Thiết kế kết cấu khối chân đế dàn DK bằng bê tông cốt thép ở độ sâu 40m nước

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN - DẦU KHÍ
 • 
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK BẰNG
BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40 M NƯỚC
GV.HD: ThS. NGUYỄN THỊ LỆ QUYÊN
LỜI CẢM ƠN
  

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
Sau 5 năm là sinh viên kỹ thuật chuyên ngành Xây dựng Công trình biển, thì kiến
thức thực tế của mỗi chúng em mỗi khi tốt nghiệp ra trường là một những vấn đề rất
quan trọng mà hầu hết mỗi sinh viên nào cũng đều rất thiếu và yếu. Không có nhiều
cơ hội tiếp xúc trực tiếp với những điều kiện thực tế, nên do vậy làm đồ án tốt
nghiệp chính là một trong những cơ hội tốt nhất để cho chúng em có thể củng cố lại,
trau dồi và kiểm tra kiến thức đã học trước khi bước những bước chân đầu tiên ra
trường. Với nhiệm vụ thiết kế kỹ thuật, lần này em đã chọn cho mình một đề tài mới
đó là: “Thiết kế kết cấu khối chân đế dàn DK bằng bê tông cốt thép ở độ sâu 40m
nước” làm đề tài tốt nghiệp của mình.
Thông qua đồ án lần này, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới:
- Cô giáo: ThS. Nguyễn Thị Lệ Quyên
- Thầy giáo: ThS. Dương Thanh Quỳnh
là những người đã hướng dẫn chính em trong suốt quá trình em nghiên cứu làm đồ
án tốt nghiệp. Và cũng thông qua đó, em xin gửi cảm ơn tới gia đình của mình –
những người đã luôn theo sát dìu dắt em trong những ngày còn bé; cùng với thầy cô
và bè bạn đã luôn bên cạnh, động viên giúp đỡ em trong suốt quá trình học tập tại

trường, để em có thể hoàn thành tốt nhất đồ án tốt nghiệp của mình.
Em xin cảm ơn một lần nữa với tất cả sự chân thành nhất.

2
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
MỤC LỤC
PHIẾU GIAO NHIỆM VỤ TỐT NGHIỆP 1
LỜI CẢM ƠN 2
BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT 7
CHƯƠNG I: NHÌN NHẬN TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CỦA ĐỒ ÁN
PHẦN A: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH BIỂN TRỌNG LỰC BÊ TÔNG 8
I.A.1 – Tổng quan về sự phát triển công trình biển trọng lực trên toàn thế giới
1.1. Đăt vấn đề 8
1.2. Quá trình hình thành và phát triển 8
1.3. Các loại hình và quy mô phát triển 10
1.4. Một số dàn công trình được xây dựng ở Biển Bắc 12
1.5. Các ưu điểm của công biển bê tông so với dàn thép truyền thống 13
I.A.2 – Sự phát triển của công trình biển trọng lực bê tông ở Việt Nam
I.A.3 – Điều kiện về mặt thi công của các công triền biển trọng lực ở Việt Nam
PHẦN B: ĐIỀU KIỆN ĐẦU VÀO CỦA ĐỒ ÁN
I.B.1 - Mục tiêu của đồ án
I.B.2 - Đặc điểm của công trình
2.1. Mô tả kiến trúc công trình

2.2. Khối lượng thượng tầng và các trang thiết bị
I.B.3 - Đặc điểm môi trường, vật liệu
3.1. Số liệu khí tượng hải văn
3.2. Đặc trưng cơ học của vật liệu
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN 20
II.1 - Xây dựng phương án kết cấu chung
1.1. Xác định chiều cao khối chân đế
1.2. Lựa chọn sơ bộ các kích thước khối chân đế
1.2.1. Trụ đỡ và kết cấu đỡ thượng tầng 20
1.2.2. Kết cấu đế móng 21
1.3. Các phương án đưa ra
1.4. Kiểm tra tính hợp lý của các kích thước đã chọn
1.4.1. Kiểm tra điều kiện độ mảnh của trụ đỡ 27
1.4.2. Kiểm tra điều kiện ổn định nổi của khối chân đế 27
1.5. Tính toán sơ bộ các khối lượng tập trung của khối chân đế
II.2 - Lựa chọn phương án
2.1. Phân tích lựa chọn phương án 32
2.2. Kết luận 33
CHƯƠNG III: THIẾT KẾ KỸ THUẬT 34
3
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
3

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
PHẦN A: TÍNH TOÁN TỔ HỢP TẢI TRỌNG – KIỂM TRA
III.A.1 – Tính toán các loại tải trọng

1.1. Tải trọng bản thân khối chân đế
1.2. Tải trọng gió tác dụng lên công trình 34
1.2.1. Cơ sở lý thuyết 34
1.3. Tải trọng sóng và dòng chảy tác dụng lên công trình
1.3.1. Cơ sở lý thuyết
1.3.2. Xác định vận tốc dòng chảy theo hướng sóng tính toán
1.3.3. Xác định lý thuyết sóng tính toán
1.3.4. Xác định các thông số sóng theo lý thuyết sóng Stock bậc 5
1.3.5. Xác định tải trọng sóng và dòng chảy tác dụng lên công trình
1.4. Áp lực thủy tĩnh 42
1.5. Áp lực đẩy nổi
III.A.2 - Tính toán dao động riêng của phương án.
2.1. Cơ sở lý thuyết
2.2. Sơ đồ tính dao động riêng 43
2.3. Tính toán dao động riêng
2.4. Tính hệ số K
đ
III.A.3 – Các tổ hợp tải trọng
III.A.4 – Xác định nội lực – chuyển vị 46
4.1. Xây dựng sơ đồ tính cho khối chân đế 46
4.1.1. Mô hình hóa kết cấu 46
4.1.2. Sơ đồ tính liên kết giữa nền đất với công trình 53
4.2. Xác định nội lực cho các cấu kiện trụ và đế móng 56
4.3. Xác định chuyển vị ngang tại đỉnh trụ 56
III.A.5 – Kiểm tra nền móng công trình
5.1. Kiểm tra ổn định tổng thể
5.1.1. Kiểm tra ổn định lật
5.1.2. Kiểm tra ổn định trượt
5.2. Kiểm tra sức chịu tải của đất nền.
5.2.1. Kiểm tra móng về cường độ kháng nén và kháng trượt

