Nghiên cứu mối tương quan chuyển vị của tường vây với bề dày và chiều sâu tường vây phục vụ thi công hố đào sâu bằng phương pháp SemiTop Down ở khu vực Quận 3

HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA DƯƠNG MINH THUẬN NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG VÂY VỚI BỀ DÀY VÀ CHIỀU SÂU TƯỜNG VÂY PHỤC VỤ THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP SEMI -

Trang 1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

DƯƠNG MINH THUẬN

NGHIÊN CỨU MỐI TƯƠNG QUAN CHUYỂN VỊ CỦA

TƯỜNG VÂY VỚI BỀ DÀY VÀ CHIỀU SÂU TƯỜNG VÂY

PHỤC VỤ THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP

SEMI - TOP DOWN Ở KHU VỰC QUẬN 3 - TP.HCM

Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng

Mã số: 60580211

LUẬN VẪN THẠC SĨ

TP Hồ Chí Minh, Tháng 6 năm 2019

Trang 2

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS Lê Trọng Nghĩa

3 PGS TS Bùi Trường Sơn

4 TS Nguyễn Việt Tuấn

Trang 3

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: Dương Minh Thuận Ngày, tháng, năm sinh: 20/10/1991 Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng

I TÊN ĐỀ TÀI:

Nghiên cứu mối tương quan chuyển vị của tường vây với bề dày và chiều sâu tường vây phục vụ thi công hố đào sâu bằng phương pháp semi-top down ở khu vực Quận 3, Thành phố Hồ Chí Minh

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:

trình trong vùng nghiên cứu, thu thập số liệu quan trắc thực tế của các công trình trên để có thể so sánh và phân tích ngược

nhau

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 20/8/2018

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 2/6/2019

Tp HCM, ngày tháng năm 20.

TRƯỞNG KHOA XÂY DỰNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

MSHV: 1670655 Nơi sinh: Long An

Mã số: 60580211

Trang 4

Em xin cảm ơn thầy cô của trường, khoa Xây Dựng - Bộ Môn Địa Cơ Nen Mỏng đã truyền đạt những kiến thức, kinh nghiệm quý báo trong thời gian qua Em xin chân thành cảm ơn Thầy Lê Trọng Nghĩa đã tận tình hướng dẫn em hoàn thành tốt đề tài này

Em xin chân thành cảm ơn các anh, chị bên Công ty Hòa Bình và Công Ty Thái Dương Hệ

đã cung cấp cho em những số liệu hữu ỉch để em có thể hoấn thành đề tài này mật cách thuận lợi

Tp HCM, ngày tháng năm 20

Tác giả luận văn

Dưimg Minh Thuận

Trang 5

TÓM TẮT LUẬN VĂNTÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu mối tương quan chuyển vị của tường vây với bề dày và chiều sâu

tường vây phục vụ thi công hố đào sâu bằng phương pháp semi- topdown ở khu vực Quận 3, Thành

phố Hồ Chí Minh {Research on the relationship between horizotal dỉsplaceent of daỉphragm wall with

thickness and depth of diaphragm wall for deep excavation using semi-topdown construction method

in District 3, Ho Chi Minh city)

TÓM TẮT: Đề tài tập trung nghiên cứu mối quan hệ của chuyển vị tường vây với bề dày

tường vây ứng với các độ sâu khác nhau Sử dụng các số liệu quan trắc của các công trình đã thi công

để phân tích ngược tìm bộ thông số phù hợp cho địa tầng khu vực nghiên cứu Chạy mô hình mô phỏng các trường hợp khác nhau của bề dày và chiều sâu tường vây để lập các đồ thị, bảng tra Từ các kết đồ thị này các kỹ sư có thể tham khảo trong quá trình lập biện pháp thi công các công trình hố đào sâu ở khu vực Quận 3, TP.HCM một cách an toàn và hiệu quả

ABSTRACT: This topic focuses on research the relationship of diaphragm wall horizontal

displacement with the thickness of the diaphragm wall corresponding to different depths Using monitoring data of the constructed works for back analysis to find suitable parameters for soil of the research area Running the model Plaxis to simulate different cases thickness and depth of the diaphragm wall to create graphs and lookup tables From these graphs, engineers can refer to the process of design construction methods for deep excavation works safely and effectively in District 3, HCMC

Trang 7

Luận Văn Thạc Sỹ GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN iv

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1.1 Tính cấp thiết của đề tài: 1

1.2 Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu: 1

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 1

1.4 Nội dung nghiên cứu: 1

1.5 Hướng kết quả nghiên cứu: 2

1.6 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài: 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG BARRETTE VÀ PHƯƠNG PHÁP QUAN TRẮC 3

1.1 Giới thiệu về tường Barrette 3

1.1.1 Khái niêm về tường Barratte 3

1.1.2 Vật liệu chủ yếu làm tường Barrette 3

1.1.3 Khi chọn chiều dày của tường barette thường căn cứ vào các yếu tố : 3

1.1.4 Những ưu điểm khi sử dụng tường barrett cho tường tầng hầm: 4

1.1.5 Những điếm còn chưa đạt khi sử dụng tường barrett cho tường tầng hầm: 4

1.2 Lựa chọn tường Barrette cho tầng hầm nhà cao tầng 5

1.2.1 Do nhu cầu sử dụng 5

1.2.2 về mặt kết cấu 5

1.2.3 về nền móng 5

1.2.4 về an ninh quốc phòng 5

1.3 Nguyên tắc thiết kế tường Barrette 6

1.4 Đặc điểm thiết kế của kết cấu tường Barrette 6

1.5 Công nghệ thi công tường Barrette [4] 7

1.5.1 Đào hố tường Barrette (panen) đầu tiên 7

1.5.2 Hạ lồng cốt thép, đặt gioãng chống thấm và đo bê tông cho tường Barrette (panen) đầu tiên 7

1.5.3 Đào tấm tường Barrette tiếp theo (panen 2)và tháo bộ gá lắp gioãng chống thấm 7

