TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong luận văn này, tác giả nghiên cứu và phân tích ổn định thành hố đào sâu được xử lý bằng trụ đất xi măng, một giải pháp hiệu quả, kinh tế và thân thiện với môi trườn
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-
NGUYỄN VĂN ĐẠI
ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ĐỂ ỔN ĐỊNH
TƯỜNG VÂY HỐ ĐÀO
Chuyên ngành : Địa Kỹ Thuật Xây Dựng
Mã số: 60580211
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2018
Trang 2Cán bộ hướng dẫn khoa học:
Cán bộ hướng dẫn 1: PGS.TS TÔ VĂN LẬN Cán bộ hướng dẫn 2: PGS.TS VÕ PHÁN
Cán bộ chấm nhận xét 1: Cán bộ chấm nhận xét 2: Đề cương Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, ngày tháng năm 2018
Thành phần Hội đồng đánh giá đề cương Luận văn thạc sĩ gồm:
Trang 3ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: NGUYỄN VĂN ĐẠI MSHV: 1570702 Ngày, tháng, năm sinh: 24/09/1992 Nơi sinh: Thái Bình Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng Mã số: 60580211
1 Tổng quan về trụ đất xi măng 2 Cơ sở lý thuyết tính ổn định hố đào sâu bằng phương pháp trụ đất xi măng 3 Ứng dụng trụ đất xi măng để ổn định hố đào sâu công trình A&B SaiGon
Tower
Trang 4Đầu tiên, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc đến thầy
PGS.TS.Võ Phán, người Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp tôi đưa ra hướng nghiên
cứu cụ thể, hỗ trợ tài liệu, kiến thức quý báu trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu
Học viên cũng xin gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu, Quý thầy cô trường Đại học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện, giúp đỡ để tôi có môi trường học tập và thực hiện đề tài nghiên cứu này
Xin cảm ơn gia đình, bạn bè đã động viên tôi trong suốt quá trình học tập và làm việc
Mặc dù đã có nhiều cố gắng, tuy nhiên vẫn không tránh khỏi những thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp quý báu của thầy cô và các bạn
TPHCM, ngày 17 tháng 11 năm 2018
Học viên
Nguyễn Văn Đại
Trang 5LỜI CAM ĐOAN
Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi, được thực hiện dưới sựhướng dẫn khoa học của PGS.TS.Võ Phán
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác
TPHCM, ngày 17 tháng 11 năm 2018
Học viên
Nguyễn Văn Đại
Trang 6TÓM TẮT LUẬN VĂN
Trong luận văn này, tác giả nghiên cứu và phân tích ổn định thành hố đào sâu được xử lý bằng trụ đất xi măng, một giải pháp hiệu quả, kinh tế và thân thiện với môi trường Tác giả áp dụng mô phỏng tính toán cho công trình A&B SaiGon Tower, số 44, đường Trần Phú, TP Nha Trang
Giải pháp bao gồm 2 loại trụ đất xi măng Kết quả cho thấy, ở độ sâu đào lớn nhất -11.35m, chuyển vị ngang của tường vây lớn nhất
Để phân tích ảnh hưởng của bề dày tường vây trụ đất xi măng tới chuyển vị và ổn định công trình, tiến hành mô phỏng hai trường hợp: Tăng 01 dãy cọc so với thiết kế và giảm 01 dãy cọc so với thiết kế
Để phân tích ảnh hưởng của chiều dài trụ đất xi măng tới chuyển vị và ổn định công trình, tiến hành mô phỏng hai trường hợp: Tăng chiều dài tường vây lên thêm 01m và giảm chiều dài tường vây xuống 01m
Kết quả nghiên cứu này có thể áp dụng cho các công trình có chiều sâu hố đào và địa chất tương tự tại khu vực Trần Phú, Nha Trang
Trang 7ABSTRACT
In this dissertation, the author fouces on analyzing the stability of the deep excavation which is supported by soil mixing columes This is one of the most advanced, useful and economical methods in construction of deep excavation It is also harmless for environment A&B SaiGon Tower Project, 44 Tran Phu, TP Nha Trang city has been applied for study, using finite element method
There are two types of soil mixing column At 11.35 meter depth, the horizontal displacement of soil mixing is the largest
To analyze the effect of the soil mixing columes‟ thickness to the displacement and stability of the work, simulate two cases: Adding one soiling mixing array and reducing one soil mixing array
To analyze the effect of the soil mixing columes„ length to the displacement and stability of the work, simulate two cases: Increasing the length of the soil mixing columes by 01m and reducing the length of the soil mixing columes by 01m
These obtained results can be consulted and applied for construction which have the same basements level and soil condition in Nha Trang
Trang 8MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
1 Tính cần thiết của đề tài 2 Nội dung nghiên cứu 3 Phương pháp nghiên cứu 4 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài 5 Hạn chế của đề tài
