Phân tích ổn định tường vây hố đào sâu chung cư kết hợp thương mại bến vân đồn, quận 4, tp hcm

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 lệc

NGUY ỄN KIM LẬP TRƯỜ NG

PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH TƯỜNG VÂY HỐ ĐÀO SÂU CHUNG CƯ KẾT HỢP THƯƠNG MẠI BẾN VÂN ĐỒN, QUẬN 4, TP.HCM

Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng

BÁCH KHOA - ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ PHÁN

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại Học Bách Khoa, Đa ̣i Ho ̣c Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh, ngày … tháng 12 năm 2018

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn thạc sĩ gồm:

1 Chủ tịch hội đồng : PGS.TS BÙI TRƯỜNG SƠN

3 Uỷ viên phản biện 1 : GS.TS TRẦN THI ̣ THANH

4 Uỷ viên phản biện 2 : PGS.TS TRƯƠNG QUANG THÀNH

KỸ THUẬT XÂY DỰNG

TS LÊ ANH TUẤ N

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên: NGUYỄN KIM LẬP TRƯỜNG MSHV: 1670181 Ngày, tháng, năm sinh: 05/08/1993 Nơi sinh: Đồng Nai Chuyên ngành: ĐI ̣A KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số : 60.58.02.11

I TÊN ĐỀ TÀI: « PHÂN TÍCH ỔN ĐI ̣NH TƯỜNG VÂY HỐ ĐÀO SÂU CHUNG CƯ KẾT HỢP THƯƠNG MẠI BẾN VÂN ĐỒN, QUẬN 4, TP.HCM »

II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Mục đích của luâ ̣n văn này muốn so sánh sự mô phỏngcủa 2 mô hình HS và MC so với kết quả thực tết Quan Trắc, để có thể cho ̣n lựa mô hìnhphù hợp với viê ̣c mô phỏng tiên đoán trước chuyển vi ̣ hố đào sâu nhà cao tầng

Nô ̣i Dung :

Mở Đầu

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

Chương 2 : Cơ sở lý thuyết

Chương 3 : Mô phỏng phân tích chuyển vi ̣ bằng phần tử hữu ha ̣n

Chương 4 : Ứng du ̣ng tính toán công trình thực tế: "Công trình chung cư kết hợp thương ma ̣i

bến vân đồn Q4, TP.HCM "

Kết luâ ̣n và kiến nghi ̣

Tài liê ̣u 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.

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS VÕ PHÁN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS TS LÊ BÁ VINH

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

TS LÊ ANH TUẤN

Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến ban giám hiê ̣u, quý thầy cô trường đa ̣i ho ̣c Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã ta ̣o điều kiê ̣n giúp đỡ tôi có điều kiên ho ̣c tâ ̣p và thực hiê ̣n luâ ̣n văn này

Đă ̣c biê ̣t tôi xin cảm ơn đến Thầy PGS.TS VÕ PHÁN là người trực tiếp giảng da ̣y, tâ ̣n

tình giúp đỡ và hướng dẫn, định hướng, truyền đạt cho tôi những kiến thức quý báu để tôi có thể hoàn thành luận văn này một cách tốt nhất, và tôi xin chân thành cảm ơn tất cả thầy cô bô ̣

môn ĐI ̣A CƠ NỀN MÓNG đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong suốt 2 năm ho ̣c tâ ̣p ta ̣i đây

Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã đô ̣ng viên tôi trong suốt quá trình ho ̣c tâ ̣p và làm viê ̣c

Mă ̣c dù đã có những cố gắng, tuy nhiên vẫn không thể tránh khỏi những thiếu sót, tôi hy

vo ̣ng nhâ ̣n 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 ho ̣c tâ ̣p của tôi, và cảm ơn tất cả mọi người đã đồng hành ủng hô ̣ tôi suốt thời gian qua

TP.HCM, ngày 02 tháng 12 năm 2018

Học Viên

NGUYỄN KIM LẬP TRƯỜNG

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

PHÂN TÍCH ỔN ĐI ̣NH HỐ ĐÀO SÂU CHUNG CƯ KẾT HỢP THƯƠNG

MẠI BẾN VÂN ĐỒN, QUẬN 4, TP.HCM

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 trắc là bao nhiêu %

Đề tài sử dụng công trình HITC 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 trắc 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 đựa 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, -9,65m là 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 trắc 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

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

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 trong luận văn là đúng sự thật và chưa được công bố ở

nghiên cứu khác

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

Tp Hồ Chí Minh , Ngày 02 Tháng 12 Năm 2018

EI kN.m2 : độ cứng chi ̣u uốn mỗi mét tới của tường

K

Áp, lấy bằng 1,05

Theo phương pháp Tezaghi – Peck

Theo Uông Bình Giám ở đa ̣i ho ̣c Đồng Tế

Eoedref kN/m2 : Mô đun tiếp tuyến trong thí nghiê ̣m nén

cố kết

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

Hình 1.2 Tỉ lê ̣ giữa chuyển vi ̣ ngang lớn nhất và chiều sâu hố đào theo thừa số đô ̣ cứng và hê ̣ số đẩy trồi đáy hố đào Clough, et all 1989 12

Hình 1.3 Đường Quan hê ̣ giữa tỷ số chuyển vi ̣ theo đô ̣ cứng tương đối Rs 14

Hình 2.1 Sơ đồ kiểm tra phun trào 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 trồi đáy hố móng 23

Hình 2.5 Sơ đồ tính toán khi xét cả C và φ 24

Hình 2.6 các thông số trong tính toán ổn đi ̣nh chống lâ ̣t 26

Hình 2.7 Biều đồ quan hê ̣ giữa chuyển vi ̣ và đô ̣ cứng của tường chắn, kích thước hố đào theo Clough và O’Rourke (1990) 27

Hình 2.8 Biểu đồ quan hê ̣ giữa chuyển vi ̣ tường chắn và đô ̣ sâu hố đào theo Ou và các đồng nghiê ̣p (1993) 28

Hình 2.9 Biểu đồ thực nghiê ̣m để dự tính đô ̣ lún của đất quanh hố đào (Peck 1969) 29

Hình 2.10 Đô ̣ lún đất nền theo phương pháp của Bowles 30

Hình 2.11 Hiê ̣n tượng chuyển vi ̣ đáy hố đào 31

Hình 2.13 Tra ̣ng thái chủ đô ̣ng và bi ̣ đô ̣ng Rankine 33

Hình 2.14 Áp lực đất chủ đô ̣ng 34

Hình 2.15 Áp lực chủ đô ̣ng nền gồm nhiều lớp 35

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

Hình 2.17 Áp lực bi ̣ đô ̣ng Rankine 36

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

Hình 2.19 Tính áp lực đất chủ đô ̣ng dưới tải tro ̣ng hình băng 37

Hình 2.20 Tính áp lực đất dưới tác đô ̣ng do xe cô ̣ 38

Hình 2.21 Tính đô ̣ 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 hê ̣ ứng suất và biến da ̣ng trong mô hình đàn dẻo 53

Hình 3.2 Xác đi ̣nh Eref từ thí nghiê ̣m 3 tru ̣c cố kết thoát nước 56

Hình 3.3 Quan hê ̣ ứng suất biến da ̣ng theo hàm Hyperbolic trong thí nghiê ̣m nén 3 tru ̣c thoát nước 56

