Ngoài ra, tác giả còn thiết lập sự tương quan giữa mô đun biến dạng của đất sét yếu ở Tp.HCM theo thí nghiệm xuyên tĩnh với kết quả thí nghiệm trong phòng... Từ đó, rút ra được thông số
Trang 1CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
-—&– -
Thầy hướng dẫn 1: TS CHÂU NGỌC ẨN
Thầy hướng dẫn 2: TS VÕ PHÁN
Cán bộ chấm nhận xét 1:GS.TSKH NGUYỄN VĂN THƠ
Cán bộ chấm nhận xét 2: TS TRÀ THANH PHƯƠNG
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại: HĐ CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 11 tháng 11 năm 2005
Trang 2ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập – Tự do – Hạnh Phúc
Tp.HCM, ngày ……tháng … năm 2005
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: HOÀNG THẾ THAO Phái: Nam
Ngày tháng năm sinh: 08/08/1980 Nơi sinh: Quảng Nam
Chuyên ngành: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU MSHV: 00903231
I TÊN ĐỀ TÀI:
PHÂN TÍCH ỨNG XỬ GIỮA ĐẤT VÀ TƯỜNG CÔNG TRÌNH TRẠM BƠM NGẦM KÊNH NHIÊU LỘC – THỊ NGHÈ TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐÀO ĐẤT
II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
1 NHIỆM VỤ:
Phân tích ứng xử giữa đất và tường công trình trạm bơm ngầm kênh Nhiêu lộc – Thị nghè trong quá trình thi công đào đất
2 NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU:
Chương 1: Tổng quan về tường chắn để ổn định khối đất và hố đào
Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính toán tường chắn và hố đào được ổn định bằng tường
chắn
Chương 3: Thí nghiệm xác định các thông số của đất phục vụ cho tính toán và thiết lập
sự tương quan giữa mô đun biến dạng của đất ở Tp HCM theo thí nghiệm xuyên tĩnh với kết quả thí nghiệm trong phòng
Chương 4: Phân tích ứng xử giữa đất và tường công trình trạm bơm ngầm kênh Nhiêu
Lộc - Thị Nghè và công trình tương tự trong quá trình thi công đào đất
Kết luận và kiến nghị
III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 17/01/2005
IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/09/2005
V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS CHÂU NGỌC ẨN
TS VÕ PHÁN
CB HƯỚNG DẪN 1 CB HƯỚNG DẪN 2 BM QUẢN LÝ CHUYÊN
NGÀNH
TS CHÂU NGỌC ẨN TS VÕ PHÁN TS VÕ PHÁN
Nội dung và đề cương Luận văn Thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH KHOA QUẢN LÝ NGÀNH
Trang 3LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ này được hoàn thành không những nhờ vào nỗ lực của bản thân tác giả mà còn nhờ sự hướng dẫn nhiệt tình của quí thầy cô, sự động viên giúp đỡ của gia đình, đồng nghiệp và bạn bè thân hữu
Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến thầy TS Châu Ngọc Ẩn và thầy TS Võ Phán đã giúp đỡ, chỉ dẫn cặn kẽ trong thời gian thực hiện
luận văn, giúp cho tác giả có được những kiến thức quý báu và phương pháp luận, làm nền tảng cho việc học tập, nghiên cứu về sau
Xin chân thành cảm quí thầy, cô ngành Công trình trên đất yếu đã nhiệt tình dạy bảo chúng em trong thời gian qua
Xin chân thành cảm ơn quí thầy, cô trong bộ môn Địa Cơ Nền Móng đã quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất trong thời gian tác giả thực hiện luận văn thạc sĩ này
Và cuối cùng xin cảm ơn gia đình và các bạn bè thân hữu đã động viên, giúp đỡ trong thời gian vừa qua
Trang 4TÓM TẮT LUẬN VĂN
TÊN ĐỀ TÀI: “ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ GIỮA ĐẤT VÀ TƯỜNG CÔNG TRÌNH TRẠM BƠM NGẦM KÊNH NHIÊU LỘC-THỊ NGHÈ TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐÀO ĐẤT”
TÓM TẮT:
Để thi công được hố đào có tường chắn với kích thước tương đối lớn và sâu, nằm trên một địa hình, địa chất phức tạp, về mặt tổ chức và kỹ thuật thi công gặp nhiều khó khăn Các nhà thiết kế và các nhà thầu thi công làm việc trong điều kiện hạn chế: một mặt phải đảm bảo chất lượng cho công trình, mặt khác phải thỏa mãn cho các công trình kế cận, vì yêu cầu xây dựng bể chứa không được gây ra bất cứ một hậu quả nào cho công trình lân cận
Hiện nay và trong tương lai, ở nước ta nói chung và Tp Hồ Chí Minh nói riêng, có rất nhiều công trình ngầm đang và sẽ được xây dựng như tầng hầm của các nhà cao tầng, các hồ xử lý nước thải, các bể chứa nước ngầm…
Vì vậy, tác giả tham gia nghiên cứu lĩnh vực này thông qua đề tài luận văn:
“ Phân tích ứng xử giữa đất và tường công trình trạm bơm ngầm kênh Nhiêu
Lộc – Thị Nghè trong quá trình thi công đào đất” Với nội dung chính được
nghiên cứu trong luận văn gồm các vấn đề sau:
- Giới thiệu về hố đào được ổn định bằng tường chắn và một số nghiên cứu về hố đào trên thế giới và trong nước
- Tác giả nêu một số lý thuyết tính toán hố đào có tường chắn phổ biến hiện nay và từ đó chọn một phương pháp hợp lý nhất cho việc phân tích tính toán
- Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ học và vật lý của đất để có dữ liệu đầu vào phục vụ cho tính toán Ngoài ra, tác giả còn thiết lập sự tương quan giữa mô đun biến dạng của đất sét yếu ở Tp.HCM theo thí nghiệm xuyên tĩnh với kết quả thí nghiệm trong phòng
Trang 5- Tác giả đi sâu nghiên cứu ứng xử giữa đất và tường trong quá trình thi công đào đất, so sánh kết quả tính toán và kết quả đo thực ngoài hiện trường Từ đó, rút ra được thông số hiệu chỉnh cho phương pháp tính toán tường chắn tương tự và tìm được bán kính vùng ảnh hưởng theo chiều sâu trong quá trình thi công đào đất
Từ những kết quả nghiên cứu được tác giả đưa ra những nhận xét, kết luận và hướng nghiên cứu tiếp theo về vấn đề này
Trang 6MỤC LỤC
Mục lục
MỞ ĐẦU 1
Chương 1 - TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG CHẮN ĐỂ ỔN ĐỊNH KHỐI ĐẤT VÀ HỐ ĐÀO 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỐ ĐÀO ĐƯỢC ỔN ĐỊNH BẰNG TƯỜNG CHẮN 6
5 1.1.1 Các dạng tường chắn giữ hố đào 5
1.1.2 Giới thiệu một số công trình hố đào được ổn định bằng tường chắn theo hướng nghiên cứu của đề tài 7
1.1.2.1 Cao ốc Harbour View 8
1.1.2.2 Trụ sở Vietcombank Hà Nội 10
1.1.2.3 Công trình 25 Láng Hạ – Hà Nội 10
1.1.3 Một số nghiên cứu trên thế giới và trong nước về hố đào được ổn định bằng tường chắn theo hướng của đề tài 12
1.1.3.1 Trong nước 12
1.1.3.2 Trên thế giới 13
1.2 CÔNG TRÌNH TIẾP CẬN ĐƯỢC NGHIÊN CỨU TRONG ĐỀ TÀI NÀY 14
1.2.1 Giới thiệu công trình Trạm bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè 15
1.1.2.1 Kích thước của tường chắn 15
1.1.2.2 Hệ thanh chống 22
1.2.2 Phương pháp thi công 24
1.2.2.1 Thi công lớp 1 24
1.2.2.2 Thi công lớp 2 25
1.2.2.3 Thi công lớp 3 25
1.2.2.4 Thi công lớp 4 26
1.2.2.5 Thi công lớp 5 27
Trang 71.2.2.6 Thi công lớp 6 27
1.2.2.7 Thi công lớp 6 28
1.2.2.8 Thi công hệ đà bê tông cốt thép 1 và 2 28
1.2.3 Hạ mực nước ngầm 29
1.2.4 Đo đạt kiểm tra trong quá trình thi công 30
Chương 2 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TƯỜNG CHẮN VÀ HỐ
……… ĐÀO ĐƯỢC ỔN ĐỊNH BẰNG TƯỜNG CHẮN 2.1 TÍNH ÁP LỰC NGANG CỦA ĐẤT TÁC DỤNG LÊN TƯỜNG 31
2.1.1 Lý thuyết Mohr – Rankine 32
2.1.2 Lý thuyết Coulomb 35
2.1.3 Lý thuyết cân bằng giới hạn điểm 42
2.1.4 Áp lực ngang của đất lên công trình thực 45
2.2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TƯỜNG TRONG ĐẤT 46
2.2.1 Những phương hướng tính toán tường nói chung 47
2.2.2 Những phương pháp tính toán tường trong đất 50
2.2.2.1 Những phương pháp giải tích tính toán tường trong đất 50
2.2.2.2 Phương pháp phần tử hữu hạn và phần mềm tính toán địa kỹ thuật 60
2.2.2.3 Lý thuyết tính toán ổn định tổng thể cho cả hệ tường và khối đất trước và sau tường 69
Chương 3 - THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CỦA ĐẤT PHỤC VỤ
DẠNG CỦA ĐẤT Ở TP HCM THEO THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH VỚI KẾT
……… QUẢ THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG
Trang 83.1 THÍ NGHỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ - LÝ CỦA ĐẤT VÀ TỔNG HỢP ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH TRẠM BƠM NGẦM KÊNH NHIÊU LỘC - THỊ NGHÈ
PHỤC VỤ CHO PHÂN TÍCH VÀ TÍNH TOÁN 75
3.1.1 Mục đích thí nghiệm 75
3.1.2 Các thông số cần thí nghiệm phục vụ cho tính toán 75
3.1.3 Thí nghiệm nén ba trục 3.1.3.1 Giới thiệu 76
3.1.3.2 Trình tự thí nghiệm nén ba trục theo sơ đồ cố kết – cắt không thoát nước (C-U) 77
3.1.3.3 Cơ sở tính toán các kết quả thí nghiệm 82
3.1.4 Kết quả thí nghiệm nén ba trục theo sơ đồ thí nghiệm C-U 3.1.4.1 Kết quả thí nghiệm lớp đất số 1 84
3.1.4.2 Kết quả thí nghiệm lớp đất số 2 87
3.1.4.3 Kết quả thí nghiệm lớp đất số 3 89
3.1.4.4 Kết quả thí nghiệm lớp đất số 4 91
3.1.5 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ học và vật lý của đất công trình trạm bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè 93
3.2 THIẾT LẬP SỰ TƯƠNG QUAN GIỮA MÔ ĐUN BIẾN DẠNG CỦA ĐẤT Ở TP HCM THEO THÍ NGHIỆM XUYÊN TĨNH VỚI KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG 3.2.1 Ý nghĩa khoa học 92
3.2.2 Mô tả thiết bị xuyên tĩnh và phương pháp thí nghiệm 95
3.2.2.1 Mô tả thiết bị xuyên 95
3.2.2.2 Vận hành thiết bị xuyên 95
3.2.2.3 Tính toán số liệu theo tính năng của máy 97
3.2.3 Cơ sở lý thuyết 97
Trang 93.2.3.1 Xác định mô đun biến dạng của đất dựa vào kết quả thí nghiệm nén cố
kết (nén một trục không nở hông 97
3.2.3.2 Xác định mô đun biến dạng của đất dựa vào kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT) 97
3.2.4 Kết quả thí nghiệm và thiết lập sự tương quan giữa mô đun biến dạng đất ở Tp.HCM theo thí nghiệm xuyên tĩnh với kết quả thí nghiệm trong phòng 98
3.2.4.1 Đất sét trạng thái dẻo chảy 99
3.2.4.2 Đất sét trạng thái dẻo chảy 100
3.2.4.3 Đất sét trạng thái dẻo chảy 102
3.3 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 103
3.3.1 Nhận xét về địa chất công trình trạm bơm ngầm Kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè 103
