Tờng trong đất là một loại kết cấu có tác dụng chắn giữ, đảmbảo cho việc thi công hố móng đào sâu đợc an toàn, thuận lợi, nóchịu tác dụng chủ yếu là các tải trọng ngang nh áp lực đất, áp
Trang 1Chơng I Tổng quan về tờng trong đất I.1 Tờng trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trớc.
I.1.1 Khái niệm về tờng trong đất
Tờng trong đất là một loại kết cấu có tác dụng chắn giữ, đảmbảo cho việc thi công hố móng đào sâu đợc an toàn, thuận lợi, nóchịu tác dụng chủ yếu là các tải trọng ngang nh áp lực đất, áp lựcnớc, tải trọng thi công Tờng trong đất có khi chỉ có tác dụngchắn giữ cho công trình bên trong, cũng có khi là một bộ phậnkết cấu chính của công trình, tuỳ theo công năng sử dụng và độsâu của hố móng mà ta lựa chọn một trong các loại tờng trong
đất sau:
+ Tờng bằng ximăng đất: Là cọc đợc làm từ ximăng trộn với
đất, sau khi đóng rắn lại sẽ thành tờng chắn có dạng bản liềnkhối đạt cờng độ nhất định, dùng cho loại hố đào có độ sâu 3-6m;
+ Cọc bản thép: Có mặt cắt chữ U và Z, sau khi hoàn thiệnnhiệm vụ chắn giữ, có thể thu hồi sử dụng lại, dùng cho loại hốmóng có độ sâu từ 3 – 10m
+ Cọc bản bê tông cốt thép có mặt cắt chữ U, C … dài 6-20m,dùng cho loại hố móng có độ sâu 3 - 15m; ở nớc ta đã sản xuấtbản cọc bằng BTCT ứng suất trớc
+ Tờng chắn bằng cọc khoan nhồi: Đờng kính φ600-1000 mm,cọc dài 15-30m, làm thành tờng chắn theo kiểu hàng cọc, dùngcho loại hố móng có độ sâu 6-13m, có khi đến 25m
+ Giếng chìm và giếng chìm hơi ép: Trên mặt đất hoặctrong hố đào nông có nền đợc chuẩn bị đặc biệt, ta làm tờngvây của công trình để hở ở phía trên và phía dới
Trang 2+ Tờng liên tục trong đất: Làm bằng bê tông cốt thép, chiềudày của tờng thờng từ 0,4 – 1,0m, chiều sâu thờng từ 10 – 45m.
Có thể làm tờng bằng kết cấu tấm BTCT lắp ghép Tờng liên tụctrong đất có các u điểm sau:
Thân tờng có độ cứng lớn, do đó, biến dạng của kết cấu vàcủa móng đều rất ít, vừa có thế dùng đợc trong kết cấu chắngiữ siêu sâu, lại có thể dùng trong kết cấu lập thể (không gian) Thích dụng trong các loại điều kiện đất nền khác nhau: Trongcác lớp đất cát cuội hoặc khi phải vào tầng nham phong hoá khicọc bản thép rất khó thi công nhng lại có thể dùng kết cấu tờngliên tục trong đất đợc thi công bằng các loại máy đào thích hợp
để đào hào cho tờng
Có thể giảm bớt ảnh hởng xấu đến môi trờng trong thi côngcông trình Khi thi công chấn động ít, tiếng ồn thấp, ít ảnh hởng
đến các công trình xây dựng và đờng ống ngầm ở lân cận do
dễ khống chế về biến dạng lún và chuyển vị
Có thể thi công theo phơng pháp ngợc có lợi cho việc tăngnhanh tốc độ thi công, hạ thấp giá thành thi công
Do các u điểm trên, kết cấu tờng liên tục trong đất chủ yếu
đợc dùng để làm các đờng ngầm dới đất, tàu điện ngầm đặtnông, đờng ô tô và bãi đậu ô tô ngầm Ngoài ra, phơng pháp tờngtrong đất cũng dùng để làm móng (có chức năng nh cọc – cọcBaret) và làm các tầng hầm của nhà ở và nhà dân dụng đặt sâudới đất có chức năng công cộng nh cửa hàng, hiệu ăn, quán cà phê,cũng nh để làm công trình đặt hệ thống thiết bị kỹ thuật đôthị làm trạm biến thế, trạm cấp và xử lý nớc, tờng chắn v v Vìvậy, ở trong phạm vi của luận văn này, học viên đi sâu vào tìmhiểu tờng liên tục trong đất
Trang 3I.1.2 Tờng trong đất ứng lực trớc.
Tờng trong đất đổ toàn khối thông thờng có khả năng cách
n-ớc không cao Do đổ tại chỗ nên khó kiểm soát chất lợng, do đó,trong thời gian gần đây tờng panel lắp ghép đợc sử dụng khárộng rãi trong thực tế, đặc biệt là tờng panel lắp ghép ứng lực tr-ớc
Tờng trong đất sử dụng panel lắp ghép ứng lực trớc là tờng bêtông cốt thép, trong đó bê tông đợc tạo ra ứng suất trớc để chốnglại các vết nứt ở vùng kéo trong panel dới tác dụng của tải trọngbằng cách sử dụng kết hợp bê tông và cốt thép cờng độ cao, cốtthép sau khi buông sẽ tạo ra lực nén trong bê tông Panel đợc sảnxuất trong nhà máy phải đảm bảo các yêu cầu theo đúng quiphạm trớc khi chuyển đến công trờng để tiến hành ép làm tòngtrong đất
*) Các phơng pháp gây ứng suất trớc:
- Công nghệ căng trớc:
Công nghệ căng trớc đợc thực hiện bằng biện pháp căng các loạicốt thép cờng độ cao đặt trong phạm vi khuôn đúc cấu kiện.Cốt đã đợc căng phải đợc neo và chốt 2 đầu vào hai mố tuyệt
đối cứng theo phơng tác động của lực căng Sau đó tiến hành
đổ bê tông Khi bê tông đạt 80-90% cờng độ chịu nén thiết kếmới đợc cắt hai đầu cốt căng khỏi mố neo
Công nghệ căng trớc khi đổ bê tông thờng đợc sử dụng trongcác xởng hoặc bãi đúc các sản phẩm bê tông lắp ghép Sử dụngcông nghệ căng trớc trong các công xởng cho phép sản xuất hàngloạt các cấu kiện với chất lợng đợc kiểm soát chặt chẽ Nếu bê tông
đợc chng hấp trong điều kiện nhiệt – ẩm cao thì sau 24 đến 36giờ bê tông có thể đạt mọi cấp độ bền thiết kế Nhờ ứng dụng
Trang 4công nghệ mới này từ năm 2000 đến nay hàng loạt chung c caotầng và các nhà công nghiệp nhiều tầng, các công trình côngcộng nh sân vận động, nhà để xe ngầm khẩu độ lớn đã đợcCông ty Cổ phần bê tông và xây dựng Vinaconex Xuân Mai, sảnxuất và lắp dựng với hiệu quả kinh tế, kỹ thuật, năng suất, chất l-ợng cao.
