Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu sử dụng hệ neo để ổn định tường chắn hồ đào sâu

Bên cạnh việc sửdụng thanh chống 6n định tường chan hồ đào thì việc kết hợp neo với hệthong tường chăn là giải pháp có thé đáp ứng yêu cau về kinh tế và chịulực.Neo trong đất kết hợp với

TRUONG DAI HOC BACH KHOA

KHOA KY THUAT XAY DUNG

DUONG THANH KHANG

NGHIEN CUU SU DUNG HE NEO

Chuyên ngành : Kỹ thuật Xây dựng Công trình ngầmMã số ngành :60 580204

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Tp Hô Chí Minh, năm 2018

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HO CHÍ MINH

Cán bộ cham nhận xét 1: TS LE TRỌNG NGHĨA

Cán bộ cham nhận xét 2: TS NGUYEN THÀNH DAT

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa Tp Hồ ChíMinh, ngày 10 tháng 01 năm 2018

Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn thạc sĩ gồm:

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

KY THUẬT XÂY DUNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ và tên học viên: DƯƠNG THÀNH KHANG MSHV: 1570673Ngày, thang, năm sinh: 23/02/1991 Nơi sinh: Bến TreChuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình ngầm Mã số: 60 58 02 04I TÊN ĐÈ TÀI: NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG HỆ NEO ĐỀ ÔN ĐỊNH TƯỜNG

CHAN HỒ ĐÀO SAU.Il NHIEM VỤ VA NỘI DUNG

1 Nghiên cứu lý thuyết tính toán neo cho hệ thống tường chan.2 Tính toán, bố trí hệ thống neo bang giải tích

3 Sử dụng Plaxis 2D mô phỏng bài toán hỗ đào sâu sử dụng hệ thống tường chan

có neo.HI NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 10/7/2017

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VU : 03/12/2017

V CAN BO HƯỚNG DAN: PGS.TS VÕ PHAN

Trong qua trinh thuc hién dé tài, tôi đã gặp nhiều khó khăn trong việc thực hiệndé tài, cụ thé là khó khăn trong việc tiếp cận lĩnh vực mới và hướng đi cho luậnvăn Nhờ sự hướng dẫn tận tình của PSG.TS Võ Phán, tôi đã từng bước hoànthành được luận văn và năm bắt những kiến thức mới Tôi xin gửi lời cảm ơnchân thành đến Thay.

Xin gửi lời cảm ơn đến Thay Cô của trường Đại học Bách Khoa thành phố HồChí Minh đã tận tình truyền đạt kiến thức cho tôi và các thế hệ học viên trongquá trình học tập tại trường.

Xin cảm ơn gia đình, bạn bè và đặc biệt là các anh chị cùng khóa, những ngườithân đã luôn khuyến khích, động viên và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất chotôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tải

TOM TAT LUAN VAN

Kết quả phân tích cho thay nếu bố tri khoảng cách neo, góc neo va lực neo hợply sẽ giảm moment uốn lớn nhất và chuyển vị ngang lớn nhất đi rất nhiều Khikhoảng cách hai neo quá xa hoặc quá gần đều làm tăng moment uốn và chuyểnvị ngang của tường Ảnh hưởng của lực neo và góc neo đến nội lực và chuyểnvị của tường cũng tương đối lớn Lực neo lớn sẽ gây moment uốn lớn trongtường, nhưng chuyển vị ngang sẽ giảm Ngược lại, lực neo nhỏ sẽ gây momentuốn nhỏ trong tường nhưng chuyền vị ngang lớn Kết luận rút ra từ nghiên cứulà khi tính toán hệ thống tường neo cần tối ưu hoá khoảng cách bố trí neo, gócneo và lực neo nhăm giảm giá trị moment uốn và chuyển vị ngang của tường,làm tiết kiệm vật liệu và hạ giá thành xây dựng

The numerical analysis results show that the wall bending moment andhorizontal displacement will reduce if the reasonable anchor spacing, anchorangles and anchor prestressed force is selected When the anchor spacing is toolarge or too small, the wall bending moment and horizontal displacement willbe large The influence of anchor forces and anchor angles on the internal forceand displacement of the wall is also relatively large The large anchor will causelarge bending moment in the wall, but horizontal displacement will decrease Incontrast, the small anchor force will cause small bending moments in the wall,but large horizontal displacements The conclusions are that when calculatingthe anchor wall system it is necessary to optimize the anchor spacing, anchorangles and anchor prestressed forces to reduce the bending moment, horizontaldisplacement of the wall and construction costs.

MỤC LỤC

LOT CAM ON du Go Lọ Họ Họ Họ Họ 0 0 0.00000000960060 i

TOM TAT LUẬN VAN cccscsscssscessssscessssscessssscessssssessssscessssscesessessssssesscsssesessseeses iiABSTRACT ou ecccctcccccctccsscccscccscccscsesscssssesscssesssssccssssssccsssssscssssssscsssssssscesees iilMUC 0 0G ÔÔÔÔÔÔÔỒÔỒÔỐỐ ivDANH MUC HINH ANH u cccscsssssssssssssssssssssssessssesssssessssssssssssessssssssessesesssssess viii

DANH MỤC BANG BIEU 5- << < 2< << 9815.959 9995995949995995988556959s55 xili007.00 — 1

1 _ Tính cấp thiết của để tài ¿- + + +22 Sx E92 2121121211121 1 11111 |2 Mục đích nghiÊn CỨU Ăn ve l3 Nội dung nghiÊn CUU - - << 990010 0n re l4 Phương pháp nghiên CỨU - + s0 119930 19 ng nen l5 Y nghĩa khoa học và thực tiễn của để tài cv n ng gxggrrerseg 26 Gidi hạn phạm vi nghiÊn CỨU - Ăn ke 2CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE TƯỜNG TRONG DAT VÀ HE THONG

\J795)7v xe 3

1.1 Tổng quan về tường trong đất - ¿55 5+ Set 22x xErrkrkrrkrrree 3[.I.I Khát QUáấK - G0 Họ 3[.I.2 Phân lOạI G00 gọn kh 31.1.3 Các phương pháp giữ 6n định cho tường [1] -5-5-5 55+: 61.2 Tong 0c an .-4+1 9[.2.1 Khái nIỆm œ0 00 kh 91.2.2 Phân load - G1009 kh 101.2.3 CẤU tạO T€O SG S112 9111919813 51110101111 1111101 H111 Tung ng 132 -“ -31 l6