Hình 3.4 Xác đi ̣nh Eoed từ thí nghiê ̣m nén cố kết 58

Hình 4.1 Phố cảnh công trình HITC 61

Hình 4.3 Mă ̣t cắt hố khoang 66

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

Hình 4.5 Vi ̣ trí bố trí Inclinometer 68

Hình 4.6 Mă ̣t cắt ngang công trình 69

Hình 4.7 Mă ̣t cắt ngang công trình giai đoa ̣n đào -1.6m 69

Hình 4.8 Mă ̣t cắt ngang công trình giai đoa ̣n đào -5.1 m và -7.4m 70

Hình 4.9 Mă ̣t cắt ngang công trình giai đoa ̣n đào -7.75 m và -9.65m 70

Hình 4.10 Mă ̣t cắt ngang công trình giai đoa ̣n thi công sàn Hầm 2 71

Hình 4.11 Mă ̣t cắt ngang công trình giai đoa ̣n thi công sàn Hầm 1 71

Hình 4.12 Mă ̣t cắt ngang công trình giai đoa ̣n thi công sàn Trê ̣t 72

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

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

Hình 4.15 Biểu đồ chuyển vi ̣ ngang của tường vây giai đoa ̣n đào -1.6m 77

Hình 4.16 Biểu đồ chuyển vi ̣ ngang của tường vây giai đoa ̣n đào -5.1m 78

Hình 4.17 Biểu đồ chuyển vi ̣ ngang của tường vây giai đoa ̣n đào -7.4m 79

Hình 4.18 Biểu đồ chuyển vi ̣ ngang của tường vây giai đoa ̣n đào -9.65m 80

Hình 4.19 Biểu đồ chuyển vi ̣ ngang của tường vây giai đoa ̣n xong sàn tầng trê ̣t 81

DANH MỤC BẢNG

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

Bảng 1.2 Tính toán đô ̣ cứng tương đối R từ số liê ̣u quan trắc chuyển vi ̣ 15

Bảng 2.1 Tải tro ̣ng và tác đô ̣ng lên giếng chìm và tường trong đất trong giai đoa ̣n thi công 17

Bảng 3.1 Hê ̣ Số Thấm K 49

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

Bảng 3.3 Hê ̣ số Poisson ν 52

Bảng 3.4 Góc ma sát trong φ 52

Bảng 3.5 Các giá tri ̣ thông số sức chống cắt c’, φ’ , cu 53

Bảng 3.6 Các thông số mô hình Mohr - Coulomb 54

Bảng 4.1 Tóm tắt số liê ̣u đi ̣a chất của các hố khoan 65

Bảng 4.2 Số liê ̣u thí nghiê ̣m 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 số Hardening Soil 76

Bảng 4.9 Bảng thông số Mohr - Coulomb 77

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

Bảng 4.10 So sánh kết quả chuyển vi ̣ 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 ĐỀ TÀI: 5

3 PHƯƠNG 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 TIỄN ĐỀ TÀI : 6

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

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MỘT SỐ VẤN ĐỀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHUYỂN VI ̣ HỐ ĐÀO SÂU 7 1.1 CÁC ĐẶC ĐIỂM HỐ ĐÀO SÂU: 7

1.1.1 ĐI ̣NH NGHĨA HỐ ĐÀO SÂU : 7

1.1.2 GIỚI THIỆU VỀ TƯỜNG VÂY BARRETTE 7

1.1.3 NHỮNG NỘI DUNG CẦN LƯU Ý TRONG THIẾT KẾ 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 CHUYỂN DI ̣CH CỦA ĐẤT NỀN KHI THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU : 8

1.2.2 CÁC NHÂN TỐ GÂY ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHUYỆN VI ̣ 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 ĐẾN THIẾT KẾ : 9

1.2.2.3 NHÓM CÁC NHÂN TỐ LIÊN QUAN ĐẾN THI CÔNG 9

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

1.3.1 PHƯƠNG PHÁP CỦA CLOUGH VÀ CỘNG SỰ (1989) VỀ TƯƠNG QUAN CHUYỂN VI ̣ NGANG LỚN NHẤT VÀ KHÁI NIỆM HỆ THỐNG ĐỘ CỨNG: 10

1.3.2 BÀI BÁO CỦA “PGS.TS DƯƠNG HỒNG THẨM VỀ MỘT PHƯƠNG THỨC DỰ BÁO CHUYỂN VI ̣ NGANG LỚN NHẤT CỦA TƯỜNG VÂY DỰA VÀO CÁC ĐỘ CỨNG KHÔNG THỨ NGUYÊN CỦA HỆ CHỐNG VÁCH: 11

1.3.3 BÀI BÁO CỦA “ TS LÊ TRỌNG NGHĨA VÀ HÙNG THẾ VĨ VỀ PHÂN TÍCH ẢNH

HƯỞNG CỦA HỆ CHỐNG ĐẾN CHUYỂN VI ̣ TƯỜNG VÂY TRONG THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU"

13

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 15

2.1 CÁC DẠNG TẢI TRỌNG VÀ PHÂN LOẠI: 15

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

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

2.1.3 TẢI TRỌNG ĐẶC BIỆT 15

2.2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KẾT CẤU CHẮN GIỮ : 15

2.3 TÍNH TOÁN ỔN ĐI ̣NH 17

2.3.1 KIỂM TRA ỔN ĐI ̣NH CHỐNG CHẢY THẤM CỦA HỐ ĐÀO 17

2.3.1.1 KIỂM TRA ỔN ĐI ̣NH CHỐNG PHUN TRÀO 17

2.3.2 TÍNH TOÁN HIỆN TƯỢNG TRỒI ĐÁY HỐ ĐÀO (UPHEAVAL) 19

2.3.2.1 PHƯƠNG PHÁP CỦA TERZAGHI – PECK : 20

2.3.2.2 PHƯƠNG PHÁP CAQUOT VÀ KERISEL : 21

2.3.2.3.PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHỐNG TRỒI ĐÁY KHI ĐỒNG THỜI XEM XÉT CẢ c VÀ φ 21

2.3.3 TÍNH TOÁN ỔN ĐI ̣NH CHỐNG LẬT 23

2.4 TÍNH TOÁN BIẾN DẠNG 23

2.4.1 CHUYỂN VI ̣ NGANG CỦA TƯỜNG CHẮN 24

2.4.2 CHUYỂN VI ̣ CỦA ĐẤT NỀN 25

2.4.2.1 PHƯƠNG PHÁP PECK 1969 25

2.4.2.2 PHƯƠNG PHÁP CỦA BOWLES (1988) 25

2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐI ̣NH ÁP LỰC TÁC ĐỘNG LÊN KẾT CẤU CHẮN GIỮ (TÍNH TOÁN VỀ CƯỜNG ĐỘ) 27

2.5.1 TÍNH ÁP LỰC ĐẤT THEO THUYẾT RANKINE 27

2.5.1.1 NGUYÊN LÍ CƠ BẢN CỦA LÍ THUYẾT RANKINE 27

2.5.1.2 ÁP LỰC CHỦ ĐỘNG 28

2.5.1.3 ÁP LỰC BI ̣ ĐỘNG 30

2.5.1.4 TÍNH ÁP LỰC ĐẤT TRONG CÁC TRƯỜNG HỢP ĐẶC BIỆT 31

2.5.2 ÁP LỰC NƯỚC 34

2.5.2.1 ÁP LỰC THỦY TĨNH: 34

2.5.2.2 TÍNH ÁP LỰC NƯỚC KHI DÒNG THẤM Ở TRẠNG THÁI ỔN ĐI ̣NH : 35

CHƯƠNG 3: MÔ PHỎNG PHÂN TÍCH CHUYỂN VI ̣ BẰNG PHẦN TỬ HỮU HẠN 38

3.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT PLAXIS 38

3.1.1 MÔ HÌNH VẬT LIỆU CỦA ĐẤT 38

3.1.1.1 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 SỐ CƠ BẢN TRONG MÔ HÌNH PLAXIS 41

