Tương quan giữa chuyển vị với bề dày và chiều sâu tường vây phục vụ thi công hố đào sâu bằng phương pháp top down tại khu vực quận phú nhuận tp hồ chí minh

2 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH --- ∞0∞--- TẠ QUỐC HÙNG TƯƠNG QUAN GIỮA CHUYỂN VỊ VỚI BỀ DÀY VÀ CHIỀU SÂU TƯỜNG VÂY PHỤC VỤ THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP TOP-DOWN T

2

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

- ∞0∞ -

TẠ QUỐC HÙNG

TƯƠNG QUAN GIỮA CHUYỂN VỊ VỚI BỀ DÀY

VÀ CHIỀU SÂU TƯỜNG VÂY PHỤC VỤ THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP

TOP-DOWN TẠI KHU VỰC QUẬN PHÚ NHUẬN - TP HỒ CHÍ MINH

Chuyên ngành: Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã số chuyên ngành: 605820

LUẬN VĂN THẠC SĨ XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Giảng viên hướng dẫn: TS TRẦN THANH DANH

TP HỒ CHÍ MINH, NĂM 2021

KHOA ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

GIẤY XÁC NHẬN

Tôi tên là: TẠ QUỐC HÙNG

Chuyên ngành: Xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp

Mã học viên: 1785802080015

Tôi đồng ý cung cấp toàn văn thông tin luận văn tốt nghiệp hợp lệ về bản quyền cho Thư viện trường đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh Thư viện trường đại học Mở Thành phố Hồ Chí Minh sẽ kết nối toàn văn thông tin luận văn tốt nghiệp vào hệ thống thông tin khoa học của Sở Khoa học và Công nghệ Thành phố Hồ Chí Minh

Tạ Quốc Hùng

Ý KIẾN CHO PHÉP BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Thanh Danh

Học viên thực hiện: Tạ Quốc Hùng Lớp: MCON017A

Tên đề tài: Tương quan giữa chuyển vị với bề dày và chiều sâu tường vây phục vụ thi công hố đào sâu bằng phương pháp Top-down tại khu vực Quận Phú Nhuận - Tp Hồ Chí Minh

Ý kiến của giáo viên hướng dẫn về việc cho phép học viên Tạ Quốc Hùng được bảo vệ luận văn trước Hội đồng:

Học viên Tạ Quốc Hùng đã hoàn thành nội dung luận văn thạc sĩ Một phần kết quả của luận văn đã được công bố trong 1 bài báo khoa học đăng trên Tạp chí Xây dựng Tôi đồng ý

để học viên Tạ Quốc Hùng bảo vệ Luận văn trước Hội đồng chấm Luận văn của nhà trường

Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 15 tháng 10 năm 2021

Người nhận xét

TS Trần Thanh Danh

LỜI CAM ĐOAN

Tôi tên là Tạ Quốc Hùng, học viên Cao học Ngành Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng và Công nghiệp, khóa 2017 trường Đại học Mở Tp Hồ Chí Minh

Tôi cam đoan rằng luận văn với tiêu đề “Tương quan giữa chuyển vị với bề dày và

chiều sâu tường vây phục vụ thi công hố đào sâu bằng phương pháp Top-down tại khu vực Quận Phú Nhuận - Tp Hồ Chí Minh” là bài làm của chính tôi Ngoại trừ

những tài liệu tham khảo được trích dẫn trong luận văn này, tôi cam đoan rằng toàn phần hay những phần nhỏ của luận văn này chưa từng được sử dụng để nhận bằng cấp tại các Trường Đại học hay Cơ sở đào tạo khác Không có sản phẩm, nghiên cứu nào của người khác được sử dụng trong luận văn này mà không trích dẫn theo đúng quy định

Tác giả luận văn

Tạ Quốc Hùng

Trong quá trình nghiên cứu đề tài: “Tương quan giữa chuyển vị với bề dày và chiều sâu tường vây phục vụ thi công hố đào sâu bằng phương pháp Top-down tại khu vực Quận Phú Nhuận - Tp Hồ Chí Minh” và học tập tại Trường Đại học Mở Tp

Hồ Chí Minh, tôi đã được học hỏi và bổ sung những kiến thức thực sự bổ ích cho công việc của mình, cũng như nhận được sự giúp đỡ tận tình của các Thầy, Cô giáo, nhà trường; Ban lãnh đạo, các đồng nghiệp Công ty TNHH TM-XD Diệu Long đã tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn đúng với những kế hoạch đặt ra Lời đầu tiên, tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy giáo TS Trần Thanh Danh - người đã hướng dẫn tận tình để tôi hoàn thành luận văn này Tôi cũng xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh đạo Trường Đại học Mở TP.HCM, quý Thầy, Cô khoa Sau Đại học và khoa Xây dựng đã tạo điều kiện tốt nhất cho tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn của mình

Đồng thời, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các tác giả trước đây đã nghiên cứu, công bố tài liệu và cung cấp số liệu thống kê có liên quan đến đề tài này để chúng tôi có nguồn tham khảo, đối chiếu và hoàn thành luận văn một cách tốt hơn Cuối cùng, tôi xin gửi lời biết ơn đến gia đình đã luôn quan tâm, ủng hộ, động viên và xin cảm ơn các anh chị, các bạn học viên Cao học đã hỗ trợ nhiệt tình để chúng ta cùng hoàn thành tốt khóa học

Với thời gian nghiên cứu còn hạn chế, thực tiễn công tác vô cùng sinh động nên khó có thể khai thác đầy đủ mọi mặt vấn đề Do vậy, luận văn sẽ không thể tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót Tôi mong sẽ nhận được những đóng góp, ý kiến chân thành từ quý Thầy Cô, Ban Cố vấn và bạn đọc để đề tài được hoàn thiện hơn

nữa và có ý nghĩa thiết thực áp dụng trong thực tiễn cuộc sống

Chân thành cảm ơn

Do nhu cầu nhà cao tầng tại các Thành phố lớn ngày càng nhiều kéo theo nhu cầu không gian ngầm (tầng hầm) ngày càng lớn Việc thi công hố đào sâu rất phức tạp dễ dẫn đến các sự cố do chuyển vị tường vây vượt quá giới hạn cho phép gây hậu quả nghiêm trọng về người và tài sản Do đó, việc tính toán lựa chọn chiều sâu và bề dày tường vây sao cho vừa kinh tế, vừa an toàn là điều rất cần thiết Đề tài luận văn tập trung nghiên cứu mối tương quan giữa chuyển vị với bề dày và chiều sâu tường vây phục vụ thi công hố đào sâu với số liệu quan trắc chuyển vị ngang tường vây của một công trình hiện hữu đang thi công bằng phương pháp Top-down tại khu vực Quận Phú Nhuận - Tp Hồ Chí Minh với quy mô 4 tầng hầm Tác giả sử dụng phương pháp phân tích ngược để đề xuất ra bộ thông số độ cứng đất nền phù hợp hơn đối với khu vực đang thi công Sử dụng bộ số liệu độ cứng đất nền được đề xuất kết hợp với việc

mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn chạy trên phần mềm Plaxis 2D V8.5, tác giả tiến hành thay đổi chiều dài và bề dày tường vây để tìm ra mối tương quan giữa chúng ảnh hưởng đến chuyển vị ngang của tường vây thông qua các biểu đồ và hàm số tương quan tìm được Nghiên cứu này giúp cho các nhà thiết kế có thêm cơ

sở để tính toán cho các mô hình tương tự trong khu vực Quận Phú Nhuận - Tp Hồ Chí Minh được chính xác, an toàn và tiết kiệm chi phí hơn

