Tóm tắt Luận văn Thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Phân tích một số yếu tố ảnh hưởng đến sự làm việc của hệ tường cọc bản dạng có neo và không neo trong nền đất cát

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH PHẠM THỊ BÉ BẢY PHÂN TÍCH MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ TƯỜNG CỌC BẢN DẠNG CĨ NEO VÀ KHƠNG NEO TRONG NỀN ĐẤT CÁT TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG Thành phố Hồ Chí Minh - 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP HỒ CHÍ MINH PHẠM THỊ BÉ BẢY PHÂN TÍCH MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA HỆ TƯỜNG CỌC BẢN DẠNG CĨ NEO VÀ KHƠNG NEO TRONG NỀN ĐẤT CÁT Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số: 8.58.02.01 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS TRƯƠNG QUANG THÀNH Thành phố Hồ Chí Minh - 2018 i MỤC LỤC MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Ý nghĩa giá trị thực tiễn đề tài Giới hạn đề tài CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG CỌC BẢN 1.1 Một số khái niệm tường cọc dạng tường cọc 1.2 Điều kiện sinh áp lực đất đến tường cọc 1.3 Lý thuyết tính tốn áp lực đất lên tường cọc (tường chắn) 1.4 Tính tốn tường cọc 1.4.1 Tính tốn tường mềm/cừ cơng xon [7] 1.4.2 Tính tốn tường mềm có chống/neo [7] 1.4.2.1 Phương pháp cân lực (theo sơ đồ E.K Iakobi) [7] 1.4.2.2 Phương pháp dầm thay (theo sơ đồ BlimaLomeiera)[7] ii 1.4.3 Tính tốn tường có nhiều chống/neo [7] 1.4.4 Tính tốn tường liên tục theo giai đoạn thi công 1.4.4.1 Phương pháp Sachipana (Nhật Bản)[7] 1.4.4.2 Tính tốn tường liên tục theo phương pháp phần tử hữu hạn hệ hồi [7] 1.4.5 Tường cọc khơng neo đóng vào đất cát [13] 1.5 Phương pháp thi công tường cọc 1.6 Một số cơng trình nghiên cứu TCB 1.7 Nhận xét chương CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU SÂU ĐƯỜNG NẠO VÉT VÀ VỊ TRÍ MỰC NƯỚC NGẦM ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA TCB DẠNG KHÔNG NEO 2.1 Giới thiệu chung tường cọc không neo 2.2 Ảnh hưởng chiều sâu đường nạo vét (L) đến độ sâu chôn TCB (Dtheory) mô men uốn lớn TCB (Mmax) trường hợp khơng có mực nước trước sau TCB (Bài toán 1) 2.2.1 Đặt toán phân tích 2.2.2 Thiết lập lời giải toán: 10 iii 2.2.3 Trường hợp 1: Chiều sâu nạo vét L = 3,0 m 12 2.2.4 Trường hợp 2: Chiều sâu nạo vét L = 4,0 m 12 2.2.5 Trường hợp 3: Chiều sâu nạo vét L = 5,0 m 12 2.2.6 Trường hợp 4: Chiều sâu nạo vét L = 6,0 m 13 2.2.7 So sánh nhận xét trường hợp phân tích 13 2.3 Ảnh hưởng chiều sâu mực nước ngầm đến độ sâu cắm TCB (Dtheory) mô men uốn lớn TCB (Mmax) trường hợp có mực nước trước sau TCB (Bài toán 2) 14 2.3.1 Đặt tốn phân tích 14 2.3.2 Thiết lập lời giải toán 14 2.3.3 Trường hợp 1: Chiều sâu đường mực nước cách đỉnh TCB L1 = 1,0 m 14 2.3.4 Trường hợp 2: Chiều sâu đường