Phân tích ổn định tường vây hố đào sâu chung cư kết hợp thương mại bến Vân Đồn, Quận 4, Tp. HCM

Một trong rất nhiều giải pháp đuợc áp dụng để giải quyết vấn đề chuyển vị ngang của tuờng vây là ta có thể tăng độ cứng hệ thống tuờng vây, có rất nhiều cách để tăng độ cứng của hệ chống

xii

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TS LÊ ANH TUẤN

1 Chủ tịch hội đồng

2 Thư ký hội đồng

3 Uỷ viên phản biện 1

4 Uỷ viên phản biện 2

5 Uỷ viên hội đồng

KỸ THUẬT XÂY DỰNG

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN TÍCH Ổ N ĐỊNH TƯỜNG VÂY HỐ ĐÀO SÂU CHUNG CƯ KẾT

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Mục đích của luận văn này muốn so sánh sự mô phỏng của 2 mô

hình HS và MC so với kết quả thực tết Quan Trắc, để có thể chọn lựa mô hình phù hợp với việc

mô phỏng tiên đoán trước chuyển vị hố đào sâu nhà cao tầng

Nội Dung :

Mở Đầu

Chương 1 : Tổng quan một số vấn đề ảnh hưởng đến hố đào sâu

Chương 2 : Cơ sở lý thuyết

Chương 3 : Mô phỏng phân tích chuyển vị bằng phần tử hữu hạn

Chương 4 : ứng dụng tính toán công trình thực tế: "Công trình chung cư kết hợp thương mại bến vân

đồn Q4, TP.HCM "

Kết luận và kiến nghị

Tài liệu tham khảo

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 13/08/2018

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/12/2018

V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS.VÕ PHÁN

Tp HCM, ngày 02 tháng 12 năm 2018

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

TS LÊ ANH TUẤN

iv

LỜI CẢM ƠN

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ban giám hiệu, quý thầy cô truờng đại học Bách Khoa Thành Phố

Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi có điều kiên học tập và thục hiện luận vãn này

Đặc biệt tôi xin cảm ơn đến Thầy PGS.TS VÕ PHÁN là người trục tiếp giảng dạỵ, tận tình giúp đỡ

và hướng dẫn, định hướng, truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu để tôi có thể hoàn thành lụận vãn

này một cách tốt nhất, và tôi xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô bộ môn ĐỊA CƠ NỀN MÓNG đã

giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt 2 năm học tập tại đây

Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm việc

Mặc dù đã có những cố gắng, tuy nhiên vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót, tôi hy vọng nhận được những sự đóng góp quý báu từ quý thầy cô

Một lần nữa tôi xin chân thành cảm thầy VÕ PHÁN đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong con

đường học tập của tôi, và cảm ơn tất cả mọi người đã đồng hành ủng hộ tôi suốt thời gian qua

TP.HCM, ngày 02 tháng 12 năm 2018

Học Viên

NGUYỄN KIM LẬP TRƯỜNG

V

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

TÓM TẮT :

Phân tích ổn định của tường vây dựa trên kết quả mô phỏng để tiên đoán trước chuyển vị của tường vây, do đó luận văn này sẽ so sánh đánh giá mô hình HS và MC xem sự chênh lệch của việc mô phỏng chênh lệch với thực tế quan ttắc là bao nhiêu %

Đồ tài sử dụng công trình HĨTC ở bến vân đồn quận 4, Tp HCM Hồ sơ khảo sát địa chất được cung cấp bởi công ty cổ phần Hòa Bình Hồ sơ quan trắc được cung cấp bởi công ty Thái Dương Hệ Dựa vào bảng tổng hợp số liệu từ quan ttắc tại 2 vị trí ICL3 và ICL 8 cho ta thấy chuyển vị tường vây không lớn lắm ở các giai đoạn thi công công trình Cụ thể là chuyển vị ngang lớn nhất ở các giai đoạn đáy hố đào -1.6m, -5.1m, -7.4m, -9.65m ở vị trí quan trắc ICL 3 được lắp đặt bên trong tường vây cho kết quả lần lượt như sau 5.66 (mm), 7.24 (mm), 7.78 (mm), 7.10 (mm) Còn ở ICL 8 được lắp đặt bên ngoài tường vây cho kết quả lần lượt như sau 5.93 (mm), 6.51 (mm), 6.38 (mm), 5.96 (mm) Dựa vào kết quả phân tích dựa từ 2 mô hình ta có thể thấy được mô hình Hardening Soil cho kết quả gần sát quan trắc hơn mô hình Mohr Coulomb ở giai đoạn đào -5.1m trở đi cụ thể là kết quả

chuyển vị ngang lớn nhất của Hardening Soil lần lượt tại các cao độ đáy đào -5.1m, -7.4m, -9,65mlà 18.46 (mm), 20.4 (mm), 18.4 (mm) (MC là 19.45 (mm), 22.27 (mm), 23.43 (mm)) Còn Mohr

Coulomb thì ở giai đoạn đầu tiên -1.6m cho kết quả gần với quan ừắc hơn là 9.02 (mm) (HS là 14.85 (mm)) Nhưng việc lấy thông số vẫn chưa đánh giá đúng tính chất của đất nền nên vì vậy chuyển vị của 2 mô hình còn lớn so với thực tế

vi

ANALYZE AND STABILIZE DIAPHRAGM WALL FOR DEEP

EXCAVATION OF HIGH BUILDINGS IN DISTRICT 4, HCM CITY

ABSTRACT

Analyzing the stability of the diaphragm wall according to simulation allows US to predict the displacement of the diaphragm wall, expressing the difference in percentage between simulation and monitoring data

The topic is based on the HITC project building at Ben Van Don street, District 4, Ho Chi Minh city The geological survey document is provided by Hoa Binh Corporation and the monitoring data document is provided by Solar System Company

The displacement between stages of construction is not great according to monitoring data at two positions ICL3 and ICL8 Specially, the largest horizontal displacements at the bottom of the -1.6m, - -5.1m, -7.4m, -9.65m hole of the ICL 3 which is installed inside the diaphragm wall are 5.66 (mm), 7.24 (mm), 7.78 (mm), 7.10 (mm) respectively With respect to ICL 8 which is installed

outside the diaphragm wall, the results are 5.93 mm, 6.51 mm, 6.38 mm and 5.96 mm respectively According to the analysis of the two models, the result from Hardening Soil model is closer (more equivalent) to monitoring data than Mohr Coulomb model at the digging stage of -5.1m onwards Specially, the largest horizontal displacement results of the Hardening Soil at the bottom height of -5.1m, -7.4m, -9.65m are 18.46 (mm), 20.4 mm),18.4 (mm), (MC’s are 9.45 (mm), 22.27 (mm), 23.43 (mm)) respectively In term of Mohr Coulombmode, in the first stage of -1.6m the result which is 9.02 (mm), is closer to the observed data than HS (14.85 (mm)) However, the data collection cannot accurately evaluate the property of the ground resulted in the great displacement of the two models compared to reality

7

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công việc của tôi dưới sự hướng dẫn thực hiên của thầy PGS.TS Võ Phán