1.5.4 Hạ lồng cốt thép, đặt gioăng chống thấm và đố bê tông cho tấm tường (panen 2) tiếp theo 8

Trang 8

1.6 CÁC NGHIÊN CỨU VỀ CHUYÊN VỊ NGANG TƯỜNG VÂY 8

1.6.1 Deep Excavation Theory And Practice (Chang Yu-Ou) 8

1.6.2 Code Of Practice For Earth Retaining Structures (BS8002:1994) 8

1.6.3 Limiting Values Of Retaining Wall Displacements And Impact To The Adjacent Structures (Fok Et Al.) 9

1.6.4 Advisory Note On Earth Retaining Or Stabilising Structures (Erss) 10

1.7 Quan trắc chuyển vị tường vây 11

1.7.1 Mục đích, hạng mục của công tác quan trắc chuyển vị tường vây 11

1.7.2 Tiêu chuẩn và điều kiện áp dụng 11

1.7.3

Đặc tính kỹ thuật và phương pháp thực hiện 12

1.7.4 Phương pháp lắp đặt 15

1.7.5 Xử lý số liệu 18

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN TRONG VIỆC PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƯỜNG VÂY TRONG HỐ ĐÀO SÂU 20

2.1 Các thông số cơ bản trong mô hình Plaxis 20

2.1.1 Loại vật liệu đất nền “Drained, Undrained, Non-porous” 20

2.1.2 Dung trọng không bão hoà và dung trọng bão hoà 21

2.1.3 Hệ số thấm 22

2.1.4 Thông số độ cứng của đất nền 22

2.1.5 Thông số sức kháng cắt của đất nền 24

2.2 Các mô hình đất nền trong Plaxis 25

2.2.1 Mô hình Morh-Coulomb 25

2.2.2 Mô hình Hardening Soil 29

2.3 Các phương pháp phân tích không thoát nước, thoát nước và phân tích kép (Không thoát nước kết hợp với cố kết) và ứng dụng các phương pháp này trong việc phân tích bằng Plaxis 35

2.3.1 Phân tích không thoát nước 36

2.3.2 Phân tích thoát nước 38

2.3.3 Phân tích kép (Couple Analysis) 38

Trang 9

2.4 Tổng kết 39

CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN LẬP TƯƠNG QUAN BỀ DÀY VÀ CHUYỂN VỊ CỦA TƯỜNG BARETTE CHO TẦNG HẦM NHÀ CAO TẦNG 40

3.1 Lập mô hình mô phỏng và tính toán chuyên vị của tường vây của các công trình 41

3.1.1 Hồ sơ địa chất các công trình 41

3.1.2 Thông số của kết cấu chắn giữa của các công trình 46

3.1.3 Mô phỏng các bước thi công theo biện pháp thi công của dự án 54

3.2 Kết quả chạy mô hình và so sánh với kết quả quan trắc 58

3.3 Chạy mô hình tìm mối tương quan giữa bề dày và chuyển vị ứng với các chiều sâu khác nhau 64

3.3.1 Thông số đầu vào cho các mô hình chạy lập 64

3.3.2 Kết quả chạy mô hình của công trình Park Avenue 65

3.3.3 Kết quả chạy mô hình của công trình Lim 3 Tower 66

3.3.4 Kết quả chạy mô hình của công trình Marie Curie 67

3.3.5 Kết quả mô phỏng có tính đến chiều sâu hố đào 68

3.4 Nhận xét và đánh giá kết quả 70

CHƯƠNG 4 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 72

4.1 KẾT LUẬN: 72

4.2 KIẾN NGHỊ: 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

Trang 10

DANH MỤC HÌNH ẢNH

•

Hình 1 1 Bộ thu số liệu 13

Hình 1 2 Cách tính độ lệch khoảng cách 14

Hình 1 3 Hướng ống vách 16

Hình 1 4 Lắp đặt đo chuyển vị ngang trong đất 16

Hình 1 5 Vệ sinh ống DI 14 trong tường vây 17

Hình 1 6 Lắp đặt ống Casing 17

Hình 1 7 Ống chờ sẵn DI 14 và ống đo sau khi lắp xong 18

Hình 2 1 Y tưởng cơ bản của mô hình đàn dẻo lý tưởng 26

Hình 2 2 Xác định Eref từ thí nghiệm 3 trục cố kết thoát nước 28

Hình 2 3 Xác định Eoed từ thí nghiệm nén cố kết 28

Hình 2 4 Mối quan hệ Hyperpolic giữa ứng suất lệch và biến dạng dọc trục trong thí nghiệm 3 trục thoát nước 31

Hình 2 5 Vùng đàn hồi của mô hình Hardening soil trong không gian ứng suất chính 32