Do kết cấu tờng trong đất dùng panel lắp ghép đợc sản xuấttheo công nghệ căng trớc nên ở luận văn này chỉ đi sâu vào côngnghệ căng trớc
Tuỳ thuộc vào thể loại kết cấu, loại cốt thép và phơng pháp thicông trong công nghệ căng sau còn đợc phân biệt nh sau:
+) Phơng pháp căng ngoài kết cấu:
+) Phơng pháp căng sau dùng cáp có bám dính (cáp để trần) +) Phơng pháp căng sau dùng cáp không bám dính (cáp có vỏbọc)
Trang 5Ngoài ra, các tấm panel ứng suất trớc còn đợc sử dụng rộng rãitrong các công trình giao thông nh đờng hầm, tờng chắn cáccông trình lộ thiên, …
*) Phơng pháp thi công:
Khác với thi công tờng trong đất bằng bê tông đổ toàn khối, vớicác panel lắp ghép, tuỳ thuộc vào kích thớc và hình dạng cáctấm panel mà lựa chọn phơng pháp thi công cho thích hợp
Khi chiều dài 2 cạnh mặt cắt tiết diện của panel là dạng hìnhvuông, có thể khoan dẫn hớng trớc khi sử dụng máy ép ép chúngvào trong đất
Khi chiều dài 2 cạnh mặt cắt tiết diện của panel là dạng hìnhchữ nhật, có thể thi công theo trình tự sau: sử dụng các máy gầungoạm để đào đất trong môi trờng huyền phù bentonite chốngsập thành → Cẩu cừ → Thả cừ vào các hố đào đã đợc định vị →
Xử lý các mối nối
Hình 1.1: Thi công khoan dẫn
tại công trình Sukara Tower - 47 Vũ
Trọng Phụng
Một số hình ảnh về các panel
bê tông ứng suất trớc đợc sử dụng làm tờng trong đất:
Trang 7I.1.3 Tình hình sử dụng panel lắp ghép BTƯLT làm tờng trong
đất trên thế giới và Việt Nam
ở nớc ta, cũng nh nhiều nớc trên thế giới ngày càng ứng dụngrộng rãi panel lắp ghép BTƯLT làm tờng trong đất Các công trìnhtờng trong đất thờng gặp nh sau:
- Làm tờng tầng hầm cho nhà cao tầng
- Làm các công trình ngầm nh: đờng tàu điện ngầm, đờngcầu chui, cống thoát nớc lớn, các ga ô gara lớn kích thớc156x54x27m gồm 7 tầng đã đợc xây dựng đầu tiên ở Matxcơvatô ngầm dới đất, …
- Làm kè bờ cảng, làm tờng chắn đất, …
Trên thế giới từ những năm 80 của thế kỷ trớc đã có những côngtrình hố móng đào sâu đợc xây dựng Một vào năm 1983, garatrên đợc xây dựng ngầm bằng phơng pháp “tờng trong đất” Toànhà Vĩnh Hoa – Thợng Hải có quy mô 27 tầng, cao 99m, độ sâuchôn móng 10.6m, gồm 2 tầng hầm đã dùng tờng cọc khoan nhồiD600 sâu 21m, khoảng cách 850mm kết hợp với cọc ximăng đất15m để chắn giữ hố đào sâu 10.6m Toà nhà Trung tâm tổ
Trang 8chức kinh doanh Quốc Gia Đài Loan (Taipei National EnterprisingCenter) có 18 tầng trên mặt đất và 5 tầng hầm Để chắn giữ hốmóng sâu 19.7m ngời ta đã dùng tờng trong đất dày 0.9m sâu35m.
Trong những năm gần đây ở nớc ta, tại các thành phố lớn nh HàNội và thành phố Hồ Chí Minh cũng bắt đầu sử dụng các tầnghầm dới các nhà cao tầng với hố đào có chiều sâu đến hàng chụcmét và chiều sâu tờng trong đất đến trên 40m Toà nhà HarhourView Tower (thành phố Hồ Chí Minh) gồm 19 tầng lầu và 2 tầnghầm, có hố móng sâu 10m, đã dùng tờng trong đất sâu 42m, dày0,6m Toà nhà chung c trên lô đất N05 Trung Hoà - Nhân Chínhgồm 29 tầng lầu và 3 tầng hầm, có hố móng sâu 11.7m, đã dùngtờng trong đất sâu 27m, dày 0,8m v v… Ngoài ra, trong xâydựng công nghiệp nh nhà máy Apatit Lào Cai, nhà máy ximăngBỉm Sơn hay nhà máy điện Phả Lại đã có những kho, hầm haytuynen sâu đến 20m đẫ dùng tờng trong đất hay cọc khoan nhồi
bê tông cốt thép để chắn giữ hố đào
Trong thực tế, xây dựng tờng trong đất từ BTCT toàn khối cầnphải thực hiện nhiều thao tác khó khăn Trong đó không phải lúcnào kết cấu tờng cũng đạt đợc chất lợng cao và các mối nối tincậy, tốc độ thi công hào không cao
Với mục đích tăng mức độ công nghiệp hoá xây dựng với côngnghệ “tờng trong đất”, trong thời gian gần đây bắt đầu sửdụng panel BTCT hạ chúng vào hào đầy vữa sét
ở Việt Nam, công nghệ “tờng trong đất” sử dụng BTCT toànkhối đã phát triển tơng đối rộng rãi đối với các công trình ngầm
Do còn nhiều hạn chết nên tờng trong đất sử dụng panel lắpghép vẫn cha đợc sử dụng nhiều trong thời gian qua Tuy nhiên,cùng với công nghệ ứng lực trớc đợc sử dụng rộng rãi nên trong thời
Trang 9gian gần đây, công ty VINACONEX đã bắt đầu nghiên cứu vàsản xuất các panel bê tông ứng lực trớc làm tờng trong đất chotầng hầm các nhà cao tầng Ví dụ: Khu Trung tâm thơng mại ChợMơ tại 495C – Bạch Mai – Hai Bà Trng – Hà Nội đã đợc thiết kế 2tầng hầm, dùng các panel lắp ghép 500x520mm có dạng chữ Hlàm tờng trong đất; Toà nhà SaKura ToWer - 47 Vũ Trọng Phụng đãdùng các panel bê tông ứng suất trớc bằng chữ T, dài mỗi tấm12,2m, rộng 496mm, dày khoảng 500mm Hàng tờng này sẽ đợcgiữ lại để làm tờng tầng hầm, vừa kết hợp làm cọc chịu lực, vừalàm tờng vây Trong quá trình thi công đã gặp phải một số sự cốnh: Panel bị vỡ, bị xiên, ép sâu quá, ép không tới cốt thiết kế, …