CHƯƠNG7- LY THUYET TÍNH TUÁN TƯỜNG TRONG DAT CO NEOZIQL j7 ii 212.2 Áp lực đẤt L-cc 111 1 1 121111111111 111111111211 11011101211110111 11.0111 212.2.1 TOng quát c6 Set 3 2111221211311 211111111111 01 1111111111 212.2.2 Áp lực đất chủ động va bị động - 52c Sececxctsrerrrkrree 232.2.3 Ap lực đất ở trạng thái nghỉ - ¿5 52 Se+x+c£xcterrxrrerererrees 282.2.4 Anh hưởng của chuyền vị tường đến áp lực đất [2| 282.3 Thiết kế hệ thống tường va neo trong đất ¿-5ccc+ccscscecesree 322.3.1 TOng quan ¿-:- + SE E233 1219111211111 21111111211111 1111111 32"N90 08 7 1 332.3.3 Thiết kế đoạn neo khơng liên KẾT - 2 2 2 5+s+£+£+czzszszceẻ 352.3.4 Thiết kế đoạn neo liên kết (bầu neo) - s66 eEsesesxe 352.3.5 Xác định khoảng cách giữa CAC 'I€O - s1 1 sa 402.4 Các phương pháp tính tốn tường neo bằng giải tích -. - 42.4.1 Tổng quan và lựa chọn phương pháp tính tường trong đất 412.4.2 Phuong pháp tinh Sachipana [6] ee eesessneecececeeeeesneeeeeeeeeeees 422.5 Nhận xét chương 2 - << HH vn 43CHUONG 3 PHƯƠNG PHAP PHAN TỬ HỮU HAN TRONG TÍNH TỐNW5 ổẻẻaaaaaaxqAẠA,+_nA aaaAậaa.aaaAR 453.1 TOng Quat 5 ẽố :‹-+-1⁄I 453.2 Phương pháp phan tử hữu hạn cseseesesesesesesesssssseeseseeeseeen 453.2.1 Phương pháp phan tử hữu hạn đàn hồi tuyến tính (LEFEM) 453.2.2 Phương pháp phan tử hữu hạn đàn hỏi phi tuyến tính (NLFEM) 46

3-3—Phàrmẻmrphàrtử rừrmạrPraxis 2Ð +73.4 Các mô hình dat nên trong phân mém Plaxis [7] - 2555: 483.4.1 Mô hình Mohr - Coulomb << scssnn nn nnnng 463.4.2 Mô hình Hardening Soll - - - << <1 SH re 523.5 NAAN XẾT Q ỌH ọ vk 58CHƯƠNG 4 PHAN TÍCH VA UNG DỤNG HE THONG NEO DE ONDINH THANH HO DAO CHO CONG TRINH VNPT TOWER VOI DIA

CHAT QUAN 1, TP.HCÌMH 5< < 5< << 99 948494 4998 4 94940495864050656 59

4.1 Giới thiệu về công tIMh occ csescsesecscsessesesessesesesesesessesesessesessseeseeen 594.2 Giới thiệu về địa chất - tt 1112191 3 5111915113 111121 ng re 624.3 Tính toán hệ thống neo theo mô phỏng bang phần mềm Plaxis 654.3.1 Chọn thông số đầu vào ¿- - + 256 +s 2k2 1212111511121 21 12 xe, 654.3.2 Mô hình bài tOáñ - - -s +0 re 694.3.3 So sánh trường hợp có bố trí neo và không bố trí neo 734.3.4 So sánh trường hợp có góc neo khác nhau « - - << s«<«++ 764.3.5 Tìm lực neo hợp Ly - «c0 nà 834.3.6 Tìm khoảng cách theo phương đứng va lực neo hop lý 884.4 Tinh toán hệ thống neo băng giải tích - 2 2 55+c+cscs+eseecsceee 994.4.1 Sơ đỗ tính của tường ¿+ Set tt 3 2111211112111 ke 994.4.2 Áp lực đất và nước tác dụng lên tường 5c se: 1004.4.3 Xác định độ sâu chôn tường, lực dọc thanh chồng va moment than

"1:07 1024.5 So sánh kết quả giải tích và mô phỏng 5- + 5255225 >s+x+cscs2 106

KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ, 2 5-2 S2 s2 s4 se e5 sesseese 108

[ Kết luận QC HH 11H T HT TT HT ng ng rkg 108

S00 19S †08TAT LIEU THAM KHAO wecsecccscccscsssvssssssvsssnssvscscssvsasavavsusavavsusavavsusasavavsasavavsnveven TIO

PHU LUC 1: TONG HOP MOMENT VA CHUYEN YVỊ 5-5-5c«c< 1

PHU LUC 2: HO SO DIA CHẤTT -2- se se vesevsseevsservssevessevssee 7

DANH MUC HINH ANH

Hình 1.1 - Tường coc xi măng đất trỘN G1112 1111211 E111 xe cerrei 4Hình 1.2 - Tường cọc bản thép - - << 0n ke 4Hình 1.3 - Tường cọc bản bê tông cốt thép - ¿2 + 25222 £+E+Ez£e+ezxrecree 5Hình 1.4 - Tường chan cọc khoan nhỖi 2-5-5 22252 S*+E+Ee£+E+Ezezeerered 5Hình 1.5 - Tường liên tục bê tông cốt thép - + +22 s+s+x+£e+x+xerscxee 6Hình 1.6 - Hệ giàn thép hình giữ ôn định tường 5-5552 55552 5s25+2 7Hình 1.7 - Hệ neo trong đất giữ 6n định tường - + 5 55s+ccscxseczsceee 8Hình 1.8 - Thi công top - OWI G000 ke 9Hình 1.9 - Cầu tạO '€O -G-G- txS 519191 9113 51118151181 111111 11111261 ng ng 10Hình 1.10 - Phân loại neo trong đất ¿-¿-:- 5+ 2 22x tt EEEErEerrrkrkrered 1]Hình 1.11 - Biéu đỗ phan bố ứng suất của neo tạo lực kéo -: 12Hình 1.12 - Biéu dé phân bố ứng suất của neo tạo lực nén tập trung 12Hình 1.13 - Biểu đỗ phân bố ứng suất của neo tạo lực nén phân bố 13Hình 1.14 - Yêu cầu về cấu tao MeO woe ecescscesesececesessscscscecessesscscececeesevscsceceeevees 14Hình 1.15 - Thanh thép và bó cấp - - - - - - - «sgk 15Hinh 1.17 - Cu dinh vi va miéng định tâm - + SSS S335 <erea 15Hình 1.17 - Ôn định tường chắn hỗ đảo sâu - - + 52 2522s+£+£szcscs2 l6Hình 1.18 - Tường trọng lực thông thường <5 5S 1 1 sex 17Hình 1.19 - Neo vĩnh cửu cho hệ tường chăn có sườn và ván lát ngang 17Hình 1.20 - Ôn định mái dỐc - G6 2t SxE 53912 EES E31 SE ve gerxei 18Hình 1.21 - Chong lực day lên của San cecececccccsesccsesesesssessesesessesssessssesseseseeeeees 18Hình 1.22 - On định cho đập bê tong cecccceccesecsssessesesessesesessesesessessseeseseeeeseees 19