Hình 2 6 Xác định E™Q từ thí nghiệm 3 trục thoát nước 33

Hình 2 7 Xác định E r *Je từ thí nghiệm nén cố kết 34

Hình 2 8 Xác định hệ số mũ (m) từ thí nghiệm 3 trục thoát nước 35

Hình 3 1 Mặt cắt địa chất công trình Park Avenue 41

Hình 3 2 Mặt cắt địa chất công trình Lim 3 Tower 43

Hình 3 3 Mặt cắt địa chất công trình Marie Curie 45

Hình 3 4 Mặt bằng tường vây công trình Park Avenue 47

Hình 3 5 Thông số hình học của tường vây 48

Hình 3 6 Kích thước hình học của mặt cắt hầm công trình Park Avenue 49

Hình 3 7 Mặt bằng tường vây công trình Lim 3 Tower 50

Hình 3 8 Kích thước hình học của mặt cắt hầm công trình Lim 3 Tower 51

Hình 3 9 Mặt bằng tường vây công trình Marie Curie 52

Hình 3 10 Mặt cắt điển hình của Panel tường vây 52

Hình 3.11 Kích thước hình học mặt cắt tầng hầm công trình Marie Curie 53

Trang 12

Hình 3 12 Sơ đồ các bước mô phỏng trong phần mềm Plaxis 54 Hình 3.13 Mô hình hố đào công trình Park Avenue được mô phỏng trong Input 55 Hình 3 14 Các bước mô phỏng quá trình thi công tầng hầm công trình Park Avenue 55

Hình 3 15 Mô hình hố đào công trình Lim 3 Tower được mô phỏng trong Input 56 Hình 3.16 Các bước mô phỏng quá trình thi công tầng hầm công trình Lim 3 Tower57

Hình 3 17 Mô hình hố đào công trình Merie Curie được mô phỏng trong Input 58 Hình 3 18 Các bước mô phỏng quá trình thi công tầng hầm công trình Marie Curie 58

Hình 3 19 Sơ đồ lập khi tính toán 59 Hình 3 20 Biểu đồ kết quả chuyển vị cua tường vây theo các bề dày khác nhau công trình Par Avenue 65 Hình 3 21 Biểu đồ kết quả chuyển vị cua tường vây theo các bề dày khác nhau công trình Lim 3 Tower 66 Hình 3 22 Biểu đồ kết quả chuyển vị cua tường vây theo các bề dày khác nhau công trình Merie Curie 67 Hình 3 23 Biểu đồ kết quả chuyển vị/ chiều sâu hố đào của tường vây theo các bề dày khác nhau công trình Par Avenue 68 Hình 3 24 Biểu đồ kết quả chuyển vị/ chiều sâu hố đào của tường vây theo các bề dày khác nhau công trình Lim 3 Tower 69 Hình 3 25 Biểu đồ kết quả chuyển vị/ chiều sâu hố đào của tường vây theo các bề dày khác nhau công trình Marie Curie 70 Hình 4 1 Biểu đồ quan hệ của chuyển vị của tường vây theo bề dày 72

Trang 14

Luận Văn Thạc Sỹ

GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Bảng 1 1 Giới hạn chuyển vị cho phép của tường chắn 10

Bảng 1 2 Thông số kỹ thuật các thiết bị 12

Bảng 1 3 Hỗn hợp vữa 18

Bảng 1 4 Thông số tính toán 18

Bảng 3 1 Thông số địa chất cho công trình Park Avenue 42

Bảng 3 2 Thông số địa chất cho công trình Lim 3 Tower 44

Bảng 3 3 Thông số địa chất cho công trình Merie Curie 46

Bảng 3.4 Thông số đầu vào cho tường vây công trình Park Avenue 48

Bảng 3 5 Thông số đầu vào thanh chống công trình Park Avenue 49

Bảng 3 6 Thông số đầu vào cho tường vây công trình Lim 3 Tower 50

Bảng 3 7 Thông số đầu vào cho thanh chống công trình Lim 3 Tower 51

Bảng 3 8 Thông số đầu vào cho tường vây công trình Mari Curie 53

Bảng 3 9 Thông số đầu vào cho thanh chống công trình Lim 3 Tower 53

Bảng 3 10 So sánh chuyển vị của công trình Park Avenue 60

Bảng 3 11 So sánh chuyển vị của công trình Marie Curie 61

Bảng 3 12 So sánh chuyển vị của công trình Lim 3 Tower 62

Bảng 3 13 Thông số lớp đất sau khi thay đổi công trình Park Avenue 63

Bảng 3 14 Thông số lớp đất sau khi thay đổi công trình Lim 3 Tower 63

Bảng 3 15 Thông số lớp đất sau khi thay đổi công trình Marie Curie 64

Bảng 3 16 Thông số của tường vây ứng với các bề dày 64

Bảng 3 17 Giá trị chuyển vị max của tường vây tương ứng chiều dài và bề dày tường vây (mm) công trình Park Avenue 65

Bảng 3 18 Giá trị chuyển vị max của tường vây tương ứng chiều dài và bề dày tường vây (mm) công trình Lim 3 Tower 66

Trang 15

Bảng 3 19 Giá trị chuyển vị max của tường vây tương ứng chiều dài và bề dày

tường vây (mm) công trình Merie Curie 67 Bảng 3 20 Giá trị chuyển vị max của tường vây/ chiều sâu hố đào tương ứng

chiều dài và bề dày tường vây (mm) công trình Park Avenue 68 Bảng 3 21 Giá trị chuyển vị max của tường vây/ chiều sâu hố đào tương ứng

chiều dài và bề dày tường vây (mm) công trình Lim 3 Tower 69 Bảng 3 22 Giá trị chuyển vị max của tường vây/ chiều sâu hố đào tương ứng

chiều dài và bề dày tường vây (mm) công trình Marie Curie 69

Trang 17

PHẦN MỞ ĐẦU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài:

