Nghiên cứu lựa chọn quy trình kích trước trong thiết kế hệ chống vách tường vây dự án nhà gia bason quận 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH - NGUYỄN HỮU PHÚC NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN QUY TRÌNH KÍCH TRƯỚC TRONG THIẾT KẾ HỆ CHỐNG VÁCH TƯỜNG VÂY Tai Lieu Chat Luong DỰ ÁN NHÀ GA BASON, QUẬN LUẬN VĂN THẠC SỸ XÂY DỰNG TP Hồ Chí Minh, Năm 2018 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn “Nghiên cứu lựa chọn quy trình kích trước thiết kế hệ chống vách tường vây dự án nhà ga Bason, quận 1” cơng trình nghiên cứu riêng thực hướng dẫn khoa học PGS.TS Dương Hồng Thẩm Các số liệu đề tài thu thập sử dụng cách trung thực Kết nghiên cứu trình bày luận văn không chép luận văn chưa trình bày hay cơng bố cơng trình nghiên cứu khác trước Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2018 Học viên Nguyễn Hữu Phúc i LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến tồn thể q Thầy khoa Xây Dựng Điện, Khoa sau đại học, Trường Đại học Mở TP Hồ Chí Minh tận tình giảng dạy truyền đạt học, kinh nghiệm chuyên ngành quý giá, giúp em có đầy đủ tảng kiến thức để thực đề tài nghiên cứu Tiếp theo, em xin gửi lời cảm ơn chân thành lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Dương Hồng Thẩm, thầy truyền đạt kiến thức, hướng dẫn tận tâm, định hướng cho tác giả suốt trình thực đề tài nghiên cứu Đồng thời, em xin gửi đến lịng biết ơn sâu sắc nhận xét góp ý thật bổ ích thầy để tác giả hoàn thành tốt đề tài nghiên cứu Sau cùng, em xin gửi lời biết ơn chân thành, sâu sắc đến gia đình bạn bè, đồng nghiệp quan tâm, giúp đỡ, động viên, ủng hộ tác giả suốt chặn đường thực đề tài nghiên cứu Luận văn thạc sĩ hoàn thành thời gian quy định với nỗ lực thân, nhiên khơng thể khơng có thiếu sót Kính mong q Thầy Cơ dẫn thêm để em bổ sung kiến thức hoàn thiện thân Xin trân trọng cảm ơn Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 01 năm 2018 Học viên Nguyễn Hữu Phúc ii TĨM TẮT Luận văn trình bày nghiên cứu quy trình kích trước thiết kế hệ chống vách tường vây thi công hố đào sâu cơng trình “Tuyến tàu điện ngầm số (Bến thành - Suối Tiên) - Nhà ga Bason” Cơng trình gồm tầng hầm với chiều sâu đào đất 14.566m, chống đỡ tầng chống Luận văn sử dụng mơ hình phần tử hữu hạn Plaxis 2D với ứng xử mơ hình đất Hardening Soil Trình tự nghiên cứu luận văn: Chạy tốn khơng gia tải kích với mơ hình đất hiệu chỉnh; Giải tốn phân tích ngược tìm thơng số đất phù hợp; Chạy toán với giá trị lực kích hệ chống khác nhau; Phân tích rút nhận xét, kết luận Kết đạt được: Kích trước có tác dụng làm giảm chuyển vị ngang tường vây; Khi gia tải kích cho hệ chống, nội lực mômen tường vây thay đổi: mômen bên tường vây bên hố đào giảm, mơmen bên ngồi tường vây bên hố đào tăng, mơmen bên ngồi tường vây bên hố đào giảm; Khi áp đặt lực kích tầng chống nội lực (lực nén) tầng chống tăng lên, nội lực hệ chống liền kề có xu hướng giảm iii MỤC LỤC Lời cam đoan i Lời cảm ơn .ii Tóm tắt iii Mục lục iv Danh mục hình vẽ đồ thị vi Danh mục bảng biểu xvi CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU 1.1 Giới thiệu