Một số hình ảnh về tờng bê tông dự ứng lực:
Hình 1.2 Cấu tạo tờng cừ bê tông
bê tông dự ứng lực
Trang 10H×nh 1.4 Ðp ©m cõ D¦L t¹i c«ng tr×nh Sakura Tower - Sè 47 Vò
Träng Phông
H×nh 1.5 §Þnh vÞ cõ khi Ðp c«ng tr×nh Sakura Tower - Sè 47 Vò
Träng Phông
Trang 11Hình 1.6 Thi công đào đất tại công trình Sakura Tower - Số
47 Vũ Trọng Phụng
Hình 1.7 Cừ bê tông DƯL hình chữ H tại công trình Trung tâm
thơng mại chợ Mơ - Hai Bà Trng - Hà Nội
Trang 12Hình 1.8 Thi công chống thấm tầng hầm tại công trình Sakura
Tower - Số 47 Vũ Trọng Phụng
I.1.4 Bản chất và đặc điểm của tờng panel ứng lực trớc
a) Bản chất của tờng panel ứng lực trớc:
Trong cấu kiện BTƯLT, ngời ta đặt vào một lực nén trớc tạo bởiviệc kéo cốt thép rồi gắn chặt nó vào bê tông thông qua lựcdính hoặc neo Nhờ tính đàn hồi, cốt thép có xu hớng co lại tạonên lực nén trớc và gây ra ứng suất nén trớc trong bê tông ứngsuất nén này sẽ triệt tiêu hay làm giảm ứng suất kéo do tải trọng
sử dụng gây ra, do vậy làm tăng khả năng chịu kéo của bê tông
và làm hạn chế sự phát triển của vết nứt ứng lực trớc (ƯLT) chính
là việc tạo ra cho kết cấu một cách có chủ ý các ứng suất tạm thờinhằm tăng cờng sự làm việc của vật liệu trong các điều kiện sửdụng khác nhau Nói cách khác, trớc khi cấu kiện chịu tải trọng sửdụng, cốt thép đã bị căng trớc, còn bêtông đã bị nén trớc
Đối với kết cấu tờng trong đất, sử dụng ứng lực trớc sẽ làm triệttiêu các vết nứt trong bê tông ở vùng kéo do tải trọng từ bên ngoài(áp lực đất, áp lực nớc, ) và phản lực tại các sàn, neo, …
Trang 13b) Đặc điểm vật liệu cho bê tông ứng lực trớc.
Vật liệu của kết cấu bê tông ứng lực trớc gồm có bê tông, cốtthép căng, cốt thép thờng và một số vật liệu khác nh neo, bộ nối,ống gen, vữa bơm bảo vệ cốt thép căng
*) Bê tông:
Dùng bê tông có cờng độ cao, đợc sản xuất tại nhà máy với cấpbền không nhỏ hơn B25 Bê tông cần sử dụng mác cao để tăng
độ bám dính giữa bê tông và cốt thép dự ứng lực nhằm tránh tuộtthép sau khi cắt, lực bám dính này rất cần thiết vì đây là côngnghệ tự bám dính Sử dụng bê tông nặng hoăch bê tông hạt nhỏ
có khối lợng riêng nằm trong khoảng từ 2400 kg/m3 đến 2500kg/m3
*) Cốt thép:
Cốt thép dùng cho kết cấu bê tông ứng lực trớc – gọi tắt là cốtcăng hay cốt thép căng, là loại cốt thép cờng độ cao ở dạng thanh,sợi , bện, bó đợc qui định trong TCVN 6284-97 Cờng độ kéo tínhtoán cốt sợi ở dạng bện, bó có giá trị bằng (0,8-0,85)Ru – giới hạnbền và bằng 1900Mpa
Các đặc trng cơ lý của cốt thép cờng độ cao dùng cho bêtông ứng lực trớc đã đợc chỉ dẫn trong các tiêu chuẩn Việt Nam:TCVN 1651-1:2008 và TCVN 1651-2:2008, TCXDVN 356:2005
*) Bệ căng:
Bệ căng đợc cấu tạo bằng thép không gỉ, cho phép sử dụngrất nhiều lần Khoang giữa là nơi để bố trí thép và đổ bê tôngnên nó có kích thớc bề rộng bằng kích thớc cấu kiện, thông thờngkhoảng 1.095m Bệ căng có ba mặt nh ván khuôn là một mặt
đáy và hai tấm thép thành xung quanh hai bên để tạo hình dángcho cấu kiện và có các chốt định vị để giữ tấm thép thành ở cả
Trang 14hai bên Kế tiếp là đờng ray để cho phơng tiện máy móc dichuyển sử dụng để phục vụ trong quá trình sản xuất
Phía dới ván thép đáy cách mặt đất khoảng 20cm là khoảngtrống để bố trí hệ thống dỡng hộ bằng hơi nớc
*) Neo và các mặt bích:
Trong các kết cấu bê tông đúc sẵn neo dùng cho cốt thép căng
đợc phân biệt theo chức năng: neo ma sát, neo cố định, neo kéocăng (neo công tác)
Neo ma sát là những chi tiết đặt sẵn dọc theo cốt thép căng
là sợi hoặc thanh đợc dùng chế tạo các dầm, bản, tấm panel bêtông ƯLT theo công nghệ căng trớc
Neo cố định (neo hãm, neo chết) thờng dùng trong kết cấu sàn
bê tông ƯLT căng sau với chức năng cố định một đầu cáp trong bêtông có thể có dạng ống kẹp (neo ép kẹp) hay dạng hoa thị mộthay nhiều lớp
Mặt bích là các tấm thép dày khoảng 3-5 mm hoặc tấm thépghép lại thành dạng hộp rỗng Trên mặt bích có các lỗ để cho cácthanh căng luồn qua đợc Khoảng cách từ mặt ván khuôn đáy
đến mép dới của lỗ lấy bằng chiều dày lớp bảo vệ Khoảng cáchgiữa các lỗ bằng khoảng cách giữa các thanh căng Các mặt bích
có thể có hình dạng thẳng hoặc công để tạo dáng cho mỗi đầucủa tấm đúng nh hình dạng đã đợc thiết kế
I.1.5 Ưu nhợc điểm của tờng panel ứng lực trớc
Tờng từ các kết cấu ứng lực trớc (ƯLT) lắp ghép có hàng loạt u
