Nghiên cứu tường ngang ổn định hố đào công trình trung tâm giao dịch thương mại quốc tế fosco tp HCM

NGUY N MINH TÂM TS... NGUY N MINH TÂM Tp... Abstract: Currently, there are many methods to construct deep excavation, such as: Bottom-Up, Top-Down, Semi-Top Down, which mostly use stee

Công trình đ c hoàn thành t i: Tr ng i H c Bách Khoa – HQG-HCM

Cán b h ng d n : TS NGUY N MINH TÂM

TS PH M T NG H I

Cán b ch m nh n xét 1 :

Cán b ch m nh n xét 2 :

Lu n V n Th c s đ c b o v t i Tr ng i h c Bách Khoa, HQG Tp.HCM ngày …… tháng …… n m ………

Thành ph n H i đ ng đánh giá lu n v n th c s g m: 1 ………

2 ………

3 ………

4 ………

5 ………

Xác nh n c a Ch t ch H i đ ng đánh giá LV và Ch nhi m B môn qu n lý chuyên ngành sau khi lu n v n đã đ c s a ch a (n u có)

NHI M V LU N V N TH C S

H tên h c viên: LÊ ANH DUY MSHV: 12090354

Ngày, tháng, n m sinh: 06/10/1988 N i sinh: NG THÁP

Chuyên ngành: A K THU T XÂY D NG Mã s : 60.58.60

I TÊN TÀI:

II NHI M V VÀ N I DUNG:

1 NHI M V : Phân ích ính oán và đán giá k tqu c a vi c s d ng ng

FOSCO)

2 N I DUNG :

h n

III NGÀY GIAO NHI M V : 24/06/2013

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHI M V : 22/11/2013

V CÁN B H NG D N : TS NGUY N MINH TÂM

Tp HCM, ngày tháng n m 2013.

CÁN B H NG D N

TS NGUY N MINH TÂM

CH NHI M B MÔN ÀO T O

L I C M N

Lu n v n th c s đ c hoàn thành m t ph n là nh vào s c g ng mi t mài

c a b n thân tác gi , ph n còn l i nh vào s h ng d n t n tâm c a quý th y cô, s

đ ng viên giúp đ c a gia đình và b n bè

Xin g i nh ng l i bi t n chân thành đ n th y TS Nguy n Minh Tâm và th y

TS Ph m T ng H i đã luôn quan tâm theo sát em, h ng d n và truy n đ t nh ng kinh nghi m, ki n th c quý báu c a th y đ giúp đ em hoàn thành bài lu n v n Xin chân thành c m n quý th y cô b môn a C N n Móng đã nhi t tình

ch d n và t o đi u ki n t t nh t v c s v t ch t, trang thi t b thí nghi m trong

su t th i gian tác gi th c hi n lu n v n này

Xin chân thành c m n các b n đ ng nghi p là b n Tâm, b n Huy và các anh

ch trong l p a K Thu t khoá 2012 đã nhi t tình giúp đ em trong th i gian qua

Và cu i cùng xin c m n gia đình và anh em b n bè đã đ ng viên và giúp đ trong su t quá trình h c t p và th c hi n lu n v n này

Chân thành c m n!

TP H Chí Minh, Ngày 21 tháng 11 n m 2013

Tóm t t: Hi n nay thi công h đào sâu có r t nhi u ph ng pháp : Bottom-Up, Top-Down, Semi-Top Down h u h t th ng s d ng h thanh ch ng b ng thép đ

n đ nh t ng vây Tuy nhiên, trên th gi i đang nghiên c u s d ng h t ng ngang (Crosswall) làm h n đ nh cho thi công h đào, ví d nh công trình Trung tâm th ng m i th gi i Taipei 101, ài Loan s d ng ph ng pháp này u đi m

c a ph ng pháp này là giúp gi m chuy n v t ng vây đáng k , k t h p làm vách

ng n t ng h m theo công n ng ki n trúc công trình Trong lu n v n này, tác gi không ch mong mu n gi i thi u m t công ngh thi công m i mà còn qua vi c mô

ph ng so sánh cung c p đ n các k s các tính toán phân tích đ tham kh o áp d ng trong thi t k

Abstract: Currently, there are many methods to construct deep excavation, such as: Bottom-Up, Top-Down, Semi-Top Down, which mostly use steel struts to stabilize the diaphragm wall However, researchers worldwide are considering using

horizontal wall (Crosswall) as a stable system, such as works in Taipei 101 World

Financial Center, Taiwan The advantage of this method is to help reduce significantly the displacement of diaphragm wall and combine basement bulkhead according to the functions of architecture construction In this thesis, the writer not only desires to introduce a new execution technology but also through the comparison and emulation, provides the caculation and analysis to the construction engineers for reference to apply in their designs

