Đồ án tốt nghiệp XD Dân dụng

Đồ án lựa chọn bê tông cốt thép làm vật liệu chính cho kết cấu công trình. Sự lựa chọn này dựa trên nhiều yếu tố: Bê tông cốt thép có chi phí thấp hơn so với kết cấu thép, dễ thi công hơn, bền với môi trường và nhiệt độ. Đặc biệt, bê tông cốt thép tận dụng được ưu điểm chịu nén tốt của bê tông và chịu kéo tốt của cốt thép. Để phù hợp với kết cấu nhà cao tầng, bê tông mác cao được sử dụng. Các vật liệu khác như gạch, cát, đá, xi măng được ưu tiên sử dụng vật liệu sản xuất trong nước để giảm giá thành. Tất cả các vật liệu đều được kiểm tra tính chất cơ lý kỹ lưỡng trước khi sử dụng. So sánh với kết cấu thép, kết cấu bê tông cốt thép khắc phục được khó khăn trong thi công mối nối, giảm chi phí bảo quản và bảo dưỡng lâu dài.

Đồ án phân tích hai hệ khung chịu lực chính: hệ khung thuần và hệ khung giằng. Hệ khung thuần tạo không gian lớn, linh hoạt, phù hợp công trình công cộng nhưng kém hiệu quả ở nhà cao tầng, chịu tải trọng ngang kém và biến dạng lớn, dẫn đến lãng phí vật liệu và không gian. Ngược lại, hệ khung giằng kết hợp khung và vách cứng, thường bố trí ở cầu thang, khu vệ sinh… Vách cứng chịu tải trọng ngang chính, khung chịu tải trọng thẳng đứng, tối ưu hóa kích thước cột dầm. Hệ khung giằng phù hợp cho nhà dưới 40 tầng, tùy cấp độ động đất. Công trình trụ sở trường Đại học GTVT Hà Nội, với 8 tầng, chiều cao 3.5m/tầng và nhịp 7m, đòi hỏi hệ kết cấu chịu lực hợp lý và hiệu quả, cân nhắc giữa hai phương án trên.

Việc lựa chọn giải pháp kết cấu sàn ảnh hưởng trực tiếp đến giá thành và chất lượng công trình. Đồ án đề cập đến các phương án sàn khác nhau, nhấn mạnh vào việc cân nhắc các yếu tố như đặc điểm công trình (nhà 8 tầng, tải trọng phức tạp), tải trọng tác dụng, và yêu cầu kiến trúc (hình dáng, công năng, tính thích dụng). Các phương án sàn được xem xét bao gồm sàn phẳng và sàn ô cờ BTCT. Sàn phẳng có ưu điểm là chiều cao kết cấu nhỏ, tiết kiệm không gian, phù hợp với khẩu độ vừa và tải trọng lớn. Tuy nhiên, nhược điểm là chiều dày bản sàn lớn, tốn vật liệu, tính toán phức tạp và thi công khó khăn. Sàn ô cờ BTCT, với hệ dầm vuông góc chia sàn thành các ô nhỏ, phù hợp với nhà có hệ thống lưới cột vuông, tiết kiệm không gian nhưng phức tạp trong thi công.

Do công trình là nhà cao tầng 8 tầng tại Hà Nội với tải trọng lớn, đồ án đề xuất sử dụng móng sâu, cụ thể là móng cọc, để đảm bảo khả năng chịu tải và ổn định cho công trình. Ba loại móng cọc được xem xét: cọc đóng, cọc khoan nhồi và cọc ép. Cọc đóng có ưu điểm là sức chịu tải lớn, thi công nhanh, chi phí thấp và đa dạng máy móc thi công. Tuy nhiên, nó gây ồn, ô nhiễm môi trường và rung chấn ảnh hưởng đến công trình lân cận, không phù hợp với khu vực đô thị. Cọc khoan nhồi và cọc ép được đánh giá là giải pháp phù hợp hơn vì giảm thiểu các nhược điểm của cọc đóng. Cọc ép đặc biệt được đánh giá cao vì không gây ồn, rung chấn, và có chất lượng đảm bảo do được sản xuất hàng loạt tại nhà máy. Tuy nhiên, chiều dài cọc ép bị hạn chế, cần cân nhắc kỹ lưỡng khi lựa chọn.

