Luận văn thạc sỹ Chuyên ngành Địa kỹ thuật xây dựng: Phân tích ứng xử của đất và tường trong hố móng công trình Ánh Quang Plaza - Sóc Trăng

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Bản Luận văn tốt nghiệp này là công trình nghiên cứu của riêng tôi, dưới sự hướng dẫn của thầy PGS TS HOÀNG VIỆT HÙNG, Trường Đại học Thủy Lợi Các kết quả nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.

Tác giả

DUONG HOANG HAN

LỜI CÁM ƠN

Sau thời gian học tip và nghiên cửu, dưới sự hưởng dẫn tận tinh của các thay cô giáo, trao dồi với các ban càng lớp, tôi đã tích lũy cho minh một số kiến thức nhất định về

chuyên môn của ngành Dia Kỹ thuật xây dmg, Trường Đại học Thủy Lợi Tôi đượchân tích ứng xử của

công trình Ánh Quang Plaza - Sóc Trăng”.

giao để tải luận văn Thạc sĩ tường trong hỗ móng

"ĐỂ lãi của tối đã hoàn thành với nội dung như đã dé ra trong đề cương nghiền cứu với

sự nỗ lực cổ gắng của bản thân và sự hướng dẫn tận tinh của thầy PGS TS Hoàng Hag Tuy nh

1 sót nhit định, cin được các thiy cô đồng gớp ÿ kiến nhằm tiếp tục hoàn thiện do thời gian và tình độ có han nên luận văn vẫn côn tổn ti một

số th

Ign vănXing dụng cho các công việc chuyên môn,

‘Toi xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo giảng day tại Bộ môn Địa kỹ thuật, cảm ‘on cơ quan đã tạo điều kiện để tôi có thể hoàn thành tốt luận văn Đặc biệt, tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thiy PGS TS Hoàng Việt Hằng đã trực tiếp hướng dẫn

luận văn.

Tôi ing xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè và đồng nghi đã tạo mọi điều kiện

tốt nhất dé tôi hoàn thành luận văn.

Xin trân trọng cảm ơn!

MỤC LỤC

DANH MỤC CAC BANG BIÊU. DANH MỤC CÁC TỪ VIET TAT MỞ DAU

1.1.Tổng quan về tình hình xây dựng hồ móng sâu ở thể giới và Việt Nam.

1.1.1 Tình hình xây dựng hỗ móng sâu ở th giới

1.1.2 Tình hình xây dựng hồ móng sâu ở Việt Nam. 12 Phân loại trồng vậy hỗ móng

1.2.1, Tường chin bing cọc xi mang dit

11

2 Cir vin bê tông cốt thép dự ứng lục3 Coc bản thép

1.2.4, Tường liên tục trong đất

1.2.4.1 Giữ ôn định bằng hệ dần thep hình

1.2.42 Giữ ôn định bằng phương pháp neo trong đất

1.2.4.3 Giữ én định bằng phương pháp thi công Top - down 1.2.5, Tưởng chin bằng cọc khoan nhồi

L3.-Những vấn đ cần quan tâm khi thiết kế và th công hỗ móng sâu

13.1, Tính toán dp lực đất nước

1.3.1.1 Ap dụng lí luận áp lực dat 1.3.1.2 Tính riêng áp lực đít

1.3.13 Phương pháp thí nghiệm xác định các thông số cường độ của đất

1.3.2, Tính toán bằng lý luậvà hiệu chỉnh theo kinh nghiệm.

1.3.3 Hiệu ứng tồi gian, không gian của công tinh hồ móng

2.1 ite điểm của công trình hồ móng sâu

ÔN ĐỊNH TƯỜNG TRONG HO

3:2.Cơ sỡ lý thuyết bà toán thiết kế hỗ móng sâu22.1 Các ngoại lực tác dụng

222 Api dit

2.2.21 Các loại áp lực dt va điều kiện san sinh ra chúng 2.2.22 Lý thuyết cân bằng gối han của đắt

2.2.23 Lý thuyết W.J.W Rankine

2.2.2.4 Lý thuyết áp lực đắt C.A Coulomb: 2.2.25 Ap lực đắt ở trạng thải tinh,

2.23 Áp lực nước

2.2.4, Ảnh hưởng của chuyển vị thân tường ci đối với áp lục đất

225 Tải trọng thi công

2.2.6 Áp dung tinh toán

2.3 Phương php phần tử hữu han trong tính toán hỗ móng sâu

'CHƯƠNG 3 PHAN TÍCH TÍNH TOÁN CONG TRINH UNG DỤNG 3.1 GIGI THIEU CÔNG TRÌNH

3.11 Vitidialy

3.1.2 Qui mô công trình3.3, Kícông trình3.14, Địa chất công trình

3.15 Địa chất thủy văn

3.2.PHÂN TÍCH HAI HỆ KET CẤU CHAN GIỮ.

3.2.1 Phương pháp tính toán:

3.2.2 PHƯƠNG AN I: CU FSP4

3.2.2.1 Hệ kết cầu chắn giữ

32223 Kết quả phân ch

DANH MỤC CÁC HÌNH ANH

Hình 1.1 Landmark 81 - Vietnam (nguồn: tekla com) 4 1.2 Panorama Nha Trang (nguồn: panorama-aneu.com) 4 1.3 Tuyển metro Nhỗn - Ga Hà Nội (nguồn: tapchigiaothong vn) 5 Hình 1.4 Ta nhà văn phòng Vietbank ( nguồn: dungtien.com) 5

Hình 1,5 Hham Barw Tower Basement, Kuala Lumpur (gun: perimalaysia.com).5Hình 1.6 Thiết bị khoan 6Hình 1.7 Trinh tự khoan 6

Hình 1 8 Chẳng vách bằng cọc xi ming 7 Hình 1.9 Cấu tạo Joint cao su tại khớp nỗi của cir ? Hình 1, 10 Câu ạo cọc bản bê tông cốt thép dạng chữ W điển hình 8

Hình 1 11 Cọc ván bê tông cốt thép dự ứng lực (nguồn: 620chauthoi.com) 9

1 12 Thi công cọc ván BTCT dự ứng lực bing phương pháp xói nước kết hợp,

búa rung (nguồn: ansonjsc com) 9

Hình 1,13 Cọc bản thép 1B

Hình 1, 14 Tường chin ding cọc ban thép (nguồn: sheetpileinvietnam blogspot.com)

Hinh 1, 15 Thi công đào đất và hạ lồng thếp tường bamefte (nguồn: duyenhai vn) !5

Hình 1 16 Công nhân gia công lồng thép tường vay (nguồn: bachy-soletanche.vn) l6.