5.2.2. Kiểm tra móng theo điều kiện về biến dạng (độ lún)
PHẦN B: THIẾT KẾ VÀ BỐ TRÍ CỐT THÉP
III.B.1 - Tính toán bố trí cốt thép ƯST cho trụ
1.1. Tính toán cốt thép ƯST cho trụ
1.2. Bố trí cốt thép ƯST cho trụ
1.3. Xác định các hao tổn ứng suất trước
1.3.1. Hao tổn do biến dạng của neo đặt thiết bị căng
1.3.2. Hao tổn do ma sát của cốt thép
1.3.3. Hao tổn do hiện tượng chùng ƯS khi căng cơ giới
4
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
4

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
1.3.4. Hao tổn do co ngót của bê tông
1.3.5. Hao tổn do từ biến của bê tông
1.3.6. Tổng hợp các hao tổn ứng suất trước
1.4. Kiểm tra lại trụ BTCT ƯST
1.4.1. Tính lại các đặc trưng tiết diện
1.4.2. Kiểm tra lại ứng suất nén trong bê tông có kể đến các hao tổn ứng suất
trước trên tiết diện đã giảm yếu.
1.4.3. Kiểm tra điều kiện không xảy ra vết nứt xiên
III.B.2 - Tính toán bố trí cốt thép thường cho trụ
2.1. Tính toán cốt thép dọc
2.1.1.Phần thân trụ có bố trí ứng suất trước
2.1.2.Phần thân trụ không bố trí ứng suất trước

2.2. Tính toán cốt thép đai
2.2.1. Trong phần trụ đặt thép ƯST
2.2.2. Trong phần trụ không đặt thép ƯST
III.B.3 – Tính toán bố trí cốt thép cho dầm trụ đỡ thượng tầng.
3.1. Sơ đồ tính nội lực 71
3.2. Tính toán cốt thép dọc chịu lực 72
3.3. Tính toán cốt thép đai 72
3.4. Kiểm tra vết nứt 73
III.B.4 – Thiết kế các cấu kiện đế móng
4.1. Cơ sở lý thuyết tính các cấu kiện dạng bản chịu uốn
4.1.1. Cơ sở lý thuyết
4.1.2. Tính toán bố trí thép.
4.1.3. Tính toán cốt đai 74
4.1.4. Kiểm tra điều kiện mở rộng vết nứt 75
4.2. Kết quả tính toán và bố trí cốt thép
4.2.1. Tính toán cốt thép ngang
4.2.2. Tính toán kiểm tra vết nứt
CHƯƠNG IV : TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ TỔ CHỨC THI CÔNG
IV.1 - Quy trình thi công
1.1. Công tác tổ chức mặt bằng thi công
1.2. Quy trình thi công 79
1.3. Công tác chuẩn bị máy móc và phương tiện phục vụ thi công 80
IV.2 – Tính toán hệ thống ván khuôn
2.1. Nguyên tắc cấu tạo của hệ thống ván khuôn
2.2. Nguyên tắc tính toán.
IV.3 – Thiết kế và tổ chức thi công giai đoạn ven bờ
3.1. Thiết kế, tổ chức thi công giai đoạn 1 (trên đốc nổi) 81
3.2. Thiết kế, tổ chức thi công giai đoạn 2 (thi công ven bờ) 85
IV.4 – Giai đoạn thi công ngoài khơi 92
4.1. Thiết kế thi công vận chuyển khối chân đế 92

5
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
5

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
4.2. Tính toán sức cản nước và lực kéo của tàu kéo 93
4.2. Thiết kế thi công đánh chìm khối chân đế 94
IV.5 – An toàn lao động và bảo vệ môi trường 95
IV.6 – Tiến độ thi công công trình 95
KẾT LUẬN 96
TÀI LIỆU THAM KHẢO 97
PHỤ LỤC KẾT QUẢ TÍNH TOÁN 98
DANH MỤC CÁC BẢN VẼ 156
6
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
6

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
BẢNG KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT TRONG ĐỒ ÁN
1. ALTT: Áp lực thủy tĩnh
2. API: American Petroleum Institute – Viện dầu mỏ Hoa Kỳ
3. API WSD: Tiêu chuẩn RP 2A WSD – API

4. ASTM: American Society for Testing and Materials – Hiệp hội kiểm
nghiệm vật liệu và kiểm định Hoa Kỳ
5. BTCT: Bê tông cốt thép thường
6. BTCT ƯST: Bê tông cốt thép Ứng suất trước
7. CTB: Công Trình Biển
7. KCĐ: Khối chân đế
8. KLVD: Khối lượng vật dằn (Barit)
9. KTT: Khối thượng tầng
10. LAT: Lowest Astronomical Tide – Mực nước triều thiên văn thấp nhất
11. MN: Mớn nước
12. MNTT: Mực nước tính toán
13. MNTTK: Mực nước thấp thiết kế
14. N: North – Hướng Bắc thực
15. NE: North East – Hướng Đông Bắc
16. NW: North West – Hướng Tây Bắc
17. PN: Plane North – Hướng Bắc công trình
18. PTSC: Petroleum Technical Services Company – Công ty cổ phần kỹ
thuật dịch vụ dầu khí.
19. PVD: PV Dirlling – Công ty khoan và khoan dịch vụ Dầu Khí.
20. SAP 2000: Phần mềm tính toán kết cấu SAP 2000 (CSI)
22. TCXDVN: Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam
22. TCVN: Tiêu chuẩn Việt Nam
23. ƯST: Ứng suất trước
24. VSP: VietsovPetro – Xí nghiệp liên doanh dầu khí Việt Nam – Liên
Bang Nga
7
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
7