Các so sánh và đánh giá, kết quả ttong luận văn là đúng sự thật và chưa được công bố ở nghiên cứu

khác

Tôi xin chịu ừách nhiệm về công việc thực hiện của mình

Tp Hồ Chí Minh, Ngày 02 Tháng 12 Năm 2018

Nguyễn Kim Lập Trường

8

DANH MỤC VIẾT TẮT

•

Theo phương pháp Tezaghi - Peck

: Hệ số an toàn chống trồi đất lên K L >1,2

X

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Hệ số an toàn bùng đáy hố đào (basal heave) FS theo thuyết Tezaghi 11

Hình 1.2 Tỉ lệ giữa chuyển vị ngang lớn nhất và chiều sâu hố đào theo thừa số độ cứng và hệ số đẩy trồi đáy hố đào Clough, et all 1989 12

Hình 1.3 Đường Quan hệ giữa tỷ số chuyển vị theo độ cứng tương đối Rs 14

Hình 2.1 Sơ đồ kiểm tra phun hào đáy hố đào 19

Hình 2.2 Trồi đáy do nước có áp gây ra 21

Hình 2.3 Phương pháp Terzaghi - Peck tính chống đẩy hồi đáy hố móng 23

Hình 2.5 Sơ đồ tính toán khi xét cả c và (p 24

Hình 2.6 các thông số trong tính toán ổn định chống lật 26

Hình 2.7 Biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị và độ cứng của tường chắn, kích thước hố đào theo Clough và O’Rourke (1990) 27

Hình 2.8 Biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị tường chắn và độ sâu hố đào theo Ou và các đồng nghiệp (1993) 28

Hình 2.9 Biểu đồ thực nghiệm để dự tính độ lún của đất quanh hố đào (Peck 1969) 29 Hình 2.10 Độ lún đất nền theo phương pháp của Bowles 30

Hình 2.11 Hiện tượng chuyển vị đáy hố đào 31

Hình 2.13 Trạng thái chủ động và bị động Rankine 33

Hình 2.14 Áp lực đất chủ động 34

Hình 2.15 Áp lực chủ động nền gồm nhiều lớp 35

Hình 2.16 Áp lực chủ động khi trên đất lấp có siêu tải 35

Hình 2.17 Áp lực bị động Rankine 36

Hình 2.18 Áp lực bên tường dưới tác động tải hình băng 37

Hình 2.19 Tính áp lực đất chủ động dưới tải họng hình băng 37

Hình 2.20 Tính áp lực đất dưới tác động do xe cộ 38

Hình 2.21 Tính độ dài tính toán B của tường chắn 39

Hình 2.22 tính áp lực nước và đất 39

Hình 2.23 Phân bố áp lực nước dưới chân tường 42

Hình 3.1 Quan hệ ứng suất và biến dạng trong mô hình đàn dẻo 53

Hình 3.2 Xác định Eref từ thí nghiệm 3 trục cố kết thoát nước 56

Hình 3.3 Quan hệ ứng suất biến dạng theo hàm Hyperbolic hong thí nghiệm nén 3 trục thoát nước 56

Hình 3.4 Xác định Eoed từ thí nghiệm nén cố kết 58

Hình 4.1 Phố cảnh công trình HITC 61

Hình 4.2 Mặt bằng hầm 1 62

xi

Hình 4.3 Mặt cắt hố khoang 66

Hình 4.4 Đồ thị TN cắt cánh và Chỉ số SPT 67

Hình 4.5 Vị trí bố trí Inclinometer 68

Hình 4.6 Mặt cắt ngang công trình 69

Hình 4.7 Mặt cắt ngang công trình giai đoạn đào -1.6m 69

Hình 4.8 Mặt cắt ngang công trình giai đoạn đào -5.1 m và -7.4m 70

Hình 4.9 Mặt cắt ngang công trình giai đoạn đào -7.75 m và -9.65m 70

Hình 4.10 Mặt cắt ngang công trình giai đoạn thi công sàn Hầm 2 71

Hình 4.11 Mặt cắt ngang công trình giai đoạn thi công sàn Hầm 1 71

Hình 4.12 Mặt cắt ngang công trình giai đoạn thi công sàn Trệt 72

Hình 4.13 Mặt cắt ngang hố đào mô phỏng mô hình trong Plaxis 72

Hình 4.14 Tọa đô các điểm để khai báo mô phỏng trong plaxis 73

Hình 4.15 Biểu đồ chuyển vị ngang của tuờng vây giai đoạn đào -1.6m 77

Hình 4.16 Biểu đồ chuyển vị ngang của tuờng vây giai đoạn đào -5.1m 78

Hình 4.17 Biểu đồ chuyển vị ngang của tuờng vây giai đoạn đào -7.4m 79

Hình 4.18 Biểu đồ chuyển vị ngang của tuờng vây giai đoạn đào -9.65m 80

Hình 4.19 Biểu đồ chuyển vị ngang của tuờng vây giai đoạn xong sàn tầng trệt 81

12

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 các nguyên nhân chính gây ra sự cố hố đào 11

Bảng 1.2 Tính toán độ cứng tương đối R từ số liệu quan trắc chuyển vị 15

Bảng 2.1 Tải trọng và tác động lên giếng chìm và tường trong đất trong giai đoạn thi công ’

’ .7 ' 17

Bảng 3.1 Hệ Số Thấm K 49

Bảng 3.2 Giá trị modun E của Bowles (1988) 51

Bảng 3.3 Hệ số Poisson V 52

Bảng 3.4 Góc ma sát trong (p 52

Bảng 3.5 Các giá trị thông số sức chống cắt c’, (p’ , Cu 53

Bảng 3.6 Các thông số mô hình Mohr - Coulomb 54

Bảng 4.1 Tóm tat số liệu địa chất của các hố khoan 65

Bảng 4.2 Số liệu thí nghiệm cắt cánh 69

Bảng 4.3 Thông số tường vây 74

Bảng 4.4 Thông số tầng chống 1 H350 75

Bảng 4.5 Thông số tầng chống 1 H400 75

Bảng 4.6 Sàn Hầm 2 dày 350 mm 75

Bảng 4.7 Sàn Hầm 1 dày 200 mm 75

Bảng 4.8 Bảng thông so Hardening Soil 76

Bảng 4.9 Bảng thông số Mohr - Coulomb 77

Bảng 4.9 So sánh kết quả chuyển vị ngang của HS và MC với Quan trắc 85

Bảng 4.10 So sánh kết quả chuyển vị ngang của HS và MC với Quan trắc 86

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU 5

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 5

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA Đ Ề TÀI: 5

3 PHƯONG PHÁP NGHIÊN CỨU 6

4 TÍNH KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 6

4.1 TÍNH KHOA HỌC : 6

4.2 TÍNH THỰC TIEN Đ Ề TÀI : 6

5 GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: 6

CHƯONG 1: TỔNG QUAN MỘT SỐ VẤN Đ Ề ẢNH HƯỞNG Đ Ế N CHUYÊN VỊ Hố ĐÀO SÂU 7 1.1 CÁC ĐẶC ĐIỂM HỐ ĐÀO SÂU: 7

1.1.1 ĐỊNH NGHĨA HỐ ĐÀO SÂU : 7

1.1.2 GIỚI THIỆU VỀ TƯỜNG VÂY BARRETTE 7

1.1.3 NHỮNG NỘI DUNG CẦ N LƯU Ý TRONG THIẾT K Ế TƯỜNG VÂY BARRETTE : 7

1.2 MỘT SỐ HIỆN TƯỢNG XẢY RA KHI THI CÔNG Hố ĐÀO SÂU 8

1.2.1 MỘT Số NGUYÊN NHÂN GÂY RA CHUYẺN DỊCH CỦA DAT N Ề N KHI THI CÔNG Hố ĐÀO SÂU: 8

1.2.2 CÁC NHÂN Tố GÂY ẢNH HƯỞNG Đ Ế N CHUYỆN VỊ CỦA TƯỜNG VÂY : 8

1.2.2.1 NHÓM CÁC NHÂN TỐ HIỆN HỮU : 8

1.2.2.2 NHÓM CÁC NHÂN Tố LIÊN QUAN DEN THIET K Ế : 9

1.2.2.3 NHÓM CÁC NHÂN Tố LIÊN QUAN ĐEN THI CÔNG 9

1.3 TổNG QUAN MỘT SỐ BÀI BÁO VỀ DỰ ĐOÁN CHUYỂN VỊ TƯỜNG VÂY , ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ CHỐNG ĐẾN TƯỜNG VÂY 10