Hình 1 17 Tường chắn dùng cọc khoan nhdi (nguồn: bauervietnam.com) 16 Hình 2 1 Quan hệ giữa áp lực đất với chuyển vị của tường 2 Hình 2.2 Vòng tròn Mohr ứng suit 6 điều kiện cân bằng giới han 24

‘Trang thái bị động và chủ động Rankine 25toán áp lực chủ động và điểm đặt theo Rankine 2ïtoán áp lực bị động và điểm đặt theo Rankine 29áp lực chủ động cia đắt rời theo Coulomb 30

Hình 2 7 So đồ tinh áp lực chủ động của dat dính theo Coulomb, 31 Hình 2.8 Sơ đồ tính áp lực chủ động của đất theo đỗ giải 31

10 Tính áp lực đất khi mặt dt lắp chéo nghiêng

11 Tính áp lực đất nghĩ khi mặt đất ngang, lưng tưởng đứng

12 Biển đổi khác nhau của thân tường gây ra sực Khác nhau về áp he đất 1 Viti công tình Ảnh Quang Plaza - Sóc Trăng

2 Phối cảnh 1 tòa nhà Ánh Quang Plaza - Sóc Trăng 3 Phối cảnh 2 tòa nhà Ánh Quang Plaza - Sóc Trăng 3.4 Mặt bằng mồng bè trên nễn cọc

5 Mặt bing định vị hỗ khoan

6 Mô hình phần từ hữu hạn7 Các giai đoạn tính toán

š Lưới chuyển vị khi đào tới cốt :2.1 m

9 Phổ chuyển vị của đất khi đảo tới cốt -2.1 m

10 Hướng chuyển vị của đất khi đào tới cốt -2.1 m

11 Phân bố các điểm chảy đèo của đất khi đảo tới e6t-2.1 m 12 Sut lún nền dat khi đảo tới cốt -2.1 m.

13 Chuyển vị ngàng của tường khi đào tới cốt 2.1 m14 Chuyển vị lưới khi đào tới cốt -47 m

15 Phố chuyển vị của đất khi đào tới cốt 4.7 m.

16 Hướng chuyển vị của đt kh đào tới cốt -47 m

17 Biểu đỒ các điểm chay déo của đắt khi đào tới cốt 4.7 m 18 Sut lún nền đất khi đào tới cốt -4.7 m.

n vi ngang của tưởng khi đảo tối cốt ~4.7 mì

30 Mô hình phần từ hữu han (PA2)

21 Các giải đoạn tinh toán (PA2)

22 Chuyển vị lưới khi đo tới cốt -2.1 m (PA2),

23 Phố chuyển vị của đất khi đào tới cốt -2.1 m (PA2)

24 Hướng chuyển vị của đắt khi đào tới cốt ©2.1 m(PA2)

35 Biểu đồ các điểm chay déo của đất khi đo tới cốt -2.1 m (PA2)

-2.1 m (PA2).

27 Chuyển vị ngang của tưởng khi do tới cốt -2.1 m (PA2)

28 Chuyển vị lưới khi đảo tới cốt -4.7 m (PA2) 26 Sụt lún nền đất khi dio tới

29 Phổ chuyển vị của đất khi đo ti cốt 4.7 m (PA2) 6

30 Hướng chuyển vị của đt khi đo tới cốt -4.7 m (PA2) 66

31 Biểu đồ các điểm chay déo của đất khi đào tới cốt -4.7 m (PA2) 66 32 Sut hin nén dt khi dio ti cốt 4.7 m (PA2) or

Hình 3 33 Chuyển vị ngang của tường khi dao tới cốt -4.7 m (PA2) 67

Hình 3, 34 Thông sé đầu vào 68

DANH MỤC CÁC BANG BIEU

Bảng 1.1 Kich thước hình học mặt cất ngang của Cir vin BTCT DUL

Bảng 1.2 Đặc tương hình học của Cừ vin BTCT DUL.

‹ÿ thuật của Cừ ván BTCT DƯL.

Bảng 1 3 Các thông

Bảng 2 1 Các giải pháp thi công hỗ móng sâu dựa vào chiễu sâu hỗ móng

Bang 3 1 Chỉ tiêu cơ lý của đất

1010

4149

MỞ DAU 1inh cắpcủa đề tài

Khai thác và sử dụng một cách có higu quả không gian dưới mặt đắt trong các đô thị

hiện đại dang là xu thé của sự phát trién ngày nay Những công trình ngắm, chẳng hạn

như ng tảu điện ngằm, các bai đỗ xe ngim , hoặc một phản công trình nằm cưới mặt đất như ting him của các công rnh ngoài việc phải chịu những tác động

giống như của các công tình trên mật đắt, nó còn chịu những tác động của mỗi trường

xung quanh không chỉ ở giai đoạn thi công mà côn ở giai đoạn sử dung.

Việc thi công các loại công trình ngầm như đã nêu trên rét phức tạp, nhất là wong không gian đô thị chật hep, có nhiễu các công trình lân cận như các công trình nhà cao

tng, viên bảo tăng, di tích lich sử, hệ thống đường giao thông hay hệ thông kỳthể

thuật có thé gây ảnh hưởng, chúng: lún, hư hỏng, phá hủy hoặc

gây mắt an toàn trong thi công, làm ảnh hưởng chit lượng iễn độ thi công công trình Hiện nay, các đơn vị thi công đã áp dụng nhiều các biện pháp thi công khác nhau để chống giữ vách hỗ đảo của các công tình ngằm Các biện phip thi công phụ thuộc vào

các điều kiện cụ thể của công trình cũng như thiết bị thi công được sử dụng Tinh toánKhả năng chịu lục cũng như xác định cức chuyên vị, biến dang của kết cầu ở giai đoạnthi công một cách chính xác sẽ giúp cho việc lựa chọn biện pháp thi công hợp lí

Luận văn nêu tổng quan những vin đề thiết kẻ, thi công hỗ móng sâu trên Thể giới, cũng như tại Việt Nam Vấn đề thiết kế đảm bảo én định và an toàn cho việc thi công đào sâu trong đất luôn là bài toán khó, dù có nhiều tiến bộ trong việc mô phỏng bài oán bằng các mô hình điễn tả ứng xử của đất khả gần vớ thực tế nhưng vẫn côn xây ra các sự cổ công trinh xây dựng, Luân văn này sẽ phân tích và sơ sánh kết quả tính toán của bai hệ kết cầu chắn giữ trong hỗ móng của công trinh Anh Quang Plaza - Sóc “răng nhằm rút ra một số kết luận, cơ s lý thuyết bài toán thiết kể, th công bổ móng

sâu, hy vọng có thể ứng dụng cho các công trình tương tự khác.

2 Mục đích của để tài

“Tính toán nội lực, chuyển vi, nội lực của tường vay và các kết cầu chắn giữ hỗ móng

sâu bằng phương pháp phần tử hữu hạn theo hai hệ kết cầu chan giữ, có xét đến sự làm

việc đồng thời giữa đất nền và kết cấu chồng đờ của hé móng công trình Anh Qu os

Plaza - Sóc Trăng và đất nén bao quanh công tình

So sánh kết quả tính toán của bai phương án trên, đưa ra kết luận và kiến nghị wong quế trình thiết kế và thi công để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công tình.

3 Dilượng và phạm vi nghiên cứu.

Đối tượng nghiên cứu: Phân tích ứng xử của đất và tường tong hỗ móng công tinh Ánh Quang Plaza - Sóc Trăng.