Từ khóa: tương quan, chuyển vị, bề dày, chiều dài, tường vây, Top-down

The increasing need for high-rise buildings in big cities brought about the ascending demand for underground space (basement) The construction of deep excavations is arduous, which can easily lead to accidents due to the displacement of the diaphragm wall being beyond the allowable limit, causing major repercussions for people and property Therefore, it is necessary to calculate the depth and thickness of the diaphragm wall so that the result is both economical and safe The thesis focuses on the correlation between the displacement and the thickness and the depth of diaphragm walls for constructing deep excavation with the data of its displacement observation of the in-progress construction This project is executed by using Top-down method in Phu Nhuan District, Ho Chi Minh City with the scale of 4 basements The author applied back analysis approach to suggest appropriate soil stiffness parameters for the construction area With the combination of soil stiffness parameters and the simulation of the finite element method run on Plaxis V8.5 software, the author changed the length and the thickness of the diaphragm walls to figure out their interrelationship that influences on the displacement of the diaphragm walls via diagrams and correlation function This research will show designers more proof to consider more precise, safe and economical similar models in Binh Thanh District, Ho Chi Minh City

Keywords: relationship, correlation, depth, length, diaphragm wall, Top-down

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN i

LỜI CÁM ƠN ii

TÓM TẮT iii

ABTRACT iii

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH ix

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU xii

GIỚI THIỆU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 1

1.2 Câu hỏi nghiên cứu 4

1.3 Mục tiêu nghiên cứu 4

1.4 Ý nghĩa và đóng góp của đề tài 5

TỔNG QUAN 6

2.1 Giới thiệu về tường vây (tường barrette) 6

2.1.1 Khái niệm 6

2.1.2 Vật liệu 6

2.1.3 Kích thước hình học 6

2.1.4 Chiều dày 6

2.1.5 Ưu điểm 7

2.1.6 Nhược điểm 7

2.2 Lựa chọn tường Barrette cho tầng hầm nhà cao tầng 8

2.2.2 Về mặt kết cấu 8

2.2.3 Về nền móng 8

2.2.4 Về an ninh quốc phòng 9

2.3 Nguyên tắc thiết kế tường Barrette 9

2.4 Đặc điểm thiết kế của kết cấu tường Barrette 9

2.5 Công nghệ thi công tường Barrette 10

2.5.1 Đào hố tường Barrette (Panen) đầu tiên 10

2.5.2 Hạ lồng cốt thép, đặt gioăng chống thấm và đổ bê tông cho tường Barrette (Panen) đầu tiên 10

2.5.3 Đào tấm tường Barrette tiếp theo (Panen 2) và tháo bộ gá lắp gioăng chống thấm 11

2.5.4 Hạ lồng cốt thép, đặt gioăng chống thấm và đổ bê tông cho tấm tường (Panen 2) tiếp theo 11

2.6 Các công trình nghiên cứu về tường vây trong và ngoài nước 11

2.7 Quan trắc chuyển vị tường vây 21

2.7.1 Mục đích, hạng mục của công tác quan trắc chuyển vị ngang tường vây 21

2.7.2 Tiêu chuẩn và điều kiện áp dụng 21

2.7.3 Đặc tính kỹ thuật và phương pháp thực hiện 22

2.7.4 Phương pháp lắp đặt 25

2.7.5 Xử lý số liệu 29

2.8 Kết luận 32

CƠ SỞ LÝ THUYẾT 34

3.1.1 Loại vật liệu đất nền“Drained, Undrained, Non-porous” 34

3.1.2 Dung trọng không bão hòa và dung trọng bão hòa 35

3.1.3 Hệ số thấm 35

3.1.4 Thông số độ cứng của đất nền 36

3.1.5 Thông số sức kháng cắt của đất nền 37

3.2 Các mô hình trong Plaxis 37

3.2.1 Giới thiệu về mô hình 37

3.2.2 Xác định thông số cho mô hình 40

3.3 Các phương pháp phân tích trong Plaxis 42

3.3.1 Phân tích không thoát nước 42

3.3.2 Phân tích thoát nước 43

3.4 Kết luận 43

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 45

4.1 Đối tượng nghiên cứu 45

4.1.1 Đặc điểm địa chất khu vực xây dựng công trình 46

4.1.2 Phương pháp tìm bộ thông số địa chất của đất bằng cách phân tích ngược so sánh với kết quả quan trắc hiện trường 70

4.2 Giải pháp kết cấu chống đỡ hố đào 70

4.3 Mô hình tính toán cho mặt cắt MC 1-1 75

4.3.1 Mô hình tính toán cho trường hợp chiều dài tường L = 38m, bề dày d = 0.8m 75

4.3.2 Phân tích mô hình tính toán và kết quả mô phỏng 75

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 82

5.1 Bộ thông số địa chất áp dụng cho khu vực Quận Phú Nhuận - Tp Hồ Chí Minh 82

5.2 Mối tương quan giữa bề dày và chiều sâu tường vây ảnh hưởng đến chuyển vị của tường vây 888

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96

TÀI LIỆU THAM KHẢO 97

PHỤ LỤC 101

Hình 1.1: Sự cố ở Hyderabad, Ấn Độ 2018 (nguồn internet) 2

Hình 1.2: Sự cố ở tòa nhà mẫu giáo ở Hàn Quốc 2018 (nguồn internet) 3

Hình 1.3: Sự cố xảy ra ở Trung Quốc 2019 (nguồn internet) 3

Hình 1.4: Tòa nhà trên đường Ung Văn Khiêm, P 25, Q Bình Thạnh (nguồn internet) 4

Hình 2.1: Biểu đồ so sánh chuyển vị giữa mô phỏng và quan trắc ứng với ref 50 u E 500S (Trần Trung Hiếu và Trần Thanh Danh, 2019) 15

Hình 2.2: Lún nền đường công trình lân cận trong Plaxis 2D V8.5 16

Hình 2.3: Lún nền đường công trình lân cận trong Plaxis 2D 2018 16

Hình 2.4: Kết quả chuyển vị ngang tường vây từ mô hình Plaxis 2D 17

Hình 2.5: Biểu đồ so sánh chuyển vị của tường vây sử dụng tường ngang D=20m, L=15m và tường vây sử dụng tường ngang D=13m, L=15m 18