1.3.1 PHU ONG PHẤP CỦA CLOUGH VÀ CỘNG SỰ (1989) VE TU ONG QUAN CHUYỂN VỊ NGANG LỚN NHẤT VÀ KHÁI NIỆM HỆ THỐNG ĐỘ CỨNG: 10

1.3.2 BÀI BÁO CỦA “PGS.TS DƯƠNG HỒNG THAM V Ề MỘT PHƯONG THỨC Dự BÁO CHUYỂN VỊ NGANG LỚN NHẤT CỦA TƯỜNG VÂY DƯA VÀO CÁC ĐỘ CỨNG KHÔNG THỨ • • • NGUYÊN CỦA HỆ CHốNG VÁCH: 11

2

CHƯONG 2: co SỞ LÝ THUYET 15

2.1 CÁC DẠNG TẢI TRỌNG VÀ PHÂN LOẠI: 15

2.1.1 TẢI TRỌNG VĨNH cũư (TẢI TRỌNG TĨNH): 15

2.1.2 TẢI TRỌNG KHẢ BIEN (TẢI TRỌNG ĐỘNG): 15

2.1.3 TẢI TRỌNG ĐẶC BIỆT 15

2.2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KET CẤ Ư CHAN GIỮ : 15

2.3 TÍNH TOÁN Ổ N ĐỊNH 17

2.3.1 KIỂM TRA Ổ N ĐỊNH CHỐNG CHẢY THẤM CỦA Hố ĐẢO 17

2.3.1.1 KIỂM TRA Ổ N ĐỊNH CHÓNG PHUN TRẢO 17

2.3.2 TÍNH TOÁN HIỆN TƯỢNG TRồI ĐÁY Hố ĐÀO (UPHEAVAL) 19

2.3.2.1 PHƯONG PHẤP C ỦA TERZAGHI - PECK : 20

2.3.2.2 PHƯONG PHẤP CAQUOT VÀ KERISEL : 21

2.3.2.3 PHƯONG PHẤP TÍNH CHốNG TRồI ĐÁY KHI ĐồNG THỜI XEM XÉT CẢ c VÀ <p 21

2.3.3 TÍNH TOÁN Ổ N ĐỊNH CHốNG LẬT 23

2.4 TÍNH TOÁN BIEN DẠNG 23

2.4.1 CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƯỜNG CHAN 24

2.4.2 CHUYỂN VỊ CỦA ĐÂT NEN 25

2.4.2.1 PHƯONG PHẤP PECK 1969 25

2.4.2.2 PHƯ0NG PHẤP CỦA BOWLES (1988) 25

2.5 CÁC PHƯONG PHÁP XÁC ĐỊNH ÁP Lực TÁC ĐỘNG LÊN KET CÂU CHAN GIỮ (TÍNH TOÁN VỀ CƯỜNG ĐỘ) 27

2.5.1 TÍNH ẤP Lực ĐẤT THEO THUYET RANKINE 27

2.5.1.1 NGUYÊN LÍ co BẢN CỦA LÍ THUYÊT RANKINE 27

2.5.1.2 ÁP Lực CHỦ ĐỘNG 28

2.5.1.3 ÁP Lực BỊ ĐỘNG 30

2.5.I.4 TÍNH ẤP Lực DAT TRONG CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT 31

3

2.5.2 ẤP Lực NƯỚC 34

2.5.2.1 ẤP Lực THỦY TĨNH: 34

2.5.2.2 TÍNH ÁP Lực NƯỚC KHI DÒNG THÂM Ở TRẠNG THÁI Ổ N ĐỊNH : 35

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG PHÂN TÍCH CHUYÊN VỊ BANG PHÂN TỬ HỮU HẠN 38

3.1 Cơ SỞ LÝ THUYẾT PLAXIS 38

3.1.1 MÔ HỈNH VẬT LIỆU CỦA DAT 38

3.1.1 L PHÂN TÍCH KHÔNG THOÁT NƯỚC 38

3.1.1.2 PHÂN TÍCH THOÁT NƯỚC 40

3.1.1.3 PHÂN TÍCH KÉP ( COUPLE ANALYSIS ) 41

3.1.2 CÁC THÔNG só cơ BẲN TRONG MÔ HỈNH PLAXIS 41

3.1.2.1 LOẠI VẬT LIỆU DAT N Ề N ( Drained, Undrained, Non-porous) 41

3.1.2.2 DUNG TRỌNG BÃO HÒA VÃ DUNG TRỌNG KHÔ 42

3.1.2.3 HỆ SỐ THẤM 43

3.1.2.4 THÔNG số ĐỘ CỨNG CỦA DAT N Ề N 43

3.1.2.5 THÔNG số sức KHÁNG CAT CỦA DAT NEN 46

3.2 CÁC MÔ HỈNH ỨNG xử CỦA DAT 47

3.2.1 MÔ HỈNH ỨNG xử CỦA ĐÂT MÔ HỈNH DAT MOHR- COULOMB 47

3.2.2 MÔ HỈNH HARDENING SOIL (HS) 49

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH THựC T Ế 54

4.1 TỎNG QUAN VE Dự ÁN HITC BEN VÂN ĐồN QUÂN 4, TP.HCM 54

4.1.1 GIỚI THIỆU VỀ só LIỆU ĐỊA CHẤT VÃ CÁC THÔNG só ĐẦU PLAXIS 55

4.1.1.1 Hồ Sơ ĐỊA CHẤT: 55

4.1.2 TRÌNH Tự THI CÔNG Hố ĐÀO : 62

4.1.3 THÔNG SỐ ĐẦU VÀO CHO MÔ HÌNH PLAXIS 66

4.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN : 70

4.2.1 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG PLAXIS HAI MÔ HÌNH HS VẢ MC 70

4.2.2 KIỂM TRA Ổ N ĐỊNH CHÓNG TRỒI , CHẢY THẤM HOẶC PHUN TRÀO ĐÁY Hố MÓNG: 75

4

4.2.2.2 KIỂM TRA Ổ N ĐỊNH CHÓNG CHẢY THẤM HOẶC PHUN TRÀO : 76

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ : 80

I KẾT LUẬN 80

II KIẾN NGHỊ 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG 82

PHỤ LỤC 1 83

HỒ SO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH HITC BẾN VẤN ĐỒN QUẬN 4, TP.HCM 83

