Plaxis 3D Bài 9 Hố Móng Sâu (BOTTOM UP)

Hiện nay việc tính toán các móng , tường tầng hầm nhà dân dụng hoặc tính toán công trình ngầm bằng các phần mềm địa kỹ thuật như plaxis , Geo5 . .. v.v là rất phổ biến . Tuy nhiên học các phần mềm này tương đối là khó khăn nếu chỉ đọc lý thuyết suông mà không có ví dụ cụ thể để thực hành tính toán thì học sẽ không bao giờ được . Trên là 1 số ví dụ để cụ thể về việc sử dụng Plaxis 3D mà mọi người có thể dùng để học tập

Bài tập số 9

HỐ MÓNG SÂU (PHƯƠNG PHÁP BOTTOM – UP) (V/v: Xác định nội lực, chuyển vị, ứng suất, biến dạng) Bước 1: Thiết lập mô hình và gán các điều kiện biên

Vào File  General Settings Khai báo các dữ kiện trong các phần Project, Dimensions

 Dùng biểu tượng LINE vẽ mặt cắt địa chất của 1 hố khoan gồm có 4 lớp đất, chiều cao

hố khoan 60m, chiều rộng dải đất 40m

Lớp 1: Sét, dẻo nhão, dày 10m

Lớp 2: Cát, chặt vừa, dày 7m

Lớp 3: Cát, chặt dày 18m

Lớp 4: Sét cứng, dày 25m

Các đặc trưng cơ lý, cơ học các lớp đất: xem THÔNG SỐ PLAXIS 2D

 Quy ước: code ±0.00 tại cao trình mặt đất tự nhiên

 Dùng phần tử Plate

 Vẽ tường trong đất (tường vây; diaphragmwall) có tiết diện ngang b*h = 1m*0.6m (bài toán phẳng nên lấy b = 1m, thực tế b ≥ 2m, tiết diện ngang của diaphragmwall phụ thuộc vào kích thước của gầu đào tiêu chuẩn), L = 25m kể từ mặt đất tự nhiên

 Vẽ sàn tầng trệt – tầng hầm 1 – tầng hầm 2

Chiều dày sàn tầng trệt : 300mm nằm tại code ±0.00

Chiều dày sàn tầng hầm 1: 300mm nằm tại code -3m

Chiều dày sàn tầng hầm 2: 500mm nằm tại code -6m

 Dùng phần tử Node – to – node anchor, để vẽ các thanh chống (anchors; shoring) nằm tại cao trình -1m và -4m so với mặt đất tự nhiên

 Hố móng tiết diện hình chữ nhật có kích thước: 20m*6m Giả định tổng chiều cao 2 tầng hầm, H = 2*3m = 6m

 Vẽ phần tử tiếp xúc, chọn biểu tượng,

 Mực nước ngầm nằm tại code -1m so với mặt đất tự nhiên

 Vào Loads, chọn Standard fixities để gán các điều kiện biên

Lưu ý : Cần phải thiết lập sẵn các cao trình dự kiến sẽ đào đất, hạ mực nước ngầm, lắp đặt các thanh chống,…v.v

Dự kiến mực nước ngầm sẽ hạ xuống các cao trình -3m và -8m

Bước 2: Khai báo các thông số cho mô hình đất nền, tường trong đất BTCT (MÁC 350), thanh chống bằng thép hình và sàn BTCT (MÁC 350)

Chọn biểu tượng Material Sets (hoặc vào Material, chọn Soil  Intefaces)

Biểu tượng Material Sets :

 Chọn NEW, khai báo cho lớp đất 1 SÉT DẺO NHÃO

Chọn Advanced để thiết lập các thông số nâng cao

Lưu ý: Thông thường các thông số nâng cao, chương trình sẽ tự động tính Nếu cần thay đổi, tác giả sẽ tự gán lại nếu thấy cần thiết

 Tương tự: khai báo cho lớp đất 2 CÁT CHẶT VỪA

Chọn Advanced để thiết lập các thông số nâng cao

 Tương tự: khai báo cho lớp đất 3 CÁT CHẶT

Chọn Advanced để khai báo các thông số nâng cao

 Tương tự: khai báo cho lớp đất 4 SÉT CỨNG

Chọn Advanced để khai báo các thông số nâng cao

Gán các lớp đất bằng cách: kéo LỚP ĐẤT vào MẶT CẮT ĐỊA CHẤT rồi thả Nếu gán

nhầm thì chọn lớp đất mới rồi gán lại

 Đặc trưng vật liệu tường trong đất

Tiết diện ngang, A = 22.2*10-3m2

Khoảng cách ngoài mặt phẳng, Lspacing = 1m

Lưu ý : Trong thực tế, khoảng cách các thanh chống khi làm việc ngoài mặt phẳng lấy bằng khoảng cách giữa các điểm cố kết (thường tại vị trí diaphragmwall, barrettes, columns,…v.v)

Vào Materials, chọn Anchor  New

 Đặc trưng vật liệu sàn tầng trệt, t = 0.3m

Moduyl đàn hồi, E = 3*107kN/m2

Tiết diện ngang, A = 1*0.3 = 0.3m2

Tải trọng trái cách biên tường trong đất 2m, giá trị q = 10kN/m2 trên diện b = 5m

