ bê tông trong
suốt quá trình bảo dưỡng.
11
CHƯƠNG II
CƠ SỞ KHOA HỌC
1 . Kết cấu bê tông đài móng nhà siêu cao tầng là kết cấu bê

tông khối lớn
Trong điều kiện khí hậu nóng ẩm Việt Nam các kết cấu bê
tông và BTCT thông thường có cạnh nhỏ nhất (amin) và
chiều cao (h) lớn hơn 2m có thể được xem là khối lớn
Qui định kích thước kết cấu bê tông
khối lớn

Bê tông đài móng nhà siêu cao tầng là bê tông khối lớn với
kích thước vượt trội so với tiêu chuẩn cả về kính thước
thiết diện và chiều cao
12
2. Chênh lệch nhiệt độ, giãn nở thể tích trong khối bê tông và
ảnh hưởng của chúng đến chất lượng bê tông
Thông số đo 3x3x3m 2x2x2m 1x1x1m
Nhiệt độ Tmax tại tâm khối bê tông,
0C
82,6 79,8 73,8
Nhiệt độ T tại cạnh khối bê tông, 0C 48,7 62 65
Độ chênh nhiệt độ ∆T= Tmax-T 0C 33,9 17,8 8,8
Thời gian đạt Tmax, h 32 24 16
Thời gian giữ ổn định Tmax, h 40 24 12
Nhiệt độ trong lòng khối bê tông kích thước khác nhau
13
Biểu đồ diễn biến nhiệt độ bê tông tại tâm khối đổ theo thời gian
Soutenance - master14

Từ biểu đồ ta thấy độ chênh lệch nhiệt độ giữa trong và
ngoài bê tông và việc tích tụ nhiệt trong khối bê tông là
những vấn đề cần được đặc biệt quan tâm cho bê tông
khối lớn.

•
Bê tông khối lớn có thể bị nứt do ứng suất phát sinh từ
sự thay đổi thể tích không đều và bị kìm giữ của khối bê
tông. Sự thay đổi thể tích này phát sinh từ các yếu tố :
- Bê tông bị co khô khi nước trong bê tông bốc hơi
- Bê tông bị ngót
- Bê tông bị nở nhiệt

Độ chênh nhiệt độ là yếu tố quan trọng bậc nhất gây ra
hiện tượng thay đổi thể tích không đều giữa trong và
ngoài bê tông.
Soutenance - master15

Có 2 giai đoạn thay đổi thể tích của bê tông khối lớn:
o
Giai đoạn tăng nhiệt khối bê tông (tăng liên tục trong
4-7 ngày đầu)
o
Giai đoạn hạ nhiệt khối bê tông (khảng sau 4-7 ngày)
Để bê tông nứt phải thỏa mãn 2 điều kiện:
- Độ chênh nhiệt độ T > 200C (điều kiện cần).
- Môdun độ chênh nhiệt độ MT ≥ 500C/m (điều kiện
đủ).
16
3. Giải pháp chống nứt cho bê tông khối lớn
•
Biện pháp hạn chế tốc độ phát nhiệt thủy hóa của xi
măng trong bê tông:
- Hạn chế lượng dùng xi măng;
- Dùng xi măng ít tỏa nhiệt;

- Hạ nhiệt độ hỗn hợp bê tông.
•
Biện pháp hạn chế độ chênh nhiệt độ khối bê tông
o
Đưa nhiệt trong khối bê tông ra ngoài
Nước lạnh
Nước nóng
1
Sơ đồ đặt dàn ống thoát
nhiệt cho bê tông khối
lớn:
1. Bê tông khối lớn
2. Dàn ống thoát nhiệt
17
o
Bọc vật liệu cách nhiệt để giữ nhiệt khối đổ
1
4
6
3
1
2
3
4
5
6
1
1.Nilon phủ tránh mưa
2. Lớp bông khoáng dày
(7 ÷ 10)cm

3. Nilon đậy mặt bê tông
4. Tấm xốp polystyrene dày
(4 ÷ 5)cm
5. Bê tông khối lớn
6. Cốp pha thành
Sơ đồ bọc vật liệu cách nhiệt để giữ nhiệt khối đổ
o
Chia nhỏ khối đổ để thi công
o
Chống mất nhiệt nhanh ở các gờ cạnh và góc kết cấu
18
CHƯƠNG III: THỰC TẾ QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐÀI MÓNG
BTCT TOÀN KHỐI CÔNG TRÌNH LOTTE CENTER HANOI
Kích thước đài móng công trình Lotte center Ha Noi
•
Công nghệ vật liệu:
1. Công nghệ vật liệu bê tông:

bê tông lót C20;

bê tông sử dụng cho lõi, vách và kết cấu cột C70;

bê tông đài móng các vị trí còn lại C40.
19
XM+
tro bay
(kg)
Nước/
(XM+tro
bay

Thành phần cấp phối
Phụ
gia
(%)
Xi măng
PC40
(kg)
Tro bay
(kg)
Nước
(lít)
Cát
(kg)
Đá
(kg)
385 0,42 289 96 160 880 951 1,35
Cấp phối vữa bê tông tự chảy, tỏa nhiệt thấp cho đài móng công
trình Lotte Center HaNoi (cường độ C40, độ chảy 650mm) cho 1m3 vữa:
20
Sự phân bố các lớp đổ với bê tông tỏa nhiệt khác khác
nhau theo chiều cao của đài móng
21
2. Công nghệ vật liệu cốt thép:
Thanh thép chịu lực được nối bằng ống coupler.
Nối cốt thép bằng ống ren
22
Ống ren được nhập khẩu từ Hàn Quốc. Kích thước ống ren
được lấy theo tiêu chuẩn BS4449

Kích thước ống nối coupler

23
3. Công nghệ vật liệu ván khuôn:
Dùng tường bê tông làm ván khuôn kết hợp tấm xốp cách
nhiệt
Cấu tạo tường chắn đài móng
24
Ở những vị trí tạm ngừng là những chỗ có sự thay đổi độ cao
của đài móng được gia cường bằng lưới rib-lath.
Bố trí lưới rib-lath cho đài móng công trình
Souteance - master25
•
Công nghệ thiết bị thi công:
1. Thiết bị vận chuyển ván khuôn, cốt thép:
Sử dụng cần trục tháp Tower Crane có các thông số kĩ
thuật như sau:
- Chủng loại: BKTBN280-18 (18TON)
- Tầm với: 50m
- Đối trọng 4,3TON (3F)
- Loại có chân đế cố định