Hình 2_.L- Vai tra của neo đất trong việc én dinh tường chăn 21

Hình 2.2 - Cac dạng phá hủy tiêm năng của tường neO -««««««+ 22Hình 2.3 - Ap lực đất chủ động va bị động theo phương ngang của tường tron 23Hình 2.4 - Giới han ứng suất chủ động và bị động theo phương ngang 24Hình 2.5 - Hệ số áp lực đất chủ động và bi động cho tường nghiêng 26Hình 2.6 - Hệ số áp lực đất chủ động và bị động cho đất có mái dốc nghiêng 27Hình 2.7 - Mặt cắt tường neo -¿- ¿2652 SE 2x22 EE 2321112111111 29Hình 2.8 - Áp lực và chuyển vị ngang của tường sau khi đào đến tang neo trên

Hình 2.9 - Áp lực và chuyển vị ngang của tường khi tạo ứng suất cho neo 30Hình 2.10 - Ap lực và chuyền vị ngang của tường khi dao đất đến tang neo dưới

Hình 2.12 - Phân loại neO - - << << 313301110101 11111 1011 111111103 1111111133 crh 34Hình 2.13 - Khoảng cách tối thiểu của neo theo phương đứng và phương ngang

¬ Ố 4]Hình 2.14 - Mối quan hệ tuyến tính ứng suất - biến dang - 46Hình 2.15 - Mối quan hệ phi tuyến tinh ứng suất - biến dạng - 46Hình 3.3 - Mối quan hệ ứng suất - biến dạng của mô hình đàn dẻo lý tưởng 49Hình 3.4 - Xác định E„„¡ từ thí nghiệm nén ba trục cố kết thoát nước 50Hình 3.5 - Xác định Eoeg từ thí nghiệm nén C6 kết -. 2- 55 2 s5s+s¿ 51Hình 3.6 - Mối quan hệ Hyperpolic giữa ứng suất lệch và biến dang dọc trục

trong thí nghiệm nén ba trục thoát nước - << ssscs+seessss 53

Hình 3.8 - Xác định Eso từ thí nghiệm 3 trục thoát nước -s¿ 56

Hình 3.9 - Xác định E„¿'” từ thí nghiệm nén cố kết 2- 2 2 se 56

Hình 3.10 - Xác định hệ số mũ m từ thí nghiệm 3 trục thoát nước 57Hình 4.1 - Công trình VNPT TOWEI Go HH ng hgn ke 59Hình 4.2 - Mặt bang tầng hầm 5S 22223 St 2211121111111 tre 60Hình 4.3 - Mặt cắt tầng ham - 5-5221 1 1 2111211111511 111111 111111 te 61Hình 4.4 - Hình trụ hố khoan 1 oo.ccccccccecescssssscececessssevecscecessevecacececeevevecsceesevacees 63Hình 4.5 - Hình trụ hố khoan ⁄4 - + s sE 19k SE EềESE 3E vs gvgvc gegecxei 64Hình 4.6 - Sự phân bố ma sát bên dài hạn, tại tải trọng giới hạn trong quan hệ

với chiêu dài dây neo dính bám và độ chặt đât (Ostermayer và Scheele

(1978)) cccssccsssssessvessvessesssessvssssssasssessisssssivssissvsssivessssessisssssisssiesstssssssie 68Hinh 4.7 - Lua chon doan neo khong lién kết theo mô hình phá hoại của

C(OUulOmb cee eeccecceccecceccscescescesccsccscescescescescesscsscsscescescscescescescescences 69Hình 4.8 - Giai đoạn 1: tường chăn được xây dựng và tải trọng bề mặt hoạt

Hình 4.9 - Giai đoạn 2: tiến hành đào 3m đến tầng neo thứ nhất, vẫn chưa thi

công NE II€O - << 000 nọ và 70Hình 4.10 - Giai đoạn 3: lắp đặt tang neo trên và tiễn hành ứng suất trước 71Hình 4.11 - Giai đoạn 4: đào thêm 5m đến tầng neo thứ hai Tiến hành tiêu nước

cho hô dao, phân tích dòng thâm va tính toán áp lực nước lỗ rỗng phát

Hình 4.12 - Giai đoạn 5: lắp đặt tang neo thứ hai và tién hành ứng suất trước 72Hình 4.13 - Giai đoạn 6: tiếp tục đảo thêm 5.5m đến độ sâu thiết kế và tiền hành

tiêu nước, phân tích dòng thâm và tính toán áp lực nước lỗ rong phát sinh

Hình 4 14 - Chuyển Viva moment uốn trong tường 73

Hình 4.15 - Mô hình có bố trí neO ¿5+ +++2+2EEx+E2EExerkzkrxerkerervee 74Hình 4.16 - Mô hình không bồ trí neo - + 2252 22+ £++x+Ee£ezeererecree 74Hình 4.17 - Chuyển vị ngang của tường trong trường hợp có bồ trí neo (trái) và

không bô trí neo (phải) ¿+65 +3+t*E+x+tEEEeEEEEEekekerekerexeerred 75

Hình 4.18 - Moment uốn trong tường trong trường hợp có bố trí neo (trái) và

không bô trí neo (phải) - ¿2 + +++2tSt*£E+E+E+E+tkeEekexexexreerrxrereree 76

Hình 4.19 - Moment và chuyền vị lớn nhất của tường khi tầng neo | có góc 25

độ (chỉ xét đến giai đoạn 4) - + 52 2+3 123 21 Y2 2x gvrcrc 77

Hình 4.20 - Biéu đồ mối quan hệ giữa góc neo 1 và moment lớn nhất trong

Hình 4.21 - Biểu đỗ mối quan hệ giữa góc neo 1 và lực dọc của neo 1 78

Hình 4.22 - Biéu đỗ mối quan hệ giữa góc neo | và chuyến vị ngang lớn nhấtð02011010)520772727 =5 Ố 79

Hình 4.23 - Biểu đỗ mối quan hệ giữa góc neo và moment lớn nhất trong tường"050777 81

Hình 4.25 - Biéu đỗ mỗi quan hệ giữa góc neo và luc doc trong tang neo I 82

Hình 4.26 - Biéu đỗ mỗi quan hệ giữa góc neo và lực dọc trong tang neo 2 82

Hình 4.27 - Chuyển vị và moment uốn trong tường khi góc neo 15° - 25° 83Hình 4.28 - Chuyén vi ngang va moment trong tường khi lực neo 300 - 1300

Hình 4.31 - Biêu đô môi quan hệ giữa lực neo và moment Max Error!