chung, tính cấp thiết đề tài 1.2 Đối tượng nghiên cứu 1.3 Mục tiêu nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Nội dung nghiên cứu 1.6 Giới hạn nghiên cứu CHƯƠNG 2: TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU 2.1 Giới thiệu hố đào sâu 2.1.1 Đặc điểm 2.1.2 Phân loại hố đào 2.1.3 Các phương pháp đào phổ biến 2.2 Cấu tạo hệ chống hố đào sâu 2.3 Các loại tường hố đào sâu thường sử dụng 2.3.1 Soldier pile: cọc chống 2.3.2 Sheet pile: cọc cừ 10 2.3.3 Column pile: cọc làm việc cột 11 2.3.4 Cement deep mixing: cọc xi măng đất 12 2.3.5 Diaphragm walls: tường vây 12 2.4 Các kết nghiên cứu trước 14 iv 2.4.1 Những nghiên cứu nước 14 2.4.2 Những nghiên cứu giới 16 2.5 Kết luận 18 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 19 3.1 Phân tích tốn hố đào sâu phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm Plaxis 19 3.1.1 Quan hệ thoát nước khơng nước 19 3.1.2 Mơ hình đàn hồi dẻo lý tưởng Mohr-Coulomb 22 3.1.3 Mơ hình tăng bền đẳng hướng Hardening Soil 24 3.1.4 So sánh mơ hình Mohr-Coulomb mơ hình Hardening Soil 31 3.1.5 Thơng số đầu vào đất 31 3.1.6 Điều kiện biên cho toán 36 3.1.7 Chia lưới phần tử Plaxis 38 3.2 Chuyển vị tường vây 40 3.2.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến chuyển vị ngang 40 3.2.2 Cơ chế phát sinh chuyển vị tường vây 41 3.2.3 Chuyển vị cho phép tường vây 42 3.2.4 Hệ số ổn định tổng thể 44 3.2.5 Ổn định đáy hố đào 45 3.3 Hiện tường phá hoại xói ngầm (sand boiling) 45 3.4 Ứng xử không gian q trình thi cơng tầng hầm 49 CHƯƠNG 4: NGHIÊN CỨU CƠNG TRÌNH CỤ THỂ 51 4.1 Thực trạng công trình nghiên cứu 51 4.1.1 Đặc điểm cơng trình nghiên cứu 51 4.1.2 Điều kiện địa chất cơng trình 52 4.1.3 Trình tự thi cơng tầng hầm 53 4.2 Mơ tốn 61 v 4.2.1 Thơng số đầu vào tốn 61 4.2.2 Mô tốn khơng gia tải kích 65 4.2.3 Mơ tốn phân tích ngược 71 4.2.4 So sánh kết toán gia tải kích khơng gia tải kích 78 4.2.5 Giải tốn gia tải kích theo trường hợp 87 A Tổ hợp I 89 B Tổ hợp II 94 C Tổ hợp III 99 D Tổ hợp IV 104 4.2.5 Giải toán gia tải kích theo trường hợp 87 4.2.6 So sánh kết tổ hợp 109 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 122 5.1 Kết luận 122 5.2 Kiến nghị 123 vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ Hình 2.1 Đào thẳng đứng Hình 2.2 Đào có dốc Hình 2.3 Biện pháp đào đất sử dụng cừ Larsen, tường vây kết hợp hệ giằng chống Hình 2.4 Thi cơng đào mở khơng có hệ chống Hình 2.5 Thi cơng đào mở sử dụng cừ Larsen, tường vây kết hợp hệ giằng chống Hình 2.6 Thi cơng đào Top-Down Hình 2.7 Cấu tạo hệ giằng chống (Nguồn: Công ty Hirose Maruken Vietnam) Hình 2.8 Soldier pile - Cọc chống 10 Hình 2.9 Sheet pile - Cọc cừ 11 Hình 2.10 Cọc khoan nhồi 12 Hình 3.1 Biểu đồ quan hệ ứng suất - Biến dạng (làm việc đàn hồi dẻo lý tưởng) 22 Hình 3.2 Mặt phá hoại MC không gian ứng suất 23 Hình 3.3 Quan hệ ứng suất biến dạng theo hàm Hyperbolic thí nghiệm nén trục thoát nước 26 p Hình 3.4 Các đường cong dẻo ứng với giá trị  khác 27 ref Hình 3.5 Định nghĩa mơ đun E oed thí nghiệm nén cố kết 28  Hình 3.6 Các mặt dẻo mặt phẳng ( q  p ) mơ hình HS 29 Hình 3.7 Mặt dẻo khơng gian ứng