Tài liệu thiết kế tường vây

Tuy nhiên, với số liệu địa chất chưa đầy đủ, trong các bước tính sơ bộ này, sinh viên chọn mô hình nền Morh – Coulomb cho tất cả các lớp đất... ĐỘ SÂU CẮM TƯỜNG VÂY Độ cắm sâu của tường

Trang 1

T iết kế trư n vây- plaxis 8.2

CHƯƠNG 11 THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY THEO GIAI ĐOẠN THI CÔNG

TẦNG HẦM

11.1 THIẾT LẬP MÔ HÌNH

11.1.1 Chọn cơ sở thiết lập mô hình

− Title: Morning Star

− Model: Plain strain

− Sinh viên sử dụng phần mềm PLAXIS 2D v8.2 để mô phỏng tính toán tường vây

− Xét 1m chiều dài tường vây, mô phỏng toàn bộ 2 bên hố đào

− Kết quả tính toán cho 1m chiều dài tường vây

− Chọn mô hình nền Morh – Coulomb cho tất cả các lớp đất

− Các lớp đất dính: dùng ứng xử không thoát nước (UnDrained)

− Các lớp đất rời: thoát nước (Drained)

− Mô đun biến dạng của từng lớp đất có thể có được từ: thí nghiệm trong phòng (nén một trục_Oedometer, nén ba trục), từ các thí nghiệm hiện trường (CPT, SPT), với các hệ số quy đổi và hiệu chỉnh được quy định trong các quy phạm Trong bài, sinh viên lấy theo kết quả báo cáo khảo sát địa chất có được

− Mực nước ngầm ngoài hố đào giả định ổn định ở độ sâu -1,0m so với mặt đất tự nhiên Mực nước ngầm trong hố đào được bơm hút, giả định luôn thấp hơn mặt đất tự nhiên 1m

− Hệ số Rinter kể đến mức độ thô ráp/trơn nhẵn của bề mặt tiếp xúc tường-đất chi phối sự làm việc đồng thời của tường và đất Theo kinh nghiệm, với bề mặt bê tông – sét:

Rinter = 1.0 ÷ 0.7; với cát – bê tông: Rinter = 1.0 ÷ 0.8 Đơn giản, chọn Rinter = 0.8 cho tất cả các lớp đất

Giải thích ý nghĩa của các ký hiệu dùng trong mô hình:

Trang 2

TT THÔNG SỐ KÝ HIỆU ĐƠN VỊ

3 Dung trọng trên nực nước ngầm γunsat kN/m3

5 Dung trọng không bão hoà γunsat kN/m3

6 Hệ số thấm theo phương x kx m/day

7 Hệ số thấm theo phương y ky m/day

10 Hệ số tương tác đất – kết cấu Rinter _

11.1.2 Các thông số nền

Bài toán tường chắn chủ yếu xét các tác động và hệ quả của tác động theo phương ngang Theo phương ngang, tường chủ yếu chuyển vị do đất bị nở ngang Đúng nhất, cần chọn mô hình tính toán là Soft Soil để phân biệt đầy đủ quá trình dở và gia tải Tuy nhiên, với số liệu địa chất chưa đầy đủ, trong các bước tính sơ bộ này, sinh viên chọn mô hình nền Morh – Coulomb cho tất cả các lớp đất Thông số địa chất các lớp đất được khai báo như sau:

Lớp đất Type γunsat γsat kx ky Eref ν Rinter c φ φ ψ

kN/m3 kN/m3 m/d m/d kN/m2 kN/m2 Deg Deg Lớp 1 UnDrained 14.80 14.9 1.00E-04 0.50E-04 1.08E+04 0.3 0.8 10.7 10.20 0.00 Lớp 2B UnDrained 19.50 19.9 1.00E-06 0.50E-06 6.45E+04 0.3 0.8 22.8 13.67 0.00 Lớp 2C UnDrained 18.80 19.0 1.00E-06 0.50E-06 7.44E+04 0.2 0.8 34.1 13.65 0.00 Lớp 3 Drained 20.20 20.6 1.00E-02 0.50E-02 1.25E+05 0.3 0.8 9.0 23.75 0.00 Lớp 4 UnDrained 19.90 20.1 1.00E-06 0.50E-06 8.13E+04 0.2 0.8 45.6 15.00 0.00 Lớp 5 Drained 19.60 19.9 1.00E-02 0.50E-02 8.56E+04 0.3 0.8 9.4 23.42 0.00 Lớp 6 UnDrained 19.80 20.0 1.00E-06 0.50E-06 6.85E+04 0.2 0.8 34.9 15.90 0.00 Lớp 7 Drained 20.10 20.5 1.00E-02 0.50E-02 1.24E+05 0.3 0.8 9.0 24.80 0.00 Lớp 8 UnDrained 20.00 20.2 1.00E-06 0.50E-06 7.60E+04 0.3 0.8 26.0 13.60 0.00 Lớp 9 Drained 20.2 20.6 1.00E-02 0.50E-02 1.23E+05 0.2 0.8 9.0 24.52 0.00