Tình hình xây dựng các cao ốc hiện tại ở TP.HCM trong các năm gần đây, một phần không thể thiếu trong các cao ốc đó là tầng hầm Tầng hầm là một giải pháp tối ưu để giải quyết vấn đề

đỗ xe, là nơi để các thiết bị kỹ thuật và những mục đích khác Ngoài ra, công trình có tầng hầng

sẽ làm tăng tính ổn định cho công trình Tường tầng hầm (Barrette) nhà cao tầng thường là tường

bê tông cốt thép đổ tại chỗ vây xung quanh công trình, chiều dày tường vây phụ thuộc vào chiều sâu của tầng hầm và các yếu tố khác như phương pháp thi công, lực tác động lên tường việc xác định tường có chiều dày hợp lý, tiết kiệm, đủ khả năng chịu lực và đảm bảo yêu cầu kỹ thuật là cần thiết

1.2 Mục đích, nhiệm vụ nghiên cứu:

- Nghiên cứu áp dụng phương pháp đo đạc và xử lý số liệu quan trắc chuyển vị ngang tường vây

- Áp dụng phần mềm Plaxis để mô phỏng và phân tích các bài toán tương tự

- Thống kê lặp mối tương quan giữa chuyển vị với bề dày và chiều sâu tường vây

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu:

- Đối tượng nghiên cứu là các công trình xây dựng có tường tầng hầm tại TP.HCM

- Phạm vi nghiên cứu: tường Barrette (tường vây)

1.4 Nội dung nghiền cứu:

- Lập mối tương quan trắc giữa chuyeetn vị với bề dày tường vây và chiều sâu tường vây

1.5 Hướng kết quả nghiên cứu:

- Phân tích kết quả lập các đồ thị tra chuyển vị của tường vây với bề dày và chiều sâu tường vây

Trang 18

1.6 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài:

- Đưa ra được cái nhìn chung về tính toán xác định tường chắn phụ vụ thi công các công trình

Trang 19

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG BARRETTE VÀ PHƯƠNG

PHÁP QUAN TRẮC

1.1.1 Khái niêm về tường Barratte

Tường Barrette là một loại tường trong đất bằng bê tông cốt thép được đúc tại chỗ, thi công bằng lưỡi khoan loại gầu ngoạm hình chữ nhật Tường Barrette thường có tiết diện hình chữ nhật, có chiều rộng từ 0,6 - l,5m, chiều dài từ 2,5-3,Om và chiều sâu từ 12-30m, cá biệt có những tường sâu đến 100m Các tấm tường Barrette được nối với nhau bằng roan cao su chống thấm

1.1.2 Vật liệu chủ yếu làm tường Barrette

Tường Barrette thường làm bằng bê tông đá 1x2 mác 250&-450# (khoảng 450 kg Xi măng cho

lm3 bê tông)

Cốt thép thường sử dụng loại AI-All:

o Thép dọc thường dùng loại All

o Thép đai thường dùng loại AI-All

1.1.2.1 Kích thước hình học của tường Barette

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

1.1.3 Khỉ chọn chiều dày của tường barette thường căn cứ vào các yếu tố :

Chiều sâu của tường chôn trong đất, chiều sâu của tường 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 chọn như sau:

+ Công trình có 1 tầng hầm, chiều sâu tường chôn trong đất từ 2-5m, chiều dày tường chọn từ 200-300 mm

+ Công trình có 2 tầng hầm, chiều sâu tường chôn trong đất từ 8-14m, chiều dày tường chọn từ 400-600 mm

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

từ 600-800 mm

+ Công trình có >= 4 tầng hầm, chiều sâu tường chôn trong đất từ 25-40m thì chiều dày tường chọn từ 800-1200 mm

Trang 20

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 gầu khoan thường có kích thước 400, 600, 800,1000,1200 mm

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 đoi 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 phang hoặc tường có sườn, sườn là những thanh thép hình chữ H, I đặt ngang hoặc thẳng đứng

1.1.4 Những ưu điểm khỉ sử dụng tường barrett cho tường tầng hầm:

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

1.1.5 Những điếm còn chưa đạt khỉ sử dụng tường barrett cho tường tầng hầm:

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 kiếm tra, kiếm soát

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

1.2.1 Do nhu cầu sử dụng

Trong nhà nhiều tầng thường có tầng hầm nên cần thiết phải làm tường Barrette cho tầng hầm

đế phục vụ nhu cầu người sử dụng trong khu nhà đó, tầng hầm thường sử dụng đế làm các chức năng sau:

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

Trang 21

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

Làm Gara ô tô, xe máy

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

Các công trình như Kho bạc, Ngân hàng, Cơ quan quạn trọng của nhà nước thì tầng hầm làm nơi cất giữ tài liệu, kho chứa vàng, kho tiền

1.3 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 hường 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, sủ 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

Trang 22

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

1.4 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: Kiếm 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 qui luật, hơn nữa số liệu địa chất có nhiều phương pháp xác định khác nhau ( như thí nghiệm ngoài hiện trường, trong phòng, 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: Những thay đổi của thời tiết, những hệ thống chôn ngầm có sẵn trong đất ảnh hưởng đến việc thi công của hố đào