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRỤ ĐẤT XI MĂNG
1.1 Tổng quan về hố móng đào sâu 1.2 Các giải pháp thi công tường vây hố đào sâu
1.2.1 Giữ ổn định bằng tường cừ thép 1.2.2 Gia cố thành hố đào sâu bằng tường trong đất 1.2.3 Gia cố thành hố đào sâu bằng dãy cọc khoan nhồi 1.2.4 Gia cố thành hố đào sâu bằng dãy trụ đất xi măng 1.3 Tổng quan về trụ đất xi măng
1.3.1 Giới thiệu 1.3.2 Công nghệ trộn sâu DM (Deep Mixing) 1.4 Nguyên lý gia cố xi măng đất
1.5 Đặc tính của xi măng – đất 1.6 Khoan phụt cao áp (Jet Grouting)
1.6.1 Công nghệ trộn khô 1.6.2 Công nghệ trộn ướt (Jet Grouting) 1.7 Các thông số kỹ thuật trụ đất xi măng
1.7.1 Cường độ 1.7.2 Hệ số thấm 1.7.3 Modul đàn hồi và hệ số Poison
Trang 92.2.1 Nguyên tắc thiết kế 2.2.2 Tính toán ổn định hố đào sâu được xử lý bằng trụ đất xi măng
2.2.2.1 Kiểm tra tính ổn định chống trượt 2.2.2.2 Kiểm tra chống nghiêng lật 2.2.2.3 Kiểm tra ổn định tổng thể 2.2.3 Tính chuyển vị ngang của tường vây trụ đất xi măng 2.3 Phương pháp phần tử hữu hạn
2.3.1 Giới thiệu 2.3.2 Các mô hình đất nền trong phần mềm Plaxis 2.3.3 Các thông số đầu vào đất nền
2.3.3.1 Thông số Mô Đun E 2.3.3.2 Hệ số thấm K
2.3.3.3 Hệ số Poison
CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ĐỂ ỔN ĐỊNH HỐ ĐÀO SÂU CHO CÔNG TRÌNH A&B SÀI GÒNTOWER
3.1 Đặt vấn đề 3.2 Giới thiệu công trình 3.3 Đặc điểm địa chất công trình 3.4 Các thông số mô hình
3.5 Các thông số trụ đất xi măng
Trang 103.6 Vùng ảnh hưởng và tải phụ 3.7 Tính toán tường vây trụ đất xi măng loại 1 theo phương pháp giải tích
3.7.1 Số liệu địa chất 3.7.2 Số liệu trụ đất xi măng 3.7.3 Các đặc trưng hình học của tường 3.7.4 Tính toán tải trọng tác dụng lên trụ đất xi măng
3.7.4.1 Áp lực đất chủ động 3.7.4.2 Áp lực đất bị động 3.7.4.3 Áp lực nước tĩnh 3.7.4.4 Trọng lượng tường vây 3.7.4.5 Sức kháng trượt tại đáy tường 3.7.4.6 Lực ma sát hông tường
3.7.5 Các bài toán kiểm tra tường 3.7.5.1 Xác định hệ số an toàn trống nghiêng lật 3.7.5.2 Xác định hệ số chống trượt ngang
3.7.5.3 Khả năng chịu lực đất nền dưới cọc 3.7.5.4 Cường độ đất nền dưới đáy cọc 3.7.6 Kiểm tra ứng suất thân cọc
3.8 Tính toán tường vây trụ đất xi măng loại 2 theo phương pháp giải tích
3.8.1 Số liệu địa chất 3.8.2 Số liệu cọc xi măng đất 3.8.3 Các đặc trưng hình học của tường 3.8.4 Tính toán tải trọng tác dụng lên cọc xi măng đất
3.8.4.1 Áp lực đất chủ động 3.8.4.2 Áp lực đất bị động 3.8.4.3 Áp lực nước tĩnh
Trang 113.8.4.4 Trọng lượng tường vây 3.8.4.5 Sức kháng trượt tại đáy tường 3.8.4.6 Lực ma sát hông tường
3.8.5 Các bài toán kiểm tra tường 3.8.5.1 Xác định hệ số an toàn trống nghiêng lật 3.8.5.2 Xác định hệ số chống trượt ngang
3.8.5.3 Khả năng chịu lực đất nền dưới cọc 3.8.5.4 Cường độ đất nền dưới đáy cọc 3.7.6 Kiểm tra ứng suất thân cọc
3.9 Mô phỏng tính toán 3.9.1 Mô phỏng công trình trong Plaxis 3.9.2 Phân tích kết quả chuyển vị tường vây
3.9.2.1 Chuyển vị tường vây loại 1 3.9.2.2 Chuyển vị tường vây loại 2 3.9.2.3 Phân tích chuyển vị đứng Uy tại bề mặt hố đào 3.9.2.4 Phân tích chuyển vị đứng tại đáy hố đào
3.9.3 Phân tích ảnh hưởng của bề dày trụ đất xi măng tới chuyển vị và ổn định của công trình
3.9.4 Phân tích ảnh hưởng của chiều dài trụ đất xi măng tới chuyển vị và ổn định của công trình
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO
Trang 12Hình 2.2 Áp lực chủ động của đất 16
Hình 2.3 Biểu đồ tính áp lực đất chủ động 19
Hình 2.4 Biểu đồ tính áp lực đất bị động 18
Hình 2.5 Kết cấu chắn giữ dạng khối 19
Hình 2.6 Tính toán tường vây trụ đất xi măng 19
Hình 2.7 Kiểm tra ổn định tổng thể 22
Hình 2.8 Mô hình nền lò xo 24
Hình 2.9 Chuyển vị đỉnh ở tường theo phương pháp “m” 25
Chương 3: Hình 3.1 Công trình A&B Sai Gon Tower 33
Hình 3.2 Vị trí công trình A&B Sai Gon Tower 33
Hình 3.3 Mặt cắt địa chất công trình 34
Hình 3.4 Mặt bằng vị trí hố khoan 35
Hình 3.5 Mặt cắt thi công tầng hầm 36
Hình 3.6 Quy đổi bề dày tương đương trụ đất xi măng 48
Hình 3.7 Biểu đồ tính toán áp lực đất tường chắn loại 1 51
Hình 3.8 Biểu đồ tính toán áp lực đất tường chắn loại 2 59
Hình 3.9 Mô hình tổng thể công trình trong Plaxis 66
Trang 13Hình 3.10 Khai báo thông số các lớp đất trong Plaxis 66
Hình 3.11 Chia lưới phần tử 67
Hình 3.12 Khai báo mực nước ngầm 67
Hình 3.13 Khai báo các phase thi công 68
Hình 3.14 Mô phỏng phase 1 68
Hình 3.15 Mô phỏng phase 2 69
Hình 3.16 Mô phỏng phase 3 69
Hình 3.17 Mô phỏng phase 4 70
Hình 3.18 Chuyển vị tường vây loại 1 theo các phase thi công 71
Hình 3.19 Chuyển vị tường vây loại 2 theo các phase thi công 72
