Chuyên ngành : Ĉӎ$.Ӻ7+8Ұ7;Æ<'Ӵ1* 0mVӕ 60.58.02.11
/8Ұ19Ă17+Ҥ&6Ƭ
73+Ӗ&+Ë0,1+WKiQJ12 QăP2019
Trang 2&Ð1*75Î1+ĈѬӦ&+2¬17+¬1+7Ҥ, 75ѬӠ1*ĈҤ,+Ӑ&%È&+.+2$ ±Ĉ+4*-HCM &iQEӝKѭӟQJGүQNKRDKӑF1: PGS TS Lê Bá Vinh
&iQEӝKѭӟQJGүQNKRDKӑF2: ThS +RjQJ7KӃ7KDR
&iQEӝFKҩPQKұQ[pW PGS TS NguyӉQ7UӑQJ3KѭӟF
Trang 3I 7Ç1Ĉӄ7¬, 3KkQWtFKYjÿiQKJLiWiFÿӝQJFӫDÿҭ\QәLÿӕLYӟLVjQWҫQJKҫP
( Analysis and evaluation of the impact of Buoyancy Force acting on basement floor)
II 1+,ӊ09Ө9¬1Ӝ,'81*
1 Nghiên cӭu áp lӵFQѭӟFÿҭy nәLWURQJÿҩt bùn sét tҥi khu vӵc Quұn 2, TP.HCM
bҵng: SK˱˯QJ SKiS WKc nghi͏m SKѭѫQJ SKiS TXDQ WUҳc bҵQJ ÿҫX ÿR
PiezometeUSKѭѫQJSKiSTXDQWUҳc mӵFQѭӟc ngҫm bҵng giӃng Standpipe) và
SK˱˯QJSKiSSK̯n t͵ hͷu h̩n (sӱ dөng phҫn mӅm PLAXIS)
2 TiӃn hành so sánh kӃt quҧ quan trҳc ip lӵFQѭӟFÿҭy nәi giӳDFiFSKѭѫQJSKiSthӵc nghiӋm vӟi nhau và giӳa thӵc nghiӋm vӟLSKѭѫQJSKiSphҫn tӱ hӳu hҥn
3 ĈiQKJLiWiFÿӝng cӫa hiӋQWѭӧng thӫy triӅXWUrQV{QJ6jL*zQÿӕi vӟi áp lӵc QѭӟFÿҭy nәLWURQJÿҩt bùn sét tҥi khu vӵc quan trҳc
4 TiӃn hành mô phӓQJWURQJ3/$;,6'FKRFiFWUѭӡng hӧp 01, 02, 03, 04 và 05 hҫPÿӇ ÿѭDUDÿiQKJLiÿӝ JLDWăQg áp lӵFQѭӟFÿҭy nәi theo thӡi gian và WiFÿӝng cӫDÿҭy nәLÿӕi vӟi các công trình có tҫng hҫm sâu
5 So sánh chênh lӋch nӝi lӵc trong sàn hҫPNKLFy[pWYjNK{QJ[pWÿӃQÿҭy nәi, giӳD PD PѭD Yj PD NK{ Wӯ ÿy NLӃn nghӏ các giҧi pháp phòng tránh hoһc khҳc phөc
III 1*¬<*,$21+,ӊ09Ө : 19/08/2019
IV 1*¬<+2¬17+¬1+1+,ӊ09Ө: 08/12/2019
Trang 4+ӑWrQYjFKӳNê
PGS TS Lê Bá Vinh 7K6+RjQJ7KӃ7KDR PGS TS Lê Bá Vinh
75ѬӢ1*.+2$ Ӻ7+8Ұ7;Æ<'Ӵ1*
+ӑWrQYjFKӳNê
Trang 5LӠI CҦ0Ѫ1
Vӟi lòng biӃWѫQVkXVҳc cho phép tôi gӱi lӡi cҧPѫQFKkQWKjQKQKҩt tӟi:
7UѭӡQJĈҥi hӑc Bách Khoa TP.HCM , khoa Kӻ thuұt xây dӵng, bӝ P{QĈӏDFѫnӅn móng cùng các giҧQJYLrQÿmWұn tình chӍ dҥy và tҥRÿLӅu kiӋQJL~Sÿӥ tôi trong quá trình hӑc tұp, nghiên cӭu và hoàn thành luұQYăQ7KҥFVƭQj\
Ĉһc biӋt tôi xin bày tӓ lòng biӃWѫQVkXVҳFÿӃn Thҫy PGS.TS Lê Bá Vinh và ThS Hoàng ThӃ 7KDRÿmOX{QWұQ WuQKKѭӟng dүn, chӍ bҧRJL~Sÿӥ Yjÿӝng viên tôi trong suӕt quá trình nghiên cӭu và hoàn thành luұQYăQ7KҥFVƭQj\ Xin gӱi lӡi cҧP ѫQ ÿӃn chuyên gia Mr Tsuyoshi Shiga và Mr Katsumasa