Phạm vi nghiên cứu: Công tình Anh Quang Plaza - Sóc Trăng được nghiên cứu với bai phương án hệ kết cầu chắn giữ hỗ móng: hg st dụng cử thép FSP4 với thanh chẳng

300, và hệsử dụng cọc dắt xỉ ming đường kính d=800mm với thanh chống H300,

lung nghiên cứ

Nghiên cứu tổng quan về hỗ móng sâu, kết cầu chắn giữ hồ đào sâu.

Phân tích lý thu táp lực đất và kết

Phân tích sự làm vige của hỗ móng sâu công trinh Anh Quang Plaza - Sóc Trăng cổ xét đến sự làm việc đồng thời giữa kết cấu và đắt nén bao quanh.

5 Cách tiếpận và phương pháp nghiên cứu

Tinh toán nội lực của hệ thanh chống, hệ tường vây theo các phương phip da lý

thuyết áp lục đất của Coulomb và tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn với việc sử dụng phần mém Plaxis 8 6 cho phép tính toán kiểm tra én định của đất nền

theo các giai đoạn thi công

6 Kết quả đạt được

Dua ra kết quả tính toán chuyển vị, nội lực kết cấu trong từng giai đoạn thi, từ đó có những gii pháp thất ké công tình đảm bảo hiệu quả và an toàn đối với các công trình

'CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE HO MONG SÂU TRONG XÂY DỰNG CONG TRINH

1.1 Tổng quan về tình hình xây dựng hồ móng sâu ở thé giới và Việt Nam1.1.1 Tình hình xây dựng hỗ móng sâu ở thể giới.

Tại các thành phổ lớn rên thé giới, do vẫn để iy dumg và giá đất ngày cảng tăng cao, nên tại các thành phổ đó đã kết hợp công nghệ kỹ thuật phát triển và biện pháp thi công tiên tiễn đã xây dựng hẳu hết những công tình nhà cao ting đều có ting him,

Độ sâu cũng như số ting him phụ thuộc vào điều kiện địa chất, công nghệ và công năng sử dung của công trình [1] Đa phần cúc công trinh đều có từ 1 đến 3 ting him,

cá biệt có những công trình vi yêu cầu công năng sử dụng có đến trên 3 ting hi

dâu nhưc Tại Đài Loan, công trinh Taipei 101 cổ 101 ting trên nền, cũng 5 ting him,

diện tích sản 412.500 m2 Tại A Rap Saudi, công trình Kingdom Centre là tồa nhà rất

cao gồm 41 ting lầu và 2 ting him, tổng diện tích sàn 300.000 m2 Tại Hàn Quốc, sông tỉnh Lotte World Premium Tower, là siêu cao ốc 123 ting liu và 6 ting him,

cao 556 mét [2].

11.2 Tình hình xây dựng hỗ máng sâu ở Việt Nam

án ố lớn trên 6 một số thành phố lớn của Việt Nam [3], có chung vấn để như các thành pl

Thể giới, củng với quá trình đô thị hóa, tốc độ tăng din số nhất à tăng dân số cơ học

ngày cải quỹ đất tại các khu đô thị lớn ngày cảng bị thu hẹp, môi1g tăng nhanh n trường sống và mỹ quan kiến trú bị ảnh hưởng Do dé đã có rt nhiều các giải phấp

khác nhau được nghiên cứu và áp dụng, và một trong những giải pháp để giải quyết

bài oán không gian ở các khu đô thị đồ chính là khai thác không gian ngằm Cho nên

phương án xây dựng mới các đô thị luôn đặt ra mục tiêu là trệt để khai thác và s

cdụng không gian dưới mặt

Việc xây dựng các loại công tình nồi trên dẫn đến xuất hiện nhiề loại hỗ móng sâu

khác nhau ma để thực hiện chúng, người thiết kế và thi công cần có những biện phápchin giữ bảo vệ thành vách hé móng và công nghệ đào thích hợp về mặt kỹ thuật

kinh tế cũng như an toàn về môi trường và không gây ra ảnh hưởng xấu đến công trình) lân cận đã xây dựng trước đó Điễn hình là tại các thành phố như Hà Nội và thành phd Hồ Chí Minh đã sử dụng các ting him đưới các nhà cao ting với hỗ dio có chiều sâu dđến hàng chục mết Vi dụ như A&B Tower gồm 29 ting lầu và 3 ting him, Saigon Centre là một khu phức hợp cao ốc gồm 39 sing lầu và 4 ting him, Vietcombank: “Tower gồm 40 ting liu và 4 ting him, Bitexco Financial Tower gém 68 ting liu và 3 ting him, Téa nhà văn phòng Vietbank gồm 18 ting lầu và 3 ting him, Khách sạn Hilton Saigon gồm 38 ting và Sting him, v điều này cho thấy xu hưởng xây dựng sông trình kết hợp sử dụng không gian bên dưới mặt dit rit ưu việt cho nhiều thập niên tiếp theo,

Hình Ì.5 Tham Bara Tower Basement, Kuala Lumpur ( nguồn peimilaysia com)

5

1.2 Phân loại tường vây hỗ móng

Hiện nay tong thiết kế vi thi công hỗ móng sâu [3}6 loi tường vây chủ yêu như sau: 12.1 Tường chin bằng cọc xỉ măng đất

Coe trộn dưới sâu là một phương pháp mới dé gia cổ nền đất yêu nó sử dụng xi mang, ôi, vx đ làm chất đng rin, nhờ vào may trộn dưới sâu để trộn cưỡng bức đắt yêu

với chất đóng rin dung dịch hoặc là dang bột, li dụng một loạt phản ứng hia học

vật lý xây ra giữa chất đóng rin với đất làm cho đất mềm đóng rắn lại thành hình cọc. tinh chín thê, nh ôn định và có cường độ nhất định

“Chất lượng của trờng phụ thuộc vào tổng hợp các yếu tổ như địa chất, thiết bị, thiết kế

ty lệ trộn, qua trình khoan trộn và quản lý chất lượng Kinh nghiệm va sự chuyên.

nghiệp của nhà thầu cũng đồng một vai trỏ rất lớn đổi với chất lượng của tường Quá

trình thi công được chia làm hai loại sau: sản xuất chất trộn và quá trình trộn Sản xuất.

chit rộn bao gomg quá trình định lượng, trộn, khuấy trong các thiết bị rộn Qua tinh thứ 2 là vận hành các thiết bị trong đó bao gồm tốc độ phun, lượng trộn thực và máy

Khoan

Hình 1 8 Chống vách bằng cọc xi măng

1.2.2 Cừ ván bê tông cốt thép dự ứng lực

Cit vin bê tông cốt thép dự ứng lực (BTCT DUL) được chế tạo lần đầu bởi công ty PSS, Mitsubishi (Nhật Bản) cách đây hơn 50 năm Trong vòng 20 năm qua, kết cấu tường chin sử dụng cọc bản bê tông cốt thép đã được áp dụng khá nhiều ở các nước Đông Nam Á trong đó có Việt Nam để bảo vệ các công trình ven sông kết hợp với việc chống xói lở bở sông, công tình hổ đào sâu hệ thống kề các đường giao thông có địa hình bắt lợi, hệ thống các đê, công, đập và các cảng sông, biển.