điểm so với đổ tại chỗ u điểm chủ yếu của chúng là mức độ cơgiới hoá cao, khả năng đảm bảo chất lợng tốt, khả năng sử dụngkết cấu mỏng (đến 0,2 – 0,3), hình dáng và tiết diện hợp lý (sờn,hộp, cánh, rỗng), khả năng đảm bảo chất lợng tốt bề mặt phía
Trang 15trong công trình, không cần có những yêu cầu chặt chẽ với chất ợng huyền phù sét Ngoài ra, sử dụng kết cấu ứng lực trớc còn cóhàng loạt các u điểm sau:
+) Kết cấu bê tông ứng lực trớc có khả năng chịu uốn cao hơn
so với kết cấu bê tông cốt thép thông thờng có cùng kích thớc;
+) Do có độ cứng lớn hơn nên kết cấu bê tông ứng lực trớc có
độ võng nhỏ hơn so với kết cấu bê tông cốt thép;
+) Kết cấu bê tông ứng lực trớc sử dụng vật liệu cờng độ caonên mảnh và nhẹ hơn so với kết cấu bê tông cốt thép;
+) Kết cấu bê tông ứng lực trớc có khả năng chịu cắt cao hơn
do ứng suất nén trớc trong bê tông đã làm giảm ứng suất kéochính Việc sử dụng cốt thép căng dạng cong có ý nghĩa làmgiảm lực cắt trong bê tông dầm ở vùng gần gối tựa;
+) Kết cấu bê tông ứng lực trớc sử dụng bê tông cờng độ cao
và cốt thép cờng độ cao Trong một số trờng hợp việc chế tạo cácloại vật liệu này gặp khó khăn hoặc giá thành cao;
Trang 16+) Thi công kết cấu bê tông ứng lực trớc phải sử dụng các thiết
bị chuyên dụng So với kết cấu bê tông cốt thép thờng thì thicông kết cấu bê tông ứng lực trớc đòi hỏi nhiều chi phí nhâncông hơn, đặc biệt là nhân công có tay nghề cao Bên cạnh đó,công tác kiểm soát chất lợng đối với kết cấu bê tông ứng lực trớc
đòi hỏi cao hơn so với kết cấu bê tông cốt thép thờng
Do BTƯLT lắp ghép thờng đắt hơn đổ tại chỗ, việc giảiquyết vấn đề về tính hợp lý cần có cơ sở kinh tế – kỹ thuật, khảnăng kỹ thuật, tổ chức Ngoài ra, việc xử lý các mối nối giữa cáctấm panel tơng đối phức tạp, đòi hỏi phải đợc nghiên cứu kỹ khi
đa ra phơng án xử lý
Các panel phẳng sử dụng hợp lý trong các công trình tròn hoặcchữ nhật sâu tới 10-12m, panel sờn hiệu quả đối với công trìnhchữ nhật sâu tới 14-15m, các khối rỗng có hiệu quả đối với việcxây dựng tờng chắn chiều sâu tới 15-18m
Khi xây dựng tờng sâu hơn 12-15m tiến hành phân chia tờngkhông những theo chiều đứng mà còn theo chiều ngang bằngcác khe co giãn Trong những trờng hợp đó, nên kết hợp làm tờnglắp ghép - đổ tại chỗ, phần trên khoảng 10-12m làm từ panel,còn phần dới – từ BTCT đổ tại chỗ
Do tờng trong đất có độ mảnh lớn, độ cứng nhỏ thờng gâychuyển vị ngang lớn trong quá trình thi công, do đó hệ tờngchắn thờng đợc sử dụng kết hợp với hệ chống hoặc neo
I.2 Một số yếu tố ảnh hởng đến quá trình làm việc của ờng trong đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trớc [2].
t-*) Tác động của sự thay đổi ứng suất trong đất nền đến tờngpanel ứng lực trớc
Trang 17Sơ đồ về biến dạng của kết cấu chắn giữ hố móng, của đáy
hố móng và của công trình quanh hố móng có thể khái quát môtả trên hình vẽ:
vị này chứ không thể hoàn toàn loại trừ đợc chuyển vị Khi dùngneo để chống đỡ tờng panel ứng suất trớc đã làm thay đổi trạngthái ứng suất dới móng và cúng có thể gây cho công trình phíatrên nó những biến dạng đáng kể ở đây chỉ đề cập đến mộtloại chuyển vị của tờng neo vì tờng có thế chuyển vị theo chiềungợc lại khi lực neo giữ đủ lớn
*) Kích thớc của hố móng đến tờng panel ứng lực trớc
Hình dạng mặt bằng, diện tích mặt bằng và độ sâu của hốmóng, tất cả đều có ảnh hởng lớn tới sự mở rộng và sự phân bố
Trang 18dịch chuyển đất xung quanh và bên dới đáy hố móng với những
điều kiện đất nền nhất định Độ sâu hố đào hiển nhiên có ảnhhởng tới sự dịch chuyển của đất Tomlínon đã đề cập tới sự dịchchuyển không thể tránh khỏi của đất vào trong lòng hố ở điềukiện thành hố móng có chắn giữ bình thờng hay có neo với lợngchuyển vị khoảng (0-25%)H trong đất yếu và khoảng (0-0,5%)Htrong cát chặt hay sét cứng (H là độ sâu hố đào) Bề rộng hốmóng có ảnh hởng tới chuyển vị ngang của tờng panel đợc Mana
và Cloung tổng kết qua hình vẽ sau
Hình 1.10: ảnh hởng của bề rộng hố móng tới
chuyển dịch ngang cực đại của tờng và độ lún cực đại của đất
*) ảnh hởng của nớc ngầm đến tờng panel ứng lực trớc
Tác động của nớc ngầm đối với độ lún của đất rất đa dạng vàxảy ra ở các giai đoạn đào khác nhau Tại nơi tờng trong đất sửdụng panel ứng suất trớc đặt trong lớp đất dính nhng không đạttới độ sâu của hố đào, trạng thái thấm ổn định sẽ phát triểnthành dòng ở bên dới chân tờng và làm đẩy nổi đáy hố đào.Dòng thấm này là nguyên nhân làm giảm áp lực nớc ngầm, làmgia tăng ứng suất hữu hiệu và độ lún bên ngoài biên của hố đào.Cũng tại thời điểm này, sức kháng bị động giảm do dòng chảy