Hình 2.6: Chuyển vị lớn nhất của tường vây 20

Hình 2.7: Độ sâu chuyển vị tường lớn nhất 20

Hình 2.8: Tương quan giữa chiều sâu hố đào với chiều sâu hố đào/chiều dài tường 20

Hình 2.9: Ảnh hưởng độ cứng của hệ thống đến chuyển vị của tường vây 20

Hình 2.10: Bộ thu số liệu (nguồn internet) 23

Hình 2.11: Cách tính độ lệch khoảng cách 24

Hình 2.12: Hướng ống vách 26

Hình 2.13: Quá trình lắp đặt ống đo chuyển vị ngang trong tường vây 27

Hình 2.15: Bơm vữa Xi măng Bentonite cố định ống đo chuyển vị ngang (nguồn

internet) 28

Hình 3.1: Mối quan hệ Hyperpolic giữa ứng suất lệch và biến dạng dọc trục trong thí nghiệm nén 3 trục thoát nước 39

Hình 3.2: Vùng đàn hồi của mô hình Hardening Soil trong không gian ứng suất chính 40

Hình 3.3: Xác định 50ref E từ thí nghiệm 3 trục thoát nước 41

Hình 3.4: Xác định ref oed E từ thí nghiệm nén cố kết 41

Hình 4.1: Cao ốc văn phòng 96 Phan Đăng Lưu (phối cảnh 3D) 45

Hình 4.2: Cao ốc văn phòng 96 Phan Đăng Lưu (phối cảnh 3D) 46

Hình 4.3: Mặt bằng bố trí hố khoan địa chất 46

Hình 4.4: Hình trụ hố khoan 49

Hình 4.5: Mặt cắt địa chất 51

Hình 4.6 Mặt bằng tường vây và ống đo nghiêng 71

Hình 4.7 Chi tiết cấu tạo tường vây 71

Hình 4.8 Mặt cắt hố đào (MC 1-1) 72

Hình 4.9: Mô hình làm việc giai đoạn 1 75

Hình 4.10: Mô hình làm việc giai đoạn 2 76

Hình 4.11: Mô hình làm việc giai đoạn 3 76

Hình 4.12: Mô hình làm việc giai đoạn 4 77

Hình 4.14: Mô hình làm việc giai đoạn 6 78

Hình 4.15: Mô hình làm việc giai đoạn 7 78

Hình 4.16: Mô hình làm việc giai đoạn 8 79

Hình 4.17: Mô hình làm việc giai đoạn 9 79

Hình 4.18: Mô hình làm việc giai đoạn 10 80

Hình 4.19: Sơ đồ nghiên cứu 80

Hình 5.1: Chuyển vị và nội lực tường khi đào đến đáy móng 87

Hình 5.2: So sánh chuyển vị 87

Hình 5.3: Biểu đồ tương quan giữa bề dày và chiều sâu tường vây 89

Hình 5.4: Giá trị chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây khi cố định chiều sâu và thay đổi bề dày tường vây 92

Hình 5.5: Giá trị chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây khi cố định bề dày và thay đổi chiều sâu tường vây 94

Bảng 2.1: Giới hạn chuyển vị ngang cho phép của tường chắn 12

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật các thiết bị 22

Bảng 2.3: Hỗn hợp vữa 29

Bảng 2.4: Thông số tính toán 29

Bảng 2.5: Tính toán chuyển vị ngang tường vây tại vị trí ống đo nghiêng ID04 – Chu kỳ 73 30

Bảng 4.1: Đặc điểm địa chất tại công trình 68

Bảng 4.2: Thông số độ cứng của tường vây 72

Bảng 4.3: Độ cứng vành khăn của sàn 73

Bảng 4.4: Tổng hợp độ cứng của sàn: 74

Bảng 5.1: So sánh chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây giữa mô phỏng và quan trắc 83

Bảng 5.2: Bộ thông số đất nền 86

Bảng 5.3: Giá trị chuyển vị lớn nhất của tường vây tương ứng với bề dày và chiều sâu (đơn vị: mm) 88

GIỚI THIỆU

1.1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế nước ta và tình hình đầu tư của nước ngoài vào thị trường ngày càng rộng mở, đã mở ra một triển vọng thật nhiều hứa hẹn đối với việc đầu tư xây dựng các cao ốc dùng làm văn phòng làm việc, các khách sạn cao tầng, các chung cư cao tầng… với quỹ đất ngày càng thu hẹp, giá đất ngày càng tăng con người có xu hướng khai thác tối đa phần không gian dưới mặt đất công trình với nhiều mục đích khác nhau như: dây chuyền công nghệ các ngành công nghiệp nặng (luyện kim, vật liệu xây dựng…), các công trình thủy lợi (các trạm bơm, thủy điện,…), các công trình giao thông (ga, hầm, đường tàu điện ngầm,…), các công trình dân dụng (bãi đậu xe, đường hầm kỹ thuật,…) chất lượng cao nhằm đáp ứng nhu cầu sinh hoạt ngày càng cao của người dân Hơn nữa, đối với ngành xây dựng nói riêng,

sự khan hiếm của quỹ đất ở các thành phố lớn (Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng…), cũng đã góp phần tích cực vào việc phát triển ngành xây dựng thông qua việc tiếp thu

và áp dụng các kỹ thuật hiện đại, công nghệ mới trong tính toán, thi công và xử lý thực tế, các phương pháp thi công hiện đại của nước ngoài…

Đặc trưng của các công trình ngầm thường tập trung ở các khu đất nhỏ hẹp, mật

độ xây dựng lớn Yêu cầu đối với việc ổn định và khống chế chuyển dịch rất là nghiêm ngặt Đào hố móng trong điều kiện phức tạp, mực nước ngầm cao và các điều kiện hiện trường phức tạp khác rất dễ sinh ra trượt lở khối đất, mất ổn định hố móng, thân cọc bị chuyển dịch vị trí, đáy hố trồi lên, kết cấu chắn giữ bị hư hại nghiêm trọng… Làm hư hại hố móng ảnh hưởng đến các công trình xây dựng lân cận, các công trình ngầm và hệ thống đường ống xung quanh công trình

Công trình hố đào sâu bao gồm nhiều khâu có quan hệ chặt chẽ với nhau như chắn đất, chống giữ, ngăn nước, hạ mực nước ngầm, đào đất… Trong đó, bất kì một khâu nào thất bại sẽ dẫn đến cả công trình bị đổ vỡ Việc thi công hố móng ở các hiện trường lân cận như đóng cọc, hạ mực nước ngầm, đào đất,… đều có thể sinh ra những

ảnh hưởng hoặc khống chế lẫn nhau, làm tăng thêm các nhân tố để gây ra sự cố Công trình hố móng có giá thành rất cao, nên việc thi công phải được quan tâm đúng mức, nếu bất cẩn xảy ra sự cố thì việc xử lý rất khó khăn, đồng thời gây ra tổn thất lớn về kinh tế và ảnh hưởng nghiêm trọng về mặt xã hội