Trang 3

11.1.3 Thông số tường vây

− Khai báo Plates

− Tường làm việc theo mô hình đàn hồi (Elastic)

− Độ cứng dọc trục EA = 3.25E7×1×1.2=3.9E7kN/m

− Độ cứng chống uốn: EI = 3.25E7×1.23×1/12=4.58E6kNm2/m

− Dung trọng W= (25-14.9)x1.2x1 = 12.12 kN/m

− Hệ số Poisson ν = 0.2

Thông số Ký hiệu Tường chắn Unit

Độ cứng chống uốn EI 1,24E6 kNm2/m

11.1.4 Thông số sàn trệt, sàn tầng hầm 1 và sàn tầng hầm 2

− Khai báo Anchor

− Sàn làm việc theo mô hình đàn hồi (Elastic)

− Độ cứng dọc trục EA = 3.25E7×1×0.3=9.75E+06kN/m

− Chiều dài thanh chống: Lspace = 18m

11.1.5 Thông số sàn tầng hầm 3

− Độ cứng dọc trục EA = 3.25E7×1×0.7=2.27E+07kN/m

− Chiều dài thanh chống: Lspace = 18m

Trang 4

11.1.6 Thông số cọc barrette

− Khai báo Plates

− Cọc làm việc theo mô hình đàn hồi (Elastic)

− Độ cứng dọc trục EA

− Độ cứng chống uốn: EI

− Dung trọng W=(25-14.9) x a x 1

− Hệ số Poisson ν = 0.2

0.8x2.8m 1.5x2.8m

Độ cứng dọc trục EA 7.28E+07 1.37E+08 kNm/m Độ cứng chống uốn EI 6.53E+05 8.08E+06 kNm2/m

11.1.7 Thông số kingpost H400x400

− Độ cứng dọc trục EA = 2.1E8×0.0215 = 4.51E+06kN/m

− Chiều dài thanh chống: Lspace = 3.5m

Trang 5

11.2 ĐỘ SÂU CẮM TƯỜNG VÂY

Độ cắm sâu của tường vào trong nền đất phải đạt được các yêu cầu sau:

− Phải vượt qua mặt trượt tổng thể

− Phải cắm vào trong lớp đất tương đối tốt

− Phải bảo đảm điều kiện về chuyển vị ngang cho phép Chuyển vị cho phép là chuyển

vị mà kết cấu còn làm việc được, chuyển vị không làm ảnh hưởng lớn công trình và đất nền xung quanh cũng như công trình xây dựng lân cận

− Phải đảm bảo điều kiện chống thấm tầng hầm khi đưa công trình vào sử dụng

Do đặc điểm của địa chất công trình là rất yếu, lớp đất đầu tiên là sét pha – trạng thái dẻo mềm dày gần 25m, cho nên ta cần phải đặt đáy tường vây vào lớp đất tốt để đảm bảo giữ ổn định cho tường vây trong suốt quá trình thi công và trong suốt quá trình sử dụng lâu dài Sinh viên xin được đề xuất đạt đáy tường vây vào lớp đất 6 (sét pha – trạng thái nữa cứng) tại cao trình -53.300m (cách mặt đất tự nhiên 53m) Sau đó sinh viên sẽ tính toán kiểm tra lại chiều sâu đặt tường vây theo 2 điều kiện:

1 Kiểm tra chống trồi của khối đất ở đáy hố móng

2 Kiểm tra ổn định chống chảy thấm

11.3 KHÁI QUÁT TRÌNH TỰ THI CÔNG TẦNG HẦM

11.3.1 Thi công thực tế

− Mặt đất tự nhiên ở cao trình -0.3m, chịu tải phân bố đều 10kN/m2

− Bước 1: thi công tường vây

− Bước 2: thi công cọc barrette

− Bước 3: thi công đào đất đến cao trình -2.1m

− Bước 4: thi công sàn tầng trệt cao trình ±0.0m

− Bước 6: thi công sàn tầng hầm 1, cao trình mặt sàn là -3.5m

− Bước 8: thi công sàn tầng hầm 2, cao trình mặt sàn là -7.0m

− Bước 10: thi công móng, sàn tầng hầm 3 cao trình mặt sàn là -10.5m

Trình tự thi công tầng hầm đươck mô tả cọ thể qua các hình ảnh như sau:

Chú ý rằng trong quá trình thi công đào đất, cần phải hạ mực nước ngầm thấp hơn cao trình đào ít nhất là 1m

Trang 7

Trang 8

±

Trang 9

Trang 11

Trang 13

Trang 15

11.4 MÔ HÌNH TRONG PLAXIS

Toàn bộ quá các quá trình thi công tầng hầm được mô tả trong phần mềm Plaxis thông qua 13 bước Các bước tiến hành được thể hiện cụ thể trong phụ lục thuyết minh, chương 1 – thiết kế tường vây

Trang 16

11.5 KẾT QUẢ NỘI LỰC VÀ CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG VÂY THEO TỪNG GIAI ĐOẠN THI CÔNG 11.5.1 Thi công đào đất đến cao trình -2.1

Biểu đồ môment trong giai đoạn thi công

đào đất đến cao trình -2.1m

Biểu đồ lực cắt trong giai đoạn hi công đào

đất đến cao trình -2.1m Bảng tổng hợp nội lực và chuyển vị nguy hiểm nhất cho tường vây trong gIai đoạn thi công đào đất đến cao trình -2.1m:

Qmax(kn/m) Qmin(kn/m) Mmax(knm/m) Mmin(knm/m) PHƯƠNG X(m) PHƯƠNG Y(m) Lồng thép 1 0.091 -20.561 0.000 -63.690 1.08E-02 -1.06E-02 Lồng thép 2 6.649 -21.342 0.000 -189.202 7.07E-03 -1.06E-02 Lồng thép 3 33.352 -4.195 138.451 -182.416 2.76E-03 -1.05E-02 Lồng thép 4 13.440 -18.303 138.451 -7.401 1.81E-03 -1.05E-02 Lồng thép 5 10.495 -14.883 39.903 -16.816 1.10E-03 -1.04E-02 Lồng thép 6 10.722 -6.997 20.164 -8.768 -1.26E-03 -1.03E-02

Trang 17

11.5.2 Thi công sàn tầng trệt (sàn 0)

sàn tầng trệt ±0.00m

Biểu đồ lực cắt trong giai đoạn thi công

sàn tầng trệt ±0.00mBảng tổng hợp nội lực và chuyển vị nguy hiểm nhất cho tường vây trong gIai đoạn thi sàn tầng trệt cao trình ±0.00m:

Qmax(kn/m) Qmin(kn/m) Mmax(knm/m) Mmin(knm/m) Phương x(m) Phương y(m) Lồng thép 1 0.091 -47.157 0.003 -47.157 1.08e-02 -1.06e-02 Lồng thép 2 6.649 -21.352 0.000 -189.202 7.07e-03 -1.06e-02 Lồng thép 3 33.352 0.000 138.451 -185.978 2.91e-03 -1.05e-02 Lồng thép 4 13.440 -18.303 138.451 -7.401 1.81e-03 -1.05e-02 Lồng thép 5 10.495 -45.688 39.903 -16.816 1.04e-03 -1.04e-02 Lồng thép 6 10.722 -5.041 7.418 -8.768 -1.34e-03 -1.03e-02

Trang 18

11.5.3 Thi công đào đất đến cao trình – 4.100m

Biểu đồ môment trong giai đoạn thi công đào

đất đến cao trình -4.1m

Biểu đồ lực cắt trong giai đoạn thi công đào

đất đến cao trình -4.1m Bảng tổng hợp nội lực và chuyển vị nguy hiểm nhất cho tường vây trong giai đoạn thi công đào đất đến cao trình -4.1m:

Qmax(kn/m) Qmin(kn/m) Mmax(knm/m) Mmin(knm/m) Phương x(m) Phương y(m) Lồng thép 1 141.014 -20.561 539.585 -63.690 1.30e-02 -7.09e-03 Lồng thép 2 8.233 -66.826 539.585 -189.202 1.30e-02 -7.09e-03 Lồng thép 3 33.352 -55.135 138.011 -256.110 8.22e-03 -6.98e-03 Lồng thép 4 35.654 -18.303 130.205 -242.482 2.36e-03 -6.98e-03 Lồng thép 5 10.495 -11.095 39.903 -16.816 7.59e-04 -6.97e-03 Lồng thép 6 10.722 -10.984 22.874 -8.671 -9.30e-04 -6.87e-03

Trang 19

11.5.4 Thi công sàn tầng hầm 1 (sàn -1)

Biểu đồ mômen trong giai đoạn thi công

sàn tầng hầm 1

sàn tầng hầm 1 Bảng tổng hợp nội lực và chuyển vị nguy hiểm nhất cho tường vây trong giai đoạn thi sàn tầng hầm 1 cao trình -3.50m:

Qmax(kn/m) Qmin(kn/m) Mmax(knm/m) Mmin(knm/m) Phương x(m) Phương y(m) Lồng thép 1 141.014 -21.327 539.585 -82.882 1.30e-02 -7.09e-03 Lồng thép 2 6.649 -66.827 535.796 -189.202 1.30e-02 -7.09e-03 Lồng thép 3 33.352 -55.163 138.011 -256.243 2.92e-03 -6.98e-03 Lồng thép 4 9.344 -13.091 39.903 -16.131 8.09e-04 -6.93e-03 Lồng thép 5 9.344 -11.095 39.903 -13.918 7.60e-04 -6.93e-03 Lồng thép 6 10.722 -10.984 22.414 -8.768 -9.30e-04 -6.86e-03

Trang 20

Biểu đồ mômen trong giai đoạn thi công

Biểu đồ lực cắt trong giai đoạn thi công đào đất đến cao trình -7.60m Bảng tổng hợp nội lực và chuyển vị nguy hiểm nhất cho tường vây trong giai đoạn thi công đào đất đến cao trình -7.60m:

Qmax(kn/m) Qmin(kn/m) Mmax(knm/m) Mmin(knm/m) Phương x(m) Phương y(m) Lồng thép 1 536.627 -333.917 522.840 -1035.158 1.38e-02 -3.59e-03 Lồng thép 2 314.181 -122.776 1261.081 -189.202 2.14e-02 -3.57e-03 Lồng thép 3 33.352 -179.749 245.669 -709.265 8.48e-03 -3.46e-03 Lồng thép 4 85.249 -18.303 130.205 -715.883 6.72e-03 -3.45e-03 Lồng thép 5 44.515 -14.883 39.903 -55.832 2.54e-03 -3.43e-03 Lồng thép 6 10.722 -21.098 48.511 -8.671 1.85e-03 -3.40e-03

Trang 21

11.5.6 Thi công sàn tầng hầm 2 (sàn -2)

Biểu đồ môment trong giai đoạn thi

công sàn tầng hầm 2

Biểu đồ lực cắt trong giai đoạn thi công sàn

tầng hầm 2 Bảng tổng hợp nội lực và chuyển vị nguy hiểm nhất cho tường vây trong giai đoạn thi công sàn tầng hầm 2:

Qmax(kn/m) Qmin(kn/m) Mmax(knm/m) Mmin(knm/m) Phương x(m) Phương y(m) Lồng thép 1 536.627 -351.364 522.840 -1035.402 1.59e-02 -3.59e-03 Lồng thép 2 314.489 -122.817 1261.425 -189.202 2.19e-02 -3.57e-03 Lồng thép 3 33.352 -181.111 922.832 -662.999 2.02e-02 -3.45e-03 Lồng thép 4 84.795 -56.104 138.451 -716.113 7.56e-03 -3.45e-03 Lồng thép 5 33.105 -11.095 39.903 -98.100 2.48e-03 -3.43e-03 Lồng thép 6 10.722 -21.098 48.511 -8.768 1.85e-03 -3.43e-03

Trang 22

Biểu đồ lực cắt trong giai đoạn thi công đào

đất đến cao trình -11.50m Bảng tổng hợp nội lực và chuyển vị nguy hiểm nhất cho tường vây trong giai đoạn thi công đào đất đến cao trình -11.50m