PHỤ LỤC 2 101

HỒ SO QUAN TRẮC ICL 3 VÀ ICL 8 CÔNG TRÌNH HITC BẾN VẤN ĐỒN QUẬN 4, TP.HCM101

5

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỂ TÀI

Ngày nay việc đô thị hóa ngày càng phát hiển, mật độ dân số ngày càng tăng trong các thành phố lớn hiện nay vì vậy không gian sử dụng không gian ngầm là một nhu cầu không thể thiếu Ngoài việc chịu tác động của tải sử dụng thì công trình còn phải chịu các tải bên ngoài gây ra Trong không gian đô thị chật hẹp việc thi công các công trình ngầm này sẽ thêm phần phức tạp, có thể gây ảnh huởng tới các công trình lân cận nếu không tính toán chuyển vị và thi công tuờng vây một cách kĩ luỡng có thể xảy ra nhiều sụ cố ngoài ý muốn

Vậy có thể thấy đuợc việc tính toán cũng nhu thi công đòi hỏi một nguời thiết kế phải phân tích nhiều khía cạnh, chọn phuơng án hợp lí nhằm đảm bảo khả năng chịu lục, kinh tế, tiến độ và chất luợng của công trình của mình và sụ ổn định cho các công trình lân cận Trong đó việc thiết

kế, thi công hố đào sâu gây ảnh huởng khá nhiều đến các yếu tố hên Việc khống chế biến dạng, ổn định đáy hố đào trong phạm vi cho phép mà vẫn đảm bảo khả năng chịu lục, kinh tế là công việc cần đòi hỏi nhiều kiến thức và kinh nghiệm

Một trong rất nhiều giải pháp đuợc áp dụng để giải quyết vấn đề chuyển vị ngang của tuờng vây là ta có thể tăng độ cứng hệ thống tuờng vây, có rất nhiều cách để tăng độ cứng của hệ chống, tăng bề dày tuờng vây, tăng độ sâu ngàm hợp lí nhất, tăng số luợng tầng chống, xủ lí gia cố nền đất bằng nhiều phuơng pháp Ớ luận văn này sẽ phân tích và hệ tuờng vây Barrette, và phân tích kết quả của 2 mô hình Hardening Soil và Mohr Coulomb rút ra đuợc việc lấy thông số mô hình so với quan trắc thục tế nhu thế nào? và mô hình nào phù hợp để tiên đoán truớc chuyển vị của tuờng vây ttong quá trình thi công

Từ nhũng lí do phân tích trên thì Luận văn này sẽ tập trung vào phần: “Phân tích ổn định

hổ đào sâu chung cư kết hợp thương mại bến vân đồn, quận 4, TP.HCM”

2 MỤC TIÊU NGHIÊN cứu CỦA ĐẺ TÀI:

So sánh chuyển vị của tường vây thông qua 2 mô hình Hardening Soil và Mohr Coulomb với

hồ sơ quan trắc thực tế, sai khác bao nhiêu %?

Từ kết quả phân tích xem mô hình nào là phù hợp để tiên đoán chuyển vị tường vây trong quá trình thi công hố đào sâu

Đánh giá kết quả và kiến nghị

3 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN cứu

Thu thập tài liệu các bài báo nghiên cứu truớc đây

6 Dùng phân mềm plaxis để mô phỏng và phân tích

Dùng quan trắc để so sánh kết quả mô phỏng

4 TÍNH KHOA HỌC VÀ THựC TIEN CỦA ĐẺ TÀI

4.2 TÍNH THỰC TIEN ĐỂ TÀI :

- Cho phép ta có một cái nhìn tổng quát hơn về mô hình và thục tế chuyển vị của tuờng vây nhu thế nào đối với khu vục Bốn Vân Đồn Quận 4 nói chung, và nhũng địa chất tương tự nói riêng

- Có thể dự đoán được chuyển vị để chọn phương án hợp lí cho tùng loại công trình và mang lại tính kinh tế cho chủ đầu tư, nhưng vẫn đảm bảo đầy đủ khả năng chịu lực

5 GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN cứu CỦA ĐỂ TÀI :

Một trong những vấn đề quan họng trong thi công nhà cao tầng là chuyển vị của tường vây,

nó không chỉ ảnh hưởng đến công trình chúng ta mà còn các công trình xung quanh nếu không được tính toán và thi công một cách hợp lí vì vậy cần kiểm soát chuyển vị tường vây và cũng có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị tường vây, nhưng trong đề tài này chỉ dừng lại ở mực độ phân tích và lựa chọn mô hình phù hợp để tiên đoán trước chuyển vị tường vây trong quá trình thi công, liệu việc chọn mô hình như vậy có thực sự đảm bảo an toàn và tính kinh tế

7

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MỘT số VAN ĐẺ ẢNH HƯỞNG ĐEN CHUYẺN VỊ

Hố ĐÀO SÂU

1.1 CÁC ĐẶC ĐIỂM Hố ĐÀO SÂU:

1.1.1 ĐỊNH NGHĨA Hố ĐÀO SÂU :

Hố đào là một bài toán lớn Việc thi công hố đào sâu làm thay đổi trạng thái ứng suất trong nền, gây nên sụ mất cân bằng ban đầu do đó sẽ xuất hiện nguy cơ mất ổn định truớc là thành hố đào, tiếp sẽ là đáy, và nhũng vùng đất xung quanh sẽ bị ảnh huởng lún bề mặt gây nguy hiểm cho các công trình lân cận

Năm 1943 Terzaghi đánh giá chiều sâu hố đào là quan trọng nhất và đua ra một định nghĩa về

hố đào sâu là có chiều sâu đào lớn hơn chiều rộng của nó

Nhung năm 1967 Terzaghi, Peck và các cộng sụ đã đề nghị là :

+ Hố đào sâu là hố có chiều sâu đào > 6m

+ Hố đào nông là hố có chiều sâu đào < 6m

1.1.2 GIỚI THIỆU VẺ TƯỜNG VÂY BARRETTE

Tuờng vây (Diaphragm wall) là một loại tuờng trong đất bằng bê tông cốt thép đuợc đúc tại chỗ thi công bằng luỡi khoang gầu ngoạm hình chũ nhật dùng cho hố móng có độ sâu tù 10m hở lên

Tuờng vây Barrette có tiết diện chũ nhật hoặc tiết diện chũ L, có chiều rộng từ 0.6- l,5m, chiều dài tù 2.5m -5m và chiều sâu tù 12m-30m, có công trình có thể lên đến 100m

1.1.3 NHỮNG NỘI DUNG CAN Lưu Ý TRONG THIET KẾ TƯỜNG VÂY

để có một kế hoạch hợp lí vận hành công trình một cách trơn tru

Thuận lợi và đảm bảo thời gian thi công : Khi thiết kế tường vây Barrette nên có hình dáng đơn giản để thuận tiện cho việc thi công, tránh xảy ra những sự cố ngoài ý muốn

Đảm bảo việc thi công chính xác và rút ngắn được thời gian tiết kiệm được chi phi phát sinh

8 Barrette là một bộ phân kết cấu trong công trình, khi thiết kế nhà cao tầng cần lưu ý độ ngàm của công trình có nghĩa là nhà có càng nhiều tầng nổi thì nên thiết kế thêm nhiều tầng hầm Thường thì 1 tầng hầm có thể làm đối họng cho 4-5 tầng nổi