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI

VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
CHƯƠNG I: NHÌN NHẬN TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH CỦA ĐỒ ÁN
PHẦN A: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH BIỂN TRỌNG LỰC BÊ TÔNG
I.A.1 – Tổng quan về sự phát triển công trình trọng lực trên toàn thế giới
1.1. Đặt vấn đề
Ngày nay công nghiệp dầu khí đang thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển của các công
trình biển trên toàn thế giới. Từ những công trình ở độ sâu nước nhỏ từ 3 ÷ 6 m xây
dựng ven bờ trước đây, đến nay công trình biển đang giữ kỷ lục về chiều cao và có
thể xây dựng cách xa bờ. Công trình biển bằng thép lớn nhất thế giới là dàn
Bullwinkle do hãng Shell xây dựng ở vịnh Mexico năm 1985 ở vùng nước sâu 492 m,
kết cấu chân đế nặng 65000 T.
Xu thế khai thác dầu khí ở các vùng biển sâu (từ 200 đến 1000 m) và biển xa ngày
càng phát triển mạnh, nhờ ứng dụng nhiều sự tiến bộ khoa học kỹ thuật. Đặc biệt
trong lĩnh vực xây dựng công trình biển. So với năm 1992 có 42 nước, đến nay có trên
56 nước đang tiến hành tìm kiếm và khai thác dầu khí ở các vùng biển sâu. Các
thành tựu về công trình biển luôn phát triển không ngừng nhằm đáp ứng yêu cầu
chinh phục biển sâu, biển xa, từ việc chỉ xây dựng các công trình biển cố định bằng
thép (jacket) thì đến nay đã có các loại dàn: Dàn tự nâng, dàn bê tông trọng lực, công
trình biển mềm
Sự phát triển của công nghệ thông tin đã giúp đỡ ngành công trình biển có thể
thiết kế các công trình với các hình thức ngày càng phong phú, phục vụ hiệu quả cho
việc khai thác các mỏ nhỏ, các mỏ có điều kiện xây dựng khó khăn. Bên cạnh những
đóng góp vào thành tựu của nền kinh tế, ngành công trình biển đã thiết kế, xây dựng
những công trình tạo cơ sở hạ tầng cho các ngành dầu khí, thủy sản, giao thông vận
tải và các công trình quốc phòng. Bằng sự phát triển các công trình biển này đã mở ra
một nền kinh tế biển
1.2. Quá trình hình thành và phát triển

Cho đến năm 1972 tất cả các công trình dàn khoan biển trên thế giới mới chỉ được
xây dựng bằng nguyên liệu thép. Bắt đầu từ năm 1973 công trình biển bằng Bê tông
cốt thép mới xuất hiện. Đó là công trình tại mỏ Ekoƒsk (Biển Bắc) do công ty Doris
Engineering (Pháp) thiết kế và xây dựng vào năm 1973 với độ sâu 70 m nước.
Kể từ năm 1973 tới nay công trình biển bê tông trọng lực ngày càng được áp dụng
rộng rãi, đáp ứng yêu cầu mới về địa hình, độ sâu, nền đất, điều kiện môi trường,
công nghệ khai thác mới. Trên thế giới hiện nay có trên 30 công trình biển trọng lực
bê tông được xây dựng từ độ sâu 42 m tới 303 m, phần lớn được xây dựng ở Biển
Bắc.
Ngày nay, kết cấu bê tông đã tỏ ra có lợi ích về kinh tế kỹ thuật có thể cạnh tranh
với các loại kết cấu jacket truyền thống. Việc phát triển bê tông nhẹ cường độ cao đã
đáp ứng nhu cầu sử dụng bê tông trong công trình biển. Nhiều dự án công trình biển
bê tông đã được thực hiện với quy mô quốc gia và quốc tế, trong đó các hãng Doris
8
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
8

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
Engineering và Norwegian Contractors được thừa nhận là những người tiên phong
và có kinh nghiệm hàng đầu trên thế giới.
Không có công trình bê tông nào bị phá huỷ do mỏi, độ lâu bền của kết cấu bê
tông ứng suất trước chống lại các tác động của môi trường và chống ăn mòn đã được
thử thách qua nhiều năm khai thác ở biển Bắc.
* Một số công trình biển trọng lực bê tông tiêu biểu:
– Sleipner A Condeep (Statoil) - Được xây dựng tại Nauy.
Giàn tổng hợp khai thác dầu khí, khoan và người ở

Độ sâu nước: 82,5 m; mớn nước khi kéo trên biển: 71 m.
Khối lượng bê tông: 77000 m
3
; cốt thép: 31000 T.
Bắt đầu xây dựng: 10/1991; kéo ra biển và hoàn thiện: 7/1993.
– Draugen Condeep (Norske Shell A/S) – Liên doanh Mỹ và Nauy hợp tác
Giàn một trụ đầu tiên trên thê giới, “khai thác – khoan, chứa đựng, người ở”
Thượng tầng: 27800 T, độ sâu nước 251,3 m
Chiều cao kết cấu bê tông: 285,1 m.
Khối lượng bê tông: 85000 m
3
; cốt thép: 17000 T.
Bể chứa: 1,4 triệu thùng (hơn 225000 m
3
);
Thời gian xây dựng: 7/1990 đến 5/1993.
– Troll Condeep (Norske Shell A/S)
Giàn bê tông cao nhất thế giới.
Độ sâu nước: 302,9 m; chiều cao của kết cấu bê tông: 369,4 m.
Đế móng có diện tích: 16600 m
2
; chiều dài của thành váy: 36,0 m.
Lượng choán nước khe kéo ra mỏ: 1.027.600 T; mớn nước: 227,0 m.
Tuổi thọ khai thác giàn: 70 năm.
Khối lượng bê tông (mác C70): 221.000 m
3
.
Thời gian xây dựng: 7/1991 đến 7/1995.
– Hibernia (Doris)
Giàn bê tông chống băng đầu tiên trên thế giới (thềm lục địa Canada).