3.1.2.1 LOẠI VẬT LIỆU ĐẤT NỀN ( Drained, Undrained, Non-porous) 41

3.1.2.2 DUNG TRỌNG BÃO HÒA VÀ DUNG TRỌNG KHÔ 42

3.1.2.3 HỆ SỐ THẤM 43

3.1.2.4 THÔNG SỐ ĐỘ CỨNG CỦA ĐẤT NỀN 43

3.1.2.5 THÔNG SỐ SỨC KHÁNG CẮT CỦA ĐẤT NỀN 46

3.2 CÁC MÔ HÌNH ỨNG XỬ CỦA ĐẤT 47

3.2.1 MÔ HÌNH ỨNG XỬ CỦA ĐẤT MÔ HÌNH ĐẤT MOHR- COULOMB 47

3.2.2 MÔ HÌNH HARDENING SOIL (HS) 49

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CÔNG TRÌNH THỰC TẾ 54

4.1 TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN HITC BẾN VÂN ĐỒN QUẬN 4, TP.HCM 54

4.1.1 GIỚI THIỆU VỀ SỐ LIỆU ĐI ̣A CHẤT VÀ CÁC THÔNG SỐ ĐẦU PLAXIS 55

4.1.1.1 HỒ SƠ ĐI ̣A 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 VÀ MC 70

4.2.2 KIỂM TRA ỔN ĐI ̣NH CHỐNG TRỒI, CHẢY THẤM HOẶC PHUN TRÀO ĐÁY HỐ

MÓNG: 75

4.2.2.1 THEO PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHỐNG TRỒI ĐỒNG THỜI KỂ ĐẾN C VÀ φ : 75

4.2.2.2 KIỂM TRA ỔN ĐI ̣NH CHỐNG CHẢY THẤM HOẶC PHUN TRÀO : 76

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI ̣ : 80

I KẾT LUẬN 80

II KIẾN NGHỊ 80

TÀI LIỆU THAM KHẢO 81

LÝ LI ̣CH TRÍCH NGANG 82

PHỤ LỤC 1 83

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

PHỤ LỤC 2 101

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

MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Ngày nay viê ̣c đô thi ̣ hóa ngày càng phát triển, mâ ̣t đô ̣ dân số ngày càng tăng trong các thành phố lớn hiê ̣n nay vì vâ ̣y không gian sử du ̣ng không gian ngầm là mô ̣t nhu cầu không thể thiếu Ngoài viê ̣c chi ̣u tác đô ̣ng của tải sử du ̣ng thì công trình còn phải chi ̣u các tải bên ngoài gây ra Trong không gian đô thi ̣ châ ̣t he ̣p viê ̣c thi công các công trình ngầm này sẽ thêm phần phức ta ̣p, có thể gây ảnh hưởng tới các công trình lân câ ̣n nếu không tính toán chuyển vi ̣ và thi công tường vây mô ̣t cách kĩ lưỡng có thể xảy ra nhiều sự cố ngoài ý muốn

Vâ ̣y có thể thấy được viê ̣c tính toán cũng như thi công đòi hỏi mô ̣t người thiết kế phải phân tích nhiều khía ca ̣nh, cho ̣n phương án hợp lí nhằm đảm bảo khả năng chi ̣u lực, kinh tế, tiến đô ̣ và chất lượng của công trình của mình và sự ổn đi ̣nh cho các công trình lân câ ̣n Trong đó viê ̣c thiết kế, thi công hố đào sâu gây ảnh hưởng khá nhiều đến các yếu tố trên Viê ̣c khống chế biến da ̣ng, ổn đi ̣nh đáy hố đào trong pha ̣m vi cho phép mà vẫn đảm bảo khả năng chi ̣u lực, kinh tế là công viê ̣c cần đòi hỏi nhiều kiến thức và kinh

nghiê ̣m

Mô ̣t trong rất nhiều giải pháp được áp du ̣ng để giải quyết vấn đề chuyển vi ̣ ngang của tường vây là ta có thể tăng đô ̣ cứng hê ̣ thống tường vây, có rất nhiều cách để tăng đô ̣ cứng của hê ̣ chống, tăng bề dày tường vây, tăng đô ̣ sâu ngàm hợp lí nhất, tăng số lượng tầng chống, xử lí gia cố nền đất bằng nhiều phương pháp Ở luâ ̣n văn này sẽ phân tích và

hê ̣ tường vây Barrette Và phân tích kết quả của 2 mô hình Hardening Soil và Mohr

Coulomb rú t ra được viê ̣c lấy thông số mô hình so với quan trắc thực tế như thế nào? và

mô hình nào phù hợp để tiên đoán trước chuyển vị của tường vây trong quá trình thi công

Từ những lí do phân tích trên thì Luâ ̣n văn này sẽ tâ ̣p trung vào phần: “Phân tích ổn

đi ̣nh hố đào sâu chung cư kết hợp thương ma ̣i bến vân đồn, quâ ̣n 4, TP.HCM”

2 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI:

- So sánh chuyển vi ̣ 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 thâ ̣p tài liê ̣u các bài báo nghiên cứu trước đây

- 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 TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

4.1 TÍNH KHOA HO ̣C :

- Phân tích ngược từ thực tế quan trắc và so sánh mô hình xem sự sai lê ̣ch là bao

nhiêu? Mô hình có đáng tin câ ̣y? Hay viê ̣c tính toán quá dư so với thực tế cần thiết?

- Việc tiên đoán trước chuyển vi ̣ của tường vây trong giai đoa ̣n thi công thâ ̣t sự rất cần thiết để tránh các rủi ro trong xây dựng vì vâ ̣y trong đề tài này muốn xem xét xem mô hình nào phù hợp hơn cho viê ̣c tiên đoán chuyển vi ̣ của tường vây?

4.2 TÍNH THỰC TIỄN ĐỀ TÀI :

- Cho phép ta có mô ̣t cái nhìn tổng quát hơn về mô hình và thực tế chuyển vi ̣ của tường vây như thế nào đối với khu vực Bến Vân Đồn Quâ ̣n 4 nói chung và những đi ̣a chất tương tự nói riêng

- Có thể dự đoán được chuyển vi ̣ để cho ̣n phương án hợp lí cho từng loa ̣i công trình và mang la ̣i tính kinh tế cho chủ đầu tư, nhưng vẫn đảm bảo đầy đủ khả năng chi ̣u lực

5 GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI :

Mô ̣t trong những vấn đề quan tro ̣ng trong thi công nhà cao tầng là chuyển vi ̣ 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 mô ̣t cách hợp lí vì vâ ̣y cần kiểm soát chuyển

vi ̣ tường vây và cũng có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vi ̣ tường vây, nhưng trong đề tài này chỉ dừng la ̣i ở mực đô ̣ 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

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN MỘT SỐ VẤN ĐỀ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHUYỂN VI ̣

HỐ ĐÀO SÂU

1.1 CÁC ĐẶC ĐIỂM HỐ ĐÀO SÂU:

1.1.1 ĐI ̣NH NGHĨA HỐ ĐÀO SÂU :

Hố đào là mô ̣t bài toán lớn Viê ̣c thi công hố đào sâu làm thay đổi tra ̣ng thái ứng suất trong nền, gây nên sự mất cân bằng ban đầu do đó sẽ xuất hiê ̣n nguy cơ mất ổn đi ̣nh trước là thành hố đào, tiếp sẽ là đáy, và những vùng đất xung quanh sẽ bi ̣ ảnh hưởng lún bề mă ̣t gây nguy hiểm cho các công trình lân câ ̣n

Năm 1943 Terzaghi đánh giá chiều sâu hố đào là quan tro ̣ng nhất và đưa ra mô ̣t đi ̣nh nghĩa về hố đào sâu là có chiều sâu đào lớn hơn chiều rô ̣ng của nó

Nhưng năm 1967 Terzaghi, Peck và các cô ̣ng sự đã đề nghi ̣ 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 THIÊ ̣U VỀ TƯỜNG VÂY BARRETTE

Tường vây (Diaphragm wall) là mô ̣t loa ̣i tường trong đất bằng bê tông cốt thép được đúc ta ̣i chỗ thi công bằng lưỡi khoang gầu ngoa ̣m hình chữ nhâ ̣t dùng cho hố móng có đô ̣ sâu từ 10m trở lên

Tường vây Barrette có tiết diê ̣n chữ nhâ ̣t hoă ̣c tiết diê ̣n chữ L, có chiều rô ̣ng từ 0.6- 1,5m, chiều dài từ 2.5m -5m và chiều sâu từ 12m-30m, có công trình có thể lên đến 100m