suất mơ hình HS (c=0) 29 Hình 3.8 Đường cong biến dạng có kể đến kết thúc giãn nở thí nghiệm trục thoát nước 30 Hình 3.9 Hình mơ tả mặt mặt cắt để phân tích điều kiện biên (Nguồn: Ou Chang-Yu, 2006) 36 Hình 3.10 Điều kiện biên lưới phần tữ hữu hạn 37 vii Hình 3.11 Khoảng cách biên yêu cầu phân tích chuyển vị tường hay độ lún 38 Hình 3.12 Kích thước hình học hố đào mơ hình phần mềm Plaxis 38 Hình 3.13 Định nghĩa tỉ lệ L/B phần tử 39 Hình 3.14 Lưới phần tử hữu hạn phân tích hố đào sâu 40 Hình 3.15 Mối quan hệ biến dạng tường chắn với chống có độc ứng lớn 41 Hình 3.16 Mối quan hệ biến dạng tường chắn với chống có độ cứng nhỏ 42 Hình 3.17 Mối quan hệ chuyển vị lớn tường chắn độ sâu hố đào (Ou et al., 1993) 42 Hình 3.18 Một số chế phá hoại ổn định tổng thể 44 Hình 3.19 Sơ đồ kiểm tra xói ngầm đáy hố đào (tiêu chuẩn Eurocode ) 45 Hình 3.20 Sơ đồ kiểm tra bùng đáy hố đào (phương pháp Gradient thủy lực tới hạn) 46 Hình 3.21 Sơ đồ kiểm tra bùng đáy hố đào (phương pháp Terzaghi) 47 Hình 3.22 Biểu đồ cho đất cát rời, mịn biên không thấm vô hạn (khơng có biên khơng thấm) 48 Hình 3.23 Biểu đồ cho đất cát rời, mịn có tồn biên khơng thấm bên 49 Hình 3.24 Ảnh hưởng hiệu ứng vịm thi cơng tường vây 50 Hình 3.25 Các vùng ứng xử biến dạng phẳng ứng xử không gian hố đào 50 Hình 4.1 Mặt bố trí hệ chống 51 Hình 4.2 Mặt cắt bố trí hệ chống 52 Hình 4.3 Mặt cắt địa chất cơng trình 53 Hình 4.4 Mặt thi công tường vây 53 Hình 4.5 Mặt thi công đào đất lớp 54 Hình 4.6 Mặt thi cơng lắp giằng lớp 54 Hình 4.7 Mặt thi cơng đào đất lớp 55 viii Hình 4.8 Mặt thi cơng lắp giằng lớp 55 Hình 4.9 Mặt thi cơng đào đất lớp 56 Hình 4.10 Mặt thi công lắp giằng lớp 56 Hình 4.11 Mặt thi công đào đất lắp giằng lớp 57 Hình 4.12 Mặt cắt thi cơng đào đất, đổ bê tơng lót sàn đáy 57 Hình 4.13 Mặt cắt thi công tháo giằng 58 Hình 4.14 Mặt cắt thi cơng cột sàn sảnh chờ 58 Hình 4.15 Mặt cắt thi cơng tháo giằng lớp 59 Hình 4.16 Mặt cắt thi cơng đổ cột sàn mái 59 Hình 4.17 Mặt cắt thi cơng tháo giằng lớp 60 Hình 4.18 Mặt cắt thi công đắp đất 60 Hình 4.19 Kết mơ hình Plaxis tốn hố đào 65 Hình 4.20 Chuyển vị ngang tường vây mơ hình quan trắc cho lần đào đất lần 1, 68 Hình 4.21 Chuyển vị ngang tường vây mơ hình quan trắc cho lần đào đất lần 68 Hình 4.22 Chuyển vị ngang tường vây mơ hình quan trắc cho lần đào đất lần 69 Hình 4.23 Chuyển vị ngang tường vây mơ hình quan trắc cho lần đào đất lần 69 Hình 4.24 Chuyển vị ngang tường vây mơ hình kết quan trắc qua chu kỳ đào đất lắp hệ chống 70 Hình 4.25 Chuyển vị ngang tường vây mơ hình quan trắc cho lần đào đất lần 1, 74 Hình 4.26 Chuyển vị ngang tường vây mơ hình quan trắc cho lần đào đất lần 3, 75 Hình 4.27 Chuyển vị ngang tường vây mơ hình quan trắc cho lần đào đất lần 75 ix 111 Trong giai đoạn, ứng với phương án tương ứng: + Giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống phương án tổ hợp IV nhỏ tổ hợp III + Khi kích hệ chống HG3 với tải lớn hơn, giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống HG2, HG3, HG4 giảm, độ giảm chuyển vị ngang tăng dần từ cao độ HG2 đến cao độ HG4 Riêng cao độ HG1, chuyển vị