Giàn nặng nhất thế giới có chức năng khoan - khai thác – bể chứa – người ở
Trọng lượng trên 4 triệu T.
Trọng lượng của kết cấu trên 1,4 triệu T gồm bê tông và vật liệu dằn.
Độ sâu nước: 80 m ; chiều cao công trình (kể cả thượng tầng): 150m
Phần kết cấu bê tông: 111,2 m; đường kính ngoài: 105 m; đế móng: 85 m.
Khối lượng bê tông: 162000m
3
; bể chứa: 1,3 triệu thùng (209000 m
3
).
Cốt thép: 90000 T; thép ứng suất trước: 5000 T
Thời gian xây dựng: 1991 đến 1996.
– Giàn bê tông hai trụ (Doris)
Một mẫu giàn mới cho giá thành hạ và nâng cao độ an toàn.
Có chức năng khoan – xử lý – người ở, có thể được phân cách nhau bởi 1
chiếc cầu.
9
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
9

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
Độ sâu nước (North Sea): 140m.
– Giàn một trụ (NC)
Giàn bê tông một trụ là giải pháp kết cấu tối giản. Do tính mềm dẻo của kết
cấu khi bố trí phần thượng tầng và số lượng giếng khoan, nên giàn có thể sử dụng
với cả hai loại chức năng là giàn đầu giếng và giàn đa chức năng khoan – khai thác –

người ở.
Ngoài ra còn một số dàn được xây dựng ở độ sâu 80 - 150 m. Hầu hết được xây
dưng tại Hà Lan, Na Uy, Thụy Điển…
Hình I.1 - Các dàn công trình biển bê tông
1.3. Các loại công trình và quy mô phát triển
1.3.1. Loại hình công trình biển trọng lực
* Các loại hình dáng khối đế :
Đế khối hộp vuông, khối lăng trụ dẹt
Đế gồm nhiều xilô dạng trụ tròn
Đế gồm một xilô dạng trụ tròn
Đế có dạng hình nón cụt
* Các loại hình dáng trụ đỡ :
Một trụ tròn có đường kính thay đổi, chiều dày thay đổi
Loại nhiều trụ đường kính thay đổi hoặc không đổi,
Loại trụ có một trụ hoặc nhiều trụ nhưng có chiều dày thay đổi theo chiều dài
* Loại hình theo hệ thống kết cấu :
Khối chân đế hoàn toàn bằng bê tông cốt thép
Khối chân đế kết hợp kết cấu thép và bê tông cốt thép
.
10
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
10

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
Hình I.2 – Các loại hình công trình biển trên toàn thế giới
Hình I.3 – Một số hình ảnh thực tế

11
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
11

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
Hình I.4 – Một số hình ảnh thực tế
1.3.2. Quy mô công trình biển trọng lực
Công trình biển trọng lực bê tông cốt thép có độ sâu nhỏ nhất là công trình
RAVENSPURL được xây dựng năm 1989 có độ sâu nước là 42 m.
Công trình biển trọng lực có độ sâu nước lớn nhất là công trình TROLL được xây
dựng năm 1995 có độ sâu nước là 303m.
Vật liệu BTCT cường độ cao (C70), ứng suất trước, với mật độ thép trung bình
căng sau lên tới 100 kg/m
3
1.4. Một số dàn công trình biển bê tông trọng lực được xây dựng ở Biển Bắc
từ 1973 đến 1995
12
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
12

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
Tên dàn Loại kết cấu Năm HT Địa điểm Deep water

Ekoƒsk
Doris
1973
Norway
70
BerylA
Condeep
1975
Norway
120
Brent B
Condeep
1975
Norway
140
Frigg CDP1
Doris
1975
Norway
104
Brent D
Condeep
1976
Norway
140
Frigg TCP1
SeaTank
1976
Scotland
104

Frigg MCPO1
Doris
1976
Sweden
94
Sta•ord A
Condeep
1977
Norway
146
Dunlin A
Andoc
1977
Holland
153
Frigg TCP2
Condeep
1977
Norway
104
Brent C
Sea Tank
1978
Norway
140
Cormonrant A
Sea Tank
1978
Scotland
150

Ninian
Doris
1978
Scotland
136
Sta•ord B
Condeep
198
Norway
146
Maureen
Doris
1982
Sweden
92
Staƒord C
Condeep
1984
Norway
146
Gullfaks A
Condeep
1986
Norway
135
Gullfaks B
Condeep
1987
Norway
142

Oseberg A
Condeep
1988
Norway
109
Ekoƒskbarrier
Doris
1989
Norway
71
Gullfaks C
Condeep
1989
Norway
216
Ravenspurm
OverArup
1989
England
42
Draugen
Condeep
1992
Norway
252
Sleipner A
Condeep
1993
Norway
83