L I CAM OAN

Tôi xin cam đoan lu n v n này là công trình nghiên c u th c s c a cá nhân tác gi , đ c th c hi n trên c s nghiên c u lý thuy t và ti n hành mô ph ng tính toán d i s h ng d n khoa h c c a các th y TS Nguy n Minh Tâm và TS Ph m

T ng H i

Các s li u v đ a ch t, k t qu quan tr c, mô hình tính toán và k t qu trong

lu n v n là trung th c, đ c xu t phát t kinh nghi m và th c ti n, các s li u th c

t đ c ch rõ ngu n trích d n trong danh m c tài li u tham kh o

M t l n n a tôi xin kh ng đ nh v s trung th c c a l i cam k t trên

M C L C

M U 1 

1.V n đ th c ti n và tính c p thi t c a đ tài Error! Bookmark not defined. 2.M c tiêu nghiên c u 1 

3.Ph ng pháp nghiên c u 1 

4.Ý ngh a khoa h c và th c ti n c a đ tài 1 

5. Ph m vi và gi i h n đ tài nghiên c u 1 

CH NG 1  T NG QUAN K T C U H ÀO 3 

1.1.T ng quan h đào 3

1.1.1. Vai trò c a h đào 3 

1.1.2.  c đi m c a công trình h đào sâu 3 

1.1.3. Phân lo i h đào 4

1.1.3.1 Ph ng th c đào 4 

1.1.3.2 c đi m ch u l c c a k t c u 4 

1.1.3.3 Ch c n ng k t c u 4 

1.1.4. Phân lo i t ng vây h đào th ng s d ng 5 

1.1.4.1 T ng ch n b ng c c đ t tr n xi m ng 5 

1.1.4.2 T ng ch n đ t b ng c c khoan nh i 5 

1.1.4.3 T ng ch n đ t b ng c c thép hình 6 

1.1.4.4 T ng ch n đ t d ng hàng c c b n thép 6 

1.1.4.5 C c b n bê tông c t thép 7 

1.1.4.6 T ng vây Barrette 7 

1.2.Các nghiên c u v h t ng ngang n đ nh h đào sâu 8

1.2.1. Nghiên c u c a C Y Ou, Y L Lin, P G Hsieh (2006) 8 

1.2.2. Nghiên c u c a Richard N Hwang and Za-Chieh Moh (2008) 11

1.2.3. Nghiên c u Hsii-Sheng Hsieh, Yi-Chih Lu and Ting-Mei Lin (2008) 13 

1.2.4. Nghiên c u Pio-Go Hsieh, Chang-Yu Ou, Yi-Lang Lin (2012) 15 

CH NG 2  C S LÝ THUY T TÍNH TOÁN H ÀO SÂU 17 

2.1. Tính toán áp l c ngang lên t ng ch n 17

2.1.1. Lý thuy t Mohr-Rankine 17

2.1.1.1 Áp l c đ t ch đ ng 17 

2.1.1.2 Áp l c đ t b đ ng 18 

2.1.2. Lý thuy t Coulomb 18

2.1.2.1 Áp l c đ t ch đ ng 19 

2.1.2.2 Áp l c đ t b đ ng 21 

2.2. Ph ng pháp tính k t c u ch n gi h đào(PP Sachipana-Nh t b n)Error! Bookmark not 2.3. Ki m tra n đ nh c a t ng ch n 26