Yamamoto - &{QJW\$7.ÿmQKLӋWWuQKJL~SÿӥKѭӟng dүn tôi thӵc hiӋn công tác quan trҳc, góp phҫn hoàn thiӋn nӝi dung nghiên cӭu
Bên cҥQKÿyWôi xin gӱi lӡi cҧPѫQÿӃn Ban quҧn lý dӵ iQÿmQKLӋt tình giúp ÿӥ, tҥRÿLӅu kiӋQÿӇ tôi thӵc hiӋn công tác lҳSÿһt và quan trҳc mӵFQѭӟc ngҫm CҧPѫQJLDÿuQKEҥQEqYjÿӗng nghiӋSÿmOX{QNKtFKOӋÿӝQJYLrQYjJL~Sÿӥ
tôi trong quá trình nghiên cӭu khoa hӑc
MһFGÿmFӕ gҳng rҩt nhiӅXQKѭQJEjLOXұn YăQkhông tránh khӓi nhӳng thiӃu sót; tác giҧ rҩt mong nhұQÿѭӧc sӵ thông cҧm, chӍ dүQJL~Sÿӥ YjÿyQJJySêNLӃn cӫa các nhà khoa hӑc, cӫa quý thҫy cô, các cán bӝ quҧn lý và các bҥQÿӗng nghiӋp
Xin chân thành cҧPѫQ
TP H͛ &Kt0LQKQJj\WKiQJQăP
HOÀNG LONG HҦI
Trang 6TÓM TҲT
Khu Ĉ{QJ6jL*zQÿһc biӋt là Quұn 2 hiӋn tҥLÿDQJOjNKXYӵc rҩt phát triӇn cӫa thӏ WUѭӡng bҩWÿӝng sҧn tҥi thành phӕ Hӗ Chí Minh cҧ vӅ hҥ tҫng giao thông lүn các khu GkQFѭPӟi Tuy nhiên theo nhiӅu kӃt quҧ khҧRViWÿӏa chҩt, cҩu tҥRÿӏa chҩt khu vӵc Quұn 2 có lӟp bùn sét dày trung bình tӯ 15-30m KӃt quҧ quan trҳc bҵQJSKѭѫQJSKiS3LH]RPHWHUYjSKѭѫQJSKiS6tandpile cho thҩy tӗn tҥi áp lӵFQѭӟFÿҭy nәLWURQJÿҩt bùn sét Sӕ liӋu quan trҳc này vӅ cѫEҧn tѭѫQJÿӕi phù hӧp vӟi kӃt quҧ SKkQWtFKWKHRSKѭѫQJpháp phҫn tӱ hӳu hҥn KӃt quҧ nghiên cӭu cho thҩy rҵng tính tӯ thӡLÿLӇm bҳWÿҫu trҧ Qѭӟc, áp lӵFQѭӟFÿҭy nәi sӁ JLDWăQJWKHRWKӡi gian, cùng vӟLÿyOjVӵ tiêu tán áp lӵc Qѭӟc lӛ rӛng thһQJGѭ4~DWUuQKQj\FyVӵ WѭѫQJTXDQÿӗng biӃn vӟi nhau Áp lӵFQѭӟc ÿҭy nәLWăQJQKDQKWUong thӡLJLDQÿҫXYjFy[XKѭӟQJWăQJFKұm lҥi trong nhӳQJQăPtiӃSWKHR1KuQFKXQJÿӝ JLDWăQJQj\GLӉQUDQKDQKFKyQJWURQJQăPÿҫXÿҥt 90% 7URQJQăPWLӃp theo chӍ WăQJWKrPNKRҧQJYjÿҥWÿӃn áp lӵc thӫ\WƭQKVDXKѫQQăPNӇ tӯ thӡLÿLӇm trҧ Qѭӟc Công trình có nhiӅu tҫng hҫPWKuÿӝ JLDWăQJiSOӵc QѭӟFÿҭy nәi tҥi cùng mӝt thӡLÿLӇm sӁ lӟQKѫQF{QJWUuQKFytWWҫng hҫPKѫQ7X\QKLrQtӕFÿӝ JLDWăQJQj\FzQSKө thuӝFYjRSKѭѫQJiQWѭӡng chҳQÿҩWÿѭӧc sӱ dөng trong biӋn pháp thi công tҫng hҫm Cө thӇ, vӟi công trình sӱ dөQJWѭӡng cӯ larsen (SP) tӕFÿӝ JLDWăQJVӁ QKDQKKѫQVӱ dөQJWѭӡQJYk\ ': 3KkQWtFKWiFÿӝQJÿҭy nәLÿӕi vӟi sàn tҫng hҫm cho thҩy áp lӵFÿҭy nәi làm PRPHQWFăQJWKӟ trên tҥi nhӏp và thӟ Gѭӟi tҥi gӕi Khi bӓ qua áp lӵFÿҭy nәi trong thiӃt kӃ dӉ dүQÿӃn hiӋQWѭӧng nӭt sàn hҫm do ӭng suҩt kéo xuҩt hiӋn mà tҥLÿyNK{QJÿѭӧc bӕ trí cӕt thép hӧp lý ÿӇ tham gia chӏXNpRQѭӟc sӁ thҩm qua các vӃt nӭt gây ngұp úng tҫng hҫm, rӍ sét cӕt thép và thұm chí có thӇ không ÿҧm bҧo khҧ QăQg chӏu lӵc cho kӃt cҩu Công trình càng có nhiӅu tҫng hҫm sâu, giá trӏ moment do áp lӵFÿҭy nәi gây ra càng lӟnĈӝ lӟQPRPHQWWăQJWX\Ӄn tính theo sӕ Oѭӧng tҫng hҫm Mһt khác, khi nghiên cӭu ҧQKKѭӣng cӫa thӡi tiӃWÿӃn áp lӵFQѭӟFÿҭy nәi ÿӕi vӟi sàn tҫng hҫm cho kӃt quҧ là nӝi lӵFPDPѭDOӟQKѫQPDNK{&ө thӇ sӵ chӋnh lӋch moment giӳDPDPѭDYӟi mùa khô khoҧng 6.5 lҫQÿӕi vӟi công trình có 2 tҫng hҫm, giá trӏ chênh lӋch này là 2 lҫQÿӕi vӟi công trình có 3 tҫng hҫm, 1.5 lҫQÿӕi vӟi công trình có 4 tҫng hҫm và 1.4 lҫQÿӕi vӟi công trình có 5 tҫng hҫm
Trang 7ABSTRACT
The East Saigon area, especially District 2, is currently a highly developed area of the real estate market in Ho Chi Minh City in terms of both transport infrastructure and new residential areas However, according to many geotechnical investigations, the geological structure in District 2 has a thick layer of soft soil on average 15-30m The monitoring results using Piezometer and Standpipe method showed that there was pressure of floating water in soft soil This observation data is consistent with the results of the analysis using a finite element method Research results show that from the start of water return, the floating water pressure will increase over time, along with the dissipation of the excess pore pressure This process is positively correlated with each other The pressure of floating water increased rapidly in the beginning and tended to increase slowly in the following years Overall, this increase was rapid in the first 10 years, reaching 90% In the next 10 years only increase by about 5% and reach steady-state pressure after more than 50 years from the time of water return For buildings with multiple basements, the increase in buoyancy pressure at the same time will be greater than that with fewer basements However, this rate of increase depends on the type of the