Trang 19phía trong của tờng, sự chuyển dịch lớn hơn xảy ra khi sức kháng
bị động thay đổi đến một lợng nào đó Sự hình thành trạngthái ổn định nớc ngầm nh vậy là nguyên nhân dẫn đến sự dịchchuyển của đất theo cả hai phơng nằm ngang và thẳng đứng
*) Độ cứng của tờng chắn và hệ chống giữ đến tờng panel ứnglực trớc
Các số liệu nghiên cứu sử dụng nền biến dạng cục bộ (nềnWinkler) hay các chơng trình phần tử hữu hạn về tơng tác đấtnền – kết cấu và các số liệu quan sát đợc ở hiện trờng cho thấyquá trình chuyển vị ngang của tờng chắn và lún của đất xungquanh hố đào chống đỡ bằng tờng trong đất giảm khi tăng độcứng của tờng chắn và hệ thanh chống đỡ Độ cứng đàn hồi của
hệ thanh chống có vai trò rất quan trọng Độ chôn sâu của tờng từ
đáy hố đào trở xuống cũng làm thay đổi về chất độ cứng của ờng và có ảnh hởng tới chuyển dịch của đất bên ngoài theo cả haiphơng thẳng đứng và nằm ngang
t-*) Tác động của việc gia tải trớc đến tờng panel ứng lực trớc
Những kinh nghiệm thi công tờng trong đất cho thấy việc giatải trớc cho hệ giằng có hố móng sâu là nhằm làm chuyển vịngang của tờng chắn trong các loại đất rời và đất sét có độ cứngtrung bình và cứng, bằng cách liên kết cọc cừ và dầm chẳng hạn
nh cọc cừ thép và dầm tờng bằng bê tông cốt thép Ngoài phầngia cố thực tế này ra, chuyển vị ngang của tờng chắn sẽ giảm đinếu gia cờng độ cứng của đất bằng hiệu ứng trễ của đờng congbiến dạng – ứng suất của đất trong quá trình dỡ tải kết hợp với sựgia tải và dỡ tải lặp đi lặp lại trong các thanh chống và giằng tạicác vị trí chắn giữ O’Rourke (1976) đã tổng kết quan điểmcủa mình bằng cách thống kê hầu hết các trờng hợp hệ thanhchống xiên gia tải trớc đến 50% tải trọng thiết kế thì các chuyển
Trang 20vị lớn sẽ giảm tại các cột chống và sự quá tải của hệ khung giằng làkhông xảy ra khi gia tải trớc đạt tới giới hạn 50% giá trị của tải thiếtkế.
Việc gia tải trớc trong hệ thanh chống có thể đợc so sánh vớiviệc kéo căng các thanh neo đất Việc kéo căng này đã đợc ápdụng thành công bằng cách sử dụng các kích kéo sau tại các cốtlắp hệ khung chống đỡ khi hố móng đạt tới cốt đó Sự vợt tải 10%
đợc áp dụng cho mỗi neo để phòng khi các neo rão ra làm giảmtải
*) Trình tự thi công và trình độ thi công đến tờng panel ứng lựctrớc
Việc lựa chọn biện pháp thi công tổng thể đối với tầng hầm
nh bằng biện pháp trên – xuống (top-down) hay dới – lên up), kỹ thuật sử dụng thanh chống hay ván cừ cho biên tầng hầm,khoảng thời gian tiến hành các giai đoạn đào tất cả đều có
(Bottom-ảnh hởng đến sự dịch chuyển dịch ngang của tờng panel ứngsuất trớc với điều kiện đất nền và kích thớc hố móng đã xác
định
Nhiều kết quả quan trắc và các tiêu chuẩn thi công khác nhau
đều cho thấy rằng việc đào nhanh và thái độ thi công cẩu thả
đối với công việc chống đỡ hố đào cũng dẫn tới sự dịch chuyểncủa hệ thanh chống, sự lún sụt của đất và những phá hoại cục bộ
và đã có trờng hợp dẫn tới sụp đổ Nhiều nguyên nhân của nhữngchuyển dịch hay phá hoại phụ của hố đào là do kinh nghiệm hiệntrờng kém nh là việc chậm thi công hệ chống đỡ, đào quá cốt
đáy, thi công đóng cọc chất lợng kém, mất nớc do các khe tờngchắn, mối nối giữa các khoá cọc cừ hay mối nối của tờng trong
đất kém dẫn tới mất đất, sự biến dạng hay tách thớ của bờ chắnbằng đất sét, sự chất tải bề mặt quá lớn do chất đống các đất
Trang 21đá đào lên hay do thiết bị thi công, thanh neo – giằng không đủ
độ cứng, lực kéo/ nhổ của chúng không đạt trị số yêu cầu hoặcnên giữa các thanh giằng bị trợt cũng gây ra sự dịch chuyển lớncủa tờng và đất quanh hố đào bị lún sụt
I.3 Các giải pháp chống đỡ hố đào khi thi công tờng trong
đất sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trớc.
I.3.1 Giữ ổn định bằng hệ chống, neo
Ưu điểm: Trọng lợng nhỏ, lắp dựng và tháo dỡ thuận tiện, có
thể sử dụng nhiều lần Căn cứ vào tiến độ đào đất có thể vừa
đào, vừa chống, có thể làm cho tăng chặt nếu có hệ thống kích,tăng đơ rất có lợi cho việc hạn chế chuyển dịch ngang của tờng
Nhợc điểm: độ cứng tổng thể nhỏ, mắt nối ghép nhiều Nếu
cấu tạo mắt nối không hợp lý và thi công không thoả đáng vàkhông phù hợp với yêu cầu của thiết kế, dễ gây ra chuyển dịchngang và mất ổn định của hố đào do mắt nối bị biến dạng, giáthành cao, khi thi công đào đất rất khó khăn
b) Neo:
Trang 22Để giữ ổn định thành hố đào cũng có thể dùng neo Số lợngneo tuỳ thuộc vào chiều sâu, dạng hình học của hố đào và điềukiện địa chất, thuỷ văn trong phạm vi chiều sâu tờng vây.