mực nước cách đỉnh TCB L1 = 2,0 m 14 2.3.5 Trường hợp 3: Chiều sâu đường mực nước cách đỉnh TCB L1 = 3,0 m 14 2.3.6 Trường hợp 4: Chiều sâu đường mực nước cách đỉnh TCB L1 = 4,0 m 14 2.3.7 So sánh nhận xét trường hợp phân tích 14 2.4 Một số nhận xét chương 15 iv CHƯƠNG ẢNH HƯỞNG CỦA VỊ TRÍ ĐẶT THANH NEO VÀ MỰC NƯỚC NGẦM ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA TCB DẠNG CÓ MỘT NEO 3.1 Giới thiệu chung tường cọc có neo 16 3.2 Ảnh hưởng vị trí mực nước ngầm (L1) đến độ sâu chôn TCB (Dtheory), mô men uốn lớn TCB (Mmax) lực kéo neo (F) 16 3.2.1 Đặt tốn phân tích 16 3.2.2 Thiết lập lời giải toán 16 3.2.3 Kết lời giải toán 17 3.2.4 Thay đổi chiều sâu mực nước ngầm L1 = 3,05 m 17 3.2.5 Thay đổi chiều sâu mực nước ngầm L1 = 4,05 m 17 3.2.6 Thay đổi chiều sâu mực nước ngầm L1 = 5,05 m 17 3.2.7 So sánh nhận xét trường hợp phân tích 18 3.3 Ảnh hưởng vị trí đặt neo (l1) đến độ sâu cắm tường (Dtheory), mô men uốn lớn TCB (Mmax) giá trị lực kéo neo 18 3.3.1 Đặt tốn phân tích 18 3.3.2 Thiết lập lời giải toán 18 3.3.3 Kết lời giải toán 18 v 3.3.4 Thay đổi vị trí neo l1 = 1,50 m 18 3.3.5 Thay đổi vị trí neo l1 = 1,80 m 19 3.3.6 Thay đổi vị trí neo l1 = 2,1 m 19 3.3.7 So sánh nhận xét trường hợp phân tích 19 3.4 Một số nhận xét chương 19 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận 19 Kiến nghị 20 TÀI LIỆU THAM KHẢO vi MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1.11 Tường cọc cơng xơn xun qua đất cát [13] (a) Biểu đồ thay đổi ứng suất; (b) Biểu đồ thay đổi mô men Hình 2.2: Sơ đồ áp lực đất tác dụng lên TCB dạng biểu đồ mô men 10 Hình 2.8: Toán đồ mối tương quan L, Dtheory, zmax, Mmax 13 Hình 3.4: Sơ đồ phân bố áp lực đất lên TCB hàng neo 16 vii MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.4 Bảng so sánh kết khảo sát thay đổi L 13 Bảng 2.8 Bảng so sánh kết khảo sát thay đổi L1 14 Bảng 3.4 So sánh đại lượng phân tích thay đổi L1 18 Bảng 3.8 So sánh đại lượng phân tích thay đổi vị trí neo l1 19 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Tường cọc (TCB) dạng đặc biệt cơng trình tường chắn đất, thông thường sử dụng để bảo vệ cơng trình xây dựng ven sơng kết hợp với việc chống xói lở bờ sơng Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu đề tài nghiên cứu số yếu tố có ảnh hưởng đến làm việc hệ TCB Một số yếu tố xem xét là: Độ sâu nạo vét đáy hố đào; Vị trí mực nước ngầm trước sau TCB; Độ sâu ngàm chân TCB vào đất nền; Vị trí đặt neo thân TCB Phƣơng pháp nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết, tổng hợp sở lý thuyết tính tốn TCB tác giả nước nghiên cứu TCB; Sử dụng phương pháp cân giới hạn dựa lý thuyết áp lực đất Coulomb dùng phương pháp giải tích để giải Ý nghĩa giá trị thực tiễn đề tài Đề tài: “Phân tích số yếu tố ảnh hƣởng đến làm việc