ngang tường vây tăng Ở giai đoạn thi cơng lắp hệ chống HG4 – kích, đào đất lần 5, tổ hợp III với giá trị lực kích hệ chống HG3 50%, tổ hợp IV với giá trị lực kích hệ chống HG3 75%, ta nhận thấy nội lực mômen tường vây nội lực hệ giằng: + Mômen lớn bên hố đào tổ hợp III lớn tổ hợp IV + Mơmen bên ngồi hố đào cao độ HG3 tổ hợp IV lớn tổ hợp III + Nội lực hệ chống HG3 tổ hợp IV lớn tổ hợp III + Nội lực chống HG4 tổ hợp IV nhỏ tổ hợp III giai đoạn đào đất lần * So sánh kết tổ hợp I tổ hợp III Các phương án tổ hợp I giá trị lực kích hệ chống HG1, HG2, HG3 100%, 50%, 50%, hệ chống HG4 thay đổi từ 50-150%; phương án tổ hợp III giá trị lực kích hệ chống HG1, HG2, HG3 100%, 75%, 50%, hệ chống HG4 thay đổi 50-150% Bảng 4.40 Chênh lệch chuyển vị ngang tường vây cao độ chống tổ hợp I tổ hợp III Chênh lệch chuyển vị ngang tường vây cao độ chống tổ hợp I tổ hợp III (mm) Cao độ Lắp hệ chống - kích Đào đất lần PA9- PA10- PA11- PA12- PA9- PA10- PA11- PA12- PA1 PA2 PA3 PA4 PA1 PA2 PA3 PA4 -1.4 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 2.21 -5.646 7.25 7.25 7.25 7.25 7.27 7.26 7.26 7.26 -10.85 7.52 7.52 7.52 7.52 7.55 7.54 7.54 7.54 -13.8 6.16 6.16 6.16 6.15 6.24 6.24 6.23 6.22 112 Trong giai đoạn, ứng với phương án tương ứng: + Giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống phương án tổ hợp III nhỏ tổ hợp I + Giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống HG2 phương án chuyển vị vào hố đào ứng với tổ hợp I, hố đào ứng với tổ hợp III + Khi kích hệ chống HG2 với tải lớn hơn, giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống HG2 giảm (giảm xét đến chuyển vị hố đào, chuyển vị vào hố đào chuyển thành chuyển vị hố đào), giá trị chuyển vị ngang cao độ lại có xu hướng giảm Ở giai đoạn thi cơng lắp hệ chống HG4 – kích, đào đất lần 5, tổ hợp I với giá trị lực kích hệ chống 50%, tổ hợp III với giá trị lực kích hệ chống 75%, ta nhận thấy nội lực mômen tường vây nội lực hệ giằng: + Mômen lớn bên hố đào tổ hợp III tổ hợp I gần + Mơmen bên ngồi hố đào cao độ HG2, HG3 tổ hợp III lớn tổ hợp I + Nội lực hệ chống HG2 tổ hợp III lớn tổ hợp I + Nội lực chống HG3, HG4 tổ hợp III nhỏ tổ hợp I giai đoạn đào đất lần * So sánh kết tổ hợp I tổ hợp IV Các phương án tổ hợp I giá trị lực kích hệ chống HG1, HG2, HG3 100%, 50%, 50%, hệ chống HG4 thay đổi từ 50-150%; phương án tổ hợp IV giá trị lực kích hệ chống HG1, HG2, HG3 100%, 75%, 75%, hệ chống HG4 thay đổi 50-150% 113 Bảng 4.41 Chênh lệch chuyển vị ngang tường vây cao độ chống tổ hợp I tổ hợp IV Chênh lệch chuyển vị ngang tường vây cao độ chống tổ hợp I tổ hợp IV (mm) Cao độ Lắp hệ chống - kích Đào đất lần PA13- PA14- PA15- PA16- PA13- PA14- PA15- PA16- PA1 PA2 PA3 PA4 PA1 PA2 PA3 PA4 -1.4 1.23 1.22 1.22 1.22 1.21 1.21 1.2 1.21 -5.646 8.42 8.42 8.42 8.42 8.43 8.42 8.42 8.42 -10.85 13.33 13.34 13.33 13.34 13.4 13.39 13.39 13.39 -13.8 12.47 12.47 12.47 12.47 12.65 12.64 12.64 12.66 Trong giai đoạn, ứng với phương án tương ứng: + Giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống phương án tổ hợp I lớn tổ hợp IV + Giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống HG2, HG3 phương án chuyển vị vào hố đào ứng với tổ hợp I, hố đào ứng với tổ hợp IV + Khi kích hệ chống HG2, HG3 với tải lớn hơn, giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống HG2, HG3 giảm (giảm xét đến chuyển vị hố đào, từ chuyển vị vào hố đào chuyển thành chuyển vị hố đào), giá trị chuyển vị ngang cao độ cịn lại có xu hướng giảm Ở giai đoạn thi công lắp hệ chống HG4 – kích, đào đất lần 5, tổ hợp I với giá trị lực kích hệ chống HG2, HG3 50%, tổ hợp IV với giá trị lực kích hệ chống HG2, HG3 75%, ta nhận thấy nội lực tường vây nội lực hệ giằng: + Mômen lớn bên hố đào tổ hợp I lớn tổ hợp IV + Mơmen bên ngồi hố đào cao độ HG2, HG3 tổ hợp IV lớn tổ hợp I + Nội lực hệ chống HG2, HG3 tổ hợp IV lớn tổ hợp I + Nội lực chống HG4 tổ hợp IV nhỏ tổ hợp I giai đoạn đào đất lần 114 * So sánh kết tổ hợp II tổ hợp IV Các phương án tổ hợp II giá trị lực kích hệ chống HG1, HG2, HG3 100%, 50%, 75%, hệ chống HG4 thay đổi từ 50-150%; phương án tổ hợp IV giá trị lực kích hệ chống HG1, HG2, HG3 100%, 75%, 75%, hệ chống HG4 thay đổi 50-150% Bảng 4.42 Chênh lệch chuyển vị ngang tường vây cao độ chống tổ hợp II tổ hợp IV Chênh lệch chuyển vị ngang tường vây cao độ chống tổ hợp II tổ hợp IV (mm) Lắp hệ chống - kích Cao độ Đào đất lần PA13- PA14- PA15- PA16- PA13- PA14- PA15- PA16- PA5 PA6 PA7 PA8 PA5 PA6 PA7 PA8 -1.4 2.18 2.18 2.18 2.17 2.17 2.17 2.17 2.17 -5.646 7.26 7.26 7.26 7.26 7.28 7.27 7.27 7.27 -10.85 7.51 7.51 7.51 7.51 7.55 7.55 7.55 7.55 -13.8 6.13 6.13 6.12 6.12 6.19 6.18 6.22 6.22 Trong giai đoạn, ứng với phương án tương ứng: + Giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống phương án tổ hợp II lớn tổ hợp IV + Giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống HG2, HG3 phương án chuyển vị vào hố đào ứng với tổ hợp II hố đào ứng với tổ hợp IV + Khi kích hệ chống HG2 với tải lớn hơn, giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống HG2 giảm (giảm xét đến chuyển vị hố đào, từ chuyển vị vào hố đào chuyển thành chuyển vị hố đào), giá trị chuyển vị ngang cao độ lại có xu hướng giảm Ở giai đoạn thi cơng lắp hệ chống HG4 – kích, đào đất lần 5, tổ hợp II với giá trị lực kích hệ chống HG2 50%, tổ hợp IV với giá trị lực kích hệ chống HG2 75%, ta nhận thấy nội lực tường vây nội lực hệ giằng: 115 + Mômen lớn bên hố đào tổ hợp II tổ hợp IV gần + Mơmen bên ngồi hố đào cao độ HG2, HG3 tổ hợp IV lớn tổ hợp II + Nội lực hệ chống HG2 tổ hợp IV lớn tổ hợp II + Nội lực chống HG3, HG4 tổ hợp IV nhỏ tổ hợp II giai đoạn đào đất lần * So sánh kết tổ hợp I, II, III IV chuyển vị ngang, nội lực mômen tường vây nội lực hệ chống Xét chuyển vị ngang tường vây cao độ tầng chống HG4, mômen tường vây lớn nội lực hệ chống HG4 cho giai đoạn đào đất lần Kết cho bảng sau: Bảng 4.43 Giá trị chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống HG4 – Giai đoạn đào đất lần Giá trị kích (%) Chuyển vị ngang tường vây (mm) cao độ tầng chống HG4 - Giai đoạn đào đất lần Các tổ hợp Tổ hợp I (100%, 50%, 50% HG4 thay đổi từ -150%) Tổ hợp II (100%, 50%, 75% HG4 thay đổi từ -150%) Tổ hợp III (100%, 75%, 50% HG4 thay