‘Cac tắm cir bản BTCT DUL được liên kết với

một liên kết vững chắc Để đảm bảo điều kiện khít nước, đặc biệt để ngăn chặn triệt để nhau bằng khớp nỗi âm đương tạo thành Khi gặp phải vùng địa chất có hiện tượng cất đản, cát chảy giữa khớp nổi sử đụng một ật liệu kin nước (Joint) được chế ạo bằng nhựa tổng hợp có độ bin rit cao Do bằng nhựa déo nên Joint không hé gây khó khăn trong quá trình thi công.

Hinh 1 9 Cấu tạo Joint cao su tai khớp nối của cir

7

Cử ván BTCT DUL có nhiều dạng khác nhau như dạng sóng, dạng phẳng tuy nhiên dang sóng W là loại thường gặp nhất.ong thực tẾ cọc bản bể tông cất thép dang W

có nhiều loại với chiều cao khác nhau từ W120 (cao 120mm) đến W600 (cao 600mm) và chiễu dài từ 6m đến 28m BE rộng của cử được ché tạo định hình với ích thước 996mm Cừ ván có cốt chủ thường là cốt thép dự ứng lực loại tao cáp 12,7mm, số lượng to cấp tỷ theo chiều di ict

tar BẰNG coc ĐẦU ĐÓNG.

‘mar c&r BINHÌNH (MỜI CỌC } ar CAT ĐIÊN Hn (GA cọc]

Hình 1 10 Cấu tạo cọc bản bê tông cốt thép dạng chữ W điển hình

Coe bản bê tông cốt thép với nhiễu tính năng vượt trội: cường độ chịu lực cao nhờ tiết

điện dạng sóng và đặc tính dự ứng lực làm tăng độ cứng, khả năng chịu lực, giảm

trọng lương, san xuất theo quy trình công nghệ tiên tiến nên chất lượng được kiếm soát

chặt chẽ, chủng loại da dang, giá thành giảm, đặc biệt là thi công thuận tiện

Trong xây dựng công trình trong các thành phố dùng móng cọc ép, có thể dùng cử ván. BTCT DUL ép làm tường chắn chung quanh móng dé khi ép cọc, đất không bị dồn về

những phía có thể gây hư hại những công trình lân cận (như làm nứt tường, lún.

lệch ), Dây là một giải pháp thay thé trờng trong đất (đầy tối thiễu 600 - với chỉ phí xây lip rit cao) hoặc tường cir thép tong một số trường hợp như những trường hop

phải để cit lại

C6 nhiều biện pháp để thi công như: đồng bia đồng Diesel, dùng búa rùng bing phương pháp x6i nước kết hợp bia rung, phương pháp ép tỉnh kết hợp xổi nước,

Bảng 1 1 Kích thước hình học mặt cắt ngang của Cử ván BTCT DUL

MMặ cấtngan tạ doh MMặ cấtngang tạ đhh ‘Sngang

Bảng 1 2 Đặc trương hình học của Cử vin BTCT DUL

Cao | Dich | KC trie tung hos | MôMen | Mb dun mat cathinges SE y Gun ian ;

en | ond Yu(m) Yin) - líemQ | Zu(en3) Zien6)

Bảng 1 3 Các thông số kỹ thuật của Cử vấn BTCT DUL,| Ra i cr)

init |m|mÌmị— 1n [3 [a6 [5555 sr so os |] a] ||] wow

1.2.3 Coe bin thép

“Tường chin dit hỗ do bằng cọc ban thép là một trong cúc giải pháp dao đất hồ lộ thiên dựa trên tính toán điều kiện cho phép của các đặc trưng địa chất cũng như hiện

trạng tên gi của công nh lần cận Đồ là xế về độ bên và ổn định cục bộ theo từngmặt cắt địa chất của từng hồ khoan sao cho việc thi công hỗ đảo sau này là khả thi, hạn

chế tối da các sự cố day trồi đất, trượt lở đất xung quanh hồ đảo làm ảnh hưởng đền.

các công trình lân cận Đặc biệt phải lựa chọn hệ thanh chống sao cho hạn chế biến

dang tường vây và chuyển vị ngang tại đỉnh tường là tối thiểu

Phương pháp này phủ hợp với độ siu hổ đào không quả 5.7m thích hợp với nề đắt yêu có mục nước ngằm cao, thi công không phức tap.

‘Uu điêm của cọc bản thép là:

- Khả năng chịu ứng suất động khá cao (cả trong quá trình thi công lẫn trong

‘qui trình sử dụng),

in

~ Khả năng chịu lực lớn trong khi trọng lượng khá

= Coe ván thép có th nổi dễ ding bằng mối nối hàn hoặc bulông nhằm gia ting

chiều đài

~ Coc vân thép có thể sử dụng nhiề lin, do đồ có hiệu quả về mặt kinh tế

"Nhược điểm của cọc bản thép là:

- Độ cứng tương đối thấp, nếu biện pháp chống đỡ không hợp ý, cọc sẽ bị biển dang và tại đình cọc chuyển vị ngang rất lớn làm gia tăng dịch chuyển đất quanh hỗ đảo, gây ra lún đất nén và tt yêu làm nứt vỡ kết cấu công trình lân cận, gây hư hông hệ thing cổng ngằm hay các kênh kỹ thuật trong thành phổ, nứt mặt đường giao thông.

Trong cả quá thi công đảo đắt hồ móng kéo dài xét mặt thì phương pháp này thường phát sin hiện tượng rò rỉ nước ngim qua cử lâm day nổi dit đây hỗ đảo

~ Hệ thanh chống ngang, chống xin không hạn chế một cách tuyệt đối được các.

chuyễn vị lớn tại đỉnh tường cử nếu kích thước hồ đảo rộng và lớn.

= Do cần thiết phải sử đụng nhiều ting, nhiề lớp thanh chống cho tưởng cir sẽ

gây trở ngại các hoạt động máy đảo đất di l sử dụng máy dio cỡ nhỏ, vi vậy phải đảo <i bằng biện pháp thủ công nên thời gian thi công phần ngằm kéo rất đi.

Ngày nay cọc bản thép được sản xuất với nhiều hình dang, kich thước khác nhau với sắc đặc tính về khả năng chịu lực ngày cảng được cả thiện Ngoài cọc bản thép có mặt sắt ngang dạng chữ U, Z thông thường còn có loại mặt cắt ngang Omega (W), dang tắm phẳng cho các kết edu tường chin trồn khép kin, dạng hộp được cấu thành bởi 2

co U hoặc 4 cọc Z hàn với nhau.

Về kích thước, cọc ván thép có bề rộng bản thay đổi từ 400mm đến 750mm Sử dụng cọc có bd rộng bản lớn thường dem lại hiệu quả kinh tế hơn so với cọc có bể rộng bản nhỏ vi cần ít số lượng cọc hơn nếu tính trên cùng một độ dải tường chắn Hơn nữa,

việc giảm số cọc sử dung cũng có nghĩa là tiết kiệm thời gian và chỉ phi cho khâu hạ

coe, đồng thời làm giảm lượng nước ngim chảy qua các rãnh khóa của cọc.