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

1.5.1 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

1.5.2 Hạ lồng cốt thép, đặt gỉoãng chống thấm và đo 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

Trang 23

(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 sử 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 đố bê tông toàn bộ tường Barrette (panen 1), khi đố bê tông nên đố cao hơn so với thiết kế một đoạn 0,5m để sau này đập bỏ phần bê tông này đi là vừa

1.5.3 Đào tấm tường Barrette tiếp theo (panen 2)và tháo bộ gá lắp gỉoăng 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

Đào tiếp đến sát tấm tường (panen 1) thứ nhất

Gỡ bộ gá lắp gioăng chống thấm bằng gàu đào khỏi cạnh tấm tường thứ 1 nhưng gioăng chống thấm vẫn còn nằm tại vị trí tiếp xúc với tấm tường thứ 2

1.5.4 Hạ lồng cốt thép, đặt gỉoăng chống thấm và đố 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: Đố 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 đố bê tông cho tấm tường thứ 3 giống như đã thực hiện cho các tấm tường trước Tiếp tục theo qui 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

1.6.1 Deep Excavation Theory And Practice (Chang Yu-Ou)

Mối liên hệ giữa chiều sâu hố đào với chuyển vị ngang của tường vây trong hố đào sâu đã được

Ou và các đồng sự (1993) nghiên cứu thông qua phân tích các công trình hố đào sâu trong khu vực

Trang 24

Đài Bắc Theo kết quả của nghiền cứu này thì chuyển vị ngang lớn nhất trong các tường vây hố đào

1.6.2 Code Of Practice For Earth Retaining Structures (BS8002:1994)

Thiết kế tường chắn đất theo tiêu chuẩn Anh Quốc, BS 8002 (1994) được dựa trên nguyên lý hạng thái tới hạn và phần lớn những phân tích sử dụng phương pháp cân bằng giới hạn BS 8002 đã thừa nhận rằng biến dạng của đất với 100% khả năng huy động sức kháng cắt của đất nền xung quanh

sẽ rất lớn so với biến dạng cho phép trong giai đoạn làm việc Do đó, giá trị huy động M được đề xuất trong cho sức kháng 17 cắt của để để thiết kế cho giai đoạn sử dụng Với giá trị huy động này thì sự phát sinh biến dạng trong đất sẽ được hạn chế đủ thấp để đảm bảo biến dạng trong đất nền và kết cấu được ngăn chặn

Đặc biệt, BS 8002 kiến nghị hệ số huy động 1.5 cho thiết kế sử dụng các thông số ứng suất tổng và 1.2 khi sử dụng các thông số hữu hiệu nếu chuyển vị tường vây được giới hạn trong 0.5% chiều cao tường chắn cho đất dẻo mềm hoặc chặt vừa Hệ số huy động nên lớn hơn 1.5 cho sét với biến dạng lớn hơn nếu chuyển vị tường được giới hạn trong 0.5% chiều cao tường chắn (xem điều 3.2.4 và 3.2.5 trong mục 3_Nguyên lý, phương pháp thiết kế và áp lực đất)

Đối với sức chống cẳt không thoát nước (giá trị huy động M=1.5):

s_ s

_ ỊỊ_ _ N_

M 1.5 Đoi với sức chổng cắt hữu hiệu (giá trị huy động M=1.2):

1.6.3 Limiting Values Of Retaining Wall Displacements And Impact To

The Adjacent Structures (Fok Et Al.)

Trong bài báo này, Fok và những người khác đã chỉ ra 3 điểm quang trọng cần được lưu ý đối với hệ số huy động được quy định trong BS-8002 Thứ nhất, những kiến nghị trên không chỉ định rằng chuyển vị tường chắn phải giới hạn trong 0.5% chiều cao tường chắn Những kiến nghị trong BS

Trang 25

8002 về hệ số huy động cho đất dẻo mềm và chặt vừa đang đưa ra 1 ví dụ về phương pháp thiết kế sức kháng cắt huy động (MSD) Theo Bolton (1993), hệ số huy động trong BS 8002 sẽ giới hạn sức kháng cắt thiết kế của đất được huy động ứng với 1% biến dạng cắt Đe mô tả cho mối quan hệ giữa biến dạng của đất và chuyển vị tường chan, Bolton (1993, 1996) đã thể hiện từ những dạng hình học

do tường chắn bị xoay 1/200 tương ứng với 0.5% chiều cao tường chắn và gây ra biến dạng cắt trong đất lên tới 1% Do đó, quy định “chuyển vị tường chắn giới hạn trong 0.5% chiều cao tường chắn” là

1 kết quả đơn giản của việc giới hạn 1% biến dạng cắt của đất nền đối với đất dẻo mềm hoặc chặt vừa Thứ hai, cần phải làm rõ là chiều cao tường chắn tham khảo theo BS 8002 là chiều cao tổng cộng của tường chắn, tức là bao gồm cả phần tường chắn đỡ và phần chân kèo sâu vào trong đất để ồn định chân Đã có nhiều nhầm lẫn khỉ sử dụng phần tường chắn đỡ phía trên (tương ứng chiều sâu đào đất)

để chuẩn hóa chuyển vị ngang tường chắn và chuyển vị đất nền được báo cáo frong hầu hết tổng quan

về hố đào sâu cần phải phân biệt rõ vấn đề này khi tham chiếu dữ liệu chuyển vị đã chuẩn hóa từ BS

8002 Thứ ba, ý tưởng tường vây bị xoay như là một cơ chế phá hoại chủ yếu đối với tường consol hoặc tường vây được chống đỡ bởi 1 hệ chống Hệ số huy động được đề cập trong BS8002 là 1 phương pháp đơn giản thích hợp với cơ chế phá hoại dưới dạng xoay của tường chắn consol hoặc tường chắn

cố 1 hệ chống Cho loại tường chắn cố nhiều hệ chống tương đổi điển hình cho hố đào sâu vào thời điểm hiện tại thì cơ chế biến dạng trở nên phức tạp và phải xem xét hình dạng chuyển vị gia tăng tương ứng trong từng giai đoạn đào đất Bolton cùng những người khác (2008) đã đề xuất phương pháp sức kháng cắt huy động và đưa ra hàm lượng giác về sự phát triển biến dạng ừong trường hợp tường chắn cố nhiều hệ chống

1.6.4 Advisory Note On Earth Retaining Or Stabilising Structures (Erss)

Cơ quan quản lý về xây dựng (Building and Construction Authơrity_BCA), 1 tồ 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 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 là các quy định các 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 1.1 Giới hạn chuyển vị chứ phép của tường chắn

Giói hạn chuyển vị ngang/

Khu virc

Trong đó

X = ldioang cách, tứ mặt hồ đào:

H = chiều, sảu ho đảo:

<s„.=chuyèn vị tường chăn

VỊ trí công trình Lân cận, kết cấu và hệ thong

hạ tang Khu vực 1

(x/H < 1) Khu vưc 2 (1 í Khu vực 3

(X/H > 2)

Trang 26

x/H < 2)

Nền loại A

Nền loại

B

Chuyên vị lớn nliât cho phép tường chãn(8„-/H) 0.5% 0.7% 0.7% 1.0%

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

cấu (ERSS) với mục đích đảm bảo sức kháng cắt của đất không được huy động vượt quá biến dạng

của đất nền Trong Báng 1.1 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 cẩu công trình lân cận do sự phát sinh biến dạng đất nền

1.7 Quan trắc chuyển vị tường vây

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

• Quan trắc chuyển vị ngang của tường vây (Inclinometer): Theo dõi độ dịch chuyển ngang,

hướng và tốc độ dịch chuyển ngang của tường vây nhằm đánh giá mức độ, 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

1.7.2 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 trac chuyển vị ngang của tường vây

Trang 27

• 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

1.7.3 Đặc tính kỹ thuật và phương pháp thực hiện

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

Bảng 1 2 Thông sổ kỹ thuật các thiết bị

Trang 28

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 lục (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 0.5 m khi đầu đo đuợc kéo từ đáy lên đỉnh ống vách

d) Đo nghiêng

Hình ảnh

Hình 1 1 Bộ thu sổ liệu

Trang 29

Đầu dò đo nghiêng được sử dụng để đo độ nghiêng của ống vách Với đầu dò, các số đo nghiêng thường được lấy ở các cự ly điều đặn 0.5m từ đáy lên đỉnh của ống 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 các số đọc của đầu đo nghiêng được xử lý, độ nghiêng được chuyển đổi sang một khoảng cách theo chiều ngang như hình vẽ dưới đây Độ lệch tại mỗi khoảng cách được gọi là độ lệch khoảng cách

Incremental Deviation Cumulative Deviation

Trang 31

Hình 1 3 Hướng ổng vách

3 Các ống nối

Keo ABS dùng trên các ống nối đòi hỏi 24 GIỜ để đạt được đầy đủ cường độ Ống vách

thường được lắp ráp và lắp đặt nhanh hơn nhiều Trong các hố đầy nước, sự đẩy nổi giảm trọng lượng hiệu quả của ống vách do đó cường độ ít hơn được yêu cầu từ ống nối Tuy nhiên, khi ống vách được lắp đặt trong các hố khoan khô, ống nối phải giữ toàn bộ trọng lượng của ống vách Trong trường hợp này, đóng chặt ống nối bằng các đinh tán Một cáp treo gắn vào phần đáy của ống vách cũng có thể làm giảm tải trọng lên các mối nối

Hình 1 4 Lắp đặt đo chuyển vị ngang trong tuờng vây

Trang 32

4 Lắp đặt trong tường vây

Làm sạch và đảm bảo ống thép (114mm) được thông suốt Hút hết nước trong ống vách Trường hợp không thể hút hết nước trong ống vách thì dùng phương pháp bơm vữa từ đáy lên Gắn nắp đậy vào phần cuối của ống vách

Hình 1 5 Vệ sinh ổng DI 14 trong tường vây

Nối các đoạn ống với đầu nối bằng keo và ốc vít và tiến hành lắp đặt

Hình 1 6 Lắp đặt ổng Casing

Để rãnh của ống đo thẳng hàng với chiều chuyển vị dự kiến trượt (được in trên ống) Sử dụng kẹp để giữ ống ngay thẳng trong khi nối ống, tiến hành lắp đặt cho đến hết chiều sâu lắp đặt Bơm vữa xuống xung quanh ống casing và thành ống DI 14 Đoạn ống Inclinometer nằm trong đoạn dầm mủ phải liên kết với cọc vậy bằng cách đỗ bê tông quanh ống và liên kết với dầm

mủ

Trang 33

Hình 1 7 Óng chờ sẵn DI 14 và ổng đo sau khi lẳp xong

• Có thể tiến hành quan trắc sau 24h kể từ khi hoàn thành việc lắp đặt ống đo nghiêng