đổi từ -150%) Tổ hợp IV (100%, 75%, 75% HG4 thay đổi từ -150%) 50% 75% 100% 150% -25.13 -23.82 -22.5 -19.89 -18.67 -17.36 -16.08 -13.45 -18.89 -17.59 -16.28 -13.67 -12.48 -11.18 -9.87 -7.23 116 Hình 4.40 Chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống HG4, giai đoạn đào đất lần với lực kích hệ chống HG4 thay đổi Bảng 4.44 Giá trị mômen lớn tường vây (bên hố đào) cao độ hệ chống HG4 – Giai đoạn đào đất lần Giá trị kích (%) Mơmen lớn tường vây – bên hố đào (kN.m), giai đoạn đào đất lần Các tổ hợp Tổ hợp I (100%, 50%, 50% HG4 thay đổi từ -150%) Tổ hợp II (100%, 50%, 75% HG4 thay đổi từ -150%) Tổ hợp III (100%, 75%, 50% HG4 thay đổi từ -150%) Tổ hợp IV (100%, 75%, 75% HG4 thay đổi từ -150%) 50% 75% 100% 150% -1719 -1669 -1620 -1525 -1641 -1591 -1546 -1449 -1730 -1681 -1632 -1537 -1656 -1608 -1559 -1476 117 Hình 4.41 Mơmen lớn tường vây (bên hố đào) giai đoạn đào đất lần với lực kích hệ chống HG4 thay đổi Bảng 4.45 Giá trị nội lực hệ chống HG4 – Giai đoạn đào đất lần Nội lực hệ chống HG4 (kN/m), Giá trị kích (%) giai đoạn đào đất lần Các tổ hợp Tổ hợp I (100%, 50%, 50% HG4 thay đổi từ -150%) Tổ hợp II (100%, 50%, 75% HG4 thay đổi từ -150%) Tổ hợp III (100%, 75%, 50% HG4 thay đổi từ -150%) Tổ hợp IV (100%, 75%, 75% HG4 thay đổi từ -150%) 50% 75% 100% 150% -502.2 -582.5 -661.2 -823.9 -490.7 -570.9 -653.7 -814.4 -494.7 -574.7 -654.6 -817.3 -484.3 -565.2 -644.7 -804.9 118 Hình 4.42 Nội lực hệ chống HG4 giai đoạn đào đất lần với lực kích hệ chống HG4 thay đổi Hình 4.43 Nội lực hệ chống HG2, HG3, HG4 giai đoạn đào đất lần với lực kích hệ chống HG4 thay đổi 119 Bảng 4.46 Bảng chuyển vị ngang cao độ tầng chống 1, 2, giai đoạn đào đất lần tổ hợp I Chuyển vị ngang tường vây (mm) Giá trị lực kích Tổ hợp I 50% 75% 100% 150% Tầng -2.445 -2.538 -2.633 -2.821 Tầng -2.426 -2.393 -2.36 -2.295 Tầng -11.436 -10.817 -10.198 -8.953 Tầng -22.026 -20.88 -19.733 -17.43 Hình 4.44 Đồ thị thể chuyển vị ngang cao độ tầng chống 1, 2, giai đoạn đào đất lần tổ hợp I 120 Bảng 4.47 Bảng chuyển vị ngang cao độ tầng chống 1, 2, giai đoạn đào đất lần tổ hợp II Chuyển vị ngang tường vây (mm) Giá trị lực kích 50% 75% 100% 150% Tổ hợp Tầng -3.397 -3.492 -3.585 -3.776 II Tầng -1.268 -1.235 -1.202 -1.137 Tầng -5.615 -4.996 -4.377 -3.131 Tầng -15.683 -14.536 -13.39 -11.08 Hình 4.45 Đồ thị thể chuyển vị ngang cao độ tầng chống 1, 2, giai đoạn đào đất lần tổ hợp II 121 * Nhận xét Giá trị lực kích lớn chuyển vị ngang tường vây nhỏ Khi áp dụng gia tải kích cho hệ chống, khơng chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống giảm, mà chuyển vị ngang tường vây cao độ hệ chống khác giảm Cụ thể ứng với giai đoạn đào đất lần trường hợp tổ hợp III, chuyển vị tường vây cao độ hệ chống HG4 giảm 27.6% từ 18.89mm xuống 13.67mm, cao độ hệ chống HG3 giảm 59.5% từ 4.389mm xuống 1.775mm, xem bảng 4.30 Gia tải kích hệ chống, mômen tường vây lớn bên hố đào giảm, mơmen tường vây bên ngồi hố đào cao độ HG3 có xu hướng giảm Cụ thể ứng với giai đào đất lần trường hợp tổ hợp III, kích hệ chống HG4 từ 50-150% tương đương với lực kích từ 192-577kN/m, hệ chống HG3 