“Chiều dai cọc ván thép cỏ thể được chế tạo lên đến 30m tại xưởng, tuy nhiễn chiều dài thực tế của cọc thường được quyết định bởi điều kiện vận chuyển (thông thưởng từ 9

«én 15m), iêng cọc dang hộp gia công ngay tai công trường có thé lên đến 72m.

Coe bản thép sẽ được đồng hoặc rung để hạcọc thép vào trong đất, cọc bản thep sẽ được thu hồi tái sử dụng khi thi công xong phan ham.

te trong đắt

là một loại cọc khoan nh, nhưng khác cọc khoan nhồi về hình dạng tiết

điện, và phương pháp tạo lỗ Tường thường diy 600:800mm để chin giữ én định hỗ

móng sâu trong quá trình thi công Tường có tiết diện chữ nhật, chữ thập, chữ I, chữ

HL va được tạo lỗ bằng gầu ngoạm Chiểu rộng tưởng thay đổi từ 2.6 m đến 50 m Các đoạn tường được liên kết chống thắm bằng goăng cao su, thép và làm việc đồng thời thông qua dim định tường và dim bo đặt áp sát tường phía bên trong ting him.

Tường có sức chịu ti lớn hơn nhiều so với cọc nh (có thể lên hơn 1000T) nên dùng cho những công trình có tải trọng dưới móng rất lớn Và thường sử dụng khi kết hợp.

lim trồng vậy và móng cho công tình Tuy nhiên giá thành thi công loại mồng này

thường đắt hơn nhiều (do công nghệ thi công) so với dùng cọc khoan nhồi Turing thường được giữ ôn định trong quá tình thi công bằng các giải pháp su:

12.41 Giữ ẫn định bằng hệ dan thé hình

Số lượng ting thanh chống có thể là 1 ting chống, 2 ting chống hoặc nhiều hơn tuỷ theo chiều sâu hỗ đào, dụng hình học cũa hd đo và điều kiện địa chất thuỷ văn trong

phạm vi chu sdu tưởng vậy.

a, Uw điểm.

“Trọng lượng nhỏ, lắp dựng va tháo dỡ thuận tiện, có thé sử dụng nhiễu in, Can cứ vào tiến độ đào đất có thé vừa đảo, vừa chồng, có thé làm cho tăng chặt nếu có hệ thông kích tăng đơ rất cổ gi cho việc bạn chế chuyển địch ngang cũ trồng.

bNhape điểm

Độ cứng tổng thể nhỏ, mắt nối ghép nhiều Nếu cấu tạo mắt nỗi không hop lý và thi công không thoả đáng và không phủ hợp với yên cầu của thiết kế, dễ gây ra chuyển dich ngang và mất én định của hố đảo do mắt nối bị biển dạng.

1.2.4.2 Giữ én định bằng phương pháp neo trong đất

“Thanh neo trong dit đã được ứng đụng twong đối phổ bién và đều Ii thanh neo dự ứng

lực Neo trong đất có nhiều loi, tuy nhiên dùng phổ biển trong xây dựng ting him nha cao ng là neo phụt

a Ui điểm.

Thi công hỗ đảo gon gang, có thé áp dụng cho thi công những hồ dao rất sâu.

b.NMược điển

Số lượng đơn vị thi công xây lắp trong nước có thiết bị này còn ít Nếu nền dat yêu sâu.

1.2.4.3 Giữ ấn định bằng phương pháp thi công Top - down

Phương pháp thi công này thường được dùng phổ biển hiện nay Để chồng đỡ sản ting

hm trong quá trình thi công, người ta thường sử dụng cột chống tạm bằng thép hình.

“Trình tự phương pháp thi công này có thé thay đổi cho phủ hợp với đặc điểm côngtrình, trình độ thi công, máy móc hiện dai có.

a Uin điểm:

“Chống được vách đt với độ én định và an toàn cao nhất Rắt kinh tế, tin độ thi công

b,Nhược điểm

Kết cau cột tầng him phức tạp, liên kết giữa dim sin và cột tường khó thi công, công tác thi công dit trong không gian ting him cổ chiều cao nhỏ khổ thực hiện cơ giới Nếu lỗ mở nhỏ thì phải quan tâm đến hệ thông chiếu sáng va thông gió.

Is

Hình 1 16 Công nhân gia công lồng thép tường vay (nguồn: bachy-soletanche.vn) 1.3.5 Tường chắn bằng cọc khoan nhôi

‘Coe khoan nhỏi là cọc bê tông đúc tại chỗ, được chế tạo bằng cách khoan lỗ, đảo đất, đồng khuôn su trong đất ti cao trình thiết kể rồi tến hành đổ bê tông lắp dy tạo ra co ngay vị tr thiết ké, Đường kính cọc thường từ 600mm đến 3000mm, chiều sâu hạ cọc cũng thường từ 30m đến 60m.

a.Uũu điểm.

Độ sâu thi công lớn; sử dụng được với hầu hết các điều kiện địa kỹ thuật, khả năng,

chịu lực cao; có kha năng chịu được tải trong động.

b,Nhược điểm

Giống cọc bamete

1-3 Những vin đề cần quan tâm khi thiết kế và thi công hổ móng sâu

Khi thết kế, thi công hỗ móng sâu [3] cần phải tuân thi các nguyên tắc sau nhằm đảm, bảo độ an toàn, đảm bảo tính hợp lý về kinh tế và tiến độ công tỉnh:

~ An toàn: Đáp ứng yêu cầu về cường độ, tính ôn định và sự biến dạng của kết sấu chin giữ, đảm bảo an toàn cho công trinh xung quanh,

~ Hợp lý về kinh tế: Ngoài nguyên tắc đảm bảo an toàn công trình cần phải xác

định được phương án thiết kế thi công có hiệu quả kinh tế kỹ thuật phù hợp với các

điều kiện địa chất, vậ liệu, thiết bị, nhân công và tién độ công trình

~ Tinh khả thi: Trên nguyên tắc an toàn và kinh tế thi edn phải xem xét tính khả thi của thiết kế và biện pháp thi công hỗ mồng, ạo điều kiện thuận lợi cho thi công, rit ngắn thoi gian thi công, sử dụng thiết bị sẵn có v.v.

Ve mặt t iu chin giữ hồ móng và nền thường phải thda mãn một trong hainhóm trang thái giới hạn sau đầy:

= Nhóm lcằn thôa mãn về:

+ Ôn định vị trí của tường, chống trượt, lật, xoay.

+ Ôn định sức chịu tải và ôn định cục bộ của nên,

+ Cường độ của các cầu kiện và mỗi nỗi

+ Sức chịu tải và độ bền của các kết cầu neo. + Ôn định và dd ben cia kết cấu thanh chẳng

+ Ôn định thắm của nền.