Đồ án chọn phương pháp thi công cọc ép do tính chất công trình và điều kiện địa chất. Có hai phương pháp chính: ép cọc trước và ép cọc sau. Phương pháp ép cọc trước, ép cọc xong rồi mới làm đài móng, có ưu điểm là không gian thi công thoáng, dễ điều khiển máy móc nhưng thời gian thi công lâu hơn. Phương pháp ép cọc sau, đổ bê tông đài móng trước, trừ lỗ để ép cọc, sau đó dùng tải trọng công trình làm đối trọng, rút ngắn thời gian thi công nhưng không gian làm việc chật hẹp, khó điều khiển máy. Với đặc điểm công trình, phương pháp ép cọc trước được lựa chọn, ép cọc đến độ sâu thiết kế rồi mới đào hố móng và đổ bê tông đài cọc. Số lượng cọc trong mỗi đài móng được xác định (6 cọc ở đài M1, 7 cọc ở đài M2, chiều dài cọc tối đa 6m, khoảng cách giữa các cọc 0.9m) để lựa chọn thiết bị ép cọc phù hợp. Việc định vị chính xác vị trí các cọc trên mặt bằng cũng được trình bày chi tiết.

Các bước chuẩn bị thi công bao gồm khảo sát địa chất, chuẩn bị mặt bằng, nghiên cứu báo cáo khảo sát địa chất, bản đồ công trình ngầm, mạng lưới bố trí cọc… Quá trình ép cọc được giám sát chặt chẽ, ghi chép đầy đủ vào nhật ký thi công. Chi tiết về cách xử lý sự cố trong quá trình ép cọc (cọc nghiêng, áp lực đột biến) cũng được nêu rõ. Sau khi ép cọc, công tác đào đất, xử lý nền đất yếu, thi công lớp lót móng bằng bê tông gạch vỡ, lắp dựng cốt thép móng, đổ bê tông móng (bằng phương pháp bơm kết hợp đầm) được mô tả cụ thể. Các yêu cầu kỹ thuật như độ sụt bê tông, chiều dày lớp đổ bê tông, việc đầm nén bê tông, và tháo dỡ ván khuôn được nhấn mạnh. Cuối cùng, quy trình lấp đất và tôn nền được đề cập, với yêu cầu sử dụng phương pháp thủ công để tránh va chạm vào cột đã được đổ bê tông.

Công trình là trụ sở làm việc của trường Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội, một công trình nhà cao tầng 8 tầng, với chiều cao trung bình mỗi tầng là 3.5m và bước nhịp dầm trung bình là 7m. Do đó, công trình chịu tải trọng lớn cả theo phương đứng và phương ngang. Đặc điểm công trình là trụ sở làm việc, đòi hỏi đáp ứng các yêu cầu về kiến trúc, công năng sử dụng và tính thích dụng cao. Việc lựa chọn vật liệu và phương pháp thi công cần đảm bảo chất lượng công trình, hiệu quả kinh tế và an toàn trong quá trình thi công cũng như quá trình sử dụng sau này. Các tính toán về tải trọng, nội lực và tổ hợp tải trọng (bao gồm tải trọng tĩnh, hoạt tải và tải trọng gió) được thực hiện để đảm bảo an toàn cho kết cấu.

Khu đất xây dựng công trình tại Hà Nội tương đối bằng phẳng. Khảo sát địa chất bằng phương pháp khoan thăm dò tĩnh SPT cho thấy các lớp đất có chiều dày tương đối ổn định trên mặt bằng. Kết quả khảo sát cho thấy nền đất phía dưới công trình gồm nhiều lớp đất khác nhau. Do khu đất bằng phẳng và không có hệ thống kỹ thuật ngầm chạy qua nên việc thi công móng được đơn giản hóa. Thông tin chi tiết về các lớp đất và tính chất của chúng được sử dụng làm cơ sở để lựa chọn giải pháp móng và phương pháp thi công phù hợp, đảm bảo sự ổn định của công trình trong suốt quá trình sử dụng.

Đơn vị thi công có đội ngũ kỹ sư, cán bộ kỹ thuật và công nhân lành nghề, giàu kinh nghiệm thi công các công trình nhà cao tầng. Nguồn nhân lực đáp ứng đủ yêu cầu về tiến độ. Máy móc, thiết bị thi công đủ đáp ứng yêu cầu công trình. Điện năng cung cấp cho công trình từ lưới điện thành phố và máy phát điện dự phòng. Các điều kiện về cung cấp điện, nước được đảm bảo để phục vụ quá trình thi công và hoạt động của công trình sau khi hoàn thành. Sự sẵn có của nguồn lực này đảm bảo cho tiến độ và chất lượng của dự án.