Trụ sở UBND Hưng Yên: Đồ án tốt nghiệp

Phần này đề cập đến khái niệm sơ đồ tính toán trong thiết kế kết cấu. Sơ đồ tính được định nghĩa là hình ảnh đơn giản hóa của công trình, được sử dụng để hiện thực hóa khả năng tính toán các kết cấu phức tạp. Với phương pháp tính toán thủ công, người thiết kế thường sử dụng các sơ đồ tính toán đơn giản, chấp nhận việc chia cắt kết cấu thành các phần nhỏ hơn bằng cách bỏ qua các liên kết không gian. Điều này nhấn mạnh sự cần thiết của việc đơn giản hóa mô hình để thuận tiện cho quá trình tính toán truyền thống. Sự phát triển của máy tính điện tử đã thay đổi đáng kể cách tiếp cận này, cho phép sử dụng các sơ đồ tính toán phức tạp hơn, mô tả chính xác hơn hành vi thực tế của kết cấu và các mối quan hệ phụ thuộc khác nhau trong không gian. Tuy nhiên, việc lựa chọn sơ đồ tính toán vẫn dựa trên sự cân bằng giữa độ chính xác và khả năng tính toán thực tế.

Trong phần này, tiêu chí lựa chọn sơ đồ tính toán cho từng loại ô sàn được làm rõ. Do yêu cầu về chống thấm và hạn chế vết nứt, sàn nhà vệ sinh được tính toán với sơ đồ đàn hồi. Trong khi đó, các loại sàn khác như sàn phòng ngủ, phòng khách, hành lang được tính toán theo sơ đồ khớp dẻo. Việc lựa chọn sơ đồ khớp dẻo nhằm tận dụng tối đa khả năng làm việc của vật liệu, đảm bảo tính kinh tế và hiệu quả cho công trình. Sự khác biệt trong lựa chọn sơ đồ tính toán giữa các loại sàn phản ánh sự đa dạng của yêu cầu kỹ thuật và điều kiện sử dụng trong thực tế. Sự lựa chọn này cũng cho thấy sự quan tâm đến hiệu quả kinh tế song song với đảm bảo chất lượng công trình.

Phần này trình bày việc phân tích đặc điểm địa chất của khu vực xây dựng trụ sở UBND Thành phố Hưng Yên để làm cơ sở lựa chọn phương án móng phù hợp. Mô đun biến dạng của đất được tính toán (E0 = 665T/m2), cho thấy đây là lớp đất có cường độ trung bình, hệ số rỗng lớn, góc ma sát và mô đun biến dạng trung bình. Tuy nhiên, do bề dày công trình hạn chế so với tải trọng, lớp đất này chỉ thích hợp để đặt đài móng và cho cọc xuyên qua. Các lớp đất khác được mô tả, ví dụ lớp đất trồng trọt (dày 1.7m) là lớp đất yếu và khá phức tạp, chưa ổn định, và lớp đất sét pha dẻo mềm (dày 5.8m). Ba loại móng cọc được xem xét: móng cọc ép (có chất lượng cao, độ tin cậy cao, thi công êm dịu nhưng hạn chế về khả năng xuyên qua lớp cát chặt dày và khả năng chịu tải), móng cọc khoan nhồi (có tiết diện và chiều sâu lớn, chịu tải tốt nhưng công nghệ phức tạp và cần xem xét hiệu quả kinh tế), và móng cọc đóng (thi công nhanh nhưng tiết diện nhỏ, gây ồn, rung và không phù hợp với tải trọng lớn). Việc đánh giá ưu, nhược điểm của từng loại móng cọc là cơ sở để lựa chọn phương án tối ưu cho công trình.

Dựa trên phân tích ở trên, đồ án lựa chọn phương pháp sử dụng móng cọc ép do phù hợp với yêu cầu sức chịu tải, khả năng và điều kiện thi công. Độ lún cho phép được thiết lập là [s] = 8cm. Chiều sâu cắm cọc dự kiến là 24.9m tính từ mặt đất tự nhiên, cắm vào lớp cát trung chặt vừa (1.5m). Các giả thuyết tính toán được nêu ra, bao gồm việc sử dụng hệ giằng giữa các đài cọc để truyền lực ngang, giảm kéo giữa các đài móng và điều chỉnh lún lệch. Hệ giằng còn góp phần chịu một phần mômen truyền từ cột xuống, giúp điều chỉnh sai lệch do cọc ép không thẳng đứng và làm gối đỡ xây tường. Việc bố trí cốt thép trong giằng được xác định dựa trên khoảng cách giữa các đài, tải trọng công trình và độ lún lệch tương đối giữa các đài. Giằng được thiết kế như cấu kiện chịu uốn, cốt thép bố trí chịu mômen dương và âm là như nhau, và cao trình mặt trên của giằng bằng cao trình mặt trên đài móng. Tải trọng tính toán tại chân cột được phân tích (Pmin = 36.1T, Pmax + qc = 53.12T < [P] = 62.63T), cho thấy bố trí cọc là hợp lý.