hệ tƣờng cọc dạng có neo không neo đất cát.” giúp cho người kỹ sư thiết kế móng có thêm sở lý luận xác việc lựa chọn thông số liên quan đến TCB, tài liệu tham khảo thêm phục vụ cho việc tính tốn thiết dạng cơng trình Giới hạn đề tài Phạm vi nghiên cứu luận văn dùng lời giải giải tích để tính tốn phân tích, chưa có điều kiện xem xét Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn hệ đàn hồi xác định nội lực, chuyển vị tường chắn q trình thi cơng 1.4.5 Tường cọc khơng neo đóng vào đất cát [13] Vẽ biểu đồ ứng suất cho tường cọc khơng neo đất rời tiến hành theo bước sau: Bƣớc Tính hệ số áp lực đất chủ động bị động Ka, Kp; Bƣớc Tính cường độ áp lực đất chủ động (’1) z = L1 cường độ áp lực đất chủ động (’2 )tại z = L1 + L2 ; Bƣớc Tính độ sâu đường nạo vét đến điểm có áp lực đất (L3); Bƣớc Tính hợp lực P; Bƣớc Tính z (tức trọng tâm ứng suất ACDE) cách tính mơ-men quanh điểm E; Bƣớc Tính cường độ áp lực đất phía TCB (’5); Bƣớc Tính hệ số A1, A2, A3 A4; Bƣớc Giải công thức theo phương pháp thử loại trừ để tìm độ sâu từ điểm có áp lực đất đến phía đáy TCB (L4); Bƣớc Tính cướng độ áp lực đất phía TCB ’4; Bƣớc 10 Tính cường độ áp lực đất ’3; Bƣớc 11 Tính L5; Bƣớc 12 Vẽ biểu đồ phân bổ ứng suất minh họa hình 1.11; Bƣớc 13 Xác định độ sâu chôn cọc lý thuyết tức L3+L4 Độ sâu chôn cọc thực tế tăng 20% đến 30% MNN Đường nạo vét Đường nạo vét Cát, , ’, C’=0 Cát, sat, ’, C’=0 Độ dốc Cát, sat, ’, C’=0 Hình 1.11 Tường cọc cơng xơn xun qua đất cát [13] (a) Biểu đồ thay đổi ứng suất; (b) Biểu đồ thay đổi mô men 1.5 Phƣơng pháp thi cơng tƣờng cọc Tường cọc chia làm hai loại bản: (a) tường công xôn (b) tường neo Như bàn, tường cọc thường thi công theo hai hương pháp sau (Tsinker, 1983): phương pháp san lấp, phương pháo nạo vét 1.6 Một số cơng trình nghiên cứu TCB Theo Nguyễn Quốc Tới [8] Tính tốn số cơng trình điển hình có sử dụng neo đất nhận xét neo đất có tác dụng giữ ổn định kết cấu tường chắn giảm chuyển vị ngang tường Phá hoại trượt đất xuất điểm chảy dẻo Mohr-Coulomb Nếu bố trí hợp lý khơng cịn xuất điểm chảy dẻo tường giữ ổn định Khoảng cách bố trí neo có ảnh hưởng lớn đến giá trị mômen uốn chuyển vị ngang tường Khoảng cách bố trí neo lớn nhỏ mơ men uốn chuyển vị ngang tường lớn Manas Ranja Das [15] tính tốn tối ưu thiết kế TCB có neo không neo đặt đất sét công cụ Microsoft Excel Solver có kết gần với lý thuyết tính tốn Khảo sát thêm ảnh hưởng góc ma sát, độ sâu mực nước ngầm TCB không neo, ảnh hưởng vị trí neo độ sâu cắm TCB lực kéo neo Đối với giảm vị trí neo đất lực kéo neo lớn, độ sâu cắm TCB ngắn 1.7 Nhận xét chƣơng TCB sử dụng rộng rãi cơng trình xây dựng mà đặc biệt chống xói lở bờ sơng; Độ ổn định TCB phụ thuộc nhiều áp lực đất tác dụng lên TCB; Lý thuyết áp lực đất nhiều tác giả nghiên cứu; Tính