Đồ án Thiết kế tường chắn đất và vách Thiết kế Gara Ô tô ngầm 6 tầng thi công theo phương pháp Top Down

đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

Phần I: Số liệu đề bài.
1. Nhiệm vụ của Đồ án: Thiết kế tờng chắn đất và vách.
2. Lựa chọn đề tài: Thiết kế Gara Ô tô ngầm 6 tầng thi công theo phơng
pháp đào Hở : Top- Down.
3. Hớng dẫn làm đồ án:
3.1
Tải trọng : Theo TCVN 2737 : 1995, chia làm 3 loại: thờng
xuyên, tạm thời (dài hạn, ngắn hạn), đặc biệt.
3.1.1 Tải trọng thờng xuyên:
Gồm tải trọng bản thân công trình ngầm, lớp áo đờng và các mạng kỹ
thuật, áp lực đất và nớc , tải trọng do nhà hoặc công trình lân cận gây lên.
3.1.2 Tải trọng tạm thời:
Tải trọng tạm thời dài hạn bao gồm: Trọng lợng các thiết bị cố định, của
công trình, áp lực thủy tĩnh nớc ngầm, áp lực chất lỏng và khí đốt trong
bể chứa; tải trọng của con ngời, phơng tiện lên mái sàn, tải trọng do hấp
thụ độ ẩm và từ biến vật liệu.
Tải trọng tạm thời ngắn hạn: áp lực bổ sung của đất do tải trọng chuyển
động trên mặt đất tác dụng; tác động của nhiệt độ, khí hậu.
3.1.3 Tải trọng đặc biệt:
Tải trọng động đất, tác động nổ mìn, biến dạng nền do đất ớt lún, đông
lạnh đất hoặc do sự cố nào đó gây lên.Ngoài ra còn tải trọng do: tác
động của nhiệt độ, tác động của lực trơng nở của đất , tải trọng va đập,
tải trọng tạm thời từ đoàn ngời đi trên hoặc trong CTN.
3.1.4 Tổ hợp tải trọng:
Tổ hợp cơ bản: tải trọng thờng xuyên và tải trọng tạm thời.
Tổ hợp đặc biệt: tải trọng cố định, tải trọng lâu dài, tải trọng ngắn
hạn còn có tải trọng đặc biệt.

3.2

Đánh giá địa chất công trình:

3.2.1 Địa chất công trình:
Đặc điểm địa chất của khu vực xây dựng( vị trí và chiều sâu hố
khoan):
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 1


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

Đất lấp
3,0
Sét pha
dẻo cứng

9,0
Sét pha
nhẹ dẻo
mềm

18,0
Sét kẹp
sét pha

nửa cứng

30 m

Hình 1: Trục địa chất
Bảng 1: Chỉ tiêu cơ lý đất
ST
T

Tên lớp
đất

Độ W
e
Ip
Is
C

w
s
dày (%) (g/cm (g/cm
(kPa)
hi
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 2

E
(kPa)

đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

(m)

)

)

3

3

(0)

1

Đất lấp

3

-

16.2

-

-

-

-

9.7

13.7 3237

2

Sét pha
nhẹ dẻo
cứng

6

32.
8

1.83

2.71

0.96
7

12.
8

0.4
5

0.17

10.7 2133
8

3

Sét pha
nhẹ dẻo
mềm

9

29.
1

1.80

2.68

0.92
2

9.6

0.6

7

0.14

11.0
2

4

Sét kẹp
sét pha
nửa cứng

10

25.
1

1.87

2.73

0.82
6

13.
1

0.0
7

0.26

14.1 11490
0

Nhận xét:
Lớp 2 : sét pha nhẹ dẻo cứng có mô đun biến dạng E=2.133MPa<
5Mpa đất chịu nén kém, 0.25cứng.
Lớp 3: Sét pha nhẹ dẻo mềm có mô đun biến dạng
E=2.814MPa<5MPa đất chịu nén kém, Is=0.67>0.5 đất ở trạng thái
dẻo mềm.
Lớp 4: Sét kẹp sét pha nửa cứng có mô đun biến dạng E=11.49MPa
>5MPa đất chịu nén tốt ,Is=0.07 đất ở trạng thái nửa cứng.
Mực nớc ngầm sâu 3m so với cos tự nhiên.