Qmax(kn/m) Qmin(kn/m) Mmax(knm/m) Mmin(knm/m) Phương x(m) Phương y(m) Lồng thép 1 536.627 -490.696 485.747 -1498.568 1.59e-02 2.49e-04 Lồng thép 2 875.077 -122.817 2272.647 -1309.519 3.34e-02 3.82e-04 Lồng thép 3 33.352 -448.096 2212.808 -691.174 3.33e-02 3.92e-04 Lồng thép 4 149.915 -287.835 138.451 -1216.115 1.55e-02 4.06e-04 Lồng thép 5 88.334 -13.091 57.232 -301.507 5.08e-03 4.08e-04 Lồng thép 6 16.405 -30.887 73.874 -8.768 4.22e-03 4.07e-04

Trang 23

11.5.8 Thi công sàn tầng hầm 3 ( sàn -3)

Biểu đồ môment trong giai đoạn thi

công sàn tầng hầm 3

sàn tầng hầm 3 Bảng tổng hợp nội lực và chuyển vị nguy hiểm nhất cho tường vây trong giai đoạn thi sàn tầng hầm 3

Qmax(kn/m) Qmin(kn/m) Mmax(knm/m) Mmin(knm/m) Phương x(m) Phương y(m) Lồng thép 1 536.627 -490.696 522.840 -1498.568 1.59e-02 2.46e-04 Lồng thép 2 875.077 -122.817 2273.169 -1310.323 3.34e-02 3.79e-04 Lồng thép 3 33.352 -448.631 2214.155 -956.704 3.33e-02 3.88e-04 Lồng thép 4 150.035 -288.891 138.451 -1216.956 1.56e-02 3.93e-04 Lồng thép 5 41.539 -14.883 39.903 -157.340 5.08e-03 4.04e-04 Lồng thép 6 14.654 -31.286 73.874 -8.768 4.10e-03 4.05e-04 Từ kết quả phân tích chuyển vị của tường vây thông qua các giai đoạn thi công, thì chuyển vị lớn nhất theo phương ngang của tường vây nằm trong giai đoạn thi công đào đất đến cao trình –

Trang 24

11.500m Với giá trị chuyển vị là 33.4mm = 3.34 cm Như vậy, tường vây đảm bảo điều kiện chuyển vị

11.6 TÍNH TOÁN CỐT THÉP CHO TƯỜNG VÂY

Theo thiết kế thì tường vây có chiều sâu là 53m, được nối từ 5 lồng thép dài 11.7m và 1 lồng thép dài 9.5m( đoạn nối chồng nhau giữa các lồng thép là 1.5m) Do chiều sâu tường lớn, nội lực thay đổi nhiều và phức tạp trong suốt chiều sâu chôn tường Cho nên sinh viên đề ra những quan điểm tính toán cốt thép cho tường vây như sau:

− Tính toán cốt thép trên 1m chiều dài tường vây, dựa vào kết quả đó sẽ bố trí thép cho toàn bộ các đơn nguyên

− Thép dọc: đối với một lồng thép, sinh viên sẽ chọn ra nội lực lớn nhất ( Mmax và

Qmax) từ các giai đoạn thi công, sau đó tính toán bố trí cốt thép theo mô men dương và mô men âm lớn nhất cho từng lồng thép

− Thép đai: sinh viên sẽ kiểm tra khả năng chịu cắt của bê tông trong từng lồng thép:

• Nếu bê tông đủ khả năng chịu cắt thì chỉ cần đặt cốt đai theo cấu tạo

• Nếu bê tông không đủ khả năng chịu cắt, sẽ tính toán cốt đai chịu cắt

11.6.2 LỰA CHỌN VẬT LIỆU

− Bê tông: B30 (R = 17MPa = 17000kN / m R = 1.2MPa = 1200kN / mb 2 bt 2)

− Thép dọc: AIII (R = R = 365MPa = 365000kN / ms sc 2)

− Thép đai: AII (R = 235MPa = 235000kN / msw 2)

11.6.3 TÍNH CỐT THÉP DỌC CHỊU MÔMEN

Cốt thép dọc trong tường vây được tính toán theo công thức:

A =

Trong đó:

M – là mômen uốn dọc thân tường vây tại cao trình ứng với từng lồng thép

Rs – cường độ chịu kéo tính toán của thép

h0 – chiều cao làm việc của tiết diện, h0 = 1.2 – 0.15 = 1.05m Kết quả tính toán cốt thép dọc cho tường vây cho trong bảng sau:

Định dạng
Số trang	29
Dung lượng	1,52 MB