Khi thiết kế cũng cần lưu ý đến việc xuất hiện dòng thấm do chênh cột áp nước Gây nên trồi đáy hố móng

1.2 MỘT Số HIỆN TƯỢNG XẢY RA KHI THI CÔNG Hố ĐÀO SÂU

1.2.1 MỘT Số NGUYÊN NHÂN GÂY RA CHUYEN DỊCH CỦA ĐẨT NỂN KHI

THI CÔNG Hố ĐÀO SÂU :

Lún sụt đất nền xung quanh hố đào : Khi thi công hố đào thường xuyên xuất hiện lún xunh quanh hố đào có thể vì một số nguyên nhân do đào đất hố móng làm mất được sự cân bằng ứng suất trong nền, gây nên chuyển vị đất bên cạnh tường vây làm cho đất nền các công hình xung quanh bị lún xuống

Việc hạ mực nước ngầm trong hố móng gây nên việc chênh cột áp nước bên trong và ngoài

hố móng là đáng kể hoặc dưới chân hố móng có đầu nước áp lực sẽ xuất hiện thêm một lực đấy đáy hố móng gây mất ổn định đáy hố đào do hồi đất, làm giảm khả năng chịu lực của đất dưới đáy hố móng

Chiều sâu ngàm không đủ dẫn đến bị trượt cục bộ ở một đoạn nào đó dưới chân tường rồi dẫn đến hình thành mặt trượt tổng thể tường

Độ cứng của hệ thống tường vây không đủ dẫn đến việc áp lực đất chủ động gia tăng gây chuyển vị tường lớn dẫn đến một lượng đất bề mặt bị sụt lún xuống gây mất ổn định các công trình lân cận và mất ổn định hố đào

1.2.2 CÁC NHÂN Tố GÂY ẢNH HƯỞNG ĐEN CHUYÊN VỊ CỦA TƯỜNG VÂY: I.2.2.I NHÓM CÁC NHÂN Tố HIỆN HỮU :

Nhân tố địa chất: tính chất cơ lý của đất nền quyết định khả năng chịu lực và biến dạng của đất nền, ảnh hưởng từ mực nước ngầm

Các công trình hiện hữu, mật độ giao thông xung quanh gây gia tăng ứng suất trong nền xung quanh hố đào của chúng ta

1.2.2.2 NHÓM CÁC NHÂN Tố LIÊN QUAN ĐEN THIẾT KE :

Tính toàn bằng lí luận, đặt các giả thiết và hiệu chỉnh bằng kinh nghiệm

9 Tính toán độ cứng của hệ thống chống đỡ, chiều dày tuơng vây, độ sâu ngàm không đủ Thiết kế hình dạng hố đào phức tạp, chiều sâu hố đào lớn

Xử lí nền đất yếu tại khu vục thi công hố đào sâu chua nâng cao đuợc khả năng chịu lục và giảm biến dạng của nền nhu mong muốn

1.2.2.3 NHÓM CÁC NHÂN Tố LIÊN QUAN ĐEN THI CÔNG

Phuơng án thi công khác nhau : Top-down, semi Top-down, Bottom-Up

Thời gian thi công nhanh hay chậm của từng giai đoạn sẽ gây ảnh huởng đến chuyển vị của tuờng Tay nghề của đội ngũ công nhân thi công

Việc khống chế mục nước ngầm, qua việc điều tra hên 130 sụ cố hố móng ở Trung Quốc cho

thấy phần lớn sụ cố có liên quan đên mực nước ngầm

Qua một số thống kê cho thấy nhân tố về mặt thiết kế và thi công là phân lớn gây ra sự cố nghiệm họng trong hố móng, ỏ nước ta chưa có số liệu tổng hợp về các trường hợp này nhưng ví dụ như ở Trung Quốc phân tích hơn 160 sự cố hố đào cho thấy có 5 vấn đề cần quan tâm thể hiện như sau:

Bảng 1.1 các nguyên nhân chính gây ra sự cố hố đào

TT Nguyền nhân chính gây ra

10

1.3 TỔNG QUAN MỘT số BÀI BÁO VẺ Dự ĐOÁN CHUYẺN VỊ TƯỜNG VÂY, ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ CHốNG ĐEN TƯỜNG VÂY

1.3.1 PHƯONG PHÁP CỦA CLOUGH VÀ CỘNG sự (1989) VE TƯONG QUAN CHUYỂN

VỊ NGANG LỚN NHAT VÀ KHÁI NIỆM HỆ THốNG ĐỘ CƯNG:

Năm 1989 Clough và các cộng sự đã đề nghị đua ra một công thức bán thực nghiệm để ước lượng sự chuyển dịch của tường trong đất sét và đưa ra khái niệm về thừa số độ cứng hệ thống và được định nghĩa như sau:

System stiffness ( TỊ ) — —

Tw-h

Trong đó : EI là độ cứng chịu uốn mỗi mét tới của tường

Ỵw trọng lượng riêng của nước

h là khoảng cách giữa 2 tầng chống theo phương thẳng đứng

Trong nghiên cứu của mình Clough và các cộng sự đã chấp nhận sử dụng công thức hệ số an toàn đối với nguy cơ bùng đáy hố đào mà Tezaghi đã sử dụng năm (1943) để

tũ)D<(vT72)B (b) D>(V?/2)B

Hình 1.1 Hệ số an toàn bùng đáy hố đào (basal heave) FS theo thuyết Tezaghi Từ những dữ

liệu trên Clough và các cộng sư đã đưa ra sự tương quan giữa chuyển vị ngang lớn nhất của tường

và thừa số độ cứng ứng với mỗi hệ số đẩy trồi đáy hố đào như sau:

N c s ub

11

stiffness (After Clough, et al 1989)

Hình 1.2 Tỉ lệ giữa chuyển vị ngang lớn nhất và chiều sâu hố đào theo thừa số độ cứng

và hệ số đẩy trồi đáy hố đào Clough, et all 1989

1.3.2 BẢI BÁO CỦA “PGS.TS DƯƠNG HồNG THAM VỂ MỘT PHƯƠNG THỨC Dự BÁO CHUYỂN VỊ NGANG LỚN NHAT CỦA TƯỜNG VÂY DựA VÀO CÁC ĐỘ CƯNG KHÔNG THỨ NGUYÊN CỦA HỆ CHÔNG VÁCH:

Đặt vấn đề như sau Bài toán hố đào có nhiều tầng chống chứa đựng nhiều vấn đề phức tạp, trong đó chuyển vị ngang của tường vây ứng với từng giai đoạn đào là mối quan tâm hàng đâu

Độ cứng là khả năng ngăn cản biến dạng Chính vì lí do đó để nghiên cứu về chuyển vị thì tác giả đã nghiên cúu về độ cứng Độ cứng có thể có đơn vị (thí dụ độ cứng dài) hoặc chuẩn theo một độ cứng nào đó cố định, thì thông số không thứ nguyên của sự so sánh này gọi là độ cứng tương đối

Ờ bài nghiên cứu này tác giả đã nêu ra được ta có thể hình dung độ cứng hệ chống vách liên quan đến ít nhất 4 hoặc 5 nhóm thông số : Vật liệu - Kích thước - Hình dạng - Loại Đất - Liên kết của hệ thống - Trình tự đào