3.3.2 Sự tương quan giữa mô đun biến dạng của đất ở Tp HCM theo thí nghiệm xuyên tĩnh với kết quả thí nghiệm trong phòng 104
3.3.3 Giải thích 104
Chương 4 - PHÂN TÍCH ỨNG XỬ GIỮA ĐẤT VÀ TƯỜNG CÔNG TRÌNH TRẠM BƠM NGẦM KÊNH NHIÊU LỘC - THỊ NGHÈ VÀ CÔNG TRÌNH TƯƠNG TỰ ……… TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG ĐÀO ĐẤT 4.1 MỤC ĐÍCH 105
4.2 LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP VÀ CÔNG CỤ TÍNH TOÁN 105
4.3 PHÂN TÍCH ỨNG XỬ GIỮA ĐẤT VÀ TƯỜNG CÔNG TRÌNH TRẠM BƠM NGẦM KÊNH NHIÊU LỘC – THỊ NGHÈ 106
4.3.1 Sơ đồ tính toán 106
4.3.2 Các thông số đầu vào 107
4.3.2.1 Tải trọng tác dụng 107
4.3.2.2 Các thông số về đất 107
Trang 104.3.2.3 Các thông số về thanh chống 108
4.3.2.4 Các thông số về tường 109
4.3.2.5 Các thông số về tường 109
4.3.3 Kết quả tính toán 110
4.3.4 So sánh các kết quả giữa số liệu đo thực tế và lý thuyết tính toán 114
4.3.5 Thiết lập công thức xác định thông số hiệu chỉnh chuyển vị ngang của tường
117 4.3.5.1 Cơ sở lý luận để xác định thông số λ u 118
4.3.5.2 Số liệu tính toán 119
4.3.5.3 Biểu đồ quan hệ giữa u l /u T và z i /L 120
4.3.5.4 Công thức hiệu chỉnh λ u 120
4.3.6 Tìm vùng ảnh hưởng của hố đào có tường chắn đến công trình kế cận 121
4.4 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN CHƯƠNG 4 124
4.4.1 Nhận xét và kết luận 124
4.4.2 Nguyên nhân gây sai số 125
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 126
Các công trình tác giả đã công bố 128
Tài liêu tham khảo 129
Trang 11CÁC BẢNG BIỂU
Chương 3
1 Bảng 3.1: Kết quả thí nghiệm nén ba trục theo sơ đồ C-U (Mẫu: L1- ND1)
2 Bảng 3.2: Kết quả thí nghiệm nén ba trục theo sơ đồ C-U(Mẫu: L2- ND1)
3 Bảng 3.3: Kết quả thí nghiệm nén ba trục theo sơ đồ C-U (Mẫu: L3- ND1)
4 Bảng 3.4: Kết quả thí nghiệm nén ba trục theo sơ đồ C-U (Mẫu: L4- ND1)
5 Bảng 3.5: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ học và vật lý của đất
6 Bảng 3.6: Hệ số hiệu chỉnh α theo loại đất và trạng thái của đất [3]
7 Bảng 3.7: Kết quả thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm xuyên tĩnh của đất
sét trạng thái dẻo chảy
8 Bảng 3.8: Kết quả thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm xuyên tĩnh của đất
sét trạng thái dẻo mềm
9 Bảng 3.9: Kết quả thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm xuyên tĩnh của đất
sét trạng thái dẻo cứng
10 Bảng 3.10: Sự tương quan giữa mô đun biến dạng E của đất theo thí nghiệm
xuyên tĩnh với kết quả thí nghiệm trong phòng
Chương 4
11 Bảng 4.1: Các thông số địa chất phục vụ cho tính toán bằng phần mềm Plaxis
12 Bảng 4.2: Các thông số của thanh chống phục vụ cho tính toán bằng phần
mềm Plaxis
13 Bảng 4.3: Các thông số của tường chắn phục vụ cho tính toán bằng phần mềm
Plaxis
14 Bảng 4.4: Lực dọc trong thanh chống trong quá trình thi công đào đất của mô
đun tường có vị trí quan sát NC2
15 Bảng 4.5: Chuyển vị ngang lớn nhất của tường trong từng giai đoạn thi công
đào đất theo phương pháp đo thực[15] và tính toán lý thuyết
16 Bảng 4.6: Hệ số hiệu chỉnh mô đun biến dạng của đất
17 Bảng 4.7: Bán kính vùng ảnh hưởng trong từng giai đoạn thi công đào đất
Trang 12CÁC HÌNH VẼ
Chương 1
1 Hình 1 : Vị trí xây dựng công trình Trạm bơm ngầm kênh Nhiêu lộc – Thị Nghè
2 Hình 1.1: Công trình Cao ốc Harbour View trong lúc đang xây dựng
3 Hình 1.2: Thi công tường dẫn công trình cao ốc Harbour View – Tp HCM
4 Hình 1.3: Thi công top-down công trình cao ốc Harbour View – Tp HCM
5 Hình 1.4: Lắp đặt lồng thép của tường công trình cao ốc Harbour View
6 Hình 1.5 Hệ giằng chống tường trong đất công trình 25 – Láng Hạ – Hà Nội
7 Hình 1.6: Tổng thể trạm bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè
8 Hình 1.7: Mặt bằng trạm bơm
9 Hình 1.8 Lắp đặt cốt thép tường dẫn đê thi công tường chắn
10 Hình 1.9: Tường dẫn tại vị trí góc
11 Hình 1.10: Chuẩn bị gầu đào
12 Hình 1.11: Tạo lỗ thi công tường chắn
13 Hình 1.12: Hố đào của tường chắn
14 Hình 1.13: Nối cốt thép cho lồng thép của từng Panel tường
15 Hình 1.14 Lồng thép có chừa lỗ để cho cống thu nước
16 Hình 1.15: Đặt thép góc tại vị trí panel góc L
17 Hình 1.16:Thiết bị để tạo mối nối giữa hai panel có tăng cường đường viền thấm
18 Hình 1.17: Lắp đặt tại vị trí mối nối
19 Hình 1.18: Đổ bê tông tường chắn
20 Hình 1.19 Các lớp thanh chống
21 Hình 1.20 Hệ thanh chống
22 Hình 1.21 Hệ kích tay quay
23 Hình 1.22: Hệ kích thủy lực sau khi đã tăng tải
24 Hình 1.23: Thi công lớp 1
25 Hình 1.24: Thi công lớp 2
Trang 1326 Hình 1.25: Thi công lớp 3
27 Hình 1.26: Thi công lớp 4
28 Hình 1.27: Thi công đào đất lớp 4
29 Hình 1.28: Thi công đào đất lớp 5
30 Hình 1.29: Thi công lớp 6
31 Hình 1.30: Đỗ bê tông nền trạm bơm
32 Hình 1.31: Thi công hệ đà bê tông cốt thép 1 (R/C STRUT 1)
33 Hình 1.32: Thi công hệ đà bê tông cốt thép 2 (R/C STRUT 2)