Bookmark not defined.Hình 4.32 - Biểu đồ mối quan hệ giữa lực neo và moment Mpin 87Hình 4.33 - Biểu đồ mối quan hệ giữa luc neo va sự chênh lệch moment Max

Hình 4.35 - Biêu đô môi quan hệ giữa luc neo, khoảng cách neo và chuyên vi

ngang lớn nhât trong tường - - -¿-¿- +25 +x 2t S2 EEevekekeerererred 95

Hình 4.36 - Biêu đô môi quan hệ giữa lực neo, khoảng cách neo và moment

Max TONG TƯỜNG ĐQQ G0 H00 vớ 95Hình 4.37 - Biêu đô môi quan hệ giữa lực neo, khoảng cách neo và moment

Min TONG TƯỜNG Q0 G00 ng vớ 96Hình 4.38 - Biêu đô môi quan hệ giữa luc neo, khoảng cach neo va sự chênh

lệch giá tri moment Max và Minin trong tường - «<< «<2 96Hình 4.39 - Chuyén vị ngang (trái) va moment (phải) trong tường ở giai đoạn 4

WNEEEE Ư,:::Ư:: n 99Hình 4.42 - So đô tinh của tường trong dat o.cccceccscsesesesescscssseseseseseeees 100Hình 4.43 - Sơ đô tinh giai đoạn đào đến độ sâu 9.0m 2-25-5552 102Hình 4.44 - N,, M,, M> của giai đoạn đào đến độ sâu 9.0m -: 104Hình 4.45 - Sơ đô tính giai đoạn đào đến độ sâu 13.5m -. -5- 104Hình 4.46 - Nị, M,, M> của giai đoạn dao đến độ sâu 13.5m - 106Hình 4.47 - Moment uốn trong tường giai đoạn 4 (trái) và giai đoạn 6 (phải) 107

DANH MUC BANG BIEU

Bang 4.1 - Thuộc tinh các lớp đất cho mô hình Plaxis . - +: 65Bang 4.2 - Các đặc trưng của tường BÏTCÏ” - s5 G11 9 nen G7Bảng 4.3 - Các đặc trưng của đoạn chiều dài không liên kết - 68Bảng 4.4 - Các đặc trưng của đoạn chiều dai liên kết (bầu neo) 69Bảng 4.5 - Chuyển vi, moment uốn lớn nhất và lực neo trong tường khi thay đổi

góc của tang neo thứ hat ¿-¿- ¿225252 S+x+E+t+t+EeEexexexrerererrereree 77

Bang 4.6 - Chuyển vi, moment uốn lớn nhất và lực neo trong tường khi thay đổi

góc của hai tâng IeO -¿- + 22t St St 3321211 11511111111 111111111 ce 80

Bảng 4.7 - Bang giá trị lực neo cần mô phỏng -2-55- 2 55525255252 84Bang 4.8 - Bang tong hợp kết quả khi thay đổi lực neo -55555¿ 85Bang 4.9 - Khoảng cách giữa 2 tầng neo Bh e.eececcecsccsessssssessssesessesesesessessseeseseeeeees 89Bảng 4.10 - Giá trị lực neo trong 2 tang NCO eececesessesessesesesesesesesseseseeseseeeeees 89Bang 4.11 - Giá trị chuyển vi va moment trong các trường hợp thay đổi lực neo

và khoảng cách Hh - - - - cs s00 re 90Bảng 4.12 - Các thông số tính toán ¿- - ¿©2252 SE 2E2EEcErkerersrrerees 100

1 Tính cấp thiết của đề tàiTrong thực tế ngành xây dựng hiện nay, đặc biệt là tại địa bàn thành phốH6 Chí Minh, ngày càng có nhiều công trình thi công có hố đào sâu Bêncạnh đó, do mật độ xây dựng, xây chen, do một số điều kiện về diện tíchmà không được phép mở rộng mái dốc xây dựng nên phương pháp thicông tường chăn cho hố đào sâu ngay cảng phổ biến Bên cạnh việc sửdụng thanh chống 6n định tường chan hồ đào thì việc kết hợp neo với hệthong tường chăn là giải pháp có thé đáp ứng yêu cau về kinh tế và chịulực.

Neo trong đất kết hợp với tường chan có tác dụng làm phân bố lạimoment trong tường, giảm kích thước tường đồng thời có tác dụng ổnđịnh khối đất phía sau tường Tuy nhiên, để tăng hiệu quả sử dụng neothì chúng ta cần nghiên cứu các giải pháp bố trí neo một cách hợp lý Từđó, bài luận văn đã dựa trên các cơ sở tính toán lý thuyết kết hop với môphỏng băng phương pháp phần tử hữu hạn cho một bài toán cụ thể màđưa ra các đánh giá, kiến nghị về sự bồ trí cho hệ thông neo trong đất củatường chan hé đào một cách hợp lý

2 Mục đích nghiên cứuNghiên cứu, đánh giá và đưa ra kết luận về việc ứng dụng công nghệ neotrong đất 6n định tường chắn hố đào sâu trong công tác xây dựng tangham nhà cao tang với điều kiện dia chất ở quận 1, thành pho Hồ ChíMinh.

3 Nội dung nghiên cứu

Xác định góc neo, lực neo và khoảng cách giữa hai tầng neo neo tối ưunhất băng cách mô phỏng bài toán với nhiều trường hợp khác nhau thôngqua phần mềm Plaxis 2D

Sử dụng phương pháp tính giải tích Sachipana (Nhật Bản) để tính toánmoment và lực dọc trong các tầng neo Đánh giá sự khác nhau giữa kếtquả của hai phương pháp mô phỏng và giải tích.

4 Phương pháp nghiên cứu

Sử dụng phần mềm Plaxis dé mô phỏng bài toán neo trong đất 6n định hỗđào sâu với nhiều trường hợp Từ đó đưa ra kết luận về việc bố trí hệthống neo cho hợp lý nhất.