Troll
Condeep
1995
Norway
303
1.5. Các ưu điểm của công trình biển bê tông trọng lực so với dàn thép truyền
thống
Ngày nay kết cấu bê tông trọng lực tỏ ra có lợi về kinh tế kỹ thuật có thể cạnh
tranh với các loại dàn thép truyền thống. Việc phát triển công nghệ bê tông nhẹ
cường độ cao đã đáp ứng nhu cầu về sử dụng bê tông trong công trình biển. Chưa có
một công trình bê tông nào bị phá hoại do mỏi. Độ lâu bền của bê tông ứng suất
trước chống lại các tác động của môi trường và chống ăn mòn đã được thử thách qua
nhiều năm ở biển Bắc mà không cần bảo dưỡng .
Kết cấu bê tông trọng lực có thể sử dụng nhân lực và vật liệu địa phương, giảm
việc sử dụng thép ống đặc chủng khi dùng giải pháp kết cấu thép.
Công trình biển trọng lực có thời gian thi công trên biển ngắn hơn rất nhiều so với
công trình biển bằng thép.
Kết cấu bê tông chịu tải trọng động do sóng, gió, dòng chảy gây ra so với kết cấu
thép (vì công trình bê tông có khối lớn, có chu kỳ dao động riêng nhỏ, khá xa so với
13
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
13

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
chu kỳ dao động riêng của sóng).
Nếu có nhu cầu về bể chứa thì giải pháp kết cấu bê tông trọng lực rẻ tiền hơn rất

nhiều so với kết cấu bằng thép (vì khối đế lớn có thể kết hợp làm bể chứa).
Dàn bê tông có tuổi thọ cao và giá thành bảo dưỡng thấp phần lớn lại thi công ở
ven biển hoặc ở trên bờ nên giảm đáng kể thời gian thi công trên biển.
I.A.2. – Sự phát triển của công trình biển trọng lực bê tông ở Việt Nam
Công trình biển trọng lực có quy mô lớn đang xây dựng ở Việt Nam là cảng nước
sâu Cái Lân. Từ thực tế nền địa chất Việt Nam là nền san hô với nền này thì khả năng
chịu nén tốt với công trình bằng thép thì thi công bằng thép sẽ làm phá hoại nền, gây
ảnh hưởng tới địa chất công trình. Giải pháp ưu điểm nhất là công trình biển trọng
lực.
Với ưu điểm chính của công trình biển bê tông trọng lực là tính kinh tế, biện pháp
thi công, khả năng phục vụ và tuổi thọ cao. Thiết nghĩ cần đưa giải pháp công trình
biển bằng bê tông cốt thép vào Việt Nam để khai thác và nghiên cứu.
Từ trước tới nay chúng ta mới chỉ xây dựng được các công trình DK bằng bê tông
cốt thép đó là công trình bán trọng lực một phần móng cọc DKI – 1 có đế bằng BTCT
còn trụ và thượng tầng làm bằng thép, nó không tự nổi như DKI – 3 và DKI – 4.
I.A.3 – Điều kiện về mặt thi công của các công trình biển trọng lực ở Việt Nam
Một trong những yếu tố quyết định đến việc thiết kế công trình biển trọng lực
chính là điều kiện thi công:
* Triền đà:
Khu vực Z1 (Bộ quốc phòng): Thủ Đức, Tp. Hồ Chí Minh
Nhà máy tàu biển Sài Gòn (Nhà Bè, Tp. Hồ Chí Minh)
Xí nghiệp liên hiệp cơ khí giao thông 2
Z51 Hải Quân
* Ụ khô: Xí nghiệp Liên Hiệp Ba Son, Tp. Hồ Chí Minh
Chiều dài: 152 m
Chiều rộng: 20,1 m
Chiều cao: 10,6 m
Sức nâng: 16000 T
* Phao phụ: Xí nghiệp Liên Hiệp Ba Son, tp. Hồ Chí Minh
Chiều dài: 30 m

Chiều rộng: 30 m
Chiều cao: 4 m
Nặng: 500 T
Sức nâng: 3600 T
* Đốc nổi BTCT: Nhà máy sửa chữa tàu biển dàn khoan (ShipLacon)
Chiều dài: 120 m
Chiều rộng: 30,5/22,5 m
Chiều cao: 14 m
14
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
14

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
Sức nâng: 6500 T
Mớn nước đánh chìm tối đa 7,5 m
* Sà làn công trình 2000 T – Biển Đông 04: Công ty Vận Tải Biển Đông (Tổng
Công Ty tàu thuỷ Việt Nam)
Chiều dài: 67 m
Chiều rộng: 20 m
Chiều cao: 3 m
Nặng: 500 T
Sức nâng: 2000 T
Mớn nước đánh chìm tối đa: 7,0 / 4,0 m
* Cẩu: DEMAGCC – 4000 của Xí nghiệp Liên doanh VietsoPetro (cần dài 42 m)
Sức cẩu lớn nhất: 419 T, tầm với xa 9 m
Sức cẩu lớn nhất: 110 T, tầm với xa 26 m

Sức cẩu lớn nhất: 160 T, tầm với xa 20 m
* Cẩu CC – 2000 sức cẩu lớn nhất: 300 T
* Cẩu CC – 600 sức cẩu lớn nhất: 150 T
* Cẩu nổi Hoàng Sa, sức cẩu lớn nhất: 1400 T
* Cẩu nổi Trường Sa, sức cẩu lớn nhất: 600 T
* Cẩu nổi Côn Sơn, sức cẩu lớn nhất: 547 T. Chủ yếu dùng để thi công đường
ống biển
* Sà lan cẩu: 600 T (Cẩu cố định không xoay được) của công ty vận tải Biển
Đông, Tổng công ty tàu thuỷ Việt Nam.
* Các loại máy phục vụ cho thi công bê tông
Trạm trộn bê tông năng xuất 40 m
3
/h và 100 m
3
/h
Xe tự trộn bê tông năng xuất 6 m
3
/h
Xe bơm bê tông năng xuất 40 – 60 m
3
/h
* Các loại kích 100 – 200 T phục vụ cho thi công bê tông ứng suất trước tại Xí
nghiệp Liên hiệp cầu Thăng Long, Tổng công ty Xây dựng số 1, Bộ xây dựng.
15
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
15