= Nhóm 2 cần thôa mãn về:

+ Tinh theo biến dạng „ tưởng chắn và cầu kiện của nó.

+ Tinh các cấu kiện của kết cầu tường theo sự phát triển của vết nứt: + Ôn định cia thành hỗ đảo khi tường lim việc trong đất

17

+Kế ảnh hưởng của hồ đ sông trình lần cận

VỀ mặt th công cần ch ý:

~ Đặc điểm công nghệ va trình tự thi công.

~ Bơm hút nước, neo đất, kết sấu thanh chống:

= Kha năng thay đổi các đặc trưng cơ lý của đất có liên quan tới quá trình

Khoan, đồng và các tác động công nghệ khác.

~ Sự cần thiết của kết cầu chắn giữ chẳng thắm nước.

+ Sự cẩn thiết ding các giải pháp kết edu để giảm áp lực lên tường chin ( cấu

kignii ta tải trong, vai địa kỹ thuật )13.1 Tính toán áp lực dit, nước

1.8.1.1 Ấp dụng lí luận áp lực đắt

Trong nhiều năm qua, giới khoa học kỹ thuật ở Trung Quốc|3| đã làm nhiều thí nghiệm nghiên cứu về áp lực đắt của công trình hồ mồng và cho thấy rằng kết qu tính toán theo lí luận áp lực đắt kinh điển là tương đối phù hợp với thực té tại các vùng đắt Còn các vùng đất không bão hỏa, tinh toán áp lực đất đăng lí uận áp hve đất kinh

điển và các phương pháp thí nghiệm để xác định các chỉ tiêu cường độ, với kết qua

tính toán thường có chênh lệch nhiều so với thực tế Với các vùng dat có mực nước ngầm sâu, độ âm của đất thấp tỉ lại tổ m quá an tần

1.3.1.2, Tinh riêng áp lực dat, nước

Hiện nay, các chuyên gia ở nhiều nước thường tinh riêng áp lực đắt với loại đất có tính thắm nước mạnh như cit, si, da điều này rên căn bản đã được công nhận rộng ri

thì nhận thức.

đề với áp lực đất nước của loại đắt có tính thắm ít như đất min, đắt sétcôn khác nhau,

1.3.1.3 Phương pháp thí nghiệm xác định các thông số cường độ của đắt

“Thông thường việc xác định các thông số về cường độ [4 |5]của đắt chưa phản ánh chuẩn xác và đầy đủ như thực tế của đắt, dẫn đến việc ảnh hưởng kết quả của việc tính

toán áp lự đất Bên cạnh đó việc cũng một thông số được thi nghiệm rên nhiễu thí bị khác nhau và nhiều phương pháp thí nghiệm khác nhau lại cho kết quả khác nhau Ngoài ra, cường độ của đắt nén sẽ có biển đổi theo thai gian thi công, không phải là hing số Vi vậy khi thực hiện thí nghiệm thi nguyên ắc là hốt sức cố gắng đổ có kết

quả thể hiện gần nhất với khả năng chịu lực và điều kiện thoát nước trong thực tế của

đất nền.

1.3.2, Tính toán bằng lý luận và hiệu chỉnh theo kink nghiệm

Do có nhiều nguyên nhân làm cho kết quả tính toán chưa đủ tin cậy, như một số tính.

chat của dat còn khó biểu thị bằng định lượng, có tính phân tán lớn và trị số còn nhiễ

ảnh hưởng bởi phương pháp đo Bên cạnh lý luận về cơ học đất chưa hoàn thiện Vì

vậy cần thiết phải có sự hiệu chỉnh bằng kinh nghiệm thực tiễn 1.3.3 Hiệu ứng thời giam, không gian của công trình hồ móng

Diy là đặc tng chủ yéa của công trình hỗ móng, trong đó hình dạng mặt bằng, độ

sâu dio, hoàn cảnh xung quanh, n dải trọng, thời gian đào hồ dài hay ngắn, đều.

số ảnh hưởng chịu lực và biển dạng Nhất là trong những vũng đất ếu, do

đảo hỗ và hạ nước ngằm sẽ lâm cho nước trong dit bin đổi, do đồ cần phải kể đến

trạng thái chịu lực không gian cũng như trạng thái ứng suất và biển dạng thay đổi theo.

thời gian của nó

“Chúng ta chú ý đến lúc đào hỗ móng tại vùng đất yếu, hiệu ứng không gian - thời gian vô cùng quan trọng, kịp thời chống giữ thi sự cố không xay ra và ngược lại sẽ gây ra cảnh hưởng rắt lớn đến hồ móng cũng nh các công trình lần cận,

1.3.4 Khống chế mực nước ngầm.

‘Qua các sự cổ công trình hồ móng [6| trong những năm gần đây cho thấy: đa phần sự.

cố cổ liên quan tới nước ngằm Cho nên, thiết kế kết cầu ngăn nước phải căn cứ vào

điều kiện địa chất thủy văn, tham khảo các công trình xung quanh, áp dụng các biện

pháp chuyên môn hữu hiệu

19

Chit lượng chống thắm của kết cấu ngăn nước vô cùng quan trong, nhưng sự biển

dang của kết cầu chắn giữ lại là nguyên nhân chính gây ra sự thắm nước qua tườngchấn

1.3.5 Khống chế biến dang của hỗ móng.

ay chính là nội dung quan trong của hiệu ứng thời gian, không gian, cũng là một vẫn

để lớn được moi người chú ý trong công trình hồ móng Vấn đề biển dạng của bố móng bao gồm dit ở vũng hồ móng do đảo hồ, hạ nước ngằm lim cho mặt nền bị biển dang lún xuống, đồng thời cũng bao gồm vin dé ban thân kết cầu ching giữ biển dạng nghiêng vào phía trong hổ.

1.4 Kết luận chương 1

“Chương 1 đã nêu tổng quan về tỉnh hình xây dựng công trình ngầm trên thé giới và tại

Việt Nam trong những năm gin đây, và cho thấy được tính hiệu quả và sự cản thiết của việc xây đựng các công trình ngằm hiện nay Và nêu ra một số giải pháp tường

vây thông dụng hiện nay, nêu ưu điểm, nhược điểm từ đó đánh gid, lựa chọn để ápdung cho cá ng trình có ng him và tỉ công hồ móng sâu

Bên cạnh đó nêu ra những vẫn đề quan trọng cần quan tâm về nguyên tắc thết kể, về

tm quan trong của thông số cơ lý của đất từ kết quả thí nghiệm, về tinh bin thiên của dắt nén, v8 những khía cạnh ma trong tinh toán chưa thể hiện được D8 ngăn chặn đến mức tối đa sự cổ đổi với công trình.

“Trong chương này cũ 1g cho thấy vi

nghiệm của người thiết kế, người thì công, các thiết bị vả kỹ thuật thi công có ảnh.thiết kế thi công hé móng sâu cần đôi hỏi kinh

hưởng trực tiếp đến chat lượng công trình.