Y nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tàiTrong thực tế ngành xây dựng Việt Nam, đặc biệt là tại thành phố HỗChí Minh, do diện tích đất xây dựng chật hẹp và để tránh ảnh hưởng đếncác công trình lân cận nên việc tìm ra phương pháp dé giữ ôn định thànhhố đào khi thi công tầng ham là vô cùng can thiết Bên cạnh các phươngán giữ 6n định hỗ dao như sử dụng hệ thanh chống, phương pháp thicông top-down , thi việc sử dụng hệ neo là một phương án đã được lựachọn nhiễu trên thế giới Trên cơ sở đó, kết quả của dé tài có thé được ápdụng để tham khảo cho các công trình có tầng hầm xây chen, đặc biệt làkhu vực quận 1, thành phố Hồ Chí Minh

Giới hạn phạm vi nghiên cứuTrong thực tế, tường chắn hố đào sâu có nhiều loại như tường cọc vánthép, tường cọc bản bê tông cốt thép, tường cọc bê tông cốt thép, tườngcọc đất trộn xi măng Tùy theo cơ chế tác dụng với đất nên mà tườngđược chia thành tường cứng và tường mềm Dé tài chỉ tập trung nghiêncứu loại tường cọc bản bê tông cốt thép là loại tường mềm

Tùy theo chiêu sâu đào và điều kiện địa chất, hệ thống tường chắn có thểcó | hay nhiều tang neo để giữ ổn định cho hỗ đảo Trong phạm vinghiên cứu của đề tài, chỉ xem xét trường hợp tường có 2 tầng neo.Để tối ưu hóa bài toán tường chan hố dao sâu kết hợp hệ thống neo, cónhiều thông số cần quan tâm như moment uốn, lực cắt, lực dọc trongtường, chuyển vị ngang và chuyển vị đứng của tường, chuyên vị của đáyhố dao, Kết quả bài toán chỉ xét đến hai thông số là moment uốn vàchuyển vị ngang của tường là hai yếu t6 quan trọng nhất dé xét đến ảnhhưởng của việc bố trí neo đến tường

THONG NEO DAT

1.1 Tổng quan về tường trong đất1.1.1.

1.1.2.

Khái quátTường trong dat là giải pháp hữu hiệu khi xây dựng tang ham của các công

trình nhà cao tang, đặc biệt là các công trình có tầng hầm sâu được xây chen

trong khu đô thị Tường trong đất thường là tường bê tông cốt thép khépkín, kết hợp với hệ thống neo trong đất hoặc hệ thống thanh chống có tácdụng rất lớn trong việc chịu tác dụng của áp lực đất, nước; thuận tiện choviệc thi công hỗ móng sâu Ngoài ra, tường trong đất có thể được kết hợp đểlàm tang hầm hoặc két câu chịu lực của công trình.

Tường trong đất để làm tầng hầm nhà cao tầng thường là tường barrette bêtông cốt thép đồ tại chỗ Tiết diện ngang của tường barrette thông dụng nhấtlà hình chữ nhật, hình chữ L Chiều rộng, chiều sâu của tường phụ thuộc ratlớn vào giải pháp kết cau và thi công của công trình Thông thường, tườngcó chiều rộng 0.6 — 1.5m, chiều dài 2.5 — 3m và chiều sâu 12 — 30m, đặcbiệt có những đoạn tường sâu trên 50m, thậm chí đến 100 m Các đoạntường barrette được nối với nhau bằng gioăng cao su chống thắm

Phân loạiTường chan ho đào sâu chu yêu có các loại sauTường chăn băng xi măng đất trộn: trộn cưỡng chế đất với xi măng thànhcọc xi măng dat, sau khi đóng ran lãi sẽ thành tường chắn có dạng bảng liềnkhối đạt cường độ nhất định, dùng cho loại hé đào có độ sâu 3 — 6m

Tường cọc bản thép: dùng thép máng, thép sắp ngửa móc vào nhau hoặccọc bản thép khóa miệng băng thép hình với mặt cat chữ U và chữ Z Dùngphương pháp đóng hoặc rung để hạ chúng vào đất, sau khi hoàn thànhnhiệm vụ chắn giữ, có thé thu hồi dé tái sử dụng Tường cọc bản thép đượcdùng cho loại hỗ móng có độ sâu 3 — 10m Trên thế giới, người ta đã dùngcọc bản PVC thay thép.

"mu lệ |

+=

Hình 1.2 - Tưởng cọc ban thépCọc bản bê tông cốt thép : có mặt cắt chữ U, C dai 6 - 20m, sau khi cọcđược đóng xuống đất, trên đỉnh cọc được đồ một dầm mũ bằng bê tông cốtthép để đặt thanh chống hoặc thanh neo, tường thường được dùng cho hồmóng có độ sâu 3 - 15m Tường cọc bản bằng bê tông ứng suất trước đãđược sử dụng rộng rãi trên thê giới và cả Việt Nam.

Tường chắn băng cọc khoan nhdi : cọc có đường kính 600 - 1000m, cọc dài15 - 30m, làm thành tường chan theo kiểu hàng cọc, trên đỉnh cọc cũngđược đồ dầm mũ bang bê tông cốt thép Tường được dùng cho hỗ móng cóđộ sâu 6 - 13m, đặc biệt có thé lên đến 25m

dùng cho hồ móng có độ sâu 10m trở lên hoặc trong điều kiện thi côngtương đối khó khăn Có thé làm tường băng kết cau bê tông cốt thép lắpchép.

mặt dưới được để hở Phía trong lòng giếng được đặt các máy đào để đảo

đất và dùng cần trục vận chuyển đất ra khỏi giếng Dưới tác dụng của lực

trọng trường, giếng sẽ được hạ sâu vào lòng đất Sau khi giếng được hạ đếnđộ sâu thiết kế, tiễn hành thi công bit đáy va làm các kết cau bên trong củacông trình.

1.1.3 Các phương pháp giữ 6n định cho tường [1]1.1.3.1 Giữ 6n định bằng hệ giàn thép hình- _ Số lượng tầng thanh chống có thé là I tang chống, 2 tang chống hoặc nhiều

hơn phụ thuộc vào chiều sâu hồ đào, dang hình học của hồ đào và điều kiệnđịa chất, thủy văn trong phạm vi chiều sâu tường vây

- Ưu điểm+ Trọng lượng nhỏ, lắp dựng vào tháo dỡ thuận tiện.+ Có thé tái sử dụng nhiều lần

+ Có hệ kích, tăng do hạn chế tốt sự chuyển dịch ngang của tường.+ Có thể vừa đào vừa chồng, giảm thời gian thi công

+ Không gian thi công chật hẹp.+ Phời gian thi công kéo dai.+ Chi phí thi công lớn

+ Độ cứng tổng thể nhỏ.+ Nhiều mắt nỗi, ghép.+ Dê xảy ra sự cô chuyên dịch ngang của tường và mat ôn định hô đào do

mắt nôi bị biên dạng.1.1.3.2 Giữ 6n định bằng phương phúp neo trong đất

Thanh neo đã được sử dụng tương đối phố biến và đều là thanh neo dự ứnglực Neo trong đất có nhiều loại, tuy nhiên, loại được sử dụng phố biếntrong xây dựng là neo phụt Các công trình thi công theo công nghệ này làtòa nhà tháp Vietcombank và khách sạn Sun Way tại Hà Nội.

+ _ Thời gian thi công chậm do phải thi công theo từng bước.+ Số lượng nhà thầu thi công trong nước còn ít.