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
PHẦN B: ĐIỀU KIỆN ĐẦU VÀO CỦA ĐỒ ÁN
I.B.1 – Mục tiêu của đồ án
Thiết kết kết cấu khối chân đế dàn DK bằng Bê tông cốt thép tại độ sâu 40m
nước
I.B.2 – Đặc điểm công trình
2.1. Mô tả kiến trúc công trình
Dàn DK là tên gọi tắt của các trạm Dịch vụ – Kinh tế – Khoa học trên biển, được
đặt ở thềm lục địa phía Nam, ở phía Nam quần đảo Trường Sa, ở khu vực khai thác
thuộc mỏ Bạch Hổ, Đại Hùng nằm trong khu vực hải phận nước ta. Các trạm này
bắt đầu xây dựng từ những năm 1989, cấu tạo gồm 3 phần chính: khối thượng tầng,
hệ thống trụ đỡ và kết cấu đế móng công trình.
* Thượng tầng
Bao gồm các khối Block và Modun riêng rẽ, có chức năng quản lý tổng hợp, lưu
trữ, vận chuyển sản phẩm dẫn xuất dầu mỏ từ các đầu giếng sang các dàn công nghệ
chính, công nghệ trung tâm. Ngoài ra, công trình được dùng làm như một trạm công
tác, trạm gác tiền tiêu phục vụ mục đích nghiên cứu khoa học và an ninh quốc
phòng. Khối thượng tầng bao gồm:
– Khối nhà ở: Dùng là nơi chứa các trang thiết bị phục vụ quá trình hoạt động
ngoài khơi của công trình, bao gồm các hệ thống như sàn đỗ máy bay trực thăng, các
Block nhà ở, kho trạm, hệ thống cần cẩu hàng Phía bên trên là đặt sân đỗ trực thang
và các thiết bị phục vụ quan trắc khí tượng hải văn.
– Sàn chịu lực: Có dạng hình chữ nhật, dùng để đỡ hệ thống nhà ở phía trên trên.
– Sàn công tác: Đỡ nhà vệ sinh, kho chứa, giá và xuồng, bể chứa dầu, cầu thang,
– Hệ sàn lưu thông và bến cập tàu, có khả năng tiếp nhận tàu 400 – 600 (T)
* Trụ đỡ
Có nhiệm vụ đỡ khối thượng tầng thông qua kết cấu sàn chịu lực, và truyền toàn
bộ tải trọng (tính tải, hoạt tải) từ thượng tầng và kết cấu đỡ thượng tầng xuống chân
đế. Từ quy mô của khối thượng tầng mà kết cấu trụ đỡ có thể được cấu tạo từ một

hoặc nhiều trụ. Trụ đỡ bê tông cốt thép thường có tiết diện dạng hình vành khuyên
* Đế móng công trình
Có nhiệm vụ nhận tải trọng từ thượng tầng qua trụ đỡ truyền xuống nền đất.
Phân bố tải trọng lên nền đất giúp công trình đứng ổn định. Ngoài ra, nó còn là nơi
chứa các nguyên vật liệu như nước dằn, dầu, khí, các dẫn xuất dầu mỏ
Mặt khác đế móng còn đóng một vai trò quan trọng trong thi công, đó là trong giai
đoạn đầu phải tự nổi để tạo sự ổn định cho quá trình hạ thủy, lai dắt cũng như vận
chuyển và đánh chìm công trình.
+ Đế móng là các khối BTCT hoặc BTCT ƯST rỗng với mặt bằng tròn hoặc
vuông.
+ Hệ thống chân khay chạy vòng xung quanh đế móng hoặc quanh từng xilo.
16
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
16

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
+ Phía trong là các khối xilo rỗng với các bản, sườn chịu lực.
2.2. Trọng lượng phần thượng tầng và các trang thiết bị
Khối thượng tầng có kích thước 12 x 26 x 10 (m), tổng trọng lượng của khối
thượng tầng là 510 (T), được lắp đặt vào khối chân đế sau khi chân đế được đánh
chìm tại lắp đặt công trình. Mặt bằng chi tiết KTT được thể hiện tại bản vẽ KC – 01.
Mô hình phối cảnh KTT có dạng như sau:
Hình I.5 – Khối thượng tầng dàn DK
I.B.3 – Đặc điểm môi trường – vật liệu
3.1 Số liệu khí tượng hải văn
Bảng 1 – Gió

Tham số Áp dụng
Chu kỳ lặp
1 năm 100 năm
17
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
17

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
Gió T.Bình 1h (m/s) Cho trụ và KTT 19,0 32,0
(*) Tốc độ gió cho mọi hướng ở độ cao 10 (m) so với LAT.
Bảng 2 – Các thông số sóng
Độ sâu nước (m) 40
Nước dâng do bão (T/suất 100 năm) (m) 0,4
Biên độ triều lớn nhất (T/suất 100 năm) (m) 2,1
Bảng 3 – Số liệu địa chất công trình
Các thông số
Tên lớp đất
Lớp đất số 1 Lớp đất số 2 Lớp đất số 3
1 Mô tả lớp đất
Sét pha,
cứng
Sét màu,
cứng
Sét pha,
dẻo cứng
2 Độ sâu đáy lớp đất (m) 0,2 20 + ∞