2.3.1. Ki m tra n đ nh c a đ t n n d i b n móng t ng ch n 26

2.3.2. Ki m tra n đ nh tr t ph ng c a t ng ch n 26

2.3.3. Ki m tra n đ nh l t c a t ng ch n 27

2.3.4. Ki m tra n đ nh tr t sâu c a t ng ch n 27

2.4. Ph ng pháp ph n t h u h n 28

2.4.1. C s lý thuy t c a ph n m m Plaxis 29

2.4.2. Các mô hình đ t n n 29

2.4.2.1 Mô hình đàn h i d o lý t ng Mohr - Coulomb 29 

2.4.2.2 Mô hình t ng b n đ ng h ng Hardening Soil 31 

CH NG 3 NG D NG T NG NGANG N NH H ÀO SÂU C A CÔNG TRÌNH TTTM FOSCO 38

3.1. Th c tr ng công trình nghiên c u 38

3.1.1.  c đi m công trình 38

3.1.2.  i u ki n đ a ch t công trình 39

3.2. Mô ph ng bài toán 40

3.2.1. Thông s đ u vào bài toán 41

3.2.1.1 T ng vây, t ng ngang (crosswall) 41 

3.2.1.2 H thanh ch ng 41 

3.2.1.3 D m m t ng vây 42 

3.2.1.4 C t thép hình (KINGPOST) 42 

3.2.1.5 Sàn t ng h m công trình 43

3.2.1.6 Ph t i m t đ t 43 

3.2.1.7 i u ki n m c n c ng m 43 

3.2.1.8 t n n công trình 43 

3.2.1.9 Các giai đo n tính toán 45 

3.2.2. Ph ng pháp s d ng h thanh ch ng thép 46

3.2.2.1 K t qu tính toán 47 

3.2.2.2 So sánh k t qu v i s li u quan tr c th c t 50 

3.2.3. Ph ng án b trí h t ng ngang (D=13m, L=22m) 51

3.2.3.1 K t qu tính toán 52 

3.2.3.2 So sánh k t qu tính toán v i ph ng án thi công h thanh ch ng thép 54 

3.2.4. Ph ng án b trí h t ng ngang (D=13m, L=15m) 55

3.2.4.1 K t qu tính toán 55 

3.2.4.2 So sánh k t qu tính toán v i ph ng án (D=13m, L=22m) 57 

3.2.5. Ph ng án b trí h t ng ngang (D=20m, L=15m) 58

3.2.5.1 K t qu tính toán 58 

3.2.5.2 So sánh k t qu tính toán v i ph ng án (D=13m, L=15m) 61 

K T LU N VÀ KI N NGH  

DANH M C TÀI LI U THAM KH O  

DANH M C HÌNH NH

Hình 1.1  : T ng ch n b ng c c đ t tr n xi m ng 5 

Hình 1.2  : T ng ch n đ t b ng c c khoan nh i 5 

Hình 1.3 : T ng ch n b ng c c thép hình 6

Hình 1.4  : T ng ch n d ng hàng c c b n thép 6 

Hình 1.5 : T ng c c b n bê tông c t thép 7

Hình 1.6  : H đào n đ nh b ng t ng vây và h ch ng 8 

Hình 1.7  : S đ t ng ngang 9 

Hình 1.8  : Các ki u liên k t gi a t ng ngang và t ng vây 9 

Hình 1.9  : Chuy n v c a t ng vây và đ lún đ t n n t i v trí có t ng ngang .10 

Hình 1.10  : V trí công trình nghiên c u .11 

Hình 1.11  : Bi u đ chuy n v và l trình chuy n v t ng vây 12 

Hình 1.12  : M t b ng b trí t ng ngang .13 

Hình 1.13  : Liên k t b ng thép t m 14 

Hình 1.14  : Liên k t d ng ch T 14 

Hình 1.15  : Liên k t m m 15 

Hình 2.1  : Cân b ng Mohr-Rankine (ch đ ng) 17 

Hình 2.2  : Cân b ng Mohr-Rankine (b đ ng) 18 

Hình 2.3  : Tính toán áp l c đ t ch đ ng theo Coulomb .19 

Hình 2.4  : S đ tính toán chính xác l c trong thanh ch ng theo Sachipana 23 

Hình 2.5  : S đ tính toán g n đúng l c trong thanh ch ng theo Sachipana 25 

Hình 2.6  : Ý t ng c b n c a mô hình đàn h i - d o lý t ng MC .30 

Hình 2.7  : M t ng ng d o MC trong không gian ng su t chính (c=0) 31 

Hình 2.8  : Quan h gi a ng su t và bi n d ng theo hàm Hyperbolic trong thí nghi m nén 3 tr c thoát n c 33 

Hình 2.9  : Các đ ng cong d o ng v i các giá tr γp khác nhau 34 

Hình 2.10  : nh ngh a mô đun Eoedref trong thí nghi m nén c k t 35 

Hình 2.11  : Các m t d o trong m t ph ng (p q−% ) c a mô hình HS .35 

Hình 2.12  : M t d o trong không gian ng su t chính c a mô hình HS (c=0) 36 

Hình 2.13 : ng cong bi n d ng có k đ n s k t thúc giãn n trong thí nghi m 3 tr c thoát n c 36

Hình 3.1  : M t b ng h đào công trình 38 

Hình 3.2  : M t c t đ a ch t công trình 40 

Hình 3.3  : H tr c t a đ c a ph n t d m 42 

Hình 3.4  : M t b ng h đào mô ph ng b ng ch ng trình Plaxis 3D Foundation .46 

Hình 3.5  : Mô hình 3D h đào 46 

Hình 3.6  : Vùng chuy n v t ng vây .47 

Hình 3.7  : D ng chuy n v c a t ng vây 47 

Hình 3.8  : Bi u đ chuy n v t ng vây s d ng h thanh ch ng 49 

Hình 3.9  : Bi u đ so sánh chuy n v c a t ng vây và k t qu quan tr c 50

Hình 3.10 : Mô hình phân tích bài toán s d ng t ng ngang D=13m, L=22m .51

Hình 3.11  : Vùng chuy n v t ng vây tr ng h p t ng ngang D=13m, L=22m .52 

Hình 3.12 : D ng chuy n v c a t ng vây tr ng h p s d ng t ng ngang có D=13m và L=22m 52

