Chuyên đề thi công hố đào

Chuyên đề thi công hố đào

CHUYÊN ĐỀ THI CÔNG HỐ

ĐÀO

• Sáng thứ 4: Tổng quan về các biện pháp thi

• Chiều thứ 5, sáng thứ 6, chiều thứ 6: Sinh viên

tự nghiên cứu 4 bài toán cơ học đất và viết thu hoạch về hố đào sâu.

• NỘP THU HoẠCH TRƯỚC KỲ THI HỌC KỲ.

Mục tiêu thi công hố đào

• Có thể thi công đào đất đến cao độ thiết

Các biện pháp thi công

• Biện pháp thi công đào hở thông dụng

• Phương pháp topdown

• Phương pháp updown

• Thi công ứng dụng áp lực nước

Các kết cấu hố đào cần thiết kế

• Tường chắn đất – Kích thước và độ dài,

Biện pháp đào hở

Phương pháp topdown

Phương pháp updown

Phương pháp sử dụng áp lực nước

Các dạng sự cố hố đào có giằng

• Ổn định trượt tổng thể,

• Mất ổn định đáy do trượt trồi – đẩy trồi,

• Xói ngầm, rửa trôi các hạt mịn, phun trào,

• Bien dạng văng chống,

• Độ cứng của tường chắn,

• Chuyển vị quá mức của tường chắn,

• Lún của đất nền quá mức,

• Chuyển vị ngang của đất nền quá mức,

• Chấn động đến công trình xung quanh,

Ổn định tổng thể

Đẩy trồi đáy

• Đất có xu hướng nở ra sau khi đào – dỡ đất phía trên Nguyên nhân là do áp lực

thẳng đứng giảm Hiện tượng nở trồi này không gây nguy hiểm cho hố đào

• Mặt khác, đất 2 bên hố đào tác dụng lên đáy hố như là một gia tải làm cho đất dưới mặt móng bị trượt sang phần đáy hố đã

đào, hậu quả là đáy hố đào bị đẩy trồi lên Hiện tượng này rất nguy hiểm đặc biệt là trong điều kiện đất yếu, có thể làm mất ổn định đáy hố

Xói ngầm, rửa trôi các hạt mịn

Hư hỏng văng chống

• Biến dạng 1 văng chống

sẽ truyền nội lực sang văng chống bên cạnh, cuối cùng dẫn đến phá hủy toàn hệ.

Khả năng chịu uốn của tường

• Chuyển vị ngang của tường khi H khác nhau

• Chiều sâu tới hạn đào đất theo phân tích của phần mềm sage script

Chuyển vị quá lớn của tường

• Chuyển vị quá lớn của tường chắn có thể gây ra chuyển vị móng của các công trình lân cận; là

nguyên nhân làm nền đất bị lún; làm cho nứt

mặt đường và các công trình ngầm bên cạnh.

Hạ mực nước ngầm

• Hạ mực nước ngầm làm tăng ứng suất hiệu quả trong đất yếu, mà hậu quả cuối cùng là lún cố

kết.

Chuyển vị đất và tường chắn hố

đào ở Vaterland - Oslo

Các yếu tố ảnh hưởng đến

chuyển vị trong hố đào

• Sức kháng cắt không thoát nước của đất, Cu,

• Chiều sâu hố đào,H

• Khoảng cách của các văng chống,

• Tay nghề công nhân

Ảnh hưởng do thay đổi sức kháng cắt

Hệ số an toàn Terzaghi

Ảnh hưởng của độ sâu hố đào lên chuyển vị

tường chắn

Ảnh hưởng của bề rộng hố đào

đến chuyển vị tường

Ảnh hưởng của bề rộng hố đào

Chiều sâu đến tầng đất cứng, T

Ảnh hưởng của chiều dầy đất yếu T/B

Độ cứng tường cừ,EI

Sự thay đổi của moment uốn theo các giai đoạn thi công

Ảnh hưởng của moment và độ cứng tường cừ.

Khoảng cách của các văng chống,

Ảnh hưởng chiều sâu ngàm của tường cừ vào nền đất, D

• Khi chiều sâu ngàm đến tầng đất cứng.

• Cừ larsen

• Tường barrett

• Trường hợp cừ larsen D=30M

Ảnh hưởng của hình dạng hố đào B/L

Tay nghề và kinh nghiệm thi công

• Tay nghề của nhà thầu đóng vai trò rất lớn trong việc

đảm bảo an toàn, chất lượng trong quá trình thi công

tường chắn cũng như sự làm việc của tường cừ sau

này Sau đây là một số khuyết tật thường gặp:

• Thi công tường chắn không thẳng hàng, nghiêng so với phương thẳng đứng làm cho việc tiếp xúc giữa tường và

hệ giằng không hoàn hảo Từ đó gây ra các phá hoại

cục bộ, lan truyền thành phá hoại toàn hệ.

• Mặt phẳng khung giằng không vuông góc với phương thẳng đứng của tường, phát sinh lực làm cho hệ giằng trượt ra khỏi vị trí thiết kế.

• Sai sót do lệch tâm của các thanh hệ chống đỡ, không cùng nằm trong mặt phẳng Điều này dẫn đến việc xuất hiện các nội lực lệch tâm, làm cho liên kết bị phá hủy, từ

đó dẫn đến sụp đổ toàn hệ.

• Chất lượng thi công mối nối không được quan tâm đúng mức Các mối nối (buloong, hàn) sơ sài, không được

tính toán, không được nghiệm thu Nhiều khi quan niệm

là mối nối tạm sao cho dễ tháo gỡ sau này Kinh nghiệm sập cầu cần thơ cho thấy công tác quản lý chất lượng công tác tạm cũng phải được coi như các công tác thi công chính: phải có thiết kế, phải được nghiệm thu thí nghiệm, vật liệu tayngheef công nhân phải được kiểm soát.