3 Độ ẩm W; (%) 28,1 29,1 32,2
4 K.L thể tích tự nhiên γ
w
; (g/cm
3
) 1,93 1,91 1,91
5 Khối lượng thể tích khô γ
c
; (g/cm
3
) 1,51 1,48 1,44
6 Khối lượng riêng γ
s
; (g/cm
3
) 2,71 2,70 2,71
7 Độ lỗ rỗng n; (%) 44,3 45,2 46,9
8 Hệ số rỗng tự nhiên e
o
0,795 0,824 0,882
9 Độ bão hòa G; (%) 95,8 95,4 98,9
1
0
Giới hạn chảy W
L
; (%) 46,8 46,9 42,8
1
1
Giới hạn chảy W
P

; (%) 30,8 29,2 28,4
1
2
Chỉ số dẻo I
p
; (%) 16,0 17,7 14,4
1
3
Độ sệt I
s
– 0,17 – 0,01 0,26
1
4
Lực dính kết C; (kG/cm
2
) 0,36 0,47 0,42
1
5
Góc ma sát ϕ; (°) 15
0
02’ 13
0
45’ 14
0
35’
1
6
Hệ số nén lún a
1-2
; (cm

2
/kG) 0,022 0,024 0,023
1
7
Môđun biến dạng E
o
; (kG/ cm
2
) 202,4 175,6 152,2
18
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
18

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
Bảng 4 – Sóng
Chu kỳ lặp 100 năm
Các thông số
Hướng (từ)
N NE E SE S SW W NW
Hướng SACS (°) 0 315 270 225 180 135 90 45
H
max
(m) 12,7 15,7 9,4 7,9 7,9 8,2 11,8 10,4
T (s) 10,3 11,4 8,8 8,1 8,1 8,3 9,9 9,3
Bảng 5 – 1: Vận tốc dòng chảy mặt lớn nhất tương ứng với hướng sóng tính toán
(Chu kì lặp 100 năm)

Các thông số
Hướng sóng
N NE E SE S SW W NW
Vận tốc(cm/s) 93 137 100 173 224 181 178 121
Hướng (°) 240 242 277 41 68 79 78 134
Bảng 5 – 2: Vận tốc dòng chảy đáy lớn nhất tương ứng với hướng sóng tính toán
(Chu kì lặp 100 năm)
Các thông số
Hướng sóng
N NE E SE S SW W NW
Vận tốc(cm/s) 68 119 90 109 182 137 119 97
Hướng (°) 2 300 60 295 329 53 329 197
Bảng 6 - Số liệu hà bám
Phạm vi hà bám tính từ mực nước thấp nhất trở xuống Chiều dầy hà bám (mm)
Từ mức nước thấp nhất đến –4 (m) 80
Từ – 4 (m) đến – 8 (m) 87
Từ – 8 (m) đến – 10 (m) 100
Từ – 10 (m) đến đáy biển 70
3.2. Các đặc trưng cơ học của vật liệu:
– Thép cường độ cao có các đặc trưng cơ lý
+ Khối lượng riêng: γ = 7,85 (T/m
3
)
+ Cường độ tiêu chuẩn: R
c
= 17 . 10
3
(kG/mm
2
)

+ Cường độ tính toán: R = 11 . 10
3
(kG/mm
2
)
+ Môđun đàn hồi E = 2 . 10
6
(kG/cm
2
)
19
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
19

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
– Sợi thép ƯST được lấy theo VSL hoặc tương đương.
– Thép thường dùng nhóm thép CI, CII.
– Bê tông. Sử dụng bê tông chịu mặn Puzơlan
+ Đối với cấu kiện BTCT thường, Cấp độ bền ≥ B30 (mác 400).
+ Đối với cấu kiện BTCT ƯST, Cấp độ bền ≥ B40 (mác 500).
20
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
20

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
CHƯƠNG II: XÂY DỰNG VÀ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN
II.1. Xây dựng phương án kết cấu chung
1.1. Xác định chiều cao khối chân đế
Chiều cao KCĐ được xác định theo công thức:
Trong đó
H
CĐ
: Chiều cao của KCĐ (m)
d
0
: Độ sâu nước tại vị trí xây dựng (m)
d
1
: Biên độ triều (m)
d
2
: Biên độ nước dâng do gió (m)
η: Hệ số (η = 0,5 ÷ 0,7 ) phụ thuộc lí thuyết sóng tính toán
0
∆
: Chiều cao lưu không ≥ 1,5m
Với các dữ liệu đã cho thay vào công thức ta có:
(m)
Chọn chiều cao khối chân đế là H
CĐ
= 55 (m).
1.2. Lựa chọn sơ bộ các khối kích thước chân đế

1.2.1. Trụ đỡ và kết cấu đỡ khối thượng tầng
* Trụ đỡ:
– Phương án 1:
Do khối thượng tầng có dạng hình chữ nhật với kích thước là 12 x 26 x 10 (m), do
đó ta sẽ đặt khối thượng tầng trên hệ thống trụ đỡ gồm 2 trụ. Mỗi trụ bao gồm 2
phân đoạn riêng:
Phân đoạn 1: Từ mặt nước tính toán trở lên (cao trình + 42,5 đến + 55,0 (m)), cao
12,5 (m), có bán kính không thay đổi theo suốt chiều cao là 5,0 (m). Chiều dày sơ bộ
trụ là 0,6 (m) và cũng không thay đổi trong suốt của phân đoạn 1.
Phân đoạn 2: Tính từ mặt nước tính toán xuống đến cao trình + 13,0 (m) và được
liên kết với 2 xilo thuộc trụ dưới của khối chân đến. Phân đoạn này có đường kính
thay đổi từ 5 (m) (cao trình + 42,5 (m)) đến 7,5 (m) (cao trình + 13,0 (m)) và chiều dày
sơ bộ của trụ cũng được chọn sơ bộ 0,6 (m).
Bên trong trụ có bố trí các vách cứng cách đều nhau 8,0 (m), có chiều dày 0,25 (m)
– Phương án 2:
Trụ đỡ sẽ có đường kính không thay đổi, chọn kích thước sơ bộ là 10 (m) và không
thay đổi trong suốt chiều dài của trụ
Chiều dày thành trụ ta chọn sơ bộ là 1 (m). Ngoài ra bên trong trụ ta cũng bố trí
các vách cứng cách đều nhau. Mỗi vách cứng dày 0,25 (m) và cách nhau 6 (m) giúp
tăng cường độ cứng cho trụ đỡ.
21
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
21