+ Khó áp dụng cho các nên đất yếu sâu.1.1.3.3 Giữ ồn định bằng phương pháp thi công Top - down- Phuong pháp thi công này được sử dụng pho biến hiện nay Dé chống đỡ

sàn tầng ham, người ta sử dụng cột chống tạm bằng thép hình Trình tựphương pháp thi công có thé thay đổi dé phù hợp với đặc điểm công trình,trình độ thi công và máy móc của nhà thâu.

Hình 1.8 - Thi công top - down- Uudiém

+ Chống được vách với độ 6n định và an toàn cao nhất.+ Rất kinh tế

+ Tiến độ thi công nhanh.- Nhược điểm

+ Kết cấu cột tầng ham phức tạp.+ Liên kết giữa dầm, sàn và cột thường khó thi công.+ Công tác thi công đất trong không gian tang ham nhỏ hẹp, khó thực hiện

CƠ GIỚI.+ Phải quan tâm đến hệ thông thông gió, chiếu sáng.1.2 Tong quan về neo đất

1.2.1 Khát niệm- Neo đất là kết câu được lắp đặt trong dat nhăm mục đích truyền tải lực kéo

vào trong nên dat để tăng ôn định của vách hố đào hay mái dốc Neo datđược lắp đặt trong các lỗ khoan được phun vữa Neo đất rất thích hợp chocác hệ thông tường chan hồ đảo sâu Kết cau cơ bản của một thanh neo baogôm : phan bau neo, phan tự do và phan dau neo [2]

“7 & - 2 oy) S

“ >: Ong neo Opy Sy ois

Dau neo CÔNG VN ` Cự

1.2.2 Phân loạt- Neo trong đất có thé được phân loại dựa theo mục đích sử dụng, loại đất,

cách thức neo, cách liên kết với nền đất, cách lắp đặt, phương pháp phunvữa, công dụng, phương pháp căng kéo (Hình 1.10) [2]

[Nec phức hơn [Neo ma st) [Noch | [Neo tam i Neo cố định)

ị Neo tạo Neo tạo Neo trong đất Neo di

luc nén luc kéo ° chuyển được

uc tập trung | | lực phân bố

Hình 1.10 - Phân loại neo trong đấtTheo mục đích sử dụng, neo có thé chia thành neo tạm thời và neo cô định.+ Neo tạm thời là loại neo có thé tháo ra sau khi kết câu có khả năng tu

chịu lực.+ Neo cố định được sử dụng lâu hơn tùy thuộc vào thời gian tỒn tại của

công trình, nó sẽ tham gia vào quá trình chịu lực chung của công trình.Theo cách thức neo, neo bao gdm neo ma sát giữa lớp vữa va dat, neo chịuáp lực dat doi hỏi luc neo với áp lực bị động cua dat và các dạng neo phứctạp là sự kêt hợp của hai loại neo tạo ra lực nén dựa vào cách tải trọng tácdụng vào lớp vita.

Theo đặc điêm của từng loại neo thì có neo tạo lực kéo, neo tạo lực nén tậptrung và neo tạo lực nén phân bô.

+ Nhược điểm của neo tạo lực kéo là gây nên vết nứt trong lớp vữa bảo vệvà mat tải trọng do từ biến Do đó, trong biểu đỗ phân bố ma sát ởnhững vùng xung quanh (hình 1.11), sự phân bố tải trọng chuyển đượcthé hiện ở đường cong (1) ở điểm giữa khi có tải trọng tác dụng, và sựthay đôi đường cong (3) phụ thuộc vào các nguyên nhân như tiến trìnhtheo thời gian, việc mat tải trọng

+ Trong biếu đồ thay đổi tải trong, đường cong tải trọng mong muốn đượcthiết kế theo lực kích ở trong khối vữa, nhưng thực sự, khi tải trọng tậptrung hình quạt vượt quá lực kéo cơ bản của đất, đường cong bị mất tảitrọng Nguyên nhân chính là do giảm ma sát cục bộ

Bond Length

+ *Load change diagram (Figure 1) Vicinity friction distribution graph (Figure A)

Hình 1.11 - Biéu đô phân bố ứng suất của neo tạo lực kéo+ Neo tạo lực nén tập trung sử dụng cáp PC, được phủ băng ống PE, tao

lực nén lên vữa băng cách gắn chặt cáp vào đối tượng ma sát riêng Tảitrọng giảm phụ thuộc vào từ biến thì nhỏ hơn so với neo tạo lực kéo.Tuy nhiên, nên sử dụng vữa có cường độ lớn hơn và nhược điểm làkhông thể có lực neo cân thiết trong đất yếu

+ Đối với lực nén tập trung lên vữa, tải tập trung được tạo ra ở phan cuối,được thé hiện ở biểu đồ thay đổi tải trong, có thé làm vỡ lớp vữa Dangneo lực tập trung cũng có thé tạo ra sự giảm tai trong (biéu dé thay đôitải trọng 1 đến 3) đối với dạng kích và thêm vào đó, nguyên nhân làmgiảm tai đột ngột phụ thuộc vào sự phá hoại do tải trọng nén (hình 1.12).

3) Uttimate 2) Progressive 1) Initial

Ẵ Loading Loading Loading

F, nS sehen

ba |§ `

“ T

Residual ,Bond Stress 4|

: —

Bond Length Loading

a ~

Load change diagram (Figure 2) Vicinity friction distribution graph (Figure B)

Hình 1.12 - Biéu đô phân bố ứng suất của neo tạo lực nén tập trung

+ Neo tạo lực nén phan bố được tạo ra để khắc phục những nhược điểmcủa dạng neo tạo lực kéo và neo tạo lực nén tập trung Tải tập trung quágiới hạn không được xuất hiện ở đất được ngàm va khối vữa Neo sửdụng cáp PC được phủ băng ống PE mà không tạo ra giới hạn cho chiềudài tự do của neo, và phạm vi cho phép của neo phụ thuộc vào điều kiệncủa nền đất Theo như biểu đồ trong hình 1.13, tải trọng phân bố tácdụng lên phần khác nhau của thân cáp, ít ảnh hưởng lên cường độ củavữa Loại neo này có thé chịu tải trọng lớn trong đất thường và đất cát

4- Initial |natta InsialLẠ Loading Loading Loadingj

Load change diagram (Figure 3) Vicinity friction distribution graph (Figure C)

Hình 1.13 - Biéu đô phân bố ứng suất của neo tạo lực nén phân bố- Theo phương pháp làm việc giữa neo với đất, có 3 loại neo đất chính : neo

trọng lực trục thắng, nao áp lực trục thăng và neo hậu bơm vữa Ngoài ra,còn có neo mở rộng nhưng hiện nay rất it được sử dụng [2]