• Vật liệu thi công sử dụng nhiều lần, bị cong vênh, ăn

mòn dẫn đến khả năng chịu lực không như ban đầu,

• Vật liệu thi công sử dụng nhiều lần, bị cong vênh, ăn

mòn dẫn đến khả năng chịu lực không như ban đầu, tuy nhiên không được đơn vị thi công, giám sát đánh giá đúng mức.

• Không quan trắc hoặc không xử lý các số liệu quan trắc

để nhận định kịp thời về sự cố, từ đó có biện pháp khắc phục.

• Không có hiểu biết đầy đủ về ứng xử của đất nền gồm đất và nước trong đất xung quanh tường chắn đất

Ảnh hưởng đào trước khi lắp giằng

Ổn định trượt trồi đáy hố đào

• Terzaghi (1943)

• Bjerrum và Eide (1956)

• Eide và nhóm (1972)

• Goh (1996)

Ví dụ trượt trồi của Bjerrum and Eide

Phương pháp terzaghi (1943)

Giới hạn và phạm vi áp dụng

– Cho hố đào rộng và dài,

– Chưa xem xét tới chiều sâu ngàm của tường

cừ vào nền đất (D)

– Chưa xem xét đến hình dạng của hố đào,

– Chưa xem xét đến độ cứng của tường cừ,

Phương pháp Bjerrum và Eide (1956)

Eide và nhóm (1972)

Công thức sửa đổi của Eide và nhóm 1972

Phương pháp của Goh (1994)

• Ưu khuyết điểm của phương pháp Goh

– Chỉ áp dụng cho hố đào dài,L>>B

– Chỉ áp dụng cho hố đào rộng,B/H>1

– Chỉ áp dụng cho Cu không đổi,

– Không biết áp dụng Cu nào nếu Cu thay đổi, – Đã xem xét đến chiều sâu ngàm của tường

cừ vào đất, D

– Đã xem xét chiều sâu đến tầng đất yếu, T

– Đã xem xét đến độ cứng của tường cừ, EI

– Chưa xem xét đến hình dạng của hố đào L/B – Trường hợp tường cừ đóng đến tầng đất yếu D=T không rõ,

– Chưa xem xét đến trượt bên trong tường cừ,

So sánh các phương pháp

Độ tin cậy của phép tính hệ số an toàn?

• Sức kháng cắt không thoát nước (Cu1 & Cu2)

• Khối lượng riêng (γ)

• Tải trọng gia tải (qs) và bề rộng gia của gia tải (Bs)

Hệ số an toàn cho phép?

Số liệu thực tế

Số liệu từ phần mềm

Xử lý đáy hố đào chống đẩy trồi

• Ổn định đáy tại đê clarke (Shirlaw và nhóm 2000)

• Hệ số an

toàn khi

không xử lý bơm vữa:

0.45 – 0.6

Phương pháp phần tử hữu hạn - Dầm trên n-gối tựa

Phương pháp phần tử hữu hạn

– bán không gian liên tục

Giới hạn phân tích lưới ?

• Hoặc?

Làm thế nào để có kết quả tính toán tốt nhất?

Các thí nghiệm không thoát nước.

Những yếu tố chưa chắc chắn

về hố đào sâu

• Điều kiện địa chất,

• Tải gia cường,

• Cọc nằm trong hố móng,

• Móng của các công trình lân cận,

• Hiệu ứng 3-D,

• Trình tự thi công:

– Thi công tường,

– Thi công văng chống,

– Ứng lực – tăng đơ kích,

– Phun vữa,

• Mức chậm trễ,

• Năng lực, tay nghề,

Quan trắc trong thi công hố đào sâu.

• Đo độ nghiêng trên tường,

• Đo độ nghiêng trong đất,

• Đo đạc trên đầu cừ,

– Chuyển vị các công trình lân cận:

• Điểm trắc đạc để đo chuyển vị ngang và đứng

• Tấm đo nghiêng,

• Thước đo vết nứt,

– Mực nước ngầm: ống thăm mực nước ngầm,

– Khác:đo moment uốn của tường,áp lực nước lỗ rỗng, trượt trồi, chuyển vị - chấn động công trình hầm.

• Khi có thể, đo 3 lần cho tất cả yếu tố.

• Trong quá trình đào đất và xây dựng tầng hầm, tần suất quan trắc phụ thuộc vào kích cở dự án, điều kiện địa chất và sự nhạy cảm của các công trình lân cận Nhiều quan trắc được thực hiện 1-

2 lần 1 tuần

• Quan trắc thêm ngay sau khi đào đất xong từng giai đoạn, và sau khi tăng tải văng

chống và tháo dỡ văng chống

• Sau khi thi công phần ngầm, tiếp tục quan trắc ít nhất là 6 tháng hoặc cho đến khi

các giá trị quan trắc bắt đầu ổn định

• Lưu ý đến tổng giá trị đo và tốc độ thay đổi các giá trị đó

• Trong nhiều trường hợp giả trị đo 2

phương A,B có thể được sử dụng để đo

biến dạng của tường cừ

Biến dạng của tường theo các giai đoạn đào đất

• Tốc độ thay đổi chuyển vị khi đào

Đề tài thu hoạch

• Anh chị nhận thức được gì về hố đào sâu trong điều kiện đất yếu qua chuyên đề vừa qua Vận dụng các kiến thức đã học và

minh họa bởi các sự kiện thực tế (thông

qua báo chí….) để xây dựng cho mình các nguyên tắc khi tính toán và thi công hố

đào sâu

• Qua đó anh,chị đúc kết cho mình một vài kết luận khi thi công hố đào sâu.