Hình 3.13  : Bi u đ chuy n v c a t ng vây tr ng h p t ng ngang D=13m, L=22m .54 

Hình 3.14  : Bi u đ so sánh chuy n v c a t ng vây s d ng t ng ngang D=13m, L=22m và t ng vây s d ng h thanh ch ng thép 54 

Hình 3.15 : Vùng chuy n v t ng vây tr ng h p t ng ngang D=13m, L=15m .55

Hình 3.16 : D ng chuy n v c a t ng vây tr ng h p t ng ngang D=13m, L=15m .55

Hình 3.17 : Bi u đ so sánh chuy n v c a t ng vây s d ng t ng ngang

D=13m, L=22m và t ng vây s d ng t ng ngang D=13m, L=15m .57

Hình 3.18 : Mô hình phân tích bài toán s d ng t ng ngang D=20m,

DANH M C B NG BI U

B ng 1.1  : Bi u đ tham kh o s d ng ph ng pháp Bottom-up t i vùng

T2,TK2 và K1 12 

B ng 2.1  : B ng tra góc ma sát ngoài δ .20 

B ng 3.1  : B ng phân lo i và đ c đi m phân b các l p đ t h khoan SI-1 .39 

B ng 3.2  : Thông s đ u vào c a t ng vây(DW),t ng ngang(CW) 41 

B ng 3.3  : Thông s đ u vào c a h thanh ch ng t ng vây .41 

B ng 3.4  : Thông s đ u vào c a d m m t ng vây 42 

B ng 3.5  : Thông s đ u vào c a h kingpost .42 

B ng 3.6  : Thông s đ u vào c a sàn t ng h m công trình .43 

B ng 3.7  : Tính ch t c lý ch y u c a đ t n n công trình 44 

B ng 3.8  : Các giai đo n tính toán 45 

B ng 3.9  : K t qu chuy n v t ng vây tr ng h p dùng h thanh ch ng .48 

B ng 3.10  : Các giai đo n tính toán 51 

B ng 3.11  : K t qu chuy n v t ng vây 53 

B ng 3.12 : B ng k t qu chuy n v t ng vây tr ng h p có liên k t t ng ngang và không có liên k t t ng ngang 56

B ng 3.13  : B ng k t qu chuy n v t ng vây tr ng h p có liên k t t ng ngang và không có liên k t t ng ngang (Tr ng h p D=20m, L=15m) .59 

-1-

PH N M U

1 V n đ th c ti n và tính c p thi t c a đ tài

Thi công h đào sâu trong khu v c thành ph c n ph i xem xét đ n đ n đ nh b n

v ng cho các công trình lân c n Do đó c n tính toán k l ng k t h p v i các bi n pháp đo nh h ng c a h đào tránh làm h h ng các công trình bên c nh

lý không ch cho công trình đang tính toán mà còn cho c công trình lân c n

Vi c s d ng t ng ngang mang l i ý ngh a th c ti n trong vi c gi m chuy n v ngang cho t ng vây, n đ nh cho h đào và cho các công trình hi n h u bên c nh

D a vào các k t qu nghiên c u, chuy n v ngang c a t ng vây t i v trí có t ng ngang và đi m gi a 2 t ng ngang gi m đáng k 67-83% và 12-67%

5 Ph m vi và gi i h n c a đ tài

Trong lu n v n này, các y u t nh h ng đ n kh n ng làm vi c c a h đào sâu và

mô hình s đ c nghiên c u trên c s áp d ng ph ng pháp ph n t h u h n trong

vi c thi t k h đào sâu

Công trình ti p c n h ng nghiên c u trong đ tài lu n v n là Trung tâm giao d ch th ng m i qu c t FOSCO, Thành ph H Chí Minh Ph m vi nghiên

s gi m ng su t do quá trình thi công t ng ch n không đ c quan tr c do thi u thi t b đo

đ n gi n, trong su t lu n v n này vi c phân tích d li u d a trên c s là bi n

d ng ph ng nh h ng c a y u t hình h c c a h đào ch a xem xét

Trong ph m vi nghiên c u c a đ tài không đi sâu vào nghiên c u lý thuy t, ch

d a vào s li u quan tr c mô ph ng so sánh k t qu v i công trình TTGDTM qu c t Fosco

Ngày nay, t i các thành ph l n do qu đ t ngày càng thu h p, giá đ t ngày càng

t ng cao nên con ng i có xu h ng khai thác t i đa ph n không gian d i m t đ t công trình v i nhi u m c đích khác nhau: dây chuy n công ngh các ngành công nghi p n ng (luy n kim, v t li u xây d ng…), các công trình th y l i (các tr m b m, các công trình th y l i, th y đi n…), các công trình giao thông (ga, h m, đ ng tàu