Công trình sử dụng phương pháp ép cọc. Vị trí cọc được xác định dựa trên mốc chuẩn do chủ đầu tư cung cấp (vị trí 1, 2, 3, 4), sử dụng máy kinh vĩ để đo đạc và xác định chính xác 12 góc của công trình. Chiều sâu cắm cọc dự kiến là 24.9m tính từ mặt đất tự nhiên, tương đương với 1.5m trong lớp cát trung chặt vừa. Để đạt được cao trình đỉnh cọc thiết kế, cần phải ép cọc âm. Việc chuẩn bị các đoạn cọc dẫn bằng thép hoặc bê tông cốt thép (BTCT) là cần thiết để đảm bảo cọc được ép xuống đúng chiều sâu thiết kế. Sau khi ép cọc, tiến hành đào đất hố móng để thi công phần đài cọc và hệ giằng đài cọc. Quá trình này đòi hỏi sự chính xác cao trong việc xác định vị trí và chiều sâu cọc để đảm bảo sự ổn định và khả năng chịu lực của toàn bộ kết cấu móng.

Quy trình ép cọc được mô tả chi tiết, bao gồm việc căn chỉnh chính xác trục cọc trùng với phương nén của thiết bị ép và đi qua điểm định vị cọc (sai lệch tâm không quá 1cm). Đầu trên cọc phải được gắn chặt vào thanh định hướng của khung máy. Lực nén của kích phải đảm bảo tác dụng dọc trục cọc, tránh gây lực ngang. Chuyển động pitông kích cần đều và tốc độ ép cọc được kiểm soát (không quá 1cm/s ban đầu, không quá 2cm/s sau đó). Đồng hồ đo áp lực phải phù hợp với khoảng lực đo. Thiết bị ép cọc phải đảm bảo an toàn lao động. Thí nghiệm tải trọng tĩnh ép dọc trục được thực hiện để kiểm tra khả năng chịu tải của cọc, bao gồm gia tải trước (5% tải trọng thiết kế) để kiểm tra thiết bị và tạo tiếp xúc tốt. Trong quá trình ép, nếu gặp đất cứng hoặc vật cản, cần giảm lực nén để tránh sự cố. Sau khi ép xong đoạn cọc cuối cùng, cần dùng đoạn cọc dẫn để ép thêm 30cm nữa trước khi dừng lại.

Đoạn cọc dẫn được làm từ thép bản hàn lại, dày 10mm, dài 34cm (phần bên trong). Bên trong có 4 thanh thép góc L để chụp kín với đầu đoạn cọc ép, giúp cọc tỳ lên khi ép. Phía trên cọc dẫn có lỗ ɸ30mm để rút cọc dễ dàng. Đầu trên được đánh dấu vị trí để xác định khi ép cọc xuống đúng cao trình thiết kế (cách mặt đất 0.8m). Chiều dài đoạn cọc dẫn được chọn là 1.0m. Kỹ thuật thi công cọc được trình bày bao gồm việc ép cọc từng đoạn, kiểm tra mối hàn trước khi ép đoạn tiếp theo, và điều chỉnh vận tốc ép cọc để tránh làm nghiêng cọc. Nếu cọc bị nghiêng, cần căn chỉnh lại trước khi tiếp tục ép. Quá trình ép cọc cần được giám sát chặt chẽ để đảm bảo chất lượng và an toàn.

Đồ án đề cập đến ba phương án thi công đào đất cho đài móng: hoàn toàn bằng máy, hoàn toàn thủ công và kết hợp cả hai. Phương án cơ giới hóa hoàn toàn giúp rút ngắn thời gian và đảm bảo kỹ thuật, nhưng không phù hợp để đào đến đúng cao trình thiết kế vì dễ làm phá vỡ kết cấu đất và khó tạo độ bằng phẳng. Phương án thủ công dễ tổ chức nhưng đòi hỏi nhiều nhân công, có thể gây khó khăn về tiến độ và không hiệu quả về kinh tế. Phương án tối ưu là kết hợp cả hai, sử dụng máy xúc gầu nghịch để xúc đất vào hố móng, sau đó dùng nhân công san phẳng từng lớp và đầm kỹ. Phương án này giúp giảm thời gian, đảm bảo kỹ thuật, chất lượng bê tông móng và thuận tiện cho việc di chuyển phương tiện. Các vấn đề phát sinh như sụt lở đất do mưa được đề cập, cùng với biện pháp xử lý là vét sạch đất sập, chữa lại đáy hố và làm lớp lót móng bằng bê tông gạch vỡ.