Từ những tổng hợp nghiên cứu của nhiều tác giả thì bài báo này nêu lên được những điều cần chú ý như sau :

Muốn dự báo chuyển vị ngang, nhất thiết phải tính toán “ đúng và đủ” độ cúng của cả hệ thống ( Cây chống, tuờng, gông, loại đất thậm chí cả biện pháp thi công)

Độ cứng của hệ thống cần xét cả yếu tố không gian của hệ cây chống và của đất ( Khoảng cách chống ngang chống đứng, tỷ lệ hố đào)

phỏng Plaxis sao cho kết quả xuất ra khả dĩ sát hợp với quan trắc

Tác giả nghiên cúu giải quyết các đối tuợng sau :

Tìm các yếu tố đóng góp vào độ cứng của hệ chống vách hố đào, thể thức nghiên cúu dùng

ma trận thứ nguyên

Lập biểu thức chuyển vị ngang theo độ cứng, sử dụng thể thức hồi quy trên các dũ liệu quan trắc thục tế

Lập biếu thức của chuyến vị ngang của tuờng theo độ cứng không thứ nguyên, lấy số liệu

quan trắc thục tế tù 8 công trình ở thụy điển để tập hợp thành bảng tính sau :

Bảng 1.2 Tỉnh toán độ cứng tương đối R từ số liệu quan trắc chuyển vị

Công

trinh

Chuyên

vị Max (cm)

Chuyên

vi Max/H

Độ cứng tương đổi R

Chiều sâu

hó đão He (m)

Tỷ sổ Chiều rộng/ độ sâu hỗ đảo B/H

£>ộ chôn sâu tường vây 1) (in)

Bước cây chống chiều đứng h (m)

Chiều dãy lỡp đàt chôn tường (m)

bước cây chông theo phương ngang

1 (m)

Đất sau tưởng

ỉ)ộ cứng chịu uốn EJ cũa

DW (kNm2)

Độ bẽn tồng Su (kPa)

Thông

sổ Vật lý

F)ộ cứng của dãi sau tương

Fs (kN 1112)

Độ cứng tương đối R là một khái niệm mở rộng hơn với độ cứng thông thường trong đó các yếu tố thuộc cấu hình của hệ cây chống như khoảng cách chống theo chiều đúng, theo chiều ngang, độ bền của đất, độ cứng của hệ tường vây và mô đun biến dạng của đất có thể được xem xét đồng thời

1.3.3 BÀI BÁO CỦA “ TS LÊ TRỌNG NGHĨA VÀ HÙNG THÊ vĩ VỀ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ CHốNG ĐEN CHUYÊN VỊ TƯỜNG VÂY TRONG THI CÔNG Hố ĐÀO SÂU"

Công trình phân tích cho bài báo này là “ Lim Tower” tại TP.HCM, công trình gồm 2 tầng hầm với chiều sâu đào đất là 13.35m được chống đỡ bởi 3 tầng thanh chống với khoảng cách lớn nhất tư một tầng thanh chống đến bề mặt hố đào là 6.15m

Toàn bộ quá trình thi công được mô phỏng bởi phần mềm Plaxis 3D Foundation, so sánh vởi kết quả quan trắc và rút ra kết luận

Từ nhưng phân tích ờ bài báo này tôi xin tổng kết lại một số kết luận của bài báo như sau:

- Với những giai đoạn đào đất có khoảng cách từ tầng thanh chống dưới cùng đến bề mặt hố đào lớn hơn 4m, chuyển vị của tường sẽ tăng rất nhanh và ảnh hưởng đến tổng chuyển vị sau cùng

- Vì mô phỏng bằng plaxis 3D nên thể hiện rõ hiệu ứng vòm của tường vây trong không gian

14

theo đó chuyển vị tại các góc nhọn rất bé, trái lại tại các góc lồi chuyển vị tường vây lớn và

có xu hướng gia tăng qua các giai đoạn thi công

- Hệ thanh chống gia cường tại các góc lồi có tác dụng đáng kể trong việc hạn chế chuyển vị của tường vây tại vị trí đó theo nghiên cứu này cho thấy giảm đếm 50% chuyển vị của tường vây tại các góc lồi được gia cố

Vậy qua bài phân tích trên có thể thấy được việc bố trí hệ giằng thanh chống cho tường vây một cách hợp lí thật sự rất quan họng trong việc giảm chuyển vị tường vây, ổn định tổng thể cho hố đào trong suốt quá trình thi công

NHẬN XÉT CHƯƠNG 1:

Tổng quan chương này cho thấy đã có nhiều nghiên cứu về vấn đề chuyển vị của tường vây trong nước cũng như trên toàn thế giới Đã nêu ra được nhiều tương quan để tiên đoán trước chuyển vị của tường vây, cũng đã đánh giá được tầm quan họng chuyển vị tường vây trong việc thi công hố đào sâu Từ những nghiên cứu đó ta có thể lấy đó làm nền tảng cho những nghiên cứu sau này và phát triển, bổ sung thêm để ngày có thể hoàn thiện hơn

15

CHƯƠNG 2: cơ SỞ LÝ THUYET

Đe phân tích tính toán hố đào sâu thì nó bào gồm các tính toán có liên quan đến độ ổn định,

biến dạng và cuờng độ Đe phân tích và tính toán đuợc các yếu tố đó ta phải biết được những loại

tải họng nào tác động ảnh hưởng đến hệ tường vây của chúng ta

2.1 CÁC DẠNG TẢI TRỌNG VÀ PHÂN LOẠI:

2.1.1 TẢI TRỌNG VĨNH cửu (TẢI TRỌNG TĨNH) :

Là tải họng mà trong thời gian sử dụng kết cấu không biến đổi trị số, hoặc biến đổi của

chúng so với trị số bình quân có thể bỏ qua không tính

- Trọng lượng bản thân kết cấu

- Áp lực đất,

2.1.2 TẢI TRỌNG KHẢ BIEN (TẢI TRỌNG ĐỘNG):

Là tải họng mà trong thời gian sử dụng kết cấu có biến đổi trị số mà trị số biến đổi của

chúng so với trị bình quân không thể bỏ qua được

- Tải trọng động mặt sàn

- Tải trọng do phương tiện giao thông

- Tải do xếp đống vật liệu

2.1.3 TẢI TRỌNG ĐẶC BIỆT

Là tải trọng mà trong thời gian xây dựng và sử dụng kết cấu không nhất định xuất hiện,

nhưng hễ có xuất hiện thì trị số rất lớn và thời gian duy trì tương đối ngắn

16

- Tải trọng phụ do sự biến đổi nhiệt độ và co ngót của bêtông gây ra tùy theo kết cấu chắn giữ hố móng khác nhau cũng nhu điều kiện đất nền mà các loại tải họng sẽ xuất hiện ở các dạng khác nhau

Bảng 2.1 Tải trọng và tảc động lên giếng chìm và tường trong đẩt giai đoạn thi công

Thường xuyên

4 Áp lực ngang tác dụng lên đất khi đổ betong và truyền qua đất lên

5 Áp lực thêm không đều hướng ngang của đất lên tường ngầm có

Lực căng của neo

+ Đổ chịu áp lực ngang của đất

+ Đổ tạo phụ tải chống đẩy nổi công trình

1,1 1,0

Ngắn hạn

9 Áp lực đất phụ thêm lên tường theo hướng ngang do tải trọng trên

12 Tải trọng hên sàn do các phương tiện giao thông, hàng nặng 1,1

13 Áp lực thủy tĩnh của dung dịch sét trong áo sét giữ thành 1,2 (0,8)