tốn TCB nhiều nhà khoa học nước giới nghiên cứu có dạng tường: tường mềm, tường có chống Phương pháp tính phương pháp cân lực, phương pháp dầm thay thế, phương pháp Sachipana; Hiện nay, phần tử hữu hạn sử dụng phân tích TCB, cần kết hợp với phương pháp giải tích quan trắc thực nghiệm để đảm bảo độ tin cậy tính tốn CHƢƠNG ẢNH HƢỞNG CỦA CHIỀU SÂU ĐƢỜNG NẠO VÉT VÀ VỊ TRÍ MỰC NƢỚC NGẦM ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA TCB DẠNG KHÔNG NEO 2.1 Giới thiệu chung tƣờng cọc không neo Theo nhiều tác giả [7], [13] nghiên cứu cho thấy rằng, chiều cao khối đất đắp nhỏ (≤ 6,0 m) người ta thường sử dụng tường cọc dạng không neo mang lại hiệu kinh tế kỹ thuật Trong phạm vi chương phân tích ảnh hưởng chiều sâu đường nạo vét vị trí mực nước ngầm đến độ sâu cắm tường cọc (Dtheory) giá trị mô men uốn lớn xuất TCB (Mmax) 2.2 Ảnh hƣởng chiều sâu đƣờng nạo vét (L) đến độ sâu chôn TCB (Dtheory) mô men uốn lớn TCB (Mmax) trƣờng hợp khơng có mực nƣớc trƣớc sau TCB (Bài tốn 1) 2.2.1 Đặt tốn phân tích: Giả sử có TCB chắn giữ khối đất có chiều sâu nạo vét L độ sâu cắm TCB vào đất D hình vẽ 2.2 Giả sử đất bên đường nạo vét đất cát đồng có trọng lượng riêng γ = 15,9 10 kN/m3 Góc ma sát ϕ’= 32o lực dính c’= Trước sau TCB không xuất mực nước ngầm Xác định độ sâu cắm TCB vào đất theo lý thuyết (Dtheory), trị mô men uốn lớn TCB (Mmax) vị trí TCB xuất Mmax thay đổi giá trị độ sâu nạ vét L 2.2.2 Thiết lập lời giải tốn: A B Hình 2.2: Sơ đồ áp lực đất tác dụng lên TCB dạng biểu đồ mô men Phân bố cường độ áp lực đất chủ động độ sâu z = L (độ sâu đường nạo vét): σ'2 = γ L Ka (2.1) Hệ số áp lực đất chủ động theo Rankine: Ka = tan (45o - '/2) (2.2) Phân bố cường độ áp lực đất chủ động độ sâu z bên đường nạo vét là: σ'a = [γ L + γ (z-L)]Ka (2.3) Tương tự áp lực đất bị động độ sâu z bên đường nạo vét: σ'p = γ.(z-L).Kp Hệ số áp lực đất bị động theo Rankine: (2.4) 11 K p = tan (45o   '/2) (2.5) Lấy phương trình (2.3) trừ phương trình (2.4) đặt tên áp lực đất σ’, ta có: σ' = σ'a - σ'p = [γ L + γ (z-L)]Ka - γ.(z-L).Kp = σ'2 – γ.(zL).(Kp – Ka) (2.6) Áp lực đất ròng điểm bên đường nạo vét với độ sâu L3: L3   2' (2.7)  (K p  K a ) Phân bố áp lực đất σ’3 theo công thức: σ’3= L4 (Kp - Ka) γ (2.8) Tại độ sâu z = L +D ta có áp lực đất bị động là: σ'p = γ(L+D).Kp (2.9) áp lực đất chủ động là: σ'a = γ.D.Ka (2.10) Như độ sâu đáy TCB phân bố cường độ áp lực đất ròng là: σ'4 = σ'p - σ'a = γ(L+D).Kp - γ.D.Ka = (Kp - Ka )γ.D + γ.L.Kp = σ'5 + γ.L4.(Kp - Ka ) (2.11) Trong đó: σ'5 = γ.L.Kp + γ.L3.