Đối với bê tông móng, đồ án đề cập đến việc sử dụng bê tông thương phẩm, đặc biệt là bê tông bơm. Bê tông bơm đòi hỏi chất lượng cao, dễ bơm và độ sụt phù hợp. Các yêu cầu khác về thi công bê tông không được nêu rõ trong phần này. Chỉ có đề cập đến việc xử lý các khuyết tật khi thi công bê tông cốt thép toàn khối. Những khuyết tật như rỗ bê tông (nguyên nhân do thiếu bảo dưỡng, ximăng mất nước) được đề cập cùng với biện pháp xử lý (trát lại bằng vữa bê tông mác cao hơn). Hiện tượng nứt chân chim khi tháo ván khuôn cũng được đề cập, tuy nhiên không có biện pháp xử lý cụ thể. Ngoài ra, việc xử lý sự cố gặp đá hoặc túi bùn trong hố móng cũng được đề cập, bao gồm việc phá bỏ đá, vét bùn và thay thế bằng vật liệu phù hợp.

Phần này mô tả chi tiết quá trình gia công và lắp dựng ván khuôn cột. Ván khuôn, cây chống được vận chuyển lên sàn tầng 2 bằng tời và vận thăng, sau đó vận chuyển ngang đến vị trí cột. Các tấm ván khuôn được lắp ghép với nhau bằng tấm góc ngoài và chốt nêm. Cốp pha cột được ghép thành hộp 3 mặt, lắp dựng vào khung cốt thép, điều chỉnh vị trí và độ thẳng đứng bằng dây dọi và cây chống. Gông thép được dùng để cố định cốp pha. Cốt thép được nối với thép chờ, cốt đai được buộc theo đúng khoảng cách thiết kế, sử dụng sàn công tác cho việc buộc cốt đai ở trên cao. Cốt thép phải được bảo quản để tránh biến dạng, han gỉ. Sai số kích thước được quy định (không quá 10mm chiều dài, 5mm chiều rộng). Việc nghiệm thu ván khuôn và cốt thép, kiểm tra hệ thống cây chống đảm bảo ổn định trước khi đổ bê tông được nhấn mạnh. Quá trình đầm bê tông cột sử dụng đầm dùi, đảm bảo bê tông không bị rỗ mặt, và ván khuôn không bị xê dịch.

Đồ án nhấn mạnh tầm quan trọng của an toàn lao động trong suốt quá trình thi công. Khi sử dụng cần trục, cần kiểm tra kỹ dây cáp và dây cẩu trước khi sử dụng, không được cẩu quá tải trọng cho phép. Với tải trọng gần giới hạn, cần thực hiện hai động tác: treo cao kiểm tra và sau đó mới nâng lên. Tất cả thiết bị cần được thí nghiệm và kiểm tra trước khi sử dụng. Trong quá trình ép cọc, lực nén phải dọc trục, chuyển động pitông đều và tốc độ được kiểm soát. Đồng hồ đo áp lực phải phù hợp. Thiết bị phải đáp ứng quy định an toàn lao động. Khi tháo dỡ ván khuôn, phải tuân thủ đúng trình tự, có biện pháp phòng ngừa ván khuôn rơi, kết cấu sập đổ. Nơi tháo ván khuôn cần có rào chắn và biển báo. Tháo ván khuôn chỉ được tiến hành sau khi bê tông đạt cường độ quy định. Đối với khoang đổ bê tông cốt thép khẩu độ lớn, cần chống đỡ tạm thời đầy đủ theo thiết kế. Việc che chắn các lỗ hổng sau khi tháo ván khuôn cũng được đề cập.

Để đảm bảo an toàn cháy nổ, cần rào chắn các khu vực nguy hiểm như biến thế, kho vật liệu dễ cháy, nổ, khu vực xung quanh giàn giáo. Trên mặt bằng cần chỉ rõ hướng gió, đường đi lại của xe, phương án thoát hiểm và nguồn nước chữa cháy. Về bảo vệ môi trường, đất và phế thải phải được vận chuyển bằng xe chuyên dụng, che đậy cẩn thận và tuân thủ quy định của thành phố. Công trường cần được bao che bằng hệ thống giáo đứng kết hợp với lưới để đảm bảo vệ sinh công nghiệp. Việc xử lý đất thừa và đất xấu phải đúng quy định, tránh ứ đọng nước và ảnh hưởng đến giao thông. Đất đào dùng để đắp hoàn trả phải được đổ ở vị trí hợp lý, tránh vận chuyển xa và ảnh hưởng đến các công tác khác. Việc tuân thủ các quy định về an toàn lao động và bảo vệ môi trường là yếu tố quan trọng đảm bảo chất lượng và tiến độ công trình.