đi n ng m…), các công trình dân d ng (bãi đ u xe, t ng h m k thu t…)

1.1.2 c đi m c a công trình h đào sâu

Công trình h đào sâu là m t lo i công vi c t m th i, s d tr v an toàn có th

là t ng đ i nh nh ng l i có liên quan v i tính đ a ph ng, đi u ki n đ a ch t c a

m i vùng khác nhau thì đ c đi m c ng khác nhau

Theo đà phát tri n c i t o các thành ph c , các công trình cao t ng, th ng t p trung nh ng khu đ t nh h p, m t đ xây d ng l n Yêu c u đ i v i vi c n đ nh và

kh ng ch chuy n d ch r t là nghiêm ng t ào h móng trong đi u ki n đ a ch t ph c

t p, m c n c ng m cao và các đi u ki n hi n tr ng ph c t p khác r t d sinh ra tr t

l kh i đ t, m t n đ nh h móng, thân c c b chuy n d ch v trí, đáy h tr i lên, k t c u

ch n gi b h h i nghiêm tr ng ho c b ch y đ t… làm h h i h móng, nh h ng

đ n các công trình xây d ng lân c n, các công trình ng m và đ ng ng xung quanh Công trình h đào sâu bao g m nhi u khâu có quan h ch t ch v i nhau nh ch n

đ t, ch ng gi , ng n n c, h m c n c, đào đ t… trong đó, m t khâu nào đó th t

b i s d n đ n c công trình b đ v Vi c thi công h móng các hi n tr ng lân c n

nh đóng c c, h n c ng m, đào đ t,… đ u có th sinh ra nh ng nh h ng ho c kh ng

ch l n nhau, t ng thêm các nhân t đ có th gây ra s c

Công trình h móng có giá thành r t cao, nên vi c tính toán thi công ph i đ c quan

Ng i ta chia h đào sâu thành 2 lo i:

- ào không có ch n gi : đ c s d ng khi h m c n c ng m, đào đ t, gia c n n

-5-

1.1.4 Phân lo i t ng vây h đào th ng s d ng

1.1.4.1 T ng ch n b ng c c đ t tr n xi m ng

T ng ch n b ng c c đ t tr n xi m ng: tr n đ t v i xi m ng thành c c xi m ng (d ng dung d ch hay d ng b t), sau khi đóng r n s thành t ng ch n có d ng b n li n

kh i đ t c ng đ nh t đ nh Dùng cho lo i h đào có đ sâu t 3-6m

Hình 1.1: T ng ch n b ng c c đ t tr n xi m ng

1.1.4.2 T ng ch n đ t b ng c c khoan nh i

T ng ch n đ t b ng c c khoan nh i có đ ng kính t 0.6-1m, c c dài 15-30m, làm thành t ng ch n theo ki u hàng c c, đ nh c c c ng đ c c đ nh b ng d m vòng

b ng bê tông c t thép Dùng cho h đào có đ sâu t 6-13m

-6-

Hình 1.2: T ng ch n đ t b ng c c khoan nh i

1.1.4.3 T ng ch n b ng c c thép hình

T ng ch n b ng c c thép hình: các c c thép hình th ng là I hay H đ c h vào trong đ t li n sát nhau b ng búa đóng hay rung t o thành t ng ch n ki u hàng c c, trên đ nh đ c gi ng b ng thép hình Dùng cho h đào có đ sâu 6-13m

Hình 1.3: T ng ch n b ng c c thép hình

1.1.4.4 T ng ch n d ng hàng c c b n thép

T ng ch n b ng c c b n thép: dùng máng thép s p ng a móc vào nhau hay c c

b n thép khóa mi ng b ng thép hình có m t c t ch U và Z, đ c h vào đ t b ng cách đóng hay rung Dùng cho lo i h đào có đ sâu t 3-10m

Hình 1.4: T ng ch n d ng hàng c c b n thép

-7-

1.1.4.5 C c b n bê tông c t thép

C c b n bê tông c t thép có chi u dài c c t 6-12m, sau khi h c c xu ng đ t,

ng i ta ti n hành c đ nh đ u c c b ng d m vòng bê tông c t thép hay thanh neo, thích h p cho lo i h đào t 3-6m

Hình 1.5: T ng c c b n bê tông c t thép

1.1.4.6 T ng vây Barrette

T ng vây Barrette là t ng bê tông đ t i ch , chi u d y t 600-800mm đ ch n

gi n đ nh h đào sâu trong quá trình thi công T ng có th đ c làm t các đo n

c c barrette, ti t di n ch nh t v i chi u r ng thay đ i t 2.2-3.6m Các đo n t ng Barrette đ c liên k t ch ng th m b ng go ng cao su Trong tr ng h p 2 t ng h m,

t ng barrette th ng đ c thi t k có chi u sâu >10m tùy thu c vào đ a ch t công trình và ph ng pháp thi công