Hình 3.20 Chuyển vị ngang Ux tường vây loại 1 theo các Phase đào 73
Hình 3.21 Chuyển vị ngang Ux tường vây loại 2 theo các Phase đào 73
Hình 3.22 Chuyển vị đứng tại bề mặt công trình 74
Hình 3.23 Chuyển vị đứng tại đáy hố đào 74
Hình 3.24 Quy đổi bề dày tường vây trụ đất xi măng trường hợp 1 75
Hình 3.25 Quy đổi bề dày tường vây đất xi măng loại 1 trường hợp 2 75
Hình 3.26 Quy đổi bề dày tường vây trụ đất xi măng loại 2 trường hợp 2 76
Hình 3.27 Chuyển vị ngang của tường vây loại 1 theo trường hợp 1&2 77
Hình 3.28 Chuyển vị ngang của tường vây loại 2 theo trường hợp 1&2 78
Hình 3.29 Chuyển vị ngang tường vây trụ xi măng đất trường hợp 1 79
Hình 3.30 Chuyển vị ngang tường vây trụ xi măng đất trường hợp 2 79
Hình 3.31 Chuyển vị ngang tường vây loại 1 theo trường hợp 3&4 81
Hình 3.32 Chuyển vị ngang tường vây loại 2 theo trường hợp 3&4 82
Hình 3.33 Chuyển vị ngang tường vây trường hợp 3 83
Hình 3.34 Chuyển vị ngang tường vây trường hợp 4 83
Trang 14DANH MỤC BẢNG BIỂU
Chương 2
Bảng 2.1 Giá trị của hệ số tỷ lệ m 24
Bảng 2.2 Tương quan giữa E và SPT 28
Bảng 2.3 Quan hệ giữa Es và Su, Teparaksa W(1999) 29
Bảng 2.4 Quan hệ giữa Es và Su theo chỉ số dẻo, Bowles.J.E (1998) 29
Bảng 2.5 Giá trị tiêu biểu của Môđun E cho vật liệu kết dính 29
Bảng 2.6 Hệ số thấm của đất theo Handbook of Geotechnical Investigation and Design Table (Burt Look, 2007) 30
Bảng 2.6 Hệ số thấm của một số loại đất theo Das.BM 30
Bảng 2.7 Giá trị hệ số Poison theo Das.BM 31
Bảng 2.8 Hệ số Poison của đất theo Handbook of Geotechnical Investigation and Design Table (Burt Look, 2007) 31
Chương 3: Bảng 3.1 Chỉ tiêu cơ lý lớp 1a 37
Trang 15Bảng 3.14 Tính toán áp lực đất chủ động 51
Bảng 3.15 Tính toán áp lực đất bị động 52
Bảng 3.16 Tính toán áp lực nước tĩnh 52
Bảng 3.17 Tính toán trọng lượng tường vây 53
Bảng 3.18 Tính toán lực ma sát hông tường 53
Bảng 3.26 Tính toán trọng lượng tường vây 60
Bảng 3.27 Tính toán lực ma sát hông tường 61
Bảng 3.28 Tính toán áp lực đất chủ động 63
Bảng 3.29 Tính toán áp lực đất bị động 64
Bảng 3.30 Tính toán áp lực đất và nước tĩnh tại độ sâu z=1.02m 64
Bảng 3.31 Kết quả chuyển vị tường vây loại 1 70
Bảng 3.32 Kết quả chuyển vị tường vây loại 2 71
Bảng 3.33 Kết quả chuyển vị ngang của tường vây loại 1 và hệ số an toàn Msf 76
Bảng 3.34 Kết quả chuyển vị ngang của tường vây loại 2 và hệ số an toàn Msf 77
Bảng 3.35 Kết quả chuyển vị ngang của tường vây loại 1 và hệ số an toàn Msf 80
Bảng 3.36 Kết quả chuyển vị ngang của tường vây loại 2 và hệ số an toàn Msf 81
Trang 16DANH MỤC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT
[1] - Tài liệu tham khảo số 1 an-1 m2/kN Hệ số nén lún của đất
c kN/m2 Lực dính đơn vị của đất cu kN/m2 Lực dính của đất trong thí nghiệm CuCU - Consolidated Undrained Test
D m Vùng ảnh hưởng của hố móng e - Hệ số rỗng của đất
Ea kN/m2 Áp lực ngang chủ động Ep kN/m2 Áp lực ngang bị động Eo kN/m2 Modul biến dạng của đất nền Eoedref kN/m2 Modul biến dạng tiếp tuyến
Eurref kN/m2 Modul đàn hồi trong điều kiện dỡ tải và gia tải lại E50ref kN/m2 Modul đàn hồi cát tuyến trong thí nghiệm CD
hi m Chiều cao lớp đất thứ i Ht m Chiều sau dưới đáy hố móng
Htr kN Sức kháng trượt tại đáy tường Ip - Chỉ số dẻo của đất
Ka - Hệ số áp lực đất chủ động kx,ky m/ngày Hệ số thấm của đất theo phương ngang, phương
đứng Ko - Hệ số áp lực ngang ở trạng thái tĩnh KoNC - Hệ số áp lực ngang trong điều kiện cố kết thường
Kp - Hệ số áp lực đất bị động
Trang 17Nspt - Chỉ số SPT Pa kN/m2 Cường độ áp lực đất chủ động tác dụng lên tường
Độ Góc ma sát giữa tường và đất Độ Góc nghiêng của lưng tường Độ Góc giãn nở của đất
γ kN/m3 Dung trọng của đất γw kN/m3 Trọng lượng riêng nước
ʋ - Hệ số poison của đất, tường
Trang 18MỞ ĐẦU
Hiện nay, quá trình đô thị hoá đang bùng nổ ở Việt Nam Hàng loạt các công trình ngầm đô thị như tầng hầm cho các công trình nhà cao tầng, khách sạn, các hầm chui, gara ô tô dưới lòng đất đang được xây dựng ở các thành phố lớn như: TP.Hồ Chí Minh, Hà Nội, Đà Nẵng…Việc thiết kế và thi công các công trình ngầm luôn phức tạp và tốn nhiều chi phí Một trong những vấn đề khó khăn nhất là thi công các hố đào sâu có độ sâu đến hàng chục mét mà việc giữ ổn định và gia cố cho thành hố đào luôn là hạng mục khó khăn nhất
Phần lớn các công trình xây dựng ở thành phố hiện nay là công trình xây chen Do đó, việc thiết kế và thi công cần có những biện pháp tối ưu để thi công hố móng sâu nhằm bảo vệ thành vách hố đào, đảm bảo ổn định cho các công trình xung quanh