1.1.3 NHỮNG NỘI DUNG CẦN LƯU Ý TRONG THIẾT KẾ TƯỜNG VÂY BARRETTE :

Phải an toàn và tin câ ̣y : Đảm bảo đủ tuyê ̣t đối về khả năng chi ̣u lực, tính ổn đi ̣nh tổng

thể của công trình Phải đảm bảo được tính ổn đi ̣nh cho các công trình lân câ ̣n

Tính kinh tế : Tiết kiê ̣m được cho chủ đầu tư sau khi đảm bảo được yếu tố thứ nhất an toàn và tin câ ̣y Xác đi ̣nh phương án trên cơ sở tổng hợp về các yếu tố thời gian, vâ ̣t liê ̣u,

thiết bi ̣ nhân công để có mô ̣t kế hoa ̣ch hợp lí vâ ̣n hành công trình mô ̣t cách trơn tru

Thuâ ̣n lợi và đảm bảo thời gian thi công : Khi thiết kế tường vây Barrette nên có hình dáng đơn giản để thuâ ̣n tiê ̣n cho viê ̣c thi công, tránh xảy ra những sự cố ngoài ý muốn

Đảm bảo viê ̣c thi công chính xác và rút ngắn được thời gian tiết kiê ̣m được chi phi phát

sinh

Barrette là mô ̣t bô ̣ phân kết cấu trong công trình, khi thiết kế nhà cao tầng cần lưu ý

đô ̣ 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 tro ̣ng cho 4-5 tầng nổi

Khi thiết kế cũng cần lưu ý đến viê ̣c xuất hiê ̣n dòng thấm do chênh cô ̣t 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 CHUYỂN DI ̣CH CỦA ĐẤT NỀN KHI THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU :

Lún su ̣t đất nền xung quanh hố đào : Khi thi công hố đào thường xuyên xuất hiê ̣n lún xunh quanh hố đào có thể vì mô ̣t số nguyên nhân do đào đất hố móng làm mất được sự cân bằng ứng suất trong nền, gây nên chuyển vi ̣ đất bên ca ̣nh tường vây làm cho đất nền các công trình xung quanh bi ̣ lún xuống

Viê ̣c ha ̣ mực nước ngầm trong hố móng gây nên viê ̣c chênh cô ̣t áp nước bên trong và ngoài hố móng là đáng kể hoă ̣c dưới chân hố móng có đầu nước áp lực sẽ xuất hiê ̣n thêm mô ̣t lực đấy đáy hố móng gây mất ổn đi ̣nh đáy hố đào do trồi đất, làm giảm khả năng chi ̣u lực của đất dưới đáy hố móng

Chiều sâu ngàm không đủ dẫn đến bi ̣ trượt cu ̣c bô ̣ ở mô ̣t đoa ̣n nào đó dưới chân tường rồi dẫn đến hình thành mă ̣t trượt tổng thể tường

Đô ̣ cứng của hê ̣ thống tường vây không đủ dẫn đến viê ̣c áp lực đất chủ đô ̣ng gia tăng gây chuyển vi ̣ tườ ng lớn dẫn đến mô ̣t lượng đất bề mă ̣t bi ̣ su ̣t lún xuống gây mất ổn đi ̣nh các công trình lân câ ̣n và mất ổn đi ̣nh hố đào

1.2.2 CÁC NHÂN TỐ GÂY ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHUYỆN VI ̣ CỦA TƯỜNG VÂY :

1.2.2.1 NHÓM CÁC NHÂN TỐ HIÊ ̣N HỮU :

Nhân tố đi ̣a chất : tính chất cơ lý của đất nền quyết đi ̣nh khả năng chi ̣u lực và biến

da ̣ng của đất nền, ảnh hưởng từ mực nước ngầm

Các công trình hiê ̣n hữu, mâ ̣t đô ̣ 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 ĐẾN THIẾT KẾ :

Tính toàn bằng lí luâ ̣n, đă ̣t các giả thiết và hiê ̣u chỉnh bằng kinh nghiê ̣m

Tính toán đô ̣ cứng của hê ̣ thống chống đỡ, chiều dày tương vây, đô ̣ sâu ngàm không đủ Thiết kế hình da ̣ng hố đào phức ta ̣p, chiều sâu hố đào lớn

Xử lí nền đất yếu ta ̣i khu vực thi công hố đào sâu chưa nâng cao được khả năng chi ̣u

lực và giảm biến da ̣ng của nền như mong muốn

1.2.2.3 NHÓM CÁC NHÂN TỐ LIÊN QUAN ĐẾN THI CÔNG

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

Thời gian thi công nhanh hay châ ̣m của từng giai đoa ̣n sẽ gây ảnh hưởng đến chuyển

vi ̣ của tường

Tay nghề của đô ̣i ngũ công nhân thi công

Viê ̣c khống chế mực nước ngầm, qua viê ̣c điều tra trên 130 sự cố hố móng ở Trung

Quốc cho thấy phần lớn sự cố có liên quan đên mực nước ngầm

Qua mô ̣t số thống kê cho thấy nhân tố về mă ̣t thiết kế và thi công là phân lớn gây ra sự cố nghiê ̣m tro ̣ng trong hố móng Ở nước ta chưa có số liê ̣u tổng hợp về các trường hợp này nhưng ví du ̣ như ở Trung Quốc phân tích hơn 160 sự cố hố đào cho thấy có 5 vấn đề cần quan tâm thể hiê ̣n như sau:

Ba ̉ ng 1.1 các nguyên nhân chính gây ra sự cố hố đào

TT Nguyên nhân chính gây

ra sự cố Số lần phát sinh Tỉ lê ̣ % trong tổng sự

cố

1 Vấn đề thuô ̣c đơn vi ̣

quản lí

Qua đó cho thấy sự cố do thiết kế chiếm đến 46% trường hợp và do thi công là

41.5% trường hợp Vì vâ ̣y điều trước tiên là viê ̣c thiết kế phải có đô ̣ chính xác cao, sau đó là phương pháp thi công phải hợp lí và cẩn thâ ̣n

1.3 TỔNG QUAN MỘT SỐ BÀI BÁO VỀ DỰ ĐOÁN CHUYỂN VI ̣ TƯỜNG VÂY, ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ CHỐNG ĐẾN TƯỜNG VÂY

1.3.1 PHƯƠNG PHÁP CỦA CLOUGH VÀ CỘNG SỰ (1989) VỀ TƯƠNG QUAN CHUYỂN VI ̣ NGANG LỚN NHẤT VÀ KHÁI NIỆM HỆ THỐNG ĐỘ CỨNG:

Năm 1989 Clough và các cô ̣ng sự đã đề nghi ̣ đưa ra mô ̣t công thức bán thực nghiê ̣m để ước lượng sự chuyển di ̣ch của tường trong đất sét Và đưa ra khái niê ̣m về thừa số đô ̣ cứng hê ̣ thống và được đi ̣nh nghĩa như sau:

System stiffness (η) = 𝐸𝐼

𝛾𝑤.ℎ 4

Trong đó : EI là đô ̣ cứng chi ̣u uốn mỗi mét tới của tường

γw tro ̣ng lượng riêng của nước

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

Trong nghiên cứu của mình Clough và các cô ̣ng sự đã chấp nhâ ̣n sử du ̣ng công thức

hê ̣ số an toàn đối với nguy cơ bùng đáy hố đào mà Tezaghi đã sử du ̣ng năm (1943) để đưa vào sự tương quan của mình :

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

Từ những dữ liê ̣u trên Clough và các cô ̣ng sư đã đưa ra sự tương quan giữa chuyển vi ̣ ngang lớn nhất của tường và thừa số đô ̣ cứng ứng với mỗi hê ̣ số đẩy trồi đáy hố đào như sau:

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

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

1.3.2 BÀI BÁO CỦA “PGS.TS DƯƠNG HỒNG THẨM VỀ MỘT PHƯƠNG THỨC DỰ BÁO CHUYỂN VI ̣ NGANG LỚN NHẤT CỦA TƯỜNG VÂY DỰA VÀO CÁC ĐỘ CỨNG KHÔNG THỨ NGUYÊN CỦA HỆ CHỐNG VÁCH:

Đă ̣t vấn đề như sau Bài toán hố đào có nhiều tầng chống chứa đựng nhiều vấn đề phức ta ̣p, trong đó chuyển vi ̣ ngang của tường vây ứng với từng giai đoa ̣n đào là mối quan tâm hàng đâu