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 3

2814


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến
0,00
Đất lấp

tầng1

tầng 2

MNN

3,0
Sét pha
dẻo cứng

tầng 3
tầng 4

9,0

tầng 5

Sét pha
nhẹ dẻo
mềm

tầng 6
đáy bê tông lót

18,0
Sét kẹp
sét pha
nửa cứng

30 m

Hình 2: Mặt cắt đứng công trình

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 4


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

Hình 3: Mặt cắt bằng của công trình

Phần II: tính toán tảI trọng.
1.Tính toán áp lực ngang tác dụng lên công trình.
áp lực ngang tác động thờng xuyên: áp lực đất, áp lực nớc ngầm ổn
định.
áp lực ngang tác động tạm thời( ngắn hạn, dài hạn): áp lực từ các phơng tiện giao thông, áp lực từ các thiết bị đặt bên trên công trình,
trong khối trợt.
áp lực ngang đặc biệt: áp lực động đất, áp lực trơng nở đất, áp lực
của dòng xe chuyển động trên khối trợt, các tác động khác theo phơng ngang.
1.1. Xác định tải trọng
a) Tĩnh tải
Trọng lợng bản thân các lớp cấu tạo sàn:
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 5

đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

1- Vữa trát ( = 2,5cm )
2- Bản BTCT ( hb= 10cm)
3- Vữa xi măng ( = 2cm )

Vữa lát nền
BTCT
Vữa trát

Mặt cắt cấu tạo sàn

Hình 4: Mặt cắt cấu tạo sàn.
Trọng lợng bản thân các lớp cấu tạo sàn

g = ( . . )
i
fi i i

Bảng 3: Tải trọng tính toán.
Lớp cấu
tạo

Chiều dày i

Trọng lợng

riêng i (KN/m3)

Hệ số độ
tin
cậy

Trị tính toán
gs (KN/m2)

Vữa lót

25

18

1,3

0,59

Btct

250

25

1,1

6,875

Vữa trát

15

18

1,3

0,351

(mm)

Tổng cộng

Tổng: 6,656

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 6


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

b) Hoạt tải
p s = f ,b Pt/c = 1,2 . 10= 12 (KN/m2)
c. Tổng tải trọng tác dụng lên trục dải bản
qb = ( g s + ps ).b = (6, 656 + 12).1 = 18, 656 (KN/m)

d. Tải phân bố từ sàn truyền vào dầm :
+ Dạng phân bố không đều :

c'
vách

a
qt

qvách
ờng

c

Hình 5: Tải sàn
d phân bố vào tờng và vách.
Tải cho tờng chắn:
suy ra :

q = qs.S(acd).

q=18,656 .6,6.3,3

TảI cho vách :

1
l1

1
=61,56 (kN/m), lấy qt=62kN/m

6.6

q = qs.S(abc).

1
l2

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 7

b


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

1
q=18,656 .15,345 =47,7 (kN/m), lấy qt=48kN/m,
6
lấy N1= 2.qt.l2= 2.48.6=576 (kN)
suy ra :

Hình 6: Một phần mặt cắt ngang- thể hiện sàn.
2.Xác định nội lực:
Tính toán: ta sử dụng phần mềm Plaxis chạy ra các trờng hợp tổ hợp ,
đợc kết quả nh sau:

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 8


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

Hình 7: Kết quả chạy chơng trình phần mềm Plaxis ( trờng hợp tổng tải)
Tổng biến dạng lớn nhất là 361.98* 10 -3m

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 9


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

Hình 8: Hình dạng tổng ứng suất sau khi chạy chơng trình(úmax= -735.73
kN.m2)
Ta đợc biểu đồ mô men nh hình vẽ:

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN

Trang: 10


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

412,213
216,507
60,384

250,679
253,127

254,218
95,384

278,973
363,961
360,209

Hình 9:Biểu đồ Mô men của tờng cừ
(tổ hợp những trờng hợp mô men lớn nhất của các tổ hợp tải trọng và các
giai đoạn thi công).

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 11

đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

26,016
26,922
4,882

75,042
180,035
289,328
393,518
423,767

218,282
108,692

Hình10:Biểu đồ Lực dọc của tờng cừ

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 12


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

Hình 11:Biểu đồ áp lực đất lên tờng cừ.