retaining wall used in the basement construction method Specifically, for buildings using sheet pipes (SP), the rate of increase will be faster than that of using diaphragm wall (DW) Analysis of the floating effect on the basement floor showed that the buoyancy pressure made the bending moment is negative (hogging) at span and positive (sagging) at support When ignoring the buoyancy forces in the design causes cracking of the basement due to the tensile stresses appearing where the rebar is not properly arranged to participate in tensile, the water will seep through the cracks causing flooding basement flooding, reinforced rust and may not even guarantee structural strength The deeper basements there are, the greater the value of moment caused by buoyancy pressure The magnitude of the moment increases linearly with the number of basements On the other hand, when studying the effect of weather on floating water pressure on basement floor, the internal force of rainy season is greater than that of dry season Specifically, the difference in moment between the rainy season and the dry season is about 6.5 times for buildings with 2 basements, this difference is 2 times for buildings with 3 basements, 1.5 times for works with 4 floors basements and 1.4 times for constructions with 5 basements
Trang 9MӨC LӨC
MӢ ĈҪ8««««««««««««««««««««««««««««««
&KѭѫQJ TӘNG QUAN Vӄ HIӊ17ѬӦ1*ĈҬY NӘI SÀN HҪM 4
1 Khái quát vӅ hiӋQWѭӧQJÿҭy nәi 4
2 Thӵc trҥng vҩQÿӅ ÿҭy nәi hiӋn nay 4
3 Các nghiên cӭu vӅ áp lӵFÿҭy nәi 6
&KѭѫQJ &Ѫ6Ӣ LÝ THUYӂT CӪ$&È&3+ѬѪ1*3+È3'Ô1*7521*NGHIÊN CӬU 9
2.2 BiӋn pháp thi công lҳWÿһt giӃng quan trҳc 13
2.2.1 ThiӃt bӏ lҳSÿһt giӃng Standpipe 13
2.2.2 Quy trình lҳSÿһt giӃng Standpipe 14
2.3 ThiӃt bӏ quan trҳFFDRÿӝ mӵFQѭӟc ngҫm 14
2.4 Tính toán kӃt quҧ 15
3KѭѫQJSKiSSKҫn tӱ hӳu hҥn 16
3KѭѫQJWUuQKFӣ bҧn cӫa dòng chҧy 16
3.1.1 Dòng chҧy tҥm thӡi (Transient flow) 16
3KѭѫQJWUuQKOLrQWөc (Continuity equation) 17
3.2 Rӡi rҥc phҫn tӱ hӳu hҥn (Finite element discretisation) 18
3.3 Mô hình Van Genuchten 19
3KѭѫQJWUuQKFѫEҧn cӫa cӕ kӃt 21