34 Hình 1.33 Thi công đà và sàn bê tông cố định ở cao trình ±0.00m
35 Hình 1.34: Các vị trí đo chuyển vị trong tường
36 Hình 1.35 : Kiểm tra nội lực trong thanh chống
Chương 2
37 Hình 2.1: Lý thuyết nêm của Coulomb
38 Hình 2.2: Mặt phá hoại cong do ma sát của tường
39 Hình 2.3: Lý thuyết Coulomb trong điều kiện không thoát nước
40 Hình 2.4: Aùp lực bị động trong điều kiện thoát nước
41 Hình 2.5: Phân tố đất sau tường
42 Hình 2.6: Xác định tâm xoay của tường dựa vào áp lực đất
43 Hình 2.7: Mô hình nền Winkler
44 Hình 2.8: Sơ đồ tính toán theo các giai đoạn thi công
45 Hình 2.9 Sơ đồ tính toán của phương pháp đàn hồi
46 Hình 2.10: Các mặt bao phá hoại Mohr – Coulomb trong không gian ứng suất chính
47 Hình 2.11: Đặc trưng của đường biến dạng tổng của mô hình Soft-Soil
48 trong không gian ứng suất chính
49 Hình 2.12: Phương pháp phân mảnh
Trang 14Chương 3
50 Hình 3.1: Thiết bị thí nghiệm nén ba trục
51 Hình 3.2: Buồng nén mẫu
52 Hình 3.3: Các trạng thái ứng suất của mẫu đất [8]
53 Hình 3.4: Mẫu thí nghiệm
54 Hình 3.5: Mũi xuyên tĩnh
55 Hình 3.6: Tác giả và đội xuyên tĩnh tại hiện trường
Chương 4
56 Hình 4.1: Tường chắn và các thanh chống [15]
57 Hình 4.2: Mô hình bài toán bằng phần mềm Plaxis 7.42
58 Hình 4.3: Kết quả lún của tường và đất trong thời gian 12 tháng
59 Hình 4.4a: Vùng chuyển dịch của đất nền (t>5.08mm) lúc đào xong lớp 1
60 Hình 4.4a: Vùng chuyển dịch của đất nền (t>5.08mm) lúc đào xong lớp 6
Trang 15CÁC BIỂU ĐỒ
Chương 1
1 Biểu đồ 1.1: Biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị ngang và bề dày của tường
2 Biểu đồ 1.2: Đường cong thiết kế cho chuyển dịch tường lớn nhất
Chương 2
3 Biểu đồ 2.1: Sự thay đổi áp lực ngang của đất theo độ dịch chuyển của vật chắn
4 Biểu đồ 2.2: Các trạng thái cân bằng giới hạn dẻo của Rankine
5 Biểu đồ 2.3: Vòng tròn Morh cho áp lực chủ động trong đất dính
6 Biểu đồ 2.4: Chuyển vị vị trí tường cần để đất đạt trạng thái cân bằng dẻo
7 Biểu đồ 2.5: Sơ đồ tính toán chính xác theo phương pháp Sachipana
8 Biểu đồ 2.6: Sơ đồ tính gần đúng theo phương pháp Sachipana
9 Biểu đồ 2.7: Sơ đồ tính khác gần đúng theo phương pháp Sachipana
10 Biểu đồ 2.9: Quan hệ lôga giữa biến dạng thể tích và ứng suất trung bình
11 Biểu đồ 2.10: Mặt biến dạng của mô hình Soft - Soil trong mặt phẳng p’-q
Chương 3
12 Biểu đồ 3.1a: Quan hệ giữa độ lệch ứng suất q=σ1-σ3 (kPa) với độ biến dạng ε
13 Biểu đồ 3.1a: Quan hệ giữa áp lực nước lỗ rỗng u(kPa) với độ biến dạng ε
14 Biểu đồ 3.2: Biểu đồ sức chống cắt của đất
15 Biểu đồ 3.3a: Quan hệ giữa độ lệch ứng suất q=σ1-σ3 (kPa) với độ biến dạng ε
16 Biểu đồ 3.3a: Quan hệ giữa áp lực nước lỗ rỗng u(kPa) với độ biến dạng ε
17 Biểu đồ 3.4: Biểu đồ sức chống cắt của đất
18 Biểu đồ 3.5a: Quan hệ giữa độ lệch ứng suất q=σ1-σ3 (kPa) với độ biến dạng ε
19 Biểu đồ 3.5a: Quan hệ giữa áp lực nước lỗ rỗng u(kPa) với độ biến dạng ε
20 Biểu đồ 3.6: Biểu đồ sức chống cắt của đất
21 Biểu đồ 3.7a: Quan hệ giữa độ lệch ứng suất q=σ1-σ3 (kPa) với độ biến dạng ε
Trang 1622 Biểu đồ 3.7a: Quan hệ giữa áp lực nước lỗ rỗng u(kPa) với độ biến dạng ε
23 Biểu đồ 3.8: Biểu đồ sức chống cắt của đất
24 Biểu đồ 3.9a: Sự quan hệ giữa mô đun biến dạng của đất sét, trạng thái dẻo
chảy theo thí nghiệm xuyên tĩnh và thí nghiệm trong phòng với độ sâu z
25 Biểu đồ 3.9b: Biểu đồ quan hệ giữa tỉ số E (CPT)/ E (oed) theo độ sâu z của
đất sét, trạng thái dẻo chảy
26 Biểu đồ 3.10: Sự tương quan giữa mô đun biến dạng của đất sét, trạng thái dẻo
chảy theo thí nghiệm xuyên tĩnh với kết quả thí nghiệm trong phòng
27 Biểu đồ 3.11a: Sự quan hệ giữa mô đun biến dạng của đất sét, trạng thái dẻo
mềm theo thí nghiệm xuyên tĩnh và thí nghiệm trong phòng với độ sâu z
28 Biểu đồ 3.11b: Biểu đồ quan hệ giữa tỉ số E (CPT)/ E (oed) theo độ sâu z của
đất sét, trạng thái dẻo mềm
29 Biểu đồ 3.11b: Biểu đồ quan hệ giữa tỉ số E (CPT)/ E (oed) theo độ sâu z của
đất sét, trạng thái dẻo mềm
30 Biểu đồ 3.13a: Sự quan hệ giữa mô đun biến dạng của đất sét, trạng thái dẻo
cứng theo thí nghiệm xuyên tĩnh và thí nghiệm trong phòng với độ sâu z
31 Biểu đồ 3.13b: Biểu đồ quan hệ giữa tỉ số E (CPT)/ E (oed) theo độ sâu z của
đất sét, trạng thái dẻo cứng
32 Biểu đồ 3.14: Sự tương quan giữa mô đun biến dạng của đất sét, trạng thái dẻo
cứng theo thí nghiệm xuyên tĩnh với kết quả thí nghiệm trong phòng
Chương 4
33 Biểu đồ 4.1a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 1
34 Biểu đồ 4.1b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 1
Trang 1735 Biểu đồ 4.2a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 2
36 Biểu đồ 4.2b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 2
37 Biểu đồ 4.3a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 3
38 Biểu đồ 4.3b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 3