4.Tính cốt thép:
- Bê tông cấp độ bền B15 có R b = 11,5 Mpa, vì thi công đổ bê tông thẳng
đứng nên hệ số b=0,85, suy ra Rb=9,78.
- Cốt thép dọc sử dụng loại CII : Rs= 280 Mpa
a. Tính và bố trí cốt thép cho tờng chắn:
-Chọn kích thớc tờng chắn là 600ì2200, coi tính toán cho từng đoạn tờng là
tính toán cốt thép cho cột dẹt, suy ra: b=2200mm, h=600mm.
- Nhận xét : đây là cấu kiện chịu mô men một dấu, nên ta chọn phơng án
tính toán cốt thép không đối xứng :As # As.

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 13


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

-Xét ảnh hởng của uốn dọc: u=

lo
, với iu=0.288h=, với l0 là chiều cao các
iu

tầng, lấy=3300m( tầng 1), =2050mm(tầng 2I6), và h=600mm,
Suy ra: u=

lo
={19(với tầng 1),=12(với các tầng 2 I 6)} 28, lấy =1
iu

- Độ lệch tâm phân giới: ep=0,4.(1,25.h-R.h0)
- Độ lệch tâm ngẫu nhiên: ea (
- Kiểm tra độ lệch tâm: e1=
-

So

sánh

ep

M
=
N

e0

với

1
1
l và h ) =20mm
600
30

để

đa

về

các

trờng

hợp

tính

toán:

e0 ep nén lệch tam lớn


e0 ep nén lệch tam nhỏ

- Trờng hợp độ lệch tâm lớn: e0ep , giải bài toán theo cách cho trớc x:
Ne Rb.b.x .(ho 0,5.x )
nhận thấy As<0 với mọi x,
Rsc.Za

As=

Do vậy diện tích cốt thép chịu nén As đặt theo thép cấu tạo,
Diện tích cốt thép chịu kéo tính theo công thức đặc biệt : As=

N (e Za)
Rs.Za

Tính theo các công thức trên ta đợc số liệu tính toán nh bảng sau:
Bảng 4:
ST
T

b

H

a=a

ho

Za

lo

Rb

Rs

xR

M

N

As'

As(db)

1

220
0

60
0

70

53
0

46
0

330
0

9.7
8

28
0

0.65
6

906868.
6

59228.4

867.615

6935.14

2

220
0

60
0

70

53
0

46
0

205
0

9.7
8

28
0

0.65
6

551493.
8

10753.6

-3713.3

4262.581

3

220
0

60
0

70

53

0

46
0

205
0

9.7
8

28
0

0.65
6

556879.
4

165092.
4

3395.88

4028.79

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN

Trang: 14


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

4

220
0

60
0

70

53
0

46
0

205
0

9.7
8

28

0

0.65
6

559279.
6

396077

2964.77

3634.953

5

220
0

60
0

70

53
0

46
0

205
0

9.7
8

28
0

0.65
6

613740.
6

636521.
6

-2112.57

3628.421

6

220
0

60
0

70

53
0

46
0

205
0

9.7
8

28
0

0.65
6

80071.2

865739.
6

4750.95

5283

220

0

60
0

53
0

46
0

545
0

9.7
8

28
0

0.65
6

792459.
8

932287.
4

7

70

Kiểm tra điều kiện hạn chế: à=

4

As=69,35cm2, chọn 2320
As chọn=72,3cm ,
khoảng cách :
2200 2 ì 70 2 ì 12
=92,5mm.
23-1

1 20

2 20

8 20

2

2

7

3

12 20
1

a=92,4

16

8

Kiểm tra tỉ lệ côt thép:
à=

4487.839

As
, có 18<<35 thì à2àmin=2.0.001=0.002.
A

**/Bố trí thép cho các đoạn tờng nh sau:
- Đoạn1:

a=

4153.91
1

14
a=216

12 14
a=185

As

7230
=
=0.005, thỏa mãn
A 600.2200

7

Mặt cắt I-I
Hình 12: Mặt cắt I-I

- Đoạn 2:

4

1

20

2

As=42,6cm , chọn 1520
2

12 20
a=92,4

As chọn=53,4cm ,
Kiểm tra tỉ lệ côt thép:
2

As
5340
à= =
=0.004, thỏa mãn
A 600.2200

20

7

14
a=216

12 14
a=185

3
1

7

Mặt cắt II-II

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 15


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

Hình 12: Mặt cắt II-II
- Đoạn 3:

4

1

20

12 20
a=92,4

As=40,3cm , chọn 1320
2

As chọn=40,85cm2 ,
Kiểm tra tỉ lệ côt thép:
à=

14
a=216

7

As
4053
=

=0.003, thỏa mãn
A 600.2200

12 14
a=185

1

7

Mặt cắt III-III

Hình 12: Mặt cắt III-III

- Đoạn 4 và 5:
As=36,3cm2 , chọn 1220

12 20
a=92,4

As chọn=37,7 cm2
Kiểm tra tỉ lệ côt thép:
As
3770
à= =
=0.00285,
A 600.2200

7

14
a=216

12 14
a=185

1

7

Mặt cắt IV-IV

thỏa mãn

Hình 12: Mặt cắt IV-IV
- Đoạn 6:
As=52,83 cm2 , chọn 1720
As chọn=53,4 cm2

5

2

6

20
12 20
a=92,4

1

Kiểm tra tỉ lệ côt thép:
à=

As
5340
=
=0.004,
A 600.2200

thỏa mãn

7

14
a=216

12 14
a=185

7

Mặt cắt V-V

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 16

đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

Hình 12: Mặt cắt V-V

-

Đoạn 7:
6

As=44,87 cm2 , chọn 1520

12 20
a=92,4

16

8

Kiểm tra tỉ lệ côt thép:
7

As
4710
à= =
=0.0035,
A 600.2200

1

70

As chọn=47,1 cm

2

14
a=216

12 14
a=185

7

185 370

thỏa mãn

Mặt cắt VI-VI
Hình 12: Mặt cắt VI-VI

b. Tính và bố trí cốt thép cho vách:
- Chọn kích thớc vách là: 300ì6000. Tính cốt thép đặt theo chu vi.
Vẽ biểu đồ tơng tác cho tiết diện trên với các số liệu sau : b=300mm,
h=6000mm, Rb=11.5, ób=0.85, Rs=Rsc=280, a=40mm
Cốt thép gồm 5612 xếp thành 27 lớp (3+2+2+...+2+3)
Số liệu về cốt thép ghi trong bảng sau:
Bảng 6:
Ký hiệu

Asi,mm2

As1
339.3

As2

Asi

h0i, mm

5960

5810

5810-i.

190

40

yi,mm

2960

2810

2810-i.

-2810

-2960

226

226

As26
226.2

As27
339.3

Kết quả tính toán các thành phần và giá trị của N, M ghi trong bảng sau:
Bảng 7:
___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 17


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

600

Rbbx
(103)
2E+03

úsiAsi
(103)
1319.290

N
(103)
750.7

0,5.Rbbx(h-x)
(106)
6E+03

úsiAsiyi
(106)
2.6E+03

M*
(106)
8208

1200

4E+03

665.406

3475

1E+04

3.8E+03

13784

1800

6E+03

295.417

5915

1E+04

4.2E+03

17250

2400

8E+03

-77.172

8357

1E+04

4.3E+03

19176

3000

1E+04

-461.154

10811

2E+04

4E+03

19524

3600

1E+04

-1033.237

13453

1E+04

3E+03

17910

4200

1E+04

-1574.358

16064

1E+04

1.8E+03

14856

4800

2E+04

-1938.333

18498

1E+04

9.6E+02

10899

5200

2E+04

-2176.234

20806

6E+03

3.7E+02

5962

6000

2E+04

-2290.678

22991

0

6.2E+01

61.65

X

Kiểm tra với cặp nội lực các tầng:

Tầng
N(kN)
M(kN.m)

1
248.04

2
248.04

3
248.04

4
248.04

5
248.04

6
248.04

576

1152

1728

2304

2880

3456

- Ta vẽ đợc biểu đồ tơng tác nh sau:

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 18


đồ án tk ctn pp đào hở

gvhd: nghiêm mạnh hiến

1

12
a=352

12

Các cặp nội lực1nằm
trong biểu đồ tơng tác trên,
a=150
Vậy với thép chọn và bố trí nh trên là thỏa mãn.
12
a=200

**/Bố trí thép cho các đoạn vách nh sau:

3

12
3
a=300

A

1
1

12
a=150

12
a=352

A
5

12
a=110
12
a=200

12
a=110

1

12
a=200

3

4

Mặt cắt A-A
2

12
a=150

___________________________________________________________________
___________________________________________________________________
SVTH: Lơng Thị Hằng ___ Lớp 07XN
Trang: 19

bố trí thép cho vách chịu lực Tl: 1-250