3KѭѫQJSKiSWKHRG}LGLӉn biӃn mӵFQѭӟc bҵng cҧm biӃn S&DL mini 22
Trang 104.1 Nguyên lý hoҥWÿӝng 22
4.1.1 Bӝ cҧm biӃn S&DL mini 22
4.1.2 Thӫy triӅu - các khái niӋPFѫEҧn 25
;iFÿӏnh áp lӵFÿҭy nәi bҵQJSKѭѫQJSKiS3LH]RPHWHU 34
3.1 BiӋn pháp thi công lҳSÿһt 35
;iFÿӏnh áp lӵFÿҭy nәi bҵQJSKѭѫQJSKiS6WDQGSLSH 51
4.1 BiӋn pháp thi công lҳSÿһt 51
5 Phân tích, so sánh giӳDSKѭѫQJSKiSWKӵc nghiӋP[iFÿӏnh áp lӵFQѭӟc 58
ĈiQKJLiWiFÿӝng cӫa hiӋQWѭӧng thӫy triӅXWUrQV{QJ6jL*zQÿӕi vӟi áp lӵFQѭӟc ÿҭy nәLWURQJÿҩt bùn sét tҥi khu vӵc quan trҳc 60
Trang 116.1 BiӋn pháp thi công lҳSÿһt 61
6.2 KӃ hoҥch quan trҳc 62
6.3 KӃt quҧ quan trҳc 62
6.4 So sánh, phân tích kӃt quҧ 74
;iFÿӏnh áp lӵFÿҭy nәi bҵQJSKѭѫQJSKiSSKҫn tӱ hӳu hҥn 76
7.1 Thông sӕ ÿӏa chҩt sӱ dөng trong mô phӓng PLAXIS 76
7.2 Mô hình PLAXIS 3D 76
7.3 Mô hình PLAXIS 2D 79
8 KӃt luұn vӅ kӃt quҧ cӫDFiFSKѭѫQJSKiS 88
&KѭѫQJ 3+Æ17Ë&+ĈÈ1+*,È7È&ĈӜNG CӪ$ĈҬY NӘ,ĈӔI VӞI SÀN TҪNG HҪM 90
3KkQWtFKÿiQKJLiÿӝ JLDWăQJiSOӵFQѭӟFÿҭy nәi theo thӡLJLDQÿӕi vӟi các công trình có tҫng hҫPWURQJÿҩt bùn sét 90
ĈiQKJLiÿӝ JLDWăQJiSOӵFQѭӟFÿҭy nәi theo thӡi gian 108
3KkQWtFKÿiQKJLiWiFÿӝng cӫDÿҭy nәLÿӕi vӟi sàn tҫng hҫm 110
Trang 123KkQWtFKÿiQKJLiWiFÿӝng cӫDÿҭy nәLÿӕi vӟi sàn hҫm giӳDPDNK{YjPDPѭD
tҥi khu vӵc Quұn 2 128
3.1 Tәng quan 128
3.2 Phân tích WiFÿӝng cӫDÿҭy nәLÿӕi vӟi sàn hҫm giӳDPDNK{YjPDPѭD 132
ĈiQKJLiWiFÿӝng cӫDÿҭy nәLÿӕi vӟi sàn tҫng hҫm giӳDPDPѭD và mùa khô 135
ĈӅ xuҩt biӋn pháp phòng tránh, khҳc phөFWiFÿӝng cӫDÿҭy nәi 136
4.1 BiӋn pháp phòng tránh 136
4.2 BiӋn pháp khҳc phөc 136
Trang 13DANH MӨC HÀNH ҦNH
Hình 1: Hình ҧnh mӝt sàn hҫm kӃt cҩu bӏ nӭWWRiFGRÿҭy nәi 4
Hình 2: Áp lӵFÿҭy nәi gây nӭt sàn hҫm và thҩPQѭӟc 5
+uQK 1ѭӟFÿҭy nәi thoát lên khi khoan xuyên sàn 5
Hình 4: Áp lӵFÿҭy nәLWiFÿӝng lên sàn tҫng hҫm 6
Hình 5: Áp lӵFÿҭy nәLWiFÿӝng lên kӃt cҩu ngҫm 6
Hình 17: BҧQÿӗ khu vӵc Quұn 2, TP Hӗ Chí Minh 22
Hình 18: Nguyên lý hoҥWÿӝng cӫa bӝ cҧm biӃn 23
Hình 19: Thông sӕ kӻ thuұt cӫa bӝ cҧm biӃn 24
Hình 20: Cҧm biӃn S&DL mini 24
Hình 31: Mһt cҳt chi tiӃt giӃng quan trҳc Piezometer 35
Hình 32: Mӝt sӕ hình ҧnh quan trҳc Piezometer tҥi vӏ trí 1 41