u điểm: giữ ổn định tốt, không gây cản trở trong quá trình
thi công các giai đoạn khác của công trình
Nhợc điểm: thi công phức tạp, không thực hiện đợc với các công
trình xây chen Ngoài ra, đối với tờng trong đất sử dụng panellắp ghép BTƯLT, các tấm panel đợc chế tạo sẵn trong các nhà máy
và kích thớc mỗi tấm panel nhỏ, do đó không nên sử dụng neo đểgiữ ổn định cho thành hố đào
I.3.2 Giữ ổn định bằng phơng pháp thi công Semi Top-Down Với công trình chiều sâu tầng hầm tơng đối lớn, để tiếnhành thi công phần ngầm một cách an toàn, nhanh chóng và tiệnlợi, ta sử dụng phơng pháp thi công mới theo công nghệ Semi Top-Down Phơng pháp thi công này thờng đợc dùng phổ biến hiệnnay Để chống đỡ sàn tầng hầm trong quá trình thi công, ngời tathờng sử dụng cột chống tạm bằng thép hình đặt sẵn trong quátrình thi công cọc nhồi Trình tự phơng pháp thi công này có thểthay đổi cho phù hợp với đặc điểm công trình, trình độ thicông, máy móc hiện có
Hình ảnh về công nghệ thi công Semi Top - Down trên thế giới:
Trang 23Hình 1.11 Công nghệ thi công Semi top-down
- Ưu điểm:
+ Lợi dụng hệ sàn tầng trên đã thi công làm hệ chống thành hố
đào
+ Hệ chống ổn định tốt trong quá trình thi công
+ Rút ngắn thời gian thi công
+ Liên kết giữa dầm sàn và cột tờng khó thi công;
+ Công tác thi công đất trong không gian tầng hầm có chiều caonhỏ khó thực hiện cơ giới
+ Nếu lỗ mở nhỏ thì phải quan tâm đến hệ thống chiếu sáng
Trang 24Chơng II
Cở sở Tính toán tờng trong đất
sử dụng panel lắp ghép bê tông ứng lực trớc II.1 Tải trọng tác dụng.
Tờng trong đất là kết cấu chịu tải trọng ngang do áp lực đất,
áp lực nớc, tải trọng thi công là chủ yếu
Tải trọng tác dụng vào kết cấu thông thờng có thể chia làm 3loại:
b) a)
Trang 25+) Tải trọng vĩnh cửu (tải trọng tĩnh): là tải trọng mà trongthời gian sử dụng kết cấu không biến đổi trị số, hoặc biến đổicủa chúng so với trị số bình quân có thể bỏ qua không tính Ví
dụ nh trọng lợng bản thân kết cấu, áp lực của đất …
+) Tải trọng khả biến (tải trọng động): là tải trọng mà trongthời gian sử dụng kết cấu có biến đổi trị số mà trị số biến đổicủa chúng so với trị số bình quân không thể bỏ qua đợc Ví dụtải trọng động mặt sàn, ô tô, cần trục hoặc tải trọng xếp đốngvật liệu v v
+) Tải trọng ngẫu nhiên: là tải trọng mà trong thời gian xâydựng và sử dụng kết cấu không nhất định xuất hiện, nhng hễ cóxuất hiện thì trị số rất lớn và thời gian duy trì tơng đối ngắn
Trang 26TT Tải trọng và tác dụng Hệ số vợt tải
Trọng lợng của kết cấu (tờng, đáy )
áp lực ngang của đất ở trạng thái tĩnh
áp lực thêm của đất lên tờng khi có vỉa đất nghiêng
áp lực ngang tác dụng lên đất khi đổ bê tông và
truyền qua đất lên tờng sau khi BT đông cứng
áp lực thêm không đều hớng ngang của đất lên tờng
Để chịu áp lực ngang của đất
Để tạo phụ tải chống đẩy nổi công trình
Ngắn hạn
áp lực đất phụ thêm lên tờng theo hớng ngang do tải
trọng trên mặt đất, giếng chìm bị nghiêng
áp lực chủ động và bị động của đất
Tải trọng trên sàn do các phơng tiện giao thông
áp lực thuỷ tĩnh của dung dịch sét trong áo giữ thành
Sức chống của đất ở dới đáy công trình
1,1 (0,9) 1,1 (0,9) 1,1 (0,9) 1,1 (0,9) 1,0
1,1 (0,9) 1,0
1,0 1,1 1,0
1,0 1,1 1,1 1,2(0,8) 1,1
Hệ số vợt tải trong dấu ngoặc ở bảng 2.1 đợc dùng khi tính công trình lúc hạ, đẩy nổi, ổn dịnh chống trợt.
a) áp lực đất
Khi tính toán kết cấu chắn giữ, áp lực tác động vào bề mặttiếp xúc của kết cấu chắn giữ với thể đất tức là áp lực đất Độ lớn
và quy luật phân bố của áp lực đất có liên quan với các nhân tố
và độ cao của vật kết cấu chắn giữ, nhng do việc xác địnhchúng khá phức tạp ngay trong trờng hợp đơn giản nhất nên hiệnnay vẫn dùng lí thuyết Coulomb với những hiệu chỉnh bằng sốliệu thực nghiệm
Trang 27+) áp lực đất tĩnh: Nh tờng chắn đất cứng duy trì ở vị trítĩnh tại bất động (không bị chuyển dịch) thì áp lực đất tác
động vào tờng gọi là áp lực đất tĩnh Hợp lực của áp lực đất tĩnhtác động trên mỗi mét dài tờng chắn đất biểu thị bằng E0
(kN/m), cờng độ áp lực đất tĩnh biểu thị bằng P0 (kPa)
+) áp lực đất chủ động: Nếu tờng chắn đất dới tác động của
áp lực đất lấp mà lng dịch chuyển theo chiều đất lấp, khi đó áplực đất tác động vào tờng sẽ từ áp lực đất tĩnh mà giảm dần đi,khi thể đất ở sau tờng đạt đến giới hạn cân bằng, đồng thờixuất hiện mặt trợt liên tục làm cho thể đất trợt xuống, khi đó áplực đất giảm đến trị nhỏ nhất, gọi là áp lực đất chủ động, biểuthị bằng Ea (kN/m) và P0(kPa)
+) áp lực đất bị động: Nếu tờng chắn đất dới tác dụng củangoại lực di động theo chiều đất lấp, khi đó áp lực đất tác độngvào tờng sẽ từ áp lực đất tĩnh mà tăng dần lên, liên tục cho đếnkhi thể đất đạt giới hạn cân bằng, đồng thời xuất hiện mặt trợtliên tục, thể đất ở phía sau tờng bị chèn đẩy lên Khi đó, áp lực
đất tăng tới trị số lớn nhất, gọi là áp lực đất bị động, biểu thịbằng Ep (kN/m) và P p (kPa) Qua đó có thể thấy, trong ba loại áplực đất thì áp lực đất bị động lớn hơn áp lực đất tĩnh, và áp lực
đất chủ động là nhỏ nhất, Từ phân tích lý luận và thử nghiệmthực tiễn cho thấy, chuyển vị cần thiết khi phía sau tờng chắn