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ÔN ĐỊNH TƯỜNG TRONG HO MONG SÂU

241, Đặc điểm của công trình hỗ móng sâu

‘Theo đã phát triển xây dựng của các thành phố lớn hiện nay, các công trình cao ting

kết hợp ting him lại thường tập trung ở những khu đắt nhỏ hẹp, mật độ xây dựng lớn,

ddan cu, giao thông đông đúc, điều kiện để thi công công trình đều rất khó khăn Luôncó các công trình lân cận Do đó công trình buộc phải đáp ứng được sự an toàn, đảm

"bảo về yêu cầu én định và khống chế chuyên vị [a rit nghiêm ngặt

Va các công trình nay hiện nay dang phát triển theo xu hưởng có độ sâu lớn, diện tích

tông, quy mô công trình ngày cảng tăng lên.

Bén cạnh đồ điều kiện dia chất thay đổi phức tap, tinh không đồng đều của điều kiện

dia chất thuỷ văn thường làm cho số liệu khảo sát có tính phân tán lớn, khó đại điện

được cho tỉnh hình tổng thé của các ting đắt hơn nữa tính chính xác cũng tương đối thấp đã lâm tăng thêm khô khăn cho công tc thết kế và shi công hồ móng

Hỗ móng là hạng mục công trình có giá thành cao, khối lượng công việc lớn, yêu cầu.

kỹ thuật thi công phúc tạp, phạm vi ảnh hướng rộng, nhiều nhân tổ biển đổi, sự cổ hay

xây ra là một khâu khó vé mặt kỹ thuật Một trong các nhân tổ đ là điều kiện đất you, mực nước ngằm cao rit a sinh ra trượt lờ khối dt, mắt dn định hỗ mồng, thân cọc bị chuyển dich vị trí, đáy hồ tồi lên, kết cấu chắn giữ bị đò nước nghiêm trọng hoặc bị chảy đất làm hư hại hỗ móng, uy hiếp nghiêm trọng các công trình xây dựng, các công trình ngằm và đường ống xung quanh.

Công trình hỗ móng bao gồm nhiều khâu có quan hệ chặt chẽ với nhau như chắn dat, chống giữ, ngăn nước, hạ mực nước, dio đất rong đó, một khâu nào đỏ thấ bại sẽ din tới cả công trình bị đổ vỡ, và nếu để xảy ra sự cổ thi sẽ vô cùng khó khăn, gây mắt an toàn về con người cing như thiệt hại lớn v kính

22 Cơ sở lý thuyết bài toán thiết kế hồ móng sâu

Bài toán thiết kế hổ đào sâu cllà việc tính toán tường vay và hệ kết cấu chống đỡtưởng vay đảm bảo được cường độ và độ dn định trong suốt quá trình thi công va trong

~ Tải Họng truyền từ mồng qua môi trường đất của công trình xây dụng trong phạm vi vùng anh hướng ( ở gần chân tường cit)

- Tải trọng thi công: 616, cần cẩu, vật liệu xếp trên hiện trường, lực neo giữ

tưởng cử,

- Tải trọng phụ do biển đổi nhiệt độ.

Tuỷ theo các điều kiện khác nhau mà các loại tai trong sẽ xuất hiện ở các dạng khácnhau

2.2.2 Ap lực đất

2.2.2.1 Các loại dp lực đắt và đi liện sản sinh ra ching

Khi tính toán xúc vào bềsấu tường cử [7] [8] I9] áp lực tắc động vio bề mặt

mặt của tường cir với thé đất gọi là áp lực đất Độ lớn và quy luật phân bố của áp lực đất có liên quan tới các nhân tổ hưởng và độ lớn của chuyển vi ngang của kết cấu tường cit, tinh chất của dat, độ cứng và độ cao của tường cir chắn giữ, nhưng do việc xác định chúng khé phức tạp ngay trong trường hợp đơn giản nhất nên hiện nay vẫn dng lý thuyết Coulomb với những hiệu chỉnh bằng số liu thực nghiệm

ĐỂ phân tích định tính và định lượng áp lực đất tác dụng lên tường cử Terzaghi đã làm.

thí nghiệm mô hình tìm hiểu mỗi quan hệ giữa áp lực đất và độ dịch chuyển của tưởng

Kết qua cho thấy, khi tường cir chuyển vị về phía đất dip, áp lực đất tác dụng l

tường cừ giảm từ giá tỉ ban đầu ứng với rạng thai tinh Ea tới giá tr áp lực chủ động

E, khi trong khối đất hình thành một mặt trượt liền tục Ngược lạ, nếu cho tường cử chuyển vị về phía đất ấp, áp lực đất tác dung lên tưởng tăng từ gi trì ban đầu Ey tối

giá trị áp lực bị động có ép tri Ey khi trong đất hình thành một mặt trượt liên tục Như

vây ty theo hướng và chuyển vị tương đối của tường cir với đắt đắp, mã có thể hình thành ba loại áp lực đất tác dụng lên tường với ba trường hợp sau đây:

~ Khi tường cử bị khôi đắt xô về phia không có đất thì khỗi đắt gây ra ấp lực

day lên tường cử và sẽ dat tới giá trị áp lực đắt chủ động khi độ dịch chuyển đủ lớn.

~ Khi tường ctr bị ngoại lực xô vẻ phía đất thì khối đất gây ra áp lực chống đối

với tường cir và sẽ dat tới giá trị áp lực bị động khi độ dich chuyển của tường cử đủlớn.

- Trường hợp tường ci đứng yên, khối đất gây ra áp lực đất ác dụng lên trởng

cử gọi là áp lực đất tinh (đắt nghị) [2]

Teng thương [ tơngtdi | lạnghöckn | rangi

si hong asi dip] prota |g thgdeudl |p phates

—— ma" tr =xcannmega ee

ton en eng Ỹ

Chuyến ingsee Chuyến tes

pioesiaip do, Ốp - j phodfdếp Tình 2.1 Quan hệ giữa áp lực đt với chuyển vị của tường

‘Qua thí nghiệm trên có thể thấy, trong ba loại áp lực đất trên thì áp lục đất bị động lớn hơn ap lực đất tinh và áp lục đất chủ động là nhỏ nhất Từ phân ích lý luận và thử nghiệm thực tiễn cho thấy, chuyển vị cin thiết khi phía sau trờng cir chắn đất dat đến áp lực đất bị động lớn hon rất nhiều áp lực đất chủ động.

2B

2.2.2.2, Lý thuyết cân bằng giới han của đất

Dem đường cong cường độ chống cắt và trang thái ứng suất ở một điểm nào đó trong dắt vẽ thành một hình tin ứng suất Morh, khi vòng ứng suất O1 với đường cường độ

+#E tiếp xúc nhau ở điểm A thì mặt cắt qua điểm này đều ở vào trang thái

hạn Từ tam giác AABOI ta có,

Bằng cách biển đổi ham số lượng giác, ta có mỗi quan hệ của các ứng suất chính khi một điểm nào đó trong đắt ở trạng thi cân bằng giới hạ là

«tg suất chỉnh nhỏ nhất của 1 điểm nào đó trong đất Clue dinh kết của đắt

góc ma sắt trong của đất

Khi điểm nào đó trong đất ở trạng thái phá huỷ cắt, thì trị số a của góc kẹp giữa mặt sắt với mặt tác dụng của ứng suất chính lớn Oy i

ay ands?