14

Sức chống của đất ở dưới dao cắt tại chân giếng chìm khi hạ giếng

chìm

17 Như đã nói ở trên việc tính toán phân tích ổn định hố đào liên quan đến ổn định, biến dạng và

cường độ

Tính toán ổn định bao gồm các tính toán liên quan đến hiện tượng các sủi (sand

boiling) và ổn định chống cắt ( shear failure analysis) Các tính toán này quyết định chiều dài cần phải cắm trong đất của tường chắn và biện pháp thoát nước trong các giai đoạn thi công

Tính biến dạng được thực hiện nhằm tìm ra độ dịch chuyển ngang của tường chắn đất,

mức độ đẩy trồi của đáy hố móng (the heave of the excavation bottom), và độ lún của đất bên

ngoài hố đào các tính toán này quyết định độ cứng của kết cấu chống đỡ nhằm hạn chế ảnh

hưởng của quá trình thi công đến các công trình lân cận

Tính toán cường độ bao gồm các tính toán liên quan đến nội lực kết cấu của các kết

cấu chống giữ các tính toán này quyết định kích thước của kết cấu chống giữ

2.3 TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH

2.3.1 KIẾM TRA ỔN ĐỊNH CHỐNG CHẢY THẤM CỦA Hố ĐẢO

2.3.I.I KIỂM TRA ỎN ĐỊNH CHÔNG PHUN TRÀO

Khi đào hố móng trong lóp bảo hòa nước phải thường xuyên lưu tâm đến áp lực nước, bảo

đảm ổn định của hố móng, nhất thiết phải kiểm tra xem tình hình chảy thấm có thể xuất hiện

phun trào (cát chảy) hay không

/ Phân bó áp lưc thẩm tháu

Hình 2.1 Sơ đồ kiểm tra phun trào đáy hố đào

18 Trong đó :

h : tổn thất cột nước trong phạm vi B từ chân tường đến mặt đáy hố móng thường có thể lấy

h ~hw/2;

Ỵw tỉ trọng của nước

B phạm vi xảy ra cát chảy, căn cứ vào kết quả thử nghiệm đầu tiên xảy ra trong phạm vi cách

xa thành hố khoảng 1/2 độ cắm sâu vào đất của tường chắn tức B = D/2 Trọng lượng trong nước

của khối đất w chống lại áp lực thẩm thấu là :

Trong đó: y’ trọng lượng đẩy nổi của đất

D độ cắm sâu của tường vào đất

Nếu thỏa điều kiện w > J thì sẽ không xảy ra phun trào, tức phải thỏa mãn các điều kiện sau :

Trong đó : Ks hệ số an toàn chống phun hào, thường lấy Ks >1.5

Đổ đơn giản việc tính toán ta có thể lấy gần đúng đường chảy ngắn nhất như hình 2.2 tức dòng

chảy sát vào thân tường chắn để tìm lực chảy thấm lớn nhất

1 ~~L

L = ỉ,L h +mỵL v (2.4) Trong đó :

i: độ dốc thủy lực chảy thấm của đất đáy hố

hw chênh lệch cột nước giữa trong và ngoài đáy hố

L độ dài đường chảy của dòng thấm ngắn nhất

^Lh tổng độ dài đoạn nằm ngang của chảy thấm

^Lvtổng độ dài đoạn thẳng đứng của chảy thấm

m hệ số tính đổi khi tính đổi đoạn thẳng đứng của đường chảy thấm thành đoạn nằm ngang

Khi là tường màng quây một hàng lấy m =1.5, khi là tường màng quây nhiều hàng lấy m = 2,0

Chống chảy thấm hoặc ổn định phun trào của khối đất ở đáy hố có thể tính theo công thức sau:

K s ỵ/.D _ 2ỵ/D Ywh Ywh-w

(2.2)

19 _ 22 _ y' _ icYw _ i_c

> Trường hợp

Trong lớp đất sét không thấm nước, có một tầng chứa nước, có áp, hoặc trong tầng chứa nước tuy không phải là nước có áp, nhưng do đào đất mà hình thành chênh lệch cột nước giữa bên ưong và bên ngoai hố móng, làm cho áp lực nước trong tầng chứa nước ở bẽn ừong hố móng lớn hơn áp lực nước tĩnh, như hình 2.2 Có thể kiểm ừa ổn định chống nước có áp của đất

ở đáy hố móng theo công thức sau đây:

= (2-6)

*wy

Trong đó :

2.3.2 TÍNH TOÁN HIỆN TƯỢNG TRồI ĐÁY Hố ĐÀO (UPHEAVAL)

Có nhiều cách tính toán hiện tượng đẩy trồi đáy hố đào ở luận vãn này xin được đưa ra một vài phương pháp được coi là thông dụng nhất:

20

2.3.2.1, PHƯƠNG PHÁP CỦA TERZAGHI - PECK :

Terzaghi đã nghiên cún điều kiện ổn định của đáy hố cho góc ma sát trong của đất sét (p =0, mặt trượt được tạo thành bởi mặt tròn và mặt phang Terzaghi cho là với mặt cắt nằm ngang ở đáy

hố móng đất ở hai bên hố móng giống như siêu tải phân bố đều tác động lên mặt cắt ấy Siêu tải này

có xu hướng làm cho phần đáy hố móng không chịu được siêu tải khiến cho hố móng có hiện tượng vồng lên Sau khi xem xét lực dính c trên mặt ddi toàn bộ tải trọng p trên mặt Cidi là :

Terzaghi cho là nếu cường độ tải trọng vượt quá khả năng chịu lực giới hạn của nền đất thì

sẽ làm cho đáy hố móng trồi lên Khả năng chịu lực giới hạn qd của nền đất sét biểu thị bằng lực dính c là:

Terzaghi kiến nghị hệ số an toàn K không nên nhỏ hơn 1,5

Phương pháp Terzaghi và Peck phù hợp với các công trình có hố móng rộng và dài, phương pháp này chưa kể đến hình dạng của hố móng cũng như tác dụng của tường trong đất có độ cứng rất lớn và có một độ chôn sâu nhất định đối với việc chống đẩy trồi đáy hố móng

Hình 2.3 Phương pháp Terzaghi - Peck tính chống đẩy trồi đáy hố móng.