(Kp - Ka ) (2.12) Giá trị hợp lực P tính diện tích biểu đồ phân bố cường độ áp lực đất chủ động ACD có điểm đặt cách điểm D z Áp dụng nguyên tắc cân tĩnh học lực cắt mô men ta thiết lập hai phương trình: P – ½ σ’3 L4 + ½ L5 (σ’3 + σ’4) =0 L4 + A1L43 - A2L42 - A3L4 – A4= Và L5 xác định theo công thức: (2.13) 12 L5 = σ3'L4 - 2P σ 3' + σ ' (2.14) Các hệ số phương trình (2.13) xác định sau: A1  A2  A3  A4  5 '  (K p  K a ) 8P  (K p  K a ) (2.15) (2.16) P  z. ( K p  K a )   ' (2.17) P 6 z ' P  (2.18)  (K p  K a )2  (K p  K a )2 Giải phương trình (2.13) tìm L4 Có L3 L4 ta xác định độ sâu chôn TCB theo lý thuyết Dtheory = L3+L4 Xác định giá trị mô men uốn lớn điểm có lực cắt Sử dụng trục tọa độ z’ có gốc tọa độ điểm D Mô men uốn lớn Mmax xuất độ sâu z’ xác định theo công thức: z'  2P ( K p  K a ) Mmax= P ( z +z’) –(1/2) γ’.z’2(Kp - Ka)(1/3)z’ Sau trình bày trường hợp khảo sát 2.2.3 Trường hợp 1: Chiều sâu nạo vét L = 3,0 m 2.2.4 Trường hợp 2: Chiều sâu nạo vét L = 4,0 m 2.2.5 Trường hợp 3: Chiều sâu nạo vét L = 5,0 m (2.19) (2.20) 13 2.2.6 Trường hợp 4: Chiều sâu nạo vét L = 6,0 m 2.2.7 So sánh nhận xét trường hợp phân tích: Từ số liệu có từ mục 2.2.3 đến mục 2.2.6 đưa vào bảng tổng kết 2.4 Bảng 2.4 Bảng so sánh kết khảo sát thay đổi L L (m) Các đại lượng so sánh 3,0 4,0 5,0 6,0 Dtheory (m) 2,717 3,624 4,532 5,437 z max(m) 4,331 5,775 7,222 8,663 Mmax (kN.m/m) Tỉ số z max L  Dtheory 45,78 108,52 212,08 366,3 0,758 0,758 0,758 0,758 Hình 2.8: Tốn đồ mối tương quan L, Dtheory, zmax, Mmax 14 2.3 Ảnh hƣởng chiều sâu mực nƣớc ngầm đến độ sâu cắm TCB (Dtheory) mô men uốn lớn TCB (Mmax) trƣờng hợp có mực nƣớc trƣớc sau TCB (Bài toán 2) 2.3.1 Đặt toán phân tích: Xét TCB có chiều sâu nạo vét L = 5,0m độ sâu cắm vào đất D Giả sử đất đường nạo vét đất cát đồng có trọng lượng riêng γ = 15,9 kN/m3, trọng lượng riêng bão hịa γsat = 19,33 kN/m3 Góc ma sát ϕ’= 32o lực dính c’= Trước sau TCB có đường mực nước cách đỉnh TCB L1.Xác định (Dtheory), (Mmax) vị trí TCB xuất Mmax mực nước ngầm thay đổi (thay đổi giá trị L1) 2.3.2 Thiết lập lời giải tốn: Cơng thức tính tương tự trường hợp 2.2, thay đổi trọng lượng riêng hiệu γ' = γsat – γw 2.3.3 Trường hợp 1: Chiều sâu đường mực nước cách đỉnh TCB L1 = 1,0 m 2.3.4 Trường hợp 2: L1 = 2,0 m 2.3.5 Trường hợp 3: L1 = 3,0 m 2.3.6 Trường hợp 4: L1 = 4,0 m 2.3.7 So sánh nhận xét trường hợp phân tích Từ số liệu tính tốn mục 2.3.3 đến mục 2.3.6, ta tổng kết đưa vào bảng 2.8 Bảng 2.8 Bảng so sánh kết khảo sát thay đổi L1 L1 (m) Các đại lượng so sánh 1,0 2,0 3,0 4,0 15 Dtheory (m) 5,039 5,405 5,673 5,869 zmax (m) 7,485 7,702 7,878 8,021 Mmax (kN.m/m) 2.4 172,95 209,43 236,91 256,48 Một số nhận xét chƣơng Sử dụng phương pháp giải tích, thông qua việc giả định hai yếu tố thay đổi chiều sâu nạo vét hạ thấp mực nước ngầm để xác định giá trị độ sâu cắm TCB theo lý thuyết, mô men uốn lớn tường cọc độ sâu đạt giá trị mô men uốn lớn nhất, ta rút vài nhận xét sau: Chiều sâu đường nạo vét độ sâu mực nước ngầm ảnh hưởng đến khả làm việc tường