Hình 33: Mӝt sӕ hình ҧnh quan trҳc Piezometer tҥi vӏ trí 2 42
Hình 34: Mӝt sӕ hình ҧnh quan trҳc Piezometer tҥi vӏ trí 3 43
Trang 14Hình 35: Mӝt sӕ hình ҧnh quan trҳc Piezometer tҥi vӏ trí 5 44
Hình 36: Áp lӵFQѭӟFÿҭy nәi tҥi vӏ trí 1 48
Hình 37: Áp lӵFQѭӟFÿҭy nәi tҥi vӏ trí 2 49
Hình 38: Áp lӵFQѭӟFÿҭy nәi tҥi vӏ trí 3 49
Hình 39: Áp lӵFQѭӟFÿҭy nәi tҥi vӏ trí 5 50
Hình 40: Tәng hӧp kӃt quҧ quan trҳc Piezometer tҥi 4 vӏ trí 50
Hình 41: Mһt bҵng bӕ trí giӃng Standpipe quan trҳc mӵFQѭӟc ngҫm 51
+uQK 3KѭѫQJSKiSÿRFDRKuQKKӑc tӯ giӳa 52
Hình 43: Mӝt sӕ hình ҧnh quan trҳc mӵFQѭӟc ngҫm bҵng giӃng Standpipe 55
+uQK &DRÿӝ mӵFQѭӟc ngҫm theo chu kǤ 57
Hình 45: BiӇXÿӗ áp lӵFQѭӟc tҥLFDRÿӝ thí nghiӋm cӫa giӃng SP2 58
+uQK 6ѫÿӗ bӕ WUtSKѭѫQJSKiSTXDQWUҳc áp lӵFQѭӟc tҥi hiӋQWUѭӡng 58
Hình 47: BiӇXÿӗ so sánh áp lӵFQѭӟc giӳDSKѭѫQJSKiSTXDQWUҳc 59
Hình 48: Vӏ trí quan trҳc 60
Hình 49: Vӏ trí lҳp cҧm biӃn S&DL mini 60
Hình 50: Lҳp cҧm biӃn Barometer 61
Hình 51: Lҳp cҧm biӃn S&DL mini 61
+uQK Ĉѭӡng quá trình mӵFQѭӟc ngҫm tҥi vӏ trí thí nghiӋm 74
+uQK Ĉѭӡng quá trình mӵFQѭӟc triӅu tҥi trҥm Phú An 74
Hình 64: Pexcess tҥi mһt cҳt A-A 82
Hình 65: Áp lӵFQѭӟc Pexcess tҥi thӡLÿLӇPEDQÿҫu khi trҧ Qѭӟc 83
Hình 66: Pexcess tҥi mһt cҳt A-A 83
Hình 67: Áp lӵFQѭӟc Pactive tҥi thӡLÿLӇPEDQÿҫu khi trҧ Qѭӟc 84
Hình 68: Pactive tҥi mһt cҳt A-A 84
Hình 69: Áp lӵFQѭӟc Pactive VDXQăPFӕ kӃt 85
Hình 70: Mô phӓng công trình trong ETABS 86
Hình 71: Tҧi trӑng hoàn thiӋn (kN/m2) 86
Trang 15Hình 72: Hoҥt tҧi sӱ dөng (kN/m2) 87
Hình 73: Áp lӵFQѭӟFÿҭy nәi (kN/m2) 87
Hình 74: Mһt bҵng vӏ trí STRIP kiӇm tra nӝi lӵc 87
Hình 75: Mô hình công trình 1 tҫng hҫm trong PLAXIS 2D 2019 92
Hình 76: Áp lӵFÿҭy nәi (Pactive) sau 3 tháng cӕ kӃt 96
Hình 77: Áp lӵFÿҭy nәi (Pactive) sau 6 tháng cӕ kӃt 96
Hình 78: Áp lӵFÿҭy nәi (Pactive VDXQăPFӕ kӃt 97
Hình 79: Áp lӵFÿҭy nәi (Pactive VDXQăPFӕ kӃt 97
Hình 80: Áp lӵFÿҭy nәi (Pactive VDXQăPFӕ kӃt 98
Hình 81: Áp lӵFÿҭy nәi (Pactive VDXQăPFӕ kӃt 98
Hình 82: Áp lӵFÿҭy nәi (Pactive VDXQăPFӕ kӃt 99
Hình 83: Áp lӵFÿҭy nәi (Pactive VDXQăPFӕ kӃt 100
Hình 84: Áp lӵFÿҭy nәi (Pactive