39 Biểu đồ 4.4a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 4
40 Biểu đồ 4.4b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 4
41 Biểu đồ 4.5a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 5
42 Biểu đồ 4.5b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 5
43 Biểu đồ 4.6a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 6
44 Biểu đồ 4.6b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 6
45 Biểu đồ 4.7a: Mô men của tường lúc đào xong lớp 6
46 Biểu đồ 4.7b: Mô men của tường lúc kích lực lớp 6
47 Biểu đồ 4.8a: Lực cắt của tường lúc đào xong lớp 6
48 Biểu đồ 4.8b: Lực cắt của tường lúc kích lực lớp 6
49 Biểu đồ 4.9a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 1
50 Biểu đồ 4.9b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 1
51 Biểu đồ 4.10a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 2
52 Biểu đồ 4.10b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 2
53 Biểu đồ 4.11a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 3
54 Biểu đồ 4.11b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 3
55 Biểu đồ 4.12a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 4
56 Biểu đồ 4.12b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 4
57 Biểu đồ 4.13a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 5
58 Biểu đồ 4.13b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 5
59 Biểu đồ 4.14a: Chuyển vị ngang của tường lúc đào xong lớp 6
60 Biểu đồ 4.14b: Chuyển vị ngang của tường lúc kích lớp 6
61 Biểu đồ 4.15: Biểu đồ quan hệ giữa λu và z/L
62 Biểu đồ 4.16: Biểu đồ quan hệ giữa (R/u) và (zi/L)
Trang 181
MỞ ĐẦU
Hiện nay, trên Thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, môi trường là vấn đề quan tâm hàng đầu các các nhà chức trách Tại các đô thị lớn, các khu công nghiệp, khu chế xuất, nhà máy… ô nhiễm môi trường là điều khó tránh khỏi, đặc biệt là ô nhiễm do nguồn nước thải từ các nhà máy của khu công nghiệp, nước thải sinh hoạt từ các hộ dân cư của các khu đô thị vv… Và vấn đề ô nhiễm tại thành phố Hồ Chí Minh cũng đã đến mức báo động Để giải quyết tình trạng này, chính phủ và thành phố đã đầu tư rất nhiều tiền, của để cho thành phố ngày càng sạch đẹp, trong lành hơn Dự án xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc- Thị Nghè là một công trình trọng điểm về bảo vệ môi trường của thành phố, và
“Trạm bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè” là một hạng mục quan trọng của
dự án này
Hình 1 : Vị trí xây dựng công trình Trạm bơm ngầm kênh Nhiêu lộc – Thị Nghè
Giới thiệu khái quát về hệ thống xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè:
Trang 192
Kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè chảy qua các quận của Tp Hồ Chí Minh như: Quận Tân Bình (Bắt đầu từ đường Hoàng Việt – Tân Bình) - Quận 3- Quận
1 – Quận Bình Thạnh và đổ ra sông Sài Gòn
Trước đây, dọc theo kênh là các nhà ổ chuột nên nước và rác thải từ nhà dân đổ trực tiếp xuống kênh, nước bị ối đọng không chảy được gây ô nhiễm môi trường trầm trọng
Sau khi kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè được giải tỏa nhà hai bên và được nạo vét thì dòng chảy được khai thông Tuy nhiên, nước kênh vẫn bị ô nhiễm nặng do nước thải từ nhà dân hai bên chảy trực tiếp ra kênh
Vì vậy, dự án xử lý nước thải kênh Nhiêu Lộc- Thị Nghè là làm hệ thống cống ngầm đường kính khoảng 3m chạy dọc dưới dòng kênh nhằm để thoát nước thải của nhà dân Nước thải này được chảy về bể chứa ngầm kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè, được xử lý và bơm ra sông Sài Gòn
Hạng mục Trạm Bơm Ngầm Kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè nhằm thu nước từ hệ thống cống ngầm Để có thể thu được nước (nước chảy tự do từ đầu kênh về đến bể chứa) thì bể chứa này phải đủ lớn và sâu
Để thi công được bể chứa có kích thước tương đối lớn và sâu, nằm trên một địa hình, địa chất phức tạp, về mặt tổ chức và kỹ thuật thi công gặp nhiều khó khăn Các nhà thiết kế và các nhà thầu thi công làm việc trong điều kiện hạn chế: một mặt phải đảm bảo chất lượng cho công trình, mặt khác phải thỏa mãn cho các công trình kế cận, vì yêu cầu xây dựng bể chứa không được gây ra bất cứ một hậu quả nào cho công trình lân cận Các vấn đề đề cập bao gồm:
- Xem xét các phương pháp dự đoán chuyển dịch đất trong quá trình đào và các tác động của nó tới các công trình kế cận
- Phương pháp xây dựng làm giảm nhẹ sự dịch chuyển đất
- Các vấn đề liên quan đến việc kiểm soát đất hố đào và các tác động của nó
Trang 203
Hiện nay và trong tương lai, ở nước ta nói chung và Tp Hồ Chí Minh nói riêng, có rất nhiều công trình ngầm đang và sẽ được xây dựng như tầng hầm của các nhà cao tầng, các hồ xử lý nước thải, các bể chứa nước ngầm…
Vì vậy, tính cấp thiết của đề tài “ Phân tích ứng xử giữa đất và tường