đất đạt đến áp lực đất bị động lớn hơn rất nhiều áp lực đấtchủ động
*) Tính áp lực đất tĩnh:
Nếu tờng chắn duy trì tĩnh tại bất động ở nguyên vị trí của
nó thì áp lực đất tác động vào tờng gọi là áp lực đất tĩnh Đất ở
Trang 28phía sau tờng chắn ở vào trạng thái cân bằng đàn hồi, áp lực
đất tĩnh có thể tính theo công thức sau:
po=(∑γi h i +q)K0
Trong đó:
po – cờng độ áp lực đất tĩnh tại điểm tính toán (kPa);
γ i- trọng lợng đơn vị của tầng thứ i bên trên điểm tính toán(kN/m3);
hi- độ dày tầng đất thứ i bên trên điểm tính toán (m);
q- tải trọng phân bố đều trên mặt đất (kPa);
Ko- hệ số áp lực đất tĩnh của đất ở tại điểm tính toán
Hệ số áp lực đất tĩnh Ko xác định bằng thí nghiệm:
Lần đầu tiên vào những năm 40 Jaky đa ra, sau đó thí nghiệmcủa Bishop v.v chứng thực, với đất cố kết bình thờng có thể lấygần đúng là:
Với đất siêu cố kết có thể lấy
Trang 29Ka= 2 2
2
)cos(
)cos(
)sin(
)sin(
1)cos(
cos
)(cos
βεεδ
βϕϕδε
δε
εϕ
−+
−+
++
−
Trong đó:
ϕ
γ, - trọng lợng và góc ma sát trong của đất lấp sau tờng
H- Độ cao của tờng chắn đất
ε - góc kẹp giữa lng tờng với đờng thẳng đứng Lng tờngnghiêng úp xuống là dơng và ngợc lại là âm
β - góc nghiêng giữa mặt đất lấp với mặt phẳng ngang
δ - góc ma sát giữa lng tờng với đất lấp
Nếu mặt đất lấp nằm ngang, lng tờng thẳng đứng, mà lng tờnglại nhẵn thì ta sẽ có β =0,ε =0,δ =0, do đó ta có đợc:
)sin1(
2
)cos(
)cos(
)sin(
)sin(
1)cos(
cos
)(cos
βεδε
βϕϕδδ
εε
εϕ
−
−
++
Tải trọng tác động lên kết cấu chắn đất, ngoài áp lực đất ra
còn có áp lực nớc của nớc ngầm dới mặt đất Khi tính áp lực nớc,
Trang 30thờng lấy trọng lợng nớc γw =10kN/m3 áp lực nớc có liên quan đếncác nhân tố nh lợng cấp bổ sung nớc ngầm, sự thay đổi mùa, độkín nớc của tờng chắn trong thời gian thi công đào hố, độ sâucủa tờng trong đất, phơng pháp xử lí thoát nớc v.v
Tính áp lực nớc, đất dới mực nớc ngầm thờng dùng 2 phơng
pháp là “nớc đất tính riêng” (tức áp lực nớc, đất lần lợt tính riêngrồi cộng lại) và “nớc đất tính chung” Đối với đất tính cát và đấtbột, có thể tính theo nớc đất tính riêng, tức là lần lợt tính áp lựcnớc rồi áp lực đất, sau đó cộng chúng với nhau Với đất có tính sétthì có thể căn cứ vào tình hình ở hiện trờng và kinh nghiệmtrong thi công để xem tính chung hoặc tính riêng
*) Phơng pháp tính riêng áp lực nớc đất:
Phơng pháp nớc đất tính riêng áp dụng trọng lợng đẩy nổi đểtính áp lực đất, dùng áp lực nớc tĩnh để tính áp lực nớc, sau đócộng hai loại với nhau sẽ có tổng áp lực bên
Dùng phơng pháp ứng suất tổng để tính áp lực đất, rồi cộngvới áp lực nớc, tức là tổn ứng suất
pa= γ,HK a −2c K a +γw H
pb= γ,HK p +2c K p +γw H
Trong đó:
Ka: hệ số áp lực đất chủ động tính theo chỉ tiêu cờng độ ứng
suất tổng của đất Ka =tan2(
24
ϕ
π − )
Kp: Hệ số sáp lực đất bị động tính theo chỉ tiêu cờng độ ứng
suất tổng của đất Kp =tan2(
24
ϕ
π + )
Trang 31ϕ - góc ma sát trong xác định theo cắt cố kết không thoát nớc(có kết cắt nhanh) hoặc không cố kết không thoát nớc
c- Lực dính kết xác định theo cắt cố kết không thoát nớchoặc không cố kết không thoát nớc
*) Phơng pháp tính áp lực nớc đất tính chung:
Phơng pháp áp lực nớc đát tính chung khi dùng trọng lợng bãohoà của đất tính tổng áp áp nớc, đất, đây là phơng pháp tơng
đối thông dụng hiện nay, đặc biệt là đối với đất tính sét thì
đã tích luỹ đợc một số kinh nghiệm, áp dụng:
Kp – hệ số áp lực đất bị động Kp =tan2(450+
2
ϕ)
ϕ - góc ma sát trong của đất xác định bằng cắt cố kếtkhông thoát nớc hoặc cắt không cố kết không thoát nớc theophơng pháp tổng ứng suất
c- lực dính kết của đất xác định bằng cắt cố kết khôngthoát nớc hoặc cắt không cố kết không thoát nớc theo phongpháp tổng ứng suất
II.2 Sơ đồ tính.
a) Tính toán sức chịu tải của đất nền dới chân tờng
Khi tờng trong đất làm tờng tầng hầm cho nhà cao tầng vàkết hợp với vách làm kết cấu chịu lực cho công trình thì nó sẽ
Trang 32chịu tải trọng đứng N tc do công trình
truyền xuống Lúc đó, cần kiểm tra để
đất nền dới chân tờng đủ khả năng chịu
p :tc áp lực tiêu chuẩn dới chân tờng;
N :tc tải trọng công trình trên mỗi mét dài;
G :tc trọng lợng bản thân mỗi mét dài tờng;
R :tc Sức chịu tải của đất nền dới chân tờng, xác địnhtheo công thức:
R = Abγ + Bhγ' + DCtc tc
h: chiều cao của tờng;
γ : trọng lợng riêng của đất dới chân tờng;
γ': trọng lợng riêng của đất từ chân tờng đến mặt
đất;
c tc: lực dính tiêu chuẩn của lớp đất dới chân tờng;
A, B, D: các hệ số tra bảng II-3-1: “Thiết kế và thi côngcọc barrete, tờng trong đất và neo trong đất”, phụ thuộc góc masát trong ϕ của đất.
b) Tính toán tờng chắn kiểu conson [7]
Tờng chắn kiểu conson chỉ áp dụng khi nhà có tầng hầmkhông cao hơn 4m
Dới tác dụng của áp lực đất tờng xoay quanh điểm C Vùng Achỉ có áp lực chủ động tác dụng từ phải sang trái ở vùng B, do có
sự xoay của tờng nên xuất hiện áp lực chủ động tác dụng từ phảisang trái và áp lực bị động tác dụng từ trái sang phải ở vùng C,
Trang 33phía dới điểm xoay xuất hiện áp lực chủ động tác dụng từ tráisang phải và áp lực bị động tác dụng từ phải sang trái.