Hiện nay có rất nhiều phương pháp bảo vệ thành hố đào sâu: Tường cọc bản thép, cọc bản bê tông cốt thép, tường vây bằng cọc khoan nhồi, tường liên tục trong đất, tường trụ đất xi măng… Tuy nhiên với ưu điểm không thấm nước, không phải đặt thanh chống tạo điều kiện có thể đào thông thoáng, hiệu quả kinh tế cao, thời gian thi công nhanh chóng… cho nên hệ tường vây trụ đất xi măng là một biện pháp hữu hiệu để bảo vệ thành hố đào sâu
Do đó, trong luận văn này việc tìm hiểu về “Ứng dụng trụ đất xi măng để ổn định
tường vây hố đào” để có thể đưa vào thi công thực tế là cần thiết
2 Nội dung nghiên cứu của đề tài
hố đào”, nhằm giải quyết các vấn đề sau:
thi công bằng phương pháp thi công Bottom-Up
Trang 19- Phân tích dòng thấm qua dãy tường vây trụ đất xi măng
trình thi công
hưởng đến chuyển vị và độ ổn định của công trình
chuyển vị và độ ổn định của công trình
3 Phương pháp nghiên cứu của đề tài
Mô phỏng bằng phần mềm Plaxis 2D v8.5 để phân tích ổn định và biến dạng thành tường vây trong quá trình thi công
4 Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài
Đánh giá ổn định và biến dạng tường vây hố móng đào sâu được gia cố bằng dãy trụ đất xi măng nhằm đảm bảo ổn định khi thi công công trình cũng như các công trình lân cận
Giải quyết các vấn đề mất ổn định của hố đào sâu bằng trụ đất xi măng, mang lại hiệu quả kinh tế cao và thân thiện với môi trường
5 Hạn chế của đề tài
Do chưa có số liệu quan trắc thực tế để có thể so sánh và đánh giá chi tiết với kết quả tính toán từ việc chạy mô hình
Trang 20Chưa xét đến yếu tố từ biến của đất nền trong hố đào khi thi công
Đề tài chưa đánh giá hết ảnh hưởng của các mô hình khác ngoài mô hình Hardening Soil
Đề tài mới chỉ tập trung nghiên cứu tường vây trụ đất xi măng trên một địa chất nhất định
Trang 21CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TRỤ ĐẤT XI MĂNG
- Hố đào nông: Khi chiều sâu đào không quá 5m
- Hố đào sâu: Khi chiều sâu đào lớn hơn 5m Tuy nhiên trong một số trường hợp chiều sâu hố đào nhỏ hơn 5m nhưng phải thi công trong điều kiện địa chất công trình và địa chất thuỷ văn tương đối phức tạp thì vẫn phải xử lý như hố đào sâu
- Hệ chống và neo giữ: Thép ống hay thép hình chống đỡ (chống ngang và chống chéo) thanh neo vào trong đất, chống đỡ bằng bản sàn các tầng hầm (đối với các công trình thi công theo phương pháp Top Down), hệ dầm vòng chống đỡ…
Trang 221.2.1 Giữ ổn định bằng tường cừ thép
Ngày nay, trong lĩnh vực xây dựng, cọc ván thép (các tên gọi khác là cừ thép, cừ Larssen, cọc bản, tiếng anh là: Steel Sheet Pile) được sử dụng ngày càng phổ biến, từ các công trình thủy công như cảng, bờ kè, cầu tàu, đê chắn sóng, công trình cải tạo dòng chảy, công trình cầu, đường hầm đến các công trình dân dụng như bãi đậu xe ngầm, tầng hầm nhà nhiều tầng, nhà công nghiệp
Cọc ván thép không chỉ được sử dụng trong các công trình tạm thời mà còn có thể được xem như một loại vật liệu xây dựng, với những đặc tính riêng biệt, thích dụng với một số bộ phận chịu lực trong các công trình xây dựng
Cho đến nay, cọc ván thép được sản xuất với nhiều hình dạng, kích thước khác nhau với các đặc tính về khả năng chịu lực ngày càng được cải thiện Ngoài cọc ván thép có mặt cắt ngang dạng chữ U, Z thông thường, còn có loại mặt cắt ngang Omega (W), dạng tấm phẳng (Straight Web) cho các kết cấu tường vây tròn khép kín, dạng hộp (Box Pile) được cấu thành bởi 2 cọc U hoặc 4 cọc Z hàn với nhau
Tùy theo mức độ tải trọng tác dụng mà tường vây có thể chỉ dùng cọc ván thép hoặc kết hợp sử dụng cọc ván thép với cọc ống thép (steel pipe pile) hoặc cọc thép hình H (King pile) nhằm tăng khả năng chịu mômen uốn Thường dùng cọc ván thép hình chữ U hoặc Z được hạ xuống bằng máy ép thuỷ lực hoặc máy ép rung, có sử dụng hệ thống bằng dầm thép chữ I hoặc chữ H trong lòng hố đào (xem các hình từ 1.1 đến 1.6)
Về kích thước, cọc ván thép có bề rộng bản thay đổi từ 400mm đến 750mm Sử dụng cọc có bề rộng bản lớn thường đem lại hiệu quả kinh tế hơn so với cọc có bề rộng bản nhỏ vì cần ít số lượng cọc hơn nếu tính trên cùng một độ dài tường vây Hơn nữa, việc giảm số cọc sử dụng cũng có nghĩa là tiết kiệm thời gian và chi phí
Trang 23cho khâu hạ cọc, đồng thời làm giảm lượng nước ngầm chảy qua các rãnh khóa của cọc
Chiều dài cọc ván thép có thể được chế tạo lên đến 30m tại xưởng, tuy nhiên chiều dài thực tế của cọc thường được quyết định bởi điều kiện vận chuyển(thông thường từ 9 đến 15m), riêng cọc dạng hộp gia công ngay tại công trường có thể lên đến 72m
Hiện nay bắt đầu dùng dãy cọc ống thép nối liền với nhau tạo thành một hệ tường liên tục, có khả năng chịu lực cũng như ngăn nước rất tốt, thích hợp cho các