Từ đó có thể thấy được sự làm việc của hệ tường chắn trong đất sẽ chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố khác nhau Chính vì vậy việc lựa chọn đề tài nghiên cứu:

“

Tương quan giữa chuyển vị với bề dày và chiều sâu tường vây phục vụ thi công hố đào sâu bằng phương pháp Top-down tại khu vực Quận Phú Nhuận – Tp Hồ Chí Minh

Dưới đây là một số hình ảnh cho thấy sự nguy hiểm và mức độ thiệt hại khi thi công và thiết kế tường chắn không đảm bảo kỹ thuật

Hình 1.1: Sự cố ở Hyderabad, Ấn Độ 2018 (nguồn internet)

Hình 1.2: Sự cố ở tòa nhà mẫu giáo ở Hàn Quốc 2018 (nguồn internet)

Hình 1.3: Sự cố xảy ra ở Trung Quốc 2019 (nguồn internet)

Hình 1.4: Tòa nhà trên đường Ung Văn Khiêm, P.25, Q Bình Thạnh (nguồn internet)

1.2 CÂU HỎI NGHIÊN CỨU

Từ các sự cố trên có thể thấy được sự làm việc của công trình tường vây sẽ chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố khác nhau Tường vây đã được ứng dụng trong ngành xây dựng tại Việt Nam cũng khá lâu, các nghiên cứu về tường vây cũng đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu Tuy nhiên, không có nhiều nghiên cứu về mối tương quan giữa chuyển vị với bề dày và chiều sâu tường vây, đặc biệt là phục

vụ cho thi công hố đào bằng phương pháp Top-down Đề tài này nghiên cứu về

“Tương quan giữa chuyển vị với bề dày và chiều sâu tường vây phục vụ thi công

hố đào sâu bằng phương pháp Top-down tại khu vực Quận Phú Nhuận – Tp Hồ Chí Minh” có ý nghĩa thực tiễn và cần thiết

1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Trong luận văn này học viên áp dụng mô phỏng tường vây bằng phần mềm Plaxis 2D V8.5 một công trình hố đào sâu thi công bằng phương pháp Top-down với

mục tiêu:

- Đề xuất bộ dữ liệu thông số địa chất đầu vào với địa chất chủ yếu là các lớp đất dính tại khu vực Quận Phú Nhuận - Tp Hồ Chí Minh cho mô hình phần tử hữu hạn

- Phân tích sự ảnh hưởng của bề dày và chiều sâu tường vây đến sự chuyển vị ngang của nó trong hố đào sâu

1.4 Ý NGHĨA VÀ ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI

Với đề tài này, học viên đã ứng dụng Plaxis 2D V8.5 vào tính toán so sánh với kết quả quan trắc từ công trình thực tế và đề xuất bộ dữ liệu thông số địa chất đầu vào với địa chất chủ yếu là các lớp đất dính tại khu vực Quận Phú Nhuận - TP HCM cho

Ngoài ra luận văn này còn giúp cho kỹ sư thiết kế nền móng và những ai tìm hiểu về tường vây có thêm cơ sở lý luận chính xác hơn trong việc lựa chọn các thông

số liên quan đến tường vây Cuối cùng, kết quả thu được từ nghiên cứu của luận văn

có thể được sử dụng làm tài liệu tham khảo cho sinh viên chuyên ngành xây dựng tại các trường Đại học, Cao đẳng, tài liệu tham khảo cho các kỹ sư, cán bộ kỹ thuật

2.1.2 Vật liệu

Tường Barrette thường làm bằng bê tông đá 1x2 mác 250-450 (khoảng 450kg

xi măng cho l m³ bê tông)

- Cốt thép thường sử dụng loại AI-AII

- Thép dọc thường dùng loại AII

- Thép đai thường dùng loại AI-AII

2.1.3 Kích thước hình học

Tiết diện ngang của tường thông dụng nhất là hình chữ nhật, hình chữ L Chiều rộng của tường phụ thuộc vào yêu cầu của công trình, chiều sâu phải đủ dài để cắm vào lớp đất tốt

2.1.4 Chiều dày

Chiều sâu của tường chôn trong đất càng lớn thì áp lực đất tác dụng lên tường càng tăng nên chiều dày của tường phải đảm bảo về khả năng chịu lực và biến dạng, thông thường được chọn như sau:

- Công trình có 1 tầng hầm, chiều sâu tường chôn trong đất từ 2-5m, chiều dày

tường chọn từ 0.2-0.3m

- Công trình có 2 tầng hầm, chiều sâu tường chôn trong đất từ 8-14m, chiều dày

tường chọn từ 0.4-0.6m

- Công trình có 3 tầng hầm, chiều sâu tường chôn trong đất từ 18-30m, chiều

dày tường chọn từ 0.6-0.8m

- Công trình có từ 4 tầng hầm trở lên, chiều sâu tường chôn trong đất từ 25-40m

thì chiều dày tường chọn từ 0.8-1.2m

Địa chất công trình: Những vùng có nước ngầm cao, có cát chảy, bùn chảy thì chiều dày tăng thêm nhằm tăng khả năng chống thấm cho tường

Thiết bị thi công khoan tạo lỗ: Bề rộng của gàu khoan thường có kích thước 0.4, 0.6, 0.8, 1.0, 1.2m

Biện pháp thi công: Biện pháp thi công tầng hầm ảnh hưởng đến chiều dày của tường,

vì trong quá trình thi công đào đất sẽ làm thay đổi sơ đồ làm việc của tường, khi đó tường làm việc theo dạng conson, dạng conson có một thanh chống, conson nhiều thanh chống

Hình dáng của tường Barrette:

- Hình dạng theo chu vi của diện tích xây dựng, dạng hình vuông hay hình chữ nhật, gấp khúc

- Hình dạng kích thước của tường: Tường phẳng hoặc tường có sườn, sườn là những thanh thép hình chữ H, I đặt ngang hoặc thẳng đứng

2.1.5 Ưu điểm

Khi sử dụng tường Barrette làm tường tầng hầm thì chiều sâu tầng hầm đạt được lớn, phương pháp thi công đơn giản, tiến độ thi công nhanh, độ an toàn cao, tính ổn định tốt

2.1.6 Nhược điểm

- Giá thành xây dựng cao, vốn đầu tư ban đầu lớn

- Thiết bị thi công cồng kềnh, phức tạp

- Thời gian thi công dài

- Chất lượng bê tông sau khi đổ khó kiểm tra, kiểm soát

- Khi xảy ra sự cố khó sửa chữa khắc phục và gây hậu quả lớn

2.2 LỰA CHỌN TƯỜNG BARRETTE CHO TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG

2.2.1 Do nhu cầu sử dụng

Trong nhà nhiều tầng thường có tầng hầm nên cần thiết phải làm tường Barrette cho tầng hầm để phục vụ nhu cầu người sử dụng trong khu nhà đó, tầng hầm thường

sử dụng để làm các chức năng sau:

- Làm kho chứa hàng hóa phục vụ người sử dụng trong ngôi nhà

- Làm tầng phục vụ sinh hoạt công cộng như bể bơi, nhà hàng, quán bar

- Làm Gara ô tô, xe máy

- Làm tầng kỹ thuật như đặt máy phát điện, khu xử lý nước thải, khu cấp nhiệt, điều hòa không khí

- Các công trình như kho bạc, ngân hàng, cơ quan quan trọng của nhà nước thì tầng hầm làm nơi cất giữ tài liệu, kho chứa vàng, kho tiền

2.2.2 Về mặt kết cấu

Trong xây dựng nhà cao tầng có tầng hầm sẽ hạ thấp trọng tâm của công trình, làm tăng độ ổn định tổng thể Mặt khác, tường, cột của tầng hầm sẽ làm tăng độ ngàm của công trình vào đất, tăng khả năng chống lực ngang của gió bão, động đất Theo khảo sát cứ sâu một tầng hầm thì tầng hầm sẽ làm đối trọng cân đối ổn định cho 4-5 tầng nổi.