+ Độ sâu cần thiết của tờng
+ Mô men uốn Mmax để tính cốt thép cho tờng;
* Xác định hệ số áp lực đất chủ động và bị động của đất lên ờng:
Trang 34γ : Trọng lợng riêng của đất;
ϕ: góc ma sát trong của đất.
* Chiều sâu ngàm của bức tờng vào đất cần thiết cho tờng đợc
ổn định khi đảm bảo điều kiện:
qmax ≤q gh
* Xác định mômen uốn lớn nhất Mmax tác dụng lên tờng:
Momen uốn lớn nhất Mmax tác dụng vào điểm nằm dới đáy hố
c) Tính toán tờng trong đất có một hàng neo [7]
Trang 35áp dụng cho nhà cao tầng có 2 tầng hầm với chiều sâu hố đàosâu khoảng 10m.
Q2: áp lựuc bị động của đất
m: hệ số điều kiện làm việc; m = 0,7ữ1.
Phản lực của neo là:
N Q Q= 1− 2
Điểm tác dụng của mômen uốn lớn nhất tác dụng vào tờng là
điểm cách mặt đất một đoạn Z0:
0
2
a
N Z
K
γ
= Giá trị mômen uốn lớn nhất tác dụng vào tờng:
Trang 36Từ giá trị Mmax xác định đợc cốt thép chịu lực cho tờng chịuuốn theo phơng pháp thông thờng của kết cấu bê tông cốt thép.d) Tính toán tờng trong đất có nhiều tầng chống hoặc neo [7] áp lực đất lên tờng cừ đợc xác định theo phơng pháp củaTerzaghi Biểu đồ rút gọn áp lực bên của đất lên tờng có nhiều gốitựa (do các thanh chống khi thi công) hoặc có nhiều neo (tạm thờihay lâu dài) đối với đất rời và đất dính đợc thể hiện trên hìnhvẽ:
a) Đất rời b) Đất dính
Trị số cực đại áp lực ngang của đất tác dụng lên tờng đối với
Trang 37ϕ: góc ma sát trong của đất;
Dùng Pmax để xác định nội lực trong tờng chắn
Các mômen uốn trong tờng và các phản lực ở gối (hoặc neo)
đợc xác định nh trong dầm một nhịp có chiều dài bằng khoảngcách giữa các gối (hoặc neo) Phần trên cùng của tờng đợc tính
nh một dầm conson có chiều dài bằng khoảng cách từ đỉnh tờng
đến hàng gối tựa hoặc neo thứ nhất Gối tựa dới cùng đặt tại đáy
số nền thay đổi tuyến tính theo chiều sâu
Sơ đồ tác dụng vào tờng khi có các lực neo ứng suất trớc đợcthể hiện trên hình vẽ:
Mômen M za và lực cắt Q za trong tờng do lực căng trớc neo đợc xác
định theo công thức kinh nghiệm của V.M.Zubkov:
Trang 38S n: Thành phần nằm ngang của lực căng neo ở hàng thứ ntrên 1 mét dài tờng; N/m;
Z: Khoảng cách từ đỉnh tờng đến tiết diện đang xét;m;
K: Số lợng hàng neo theo chiều cao tờng;
N: Số liệu của hàng neo (n = 1, 2, 3, …k)
L: Chiều sâu tờng (khoảng cách từ đỉnh tờng đếnchân tờng); m;
a n: Khoảng cách từ đỉnh tờng đến hàng neo thứ nhất,m
Từ M z tính ra thép chủ và từ Q z tính ra thép đai cho mỗi métdài tờng trong đất theo phơng pháp thông thờng của bê tông dựứng lực
Trang 39S r
S
Hình 2.4: Sơ đồ lực tác dụng vào tờng cừ
khi có các thanh neo ứng suất trớc.
II.3 Tổng quan về các phơng pháp tính tờng trong đất sử dụng panel bê tông ứng lực trớc.
II.3.1 Phơng pháp Sachipana (Nhật Bản) [2]
Là phơng pháp tính toán khi xem lực trục thanh chống,momen thân tờng bất biến, lấy một số hiện tợng thực đo nào đólàm căn cứ
a) Sau khi đặt tầng chống dới, lực trục của tầng chống trên hầu
nh không đổi, hoặc là chỉ biến đổi chút ít;
b) Chuyển dịch của thân tờng từ điểm chống dới trở lên, phầnlớn đã xảy ra trớc khi lắp đặt tầng chống dới (Hình vẽ)
c) Mômen uốn của thân tờng từ điểm chống dới trở lên, phầnlớn trị số của nó là phần còn d lại từ trớc khi lắp đặt tầng chốngdới
Trang 40Hình2.5: Sơ đồ quan hệ của chống với chuyển dịch
của thân tờng trong quá trình đào đất.
a, b, c là trình tự đào.
1 Chuyển dịch của tờng sau lần đào thứ nhất
2, 3 Chuyển dịch của lần đào thứ 2 và 3
Căn cứ vào các hiện tợng thực đo này Sachipana đa ra phơng
pháp tính lực trục thanh chống và mômen thân tờng không biến
đổi theo quá trình đào đất, những giả định cơ bản của nó là: a) Trong đất có tính dính, thân tờng xem là đàn hồi vô hạn; b) áp lực đất thân tờng từ mặt đào trở lên phân bố theohình tam giác, từ mặt đào trở xuống phân bố theo hình chữnhật (đã triệt tiêu áp lực đất tĩnh ở bên phía đào đất);
c) Phản lực chống hớng ngang của đất bên dới mặt đào chialàm 2 vùng: vùng dẻo đạt tới áp lực đất bị động có độ cao l; vàvùng đàn hồi có quan hệ đờng thẳng với biến dạng của thân t-ờng;
d) Sau khi lắp đặt chống sẽ xem là điểm chống bất động; e) Sau khi lắp đặt tầng chống dới thì xem trị số lực trục củatầng chống trên duy trì không đổi, còn thân tờng từ tầng chốngdới trở lên vẫn duy trì ở vị trí cũ