vùng đất yếu hoặc thi công dưới nước
1.2.2 Gia cố thành hố đào sâu bằng tường trong đất
Tường trong đất, hay còn được gọi là tường vây barrette, là tường bêtông đổ tại chỗ, thường dày 600-800mm để chắn giữ ổn định hố móng sâu trong quá trình thi công Tường có thể được làm từ các đoạn cọc Barrette, tiết diện chữ nhật, chiều rộng thay đổi từ 2.6 m đến 5.0m Các đoạn tường Barrette được liên kết chống thấm bằng gioăng cao su, thép và làm việc đồng thời thông qua dầm đỉnh tường và dầm bo đặt áp sát tường phía bên trong tầng hầm Trong trường hợp 02 tầng hầm, tường Barrette thường được thiết kế có chiều sâu 16-20m tuỳ thuộc vào địa chất công trình và phương pháp thi công
Tường trong đất bằng bê tông cốt thép quây lại thành đường khép kín với các hệ thanh neo sẽ có thể chắn đất, ngăn nước, rất thuận tiện cho việc thi công hố móng sâu Có thể kết hợp tường trong đất làm tầng hầm cho các nhà cao tầng hoặc làm kết cấu chịu lực cho công trình
Tường trong đất thường được sử dụng khi làm hố móng sâu trên 10m, yêu cầu cao về chống thấm, chống lún và chống chuyển dịch của các công trình xây dựng lân cận hoặc khi tường là một phần của kết cấu chính của công trình hoặc khi áp dụng phương pháp Top - down
Trang 24Tường Barrette được giữ ổn định trong quá trình thi công bằng các giải pháp sau: - Giữ ổn định bằng hệ dàn thép hình
- Giữ ổn định bằng phương pháp neo trong đất - Giữ ổn định bằng phương pháp thi công Top - down
1.2.3 Gia cố thành hố đào sâu bằng dãy cọc khoan nhồi
Phương pháp của công nghệ này là dùng thiết bị tạo lỗ lấy đất lên khỏi lỗ, đồng thời bơm vào lỗ một loại dung dịch (bentonite) có khả năng tạo màng giữ thành vách hố đào và có trọng lượng riêng hơi nhỉnh hơn nước ngầm trong đất một chút để cân bằng lại áp lực khi lấy đất lên Tiếp theo làm sạch cặn lắng (bùn lắng và đất đá rời) rơi dưới đáy lỗ, đảm bảo sự tiếp xúc trực tiếp của mũi cọc bê tông sau này vào vùng đất nền chịu lực tốt, tăng sức kháng mũi của cọc Sau đó tiến hành đổ bê tông hay bê tông cốt thép bằng phương pháp đổ bê tông dưới nước, nghĩa là đổ bê tông liên tục từ dưới đáy lỗ lên, không cho bê tông mới đổ tiếp xúc trực tiếp với dung dịch giữ thành (ống dẫn bê tông luôn nằm trong lòng khối bê tông vừa đổ, để bê tông ra khỏi ống dẫn không trực tiếp tiếp xúc với dung dịch) Khi bê tông cọc ninh kết, đóng rắn và đạt một cường độ nhất định, tiến hành đào hở phần đỉnh cọc và phá bỏ phần đỉnh cọc này - thường là phần bê tông chất lượng kém do lẫn với dung dịch giữ thành khi bắt đầu đổ bê tông được đẩy dần lên đỉnh cọc trong quá trình đổ bê tông đùn dần lên chiếm chỗ của dung dịch giữ thành, đẩy đung dịch này trào ra ngoài miệng lỗ Tóm lại, phương pháp công nghệ là dùng dung dịch giữ thành hố đào thế chỗ cho đất nền tại vị trí lỗ cọc rồi lại thay dung dịch này bằng vữa bê tông Tuy vậy có nhiều phương pháp tạo lỗ cọc khác nhau, nên cũng có nhiều công nghệ thi công cọc nhồi bê tông khác nhau
1.2.4 Gia cố thành hố đào sâu bằng dãy trụ đất xi măng
Trụ đất xi măng là phương pháp dùng máy tạo cọc để trộn cưỡng bức xi măng, vôi với đất yếu Ở dưới sâu, lợi dụng phản ứng hoá học – vật lý sảy ra giữa xi măng với đất, làm cho đất mềm đóng rắn lại thành một thể cọc có tính tổng thể, tính ổn định và cường độ nhất định
Trang 25Tuy nhiên, theo nghiên cứu sử dụng hệ trụ đất xi măng ổn định thành hố đào sâu, với hố móng sâu hơn 6m, hệ cọc xi măng – đất sâu 13m, đường kính D1000 thì số dãy cọc cần thi công >4 dãy cọc mới đảm bảo điều kiện ổn định hố móng [1]
1.3.1 Giới thiệu
Công nghệ trụ đất xi măng là một công nghệ tiên tiến để xử lý nền đất yếu, trụ đất xi măng có khả năng đáp ứng được các yêu cầu của công trình cọc nhồi, cọc đóng hay cọc cát Vì thế trụ đất xi măng được sử dụng rộng rãi ở một số nước phát triển thập niên 80, ứng dụng cho các công trình: Cầu đường, nhà xưởng, bờ kè, tườn chắn, nhà cao tầng… với ưu điểm: Nhanh, đơn giản, ít tốn vật tư, không sinh ra đất thải, không sử dụng hoá chất, không làm ô nhiễm môi trường, không gây tiếng động, tốn ít nhân công… Nó được xem là một công nghệ có tính hiệu quả kinh tế rất cao ở các nước đang và phát triển
Tại Việt Nam, năm 2002 đã có một số dự án đã ứng dụng trụ đất xi măng vào việc xây dựng các công trình trên nền đất yếu Cụ thể như: Dự án cảng Ba Ngòi (Khánh Hoà) năm 2002, Gia cố nền móng cho nhà máy nước huyện Vụ Bản (Hà Nam) năm 2004, Dự án thoát nướ Đồ Sơn – Hải Phòng, dự án đường cao tốc TP.Hồ Chí Minh đi Trung Lương, Đại lộ Đông Tây TP Hồ Chí Minh năm 2005, Pearl Plaza (Quận Bình Thạnh, TP.HCM)…