công trình trạm trạm bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè trong quá trình thi công đào đất” của tác giả nhằm các mục đích sau đây:
1 Phân tích đánh giá ứng xử giữa đất và tường trong quá trình thi công đào đất
2 So sánh kết quả từ lý thuyết tính toán và số liệu đo đạc được từ thực tế
3 Từ đó rút ra được các thông số hiệu chỉnh cho việc tính toán tường
chắn tương tự
4 Xem xét các phương pháp dự đoán chuyển dịch đất trong quá trình đào
và các tác động của nó tới các công trình kế cận
Để thực hiện các nhiệm vụ nêu trên, phương pháp nghiên cứu được lựa
chọn:
- Nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu về cơ sở lý thuyết của tường chắn
- Thí nghiệm trong phòng: Trong quá trình thi công đào đất, tác giả lấy
mẫu nguyên trạng về phòng thí nghiệm để xác định các chỉ tiêu vật lý và cơ học của đất Nhằm bổ sung các dữ liệu đầu vào phục vụ cho tính toán mà hồ sơ khảo sát địa chất trước đây còn thiếu
- Thí nghiệm hiện trường: Trong thời gian thực hiện đề tài, tác giả khảo
sát đất bằng phương pháp xuyên tĩnh ở một số quận, huyện trong Tp Hồ Chí Minh Từ những kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh kết hợp với các tài liệu khảo sát địa chất công trình, tác giả thiết lập sự tương quan giữa mô đun biến dạng của đất ở Tp HCM theo thí nghiệm xuyên tĩnh với kết quả thí nghiệm trong phòng
Trang 21Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài nghiên cứu:
1 Dựa vào số liệu đo đạt được trong quá trình thi công đào đất, phân tích để tìm được được phương pháp tính toán hợp lý nhất cho các công trình tương tự ở khu vực ở Tp Hồ Chí Minh
2 Xác định được thông số hiệu chỉnh cho việc tính toán các công trình hố đào có tường chắn tương tự
3 Xác định được vùng ảnh hưởng của đào đất đến các công trình lân cận và các phương pháp xây dựng nhằm làm giảm nhẹ sự dịch chuyển đất
4 Thiết lập sự tương quan giữa mô đun biến dạng của đất ở Tp.HCM theo thí nghiệm xuyên tĩnh với thí nghiệm trong phòng Từ đó giúp người thiết kế có thể chỉ dựa vào kết quả thí nghiệm trong phòng sẽ suy ra được sơ bộ mô đun biến dạng theo thí nghiệm xuyên tĩnh ngoài hiện trường
Một số nghiên cứu đã công bố:
Trong thời gian nghiên cứu thực hiện luận văn thạc sĩ, tác giả đã thực hiện và tham gia một số bài báo, hội nghị đăng trên các tạp chí khoa học chuyên ngành như:
1 Hoàng Thế Thao, Châu Ngọc Aån, Võ Phán (2005), Phân tích ứng xử giữa
đất và tường công trình trạm trạm bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè trong quá trình thi công đào đất, Hội nghị khoa học trẻ Bách Khoa lần 5,
2005
Trang 225
2 Hoàng Thế Thao, Châu Ngọc Aån, Võ Phán (2005), Thiết lập sự tương
quan giữa sức chống cắt không thoát nước (s u ) của đất sét yếu ở Tp.HCM theo thí nghiệm xuyên tĩnh với kết quả thí nghiệm trong phòng, Hội nghị
khoa học công nghệ Trường ĐH Bách Khoa lần thứ 10, 2005
3 Võ Phán, Hoàng Thế Thao, Đỗ Thanh Hải (2005), Thiết lập sự tương
quan giữa chỉ số SPT(N) ở hiện trường và cường độ đất nền dựa vào kết quả thí nghiệm trong phòng, Tuyển tập Kết quả Khoa học và Công nghệ
năm 2005, Bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn, Viện Khoa học Thủy lợi miền Nam
Những bài báo trên được liệt kê trong các danh mục tham khảo của đề tài
Cấu trúc luận văn:
Nội dung chính của luận văn gồm phần mở đầu, 04 chương chính, phần kết luận và kiến nghị, gồm 130 trang thuyết minh, 17 bảng, 60 hình ảnh, 62 đồ thị, 21 tài liệu tham khảo và 01 tập phụ lục
Trang 236
Chương 1 -TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG CHẮN ĐỂ ỔN ĐỊNH KHỐI
ĐẤT VÀ HỐ ĐÀO
1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC HỐ ĐÀO ĐƯỢC ỔN ĐỊNH BẰNG TƯỜNG CHẮN
1.1.1 Các dạng tường chắn giữ hố đào
Tường chắn giữ ổn định hố đào có các loại chủ yếu sau đây:
- Tường chắn bằng đất trộn ximăng ở tầng sâu: Trộn cưỡng chế đất với
ximăng thành cọc ximăng đất, sau khi đóng rắn lại sẽ thành tường chắn có dạng bản liền khối đạt cường độ nhất định, dùng để đào loại hố móng có độ sâu 3-6m
- Cọc bản thép: Dùng thép máng sấp ngửa móc vào nhau hoặc cọc bản
thép khoá miệng bằng thép hình với mặt cắt chữ U và chữ Z Dùng phương pháp đóng hoặc rung để hạ chúng vào trong đất, sau khi hoàn thành nhiệm vụ chắn giữ, có thể thu hồi sử dụng lại, dùng cho loại hố móng có độ sâu từ 3-10m
- Cọc bản bêtông cốt thép: Cọc dài 6-12m, sau khi đóng cọc xuống đất, trên
đỉnh cọc đổ một dầm vòng bằng bêtông cốt thép đặt một dãy chắn giữ hoặc thanh neo, dùng cho loại hố móng có độ sâu 3-6m
- Tường chắn bằng cọc khoan nhồi: Đường kính φ600-1000mm, cọc dài 30m, làm thành tường chắn theo kiểu hàng cọc, trên đỉnh cũng đổ dầm giằng bằng BTCT, dùng cho loại hố móng có độ sâu 6-13m
15 Tường chắn bằng cọc Barrette: Sau khi đào tạo lỗ thì đổ bêtông, làm