Tải trọng phải cách biên tường trong đất 2m, giá trị q = 12kN/m2 trên diện b = 6m

Kích double vào phần tử chứa tải để thay đổi giá trị tải trọng

Bước 4: Chia lưới phần tử (medium)

Vào Mesh, chọn General

Chọn Update

Bước 5: Khai báo điều kiện ban đầu

(về cao trình mực nước ngầm)

Vào Initial, chọn initial conditions

Dùng biểu tượng, để vẽ mực nước ngầm tại code -1m

Chọn Generate, Water pressure Chọn Phreatic level, OK

Chọn Update

Chọn Initial pore pressure (biểu tượng xanh đậm bên phải ).

Chọn Generate initial stress,

Chấp nhận các giá trị K0, chương trình tự tính, OK Lúc này sẽ xuất hiện bảng cảnh báo Đây

Thời gian cho mỗi công tác là thời gian dự kiến, thực tế cần phải căn cứ vào định mức và tiến độ thi công

 Phase 1: Tác dụng tải trọng bề mặt (tải trọng của các thiết bị, dụng cụ thi công, vật

liệu xây dựng,…v.v), t = 2 days

Chọn Update

Chọn Next

 Phase 2 Thi công tường trong đất – một module (khoan tạo lỗ, thổi rửa lỗ khoan, hạ

lồng thép, đỗ bê tông), t =12 days

 Phase 3 Hạ mực nước ngầm xuống code -3m so với mặt đất tự nhiên, t =1 day

Lưu ý: Cần thiết phải hạ mực nước ngầm trước khi đào đất để tránh sạt lỡ hố móng khi thi công

Hạ mực nước ngầm nằm xuống code -3m từ tọa độ (0, 59)  (10, 57)  (30, 57)  (40, 59)

Vào Generate, chọn Water pressure  groundwater calculation, OK

Chọn Update

 Phase 5 Lắp đặt thanh chống thứ nhất tại code -1m, t = 1 day

Kích vào vị trí thanh chống (hạn chế chuyển vị ngang của tường trong đất)

Chọn Update

 Phase 6 Hạ mực nước ngầm xuống code -8m so với mặt đất tự nhiên, t =3 days

Hạ mực nước ngầm nằm xuống code -8m từ tọa độ (0, 59)  (10, 52)  (30, 52)  (40, 59)

Vào Generate, chọn Water pressure  groundwater calculation, OK

Chọn Update

 Phase 7 Đào đất đến code -6m, t = 10 days

 Phase 8 Lắp đặt thanh chống thứ 2 tại code -4m, t = 1 day

 Phase 9 Thi công sàn tầng hầm 2, t = 1 day

Chưa xét các giá trị tải trọng thực tác dụng lên sàn

 Phase 10 Cố kết, t = 9 days

THÁO DỞ THANH CHỐNG bằng cách: Kích vào thanh chống, thanh chống sẽ có MÀU XÁM

 Phase 16 Cố kết, t = 9 days

 Phase 17 Thi công sàn tầng trệt, t = 1 day

Chọn điểm trong nền dự kiến sẽ xuất các biểu đồ quan hệ (nếu thấy cần thiết)

Chọn Update Chọn Calcutate để giải

Muốn xem kết quả trường hợp nào thì để VỆT SÁNG tại đó rồi nhấn Output Ví dụ chọn Phase 17 (THI CÔNG SÀN TẦNG TRỆT)

Lưới biến dạng tổng thể khu vực xây dựng

Chuyển vị ngang tường trong đất

Chuyển vị đứng tường trong đất

CHUYỂN VỊ NGANG CHO PHÉP

Biểu đồ bao moment dọc theo thân tường trong đất

 Trị số cực đại sẽ được dùng để kiểm tra lại lượng cốt thép đã chọn

 Tại vị trí moment giảm, nên giảm (cắt) thép để tiết kiệm vật liệu

Biểu đồ bao lực cắt dọc theo thân tường trong đất (dùng trị cực đại để ước lượng cốt đai)

Chuyển vị đứng sàn tầng trệt

Chuyển vị đứng sàn tầng hầm 1

Biểu đồ bao moment sàn tầng hầm 1

Chuyển vị đứng tại mặt phẳng đáy hố móng (Nhận xét: tại đáy hố móng có hiện tượng đất nền bị bùng trồi, cần phải kiểm tra)

Chuyển vị đứng tại bề mặt mặt đất (Nhận xét: tại vị trí chất tải trọng bề mặt đất nền bị lún sụt)

Biểu đồ quan hệ giữa thời gian và chuyển vị đứng tại một vị trí trong nền

Biểu đồ quan hệ giữa ứng suất và biến dạng tại một vị trí trong nền

 Phase 8 (LẮP ĐẶT THANH CHỐNG THỨ HAI)

Lực dọc trong tầng chống thứ nhất (code -1m) (Lấy giá trị trên để kiểm tra lại tiết diện đã chọn)

Lực dọc trong tầng chống 2 (code -4m)