1.3.2 Công nghệ trộn sâu Deep Mixing (DM)
Công nghệ trộn sâu tạo trụ đất xi măng là công nghệ trộn xi măng với đất tại chỗ dưới sâu Trụ đất xi măng được sử dụng khá rộng rãi trong xử lý nền móng Mục đích của gia cố là làm tăng cường độ, khống chế biến dạng, giảm tính thấm của đất yếu hoặc co ngót để vệ sinh các khu nhiễm độc Nói tóm lại là thay đổi tính chất, nâng cao chất lượng của đất bằng cách cứng hoá tại chỗ
Trang 26Hình 1.1: Ứng dụng công nghệ trộn sâu
Các chức năng trụ đất xi măng:
- Tăng cường độ chịu tải của nền
- Tăng khả năng chống trượt mái dốc
- Ổn định thành hố đào
- Giảm độ lún công trình
- Giảm ảnh hưởng chấn động đến công trình lân cận
- Tránh hiện tượng hoá lỏng của đất rời
- Cô lập phần đất bị ô nhiễm
- Chống thấm cho các công trình thuỷ lợi
Hiện nay phổ biến 2 công nghệ thi công trụ đất xi măng: Công nghệ trộn khô (dry mixing) và công nghệ trộn ướt (wet mixing) Biện pháp phun vữa xi măng áp lực cao thuộc công nghệ trộn ướt
Trang 271.4 Nguyên lý gia cố xi măng – đất
Quá trình phản ứng lý hoá của việc gia cố đất bằng xi măng khác với nguyên lý đóng rắn của bê tông Đóng rắn của bê tông chủ yếu là xi măng thực hiện tác dụng thuỷ hoá và thuỷ hoá trong cốt liệu thô và cốt liệu nhỏ, do đó tốc độc đóng rắn khá nhanh Khi dùng xi măng gia cố đất, do lượng xi măng đưa vào đất ít (chỉ chiếm 7-15% trọng lượng đất gia cố), phản ứng thuỷ hoá và thuỷ hoá của xi măng thực hiện trong môi trường có hoạt tính nhất định - sự vây kín của đất do đó tốc độ đóng rắn chậm, nên quá trình tăng trưởng cường độ của xi măng gia cố đất cũng chậm hơn bê tông
Nguyên lý cơ bản của việc gia cố xi măng đất là xi măng sau khi trộn với đất sẽ sinh ra một loạt phản ứng hoá học rồi dần dần đóng rắn lại, các phản ứng chủ yếu là:
Xi măng phổ thông chủ yếu là do oxide calcium, oxide silicate lần lượt tạo thành các khoáng vật khác nhau: C3S, C3A, C2S, C4AF…Khi dùng xi măng gia cố đất yếu, các khoáng vật trên bề mặt xi măng nhanh chóng sảy ra phản ứng thuỷ giải và thuỷ hoá với nước trong đất yếu tạo thành các hợp chất ngậm nước như C2SHx, C3S2Hx, Ca(OH)2….theo phản ứng sau:
Xi măng + Nước = CSH-gel + Hydroxide calcium
Sau khi các chất thuỷ hoá của xi măng có thể hấp thụ Carbonic trong nước và trong không khí sinh ra phản ứng carbonate hoá tạo thành muối carbonate calcium không tan trong nước
Hydroxide calcium trôi nổi trong chất thuỷ hoá xi măng có thể hấp thụ carbonic trong nước và trong không khí sinh ra phản ứng carbonate hoá tạo thành muối carbonate calcium không tan trong nước [5]
Trang 281.5 Đặc tính của xi măng đất
Trong xi măng đất thường dùng xi măng silicat phổ thông Mac 425 hoặc xi măng xỉ quặng Tỉ lệ nước xi măng trong vữa xi măng có thể chọn từ 0.4-0.5 Tỉ lệ lượng xi măng trộn vào là 7% - 15% trọng lượng đất gia cố hoặc lượng xi măng từ 180 – 250 kg/m3 đất gia cố
Theo kết quả thí nghiệm xi măng ở trong phòng: Dung trọng của xi măng đất hơi lớn hơn đất mềm khoảng 0.7 – 2.3%, hàm lượng nước nhỏ hơn đất mềm Cường độ chịu nén không hạn chế nở hông qu thường là 0.5 – 4 MPa, cường độ chịu kéo t= 0.15 – 0.25qu
Cường độ không hạn chế nở hông của xi măng đất lớn hơn mấy chục đến hàng trăm lần đất mềm tự nhiên
Giai đoạn bắt đầu khi xi măng đất chịu lực, quan hệ giữa ứng suất và biến dạng về cơ bản là phù hợp với định luật Hooke, khi ngoại lực đạt đến 70-80% cường độ giới hạn, quan hệ ứng suất và biến dạng mẫu thử không còn tiếp tục duy trì quan hệ đường thẳng nữa Khi ngoại lực đạt đến cường độ giới hạn, loại xi măng đất có cường độ lớn hơn 2000 kPa xuất hiện phá huỷ giòn, cường độ tồn dư sau khi phá huỷ rất nhỏ, khi đó biến dạng trục khoảng 0.8 – 1.25% Loại xi măng đất có cường độ nhỏ hơn 2000 kPa thì biểu hiện là phá huỷ dẻo
Hình 1.2: Khoan phụt cao áp
Công nghệ trộn xi măng với đất dưới sâu tạo ra trụ đất xi măng được gọi là công nghệ trộn sâu (Deep Mixing Method)
Trang 29Hiện nay phổ biến hai công nghệ: Phương pháp trộn khô (Dry Mixing) và phương pháp trộn ướt (Wet Mixing)
1.6.1 Phương pháp trộn ướt
Phương pháp này dựa vào nguyên lý cắt nham thạch bằng dòng nước áp lực Khi thi công, trước hết dùng máy khoan để đưa ống bơm có vòi phun bằng hợp kim vào tới độ sâu phải gia cố (nước và xi măng) với áp lực khoảng 20 – 60 MPa từ vòi bơm phun xả vỡ tầng đất Với lực xung kích của dòng phun và lực li tâm, trọng lực….sẽ trộn lẫn dung dịch vữa, rồi sẽ được sắp xếp lại theo một tỉ lệ có quy luật giữa đất và vữa theo khối lượng hạt Sau khi vữa đông cứng sẽ thành trụ đất xi măng
Hình 1.3: Sơ đồ thi công phương pháp trộn ướt