1.2.3 Cau tao neo1.2.3.1 Cdu tao chung

Cau tao neo gdm có 3 phan cơ bản sau: [3]- Phan dau là phan liên kết với kết cau tường chắn Nó phải được đảm bao

vững chắc và không được làm biến dạng hay phá hủy cục bộ tường chắn

- Phan cô định là phan cudi cùng của neo, được cô định chắc chắn vào nền

đất 6n định Nó phải đảm bảo khả năng dính bám với đất va không làm mởrộng vùng biến dạng dẻo của đất nền xung quanh Vì vậy, vùng này phải cókích thước đủ lớn và cần được củng cô bằng cách mở rộng vùng neo, cảithiện phần đất xung quanh vùng neo, tăng độ sâu và chiều dài dính bám của

Phan thân tự do là phan truyền lực giữa phần đầu và phần cố định Phanthân cần có cường độ và tiết diện đảm bảo được sức căng Chiều dài phântự do phải đủ dé cô định neo vào vùng đất 6n định sau mặt trượt tiềm năngmột đoạn x Gia tri y được khuyến cáo lựa chọn lớn hơn hoặc bang 1.5mhay 0.2H voi H là chiều cao tường chắn Chiều dài tự do của phan thânthường được chọn tối thiểu là 3m đối với neo thanh và 4.5m đối với neo

4

cap.

Thêm vào đó, chiều dài và khoảng cách giữa các neo (S;) phải đảm bảothuận tiện thi công và không phát sinh những ảnh hưởng tương tác làmgiảm khả năng chịu lực của neo tính toán Khoảng cách giữa các neo theokhuyến cáo nên chọn S„ > 1.2m

„“— Mặt trượt | Chiều dài D„ tiềm năng | tự do ïS eS ———— +

Các bó cáp dự ứng lực thường bao gồm nhiều tao cáp 7 sợi xoắn Các taocáp có đường kính 12.7mm hoặc 15.2mm Neo sử dụng các tao cáp dự ứnglực không có giới hạn về chiều dài sử dụng Các tao cáp có độ ching thấpđược sử dụng để giảm mat mát do cốt thép tự ching.

Cu định vị và miễng định tâmCử định vi và miếng định tâm thường đặt cách khoảng 3m dọc theo chiềudài đoạn liên kết của neo với vữa Với các bó cáp dự ứng lực, miếng địnhtâm có tác dụng giữ cho khoảng cách tối thiểu giữa các tao cáp từ 6mm đến

13mm và chiêu dày bao bọc tối thiểu của vữa là 13mm [2]

1 —Ném 2 - Tam nêm 3 — Bản mã4—B6 cáp có ống PE 5-— Miếng định tâm 6— Bó cáp trần7 - Cử định vi A — Doan tự do B — Doan lién két

Hình 1.16 - Cw định vị va miễng định tâm

Nhua EpoxyLớp phủ Epoxy tạo thành một lớp bảo vệ chong ăn mòn doc theo chiêu dài

tự do của thanh neo Lớp Epoxy phủ xung quanh mỗi tao cáp và cả bên

ngoải cáp neo để ngăn không cho nước đi vào khoảng trống giữa các taocáp gây ăn mòn.

Vita xi mang

Neo trong dat thường sử dung loại vữa nguyên chat (vữa không có cấpphối) tuân theo tiêu chuẩn ASTM C150 Loại vữa xi măng cát có thé đượcdùng cho loại neo có lỗ khoan đường kính lớn Máy trộn vữa tốc độ caothường được sử dụng để đảm bảo sự đồng nhất giữa vữa và nước Tỷ lệtheo khối lượng nước/xi măng trong khoảng 0.40 đến 0.55 Xi măng loại Ithường được sử dụng với cường độ nhỏ nhất vào thời điểm tạo ứng suất là21 MPa Tùy vào đặc điểm của công trình, các phụ gia có thể được sử dụngđể tăng độ sụt cho vữa Các chất phụ gia không nhất thiết phải được sửdụng, nhưng sẽ có hiệu quả hơn nếu sử dụng phụ gia siêu dẻo khi bơm vữaở nhiệt độ cao và chiêu dài bơm lớn

Ứng dụng1.2.4.1 On định tường chắn đất hé đào sâu

Hình 1.17 - Ôn định tường chắn hỗ đào sâuNeo trong đất kết hợp với tường chan bang cọc chong va vat lát ngang hoặcbê tông phun, tường bê tông cốt thép, tường vây cọc ván tạo thành hệthống tường chan 6n định mái đất phục vụ công tác thi công các công trình :tang ham các tòa nhà, bể nước ngầm, nha ga tàu điện ngầm trong lòng dat,bãi đỗ xe ngầm Ưu điểm của hệ thống này là không chiếm mặt bằng thi

công, thời gian thi công nhanh, giá thành thấp hơn so với chống đỡ băng hệthống thanh chống và dầm giang bang thép truyền thong [4]

1.2.4.2 Ôn định tường chắn đường cao tốc- _ Tường chăn kết hợp neo thường được sử dung để ngăn lớp, tạo điều kiện

xây dựng mới đường, sử chữa đường, mở rộng hoặc điều chỉnh lại đườngcao toc

- _ Tường trọng lực thông thường có chi phí đắt hơn so với tường chăn kết hopneo vĩnh cửu bởi vì tường trọng lực cần có hệ chồng đỡ tạm thời và đôi khicần có hệ móng để hỗ trợ Tường có neo còn có thể được sử dụng cho việcxây dựng mo câu và ôn định mái dôc cho các mô câu cũ [2]

vr

Conventional

concrete Temporary ground

gravity wall + anchor

này có thé lớn hơn nhiều so với lực neo cân thiết dé giữ ôn định cho tườngchăn hố đào trong thi công đường cao tốc Hệ dầm ngang hoặc khối bê tôngcó thể được sử dụng để truyền lực từ neo sang khối đất tại vị trí mái dốc,giúp giữ 6n định mái dốc Việc lựa chọn sử dụng dầm ngang hay các khốibê tông phụ thuộc vào điều kiện kinh tế, mỹ quan, duy tu bảo dưỡng trongquá trình khai thác sử dụng.

Hình 1.20 - Ôn định mái dốc1.2.44 Ôn định kết cấu chịu luc day nồi

Các neo cô định thường được sử dụng dé chống lại lực đây nổi lên Lực daynoi được tạo ra do áp lực thủy tĩnh hay do kết cau mat ôn định mà bị lật do.Các kết cau xây dựng thông thường chống lai lực day nỗi bang tải trọng bảnthân Ưu điểm của việc sử dụng neo trong đất chồng lại lực đây nỗi là : khốilượng bê tông sàn thấp, khối lượng đào đất giảm Tuy nhiên, việc sử dụngneo cũng gặp phải một số hạn chế : sự thay đổi tải trọng neo có thé làm kếtcau bị lún xuống hoặc nâng lên, khó thi công chống thấm và ứng suất trongsản thay đôi nhiêu.