2.2.3 Về nền móng

Nhà cao tầng có tải trọng lớn gây áp lực lên nền móng rất cao, khi thi công tầng hầm lượng đất sẽ được lấy bớt đi sẽ làm giảm tải cho móng, mặt khác khi đặt móng dưới sâu so với mặt đất thì cường độ đất nền tăng lên Khi tầng hầm nằm dưới mực nước ngầm, nước ngầm đẩy nổi công trình sẽ giảm tải cho móng, giảm độ lún cho công trình

2.2.4 Về an ninh quốc phòng

Tại những Trụ sở Cơ quan tầng hầm có thể làm nơi cất giữ tài liệu quan trọng, khi có sự cố chiến tranh tầng hầm dùng làm nơi trú ẩn của người sinh sống trong công trình

2.3 NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ TƯỜNG BARRETTE

An toàn tin cậy: Thiết kế phải đáp ứng tuyệt đối về yêu cầu cường độ, tính ổn định tổng thể của công trình, của hệ thống kết cấu Kết cấu phải chắc chắn biến dạng của tường không ảnh hưởng đến công trình lân cận

Tính kinh tế: Khi đảm bảo điều kiện về an toàn, tin cậy của kết cấu chắn giữ thì xác định hiệu quả kinh tế của phương án trên cơ sở tổng hợp các yếu tố về thời gian, vật liệu, thiết bị, nhân công và bảo vệ môi trường

Thuận lợi thi công: Khi thiết kế tường Barrette nên có hình dáng đơn giản thuận tiện cho thi công, sử dụng công nghệ đơn giản phù hợp với máy móc thiết bị để thi công nhanh chóng, rút ngắn thời gian thi công đảm bảo an toàn lao động

Tường Barrette là một bộ phận kết cấu công trình, là tường của tầng hầm Trong giai đoạn thi công tầng hầm tường Barrette là kết cấu chắn giữ ổn định cho hố đào, sau khi thi công xong tường Barrette là tường của tầng hầm

2.4 ĐẶC ĐIỂM THIẾT KẾ CỦA KẾT CẤU TƯỜNG BARRETTE

Tính không xác định của ngoại lực: Ngoại lực tác dụng lên tường như áp lực đất chủ động, áp lực đất bị động, tải trọng trên mặt đất xung quanh thành hố đào sẽ thay đổi, phụ thuộc vào điều kiện thời tiết, phương pháp thi công, giai đoạn thi công Tính không xác định của biến dạng: Kiểm soát biến dạng là một yêu cầu quan trọng của thiết kế tường Barrette, nhưng có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến biến dạng này như độ cứng của tường chắn, cách bố trí khoảng cách thanh chống, tính chất của đất nền, cao độ của nước ngầm, phương pháp thi công

Tính không xác định của đất: Tính không đồng nhất của đất nền, đất nền với

nhiều tầng nhiều lớp thay đổi phức tạp không có quy luật, hơn nữa số liệu địa chất có nhiều phương pháp xác định khác nhau (như thí nghiệm ngoài hiện trường, thí nghiệm trong phòng, thí nghiệm cắt có hoặc không thoát nước ) tùy theo mẫu đất lấy ở những

vị trí, giai đoạn thời gian thi công khác nhau của hố móng thì tính chất của đất cũng thay đổi, sự tác động của đất nền lên kết cấu từ đó cũng thay đổi

Những yếu tố ngẫu nhiên dẫn đến sự thay đổi: Thay đổi của thời tiết, thay đổi của hệ thống chôn ngầm có sẵn trong đất ảnh hưởng đến việc thi công của hố đào

2.5 CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG BARRETTE

Về cơ bản thi công tường Barrette cũng giống như thi công cọc Barrette, tường Barrette gồm những Panen nối với nhau theo cạnh ngắn của tiết diện, giữa các Panen

có gioăng chống thấm, gioăng chống thấm bằng cao su hoặc bằng thép hình…

2.5.1 Đào hố tường Barrette (Panen) đầu tiên

Bước 1: Dùng gàu đào thích hợp đào một phần hố đến chiều sâu thiết kế, chú ý

đào đến đâu phải kịp thời cung cấp dung dịch Bentonite đến đó cho đầy hố đào để giữ cho hố đào không bị sạt lở

Bước 2: Đào phần hố bên cạnh cách phần hố đào đầu tiên một dải đất, làm như

vậy để cung cấp dung dịch Bentonite vào hố đào sẽ không làm thành hố đào cũ bị sạt

lở

Bước 3: Đào nốt phần còn lại (đào trong dung dịch Bentonite) để hoàn thành

một hố Panen đầu tiên theo thiết kế

2.5.2 Hạ lồng cốt thép, đặt gioăng chống thấm và đổ bê tông cho tường Barrette (Panen) đầu tiên

Bước 4: Hạ lồng thép vào hố đào sẵn trong dung dịch Bentonite sau đó đặt

gioăng chống thấm (nhờ bộ gá lắp bằng thép chuyên dụng) vào vị trí

Bước 5: Đổ bê tông theo phương pháp vữa dâng, thu hồi dung dịch Bentonite

về trạm xử lý Bê tông của tường Barrette thường có mác 250-300 Ống đổ bê tông phải luôn chìm trong bê tông tươi một đoạn khoảng 3m để tránh cho bê tông bị phân

tầng, bị rỗ

Bước 6: Hoàn thành đổ bê tông toàn bộ tường Barrette (Panen 1), khi đổ bê

tông nên đổ cao hơn so với thiết kế một đoạn 0.5m để sau này đập bỏ phần bê tông này đi là vừa

2.5.3 Đào tấm tường Barrette tiếp theo (Panen 2) và tháo bộ gá lắp gioăng chống thấm

Bước 7: Đào một phần hố, sâu đến đáy thiết kế của tường (đào trong dung dịch

Bentonite), đào các tấm tường tiếp theo khi tấm tường trước bê tông đã ninh kết lớn hơn 8 giờ