Quá trình phun vữa xi măng thường được thực hiện ngay sau khi đầu trục trộn xuyên xuống dưới đất khoảng 30cm, hoặc khi đầu trục trộn xuyên tới cao độ cần được gia cố
Tốc độ xuyên xuống và rút lên của trục phun thông thường từ 0,3m đến 1m/phút, vòng quay của đầu phun từ 20 – 100 vòng/phút và được tính theo công thức [7]:
{(N /ddu / u)}
(1.1) Trong đó:
Trang 30- T: Số vòng quay của trục phun (số lượng/m)
- M : Tổng số các đầu phun (thông thường M=2)
- Nd : Tốc độ vòng quay của đầu phun khi xuyên xuống (vòng/phút)
- Vd : Tốc độ xuyên xuống của đầu phun (m/phút)
- Nu : Tốc độ vòng quay của đầu phun khi rút lên (vòng/phút)
- Vu : Tốc độ rút lên của đầu phun (m/phút)
Những thông số chính ảnh hưởng đến trụ đất xi măng theo công nghệ trộn ướt gồm: Loại đất, hàm lượng xi măng và những vật liệu quyết định độ cứng, tỷ lệ xi măng, nhiệt độ đất – xi măng, tuổi, môi trường xử lý…Xét về ứng dụng của tường vây trụ đất xi măng làm cột chống hố đào ảnh hưởng của nước dưới đất và ổn định bề mặt, những đặc tính kỹ thuật được quan tâm như cường độ, tính thấm, tính nén lún và modul đàn hồi
1.7.1 Cường độ
Cường độ của đất – xi măng có thể thu trong phòng thí nghiệm bằng thí nghiệm nén một trục nở hông, thí nghiệm 3 trục, thí nghiệm cắt nhanh và thí nghiệm kéo
Loại đất được cải tạo là yếu tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến cường độ đất – xi măng, phương pháp cải tạo trên các loại đất khác nhau sẽ cho kết quả khác nhau
Mối quan hệ giữa độ bền nén nở hông và cường độ cắt thu được từ thí nghiệm cắt nhanh có thể được tính theo công thức của Saito (1980):
0 = 0.53 + 0.37qu – 0.0014qu2 (1.2) Trong đó:
- 0 : Cường độ cắt xác định bằng thí nghiệm cắt nhanh (kG/cm2) - qu : Được xác định từ thí nghiệm nén 1 trục nở hông (kG/cm2)
Trang 311.7.2 Hệ số thấm
Hệ số thấm của đất – xi măng phụ thuộc vào loại đất, hàm lượng xi măng và Bentonite sử dụng, tỷ lệ xi măng trong vữa, tỷ lệ vữa lỏng phun và tuổi Hàm lượng xi măng và Bentonite quyết định tính thấm của tường trụ đất xi măng Hệ số thấm của đất – xi măng 10-5 – 10-9 cm/s dựa trên các thí nghiệm trong phòng của mẫu ngoài hiện trường thu được trong quá trình xây dựng công trình (Yang – 1993) Khi sử dụng làm cột chống cho hố đào và chịu ảnh hưởng của nước dưới đất, hệ số thấm phải nhỏ hơn 10-6 cm/s
1.7.3 Modul đàn hồi và hệ số Poison
Modul đàn hồi (E50) của đất – xi măng tỉ lệ với độ bền nén nở hông (qu) theo tỉ lệ từ 350 – 1000 (Saito - 1980) và chịu ảnh hưởng bởi các yếu tố giống với các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ của đất – xi măng Với đất dính có hàm lượng cát ít hơn 10 – 15% thì tỉ lệ giữa E50 và qu nằm trong khoảng 400 – 600
Hệ số Poison của trụ đất xi măng thường chọn trong khoảng 0.15 – 0.25
lượng cọc
Trang 32CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH HỐ ĐÀO SÂU BẰNG PHƯƠNG PHÁP TRỤ ĐẤT XI MĂNG
(tường liên tục) 2.1.1 Lý thuyết Mohr - Rankine
Hình 2.1: Điều kiện phát sinh áp lực đất chủ động và bị động của đất
Xét mặt phẳng AB thẳng đứng trong khối đất tự nhiên có trọng lượng riêng bão hoà là γsat, mực nước nằm ngang mặt đất Áp lực ngang lên mặt AB gồm áp lực nước lỗ rỗng u, áp lực khung hạt ở trạng thái tĩnh ‟h, cũng là ứng suất hữu hiệu theo phương ngang [2],[3]
Tại điểm P ở độ sâu z, quan hệ giữa ứng suất hữu hiệu theo phương đứng ‟vvà theo phương ngang ‟h ở trạng thái tĩnh là:
Trang 33phương ngang chính là ứng suất chính nhỏ nhất được gọi là áp lực đất ở trạng thái cân bằng chủ động, ký hiệu ‟a
Trang 34Hình 2.3: Biểu đồ tính áp lực đất chủ động (a): Đất rời (b): Đất dính
Đối với đất rời:
2a
1'H2
Trang 35Hình 2.4: Biểu đồ tính áp lực đất bị động (a): Đất rời (b): Đất dính
(2.11)Áp lực bị động Pp phân bố tuyến tính theo độ sâu z Do đó, hợp lực Ep của áp lực bị động tác dụng lên lưng tường chính là diện tích hình phân bố và đặt tại trọng tâm của hình phân bố
Đối với đất rời:
2
1'H2
Trang 36Hình 2.5: Kết cấu chắn giữ dạng khối
2.2.2 Tính toán ổn định hố đào sâu đƣợc xử lý bằng trụ đất xi măng
Căn cứ vào tình hình địa chất và độ sâu hố đào, dựa vào kinh nghiệm để định ra độ dài của cọc và độ rộng của thân tường
- Độ dài của cọc: L = (1.8 – 2.2)H - Độ rộng tường: B = (0.7 – 0.95)H Trong đó, H là độ sâu chôn móng
Tính ổn định tường vây bằng trụ đất xi măng gồm các việc sau: Tính toán chống nghiêng lật, chống trượt, kiểm tra ổn định tổng thể, tính chuyển vị ngang, kiểm tra uốn, cắt gãy thân tường do chịu lực ngang
Hình 2.6: Tính toán tường vây trụ đất xi măng