Hình 1.21 - Chong lực đây lên của sàn

Các neo có tải trọng kéo xuống có thé ứng dung để giữ 6n định cho đập bêtông Các đập cũ thường được yêu cầu tăng thêm độ 6n định dé đáp ứng cácquy định an toàn khi xét đến dòng chảy, động đất Neo trong đất có khả

năng chống lại tải trọng lật, xoay, chuyển vị do động đất

Hình 1.22 - Ôn định cho đập bê tông

1.3 Nhận xét chương 1

Hệ thống neo giữ 6n định tường chắn hỗ đào sâu đã được sử dung rất phobiến trên thế giới Hệ thống neo có thé được sử dụng làm kết cầu tạm thờiđể phục vụ thi công hoặc tham gia chịu lực cùng với hệ kết cầu Neo trongđất có nhiều ứng dụng trong xây dựng như: 6n định tường chan đất khi thicông hồ đào, 6n định tường chan cho đường cao tốc, ôn định mái dốc vàchồng sat lở, ôn định cho kết cầu sàn tầng ham chịu lực đây nổi, ôn địnhchống lật cho kết cau đập, 6n định mồ trụ cầu dây văng

Neo trong đất có ưu điểm là không chiếm mặt băng thi công nên hồ đảo rấtgon gàng, có thé thi công cho những hồ đào rất sâu hoặc mặt băng rất lớn.Tuy nhiên, nhược điểm của phương pháp này là thi công chậm, khó áp dụngcho khu vực đất yếu phân bố sâu, số lượng nhà thầu trong nước còn hạnchê

Câu tạo neo gồm có ba bộ phận chính là đoạn đầu neo liên kết với tườngchăn, đoạn chiều dài không liên kết bằng các tao cáp dựng ứng lực đượcbọc trong ống nhựa PVC và đoạn chiều dài liên kết (đoạn bầu neo) gồm cáctao cáp được boc băng vữa xi măng đê liên kêt với dat nên Lực từ tường

chăn sẽ truyên qua đầu neo, qua đoạn chiêu dài không liên kêt rôi đên đoạnbau neo, sau đó truyén vào dat đá.

Một ứng dung pho biến của neo trong dat là giữ 6n định tường chan hồ đàosâu Tường neo được phân loại thành tường mềm và tường cứng Tườngmềm gồm có tường cọc chống đứng va ván lát ngang tường cọc ván thép.Tường cứng là hệ thống tường gồm các cọc bê tông chèn nhau, tường bêtông cốt thép liên tục và tường bê tông cô thép không liên tục

Công trình VNPT TOWER là công trình có tầng hầm tương đối sâu(13.5m) với mặt bang tang hầm khá rộng (86.3x43.8m) Do đó, tác giả sửdụng phương pháp tường chăn bê tông liên tục kết hợp hệ neo giữ để thicông tầng ham Việc sử dung neo giúp cho mặt bang thi công tang hamthoáng, dễ thi công và cũng kinh tế hơn so với hệ giang thép hình

CHUONG 2 LY THUYET TINH TOAN TUONG TRONG

DAT CO NEO

2.1 Tong quat

- Khai niệm của việc su dụng tường trong đất có neo là tạo ra một khối đất tự6n định dé chống lại các yếu tô gây phá hoại từ bên ngoài trong quá trình thicông và sử dụng công trình Thiết kế của tường trong đất có neo tập trungvào việc xây dựng một bức tường hoàn chỉnh để kháng lại các điều kiện gâyphá hủy Việc thiết kế nên hạn chế chuyến bị của đất và tường, đồng thờiphải đáp ứng điều kiện vẻ kinh tế va tính khả thi Bên cạnh đó, trong quatrình thiết kế cần xem xét sự làm việc đồng thời của neo và tường trong quátrình chịu tai.

o Vùng gây tai lên tường Là nh ng 2

Ô/ ~— Khoảng cách tối thiểu

từ tường den bau neo

Tập hợp điểm sâu nhát theo

cơ che phá hủy (cân thiếtkê lực neo đê ôn định)

Hình 2.1 - Vai trò của neo đất trong việc ôn định tường chắn2.2 Áp lực đất

2.2.1 Tổng quát- Hé thống tường được thiết kế để kháng lại áp lực đất và nước phát triển

phía sau lưng tường Ap lực đất bao gồm tải trọng của ban thân khối đất,chuyển vị do động đất và các loại phụ tải Dé thiết kế hệ thong tường neo,can xét dén 3 trang thai cua ap luc dat : ap luc đất chủ động, áp lực đất bịđộng và áp lực đất ở trạng thái nghỉ [2|

(a) Phá hoại kéo

của neo

(f) Phá hoại do xoay tường về trước

(trước khi lăp đặt tâng neo đâu tiên)

(i) Pha hoại do trược

(b) Phả hoại do trượtgiữa đât và bâu neo

(c) Phá hoại do trượt giữa

thanh neo và bâu neo

(e) Phá hoại do không đủ

của đất; ứng suất theo phương ngang của đất; và góc ma sát trong của đất vàtường Đối với hệ thống tường mềm, thường sử dụng lý thuyết "đường baoáp lực đất biểu kiến" bán thực nghiệm [2]

2.2.2 Áp lực đất chủ động và bị động2.2.2.1 Lý thuyết Rankine

- Ap lực dat chủ động và bị động theo phương ngang thường được xét dé giớihạn ứng suất theo phương ngang trong khối đất Xét một tường trơn (gócma sát băng 0) chăn một khối đất có độ dốc bằng 0 (đây là điều kiện theo lýthuyết Rankine) Một khối đất có ứng suất hữu hiệu theo phương đứng o,(hình 2.4) Khi xem xét chuyển vị của tường, khối đất có thé bị phá hủytheo hai cách khác nhau Ứng suất theo phương ngang trong đất có thể tăngđến khi đất bị phá hủy tại B, khi ứng suất đạt giá trị lớn nhất Ơn (max):Trường hợp này xảy ra khi chuyên vi của tường làm tăng áp lực đất tại chântường (hình 2.3) Tương tự, ứng suất theo phương ngang có thé giảm đến

khi dat bị phá hủy tai A, khi ứng suất đạt giá trị nhỏ nhất ơn (min) Trườnghop này xảy ra khi chuyên vi của tường làm giảm ứng suat cua dat phía sautường (hình 2.3).

Giảm ứng suất Tăng ứng suất

phương ngang phương ngang

Hình 2.4 - Giới hạn ứng suất chủ động và bị động theo phương ngangTheo hình 2.4, ta có

Đôi với dat dính được xác định từ thông sô sức chong cat hữu hiệu @’ và ce’,hệ số áp lực đất chủ động và bị động được xác định như sau

5)~m.mn (45-5)

— 2 _— —_Ì) —_— — —Ka = tan (45 2 7 tan | 45 2 (2.3)