Bước 8: Đào tiếp đến sát tấm tường (Panen 1) thứ nhất

Bước 9: Gỡ bộ gá lắp gioăng chống thấm bằng gàu đào khỏi cạnh tấm tường

thứ nhất nhưng gioăng chống thấm vẫn còn nằm tại vị trí tiếp xúc với tấm tường thứ

2 (Panen 2)

2.5.4 Hạ lồng cốt thép, đặt gioăng chống thấm và đổ bê tông cho tấm tường (Panen 2) tiếp theo

Bước 10: Hạ lồng cốt thép xuống hố đào chứa đầy dung dịch Bentonite, đặt bộ

gá lắp cùng với gioăng chống thấm vào vị trí

Bước 11: Đổ bê tông cho tấm tường thứ 2 (Panen 2) bằng phương pháp vữa

dâng như tấm tường số 1

Bước 12: Tiếp tục đào tấm tường thứ 3 (Panen 3) ở phía bên kia của tấm tường

thứ 1, thực hiện việc hạ lồng thép, đặt bộ gá cùng gioăng chống thấm và đổ bê tông cho tấm tường thứ 3 giống như đã thực hiện cho các tấm tường trước Tiếp tục theo quy trình thi công như vậy để hoàn thành toàn bộ tường Barrette theo như thiết kế, khi thi công cần đặt các ống âm để kiểm tra chất lượng bê tông trong từng tấm tường

2.6 CÁC CÔNG TRÌNH NGHIÊN CỨU VỀ TƯỜNG VÂY TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC

- Theo cơ quan quản lý về xây dựng, một tổ chức do chính phủ Singapore thành lập, đã phát hành các quy định trong thiết kế hố đào sâu về tường chắn đất và ổn định

kết cấu vào tháng 04/2009 dựa trên sự đánh giá và xem xét toàn diện các quy định xây dựng trong 3 năm áp dụng và thực thi trước đó Đặc biệt ưu tiên các quy định ảnh hưởng đáng kể đến chi phí cũng như tiến độ thi công mà nhận được nhiều phản hồi

từ phía nhà thầu, trong đó phải kể đến giá trị chuyển vị giới hạn cho phép của tường vây

Bảng 2.1: Giới hạn chuyển vị ngang cho phép của tường chắn

Giới hạn chuyển vị ngang/Khu vực

Khu vực 2 (1 ≤ x/H ≤2)

Khu vực 3 (x/H > 2) Nền loại A Nền loại B Chuyển vị lớn nhất cho phép tường

Một trong những vấn đề chủ chốt của thiết kế và thi công tường chắn đất và

ổn định kết cấu với mục đích đảm bảo sức kháng cắt của đất không được huy động

vượt quá biến dạng của đất nền Trong Bảng 2.1 thể hiện giá trị giới hạn cho phép

của các khu vực khác nhau Cụ thể: Zone 1 có công trình lân cận nằm trong phạm vi

1 lần độ sâu đào đất (1H) thì giới hạn cho phép không vượt quá 0.5%H Trong khi Zone 2 có công trình lân cận nằm trong phạm vi 1 lần độ sâu đào đất (1H) đến 2 lần

độ sâu đào đất (2H) thì chuyển vị giới hạn cho phép là 0.7%H Còn với Zone 3 có công trình lân cận nằm ngoài phạm vi 2 lần độ sâu đào đất thì chuyển vị giới hạn ngang không được vượt quá 0.7%H với đất bụi, đất sét dẻo cứng quá cố kết (Đất nền loại A) và không vượt quá 1%H với đất sét dẻo chảy, bụi và đất hữu cơ (Đất nền loại B) Và trong bất kỳ trường hợp nào, chuyển vị giới hạn cho phép của tường vây cũng nên được xác định bằng cách hạn chế các ảnh hưởng hay phá hoại đến kết cấu công trình lân cận do sự phát sinh biến dạng đất nền

- Barasubramaniam và cộng sự (1994) đã nghiên cứu ảnh hưởng 6 trường hợp

hố đào sâu với các hệ giằng chống và thi công khác nhau trong đất nền ở Bangkok

cho kết luận rằng tường vây bê tông cốt thép (BTCT) chuyển vị nhỏ hơn tường cọc

cừ và độ sâu chôn tường là một yếu tố ảnh hưởng nhiều đến tường cọc cừ hơn là tường vây BTCT

- Garvin và Boward (1992) nghiên cứu mô tả quá trình thi công của một bãi

đỗ xe 5 tầng hầm ở Pittsburgh Một tường liên tục có neo được dùng để trấn giữ hố đào sâu 7-8m Chuyển vị và mực nước ngầm được đo đạc trong suốt quá trình thi công Hệ thống tường chắn làm việc ổn định và cho phép hạ mực nước ngầm bên trong hố đào mà ít gây ảnh hưởng nhất đến mực nước ngầm bên ngoài hố đào Chuyển

vị ngang lớn nhất của hố đào trong khoảng 10-20mm, một công trình lân cận 80 năm

và độ cứng tường là những nhân tố quan trọng ảnh hưởng đến sự ổn định nền

- Hsieh và Ou (1997) mở rộng mô hình Hyperbol của Duncan và Clang với lý thuyết dẻo cho điều kiện =0 và nghiên cứu các trường hợp của một hố đào, sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH) và mô hình Hyperbol cải tiến Họ đã kết luận rằng PPPTHH sử dụng mô hình Hyperbol cải tiến cho kết quả ứng xử của đất và tường tương ứng hợp lý với quan sát thực tế

- Lings và cộng sự (1991) thực hiện so sánh ứng xử của hố đào sâu thi công bằng phương pháp Top-down trong sét Gault với kết quả thiết kế Họ phát hiện ra rằng việc thi công tường liên tục làm giảm đáng kể áp lực ngang của đất, cũng như chuyển vị ngang, nội lực trong thanh giằng, moment uốn đều thấp hơn kết quả tính toán

- Ou cùng cộng sự (1993) nghiên cứu các thông số độ lún của nền trong quá trình thi công hố đào bằng cách kiểm tra so sánh dữ liệu của 10 trường hợp thi công

hố đào sâu ở Taipei Tác giả đã kiểm tra chuyển vị ngang lớn nhất của tường và quan

hệ giữa chuyển vị tường và độ lún đất nền Chuyển vị ngang lớn nhất max của tường thường xảy ra gần đáy hố đào Độ lún đất nền bằng khoảng 50%-75% max của tường Chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây max bằng khoảng 0.2%-0.5% chiều sâu hố đào

- Wong và cộng sự (1996) đã nghiên cứu ứng xử của hố đào sâu trong dự án Central Espressway (CTE) giai đoạn 2 ở Singapore Các tác giả kiểm tra chuyển vị ngang của tường chắn, độ lún đất nền, lực trong thanh giằng tương ứng với các hệ giằng và các điều kiện đất nền khác nhau Kết quả cho thấy đối với các hố đào trong đất nền có tổng chiều dày các lớp đất yếu nằm trên đất cứng bằng khoảng 0.9H, thì chuyển vị ngang của tường nhỏ hơn 0.005H, đối với các hố đào trong đất nền có tổng chiều dày các lớp đất yếu nằm trên đất cứng bằng khoảng 0.6H, thì chuyển vị ngang của tường nhỏ hơn 0.0035H Và các tác giả đã kết luận rằng đối với tường chắn có chân tường được xuyên vào trong lớp đất cứng, đặt lớp giằng đầu tiên gần đỉnh tường chắn sẽ làm giảm đáng kể chuyển vị ngang của tường