cọc dạng không neo; Ảnh hưởng chiều sâu đường nạo vét tác động nhiều đến khả làm việc tường cọc so với hạ thấp mực nước ngầm; Độ sâu cắm TCB theo lý thuyết độ sâu đạt giá trị mô men uốn lớn biến thiên gần tuyến tính thay đổi chiều sâu nạo vét Trong trường hợp khơng có mực nước ngầm trước sau TCB thấy độ sâu nạo vét tăng lên chiều sâu cắm TCB gia tăng, đồng thời độ sâu đạt giá trị mô men uốn lớn cách đỉnh TCB khoảng 0,758 lần tổng chiều dài tương ứng TCB; Có thể xác định giá trị Dtheory, Mmax, zmax, biết trước giá trị L thơng qua tốn đồ lập hình 2.8 cho trường hợp khơng có mực nước ngầm trước sau TCB CHƢƠNG ẢNH HƢỞNG CỦA VỊ TRÍ ĐẶT THANH NEO VÀ MỰC NƢỚC NGẦM ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA TCB DẠNG CÓ MỘT NEO 16 3.1 Giới thiệu chung tƣờng cọc có neo Khi chiều cao khối đất đắp cao đường nạo vét sâu người ta thường sử dụng tường cọc dạng có neo Trong phạm vi chương phân tích ảnh hưởng chiều cao khối đắp vị trí mực nước ngầm đến độ số cắm tường cọc (Dtheory) giá trị mô men uốn lớn xuất TCB (Mmax) giá trị lực kéo neo phương pháp giải tích 3.2 Ảnh hƣởng vị trí mực nƣớc ngầm (L1) đến độ sâu chôn TCB (Dtheory), mô men uốn lớn TCB (Mmax) lực kéo neo (F) 3.2.1 Đặt tốn phân tích: Giả sử có TCB chắn giữ khối đất cát chiều cao L= 9,15m độ cắm vào đất D Giả sử đất đường nạo vét đất cát đồng có trọng lượng riêng γ = 16,0 kN/m3 Góc ma sát ϕ’= 30o lực dính c’= Vị trí neo cách đỉnh tường l1 = 1,53m Trước sau TCB xuất mực nước ngầm độ sâu cách đỉnh tường L1 Xác định độ sâu cắm TCB vào đất theo lý thuyết (Dtheory), trị mô men uốn lớn TCB (Mmax) lực kéo neo (F) thay đổi giá trị L1 Xem TCB dạng dầm đơn giản 3.2.2 Thiết lập lời giải tốn: 17 Hình 3.4: Sơ đồ phân bố áp lực đất lên TCB hàng neo P   8' L4  F  (3.3) Hoặc: F  P   '  K p  K a  L24 (3.4) Trong P diện tích biểu đồ áp lực đất hình (ADCE) Tính tốn mơment điểm O’ sau:      P  L1  L2  L3   z  l1    '  K p  K a  L24  l2  L2  L3  L4       Hoặc: L34  1.5L24  l2  L2  L3     3P  L1  L2  L3   z  l1     (3.5)  '  K p  Ka  Công thức (3.5) có tthể tính tốn cách thử dần để xác định độ sâu cắm TCB theo lý thuyết tính tốn L4 ký hiệu Dtheory Dtheory = L3 + L4 (3.6) Thường độ sâu cắm TCB thực tế tăng thêm từ 30% đến 40% Dactual = (1,3  1,4) Dtheory Môment lý thuyết lớn xuất tường cọc độ sâu khoảng z = L1 z = L1 + L2 Mô men có giá trị lớn độ sâu z với lực cắt ' 1L1  F   1'  z  L1   K a '  z  L1   2 (3.7) Tìm giá trị z phương trình (3.7) ta xác định độ lớn mơment lớn 3.2.3 Kết lời giải toán: 3.2.4 Thay đổi chiều sâu mực nước ngầm L1 = 3,05 m 3.2.5 Thay đổi chiều sâu mực nước ngầm L1 = 4,05 m 3.2.6 Thay đổi chiều sâu mực nước ngầm L1 = 5,05 m 18 3.2.7 So sánh nhận xét trường hợp phân tích Bảng 3.4 So sánh đại lượng phân tích thay đổi L1 Các đại L1 (m) lượng