Đô ̣ cứng là khả năng ngăn cản biến da ̣ng Chính vì lí do đó để nghiên cứu về chuyển

vi ̣ thì tác giả đã nghiên cứu về đô ̣ cứng Đô ̣ cứng có thể có đơn vi ̣ ( thí du ̣ đô ̣ cứng dài) hoă ̣c chuẩn theo mô ̣t đô ̣ cứng nào đó cố đi ̣nh, thì thông số không thứ nguyên của sự so sánh này go ̣i là đô ̣ cứng tương đối

Ờ bài nghiên cứu này tác giả đã nêu ra được ta có thể hình dung đô ̣ cứng hê ̣ chống vách liên quan đến ít nhất 4 hoă ̣c 5 nhóm thông số : Vâ ̣t liê ̣u - Kích thước – Hình da ̣ng – Loa ̣i Đất – Liên kết của hê ̣ 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 vi ̣ ngang, nhất thiết phải tính toán “ đúng và đủ” đô ̣ cứng của cả hê ̣ thống ( Cây chống, tường, gông, loa ̣i đất thâ ̣m chí cả biê ̣n pháp thi công)

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

Đô ̣ cứng là được tính trên cơ sở phép đào theo giai đoa ̣n Trong tính toán chuyển vi ̣ ngang, Trình tự đào theo giai đoa ̣n phải được kể vào bằng cách nào đó vào biểu thức đô ̣ cứng

Đô ̣ cứng có liên quan đến đất cả ở sau tường vây ( Cứng hay mềm, có xảy ra hiê ̣u quả bắc vòm hay không…) và dưới phần chôn chân của tường vây

Đô ̣ cứng có thể phải xét trên từng quan điểm của phương pháp mô phỏng ( Huy đô ̣ng hay không, ít hay nhiều đô ̣ bền, thoát nước hay không thoát nước

Từ những điều trên thì tác giả đề ra mu ̣c tiêu nghiên cứu thiết lâ ̣p mô ̣t biểu thức đô ̣ cứng trong đó có xét đến mấy yếu tố bên trên Làm cơ sở tính toán chuyển vi ̣ ngang bằng sơ đồ mô phỏng Plaxis sao cho kết quả xuất ra khả dĩ sát hợp với quan trắc

Tác giả nghiên cứu giải quyết các đối tượng sau :

Tìm các yếu tố đóng góp vào đô ̣ cứng của hê ̣ chống vách hố đào, thể thức nghiên cứu dùng ma trâ ̣n thứ nguyên

Lâ ̣p biểu thức chuyển vi ̣ ngang theo đô ̣ cứng, sử du ̣ng thể thức hồi quy trên các dữ liê ̣u quan trắc thực tế

Lâ ̣p biểu thức của chuyển vi ̣ ngang của tường theo đô ̣ cứng không thứ nguyên, lấy số liê ̣u quan trắc thực tế từ 8 công trình ở thu ̣y điển để tâ ̣p hợp thành bảng tính sau :

Bảng 1.2 Tính toán độ cứng tương đối R từ số liê ̣u quan trắc chuyển vi ̣

Hình 1.3 Đường Quan hê ̣ giữa tỷ số chuyển vi ̣ theo độ cứng tương đối R s

Kết Luâ ̣n :

Phương pháp ma trâ ̣n thứ nguyên giúp khai thác các thông tin liên quan đến đô ̣ cứng hố đào Khi kết hợp với các số liê ̣u thí nghiê ̣m hoă ̣c quan trắc thực tế được chuẩn hóa ( đưa về không thứ nguyên), phương pháp tỏ ra khá hiê ̣u quả

Đô ̣ cứng tương đối R là mô ̣t khái niê ̣m mở rô ̣ng hơn với đô ̣ cứng thông thường trong đó các yếu tố thuô ̣c cấu hình của hê ̣ cây chống như khoảng cách chống theo chiều đứng, theo chiều ngang, đô ̣ bền của đất, đô ̣ cứng của hê ̣ tường vây và mô đun biến da ̣ng của đất có thể được xem xét đồng thời

1.3.3 BÀI BÁO CỦA “ TS LÊ TRỌNG NGHĨA VÀ HÙNG THẾ VĨ VỀ PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA HỆ CHỐNG ĐẾN CHUYỂN VI ̣ TƯỜNG VÂY

TRONG THI CÔNG HỐ ĐÀO SÂU"

Công trình phân tích cho bài báo này là “ Lim Tower” ta ̣i 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 từ mô ̣t tầng thanh chống đến bề mă ̣t hố đào là 6.15m

Toàn bô ̣ quá trình thi công được mô phỏng bởi phần mềm Plaxis 3D Foundation, so sánh với kết quả quan trắc và rút ra kết luâ ̣n

Từ nhưng phân tích ở bài báo này tôi xin tổng kết la ̣i mô ̣t số kết luâ ̣n của bài báo như sau :

- Vớ i những giai đoa ̣n đào đất có khoảng cách từ tầng thanh chống dưới cùng đến bề mă ̣t hố đào lớn hơn 4m, chuyển vi ̣ của tường sẽ tăng rất nhanh và ảnh hưởng đến tổng chuyển vi ̣ sau cùng

- Vì mô phỏng bằng plaxis 3D nên thể hiê ̣n rõ hiê ̣u ứng Vòm của tường vây trong không gian theo đó chuyển vi ̣ ta ̣i các góc nho ̣n rất bé, trái la ̣i ta ̣i các góc lồi

chuyển vi ̣ tường vây lớn và có xu hướng gia tăng qua các giai đoa ̣n thi công

- Hệ thanh chống gia cường ta ̣i các góc lồi có tác du ̣ng đáng kể trong viê ̣c ha ̣n chế chuyển vi ̣ của tường vây ta ̣i vi ̣ trí đó theo nghiên cứu này cho thấy giảm đếm 50% chuyển vi ̣ của tường vây ta ̣i các góc lồi được gia cố

Vâ ̣y qua bài phân tích trên có thể thấy được viê ̣c bố trí hê ̣ giằng thanh chống cho tường vây mô ̣t cách hợp lí thâ ̣t sự rất quan tro ̣ng trong viê ̣c giảm chuyển vi ̣ tường vây, ổn đi ̣nh 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 trọng 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

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Để phân tích tính toán hố đào sâu thì nó bào gồm các tính toán có liên quan đến đô ̣ ổn đi ̣nh, biến da ̣ng và cường đô ̣ Để phân tích và tính toán được các yếu tố đó ta phải biết được những loa ̣i tải tro ̣ng nào tác đô ̣ng ảnh hưởng đến hê ̣ tường vây của chúng ta

2.1 CÁC DẠNG TẢI TRỌNG VÀ PHÂN LOẠI:

2.1.1 TẢI TRỌNG VĨNH CỮU (TẢI TRỌNG TĨNH) :

Là tải tro ̣ng mà trong thời gian sử du ̣ng kết cấu không biến đổi tri ̣ số, hoă ̣c biến đổi của chúng so với tri ̣ số bình quân có thể bỏ qua không tính

- Trọng lượng bản thân kết cấu

- Áp lực đất,

2.1.2 TẢI TRỌNG KHẢ BIẾN (TẢI TRỌNG ĐỘNG):

Là tải tro ̣ng mà trong thời gian sử du ̣ng kết cấu có biến đổi tri ̣ số mà tri ̣ số biến đổi của chúng so với tri ̣ bình quân không thể bỏ qua được

- Tải tro ̣ng đô ̣ng mă ̣t sàn

- Tải tro ̣ng do phương tiê ̣n giao thông

- Tải do xếp đống vâ ̣t liê ̣u

2.1.3 TẢI TRỌNG ĐẶC BIỆT

Là tải tro ̣ng mà trong thời gian xây dựng và sử du ̣ng kết cấu không nhất đi ̣nh xuất hiê ̣n, nhưng hễ có xuất hiê ̣n thì tri ̣ số rất lớn và thời gian duy trì tương đối ngắn

- Động đất

- Lực phát nổ, lực va đâ ̣p

2.2 TẢI TRỌNG TÁC ĐỘNG LÊN KẾT CẤU CHẮN GIỮ :

- Áp lực đất, Áp lực nước

- Tải tro ̣ng truyền từ móng qua môi trường đất của công trình xây dựng trong pha ̣m