tương đương với lực kích 569kN/m: mơmen lớn bên tường vây giảm 11.2% từ 1730kN/m xuống 1537kN/m, mơmen bên ngồi tường vây cao độ HG3 giảm 14.6% từ 1513kN/m xuống 1292kN/m, xem bảng 4.31 Khi tăng giá trị lực kích hệ chống đó, nội lực hệ chống tăng lên, nội lực hệ chống liền kề có xu hướng giảm.Cụ thể ứng với giai đào đất lần trường hợp tổ hợp III, kích hệ chống HG4 từ 50-150% tương đương với lực kích từ 192-577kN/m, hệ chống HG3 tương đương với lực kích 569kN/m: lực nén hệ chống HG4 tăng 66.6% từ 1004kN đến 3006kN, lực nén hệ chống HG3 giảm 20.6% từ 6198kN xuống 4924kN, xem bảng 4.32 Khi gia tải kích HG4 từ 50-150%, giai đoạn đào đất lần 5, có chênh lệch lớn nội lực tầng chống liền kề (HG3 HG4) lực kích hai hệ chống chênh lớn (trên 50% giá trị) Khi gia tải kích HG4 từ 50-150%, giai đoạn đào đất lần 5, giá trị nội lực HG3 giảm tuyến tính nội lực HG4 tăng tuyến tính, mặt khác giá trị nội lực HG2 khơng có thay đổi nhiều giá trị (xem đồ thị) Chứng tỏ nội lực HG2 khơng ảnh hưởng tới nội lực tồn hệ chống q trình kích HG4 từ 50 – 150% 122 CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Giá trị lực kích lớn chuyển vị ngang tường vây nhỏ Cao độ chuyển vị lớn tường vây qua giai đoạn thi cơng tốn gia tải kích thường nằm đáy hố đào cao độ chuyển vị lớn tường vây qua giai đoạn thi cơng tốn khơng gia tải kích thường nằm bên đáy hố đào Khi gia tải kích cho hệ chống, mômen bên tường vây bên hố đào giảm, mơmen bên ngồi tường vây bên hố đào tăng mơmen bên ngồi tường vây bên hố đào giảm Khi áp đặt lực kích tầng chống, nội lực (lực nén) tầng chống tăng lên, nội lực hệ chống liền kề có xu hướng giảm Đối với hệ chống tường vây có nhiều tầng chống kích giá trị lực kích tầng chống tầng chống liền kề không nên chênh lệch 50% giá trị lực kích Áp dụng kích gia tải trước cho tốn thiết kế thi công hố đào nhằm phân phối lại nội lực hệ chống, tường vây Áp dụng tốn kích gia tải trước hệ chống cách có hiệu độ cứng hệ chống định giá trị lực kích phù hợp Do việc chọn khoảng cách theo phương đứng phương ngang hệ chống để tăng khả chịu lực hệ chống cần thiết Khi nội lực chống tầng chống liền kề hay hai chống liền kề theo phương ngang có có giá trị nội lực gần sát khả chịu lực, nội lực chống liền kề cịn nhỏ, ta tăng giá trị lực kích hệ chống liền kề để nhằm phân phối lại nội lực hệ chống, tăng hệ số an toàn khả chịu lực cho hệ chống tận dụng tối đa khả chịu lực hệ chống khác Theo kết chuyển vị ngang, mơmen tường vây nội lực hệ chống trình bày trên, dựa vào đồ thị tác giả nhận thấy: + Về chuyển vị ngang: chuyển vị ngang tổ hợp I tổ hợp II nằm hố đào, tổ hợp III tổ hợp IV chuyển vị hố đào, với chuyển vị ảnh hưởng đến cơng trình xung quanh 123 + Về mơmen: mơmen ngồi hố đào tổ hợp vượt q giá trị mơmen tốn gia tải kích ban đầu + Về nội lực: nội lực hệ chống có phân phối lại nhiều đảm bảo khả chịu lực Thiên đảm bảo ổn định cho hố đào ảnh hưởng đến cơng trình lân cận, tác giả lấy chuyển vị ngang để xét chọn tổ hợp nhằm đưa quy trình kích hợp lý Nhận thấy chuyển vị ngang tổ hợp III tổ hợp IV ảnh hưởng đến cơng trình xung quanh nên loại tổ hợp này, xét tổ hợp lại tổ hợp I tổ hợp II * Đề xuất qui trình kích hợp lý dựa vào đồ thị sau: Dựa vào Hình 4.44, 4.45 Bảng 4.46, 4.47 thể mối liên hệ thay đổi giá trị lực kích chuyển vị ngang tường vây, nhận thấy giá trị lực kích 75% 100% đảm bảo chuyển vị ngang, ổn định hệ chống vách tường vây Vậy luận văn này, xin đề xuất quy trình kích dựa vào kết có phân tích nêu, có quy trình kích sau: Kích 100%HG1  Kích 50%HG2  Kích 50%HG3  Kích 75%HG4 Kích 100%HG1  Kích 50%HG2  Kích 50%HG3  Kích 100%HG4 Kích 100%HG1  Kích 50%HG2  Kích 75%HG3  Kích 75%HG4 Kích 100%HG1  Kích 50%HG2  Kích 75%HG3  Kích 100%HG4 5.2 Kiến nghị Luận văn trình bày việc tính tốn tốn hố đào thực xong địa điểm Muốn áp dụng đại trà cho cơng trình hố đào khác, Luận văn kiến nghị sử dụng quy trình đề nghị này, kết hợp với quan trắc thực tế có hiệu chỉnh cần thiết Ngồi ra, để đưa quy trình chung cho lực kích ảnh hưởng đến chuyển vị nội lực hệ chống tường vây bê tông cốt thép, Luận văn kiến nghị cần phân tích tốn gia tải kích với mơ hình Plaxis 3D, phương pháp tương tự nêu Luận văn đồng thời nghiên cứu tham số để thấy tương tác không gian đất hố đào với kết cấu cách toàn diện Hướng nghiên cứu tương lai: nghiên cứu thay đổi lực kích đến ổn định ngồi hệ tường vây trụ xi măng đất đẩy trồi đáy hố đào 124 TÀI LIỆU THAM KHẢO Châu Ngọc Ẩn (2011) Cơ học đât Nhà xuất Đại học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Chang - Yu Ou, Deep Excavation - Theory and Practice, Taylor & Franci Group, London, UK, 2006 Dương Hồng Thẩm, 2015 Đề nghị phương thức dự báo chuyển vị ngang lớn tường vây dựa vào thông số độ cứng không thứ nguyên hệ chống vách Khoa Học Đại Học Mở 2015 Số Tr74-81 - 2015 Huỳnh Thế Vĩ, 2013 Phân Tích Ảnh Hưởng Của Hệ Thanh Chống Đến Chuyển Vị Tường Chắn Trong Thi Công Hố Đào Sâu Luận văn Thạc sỹ, ĐH Bách khoa Tp.HCM Lê Văn Pha, Châu Ngọc Ẩn, 2007 Tính tốn hệ kết cấu bảo vệ hố móng sâu phương pháp xét làm việc đồng thời đất kết cấu Sci Technol Dev Vol 10 No10 - 2007 Malcolm D Bolton, Sze Yue Lam, Paul J Vardanega, 2010 Predicting and Controlling Ground Movements Around Deep Excavations Keynote Lect Present Geotech Chall Urban Regen 11th Int Conf DFI-EFFC Lond 26-28 May 2010 Mingfei Li, Atsushi Nakamura, Fei Cai, Keizo Ugai, 2008 Application of FEM analysis to braced excavation Tsinghua Sci Technol Ngô Đức Trung, Võ Phán, n.d Phân tích ảnh hưởng mơ hình đến dự báo chuyển vị biến dạng cơng trình hố đào sâu ổn định tường chắn ĐH Bách Khoa TpHCM 125 Nguyễn Bá Kế, 2012, Thiết kế thi công hố móng sâu, tái bản, Hà Nội: NXB Xây dựng Hà Nội Phạm Quan Đằng, 2015 Ảnh hưởng lực kích đến chuyển vị, nội lực hệ chống, tường vây bê tông cốt thép Luận văn Thạc sỹ, ĐH Mở Tp.HCM Phùng Đức Long, 2011 Design of multi-anchored walls for deep excavations Geotech Sustain Dev - Geotec Hanoi 2011 Plaxis Version Tutorial & Material Models Manual Trần Văn Việt, 2013 Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật, Hà Nội: Nhà xuất Xây dựng Yang Ku-Seung, Oh Sung-Nam, 2000 Correlation between Strut Preloading and Earth Retaining Structures in Deep Excavations J Korean Geotech Soc