Trang 37Trong đó: - W: Trọng lượng bản thân tường (kN/m) - Ea: Hợp lực của áp lực đất chủ động (kN/m) - Ep: Hợp lực của áp lực đất bị động (kN/m) - : Hệ số ma sát của đáy tường với đất, khi không có tài liệu thí nghiệm có thể lấy theo loại đấy như sau
- Đất bùn: : 0.2 – 0.25 - Đất tính sét: : 0.25 – 0.4 - Đất cát: = 0.4 – 0.5 - o : Góc ma sát trong lớp đất ở chân tường - Co: Lực dính góc ma sát trong lớp đất ở chân tường - Kh: Hệ số an toàn ổn định trượt, thường chọn Kh = 1.3 Khi có yêu cầu tương đối cao về chống trượt thì lấy cao hơn, khi cạnh dài hố móng nhỏ hơn 20m thì có thể giảm bớt Kh cho thích hợp
2.2.2.2 Kiểm tra tính ổn định chống nghiêng lật
ppa
.W E
Ro
MK
Trong đó : - MR: Momen chống nghiêng lật - Mo: Momen gây nghiêng lật - hp: cánh tay đòn đối với điểm A ở chân tường của hợp lực của áp lực đất bị động
Trang 38- ha: cánh tay đòn đối với điểm A ở chân tường của hợp lực của áp lực đất chủ động
- b: Cánh tay đòn đối với điểm A của trọng lượng bản thân tường W - Ko: Hệ số an toàn ổn định chống nghiên lật, thường chọn Ko > 1.4 Khi có yêu cầu tương đối cao về chống trượt thì lấy cao hơn, khi cạnh dài hố móng nhỏ hơn 20m thì có thể giảm bớt Ko cho thích hợp
c lq bK
q b
(2.17)Trong đó:
- bi: độ rộng băng đất thứ i (m) - qi: Tải trọng mặt đất băng đất thứ i (kPa) - wi: Trọng lượng băng đất thứ i, khi không có chảy thấm, từ mực nước ngầm trở lên thì tính theo trọng lượng đất tự nhiên, dưới mực nước ngầm tính trọng lượng đẩy nổi Khi có tác dụng của dòng thấm, đối với phần đất ở giữa khoảng chênh mực nước bên trong và bên ngoài hố, khi tính momen trượt – lấy trọng lượng bão hoà, tính momen chống trượt – lấy trọng lượng đẩy nổi
- i : Góc tạo thành giữa tiếp tuyến ở điểm giữa của cung trượt với đường nằm ngang tại băng đất thứ i
- i: Góc ma sát trong của đất trên mặt trượt băng đất thứ i - K: Hệ só an toàn ổn định tổng thể khi tính theo phương pháp tổng ứng suất, K > 1.2
Thường thì cung trượt nguy hiểm nhất là ở dưới đáy tường 0.5 – 1m Khi lớp đất dưới đáy tường rất kém, phải tăng thêm độ sâu tính toán, cho đến khi K tăng lên
Trang 39mới thôi Khi kiểm tra hệ số an toàn của cung trượt tiếp với tường, chỉ tiêu cường độ của thân tường lấy = 0, c = (1/10 – 1/15)qu Khi có thể gia cố trụ đất xi măng có cường độ chịu nén của mẫu nở hồng là qu > 1MPa, có thể không tính hệ số an toàn cung trượt tiếp tường
Cần lưu ý rằng: Khi các trụ đất xi măng bố trí không dày lắm và làm thành nhiều hàng vây xung quanh móng thì khó có thể xem là tường vây trọng lực mà nên xem là nền đất xung quanh hố móng được gia cố bằng hàng cọc xi măng – đất Việc tính toán ổn định trượt lúc này nên kể đến sự có mặt của trụ đất xi măng bằng cách quy đổi thành các chỉ tiêu tương đương với nền gia cố
Cường độ chống cắt Ctđ của khối đất gia cố được tính:
Ctđ = Ctn(1-Ac) + Egc.Ac (2.18) Modul biến dạng của khối đất gia cố Etđ (dùng để tính độ lún nền đất quanh hố móng) được tính:
Etđ = Etn(1-Ac) + Egc.Ac (2.19) Trong đó:
Ctn : Sức chống cắt tự nhiên của đất (hoặc chưa gia cố) Etn : Modul biến dạng của nền đất tự nhiên (hoặc chưa gia cố) Ac : Tỉ lệ chiếm chỗ của trụ đất xi măng (trong diện tích gia cố) Cgc: Sức chống cắt trụ đất xi măng
Egc: Modul biến dạng của trụ đất xi măng
Hình 2.7: Kiểm tra ổn định tổng thể
Trang 402.2.3 Tính chuyển vị ngang của tường vây trụ đất xi măng
Chuyển vị ngang của tường vây là vấn đề rất được quan tâm, nó ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn các công trình xây dựng cũng như các công trình xung quanh Tính chuyển vị ngang có thể áp dụng các công thức kinh nghiệm, phương pháp nền đàn hồi “m” và phương pháp phần tử hữu hạn phi tuyến tính
Tính theo phương pháp phần tử hữu hạn phi tuyến tính, nói chung có thể giả định thành bài toán biến dạng phẳng, khi đất là vật liệu đồng nhất đẳng hướng theo các chiều, quan hệ ứng suất biến dạng của nó theo mô hình đàn hồi phi tuyến tính Thân tường xi măng là đất thể đàn hồi Đào hố móng là quá trình dỡ tải, mô hình này có xét đến ảnh hưởng của giảm tải
Chuyển vị ở đỉnh tường vây trụ đất xi măng có thể tính bằng công thức kinh nghiệm , khi độ sâu chôn vào đất D = (0.8 – 1.2)H, bề rộng của tường B=(0.6 – 1)H, có thể tính theo công thức kinh nghiệm sau đây:
2max
B: Bề rộng thân tường (m)
Tính toán chuyển vị của tường vây trụ đất xi măng kiểu trọng lực bằng phương pháp nền đàn hồi “m” là một phương pháp tính đơn giản hoá, coi nền đất là thể đàn hồi tuyến tính, tức là coi nền đất chịu lực ngang được mô phỏng bằng từng lò xo độc lập như hình: Giữa các lò xo không có ảnh hưởng lẫn nhau, tính chịu lực của lò xo tỉ lệ với chuyển vị :