Hay anasto 4)

2.2.2.3, Lý tuyết WW Rankine

`WLJAW.Rankine căn cử trang thái ứng suất trong vật thé bán không gian vô hạn và điều kiện cân bằng giới hạn tại một điểm trong bán không gian đó đã tìm ra phương pháp tinh toán áp lực đắc Xét trang thi ứng suất tại điểm M khi đó khối đất ở trạng thất tĩnh (cân bằng) thì mọi điểm đều ở trạng thái cân bằng dan hồi, khi đó:

“Thành phần ứng suất pháp tuyển của mặt phẳng ngang là:

es) “Thành phần ứng suất pháp tuyển của mặt phẳng thing đứng là:

35

Vòng trên Mohr ứng suit O, ở dinày không tiếp xúc với đường bao cường độ chịu

sắt Khi ơ, Không đổi, ø, giảm nhỏ dẫn, vòng trên ứng suất O› iếp xúc với đường bao cường độ, th đất đạt đồn cén bằng giới hạn ơ, và ơ, lin lượt là ứng suất chính lớn nhất và nhở nhất, khi đỏ ta có trạng thai chủ động Rankine, trong thé dat hai tổ mặt

trượt làm thành góc kẹp «= 45" + v6i mặt phing ngang (hinh ©), Khi ø, không đổi,

, tăng lớn dan, vòng tròn ứng suất Os cũng tiếp xúc với đường bao cưởng độ, thể đất dat đến cân bằng giới hạn Khi đó ơ là ứng suắt chính nhỏ nhất còn ơ, là ứng suất

hinh lớn nhấ trong th đắc hủ tổ mặt trot làm thành góc ø =45°~” với mặt nằm ngang (hình 4) khi d ta có trang thải bị động Rankine

4 Giá thiết cơ bản và nguyên lý tink toán:

Khi khối đắt dip sau tường cờ đạt trang thái cân bằng giới han chủ động (do khối đắt day tường cừ về phía trước - phía không có dit), hoặc trạng thái cân bằng giới han bị động (đo ngoại lực xô tường cử về phía su - về phía dit) tì mọi điểm trong khối đất da ở trang thái cân bằng giới hạn và thoa man điều kiện cân bằng giới hạn

ng tường cử thẳng dimg, mặt đắt nằm ngang, mặt tường ci trom nhẫn va không cổ

ma sắt

“rên cơ sở phân tích trạng thái ứng suất tại một điểm trên mặt ấp giáp giữa lưng tường cir và đất dip, Rankine tìm ra công thức xác định cường độ áp lực đít, từ đó vẽ biểu đồ cường độ áp lực đất dọc theo lưng tường cử rồi tính giá trị tổng áp lực đất và

ác định điểm đặt của nó,

b Xúc định áp lực đất chú động:

Xét rạng thái ứng suất ti M ta có:

¬ @

Vì điểm M ở trạng thái cân bằng giới hạn nên ứng suất tại M thoả mãn điều kiện cân.

Hình 2.4 Sơinh toán áp lực chủ động và điểm đặt theo Rankine

4), Tường chắn dịch chuyển ra ngoài: b) Bat cát; Bat sét

“Từ công thức (2.8) thấy rằng cường độ áp lực đất chủ động gồm hai phần: một phần do trong lượng đất gây ra (+ 7z ƑK, ) có tác dụng diy tường ci, một phần do lực dinh gây ra ấp lực âm (~2e/K, ) cổ tie dụng niu kéo tường ei, tức làm giảm áp lực đất lên tường cit Kết quả cộng biểu đồ cho ở hình 2.4, trong đó tồn tai phần biểu đồ âm có tác

dụng kéo tường cử lại Do giữa lắp và lưng tường không thể chịu ứng suất kéo, do đồ trong phạm vi lực kéo sẽ xuất hiện khe nứt, khi tinh toán áp lực đất chủ động thường bỏ qua phần biểu đồ âm đó và biểu đồ phân bổ áp lực đắt chỉ côn tam gi abe.

Tại a, P, =+,

27

Tường «<2 es)

“Trong đó: 7.- độ sâu giới han (độ sâu vùng chịu kéo).

‘Tri số tông áp lực đất chủ động tinh bằng diện tích biểu đồ abe (hình 2.4):

“Thay Z2 ở biểu thức (2.9) vào trên sẽ nhận được:

PK, 2011 {Re 2.10)

E, tác dụng tại điểm cách chân tường cử một khoảng (hình 24)

“rong trường hợp đất rồi (c= 0) từ công thức (2.10) suy a

elỄ

"AK #20

Hình 2 5 Sơ đổ tính toán áp lực bị động vả điễm đặt theo Rankine 4), Tường chắn dịch chuyên vào trong: 8) Đắt cits) Đắt sét

Trong đó

Ky tg`(455+0/2)

Ky - hệ số áp lực bị động theo lý luận Rankine.

“Từ công thức (2.13) thấy ring cường độ áp lực đắt bị động gồm hai phần 37K - do trọng lượng khối đắt gây rà

2ejK, - do lực dính gây ra

Ca hai phần áp lực đều có tác dung chống lại tường cử Lực dinh của đắt làm tăng áp lực bị động đối với tường ci Biểu đồ phân bổ cường độ áp lực đắt bị động nêu ở hình 2.5, biểu đồ có dạng hình thang Tổng giá trị áp lực đất bị động tính bằng diện tích.

inh thang và diém đặt ở trong tâm hình thang:

5, = 30K, 2.16)

Điểm đặt ở trọng tâm biểu đồ tam giác như (hình 2.5)

32.24, Lý thuyết dp lực dit CA.Conlomb:

<a Nguyén lý tinh toán của lý luận Coulomb:

Xét sự cân bằng của khối trượt dưới tác dụng của cúc lực, từ đó tim ra tổng gi trị,

phương chiều, vị trí điểm đặt cua áp lực đất Lý luận áp lực đất Coulomb được xây

dựng dựa trên các giả thiết cơ bản sau

~ Tưởng chấn tuyệt đối cứng, không biển dạng

~ Khi khối đất sau lưng tường chin đạt tới trang thấi cân bằng giới hạn (chủ động hoặc bị động) hi khối trượt là ật rắn tuyệt đi, trượt trên ai mặt AB và BC

~ Mặt trượt trong đắt là mặt phẳng BC đi qua chân tường chắn.

+ Khi có ực dính th lực này sẽ phân bé đều trên mặt trượt BC

¿Xúc định áp lực đất chủ động theo giải tích

Hình 2 6 Sơ đồ tính áp lực chủ động của đắt rời theo Coulomb

Đối với dit rời Coulomb xác định áp lực chủ động từ điều kiện dé khối trượt ABC cân.

bằng là đa giác lực phải khép kin (hình 2.6) Từ đa giác lực xác định được:

=_.1 (2.17)

Sin@-ory) TU em