-8-

- Gi n đ nh b ng ph ng pháp neo trong đ t: thanh neo trong đ t đ c s d ng là neo d ng l c Neo trong đ t có nhi u lo i, tuy nhiên dùng ph bi n trong xây d ng

h m là neo ph t

- Gi n đ nh b ng ph ng pháp thi công Top-Down: Ph ng pháp thi công này

th ng đ c s d ng ph bi n hi n nay ch ng đ sàn t ng h m trong quá trình thi công, ng i ta th ng s d ng Kingpost b ng thép hình Trình t thi công này có

th thay đ i phù h p v i đ c đi m công trình, trình t thi công…

Hình 1.6: H đào n đ nh b ng t ng vây và h ch ng

1.2 Các nghiên c u v h t ng ngang n đ nh h đào sâu

1.2.1.Nghiên c u c a C Y Ou, Y L Lin, P G Hsieh (2006) v i đ tài “CASE RECORD OF AN EXCAVATION WITH CROSS WALLS AND BUTTRESS WALLS“

Tài li u nghiên c u vi c đào đ t v i t ng ngang và t ng ch ng T ng ngang

và t ng có tr ng là nh ng ph ng pháp xây d ng th ng đ c s d ng ài Loan đ b o v tòa nhà li n k trong quá trình đào đ t C hai ph ng pháp này tuy

ch a đ c xác minh nh ng đã đ c công nh n đ u có tác d ng t t trong vi c làm

gi m chuy n v t ng và đ lún n n Tuy nhiên, các ph ng pháp lu n thi t k cho các b c t ng ngang và t ng có tr ng trong quá trình đào b i v n còn mang tính

-10-

Hình 1.9: Chuy n v c a t ng vây và đ lún c a đ t n n t i v trí có t ng ngang

K t lu n:

T ng ngang, th ng đ c xây d ng tr c khi đào b i, k t n i các b c t ng

ch n đ i di n nhau Các b c t ng ngang trong tr ng h p này đ c xây d ng theo cùng m t cách nh t ng vây, c n ph i có m t c ng đ nén r t cao, và chuy n v chung quanh ph i là m t s l ng không đáng k v i v trí c a các b c t ng ngang Các kh p k t n i các b c t ng ngang v i các b c t ng ng n đ c xây d ng b ng cách s d ng kh p t m phân vùng hai bên c a b c t ng ng n Bàn ch i thép đ c

s d ng đ lo i b các ch t nh n trên các t m phân vùng tr c khi đ bê tông các l đào t ng ngang Tuy nhiên, trong quá trình này, bàn ch i thép h i b quay đi và có

th nh h ng đ n ch t l ng xây d ng các kh p n i và t đó s nh h ng đ n chuy n v t ng b h n ch b i các b c t ng ngang K t qu giám sát cho th y s chuy n v c a t ng ch n và đ lún n n v trí c a t ng ngang đã gi m đáng k , t i

đa là 26,1 mm chuy n v bên và t i đa là 12 mm đ lún n n Cho dù chuy n v này

xu t phát t nén đàn h i c a b c t ng ngang ho c ch t l ng xây d ng c a các kh p không đ c lý t ng l m c ng x ng đáng nghiên c u thêm

-11-

1.2.2.Nghiên c u c a Richard N Hwang and Za-Chieh Moh (2008) v i đ tài

“EVALUATING EFFECTIVENESS OF BUTTRESSES AND CROSS WALLS

BY REFERENCE ENVELOPES” [5]

Hi u qu c a t ng ch ng và các t ng ngang trong vi c gi m thi u đ võng c a

t ng vây trong hai tr ng h p đ c c tính b ng nghiên c u đ ng l ch t ng và các tài li u tham kh o C hai công trình đ c đ t t i Khu K1, l u v c sông ài B c

và vi c đào b i đ c th c hi n đ sâu 32 m b ng cách s d ng các ph ng Down Ng i ta đã phát hi n ra r ng b c t ng ngang có hi u qu trong vi c làm

Top-gi m chuy n v t ng trong hai tr ng h p M t khác, hi u qu c a t ng ch ng ph thu c nhi u vào c u hình c a nó

Hình 1.10: V trí công trình nghiên c u

B ng 1.1: Bi u đ tham kh o s d ng ph ng pháp Bottom-up t i vùng T2,TK2 và

K1

-12-

Hình 1.11: Bi u đ chuy n v và l trình chuy n v t ng vây

K t lu n:

1 Chuy n đ ng c a chân t ng ng n trong hai tr ng h p trên là kho ng 40 mm vì

v y vi c đo và đ c đ nghiêng là r t quan tr ng

2 i v i nh ng b c t ng ph ng mà không có t ng ch ng c ng không có t ng ngang, các giá tr 4 không nh y v i đ c ng c a t ng