- Tải tro ̣ng phu ̣ do sự biến đổi nhiê ̣t đô ̣ và co ngót của bêtông gây ra tùy theo kết cấu chắn giữ hố móng khác nhau cũng như điều kiê ̣n đất nền mà các loa ̣i tải tro ̣ng sẽ xuất hiê ̣n ở các da ̣ng khác nhau

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

2 Áp lực ngang của đất ở tra ̣ng thái tĩnh 1,1 (0.9)

3 Áp lực thêm của đất lên tường khi có vỉa đất nghiêng 1,0

4 Áp lực ngang tác du ̣ng lên đất khi đổ betong và truyền

1,1 (0,9) qua đất lên tường sau khi betong đông cứng

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

1,0 ngầm có mă ̣t bằng hình tròn khi đất không đồng nhất

6 Áp lực thủy tĩnh lên tường (hướng ngang) và lên đáy

1,1 (0,9) hướng thẳng đứng)

7 Lực ma sát giữ tường và đất khi đẩy nổi công trình 1,1

8

+ Để ta ̣o phu ̣ tải chống đẩy nổi công trình 1,0

9 Áp lực đất phu ̣ thêm lên tường theo hướng ngang do tải

1,0 tro ̣ng trên mă ̣t đất, giếng chìm bi ̣ nghiêng

11 Lực ma sát trên mă ̣t bên giếng chìm khi ha ̣ giếng 1,1

12 Tải tro ̣ng trên sàn do các phương tiê ̣n giao thông, hàng nă ̣ng 1,1

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

14 Sức chống của đất ở dưới dao cắt ta ̣i chân giếng chìm khi

ha ̣ giếng chìm

Như đã nói ở trên viê ̣c tính toán phân tích ổn đi ̣nh hố đào liên quan đến ổn đi ̣nh, biến

da ̣ng và cường đô ̣

Tính toán ổn đi ̣nh bao gồm các tính toán liên quan đến hiê ̣n tượng các sủi

(sand boiling) và ổn đi ̣nh chống cắt ( shear failure analysis) Các tính toán này quyết

đi ̣nh chiều dài cần phải cắm trong đất của tường chắn và biê ̣n pháp thoát nước trong các giai đoa ̣n thi công

Tính biến da ̣ng được thực hiê ̣n nhằm tìm ra đô ̣ di ̣ch chuyển ngang của tường

chắn đất, mức đô ̣ đẩy trồi của đáy hố móng ( the heave of the excavation bottom), và đô ̣ lún của đất bên ngoài hố đào các tính toán này quyết đi ̣nh đô ̣ cứng của kết cấu chống đỡ nhằm ha ̣n chế ảnh hưởng của quá trình thi công đến các công trình lân câ ̣n

Tính toán cường đô ̣ bao gồm các tính toán liên quan đến nô ̣i lực kết cấu của

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

2.3 TÍNH TOÁN ỔN ĐI ̣NH

2.3.1 KIỂM TRA ỔN ĐI ̣NH CHỐNG CHẢY THẤM CỦA HỐ ĐÀO

2.3.1.1 KIỂM TRA ỔN ĐI ̣NH CHỐNG PHUN TRÀO

Khi đào hố móng trong lớp bảo hòa nước phải thường xuyên lưu tâm đến áp lực nước, bảo đảm ổn đi ̣nh của hố móng, nhất thiết phải kiểm tra xem tình hình chảy thấm có thể xuất hiê ̣n phun trào (cát chảy) hay không

Hình 2.1 Sơ đồ kiểm tra phun trào đáy hố đào

Trong đó :

h : tổn thất cô ̣t nước trong pha ̣m vi B từ chân tường đến mă ̣t đáy hố móng thường có thể lấy h ≈hw/2;

γw tỉ tro ̣ng của nước

B pha ̣m vi xảy ra cát chảy, căn cứ vào kết quả thử nghiê ̣m đầu tiên xảy ra trong pha ̣m vi cách xa thành hố khoảng 1/2 đô ̣ cắm sâu vào đất của tường chắn tức B = D/2 Tro ̣ng lượng trong nước của khối đất W chống la ̣i áp lực thẩm thấu là :

W = γ’.D.B (2.1) Trong đó: γ’ tro ̣ng lượng đẩy nổi của đất

D đô ̣ cắm sâu của tường vào đất

Nếu thỏa điều kiê ̣n W > J thì sẽ không xảy ra phun trào, tức phải thỏa mãn các điều kiê ̣n sau :

𝐾𝑠 =𝛾′.𝐷

𝛾𝑤ℎ= 2𝛾′𝐷

𝛾𝑤ℎ𝑤 (2.2) Trong đó : Ks hê ̣ số an toàn chống phun trào, thường lấy Ks ≥1.5

Để đơn giản viê ̣c 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

𝑗 = 𝑖 𝛾𝑤 =ℎ𝑤

𝐿 𝛾𝑤 (2.3)

𝑖 =ℎ𝑤𝐿

𝐿 = ∑ 𝐿ℎ + 𝑚 ∑ 𝐿𝑣 (2.4) Trong đó :

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

hw chênh lê ̣ch cô ̣t nước giữa trong và ngoài đáy hố

L đô ̣ dài đường chảy của dòng thấm ngắn nhất

∑Lh tổng đô ̣ dài đoa ̣n nằm ngang của chảy thấm

∑Lv tổng đô ̣ dài đoa ̣n thẳng đứng của chảy thấm

m hê ̣ số tính đổi khi tính đổi đoa ̣n thẳng đứng của đường chảy thấm thành đoa ̣n nằm ngang Khi là tường màng quây mô ̣t hàng lấy m =1.5, khi là tường màng quây nhiều hàng lấy m = 2,0

Chống chảy thấm hoă ̣c ổn đi ̣nh phun trào của khối đất ở đáy hố có thể tính theo công thức sau:

ic đô ̣ dốc thủy lực tới ha ̣n của khối đất ở đáy hố;

Gs mâ ̣t đô ̣ ha ̣t của đất

e hê ̣ số rỗng của đất

Ks hê ̣ số an toàn ổn đi ̣nh chống chảy thấm hoă ̣c chống phun trào lấy bằng 1.5 – 2,0 Khi đáy hố là đất cát, đất bô ̣t cát, đất sét Và đất bô ̣t trong có tầng ke ̣p tầng mỏng cát bô ̣t rõ rê ̣t thì Ks lấy tri ̣ số lớn

 Trường hợp

Trong lớp đất sét không thấm nước, có mô ̣t tầng chứa nước, có áp, hoặc trong tầngchứa nước tuy không phải là nước có áp, nhưng do đào đất mà hình thành chênh lệchcột nước giữa bên trong và bên ngoai hố móng, làm cho áp lực nước trong tầng chứanước ở bẽn trong hố móng lớn hơn áp lực nước tĩnh, như hình 2.2 Có thể kiểm tra ổnđịnh chống nước có áp của đất ở đáy hố móng theo công thức sau đây:

𝐾𝑦 = 𝑃𝐶𝑧

𝑃𝑤𝑦 (2.6) Trong đó :

Pcz áp lực tro ̣ng lượng bản thân của lớp đất phủ nằm từ mă ̣t hố móng đến mái của tầng nước có áp

Pwy áp lực cô ̣t nước của tầng nước có áp;

Ky hê ̣ số an toàn ổn đi ̣nh chống cô ̣t nước có áp, lấy bằng 1,05

Hình 2.2 Trồi đáy do nước có áp gây ra

2.3.2 TÍNH TOÁN HIÊ ̣N TƯỢNG TRỒI ĐÁY HỐ ĐÀO (UPHEAVAL)

Có nhiều cách tính toán hiê ̣n tượng đẩy trồi đáy hố đào ở luâ ̣n văn này xin được đưa

ra mô ̣t vài phương pháp được coi là thông du ̣ng nhất :