thành tường chắn đất bằng bêtông cốt thép có cường độ tương đối cao, dùng cho hố móng có độ sâu 10m trở lên hoặc trong trường hợp điều kiện thi công tương đối khó khăn
Trang 247
- Giếng chìm và giếng chìm hơi ép: Trên mặt đất hoặc trong hố đào nông
có nền được chuẩn bị đặc biệt, làm tường vây của công trình để hở phía trên và phía dưới Phía bên trong công trình (trong lòng của giếng) đặt các máy đào đất, phía bên ngoài thì có cần trục để chuyển đất đào được ra khỏi giếng Cũng có thể đào đất bằng phương pháp thuỷ lực Dưới tác dụng của trọng lượng bản thân, giếng sẽ hạ sâu vào đất Để giảm lực ma sát ở mặt ngoài giếng có thể dùng phương pháp xói thuỷ lực, làm lớp vữa sét quanh mặt ngoài giếng và đất, sơn lên mặt ngoài lớp sơn chống ma sát v.v…
Sau khi giếng đã hạ đến độ sâu thiết kế sẽ thi công bịt đáy và làm các kết cấu bên trong từ dưới lên trên: cột, sàn, móng thiết bị, bunke v.v…
Đối với giếng chìm hơi ép: Trên mặt đất làm một hộp kín với nắp là sàn
giếng và đáy dưới nằm sát phần đào của chân giếng Trong đó, có lắp ống lên xuống và thiết bị điều chỉnh áp suất không khí; bên cạnh có trạm khí nén và máy bơm Đất đào được trong giếng sẽ đưa lên mặt đất qua ống lên xuống và thiết bị điều chỉnh áp suất không khí nói trên Trong không gian công tác của giếng chìm hơi ép được bơm khí nén tới áp lực bằng áp lực thuỷ tĩnh và nhờ vậy mà công tác đào đất sẽ khô ráo Cùng với hộp kín đi sâu vào đất ta thi công tiếp phần kết cấu nằm phía trên hộp kín nói trên Phương pháp giếng chìm hơi ép thường dùng trong đất yếu có mực nước ngầm cao, dòng chảy mạnh, ở những nơi ngập nước, tức là trong những trường hợp việc thoát nước là khó khăn và không hợp lý về mặt kinh tế, chỉ ở độ sâu 30-35m vì không thể công tác ở áp suất 3.0-3.5atm
1.1.2 Giới thiệu một số công trình hố đào được ổn định bằng tường chắn theo hướng nghiên cứu của đề tài
Trong những năm gần đây, ở nước ta nói chung và đặc biệt tại Hà Nội và
Tp Hồ Chí Minh nói riêng, nhà cao tầng được xây dựng rất nhiều và cũng đã sử
Trang 25Sau đây là một số công trình có tầng hầm:
1.1.2.1 Cao ốc Harbour View
Cao ốc Harbour View số 35 Nguyễn Huệ, Quận 1, Tp HCM là một cao ốc gồm 20 tầng lầu và 3 tầng hầm Diện tích đất xây dựng 25mx27m Mặt bằng xây dựng chật hẹp, hai mặt bên của công
trình tiếp giáp với hai tòa nhà 2 và 6 tầng
đã có sẵn, hai mặt còn lại tiếp giáp với
hai đường lớn thuộc trung tâm Tp HCM
Tầng hầm của công trình có chiều
sâu là 9.61m, được chắn giữ bằng các mô
đun pannel liên kết với nhau thành hệ
tường khép kín Kích thước của một mô
đun pannel là:
- Bề rộng : 0.6m
- Chiều dài: 2.8m
- Chiều sâu tường: 22.0m
Hình 1.1: Công trình Cao ốc Harbour
Trang 269
Hình 1.2: Thi công tường dẫn công trình cao ốc Harbour View – Tp HCM
Hình 1.3: Thi công top-down công trình cao ốc Harbour View – Tp HCM
Trang 2710
Hình 1.4: Lắp đặt lồng thép của tường công trình cao ốc Harbour View
1.1.2.2 Trụ sở Vietcombank Hà Nội
Công trình này 22 tầng và hai tầng hầm có hố móng sâu 11m, cũng dùng tường sâu 18m, dày 0.8m với tổng diện tích tường 2500m2 kết hợp với 101 chiếc neo đất đặt ở hai cao trình -2.3 m và -6.8m so với cao trình +11m ở mặt đất tự nhiên…
1.1.2.3 Công trình 25 Láng Hạ – Hà Nội
Công trình 25 Láng Hạ – Hà Nội gồm 28 tầng và hai tầng hầm, với tổng chiều sâu tầng hầm là 9.6m Hệ tường chắn gồm các mô đun pannel liên kết Kích thước một pannel là:
- Bề rộng : 0.6m
- Chiều dài: 2.8m
- Chiều sâu tường: 20.0m
Trang 2811
Hình 1.5 Hệ giằng chống tường trong đất công trình 25 – Láng Hạ – Hà Nội
Việc thiết kế thi công các công trình hố đào có tường chắn, đôi khi ít được nhà thầu quan tâm đúng mức Vì vậy, đã xảy ra một số trường hợp đáng tiếc, gây không ít thiệt hại về người và của như: bị sạt lở hố đào, gây lún sụt, nứt nẻ thậm chí sụp đổ công trình lân cận
Cụ thể, vào lúc 4giờ 30 sáng ngày 27/ 7/ 2004, ba căn nhà số 115, 117, 117B nằm trên đường Nguyễn Cửu Vân, phường 17, quận Bình Thạnh đổ sập hoàn toàn Nguyên nhân do ảnh hưởng của việc thi công đào hố móng (sâu 6m, diện tích mặt bằng đào 800m2) của công trình chung cư 10 tầng Sai Gòn Wiew Aparment
Vì sự ảnh hưởng rất lớn của việc thi công đào đất đến bản thân hố đào cũng như các công trình lân cận Nếu xảy ra sự cố sẽ thiệt hại rất lớn về tiền, của và cả tính mạng của con người Do đó, những đơn vị có chức năng cần phải quan tâm và đầu tư hơn nữa trong việc nghiên cứu lĩnh vực này
Trang 29• Khi tính chuyển vị tường trong đất lấy mô đun đàn hồi của các đất dính E=375cu (cu là lực dính đơn vị không thoát nước), mô đun đàn hồi của lớp đất cát E=766N (N là chỉ số SPT) thì kết quả tương đối sát với quan trắc thực tế