-13-

3 Các giá tr 100 trong đào b i s d ng ph ng pháp xây d ng Top-down l n h n so

v i giá tr trong ph ng pháp xây d ng Bottom-up

4 T ng ngang r t hi u qu trong vi c gi m chuy n v t ng vây

5 Hi u qu c a các tr t ng s ph thu c nhi u vào c u hình c a tr t ng

1.2.3.Nghiên c u Hsii-Sheng Hsieh, Yi-Chih Lu and Ting-Mei Lin (2008) v i đ tài “EFFECTS OF JOINT DETAILS ON THE BEHAVIOR OF CROSS WALLS" [6]

o đ nghiêng c a m t d án đào sâu đ c trình bày trong bài vi t này đ th y

r ng các chi ti t Kh p k t n i có nh h ng đáng k trong quá trình x lý t ng ngang/t ng ch ng C hai kh p n i hình ch T và kh p n i ti p xúc có kh n ng h n

ch chuy n v ngang c a chu vi t ng vây đ n d i 10 mm trong tr ng h p này

M t khác, m t ph n ti p xúc m m làm vô hi u tác d ng c n tr c a t ng ch ng, k t

qu là chuy n v t ng t i đa kho ng 30 mm trong 12 m đào sâu

Hình 1.12: M t b ng b trí t ng ngang

-14-

Hình 1.13: Liên k t b ng thép t m

Hình 1.14: Liên k t d ng ch T

c a kh p n i Kh p ti p xúc m m không đ c mong mu n nh t b i vì nó vô hi u hóa

nh ng nh h ng c a t ng ngang và t ng ch ng

3 Các tác gi đã gi i thích sâu h n các đ c đi m chuy n v c a t ng vây trong nghiên c u này, và các ph ng pháp tính toán s li u tiên ti n nên đ c áp d ng đ

ti p t c phân đ nh rõ h n trong quá trình x lý t ng ngang

1.2.4.Nghiên c u Pio-Go Hsieh, Chang-Yu Ou, Yi-Lang Lin (2012) v i đ tài

“Three-dimensional numerical analysis of deep excavations with cross walls” [7]

Phân tích bi n d ng tr c đây c a m t ví d trong l ch s đã ch ra r ng t ng ngang trong h đào có th làm gi m chuy n v gây ra do đào sâu Nghiên c u này

th c hi n b ng ph ng pháp tính ba chi u cho 4 tr ng h p đào sâu v i các công trình t ng ngang khác nhau, bao g m khác nhau v đ đào sâu, kho ng cách t ng

-16-

ngang và đ sâu t ng ngang T ng võng trên quan sát và trên máy tính cho 4

tr ng h p đ c so sánh v i t ng võng c a cùng h đào mà không có t ng ngang

đ ch ng minh hi u qu c a t ng ngang trong vi c gi m đ võng t ng vây K t qu cho th y r ng các b c t ng ngang c ng có tác d ng góc t ng t nh t ng vây

l ch c a t ng vây nh nh t t i v trí c a t ng ngang và sau đó t ng lên v i kho ng cách ngày càng t ng t t ng ngang, lên đ n trung đi m gi a hai b c t ng ngang

Có nhi u y u t nh trong đ c tính đ t, đ c tính t ng vây, quy trình xây d ng, chi u sâu t ng ngang và có th nh h ng đ n vi c gi m thi u chuy n v c a t ng do quá trình xây d ng t ng ngang Trong đi u ki n t ng t , s gi m thi u l n ph thu c vào đ sâu c a b c t ng ngang, kho ng cách đ n t ng ngang và kho ng cách t ng ngang

K t lu n:

Theo nghiên c u, đ võng bên cao nh t t i v trí t ng ngang và trung đi m c a hai b c t ng ngang đ c d đoán gi m t ng ng 67-83% và 12-67%, so v i không

có t ng ngang T l gi m ph thu c vào đ sâu và kho ng cách t ng ngang Khi

t ng ngang đ c xây d ng ch t b m t h đào xu ng m t vài mét d i m t h , đ võng t ng bên s gi m nh b i t ng ngang t i giai đo n đào b i tr c đó, và các

b c t ng ngang ch ho t đ ng khi đào b i xu ng m c sâu h n n a Khi t ng ngang

đ c xây d ng t m t đ t đ n đ sâu đáng k d i b m t h đào, t ng ngang s

th c hi n ch c n ng c a nó c giai đo n đào b i tr c đó và giai đo n sau cùng, và

đ võng b c bên vì th đã đ c gi m đáng k H n n a, đ võng t ng bên t i trung

đi m gi a hai b c t ng ngang gi m nhi u hay ít c ng liên quan nhi u đ n kho ng cách gi a hai b c t ng ngang.Kho ng cách t ng ngang càng nh , hi u qu làm

gi m đ võng t ng bên càng l n Nh nh ng tr ng h p nghiên c u đã cho th y, đ võng t ng bên trong h đào v i t ng ngang l n nh t t i trung đi m gi a hai b c

t ng ngang ki m soát t i đa đ võng t ng bên trong m t ph m vi cho phép, nên tính đ sâu và kho ng cách t ng bên thích h p, có th th c hi n đ c v i m t

lo t các nghiên c u tham s 3 chi u trong h đào

B ϕ

2 cotcot

l n nh t trong s các áp l c đ t ch đ ng có th có khi đ t đ t tr ng thái cân b ng ch