2.3.2.1 PHƯƠNG PHÁP CỦA TERZAGHI – PECK :

Terzaghi đã nghiên cứu điều kiê ̣n ổn đi ̣nh của đáy hố cho góc ma sát trong của đất sét φ =0, mă ̣t trượt được ta ̣o thành bởi mă ̣t tròn và mă ̣t phẳng Terzaghi cho là với mă ̣t cắt nằm ngang ở đáy hố móng đất ở hai bên hố móng giống như siêu tải phân bố đều tác

đô ̣ng lên mă ̣t cắt ấy Siêu tải này có xu hướng làm cho phần đáy hố móng không chi ̣u được siêu tải khiến cho hố móng có hiê ̣n tượng vồng lên Sau khi xem xét lực dính c trên

mă ̣t dd1 toàn bô ̣ tải tro ̣ng P trên mă ̣t c1d1 là :

𝑃 = 𝐵

√2𝛾𝐻 − 𝑐 𝐻 (2.7) Trong đó :

γ : là dung tro ̣ng ướt của đất

B : bề rô ̣ng hố móng

c : lực dính của đất

H : đô ̣ sâu đào hố móng

Cường đô ̣ tải tro ̣ng Pv của nó là :

𝑃 = 𝛾𝐻 −√2

𝐵 𝑐 𝐻 (2.8) Terzaghi cho là nếu cường đô ̣ tải tro ̣ng vượt quá khả năng chi ̣u lực giới ha ̣n của nền đất thì sẽ làm cho đáy hố móng trồi lên Khả năng chi ̣u lực giới ha ̣n qd của nền đất sét biểu thi ̣ bằng lực dính c là:

qd = 5.7c (2.9) Thì hê ̣ số an toàn chống trồi lên là :

𝐾 = 𝑞𝑑

𝑃𝑉 = 5.7𝑐𝛾𝐻−√2𝐵𝑐.𝐻 (2.10)Terzaghi kiến nghi ̣ hê ̣ số an toàn K không nên nhỏ hơn 1,5

Phương pháp Terzaghi và Peck phù hợp với các công trình có hố móng rô ̣ng và dài, phương pháp này chưa kể đến hình da ̣ng của hố móng cũng như tác du ̣ng của tường trong đất có đô ̣ cứng rất lớn và có mô ̣t đô ̣ chôn sâu nhất đi ̣nh đối với viê ̣c chống đẩy trồi đáy hố móng

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

2.3.2.2 PHƯƠNG PHÁP CAQUOT VÀ KERISEL :

Với phương pháp này đưa ra được đề câ ̣p tới đô ̣ chôn sâu của tường

Ứng suất theo chiều đứng ta ̣i điểm A bên phía không đào là :

q1 = γ.H (2.11) Ứng suất theo chiều đứng bên trong hố đào là :

q2 = γ.D (2.12) Theo lí luâ ̣n về đường trượt có thể suy dẫn ra là :

𝑞1 = 𝑞2𝑡𝑎𝑛2(45𝑜 +𝜑

2)𝑒𝜋𝑡𝑎𝑛𝜑 = 𝑞2𝐾𝑝𝑒𝜋𝑡𝑎𝑛𝜑 (2.13) Tức :

𝐾𝑃𝑒 𝜋𝑡𝑎𝑛𝜑 (2.14) Trong đó :

H : toàn đô ̣ cao của tường chắn

Kp hê ̣ số áp lực đất bi ̣ đô ̣ng

𝐾𝑝 = 𝑡𝑎𝑛2(45 +𝜑

2) (2.15)

γ : dung tro ̣ng của đất;

φ : góc ma sát trong của đất

D : độ sâu cắm vào đất của thân tường

Hình 2.4 Phương pháp Caquot - Kerisel tính chống đẩy trồi đáy hố móng

2.3.2.3 PHƯƠNG PHÁP TÍNH CHỐNG TRỒI ĐÁY KHI ĐỒNG THỜI XEM XÉT CẢ c VÀ φ

Trong nhiều công thức tính toán ổn đi ̣nh đẩy trồi khi kiểm tra hê ̣ số an toàn chống trồi, chỉ đưa ra công thức thuần sét (φ = 0) hoă ̣c thuần cát (c =0), rất ít khi xem xét đồng thời cả c và φ

Uông Bỉnh Giám ở đa ̣i ho ̣c Đồng Tế tham khảo công thức khả năng chi ̣u lực của nền đất của Prandt và Terzaghi và xem mă ̣t phẳng ở đáy là mă ̣t chuẩn để tìm khả năng chi ̣u lực giới ha ̣n thì hình da ̣ng của đường trượt như hình 2.5 Kiến nghi ̣ dùng công thức sau để kiểm tra ổn đi ̣nh đẩy trồi nhờ đó tim được đô ̣ sâu chôn tường

Hình 2.5 Sơ đồ tính toán khi xét cả C và φ

𝐾𝐿 = 𝛾2𝐷𝑁𝑞+𝑐.𝑁𝑐

𝛾1(𝐻+𝐷)+𝑞 (2.16) Trong đó :

D là đô ̣ chôn sâu của thân tường

H là đô ̣ đào sâu của hố móng

q siêu tải mă ̣t đất

γ1 tri ̣ bình quân của tro ̣ng lượng tự nhiên các lớp đất bên ngoài hố móng kể từ mă ̣t đất đến đáy tường

γ2 tri ̣ bình quân của tro ̣ng lượng tự nhiên các lớp đất bên trong hố móng kể từ mă ̣t đào cho đến đáy tường

Nq, Nc hê ̣ số tính toán khả năng chi ̣u lực giới ha ̣n của đất

Dùng công thức Prandtl Nq , Nc lần lượt là :

𝑁𝑐𝑡 = (𝑁𝑞𝑇 − 1) 1

𝑡𝑎𝑛𝜑

(2.18)

Khi dùng phương pháp này kiểm tra hê ̣ số an toàn chống trồi do không kể đến tác

du ̣ng chống trồi lên của cường đô ̣ chi ̣u cắt trên mă ̣t A'B' trên hình 2.4 nên hê ̣ số an toàn KL này có thể lấy thấp mô ̣t chút Thường có thể lấy KL ≥ 1,2 -–1,3

2.3.3 TÍNH TOÁN ỔN ĐI ̣NH CHỐNG LẬT

Dưới tác du ̣ng của đất phía ngoài hố móng tường chắn sẽ bi ̣ di ̣ch chuyển về phía hố đào, trường hợp chiều sâu tường chắn ngàm trong đất không đủ, kết cấu sẽ bi ̣ phá hoa ̣i do di ̣ch chuyển lớn

Hê ̣ số an toàn chống lâ ̣t :

𝐹𝑝 = 𝑀𝑟

𝑀𝑑 = 𝑃𝑝𝐿𝑝+𝑀𝑠

𝑃𝑎𝐿𝑎 ≥ 1.2 (2.19) Trong đó :

Fp : Hê ̣ số an toàn chống lâ ̣t

Mr : Moment chống lâ ̣t

Md : Moment gây lâ ̣t

Pa : Lực gây lâ ̣t

La : khoảng cách từ điểm đă ̣t lực gây lâ ̣t đến tầng khung chống dưới cùng

Ms : moment tường chắn

Pp : lực chống lâ ̣t

Lp : khoảng cách từ điểm đă ̣t lực chống lâ ̣t đến tầng khung chống dưới cùng

Hình 2.6 các thông số trong tính toán ổn đi ̣nh chống lật

2.4 TÍNH TOÁN BIẾN DẠNG

Có rất nhiều phương pháp khác nhau đã được nghiên cứu để xác đi ̣nh chuyển vi ̣ biến

da ̣ng của kết cấu chống giữ cũng như của đất nền Mô ̣t số phương pháp phổ biến thường

gă ̣p như phương pháp dầm trên nền đàn hồi, Phương pháp phần tử hữu ha ̣n (FEM) cơ sở lí thuyết sẽ được nêu ở chương 3 Ở phần này tôi xin nêu lên phương pháp đơn giản để xác

đi ̣nh chuyển vi ̣ biến da ̣ng của kết cấu chống giữ và đất nền, phương pháp này được tổng hợp từ các công thức kinh nghiê ̣m của Clough, O'Rourke, Ou Yang,