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
* Kết cấu đỡ thượng tầng:

– Phương án 1:
Với phương án 1, hệ kết cấu gồm 2 trụ đỡ, do đó ta sẽ bố trí 2 kết cấu đỡ thượng
tầng đặt trên 2 trụ riêng rẽ. Mỗi hệ kế cấu đỡ thượng tầng bao gồm 4 dầm chính giao
nhau và 2 dầm phụ nối 2 trụ lại với nhau chịu tải trọng thượng tầng, truyền vào dầm
đỡ thượng tầng. Sơ bộ chọn chiều dài của dầm là 12 (m). Vì đường kính của trụ là 5
m nên phần đầu tự do của dầm được coi là conson có chiều dài là 3,5 (m). Kích thước
dầm sơ bộ chọn là 0,5 x 1,5 x 12 (m).
500
12000
5000
2000
600
1500
6003500
Các kích thước của dầm đỡ thượng tầng thể hiện trên hình vẽ sau:
Hình II.1 – Kích thước dầm đỡ thượng tầng phương án 1
– Phương án 2:
Tương tự, dạng giống như với dạng kết cấu của phương án 1, nhưng kích thước ta
sẽ phải thay đổi cho phù hợp. Do thượng tầng có kích thước lớn nên chiều dài đầu tự
do của dầm dài 6,5 (m), kích thước sơ bộ của dầm là 0,7 x 1,5 (m).
700
26000
10000
4000
800
1500
1000
Hình II.2 – Kích thước dầm đỡ thượng tầng phương án 2
1.2.2. Kết cấu đế móng
Kích thước của đế móng phải thỏa mãn điều kiện sau:

22
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
22

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
Điều kiện về thi công (đó là khả năng tự nổi của công trình trong giai đoạn đầu
khi thi công xong đốt trụ đầu tiên)
T < H
đế
(m)
Điều kiện về ổn định
h
0
> 0 (m)
Trong đó :
T: là mớn nước của công trình (m)
H
đế
: chiều cao của đế (m)
h
0
: chiều cao ổn định ban đầu của công trình (m)
Trong các loại hình dạng của đế móng, thì kết cấu đế móng dạng hình tròn là tối
ưu bởi vì kết cấu hình tròn chịu lực mọi phía giống nhau. Mặt khác đế móng chịu áp
lực thuỷ tĩnh từ mọi phía, không theo một vị trí độ sâu nhất định. Do đó, sơ bộ lựa
chọn cấu tạo đế móng như sau:

– Phương án 1:
Kết cấu đế móng bao gồm 11 xilo và 2 trụ. Mỗi xilo và trụ có đường kính ngoài là
7,5 m. Chiều dày lớp bê tông 0,6 m đối với trụ và 0,4 đối với vòm nắp và bản thành
xilo, được xếp lần lượt như hình vẽ:
34.00
21.70
A
A
A - A
Hình II.3 – Cấu tạo kết cấu theo phương án 1
Chiều dài lớn nhất của đế móng là: 34,00 (m)
Chiều rộng lớn nhất của đế móng là: 21,70 (m)
Chiều cao khối chân đế (bản nắp xilo): 16 (m)
Diện tích đáy khối chân đế: 594,44 (m
2
)
23
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
23

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
Chiều sâu chân khay: 1 (m)
– Phương án 2:
Kết cấu đế móng dạng hình trụ, đường kính chọn sơ bộ là 27 m, gồm 8 dầm trụ đỡ
xuyên tâm, loại dầm trụ đỡ 2 nhánh.
Kích thước của dầm trụ đỡ cho từng phương án được mô tả như sau:

Hệ dầm phụ theo phương vòng, sơ bộ chọn kích thước 0,4 x 0,6 (m).
Chiều dày bản đáy, bản nắp, thành chọn là 0,7 (m).
Chiều sâu chân khay sơ bộ là 0,5 (m).
30000
10000
20000
30000
B
800
1000
400
12000
800
400
56000
400
500
400
1000
MNTT
+42.5m
B - B
B
A A
Hình II.4 – Cấu tạo kết cấu theo phương án 2
1.3. Các phương án đưa ra
1.3.1. Phương án 1: Gồm 11 xilo và 2 trụ đỡ
Tên cấu kiện V (m
3
) γ

bt
(T/m
3
) Số lượng G
i
(T)
Trụ 523,19 2,5 2 2615,93
Nắp Xilo 19,74 2,5 11 542,78
Đáy Xilo 14,08 2,5 13 457,63
Thành Xilo 123,73 2,5 11 3402,63
Chân khay 35,69 2,5 11 981,43
Vách trụ 6,31 2,5 20 315,29
Dầm đỡ TT 6,00 2,5 10 150,00
Bảng II.1 – Thống kê sơ bộ các cấu kiện của phương án 1
24
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
24

TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG HÀ NỘI
VIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BIỂN
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ KẾT CẤU KHỐI CHÂN ĐẾ DÀN DK
BẰNG BÊ TÔNG CỐT THÉP Ở ĐỘ SÂU 40M NƯỚC
=> Khối lượng khối chân đế theo phương án 1 sẽ là: 8435,7 (T).
=> Khối lượng của công trình theo phương án 1 là: 8945,7 (T).
25
GV HD: Th.S Nguyễn Thị Lệ Quyên
25