so 2,05 3,05 4,05 5,05 Dtheory (m) 3,882 4,100 4,240 4,800 F (kN/m) 106,74 115 124,73 131,75 321,81 345,71 386,55 418,81 sánh Mmax (kN.m/m) 3.3 Ảnh hƣởng vị trí đặt neo (l1) đến độ sâu cắm tƣờng (Dtheory), mô men uốn lớn TCB (Mmax) giá trị lực kéo neo 3.3.1 Đặt tốn phân tích: Xét TCB chắn giữ khối đất cát chiều cao L = 9,15 m độ sâu cắm vào đất D Giả sử đất đường nạo vét đất cát đồng có trọng lượng riêng γ = 16,0 kN/m3, trọng lượng riêng bão hòa γsat = 19,5 kN/m3 Góc ma sát ϕ’= 30o lực dính c’= Vị trí neo cách đỉnh tường l1 Đường mực nước trước sau TCB cách đỉnh TCB L1= 3,05m Xác định độ sâu cắm TCB vào đất cát theo lý thuyết (Dtheory), trị mô men uốn lớn TCB (Mmax) vị trí TCB xuất Mmax vị trí neo thay đổi (thay đổi giá trị l1) 3.3.2 Thiết lập lời giải toán: Cũng tương tự mục 2.2.2 có khác cho trước giá trị mực nước ngầm L1 giá trị vị trí đặt neo l1 chưa biết 3.3.3 Kết lời giải tốn: 3.3.4 Thay đổi vị trí neo l1 = 1,50 m 19 3.3.5 Thay đổi vị trí neo l1 = 1,80 m 3.3.6 Thay đổi vị trí neo l1 = 2,1 m 3.3.7 So sánh nhận xét trường hợp phân tích Từ kết tính tốn mục 3.3.3 đến mục 3.3.6 tổng hợp vào bảng 3.8 để so sánh nhận xét Bảng 3.8 So sánh đại lượng phân tích thay đổi vị trí neo l1 11 (m) Các đại lượng so sánh 1,2 1,5 1,8 2,1 Dtheory (m) 4,12 4,07 4,03 3,98 F (kN/m) 113 116 119 122 Mmax (kN.m/m) 3.4 372,09 345,72 335,87 315,48 Một số nhận xét chƣơng Việc thay đổi vị trí đặt neo mực nước ngầm ảnh hưởng đến khả làm việc TCB Bằng phương pháp giải tích, giả định trường hợp cho toán cụ thể ta nhận xét sau: Việc bố trí neo làm tăng độ ổn định cơng trình TCB; Đối với việc thay đổi vị trí neo có ảnh hưởng đến làm việc TCB, vị trí neo hạ thấp chiều sâu cắm TCB mô men uốn lớn TCB giảm lực kéo neo tăng; Đối với việc hạ thấp mực nước ngầm, làm tăng giá trị mô men uốn lớn nhất, tăng chiều sâu cắm TCB vào đất tăng lực kéo neo KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Dựa vào kết tính tốn luận văn, tác giả rút số kết luận sau: 20 (1) Đối với tường cọc dạng không neo: Khi khơng có mực nước ngầm: chiều sâu nạo vét sâu chiều sâu cắm TCB vào đất tăng mô men uốn lớn TCB tăng lên; Khi có mực nước ngầm: Giữ nguyên chiều sâu đường nạo vét, thay đổi độ sâu mực nước ngầm đại lượng chiều sâu cắm TCB (Dtheory), mơ men uốn lớn (Mmax) độ sâu đạt giá trị mô men uốn lớn (zmax) tăng lên mực nước ngầm (L1) hạ thấp; Khi mực nước trước sau TCB, vị trí xuất mô men uốn lớn độ sâu đạt giá trị mô men uốn lớn cách đỉnh TCB khoảng 0,758 lần tổng chiều dài TCB (zmax) (2) Đối với tường cọc có hàng neo: Khi vị trí mực nước ngầm hạ thấp giá trị mô men uốn lớn TCB tăng, chiều sâu cắm TCB vào đất tăng đồng thời lực kéo neo tăng lên; Khi thay đổi vị trí neo thấy vị trí neo hạ thấp chiều sâu cắm TCB mô men uốn lớn TCB giảm lực kéo