(2.10)

21

2.3.2.2 PHƯƠNG PHÁP CAQUOT VÀ KERISEL :

Với phương pháp này đưa ra được đề cập tới độ chôn sâu của tường, ứng suất theo chiều đứng tại

ứng suất theo chiều đứng bên trong hố đào là :

Theo lí luận về đường trượt có thể suy dẫn ra là :

Trong nhiều công thức tính toán ổn định đẩy hồi khi kiểm ha hệ số an toàn chống hồi, chỉ đưa

ra công thức thuần sét (<p = 0) hoặc thuần cát (c -0), rất ít khi xem xét đồng thời cả c và (p

22 Uông Bỉnh Giám ở đại học Đồng Tế tham khảo công thức khả năng chịu lực của nền đất của

Prandt và Terzaghi và xem mặt phang ở đáy là mặt chuẩn để tìm khả năng chịu lực giới hạn thì hình

dạng của đường trượt như hình 2.5 Kiến nghị dùng công thức sau để kiểm tra ổn định đẩy hồi nhờ

đó tim được độ sâu chôn tường

Trong đó :

D là độ chôn sâu của thân tường

H là độ đào sâu của hố móng

Nq, Nc hệ số tính toán khả năng chịu lực giới hạn của đất

Dùng công thức Prandtl Nq, Nc lần lượt là :

23

(2.18)

24

Khi dùng phương pháp này kiểm tra hệ số an toàn chống hồi do không kể đến tác dụng

chống hồi lên của cường độ chịu cắt hên mặt A'B' hên hình 2.4 nên hệ số an toàn KLnày có thể lấy thấp một chút Thường có thể lấy K L > 1,2 —1,3

2.3.3 TÍNH TOÁN ÔN ĐỊNH CHÔNG LẬT

Dưới tác dụng của đất phía ngoài hố móng tường chắn sẽ bị dịch chuyển về phía hố đào, trường hợp chiều sâu tường chắn ngàm trong đất không đủ, kết cấu sẽ bị phá hoại do dịch chuyển lớn

Hệ số an toàn chống lật:

(2.19) Trong đó :

Lp : khoảng cách từ điểm đặt lực chống lật đến tầng khung chống dưới cùng

Hình 2,6 cảc thông số trong tính toán ổn định chống lật

2.4 TÍNH TOÁN BIEN DẠNG

Có rất nhiều phương pháp khác nhau đã được nghiên cứu để xác định chuyển vị biến dạng của kết cấu chống giữ cũng như của đất nền Một số phương pháp phổ biến thường gặp như phương pháp dầm trên nền đàn hồi, Phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) cơ sở lí thuyết sẽ được nêu ở chương 3 Ớ phần này tôi xin nêu lên phương pháp đơn giản để xác định chuyển vị biến dạng của kết cấu chống giũ và đất nền, phuơng pháp này đuợc tổng hợp tù các công thức kinh nghiệm của Clough, O'Rourke, Ou Yang,

-Lau

Pa.La

25

2.4.1 CHUYỂN VỊ NGANG CỦA TƯỜNG CHAN

Dưới tác động của các tải họng không cân bằng nhau phía trong và ngoài hố đào tường chắn sẽ bị chuyển vị Độ lớn của chuyển vị sẽ phụ thuộc vào kích thước của hố đào, độ cứng của tường chắn và độ cứng của hệ thanh chống, hệ số ổn định,

Như đã giới thiệu sơ qua ở phần chương 1 thì Clough và O’Rourke (1990) đã tổng hợp

từ rất nhiều số liệu từ rất nhiều công trình hố đào và lập nên biểu đồ quan hệ giữ giá trị chuyển

vị tường chắn với các thông số liên quan đến độ cứng của tường chắn kích thước hố đào và hệ

số ổn định

Clough và O’Rourke đã đưa ra kết luận rằng trong một hố đào sâu điển hình thì chuyển

vị ngang của tường tỉ lệ thuận với chiều rộng của hố đào sâu Điều này được giải thích là khi chiều rộng của hố đào càng lớn thị sự mất cân bằng lực càng chênh lệch do đó chuyển vị ngang càng lớn

Hình 2.7 Biều đồ quan hệ giữa chuyển vị và độ cứng của tường chắn, kích thước

hố đào theo Clough và O'Rourke (1990)

Ou và các đồng nghiệp (1993) đưa ra biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị tường chắn và chiều sâu hố đào, thì chuyển vị ngang hố đào sâu khoảng từ 0.2-0.5% chiều sâu hố đào

Hình 2.8 Biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị tường chắn và độ sâu hố đào theo Ou và

26 các phương pháp kinh nghiệm thường được sử dụng để tính ra độ lún của đất nền

Ớ luận văn này tôi xin giới thiệu phương pháp tính lún bề mặt của Peck 1969

Công trình của Peck được tổng kết ở hình 2.9 cho thấy độ lún thẳng đứng (theo % của

độ sâu hố đào ) với khoảng cách đến hố đào (là đại lượng không có thứ nguyên) như một tỉ

lệ với độ sâu hố đào Biểu đồ này được vẽ theo khoảng cách từ hố đào nơi xảy ra độ lún và

cho thấy dường như độ lún trong sét dẻo lớn hơn ở trong sét cứng và đất dính Các số liệu

được Peck đưa ra chỉ cho thấy cách đánh giá độ lún xảy ra trong lớp sét mềm

Hình 2,9 Biểu đồ thực nghiệm để dự tỉnh độ lún

của đất quanh hố đào (Peck 1969)

Vùng I: Cát và đất sét cứng (Cu > 30kPa) trình độ thi công trung bình

Vùng II: Sét rất Mềm tới mềm (Cu<30kPa);

Vùng III: Sét rất mềm tới mềm ở độ sâu dưới đáy hố móng

H độ sâu đáy hố móng

s là khoảng cách từ điểm dự tính lún tới vách hố móng ô độ lún cần tính

2.4.2.2 PHƯƠNG PHÁP CỦA BOWLES (1988)

Bowles chấp nhận hợp lí giữa so liệu lún tính toán được và các số đo ở hiện trường được

tiến hành theo các bước sau:

1) Xác định chuyển dịch của tường chắn hên cơ sở xem tường là một kết cấu thanh chịu tác

dụng của áp lực đất

2) Dựa vào giá trị chuyển vị của tường chắn đã tính ở hên, xác định thể tích vùng dịch chuyển

27 3) Tính hoặc giả thiết vùng ảnh hưởng có thể phát triển độ lún sụt theo các bước do Caspe kiến nghị như sau (cho đất ở đáy hố móng là sét):

5) Tính toán các độ lún Si trong vùng ảnh hưởng D cách mép hố đào một đoạn X với giả thiết

độ lún này được phân bố theo một hàm Parabol bằng công thức sau:

Hình 2.10 Độ lún đất nền theo phương pháp của Bowles

2.4.3 CHUYỂN VỊ CỦA ĐÁY Hố ĐÀO

28

sự đẩy hồi đáy hố móng

Woo và Mor (1993) căn cứ vào số liệu quan trắc từ một số dự án hố đào sâu và đưa ra

biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị đáy hố đào và chiều sâu hố đào

Hình 2.12 Quan hệ giữa chuyển vị đáy hố đào và chiều sâu hố đào theo Woo

và Mor (1993)

2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH ÁP Lực TÁC ĐỘNG LÊN KET CÀU

CHẮN GIỮ (TÍNH TOÁN VE CƯỜNG ĐỘ)

2.5.1 TÍNH ÁP Lực ĐẤT THEO THUYET RANKINE

2.5.1.1 NGUYÊN LÍ cơ BẢN CỦA LÍ THUYET RANKINE

Lý thuyết cân bằng giói hạn của đất:

ơ 3 = <T 1 tan 2 (45° - ^) - 2ctan(45° - ^) (2.23) ƠI: ứng suất chính lớn nhất của một điểm nào đó trong đất

Ơ3: ứng suất chính nhỏ nhất của một điểm nào đó trong đất c : lực kết dính của đất (p : góc ma sát trong của đất

Khi thể đất O vào hạng thái cân bằng đàn hồi ta có :

ơz= y.z