2.4.1 CHUYỂN VI ̣ NGANG CỦA TƯỜNG CHẮN

Dưới tác đô ̣ng của các tải tro ̣ng không cân bằng nhau phía trong và ngoài hố đào tường chắn sẽ bi ̣ chuyển vi ̣ Đô ̣ lớn của chuyển vi ̣ sẽ phu ̣ thuô ̣c vào kích thước của hố đào, đô ̣ cứng của tường chắn và đô ̣ cứng của hê ̣ thanh chống, hê ̣ số ổn đi ̣nh,

Như đã giới thiê ̣u sơ qua ở phần chương 1 thì Clough và O’Rourke (1990) đã tổng hợp từ rất nhiều số liê ̣u từ rất nhiều công trình hố đào và lâ ̣p nên biểu đồ quan hê ̣ giữ giá tri ̣ chuyển vi ̣ tường chắn với các thông số liên quan đến đô ̣ cứng của tường chắn kích thước hố đào và hê ̣ số ổn đi ̣nh

Clough và O’Rourke đã đưa ra kết luâ ̣n rằng trong mô ̣t hố đào sâu điển hình thì chuyển vi ̣ ngang của tường tỉ lê ̣ thuâ ̣n với chiều rô ̣ng của hố đào sâu Điều này được giải thích là khi chiều rô ̣ng của hố đào càng lớn thi ̣ sự mất cân bằng lực càng chênh

lê ̣ch do đó chuyển vi ̣ ngang càng lớn

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

hố đào theo Clough và O’Rourke (1990)

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

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

các đồng nghiê ̣p (1993)

2.4.2 CHUYỂN VI ̣ CỦA ĐẤT NỀN

2.4.2.1 PHƯƠNG PHÁP PECK 1969

Khi tường chắn đất chuyển vi ̣, sẽ gây nên chuyển vi ̣ của đất nền phía ngoài hố đào các phương pháp kinh nghiê ̣m thường được sử du ̣ng để tính ra đô ̣ lún của đất nền

Ở luâ ̣n văn này tôi xin giới thiê ̣u phương pháp tính lún bề mă ̣t của Peck 1969 Công trình của Peck được tổng kết ở hình 2.9 cho thấy đô ̣ lún thẳng đứng (theo

% của đô ̣ sâu hố đào ) với khoảng cách đến hố đào (là đa ̣i lượng không có thứ nguyên) như mô ̣t tỉ lê ̣ với đô ̣ sâu hố đào Biểu đồ này được vẽ theo khoảng cách từ hố đào nơi xảy ra đô ̣ lún và cho thấy dường như đô ̣ lún trong sét dẻo lớn hơn ở trong sét cứng và đất dính Các số liê ̣u được Peck đưa ra chỉ cho thấy cách đánh giá

độ lún xảy ra trong lớp sét mềm

Hình 2.9 Biểu đồ thực nghiê ̣m để dự tính độ lún

của đất quanh hố đào (Peck 1969)

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

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

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

H đô ̣ sâu đáy hố móng

S là khoảng cách từ điểm dự tính lún tới vách hố móng

δ đô ̣ lún cần tính

2.4.2.2 PHƯƠNG PHÁP CỦA BOWLES (1988)

Bowles chấp nhâ ̣n hợp lí giữa số liê ̣u lún tính toán được và các số đo ở hiê ̣n trường được tiến hành theo các bước sau:

1) Xác đi ̣nh chuyển di ̣ch của tường chắn trên 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 trên, xác định thể tích vùngdịch chuyển

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

a) Xác đi ̣nh chiều sâu hố móng Hw;

b) Xác đi ̣nh chiều sâu dưới đáy hố móng :

+ khi φ = 0, Hp = B

+ khi φ >1, Hp = 0,5B tg(45o + φ/2)

Từ đó : Ht =Hw + Hp

Trong đó B : bề rô ̣ng hố đào

φ : góc ma sát trong của đất

c) Tính toán gần đúng khoảng cách của vùng ảnh hưởng D theo công thức :

Hình 2.10 Độ lún đất nền theo phương pháp của Bowles

2.4.3 CHUYỂN VI ̣ CỦA ĐÁY HỐ ĐÀO

Hình 2.11 Hiê ̣n tượng chuyển vi ̣ đáy hố đào

Các nguyên nhân là : + Do sự dỡ tải

+ Do chuyển vi ̣ ngang của phần tường chắn cắm trong đất + Do sự đẩy trồi đáy hố móng

Woo và Mor (1993) căn cứ vào số liê ̣u quan trắc từ mô ̣t số dự án hố đào sâu và đưa ra biểu đồ quan hê ̣ giữa chuyển vi ̣ đáy hố đào và chiều sâu hố đào

Hình 2.12 Quan hê ̣ giữa chuyển vi ̣ đáy hố đào và chiều sâu hố đào theo Woo

và Mor (1993)

2.5 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐI ̣NH ÁP LỰC TÁC ĐỘNG LÊN KẾT CẤU CHẮN GIỮ (TÍNH TOÁN VỀ CƯỜNG ĐỘ)

2.5.1 TÍNH ÁP LỰC ĐẤT THEO THUYẾT RANKINE

2.5.1.1 NGUYÊN LÍ CƠ BẢN CỦA LÍ THUYẾT RANKINE

Lý thuyết cân bằng giới ha ̣n của đất :

𝝈𝟑 = 𝝈𝟏𝒕𝒂𝒏𝟐(𝟒𝟓𝒐 −𝝋

𝟐) − 𝟐𝒄𝒕𝒂𝒏(𝟒𝟓𝒐 −𝝋

𝟐) (2.23)

σ1 : ứng suất chính lớn nhất của mô ̣t điểm nào đó trong đất

σ3: ứng suất chính nhỏ nhất của mô ̣t điểm nào đó trong đất

c : lực kết dính của đất

φ : góc ma sát trong của đất

Khi thể đất Ở vào tra ̣ng thái cân bằng đàn hồi ta có :

σz = γ.z

σx = Ko.γ.z Khi σz không đổi, σx giảm nhỏ dần vòng tròn ứng suất O1 tiếp xúc với đường bao cường đô ̣ thể đất đa ̣t đến cân bằng giới ha ̣n, σz và σx lần lượt là ứng suất chính lớn nhất và nhỏ nhất khi đó ta có tra ̣ng thái chủ đô ̣ng Rankine trong thể đất hai tổ hợp mă ̣t trượt làm thành góc ke ̣p 45 + φ/2 với mă ̣t phẳng ngang

Khi σz không đổi, σx tăng lớn dần vòng tròn ứng suất O3 cũng tiếp xúc với đường bao cường đô ̣ thể đất đa ̣t đến cân bằng giới ha ̣n Khi đó σz là ứng suất chính nhỏ nhất còn σx

là ứng suất chính lớn nhất trong thể đất Hai tổ mă ̣t trượt làm thành góc 45 - φ/2 với mă ̣t phẳng nằm ngang khi đó ta có tra ̣ng thái bi ̣ đô ̣ng Rankine

Hình 2.13 Trạng thái chủ động và bi ̣ động Rankine

2.5.1.2 ÁP LỰC CHỦ ĐỘNG

a) Ti ́nh áp lực chủ đô ̣ng mô ̣t lớp :

Giả thiết kèm theo là khi lưng tường là thẳng đứng mă ̣t đất lấp là nằm ngang thì có thể vâ ̣n du ̣ng lí thuyết cân bằng giới ha ̣n để tính áp lực chủ đô ̣ng

Khi đó σ3 = Pa, σ1 = γ.z thay vào công thức cân bằng giới ha ̣n ta sẽ có công thức tính áp lực đất chủ đô ̣ng Rankine :

𝑷𝒂 = 𝛄 × 𝐳 × 𝒕𝒂𝒏𝟐(𝟒𝟓𝒐−𝝋

𝟐) − 𝟐𝒄𝒕𝒂𝒏(𝟒𝟓

𝒐−𝝋

𝟐) = 𝛄 × 𝐳 × 𝐊𝒂 − 𝟐𝒄√𝐊𝒂