• Đối với công trình tường trong đất bảo vệ hai tầng hầm (độ sâu khoảng 8m), ở khu vực quận 7, Tp Hồ Chí Minh, khi bề dày của tường trong đất lớn hơn 0.8m thì khi tăng bề dày tường thu được chuyển vị ngang giảm ít hơn so với khi tường nhỏ hơn 0.8m Do vậy, với công trình tường trong đất bảo vệ hai tầng hầm của nhà cao tầng nên chọn chiều dày tường là 0.8m Đưa ra được quan hệ giữa chuyển vị ngang của tường và chiều dày của tường
Biểu đồ 1.1: Biểu đồ quan hệ giữa chuyển vị ngang và bề dày của tường
Đoàn Công Nam [7], đã nghiên cứu sự thay đổi nội lực và chuyển vị của tường trong đất trong quá trình thi công đào các tầng hầm nhà cao tầng đã đưa ra
Trang 3013
kết luận: chuyển vị ngang và nội lực trong tường được giải bằng phương pháp giải tích cho kết quả lớn hơn so với phương pháp phần tử hữu hạn
1.1.3.2 Trên thế giới
Clough và O’Rourke [4] đã dựa vào một số quan trắc về biến dạng của một số hố đào, đã lập thành bảng, so sánh với độ cứng của tường chắn và tương quan giữa hệ số an toàn với sự bùng nền Đối với hố đào trong đất sét mềm tới cứng vừa, Clough và O’Rourke đã so sánh chuyển vị ngang lớn nhất đã chuẩn hoá (
z
umax ) với độ cứng của hệ tường: 4
.h
EI γ
Biểu đồ 1.2: Đường cong thiết kế cho chuyển dịch tường lớn nhất
Trong đó: E là mô đun hồi của tường
I : là mô men chống uốn h: khoảng cách trung bình giữa các thanh chống Các đường cong thể hiện quan hệ giữa các hệ số an toàn FS khác nhau với độ bùng nền
Trang 3114
p z
s N
FS c
+
=
Trong đó: z: chiều sâu hố đào
g: tỉ trọng đất sét
su : sức chống cắt không thoát nước của đất tại đáy hố đào p: tải trọng mặt đất
Nc: hệ số phụ thuộc vào kích thước móng
- Theo Brian Brenner, David L Druss và Beatrice J Nessen [2], nghiên cứu về sự chuyển dịch đất và ảnh hưởng của nó với công trình lân cận trong thi công đào đất đã đưa ra: tổng chuyển vị của đất nền t<[t0] =0.2 inch ≈ 5.08mm thì việc đào đất xem như không ảnh hưởng đến tất cả các công trình hiện hữu
Tóm lại, dựa vào lý thuyết tính toán tường chắn và một số nghiên cứu vừa nêu trên, tác giả nhận thấy rằng: về phương pháp tính toán hố đào có tường chắn thì có nhiều, từ những phương pháp cổ điển cho đến phương pháp hiện đại Tuy nhiên, việc áp dụng nó cho đúng với điều kiện địa chất ở Việt Nam nói chung và thành phố Hồ Chí Minh nói riêng (trong tương lai sẽ xây dựng nhiều công trình ngầm) hiện nay vẫn chưa được thống nhất và còn nhiều bất cập Kết quả tính toán, thiết kế còn chênh lệch nhiều só với thực tế
Chính vì vậy, đề tài “ Phân tích ứng xử giữa đất và tường công trình trạm
bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè” của tác giả nhằm nghiên cứu một phần
vào các vấn đề cần quan tâm nói trên
1.2 CÔNG TRÌNH TIẾP CẬN ĐƯỢC NGHIÊN CỨU TRONG ĐỀ TÀI NÀY
Để thực hiện đề tài luận văn Thạc sĩ , trong thời gian thi công công trình
“Trạm bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc- Thị Nghè”, tác giả đã thực tập tại công
trường từ tháng 10 năm 2004 đến tháng 6 năm 2005 Được sự giúp đỡ của các kỹ
Trang 3215
sư thi công tại công trường, tác giả đã học hỏi được một số công nghệ mới trong thi công hố đào, thu thập được tất cả các số liệu đo đạc được và một số hình ảnh trong quá trình thi công
Đây là một công trình về hố đào có kích thước lớn, chiều sâu đào rất sâu (-20m), phương pháp thi công hiện đại, có được những đặc trưng chung cho đa số
các loại công trình về hố đào….Vì vậy, tác giả chọn “Trạm bơm ngầm kênh
Nhiêu Lộc - Thị Nghè” để làm công trình tiếp cận nghiên cứu trong đề tài
1.2.1 Giới thiệu công trình Trạm bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc - Thị Nghè [15]
Kích thước trạm bơm
• Chiều rộng: 23.8m
• Chiều dài: 57.3m
• Chiều sâu: 20.0m
Hình 1.6: Tổng thể trạm bơm ngầm kênh Nhiêu Lộc – Thị Nghè
1.2.1.1 Kích thước của tường chắn
Tường chắn thi công theo từng module như những cọc Barrette ghép lại có kích thước như sau:
- Chiều rộng:1.2m
- Chiều dài từng module: 6.0m
- Cao trình mũi: -40m (so với mặt đất cao trình ±0.00m)
Trang 3316
- Giữa hai module có hệ thống đặc biệt để chống thấm nước từ
ngoài vào hố đào (hình 1.16)
Trang 3417
Hình 1.8 Lắp đặt cốt thép tường dẫn đê thi công tường chắn
Hình 1.9: Tường dẫn tại vị trí góc
Trang 3518
Hình 1.10: Chuẩn bị gầu đào
Hình 1.11: Tạo lỗ thi công tường chắn
Trang 3619
Hình 1.12: Hố đào của tường chắn
Hình 1.13: Nối cốt thép cho lồng thép của từng Panel tường
Trang 3720
Hình 1.14 Lồng thép có chừa lỗ để cho cống thu nước
Hình 1.15: Đặt thép góc tại vị trí panel góc L
Trang 3821
Hình 1.16: Thiết bị để tạo mối nối giữa hai panel có tăng cường đường viền thấm
Hình 1.17: Lắp đặt tại vị trí mối nối
Trang 3922
Hình 1.18: Đổ bê tông tường chắn
1.2.1.2 Hệ thanh chống
Trong quá trình đào đất để hạn chế chuyển vị ngang của tường do áp lực đất và nước, người ta bố trí hệ thanh giằng theo các lớp như sau:
LỚP 1
-19.70m
LỚP 6 -17.50m
LỚP 4 -10.50mLỚP 3
Hình 1.19 Các lớp thanh chống
Trang 4023
Hình 1.20 Heä thanh choáng
Hình 1.21 Heä kích tay quay