STT Vật liệu Trọng lượng Tỷ lệ trộn (theo Kl)

Trang 34

M

Tổng hợp, nơi:

2sin= 0.0025 cho mỗi mét, milimet

để đạt được sự thay đổi độ lệch ngang

Trang 35

CHƯƠNG 2 Cơ SỞ LÝ THUYẾT VỀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN TRONG VIỆC PHÂN TÍCH CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƯỜNG VÂY TRONG HỐ ĐÀO SÂU

2.1 Các thông số cơ bản trong mô hình Plaxỉs

2.1.1 Loại vật liệu đất nền “Drained, Undraỉned, Non-porous”

Một trong những tính chất khác biệt giữa đất và các vật liệu khác là trong đất tồn tại các dạng vật chất ở ba thể khác nhau: thể rắn (hạt đất), thể lỏng (nước), thể khí (không khí) Đặc biệt là nước gây nên áp nước lỗ rỗng làm ảnh hưởng to lớn đến ứng xử của đất nền Do đó để mô phỏng ứng xử của đất nền trong sự tương tác giữa kết cấu hạt đất với nước trong đất việc phân loại đất nền thành

ba loại: thoát nước (Drained), không thoát nước (Undrained), và không thấm (Non-porous) là cần thiết

Khi đất một lớp đất nền được chọn là loại vật liệu thoát nước áp lực nước lỗ rỗng sẽ không được tạo ra trong đất, các tải ngoài sẽ chuyển toàn bộ vào ứng suất hữu hiệu của đất nền Loại vật liệu này được sử dụng cho những lớp đất nền khô ráo (bên trên mực nước ngầm), các loại đất nền

có hệ số thấm cao, hay trong các phân tích công trình ở trạng thái lâu dài mà không cần kể đến tính thấm kém của đất nền và thời gian cố kết

Ngược lại với vật liệu thoát nước, khi đất nền được thiết lập là vật liệu không thoát nước áp lực nước lỗ rỗng sẽ được tạo ra trong đất nền Dòng thấm trong đất nền có thể được bỏ qua do tính thấm kém của vật liệu, hệ số tải ngoài cao hay tiến hành phân tích trong trường hợp tức thời Khi các lớp đất nền được chọn thuộc tính không thoát nước thì chúng ứng xử không thoát nước hoàn toàn mặc dù lớp đất đó nằm trên mực nước ngầm Tuy nhiên các thông số nhập vào trong lớp đất nền lại là các thông số thoát nước vì mặc định Plaxis sẽ sử dụng những công thức tương quan để chuyển những thông số này về thông số không thoát nước

Đối với thuộc tính non-porous thì cả áp lực nước ban đầu và áp lực nước lỗ rỗng đều không được tạo ra trong vật liệu này Thuộc tính này thường kết hợp với kiểu mô hình đàn hồi dùng để

mô phỏng các loại vật liệu bê tông, xi măng đất Đối với loại vật liệu này không có sự phân biệt giữa dung trọng tự nhiên và dung trọng bão hoà

Việc lựa chọn loại vật liệu trong quá trình phân tích một bài toán là rất quan trọng vì nó quyết định ứng xử của đất nền và phương pháp phân tích Do đó việc lựa chọn loại vật liệu theo những

Trang 36

kinh nghiệm và cảm nhận chủ quan của người phân tích dựa trên hệ số thấm, loại đất có thể dưa đến những kết quả phân tích không tin cậy Vermeer & Meier (1998) đã đưa ra một công thức giúp xác định loại vật liệu trong qua trình phân tích hố đào sâu

- t: thời gian thi công

Khi T <0.1 đất nền ứng xử không thoát nước, T>0.4 đất nền ứng xử thoát nước

2.1.2 Dung trọng không bão hoà và dung trọng bão hoà

nền bao gồm cả nước trong các lỗ rỗng của kết cấu khung hạt đất Dung trọng không bão hoà đại diện cho dung trọng đơn vị của lớp đất nằm trên mực nước ngầm và dung trọng bão hoà là cho lớp đất nằm dưới mực nước ngầm Trong thực tế thì lớp đất nằm trên mực nước ngầm không hoàn toàn khô ráo do hiện tượng mao dẫn do đó không nên gán thông số dung trọng không bão hoà là dung trọng khô của đất mà nên chọn là dung trọng tự nhiên của đất Dung trọng bão hoà được tính toán thông qua một công thức tương quan với các thông số khác

Tsat = —7^——(2-2)

1 + e

Trong đó:

- yw: dung trọng nước

Trang 38

GVHD: TS LÊ TRỌNG NGHĨA Luận Văn Thạc Sỹ

sự sai khác giữa các lớp đất trong khoảng 105 lần

Plaxis cũng cung cấp thêm tính năng thay đổi hệ số thấm thông qua sự thay đổi hệ số rỗng

e

log(£) = ầe/c t (2.3)

hình Soft Soil Creep

2.1.4 Thông số độ cứng của đất nền

Biến dạng của đất nền là một trong những vấn đề quan trọng nhất trong địa kỹ thuật Khác với những loại vật liệu đàn hồi, giới hạn cường độ thường đạt trước giới hạn về biến dạng, đất là một loại vật liệu đàn dẻo có tính nhớt do đó giới hạn về biến dạng thường xảy ra đồng thời hay trước giới hạn về cường độ gây mất ổn định cho công trình Vì vậy thông số về độ cứng của đất nền là thông số quan trọng trong các mô hình tính toán