neo tăng; Dùng neo cho TCB có tác dụng giữ ổn định cho TCB; vị trí mực nước ngầm, chiều sâu nạo vét vị trí đặt neo có ảnh hưởng nhiều đến làm việc TCB Kiến nghị Dùng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) để kết hợp phân tích; Xét thêm trường hợp TCB đặt đất sét, không đồng TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt [1] Bộ Xây dựng (2008), Hội thảo khoa học cơng trình xây dựng có phần ngầm – Bài học từ cố giải pháp phòng chống Thành phố Hồ Chí Minh, tr.202-207 [2] Nguyễn Ngọc Bích (2013), Cơ học đất ứng dụng xây dựng, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [3] Văn Hữu Huệ (2011), “Phát triển tương quan tính tốn chiều dài tường cọc cho kè ven sơng thành phố Hồ Chí Minh Đồng sơng Cửu Long”, Tạp chí Khoa học Thủy lợi ,(Số 35/2011), tr.45-48 [4] Nguyễn Bá Kế (2010), Xây dựng cơng trình ngầm thị theo phương pháp Đào mở, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [5] Nguyễn Bá Kế (2012), Thiết kế thi công hố móng sâu, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [6] Phan Trường Phiệt (2008), Áp lực đất tường chắn đất, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [7] Vương Văn Thành, Nguyễn Đức Ngn, Phạm Ngọc Thắng (2012), Tính tốn thực hành móng cơng trình dân dụng công nghiệp, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội, tr.295-329 [8] Nguyễn Quốc Tới (2016), Tính tốn thiết kế neo đất, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội [9] Nguyễn Bảo Việt (2015), “Cọc ván cừ bê tông cốt thép dự ứng lực, khả ứng dụng cơng trình kè đất yếu”, Tạp chí KHCN Xây dựng ,(Số 1/2015), tr.44-51 [10] Viện Khoa học công nghệ Xây dựng (2016), Tiêu chuẩn Châu Âu EN 1997-1-2004, Thiết kế địa kỹ thuật Phần Các quy định chung, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Tiếng Anh [11] Adnan A.Basma (1991), “Safety and reliability of anchored bulkhead walls”, Department of civil Engineering, Structural Safety, (10/1991), p.283-295 [12] C.Cherubini (2000), “Probabilistic approach to the design of anchored sheet pile walls”, Institute of Engineering Geology and Geotechinics, Computers and Geotechnics, (26/2000), p.309-330 [13] Draja M.Das (2014), Principles of Foundation Engineering (Eight Edition), Cengage Learning, United State of American, p.709-773 [14] G.L Sivakumar Babu *, B Munwar Basha (2008), “Optimum design of cantilever sheet pile walls in sandy soils using inverse reliability approach”, ScienceDirect, (35/2008), p.134-143 [15] Manas Ranja Das, Sarah Kumar Das (2015), “Optimal Design of Sheet Pile Wall Embedded in Clay”), J.Inst Eng.India.Ser.A, (96(3)/2015), p.249-258 [16] Liela Eskandari (2011), “Basic Types of Sheet Pile Walls and Their Application in the Construction Industry—a Review”, EJGE, (Vol.16/ 2011), p.1533-1541