đ ng và tr s nh nh t trong s các áp l c đ t b đ ng có th có khi đ t đ t tr ng thái cân b ng b đ ng

- Bài toán v t ng ch n xem nh 1 bài toán ph ng, khi tính toán đ c tách ra t ng

đo n dài 1m đ tính toán

- L ng th tr t ABC tr ng thái cân b ng gi i h n d o còn nguyên m t kh i

- L c dính đ c phân b đ u trên BC

-19-

2.1.2.1 Áp l c đ t ch đ ng

Xem t ng là tuy t đ i c ng, đ t sau l ng t ng là đ t r i, đ ng nh t, t ng b

tr t theo m t ph ng BC và AB, l ng th tr t ABC tr ng thái cân b ng gi i h n

N2

E

δ

T2K

ϕ

N1

T1 Rθ

θϕ

W E

R

ψ=90 0 −α−δ

θ−ϕ ψ+θ−ϕ

Hình 2.3: Tính toán áp l c đ t ch đ ng theo Coulomb [1]

Khi kh i ABC tr ng thái cân b ng gi i h n, ta có:

C = α β− ϕ ω+ − α β+ ϕ ω− cos sin cos( ) sin cos cos( )

D= ϕ ω α β− − α β ϕ ω−Khi α = β = δ = 0 thì θt = 450 + ϕ/2

- Theo ph ng pháp gián ti p

2

12

(2.11)Công th c t ng quát cho h s áp l c ch đ ng Ka:

2

2 2

-21-

900 - ϕ ÷ 900 + ϕ/2 ϕ/4 ϕ/2 ϕ/3

900 + ϕ/2 ÷ 900 + ϕ ϕ/3 2ϕ/3 3ϕ/4

β - góc nghiêng c a m t đ t sau l ng t ng, l y d u + khi m t đ t đ p n m cao h n

m t n m ngang đi qua đ nh t ng và ng c l i l y d u –

-22-

2

12

C n c vào các hi n t ng th c đo này, Sachipana đ a ra ph ng pháp tính l c

tr c thanh ch ng và moment thân t ng không bi n đ i theo quá trình đào đ t, nh ng

gi đ nh c b n là:

- Trong đ t có tính dính, thân t ng xem là đàn h i dài vô h n

- Áp l c đ t thân t ng t m t đào tr lên phân b theo hình tam giác, t m t đào

tr xu ng phân b theo hình ch nh t (đã tri t tiêu áp l c đ t t nh bên phía đào đ t)

- Ph n l c ch ng h ng ngang c a đ t bên d i m t đào chia làm 2 vùng: vùng

d o đ t t i áp l c đ t b đ ng có đ cao là l và vùng đàn h i có quan h đ ng th ng

v i bi n d ng c a thân t ng

- Sau khi l p đ t ch ng s xem là đi m ch ng b t đ ng

- Sau khi l p đ t t ng ch ng d i thì xem tr s l c tr c c a t ng ch ng trên duy trì không đ i, còn thân t ng t t ng ch ng d i tr lên v n duy trì v trí c

ξ x+ ζ

η(h0k+x)

Hình 2.4: S đ tính toán chính xác l c trong thanh ch ng theo Sachipana

Nh v y có th chia m t c t ngang làm 3 vùng, t c là vùng t hàng ch ng th k cho đ n m t đào, vùng d o và vùng đàn h i t m t đào tr xu ng, l p ph ng trình vi phân đàn h i C n c vào đi u ki n biên và đi u ki n liên t c ta có th tìm đ c công

th c tính l c tr c Nk c a t ng ch ng th k, c ng nh công th c n i l c và chuy n v

c a nó Do công th c có ch a hàm s b c 5 c a n s nên phép tính khá ph c t p Trên đây là khái ni m v gi i chính xác theo ph ng pháp Sachipana có th

- Sau khi l p đ t ch ng s xem là đi m b t đ ng

Hình 2.5: S đ tính toán g n đúng l c trong thanh ch ng theo Sachipana

Hai ph ng trình cân b ng t nh dùng trong ph ng pháp g n đúng:

0 0

A

Y M