Độ cứng của đất nền bao gồm các thông số là mô-đun E, mô-đun biến dạng cắt G, mô-đun biến dạng thể tích K và hệ số Poisson V Theo lý thuyết đàn hồi các thông số này có mối liên hệ với nhau thông qua biểu thức sau:

G= Ãẳvý K=3(dW2-4)

Khác với các vật liệu thông thường khác, giá trị mô-đun E của đất nền không là một giá trị

cố định Tuỳ theo phương pháp xác định ta có mô-đun tiếp tuyến hay cát HVTH: DƯƠNG MINH

Trang 39

tuyến trong các đường cong ứng suất biến dạng, ứng với các mức độ biến dạng ta lại có các giá trị mô-dun E của đất nền khác nhau, nếu xét đến biến dạng tổng và biến dạng đàn hồi thì mô-đun E lại phân thành mô-đun biến dạng và mô-đun đàn hồi Đất nền là vật liệu không đẳng hướng nên ứng với các phương khác nhau giá trị mô-đun lại khác nhau.ứng với các lộ trình ứng suất ta lại có các mô-đun E dỡ tải, nén lại và mô-đun E nén chính

Mô-đun E oedonmeter là mô-đun của đất nền được xác định từ thí nghiệm nén cố kết Theo

lý thuyết đàn hồi, mô-đun oedonmeter và mô-đun đàn hồi liên hệ với nhau theo công thức:

Mỗi loại đất nền thì có rất nhiều thông số giá trị độ cứng, do đó ứng với mỗi mô hình đất nền

và cách phân tích đòi hỏi người phân tích phải nắm rõ để lựa chọn được thông số phù hợp Mặt khác, kết quả khảo sát địa chất và kết quả thí nghiệm các mẫu đất trong phòng không phải lúc nào cũng đáp ứng đầy đủ các thông số cần thiết cho người phân tích vì vậy người phân tích cần phải có kinh nghiệm và sự hiểu biết để tìm ra những thông số độ cứng đó thông qua các mối tương quan với các thông số khác(thông thường là chỉ số SPT-N hay sức kháng cắt không thoát nước Su)

Trang 40

2.1.5 Thông số sức kháng cắt của đất nền

Nếu như thông số độ cứng quyết định biến dạng của đất nền thì thông số sức kháng cắt, chủ yếu là c và (p, quyết định cường độ của đất nền và mặt chảy dẻo trong các mô hình nền Trong Plaxis, tuỳ theo phương pháp và mục đích phân tích mà thông số sức chống cắt có thể thoát nước (c’, tp’) hay không thoát nước(cu, <pu=0)

Thông số sức chống cắt thoát nước có thể sử dụng cả trong trường hợp loại đất nền được thiết lập là thoát nước (Drained) và không thoát nước (Undrained) Tuy nhiên việc sử dụng sức chống cắt thoát nước trong trường hợp đất nền được thiết lập là không thoát nước có thể dẫn đến

sự sai lệch giữa thông số sức chống cắt không thoát nước trong mô hình và trong thực tế vì sự khác biệt về lộ trình ứng suất giữa mô hình và thực tế Đặc biệt trong mô hình Morh-Coulomb, sự kết hợp này dẫn đến việc sức chống cắt không thoát nước trong mô hình lớn hơn thực tế Trong các mô hình tiên tiến hơn (Hardening Soil Model, Soft Soil Creep ) thì mô phỏng tốt hơn mô hình Morh-Coulomb nhưng trong mọi trường hợp cần có sự so sánh giữa việc tính toán từ mô hình với sức

người phân tích thấy được sự thay đổi sức chống cắt theo quá trình cố kết Plaxis cũng có thể phân tích khi thông số sức chống cắt thoát nước c’=0, tuy nhiên trong một số trường hợp thì không nên

vì sẽ gây những phức tạp trong ma trận tính toán Do đó, đối với những người chưa có kinh nghiệm nên nhập giá trị c’ nhỏ nhất là 0.2 KPa

Sức chống cắt không thoát nước sử dụng được trong trường hợp đất nền được thiết lập là không thoát nước trong các mô hình nền là Morh-Coulomb và Hardening Soil Khi đất nền được thiết lập là thoát nước kết hợp với thông số sức chống cắt không thoát nước thì đây là trường hợp phân tích ứng suất tổng chỉ ứng dụng được cho mô hình Morh-Coulomb Trong các trường hợp này, thì sức chống cắt của đất nền không phụ thuộc vào trạng thái ứng suất và lộ trình ứng suất Một thông số cũng liên quan đến sức chống cắt là góc giãn nở ở Y (psi) Góc giãn nở ở Y chỉ được chú ý đến đối với những loại đất sét cố kết nặng và đất cát chặt Khi góc ma sát nhỏ hơn

30 độ thì góc giãn nở bằng 0 Trong trường hợp đất cát từ khoáng thạch anh thì góc giãn nở có thể tính gần đúng y=(p-30 Khi đất nền thiết lập là không thoát nước thì việc sử dụng góc giãn nở nên cẩn thận vì sẽ đưa đến trường hợp không xác định được cường độ của đất nền

Có rất nhiều mô hình nền trong Plaxis, tuy nhiên trong luận văn này chỉ tập trung nghiên cứu

Định dạng
Số trang	115
Dung lượng	2,84 MB
File đính kèm	1234.rar (19 MB)