- Trần Trung Hiếu và Trần Thanh Danh (2019) đã phân tích chuyển vị tường vây tầng hầm một công trình tại Quận 1, Tp Hồ Chí Minh bằng PPPTHH với mô hình ứng xử đất được sử dụng là Hardening Soil trong đó thông số độ cứng đất nền

ref

50

E được suy ra từ các công thức thực nghiệm trước đây Kết quả phân tích ngược sử dụng mô hình HS bằng phần mềm Plaxis 2D với thông số độ cứng của các lớp đất trong nghiên cứu này lấy bằng ref

50 u

E 500S đối với các lớp đất dính và ref

50

E 700Nđối với lớp đất rời cho kết quả tương thích tốt với số liệu quan trắc Biểu đồ chuyển

vị ngang gần giống với giá trị quan trắc và giá trị chuyển vị ngang lớn nhất giữa quan trắc và mô phỏng lệch nhau chỉ 3.7%

Hình 2.1: Biểu đồ so sánh chuyển vị giữa mô phỏng và quan trắc ứng với ref

50 u

E 500S

(Trần Trung Hiếu và Trần Thanh Danh, 2019)

- Nghiên cứu của Thân và cộng sự (2019) với đề tài “Phân tích chuyển vị của tường vây và lún nền công trình lân cận khi thi công hố đào sâu bằng mô phỏng Plaxis 2D” cho ra kết quả như sau:

Hình 2.2: Lún nền đường công trình lân cận trong Plaxis 2D V8.5

(Thân và cộng sự, 2019)

Hình 2.3: Lún nền đường công trình lân cận trong Plaxis 2D 2018

(Thân và cộng sự, 2019)

Hình 2.4: Kết quả chuyển vị ngang tường vây từ mô hình Plaxis 2D

(Thân và cộng sự, 2019)

Theo Thân và cộng sự (2019) việc mô phỏng tính toán chuyển vị ngang của tường vây và lún nền công trình lân cận trong bài toán hố đào sâu dựa trên ứng dụng phần mềm Plaxis 2D có phương pháp rõ ràng, có cơ sở khoa học, cho ra kết quả khá tương đồng với dữ liệu quan trắc hiện trường (về giá trị lớn nhất)

Mô phỏng bài toán hố đào sâu bằng chương trình Plaxis 2D giúp dự báo được chuyển vị ngang của tường vây và lún nền công trình lân cận Từ cơ sở đó tìm ra được biện pháp thi công an toàn và tiết kiệm

Phân tích chuyển vị ngang của tường vây và lún nền công trình lân cận bằng mô hình Plaxis 2D 8.5 và Plaxis 2D 2018 cho kết quả không có sự chênh lệch nhiều và khá gần với dữ liệu quan trắc hiện trường Từ đó tác giả nhận thấy có thể sử dụng chương trình Plaxis 2D 8.5 hoặc Plaxis 2D 2018 trong mô phỏng tính toán thiết kế biện pháp thi công tầng hầm

- Nghiên cứu của Lê Anh Duy (2013) về đề tài “Tường ngang ổn định hố đào công trình trung tâm giao dịch thương mại quốc tế Fosco Tp HCM” cho ra kết quả chuyển vị của tường vây như sau:

Hình 2.5: Biểu đồ so sánh chuyển vị của tường vây sử dụng tường ngang D=20m,

L=15m và tường vây sử dụng tường ngang D=13m, L=15m

(Lê Anh Duy, 2013)

Duy (2013) đã nghiên cứu ảnh hưởng của việc thi công tường vây từ lâu thường hay sử dụng hệ thanh chống bằng thép theo phương án Bottom-up, bài luận văn này nghiên cứu hệ ổn định bằng tường ngang thi công bằng phương án Top-down và sử dụng nó làm tường ngăn kiến trúc, thỏa mãn công năng sử dụng của công trình Bên cạnh đó, phương án thi công Top-down rút ngắn được thời gian thi công, chiều dày tường vây giảm, độ chuyển vị của tường ít, độ lún đất nền xung quanh giảm đi đáng

kể Từ những kết quả nghiên cứu về hiệu quả của tường ngang trong thi công hố đào, rút ra những kết luận sau:

Bằng việc sử dụng tường ngang, thời gian thi công hố đào được rút ngắn, bề dày tường vây giảm đáng kể từ 800mm xuống 600mm

Sử dụng tường ngang có chiều sâu L=l5m hợp lý, tiết kiệm Trường hợp (D=13m, L=15m) có chuyển vị tường vây là 8.65mm (giảm 8.67%) so với độ chuyển vị trường hợp (D=l3m, L=22m) là 9.4mm

Qua nhiều trường hợp mô phỏng thì trường hợp tường ngang có khoảng cách D=20m chiều sâu L=15m là hợp lý nhất thỏa mãn điều kiện chuyển vị cho phép, điều kiện về kiến trúc công trình Chuyển vị ngang lớn nhất max trong suốt quá trình đào đất của tường chắn là 1.78cm so với thi công sử dụng hệ thanh thép là 1.1cm (tăng khoảng 61.8%) nhưng vẫn nằm trong giới hạn cho phép 0.5% H đào=6.5cm

- Zaw Zaw Aye và cộng sự (2020) đã thu thập dữ liệu từ 30 dự án có hố đào thi công trong nền địa chất là đất sét mềm ở Bangkok Độ sâu hố đào từ 6m đến 21m, được gia cố bằng tường vây có bề dày 0.6m, 0.8m và 1.0m đã đưa ra các kết luận sau: Chuyển vị ngang lớn nhất của tường vây có bề dày 0.6m là 0.5% chiều sâu hố đào (H) và tường vây có bề dày từ 0.8m đến 1.0m là 0.2% chiều sâu đào (H) Đối với phương pháp thi công thì không có sự khác biệt lớn về chuyển vị của tường vây giữa phương pháp Bottom-up và Top-down Điều này là do ảnh hưởng của độ dày tường

và phương pháp thi công không đáng kể khi độ cứng uốn của tường đã đủ

Độ sâu trung bình của tường vây ở vị trí có chuyển vị lớn nhất là khoảng 0.8H

Có vẻ như cả độ cứng của tường vây và phương pháp thi công đều không ảnh hưởng lớn đến độ sâu tối đa của chuyển vị ngang tường vây

Khi tăng độ cứng của hệ chống đỡ làm giảm đáng kể chuyển vị của tường vây

Tỷ lệ độ sâu đào trong nghiên cứu này được định nghĩa là chiều sâu đào chia cho chiều dài tường vây Có vẻ như không có mối tương quan rõ ràng giữa tỷ lệ chiều sâu đào / chiều dài tường vây và chuyển vị ngang tường vây Điều này là do càng xuống sâu, tính chất của đất thay đổi từ đất sét mềm đến cứng hoặc đất sét cứng, dẫn đến độ cứng của đất lớn hơn Do đó, nếu độ sâu tường cắm vào đất là đủ thì việc tăng chiều dài của tường không làm giảm sự chuyển vị của tường thêm nữa

Hình 2.6: Chuyển vị lớn nhất của tường vây Hình 2.7: Độ sâu chuyển vị tường lớn nhất

(Zaw Zaw Aye và cộng sự, 2020) (Zaw Zaw Aye và cộng sự, 2020)

Hình 2.8: Tương quan giữa chiều sâu hố đào Hình 2.9: Ảnh hưởng độ cứng của hệ thống

với chiều sâu hố đào/chiều dài tường đến chuyển vị của tường vây

(Zaw Zaw Aye và cộng sự, 2020) (Zaw Zaw Aye và cộng sự, 2020)

2.7 QUAN TRẮC CHUYỂN VỊ TƯỜNG VÂY

2.7.1 Mục đích, hạng mục của công tác quan trắc chuyển vị ngang tường vây

Quan trắc chuyển vị ngang của tường vây (Inclinometer) là theo dõi độ dịch chuyển ngang, hướng và tốc độ dịch chuyển ngang của tường vây nhằm đánh giá mức

độ nguy hiểm, dự báo diễn biến của các dịch chuyển, từ đó có các giải pháp xử lý cho những vấn đề về dịch chuyển tường vây gây ra

Kết quả quan trắc được nhằm giúp kiểm chứng kết quả tính toán trong thiết kế, kiểm soát các tác động của thi công, thúc đẩy hoặc trì hoãn tiến độ thi công, xử lý nhằm không để xảy ra sự cố

2.7.2 Tiêu chuẩn và điều kiện áp dụng

Hồ sơ tài liệu thiết kế công trình (Mặt bằng tổng thể công trình, bản vẽ thiết kế

hệ thống lưới cột, )

Tài liệu địa chất công trình khu vực và công trình chính

Tiêu chuẩn ASTM D6230-98: “Standard Test Method for Monitoring Ground Movement Using Probe-Type Inclinometers" dùng cho Quan trắc chuyển vị ngang của tường vây

Các tiêu chuẩn trong ngành thủy văn nhằm tính toán ổn định và an toàn trong quá trình thiết kế và thi công hạ mực nước ngầm

2.7.3 Đặc tính kỹ thuật và phương pháp thực hiện

Thiết bị vật tư và đặc tính kỹ thuật dụng cụ đo

Bảng 2.2: Thông số kỹ thuật các thiết bị

Ống Inclinometer

Xuất xứ Hãng Slops Indicator tiêu chuẩn Mỹ

Kiểu Cảm biến đo gia tốc cân bằng lực

a) Đầu đo nghiêng

Đầu đo chuyển dịch ngang có bánh xe chạy theo các rãnh dọc ống vách Đầu đo bao gồm hai tốc kế cân bằng lực (accelerometer), trong đó một tốc kế đo độ nghiêng gọi là trục A, tốc kế còn lại đo độ nghiêng vuông góc với mặt phẳng của các bánh xe gọi là trục B Các số liệu đo ở các khoảng cách đều đặn 0.5m khi đầu đo được kéo từ đáy lên đỉnh ống vách

b) Cáp điều khiển

Cáp điều khiển được sử dụng để kiểm tra vị trí (cao độ) của đầu đo nghiêng, có chức năng truyền tín hiệu đến bộ phận thu Cáp điều khiển được đánh dấu đều đặn với khoảng chia 0.5m

c) Bộ thu số liệu

Bộ thu số liệu hiển thị số đo nghiêng nhận được từ đầu đo nghiêng Thiết bị thu

số liệu lưu giữ các số đọc trong bộ nhớ Các số liệu này được truyền qua máy tính và

vách Đầu đo lấy số liệu tại các vị trí cố định bên trong ống vách và các vị trí này được xác định bằng độ sâu hay cao độ

e) Độ lệch ngang

Khi xử lý các số đọc của đầu đo nghiêng, độ nghiêng được chuyển đổi sang một

khoảng cách theo chiều ngang như Hình 2.11 dưới đây Độ lệch tại mỗi khoảng cách

được gọi là độ lệch khoảng cách

Hình 2.11: Cách tính độ lệch khoảng cách

f) Dịch chuyển ngang

Trong sơ đồ Hình 2.11, các dịch chuyển được tham khảo và so sánh với một

điểm cố định gần đáy của ống vách

Dịch chuyển biểu thị một sự thay đổi vị trí của ống vách, tức là một sự thay đổi

độ lệch Dịch chuyển được tính bằng cách lấy độ lệch ở thời điểm hiện tại trừ đi độ

lệch ban đầu Độ lệch khoảng cách là sự thay đổi tại một khoảng cách Tổng dịch chuyển là tổng của các dịch chuyển khoảng cách

2.7.4 Phương pháp lắp đặt

Sử dụng ống đo chuyển vị ngang nhựa ABS kiểu Slope indicator đường kính 70mm lắp đặt tại những vị trí dự báo có thể xảy ra hiện tượng chuyển vị ngang lớn nhất xung quanh công trình và nằm ngoài tường vây

Trình tự lắp đặt thiết bị

1 Các lưu ý chung

Đường kính ống vách ảnh hưởng tới tuổi thọ lắp đặt Dịch chuyển tường làm cho ống vách biến dạng và cản trở đầu dò di chuyển trong ống vách Ống vách có đường kính lớn hơn cho phép dịch chuyển của tường lớn hơn và tạo đường vào dài hơn so với ống vách đường kính nhỏ hơn Luôn sử dụng ống vách đường kính lớn nhất có thể mà thiết bị khoan và kích cỡ lỗ ống chờ trong tường vây có thể đáp ứng được

Một hộp bảo vệ có nắp đậy thường được lắp đặt tại đỉnh của ống vách và hộp bảo vệ này phải đủ rộng để có thể gắn bộ ròng rọc vào đỉnh của ống vách

2 Hướng ống vách

Ống thép đường kính 114mm (được lắp đặt trong quá trình thi công tường vây) phải được lắp đặt gần như thẳng đứng Ống vách sẽ được lồng vào phía trong ống thép, độ nghiêng của ống vách càng lớn thì khả năng xuất hiện lỗi trong quá trình

đo nghiêng càng tăng

Ống vách phải được lắp đặt sao cho một bộ rãnh hướng về phía dự kiến xảy ra

sự dịch chuyển Phải duy trì hướng của bộ rãnh này trong suốt quá trình lắp đặt Không nên sửa lại hướng của ống vách khi đã lắp đặt vì sẽ làm cho ống bị vặn